阅读说明：本技术 湿度计测试模块及其测试系统 (Hygrometer test module and test system thereof ) 是由 丁伟修 刘光祥 李明宪 于 2019-04-17 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种湿度计测试模块及其测试系统,该湿度计测试模块包括一腔体、一测试载盘以及一测试针测座。腔体具有一湿度腔体空间以及一温度水路,该湿度腔体空间具有一进气端及一排气端,并容设有一鳍片,温度水路环绕湿度腔体空间设置。测试载盘承载于腔体上,用以放置至少一个半导体元件,所述鳍片可将湿度气体由进气端引导至测试载盘上的至少一个半导体元件。从而,本发明可通过简易的结构设计,有效维持测试环境湿度、温度及压力的恒定性,同时可搭配既有的压力计测试分类机来使用,减少开发成本及提高互用性。(The invention provides a hygrometer test module and a test system thereof. The cavity is provided with a humidity cavity space and a temperature waterway, the humidity cavity space is provided with an air inlet end and an air outlet end and is provided with a fin, and the temperature waterway is arranged around the humidity cavity space. The test carrying disc is carried on the cavity and used for placing at least one semiconductor element, and the fins can guide the humidity gas to the at least one semiconductor element on the test carrying disc from the air inlet end. Therefore, the invention can effectively maintain the constancy of the humidity, the temperature and the pressure of the testing environment through a simple structural design, and can be used by matching with the existing pressure gauge testing classifier, thereby reducing the development cost and improving the interoperability.)

湿度计测试模块及其测试系统

技术领域

本发明关于一种湿度计测试模块及其测试系统，尤指一种适用于检测待测芯片的湿度计测试模块及其测试系统。

背景技术

在现有技术中，半导体元件进行压力测试过程时的测试环境一般可对温度及压力进行调整与控制，但针对环境湿度的部分，过去并未出现简易且可进行批次测试的湿度计测试模块设计。

过去曾尝试对于测试载盘的每个摆放半导体元件的位置点进行连通气路及风道串流的小型腔体设计，但由于每一个测试位置点都需构建布置串连路线，故整体开发成本昂贵，且每一个测试位置点的温度与湿度不易在控制的范围内，无法进行全盘性的掌控，易造成每个半导体元件的测试环境有些微误差，无法获取精确的测试数据。

发明人因此，本于积极发明的精神，亟思一种可以解决上述问题的湿度计测试模块及其测试系统，几经研究实验终至完成本发明。

发明内容

本发明提供了一种湿度计测试模块，通过整合式的腔体设计，配合特殊几何形状的鳍片结构的设置，使得不论是测试载盘所接触的调制湿度气体，抑或是腔体内的湿度、温度及压力值，皆可维持其恒定性，提供精准的湿度测试环境，避免影响测试结果。

本发明提供了一种湿度计测试模块，包括一腔体、一测试载盘以及一测试针测座。腔体具有一湿度腔体空间以及一温度水路，该湿度腔体空间具有一进气端及一排气端，通过引导经调制后的湿度气体进气及排气，并容设有一鳍片，该鳍片可将上述湿度气体直接吹向位于测试载盘上的半导体元件，减少湿度气体进入湿度腔体空间的底部，维持所述腔体环境的湿度值。而温度水路环绕该湿度腔体空间设置，更进一步维持所述腔体环境的温度值，确保湿度腔体空间的湿度值不会因为温度的变动而产生波动起伏，有效维持湿度的恒定性。

测试载盘承载于腔体上，用以放置至少一个半导体元件，使该至少一个半导体元件可接触经调制后的湿度气体。测试针测座包括一测试载板及连接该测试载板的多个探针，用以取得半导体元件的测试信息。其中，所述鳍片可将湿度气体由进气端引导至测试载盘上的半导体元件。通过上述设计，本发明可通过简易的结构设计，有效维持测试环境湿度、温度及压力的恒定性，同时可搭配既有的压力计测试分类机来使用，减少开发成本及提高互用性。

所述鳍片可为一圆弧状弯曲鳍片或一曲线造型的斜向鳍片。因此，通过所述鳍片的外观造型，可将湿度气体直接吹向位于测试载盘上的半导体元件，减少湿度气体进入湿度腔体空间的底部，而造成气流的扰动，维持腔体环境的湿度值。

所述腔体外侧可包括一外罩，用以避免腔体受外界环境温度的干扰。因此，厚实的外罩隔绝了腔体与外界环境的连结，将外在影响的程度降至最低，使湿度腔体空间可维持在一恒温环境下，提升测试的精确性。

所述腔体可包括一加热元件或一制冷芯片，用以维持湿度腔体空间温度的恒定性。因此，除了可通过温度水路达到保温效果外，还可通过加热元件或制冷芯片，主动地调整湿度腔体空间的温度参数，强化温度的恒定性。

上述温度水路可设置于该腔体的侧壁及底部。因此，多方设置温度水路可有效避免热能的散失，有效提升整体的恒温效果。

本发明的另一目的在于提供一种湿度计测试系统，包括一湿度计测试模块、一循环水温控制器、一湿度控制模块以及一露点湿度计。湿度计测试模块包括一腔体、一测试载盘以及一测试针测座，所述腔体具有一湿度腔体空间以及一温度水路，湿度腔体空间具有一进气端及一排气端，并容设有一鳍片，温度水路环绕湿度腔体空间设置；测试载盘承载于腔体上，用以放置至少一个半导体元件；测试针测座包括一测试载板及连接该测试载板的多个探针，用以取得该半导体元件的测试信息。

循环水温控制器连接温度水路，用以维持循环水温的恒定性；湿度控制模块以一输送管路连接进气端，包括一湿度产生器及一管路温控器，用以控制输送至湿度计测试模块的气体湿度值及温度值；露点湿度计连接出气端，用以精确测定湿度腔体空间内的气体中的水分组成。

通过上述设计，除了前述的湿度计测试模块之外，还需通过其他传感器与控制器的配合，方可将温度水路及湿度气体输送至系统内，且在维持湿度计测试模块的压力值及温度值后，湿度腔体空间内部的湿度值才能维持在一恒定的状态下，进行半导体元件的测试。因此，模块化的系统架构，构建出完整的控制系统，同时确保排除所有的外在因素，使温度、压力及湿度达到本发明所需的状态，维持测试时的精确性。

上述湿度计测试系统可包括一压力计或一温度计，连接腔体，精确测量湿度腔体空间的压力值及温度值。因此，通过压力计或一温度计的设置，有效监控湿度腔体空间的内部状态，避免湿度气体的水分组成产生变化。

上述湿度计测试系统可包括一气压调节阀，设置于输送管路中，可调整由湿度控制模块送出的气体流量。因此，所述气压调节阀掌管了湿度计测试模块的进气量，可作为一阀门来调整所需的进气大小，完成测试需求并维持腔体所需的压力值及温度值。

上述湿度计测试系统可包括一气压监控仪，连接输送管路，用以监控由湿度控制模块送出的气体压力。因此，若进出腔体的压力值变化量超过临界值时，该气压监控仪将会发出警告，避免过度的压力变化影响湿度值。

上述输送管路可为温控保温管，因此，为了避免外在环境温度影响该输送管路内的温度造成腔体的湿度改变，使用具有隔热保温材质的温控保温管可减少温度散失与湿度变化，提升测试时的湿度精度。

以上概述与接下来的详细说明皆为示范性质是为了进一步说明本发明的申请专利范围。而有关本发明的其他目的与优点，将在后续的说明与图示加以阐述。

附图说明

图1为本发明第一实施例的湿度计测试模块的剖视图。

图2为本发明第一实施例的湿度计测试模块的分解图。

图3为本发明第二实施例的湿度计测试模块的剖视图。

图4为本发明第三实施例的湿度计测试模块的剖视图。

图5为本发明第四实施例的湿度计测试模块的剖视图。

图6为本发明第五实施例的湿度计测试模块的剖视图。

图7为本发明第六实施例的湿度计测试模块的剖视图。

图8为本发明第七实施例的湿度计测试模块的剖视图。

图9为本发明第八实施例的湿度计测试模块与升降机构上升状态的剖视图。

图10为本发明第八实施例的湿度计测试模块升降机构下降状态的剖视图。

图11为本发明第九实施例的湿度计测试模块的剖视图。

图12为本发明第一实施例的湿度计测试系统的系统架构图。

【符号说明】

1，1a～1h 湿度计测试模块 10 湿度计测试系统

2，2’ 腔体 20 放置区

21，21’ 湿度腔体空间 211，211’ 进气端

212，212’ 排气端 22a，22a’ 温度水路

22b，22b’ 温度水路 23a～23g，23a’ 鳍片

24 外罩 25，25’ 制冷芯片

26 升降机构 261 滑轴

262 套管 263 固定螺栓

3 测试载盘 4 测试针测座

41，41’ 测试载板 42，42’ 探针

5 半导体元件 61 循环水温控制器

62 湿度控制模块 621 湿度产生器

622 管路温控器 63 露点湿度计

641 压力计 642 温度计

65，65’ 气压调节阀 66 气压监控仪

7 输送管路

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。需要说明的是，在附图或说明书描述中，相似或相同的部分都使用相同的图号。附图中未绘示或描述的实现方式，为所属技术领域中普通技术人员所知的形式。另外，虽然本文可提供包含特定值的参数的示范，但应了解，参数无需确切等于相应的值，而是可在可接受的误差容限或设计约束内近似于相应的值。实施例中提到的方向用语，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等，仅是参考附图的方向。因此，使用的方向用语是用来说明并非用来限制本发明的保护范围。

如图1和图2所示，其分别为本发明第一实施例的湿度计测试模块的剖视图及分解图。图中表示一种湿度计测试模块1，包括一腔体2、一测试载盘3以及一测试针测座4，用以对半导体元件进行湿度环境的检测作业。

如图所示，在本实施例中，所述腔体2具有一湿度腔体空间21以及两条温度水路22a，22b，该湿度腔体空间21具有一进气端211及一排气端212，从而引导经调制后的湿度气体进入及排出湿度腔体空间21，使该湿度腔体空间21内具有一特定湿度值的待测环境，以利于后续的检测作业。所述温度水路22a，22b环绕该湿度腔体空间21设置，其中，温度水路22a设置于腔体2的侧壁内，让一特定温度的水路覆盖于腔体2的外周，减少外界环境对腔体2内部的影响，并维持湿度腔体空间21内温度值的恒定性；温度水路22b则设置于腔体2的底部，让一特定温度的水路覆盖于腔体2的底侧，此外，在本实施例中，所述温度水路22b及腔体2之间还设置有一制冷芯片25，该制冷芯片25可主动式地调整湿度腔体空间21的温度参数，强化腔体2温度的恒定性，亦可将制冷芯片25改为其他类型的加热元件，并不以此为限。

此外，腔体2的顶部凹设有一放置区20，可用以承载一容设有至少一个半导体元件5的测试载盘3，从而，本发明可通过腔体2顶部的缺口将湿度腔体空间21内的湿度气体与半导体元件5进行接触，达到测试目的。此外，测试载盘3上方覆盖有一测试针测座4，该测试针测座4包括一测试载板41及连接该测试载板41的多个探针42，所述测试针测座4可密闭压合腔体2，进行半导体元件5的湿度测试，并取得所述半导体元件5的测试信息。在本实施例中，腔体2外侧还包覆一外罩24，用以避免该腔体2受外界环境温度的干扰。从而，厚实的外罩24隔绝了腔体2与外界环境的连接，将外在影响的程度降至最低，使湿度腔体空间21可维持在一恒温环境下，提升测试的精确性。

如图3至图10所示，其分别为本发明第二实施例至第八实施例的湿度计测试模块的剖视图。如图所示，本发明第二实施例至第八实施例湿度计测试模块1a～1g的基本架构皆与第一实施例相同，唯一不同的地方在于图3第二实施例的湿度腔体空间21内容设有一鳍片23a，该鳍片23a为一圆弧状的弯曲鳍片；图4第三实施例的湿度腔体空间21内容设有一鳍片23b，该鳍片23b为一曲线造型的斜向鳍片；图5第四实施例的湿度腔体空间21内容设有一鳍片23c，该鳍片23c为一M字形的弯曲鳍片；图6第五实施例的湿度腔体空间21内容设有一鳍片23d，该鳍片23d为一直线造型的斜向鳍片；图7第六实施例的湿度腔体空间21内容设有一鳍片23e，该鳍片23e为一球型的弯曲鳍片；图8第七实施例的湿度腔体空间21内容设有多个鳍片23f，在本实施例中设有三鳍片23f，每一鳍片23f为一直线造型的斜向鳍片；图9第八实施例的湿度腔体空间21内容设有一鳍片23g以及一升降机构26，该升降机构26包括一滑轴261、一套管262以及一固定螺栓263，该鳍片23g为圆弧状的弯曲鳍片，组设于滑轴261的一端，滑轴261穿设于套管262内，可调整鳍片23g的升降高度，当调整至特定位置后，利用固定螺栓263紧迫并固定滑轴261位置。如图9所示，升降机构26处于一上升状态，使鳍片23g可固定于较高的位置；相对地，如图10所示，升降机构26处于一下降状态，使鳍片23g可固定于较低的位置。因此，所述升降机构26方便使用者根据测试需求调整鳍片23g的设置位置。

上述七种鳍片皆可将湿度气体直接引导至位于测试载盘3上的半导体元件5，减少湿度气体进入湿度腔体空间21的底部，而造成气流的扰动，维持腔体环境的稳定的湿度值。此外，根据实验数据所知，若在湿度腔体空间21内容设有鳍片23a～23g的情况下，既能大幅提升相对湿度误差至1％的范围，且斜向鳍片的效果又比弯曲鳍片要好。

如图11所示，为本发明第九实施例的湿度计测试模块的剖视图。如图所示，本发明除了采用前述单一腔体的结构设计外，也可合并数个腔体形成多个腔体的架构，在本实施例中，所述湿度计测试模块1h包括两腔体2，2’、一承载于两腔体2，2’上的测试载盘3以及一测试针测座4，每一腔体2，2’分别具有独立的湿度腔体空间21，21”、温度水路22a，22a’、温度水路22b，22b’、鳍片23a，23a’以及制冷芯片25，25’，并分别控制测试载盘3上特定区域的半导体元件5，以提供更精准的湿度测试环境。在本实施例中，测试针测座4对应个别腔体2，2’分别设有一测试载板41，41’及连接该测试载板41，41’的多个探针42，42’，用以取得该半导体元件5的测试信息。

在此架构下，每一腔体2，2’于进气端211，211’与一排气端212，212’具有分接的进气管路及排气管路，并分别于进气端211，211’设置独立的气压调节阀65，65’，可控制每一腔体2，2’的进气压力值，减少因进气压力的偏差而造成的湿度值差异过大。综上所述，当测试载盘3具有较大面积范围且所承载的半导体元件5较多时，为了避免不同测试位置的半导体元件5的湿度值差异过大，故可选用本发明多个腔体的架构来解决此问题，让每一腔体的容积减少，使局部的湿度值更为精确，以消除误差值的产生。

通过上述设计，本发明可通过整合式的腔体设计，配合特殊几何形状的鳍片结构的设置，使得不论是测试载盘所接触的调制湿度气体，抑或是腔体内的湿度、温度及压力值，皆可维持其恒定性，提供精准的湿度测试环境，避免影响测试结果。

如图12所示，为本发明第一实施例的湿度计测试系统的系统架构图。图中展示一种湿度计测试系统10，包括一湿度计测试模块1、一循环水温控制器61、一湿度控制模块62、一露点湿度计63、一压力计641、一温度计642、一气压调节阀65以及一气压监控仪66，其中，关于湿度计测试模块1的技术特征已于前述说明书中详加述说，故在此不在赘述。

在本实施例中，进行测试所需的湿度环境是通过湿度控制模块62来提供，该湿度控制模块62包括一湿度产生器621及一管路温控器622，该湿度产生器621可生成特定水分组成的湿度气体，并通过管路温控器622掌控所述湿度气体的温度水平，提供一具有特定温度及湿度的气流。上述气流以一输送管路7连接湿度控制模块62至进气端211，经湿度计测试模块1后，由出气端212送出至露点湿度计63，在本实施例中，该输送管路7为温控保温管，其使用具有隔热保温材质可减少不必要的温度散失与湿度变化，有效避免输送管路7受外在环境温度的影响而造成腔体2的湿度改变，进而提升测试精度。

上述湿度气体输送的过程中，位于输送管路7的进气端211连接气压调节阀65，以调整适当的空气压力进入湿度计测试模块1内，进而限定了上述气流的压力值。除了通过气压调节阀65主动控制气压的高低外，还可在进气端211及出气端212的位置设置气压监控仪66，故当湿度气体在进出湿度计测试模块1时，若腔体压力值变化量超出预设范围时，气压监控仪66将发出警告，避免过度的压力变化影响湿度值。

此外，湿度计测试模块1亦设有侦测腔体2内部湿度气体的压力计641及温度计642，连接该腔体2，精确量测湿度腔体空间21的压力值及温度值，确保测试过程中各种环境参数的恒定性。此外，针对温度水路22a，22b的温度控制方面，本发明设有循环水温控制器61来进行温度水路22a，22b的温度调整，该循环水温控制器61连接温度水路22a，22b，使水流温度可保持在一定值。最后，本发明在出气端212设有露点湿度计63，用以精确测定湿度腔体空间21内的气体中的水分组成，并计算其湿度值。

通过上述设计，除了前述的湿度计测试模块1外，还需通过其他感知器与控制器的配合，方可将温度水路及湿度气体输送至系统内，且在维持湿度计测试模块的压力值及温度值后，湿度腔体空间内部的湿度值才能维持在一恒定的状态下，进行半导体元件的测试。因此，模块化的系统架构，构建出完整的控制系统，同时确保排除所有的外在因素，使温度、压力及湿度达到本发明所需的状态，维持测试的精确性。

此外，本发明湿度计测试系统亦可弹性搭接至一分类机上，使得该分类机不仅可提供温度及压力的测试方案，同时可对于湿度环境进行检测，且所述模块化的设计也省去了不少开发成本，简化分类机的复杂架构，形成一实用的多功能设计。

上述实施例仅为了方便说明而举例而已，本发明所主张的权利范围自应以申请专利范围所述为准，而非仅限于上述实施例。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。