一种半导体芯片带宽测试装置的制作方法

1.本实用新型涉及半导体芯片技术领域，特别涉及一种半导体芯片带宽测试装置。


背景技术：

2.半导体芯片具有体积小、重量轻、寿命长、易于集成等显著特点，随着数据业务的爆炸性增长用户对网络带宽的要求不断提高，单个用户的带宽需求将达到每秒数十兆比特甚至每秒数百兆比特，对于目前在发展的高速率半导体芯片来说带宽是极其重要的参数，对半导体芯片的带宽测试成为亟待解决的一个问题。


技术实现要素：

3.本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种半导体芯片带宽测试装置，实现对半导体芯片的带宽快速精确测量。
4.为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：
5.一种半导体芯片带宽测试装置，包括底座、二维机械位移台、三维机械位移台、待测基台、光谱仪和电流源；
6.所述二维机械位移台、所述三维机械位移台和所述待测基台均设置在所述底座上，所述待测基台用于放置半导体芯片；
7.所述三维机械位移台上设置有测试探针，且所述测试探针的探头朝向所述待测基台，所述测试探针与所述电流源导线连接；
8.所述二维机械位移台上设置有带宽探测器，所述带宽探测器的感应面朝向所述待测基台，且所述感应面的中心距所述底座的高度与半导体芯片放置在所述待测基台上时距所述底座的高度一致，所述感应面用于接收半导体芯片发出的光信号；
9.所述光谱仪与所述带宽探测器通讯连接。
10.进一步地，所述三维机械位移台在所述待测基台的相对两侧各设置有一个；
11.所述二维机械位移台位于所述待测基台除所述三维机械位移台之外的一侧；
12.所述电流源设置在所述底座上且位于所述待测基台除所述三维机械位移台和所述二维机械位移台之外的一侧。
13.进一步地，还包括第一l型支架和第二l型支架；
14.所述第一l型支架与所述第二l型支架相同的短边相互贴合且可竖直滑动连接，所述第一l型支架与所述第二l型支架相同的长边相互远离且背向；
15.所述第一l型支架的长边固定在所述二维机械位移台上方，且短边向上垂直于所述二维机械位移台；
16.所述第二l型支架的长边朝向所述待测基台的方向垂直于所述待测基台；
17.所述带宽探测器安装在所述第二l型支架的长边上方。
18.进一步地，还包括探测器夹具；
19.所述探测器夹具设置在所述第二l型支架的短边上方；
20.所述带宽探测器通过所述探测器夹具可拆卸安装在所述第二l型支架的短边上。
21.进一步地，还包括tec控制器；
22.所述tec控制器设置在所述电流源上方且与所述电流源导线连接；
23.所述待测基台包括散热台、tec加热器和加热铜块；
24.所述散热台、所述tec加热器和所述加热铜块依次叠放设置在所述底座上，且所述tec加热器和所述tec控制器控制连接。
25.进一步地，所述待测基台还包括热电偶；
26.所述热电偶设置在所述加热铜块内部；
27.所述热电偶与所述tec控制器通讯连接。
28.进一步地，还包括探针夹具；
29.所述测试探针通过所述探针夹具可拆卸安装在所述三维机械位移台上。
30.进一步地，所述底座为不锈钢底座，且所述底座上均匀开设有多个螺丝孔位。
31.进一步地，还包括pc机；
32.所述光谱仪设置在所述底座的一侧，所述pc机设置在所述光谱仪上方。
33.本实用新型的有益效果在于：本实用新型提供一种半导体芯片带宽测试装置，通过在底座上安装待测基台、三维机械位移台、二维机械位移台和电流源，将半导体芯片放置在待测基台上，控制三维机械位移台带动测试探针移动并对准接触到半导体芯片的正负极后，开启电流源经测试探针对芯片通电，芯片发光，然后再由二维机械位移台上的带宽探测器接收芯片发出的光信号，并转化成电信号后传输给光谱仪接收并分析，从而测出芯片的带宽，实现半导体芯片带宽的快速快速便携测量，其中二维机械位移台实现对带宽探测器的平面移动，使得带宽探测器的感应面能够对准半导体芯片的侧面，提高带宽测试的精度，即整体实现了对半导体芯片的带宽快速精确测量。
附图说明
34.图1为本实用新型实施例的一种半导体芯片带宽测试装置的整体结构示意图；
35.图2为本实用新型实施例的一种半导体芯片带宽测试装置中底座、二维机械位移台、三维机械位移台及待测基台的结构示意图；
36.图3为本实用新型实施例的一种半导体芯片带宽测试装置中二维机械位移台及待测基台的放大示意图；
37.图4为第一l型支架的结构示意图；
38.图5为第二l型支架的结构示意图；
39.图6为探测器夹具的结构示意图；
40.图7为加热铜块的结构示意图
41.图8为探针夹具的结构示意图；
42.图9为测试探针的结构示意图；
43.图10为二维机械位移台的结构示意图；
44.图11为三维机械位移台的结构示意图。
45.标号说明：
46.1、底座；11、螺丝孔位；
47.2、二维机械位移台；21、带宽探测器；22、第一l型支架；23、第二l型支架；24、探测器夹具；
48.3、三维机械位移台；31、测试探针；32、探针夹具；
49.4、待测基台；41、散热台；42、tec加热器；43、加热铜块；431、热电偶；
50.5、光谱仪；6、电流源；7、tec控制器；8、pc机。
具体实施方式
51.为详细说明本实用新型的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。
52.请参照图1至图11，一种半导体芯片带宽测试装置，包括底座、二维机械位移台、三维机械位移台、待测基台、光谱仪和电流源；
53.所述二维机械位移台、所述三维机械位移台和所述待测基台均设置在所述底座上，所述待测基台用于放置半导体芯片；
54.所述三维机械位移台上设置有测试探针，且所述测试探针的探头朝向所述待测基台，所述测试探针与所述电流源导线连接；
55.所述二维机械位移台上设置有带宽探测器，所述带宽探测器的感应面朝向所述待测基台，且所述感应面的中心距所述底座的高度与半导体芯片放置在所述待测基台上时距所述底座的高度一致，所述感应面用于接收半导体芯片发出的光信号；
56.所述光谱仪与所述带宽探测器通讯连接。
57.由上述描述可知，本实用新型的有益效果在于：通过在底座上安装待测基台、三维机械位移台、二维机械位移台和电流源，将半导体芯片放置在待测基台上，控制三维机械位移台带动测试探针移动并对准接触到半导体芯片的正负极后，开启电流源经测试探针对芯片通电，芯片发光，然后再由二维机械位移台上的带宽探测器接收芯片发出的光信号，并转化成电信号后传输给光谱仪接收并分析，从而测出芯片的带宽，实现半导体芯片带宽的快速快速便携测量，其中二维机械位移台实现对带宽探测器的平面移动，使得带宽探测器的感应面能够对准半导体芯片的侧面，提高带宽测试的精度，即整体实现了对半导体芯片的带宽快速精确测量。
58.进一步地，所述三维机械位移台在所述待测基台的相对两侧各设置有一个；
59.所述二维机械位移台位于所述待测基台除所述三维机械位移台之外的一侧；
60.所述电流源设置在所述底座上且位于所述待测基台除所述三维机械位移台和所述二维机械位移台之外的一侧。
61.由上述描述可知，三维机械位移台位于待测基台的两侧，对应的测试探针也有两个，即采用位于待测基台两侧正负极测试探针便于分别对准位于待测基台上的半导体芯片的正负极进行通电，同时二维机械位移台和电流源配合三维机械位移台的布置分别设置在待测基台剩余的两侧，使得整体底座上各设备的布局合理，便于半导体芯片的带宽测量。
62.进一步地，还包括第一l型支架和第二l型支架；
63.所述第一l型支架与所述第二l型支架相同的短边相互贴合且可竖直滑动连接，所述第一l型支架与所述第二l型支架相同的长边相互远离且背向；
64.所述第一l型支架的长边固定在所述二维机械位移台上方，且短边向上垂直于所
述二维机械位移台；
65.所述第二l型支架的长边朝向所述待测基台的方向垂直于所述待测基台；
66.所述带宽探测器安装在所述第二l型支架的长边上方。
67.由上述描述可知，采用l型支架抬高带宽探测器的同时，两个l型支架相互之间可以通过竖向的相对滑动带动带宽探测器在z轴方向上的移动，从而能够进一步对带宽探测器的高度进行微调使其感应面中部对准待测基台上放置的半导体芯片，确保带宽测试的精度。
68.进一步地，还包括探测器夹具；
69.所述探测器夹具设置在所述第二l型支架的短边上方；
70.所述带宽探测器通过所述探测器夹具可拆卸安装在所述第二l型支架的短边上。
71.由上述描述可知，带宽探测器通过探测器夹具可拆卸安装在二维机械位移台上，当带宽探测器损坏时可进行便捷的更换。
72.进一步地，还包括tec控制器；
73.所述tec控制器设置在所述电流源上方且与所述电流源导线连接；
74.所述待测基台包括散热台、tec加热器和加热铜块；
75.所述散热台、所述tec加热器和所述加热铜块依次叠放设置在所述底座上，且所述tec加热器和所述tec控制器控制连接。
76.由上述描述可知，待测基台整体以依次堆叠的散热台、tec加热器、加热铜块构成，而半导体芯片则可以放置在加热铜块上，通过tec加热器对加热铜块的加热，实现高温下的半导体芯片的带宽测试，从而能够检测出高温对芯片的带宽的影响，而散热台又能有效对tec加热器底部进行散热，确保tec加热器的工作性能；同时，整体带宽测试装置还加装tec控制器，可对tec加热器的加热温度进行调控，还能实现不同温度下芯片的带宽检测。
77.进一步地，所述待测基台还包括热电偶；
78.所述热电偶设置在所述加热铜块内部；
79.所述热电偶与所述tec控制器通讯连接。
80.由上述描述可知，加热铜块内部设置有热电偶，可实时采集加热铜块的温度并返回给tec控制器，tec控制器根据返回的温度对tec加热器加热温度进行调节，同时也能实时监控加热铜块的温度，避免过高的温度对半导体芯片造成损伤。
81.进一步地，还包括探针夹具；
82.所述测试探针通过所述探针夹具可拆卸安装在所述三维机械位移台上。
83.由上述描述可知，测试探针通过探针夹具可拆卸安装在三维机械位移台上，便于测试探针的更换。
84.进一步地，所述底座为不锈钢底座，且所述底座上均匀开设有多个螺丝孔位。
85.由上述描述可知，底座采用不锈钢材质，增加底座的稳定性，同时底座上开设多个螺丝孔位，以便二维机械位移台、三维机械位移台、待测基台及电流源等设备的灵活布置安装。
86.进一步地，还包括pc机；
87.所述光谱仪设置在所述底座的一侧，所述pc机设置在所述光谱仪上方。
88.由上述描述可知，整体带宽测试装置还加装有pc机，可实现对装置内各设备的通
讯、控制等操作，提高整体装置的性能。
89.本实用新型的一种半导体芯片带宽测试装置，适用于对半导体芯片的带宽的便捷精确检测及不同高温下的半导体芯片的带宽检测，以下结合具体的实施例进行说明。
90.请参照图1、图2、图10及图11，本实用新型的实施例一为：
91.一种半导体芯片带宽测试装置，如图1所示，包括底座1、二维机械位移台 2、三维机械位移台3、待测基台4、光谱仪5和电流源6。
92.其中，在本实施例中，如图1所示，二维机械位移台2、三维机械位移台3、待测基台4和电流源6均设置在底座1上，如图2所示，底座1上均匀开设有多个螺丝孔位11，即二维机械位移台2、三维机械位移台3、待测基台4和电流源6通过底座1上的多个螺丝孔位11灵活布置安装在底座1上，同时，使用者也可以根据自己的实际需要增加布置其他设备等，提高了整体带宽测试装置的集成度及功能性。
93.在本实施例中，如图1所示，三维机械位移台3在待测基台4相对的两侧各设置一个，二维机械位移台2位于待测基台4除三维机械位移台3之外的一侧，电流源6位于待测基台4除三维机械位移台3和二维机械位移台2之外的一侧，其中待测基台4可用于放置半导体芯片。
94.如图1或图2所示，二维机械位移台2上设置有带宽探测器21，在本实施例中，带宽探测器21的感应面朝向待测基台4，且感应面的中心距底座1的高度与半导体芯片放置在待测基台4上时距底座1的高度一致，感应面用于接收半导体芯片发出的光信号。同时如图10所示，二维机械位移台2可x轴和y 轴的平面，因此，带宽探测器21即可在二维机械位移台2的x、y轴移动下，实现对准位于待测基台4上的半导体芯片，以确保对半导体芯片带宽的精确测量。
95.再如图1或图2所示，三维机械位移台3上设置有测试探针31，由于三维机械位移台3为两个，因此测试探针31也为两个，两个测试探针31的探头均朝向待测基台4，在本实施例中还采用了导线将测试探针31与电流源6连接，从而电流源6的正负极电流可以分别通到两个测试探针31处，而如图11所示，三维机械位移台3不仅可以在x轴和y轴上平面移动，还可以在z轴方向上竖直移动，从而实现对测试探针31的探头位置的调整，使得两个测试探针31的探头能够对准接触放置在待测基台4上的半导体芯片的正负极，从而电流源6 的正负极电流即可通过测试探针31的探头使半导体芯片导通通电，从而发光，然后位于二维机械位移台2上的带宽探测器21即可采集半导体芯片发光产生的光信号。
96.同时，在本实施例中，光谱仪5与带宽探测器21通讯连接，从而接收带宽探测器21采集到的光信号并进行分析得到半导体芯片的带宽。
97.即在本实施例中，通过在底座1上安装待测基台4、三维机械位移台3、二维机械位移台2和电流源6，将半导体芯片放置在待测基台4上，控制两侧的三维机械位移台3带动测试探针31移动并对准接触到半导体芯片的正负极后，开启电流源6经测试探针31对芯片通电，芯片发光，然后再由二维机械位移台2 上的带宽探测器21接收芯片发出的光信号，并转化成电信号后传输给光谱仪5 接收并分析，从而测出芯片的带宽，实现半导体芯片带宽的快速快速便携测量，其中二维机械位移台2实现对带宽探测器21的平面移动，使得带宽探测器21 的感应面能够对准半导体芯片的侧面，提高带宽测试的精度，即整体实现了对半导体芯片的带宽快速精确测量。
98.另外，在本实施例中，底座1采用不锈钢材质，以增加底座1的稳定性。
99.请参照图2至图6，本实用新型的实施例二为：
100.一种半导体芯片带宽测试装置，在上述实施例一的基础上，在本实施例中，如图4及图5所示，还包括第一l型支架22和第二l型支架23。
101.在本实施例中，如图2或图3所示，第一l型支架22与第二l型支架23 相同的短边相互贴合且可竖直滑动连接，第一l型支架22与第二l型支架23 相同的长边相互远离且背向；同时第一l型支架22的长边固定在二维机械位移台2上方，且短边向上垂直于二维机械位移台2，第二l型支架23的长边朝向待测基台4的方向垂直于待测基台4；而带宽探测器21则安装在第二l型支架 23的短边上方。在本实施例中，如图4所示，第一l型支架22的长边开设有两道u型孔，可通过螺丝锁付的方式固定安装在二维机械位移台2上，同时第一 l型支架22的短边也开设有两道u型孔，如图5所示第二l型支架23的短边也开设有与第一l型支架22的短边上形状且位置一致的两道u型孔，因此，第一l型支架22和第二l型支架23的短边即可通过螺丝穿过各自的u型孔连接固定，当需要进行上下滑动时可以通过松开一点螺丝的方式滑动，然后在旋紧螺丝。在其他等同实施例中，第一l型支架22和第二l型也可以采用其他的相互滑动的结构。
102.即在本实施例中，采用l型支架抬高带宽探测器21的同时，两个l型支架相互之间可以通过竖向的相对滑动带动带宽探测器21在z轴方向上的移动，从而能够进一步对带宽探测器21的高度进行微调使其感应面中部对准待测基台4 上放置的半导体芯片，确保带宽测试的精度。
103.同时，再如图3所示，在本实施例中，还包括探测器夹具24，探测器夹具 24设置在第二l型支架23的短边上方，如图6所示，探测器夹具24的下方设置有u型开槽，如图5所示，第二l型支架23的长边也开设有u型开孔，从而探测器夹具24下方的u型开槽正好与第二l型支架23的长边的u型开孔配合在螺丝的锁付下进行固定，而带宽探测器21即可在探测器夹具24的夹持下可拆卸安装在第二l型支架23的长边上，当带宽探测器21损坏时可进行便捷的更换。
104.请参照图1至图11，本实用新型的实施例三为：
105.一种半导体芯片带宽测试装置，在上述实施例一或实施例二的基础上，在本实施例中，如图1所示，还包括tec控制器7(tec：thermoelectriccooler 的缩写，半导体制冷器)，tec控制器7设置在电流源6上方且与电流源6导线连接；如图3所示，待测基台4包括散热台41、tec加热器42和加热铜块43。
106.其中，散热台41、tec加热器42和加热铜块43依次叠放设置在底座1上，且tec加热器42和tec控制器7控制连接。
107.即在本实施例中，待测基台4整体以依次堆叠的散热台41、tec加热器42、加热铜块43构成，而半导体芯片则可以放置在加热铜块43上，通过tec加热器42对加热铜块43的加热，实现高温下的半导体芯片的带宽测试，从而能够检测出高温对芯片的带宽的影响，而散热台41又能有效对tec加热器42底部进行散热，确保tec加热器42的工作性能；同时，整体带宽测试装置还加装 tec控制器7，可对tec加热器42的加热温度进行调控，还能实现不同温度下芯片的带宽检测。
108.其中，在本实施例中，待测基台4还包括热电偶431。如图7所示，热电偶 431设置在
加热铜块43内部，且热电偶431与tec控制器7通讯连接。即加热铜块43内部设置有热电偶431，可实时采集加热铜块43的温度并返回给tec 控制器7，tec控制器7根据返回的温度对tec加热器42加热温度进行调节，同时也能实时监控加热铜块43的温度，避免过高的温度对半导体芯片造成损伤。
109.同时，在本实施例中，如图2所示，还包括探针夹具32。如图8所示，探针夹具32由一块开设有两个u型孔的平板及垂直于平板的一根夹持臂构成，且夹持臂上设置有螺丝孔；如图9所示为本实施例采用的测试探针31，探针远离探头的一端可通过安装在图8所示的探针夹具32的夹持臂口处、并通过螺丝锁付的放置固定在夹持臂处，当需要拆卸时只需旋开锁付的螺丝即可，即测试探针31通过探针夹具32可拆卸安装在三维机械位移台3上，便于测试探针31的更换。
110.另外，在本实施例中，如图1所示，光谱仪5设置在底座1的一侧，且还包括pc机8，pc机8设置在光谱仪5上方。即整体带宽测试装置还加装有pc 机8，可实现对装置内各设备的通讯、控制、编程等操作，提高整体装置的性能。
111.综上所述，本实用新型提供的一种半导体芯片带宽测试装置，具有以下有益效果：
112.1、实现对半导体芯片的带宽快速精确测量；
113.2、实现对半导体芯片在不同高温下的带宽检测。
114.以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。