测试板、测试架及高加速应力测试的温差控制系统及方法技术方案

本申请公开了一种测试板、测试架及高加速应力测试的温差控制系统及方法，该测试板包括：基板和阵列式分布在基板上的多个样品卡槽，基板的一侧边设置有引脚，样品卡槽用于装载待测样品，样品卡槽上设置散热组件，散热组件位于待测样品背离样品卡槽的面上，散热组件通过螺纹件固定在样品卡槽；所述测试架包括相互垂直的第一连接部、第二连接部以及测试板。本申请公开的测试板和测试架使产品的温度均衡，降低芯片温度与试验箱环境温度的温差，真实模拟实验环境下样品的工作状态，及时发现设计和工艺故障；本申请公开的控制方法能够实时监控测试样品与试验箱体的温差，不需要人工监控和调节温差，进一步保证真实模拟产品失效状态。

Temperature difference control system and method of test board, test stand and high acceleration stress test

【技术实现步骤摘要】
测试板、测试架及高加速应力测试的温差控制系统及方法
本专利技术一般涉及半导体测试
，具体涉及一种测试板、测试架以及高加速应力测试的温差控制系统及方法。
技术介绍
可靠性试验项目-高加速应力试验是对半导体封装产品施加高温，高湿以及高压的环境，同时给产品加载适合的工作电压，在模拟产品的工作状态下加速湿气对产品的侵入，产生离子迁移效应，从而加速发现和定位产品的设计和工艺缺陷，给产品的设计和完善提供强有力的依据，缩短试验周期，并以此使产品的设计和制造工艺在投入生产前或在最终客户现场使用极少出现设计和工艺相关故障，从而提升产品竞争力。目前市面上低功耗的产品，进行偏压高加速应力试验时，将样品安装到测试板上，加载规定的电压，试验箱提供符合标准要求的温度/湿度/压力条件(HAST条件：130±2℃，85±5％RH，230kPa)。试验运行过程中，由于产品功耗相对很小,芯片内部温度与试验箱环境温度差距较小(小于等于5℃)，该温差不会影响试验过程中对样品的影响。但是对于大功率消耗的产品，加载工作电压模拟工作状态试验过程中，会产生大量的热量，芯片内部温度与试验箱环境温度超出5℃甚至10℃以上，功率耗散产生的热量会驱散芯片表面和周围与失效机理有密切关系的湿气，阻止湿气对样品的侵入，导致不能模拟出试验对样品造成失效的真实状态，从而影响可靠性试验的准确性，为后续规模生产的质量埋下隐患。
技术实现思路
鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种测试板、测试架及高加速应力测试的温差控制系统及方法，改善高功耗产品在高加速试验中芯片产生的高热量，平衡芯片内部温度与试验箱环境温度的温差。第一方面，本专利技术提供一种测试板，包括：基板和阵列式分布在基板上的多个样品卡槽，基板的一侧边设置有引脚，适于连接外部电路，样品卡槽用于装载待测样品，样品卡槽上设置有散热组件，散热组件位于待测样品背离样品卡槽的面上，散热组件通过螺纹件固定在样品卡槽上。优选地，散热组件包括位于样品卡槽开口上的铜片，铜片表面焊接有铝合金散热片，铜片通过螺纹件固定在样品卡槽上。优选地，铜片的长度等于样片卡槽的长度，铜片的宽度等于样品卡槽两外侧壁之间的宽度。优选地，待测样品与散热组件之间填充导热层，导热层的厚度满足导热层的上表面与样品卡槽的开口平齐，导热层的宽度不超过样品卡槽两内侧壁之间的宽度。优选地，导热层为硅胶垫片。第二方面，本专利技术提供一种测试架，包括：相互垂直的第一连接部、第二连接部以及第一方面描述的测试板；第一连接部表面间隔开设有相互平行至少两个插槽，插槽与测试板的引脚相对应，第二连接部表面开设至少两个凹槽，凹槽与插槽的位置对应并垂直，用于固定测试板与引脚所在侧边相邻的侧边。优选地，第一连接部位于相邻两个插槽之间设置有接线端子。优选地，第二连接部相邻两个凹槽之间设置至少一个镂空区。第三发面，本专利技术提供一种高加速应力测试的温差控制系统，包括：试验箱、电源、第一温度传感器、第二温度传感器、处理器、控制器以及第二方面所述的测试架；待测试样品通过电线连接测试架上的接线端子，测试架安装在试验箱内部，测试架上的接线端子与试验箱内部对应的接线端子连接，电源用于为试验箱提供电源实现电压加载，第一温度传感器和第二温度传感器均连接处理器，第一温度传感器位于待测样品表面，用于检测待测试样品表面温度，第二温度传感器位于试验箱内，用于测试试验箱内部温度，处理器用于处理测试样品表面温度和试验内部温度得到温差，处理器连接控制器，控制器根据温差控制电源的通断。第四方面，本专利技术提供一种高加速应力测试的温差控制方法，基于第三方面的控制系统，具体包括：获取高功耗产品表面温度和试验箱内部温度；计算高功耗产品表面温度和试验箱内部温度的温差；根据温差控制电源工作状态，具体：当温差超过10℃时，则关闭电源停止电压的加载，同时进行计时，计时30min后，再次打开电源加载电压，循环操作。本专利技术的有益效果如下：本专利技术的测试板通过在每个样品卡槽上设置散热组件，在散热组件的作用下，能够充分将测试样品在试验过程中产生的热量进行传递，降低测试产品的温度。同时，在散热组件和测试样品之间填充导热层，导热层分别和测试样品与散热组件进行面接触，提高了热传递效果，达到尽量小的温差。在测试架上通过接线端子连接外部监测设备，在高加速应力试验中，通过检测测试样品和试验箱的温差，控制电源的通断，进一步保证了试验过程中温度与湿度的平衡，能够真实模拟试验对测试样品造成失效的真实状态，提高了测试样品质量的准确性。附图说明通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：图1为现有常规的测试板；图2为本专利技术的一个实施例的测试板的结构示意图；图3为本专利技术的一个实施例的样品卡槽的剖面结构示意图；图4为本专利技术的一个实施例的样品卡槽的剖面分解结构示意图；图5为本专利技术的一个实施例的测试架的结构示意图；图6为本专利技术的一个实施例的测试架的主视图，其中右侧为虚线框中的放大结构示意图；图7为本专利技术的一个实施例的测试架的左视图；图8为本专利技术的一个实施例的测试架的俯视图；图9为本专利技术的一个实施例的测试板和测试架的安装示意图；图10为本专利技术的一个实施例的高加速应力试验中温差控制方法的流程图。图中：1.基板，2.样品卡槽，3.散热组件，4.螺纹件，5.铜片，6.铝合金散热片，7.导热层，8.第一连接部，9.第二连接部，10.插槽，11.凹槽，12.接线端子，13.镂空区，14.测试样品。具体实施方式下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关专利技术，而非对该专利技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与专利技术相关的部分。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。需要说明的是，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。目前进行偏压高加速应力试验时，将样品安装到测试板上，加载额定的电压，试验箱提供符合标准要求的温度、湿度、压力条件，现有常规的测试板如图1所示，测试样品由于功耗产生的热量会驱散芯片表面和周围的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种测试板，包括：基板和阵列式分布在所述基板上的多个样品卡槽，所述基板的一侧边设置有引脚，适于连接外部电路，所述样品卡槽用于装载待测样品，其特征在于，所述样品卡槽上设置有散热组件，所述散热组件位于待测样品背离所述样品卡槽的面上，所述散热组件通过螺纹件固定在所述样品卡槽上。/n

【技术特征摘要】
1.一种测试板，包括：基板和阵列式分布在所述基板上的多个样品卡槽，所述基板的一侧边设置有引脚，适于连接外部电路，所述样品卡槽用于装载待测样品，其特征在于，所述样品卡槽上设置有散热组件，所述散热组件位于待测样品背离所述样品卡槽的面上，所述散热组件通过螺纹件固定在所述样品卡槽上。


2.根据权利要求1所述的测试板，其特征在于，所述散热组件包括位于所述样品卡槽开口上的铜片，所述铜片表面焊接有所述铝合金散热片，所述铜片通过所述螺纹件固定在所述样品卡槽上。


3.根据权利要求2所述的测试板，其特征在于，所述铜片的长度等于所述样片卡槽的长度，所述铜片的宽度等于所述样品卡槽两外侧壁之间的宽度。


4.根据权利要求1所述的测试板，其特征在于，待测样品与所述散热组件之间填充导热层，所述导热层的厚度满足所述导热层的上表面与所述样品卡槽的开口平齐，所述导热层的宽度不超过所述样品卡槽两内侧壁之间的宽度。


5.根据权利要求4所述的测试板，其特征在于，所述导热层为硅胶垫片。


6.一种测试架，其特征在于，包括：相互垂直的第一连接部、第二连接部以及根据权利要求1-5任一项所述的测试板；
所述第一连接部表面间隔开设有相互平行的至少两个插槽，所述插槽与所述测试板的引脚相对应，所述第二连接部表面开设至少两个凹槽，所述凹槽与所述插槽的位置对应并垂直，用于固定所述测试板与所述引脚所在侧边相邻的侧边。<...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐俊华，宁福英，
申请(专利权)人：苏州通富超威半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32