Cmos攝像晶片浮動載板自動定位測試插座的製作方法
2023-06-19 15:20:16 1
Cmos攝像晶片浮動載板自動定位測試插座的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種CMOS攝像晶片浮動載板自動定位測試插座，包括相互配合的上蓋和底座，所述底座包括從下向上依次分布的PCB轉接板、測試單元和浮動載板，所述上蓋包括測試鏡頭和鏡頭壓板，所述測試鏡頭前方的暗室內設置有光源，並且，所述測試鏡頭與光源之間還設有對比圖像，所述測試單元包括複數根測試探針以及用以安裝測試探針的探針保持主體、探針保持板和探針保持框。進一步的，當上蓋和底座蓋合時，所述浮動載板與鏡頭壓板相觸，並可在鏡頭壓板的抵推下下行，同時所述浮動載板還與至少一用以提供使浮動載板上行的力的作用的彈性元件連接。本發明能與不同測試機臺兼容，實現對CMOS晶片的自動、高效、準確的測試，且不致損傷晶片。
【專利說明】CMOS攝像晶片浮動載板自動定位測試插座
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種CMOS晶片測試設備，特別是一種CMOS攝像晶片浮動載板自動定位測試插座。
【背景技術】
[0002]CMOS晶圓系通過在矽晶片上加工感光集成電路而形成的光感晶片器件，其廣泛應用於手機，電腦、攝像裝置等設備中。一般來說，CMOS晶圓具有產品電路集成化較高、電路導出所採用錫球之間步距小(0.2mm左右)等特點。
[0003]目前，大多數的CMOS成像測試晶片自動插座為配合機臺的要求，基本採用單顆、1X4和2X2的測試機構，但由於光學CMOS晶片對晶片光學中心和鏡頭中心的要求很高(測試同心度不超過0.03mm)，晶片錫球的PITCH越來越小(達到0.20mm)，同時自動測試機臺放置的重複定位精度不一樣，所以造成很多測試插座在設計和加工的時候，不得不顧此失彼，降低了測試插座的設計標準和加工精度，來滿足產品的設計容差。這樣，對產品的測試在很大程度上滿足不了測試要求，降低了產品的測試合格率，例如，測試系統採納的圖像差異達到8%以上，誤判率達到10%以上，另外，還會導致大量晶片在測試過程中被機臺壓壞，同時引起機械故障，導致測試效率降低。
【發明內容】
[0004]本發明的目的在於提供一種CMOS攝像晶片浮動載板自動定位測試插座，其能與不同測試機臺兼容，實現對CMOS晶片的自動、高效、準確的測試，且不致損傷晶片，從而克服了現有技術中的不足。
[0005]為實現上述發明目的，本發明採用了如下技術方案:
[0006]一種CMOS攝像晶片浮動載板自動定位測試插座，包括相互配合的上蓋和底座，所述底座包括從下向上依次分布的PCB轉接板、測試單元和浮動載板，所述上蓋包括測試鏡頭和鏡頭壓板，所述測試鏡頭前方的暗室內設置有光源，並且，所述測試鏡頭與光源之間還設有對比圖像，所述測試單元包括複數根測試探針以及用以安裝測試探針的探針保持主體、探針保持板和探針保持框。
[0007]進一步的，當上蓋和底座蓋合時，所述浮動載板與鏡頭壓板相觸，並可在鏡頭壓板的抵推下下行，同時，所述浮動載板還與至少一用以提供使浮動載板上行的力的作用的彈性元件連接。
[0008]作為較為優選的實施方案之一，所述浮動載板上還對稱設有用以將被測晶片推送至浮動載板中心的兩個以上滑塊以及用以提供使滑塊遠離浮動載板中心的水平推力的兩根以上復位彈簧，並且，在浮動載板下行時，所述滑塊與探針保持框的舌形斜鍥機構配合，並可在所述舌形斜鍥機構的抵推下向浮動載板中心移動。
[0009]所述浮動載板上還設有用以與被測晶片上的錫球配合的錫球放置倒角。
[0010]所述浮動載板上的被測晶片放置槽深度大於被測晶片厚度，並且該兩者的差值至少為測試探針行程的一半。
[0011]所述浮動載板上還設有與被測晶片的臺階結構配合的舌形臺階。
[0012]所述浮動載板與滑塊之間還設有滑塊導向蓋板，所述滑塊導向蓋板與浮動載板配合形成用以供滑塊水平移動的導軌結構。
[0013]所述浮動載板與滑塊之間還設有限位機構，所述限位機構包括分布在浮動載板上的滑塊限位槽以及分布在滑塊上的滑塊限位塊。
[0014]所述鏡頭壓板與測試鏡頭固定連接，且所述鏡頭壓板還與工具機氣缸固定連接。
[0015]所述底座還包括設備連接板，所述設備連接板設於上蓋與PCB轉接板之間。
[0016]本發明的工作原理在於，通過將被測試晶片置於該插座內，隨著暗室內光源的明暗變化，CSP晶片通過測試鏡頭對圖像的採集，將光學信號輸入CSP晶片中的感光區，將光學信號轉成電流信號，並由測試探針將信號傳輸到PCB轉接板，並將電流信號輸入外設測試設備，在外設測試設備內將電流信號轉成數位訊號，重新生成圖像信號；通過對適時生成的圖像參數和原有的標準圖像進行對比，判斷是否滿足設計要求。
[0017]前述測試探針採用的是半導體測試用探針(P0G0 PIN)，可實現信號的微衰減，確保了測試的穩定性和可靠性；
[0018]通過設置前述探針保持架，可解決操作人員和機臺操作時放置、被測試晶片精確定位問題，同時放置易操作，機臺操作方便性大大增強，通過和測試機臺的配合，滿足產品測試達到產能要求:小時測試量高於4KPCS晶片。
[0019]與現有技術相比，本發明至少具有如下優點:
[0020](I)該測試插座操作簡單，使用方便，適用於個人手動或機臺自動PC測試操作，適用於集成電路晶片的測試和功能驗證；
[0021](2)該測試插座中晶片載板採用定位精確的浮動載板結構，能有效保護晶片的結構不被測試損壞，延長探針的使用壽命；
[0022](3)該測試插座中上蓋部分材料優選採用鋁合金，其能利用高精度的CNC加成，確保了各項使用功能要求，而底座部分材料優選採用符合環保要求的T0RL0N4203，其亦可通過高精度的CNC加成完成，確保了各項尺寸精度要求；
[0023](4)該測試插座可以滿足10萬次的IC檢測壽命，且小時測試量達到3KPCS以上，並能滿足配合不同廠家的機臺測試要求。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0024]圖1是本發明一較佳實施例的結構示意圖之一；
[0025]附圖標記說明:浮動載板1、浮板滑塊2、被測晶片3、測試鏡頭4、鏡頭壓板5、探針保持框6、測試探針7、探針保持板8、探針保持主體9、LED燈板10、鏡頭保持框11、PCB轉接板12、復位彈簧13、滑塊導向蓋板。
【具體實施方式】
[0026]以下結合附圖及一較佳實施例對本發明的技術方案作進一步的說明。
[0027]參閱圖1，本實施例所涉及的一種CMOS攝像晶片浮動載板自動定位測試插座,包括相互配合的上蓋和底座，所述底座包括從下向上依次分布的PCB轉接板12、測試單元和浮動載板1，所述上蓋包括測試鏡頭4和鏡頭壓板5，所述測試鏡頭前方的暗室內設置有光源(如，LED燈板10)，並且，所述測試鏡頭與光源之間還設有對比圖像，所述測試單元包括複數根測試探針7以及用以安裝測試探針的探針保持主體9、探針保持板8和探針保持框11。
[0028]進一步的，當上蓋和底座蓋合時，所述浮動載板與鏡頭壓板相觸，並可在鏡頭壓板的抵推下下行，同時，所述浮動載板還與至少一用以提供使浮動載板上行的力的作用的彈性元件連接。
[0029]作為較為優選的實施方案之一，所述浮動載板上還對稱設有用以將被測晶片推送至浮動載板中心的兩個以上滑塊以及用以提供使滑塊遠離浮動載板中心的水平推力的兩根以上復位彈簧，並且，在浮動載板下行時，所述滑塊與探針保持框的舌形斜鍥機構配合，並可在所述舌形斜鍥機構的抵推下向浮動載板中心移動。
[0030]所述浮動載板上還設有用以與被測晶片上的錫球配合的錫球放置倒角。
[0031]所述浮動載板上的被測晶片放置槽深度大於被測晶片厚度，並且該兩者的差值至少為測試探針行程的一半。
[0032]所述浮動載板上還設有與被測晶片的臺階結構配合的舌形臺階。
[0033]所述浮動載板與滑塊之間還設有滑塊導向蓋板，所述滑塊導向蓋板與浮動載板配合形成用以供滑塊水平移動的導軌結構。
[0034]所述浮動載板與滑塊之間還設有限位機構，以滿足滑塊移動的準確性，所述限位機構包括分布在浮動載板上的滑塊限位槽以及分布在滑塊上的滑塊限位塊，同時，滑塊限位塊給前述復位彈簧預留了足夠的空間進行安裝放置。
[0035]所述鏡頭壓板與測試鏡頭固定連接，且所述鏡頭壓板還與工具機氣缸固定連接。
[0036]所述底座還包括設備連接板，所述設備連接板設於上蓋與PCB轉接板之間。
[0037]進一步的,所述暗室內還分布有若干均光板,這些均光板分布於LED燈板與測試鏡頭之間。
[0038]進一步的，所述浮動載板中被測晶片光學中心和上蓋鏡頭中心的最大偏移
0.03mm,實現兩者的良好定位。
[0039]進一步的，所述底座還包括設備連接板，所述設備連接板設於上蓋與PCB轉接板之間，通過此設備連接板的設置，可使該插座與外設測試設備的聯接簡單化，如，僅僅用螺絲緊固即可。
[0040]前述底座(SOCKET)部分可以採用T0RL0N4203材料，使得防靜電等級達到IO14Ohm.cm等級。
[0041]進一步的，所述測試探針內設有彈簧，並且，當上蓋與底座完全蓋合時，所述彈簧被壓縮，並與被測試晶片上的錫球充分接觸。
[0042]而前述探針保持主體、探針保持板和探針保持框的組合，可使測試探針的放置和取出極為方便，並使得被測試晶片能自如的放入或取出。
[0043]本實施例中，浮動載板的工作原理包括:測試晶片(IC)在浮動載板中的滑動依靠滑塊實現，滑塊的滑動在有下壓力的作用下，依靠預緊復位彈簧來實現滑塊的向中心滑動，當滑塊在測試晶片(IC)被精確定位於浮動載板中心後，在失去下壓力的情況下，依靠依靠預緊復位彈簧來實現滑塊的向原來位置的復位。[0044]而浮動載板自動垂直滑動的工作原理包括:
[0045](I)鏡頭壓板和測試鏡頭通過螺紋緊固，保證鏡頭中心和下壓板光學中心的水平相對位置為(0，0)；
[0046](2)工具機氣缸和鏡頭壓板通過螺紋緊固，帶動鏡頭壓板下移，壓住浮動載板下移，由於滑塊在下移過程中，接觸到探針保持框的舌形斜鍥機構，向浮動載板中心移動，同時，由於有滑塊導向蓋板的水平保持，滑塊壓縮預緊復位彈簧，並推動測試晶片向浮動載板中心移動；
[0047](3)鏡頭壓板在壓縮浮動載板的過程中，由於探針保持框(F)的前述結構設計，使滑塊在相同時間內移動到設計位置，這樣就使力值決定了滑塊的移動距離，使得四個滑塊同時達到設定的定位位置，對晶片做精確定位；
[0048](4)由於浮動載板隨著下壓板的下移，測試晶片在自動定位後，測試探針將接觸到測試晶片錫球，實現電路導通，進行測試；
[0049](5)當測試完成後，鏡頭壓板隨著工具機氣缸的復位，將會被浮板載板的復位彈簧自動復位,晶片完成整體測試。
[0050]為保護晶片及其錫球在被推動後不被損壞，浮動載板還具有下列結構:
[0051](I)舌形臺階，充分利用測試晶片的臺階結構，使晶片被推動過程中能自由滑動；
[0052](2)浮動載板上的測試晶片放置槽深度大於測試晶片整體厚度，一般差異為測試探針行程的一半；使得鏡頭壓板在下壓過程中，不接觸晶片，只有到測試晶片自動定位完成後，測試探針再接觸晶片錫球；
[0053](3)在浮動載板上設計錫球放置倒角，將錫球在完成定位後，完全定位於點陣上方，使其充分定位，同時也可防止晶片在浮動載板復位時反彈。
[0054]作為較為優選的實施方案之一，前述測試探針的工作過程可以為:
[0055](I)測試狀態:當測試探針在受壓時(模組放入放置槽內，同時上蓋LID下壓)內部彈簧壓縮，預期設定的壓縮值會使彈簧和被測試晶片上的錫球充分接觸，而不會將被測試晶片的上錫球(常規直徑在0.2?0.5mm,高度在0.1?0.25mm)扎破，且不會出現偏斜現象；
[0056](2)非測試狀態:當測試探針在沒受到外力壓制的情況下，保持鬆弛狀態，如此確保探針處於非受壓狀態，保證探針的使用壽命和壽命期內的導通功能正常，減少測試費用。
[0057]優選的，所述測試探針可採用半導體探針，如此可以更好的實現對晶片中錫球進行點對點接觸，滿足測試點的導通，在對錫球的測試上滿足準確點接觸，並將信號傳輸至控制系統，系統確認接觸正確。並且，測試探針與被測試晶片接觸部的面積可以很方便的控制，使得被測試晶片上錫球因接觸測試探針而損傷區域的直徑的小於錫球直徑的1/4。
[0058]進一步的，通過前述測試單元的組合設計，可使單機、單人的測試效率實現2倍效率提升，測試頻度可以和測試簡單的晶片測試保持一致，小時測試量可高於I?5KPCS。
[0059]藉由本發明，可實現CMOS晶片自動測試的完全自動化，測試手法簡單易行，並且，其還可具有下述優點:
[0060](I)測試底座(SOCKET)部分採用T0RL0N4203材料，使得防靜電等級達到:IO14Ohmcm等級；
[0061](2)與測試系統聯接簡單化，例如，用螺絲緊固即可；[0062](3)特殊的浮動載板放置槽放置結構使測試晶片的放置和取出極為方便；
[0063](4)測試晶片放置位置準確，測試探針頭全面接觸錫球，不存在偏斜現象，且減少了測試探針對測試晶片的壓力，保護了測試晶片；
[0064](5)測試探針的壽命大大提升，減少了測試的費用；
[0065](6)測試效果準確，可靠；
[0066](7)單機、單人的測試效率實現十倍效率提升，測試頻度可以和測試簡單的晶片測
試保持一致。
[0067]並且，本發明還可滿足CMOS晶片測試的高壽命要求，產品壽命達到50萬次以上，同時滿足CMOS信號傳輸的微衰減，確保測試信號傳輸的穩定性和可靠性；以及，滿足測試系統中對光學影像精確定位，判斷測試結果要求。
[0068]另外，基於本發明的內容，本領域技術人員還可很容易的想到，通過對不同規格CMOS晶片系列結構的分析，實現產品設計結構兼容，使得不同CMOS晶片系列能在不同的測試機臺上實現安裝，測試的兼容。
[0069]需要指出的是，以上實施例僅用於說明本發明的內容，除此之外，本發明還有其他實施方式。但是，凡採用等同替換或等效變形方式形成的技術方案均落在本發明的保護範圍內。
【權利要求】
1.一種CMOS攝像晶片浮動載板自動定位測試插座，包括相互配合的上蓋和底座，其特徵在於，所述底座包括從下向上依次分布的PCB轉接板、測試單元和浮動載板，所述上蓋包括測試鏡頭和鏡頭壓板，所述測試鏡頭前方的暗室內設置有光源，並且，所述測試鏡頭與光源之間還設有對比圖像，所述測試單元包括複數根測試探針以及用以安裝測試探針的探針保持主體、探針保持板和探針保持框。
2.根據權利要求1所述的CMOS攝像晶片浮動載板自動定位測試插座，其特徵在於，當上蓋和底座蓋合時，所述浮動載板與鏡頭壓板相觸，並可在鏡頭壓板的抵推下下行，同時，所述浮動載板還與至少一用以提供使浮動載板上行的力的作用的彈性元件連接。
3.根據權利要求2所述的CMOS攝像晶片浮動載板自動定位測試插座，其特徵在於，所述浮動載板上還對稱設有用以將被測晶片推送至浮動載板中心的兩個以上滑塊以及用以提供使滑塊遠離浮動載板中心的水平推力的兩根以上復位彈簧，並且，在浮動載板下行時，所述滑塊與探針保持框的舌形斜鍥機構配合，並可在所述舌形斜鍥機構的抵推下向浮動載板中心移動。
4.根據權利要求2或3所述的CMOS攝像晶片浮動載板自動定位測試插座，其特徵在於，所述浮動載板上還設有用以與被測晶片上的錫球配合的錫球放置倒角。
5.根據權利要求2或3所述的CMOS攝像晶片浮動載板自動定位測試插座，其特徵在於，所述浮動載板上的被測晶片放置槽深度大於被測晶片厚度，並且該兩者的差值至少為測試探針行程的一半。
6.根據權利要求2或3所述的CMOS攝像晶片浮動載板自動定位測試插座，其特徵在於，所述浮動載板上還設有與被測晶片的臺階結構配合的舌形臺階。
7.根據權利要求3所述的CMOS攝像晶片浮動載板自動定位測試插座，其特徵在於，所述浮動載板與滑塊之間還設有滑塊導向蓋板，所述滑塊導向蓋板與浮動載板配合形成用以供滑塊水平移動的導軌結構。
8.根據權利要求3所述的CMOS攝像晶片浮動載板自動定位測試插座，其特徵在於，所述浮動載板與滑塊之間還設有限位機構，所述限位機構包括分布在浮動載板上的滑塊限位槽以及分布在滑塊上的滑塊限位塊。
9.根據權利要求2所述的CMOS攝像晶片浮動載板自動定位測試插座，其特徵在於，所述鏡頭壓板與測試鏡頭固定連接，且所述鏡頭壓板還與工具機氣缸固定連接。
10.根據權利要求1所述的CMOS攝像晶片浮動載板自動定位測試插座，其特徵在於，所述底座還包括設備連接板，所述設備連接板設於上蓋與PCB轉接板之間。
【文檔編號】G01R31/26GK103439541SQ201310393483
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2013年9月3日 優先權日:2013年9月3日
【發明者】朱小剛, 柳慧敏 申請人:蘇州創瑞機電科技有限公司