测试装置、测试系统和测试方法与流程

文档序号:17817109发布日期:2019-06-05 21:51
测试装置、测试系统和测试方法与流程

本发明涉及一种测试装置、一种测试系统和一种测试方法,且涉及用以使用非接触式技术(non-contact technique)来测试无线模块(wireless module)的一种测试装置、一种测试系统和一种测试方法。



背景技术:

无线模块(例如:毫米波RF无线模块(mmWave RF wireless module))可以利用空中发射方式(over the air,OTA)来做测试。此种测试可在测试房间(testing room)(或测试室(testing chamber))中执行,其中(例如在其内部表面上)安置了多个吸收器。此种测试房间(或测试室)的体积相当大。举例来说,其大小可为6米(m)×6m×6m,或60厘米(cm)×60cm×60cm。另外,此种测试可能会花费很长时间。因此,此种测试可能不适合用以测试量产的装置,即,此种测试不适合做为大批量生产工艺或量产过程(mass production process)中的一部分。



技术实现要素:

根据一个方面,在一些实施例中,一种测试装置包含测试基座(testing socket)和反射器(reflector)。所述测试基座界定容纳空间(accommodating space)。所述反射器安置于所述容纳空间中且具有彼此非平行的多个反射表面。所述反射表面界定发射空间(transmission space)。

根据另一方面,在一些实施例中,一种测试装置包含测试夹具(testing fixture)和装置托座(device holder)。所述测试夹具界定第一开口和与所述第一开口相对的第二开口,且具有多个反射表面。所述反射表面界定所述第一开口与所述第二开口之间的发射空间。所述装置托座安置于所述发射空间中且界定上开口。所述装置托座包含至少一个第一信号发射部分和第二信号发射部分。所述装置托座的所述上开口对应于所述测试夹具的所述第一开口。所述第一信号发射部分和所述第二信号发射部分界定承接空间,且所述第二信号发射部分与所述上开口相对。

根据另一方面,在一些实施例中,一种测试系统包含测试装置、电路板和测试器(tester)。所述测试装置包含测试基座、反射器和装置托座。所述测试基座界定第一开口、与所述第一开口相对的第二开口,和所述第一开口与所述第二开口之间的容纳空间。所述反射器安置于所述容纳空间中且具有多个反射表面。所述装置托座安置于所述容纳空间中且界定用以容纳受测装置(device under test,DUT)的承接空间(receiving space)。所述装置托座包含至少一个第一信号发射部分和第二信号发射部分。所述电路板安置于所述测试基座的所述第一开口上方且经配置以电连接到所述DUT。所述测试器安置于所述测试基座的所述第二开口下且电连接到所述电路板。所述测试器包含对应于所述测试基座的所述第二开口的测试天线。

根据另一方面,在一些实施例中,一种测试方法包含:(a)提供测试板和DUT,所述DUT包含第一表面、与所述第一表面相对的第二表面,和邻近于所述第一表面的多个电接点;和(b)在所述DUT的所述第一表面上施加吸力,以使得所述DUT的所述电接点电连接到所述测试板。

附图说明

当结合附图阅读时,从以下详细描述易于理解本发明的一些实施例的方面。应注意,各种结构可能未按比例绘制,且各种结构的尺寸可出于论述清晰起见任意增大或减小。

图1说明根据本发明的一些实施例的测试装置的剖面图。

图2说明图1中所展示的测试装置的俯视图。

图3说明图1的测试装置的装置托座的剖面图。

图4说明图3中所展示的装置托座的立体图。

图5说明根据本发明的一些实施例的装置托座的剖面图。

图6说明图5中所展示的装置托座的立体图。

图7说明图1的测试装置的测试基座的立体图。

图8说明图1的测试装置的反射器的立体图。

图9说明图1的测试装置的测试夹具的立体图。

图10说明根据本发明的一些实施例的测试夹具的剖面图。

图11说明根据本发明的一些实施例的测试夹具的剖面图。

图12说明根据本发明的一些实施例的测试夹具的剖面图。

图13说明根据本发明的一些实施例的测试夹具的剖面图。

图14说明根据本发明的一些实施例的测试装置的剖面图。

图15说明图14中所展示的测试装置的俯视图。

图16说明图14和图15中所展示的装置托座的立体图。

图17说明根据本发明的一些实施例的测试装置的剖面图。

图18说明图17中所展示的测试装置的俯视图。

图19说明图17和图18中所展示的装置托座的立体图。

图20说明根据本发明的一些实施例的测试系统的剖面图。

图21说明根据本发明的一些实施例的测试方法的实例的一或多个阶段。

图22说明根据本发明的一些实施例的测试方法的实例的一或多个阶段。

图23说明图22中所展示的测试方法的一或多个阶段的俯视图。

图24说明根据本发明的一些实施例的测试方法的实例的一或多个阶段。

图25说明根据本发明的一些实施例的测试系统的辐射路径。

图26说明根据本发明的一些实施例的测试系统的辐射路径。

图27说明根据本发明的一些实施例的测试系统的各种尺寸。

图28说明根据本发明的一些实施例的测试系统的示意图。

具体实施方式

贯穿图式和实施方式使用共同参考编号以指示相同或相似组件。从结合附图的以下详细描述将更容易理解本发明的实施例。

以下揭示内容提供用于实施所提供主题的不同特征的许多不同实施例或实例。在下文描述组件和布置的特定实例以阐明本发明的特定方面。当然,这些组件、值、操作、材料和布置仅为实例且不希望为限制性的。举例来说,在本文中所提供的描述中,第一特征在第二特征上方或上的形成可包含第一特征以及第二特征直接接触地形成或安置的实施例,且也可包含额外特征可在第一特征与第二特征之间形成或安置使得第一特征与第二特征可不直接接触的实施例。另外,本发明可在本文中所提供的各种实例中重复参考数字和/或字母。此重复是出于简化和清楚的目的,且本身并不指示所论述各种实施例和/或配置之间的关系。

在比较性测试过程中,受测装置(device under test,DUT)可具有第一表面和与第一表面相对的第二表面。DUT可包含多个焊料凸块和天线。焊料凸块可安置于第一表面上,且天线可安置于第二表面上。在测试过程期间,测试夹具(testing fixture)从DUT的第二表面拾取(picks up)DUT。因此,测试夹具的硬材料(例如金属材料)可能会接触第二表面上的天线。因此,会不利地影响天线的效率(例如经由天线的变形)。

如果DUT包含多个天线,那么DUT的天线可从不同方向发射信号。然而,用以接收DUT的天线的信号的测试天线处于固定位置。因此,在测试过程期间,DUT和测试夹具必须旋转360度,以使得来自DUT的所有信号可被测试天线接收到。此种测试夹具非常难以设计。

本公开提供一种可在大批量生产(即,量产)期间用于生产线中的测试装置。在一些实施例中,测试装置包含安置于测试基座的容纳空间中的反射器,以使得反射器可将来自DUT的信号反射到测试天线。因此,可有效地减小测试装置的大小。本发明的一些实施例至少提供一种测试方法,其在DUT的第一表面上提供吸力以使得DUT的第一表面上的电接点电连接到测试板。

图1说明根据本发明的一些实施例的测试装置1的剖面图。图2说明图1中所展示的测试装置1的俯视图。应注意,图1是沿着图2的线I-I截取的剖面图。测试装置1包含测试夹具(testing fixture)11(包含例如测试基座(testing socket)12和反射器(reflector)14)和装置托座(device holder)2。

测试基座12界定容纳空间(accommodating space)123、第一开口125和第二开口126。第二开口126与第一开口125相对,且容纳空间123安置于第一开口125与第二开口126之间。容纳空间123、第一开口125与第二开口126彼此连通。在一些实施例中,测试基座12包含一或多个侧壁121(例如四个侧壁121)和底壁122。侧壁121的相应顶部部分可界定第一开口125。侧壁121可连接到底壁122以界定容纳空间123。底壁122可界定第二开口126。如图1中所展示,第二开口126可定位于底壁122的中心处且可延伸穿过底壁122。第一开口125的宽度大于第二开口126的宽度(例如约1.3倍或更大、约1.5倍或更大或约2倍或更大)。在一些实施例中,侧壁121与底壁122一体成型为单体结构。另外,测试基座12可在侧壁121的顶部(例如上表面1211)中进一步界定多个狭槽(slot)127,所述狭槽127用于承接装置托座2的延伸部分22。

反射器14安置于测试基座12的容纳空间123中,且包含彼此非平行的多个反射表面143。反射表面143是倾斜表面且界定发射空间(transmission space)144。如图1中所展示,反射器14界定第一开口145和与第一开口145相对的第二开口146,且第一开口145的宽度不同于第二开口146的宽度。第一开口145的宽度大于第二开口146的宽度(例如约1.3倍或更大、约1.5倍或更大或约2倍或更大),且发射空间144安置于第一开口145与第二开口146之间。发射空间144、第一开口145与第二开口146彼此连通。

反射器14的材料可包含金属,例如铝、铜、铁或钢、其它反射性金属或其合金。在一些实施例中,反射器14的反射表面143是平坦表面或弯曲表面。在一些实施例中,一个反射表面143可包含彼此非平行的两个或多于两个子表面(sub-surfaces)。反射器14可包含四个弯曲的角落表面147,且弯曲的角落表面147中的每一个安置于两个反射表面143之间(以顺时针方式)。因此,在两个反射表面143之间(以顺时针方式)可能不存在平坦的倾斜表面。在一些实施例中,反射器14包含四个反射部分14'。反射部分14'中的每一个的剖面是三角形,且所有反射部分14'可一体成型为单体结构。反射器14可一体成型为单体结构。反射部分14'中的每一个具有反射表面143、外部表面141和底部表面142。因此,反射器14具有四个外部表面141和底部表面142。第一开口145由四个反射部分14'的顶部边缘界定,且第二开口146由四个反射部分14'的底部内部边缘界定。当反射器14放置于测试基座12中时,反射器14的外部表面141和底部表面142分别接触测试基座12的侧壁121和底壁122的内部表面。另外,反射器14的第一开口145对应于测试基座12的第一开口125且与其对准,且反射器14的第二开口146对应于测试基座12的第二开口126且与其对准。因此,测试基座12的第二开口126与反射器14的发射空间144连通。如图1中所展示,反射表面143在测试基座12的侧壁121的顶部的内部边缘与测试基座12的第二开口126的侧壁的顶部边缘之间延伸。

装置托座2安置于测试夹具11的反射器14的发射空间144中,且由测试夹具11(由例如测试基座12或反射器14)支撑。如图1中所展示,装置托座2包含承接部分(receiving portion)21和延伸部分(extending portion)22。承接部分21界定承接空间(receiving space)23以用于收纳受测装置(device under test,DUT)4(见图20)。延伸部分22从承接部分21延伸到测试夹具11的测试基座12的上表面1211。在一些实施例中,延伸部分22可定位于或耦合于测试基座12的侧壁121的狭槽(slot)127中。如图1和图2中所展示,装置托座2安置于容纳空间123中和发射空间144中,以使得承接空间23被反射器14的反射表面143包围,且反射器14的反射表面143面朝向装置托座2的承接空间23。

另外,装置托座2的承接部分21界定上开口24。装置托座2的上开口24对应于测试夹具11的测试基座12的第一开口125和测试夹具11的反射器14的第一开口145。另外,装置托座2的承接部分21包含至少一或多个第一信号发射部分(first signal transmission portion)211和第二信号发射部分(second signal transmission portion)212。第一信号发射部分211连接到第二信号发射部分212,且第一信号发射部分211和第二信号发射部分212一起界定承接空间23。第二信号发射部分212与上开口24相对。如图1和图2中所展示,装置托座2的承接部分21包含分别对应于承接部分21的四个侧边的四个第一信号发射部分211。第二信号发射部分212对应于承接部分21的底侧。另外,延伸部分22从第一信号发射部分211延伸到夹具11的测试基座12的上表面1211。

图3说明图1的测试装置1的装置托座2的剖面图。图4说明图3中所展示的装置托座2的立体图。装置托座2可包含多个条带(strip)或棒(bar),且可一体成型为单体结构。在一些实施例中,装置托座2的材料可例如塑料、木头、丙烯酸(acrylic)或气凝胶(aerogel)。承接部分21的第一信号发射部分211界定侧向开口2111,且包含侧向开口2111和第一条带部分2112。承接部分21的第二信号发射部分212界定下开口2121,且包含下开口2121和第二条带部分2122。第二条带部分2122可固持或托住DUT 4的底部边缘(见图20)。因此,装置托座2的承接空间23通过下开口2121和侧向开口2111与反射器14的发射空间144连通(见图1)。图3和图4的装置托座2可被称作“网袋型(net bag type)”。

图5说明根据本发明的一些实施例的装置托座2a的剖面图。图6说明图5中所展示的装置托座2a的立体图。装置托座2a类似于图3和图4中所展示的装置托座2,但是不同处如下。如图5和图6中所展示,第一信号发射部分211可包含第一信号发射部分211a,且第一信号发射部分211a的第一条带部分2112a朝向侧向开口2111a延伸。因此,图5和图6的第一信号发射部分211a的侧向开口2111a的大小小于图3和图4的第一信号发射部分211的侧向开口2111的大小。延伸的第一条带部分2112a可固持DUT 4的侧表面47(见图20)。

图7说明图1的测试装置1的测试基座12的立体图。测试基座12可包含四个侧壁121和底壁122。侧壁121的顶部部分可界定第一开口125。侧壁121可连接到底壁122以界定容纳空间123。底壁122可界定第二开口126。第二开口126可定位于底壁122的中心处且可延伸穿过底壁122。第一开口125的宽度大于第二开口126的宽度(例如约1.3倍或更大、约1.5倍或更大或约2.0倍或更大)。在一些实施例中,侧壁121与底壁122一体成型为单体结构。另外,测试基座12可在侧壁121的顶部(例如上表面1211)中进一步界定用于承接装置托座2的延伸部分22的多个狭槽127。

图8说明图1的测试装置1的反射器14的立体图。反射器14可包含彼此非平行的四个反射表面143,且界定第一开口145、与第一开口145相对的第二开口146,和第一开口145与第二开口146之间的发射空间144。第一开口145的宽度大于第二开口146的宽度(例如约1.3倍或更大、约1.5倍或更大或约2.0倍或更大)。另外,反射器14可进一步包含四个弯曲的角落表面147,且弯曲的角落表面147中的每一个安置于两个反射表面143之间(以顺时针方式)。因此,两个反射表面143之间(以顺时针方式)可能不存在平坦的倾斜表面。在一些实施例中,反射器14可一体成型为单体结构。反射器14具有一或多个外部表面141(例如四个外部表面141)和底部表面142。第一开口145由四个反射表面143的顶部边缘界定,且第二开口146由四个反射表面143的底部内部边缘界定。

图9说明图1的测试装置1的测试夹具11的立体图。当反射器14放置于测试基座12的容纳空间123中以便形成测试夹具11时,反射器14的外部表面141和底部表面142分别接触测试基座12的侧壁121和底壁122的内部表面。另外,反射器14的第一开口145对应于测试基座12的第一开口125,且反射器14的第二开口146与测试基座12的第二开口126对准。因此,测试基座12的第二开口126与反射器14的发射空间144连通。

图10说明根据本发明的一些实施例的测试夹具11a的剖面图。测试夹具11a类似于图1和图9中所展示的测试夹具11,其不同处如下所述。如图10中所展示,图1和图9的反射器14与测试基座12可一体成型为单体结构以形成测试夹具11a。即,测试夹具11a是单体结构,在图1和图9的反射器14与测试基座12之间可能不存在边界。测试夹具11a可界定第一开口115和与第一开口115相对的第二开口116,且可包含多个反射表面113,其界定第一开口115与第二开口116之间的发射空间114。第一开口115的宽度大于第二开口116的宽度(例如约1.3倍或更大、约1.5倍或更大或约2.0倍或更大)。测试夹具11a可在其顶部(例如上表面)上进一步界定多个狭槽117,其用于承接装置托座2的延伸部分22。测试夹具11a的材料可反射材料,例如金属。因此,反射表面113可反射电磁信号。

图11说明根据本发明的一些实施例的测试夹具11b的剖面图。测试夹具11b类似于图10中所展示的测试夹具11a,其不同处如下所述。如图11中所展示,测试夹具11b的材料可包含非反射材料,且例如金属的反射材料118安置(例如涂布)于反射表面113上。

图12说明根据本发明的一些实施例的测试夹具11c的剖面图。测试夹具11c类似于图1和图9中所展示的测试夹具11,其不同处如下所述。如图12中所展示,反射器14a可与图1和图9的反射器14相同,但可相反地安置(即,倒放)。因此,反射器14a的底部表面142面朝上,且不接触测试基座12的底壁122的内表面。另外,图1的第二开口146变成图12中的第一开口145a,且图1的第一开口145变成图12中的第二开口146a。第一开口145a的宽度小于第二开口146a的宽度(例如约3/4倍或更小、约1/2倍或更小或约1/4倍或更)。在一些实施例中,反射器14a与测试基座12可一体成型为单体结构。测试夹具11c可一体成型为单体结构。

图13说明根据本发明的一些实施例的测试夹具11d的剖面图。测试夹具11d类似于图1和图9中所展示的测试夹具11,其不同处如下所述。如图13中所展示,反射器14b可包含反射器14和内环部分14c。图13的反射器14可与图1和图9的反射器14相同。内环部分14c可安置于反射表面143上。内环部分14c的一部分的剖面可大体上三角形的。内环部分14c的顶面148面朝上,且界定第一开口145b。内环部分14c的顶面148可大体上平行于反射器14的底部表面142。内环部分14c可包含多个反射表面149,其与反射器14的反射表面143大体上相交。反射表面143中的一个与反射表面149中的一个之间的一或多个接点可定义为曲线。内环部分14c的反射表面149与反射器14的未被覆盖的反射表面143一起界定发射空间144'。

内环部分14c的反射表面149与反射器14的反射表面143之间的相交部分(接点)界定第三开口147b。另外,图1的第二开口146变成图13中的第二开口146b。因此,反射器14b界定第一开口145b、第二开口146b和第三开口147b。第三开口147b位于第一开口145b与第二开口146b之间,且第三开口147b的宽度不等于第一开口145b和第二开口146b的宽度。如图13中所展示,第三开口147b的宽度大于第一开口145b和第二开口146b的宽度(例如约1.3倍或更大、约1.5倍或更大或约2.0倍或更大)。在一些实施例中,反射器14与内环部分14c可一体成型为单体结构。反射器14b可一体成型为单体结构。在一些实施例中,反射器14b与测试基座12可一体成型为单体结构。测试夹具11d可一体成型为单体结构。

图14说明根据本发明的一些实施例的测试装置1a的剖面图。图15说明图14中所展示的测试装置1a的俯视图。测试装置1a包含测试夹具11e(包含例如测试基座12a和反射器14)和装置托座2b。测试基座12a类似于图1和图2的测试基座12,其不同处如下所述,测试基座12a进一步包含从测试基座12a的侧壁121的顶部(例如上表面1211)突出的突出环128。测试基座12a的侧壁121的突出环128与上表面1211一起界定容纳区域(accommodating area)129,其用于承接装置托座2b的延伸部分25。

装置托座2b包含承接部分21和延伸部分25。装置托座2b的承接部分21与图1和图2的装置托座2的承接部分21相同。即,装置托座2b的承接部分21界定承接空间23和上开口24。承接空间23可用于收纳DUT 4(见图20)。装置托座2b的上开口24对应于测试夹具11e的测试基座12a的第一开口125和测试夹具11e的反射器14的第一开口145。装置托座2b的延伸部分25从承接部分21延伸到测试夹具11e的测试基座12a的上表面1211。在一些实施例中,延伸部分25可定位于容纳区域129中。因此,延伸部分25的外围的底部由测试夹具11e的测试基座12a的上表面1211支撑,且延伸部分25的外侧表面受突出环128限制。

图16说明图14和图15中所展示的装置托座2b的立体图。装置托座2b类似于图3和图4的装置托座2,其不同处如下所述,装置托座2b的延伸部分25为平板,且其具有对应于承接部分21的中心通孔。装置托座2b可被称作“帽型(hat type)”。图14到图16的装置托座2b的刚度可比图3和图4的装置托座2承受更大的向下按压力,且可提供DUT的位置的良好稳定性。

图17说明根据本发明的一些实施例的测试装置1b的剖面图。图18说明图17中所展示的测试装置1b的俯视图。测试装置1b包含测试夹具11f(包含例如测试基座12b和反射器14)和装置托座2c。测试基座12b类似于图1和图2的测试基座12,其不同处如下所述,测试基座12b不包含狭槽127。

装置托座2c包含承接部分21c和固体部分(solid portion)26。装置托座2c是固体块结构(solid block structure)。装置托座2c的承接部分21c界定承接空间23和上开口24。承接空间23用于承接或收纳DUT。装置托座2c的上开口24对应于测试夹具11f的测试基座12b的第一开口125和测试夹具11f的反射器14的第一开口145。装置托座2c的承接部分21c包含至少一个第一信号发射部分211c和第二信号发射部分212c。第一信号发射部分211c连接到第二信号发射部分212c,且第一信号发射部分211c和第二信号发射部分212c一起界定承接空间23。第二信号发射部分212c与上开口24相对。如图17中所展示,第一信号发射部分211c可为承接部分21c的内部侧壁,且第二信号发射部分212c可为承接部分21c的内部底壁。

另外,固体部分26可具有上表面261、底部表面262和多个外部表面263。底部表面262与上表面261相对,且外部表面263在上表面261与底部表面262之间延伸。承接部分21c凹入于上表面261中,且底部表面262面朝向测试基座12b的第二开口126。在一些实施例中,固体部分26可放置于测试基座12b的容纳空间123中。因此,装置托座2c可由测试夹具11f的反射器14的反射表面143支撑,且外部表面263接触反射器14的反射表面143。在一些实施例中,装置托座2c的材料可包含塑料、木头、丙烯酸或气凝胶。装置托座2c的大小可大体上等于发射空间144的大小,且上表面261可与测试基座12b的上表面1211大体上共面。

图19说明图17和图18中所展示的装置托座2c的立体图。装置托座2c是固体块结构,且从上表面261到底部表面262渐缩。图17到19的装置托座2c的刚度可比图3到图4的装置托座2承受更大的向下按压力,且提供DUT的位置的极佳稳定性。

图20说明根据本发明的一些实施例的测试系统3的剖面图。测试系统3包含测试装置1、DUT 4、顶部电路板34(例如测试板(test board))、搬运臂(handler arm)30、夹头(chuck)32、连接基座(connecting socket)35、转换器板(convertor board)36、测试器(tester)38、底部电路板50(例如负载板(load board))、板加强件(board stiffener)52和测试天线(test antenna)54。图20的测试装置1与图1和图2的测试装置1相同,且包含测试夹具11(包含例如测试基座12和反射器14)和装置托座2。

DUT 4安置于装置托座2的承接空间23中,且DUT 4包含至少一个信号发射源,其对应于第一信号发射部分211和第二信号发射部分212中的至少一个。信号发射源可具有发射/接收信号的功能。在一些实施例中,DUT 4可为封装结构,且可具有第一表面41、与第一表面41相对的第二表面42,和多个侧表面47。DUT 4可包含衬底43、至少一个电气组件44、封装体(encapsulant)45和天线46。因此,DUT 4为具有天线的封装(antenna in package,AiP)。举例来说,DUT 4可为例如毫米波无线模块(mmWave wireless module)的无线模块。在一个实施例中,DUT 4可为具有30GHz到80GHz的频率的射频(radio frequency,RF)AiP。

衬底43邻近于第一表面41,且包含邻近于其上表面(即,第一表面41)的多个电接点431(例如焊球或焊料凸块)。电气组件44,例如半导体裸片和/或被动组件,电连接到衬底43的下表面。封装体45,例如模制化合物(molding compound),覆盖衬底43的下表面和电气组件44。天线46嵌入于封装体45中或安置于封装体45上。即,天线46邻近于DUT 4的第二表面42。天线46的底部部分可从DUT 4的第二表面42暴露,且天线46的侧部的一部分可从DUT 4的侧表面47暴露。因此,DUT 4的侧表面47可为对应于装置托座2的第一信号发射部分211的信号发射源,且DUT 4的第二表面42可为对应于装置托座2的第二信号发射部分212的信号发射源。如图20中所展示,天线46可以是面朝下。

转换器板36安置于测试夹具11的测试基座12的顶部部分(例如上表面1211)上,且位于装置托座2的延伸部分22上。转换器板36可包含具有布局线(layout line)的至少一个电路层361和多个弹簧式顶针(pogo pins)362(或其它电连接件)。转换器板36可呈环形状,且界定中心通孔以暴露装置托座2的承接空间21。

顶部电路板34(例如印刷电路板(print circuit board,PCB))安置于测试装置1的测试基座12的第一开口125上方,且电连接到转换器板36和DUT 4。在一个实施例中,顶部电路板34经由夹头32附接到搬运臂30。夹头32可用于向DUT 4施加吸力。在一个实施例中,顶部电路板34包含至少一个反射部分341,其邻近于所述顶部电路板34下表面以用于反射信号。在一些实施例中,反射部分341可为顶部电路板34的最外部金属层,且可从保护层暴露。如图20中所展示,装置托座2的延伸部分22的一部分安置于测试基座12与顶部电路板34之间。

连接基座35附接到顶部电路板34的下表面,且包含多个测试探针351。测试探针351的一端用以接触DUT 4的电接点431,且测试探针351的另一端用以接触顶部电路板34。当夹头32抽吸(suck)DUT 4的第一表面41时,DUT 4可经由电接点431和测试探针351电连接到顶部电路板34。

测试器38、底部电路板50和板加强件52安置于测试装置1下方。板加强件52安置于测试器38上且用于支撑底部电路板50。即,测试器38经由板加强件52支撑底部电路板50。测试装置1安置于底部电路板50上。因此,底部电路板50安置于测试装置1与测试器38之间。底部电路板50界定通孔501,其与测试基座12的第二开口126对准。在一些实施例中,底部电路板50可经由转换器板36电连接到顶部电路板34。在一些实施例中,底部电路板50可电连接到测试器38。

测试器38经由转换器板36电连接到顶部电路板34。测试器38包含测试天线54、降频转换器(down converter)381、增频转换器(up converter)382、电力供应器383和测试计算机384。测试天线54邻近于测试基座12的第二开口126。如图20中所展示,测试天线54的一部分安置于测试基座12的第二开口126中和底部电路板50的通孔501中,以使得测试天线54暴露于发射空间144中。举例来说,测试天线54的类型可为喇叭天线(horn antenna)、贴片天线(patch antenna)、阵列天线(array antenna)或射频单元(radio frequency unit,RU)。电力供应器383和测试计算机384电连接到转换器板36和顶部电路板34以控制DUT 4。测试计算机384可包含处理器,且可执行写在机器可读媒体(machine-readable medium)上的指令,所述指令在由处理器执行时使得处理器执行本文中所描述的过程,例如分析电磁信号。

在图20中所说明的实施例中,测试系统3可测试DUT 4的发射功能和/或接收功能。举例来说,在第一测试模式下,其用以测试DUT 4的发射功能。测试器38控制DUT 4以发射高频波(例如具有约数毫米的波长的毫米波)。从DUT 4发射的高频波可通过装置托座2的第一信号发射部分211和/或第二信号发射部分212,接着被反射器14的反射表面143反射,且接着由测试天线54接收到。接着,来自测试天线54的信号可由降频转换器381降到中频。最后,测试器38可根据对来自降频转换器381的信号的分析而确定DUT 4是否达成所要的发射功能。另外,在第二测试模式下,其用以测试DUT 4的接收功能。测试器38通过增频转换器382将中频信号处理成高频信号。接着,测试器38控制测试天线54以发射高频波(例如毫米波)。从测试天线54发射的高频波可由反射器14的反射表面143反射、接着通过装置托座2的第一信号发射部分211和/或第二信号发射部分212,且接着由DUT 4接收到。最后,测试器38可根据对来自DUT 4的信号的分析而确定DUT 4是否达成所要的接收功能。

因此,可在空气中(例如仅在空气中)发射波。因此,装置托座2的材料可大体上不会影响测试结果,以使得装置托座2的材料可以不是测试过程的显著环境变量。另外,由于反射表面143的设计,发射在发射空间144中的所有波可由测试天线54或DUT 4接收到。因此,测试装置1的大小可减小到X×X×X尺寸,其中X是例如约30cm或更小、约10cm或更小或约5cm或更小。测试装置1的尺寸不必彼此相等。另外,与比较性测试方法相比,此测试方法可在更少时间中执行。因此,此测试装置1可在大批量生产(即,量产)期间用于生产线中。另外,在测试过程中,DUT 4不必旋转360度,因此,测试装置1的测试夹具11可更易于设计和制造。

图21到图24说明根据本发明的一些实施例的测试方法。参考图21,提供了DUT 4、顶部电路板34(例如测试板)、搬运臂30、夹头32和连接基座35。在一些实施例中,DUT 4可为封装结构,且可具有第一表面41、与第一表面41相对的第二表面42,和多个侧表面47。DUT 4可包含衬底43、至少一个电气组件44、封装体45和天线46。衬底43邻近于第一表面41,且包含自由区域(free area)432和邻近于DUT 4的上表面(例如第一表面41)的多个电接点431(例如焊球或焊料凸块)。自由区域432位于衬底43的上表面(例如DUT 4的第一表面41)上,且不具有电接点。因此,自由区域432是供夹头32接触的区域。电气组件44,例如半导体裸片或被动组件,电连接到衬底43的下表面。封装体45,例如模制化合物,覆盖衬底43的下表面和电气组件44。天线46嵌入于封装体45中或安置于封装体45上。即,天线46邻近于DUT 4的第二表面42。天线46的底部部分可从DUT 4的第二表面42暴露,且天线46的侧部的一部分可从DUT 4的侧表面47暴露。如图21中所展示,天线46可面朝下。

顶部电路板34经由夹头32附接到搬运臂30。夹头32用于向DUT 4施加吸力。连接基座35附接到顶部电路板34的下表面,且包含多个测试探针351。

接着,夹头32在DUT 4的第一表面41的自由区域432上提供吸力321。因此,夹头32抽吸DUT 4的第一表面41,且DUT 4的电接点431可经由测试探针351电连接到顶部电路板34。

参考图22和图23,图23是图22的俯视图。图22和图23展示经提供以安置于测试装置1的测试基座12的顶面1211上的转换器板36。

参考图24,测试器38、底部电路板50和板加强件52设置为安置于测试装置1下方。板加强件52安置于测试器38上且用于支撑底部电路板50。测试装置1安置于底部电路板50上。在一些实施例中,底部电路板50可经由转换器板36电连接到顶部电路板34。在一些实施例中,底部电路板50可电连接到测试器38。测试器38经由转换器板36电连接到顶部电路板34。测试器38包含测试天线54、降频转换器381、增频转换器382、电力供应器383和测试计算机384。

接着,向下移动由DUT 4、顶部电路板34、搬运臂30、夹头32与连接基座35所构成的组合件(assembly)。因此,如图20中所展示,DUT 4可安置于测试基座12上的装置托座2的承接部分21中。装置托座2容纳DUT 4的下表面(例如第二表面42)和DUT4的侧表面47。

图25说明根据本发明的一些实施例的测试系统3的辐射路径。DUT 4的天线46可为端射天线(end fire antenna)。由DUT 4发射的波60可由反射器14的反射表面143和顶部电路板34的反射部分341反射,且接着由测试天线54接收到。在一些实施例中,在测试模式下,频率波60可由测试天线54发射、由反射器14的反射表面413和顶部电路板34的反射部分341反射,且接着由DUT 4接收到。

图26说明根据本发明的一些实施例的测试系统3的辐射路径。DUT 4的天线46可为贴片天线。由DUT 4发射的频率波62可由反射器14的反射表面143和顶部电路板34的反射部分341反射,且接着由测试天线54接收到。在一些实施例中,在测试模式下,频率波62可由测试天线54发射、由反射器14的反射表面143和顶部电路板34的反射部分341反射,且接着由DUT 4接收到。

图27说明根据本发明的一些实施例的测试系统3的各种尺寸。如图27中所展示,测试距离“d”定义为测试天线54与DUT 4之间的距离。测试天线54和DUT 4的操作频率“F”介于约30吉赫(gigahertz,GHz)到约80GHz的范围内。针对λ到2λ进行近场测量(near-field measurement),其中λ是波长。λ=C/F,其中“C”是光速:3×108m/s。将“d”设定成介于“d1”到“d2”的范围内,

d1=λ=C/F;

d2=2λ=2*(C/F)。

举例来说,操作频率“F”是30GHz/60GHz/79GHz,且测试距离“d”可分别如下:

(a)如果F=30GHz,那么d介于d1到d2的范围内=10毫米(mm)~20mm的范围内。

(b)如果F=60GHz,那么d介于d1到d2的范围内=5mm~10mm的范围内。

(c)如果F=79GHz,那么d介于d1到d2的范围内=3.8mm~7.6mm的范围内。

另外,反射器14的反射部分14'的底部表面142的宽度定义为“a”,反射器14的反射部分14'的外部表面141的高度定义为“b”,反射器14的反射部分14'的反射表面143的长度定义为“c”,测试天线54的宽度定义为“X”,测试基座12的容纳空间123的宽度定义为“Y”,且底部表面142与反射表面143之间的夹角定义为“θ”。

在一些实施例中,可保持关系式a约等于(Y-X)/2。

在一个实施例中,如果X=20mm,Y=70mm,那么a=大致25mm。另外,如果d=20mm,b=25mm,那么c2=a2+b2=1250,且c为约35.35mm。应注意,θ在当前描述的实例中为约45度。在一些实施例中,θ可介于约30度到约45度的范围内。

在一些实施例中,如果X=10mm,Y=50mm,那么a约等于20mm。另外,如果d=45mm,b=50mm,那么c2=a2+b2=2900,且c为约53.85mm。应注意,θ可大于45度。高度b或夹角θ可为预先设定的。

图28说明根据本发明的一些实施例的测试系统3a的示意图。测试系统3a可包含四个DUT 4、四个顶部电路板34、搬运臂30a、四个测试装置1和底部电路板50a。DUT4中的每一个对应于顶部电路板34中的一个别者,且四个DUT 4和四个顶部电路板34可由一个搬运臂30a处理。四个测试装置1可安置于一个底部电路板50a上。搬运臂30a与四个DUT 4和四个顶部电路板34可以一起移动以覆盖四个测试装置1,且DUT 4中的每一个安置于测试装置1中的每一个中。因此,测试系统3a可实现多点测试(multi-site testing),且一个测试装置1中的信号不会显著地影响邻近测试装置1。在一些实施例中,可使用适合的装备以在多点测试中测试多于四个DUT 4或少于四个DUT 4。

除非另外规定,否则例如“上方”、“下方”、“向上”、“左边”、“右边”、“向下”、“顶部”、“底部”、“垂直”、“水平”、“侧”、“更高”、“下部”、“上部”、“上方”、“下面”等空间描述是关于相对于图中所展示的定向加以指示。应理解,本文中所使用的空间描述仅出于说明的目的,且本文中所描述的结构的实际实施可以任何定向或方式在空间上布置,其限制条件为本发明的实施例的优点不因此布置而有偏差。

如本文中所使用,术语“大约”、“大体上”、“大体”和“约”用以描述和考虑小的变化。当与事件或情形结合使用时,术语可指事件或情形明确发生的情况以及事件或情形极近似于发生的情况。举例来说,当结合数值使用时,所述术语可指小于或等于所述数值的±10%的变化范围,例如小于或等于±5%、小于或等于±4%、小于或等于±3%、小于或等于±2%、小于或等于±1%、小于或等于±0.5%、小于或等于±0.1%或者小于或等于±0.05%的变化范围。举例来说,如果两个数值之间的差小于或等于所述值的平均值的±10%(例如小于或等于±5%、小于或等于±4%、小于或等于±3%、小于或等于±2%、小于或等于±1%、小于或等于±0.5%、小于或等于±0.1%、或小于或等于±0.05%),那么可认为所述两个数值“大体上”相同。

如果两个表面之间的位移不大于5μm、不大于2μm、不大于1μm或不大于0.5μm,那么可认为两个表面共面或大体上共面。

除非上下文另外明确规定,否则如本文所用,单数术语“一(a/an)”和“所述”可包含多个提及物。在对一些实施例的描述中,提供“在”另一组件“上”的组件可涵盖前一组件直接在后一组件上(例如,与后一组件物理接触)的状况以及一或多个介入组件位于前一组件与后一组件之间的状况。

如本文中所使用,术语“传导性(conductive)”、“导电性(electrically conductive)”和“电导率(electrical conductivity)”指传送电流的能力。导电材料通常指示呈现对于电流流动的极小或零阻力的那些材料。电导率的一个度量为西门子/米(S/m)。通常,导电性材料是具有大于约104S/m(例如至少105S/m或至少106S/m)的电导率的一种材料。材料的电导率有时可随温度变化。除非另外规定,否则在室温下测量材料的电导率。

另外,有时在本文中按范围格式提出量、比率和其它数值。应理解,此类范围格式是为便利和简洁起见而使用,且应灵活地理解为不仅包含明确指定为范围限制的数值,且也包含涵盖于彼范围内的所有个别数值或子范围,如同明确指定每一数值和子范围一般。

尽管本发明已参看其特定实施例进行描述和说明,但这些描述和说明并非限制性的。所属领域的技术人员应理解,在不脱离如由所附权利要求书界定的本发明的真实精神和范围的情况下,可作出各种改变且可取代等效物。说明可不必按比例绘制。归因于制造工艺和容限,本发明中的艺术再现与实际装置之间可存在区别。可存在并未特定说明的本发明的其它实施例。应将本说明书和图式视为说明性而非限制性的。可做出修改,以使特定情形、材料、物质组成、方法或工艺适应于本发明的目标、精神和范围。所有此类修改希望处于此处附加的权利要求书的范围内。尽管已参考按特定次序所执行的特定操作描述本文中所揭示的方法,但应理解,可在不脱离本发明的教示的情况下组合、细分,或重新定序这些操作以形成等效方法。因此,除非本文中特定地指示,否则操作的次序和分组并非本发明的限制。

符号说明

1 测试装置

1a 测试装置

1b 测试装置

2 装置托座

2a 装置托座

2b 装置托座

2c 装置托座

3 测试系统

3a 测试系统

4 受测装置(DUT)

11 测试夹具

11a 测试夹具

11b 测试夹具

11c 测试夹具

11d 测试夹具

11e 测试夹具

11f 测试夹具

12 测试基座

12a 测试基座

12b 测试基座

14 反射器

14' 反射部分

14a 反射器

14b 反射器

14c 内环部分

21 承接部分

21c 承接部分

22 延伸部分

23 承接空间

24 上开口

25 延伸部分

26 固体部分

30 搬运臂

30a 搬运臂

32 夹头

34 顶部电路板

35 连接基座

36 转换器板

38 测试器

41 第一表面

42 第二表面

43 衬底

44 电气组件

45 封装体

46 天线

47 侧表面

50 底部电路板

50a 底部电路板

52 板加强件

54 测试天线

60 波

62 频率波

113 反射表面

114 发射空间

115 第一开口

116 第二开口

117 狭槽

118 反射材料

121 侧壁

122 底壁

123 容纳空间

125 第一开口

126 第二开口

127 狭槽

128 突出环

129 容纳区域

141 外部表面

142 底部表面

143 反射表面

144 发射空间

144' 发射空间

145 第一开口

145a 第一开口

145b 第一开口

146 第二开口

146a 第二开口

146b 第二开口

147 弯曲的角落表面

147b 第三开口

148 顶面

149 反射表面

211 第一信号发射部分

211a 第一信号发射部分

211c 第一信号发射部分

212c 第二信号发射部分

212 第二信号发射部分

261 上表面

262 底部表面

263 外部表面

321 吸力

341 反射部分

351 测试探针

361 电路层

362 弹簧式顶针

381 降频转换器

382 增频转换器

383 电力供应器

384 测试计算机

431 电接点

432 自由区域

501 通孔

1211 上表面

2111 侧向开口

2111a 侧向开口

2112 第一条带部分

2112a 第一条带部分

2121 下开口

2122 第二条带部分

a 宽度

b 高度

c 长度

d 测试距离

X 宽度

Y 宽度

θ 夹角

再多了解一些
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