一种RF裸芯片扁平探针测试工装

技术领域

本发明涉及一种RF裸芯片扁平探针测试工装，应用于裸芯片指标的测试性能验证。

背景技术

对于芯片的测量，目前主要的测试设备还是探针台；探针台对于复杂的模组裸芯片操作繁琐，测试效率低、价格昂贵、不易运输。由于探针台繁琐的极为苛刻操作流程，不能适应军工、航天环境下大批量交付、快速验证产品性能的要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种RF裸芯片扁平探针测试工装，区别于探针台精确测试，是在低成本、微观、快速验证的测试环境下通过裸芯片测试探针与PCB之间结合的应用，提高了测试效率，适用于大量生产中。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种RF裸芯片扁平探针测试工装，测试工装设置在显微镜下手工操作，测试工装包括放置芯片的定位槽，定位槽设置在一个底座中央，其中，在定位槽口旁的底座上端面设置有可转动的芯片固定压块，固定压块首先转动让开定位槽口，在芯片放置定位槽口后转动固定压块压在芯片上通过螺丝压紧固定芯片，在底座上端面环绕定位槽口设置有探测定位滑槽，探测定位滑槽与芯片被测点对应设置，探测定位滑槽中设置有芯片探针组件，芯片探针组件可前后滑动的固定在探测定位滑槽中，可前后滑动用于芯片探针组件的探针与芯片的前后接触点调整，所述芯片探针组件从下至上分别叠压设置有探针载台、PCB板、探针棒和探针棒压板，探针载台坐卧在探测定位滑槽中，探针棒为导电的长条形弹性探针棒，长条形弹性探针棒的前端设置有锥形圆弧向下弯曲低头的探针，探针压板的下端面设置有与探针棒形状相对应的长条形凹槽，探针压板的长条形凹槽扣住长条形弹性探针棒，并通过螺钉将长条形弹性探针棒压接于PCB板上，松开螺钉探针压板带动长条形弹性探针棒可左右微动，左右微动用于探针与芯片的左右接触点调整，PCB板的导电线路连接探针棒实现芯片信号的导入与输出。

方案进一步是：探针载台的尾端侧设置有纵向长条形孔，探针载台固定螺钉穿过纵向长条形孔旋入底座上设置的螺孔，所述探针压板上设置有横向长条形孔，探针压板固定螺钉穿过横向长条形孔、并穿过PCB板旋入探针载台上设置的螺孔，芯片探针组件通过探针载台尾端侧设置的纵向长条形孔前后滑动调整，长条形弹性探针棒通过探针压板上设置的横向长条形孔左右微动调整。

方案进一步是：所述芯片探针组件包括多个供电探针组件和两个射频探针组件，供电探针组件上设置有与PCB板连接的连线插头，所述射频探针组件设置有与PCB板连接的SMA连接器，连线插头用于电源信号的接入，SMA连接器用于射频RF信号的输出。

方案进一步是：在所述底座上设置有电源信号接入端口，电源信号接入端口通过插接连接电缆与连线插头连接。

方案进一步是：所述探针棒是铍铜探针棒。

方案进一步是：所述探针棒是横断面为扁平矩形的长条形探针棒，扁平厚度不大于0.3mm。

方案进一步是：所述长条形探针棒前端的锥形向下弯曲低头的探针针尖低于长条形探针棒下端面至少2mm。

方案进一步是：所述长条形探针棒从PCB板端面伸出的长度使探针棒伸出段在圆弧低头探针触碰压在芯片时具有弹性。

本发明可以在0.1mm×0.1mm的裸芯片焊盘上实现加电和RF信号提取的能力，使得从复杂、昂贵的探针台切换至成本低、实现快速验证芯片性能的裸芯片板端工装。

本发明是通过将扁平探针组件，通过专配调试实现与裸芯片焊盘的压接互联，并达到各性能要求的设备，与传统方法相比，具有如下优点：

1）测试速度快，无需搭建探针台复杂环境，设配要求简易、成本低、操作步骤灵活，适合批量测试。

2）可针对不同裸芯片组件进行定制化设计工装夹具，应用灵活。

下面结合附图和实施例对本发明进行详细描述。

附图说明

图1是本发明测试工装结构示意图；

图2是本发明测试工装芯片压紧状态示意图，图1的A部放大图；

图3是本发明测试工装分解结构示意图；

图4是本发明芯片探针组件分解结构示意图；

图5是本发明芯片探针组件顶部视结构示意图；

图6是本发明芯片探针组件侧视结构示意图。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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，都属于本发明保护的范围。

在本实施例的描述中，需要说明的是，术语“连接”、“置于”应做广义理解，例如“连接”可以是导线连接，也可以是机械连接；“置于”可以是固定连接放置，也可以是一体成形放置。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实施例中的具体含义。

一种RF裸芯片扁平探针测试工装，测试工装设置在显微镜下手工操作，如图1和图2所示，测试工装包括放置芯片的定位槽1，定位槽1设置在一个底座2的中央，其中，在定位槽口旁的底座上端面设置有可转动的芯片固定压块3，芯片固定压块3为两个，两个芯片固定压块3在定位槽口相对设置。固定芯片时，芯片固定压块3首先转动让开定位槽口，在芯片4放置定位槽口后转动固定压块压在芯片上通过螺丝穿入通孔5压紧固定芯片，旋转时需要松开通孔5中的螺丝，如图3所示，底座2由底座上体201和底座下体202组装构成，定位槽口设置在底座下体202中央凸起的平台203上，在底座上端面环绕定位槽口设置有探测定位滑槽204，探测定位滑槽204与芯片被测点对应设置，也就是芯片有几个被测点，对应被测点设置几个探测定位滑槽204，探测定位滑槽中设置有芯片探针组件6，芯片探针组件可前后滑动的固定在探测定位滑槽中，可前后滑动用于芯片探针组件的探针与芯片的前后接触点调整，如图4所示，所述芯片探针组件从下至上分别叠压设置有探针载台601、PCB板602、探针棒603和探针棒压板604，探针载台601坐卧在探测定位滑槽204中，PCB板602上设有导电铜箔线602-1，探针棒603为导电的长条形弹性探针棒，长条形弹性探针棒的前端设置有锥形圆弧向下弯曲低头的探针603-1，探针压板604的下端面设置有与探针棒形状相对应的长条形凹槽604-1，探针压板的长条形凹槽扣住长条形弹性探针棒，并通过螺钉605将长条形弹性探针棒压接于PCB板上使探针棒603与PCB板602上导电铜箔线602-1接触导通，松开螺钉探针压板带动长条形弹性探针棒可左右微动，左右微动用于探针与芯片的左右接触点调整，PCB板的导电线路连接探针棒实现芯片信号的导入与输出。

其中：探针载台的尾端侧设置有纵向长条形孔601-1，探针载台固定螺钉606穿过纵向长条形孔旋入底座上设置的螺孔，所述探针压板上设置有横向长条形孔604-2，探针压板固定螺钉605穿过横向长条形孔、并穿过PCB板旋入探针载台上设置的螺孔601-2，芯片探针组件通过探针载台尾端侧设置的纵向长条形孔前后滑动调整，长条形弹性探针棒通过探针压板上设置的横向长条形孔左右微动调整。

本实施例中：所述芯片探针组件包括多个供电探针组件和两个射频探针组件，供电探针组件上设置有与PCB板连接的连线插头602-2，所述射频探针组件设置有与PCB板连接的SMA连接器7，连线插头用于电源信号的接入，SMA连接器用于射频RF信号的输出。在所述底座上设置有电源信号接入端口8，实施例中电源信号接入端口8有两组，两组电源信号接入端口设置在底座对角侧边用于方便将测试电源引入测试工装，电源信号接入端口通过插接连接电缆9与连线插头连接。

作为长条形弹性探针棒，本实施例采用的是铍铜探针棒，铍铜具有良好的弹性和低电阻导电性能。

其中：所述长条形探针棒是横断面为厚度不大于0.3mm的扁平矩形长条形探针棒。如图6所示，所述长条形探针棒前端的锥形向下弯曲低头探针的弯曲角度R为120度±2度，低头的针尖603-1低于长条形探针棒下端面至少2mm，针尖603-1的直径为7微米。控制弹性的措施是所述长条形探针棒从PCB板端面伸出的长度使探针棒伸出段在圆弧低头探针触碰压在芯片时具有弹性，其中长条形探针棒的长度至少是15mm，伸出段的长度至少是5mm。

实施例使探针和PCB相结合，在高倍显微镜下实现探针的尖锥部分与裸芯片焊盘互联。扁平探针和PCB通过机械结构装配一个探针组件（图1），在显微镜下手动找准实现探针和芯片焊盘的相对位置的微调与压接；其中芯片焊盘面积为0.1×0.1mm²，装配时要求探针与焊盘实现连接后，控制探针划伤面积为焊盘的25%，所以探针头部的设计非常精细，当前设计的扁平探针选用铍红铜，通过力学仿真分析，目前探针头部为圆弧形状，针尖直径为7至10微米，扁平探针扁平厚度控制在0.3mm,对芯片焊盘施加压力为0.13N，预变形为0.1mm.其次考虑了探针后期电镀的问题，在探针上增加金属过孔，方便电镀厂商后期穿丝电镀。

通过将扁平探针组件，通过专配调试实现与裸芯片焊盘的压接互联，并达到各性能要求的设备，与传统方法相比测试速度快，无需搭建探针台复杂环境，设配要求简易、成本低、操作步骤灵活，适合批量测试。并且，可针对不同裸芯片组件进行定制化设计工装夹具，应用灵活。