一种微型焊盘硅基PIN管结电容的测试系统及操作方法技术方案

本发明专利技术公开了一种微型焊盘硅基PIN管结电容的测试系统及其操作方法，测试系统包括：测试仪、探针定位系统，探针压力调节系统、探针定位横杆、显微镜和载物台，探针定位系统包括X/Y轴运动系统和Z轴运动系统；显微镜设置在载物台的上方，载物台通过测试线连接在测试仪上，探针定位横杆的一端设有探针；本发明专利技术的系统主要用于测试完成的PIN管进行筛选，本系统结构简单，易于操作，成本较低，测试精度高，解决了极小焊盘硅基PIN管的结电容测试技术问题，保证了测试PIN管在射频电路的使用要求。

A test system and operation method for a silicon based PIN junction capacitance of a micro weld plate

The invention discloses a micro pad test system of silicon PIN junction capacitance and its operation method, the testing system comprises a tester, probe positioning system, probe pressure regulating system, probe positioning bar, microscope and carrier probe positioning system includes a X/Y axis motion system and Z axis motion system; microscope setup on the top of the stage, the stage connected to the tester through a test line, one end of the bar is provided with a probe positioning probe; the system of the invention is mainly used to test the completed PIN tube selection, this system has the advantages of simple structure, easy operation, low cost, high test precision, to solve the minimum pad on silicon substrate PIN tube junction capacitance testing technology, ensure the test tube in PIN requires the use of RF circuit.

【技术实现步骤摘要】
一种微型焊盘硅基PIN管结电容的测试系统及操作方法
本专利技术涉及硅基PIN管结电容的检测
，尤其涉及一种微型焊盘硅基PIN管结电容的测试系统及操作方法。
技术介绍
射频硅基PIN管的结电容对PIN管的电性能影响较大，结电容不仅影响开关、限幅PIN管的响应速度，而且影响PIN管在射频电路的插入损耗，因此精准测量台面PIN管结电容与偏压的关系，对于PIN管在射频电路中的应用有着重要意义。但是，现有技术中，测量台面PIN管结电容与偏压的关系的方法均存在以下问题需要迫切解决：1）由于硅基PIN管的结电容本身并不大，一般开关管芯的标称值为0.05～0.2pF(测试条件：VR=50V,1MHz)，限幅管芯的标称值为0.15～0.2pF(测试条件：1MHz)；2）管芯的表面焊盘极小，一般约为28μm～100μm，测试探针微型变化所提供的电信号极为微弱，3）噪声干扰和杂散电容均影响测量精度。因此，针对以上现有技术中硬件和测量方法的限定，采用现有技术中的方法和硬件很难精准测量台面PIN管结电容与偏压的关系，给企业的实际生产带来很大困扰。
技术实现思路
针对上述存在的问题，本专利技术目的在于提供一种结构简单，易于操作，成本较低，测试精度高的微型焊盘硅基PIN管结电容的测试系统及操作方法。为了达到上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种微型焊盘硅基PIN管结电容的测试系统，所述的测试系统安放在工作台面上，所述的测试系统包括：测试仪、探针定位系统，探针压力调节系统、探针定位横杆、显微镜和载物台，所述的探针定位系统包括X/Y轴运动系统和Z轴运动系统；所述的显微镜设置在载物台的上方，所述的载物台通过测试线连接在测试仪上，所述的探针定位横杆的一端设有探针。本专利技术所述的X/Y轴运动系统包括水平调节杆，调节块，固定块，轴承和连接块，所述的连接块的一端连接在探针定位横杆上，另一端连接在调节块的侧方，所述的水平调节杆垂直安装在固定块和调节块的内部，调节块与固定块之间通过轴承相连接，水平调节杆通过滚轮活动安装在固定块内。本专利技术所述的Z轴运动系统包括垂直调节杆，连接杆，曲轴，L型活动杆和支撑架，所述的垂直调节杆通过支撑架安装在工作台面上，所述的连接杆一端活动连接在垂直调节杆上，另一端固定连接在曲轴上，所述曲轴的一端设有弧形的凸起块，所述的曲轴和L型活动杆均活动安装在连接块上，所述的L型活动杆的一端设置在曲轴的下方，另一端安装在探针定位横杆上。本专利技术所述的载物台上设有载样片，所述的载样片上均匀分布有多个定位孔，所述的载样片上盛放微型焊盘硅基PIN管；定位孔直径为Φ0.8mm；微型焊盘硅基PIN管的规格约为0.35mm×0.35mm，设置定位孔直径为Φ0.8mm，方便采用精细镊子进行拾取的同时又保证微型焊盘硅基PIN管的偏移在显微镜的可视范围内。本专利技术所述的探针压力调节系统设置在探针定位横杆上，所述的探针压力调节系统包括定位支点、螺纹杆和重锤，所述定位支点对定位横杆起杠杆作用，所述的重锤活动安装在螺纹杆上，所述的螺纹杆通过两个支柱平行安装在探针定位横杆的上部；所述的探针压力调节系统和探针分别安装在探针定位横杆的两端。定位横杆与定位支点是一个杠杆，测试探针一端的重力大于另一端，当调节垂直调节杆时，连接块对探针压力调节系统未形成支撑，测试探针一端受到重力影响下落，通过调节在螺纹杆上的重锤，使得定位支点两端的重力发生变化，从而使得探针的压力产生变化。本专利技术所述的探针为钨针，所述的钨针上包覆有柔性电缆屏蔽层，所述钨针的暴露出的距离不超过2mm。通过采用钨针为探针，可以增加探针的耐磨性，微型焊盘硅基PIN管的结电容须在高频信号下进行测试，因此应采用电缆的屏蔽层进行包裹，暴露出的钨针长度由于高频信号的存在会产生寄生参数，对测试精度造成影响。本专利技术所述的探针通过测试线连接在测试仪上，所述的测试仪通过测试线连接至载物台的上表面。本专利技术提供的一种微型焊盘硅基PIN管结电容的测试系统的操作方法，所述的操作方法包括如下步骤：1）将测试仪上的接口通过测试线分别连接探针和载物台，打开测试仪，设置好参数；2）对探针的压力进行调节，并采用测力计进行测试；3）将待测管芯放置于载样片的定位孔中，将放置好管芯的载样片放置在载物台上；4）通过显微镜观察，采用X/Y轴运动系统调节探针的水平位置：通过旋转水平调节杆，水平调节杆带动调节块在X，Y轴方向运动，调节块带动连接块在X，Y轴方向运动，最终连接块带动探针定位横杆和探针在在X，Y轴方向运动；5）通过显微镜观察，采用Z轴运动系统调节探针的垂直位置：通过垂直调节杆向下运动，垂直调节杆通过连接杆带动曲轴旋转，旋转的曲轴通过凸起块对L型活动杆形成一个向下的作用力，使得L型活动杆无法对探针定位横杆形成支撑，使得探针定位横杆由于重力的作用向下运动；6）探针完成定位后，向下移动与与硅基PIN管接触，整个测试系统形成回路，从而在测试仪的显示屏幕得到硅基PIN管的结电容。本专利技术所述的操作方法中，采用旋转重锤调节测试压力，保证系统测试压力＜50gf。本专利技术的优点在于：本专利技术主要解决了结电容测试过程中的精度问题，该技术方案通过采用LCR电桥与自制探针系统结合，搭建结电容测试系统，避免高频信号中的寄生参数影响，实现结电容的精确测量方法，测量精度为0.0001pF，测量误差为0.005pF，其测量精度完全可以满足射频电路的使用要求。附图说明图1为本专利技术的测试系统工作原理图；图2为本专利技术的载样片的结构示意图；图3为本专利技术的显微镜的结构示意图；图4为本专利技术的测试仪的结构示意图；图5为本专利技术的探针定位系统的结构示意图；图6为本专利技术的X/Y轴运动系统的结构示意图；图7为本专利技术的X/Y轴运动系统的水平调节杆安装结构示意图；图8为本专利技术的Z轴运动系统的结构示意图；图9为本专利技术的Z轴运动系统的工作原理图；图10为本专利技术的探针压力调节系统的结构示意图。其中，1垂直调节杆，2水平调节杆，3显微镜，4探针，5载物台，6重锤，7测试仪，8测试线，9载样片，10定位孔，11固定块，12轴承，13滚轮，14调节块，15连接块，16曲轴，17凸起块，18支撑架，19连接杆，20L型活动杆，21探针定位横杆，22螺纹杆，23支柱，24定位支点。具体实施方式下面结合附图说明和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的描述。本专利技术的实施例中，应用的测试仪7为LCR4285A测试仪，测试仪上含有含16048A测试线。实施例1：如图1-10所示的一种微型焊盘硅基PIN管结电容的测试系统，所述的测试系统安放在工作台面上，所述的测试系统包括：测试仪7、探针定位系统，探针压力调节系统、探针定位横杆21、显微镜3和载物台5，所述的探针定位系统包括X/Y轴运动系统和Z轴运动系统；所述的显微镜3设置在载物台5的上方，所述的载物台5通过测试线8连接在测试仪7上，所述的探针定位横杆21的一端设有探针4。X/Y轴运动系统包括水平调节杆2，调节块14，固定块11，轴承12和连接块15，所述的连接块15的一端连接在探针定位横杆21上，另一端连接在调节块14的侧方，所述的水平调节杆2垂直安装在固定块11和调节块14的内部，调节块14与固定块11之间通过轴承12相连接，水平调节杆2通过滚轮13活动安装在固定块11内。Z轴本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微型焊盘硅基PIN管结电容的测试系统，所述的测试系统安放在工作台面上，其特征在于，所述的测试系统包括：测试仪、探针定位系统，探针压力调节系统、探针定位横杆、显微镜和载物台，所述的探针定位系统包括X/Y轴运动系统和Z轴运动系统；所述的显微镜设置在载物台的上方，所述的载物台通过测试线连接在测试仪上，所述的探针定位横杆的一端设有探针；所述的X/Y轴运动系统包括水平调节杆，调节块，固定块，轴承和连接块，所述的连接块的一端连接在探针定位横杆上，另一端连接在调节块的侧方，所述的水平调节杆垂直安装在固定块和调节块的内部，调节块与固定块之间通过轴承相连接，水平调节杆通过滚轮活动安装在固定块内；所述的Z轴运动系统包括垂直调节杆，连接杆，曲轴，L型活动杆和支撑架，所述的垂直调节杆通过支撑架安装在工作台面上，所述的连接杆一端活动连接在垂直调节杆上，另一端固定连接在曲轴上，所述曲轴的一端设有弧形的凸起块，所述的曲轴和L型活动杆均活动安装在连接块上，所述的L型活动杆的一端设置在曲轴的下方，另一端安装在探针定位横杆上。

【技术特征摘要】
1.一种微型焊盘硅基PIN管结电容的测试系统，所述的测试系统安放在工作台面上，其特征在于，所述的测试系统包括：测试仪、探针定位系统，探针压力调节系统、探针定位横杆、显微镜和载物台，所述的探针定位系统包括X/Y轴运动系统和Z轴运动系统；所述的显微镜设置在载物台的上方，所述的载物台通过测试线连接在测试仪上，所述的探针定位横杆的一端设有探针；所述的X/Y轴运动系统包括水平调节杆，调节块，固定块，轴承和连接块，所述的连接块的一端连接在探针定位横杆上，另一端连接在调节块的侧方，所述的水平调节杆垂直安装在固定块和调节块的内部，调节块与固定块之间通过轴承相连接，水平调节杆通过滚轮活动安装在固定块内；所述的Z轴运动系统包括垂直调节杆，连接杆，曲轴，L型活动杆和支撑架，所述的垂直调节杆通过支撑架安装在工作台面上，所述的连接杆一端活动连接在垂直调节杆上，另一端固定连接在曲轴上，所述曲轴的一端设有弧形的凸起块，所述的曲轴和L型活动杆均活动安装在连接块上，所述的L型活动杆的一端设置在曲轴的下方，另一端安装在探针定位横杆上。2.如权利要求1所述的微型焊盘硅基PIN管结电容的测试系统，其特征在于，所述的载物台上设有载样片，所述的载样片上均匀分布有多个定位孔，所述的载样片上盛放微型焊盘硅基PIN管。3.如权利要求1所述的微型焊盘硅基PIN管结电容的测试系统，其特征在于，所述的探针压力调节系统设置在探针定位横杆上，所述的探针压力调节系统包括定位支点、螺纹杆和重锤，所述的重锤活动安装在螺纹杆上，所述的螺纹杆通过两个支柱平行安装在探针定位横杆的上部。4.如权利要求3所述的微型焊盘硅基PIN管结电容的测试系统，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：董昌慧，陈宁，
申请(专利权)人：南京恒电电子有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32