一种芯片三温测试方法与流程

本发明应用于芯片温度测试的,特别涉及一种芯片三温测试方法。

背景技术：

1、

2、现有的芯片三温测试方法是测试人员是先将芯片进行常温测试，常温测试后进行低温测试最后进行高温测试，而低温测试是需要将芯片放入在制冷箱内按照设定的温度和时间进行制冷，到达设定温度后再将芯片取出放入载具内，然后再进行测试，测试完的芯片进入高温测试同样将芯片放入高温箱进行加热，到达设定温度后再将芯片取出放入载具内，然后再进行测试，但制冷箱后高温箱也无法保证每个芯片的温度均匀性，从而影响芯片在载具内测试时的具体温度，而且芯片在转移的过程中会发生热量流失，从而影响了芯片在设定温度下测试的准确性，另外这种生产方法需要进行人工进行转移、上料和分料，影响了整体的生产效率。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供了一种种自动化程度高、能单独对每个芯片进行温度控制，保证芯片的测试所需温度的准确性且能同时对芯片进行低温、常温和高温的性能测试的芯片三温测试方法。

2、本发明所采用的技术方案是：本发明包括提供一种芯片三温测试设备和mcu控制系统，所述芯片三温测试设备包括工作台，所述工作台的一端上设置有芯片托盘上料机构，所述芯片托盘上料机构的前端设置有芯片缓存机构，所述芯片缓存机构和所述芯片托盘上料机构之间设置有三轴取料机构，所述工作台的另一端对称设置有三个芯片测试机构，所述芯片测试机构和所述芯片缓存机构之间设置有取料机械手，所述芯片测试机构包括直线驱动装置一和与所述直线驱动装置一相连接的移栽板，所述移栽板上设置有温控芯片载具模组，所述直线驱动装置一的前端、中端和尾端分别设置有移栽机械手、红外线温度检测模组和积分球测试模组，所述移栽机械手的侧端设置有芯片分选下料机构；

3、所述测试方法包括以下步骤：s1.芯片托盘上料机构带动满载芯片的芯片托盘移动至三轴取料机构的下端，三轴取料机构将芯片托盘中的芯片移栽至芯片缓存机构；s2.取料机械手将芯片缓存机构中的芯片移栽至第一个芯片测试机构，并将芯片通过直线驱动装置一移动至红外线温度检测模组，同时通过温控芯片载具模组对芯片进行制冷，当红外线温度检测模组检测到芯片到达设定的低温温度后，将芯片移动至积分球测试模组下进行测试；s3.低温测试后的芯片复位，通过移栽机械手转移至第二个芯片测试机构，通过温控芯片载具模组对芯片进行回温，当红外线温度检测模组检测到芯片到达设定的常温状态后，通过积分球测试模组对芯片进行常温测试；s4.常温测试后的芯片复位并通过移栽机械手转移至第三个芯片测试机构，通过温控芯片载具模组对芯片进行制热，当红外线温度检测模组检测到芯片到达设定的高温状态后，通过积分球测试模组对芯片进行高温测试；s5.高温测试后的芯片，根据所得到的测试结果至mcu控制系统，然后通过芯片分选下料机构对芯片进行分选下料。

4、进一步的，所述芯片缓存机构包括第一芯片缓冲台和位于第一缓冲台一端的横移机构以及设置在横移机构上的第二芯片缓冲台，所述第一芯片缓冲台和所述第二芯片缓冲台上均设置有若干个所述温控芯片载具模组，所述第二横移机构用于带动第二芯片缓冲台移动至另一侧的三个所述芯片测试机构，所述第一芯片缓冲台和所述第二芯片缓冲台上的温控芯片载具模组用于对上料的芯片进行预制冷；所述芯片测试机构的前端还设置有芯片预热台，所述芯片预热台上设置有若干个所述温控芯片载具模组，所述芯片预热台中至少一个有温控芯片载具模组用于对芯片在进行常温测试时，将下一个已完成的低温测试的芯片转移至芯片预热台，从而对芯片进行预热回温，提高芯片常温测试的效率；所述芯片预热台中至少一个有温控芯片载具模组用于对芯片在进行高温测试时，将下一个已完成的常温测试的芯片转移至芯片预热台，从而对芯片进行预热升温，提高芯片高温测试的效率。

5、进一步的，所述温控芯片载具模组包括载具座，所述载具座的顶部设置有插座盖，所述载具座的底部设置有水冷座，所述水冷座上设置有tec温控器，所述tec温控器上设置有导热块，所述导热块内设有与芯片相适配的且穿出所述插座盖的载槽，所述插座盖的侧端设置有位于所述载槽侧端的芯片侧夹模组，所述插座盖用于将导热块限位固定于所述tec温控器的上端，所述芯片侧夹模组用于将芯片侧夹固定于所述载槽内,所述芯片侧夹模组包括侧夹安装板和侧夹臂，所述插座盖上设置有与所述侧夹安装板相适配的定位柱，所述侧夹安装板的两端通过螺栓固定于所述插座盖上，所述侧夹臂包括一体成型的垂直臂和水平臂，所述垂直臂上设有斜面，所述垂直臂的背面与所述侧夹安装板之间设置有压缩弹簧，所述水平臂的前端设有与芯片相邻两边相适配的夹持面，所述载槽设有与所述夹持面相适配的缺口，所述夹持面的表层包裹有铟片层，所述侧夹臂将芯片夹持于载槽时，所述侧夹臂与所述插座盖之间形成一个位于所述载槽外沿的环形凹槽；所述芯片缓存机构和所述芯片预热台上的每个温控芯片载具模组以及所述直线驱动装置一的前端均设置有拨爪机构，所述拨爪机构包括设置于拨爪升降气缸和与所述拨爪升降气缸相连接的拨爪杆，所述拨爪杆的前端设有拨轮，所述拨轮与所述垂直臂上的斜面相适配，所述拨轮用于推动斜面后移松开侧夹臂，所述拨爪杆的中部设有与所述载槽相适配的避让槽。

6、进一步的，所述积分球测试模组包括测试架，所述测试架内设置有凸轮升降模组和与所述凸轮升降模组顶部相连接的测试安装板，所述测试安装板上设置有位于所述温控芯片载具模组正上方的积分球测试器，所述凸轮升降模组用于带动积分球测试器升降与所述温控芯片载具模组内的芯片接触并进行测试；所述凸轮升降模组包括电机安装立板，所述电机安装立板的后侧面设置有伺服电机，所述电机安装立板的前侧面设置有转动圆盘，所述转动圆盘的后端设置有感应盘，所述感应盘的外沿设置有感应片，所述电机安装立板的前端设置有与所述感应片相适配的传感器，所述转动圆盘内设置有与所述伺服电机的驱动轴相连接的凸轮，所述转动圆盘内设有位于所述凸轮外侧的环形导轨，所述电机安装立板的前侧面上端设置有升降导轨和与所述升降导轨相适配的升降板，所述升降板的下端设置有滑动导轮，所述滑动导轮设置于所述环形导轨的内壁和所述凸轮的外壁之间，且所述滑动导轮与所述凸轮相接触，所述升降板的上端设置有升降架，所述测试架的两侧内壁设置有与所述升降架相适配的滑轨，所述测试安装板设置于升降架的上端，且所述测试安装板的前端下侧设有与所述环形凹槽相适配的环形凸块，所述环形凸块套设有密封圈，所述测试安装板的前端设有开口逐渐缩小的导槽，且导槽的底面开有与载槽相适配的通孔，所述导槽的上方与所述积分球测试器的光源进口相连通，所述凸轮带动滑动导轮移动最低点时，所述通孔位于所述载槽的上端。

7、进一步的，所述导热块为环形陶瓷导热块，所述环形陶瓷导热块内设置有温度传感器，所述温度传感器采用k型热电偶，该k型热电偶穿透固定在所述陶瓷导热块内部，所述tec温控器为三级tec温度控制器，所述三级tec温度控制器内置有ntc传感器，所述水冷座和所述三级tec温度控制器之间设置有硅脂连接层或导热胶连接层，且所述三级tec温度控制器上设置有玻纤隔离盖，并采用螺丝穿过所述玻纤隔离盖将所述三级tec温度控制器固定于所述水冷座上，所述水冷座内部设置有水冷通道，所述水冷通道与外部的液冷散热器相连接。

8、进一步的，所述芯片托盘上料机构包括直线移栽模组，所述直线移栽模组上依次设置有上料工位、下料工位和取料工位，所述上料工位和所述下料工位的下方均设置有顶升托料模组，所述上料工位和所述下料工位均包括四个分布于四周的护边角立板，四个所述护边角立板围成一个与芯片托盘相适配堆垛槽框，所述堆垛槽框的两端对称设置有两个分盘模组，所述分盘模组用于将芯片托盘托举在所述堆垛槽框内，所述分盘模组包括分盘安装座和铰接于所述分盘安装座内的卡爪托块，所述分盘安装座的外端设置有分盘气缸和与分盘气缸相连接的推杆，所述推杆穿过所述分盘安装座与所述卡爪托块的底部相连接，所述分盘安装座的上部设置有与所述卡爪托块相连接的弹簧；所述顶升托料模组包括顶升电机、联动模组和两个顶升板，顶升电机与所述联动模组相连接，两个所述顶升板对称设置于所述联动模组的两端，所述直线移栽模组包括直线驱动电机和与所述直线驱动电机相连接的直线移动板，所述直线移动板位于两个所述顶升板之间，且两个所述顶升板分别位于移栽板左侧和卡爪托块之间和直线移动板右侧和卡爪托块之间的下方；所述卡爪托块包括一体成型的矩形块和位于矩形块上端的直角梯形块，所述直角梯形块的斜边朝向于直线移动板，且直角梯形块的底边与矩形块的宽度相等，且直角梯形块的定边长度大于所述直角梯形块的底边长度。

9、进一步的，所述芯片分选下料机构包括直线驱动装置二和与直线驱动装置二相连接的下料载台，所述下料载台用于通过移栽机械手转移将高温测试后的芯片转移至下料载台，所述直线驱动装置前端设置有下料机械手，所述下料机械手的前方设置有与芯片托盘上料机构并列分布的ng芯片下料机构和若干个合格芯片下料机构，ng芯片下料机构与合格芯片下料机构的结构均和所述芯片托盘上料机构的结构一致。

10、进一步的，所述载具座内设置有转接板，所述转接板上设置有护针块，所述转接板的前端设置有依次穿过护针块、tec温控器且置于载槽内底部的双探针模组一，所述积分球测试器的前端设置有测试板，所述测试板的下端设置有双探针模组二，所述凸轮升降模组带动积分球测试器下降至载槽上端时，所述第二探针组接触到转接板，从而导通芯片，并通过积分球测试器对芯片进行测试；所述护针块设置有导向孔和探针避让孔，所述测试板上设置有与导向孔相适配的导向柱，所述探针避让孔位于所述双探针模组二的正上方。

11、进一步的，所述步骤s2-s4中对芯片测试复位后，均通过红外线温度检测模组进一步检测芯片测试后的温度，确保芯片的测试过程中不会以为热量传递，导致芯片测试时温度达不到设定的要求。

12、进一步的，所述芯片设定的低温温度为-45°c，所述芯片设定的低温温度为155°c，所述芯片三温测试设备内设置有干燥器，所述干燥器用于控制测试环境的湿度，避免低温测试时产生结霜的情况。

13、本发明的有益效果是：1.通过芯片三温测试设备的设计，实现芯片的自动上料，能在设备上同时实现芯片的低温、常温、高温的三温测试，测试完能自动进行分选下料，大大节省了人力成本，也提高了生产效率；2.通过温控芯片载具模组能独立对每个芯片进行温度的控制，并配合红外线温度检测模组能保证每个芯片到达所需的测试温度后，再通过积分球测试模组进行测试，大大的提高了芯片测试的准确性；3.芯片托盘上料机构的结构设计能实现满载的芯片托盘自动上料以及空载的芯片托盘自动堆垛。