一种片式端电极电子元件盒式测试老化筛选装置和方法

技术领域

本发明涉及一种片式端电极电子元件盒式测试老化筛选装置和方法。

背景技术

在高可靠高精度电子元件测试领域，电子元件的尺寸差异较大，从微型（如英制的0201甚至更小）到较大尺寸（如英制2220甚至更大），对元件的实际检测考核及筛选中，需兼容测试较多不同尺寸规格的含有端头电极的片式电子元件，测试工装还必须可兼容用于老化及其它试验工序，以测试每只电子元件在老化、功率冲击、电流冲击、电压冲击、温度冲击等试验项目前后的不可逆参数飘移。为简化操作难度，在更换被测元件尺寸规格时，要求测试装置需更换的工装部件越少越好，元件能以自动方式装入工装夹具和取出工装夹具，这就要求元件进出工装夹具是无阻力的。对于低阻值电阻的高精度测试或二极管的高精度导通压降的测试，需采用四线开尔文测试方式。测试完成后能自动剔除测试不良品，或按精度不同进行分类。

对于在加电后会发热的电子元件，加热加电老化时要考虑散热措施，环境温度与、电子元件自身所发热量叠加后温升更高，须防止元件因温度过高（如高于150度）而损坏。

为降低老化成本，通常一次老化的元件数量较多，对于电阻类元件，在老化中通常需要多个元件进行串联、并联连接，这会造成难以识别每个电阻与夹具是否有效接触的难题，对于所有元件的老化，都需要确定元件与夹具的金属触点是否接触良好，以确保每个元件都经过了有效老化。

现有技术有两种设备方式。

第一种是常见的自动测试编带机，具有四线测试功能和不良品自动剔除功能，但不能实现多尺寸兼容，只适合专用于单一尺寸电阻的大批量测试，采用多台专用于不同电阻尺寸的测试设备来满足多尺寸电阻的测试需求。这种方法适用于大批量普通电阻的生产测试。

第二种现有技术是一个专利，其采用能容纳多个电阻的封闭式四线盒式夹具，夹具上带有多路插头，可将夹具插入测试设备的插座来进行测试。这种夹具通过一种尺寸的电阻专用一种夹具的方法，能够适应多尺寸电阻的兼容要求，但电阻装载效率较低，又不能实现自动不良品剔除，更不方便将测试后的电阻按阻值进行分类。通常这种夹具适用于在高低温环境下以静态方式测试电阻的温度系数。

第三种现有技术采用老化座作为老化夹具，在老化座中设有四线触点，电阻在老化座中进行测试和老化。这种老化座对于元件装入或取出是有阻力的，难以实现自动装料和取料，老化座本身成本也较高，难以普遍推广。

第四种现有技术，采用价格较低的二线老化座进行老化，在老化前和老化后在老化座的外面用人工测试。在老化前，每测一只电阻，进行一次记录，并按顺序将电阻放入老化座。老化结束后，按原顺序从老化座中取出电阻进行第二次测试，记录测试数据。这种方法操作麻烦，还容易出错。

以上现有方法同样存在于带有端电极的片式二极管器件测试、老化领域。

发明内容

本发明的目的在于，克服现有技术中存在的缺陷，提供一种片式端电极电子元件盒式测试老化筛选装置，可适用不同尺寸端电极的测试、老化，且能便于电子元件进出工装夹具。且能适于不同工况满足不同摆放要求如竖直摆放或水平摆放端电极电子元件。

为实现上述目的，本发明的技术方案是设计一种片式端电极电子元件盒式测试老化筛选装置，包括作为统一工装的可装载多个电子元件的载盒，载盒上设有若干个用于装入电子元件的定位槽，定位槽内内置电极触点或不设置触点；电子元件装入后露出电极以实现采用外部弹性连接触点对电子元件电极进行直接接触连接或通过定位槽底部电极触点转接后进行间接接触连接，以实现可完成四线测试、二线加电老化的考核、测试项目；

所述电子元件包括片式电阻、二极管或其它需要二线老化、四线测试或二线测试的元器件；电子元件进入、离开载盒的定位槽是无阻力的。电子元件进入、离开载盒的定位槽是无阻力的就能实现自动装载和取放，便于电子元件进出工装夹具。这种设置可以适应多种不同测试需要。通用性好，可以适用于外形尺寸包括较小的元器件，以及尺寸较大的元器件。

进一步的技术方案是，载盒包括金属条，金属条侧边设有若干个间隔设置的绝缘材料块，所述定位槽由金属条及相邻绝缘材料块的间隙构成，金属条的侧边作为定位槽的一个槽侧壁，定位槽的另一个槽侧壁紧邻载盒边缘且此槽侧壁上设有开口或通孔；定位槽的槽底壁也设有通孔，金属条在载盒底部固定设有向外凸出的作为对外接触触点的导电柱；

所述测试老化筛选装置还包括与载盒配套设置的侧边针板，侧边针板上的探针与前述开口或通孔相适配；侧边针板上的探针与侧边针板的上部或/和底部的对外接触触点相连；

所述测试老化筛选装置还包括老化板，老化板上设有分别与导电柱及侧边针板底部的对外接触触点进行接触的探针，老化板上的探针与老化板端头上的插头相连。

进一步的技术方案是，定位槽底部由金属表面涂有绝缘层材料的导热体构成或由导热的陶瓷基板构成以实现载盒对加电后发热的电子元器件提供一定散热能力。

进一步的技术方案为，载盒还包括电路板和一个叠装在其上的定位槽孔板构成，定位槽孔板周边由非导电材料构成；定位槽孔板设置在定位槽下方；所述导热体或陶瓷基板设置在电路板下方；在电路板的一面上设有若干组两根平行的弹性金属丝，两根弹性金属丝的一端焊接在电路板上，两根弹性丝之间的距离与相邻两个电子元件的电极中心间距相匹配；每根弹性丝通过电路板与电路板背面设有的导电柱相连，导电柱穿过导热体或陶瓷基板后与电路板相连；定位槽孔板的每个定位槽与电路板上的一组平行弹性金属丝相对应，弹性金属丝处于定位槽底部位置，构成定位槽内的二线接触电极。能够让元件的下端电极与弹性丝触点处于良好接触状态。这种方式适用于尺寸从小到大、带有端电极的电子元件。

进一步的技术方案为，电路板上设置若干个贯穿孔，所述定位槽孔板上开有若干个电子元件定位槽孔，每个定位槽孔的中心与电路板上的贯穿孔相对应；导热体或陶瓷基板上的对应位置也设置贯穿孔。

进一步的技术方案为，定位槽其槽深小于端电极电阻的长度以满足电阻两端的电极上表面向外界露出，方便外部探针直接压在元件两端的上表面电极上。此方式适合尺寸较大的元器件。

进一步的技术方案为，测试老化筛选装置还配套设有自动分类装置以用于将载盒中的所有元件分别吸出，将不良品放入不良品收集盒，其余良品放入良品容器或包装盒，或按参数分类放入不同的容器或包装盒。

进一步的技术方案为，载盒设有若干个且每个载盒上设有不同的编号。

本发明还提供的技术方案为，采用所述片式端电极电子元件盒式测试老化筛选装置进行老化、测试的方法，电子元件装入载盒的定位槽后露出上端电极，采用外部弹性连接触点对电子元件电极进行直接接触连接或通过定位槽底部电极触点转接后进行间接接触连接，可完成四线测试、两线加电老化或其它考核、测试项目；

当载盒用于加电老化时，在所述载盒开有开口或通孔的侧边安装侧边针板，侧边针板上的探针穿过载盒侧边开口或通孔，与定位槽内电子元器件的端电极接触并施加一定压力，该压力使电子元器件的另一个端面以相应压力压在金属条的侧边上，使电子元器件的这一电极端面与金属条形成良好接触；将载盒与侧边针板的结合体安装在老化板上，老化板上设有的探针分别与载盒底部的导电柱及侧边针板底部的对外接触触点进行接触，老化板通过其上的探针与老化板端头上的插头连接，将老化板插入老化箱后即可实现加电老化；

当载盒用于测试时，将载盒放入测试装置，载盒进入到测试工位，测试工位设有安装在运动机构上的侧边探针及上下探针；当测试载盒位移至测试工位，侧边探针通过载盒侧边的开口或通孔接触到电子元器件在这一侧的端电极端面上，并施加一定压力，此压力传导至另一侧，使该侧端电极的端面与金属条的侧边形成一定压力的接触；上探针中分为测试探针及加压探针，测试探针用于接触载盒上金属条，下探针用于穿过载盒底部的通孔对电子元器件的两个端电极的下部进行接触，加压探针用于对电子元器件的上表面进行适当加压，使电子元器件在受到下探针向上的接触压力时，电子元器件仍然保持在定位槽中。

进一步的技术方案为，将电子元器件以水平方式放入定位槽，电子元件的两个端电极分别与定位槽底部的弹性丝接触相连，构成二线连接；

在老化时，将载盒固定在含有若干个探针构成的探针阵列的老化板上，这些老化板上的探针与载盒背部的对外接触电极相接触，探针阵列与老化板上的插头相连，插头用于插入老化机的连接；当元件以水平方式装入定位槽，将一个含有若干个非导电弹性压头的上盖板压在定位槽上，每个弹性压头压在每个定位槽中的电子元件上表面，使电子元件得到一个向下的压力，让电子元件的两个端电极下表面与弹性丝触点处于良好接触状态；当元件以竖直方式装入定位槽，将一个含有若干个探针的上盖板压在定位槽上，每个探针压在每个定位槽中的电子元件上端电极上进行连接，还使元件得到一个向下的压力，让电子元件的下端电极与弹性丝触点处于良好接触状态；

在测试时，将载盒置于测试机的上、下探针之间，上探针从上方压在载盒中每个电子元件的端电极上表面，下探针压在载盒的背面对外接触电极也即导电柱上；根据测试需要，测试可以采用二线测试模式，也可以采用四线测试模式；在采用四线测试模式时，电子元件以水平方式放置在载盒定位槽中，载盒保持此电子元件放置方式，进入老化板；

电子元件以竖直方式放入定位槽孔，电子元件下电极接触电路板，上电极露出定位槽孔的上孔口；

在老化时，将载盒倒扣固定在含有若干个探针构成的探针阵列的老化板上，老化板上的这些探针与载盒中电子元件对外露出的电极相接触，探针阵列与老化板上的插头相连，插头插入老化机；老化板上另外设有探针，对载盒电路板的对外接触点接触，探针通过老化板连接至老化板插头上，每个弹性探针压在每个定位槽中的电子元件上表面，使电子元件得到一个向下的压力，让电子元件下端电极与电路板处于良好接触状态；

采用四线测试模式时，将载盒置于外部测试机的上、下探针卡之间以实现一次压在一个电子元件、一行电子元件或整个载盒的电子元件的端电极上；上探针卡对一个电子元件的上端电极安排两根探针分别压在其上表面上，形成对上电极的二线接触；下探针通过分别接触电路板及穿过电路板上贯穿孔接触电子元件的下电极，形成对下电极的二线接触；穿过贯穿孔的探针与电路板不直接接触；上下探针结合形成对电子元件端电极的四线连接，用于四线测试；

采用二线测试模式时，仅采用上探针卡以完成对电子元件的两个端电极的连接；探针卡用一根或若干根探针直接接触载盒电路板的对外接触点，通过电路板与电子元件的下电极连接；另一部分探针对每个电子元件的上电极用一根探针接触连接；

电子元件以水平方式装入定位槽中，电阻两端的电极上表面向外界露出以满足尺寸较大的电子元器件的老化或测试；

在老化时，对电子元件采用二线连接方式，将载盒倒扣固定在含有若干个探针构成的探针阵列的老化板上，这些老化板上的每两根探针位一组，与载盒中每个电子元件对外露出的两个电极分别接触，探针阵列与老化板上的插头相连，插头插入老化机；

四线测试时，将载盒放置在测试机的上探针卡下方，上探针卡上的探针阵列以四根探针为一组，用两组双探针分别接触电阻的两个电极，形成四线接触连接以完成四线测试；

上探针卡、下探针卡分别安装在两个相向上、下运动的机构上，载盒安装在一个水平运动的工作台上；或还设有在水平运动的机构上的侧边探针卡；探针卡的每个通道包括连接一个电子元件的两个电极的四个探针；

各个方向的探针卡的通道数量少于载盒中元件数量，载盒水平方向步进运动以使得载盒中的每一行电子元件都能与探针阵列分别接触，以完成载盒中所有元件的四线测试；

将载盒中的所有元件分别吸出，将不良品放入不良品收集盒，其余良品放入良品容器或包装盒，或按参数分类放入不同的的容器或包装盒；

在载盒完成测试后，直接将载盒装在老化板上，老化板上的探针阵列与载盒的接触点或/和电子元件的电极相对应接触；一块老化板上安装多个电子元件的载盒；老化后，将载盒与老化板分离，将载盒再次放在测试装置上进行测试；比较老化前后每一个电子元件参数，即可得到每个元件的参数变化；

测试装置和老化装置均具有自动读取进入其内的载盒的编号；在进行前述参数变化值操作时，老化前及老化后分别进行测试时，测试装置的电脑均记录载盒的盒号和数据；在老化过程中出现的不良电子元件，其所在载盒的盒号和在载盒中的位置均记录在老化机电脑中；

采用自动摆盘装置将电子元件放入载盒中或采用自动取料装置将电子元件取出载盒，电容取出载盒后或放入编带，或放入包装盒，或放入散料收集处。

本发明的优点和有益效果在于：电子元件进入、离开载盒的定位槽是无阻力的就能实现自动装载和取放，便于电子元件进出工装夹具。这种设置可以适应多种不同测试需要。

通用性好，可以适用于外形尺寸包括较小的元器件，以及尺寸较大的元器件。

载盒对加电后发热的电子元器件提供一定散热能力。

能够让元件的下端电极与弹性丝触点处于良好接触状态。这种方式适用于尺寸从小到大、带有端电极的电子元件。

附图说明

图1是本发明一种片式端电极电子元件盒式测试老化筛选装置中的载盒的示意图；

图2是图1的部分放大示意图；

图3是图2的部分放大示意图；

图4是图1的另一视角的示意图；

图5是图4的部分放大示意图；

图6是图4的仰视图；

图7是本发明中的载盒与老化板连接之前的状态示意图；

图8是图7的侧视图；

图9是图7连接后的俯视图；

图10是上针板针对图9中的老化板和载盒进行测试的示意图；

图11是图10的B-B示意图；

图12是图11的部分放大示意图；

图13是图11的另一部分的放大示意图；

图14是图11的分解示意图。

图中：1、载盒；2、定位槽；3、元件；4、金属条；5、开口或通孔；6、侧边针板；7、老化板；8、下探针；9、通孔；10、上针板；11、导电柱。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

如图1至图14所示（图11还增示出下针板和侧针板），本发明是一种片式端电极电子元件盒式测试老化筛选装置，采用可装载多个电子元件的载盒1作为统一工装，载盒1上设有多个定位槽2，定位槽2内可内置电极触点或无内置触点，元件3装入后露出电极，可用外部弹性连接触点对元件电极进行直接接触连接或通过定位槽底部电极触点转接后进行间接接触连接，可完成4线测试、2线加电老化或其它考核、测试项目。所述电子元件包括片式电阻、二极管等元器件，或其它需要2线老化、4线或2线测试的元器件，外形尺寸包括较小的元器件，以及尺寸较大的元器件。元件进入和离开载盒的定位槽是无阻力的。

装置，其载盒由一个布置有金属条4，金属条4侧边布置有由绝缘材料构成的定位槽，金属条4的侧边作为定位槽的一个端面侧边，定位槽的另一个侧边紧邻载盒边缘，在这个侧边上设有开口或通孔5。定位槽在靠近两个所述端面的底部也设有通孔。在载盒底部具有对外接触的触点。当具有端电极的电子元器件放入载盒的定位槽后，载盒可用于加电老化或测试操作。在载盒底部固定设有向外凸出的作为对外接触触点的导电柱11。

当载盒用于加电老化时，在所述载盒开有侧边开口或通孔的侧边安装侧边针板6，其上的探针穿过载盒侧边开口或通孔5，与定位槽内电子元器件的端电极接触并施加一定压力，该压力使电子元器件的另一个端面以相应压力压在金属条4的侧边上，使电子元器件的这一电极端面与金属条形成良好接触。所述侧边针板上的探针与侧边针板的上部或/和底部的对外接触触点相连。将载盒与侧边针板的结合体安装在老化板7上，老化板7上设有的探针分别与载盒底部的金属条对外接触触点及侧边针板底部的对外接触触点进行接触，老化板通过其上的探针与老化板端头上的插头连接，将老化板插入老化箱后即可实现加电老化。

当载盒用于测试时，将载盒放入所述测试装置，载盒进入到测试工位，测试工位设有安装在运动机构上的侧边探针及上下探针。当测试载盒位移至测试工位，侧边针板6上的侧边探针通过载盒侧边的开口或通孔5接触到电子元器件在这一侧的端电极端面上，并施加一定压力，此压力传导至另一侧，使该侧端电极的端面与金属条4的侧边形成一定压力的接触；上探针中分为测试探针及加压探针，测试探针用于接触载盒上金属条4，下探针8用于穿过载盒底部的通孔9对电子元器件的2个端电极的下部进行接触，加压探针用于对电子元器件的上表面进行适当加压，使电子元器件在受到下探针向上的接触压力时，电子元器件仍然保持在定位槽中。

载盒，其定位槽底部由金属表面涂有绝缘层材料的导热体构成，或由导热的陶瓷基板构成，使载盒对加电后发热的电子元器件提供一定散热能力。

装置，其载盒由电路板和一个叠装在其上的定位槽孔板构成，定位槽孔周边由非导电材料构成。在电路板的一面上装有多组贴在电路板上的多组由2根平行的弹性金属丝，弹性丝的2端焊接在电路板上，2根弹性丝之间的距离与元件的电极中心间距相当。每根弹性丝通过电路板与电路板背面设有的对外接触电极相连。定位槽孔板的每个定位槽与电路板上的一组平行弹性丝对应，弹性丝处于定位槽底部位置，构成定位槽内的2线接触电极。将电子元器件以水平方式放入定位槽，元件的2个端电极分别与定位槽底部的弹性丝接触相连，构成2线连接。

在老化时，将载盒固定在含有多个探针构成的探针阵列的老化板上，这些老化板上的探针与载盒背部的对外接触电极相接触，探针阵列与老化板上的插头相连，插头用于插入老化机的连接。当元件以水平方式装入定位槽，将一个含有多个非导电弹性压头的上盖板压在定位槽板上，每个弹性压头压在每个定位槽中的元件上表面，使元件得到一个向下的压力，让元件的2个端电极下表面与弹性丝触点处于良好接触状态。当元件以竖直方式装入定位槽，将一个含有多个探针的上盖板压在定位槽板上，每个探针压在每个定位槽中的元件上端电极上进行连接，还使元件得到一个向下的压力，让元件的下端电极与弹性丝触点处于良好接触状态。

在测试时，将载盒置于测试机的上、下探针之间，上针板10的上探针可从上方压在载盒中每个元件的端电极上表面，下探针压在载盒的背面对外接触电极上。根据测试需要，测试可以采用2线测试模式，也可以采用4线测试模式。在采用4线测试模式时，优选方案为元件以水平方式放置在载盒定位槽中，载盒保持此元件放置方式，进入老化板。

以上方法适用于尺寸从小到大、带有端电极的电子元件。

装置，对于老化时单个元件功率较大，需要一定的散热措施，载盒采用金属板作为底板，金属板上开有多个小孔（即通孔9）。金属板上叠放定位槽孔板，定位槽孔板上开有多个电子元件定位槽孔，一个定位槽孔的中心与对应金属板上的一个小孔。元件以竖直方式放入定位槽孔，元件下电极接触金属板，上电极露出定位孔的上表面。金属底板设有面向上方的对外接触点。

在老化时，将载盒倒扣固定在含有多个探针构成的探针阵列的老化板上，这些老化板上的探针与载盒中元件对外露出的电极相接触，探针阵列与老化板上的插头相连，插头用于插入老化机的连接。老化板上另外设有探针，对载盒金属底板的对外接触点进行接触连接，探针通过老化板连接至老化板插头上，每个弹性探针压在每个定位槽中的元件上表面，使元件得到一个向下的压力，让元件下端电极与金属底板处于良好接触状态。载盒中的所有元件的端电极通过老化板探针与老化板插头相连。

老化时，对金属底板进行散热，可使载盒内部的元件温度得到一定控制。

采用4线测试模式时，将载盒置于外部测试机的上、下探针卡之间，可一次压在1个元件、一行元件或整个载盒的元件的端电极上。上针板10的上探针卡对一个元件的上端电极安排2根探针分别压在其上表面上，形成对上电极的2线接触。下探针可通过分别接触金属板及穿过金属板上小孔接触元件的下电极，形成对下电极的2线接触。穿过小孔的探针与金属底板不直接接触。上下探针结合起来，就形成对元件端电极的4线连接，用于4线测试。

采用2线测试模式时，只需上探针卡即可完成对元件的2个端电极的连接。探针卡用1根或多根探针直接接触载盒金属底板的对外接触点，通过金属底板与元件的下电极连接；另一部分探针对每个元件的上电极用一根探针接触连接。

装置，其载盒上分布有多个元件定位槽，元件以水平方式装入这些定位槽中，电阻两端的电极上表面向外界露出，方便外部探针直接压在元件两端的上表面电极上。此方式适合尺寸较大的元器件。

在老化时，对元件采用2线连接方式，将载盒倒扣固定在含有多个探针构成的探针阵列的老化板上，这些老化板上的探针分为2根探针一组，与载盒中每个元件对外露出的2个电极分别接触，探针阵列与老化板上的插头相连，插头用于插入老化机的连接。4线测试模式时，将载盒放置在测试机的上探针卡下方，上探针卡上的探针阵列以4根探针为一组，用2组双探针分别接触电阻的2个电极，形成4线接触连接，即可完成4线测试。

测试装置，其上、下探针卡分别安装在2个可相向上、下运动（沿z轴方向）的机构上，载盒安装在一个可水平运动的工作台上。或还设有侧边探针卡，该探针卡安装在可水平运动的机构上。

测试装置，其各个方向的探针卡的通道数量（每通道包括连接一个元件的2个电极的4个探针）可少于载盒中元件数量，这时用载盒的水平方向步进运动，来使载盒中的每一行元件都能与探针阵列分别接触，以此完成载盒中所有元件的4线测试。

测试装置，设有自动分类装置，将载盒中的所有元件分别吸出，将不良品放入不良品收集盒，其余良品放入良品容器或包装盒，或按参数分类放入不同的的容器或包装盒。

测试装置，在载盒完成测试后，可直接将载盒装在老化板上，老化板上的探针阵列与载盒的接触点或/及元件的电极相对应接触连接。一块老化板可安装多个元件载盒。老化后，将载盒与老化板分离，将其再次放在测试装置上进行测试。比较老化前后每一个元件参数，即可得到每个元件的参数变化。

载盒，其上设有不同的编号，如1所述测试装置和老化装置均可自动读取进入设备的载盒的编号。在进行如9所述的参数变化值操作时，老化前及老化后分别进行测试时，测试装置的电脑均要记录载盒的盒号和数据。在老化过程中出现的不良元件，其所在载盒的盒号和在载盒中的位置会记录在老化机电脑中。

测试装置，可用自动摆盘装置将元件放入载盒中，也可用自动取料装置将元件取出载盒，电容取出载盒后或放入编带，或放入包装盒，或放入散料收集处。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。