一种铝合金小口径深腔内表面可焊性测试夹具

技术领域

本发明涉及一种TR组件自动测试系统，具体是一种铝合金小口径深腔内表面可焊性测试夹具。

背景技术

经过系统级封装(system in package,SIP)技术近30年的发展，近年来其在相控阵雷达的核心硬件TR组件封装中逐步得到应用。SIP集成的TR组件与常规砖式组件、片式组件不仅是封装工艺的区别，测试方面也面临不少挑战，主要是雷达威力的增加要求阵面通道数规模增加，数量增加的SIP组件确没有专用测试装置。如果采用BGA焊球将SIP组件与PCB测试板焊接进行测试筛选，这种方法会带来两个问题：1、每个组件测试均需进行焊接，效率低；2、焊接和取下的过程不可避免会造成SIP组件焊点的损伤，降低了组件成品率。

当前无损测试装置核心通常是沿用弹簧、弹性针、毛纽扣等，实现组件与测试型号的转换与传输。如公开号CN109655733A的专利中公开了一种基于毛纽扣的测试装置，该装置正是基于毛纽扣的形式，虽然能够提高测试效率，但毛纽扣先天的缺陷缺无法克服：毛纽扣端面在反复的压缩-回弹过程中，不可避免会发生端面松散、塌陷的问题。当普通的常规SIP封装TR组件数量不大、测试反复压缩-回弹次数不多时，毛纽扣尚能使用；但相控阵雷达中的SIP封装TR组件数量较大，此时该种基于毛纽扣的测试装置不再满足使用。

因此亟需开发一种能够实现对SIP组件模块进行无损测试、高效率的夹具。该种夹具能够轻便地进行SIP组件模块的装拆；能够实现对组件信号的自带风机与温度反馈系统，实现被测组件的散热。同时，为能够清晰地对被测组件进行判断与排故，夹具还需要能够实现对组件上单个PAD点的信号的监控。

发明内容

本发明的目的在于提供一种铝合金小口径深腔内表面可焊性测试夹具，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种铝合金小口径深腔内表面可焊性测试夹具，包括测试介质基板，所述测试介质基板的上表面分别设置有SMP射频测试接头、铜片PAD点、输入端和输出端，SMP射频测试接头和输入端均位于铜片PAD点和输出端的背面，输出端位于铜片PAD点的正前方，铜片PAD点位于测试介质基板的中心位置，输入端位于SMP射频测试接头的右侧，测试介质基板的上表面设置有风机，测试介质基板的顶部设置有定位块，定位块位于铜片PAD点的外侧，定位块的内部活动连接有转接介质基板，转接介质基板的底部与铜片PAD点的顶部活动连接，转接介质基板的顶部活动连接有SIP封装TR组件，SIP封装TR组件的上表面活动连接有散热板结构，散热板结构的底部粘接有温度传感器，温度传感器通过导线与风机固定连接。

作为本发明进一步的方案：所述转接介质基板包括阵列开孔和连接器，阵列开孔开设在转接介质基板的上表面，连接器固定连接在阵列开孔内壁的中间位置。

作为本发明进一步的方案：所述风机的数量为两个，两个风机以转接介质基板的竖直轴线为对称轴呈轴对称设置，风机的内部设置有温度控制反馈电路，测试介质基板的上表面对应风机的位置设置有定位座，定位座的内部设置有弹性橡胶，风机的表面与弹性橡胶的内壁抵触连接。

作为本发明进一步的方案：所述散热板结构包括散热翅片、侧面固定块、弹簧和定位螺钉，定位螺钉活动连接在侧面固定块上的连接孔的内部，弹簧活动套接在定位螺钉的表面，侧面固定块固定连接在散热翅片的侧面位于定位块的位置，定位螺钉螺纹连接在定位块的内部。

作为本发明进一步的方案：所述散热翅片的内部设置有装热管，散热翅片的底部设置有导热衬垫。

作为本发明进一步的方案：所述SMP射频测试接头可根据需要进行更换为SMA/SSMP/SSMA。

作为本发明进一步的方案：所述连接器为“硬针-毛纽扣-硬针”形式。

作为本发明进一步的方案：所述测试介质基板的上表面根据实际需要可布置电容或电阻。

作为本发明进一步的方案：所述散热翅片的底部分别开设有放置槽和线槽，温度传感器粘接在放置槽的内部，导线则位于线槽的内部。

作为本发明再进一步的方案：所述其使用方法如下：

步骤一、首先把转接介质基板放置在定位块之间并与铜片PAD点连接，然后SIP封装TR组件放置在定位块之间的转接介质基板上，将最后将散热板结构放置在SIP封装TR组件上定位螺钉位于定位块上的螺纹孔的正上方，然后将散热板结构上的导线与风机连接，风机则通过定位座进行固定，转动定位螺钉使其与定位块上的螺纹孔连接，从而通过散热板结构将SIP封装TR组件固定，

步骤二、然后将风机通过连接头与测试介质基板上的接口连接进行供电，两侧的风机的转动方向为同向，因此，SIP封装TR组件上的热量被导热到散热板结构上，风机则将散热板结构上的热量吹走，从而实现快速的散热。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、结构组成简单，成本低：转接介质基板采用普通FR4板材即可；转接介质基板中弹性转接中间部分为毛纽扣，两侧与测试介质基板和SIP组件PAD点接触部分为硬针，避免了纯毛纽扣反复压缩过重出现塌陷、散开等问题，无需频繁更换，降低成本。

2、自带风机与环控，提高了SIP封装TR组件测试过程中的安全性：SIP封装TR组件压板上粘贴有温度传感器，能够根据温度反馈对风机开关，并对风机风量进行调节。

3、测试接口清晰，判读和排故容易：测试介质板上每个对外的SMP接口都与转接介质基板下方的PAD点一一对应，能够快速实现对不同信号的通断实现判断。

4、装拆组件快、测试效率高：采用弹簧带动压头压接的方式实现固定，避免了螺钉紧固的繁琐，有保证了压接可靠。

附图说明

图1为一种铝合金小口径深腔内表面可焊性测试夹具的整体结构示意图。

图2为一种铝合金小口径深腔内表面可焊性测试夹具的铜片PAD点位置处俯视截面图。

图3为一种铝合金小口径深腔内表面可焊性测试夹具中转接介质基板内部示意图。

图4为一种铝合金小口径深腔内表面可焊性测试夹具中SIP封装TR组件的结构示意图。

图5为一种铝合金小口径深腔内表面可焊性测试夹具中正视图。

图6为一种铝合金小口径深腔内表面可焊性测试夹具中俯视图。

图7为一种铝合金小口径深腔内表面可焊性测试夹具中放置槽位置处仰视截面图。

如图所示：1、测试介质基板；2、转接介质基板；21、阵列开孔；22、连接器；3、风机；4、散热板结构；41、散热翅片；42、弹簧；43、侧面固定块；44、定位螺钉；5、温度传感器；6、SIP封装TR组件；7、定位块；8、SMP射频测试接头；9、铜片PAD点；10、输入端；11、输出端；12、定位座；13、放置槽；14、线槽。

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。

请参阅图1～7，本发明实施例中，一种铝合金小口径深腔内表面可焊性测试夹具，包括测试介质基板1，测试介质基板1的上表面根据实际需要可布置电容或电阻，便于模拟真实电路进行测试，亦或是进行扩展测试，测试介质基板1的上表面分别设置有SMP射频测试接头8、铜片PAD点9、输入端10和输出端11，SMP射频测试接头8可根据需要进行更换为SMA/SSMP/SSMA，也可根据需要更改为焊线形式，进一步简化装配。但基于测试稳定性，建议使用SMP或SMA连接器，SMP射频测试接头8和输入端10均位于铜片PAD点9和输出端11的背面，输出端11位于铜片PAD点9的正前方，铜片PAD点9位于测试介质基板1的中心位置，输入端10位于SMP射频测试接头8的右侧，在测试介质基板1进行布板布线：一端为SMP射频测试接头，另一端为自带铜片的PAD点9呈矩阵排列。测试介质基板1上的输入端10与输出端11的“XT”“XS”系列接口与中间呈矩阵排列的PAD点“A1-D17”系列通过微带线实现一一对应，测试介质基板1的上表面设置有风机3，风机3的数量为两个，两个风机3以转接介质基板2的竖直轴线为对称轴呈轴对称设置，风机3的内部设置有温度控制反馈电路，自带温度控制反馈电路的风机3与测试介质基板1上接口XT01\XT11接口实现供电，并与贴在弹性固定压接散热板4上的温度传感器5通过电缆互联，测试介质基板1的上表面对应风机3的位置设置有定位座12，定位座12的内部设置有弹性橡胶，风机3的表面与弹性橡胶的内壁抵触连接。

所述测试介质基板1的顶部设置有定位块7，定位块7位于铜片PAD点9的外侧，定位块7的内部活动连接有转接介质基板2，转接介质基板2包括阵列开孔21和连接器22，阵列开孔21开设在转接介质基板2的上表面，连接器22固定连接在阵列开孔21内壁的中间位置，转接介质基板2上由普通FR4板制成。内部呈阵列进行开孔21，阵列开孔21与SIP封装模块上的PAD位置一一对应，连接器22为“硬针-毛纽扣-硬针”形式，除距离介质基板阵列开孔边缘0.5mm外，均需要进行表面覆铜，实现良好接地，测试前，将测试介质基板1、转接介质基板2、风机3自带温度控制反馈电路、弹性固定压接散热板结构4内部中上述零部件装配完毕，风机3与温度传感器5互联，与测试介质基板1上的XT01\XT11用电接口互联，并固定在测试介质基板1上。转接截止基板2中各弹性硬针与测试介质基板1上的铜片PAD点9一一对应，并放置好，其上放置粘贴有温度传感器5的散热板结构4，依次将定位螺钉44穿过弹簧41、转接介质基板2，固定到测试介质基板1上。

所述转接介质基板2的底部与铜片PAD点9的顶部活动连接，转接介质基板2的顶部活动连接有SIP封装TR组件6，SIP封装TR组件6的上表面活动连接有散热板结构4，散热板结构4包括散热翅片41、侧面固定块43、弹簧42和定位螺钉44，散热翅片41的内部设置有装热管，散热翅片41的底部设置有导热衬垫，散热翅片41的底部分别开设有放置槽13和线槽14，温度传感器5粘接在放置槽13的内部，导线则位于线槽14的内部，定位螺钉44活动连接在侧面固定块43上的连接孔的内部，弹簧42活动套接在定位螺钉44的表面，侧面固定块43固定连接在散热翅片41的侧面位于定位块7的位置，定位螺钉44螺纹连接在定位块7的内部，散热翅片41材质无特殊要求，常见铝合金、钢铁、铜合金都能够满足要求，采用弹簧压接形式与SIP封装TR组件接触，保证散热良好，散热板结构4的底部粘接有温度传感器5，温度传感器5通过导线与风机3固定连接。

测试时，提起散热板结构4将SIP封装TR组件6置于其与转接介质基板2中间，注意SIP封装TR组件6背面铜片PAD点9应当与突出弹性硬针一一对应；松开散热板结构4，使其通过压住SIP封装TR组件6，根据测试介质基板1中铜片PAD点9“A1-D17”系列与输入端10的对应关系和型号定义，从“XT”系列SMP连接器中进行供电、控制信号、射频信号的灌入：信号从SMP端口进入，经过传输微带线到达“A1-D17”系列PAD点，经过“硬针-毛纽扣-硬针”连接器22传入到SIP封装TR组件6中。经过SIP封装TR组件6处理，从“XS”系列SMP组件中进行信号输出：信号从SIP封装TR组件6中对应PAD点传入“硬针-毛纽扣-硬针”连接器22，再传到测试介质基板1中对铜片PAD点9，信号最终由于PAD点相连的微带线传到“XS”系列连接器22中，实现信号输出。

测试过程中，温度传感器5向风机3传递SIP封装TR组件6的温度信号，并根据需要实现风机3开关和风量大小控制，如果出现SIP封装TR组件6故障，可单独进行“XT”系列接口中灌入测试信号，并在“XS”系列接口中接收，从而实现单点的测试。

测试完成后，提起散热板结构4，将SIP封装TR组件6取下，重复上述操作，可实现对下一个组件的测试。

应当指出，本方案中测试介质基板1上的接口数量与分布形式、位置仅为其中的一种参考，相应射频领域电讯、结构设计师可根据该种参考、根据实现需要实现接口数量、分布形式和位置的调整。

所述其使用方法如下：

步骤一、首先把转接介质基板2放置在定位块7之间并与铜片PAD点9连接，然后SIP封装TR组件6放置在定位块7之间的转接介质基板2上，将最后将散热板结构4放置在SIP封装TR组件6上定位螺钉44位于定位块7上的螺纹孔的正上方，然后将散热板结构4上的导线与风机3连接，风机3则通过定位座进行固定，转动定位螺钉44使其与定位块7上的螺纹孔连接，从而通过散热板结构4将SIP封装TR组件6固定，

步骤二、然后将风机3通过连接头与测试介质基板1上的接口连接进行供电，两侧的风机3的转动方向为同向，因此，SIP封装TR组件6上的热量被导热到散热板结构4上，风机3则将散热板结构4上的热量吹走，从而实现快速的散热。

尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，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，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，且本说明书中未作详细描述的内容均属于本领域专业技术人员公知的现有技术。