一种压接式半导体芯片测试平台

本实用新型属于功率半导体器件测试领域，特别涉及一种压接式半导体芯片测试平台。

背景技术：

现有技术中一种具有高通性的芯片测试设备(cn104316859a)，主要公开了芯片连接器和芯片压合器，但是所有的端口都是通过芯片连接器的端口输出，芯片压合器仅仅是为了压合芯片的各引脚，并没有用于检测受压情况下芯片的检测。

各类压接式功率器件的芯片在完成生产后需要进行多种特性测试，常规测试中使用液压结构配合的大型夹具台，测试外部环境配置要求较高。很多场合下需要进行简单的小规模芯片特性测试，对测试台的部分参数要求较低。

技术实现要素：

为了实现原有测试台进行结构和功能简化，去芜存菁，保留核心功能，同时大幅降低测试台的体积与安装调试难度，实现时间和空间上更为方便地对芯片进行测试而搭建硬件平台。本申请提供了一种压接式半导体芯片测试平台。

具体技术方案如下所述：

一种压接式半导体芯片测试平台，测试平台包括

芯片连接组件，能够与被测芯片连接，所述芯片连接组件包括驱动端和输出端；

金属导电部件，能够为被测芯片及芯片连接组件提供散热渠道和与外部电路之间形成电气回路；

压力施加组件，用于向被测芯片施加可供调节的压力，所述压力施加组件包括支承单元、固定在支承单元上的压力部，所述芯片连接组件、金属导电部件放置在支承底座上方中部；

外部电路，用于给被测芯片及连接组件提供阴阳极测试脉冲、电源、驱动，还用于检测被测芯片的输出，所述芯片连接组件中的所述驱动端和输出端能够与外部电路对应端口连接。

具体地说，所述芯片连接组件和金属导电部件均为两个，两个芯片连接组件分别位于被测芯片的两侧，每个金属导电部件位于对应芯片连接组件的外侧；

两个金属导电部件上分别对应设置阳极电位强电端子和阴极电位强电端子，向被测芯片输出阳极电位强电信号和阴极电位强电信号。

具体地说，所述压力部下方还设置有压力传感器。

具体地说，所述支承单元还包括设置在支承底座上的竖直支承组件、设置在竖直支承组件高度方向上的顶部支承压板，所述压力部固定在顶部支承压板上。

具体地说，所述压力部可以在顶部支承压板垂直方向上的长度可调。

具体地说，还包括绝缘组件，所述绝缘组件设置在压力施加组件与金属导电部件之间。

具体地说，所述外部电路包括

控制驱动系统，为压力施加组件和被测芯片提供驱动；

电源电路，其对应输出端分别与脉冲发生电路、控制驱动系统对应端口连接；

脉冲发生电路，为被测芯片提供阴阳测试所需脉冲和与金属导电部件形成电气回路；

信号检测系统，包括信号采集单元，所述信号采集单元分别采集控制驱动系统、测试平台中的压力施加组件施加的压力、芯片连接组件、被测芯片、脉冲发生电路的信号。

具体地说，所述电源电路包括隔离变压器、直流供应单元，所述隔离变压器的输出端分别与脉冲发生电路的输入端和直流供电单元的输入端连接；

所述控制驱动系统包括控制单元和与其连接的芯片驱动电路，所述直流供电单元分别与控制单元和芯片驱动电路连接。

具体地说，所述压力施加组件还包括压力调节单元，所述压力调节单元用于驱使顶部支承压板在竖直支承组件上运动到设定高度或驱使压力部调节到设定长度。

具体地说，所述信号检测系统还包括与信号采集单元连接的存储单元，所述控制单元与信号采集单元连接。

本实用新型的优点在于：

(1)该平台结构和功能简单，同时大幅降低测试台的体积与安装调试难度，实现时间和空间上更为方便。

(2)压力传感器的设置可以测量作用在绝缘组件上的直接压力大小，绝缘组件有效实现压力传感器和金属导电部件的电位隔离。

本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所指出的结构来实现和获得。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，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的附图。

图1示出了测试平台压接部分的结构示意图；

图2示出了测试平台包括外部电气连接图的总图。

附图标记说明如下：

1、支承底座；2、竖直支承组件；3、顶部支承压板；4、压力部；5、压力传感器；6、绝缘组件；7、金属导电部件；8、芯片连接组件；9、被测芯片；10、阴极电位强电端子；11、阳极电位强电端子；12、压力测量端子；13、芯片电特性检测端子；14、芯片驱动端子；201、隔离变压器；202、直流供电单元；203、脉冲发生电路；211、控制单元；212、芯片驱动电路；221、压力调节单元；222、压力夹具；231、信号采集单元；232、存储单元

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地说明，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，一种压接式半导体芯片测试平台，包括

金属导电部件7，能够为被测芯片9及芯片连接组件8提供散热渠道和与外部电路之间形成电气回路；

芯片连接组件8，能够与被测芯片9连接，所述芯片连接组件8包括驱动端和输出端，特别地，连接组件可能包含不限于单一的电位，连接多于一个驱动端和输出端；

绝缘组件6，设置在压力施加组件与金属导电部件7之间；

压力施加组件，用于向被测芯片9施加可供调节的压力；

外部电路，用于给被测芯片9及连接组件8提供阴阳极测试脉冲、电源、驱动，还用于检测被测芯片9的输出，所述芯片连接组件8中的所述驱动端和输出端能够与外部电路对应端口连接。

具体地说，所述芯片连接组件8和金属导电部件7均为两个，两个芯片连接组件8分别位于被测芯片9的两侧，每个金属导电部件7位于对应芯片连接组件8的外侧，外部电路通过两个金属导电部件7上分别设置的阳极电位强电端子11和阴极电位强电端子10对应引入阳极电位强电信号和阴极电位强电信号，其中，阳极电位和阴极电位中的一个为参考地电位，取决于被测芯片9的种类。通过芯片连接组件8的芯片驱动端子14引入芯片驱动信号，被测芯片9通过芯片连接组件8对应的芯片电特性检测端子13引出芯片电特性检测信号，这样保证了被测芯片9所有端口的顺利连接。特别地，芯片电特性检测端子和芯片驱动端子的位置、数量均可调整，此处仅给出其中一种简单示意。

所述压力施加组件包括支承单元、固定在支承单元上的压力部4、所述压力部4下方还设置有压力传感器5。所述绝缘组件6设置在压力施加组件与金属导电部件7之间。所述压力施加组件的施力大小范围为1-100kn。压力传感器5的设置可以测量作用在绝缘组件6上的直接压力大小，绝缘组件6有效实现压力传感器5和金属导电部件7的电位隔离。

所述支承单元包括支承底座1、设置在支承底座1上的竖直支承组件2、设置在竖直支承组件2高度方向上的顶部支承压板3，所述压力部4固定在顶部支承压板3上。其中顶部承压板3可以移动也可以固定设置。在该方案中，被测芯片9、芯片连接组件8、金属导电部件7放置在支承底座1上方中部，所述竖直支承组件2位于被测芯片9两侧或四角，为了被测芯片9受力均匀，压力部4和支承底座1之间的所有部件的中垂线均与压力部4施力方向重合。为了实现上述效果，所有部件之间均通过机械定位装置(不限于卡槽、定位销等)进行定位。所述压力部4可以在顶部支承压板3垂直方向上的长度可调，实现不同的压力。

所述外部电路包括

控制驱动系统，为压力施加组件和被测芯片9提供驱动；

信号检测系统，所述信号检测系统中的信号采集单元231分别采集控制驱动系统、测试平台中的压力施加组件施加的压力、被测芯片9、脉冲发生电路203的信号；

电源电路，其对应输出端分别与脉冲发生电路203、控制驱动系统对应端口连接；

脉冲发生电路203，为被测芯片9提供阴阳测试所需脉冲和与金属导电部件7形成电气回路；

压力调节单元221，用于驱使顶部支承压板3在竖直支承组件2上运动到设定高度。

具体地说，所述电源电路的对应输出端分别与脉冲发生电路203、控制驱动系统对应端口连接。

所述电源电路包括隔离变压器201、直流供应单元，所述隔离变压器201的输出端分别与脉冲发生电路203的输入端和直流供电单元202的输入端连接；所述控制驱动系统包括控制单元211和与其连接的芯片驱动电路212，所述直流供电单元202分别与控制单元211和芯片驱动电路212连接。

信号采集单元231采集压力传感器5对应的压力采集端子12的压力测量信号，然后发送到控制单元211中，用于作为调整压力调节单元221的依据。

所述信号检测系统还包括存储单元232，存储单元232与信号采集单元231直接连接，所述信号采集单元231为示波器或波形采集卡等其他同类设备。在该实施例中，所述信号采集单元231为示波器，存储单元232插入示波器的对应接口获取数据。

图2中的压力夹具222为图1中的压力传感器5、绝缘组件6、金属导电部件7、芯片连接组件8的总称。

优化的，为了提高自动化程度，所述控制单元211与信号采集单元231连接，这样控制单元211直接控制信号采集单元231采集数据。

本平台简便易行，成本低，使用要求低，体积小，占用空间小，便于拆卸与组装；可根据测试需求灵活调整板载控制器内的控制逻辑，进行多种测试；可测试各类不同压接式器件，适用性与兼容性好。

需要注意的是：本申请需要保护的是电气部分连接方式，为实现芯片自动化检测搭建硬件平台，不保护软件部分。

一种利用上述的压接式半导体芯片测试平台对芯片进行测试的测试方法，包括以下步骤：

s1、确定压力施加组件、金属导电部件7、芯片连接组件8、被测芯片9、外部电路位置，将被测芯片9与芯片连接组件8对应电位引脚连接，引出被测芯片9的端口，被测芯片9与芯片连接组件8通过机械结构定位，被测芯片9通过芯片连接组件8部分端口接收驱动信号；

s2、金属导电部件7与芯片连接组件8对应电位连接；还在金属导电部件7和压力施加组件之间放置压力传感器5、绝缘组件6，并连接其他所有必要的驱动、测试、控制信号回线；金属导电部件7与芯片连接组件8也通过机械结构定位。

s3、压力施加组件根据压力控制信号，向金属导电部件7、芯片连接组件8、被测芯片9施加预设压力，并通过压力传感器5输出信号形成反馈；

s4、控制单元211、芯片驱动电路212、脉冲发生电路203分别向金属导电部件7、芯片连接组件8发送预设的电气测试信号；

s5、芯片连接组件8的输出端输出被测芯片9的芯片电特性信号。

该系统的工作原理为：

电源电路给脉冲发生电路203、芯片驱动电路212、控制单元211供电，脉冲发生电路203为被测芯片9提供工作所需的脉冲，所述控制单元211控制芯片驱动电路212驱使被测芯片9工作；控制单元211控制压力施加组件向被测芯片9的方向施加压力，信号采集单元231获取压力传感器5的压力值，并且将该压力值反馈到控制单元211中，控制单元211控制压力施加组件中的压力调节单元221来调节压力部4的位置或长度，从而调节被测芯片9的受压情况，信号采集单元231根据不同的压力情况获取不同的被测芯片9的输出信号，并发送到存储单元232中存储。

尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。