一种半导体芯片自动化测试系统及方法与流程

1.本发明涉及半导体芯片测试技术领域，具体为一种半导体芯片自动化测试系统及方法。


背景技术：

2.半导体芯片在制造时，需要通过测试机构对半导体芯片进行电性能的测试，目前的测试方式通常是采用探针接触半导体芯片来实现的。
3.中国专利公开号为cn215768881u的，公开了一种半导体芯片导电测试台，包括台板以及设置在台板底部的支撑架，还包括：稳固组件，设置在台板上，用于固定需要测试的半导体芯片；避光控温组件，罩设在稳固组件顶部，用于为待测试的半导体芯片提供恒温和避光的测试环境，本专利提供的半导体芯片导电测试台，方便对半导体芯片进行固定，且能够用于为待测试的半导体芯片提供合适温度和避光、感光等测试环境，保证测试的精准性和便利性。
4.因半导体芯片具有热敏和光敏的特殊性，通过上述方案能够测试出半导体芯片不处于光照和温度异常状态的下的导电性能，但是，对于半导体芯片来说，其所应用的场景、环境较为广泛，当其应用在一些特殊或极端的环境下，如受到光照、温度的影响时，采用上述技术方案便无法得出半导体芯片在该环境下自身的导电性能。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种半导体芯片自动化测试系统及方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
6.为实现上述目的，本发明目的之一在于提供了一种半导体芯片自动化测试系统，包括基台和安装在基台上的测试控制机构，所述测试控制机构包括用于承接半导体芯片的测试台，所述测试台的上方设置有模拟光照状态的光敏组件，所述测试台上还设置有用于模拟温度状态的热敏组件，光敏组件和热敏组件均用于给半导体芯片模拟应用环境，所述测试台和光敏组件之间设置有用于控制半导体芯片接收不同光照范围的状态调控组件，所述状态调控组件的下方安装有定位机构，所述定位机构用于控制半导体芯片处于不同的温度环境，其中：以状态调控组件和定位机构对光照、温度的控制，模拟半导体芯片处于不同应用环境下的状态，所述基台上还安装有用于对半导体芯片在不同环境下进行测试的测试机构。
7.通过将半导体芯片放置在测试台内，因半导体芯片具有一定的光敏性，因此：通过开启光敏组件，由状态调控组件调控光敏组件的光照状态，模拟出半导体芯片在光敏组件下不同光照强度的情况，然后通过测试机构对半导体芯片进行接触测试，精确的测试出半导体芯片在此环境下的电性能；因半导体芯片具有一定的热敏性，因此：通过热敏组件开启，定位机构控制半导体芯片处于不同的温度状态，使半导体芯片处于不同程度的受热程
度，然后再通过测试机构对半导体芯片进行测试，便可测试出半导体芯片在此环境下的电性能，通过上述实现对半导体芯片光敏性和热敏性的单独测试；通过光敏组件和热敏组件同时开启，并由状态调控组件控制在既定温度下半导体芯片处于不同的光照强度，实现对光照与温度的双向模拟，并由测试机构对半导体芯片进行电性能的测试，便于测试出半导体芯片在实际应用过程中电性能的具体状态。
8.作为本技术方案的进一步改进，所述状态调控组件包括多个支撑板，支撑板上安装有固定板，多个固定板中心位置安装有外调控盘和内调控盘，其中的一个固定板与外调控盘转动连接，所述外调控盘和内调控盘上均开设有用于使光照通过的照射孔，通过外调控盘和内调控盘调控半导体芯片受光照强度不同时的状态。
9.作为本技术方案的进一步改进，所述内调控盘转动设置在外调控盘的内部，且内调控盘通过调位电机驱动，其中，在光敏组件开启时，包括如下状态：半向通路环境：通过内调控盘转动控制自身的照射孔与外调控盘上的照射孔不完全对应，模拟半导体芯片表面受光照状态不同时的应用环境；局部通路环境：通过内调控盘转动控制自身的照射孔不与外调控盘上的照射孔对应，模拟半导体芯片局部处于光照状态下的应用环境。
10.作为本技术方案的进一步改进，所述热敏组件开启时：依据上述半向通路环境、局部通路环境，模拟半导体芯片于此状态下的热敏环境。通过热敏组件给半导体芯片在半向通路环境及局部通路环境下分别加热，以模拟半导体芯片在半向通路环境或局部通路环境下受到温度影响时的状态，并以此由测试机构对半导体芯片进行电性能的测试作业。
11.作为本技术方案的进一步改进，所述光敏组件包括转动安装在支撑板上的定位板，且定位板通过固定电机驱动，通过定位板对半导体芯片进行定位限制。
12.作为本技术方案的进一步改进，所述测试台上开设有使定位板滑动的限制槽，在定位板逐渐转动离开限制槽时，定位板将半导体芯片抬离测试台的表面，模拟半导体芯片非接触式的受热状态。
13.作为本技术方案的进一步改进，所述固定板的底面安装有固定部，且固定部上连接有内定位臂，所述内定位臂上滑动连接有外定位臂，外定位臂与内定位臂之间通过弹性件连接，外定位臂用于对半导体芯片进行定位。
14.作为本技术方案的进一步改进，所述定位板抬升半导体芯片时，定位板对半导体芯片的底部形成局部阻挡，使半导体芯片处于局部受热的状态。
15.作为本技术方案的进一步改进，所述定位板控制半导体芯片处于水平状态时，改变半导体芯片与照射孔之间的间距，模拟半导体芯片表面多点受光照的应用环境。
16.本发明的目的之二在于提供一种根据上述中所述的半导体芯片自动化测试系统所生成的测试方法，包括如下步骤：步骤一：通过固定板控制外调控盘处于打开的状态，使半导体芯片放置在测试台内；步骤二：通过光敏组件、热敏组件运行，以外调控盘和内调控盘处于不同的连接状态，使光线通过照射孔对半导体芯片呈现不同的光照辐射，并以热敏组件对半导体芯片施加受热环境，模拟半导体芯片于不同应用环境下的情况；
步骤三：依据半导体芯片在上述应用环境下的情况，以测试机构对半导体芯片进行电性能的测试。
17.与现有技术相比，本发明的有益效果：1、该半导体芯片自动化测试系统及方法中，通过外调控盘和内调控盘控制照射孔照射光线的强度以及范围，使半导体芯片处于不同的光照状态、温度状态，以此模拟半导体芯片于不同应用环境下的具体状态，以此环境对半导体芯片进行测试，能够精确的测试出半导体芯片于不同应用环境下的热敏性与光敏性。
18.2、该半导体芯片自动化测试系统及方法中，通过定位板在定位半导体芯片时，控制半导体芯片于热敏组件之间呈非接触式受热状态，模拟半导体芯片于热源非接触下的应用环境，并对其进行导电性的精确测试。
19.3、该半导体芯片自动化测试系统及方法中，通过半导体芯片靠近外调控盘与内调控盘，使半导体芯片处于局部单点光照下的应用环境，且此时半导体芯片受到的光照强度增加，以模拟半导体芯片局部受单点光照时的情况。
附图说明
20.图1为本发明的整体结构示意图之一；图2为本发明的整体结构示意图之二；图3为本发明的测试控制机构结构俯视图；图4为本发明的测试控制机构结构示意图；图5为本发明图1的a处结构示意图；图6为本发明的外调控盘结构示意图；图7为本发明的测试控制机构结构前视图。
21.图中各个标号意义为：10、基台；20、测试控制机构；210、测试台；211、限制槽；220、光敏组件；221、支架；222、灯座；230、热敏组件；240、状态调控组件；241、外调控盘；242、内调控盘；243、照射孔；244、支撑板；245、固定板；246、传动电机；247、调位电机；248、承接板；250、定位机构；251、定位板；252、固定部；253、内定位臂；254、外定位臂；30、测试机构；310、测试机；320、探针。
具体实施方式
22.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。
实施例1
23.请参阅图1-图7所示，本实施例提供了一种半导体芯片自动化测试系统，包括基台10和安装在基台10上的测试控制机构20，测试控制机构20包括用于承接半导体芯片的测试台210，测试台210的上方设置有模拟光照状态的光敏组件220，测试台210上还设置有用于模拟温度状态的热敏组件230，光敏组件220和热敏组件230均用于给半导体芯片模拟应用环境，测试台210和光敏组件220之间设置有用于控制半导体芯片接收不同光照范围的状态调控组件240，状态调控组件240的下方安装有定位机构250，定位机构250用于控制半导体芯片处于不同的温度环境，其中：以状态调控组件240和定位机构250对光照、温度的控制，模拟半导体芯片处于不同应用环境下的状态，基台10上还安装有用于对半导体芯片在不同环境下进行测试的测试机构30；本方案中，通过将半导体芯片放置在测试台210内，因半导体芯片具有一定的光敏性，因此：通过开启光敏组件220，由状态调控组件240调控光敏组件220的光照状态，模拟出半导体芯片在光敏组件220下不同光照强度的情况，然后通过测试机构30对半导体芯片进行接触测试，分析半导体芯片受光照时电阻率是否受到特定波长光的照射而改变以及改变的程度，精确的测试出半导体芯片在此环境下的电性能；因半导体芯片具有一定的热敏性，因此：通过热敏组件230开启，定位机构250控制半导体芯片处于不同的温度状态，使半导体芯片处于不同程度的受热程度，然后再通过测试机构30对半导体芯片进行测试，分析半导体芯片受温度影响时自身的电阻率是否发生变化以及变化的程度，通过上述实现对半导体芯片光敏性和热敏性的单独测试；通过光敏组件220和热敏组件230同时开启，并由状态调控组件240控制在既定温度下半导体芯片处于不同的光照强度，实现对光照与温度的双向模拟，并由测试机构30对半导体芯片进行电性能的测试，便于测试出半导体芯片在实际应用过程中电性能的具体状态。
24.基于上述技术方案，如下对本方案做出详细的阐述：状态调控组件240包括多个支撑板244，支撑板244上安装有固定板245，多个固定板245中心位置安装有外调控盘241和内调控盘242，其中的一个固定板245与外调控盘241转动连接，外调控盘241和内调控盘242上均开设有用于使光照通过的照射孔243，通过外调控盘241和内调控盘242调控半导体芯片受光照强度不同时的状态；与外调控盘241转动连接的固定板245通过传动电机246驱动，在放置半导体芯片时，通过传动电机246控制固定板245向上转动，使固定板245控制外调控盘241和内调控盘242向上翻转远离测试台210，此时便可将半导体芯片放置在测试台210的内部了，然后复位外调控盘241与内调控盘242，内调控盘242呈一个圆盘结构，因此，通过外调控盘241和内调控盘242上的照射孔243一一对应，便可使光敏组件220所射出的光线通过照射孔243照射至半导体芯片上，然后再通过测试机构30与半导体芯片接触，便可对半导体芯片形成便捷的环境测试。
25.根据上述：内调控盘242转动设置在外调控盘241的内部，且内调控盘242通过调位电机247驱动，其中，在光敏组件220开启时，包括如下状态：半向通路环境：通过内调控盘242转动控制自身的照射孔243与外调控盘241上的照射孔243不完全对应，模拟半导体芯片表面受光照状态不同时的应用环境，不完全对应指的是，内调控盘242上的照射孔243与外调控盘241上的照射孔243仅有半格能通过光线的孔
路，但因外调控盘241为半个环体结构，此时内调控盘242远离外调控盘241部分上的照射孔243不受影响，此时半导体芯片的表面受光照影响的面积就不同，进而，模拟出在此种应用环境下，半导体芯片使用时的电性能；局部通路环境：通过内调控盘242转动控制自身的照射孔243不与外调控盘241上的照射孔243对应，模拟半导体芯片局部处于光照状态下的应用环境，因外调控盘241和内调控盘242上的照射孔243之间呈互相阻挡封闭状态，使半导体芯片的表面仅有通过内调控盘242局部上照射孔243照射出的光线，模拟半导体芯片表面仅受半区域光照影响时的应用环境，通过测试机构30实现对半导体芯片于不同应用环境下的电性能测试；其中，在不与外调控盘241转动连接的固定板245上均安装有用于承接外调控盘241的承接板248，这样就能提高外调控盘241和内调控盘242使用时的稳定性。
26.然后，热敏组件230开启时：依据上述半向通路环境、局部通路环境，模拟半导体芯片于此状态下的热敏环境，通过热敏组件230给半导体芯片在半向通路环境及局部通路环境下分别加热，以模拟半导体芯片在半向通路环境或局部通路环境下受到温度影响时的状态，并以此由测试机构30对半导体芯片进行电性能的测试作业。其中，热敏组件230可采用电热管结构，通过电热管产生热能来给半导体芯片进行热处理，通过控制电热管的加热温度，避免电热管处于高温状态给半导体芯片造成损伤。
27.光敏组件220包括转动安装在支撑板244上的定位板251，且定位板251通过固定电机驱动，通过定位板251对半导体芯片进行定位限制，光敏组件220包括安装在支撑板244上的支架221，且支架221的一端连接有灯座222，灯座222射出光线照射半导体芯片，模拟半导体芯片受光照的情况，通过固定电机驱动定位板251转动，使定位板251对半导体芯片定位限制，这样半导体芯片就能进行精确的电性能测试了。
实施例2
28.测试台210上开设有使定位板251滑动的限制槽211，在定位板251逐渐转动离开限制槽211时，定位板251将半导体芯片抬离测试台210的表面，模拟半导体芯片非接触式的受热状态，此时半导体芯片由直接受热转换为非直接受热，这样就能模拟半导体芯片处于靠近热源下的受热状况，因此环境为非接触式受热，进而模拟的应用环境与上述不同，以便精确的模拟出半导体芯片于不同环境下的情况。
29.其中，固定板245的底面安装有固定部252，且固定部252上连接有内定位臂253，内定位臂253上滑动连接有外定位臂254，外定位臂254与内定位臂253之间通过弹性件连接，外定位臂254用于对半导体芯片进行定位；弹性件可为弹簧、弹片等弹性元件，在定位板251抬升半导体芯片时，定位板251不对半导体芯片进行限制，因此，伴随着定位板251处于趋于水平挤压外定位臂254，使外定位臂254和内定位臂253逐渐水平转动对定位板251上的半导体芯片进行定位夹持，以便于半导体芯片进行精确的电性能测试。
实施例3
30.定位板251抬升半导体芯片时，定位板251对半导体芯片的底部形成局部阻挡，使半导体芯片处于局部受热的状态，通过定位板251对半导体芯片的底部形成局部阻挡，模拟
半导体芯片受其他设备阻隔时的受热状态，通过半导体芯片局部受热能够测试出与半导体芯片全面受热时的差异特征，便于后续对半导体芯片电性能的研究分析。
实施例4
31.定位板251控制半导体芯片处于水平状态时，改变半导体芯片与照射孔243之间的间距，模拟半导体芯片表面多点受光照的应用环境，当半导体芯片距离照射孔243较远时，光线通过照射孔243照射在半导体芯片的表面就会扩散，此时半导体芯片处于全面照射的状态；根据上述，当半导体芯片距离照射孔243较近时，光线通过照射孔243照射在半导体芯片的表面的扩散程度缩小，且光照强度增加，这样就能模拟半导体芯片表面受光单点照射且具有一定照射强度时的状态，以此状态对半导体芯片进行电性能的测试；其中测试机构30包括安装在基台10上的测试机体310，测试机体310通过导线连接有探针320，探针320与半导体芯片直接接触进行电性能的测试。
32.本发明的目的之二在于提供一种根据的半导体芯片自动化测试系统所生成的测试方法，包括如下步骤：步骤一：通过固定板245控制外调控盘241处于打开的状态，使半导体芯片放置在测试台210内；步骤二：通过光敏组件220、热敏组件230运行，以外调控盘241和内调控盘242处于不同的连接状态，使光线通过照射孔243对半导体芯片呈现不同的光照辐射，并以热敏组件230对半导体芯片施加受热环境，模拟半导体芯片于不同应用环境下的情况；步骤三：依据半导体芯片在上述应用环境下的情况，以测试机构30对半导体芯片进行电性能的测试。
33.以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

技术特征：
1.一种半导体芯片自动化测试系统，包括基台（10）和安装在基台（10）上的测试控制机构（20），所述测试控制机构（20）包括用于承接半导体芯片的测试台（210），所述测试台（210）的上方设置有模拟光照状态的光敏组件（220），所述测试台（210）上还设置有用于模拟温度状态的热敏组件（230），光敏组件（220）和热敏组件（230）均用于给半导体芯片模拟应用环境，其特征在于：所述测试台（210）和光敏组件（220）之间设置有用于控制半导体芯片接收不同光照范围的状态调控组件（240），所述状态调控组件（240）的下方安装有定位机构（250），所述定位机构（250）用于控制半导体芯片处于不同的温度环境，其中：以状态调控组件（240）和定位机构（250）对光照、温度的控制，模拟半导体芯片处于不同应用环境下的状态，所述基台（10）上还安装有用于对半导体芯片在不同环境下进行测试的测试机构（30）。2.根据权利要求1所述的半导体芯片自动化测试系统，其特征在于：所述状态调控组件（240）包括多个支撑板（244），支撑板（244）上安装有固定板（245），多个固定板（245）中心位置安装有外调控盘（241）和内调控盘（242），其中的一个固定板（245）与外调控盘（241）转动连接，所述外调控盘（241）和内调控盘（242）上均开设有用于使光照通过的照射孔（243），通过外调控盘（241）和内调控盘（242）调控半导体芯片受光照强度不同时的状态。3.根据权利要求2所述的半导体芯片自动化测试系统，其特征在于：所述内调控盘（242）转动设置在外调控盘（241）的内部，且内调控盘（242）通过调位电机（247）驱动，其中，在光敏组件（220）开启时，包括如下状态：半向通路环境：通过内调控盘（242）转动控制自身的照射孔（243）与外调控盘（241）上的照射孔（243）不完全对应，模拟半导体芯片表面受光照状态不同时的应用环境；局部通路环境：通过内调控盘（242）转动控制自身的照射孔（243）不与外调控盘（241）上的照射孔（243）对应，模拟半导体芯片局部处于光照状态下的应用环境。4.根据权利要求3所述的半导体芯片自动化测试系统，其特征在于：所述热敏组件（230）开启时：依据上述半向通路环境、局部通路环境，模拟半导体芯片于此状态下的热敏环境。5.根据权利要求2所述的半导体芯片自动化测试系统，其特征在于：所述光敏组件（220）包括转动安装在支撑板（244）上的定位板（251），且定位板（251）通过固定电机驱动，通过定位板（251）对半导体芯片进行定位限制。6.根据权利要求5所述的半导体芯片自动化测试系统，其特征在于：所述测试台（210）上开设有使定位板（251）滑动的限制槽（211），在定位板（251）逐渐转动离开限制槽（211）时，定位板（251）将半导体芯片抬离测试台（210）的表面，模拟半导体芯片非接触式的受热状态。7.根据权利要求6所述的半导体芯片自动化测试系统，其特征在于：所述固定板（245）的底面安装有固定部（252），且固定部（252）上连接有内定位臂（253），所述内定位臂（253）上滑动连接有外定位臂（254），外定位臂（254）与内定位臂（253）之间通过弹性件连接，外定位臂（254）用于对半导体芯片进行定位。8.根据权利要求7所述的半导体芯片自动化测试系统，其特征在于：所述定位板（251）抬升半导体芯片时，定位板（251）对半导体芯片的底部形成局部阻挡，使半导体芯片处于局部受热的状态。
9.根据权利要求7所述的半导体芯片自动化测试系统，其特征在于：所述定位板（251）控制半导体芯片处于水平状态时，改变半导体芯片与照射孔（243）之间的间距，模拟半导体芯片表面多点受光照的应用环境。10.一种根据权利要求2-9任一所述的半导体芯片自动化测试系统所生成的测试方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤一：通过固定板（245）控制外调控盘（241）处于打开的状态，使半导体芯片放置在测试台（210）内；步骤二：通过光敏组件（220）、热敏组件（230）运行，以外调控盘（241）和内调控盘（242）处于不同的连接状态，使光线通过照射孔（243）对半导体芯片呈现不同的光照辐射，并以热敏组件（230）对半导体芯片施加受热环境，模拟半导体芯片于不同应用环境下的情况；步骤三：依据半导体芯片在上述应用环境下的情况，以测试机构（30）对半导体芯片进行电性能的测试。

技术总结
本发明涉及半导体芯片测试技术领域，具体地说，涉及一种半导体芯片自动化测试系统及方法。其包括基台和安装在基台上的测试控制机构，测试控制机构包括测试台，测试台的上方设置有光敏组件，测试台上还设置有热敏组件，光敏组件和热敏组件均用于给半导体芯片模拟应用环境，测试台和光敏组件之间设置有状态调控组件，状态调控组件的下方安装有定位机构，定位机构用于控制半导体芯片处于不同的温度环境，基台上安装有测试机构。本发明通过外调控盘和内调控盘控制照射孔照射光线的强度以及范围，使半导体芯片处于不同的光照状态、温度状态，以此模拟半导体芯片于不同应用环境下的具体状态。具体状态。具体状态。


技术研发人员：杨刚 魏亮 赵勇
受保护的技术使用者：苏州晶睿半导体科技有限公司
技术研发日：2023.07.11
技术公布日：2023/8/14