自动测试装置的制作方法

1.本公开涉及集成电路测试技术领域，具体涉及自动测试装置。


背景技术：

2.近年来，随着国际环境的变化，电子元件正在逐步实现国产化，产量逐年递增。随着产能的提升，要求各生产环节的自动化程度越来越高。在军工、石油等行业，对于电子元件的高温、低温测试和筛选工序一直是制约产能的薄弱环节。
3.电子元件的测试又分为三温测试，即高温、低温、常温。目前市场上成熟的自动测试设备通常用于常温测试，无法在高温(125℃以上)和低温(-60℃以下)环境中进行测试，要完成高温和低温环境中进行测试，要求测试的测试工装和执行机构必须耐受高低温，比如电子元器件、控制系统、导线、传动、执行和电机等元件。目前，电子元件的三温测试，对于高低温测试，基本上全部依靠人工进行测试，有两种测试方法：1.人工将电路安装在元件适配器上，用长线引到测试工装上进行测试，每只电路需要在高低温环境中放置一定时间，到达目标温度后再放置的一定的时间，一般40min以上，才能开始测试，每测完一只电路需要将长线从高低温箱中取出更换电路。2.为了提高测试效率，在环境温度到达要求温度后，放置大于40min，直接将电路从高低或温环境中取出，立即放置在测试需要适配器上测试，这样测试不符合规范，会导致测试数据的不准确。
4.综上所述，由于高低温环境对元器件稳定性和可靠性的影响，自动测试设备无法应用于高低温环境下，目前无相关的测试设备能够自动完成高低温环境下的电路测试。
5.人工虽然能够在高低温环境下对电路进行测试，但是效率极低，电路的装夹取放占据了整个测试时间的一半以上，人工测试的方式已经不能满足产量日益增长的需求，并且经常存在误操作、误测、误判等人为性错误，测试过程中还需要边测边记录数据。相对于常温测试，高低温环境会对操作者造成烫伤或者冻伤等情况，操作者必须做好防护措施。
6.针对目前无高低温环境下的混合集成电路的自动测试设备，且人工测试效率低和存在其他问题，研究一种用于高低温环境中的混合集成电路自动测试设备意义重大，能够解决从无到有的问题，以实现测试效率质的飞跃。


技术实现要素：

7.本公开的目的在于克服现有技术的不足，提供一种结构简单、成本低的自动测试装置。
8.根据本公开实施例的第一方面，提供一种自动测试装置，其包括：
9.烘箱、设置于所述烘箱内的放料台、以及探测装置；
10.所述探测装置包括探杆、设置于所述探杆上的探测器、以及驱动所述探杆移动的驱动装置；
11.所述烘箱上设置有第一通孔，所述探杆通过所述驱动装置驱动使得所述探杆沿所述第一通孔进出所述烘箱；
12.所述驱动装置设置于所述烘箱的外部。
13.在一个实施例中，所述自动测试装置还包括旋转轴和旋转平台，所述旋转平台设置于所述烘箱的外部；
14.所述烘箱上设置有第二通孔，所述旋转轴通过所述第二通孔延伸出所述烘箱；
15.所述旋转轴设置于所述烘箱内部的一端与所述放料台连接，所述旋转轴设置于所述烘箱外部的一端与所述旋转平台连接。
16.在一个实施例中，所述旋转轴上设置有至少一个料盘托盘，每个所述料盘托盘之间均间隔设置，所述料盘托盘能够随所述旋转轴旋转预设角度；
17.每个所述料盘托盘上均设置有放料托盘，每个所述放料托盘上均设置有若干坑位，所述坑位用于放置集成电路，所述料盘托盘能够随所述料盘托盘旋转所述预设角度。
18.在一个实施例中，所述旋转轴上还设置有支座，所述支座的数量和位置分别与所述料盘托盘的数量和位置对应；
19.所述支座设置成阶梯状台面结构，所述阶梯状台面结构的第一台面用于支撑所述料盘托盘，所述阶梯状台面结构的第二台面用于支撑所述放料托盘。
20.在一个实施例中，所述旋转轴为阶梯旋转轴，所述支座设置于所述阶梯旋转轴的阶梯面处，所述支座的底部通过所述阶梯旋转轴的轴肩定位。
21.在一个实施例中，所述料盘托盘上靠近边缘位置设置有若干第一连接孔，所述放料托盘上设置有若干第二连接孔，所述第二连接孔的数量和位置分别与所述第一连接孔的数量和位置对应；
22.第一连接件依次穿过所述第二连接孔和第一连接孔将所述放料托盘固定于所述料盘托盘上；
23.所述料盘托盘上靠近其内部的位置设置有若干第三连接孔，所述支座上设置有若干第四连接孔，所述第四连接孔的数量和位置分别与所述第三连接孔的数量和位置对应；
24.第二连接件依次穿过所述第三连接孔和第四连接孔将所述料盘托盘固定于所述支座上。
25.在一个实施例中，所述料盘托盘和放料托盘均设置为圆形状结构；
26.圆形状结构的所述料盘托盘上设置有若干空腔，圆形状结构的所述放料托盘上设置有u型槽口，圆形状结构的所述放料托盘通过所述u型槽口安装或取出。
27.在一个实施例中，所述自动测试装置还包括烘箱挡板装置，所述烘箱挡板装置设置于所述烘箱的外部且靠近所述第一通孔设置；
28.所述烘箱挡板装置包括主动板、设置在所述主动板上的若干从动板、驱动所述主动板向第一方向移动的驱动器、以及控制所述从动板向第二方向移动的导向结构；
29.所述从动板的数量和位置分别与所述料盘托盘的数量和位置对应。
30.在一个实施例中，所述烘箱挡板装置还包括连接板；
31.所述主动板与所述驱动器之间通过所述连接板连接；
32.所述导向结构包括导轨、设置在所述导轨上的若干滑块、以及设置在每个所述从动板之间的缓冲结构；
33.所述滑块的数量和位置分别与所述从动板的数量和位置对应；
34.每个所述从动板上均设置有导轨通孔，所述导轨通过所述导轨通孔将所述从动板
连接于所述导轨上。
35.在一个实施例中，所述驱动装置包括水平驱动机构、竖直驱动机构和旋转驱动机构；
36.所述水平驱动机构、竖直驱动机构和旋转驱动机构均设置于所述烘箱的外部；
37.所述水平驱动机构用于所述探杆水平移动，所述竖直驱动机构用于驱动所述探杆竖直移动，所述旋转驱动结构用于驱动所述探杆在所述烘箱外部旋转。
38.本公开的实施包括以下技术效果：
39.(1)本公开实施例提供的自动测试装置实现了电路高温环境下的连续自动测试，无需人工干预，大大提高了高温测试效率；并且由于本公开实施例所使用的执行机构全部在高温烘箱外部，从而不需要耐高温的执行机构，进而降低了成本。本实用新型解决了高温环境电路自动测试从无到有的问题，以实现测试效率质的飞跃应用前景广阔。
40.(2)本公开实施例提供的自动测试装置中的多层旋转式料盘可以充分利用高温烘箱内的空间，最大限度的存放电路，实现一次装夹，批量自动测试电路。插拔式料盘结构简单，如需更换电路品种，只需要更换料盘即可，旋转机构不变，通用性强。
41.(3)本公开实施例提供的自动测试装置中的三自由度探测机构可以带动探针探测电路，速度快，效率高，针对不同品种的电路，只需要更换探针模块即可，其余机构不变，通用性强。
附图说明
42.图1为本公开的自动测试装置的结构示意图。
43.图2为本公开的自动测试装置去掉机壳后结构示意图。
44.图3为本公开的自动测试装置的烘箱内的结构示意图。
45.图4为本公开的自动测试装置的放料托盘的结构示意图。
46.图5为本公开的自动测试装置的pcb盘的结构示意图。
47.图6为本公开自动测试装置的烘箱挡板装置的结构示意图。
48.图7为本公开自动测试装置的烘箱挡板装置的平面图。
49.图8为本公开自动测试装置的驱动装置的结构示意图。
50.图中，1-烘箱，2-放料台，3-探测装置，4-旋转轴，5-旋转平台，6-料盘托盘，7-放料托盘，8-支座，9-挡板装置，10-机壳，11-第二通孔，31-探杆，32-探测器，33-驱动装置，331-水平驱动机构，332-竖直驱动机构，333-旋转驱动机构，61-第一连接孔，62-第三连接孔，63-空腔，71-坑位，72-第二连接孔，73-u型槽口，91-主动板，92-从动板，93-驱动器，94-导向结构，95-连接板，96-缓冲结构，921-硅胶板，941-导轨，942-滑块，961-弹簧卡座，962-弹簧。
具体实施方式
51.这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。
52.如图1-8所示，本公开的一种自动测试装置，包括烘箱1、设置于所述烘箱1内的放料台2、以及探测装置3；
53.所述探测装置3包括探杆31、设置于所述探杆31上的探测器32、以及驱动所述探杆31移动的驱动装置33；
54.所述烘箱1上设置有第一通孔，所述探杆31通过所述驱动装置33驱动使得所述探杆31沿所述第一通孔进出所述烘箱1；
55.所述驱动装置33设置于所述烘箱1的外部。
56.本公开实施例提供的自动测试装置实现了电路高温环境下的连续自动测试，无需人工干预，大大提高了高温测试效率；并且由于本公开实施例所使用的执行机构全部在高温烘箱外部，从而不需要耐高温的执行机构，进而降低了成本。本实用新型解决了高温环境电路自动测试从无到有的问题，以实现测试效率质的飞跃应用前景广阔。
57.需要说明的是，本公开实施例中的自动测试结构用于测试电子元件和集成电路。
58.如图2所示，所述自动测试装置还包括旋转轴4和旋转平台5，所述旋转平台5设置于所述烘箱1的外部；
59.所述烘箱1上设置有第二通孔11，所述旋转轴4通过所述第二通孔11延伸出所述烘箱1；
60.所述旋转轴4设置于所述烘箱1内部的一端与所述放料台2连接，所述旋转轴4设置于所述烘箱1外部的一端与所述旋转平台5连接。
61.本公开实施例中，通过在烘箱的底部设置第二通孔，以使得旋转轴通过该第二通孔延伸出烘箱，并将旋转轴延伸出烘箱的一端与旋转平台连接，同时将旋转轴设置于烘箱内的一端与放料台连接，从而使得在测试过程中，电机带动旋转平台转动预设角度，而旋转平台会通过旋转轴带动放料台旋转预设角度。
62.如图3所示，所述旋转轴4上设置有至少一个料盘托盘6，每个所述料盘托盘6之间均间隔设置，所述料盘托盘6能够随所述旋转轴4旋转预设角度；
63.每个所述料盘托盘6上均设置有放料托盘7，每个所述放料托盘7上均设置有若干坑位71，所述坑位71用于放置集成电路，所述料盘托盘能够随所述料盘托盘旋转所述预设角度。
64.本公开实施例中，多层旋转式料盘可以充分利用高温烘箱内的空间，最大限度的存放电路，实现一次装夹，批量自动测试电路。插拔式料盘结构简单，如需更换电路品种，只需要更换料盘即可，旋转机构不变，通用性强。
65.需要说明的是，本公开实施例中的放料托盘盘用于表贴各种形式的电子元件、集成电路，探针可以直接接触到电子元件和集成电路上的各测试点。对于带引脚的电子元件、集成电路，比如sop和dip封装，需要使用ic锁紧插座将电路固定柱。本公开实施例中提供的pcb形式的料盘，其形状与普通料盘一致，将ic锁紧插座焊接在pcb料盘上，电路的引脚在pcb上被引出，探测机构带动探针模组扎在引脚引出点上进行测试。pcb料盘结构如图5所示。
66.如图3所示，所述旋转轴4上还设置有支座8，所述支座8的数量和位置分别与所述料盘托盘6的数量和位置对应；
67.所述支座8设置成阶梯状台面结构，所述阶梯状台面结构的第一台面用于支撑所
述料盘托盘6，所述阶梯状台面结构的第二台面用于支撑所述放料托盘7。本公开实施例中，通过在料盘托盘6的底部设置支座8，从而将料盘托盘6固和放料托盘定于预设位置上。
68.优选地，所述旋转轴4为阶梯旋转轴，所述支座8设置于所述阶梯旋转轴4的阶梯面处，所述支座8的底部通过所述阶梯旋转轴的轴肩定位。
69.本公开实施例中，通过将旋转轴设置成阶梯旋转轴，从而可以利用该阶梯旋转轴的轴肩对支座的底部进行定位。
70.如图3所示，所述料盘托盘6上靠近边缘位置设置有若干第一连接孔61，所述放料托盘7上设置有若干第二连接孔72，所述第二连接孔的数量和位置分别与所述第一连接孔61的数量和位置对应；
71.第一连接件依次穿过所述第二连接孔72和第一连接孔61将所述放料托盘7固定于所述料盘托盘6上；
72.料盘托盘6上靠近其内部的位置设置有若干第三连接孔62，所述支座8上设置有若干第四连接孔，所述第四连接孔的数量和位置分别与所述第三连接孔62的数量和位置对应；
73.第二连接件依次穿过所述第三连接孔和第四连接孔将所述料盘托盘6固定于所述支座8上。
74.需要说明的是，第一连接件和第二连接可以均是销钉或铆钉。
75.如图3、4所示，所述料盘托盘6和放料托盘7均设置为圆形状结构；
76.圆形状结构的所述料盘托盘6上设置有若干空腔63；
77.圆形状结构的所述放料托盘7上设置有u型槽口73，圆形状结构的所述放料托盘7通过所述u型槽口73安装或取出。
78.本公开实施例中，通过将料盘托盘和放料托盘均设置为圆形状结构，不仅能够减小料盘托盘和放料托盘在旋转过程中的阻力，同时还能节省空间；通过在料盘托盘上设置若干空腔，不仅可以减少热量的吸收，同时还可以减重。
79.如图2、6所示，所述自动测试装置还包括烘箱挡板装置9，所述烘箱挡板装置9设置于所述烘箱1的外部且靠近所述第一通孔11设置；
80.所述烘箱挡板装置9包括主动板91、设置在所述主动板上的若干从动板92、驱动所述主动板91向第一方向移动的驱动器93、以及控制所述从动板92向第二方向移动的导向结构94；
81.所述从动板92的数量和位置分别与所述料盘托盘6的数量和位置对应。
82.所述第一方向为水平方向，所述第二方向为竖直方向。
83.本公开实施例中，由于包含若干层料盘，因此探杆也有若干个工作位，并且每个工作位探杆都要上下小距离移动，以实现电路的测试。当探杆处于一个工作位时，其余三处工作位空置，由于高温烘箱内部高温环境与外部常温环境连通，严重影响内部的高温气氛，因此空置工作位必须遮挡住，并且工作位由于探针的上下移动所产生空隙也应遮挡住。而本公开实施例中的统一主档板主要正好能够挡住探杆移动范围之外的空隙，即第一通孔上除过探杆所述的位置的其余区域，独立的从动挡板正好能够挡住探杆移动范围之内的缝隙。
84.优选地，如图6、7所示，所述烘箱挡板装置9还包括连接板95；
85.所述主动板91与所述驱动器93之间通过所述连接板95连接；
86.所述导向结构94包括导轨941、设置在所述导轨941上的若干滑块942、以及设置在每个所述从动板92之间的缓冲结构96；
87.所述滑块942的数量和位置分别与所述从动板92的数量和位置对应；
88.每个所述从动板92上均设置有导轨通孔，所述导轨941通过所述导轨通孔将所述从动板92连接于所述导轨941上。
89.本公开实施例中，通过设置连接板将驱动器与主动板进行连接，通过设置导轨和滑块保证从动板只在竖直方向上移动，通过设置缓冲结构不仅能够对从动板上下移动的过程中起缓冲作用，同时还能对从动板进行限位。
90.优选地，如图6、7所示，所述缓冲结构96包括弹簧卡座961、以及设置于所述弹簧卡座961两端的弹簧962，所述从动板92通过所述弹簧962定位于预设位置。
91.优选地，所述从动板92上设置有第二通孔，所述第二通孔上覆盖有硅胶板921。
92.本公开实施例中，由于硅胶板很薄，在进行测试时，探杆会拨开该硅胶板进入烘箱内部。
93.优选地，所述驱动器为气缸。
94.本公开实施例中，由于气缸结构简单、易于控制，因此选择气缸作为驱动器。
95.如图8所示，所述驱动装置4包括水平驱动机构41、竖直驱动机构42和旋转驱动机构43；
96.所述水平驱动机构41、竖直驱动机构42和旋转驱动机构43均设置于所述烘箱的外部，其均通过电机控制；
97.所述水平驱动机构41用于所述探杆水平移动，所述竖直驱动机构42用于驱动所述探杆竖直移动，所述旋转驱动结构43用于驱动所述探杆在所述烘箱外部旋转。
98.本公开实施例中，探测装置可以的推动装置由三个自由度构成，其分别为x、z、rz，其中，x和z是两个直线滑台，即水平驱动机构和竖直驱动机构，rz是一个绕z向的旋转自由度，即旋转驱动机构，其是一个小型旋转平台，三个自由度采用串联的连接形式。具体地，小型旋转平台上安装探杆，探杆通过高温烘箱的侧面长条孔，即第一通孔，进入高温烘箱内部，探杆上安装有探针。在测试时，水平驱动机构和竖直驱动机构的两个直线滑台带动探头移动至不同的位置，其中，水平驱动机构有两个作用，一是能够使探针进出高温烘箱，二是使探针到达料盘同一半径不同处的电路位置上；竖直驱动机构也有两个作用，一是使探针到达不同层料盘的高度，但是由于高温烘箱内料盘的干涉必须在高温烘箱外部移动至指定高度，二是带动探针进行电路探测，是小距离移动。旋转驱动机构只能在探针到达高温烘箱外部才能旋转，此自由度作为一个扩展自由度，为不合格品剔除和多工位测试的预留自由度。
99.可选地，本公开实施例提供的自动测试装置还包括机壳10，所述烘箱1、放料台2、以及探测装置3均设置于所述机壳10内。
100.需要说明的是，本实用新型主要以高温环境为例，低温环境类似，只需要更改温度环境箱即可，主体结构及工作模式不变，因此本公开实施例提供的自动测试装置也可用于集成电路低温测试。
101.下面以驱动器为气缸、料盘托盘为四层、烘箱环境为高温环境为例，对本公开实施例的自动测试装置的工作流程进行说明。
102.人工将电路按照一定的方向放置于放料托盘的坑位内，共4层放料托盘，将放料托盘的u型槽口对准阶梯旋转轴从侧面插入。将旋转平台转动到初始位置，烘箱挡板装置中的主挡板在气缸的带动下打开，竖直驱动机构带动探针升至最上部的工作位，水平驱动机构带动探针从高温烘箱的侧面长条孔伸入高温烘箱内部，达到放料托盘第一个测试点停止，同时烘箱挡板装置关闭。竖直驱动机构带动探针下移接触到电路后停止，测试系统采集所需的测试参数，待测试完毕后竖直驱动机构带动探针抬起。控制旋转平台旋转一个分度角后，竖直驱动机构带动探针下移接触到第二个电路后停止，测试系统采集所需的测试参数，测试完毕后竖直驱动机构带动探针抬起
……
，直至完成放料托盘上第一圈最后一个电路。水平驱动机构带动探针继续向高温烘箱内部移动，到达放料托盘第二个测试点停止，控制旋转平台旋转到初始位置，竖直驱动机构带动探针下移接触到电路完成测试
……
，直至完成第二圈电路的测试，以此类推，完成放料托盘上所有圈的电路测试。在同一放料托盘电路的测试过程中，探杆上下移动，独立的从动挡板会随着探杆上下移动，其余三个空置工作位的独立从动挡板在弹簧的作用下位置保持在平衡位，而探杆的位置靠弹性硅胶板挡住。
103.完成最上边第一个料盘内的所有电路测试后，气缸带动主挡板打开，水平驱动机构带动探针从高温烘箱的侧面长条孔移出，竖直驱动机构带动探针下降到第二个工作位，然后水平驱动机构带动探针进入到高温烘箱内，继续完成第二个放料托盘上所有电路的测试
……
，直至完成四个放料托盘内所有电路的测试。待电路测试完毕后，探针移出，旋转平台复位。人工取下四个料盘，在电路测试过程中，测试系统会对电路的测试参数进行分析，有功能问题或者测试参数超差的电路位置会记录在map图中，人工根据map图中的位置在料盘中剔除出有问题的电路，合格的电路进入到下一工序。
104.本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的公开后，将容易想到本公开的其它实施方案。本技术旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
105.应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。