技术领域
[0001] 本发明涉及芯片测试技术领域，尤其涉及一种芯片测试舱。
相关背景技术
[0002] 随着科学技术的快速发展，现有的许多电子设备中并不只单单装载一颗芯片来实现电子设备的功能。以服务器CPU(中央处理器)为例，其主流产品型号均支持双路互联。
[0003] 而在芯片研发阶段除了需要对单颗芯片进行独立表面恒温测试以外，对于具备支持双路互联的芯片，也需要在两颗芯片互联的同时进行表面恒温测试，以测试芯片互联总线的功能、性能、稳定性以及相关的电气特性。而现有的芯片测试舱仅能够实现单芯片进行测试，无法满足支持双路互联的芯片的测试需求。
具体实施方式
[0044] 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。
[0045] 需要说明的是，在本发明中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
[0046] 实施例1
[0047] 本实施例提供一种芯片测试舱，结合图1，该芯片测试舱包括：舱体1、测试台2、支撑架3、测试头4、驱动机构5、送料机构6和提取件7。
[0048] 结合图2和图3，在本实施例中，舱体1的左右两侧壁、前面板和后面板的材料均为透明防火耐高温板材料。前面板开设有第一开口，舱体1在第一开口处设置有与第一开口适配的前舱门。前舱门沿左右方向与所述前面板滑移连接，如此可以手动水平向右或向左打开第一开口。后面板开设有第二开口16，舱体1在第二开口16处设置有与第二开口16适配的后舱门15，后舱门15的材料为金属钣金材料，后舱门15沿上下方向与后面板滑移连接，且后舱门15采用电动控制，通过上下移动以实现第二开口16的开启和关闭。仓体的顶部和底部均采用金属钣金材料。
[0049] 该舱体1的内部区域从上到下方向可划分为三个结构功能区域，包括：顶部区域、中部区域和底部区域。其中，顶部区域为测试舱控制面板器件、管线安装区和机械臂电动控制马达安装区；中部区域为机械臂和测试头4动作区，底部区域为测试台2上的芯片测试板23的环境部署区。
[0050] 舱体1从前到后可划分为两个功能区域，包括：前部区域和后部区域。其中，前部区域为前面板按钮功能操作区和芯片测试板23对外接口连接区，后部区域为后舱门15电动升降区以及送料机构6的动作区。
[0051] 具体的，前面板按钮功能操作区包括固定在前面板顶部的测试舱操作面板11。测试舱操作面板11为物理按键设计，测试舱操作面板11的左端区域设置的按钮为动作生效组合按钮111，丝印标识为Check；测试舱操作面板11的右端区域设置的多个功能按钮112包括测试舱照明灯旋钮，丝印标识为Light、主板电源开关按钮，丝印标识为Board Power、舱门锁开关按钮，丝印标识为Door Lock、温控头机械臂抬起按钮，丝印标识为HOME、温控头机械臂行程暂停按钮，丝印标识为Pause、温控头机械臂下压按钮，丝印标识为START。在实际使用过程中，为了避免误操作，需要同时按住Check按钮和功能按钮112，上述功能按钮112的功能才能够生效。
[0052] 进一步的，前门板左侧安装有一个舱门开关把手和电子锁12(图一标识4)，当前舱门将第一开口关闭后，电子锁12自动锁闭，如果要打开第一开口，则需要通过操作前面板按钮功能操作区上相应的按钮对电子锁12进行解锁。该如此能够避免在测试期间，误打开舱门，而影响芯片测试的结果。后舱门15通过程序控制与送料机构6实现联动，以配合送料机构6自动实现待测芯片在舱体1的内外两侧快速的传送，以缩短芯片测试舱测试待测芯片所占用的时间。
[0053] 前面板底部的左侧区域设置有3个220V电源接口13，其功能是给芯片测试板23提供电源接入端口，其中左侧两个为远程可程序控制的电源接入口，丝印标识为AC1&2SYNC CONTROL ON/OFF，另外一个为长输出非程控电源接入口。前面板底部的右侧区域为芯片测试环境系统显示、键盘鼠标控制和以太网接入端口。其功能是为测试板提供对外显示和外部测试控制的控制端口14。
[0054] 进一步的，所述测试台2、所述支撑架3、所述测试头4和提取件7均位于所述舱体1内。其中，所述支撑架3与所述测试头4可拆卸固定连接；支撑架3位于测试台2的上方；测试头4位于支撑架3的下方并垂直朝向测试台2；驱动机构5设置在舱体1的顶部，用于驱动支撑架3沿竖直方向上下移动。在本实施例中，所述支撑架3上设置有三个安装工位，且每一个安装工位均只能装载一个测试头4。其中，测试头4在相应的安装工位与支撑架3连接方式可通过螺钉和螺孔的配合、螺栓与安装孔的配合或卡扣与卡槽的配合进行实现。在本实施例中，测试头4在相应的安装工位与支撑架3连接方式通过螺钉和螺孔的配合进行实现；三个安装工位中，左右两侧的安装工位安装的测试头4可用于分别对两个双路高速互联的待测芯片进行测试，也可分别对两个单独测试的待测芯片进行测试；中间位置处的安装工位安装的测试头4仅对单个芯片进行测试。具体，测试头4安装的数量和位置可根据实际测试的情况进行确定。
[0055] 测试头4可用于检测测试台2上芯片的表面温度、对测试台2上的芯片施加压力或/和调节芯片表面的温度。在本实施例中，所述测试头4为温控头，用与测试台2上的待测芯片的表面接触，以调节待测芯片表面的温度。舱体1的顶部设置有干燥气体管线接入口，以使外部干燥气体管线连接至该端口，从而能够向舱体1内持续通入干燥气体。通过给舱体1持续通入干燥气体，能够将舱体1内潮湿的气体挤压出舱体1，使舱体1的气体环境保持相对干燥，实现当舱体1内的气体遇到零度以下的固体时，如‑50℃低温固体，不出现凝露或者结霜的现象，从而解决了待测芯片在低温测试时，因其周围出现凝露或结霜而导致待测芯片损坏的问题。
[0056] 结合图1和图4，在本实施例中，所述送料机构6包括：滑轨61、滑动块64、一个驱动臂62和一个送料盘63。其中，滑轨61位于舱体1的外侧，所述驱动臂62通过滑动块64与所述滑轨61滑移连接，所述滑轨61用于提供至少两个送料工位，驱动臂62即为在多个舱体1间移动的机械臂，或在单个舱体1的不同位置移动的机械臂，其可为多关节的机械手臂，或者实现往外直线移动的驱动器件，如气缸，电动推杆等。其中，驱动臂62和滑动块64均与控制器电连接。控制器用于控制驱动臂62带动送料盘63移动；控制器还用于控制滑动块64相对滑轨61移动，以使驱动臂62在多个送料工位间移动。
[0057] 在本实例中，滑轨61提供三个送料工位；所述驱动臂62为气缸；气缸的缸体与滑轨61滑移连接；气缸的活动杆与所述送料盘63固定连接；所述送料盘63用于承托待测芯片，所述驱动臂62用在舱体1后端的内外两侧沿前后方向传送送料盘63。在该芯片测试舱中所述驱动臂62用于在不同的送料工位时将送料盘63传送至不同的交接工位，以与不同的提取件
7在相应的交接工位完成待测芯片的交接。
[0058] 所述交接工位位于所述舱体1内，所述测试台2上设置有测试工位；所述交接工位与所述测试工位一一对应，提取件7用于将待测芯片在相应的交接工位和相应的测试工位移动。不同的测试工位用于装载不同交接工位处的待测芯片，所述安装工位和所述测试工位位于所述交接工位相对的两侧。如此一个安装工位、一个交接工位和一个测试工位为一个待测芯片在移动路径上的一组停留工位。在本实施例中，在同一组上的安装工位、测试工位和交接工位在同一竖直方向上；不同组的安装工位沿左右方向排列，且不同组中相同种类的工位沿在同一左右方向上，交接工位与相应的送料工位在同一前后方向上。
[0059] 进一步的，所述送料盘63的上表面固定设置有第一检测模块81。所述送料盘63中朝向所述送入方向的一端固定设置有第二检测模块82。所述第一检测模块81和所述第二检测模块82均与控制器电连接。所述第一检测模块81用于检测送料盘63是否承托有待测芯片。所述第二检测模块82用于检测送料盘63在送入方向上是否存在障碍物。在本实施例中，第一检测模块81和第二检测模块82均为传感器。当第二检测模块82检测送料盘63在送入方向上存在障碍物时，则发送异常信号至控制器，以使控制器控制报警模块进行报警，从而提醒操作人员对障碍物进行清除或对芯片测试舱进行维修。
[0060] 如此通过设置第一检测模块81，能够将检测到的消息信息发送至控制器，以使控制器控制驱动臂62带动送料盘63移动，从而提高了芯片测试舱的自动化程度。通过设置第二检测模块82能够避免送料盘63与舱体1内的其他器件发生碰撞，影响待测芯片的移动。
[0061] 在本实施例中，所述测试头4的下表面开设有空腔41。所述提取件7通过所述空腔41与所述测试头4滑移连接；所述提取件7在不需要移动待测芯片时收回在所述空腔41内，在需要移动待测芯片时从空腔41内伸出。其中提取件7相对空腔41移动的方式可通过手动或驱动器件实现。在本实施例中，提取件7相对空腔41移动的方式通过驱动器件实现。
[0062] 具体的，所述提取件7包括：吸嘴71。所述吸嘴71包括：吸盘711和吸杆712。所述吸杆712的底端与所述吸盘711的中心部位固定连接。所述吸杆712的顶端的周侧固定设置有第一卡块83。所述测试头4在所述空腔41的内壁固定设置有第二卡块84。所述第二卡块84用于将所述第一卡块83限定在所述空腔41内。所述吸杆712通过所述第一卡块83与所述测试头4滑移连接。所述吸杆712开设有吸孔713。所述吸孔713贯穿所述吸盘711和所述吸杆712并与所述空腔41连通。所述空腔41通过连通气压调节器改变吸盘711处的压强，以实现吸盘711对待测芯片的吸附与释放。
[0063] 在实施例中，所述第一卡块83和所述第二卡块84为环形结构。所述第一开块位于所述第二卡块84背离吸盘711的一侧。其中，吸嘴71具体在相对空腔41移动的方式如下：当不需要通过提取件7移动待测芯片时，或当需要测试头4对待测芯片进行测试时，气压调节器迅速将空腔41里的气压调至第一负压值，使空腔41内的气压小于外界气压，吸嘴71在内外压差的作用下向空腔41内部移动，且吸盘711通过自身发生弹性形变收入空腔41中。当需要吸嘴71从空腔41内伸出时，气压调节器迅速将空腔41里的气压调至正压值，使空腔41内的气压大于外界气压，吸嘴71在内外压差的作用下向空腔41的开口方向移动，直至吸盘711伸出测试头4，此时第一卡块83与第二卡块84相抵触，以防止吸嘴71脱离测试头4。
[0064] 当需要吸嘴71吸附待测芯片时，则需要先移动吸嘴71，使吸盘711与待测芯片相贴合，然后气压调节器迅速将空腔41里的气压调至第二负压值，使空腔41内的气压小于外界气压，吸盘711在吸孔713的作用下吸附待测芯片，从而实现待测芯片与吸嘴71的固定。其中第二负压值大于第一负压值，如此则能够防止吸嘴71在吸附待测芯片过程中吸盘711收入空腔41内。当需要吸嘴71释放待测芯片时，气压调节器将空腔41里的气压调至常压气压即以上气压大小即可实现。本实施例以气压调节器将空腔41里的气压调至大于常压气压为例。
[0065] 如此通过将提取件7设置在测试头4内，在需要提取件7吸附待测芯片，且需要提取件7带动待测芯片移动时，提取件7可通过驱动机构5进行移动，以实现对待测芯片的吸附以及移动。从而减少了芯片测试舱的设计成本以及空间的占用。
[0066] 驱动机构5可以带动测试头4沿上下方向、左右方向和前后方向中的至少一个方向移动。结合图1和图5，在本实施例中，所述驱动机构5为用于实现测试头4上下移动的机械结构。
[0067] 具体的，所述驱动机构5包括：旋转驱动件51、螺旋杆52、套管53、导向件54、支撑板55和连接件56。所述旋转驱动件51与控制器电连接，以由控制器控制旋转驱动件51的开启、关闭以及转动方向。所述旋转驱动件51可以为电动机或马达等用于提供旋转动力的器件。
在实施例中，所述旋转驱动件51为马达。驱动件通过水平放置的支撑板55与导向件54固定连接，所述旋转驱动件51通过带轮组件与螺旋杆52的顶端连接，所述螺旋杆52沿上下方向贯穿所述支撑板55，螺旋杆52通过滚动轴承与支撑板55沿水平方向转动连接并沿竖直方向固定连接，所述螺旋杆52的底端位于所述套管53内，且所述螺旋杆52的底端与竖直放置的套管53螺纹连接，所述套管53的底端与所述支撑架3固定连接，所述导向件54与所述舱体1固定连接，所述连接件56与所述套管53固定连接，所述连接件56沿上下方向与所述导向件
54滑移连接。
[0068] 其中，导向件54可以为导轨或滑杆等。在本实例中，导向件54为两个竖直固定在舱体1上方并位于套管53左右两侧的滑杆。如此通过旋转驱动件51带动螺旋杆52沿正反方向转动，即可使得套管53沿导向件54上下移动，从而即可实现测试头4的上下移动。在本实施例中不对螺旋杆52驱动支撑架3上下移动的具体方式进行限定。
[0069] 在提取件7通过驱动机构5即可实现待测芯片在测试工位和交接工位之间的移动，即实现待测芯片在送料盘63和测试台2之间的移动。
[0070] 进一步的，测试台2包括：支撑梁21、金属托盘22、芯片测试板23和测试插座24。在本实施例中，测试插座24的数量为三个。每个测试插座24提供一个测试工位，以装载一个待测芯片。具体的，测试插座24固定设置在芯片测试板23的上表面并与芯片测试板23电连接；芯片测试板23固定设置在金属托盘22的上方；金属托盘22固定设置支撑梁21的上方，支撑梁21固定设置在舱体1内底部的中间的位置。通过设置支撑梁21，能够当测试头4下压到待测芯片时，该支撑梁21给待测芯片提供一个稳定的反向支撑力，以确保待测芯片和芯片插座连接的可靠性，同时将用于固定芯片测试板23的高强度的金属托盘22安装在该支撑梁21上，能够将芯片测试板23的稳固在舱体1内。
[0071] 待测芯片在芯片测试舱中移动的过程如下，其中在不影响待测芯片实际操作的情况下，以下步骤仅是该芯片测试舱一种操作方式，其可进行合并，即可同时进行，也可分解，即按一定的先后顺序进行，或可调整相关步骤的先后执行顺序：
[0072] 当第一检测模块81监测到位于舱体1外侧的送料盘63上承托有待测芯片时，控制器根据测试头4的安装信息判断驱动臂62是否位于相应的送料工位；在驱动臂62未位于相应的送料工位时，驱动滑块带动驱动臂62移动至相应的送料工位；在驱动臂62位于相应的送料工位时，控制器控制后舱门15打开第二开口16，然后控制驱动臂62将送料盘63移动至交接工位；当送料盘63移动至交接工位时，送料盘63发送就绪信号给控制器，控制器收到就绪信号后控制旋转驱动件51开始转动，以使位于舱体1顶部的测试头4向下移动，并控制气压调节器将吸盘711吹出测压头；当测试头4接触芯片表面时，控制器通过控制气压调节器使吸盘711与待测芯片的上表面进行吸附，然后控制驱动机构5将温控头向上抬起一定高度。
[0073] 如果舱体1是双测试头4配置，此时，控制器会继续控制驱动臂62带动送料盘63水平移动至与另一个温控头对应的送料工位，之后执行性上述相同的步骤，以使另一个测试头4上的吸盘711吸附另外一个待测芯片。
[0074] 当相应的测试头4上完成待测芯片的吸附时，控制器通过驱动臂62控制送料盘63退出舱体1，当控制器完全退出舱体1程序后，控制器控制后舱门15将第二开口16关闭。当后舱门15关闭后，控制器则会再次启动驱动机构5通过支撑架3带动测试头4下压，直到将相应的待测芯片放置到测试插座24内。待测芯片放置完毕后，控制器控制吸盘711释放待测芯片，之后测试头4会再次抬起一定高度，同时将吸盘711收入空腔41内。当测试插座24上的传感器检测芯片放置位置无误后，控制器再次控制测试头4启动下压动作，直至下压待测芯片的力达到设定压力值，或者直至测试头4与待测芯片相接触时开始调节待测芯片表面的温度。之后测试头4可根据设置在控制器内的具体操作逻辑程序或操作人员的具体操作进行测试。
[0075] 上述控制器的程序控制动作反之为取芯片逻辑控制动作，具体如下：
[0076] 在测试完成后，控制器可控制相应的测试头4上的提取件7将对应测试工位处的待测芯片，并将待测芯片移动至相应的交接工位的上方，然后打开第二开口16，控制送料盘63移动至相应的交接工位，测试头4带动待测芯片下移，并将待测芯片上方在送料盘63中，第一检测模块81检测到待测芯片后，触发控制器控制驱动臂62带动送料盘63移出舱体1；在送料盘63移出舱体1后，关闭第二开口16。
[0077] 该芯片测试舱自动化程度高，结构简单，支持双测试头4配置的测试舱，实现了对双路高速互联的两个芯片在表面恒温的条件下的功能、性能、稳定性以及物理特性的测试；还实现了同一时间测试样本量的翻倍，理论测试效率提高一倍，同时支持单温控头或双温控头灵活配置切换，提升了芯片测试舱的使用灵活性，降低了相应的测试平台部署的成本。
除此之外，该芯片测试舱中的测试工位、安装工位和交接工位的数量相同，空间布局合理，空间利用率高，降低了程序控制系统的复杂度，降低了生产成本。
[0078] 在一种可选的实施例中，所述芯片测试舱的控制器、传感器以及其他相应的数据检测模块均与上位机电连接。上位机用于通过控制器、传感器以及其他相应的数据检测模块获取芯片测试舱的状态信息，具体包括：舱体1内的环境温度和环境湿度、测试头4的设定温度和实时温度、测试头4施加给待测芯片的设定压力和实时压力信息、芯片测试板23的上电状态，以及芯片测试舱的系统网络地址等。上位机将读取到的状态信息传输到电脑控制台端进行显示，以便操作人员通过电脑控制台端对多个芯片测试舱进行监控操作。
[0079] 实施例2
[0080] 本实施例提供一种芯片测试舱，该芯片测试舱与实施例1中的芯片测试舱不同之处在于：本实施例中的驱动臂62与滑轨61固定连接；送料盘63的数量为三个；送料工位的数量为一个，一个驱动臂62同时与三个送料盘63固定连接，且三个送料盘63沿左右方向对应测试工位排列，且支撑架3上安装三个测试头4。如此，在芯片测试板23功能允许的情况下，该芯片测试舱可支持单芯片和两个双路高速互联的芯片，共三个待测芯片同时进行测试。
[0081] 实施例3
[0082] 本实施例提供一种芯片测试舱，该芯片测试舱与实施例1中的芯片测试舱不同之处在于：本实施例中的驱动臂62与滑轨61固定连接；送料盘63的数量为三个；驱动臂62的数量为两个，送料工位为两个。其中，一个驱动臂62同时与两个送料盘63固定连接，另一个驱动臂62与第三个送料盘63固定连接。两个同时与一个驱动臂62连接的送料盘63用于配合支撑架3左右两侧安装的测试头4进行待测芯片的交接，单独的送料盘63则用于配合支撑架3中间位置安装的测试头4进行待测芯片的交接。另外，三个交接工位可同在一个水平面上，也可分别在两个或三个水平面上。其中，三个交接工位在两个水平面上包括两种情况：一种情况为中间的送料盘63与左右两侧中的任一一个送料盘63在同一水平面上，另一种情况为左右两侧送料盘63在同一水平面上；在三个交接工位同在一个水平面上时，两个驱动臂62可相对上下移动，以避免两个驱动臂62在驱动相应送料盘63移动的过程中发送碰撞。如此则能够提高双路高速互联的两个芯片装在相应测试插座24的效率。
[0083] 当三个交接工位不在同一水平面时，对应的驱动机构5用于驱动提取件7上下移动的行程也要相应的进行调整，在此本实施例不做赘述。
[0084] 实施例4
[0085] 本实施例提供一种芯片测试舱，该芯片测试舱与实施例1中的芯片测试舱不同之处在于：本实施例中的驱动臂62的数量为两个，送料盘63的数量为两个，送料工位的数量为三个。其中，一个驱动臂62与滑轨61固定连接并位于左右两侧的任一个工位上；另一个驱动臂62与滑轨61滑移连接，可根据测试芯片的情况在剩余的两个工位之间移动。
[0086] 以固定的驱动臂62位于左侧的送料工位为例。当需要对双路高速互联的两个芯片进行测试时，可移动的驱动臂62则移动至右侧的送料工位，同固定的驱动臂62一同进行送料。当需要使用中间的测试头4进行测试时，则控制可移动的驱动臂62移动至中间位置处的送料工位进行待测芯片的传送。如此既能够提高双路高速互联的两个待测芯片的测试效率，同时又能够满足单芯片在中间测试工位的测试需求。
[0087] 实施例5
[0088] 本实施例提供一种芯片测试舱，该芯片测试舱与实施例1中的芯片测试舱不同之处在于：在本实施例中将实施例1中的测试舱操作面板11替换为触摸显示屏。如此不但可以将测试舱操作面板11上的物理按钮功能通过触摸显示屏实现，同时可以显示测试舱内的状态信息。进一步提升了芯片测试舱的可用性。
[0089] 以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
