AiP芯片测试系统的制作方法

aip芯片测试系统
技术领域
1.本公开实施例涉及但不限于芯片检测技术领域，尤其涉及一种aip芯片测试系统。


背景技术：

2.封装集成天线(aip，antenna in package)技术是通过封装材料与工艺将天线与其他电路集成在同一封装内以形成aip芯片，由于很好地兼顾了天线性能、成本及体积，近年来深受广大芯片及封装制造商的青睐。
3.aip芯片在出厂前需要进行高温环境下的性能测试，通常是将aip芯片放置于保温箱内，使aip芯片处于高温环境下，以测试高温对芯片性能的影响。
4.然而，保温箱的内壁通常由金属材质构成，金属带来的反射会影响aip芯片的辐射测试结果，从而增加测试误差，降低测试精度。


技术实现要素：

5.本公开实施例提供了一种aip芯片检测系统，减小测试误差，提高测试精度。
6.本公开实施例提供了一种aip芯片测试系统，所述系统包括能加热和/或制冷的保温箱、设置于所述保温箱内的用于屏蔽电磁波信号的第一屏蔽腔体、设置于所述保温箱外的用于屏蔽电磁波信号的第二屏蔽腔体和用于接收和/或发送电磁波信号的测试装置，其中：
7.所述保温箱具有第一开口，所述第一开口处设置一能透射电磁波的封闭窗体结构，所述第一屏蔽腔体与第二屏蔽腔体通过所述封闭窗体结构连通，所述测试装置设置于所述第二屏蔽腔体远离所述第一屏蔽腔体一侧的开口处，待测aip芯片被设置于所述第一屏蔽腔体内。
8.在一示例性实施例中，所述第一屏蔽腔体开设有第二开口，所述第二开口固定于所述保温箱的封闭窗体结构处，所述第一屏蔽腔体与所述封闭窗体结构形成封闭空间，所述待测aip芯片被设置于所述封闭窗体结构靠近所述第一屏蔽腔体内的一侧。
9.在一示例性实施例中，所述待测aip芯片设置有天线的一面朝向所述封闭窗体结构。
10.在一示例性实施例中，所述第一屏蔽腔体包括第一腔体主体和位于所述第一腔体主体内的第一通道结构，所述第一通道结构的横截面为正方形、长方形或圆形，所述第一通道结构的纵截面为正方形、长方形、梯形或曲线形；
11.所述第二屏蔽腔体包括第二腔体主体和位于所述第二腔体主体内的第二通道结构，所述第二通道结构的横截面为正方形、长方形或圆形，所述第二通道结构的纵截面为长方形或梯形。
12.在一示例性实施例中，所述封闭窗体结构材料的介电常数在1～1.5法/米范围内，且耐受温度范围在-40
°
～150
°
。
13.在一示例性实施例中，所述封闭窗体结构包括pmi材料的结构。
14.在一示例性实施例中，所述第一屏蔽腔体和/或第二屏蔽腔体采用吸波材料制备；或者，所述第一屏蔽腔体和/或第二屏蔽腔体内壁包括吸波材料层；
15.所述第一屏蔽腔体和/或第二屏蔽腔体吸波的频段范围大于所述待测aip芯片发射和/或接收的信号的频段范围。
16.在一示例性实施例中，所述第一屏蔽腔体和/或第二屏蔽腔体吸收的频段范围为1ghz～300ghz。
17.在一示例性实施例中，所述测试装置包括第一天线模块和与所述第一天线模块连接的第一信号分析装置；
18.所述待测aip芯片发送的电磁波信号穿过所述封闭窗体结构、所述第二屏蔽腔体后由所述第一天线模块接收，并发送至所述第一信号分析装置。
19.在一示例性实施例中，所述测试装置包括第二天线模块、与所述第二天线模块连接的信号生成装置以及配置为与所述待测aip芯片连接的第二信号分析装置，所述信号生成装置生成的电磁波信号通过所述第二天线模块发送，所述电磁波信号穿过所述第二屏蔽腔体、所述封闭窗体结构传输至所述待测aip芯片，所述第二信号分析装置获取所述待测aip芯片接收的电磁波信号。
20.与相关技术相比，本公开实施例提供的aip芯片测试系统，通过在保温箱内设置第一屏蔽腔体，并将待测aip芯片设置于所述第一屏蔽腔体内，使待测aip芯片的电磁波信号能够透过设置在保温箱第一开口处的封闭窗体结构并经过第二屏蔽腔体传输至测试装置进行测试，避免了保温箱内金属反射以及外界环境对aip芯片辐射测试结果的影响，从而减小了测试误差，提高了测试精度。
21.本公开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，或者通过实施本公开而了解。本公开的其他优点可通过在说明书以及附图中所描述的方案来实现和获得。
附图说明
22.附图用来提供对本公开技术方案的理解，并且构成说明书的一部分，与本公开的实施例一起用于解释本公开的技术方案，并不构成对本公开技术方案的限制。
23.图1为本公开实施例一种aip芯片测试系统的示意图；
24.图2为本公开实施例待测aip芯片与封闭窗体结构的位置关系示意图；
25.图3为本公开实施例一种第一屏蔽腔体的示意图；
26.图4a为本公开实施例第一屏蔽腔体的一种纵截面剖视图；
27.图4b为本公开实施例第一屏蔽腔体的另一种纵截面剖视图；
28.图5为本公开实施例第一屏蔽腔体与封闭窗体结构的位置关系示意图；
29.图6a为本公开实施例第一屏蔽腔体、封闭窗体结构和第二屏蔽腔体的示意图；
30.图6b为本公开实施例第一屏蔽腔体、封闭窗体结构和第二屏蔽腔体位置关系示意图；
31.图7为本公开实施例第二屏蔽腔体的一种纵截面剖视图；
32.图8为本公开实施例一种测试装置的结构示意图；
33.图9为本公开实施例另一种测试装置的结构示意图。
具体实施方式
34.本公开描述了多个实施例，但是该描述是示例性的，而不是限制性的，并且对于本领域的普通技术人员来说显而易见的是，在本公开所描述的实施例包含的范围内可以有更多的实施例和实现方案。尽管在附图中示出了许多可能的特征组合，并在具体实施方式中进行了讨论，但是所公开的特征的许多其它组合方式也是可能的。除非特意加以限制的情况以外，任何实施例的任何特征或元件可以与任何其它实施例中的任何其他特征或元件结合使用，或可以替代任何其它实施例中的任何其他特征或元件。
35.本公开包括并设想了与本领域普通技术人员已知的特征和元件的组合。本公开已经公开的实施例、特征和元件也可以与任何常规特征或元件组合，以形成由权利要求限定的独特的方案。任何实施例的任何特征或元件也可以与来自其它方案的特征或元件组合，以形成另一个由权利要求限定的独特的方案。因此，应当理解，在本公开中示出和/或讨论的任何特征可以单独地或以任何适当的组合来实现。因此，除了根据所附权利要求及其等同替换所做的限制以外，实施例不受其它限制。此外，可以在所附权利要求的保护范围内进行各种修改和改变。
36.此外，在描述具有代表性的实施例时，说明书可能已经将方法和/或过程呈现为特定的步骤序列。然而，在该方法或过程不依赖于本文所述步骤的特定顺序的程度上，该方法或过程不应限于所述的特定顺序的步骤。如本领域普通技术人员将理解的，其它的步骤顺序也是可能的。因此，说明书中阐述的步骤的特定顺序不应被解释为对权利要求的限制。此外，针对该方法和/或过程的权利要求不应限于按照所写顺序执行它们的步骤，本领域技术人员可以容易地理解，这些顺序可以变化，并且仍然保持在本公开实施例的精神和范围内。
37.传统雷达传感器芯片由于对外界环境干扰不敏感，因此常被用在汽车、工业等环境变化大的领域中，用于进行物理量探测。因此，雷达传感器芯片需要适配出厂后的环境进行相应测试。在现有雷达传感器芯片中，由于未集成天线，因此在辐射性能测试时，一方面通过电连接测试芯片收发机引脚的方式来进行辐射性能测试，另一方面，其高温环境采用辐射加热的方式进行辐射性能测试。新的雷达传感器芯片采用一种封装有天线的aip芯片实现，因此，需要一种新的测试系统，以完成车规级的辐射性能测试。
38.为此，本公开实施例提供了一种aip芯片测试系统，如图1所示，该封装集成天线aip芯片测试系统包括：
39.能加热和/或制冷的保温箱11、设置于所述保温箱11内的用于屏蔽电磁波信号的第一屏蔽腔体12、设置于所述保温箱11外的用于屏蔽电磁波信号的第二屏蔽腔体13和用于接收和/或发送电磁波信号的测试装置14。
40.所述保温箱11具有第一开口，所述第一开口处设置一可透射电磁波的封闭窗体结构15，所述第一屏蔽腔体12与第二屏蔽腔体13通过所述封闭窗体结构连通，所述测试装置14设置于所述第二屏蔽腔体13远离所述第一屏蔽腔体12一侧的开口处，待测aip芯片被设置于所述第一屏蔽腔体12内。
41.本公开实施例提供的aip芯片测试系统，通过在保温箱内设置第一屏蔽腔体，并将待测aip芯片设置于所述第一屏蔽腔体内，使待测aip芯片的电磁波信号能够透过设置在保温箱第一开口处的封闭窗体结构并经过第二屏蔽腔体传输至测试装置进行测试，避免了保温箱内金属反射以及外界环境对aip芯片辐射测试结果的影响，从而减小了测试误差，提高
了测试精度，同时能够实现高低温环境下的测试。
42.aip技术是国际上近10年来在毫米波领域最具挑战和创新性的技术领域之一，该技术通过封装材料与工艺将天线与其他电路集成在同一封装内形成aip芯片，而常规板载芯片的天线位于芯片外，aip技术由于很好地兼顾了天线性能、成本及体积，近年来深受广大芯片及封装制造商的青睐。本实施例提供的aip芯片测试系统可用于测试aip芯片的辐射性能，不论该芯片的天线是封装在芯片外部还是内部，只要该芯片集成了天线，均可进行测试。
43.在一种示例性实例中，待测aip芯片可设置在预制pcb板上进行测试，预制pcb板可以是在pcb板表面设置一与待测aip芯片尺寸相适应的卡槽，在pcb板上设置用于连接aip芯片上所集成天线的引线和引脚，当需要对待测aip芯片进行测试时，只需将待测aip芯片固定在预制pcb板上的卡槽内即可。
44.在一种示例性实例中，所述保温箱可用于对待测aip芯片进行加热和/或制冷，并保持待测aip芯片的测试环境温度，保温箱的保温温度范围可以为-40
°
～85
°
。通过该可加热和/或可制冷保温箱可以实现待测aip芯片在高温和/或低温环境下的测试。可以将现有保温箱上的玻璃替换为能透射电磁波的封闭窗体结构，该封闭窗体结构材料能够被电磁波穿过且损耗不影响正常性能测试需求，同时反射性能又比较低，为了保证电磁波传输质量，可以选择介电常数在1～1.5法/米范围内的材料作为封闭窗体结构材料，且为了适应高低温环境下的性能测试，该材料耐受温度范围优选在-40
°
～150
°
之间。例如可以采用pmi(聚甲基丙烯酰亚胺)泡沫材料。
45.待测aip芯片在固定于封闭窗体结构上时，为了保证待测aip芯片天线信号传输，其与封闭窗体结构垂直距离a和水平距离b均不小于10cm，如图2所示。
46.图3为一种第一屏蔽腔体结构示意图，所述第一屏蔽腔体12开设有第二开口121，该第二开口121用于与保温箱11的封闭窗体结构15固定。图3以第一屏蔽腔体结构为长方体为例进行示意，可见，第一屏蔽腔体包括第一腔体主体和位于所述腔体主体内的第一通道结构，但第一腔体主体的形状与第一通道结构的形状可以不相关，例如，第一屏蔽腔体主体形状可以为正方体或长方体或圆柱体或半球体等任意几何体形状，只要第一腔体主体内能够形成有通道结构，且能与封闭窗体结构形成封闭空间即可。例如，第一通道结构形状可以为正方体或长方体或圆柱体或半球体，也就是说，该第一通道结构的横截面可以为正方形或长方形或圆形，该第一通道结构的纵截面为正方形或长方形或梯形(如图4a所示)或曲线形(如图4b所示)。
47.为了实现屏蔽电磁波信号，该第一屏蔽腔体12采用吸波材料制备，或者，该第一屏蔽腔体12内部包括吸波材料层，即通道结构内壁具有吸波材料层(该吸波材料层可以制备为例如三角结构的吸波结构)。该第一屏蔽腔体和/或第二屏蔽腔体吸波的频段范围大于所述待测aip芯片发射和/或接收的电磁波信号的频段范围，例如待测aip芯片发射和/或接收的电磁波信号范围为70ghz，则该第一屏蔽腔体和/或第二屏蔽腔体吸波材料吸波频谱范围是1ghz～300ghz。该吸波材料例如可以包括：铁氧体吸波材料、电介质陶瓷吸波材料、多晶铁纤维吸波材料、导电高分子吸波材料或纳米吸波材料等。
48.图5为第一屏蔽腔体结构12与封闭窗体结构15形成封闭空间的示意图，通过将第一屏蔽腔体的第二开口固定于所述保温箱11(为清楚示意，图中仅示出封闭窗体结构，未示
出保温箱体)的封闭窗体结构15处，使所述第一屏蔽腔体12与所述封闭窗体结构15形成封闭空间，待测aip芯片可被设置于所述封闭窗体结构靠近所述第一屏蔽腔体12内的一侧。封闭窗体结构的尺寸取决于保温箱第一开口的大小，第一屏蔽腔体的第二开口的尺寸可以设置为小于封闭窗体结构的尺寸，以便于密封。为了便于固定和操作，待测aip芯片固定于封闭窗体结构15靠近第一屏蔽腔体12内的一侧，当第一屏蔽腔体12的第二开口121与封闭窗体结构15固定后，该待测aip芯片就位于第一屏蔽腔体12与所述封闭窗体结构15形成封闭空间内，使得保温箱内金属反射对aip芯片辐射测试结果的影响降到最小。第一屏蔽腔体12的第二开口121与封闭窗体结构15之间的固定可以是通过移动第一屏蔽腔体12的位置使该第一屏蔽腔体12具有第二开口121的一面紧贴于封闭窗体结构15。
49.图6a为第一屏蔽腔体12、封闭窗体结构15和第二屏蔽腔体13示意图；
50.图6b为第一屏蔽腔体12与第二屏蔽腔体13通过所述封闭窗体结构15连通的示意图。如图所示，与第一屏蔽腔体12类似的是，第二屏蔽腔体13包括第二腔体主体和位于所述腔体主体内的第二通道结构，第二腔体主体的形状与第二通道结构的形状可以不相关，第二屏蔽腔体13的第二腔体主体可以为正方体或长方体或圆柱体或半球体等任意几何体形，第二腔体主体内的第二通道结构的横截面可以为正方形、长方形或圆形，所述第二通道结构的纵截面可以为长方形或梯形(如图7所示)。与第一屏蔽腔体12不同的是，该第二屏蔽腔体13的第二通道结构包括两个开口，其中靠近第一屏蔽腔体的开口可以固定于封闭窗体结构15，另一个远离第一屏蔽腔体的开口用于供测试装置接收待测aip芯片发送的电磁波信号，或向待测aip芯片发送电磁波信号。本领域技术人员可知，第二屏蔽腔体13的第二通道结构的长度可根据待测aip芯片的电磁波频率确定。可见，设置第一屏蔽腔体和第二屏蔽腔体后，待测aip芯片接收和/或发送的电磁波信号均通过第一屏蔽腔体和第二屏蔽腔体传输，第一屏蔽腔体可以屏蔽保温箱内金属对电磁波信号的干扰，第二屏蔽腔体可以屏蔽外界环境对电磁波信号的干扰，从而可以减少测试误差，提高测试精度。
51.为了实现屏蔽电磁波信号，该第二屏蔽腔体13采用吸波材料制备，或者，该第一屏蔽腔体13内部包括吸波材料层，即通道结构内壁具有吸波材料层(该吸波材料层可以制备为例如三角结构的吸波结构)。该吸波材料吸波的频段范围大于所述待测aip芯片发射和/或接收的电磁波信号的频段范围。该吸波材料例如可以包括：铁氧体吸波材料、电介质陶瓷吸波材料、多晶铁纤维吸波材料、导电高分子吸波材料或纳米吸波材料等。
52.在图6a和6b所示的测试系统局部结构中，该待测aip芯片设置有天线的一面朝向所述封闭窗体结构，以便于位于第二屏蔽腔体13远离第一屏蔽腔体12一侧的开口处的测试装置接收待测aip芯片上的天线发送的电磁波信号，和/或向待测aip芯片上的天线发送电磁波信号。
53.图8为一种测试aip芯片发射性能的测试装置示意图，如图8所示，所述测试装置14包括第一天线模块141和与第一天线模块141连接的第一信号分析装置142；待测aip芯片发送的电磁波信号穿过封闭窗体结构15、第二屏蔽腔体13后由所述第一天线模块141接收，并由第一天线模块141发送至所述第一信号分析装置142。第一天线模块141例如可以是喇叭天线，该第一天线模块141可以设置在第二屏蔽腔体13远离第一屏蔽腔体12一侧的开口内部。第一信号分析装置142可以是频谱仪或者是可以测量天线辐射功率的网络分析仪，第一信号分析装置142可以测量第一天线模块141所接收信号的辐射功率，根据该辐射功率值可
以获得所述aip芯片的发射辐射性能。例如，第一信号分析装置142根据接收到的电磁波信号可以获得待测aip芯片的天线辐射功率，根据该天线辐射功率可计算得到噪声系数。
54.图9为一种测试aip芯片接收性能的测试装置示意图，如图9所示，所述测试装置14包括第二天线模块143、与所述第二天线模块143连接的信号生成装置144以及配置为与所述待测aip芯片连接的第二信号分析装置145。信号生成装置144生成的电磁波信号通过所述第二天线模块143发送，该电磁波信号穿过所述第二屏蔽腔体13、所述封闭窗体结构15由所述待测aip芯片接收，所述第二信号分析装置145获取所述待测aip芯片接收的电磁波信号。第二天线模块143例如可以是喇叭天线，该第二天线模块143可以设置在第二屏蔽腔体13远离第一屏蔽腔体12一侧的开口内部。在一个即可测试aip芯片发射性能又可测试aip芯片接收性能的测试系统中，该第二天线模块143可以复用第一天线模块141，即只包括一个天线模块。信号生成装置144可以采用已有的信号发生源实现，只要能发送待测aip芯片能够接收的电磁波信号即可。第二信号分析装置145可以是频谱仪或者是可以测量天线辐射功率的网络分析仪，第二信号分析装置145可以测量待测aip芯片所接收信号的辐射功率，根据该辐射功率值可以获得所述aip芯片的天线接收性能。
55.在本实用新型中的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“一侧”、“另一侧”、“一端”、“另一端”、“边”、“相对”、“四角”、“周边”、
““
口”字结构”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，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的结构具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
56.在本实用新型实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“直接连接”、“间接连接”、“固定连接”、“安装”、“装配”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；术语“安装”、“连接”、“固定连接”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实用新型中的具体含义。
57.虽然本实用新型所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本实用新型而采用的实施方式，并非用以限定本实用新型。任何本实用新型所属领域内的技术人员，在不脱离本实用新型所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本实用新型的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定为准。