一种芯片数据访问测试系统及其工作方法与流程

本发明属于芯片测试技术领域，尤其涉及一种芯片数据访问测试系统及其工作方法。

背景技术：

近年来，随着电子科技、网络等相关技术的进步，以及全球电子市场消费水平的提升，个人计算机、多媒体、工作站、网络、通信相关设备等电子产品的需求量激增，带动整个世界半导体产业的蓬勃发展。

在各类电子产品中，集成电路芯片被视为其心脏枢纽，因此世界各电子厂对集成电路芯片的采购标准也最为严苛。所以在芯片制造的过程中就要对每片芯片进行测试，在测试时，将芯片放入测试工装，导入上位机，通过测试工装向芯片直接输入或者转发测试命令，对芯片进行数据处理的能力进行测试，最终由上位机获取到芯片的处理性能数据，完成对芯片的数据访问性能测试。

在制造芯片时，为了方便后续进行测试，在制造时芯片时，在芯片上便预留有测试点a，如图1，测试系统的探针与测试点a进行连接，即可开始进行检测。但是现有的测试系统的探针要么采用气缸驱动，气缸带动探针做往复直线运动，带动探针与测试点a进行连接，但是气缸精确定位能力较弱，容易发生探针与测试点a在连接时发生碰撞，导致芯片损伤。若是采用电动丝杆类型设备进行驱动，虽然位置和力矩进行精确控制的能力较好，但是因为这类电驱动设备是由旋转运动转化为直线运动，相比气缸来驱动，存在探针与芯片上的测试点a进行连接的过程花费时间较长，就会造成芯片的测试速度慢的问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的是提供一种芯片数据访问测试系统及其工作方法，在保证芯片测试速度的基础上，能够避免探针将芯片撞伤。

本发明通过以下技术手段解决上述技术问题：一种芯片数据访问测试系统，包括检测工装，检测工装包括底板；以及固定在底板上的第一气缸和第二气缸，以及由第一气缸带动做上下往复运动的芯片插接结构，芯片插接结构上设有可竖直伸缩的探针；以及由第二气缸带动做水平往复运动的芯片承载结构，芯片承载结构与芯片插接结构上下相对设置，芯片承载结构上分布有芯片安装位，芯片承载结构上还开设有与芯片安装位连通的测试孔，芯片承载结构朝向探针的侧壁上还开设有与测试孔连通的滑槽。

本发明还提供一种方案，一种芯片数据访问测试系统的工作方法，包括芯片连接方法；芯片连接方法包括：控制第一气缸顶升，以使探针抵接在芯片承载结构上的滑槽内；控制第二气缸运动，以使探针沿着滑槽往芯片承载结构上的测试孔方向滑动；在第一弹簧预设弹力作用下，以使探针穿过测试孔与芯片上的测试点a连接。

上述方案的效果如下：

通过第一气缸带动探针往上运动，首先抵接在凹槽内，避免了探针与芯片直接发生碰撞，虽然相比探针直接被气缸一次性往上推动与测试点a连接多了一个第二气缸带动针针沿着滑槽水平滑动和探针往测试孔伸缩的动作，但是却比电动丝杆这类设备的所花费的工序时间确是很大的缩短。因此本方案实现了在未大幅度的降低芯片连接速度的基础上，却避免了芯片在连接时发生撞伤的风险。

附图说明

图1是现有技术中芯片的结构示意图；

图2是本发明中芯片数据访问测试系统的结构示意图；

图3是本发明中检测工装的结构示意图；

图4是图3中b处的结构示意图；

图5是本发明中探针的剖视结构示意图；

图6是本发明中检测工装的又一视角结构示意图；

图7是本发明中承载基板的仰视图；

图8是图7中c处的局部放大图；

图9是本发明中承载基板上滑槽处的局部剖视图；

图10是本发明中承载基板的结构示意图；

图11是本发明中芯片承载板的结构示意图。

其中：100-芯片数据访问测试系统、1-待测芯片、10-上位机、20-工装控制板、30-检测工装、31-底板、32-第一气缸、33-第二气缸、34-芯片插接结构、341-支撑轴、342-支撑板、343-第一限位件、35-探针、351-第一杆、352-第一弹簧、353-第二杆、354-滚珠、36-芯片承载结构、361-芯片安装位、362-测试孔、3621-第一通孔、3622-第二通孔、363-滑槽、3631-紧口段、3632-敞口段、3633-缓冲垫、3634-挡板、364-支撑架、365-承载基板、3651-燕尾槽、366-芯片承载板、3661-凸起、367-档条、368-第二弹簧、369-l型板、3691-第三通孔、400-把手、410-滑杆、420-第三限位件。

具体实施方式

以下通过特定的具体实施例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容了解本发明的优点和功效。

请参与图1至图11，一种芯片测试系统100，包括检测工装30，检测工装30包括底板31；

以及固定在底板31上的第一气缸32和第二气缸33，

以及由第一气缸32带动做上下往复运动的芯片插接结构34，芯片插接结构34上设有可竖直伸缩的探针35；

以及由第二气缸33带动做水平往复运动的芯片承载结构36，芯片承载结构36与芯片插接结构34上下相对设置，芯片承载结构36上分布有芯片安装位361，芯片承载结构36上还开设有与芯片安装位361连通的测试孔362，芯片承载结构36朝向探针35的侧壁上还开设有与测试孔362连通的滑槽363。

实施时，芯片测试系统100包括用于接收和处理数据的上位机10，和用于直接输入或转发检测命令的工装控制板20，以及用于进行芯片与芯片测试系统100连接的检测工装30。上位机10和工装控制板20之间采用无线网连接。在进行芯片的数据处理能力性能的检测时，首选要做的就是要使用检测工装30将被检测芯片与芯片测试系统100进行连接。

使用时，将底板31被固定安装在检测车间的地面，然后将被检测的芯片固定在芯片安装位361上，芯片安装位361的形状与芯片适配，使得芯片的测试点a与芯片承载结构36的测试孔362对齐即可。检测工装30检测完毕后，启动第一气缸32，第一气缸32的活动端将带动芯片插接结构34从下往上移动，以使得固定在芯片插接结构34上的探针35随之往上移动，直至探针35的顶端抵接在芯片承载结构36上的滑槽363内。然后启动第二气缸33，第二气缸33将带动芯片承接结构滑动，使得探针35沿着滑槽363滑动，直至探针35移动至与滑槽363连通的测试孔362内，最后在探针35自己的作用下，探针35往上伸缩穿过测试孔362，直至探针35的顶端与被检测芯片的测试点a连接。芯片检测完毕后，启动第二气缸33带动芯片承载结构36，进而带动探针35从测试孔362中往下抽出即可。

这样一来，通过第一气缸32带动探针35往上运动，首先抵接在凹槽内，避免了探针35与芯片直接发生碰撞，虽然相比探针35直接被气缸一次性往上推动与测试点a连接多了一个水平滑动和探针35伸缩的动作，但是却比电动丝杆这类设备的所花费的工序时间确是很大的缩短。因此本方案实现了在未大幅度的降低芯片连接速度的基础上，却避免了芯片在连接时发生撞伤的风险。

另外，在本实施例中，滑槽363的长度延伸方向设置与第二气缸33的运动方向平行，可以使得第二气缸33的推力方向与探针35的运动方向一直，避免了其它方向的分力导致探针35滑动缓慢，获得缩短芯片连接工序时间的效果。

其中，探针35包括固定在芯片插接结构34上的第一杆351，以及安装在第一杆351内部的第一弹簧352，以及一端伸入第一杆351内并与第一弹簧352抵持的第二杆353，第二杆353与第一杆351滑动连接，第二杆353远离第一杆351的一端正对着滑槽363。

这样一来，当探针35移动至测试孔362处时，在第一弹簧352的弹力作用下，第二杆353将相对第一杆351往上滑动穿过测试孔362与测试点a连接。实现了探针35的自动伸缩至与芯片进行连接，实现芯片检测数据的传递。

其中，第二杆353远离第一杆351的一端安装有滚珠354。

这样一来，探针35在沿着滑槽363滑动时，通过滚珠354的滚动，可以减小探针35沿着滑槽363滑动产生的摩擦力，进而使得探针35沿着滑槽363滑动时更加迅速，起到缩短芯片连接时间，提高检测速度的效果。

其中，滑槽363包括紧口段3631和敞口段3632，紧口段3631的一端与测试孔362连通，敞口段3632与紧口段3631远离测试孔362的一端连通，敞口端的宽度从远离紧口段3631的一端到与紧口段3631连通的一端逐渐缩小，紧口段3631的宽度与滚珠354的直径长度一致。

这样一来，通过敞口段3632的直径比滚珠354大，使得探针35在第一气缸32的带动下抵接在滑槽363内的过程中的容错率更高，避免探针35往上顶升时与滑槽363错开。然后在第二气缸33的带动下，紧口段3631起到引导探针35从敞口段3632往紧口段3631的方向滑动至测试孔362，紧口段3631与滚珠354过渡配合，减少滚珠354沿着滑槽363滑动的过程中在滑槽363宽度方向的位移，起到缩短芯片连接时间，提高检测速度的效果。

具体的，在滑槽363的顶面还固定有缓冲垫3633，采用橡胶材质，可以起到避免探针35抵接在滑槽363内的过程中被撞伤。

其中，滑槽363向下的内壁沿着敞口段3632到紧口段3631方向逐渐向上倾斜。

这样一来，在探针35往滑槽363逐渐往测试孔362的方向逐渐滑动时，探针35内的第一弹簧352的弹力逐渐释放，可以逐渐减小第一弹簧352瞬时弹力释放能量，减小了探针35对芯片的撞击力度，避免了芯片在连接过程中损伤。

其中，紧口段3631朝向探针35延伸有挡板3634，挡板3634位于远离敞口段3632的一侧。

这样一来，在探针35从敞口端往测试孔362的方向滑动时，挡板3634能够起到最终预防探针35与测试孔362错开的作用。

其中，芯片插接结构34包括固定在底板31上的支撑轴341；

以及与支撑轴341滑动连接的支撑板，支撑板位于气缸与芯片承载结构36之间，并与第一气缸32的活动端固定连接，支撑板上均匀设置有若干个探针35；

这样一来，通过启动第一气缸32，推动支撑板沿着支撑轴341滑动，探针35跟随着支撑板同步移动网上移动即可抵接在凹槽内。

具体的，支撑轴341上还固定有第一限位件343，第一限位件343位于支撑板远离芯片承载结构36的一侧。通过第一限位件343可以在第一气缸32带动支撑板移动的回程过程中，限制支撑板往下滑动的位置点，避免支撑板在第一气缸32失效的紧急情况下将安装在底板31与支撑板之间的一些零件损坏。

其中，芯片承载结构36包括与支撑轴341固定连接的支撑架364；以及与支撑架364滑动连接的承载基板365，承载基板365由第二气缸33带动做水平往复运动，承载基板365相对支撑架364的滑动轨迹长度等于滑槽363的长度；

以及可拆卸连接在承载基板365上的芯片承载板366，芯片承载板366位于承载基板365远离探针35的一侧，芯片承载板366上均匀分布有若干个芯片安装位361，若干个芯片安装位361的相对间隔与若干个探针35的相对间隔一致；承载基板365上开设有第一通孔3621，芯片承载板366上开设有第二通孔3622，第一通孔3621和第二通孔3622构成测试孔362。

这样一来，通过将芯片承载板366可拆卸连接在承载基板365上，可以预先将芯片安装在芯片承载板366上，当一块芯片承载板366上的芯片检测完毕后，然后将安装满待检测芯片1的另一块芯片承载板366更换在承载基板365上，缩短了将待检测芯片1安装在检测工装30上的时间，提高了芯片检测速度。

芯片承载板366安装在承载基板365上后，第一通孔3621和第二通孔3622连通构成测试孔362。启动第二气缸33，带动承载基板365滑动，承载基板365将带动芯片承载板366水平滑动。由于承载基板365相对支撑架364的滑动轨迹长度等于滑槽363的长度，承载基板365滑动至端头时，则刚好探针35沿着滑槽363移动至测试孔362内完成芯片的连接。

具体的，在支撑架364上还固定有挡条367，并位于芯片安装位361正上方，芯片安装位361为芯片大小的一样的凹槽，将芯片放置在凹槽内，限制了芯片水平方向移动的自由度，在进行芯片测试时，档条起到限制芯片竖直方向移动的自由度的目的。

其中，承载基板365上沿水平方向开设有燕尾槽3651，芯片承载板366上一体成型有与燕尾槽3651配合的凸起3661，凸起3661与承载基板365滑动配合，燕尾槽3651的一端与承载基板365的侧壁相通，承载基板365与燕尾槽3651相通的侧壁上固定有第二弹簧368的一端，第二弹簧368的另一端固定连接有l型板369，l型板369与芯片承载板366抵持，l型板369上固定有把手400。

这样一来，通过燕尾槽3651可以限制芯片承载板366安装在承载基板365上之后在竖直方向移动的自由度。当一块芯片承载板366上的芯片检测完毕后，将把手400往外拉动，克服第二弹簧368的弹力将l型板369往外拉，解除l型对芯片承载板366在水平方向的自由度，将装满已经完成检测芯片的芯片承载板366从燕尾槽3651芯片承载板366从与承载基板365的侧壁相通的一端抽出即可。然后将安装满待检测芯片1的另一块芯片承载板366从燕尾槽3651与承载基板365的侧壁相通的一端，第二弹簧368的弹力作用下，l型板369将新的芯片承载板366固定在承载基板365上。从而完成芯片承载板366的循环更换，缩短了将待检测芯片1安装在检测工装30上的时间，提高了芯片检测速度。

具体的，l型板369上开设有第三通孔3691，承载基板365上固定有滑杆410，滑杆410的轴线延伸方向与芯片承载板366相对承载基板365的滑动方向一致，滑杆410远离承载基板365的一端固定连接有第二限位件420。

这样一来，通过第二限位件420起到限制l型板369从滑杆410上脱离，通过滑杆410与第三通孔3691的过渡配合。可以防止在拉动l型板369在被拉动的过程中发生偏动导致不能对芯片承载板366进行稳定的限制。

具体的，把手400的一端与芯片承载板366固定连接，中间段越过l型板369，另一端上固定有供手部握持的环体，环体直径方向与水平面平行。可以使得在拉动把手400时更加省力方便。

一种芯片测试系统的工作方法，包括芯片连接方法，芯片连接方法包括：控制第一气缸32顶升，以使探针35抵接在芯片承载结构36上的滑槽363内；控制第二气缸33运动，以使探针35沿着滑槽363往芯片承载结构36上的测试孔362方向滑动；在第一弹簧352预设弹力作用下，以使探针35穿过测试孔362与芯片上的测试点a连接。通过第一气缸32带动探针35往上运动，首先抵接在凹槽内，避免了探针35与芯片直接发生碰撞，虽然相比探针35直接被气缸一次性往上推动与测试点a连接多了一个第二气缸33带动针针沿着滑槽363水平滑动和探针35往测试孔362伸缩的动作，但是却比电动丝杆这类设备的所花费的工序时间确是很大的缩短。因此本方案实现了在未大幅度的降低芯片连接速度的基础上，却避免了芯片在连接时发生撞伤的风险。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。本发明未详细描述的技术、形状、构造部分均为公知技术发明的权利要求范围当中。本发明未详细描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。