用于电子元件的测试装置及测试系统的制作方法

1.本发明涉及芯片制造技术领域，特别是涉及一种用于电子元件的测试装置及测试系统。


背景技术：

2.用于测试芯片的测试装置通常装设于机架上，机架具有上端板和下端板，待测试的芯片放置于机架的下端板上。测试装置包括压头组件和载物座。载物座装设于下端板，且载物座用于放置芯片或者其他电子元件，压头组件能够朝向载物座移动以压接芯片。当压头组件向芯片施加压力时，该压力会通过载物座传递至下端板，从而造成下端板发生一定程度的形变。上述形变从短时间来看是轻微的，但是，在压头组件持续作用下，下端板的形变程度会加大，从而影响整个测试装置的结构强度。


技术实现要素：

3.有鉴于此，有必要提供一种用于电子元件的测试装置及测试系统，解决现有的测试装置在工作过程中，压头组件会导致机架的下端板受压变形的问题。
4.本发明提供一种用于电子元件的测试装置，该测试装置装设于机架上，机架具有下端板，测试装置包括压头组件、载物座和力平衡支架。载物座装设于下端板，且载物座用于放置电子元件，压头组件能够朝向载物座移动以压接电子元件，或者，压头组件能够远离载物座移动。力平衡支架与载物座配合，力平衡支架能够钩住载物座并对载物座施加远离下端板的作用力。
5.于本发明的一实施例中，力平衡支架连接压头组件，当压头组件朝向载物座压接电子元件时，力平衡支架能够朝向远离载物座的方向移动并钩住载物座，以对载物座施加远离下端板的作用力。
6.于本发明的一实施例中，力平衡支架通过中间件连接压头组件，当压头组件朝向载物座压接电子元件时，压头组件能够驱动中间件连接力平衡支架的一端朝向远离载物座的方向移动，以使力平衡支架能够朝向远离载物座的方向移动并对载物座施加远离下端板的作用力。
7.于本发明的一实施例中，压头组件包括动力组件和压接组件，压接组件可移动地连接于动力组件，动力组件能够驱动压接组件朝向或者远离载物座移动，以压接或者远离电子元件，力平衡支架固定连接动力组件，当压接组件抵接于电子元件时，压接组件能够反向推动动力组件朝向远离下端板的方向移动，且力平衡支架能够钩住载物座并对载物座施加远离下端板的作用力。
8.于本发明的一实施例中，动力组件包括驱动气缸，驱动气缸包括缸体和活塞，活塞一端可活动地连接缸体，另一端连接压接组件，驱动气缸能够通过活塞驱动压接组件移动。
9.于本发明的一实施例中，力平衡支架设有第一抵推部，载物座设有与第一抵推部相配合的第二抵推部。第一抵推部设于第二抵推部靠近下端板的一侧，当动力组件带动力
平衡支架朝向远离下端板的方向移动时，第一抵推部能够止挡于第二抵推部并对第二抵推部施加远离下端板的作用力。
10.于本发明的一实施例中，载物座具有主座体，主座体装设于下端板，且主座体远离下端板一端的边缘朝向力平衡支架延伸形成第二抵推部，主座体与第二抵推部连接形成第二钩状结构。力平衡支架具有支架主体，支架主体一端可拆卸连接于压头组件，另一端朝向主座体延伸形成第一抵推部，支架主体与第一抵推部连接形成第一钩状结构。当压头组件带动力平衡支架朝向远离下端板的方向移动时，第一钩状结构能够卡接于第二钩状结构并对第二钩状结构施加远离下端板的作用力。
11.于本发明的一实施例中，载物座具有主座体，主座体装设于下端板，且主座体远离下端板一端的边缘朝向力平衡支架延伸形成第二抵推部，且第二抵推部设有穿孔。力平衡支架具有支架主体，支架主体一端可拆卸连接于压头组件，另一端可活动地穿设于穿孔，且支架主体远离压头组件的一端边缘部分朝向主座体延伸形成第一抵推部，第一抵推部可拆卸连接于支架主体，第一抵推部能够止挡于第二抵推部靠近下端板的一侧。
12.于本发明的一实施例中，机架还包括与下端板固定连接的上端板，力平衡支架固定连接上端板，力平衡支架能够钩住载物座并对载物座施加远离下端板的作用力。
13.于本发明的一实施例中，压头组件包括动力组件和压接组件，压接组件可移动地连接于动力组件，动力组件能够驱动压接组件朝向或者远离载物座移动，以压接或者远离电子元件，压接组件包括第二安装支架、控温组件和测试头。第二安装支架固定连接动力组件。控温组件装设于第二安装支架，控温组件用于提供恒定的热源。测试头连接于控温组件靠近载物座的一端，测试头能够传导控温组件产生的热量。
14.于本发明的一实施例中，压头组件包括动力组件和压接组件，压接组件可移动地连接于动力组件，动力组件能够驱动压接组件朝向或者远离载物座移动，以压接或者远离电子元件，测试装置还包括导向组件，导向组件相对上端板固定设置，导向组件设有导向轴，导向轴依次穿设于动力组件和压接组件，以使动力组件和压接组件沿着导向轴移动。
15.本发明还提供一种测试系统，测试系统包括机架和以上任意一个实施例所述的测试装置，机架上设有多个测试装置，且多个测试装置均装设于机架的下端板上。
16.本发明提供的用于电子元件的测试装置及测试系统，本发明的核心思路在于设置力平衡支架，力平衡支架与载物座配合，且力平衡支架能够钩住载物座并对载物座施加远离下端板的作用力。如此设置，当压头组件对载物座施加的压力过大时，可通过力平衡支架对载物座施加远离下端板的作用力，从而减小载物座对下端板的总作用力，有效防止下端板发生形变。并且，相对于通过直接减小压头组件对芯片等电子元件的压力来减小下端板受到的压力作用，通过力平衡支架对载物座施加远离下端板的作用力不会减小压头组件对芯片等电子元件的压力，也即，不会影响压头组件对芯片的压接作用。
附图说明
17.图1为本发明一实施例的测试装置的结构示意图；图2为本发明一实施例的测试系统的状态图一；图3为本发明一实施例的测试系统的状态图二；图4为本发明一实施例的测试系统的状态图三；
图5为本发明一实施例的动力组件的结构示意图；图6为本发明一实施例的测试装置的受力简图；图7为本发明另一实施例的测试装置的受力简图；图8为本发明一实施例的压接组件的结构示意图；图9为本发明一实施例的导向组件的结构示意图。
18.附图标记：1、上端板；2、下端板；3、电子元件；4、载物座；41、主座体；42、第二抵推部；5、力平衡支架；51、支架主体；52、第一抵推部；53、第一支架；54、第二支架；6、压头组件；61、压接组件；611、第二安装支架；612、控温组件；613、测试头；614、第二挡片；62、动力组件；621、缸体；622、活塞；623、第一安装支架；624、第一挡片；625、第一进气口；626、第二进气口；7、导向组件；71、导向轴；72、第一凸起；73、第一限位件；74、第二凸起；75、第二限位件。
具体实施方式
19.下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
20.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
21.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
22.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
23.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
24.需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平
的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
25.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
26.请参阅图1，随着芯片制造技术的不断发展，芯片的测试技术也成为电子产业中保证芯片生产品质以及加速芯片生产流程的重要技术。通常，芯片需要在预设的温度中进行电性测试，以了解芯片的稳定性。用于测试芯片的测试装置通常装设于机架上，机架具有上端板1和下端板2，待测试的芯片放置于机架的下端板2上。而测试装置包括压头组件6和载物座4。载物座4装设于下端板2，且载物座4用于放置芯片或者其他电子元件3，压头组件6能够朝向载物座4移动以压接芯片，或者，压头组件6能够远离载物座4移动。当压头组件6向芯片施加压力时，该压力会通过载物座4传递至下端板2，从而造成下端板2发生一定程度的形变。上述形变从短时间来看是轻微的，但是，在压头组件6持续作用下，下端板2的形变程度会加大，从而影响整个测试装置的结构强度。
27.为了解决机架的下端板2受压变形的问题，现有技术的做法是增强下端板2的厚度或者在下端板2的受力处增加加强筋。但是，本发明采用了一种完全不同的思路来解决上述技术问题。如图1
‑
图4所示，本发明的核心思路在于设置力平衡支架5，力平衡支架5与载物座4配合，且力平衡支架5能够钩住载物座4并对载物座4施加远离下端板2的作用力。其中，图2为本发明一实施例的测试系统的状态图一，此时，压头组件6未压住芯片，力平衡支架5也未钩住载物座4。图3为本发明一实施例的测试系统的状态图二，此时，压头组件6压住芯片，而力平衡支架5未钩住载物座4。图4为本发明一实施例的测试系统的状态图三，此时，压头组件6压住芯片，力平衡支架5钩住载物座4并对载物座4施加远离下端板2的作用力。
28.如此设置，当压头组件6对载物座4施加的压力过大时，可通过力平衡支架5对载物座4施加远离下端板2的作用力，从而减小载物座4对下端板2的总作用力，有效防止下端板2发生形变。并且，相对于通过直接减小压头组件6对芯片等电子元件3的压力来减小下端板2受到的压力作用，通过力平衡支架5对载物座4施加远离下端板2的作用力不会减小压头组件6对芯片等电子元件3的压力，也即，不会影响压头组件6对芯片的压接作用。
29.力平衡支架5远离载物座4的一端可以连接压头组件6还可以连接上端板1。
30.在另一实施例中，力平衡支架5固定连接上端板1，力平衡支架5能够钩住载物座4并对载物座4施加远离下端板2的作用力。如此设置，可将下端板2受到的一部分压力通过力平衡支架5转移至上端板1，从而使得整个机架受力均衡。
31.在本实施例中，如图1
‑
图4所示，力平衡支架5连接压头组件6，当压头组件6朝向载物座4压接电子元件3时，力平衡支架5能够朝向远离载物座4的方向移动并钩住载物座4，以对载物座4施加远离下端板2的作用力。此时，力平衡支架5朝向远离载物座4方向移动的驱动力既可以来源于载物座4对压头组件6的反作用力，还可以来源于外部的驱动作用力。当驱动力为外部驱动力时，力平衡支架5可活动地连接压头组件6，外部驱动力驱动力平衡支架5移动。当驱动力来源于载物座4对压头组件6的反作用力时，压头组件6的一部分压接电子元件3，另一部分驱动力平衡支架5朝向远离载物座4的方向移动。
32.针对驱动力来源于载物座4对压头组件6的反作用力的情况，具体包含以下两种实施例。
33.实施例一，力平衡支架5通过中间件（图未示）连接压头组件6，当压头组件6朝向载物座4压接电子元件3时，压头组件6能够驱动中间件连接力平衡支架5的一端朝向远离载物座4的方向移动，以使力平衡支架5能够朝向远离载物座4的方向移动并对载物座4施加远离下端板2的作用力。上述的中间件起到杠杆的作用，压头组件6带动中间件的一端朝向载物座4的方向移动，而中间件的另一端朝向相反的方向移动，从而带动力平衡支架5朝向远离载物座4的方向移动并对载物座4施加远离下端板2的作用力。
34.实施例二，如图1
‑
图4所示，压头组件6包括动力组件62和压接组件61，压接组件61可移动地连接于动力组件62，动力组件62能够驱动压接组件61朝向或者远离载物座4移动，以压接或者远离电子元件3，力平衡支架5固定连接动力组件62，当压接组件61抵接于电子元件3时，压接组件61能够反向推动动力组件62朝向远离下端板2的方向移动，且力平衡支架5能够钩住载物座4并对载物座4施加远离下端板2的作用力。
35.具体地，如图5所示，动力组件62包括驱动气缸，驱动气缸包括缸体621和活塞622，活塞622一端可活动地连接缸体621，另一端连接压接组件61，驱动气缸能够通过活塞622驱动压接组件61移动。当活塞622通过压接组件61持续向芯片等电子元件3施加压力时，驱动气缸的缸体621会在压力作用下反向移动，从而带动力平衡支架5移动，如此，降低载物座4对下端板2的压力作用，实现下端板2的受力平衡。驱动气缸设有第一进气口625和第二进气口626，当通过第一进气口625朝向驱动气缸进气时，活塞622朝向载物座4移动并压接芯片，当通过第二进气口626朝向驱动气缸进气时，活塞622朝向远离载物座4的方向移动并带动力平衡支架5移动。
36.但不限于此，驱动气缸还可以换成驱动电机等动力组件62。
37.为了力平衡支架5更好地与缸体621装配在一起，如图5所示，动力组件62还包括第一安装支架623，第一安装支架623连接缸体621和力平衡支架5。也即，力平衡支架5通过第一安装支架623连接于缸体621。具体地，第一安装支架623固定套设于缸体621的外侧，第一安装支架623与缸体621可以是卡接还可以是焊接。
38.关于力平衡支架5与载物座4的配合方式也具有以下两种实施例。
39.两种实施例的相同点在于，如图1
‑
图5所示，力平衡支架5设有第一抵推部52，载物座4设有与第一抵推部52相配合的第二抵推部42。第一抵推部52设于第二抵推部42靠近下端板2的一侧，当动力组件62带动力平衡支架5朝向远离下端板2的方向移动时，第一抵推部52能够止挡于第二抵推部42并对第二抵推部42施加远离下端板2的作用力。而不同点在于：实施例一，如图6所示，载物座4具有主座体41，主座体41装设于下端板2，且主座体41远离下端板2一端的边缘朝向力平衡支架5延伸形成第二抵推部42，主座体41与第二抵推部42连接形成第二钩状结构。力平衡支架5具有支架主体51，支架主体51一端可拆卸连接于动力组件62，另一端朝向主座体41延伸形成第一抵推部52，支架主体51与第一抵推部52连接形成第一钩状结构。当动力组件62带动力平衡支架5朝向远离下端板2的方向移动时，第一钩状结构能够卡接于第二钩状结构并对第二钩状结构施加远离下端板2的作用力。
40.实施例二，如图7所示，载物座4具有主座体41，主座体41装设于下端板2，且主座体41远离下端板2一端的边缘朝向力平衡支架5延伸形成第二抵推部42，且第二抵推部42设有
穿孔（图未示）。力平衡支架5具有支架主体51，支架主体51一端可拆卸连接于动力组件62，另一端可活动地穿设于穿孔，且支架主体51远离动力组件62的一端边缘部分朝向主座体41延伸形成第一抵推部52，第一抵推部52可拆卸连接于支架主体51，第一抵推部52能够止挡于第二抵推部42靠近下端板2的一侧。
41.进一步地，如图6
‑
图7所示，为了便于力平衡支架5更好地钩住载物座4，支架主体51与第一抵推部52之间连接形成一直角，主座体41与第二抵推部42之间连接形成一直角。但不限于此，支架主体51与第一抵推部52之间还可连接形成一锐角，且主座体41与第二抵推部42之间连接形成一锐角。
42.在一实施例中，如图2所示，载物座4的主座体41设有压接面，第二抵推部42凸出于压接面在压接面上形成一台阶结构。如此，第二抵推部42止挡于压接面的一侧或两侧，避免芯片等电子元件3从载物座4上滑落。
43.而为了保证载物座4受力平衡，如图1
‑
图5所示，力平衡支架5包括第一支架53和第二支架54，第一支架53和第二支架54分别设于载物座4的两侧，且第一支架53和第二支架54呈镜面对称。如此，力平衡支架5在钩住载物座4的两侧并对载物座4施加远离下端板2的作用力时，载物座4不会因为受力不均而发生倾斜或者翻转。
44.在一实施例中，如图8所示，压接组件61包括第二安装支架611、控温组件612和测试头613。第二安装支架611固定连接动力组件62。控温组件612装设于第二安装支架611，控温组件612用于提供恒定的热源。测试头613连接于控温组件612靠近载物座4的一端，测试头613能够传导控温组件612产生的热量。通常，为了加强测试头613的导热性，测试头613的材质为金属材质，具体地，测试头613可以是纯铜、铝合金或者不锈钢。控温组件612通过测试头613将热量传递至芯片等电子元件3上，从而模拟芯片等电子元件3在不同温度环境下（低温条件、常温条件和高温条件）的运行情况。
45.进一步地，为了调节测试头613与芯片等电子元件3的压接位置和角度，在一实施例中，控温组件612可转动地连接于第二安装支架611。
46.为了限制动力组件62和压接组件61的移动方向，防止动力组件62和压接组件61在移动过程中偏离预定位置，如图1和图9所示，测试装置还包括导向组件7。具体地，导向组件7相对上端板1固定设置，导向组件7设有导向轴71，导向轴71依次穿设于动力组件62和压接组件61，以使动力组件62和压接组件61沿着导向轴71移动。更具体地，导向轴71依次穿设于第一安装支架623和第二安装支架611，以使第一安装支架623和第二安装支架611沿着导向轴71移动。
47.进一步地，为了限制动力组件62沿着导向轴71的移动距离。如图1和图9所示，导向轴71上设置了第一凸起72。其中，第一凸起72止挡于动力组件62靠近载物座4的一侧，以限制动力组件62朝向载物座4的移动。导向组件7还设有第一限位件73，第一限位件73止挡于动力组件62远离载物座4的一侧，以限制动力组件62朝向远离载物座4方向的移动。具体地，第一安装支架623上设有第一挡片624，第一挡片624止挡于第一限位件73。更进一步地，第一限位件73为第一压力传感器，测试装置还包括电连接第一压力传感器的控制器（图未示），当动力组件62接触到第一压力传感器时，控制器能够控制动力组件62停止移动。
48.同样的，为了限制压接组件61沿着导向轴71的移动距离。如图1和图9所示，导向轴71上设置了第二凸起74。其中，第二凸起74止挡于压接组件61靠近载物座4的一侧，以限制
压接组件61朝向载物座4的移动。导向组件7还设有第二限位件75，第二限位件75止挡于压接组件61远离载物座4的一侧，以限制压接组件61朝向远离载物座4方向的移动。具体地，第二安装支架611上设有第二挡片614，第二挡片614止挡于第二限位件75。更进一步地，第二限位件75为第二压力传感器，测试装置还包括电连接第二压力传感器的控制器（图未示），当压接组件61接触到第二压力传感器时，控制器能够控制压接组件61停止移动。
49.本发明还提供一种测试系统，该测试系统包括以上任意一个实施例所述的测试装置，机架的上端板1和下端板2之间设有多个测试装置，且测试装置呈分布于测试系统的不同位置，下端板2对测试装置提供支撑作用。由于力平衡支架5减小了测试装置对下端板2的压力作用，因此，即使机架上多个测试装置同时工作，整个下端板2受到来自测试装置的作用力也会大大减小，避免下端板2受到较大作用力发生形变，进而避免整个机架受到较大作用力发生形变。
50.以上所述实施方式的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施方式中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
51.本技术领域的普通技术人员应当认识到，以上的实施方式仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上实施方式所作的适当改变和变化都落在本发明要求保护的范围内。