CN112327123A - 一种测试装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种测试装置，涉及微电子测试领域，该测试装置包括电路板、固定座和探针，电路板上具有热沉通孔，固定座凸设在电路板上并与热沉通孔间隔设置，探针固定在固定座上并向着热沉通孔延伸，固定座与热沉通孔之间的电路板上设置有探针凹槽，探针悬置于探针凹槽的上方。在进行测试时，待测封装器件与探针电连接，由于探针处于悬置状态并能够在待测封装器件的挤压下向着探针凹槽下压，使得待测封装器件与探针能够保持良好的电接触，同时探针的针深较小，下压行程也较小，也就摆脱了现有技术中pin高度的限制，从而使得待测封装器件底部的散热结构的厚度更小，提升了散热效果。
Description
技术领域
本发明涉及微电子测试领域，具体而言，涉及一种测试装置。
背景技术
现阶段在半导体行业，针对塑封器件的测试主要以测试插座(socket)的方式实现，且国内外已有多家厂商可以提供socket的解决方案。对于直流测试，待测封装器件在socket内的电学连接多采用弹簧探针(Pogo Pin)，对于长时间的测试需要器件有良好的散热能力，而采用Pogo Pin则会对待测器件的散热带来负面影响。
发明内容
本发明的目的在于提供一种测试装置，其能够对封装待测封装器件进行测试，且电学接触良好，测试效果好，并且能够对待测封装器件的散热带来好处，提高待测封装器件在测试过程中的散热效果。
本发明是采用以下的技术方案来实现的。
一种测试装置，包括电路板、固定座和探针，电路板上具有热沉通孔，固定座凸设在电路板上并与热沉通孔间隔设置，探针固定在固定座上并向着热沉通孔延伸，固定座与热沉通孔之间的电路板上设置有探针凹槽，探针悬置于探针凹槽的上方。
进一步地，探针包括悬臂和针尖，悬臂的一端固定设置在固定座上，另一端延伸至探针凹槽并悬置在探针凹槽上，针尖设置在悬臂远离固定座的一端。
进一步地，针尖由悬臂向着远离电路板的方向折弯。
进一步地，针尖的顶端具有抵持面，抵持面用于在针尖下压时与电路板的表面相贴合。
进一步地，针尖的针深为0.3mm-1mm，且悬臂和针尖在探针凹槽上的投影长度为3mm-10mm。
进一步地，探针的下压行程小于探针凹槽的深度。
进一步地，探针为多路，多路探针相互平行设置，且每路探针固定设置在固定座上。
进一步地，探针凹槽包括待测区和容置区，待测区相对于容置区靠近热沉通孔，容置区由固定座延伸至待测区，且待测区的宽度大于容置区的宽度。
进一步地，待测区的宽度小于或等于热沉通孔的宽度。
进一步地，容置区延伸至待测区的中部，以使待测区和容置区形成T型结构。
本发明具有以下有益效果：
本发明提供的一种测试装置，在电路板上开设有热沉通孔，固定座凸设在电路板上并与热沉通孔间隔设，将探针的一端固定在固定座上并向着热沉通孔延伸，且探针悬置在固定座与热沉通孔之间的探针凹槽上。相较于现有技术，本发明提供的一种测试装置，能够对封装待测封装器件进行测试，且电学接触良好，测试效果好，并且通过探针能够避免待测封装器件底部设置厚重的铜块，从而能够对待测封装器件的散热带来好处，提高待测封装器件在测试过程中的散热效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明提供的测试装置的整体结构示意图；
图2为本发明提供的测试装置的第一局部结构示意图；
图3为本发明提供的测试装置的第一剖视图；
图4为本发明提供的测试装置的第二局部结构示意图；
图5为本发明提供的测试装置的第二剖视图；
图6为图1中探针与固定座的连接结构示意图；
图7为图1中探针与固定座的另一种连接结构示意图；
图8为图1中固定座的第二种布局结构示意图；
图9为图1中固定座的第三种布局结构示意图。
图标：100-测试装置；110-电路板；111-外接电路走线；130-固定座；150-探针；151-悬臂；153-针尖；155-抵持面；170-热沉通孔；190-探针凹槽；191-待测区；193-容置区。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面结合附图，对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例中的特征可以相互组合。
第一实施例
结合参见图1至图4，本实施例提供了一种测试装置100，用于对待测封装器件进行测试，其安装在一测试治具上，将待测封装器件放入测试治具并与该测试装置100电接触，从而实现对待测封装器件的测试。其采用探针卡的形式进行测试，能够对封装待测封装器件进行测试，且电学接触良好，测试效果好，并且能够避免待测封装器件底部设置厚重的铜块，从而能够对待测封装器件的散热带来好处，提高待测封装器件在测试过程中的散热效果。
本实施例提供的测试装置100，包括电路板110、固定座130和探针150，电路板110上具有热沉通孔170，固定座130凸设在电路板110上并与热沉通孔170间隔设置，探针150固定在固定座130上并向着热沉通孔170延伸，固定座130与热沉通孔170之间的电路板110上设置有探针凹槽190，探针150悬置于探针凹槽190的上方。具体地，热沉通孔170供测试治具上的热沉块穿过，待测封装器件与探针150接触并放置在热沉块上，由于采用了探针150，且探针150悬置在探针凹槽190的上方，从而使得热沉块的厚度能够大大减薄，给测试过程中待测封装器件的散热带来好处。
需要说明的是，本实施例中待测封装器件为双边扁平无铅封装器件(DFN)，当然，此处待测封装器件也可以是方形扁平无铅封装器件(QFN)、陶瓷封装器件或金属封装器件等，本实施例中仅仅以DFN封装结构为例进行说明。本实施例提供的测试装置100也可以应用于各类封装的测试中，例如射频封装器件、电力电子封装器件等。
在本实施例中，热沉通孔170为矩形，热沉通孔170中会填充热沉块，且待测封装器件压合在热沉块上，保证待测封装器件与热沉块之间的接触与散热。当然，此处热沉通孔170也可以是其他形状例如圆形或者椭圆形等，只要是能够供热沉块穿过即可。
在本实施例中，探针凹槽190通过在电路板110上挖槽实现，从而使得探针凹槽190区域低于固定座130的高度，使得探针150能够悬置在探针凹槽190上方并在待测封装器件的下压作用下向下弯曲并伸入探针凹槽190。探针150由固定座130向着热沉通孔170的方向延伸，且探针150并未延伸到热沉通孔170中，而是悬置在探针凹槽190的上方，避免对热沉块造成干涉。
探针凹槽190包括待测区191和容置区193，待测区191相对于容置区193靠近热沉通孔170，容置区193由固定座130延伸至待测区191，且待测区191的宽度大于容置区193的宽度，探针150由固定座130依次延伸至容置区193和待测区191，且探针150的自由端悬置在待测区191的上方。需要注意的是，此处所提及的待测区191的宽度和容置区193的宽度，指的是待测区191和容置区193在垂直于探针150方向上的宽度。待测区191与部分热沉通孔170区共同形成用于容置待测封装器件的器件放置区，待测封装器件的底部分别伸入到待测区191与部分热沉通孔170区。由于待测区191的宽度大于容置区193的宽度，使得容置区193与待测区191的连接处形成止挡面，可以有效防止待测封装器件在水平方向上的滑动，提高测试精度。
在本实施例中，待测区191的宽度小于或等于热沉通孔170的宽度。同样需要注意的是，此处所提及的待测区191的宽度和容置区193的宽度指的是垂直于探针150方向上的宽度。优选地，待测区191的宽度略小于热沉通孔170的宽度，在放置待测封装器件时，由于热沉通孔170的宽度略大于待测区191的宽度，使得热沉通孔170能够供热沉块穿过，并使得热沉块的放置面积较大，方便放置待测封装器件，保证良好的接触。
在本实施例中，容置区193延伸至待测区191的中部，以使待测区191和容置区193形成T型结构，从而使得待测封装器件的两端都受到限位作用，进一步防止待测封装器件在水平方向上发生滑动。当然，此处待测区191和容置区193也可以形成L型结构，或者，待测区191和容置区193的宽度一致而形成矩形结构，对于待测区191和容置区193的形状，在此不作具体限定。
参见图5，探针150包括悬臂151和针尖153，悬臂151的一端固定设置在固定座130上，另一端延伸至探针凹槽190并悬置在探针凹槽190的上方，针尖153设置在悬臂151远离固定座130的一端。具体地，悬臂151和针尖153一体设置，针尖153用于与待测封装器件的测试引脚接触并实现电学连接。且悬臂151的端部焊接在电路板110上并在焊接处形成固定座130，另外，此处也可以是在电路板110上凸设有焊接板，并将悬臂151的端部直接焊接在焊接板上。
在本实施例中，电路板110可以为印刷电路板(PCB)，具体地可以是具有电路功能的PCB双面板，背面接地，正面进行走线，走线结构可参考图1。且该电路板110为耐高温板材支撑，表面沉金。同时该PCB板可以为单层板，通过在上表面挖槽形成探针凹槽190。当然，此处PCB的板材种类，表面处理工艺等包括不限于本发明提及的类型。根据实际使用可以做调整如：可使用常温板或其他板材，表面根据使用需求不做表面处理或做其他表面处理，板厚也不作限定。同时，该PCB板也可以是多层板。
在本实施例中，针尖153由悬臂151向着远离电路板110的方向折弯。具体地，探针150的针尖153朝上，在待测封装器件下压时能够直接接触到针尖153并下压使得悬臂151弯曲，从而相针尖153施加向上的弹力，保证针尖153与待测封装器件的引脚之间的良好接触。
在本实施例中，针尖153的顶端具有抵持面155，抵持面155用于在针尖153下压时与待测封装器件的表面相贴合。具体地，在针尖153的顶端作磨平处理并形成抵持面155，在待测封装器件下压行程到位后，抵持面155处于水平面，从而能够保证待测封装器件下压后与针尖153之间的接触方式为面接触。通过设置抵持面155，能够使得探针150下压到位后与待测封装器件之间实现面接触，而在其他情况下实现线接触，避免了不磨平情况下的点接触，提高了接触的稳定性。
在本实施例中，针尖153的针深为0.3mm-1mm，且悬臂151和针尖153在探针凹槽190上的投影长度为3mm-10mm。优选地，针尖153的针深为0.4mm-0.8mm。需要说明的是，此处针尖153的针深，指的是针尖153的顶端距离下方PCB板上表面的垂直距离，这个距离应当在满足下压时针尖153的下压行程的情况下越小越好。此处悬臂151和探针150在探针凹槽190上的投影长度，指的是悬臂151和针尖153的悬置长度，即悬臂151的支点与针尖153的端部之间的水平距离，其能够影响到探针150的下压行程，即悬臂151的支点与针尖153的端部之间的水平距离越大，则探针150的下压行程越大。
在本实施例中，针尖153的下压行程小于探针凹槽190的深度。探针凹槽190的深度，指的是探针凹槽190底部的PCB板的表面与固定座130所在的PCB板的表面之间的垂直距离。由于探针150在待测封装器件的挤压下向下弯曲，使得针尖153向下伸入探针凹槽190，其下压行程小于探针凹槽190的深度，能够避免针尖153的底部与PCB板的表面相接触，保证测试过程的安全。优选地，探针150的下压行程小于1mm。
还需要说明的是，此处针尖153的针深可以根据实际需求进行重新设计，同理悬臂151和针尖153的悬置长度也可以根据实际需求进行重新设计，并不限定与本实施例中所提及的数值范围，只需要保证探针150下压行程小于探针凹槽190的深度即可。
在本实施例中，探针150为双针结构，双针结构包括两个子探针。通过设置双针结构，保证探针150与待测封装器件的引脚之间良好的电学接触。当然，此处探针150也可以使单针或者多针结构，在此不作具体限定。
参见图6，在本实施例中，两个子探针相互平行，且两个子探针的长度相等，且在水平方向和竖直方向上相互平齐，使得两个子探针均与待测封装器件相接触。
参见图7，在本发明其他较佳的实施例中，两个子探针中，其中一个子探针伸出固定座130的长度大于另一个子探针伸出固定座130的长度。通过两个子探针的错位设置，能够保证至少一个子探针的连接接触情况良好，保证接触效果。当然，此处两个子探针也可以是在竖直方向上进行错位，同样能够保证接触效果。
需要说明的是，本实施例中探针150和固定座130可以设置在热沉通孔170的一侧、两侧、三侧或者四周，每侧的探针150数量和固定座130的布置位置可以相同，也可以不同，其对应于待测封装器件的引脚数量和位置。
在本实施例中，探针150为多路，多路探针150相互平行设置，且每路探针150固定设置在固定座130上。固定座130也为多个，多个固定座130设置在热沉通孔170的一侧，每个固定座130上均固定设置有至少一个探针150。
本实施例中以探针150为6路为例进行说明，6路探针150两两相对地设置在热沉通孔170的两侧，每侧的探针150之间相互平行。同时热沉通孔170的一侧设置有一个固定座130，其中3路探针150共同连接在该固定座130上，热沉通孔170的另一侧设置有3个固定座130，其余3路探针150分别与3个固定座130连接并分别与3个增强型器件的电极连接。
需要说明的是，本实施中探针150的路数和布置位置并不仅仅限于本实施例中所提及的设计方式，其可以根据封装的引脚数量和位置进行相应的改进，从而保证封装的两侧的栅、漏引脚能够与探针150一一对应。而封装内部可容纳多个增强型器件，例如最多容纳3个、4个或者5个增强型器件，同时增加两侧的引脚数量，则探针150路数随之进行匹配。同时，封装也并不仅仅限于在两侧布置引脚，也可以在四周均布置引脚，则探针150的位置随之进行匹配。
请继续参见图1，在本实施例中，电路板110上设置有外接电路走线111，外接电路走线111与其中一个或多个探针150电连接。具体地，可以根据测试内容连接其中一个或者多个探针150，即根据测试内容选择不同的导通方式。
需要说明的是，外接电路走线111上还具有完善测试电路的电阻电容等元器件，其中外接电路走线111上的电阻、电容均为耐高温元件，起到稳压、滤波的作用。
在本实施例中，外接电路走线111分别布置在热沉通孔170两侧的电路板110上并靠近固定座130，其中固定座130上也向这外接电路走线111方向延伸有连接导线，连接导线与设置在固定座130上的探针150电连接，从而将探针150的电性连接向外扩散。外接电路走线111与连接导线之间的通断可选，可采用跳线或者其他方式导通。
具体地，本实施例中，热沉通孔170的两侧均设置有固定座130，其中左侧的固定座130为整体结构，其中3路探针150间隔设置在该固定座130上并分别与待测封装器件上3个增强型器件的电极连接。右侧的固定座130被分为3个，剩余3路探针150分别与3个固定座130连接，并分别与待测封装器件上3个增强型器件的电极连接。每个固定座130上向外延伸有连接导线，连接导线延伸至靠近外接电路走线的位置。当外接电路走线111择一与3根连接导线导通，则对应择一对3个待测器件实现导通，当外接电路走线111与其中2个或3个连接导线导通时，则对应2个或者3个待测器件实现导通，从而实现了对不同待测器件同时或者分别进行测试，其导通方式可选择。值得注意的是，此处右侧的3个固定座130也可以两两连接在一起，或者3个连接在一起并与左侧一致，在此不作具体限定。需要说明的是，此处左侧、右侧是相对概念，并不限定实际的左、右，且两侧的固定座130的布置方式也可互换，同样能够实现可选择通路的目的。
结合参见图8和图9，在本发明其他较佳的实施例中，对于固定座130可延伸出多种变形，例如，热沉通孔170的两侧分别设置有3个固定座130，每个固定座130上设置有1路探针150。且两侧的固定座130延伸出的连接导线均与外接电路走线111可选择导通，能够实现多种可控的测试方式，针对某一个或多个增强型器件进行测试。或者，其中一侧的固定座130延伸出的连接导线均与外接电路走线111可选择导通，另一侧处于连接状态，同样能够实现多种可控的测试方式，针对某一个或多个增强型器件进行测试。
综上所述，本实施例提供了一种测试装置100，实现了封装级测试，在保证良好的电学接触的同时跟有利于器件的散热。同时探针150的针尖153磨平处理，能够进一步提升探针150与待测封装器件之间的良好接触。并且探针150采用双针结构，也进一步提升了探针150与待测封装器件之间的良好接触。此外，连接导线与外接电路走线之间可选择导通的方式，增加了测试装置100使用的灵活性，使得其能够同时或者分别对多个增强型器件进行测试，十分灵活。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种测试装置，其特征在于，包括电路板(110)、固定座(130)和探针(150)，所述电路板(110)上具有热沉通孔(170)，所述固定座(130)凸设在所述电路板(110)上并与所述热沉通孔(170)间隔设置，所述探针(150)固定在所述固定座(130)上并向着所述热沉通孔(170)延伸，所述固定座(130)与所述热沉通孔(170)之间的电路板(110)上设置有探针凹槽(190)，所述探针(150)悬置于所述探针凹槽(190)的上方。
2.根据权利要求1所述的测试装置，其特征在于，所述探针(150)包括悬臂(151)和针尖(153)，所述悬臂(151)的一端固定设置在所述固定座(130)上，另一端延伸至所述探针凹槽(190)并悬置在所述探针凹槽(190)上，所述针尖(153)设置在所述悬臂(151)远离所述固定座(130)的一端。
3.根据权利要求2所述的测试装置，其特征在于，所述针尖(153)由所述悬臂(151)向着远离所述电路板(110)的方向折弯。
4.根据权利要求2所述的测试装置，其特征在于，所述针尖(153)的顶端具有抵持面(155)，所述抵持面(155)用于在所述针尖(153)下压时与待测封装器件的表面相贴合。
5.根据权利要求2所述的测试装置，其特征在于，所述针尖(153)的针深为0.3mm-1mm，且所述悬臂(151)和所述针尖(153)在所述探针凹槽(190)上的投影长度为3mm-10mm。
6.根据权利要求1所述的测试装置，其特征在于，所述探针(150)的下压行程小于所述探针凹槽(190)的深度。
7.根据权利要求1所述的测试装置，其特征在于，所述探针(150)为多路，多路所述探针(150)相互平行设置，且每路所述探针(150)固定设置在所述固定座(130)上。
8.根据权利要求1所述的测试装置，其特征在于，所述探针凹槽(190)包括待测区(191)和容置区(193)，所述待测区(191)相对于所述容置区(193)靠近所述热沉通孔(170)，所述容置区(193)由所述固定座(130)延伸至所述待测区(191)，且所述待测区(191)的宽度大于所述容置区(193)的宽度。
9.根据权利要求8所述的测试装置，其特征在于，所述待测区(191)的宽度小于或等于所述热沉通孔(170)的宽度。
10.根据权利要求8所述的测试装置，其特征在于，所述容置区(193)延伸至所述待测区(191)的中部，以使所述待测区(191)和所述容置区(193)形成T型结构。
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