百萬像素級cmos光學芯片模組自動測試插座的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種百萬像素級CMOS光學芯片模組自動測試插座，包括沿設(shè)定方向依次分布的PCB轉(zhuǎn)接結(jié)構(gòu)、測試插座主體和獨立燈箱單元，其中，所述獨立燈箱單元包括燈箱保持框體，所述測試插座主體包括測試單元、芯片浮動載板和鏡頭保持框體，所述燈箱保持框體內(nèi)設(shè)有LED燈板，所述鏡頭保持框體內(nèi)設(shè)有測試鏡頭和鏡頭壓板，所述測試單元包括復數(shù)根測試探針和探針保持架，并且，所述測試單元、芯片浮動載板、鏡頭壓板、測試鏡頭和LED燈板沿逐漸遠離PCB轉(zhuǎn)接結(jié)構(gòu)的方向依次分布。本實用新型能實現(xiàn)對百萬像素級CMOS光學芯片模組的自動、高效、準確的測試，且結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，使用壽命長。
【專利說明】百萬像素級CMOS光學芯片模組自動測試插座
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種芯片測試設(shè)備，特別是一種百萬像素級CMOS光學芯片模組自動測試插座。
【背景技術(shù)】
[0002]CMOS晶圓系通過在硅晶片上加工感光集成電路而形成的光感芯片器件，其廣泛應用于手機，電腦、攝像裝置等設(shè)備中。一般來說，CMOS晶圓具有產(chǎn)品電路集成化較高、電路導出所采用錫球之間步距小(0.2mm左右)等特點。
[0003]現(xiàn)有CMOS芯片測試插座大都集中在百萬像素以下的產(chǎn)品測試，結(jié)構(gòu)上能滿足最終性能測試要求。但對于百萬像素級光學芯片模組，其具有更高的測試要求，例如:
[0004]a.由于百萬級光學芯片模組在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)上比百萬像素以下的芯片大3?10倍，所以，測試插座的結(jié)構(gòu)必然不能與現(xiàn)有測試插座結(jié)構(gòu)相同；
[0005]b.由于百萬級光學芯片模組在成像技術(shù)上和百萬像素以下的芯片有了極大的改善，這樣就要求在測試插座必須做到精確定位，其精度高達微米級；
[0006]c.在測試插座的檢測上，尚無行業(yè)標準，對其可靠性的檢測也是一個問題，而現(xiàn)有測試插座完全不能滿足兼容的要求；
[0007]d.在高像素光學芯片模組的成像精度差異性上，由于多種因素，如加工設(shè)備的缺陷等，導致對產(chǎn)品的測試合格率不理想，且還會導致芯片和設(shè)備損壞，使測試效率降低。
實用新型內(nèi)容
[0008]本實用新型的目的在于提供一種百萬像素級CMOS光學芯片模組自動測試插座，其能實現(xiàn)對百萬像素級CMOS光學芯片模組的自動、高效、準確的測試，且結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，使用壽命長，從而克服了現(xiàn)有技術(shù)中的不足。
[0009]為實現(xiàn)上述實用新型目的，本實用新型采用了如下技術(shù)方案:
[0010]一種百萬像素級CMOS光學芯片模組自動測試插座，其特征在于，它包括沿設(shè)定方向依次分布的PCB轉(zhuǎn)接結(jié)構(gòu)、測試插座主體和獨立燈箱單元，其中，所述獨立燈箱單元包括燈箱保持框體，所述測試插座主體包括測試單元、芯片浮動載板和鏡頭保持框體，所述燈箱保持框體內(nèi)設(shè)有LED燈板，所述鏡頭保持框體內(nèi)設(shè)有測試鏡頭和鏡頭壓板，所述測試單元包括復數(shù)根測試探針和探針保持架，并且，所述測試單元、芯片浮動載板、鏡頭壓板、測試鏡頭和LED燈板沿逐漸遠離PCB轉(zhuǎn)接結(jié)構(gòu)的方向依次分布。
[0011 ] 進一步的，所述鏡頭保持框體內(nèi)與測試鏡頭相應位置處還設(shè)有自動吹氣機構(gòu)。
[0012]進一步的，所述測試鏡頭與LED燈板之間還設(shè)有標準圖版。
[0013]進一步的，所述獨立燈箱單元具有暗室結(jié)構(gòu)，且所述暗室結(jié)構(gòu)內(nèi)還設(shè)有至少一均光板，所述均光板分布于測試鏡頭和LED燈板之間。
[0014]進一步的，所述PCB轉(zhuǎn)接結(jié)構(gòu)包括層疊設(shè)置的上部轉(zhuǎn)接PCB、上部轉(zhuǎn)接PCB墊板、底部轉(zhuǎn)接PCB和底部轉(zhuǎn)接PCB墊板，其中，上部轉(zhuǎn)接PCB與測試單元直接配合。[0015]進一步的，所述PCB轉(zhuǎn)接結(jié)構(gòu)內(nèi)還設(shè)有熱電阻安裝位。
[0016]進一步的，所述測試探針內(nèi)設(shè)有彈簧，當主要由獨立燈箱單元及鏡頭保持框體組成的上蓋與主要由測試單元、芯片浮動載板組成的底座蓋合時，所述彈簧被壓縮，并與被測試芯片模組上的錫球充分接觸。
[0017]本實用新型的工作原理在于，通過將被測試芯片模組置于該插座內(nèi)，隨著暗室內(nèi)光源的明暗變化，測試芯片模組通過測試鏡頭對圖像的采集，將光學信號輸入CSP芯片中的感光區(qū)，將光學信號轉(zhuǎn)成電流信號，并由測試探針將信號傳輸?shù)絇CB轉(zhuǎn)接板，并將電流信號輸入外設(shè)測試設(shè)備，在外設(shè)測試設(shè)備內(nèi)將電流信號轉(zhuǎn)成數(shù)字信號，重新生成圖像信號；通過對適時生成的圖像參數(shù)和原有的標準圖像進行對比，判斷是否滿足設(shè)計要求。
[0018]前述測試探針采用的是半導體測試用探針(P0G0 PIN)，可實現(xiàn)信號的微衰減，確保了測試的穩(wěn)定性和可靠性；
[0019]通過前述自動測試插座設(shè)計，可解決操作人員和機臺操作時放置、被測試芯片模組精確定位問題，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(chǎn)品測試達到產(chǎn)能要求。
[0020]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型至少具有如下優(yōu)點:實現(xiàn)了百萬級CMOS芯片模組的自動化測試，同時使百萬級CMOS芯片模組測試簡單化，測試結(jié)果更為準確，且機械結(jié)構(gòu)簡單，適于在多種機臺上進行百萬級CMOS芯片模組的測試。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1是本實用新型一較佳實施例中上蓋的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖2是本實用新型一較佳實施例中底座的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖3是本實用新型一較佳實施例中底部轉(zhuǎn)接PCB的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]附圖標記說明:上蓋A、底座B、測試鏡頭1、自動吹氣機構(gòu)2、鏡頭壓板3、鏡頭保持框體4、雙層均光板5、大均光板51、小均光板52、LED燈板6、燈箱保持框體7、測試探針8、芯片浮動載板9、探針保持架10、上部轉(zhuǎn)接PCB11、上部轉(zhuǎn)接PCB墊板12、底部轉(zhuǎn)接PCB13、底部轉(zhuǎn)接PCB墊板14、熱電阻安裝位15。
【具體實施方式】
[0025]以下結(jié)合附圖及一較佳實施例對本實用新型的技術(shù)方案作進一步的說明。
[0026]參閱圖1-圖3，本實施例所涉及的一種百萬像素級CMOS光學芯片模組自動測試插座包括沿設(shè)定方向依次分布的PCB轉(zhuǎn)接結(jié)構(gòu)、測試插座主體和獨立燈箱單元，其中，所述獨立燈箱單元包括燈箱保持框體，所述測試插座主體包括測試單元、芯片浮動載板和鏡頭保持框體4，所述燈箱保持框體內(nèi)設(shè)有LED燈板6，所述鏡頭保持框體內(nèi)設(shè)有測試鏡頭1和鏡頭壓板3，所述測試單元包括復數(shù)根測試探針8和探針保持架10，并且，所述測試單元、芯片浮動載板9、鏡頭壓板、測試鏡頭和LED燈板沿逐漸遠離PCB轉(zhuǎn)接結(jié)構(gòu)的方向依次分布。
[0027]進一步的，所述鏡頭保持框體內(nèi)與測試鏡頭相應位置處還設(shè)有自動吹氣機構(gòu)2。
[0028]進一步的，所述測試鏡頭與LED燈板之間還設(shè)有標準圖版。
[0029]進一步的，所述獨立燈箱單元具有暗室結(jié)構(gòu)，且所述暗室結(jié)構(gòu)內(nèi)還設(shè)有至少一均光板，例如，由大均光板51、小均光板52組成的雙層均光板5,所述均光板分布于測試鏡頭和LED燈板之間。
[0030]進一步的，所述PCB轉(zhuǎn)接結(jié)構(gòu)包括層疊設(shè)置的上部轉(zhuǎn)接PCB11、上部轉(zhuǎn)接PCB墊板12、底部轉(zhuǎn)接PCB13和底部轉(zhuǎn)接PCB墊板14，其中，上部轉(zhuǎn)接PCB與測試單元直接配合。
[0031]進一步的，所述PCB轉(zhuǎn)接結(jié)構(gòu)內(nèi)還設(shè)有熱電阻安裝位15。
[0032]該測試插座中的各主要部件，如底座(SOCKET)部分可以采用復合陶瓷材料(陶瓷PEEK,陶瓷T0RL0N)，以滿足部件強度和測試壽命。
[0033]進一步的，所述測試探針內(nèi)設(shè)有彈簧，當主要由獨立燈箱單元及鏡頭保持框體組成的上蓋A與主要由測試單元、芯片浮動載板組成的底座B蓋合時，所述彈簧被壓縮，并與被測試芯片模組上的錫球充分接觸。
[0034]而前述探針保持主體和芯片浮動載板的設(shè)置，可使測試探針的放置和取出極為方便，并使得被測試芯片模組能精確定位，并可自如的放入或取出。
[0035]作為較為優(yōu)選的實施方案之一，前述測試探針的工作過程可以為:
[0036](1)測試狀態(tài):當測試探針在受壓時(模組放入放置槽內(nèi)，同時上蓋LID下壓)內(nèi)部彈簧壓縮，預期設(shè)定的壓縮值會使彈簧和被測試芯片模組上的錫球充分接觸，而不會將被測試芯片模組的上錫球(常規(guī)直徑在0.2?0.5mm,高度在0.1?0.25mm)扎破，且不會出現(xiàn)偏斜現(xiàn)象；
[0037](2)非測試狀態(tài):當測試探針在沒受到外力壓制的情況下，保持松弛狀態(tài)，如此確保探針處于非受壓狀態(tài)，保證探針的使用壽命和壽命期內(nèi)的導通功能正常，減少測試費用。
[0038]前述獨立燈箱單元的設(shè)計，使得該測試插座無論在何種機臺上均可采用，解決了測試過程中圖像差異超出標準的問題。
[0039]前述PCB轉(zhuǎn)接結(jié)構(gòu)的設(shè)計，既可在芯片范圍內(nèi)將信號轉(zhuǎn)接，同時實現(xiàn)了不同元器件的保護，滿足下壓力學性能需要和電子元器件避讓要求。
[0040]優(yōu)選的，所述測試探針可采用半導體測試探針，如此可以更好的實現(xiàn)對芯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，并將信號傳輸至控制系統(tǒng)，系統(tǒng)確認接觸正確。進一步的，前述測試探針與被測試芯片接觸部的面積可以很方便的控制，使得被測試芯片上錫球因接觸測試探針而損傷區(qū)域的直徑的小于錫球直徑的 1/4。
[0041]進一步的，通過前述測試單元的組合設(shè)計，可使單機、單人的測試效率實現(xiàn)大幅提升，測試頻度可以和測試簡單的芯片速度保持一致。
[0042]綜述之，藉由本實用新型，能夠?qū)崿F(xiàn)百萬像素級CMOS光學芯片模組測試用高精密定位測試插座的測試自動化，同時還可將千萬像素級CMOS光學芯片模組測試簡單化，測試手法簡單易行，此外還至少具有如下優(yōu)點:
[0043](1)底座(SOCKET)部分可采用T0RL0N4203材料，使得防靜電等級達到:1014 Ohmcm等級；
[0044](2)與測試系統(tǒng)聯(lián)接簡單化，例如，以螺絲緊固即可；
[0045](3) CMOS芯片模組放入自如，探針的放置和取出極為方便；
[0046](4) CMOS芯片模組被準確定位，且其外形補償使探針頭全面接觸錫球，不存在偏斜現(xiàn)象，再及，可以根據(jù)不同的CMOS芯片模組結(jié)構(gòu)選用不同的探針，減少芯片在彈簧受壓時的微小變形，而不會影響測試效果；探針的壽命大大提升，減少了測試的費用，且測試效果準確，可靠；
[0047](5)單機、單人的測試效率實現(xiàn)，測試頻度可以和測試簡單的芯片測試保持一致；
[0048](6)本實用新型為百萬像素級CMOS光學芯片模組測試提供了測試硬件載具，解決了測試過程中的圖像差異，精密加工和精確定位問題。
[0049]需要指出的是，以上實施例僅用于說明本實用新型的內(nèi)容，除此之外，本實用新型還有其他實施方式。但是，凡采用等同替換或等效變形方式形成的技術(shù)方案均落在本實用新型的保護范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種百萬像素級CMOS光學芯片模組自動測試插座，其特征在于，它包括沿設(shè)定方向依次分布的PCB轉(zhuǎn)接結(jié)構(gòu)、測試插座主體和獨立燈箱單元，其中，所述獨立燈箱單元包括燈箱保持框體，所述測試插座主體包括測試單元、芯片浮動載板和鏡頭保持框體，所述燈箱保持框體內(nèi)設(shè)有LED燈板，所述鏡頭保持框體內(nèi)設(shè)有測試鏡頭和鏡頭壓板，所述測試單元包括復數(shù)根測試探針和探針保持架，并且，所述測試單元、芯片浮動載板、鏡頭壓板、測試鏡頭和LED燈板沿逐漸遠離PCB轉(zhuǎn)接結(jié)構(gòu)的方向依次分布。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的百萬像素級CMOS光學芯片模組自動測試插座，其特征在于，所述鏡頭保持框體內(nèi)與測試鏡頭相應位置處還設(shè)有自動吹氣機構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的百萬像素級CMOS光學芯片模組自動測試插座，其特征在于，所述測試鏡頭與LED燈板之間還設(shè)有標準圖版。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的百萬像素級CMOS光學芯片模組自動測試插座，其特征在于，所述獨立燈箱單元具有暗室結(jié)構(gòu)，且所述暗室結(jié)構(gòu)內(nèi)還設(shè)有至少一均光板，所述均光板分布于測試鏡頭和LED燈板之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的百萬像素級CMOS光學芯片模組自動測試插座，其特征在于，所述PCB轉(zhuǎn)接結(jié)構(gòu)包括層疊設(shè)置的上部轉(zhuǎn)接PCB、上部轉(zhuǎn)接PCB墊板、底部轉(zhuǎn)接PCB和底部轉(zhuǎn)接PCB墊板，其中，上部轉(zhuǎn)接PCB與測試單元直接配合。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的百萬像素級CMOS光學芯片模組自動測試插座，其特征在于，所述PCB轉(zhuǎn)接結(jié)構(gòu)內(nèi)還設(shè)有熱電阻安裝位。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的百萬像素級CMOS光學芯片模組自動測試插座，其特征在于，所述測試探針內(nèi)設(shè)有彈簧，當主要由獨立燈箱單元及鏡頭保持框體組成的上蓋與主要由測試單元、芯片浮動載板組成的底座蓋合時，所述彈簧被壓縮，并與被測試芯片模組上的錫球充分接觸。
【文檔編號】G01R31/26GK203519658SQ201320542951
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年9月3日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月3日
【發(fā)明者】朱小剛, 柳慧敏 申請人:蘇州創(chuàng)瑞機電科技有限公司