测试温箱的制作方法
【专利摘要】本发明提出一种测试温箱，包括箱体，所述箱体内开设有至少一个空腔，空腔壁隔开室温环境和所述箱体内的测试环境；所述空腔的至少一空腔壁可打开和关闭，并且该空腔的腔壁能够隔热，腔体内外之间可以实现直接的电气连接。本发明涉及半导体功能及可靠性测试领域，改进现有温箱结构，能够同时在一个温箱内测试多个被测对象，温箱内密闭的测试环境不受影响。温箱内外的电气连接通道不再受到侧面连接方式中的尺寸限制，可以直接实现超大通道容量、最短路径的电气连接，从而提高试验密度、实现符合现有高速电子产品的高速要求。
【专利说明】
测试温箱
技术领域
[0001 ]本发明属于半导体功能及可靠性测试领域，具体涉及一种测试温箱，该测试温箱可用于被测对象在指定温度环境下的测试。
【背景技术】
[0002]在半导体行业中，所有电子产品及其部件，如手机或者手机内部芯片、器件，或者航天部件等，均需要进行功能及可靠性测试，包括在极限高温或极限低温环境下测试这些对象，通常是将这些被测对象放置在测试温箱中，设置温箱内的温度，并通过施加电信号并引出测试数据，从而监控被测对象的性能。
[0003]现有的温箱，通常的结构为一箱体，箱体具有一个可打开关闭的箱门，箱体内部以水平或垂直方式放置一个或多个试验载板，在试验载板上放置被测对象，关闭箱门后形成一相对封闭的测试环境。由于需要对被测对象进行测试监控，一些做法是将控制被测对象运行并对其工作状态进行监控的控制部件直接放置于箱体内，而由于箱体内的温度通常是极限温度，控制部件在极限温度下工作是非常容易老化的，因而这种方式下控制部件的寿命很短；另一些做法是通过在箱体上开孔或槽，然后通过信号线或插座引出电气连接通道到外部的测试设备中，然而该方式依然存在问题，受开孔大小、导线直径、插座尺寸以及插座上接触点密度的限制，温箱内外只能实现较少的电气连接通道;而现在不少中、大规模电子产品对电气通道的需求远超出这种方式可以提供的通道数目，导致无法对受测对象实现全面的功能分析;此外，一根监控信号线通常只能连接一被测对象，如果一块试验载板原本可以实现更高试验密度，但因监控信号无法全部引出而被迫降低试验密度，将导致试验效率受限，试验成本增加。此外，目前通过信号线或插座接口引出的方式，信号线的传输速率低;而现有的电子产业，数据传输速率要求越来越高，该信号线引出的方式无法满足如此高速率的信号传输，从而模拟并测试产品在真实工作情况下的功能及可靠性情况。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题是提供一种测试温箱，改进现有温箱，能够在一个温箱内突破传统电气通道形式对内外连接的通道数量及测试速度的限制，大幅度提高温箱试验效率;温箱内密闭的测试环境不受影响，并且通道的高速传输速率可以真正适应现有的电子产品的试验需求。
[0005]为解决上述问题，本发明提出一种测试温箱，包括箱体，所述箱体内设有至少一个温区，每个温区内开设至少一个空腔，空腔壁隔开室温环境和所述箱体的测试环境;所述空腔的至少一空腔壁由可拆卸的试验载板构成，通过试验载板打开和关闭空腔，该试验载板插入箱体后形成的空腔壁能够隔热，且试验载板上的分别位于空腔内外的两个表面之间具有电气连接通道。
[0006]根据本发明的一个实施例，所述箱体内开设有多个空腔，各空腔在一个方向上或多个方向上并列间隔布置。
[0007]根据本发明的一个实施例，在所述空腔的一个立面上设置一透明窗口以及相关控制按键，当试验载板插入箱体形成密闭空腔后，通过透明观察窗口观察内部试验情况，通过相关按键进行控制电气连接通道上的被测试对象的测试操作。
[0008]根据本发明的一个实施例，在所述可拆卸试验载板上、在与箱体相交一个边缘具有多个插拔式电力接口、电信号或/和光信号通信接口，使得试验载板插入温箱后，从温箱本体获取电力供应，同时通过通信接口将试验载板接入到外部控制系统。
[0009]根据本发明的一个实施例，每个所述温区均还包括至少一个温度传感及温度控制部件，置于所述箱体的测试环境内，用以使测试环境达到指定的测试温度。
[0010]根据本发明的一个实施例，每个温区均还包括至少一个循环气流控制装置，置于所述温区的测试环境内，用以控制在所述温区的测试环境内形成循环气流。
[0011]根据本发明的一个实施例，在所述空腔上的当试验载板插入后与试验载板接触的位置，设置有用以连接试验载板的插拔式电力接口、电信号或/和光信号通信接口，使得试验载板插入温箱后，从温箱本体获取电力供应，同时通过通信接口将试验载板接入到外部控制系统。
[0012]根据本发明的一个实施例，所述试验载板构造为一可插入或抽出的试验载板式结构，试验载板的面向测试环境的一面安放被测试对象;试验载板的面向室温环境的一面设有支持被测试对象运行的控制子系统。
[0013]根据本发明的一个实施例，所述试验载板上设置有一定数量设置在所述电气连接通道中连通空腔内外的导体部件，以电导通连接置于测试环境中的被测对象和置于室温环境中的控制子系统;所述试验载板上还设有隔热部件，所述隔热部件包围导体部件并充满在测试环境及室温环境之间的部件的间隙，以隔开室温环境和所述箱体的测试环境。
[0014]根据本发明的一个实施例，所述试验载板中的导体部件为具有一定活动行程的金属探针，所述隔热部件同时构成为所述金属探针的探针容器的一部分。
[0015]根据本发明的一个实施例，所述箱体对应所述试验载板的位置处设有控制机构，用于将试验载板锁定或释放，及控制打开或关闭气体流动通道;正常使用中，当试验载板被控锁定时，控制打开气体流动通道；当气体流动通道被控关闭后，控制释放试验载板，使其对应的空腔被打开时不会影响箱体内其它腔体的正常工作。
[0016]采用上述技术方案后，本发明相比现有技术具有以下有益效果:通过在箱体内开设空腔，将现有的多个试验载板封闭在一个腔体内的箱体构造成为了包括一封闭测试环境的箱体，及位于箱体内但又被室温环境相隔开的多个独立的空腔，每个空腔仅设置一块试验载板，这样就可以避免在试验过程中需要处置某个试验载板时，因打开箱门而导致相同腔体内其它所有试验载板受到影响的情况。同时，还完全改变了现有试验载板必须完全处于试验箱腔体内部的情况，而将试验载板本身改造成密闭的空腔的一个组成部分，从而使得试验载板的两面分别处于试验温度环境内和开放的室温环境内。
[0017]温箱内外的电气连接通道不再受到侧面连接方式中的尺寸限制，可以直接实现超大通道容量、最短路径的电气连接，从而提高试验密度、实现符合现有高速电子产品的高速要求。
[0018]由于被试验对象与控制子系统分别位于试验载板的两面，中间设置电气连接通道，可以通过高密度短距离的金属探针直接连接，因而可以使得被测对象的测试数据通过金属探针直接传输给测试设备，而无需像现有技术的信号线一样通过长引线传输，解决了长引线传输速率低的问题。并且可以同时在箱体内的不同空腔中放置不同被测对象进行测试，实现了一箱体同时测试多被测对象;并且将控制子系统放置在室温环境中，不会像一些将支持部件放置在试验板上的应用那样因高低温环境而快速老化，因而寿命可以较久，工作更稳定。
【附图说明】
[0019]图1为本发明一实施例的测试温箱的半剖立体结构示意图；
[0020]图2为本发明一实施例的测试温箱的侧面剖视结构示意图；
[0021 ]图3为本发明一实施例的测试温箱的立体结构示意图；
[0022]图4为本发明另一实施例的测试温箱的立体结构示意图；
[0023]图5为本发明一实施例的测试温箱的内部气流示意图；
[0024]图6为本发明一实施例的测试温箱的电导通连接结构示意图。
[0025]图7为本发明一实施例的测试温箱的多温区结构示意图。
【具体实施方式】
[0026]为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的【具体实施方式】做详细的说明。
[0027]在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。
[0028]图1简单地示出了本发明实施例测试温箱，包括箱体I，在该箱体I内至少设有一个温区，每个温区内开设有至少一个空腔11，空腔壁隔开室温环境和箱体I的测试环境，而箱体I中相同温区内的所有空腔处于一个密闭的测试环境。室温环境可以指箱体I当下所处的环境，测试环境是指测试过程中，被测对象所处的环境，例如是极限高温或低温环境。
[0029]空腔11的至少一空腔壁可打开和关闭，由可拆卸的试验载板构成，通过试验载板打开和关闭空腔，该试验载板插入箱体后形成的空腔壁能够隔热，且试验载板上的分别位于空腔内外的两个表面之间具有电气连接通道。空腔11的作用一方面是通过隔热隔开了测试环境和室温环境，另一方面可以作为被测对象和控制子系统的通信媒介。
[0030]在可打开关闭的空腔壁即试验载板的面向测试环境的表面上，可以安置被测对象，被测对象可以是手机、手机芯片、器件、集成电路、航天器件等等，在可打开关闭的空腔壁的面向室温环境的表面上可以安置控制子系统，控制子系统可以是用来支持被测对象工作运行、并接收处理测试数据的测试设备，其余大型设备可以置于箱体I之外，从而被测对象和测试设备可以通过空腔壁的电导通部分直接进行通信，传输测试数据，避免了使用长引线，而该电导通部分可以做成各种传输速率的导电部件，因而可以适应各种电子产品的高速率，同时由于控制子系统是安置在室温环境中，因而测试过程中，不会受到高温或低温这些极限温度的影响，从而可以延长寿命。
[0031]箱体I内可以开设有多个空腔11，各空腔11在一个方向上或多个方向上并列布置。图3和4示出了不同形状的空腔11及其排列方式，空腔11形状及其排列方式并不限于图中所示，还可以为其他方式。
[0032]各空腔的排布情况也不一定是在箱体的竖直方向上排列，如图4中，各空腔Ilb依旧在其厚度方向上并列排布，在箱体Ib的横向方向上进行排布。同样空腔Ilb的一壁可以设置为试验载板111b，并且试验载板Illb可插入抽出的方式，但不限制于此。
[0033]可以理解，设置为可打开或关闭的空腔壁也可以是一空腔的两个以上空腔壁，只是在最佳情况下，仅将腔体上平行于循环气流运行方向、并平行于插拔方向的的一个面、连同面向并靠近操作者的一个面作为可打开关闭的空腔壁，从而可以方便放置被测对象。
[0034]此外，在图4中，空腔均以竖向方式设置箱体内，空腔壁从箱体的侧面中插入或取出，在一个实施例中，空腔也可以横向设置在箱体内，也就是空腔壁可以从箱体的上或下表面插入或取出。当然，可打开关闭的空腔壁也不一定要设置为试验载板的方式，也可以是翻开关合的盖板形式。
[0035]在图4中，空腔大体呈现为较扁的长方体腔，各空腔在竖直方向上并排排列，其中一个空腔壁具体做成一可插入或抽出的试验载板，可以方便被测对象的放置与取出，但空腔壁形式不限制于此，图中为试验载板被抽出的状态。试验载板一表面上用于放置或安置被测对象，并且该表面是面向测试环境的，另一表面上用于安置控制子系统，并且该表面是面向室温环境的，当试验载板被抽出时，箱体用来形成测试环境的部分便不是密闭的，当需要进行测试时，在试验载板相应位置上放置或设置被测对象，再将试验载板插入，从而形成空腔，以及箱体用来形成测试环境的部分便是密闭的，该试验载板也就是空腔的一个壁。
[0036]可选的，在空腔的一个立面上设置一透明窗口以及相关控制按键，当试验载板插入箱体形成密闭空腔后，通过透明观察窗口观察内部试验情况，通过相关按键进行控制电气连接通道上的被测试对象的测试操作。
[0037]在可拆卸试验载板上、在与箱体相交一个边缘具有多个插拔式电力接口、电信号或/和光信号通信接口，使得试验载板插入温箱后，从温箱本体获取电力供应，同时通过通信接口将试验载板接入到外部控制系统。
[0038]具体的，继续参看图4，在箱体表面上方设置温度循环控制装置401，温箱上开设有4个独立的空腔，作为试验腔体，每个空腔上设有一试验载板，试验载板上配有子系统控制面板407，子系统控制面板407上设有透明观察窗口，用来观察测试过程中的情况，但是这些部件的设置不影响测试过程中的封闭的测试环境，较佳的子系统控制面板407上还有一门把手。在图4中，测试温箱还可包括温箱控制面板403、温箱工作状态显示器402、紧急电源开关404，此外温箱还设置有主控制系统405，用来对测试温箱进行控制操作，此外箱体内还设置有供配电系统，为整个温箱内的电子部件提供电源供应。
[0039]在一个实施例中，在空腔上的当试验载板插入后与试验载板接触的位置，设置有用以连接试验载板的插拔式电力接口、电信号或/和光信号通信接口，使得试验载板插入温箱后，从温箱本体获取电力供应，同时通过通信接口将试验载板接入到外部控制系统。
[0040]进一步的，参看图5，每个温区均还包括至少一个温度传感及温度控制部件12，置于箱体的测试环境内，用以使测试环境达到指定的测试温度。在一个实施例中，温度传感及温度控制部件12例如是加热部件或制冷部件，若为加热部件，则可以是加热丝，通过控制加热丝加热到设定温度，若为制冷部件，则可以是液氮，控制液氮温度可以制冷至相应温度，当然也可以是其他用来改变温度的温控部件。
[0041]继续参看图5，每个温区内均还可包括至少一个循环气流控制装置13，置于温区的测试环境内，用以控制在温区的测试环境内形成循环气流。循环气流f绕各个空腔11表面，循环气流控制装置13加快气流f流动，可以加速箱体I内部测试环境达到所需测试温度，使得被测对象受热或受冷均匀。循环气流控制装置例如可以是一鼓风机，设置在箱体I的测试环境内，通过吹风，形成相对的负压和正压，从而气流f便会循环流动。
[0042]参看图7，一个温箱内可以设置多个温区，每个温区设置独立的温度传感、温度控制部件以及气流循环控制装置。温箱内的不同温区的试验控件完全独立，可实现在同一个箱体内同时设置多个不同的温度试验环境，从而提高用户设备利用率及试验效率。
[0043]在一个实施例中，可打开和关闭的空腔壁为一背板，例如像机箱的背板，背板上设置有用以配置空腔壁的电导通部分和隔热的转换接口。
[0044]继续参看图2，试验载板构造为一可插入或抽出的试验载板式结构，试验载板的面向测试环境的一面安放被测试对象，试验载板的面向室温环境的一面设有支持被测试对象运行的控制子系统。作为可打开关闭的空腔壁，试验载板111面向测试环境的表面，用来放置或安置被测试对象，被测试对象的放置或安置位置为设定的位置，具体是相应电气连接通道位置。在图2中，为了方便试验载板111的插入取出，在试验载板111的侧壁112上设置一把手113。
[0045]试验载板上可以设置有一定数量设置在电气连接通道中连通空腔内外的导体部件，以电导通连接置于测试环境中的被测对象和置于室温环境中的控制子系统;被测对象和控制子系统通过该导体部件电连接起来。试验载板上还设有隔热部件，隔热部件包围导体部件并充满在测试环境及室温环境之间的部件的间隙，以隔开室温环境和箱体的测试环境。
[0046]优选的，试验载板中的导体部件为具有一定活动行程的金属探针，隔热部件同时构成为金属探针的探针容器的一部分。
[0047]参看图6，导体部件为设置在试验载板上的探针301，隔热部件为探针的探针容器302。探针和探针容器为现有技术，将其用在本发明实施例的电气连接通道上，探针能够实现导电，并且传输数据速率高，此外探针容器正好可以用来隔热，因而制造起来十分的方便。
[0048]在一个实施例中，箱体对应所述试验载板的位置处设有控制机构，用于将试验载板锁定或释放，及控制打开或关闭气体流动通道;正常使用中，当试验载板被控锁定时，控制打开气体流动通道；当气体流动通道被控关闭后，控制释放试验载板，使其对应的空腔被打开时不会影响箱体内其它腔体的正常工作。
[0049]本发明虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定权利要求，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改，因此本发明的保护范围应当以本发明权利要求所界定的范围为准。
【主权项】
1.一种测试温箱，包括箱体，其特征在于，所述箱体内设有至少一个温区，每个温区内开设至少一个空腔，空腔壁隔开室温环境和所述箱体的测试环境;所述空腔的至少一空腔壁由可拆卸的试验载板构成，通过试验载板打开和关闭空腔，该试验载板插入箱体后形成的空腔壁能够隔热，且试验载板上的分别位于空腔内外的两个表面之间具有电气连接通道。2.如权利要求1所述的测试温箱，其特征在于，所述箱体内开设有多个空腔，各空腔在一个方向上或多个方向上并列间隔布置。3.如权利要求1所述的测试温箱，其特征在于，在所述空腔的一个立面上设置一透明窗口以及相关控制按键，当试验载板插入箱体形成密闭空腔后，通过透明观察窗口观察内部试验情况，通过相关按键进行控制电气连接通道上的被测试对象的测试操作。4.如权利要求3所述的测试温箱，其特征在于，在所述可拆卸试验载板上、在与箱体相交一个边缘具有多个插拔式电力接口、电信号或/和光信号通信接口，使得试验载板插入温箱后，从温箱本体获取电力供应，同时通过通信接口将试验载板接入到外部控制系统。5.如权利要求1-4中任意一项所述的测试温箱，其特征在于，每个所述温区均还包括至少一个温度传感及温度控制部件，置于所述箱体的测试环境内，用以使测试环境达到指定的测试温度。6.如权利要求5所述的测试温箱，其特征在于，每个温区均还包括至少一个循环气流控制装置，置于所述温区的测试环境内，用以控制在所述温区的测试环境内形成循环气流。7.如权利要求1所述的测试温箱，其特征在于，在所述空腔上的当试验载板插入后与试验载板接触的位置，设置有用以连接试验载板的插拔式电力接口、电信号或/和光信号通信接口，使得试验载板插入温箱后，从温箱本体获取电力供应，同时通过通信接口将试验载板接入到外部控制系统。8.如权利要求1-4或7所述的测试温箱，其特征在于，所述试验载板构造为一可插入或抽出的试验载板式结构，试验载板的面向测试环境的一面安放被测试对象;试验载板的面向室温环境的一面设有支持被测试对象运行的控制子系统。9.如权利要求8所述的测试温箱，其特征在于，所述试验载板上设置有一定数量设置在所述电气连接通道中连通空腔内外的导体部件，以电导通连接置于测试环境中的被测对象和置于室温环境中的控制子系统;所述试验载板上还设有隔热部件，所述隔热部件包围导体部件并充满在测试环境及室温环境之间的部件的间隙，以隔开室温环境和所述箱体的测试环境。10.如权利要求9所述的测试温箱，其特征在于，所述试验载板中的导体部件为具有一定活动行程的金属探针，所述隔热部件同时构成为所述金属探针的探针容器的一部分。11.如权利要求1-4或7所述的测试温箱，其特征在于，所述箱体对应所述试验载板的位置处设有控制机构，用于将试验载板锁定或释放，及控制打开或关闭气体流动通道;正常使用中，当试验载板被控锁定时，控制打开气体流动通道；当气体流动通道被控关闭后，控制释放试验载板，使其对应的空腔被打开时不会影响箱体内其它腔体的正常工作。
【文档编号】G01R31/26GK106019114SQ201610462669
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年6月23日
【发明人】赵龙
【申请人】上海战旗电子有限公司