一种测试治具

技术领域

本发明涉及微电子测试技术领域，具体而言，涉及一种测试治具。

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，待测器件装载在socket内，通过socket底部Pin针将待测器件与外围电路连接。

在现有解决方案中，对于大功率的待测器件，通过socket方式测试会对待测器件的散热带来了负面影响。若不使用Pin针，而使用硬接触的连接方式，会对其导电能力带来负面影响。

有鉴于此，设计制造出一种具有良好的导电能力，同时散热效果好的测试治具就显得尤为重要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种测试治具，其具有良好的导电能力，同时散热能力好。

本发明是采用以下的技术方案来实现的。

一种测试治具，包括探针卡、热沉台、承载件和定位装置，承载件设置在热沉台上，定位装置设置在承载件上，定位装置上设置有用于容置待测器件的限位通孔，探针卡压合在定位装置和承载件之间，用于与待测器件电连接；探针卡上具有热沉通孔，热沉台的顶部设置有热沉凸块，热沉凸块穿过热沉通孔并与限位通孔相对设置，用于承载待测器件。

进一步地，探针卡包括电路板、悬置式探针和固定座，电路板上具有热沉通孔，固定座设置在电路板上，悬置式探针固定在固定座上并延伸至限位通孔的下方，用于与待测器件电连接。

进一步地，固定座与热沉通孔之间的电路板上还设置有探针凹槽，探针凹槽延伸至热沉通孔，悬置式探针悬置在探针凹槽上。

进一步地，定位装置上还设置有相互连通的第一让位孔和第二让位孔，第一让位孔与固定座相对应，用于避让固定座，第二让位孔延伸至限位通孔并与悬置式探针相对应，用于避让悬置式探针。

进一步地，热沉台上具有至少1个钻孔，每个钻孔内设置有至少一个探针，探针用于与待测器件电连接，并在待测器件的挤压下收缩至与热沉台的表面相平齐。

进一步地，测试治具还包括压块组件，压块组件与热沉台连接，并设置在限位通孔的上方，用于对待测器件施加向下的压力。

进一步地，压块组件包括压块、压头和调节件，压块与热沉台连接，压头与压块活动连接，并设置在限位通孔上，用于压合待测器件，压块上设置有调节螺孔，调节件穿过调节螺孔并抵持在压头的顶部。

进一步地，承载件可拆卸地设置热沉台上，且承载件上设置有定位通孔，定位通孔位于热沉通孔的下方并与热沉凸块相配合，定位装置和探针卡均设置在承载件上。

进一步地，承载件内设置有定位销，定位销贯穿定位装置和探针卡，以使定位装置和探针卡保持相对固定。

进一步地，承载件的底侧开设有定位凹槽，热沉台上具有定位凸起，定位凸起与定位凹槽相配合。

本发明具有以下有益效果：

本发明提供的一种测试治具，将定位装置设置在承载件上，探针卡压合在定位装置和承载件之间，设置在热沉台顶部的热沉凸块穿过探针卡上的热沉通孔并与定位装置上的限位通孔相对设置，从而承载限位通孔中的待测器件，探针卡与待测器件电连接，用于对待测器件进行电学测试，同时待测器件与热沉凸块接触，能够将测试时产生的热量传递至热沉台，起到散热作用。相较于现有技术，本发明提供的一种测试治具，具有良好的导电能力，同时散热效果好。

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治具在第一视角下的分解结构示意图；

图2为本发明提供的测试治具在第二视角下的分解结构示意图；

图3为本发明提供的测试治具在的装配结构示意图；

图4为图1中热沉台的结构示意图；

图5为图4中热沉凸块的结构示意图；

图6为本发明提供的测试治具在第三视角下的分解结构示意图；

图7为图1中承载件的结构示意图；

图8为图1中探针卡在第一视角下的结构示意图；

图9为图1中探针卡在第二视角下的结构示意图；

图10为图1中探针卡在第三视角下的结构示意图；

图11为图1中定位装置的结构示意图；

图12为图1中压块组件的连接结构示意图。

图标：100-测试治具；110-探针卡；111-热沉通孔；113-电路板；115-悬置式探针；117-固定座；119-探针凹槽；130-热沉台；131-热沉凸块；1311-钻孔；1313-双头针；133-底座；135-凸台；137-安装沉孔；139-定位凸起；150-定位装置；151-限位通孔；153-第一让位孔；155-第二让位孔；170-承载件；171-定位销；173-定位凹槽；175-定位通孔；190-压块组件；191-压块；193-压头；195-调节件。

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7，本实施例提供了一种测试治具100，用于测试待测器件的工作寿命等。其中本实施例中待测器件为双边扁平无铅封装器件(DFN)，当然，此处待测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封装为例进行说明。本实施例提供的测试治具100也可以应用于各类封装的测试中，例如射频器件、电力电子器件等的封装测试。

本实施例提供的测试治具100，包括探针卡110、热沉台130、定位装置150、承载件和压块组件190，其中承载件为承载件170，起到承载和导电的双重作用。承载件170可拆卸地设置热沉台130上，定位装置150与承载件170可拆卸地连接并设置在热沉台130上，定位装置150上设置有用于容置待测器件的限位通孔151，压块组件190与热沉台130连接，并设置在限位通孔151的上方，用于对待测器件施加向下的压力。探针卡110设置在承载件170上，且探针卡110压合在定位装置150和承载件170之间，用于与待测器件电连接。探针卡110上具有热沉通孔111，热沉台130的顶部设置有热沉凸块131，热沉凸块131穿过热沉通孔111并与限位通孔151相对设置，用于承载待测器件。且承载件170上设置有定位通孔175，定位通孔175位于热沉通孔111的下方并与热沉凸块131相配合。

需要说明的是，此处承载件也可以由其他材质制成，例如铜或者钼钛合金等，在此不作具体限定。

在本实施例中，热沉台130包括一体设置的底座133和凸台135，凸台135上开设有多个螺孔，使得承载件170通过螺栓连接固定在热沉台130上，可拆分。具体地，凸台135的底部还开设有安装沉孔137，安装沉孔137与螺孔一一对应并连通，在实际安装时，螺栓从上至下穿过承载件170以及热沉台130后进入安装沉孔137，通过在安装沉孔137内安装螺母实现对承载件170以及热沉台130的固定。当然，螺栓的安装方向也可以从下至上，螺母安装在承载件170内部。

需要说明的是，在本实施例中，压块组件190上也开设有定位螺孔，定位螺孔上设置的螺栓向下依次穿过定位装置150、探针卡110和承载件170，使得压块组件190与承载件170保持相对固定。在本发明其他较佳的实施例中，压块组件190也可以通过螺栓固定在热沉台130上或者固定在外部设备上，但凡是能够实现固定压块组件190同时使得压块组件190设置在限位通孔151上方的固定方式，均在本发明的保护范围之内。

本实施提供的测试治具100，在工作时，将热沉台130、承载件170、定位装置150和探针卡110组装到位后，将待测器件放入限位通孔151并放置在热沉凸块131上，再安装压块组件190，使得压块组件190对待测器件施加向下的压力，保证待测器件与探测卡和热沉凸块131之间的良好接触，进而保证良好的电学接触与散热。

在本实施例中，热沉台130采用紫铜材质制成，具有良好的导电导热性。热沉台130与外部设备共地，且温度可控。热沉凸块131一体设置在热沉台130的顶部，为待测器件放置区，且热沉凸块131为矩形块状，方便抵持并承载待测器件。当然，此处热沉台130的材质并不仅仅限于紫铜，也可以是钨铜材料或者钼铜材料等，在此不作具体限定。此外，热沉凸块131的形状也并不仅仅限于矩形块，也可以是其他形状，例如圆柱状或异形柱状等，在此不作具体限定。

在本实施例中，热沉凸块131的顶面相对于热沉台130的顶面的距离小于或等于5mm。即热沉凸块131的凸起厚度小于或等于5mm。由于紫铜质地较软，机械加工存在一定难度，故优选地热沉凸块131的厚度为1-3mm。热沉凸块131与待测器件电学连接并热接触，起到电连接和散热的双重作用。其中热沉凸块131的尺寸与待测器件的底部尺寸相关，热沉凸块131的尺寸略大于待测器件的底部尺寸，且当待测器件放置在热沉凸块131上时，待测器件的几何中心与热沉凸块131的几何中心重合。

在本实施例中，热沉凸块131上具有至少一个钻孔1311，每个钻孔1311内设置有探针。例如，本实施例中探针以双头针1313为例，双头针1313用于与待测器件电连接，并在待测器件的挤压下收缩至与热沉凸块131的表面相平齐。具体地，热沉凸块131上开设有4个钻孔1311，4个钻孔1311分别靠近热沉凸块131的4个顶角设置，每个钻孔1311内各放置一根双头针1313。本实施例提及的双头针1313，为针尖可收缩，在待测器件未放置状态下，双头针1313的顶部针尖高于热沉凸块131的上表面，在待测器件放置在热沉凸块131上时，待测器件的底面抵持在4个双头针1313的顶部，并下压双头针1313，在待测器件的挤压下双头针1313收缩至与热沉凸块131的上表面共面。

需要说明的是，钻孔1311的孔径与双头针1313的直径相匹配，在保证双头针1313能够放置在钻孔1311中的条件下钻孔1311的孔径越小越好，钻孔1311的深度为双头针1313的工作高度。

在本实施例中，双头针1313的针尖为皇冠型，保证与样品的良好电学接触，提高热沉凸块131与待测器件之间的电学连接的稳定性。当然，此处双头针1313的针尖形状也可以是锥形或者球形等其他形状，在此不作具体限定。

承载件170可拆卸地设置热沉台130上，且承载件170上设置有定位通孔175，定位通孔175位于热沉通孔111的下方并与热沉凸块131相配合，定位装置150和探针卡110均设置在承载件170上。具体地，承载件170通过螺栓固定在热沉台130上，定位通孔175也为矩形，供热沉凸块131穿过，且定位通孔175与热沉凸块131之间为紧配关系，且定位通孔175的几何中心与热沉凸块131的几何中心相重合。

在本实施例中，承载件170内设置有定位销171，定位销171贯穿定位装置150和探针卡110，以使定位装置150和探针卡110保持相对固定。具体地，定位销171为两个，两个定位销171分设在定位通孔175的两侧且呈对角设置，从而起到在水平位置上保证探针卡110和定位装置150的相对固定。当然，此处定位销171的个数也可以适当增加，例如3个或者4个等，在此不作具体限定。在本发明其他较佳的实施例中，定位销171上还套设有销帽，通过设置销帽，能够使得在竖直位置上保证探针卡110和定位装置150的相对固定，其具体设置方式在此不过多描述。

在本实施例中，承载件170的底侧开设有定位凹槽173，热沉台130上具有定位凸起139，定位凸起139与定位凹槽173相配合。具体地，热沉台130的凸台135的上部上设置有定位凸起139，从而形成台阶状结构，定位凸起139卡接在定位凹槽173内，从而起到对承载件170的定位作用，方便承载件170找正安装。本实施例中承载件170优选是铝盒，也可以是其他起到相同作用的承载件。

在本发明其他较佳的实施例中，定位凸起139的上部宽度大于下部宽度，使得定位凸起139的截面呈倒置的梯形。相对地，定位凹槽173的上部宽度大于下部宽度，方便定位凸起139卡入，通过这种设置，使得定位凸起139在竖直方向上与承载件170也能够保持相对固定，更有利于承载件170的找正安装。值得注意的是，在将定位凸起139装入定位凹槽173时，需要从前后方向上装入。

结合参见图8至图10，探针卡110包括电路板113、悬置式探针115和固定座117，电路板113上具有热沉通孔111，固定座117设置在电路板113上，悬置式探针115固定在固定座117上并延伸至限位通孔151的下方，用于与待测器件电连接。具体地，热沉通孔111为矩形，方便供热沉凸块131穿过。悬置式探针115焊接在电路板113上，焊接处形成固定座117，且热沉通孔111两侧的电路板113上均设置有固定座117，每个固定座117上均固定有至少一个悬置式探针115。悬置探针从两侧向着热沉通孔111的方向延伸，方便与待测器件上的引脚位置相对应。

在本实施例中，固定座117与热沉通孔111之间的电路板113上还设置有探针凹槽119，探针凹槽119延伸至热沉通孔111，悬置式探针115悬置在探针凹槽119上。且悬置式探针115并未伸入到热沉通孔111内而影响热沉凸块131的行程。

在本实施例中，悬置式探针115为6个，6个悬置式探针115两两相对地设置在热沉通孔111的两侧。固定座117分设在热沉通孔111的两侧，且其中一侧的固定座117被分隔成3个，3个固定座117分别连接3个悬置式探针115；另一侧的固定座117同时连接3个悬置式探针115。悬置式探针115的一端与待测器件电连接，另一端用于与外接走线连接，从而起到对待测器件进行测试的作用，其具体测试原理在此不过多描述。

在实际测试时，将待测器件放入限位通孔151并放置在热沉凸台135上方，在压块组件190的作用下，使得6个悬置式探针115分别与待测器件底部两侧的6个引脚相接触，热沉凸块131与待测器件底部中心的源极引脚相接触。在对位准确后，在压块组件190的作用下，悬置式探针115向下弯曲，从而保证悬置式探针115与对应引脚的良好电学接触，同时也保证了热沉凸块131与待测器件良好的电接触与热接触，热沉凸台135起到电连接和散热的双重作用，而热沉凸台135上设置的双头针1313并能够保证源极的良好电接触，弥补待测器件与热沉凸块131硬接触可能导致的接触不稳定的缺点。

需要说明的是，本实施例中悬置式探针115的布置位置与数量可根据待测器件的引脚位置和数量而定，从而保证待测器件的测试引脚能够与悬置式探针115一一对应设置。在实际工作时，待测器件压合在热沉凸块131上，同时悬置式探针115与待测器件上的测试引脚接触并下压至探针凹槽119内，悬置式探针115的下压行程小于探针凹槽119的深度，从而能够避免悬置式探针115在下压时与电路板113相接触。

在本实施例中，电路板113为印刷电路板113(PCB)，且电路板113为耐高温材料，电路板113上开设有与定位销171相配合的销孔，供定位销171穿过并对探针卡110进行精确定位。探针卡110置于承载件170内，与承载件170通过螺栓连接，连接后，定位销171可以保证在水平方向上，热沉通孔111与热沉凸块131的几何中心相重合。

本发明中探针凹槽119也可以是矩形或者L型等其他形状，在此不作具体限定。在本实施例中，优选地，探针凹槽119呈T型，且探针凹槽119较宽的一侧靠近热沉通孔111，较窄的一侧靠近固定座117，方便待测器件在下压时部分落入探针凹槽119的较宽的一侧，这种凹槽结构可以有效防止待测器件的滑动，提高测试精度。

在本实施例中，悬置式探针115为双针结构，保证待测器件的引脚与悬置式探针115的良好接触。当然，也可以是单针结构或者三针结构等，在此不作具体限定。需要说明的是，此处所提及的单针、双针以及三针结构，指的是单个悬置式探针115上具有单个、两个或者3个子探针，通过设置多个子探针，能够提高电学接触的稳定性。

参见图11，定位装置150上还设置有相互连通的第一让位孔153和第二让位孔155，第一让位孔153与固定座117相对应，用于避让固定座117，第二让位孔155延伸至限位通孔151并与悬置式探针115相对应，用于避让悬置式探针115。具体地，定位装置150为定位垫片结构，且第一让位孔153和第二让位孔155均为两个，两个第二让位孔155分设在限位通孔151的两侧，两个第一让位孔153分别设置在两个第二让位孔155的外侧。

值得注意的是，本实施例中第一让位孔153的宽度大于第二让位孔155的宽度，第二让位孔155的宽度小于限位通孔151的宽度，且第一让位孔153、第二让位孔155以及限位通孔151之间相互贯通，使得两个第二让位孔155、两个第一让位孔153以及限位通孔151形成横置的王字型结构的整体通孔，从而与探针卡110上的结构相对应。定位装置150上也开设有两个与定位销171相配合的销孔，供定位销171穿过并对定位装置150进行精确定位。定位装置150上还开设有供螺栓穿过的螺孔，定位装置150设置在针卡上方，与针卡、承载件170连接后，定位销171可以保证在水平方向上，定位装置150上限位通孔151的几何中心与热沉凸块131的几何中心相重合，从而保证了在水平方向上，待测器件的几何中心与热沉凸块131的几何中心相重合。

在本实施例中，定位装置150采用聚醚醚酮材料(peek)制成，且呈板状，硬度高，抗压能力强。当然，此处定位装置150也可以采用其他材料制成，例如聚酰亚胺或丁晴橡胶等，在此不作具体限定。

在本实施例中，探针卡110设置在定位装置150的下方，由于探针卡110在宽度方向上不足以覆盖定位装置150，故在定位装置150的下方还设置有金属垫片，金属垫片可填补定位装置150下方无探针卡110的区域，保证定位装置150各处水平。

参见图12，压块组件190包括压块191、压头193和调节件195，压块191与热沉台130连接，压头193与压块191活动连接，并设置在限位通孔151上，用于压合待测器件，压块191上设置有调节螺孔，调节件195穿过调节螺孔并抵持在压头193的顶部。具体地，调节件195为调节螺栓，压头193的底面与待测器件的表面相贴合，旋动调节件195，能够调节压头193的下压深度，从而能够使得待测器件向下运动直至抵持在热沉凸块131的表面。

需要说明的是，在本发明其他较佳的实施例中，定位装置150上还设置有用于卡持待测器件的卡扣结构，其能够将待测器件固定在限位通孔151中，从而无需设置压块组件190额外对待测器件进行压合。当然，此处也可以是其他类型的压合结构对待测器件进行压合，例如通过自重进行压合的压合结构。

综上所述，本实施例提供的一种测试治具100，使用探针卡110实现了封装级的测试，探针卡110上设置有悬置式探针115，由于悬置式探针115的针深较小，可很大程度上减低待测器件下部热沉凸块131的高度，从而达到良好的散热效果。此外，采用探针卡110也保证了待测器件良好的电接触性能，同时，在热沉凸台135上设置有双头针1313，可改善待测器件与热沉凸块131之间硬接触导致接触不良的情况。定位装置150的设置，保证了下压过程和测试过程中，待测器件在水平方向上不会发生位移，保证了测试精度。

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。