CN101101307A - 半导体构装元件的测试装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种半导体构装元件的测试装置，其主要构造至少包括有：一测试头、至少一托盘及一输送单元，测试头设有一讯号载板，且讯号载板突设有至少一组伸缩探针；而各托盘上设有数个容置凹槽，且各个容置凹槽可分别用以容置一倒立态样的半导体构装元件；并藉由输送单元分别将托盘传送至该测试头下方，而待半导体构装元件与其对应的伸缩探针对位后，则可进行测试作业，不仅可有效节省传送半导体构装元件的工时，更可降低损伤半导体构装元件的风险。

Description

半导体构装元件的测试装置

技术领域

本发明有关于一种测试装置，特别是关于一种半导体构装元件的测试装置，其以托盘承载倒置的半导体构装元件而进行测试作业的测试装置。

背景技术

半导体晶圆经过设计、制造后，尚须经过测试，以确保晶圆上集成电路(Integrated Circuit，IC)的功能可以正常运作。IC测试可以分为晶圆检测与成品检测(Final Test，FT)，晶圆检测是在晶圆切割与封装前，先以探针(Probe)测试晶圆是否功能正常；成品测试则于集成电路经构装制程而形成一半导体构装元件后，藉由测试设备(Tester)测试该半导体构装元件的电性功能，以判断该半导体构装元件的良莠，进而得以保证出厂的半导体构装元件功能的完整性。

图1A的示意图显示一种传统半导体构装元件的测试装置。此测试装置1包括一测试头(test head)12，其上表面设有一讯号载板(loadboard)13，讯号载板13的上表面设有一插座(socket)15，该插座15上有一组伸缩探针(pogo pin)14及一导正块16，而该组伸缩探针14用以测试一半导体构装元件19；以及一机械手臂17，用以吸取并传送半导体构装元件19。

该机械手臂17在吸取待测试的半导体构装元件19而欲将其安置至插座15时，其藉由该导正块16的辅助，使待测的半导体构装元件19与插座15上的伸缩探针14对位，然后，移动机械手臂17使半导体构装元件19的引脚(lead)191与伸缩探针14电性接触，以进行测试作业。

亦即，传统的测试装置1藉由机械手臂17将一半导体构装元件19传送至插座15，并令其与伸缩探针14电性接触，然而，透过机械手臂17将半导体构装元件19传送至插座15的输送方式，其机械动作行程长，也相对耗费工时，进而影响生产量(throughput)。

又，图1B显示半导体构装元件对位不正的示意图。如图1B所示，当半导体构装元件19的引脚191公差(tolerance)过大或对位不够精准时，或者该机械手臂17的位移量过大时，导正块16便无法导引该半导体构装元件19进入插座15，致使半导体构装元件19无法有效电性接触伸缩探针14，而无法进行测试的动作，而且会损坏半导体构装元件19，甚至损伤伸缩探针14。

鉴于上述传统半导体构装元件的测试装置的诸多缺点，有必要提出一种新的测试装置及方法，用以增加生产量，且有效降低损伤产品的风险。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种半导体构装元件的测试装置，将数个倒置态样的半导体构元件安置于托盘，藉由输送单元而直接传送至测试头下方进行测试作业，以节省传送工时，进而提升机台产能。

本发明的另一目的在于提供一种半导体构装元件的测试装置，将待测的半导体元件倒置于托盘上，藉由透过托盘传送半导体构装元件的承载方式，以减少半导体构装元件在传送与测试过程中所造成的损坏。

根据上述目的，一种半导体构装元件的测试装置，其主要构装至少包括有：一测试头，其下表面设有一讯号载板(load board)，而该讯号载板突设有至少一组伸缩探针(pogo pin)；至少一托盘，各托盘上设有数个容置凹槽，且各个容置凹槽可分别用以容置一半导体构装元件；及一输送单元，用以分别将该托盘传送至该测试头下方；藉此，待该半导体构装元件与其对应的伸缩探针对位后，则可进行测试作业。

根据上述说明，本发明半导体构装元件的测试装置具有以下优点：

一、增加生产量：利用至少一组伸缩探针，一次连续测试完一整个托盘倒置的半导体构装元件，可大幅增加生产量。

二、减少对产品的损伤：每一半导体构装元件精准地倒置于托盘的每一容置凹槽内，藉由输送单元移动托盘而令半导体构装元件得以电性接触测试头，进行测试。在传送与测试过程中不会造成产品的损伤，因为已经不再须要机械手臂将半导体构装元件移至插座内。

附图说明

图1A的示意图显示一种传统的半导体构装元件的测试装置。

图1B显示半导体构装元件对位不正的示意图。

图2A的示意图显示本发明半导体构装元件的测试装置。

图2B显示本发明测试装置的托盘的上视图。

图3的剖面图显示本发明应用于BGA型半导体构装元件的一应用例。

图4的剖面图显示本发明应用于SOP型半导体构装元件的另一应用例。

图中符号说明：

1     测试装置

12    测试头

13    讯号载板

14    伸缩探针

15    插座(socket)

16    导正块

17    机械手臂

19    半导体构装元件

191   引脚

2     测试装置

21    托盘

211   容置凹槽

22    测试头

23    讯号载板

24    伸缩探针

25    输送单元

29    半导体构装元件

3     测试装置

31    托盘

311   容置凹槽

32    测试头

34    伸缩探针

39    BGA型半导体构装元件

391   锡球

4     测试装置

41    托盘

411   容置凹槽

44    伸缩探针

49    SOP型半导体构装元件

491   L型引脚

具体实施方式

本发明一些实施例的详细描述如下，然而，除了该详细描述外，本发明还可以广泛地在其它的实施例施行。亦即，本发明的范围不受已提出的实施例的限制，而应以本发明提出的申请专利范围为准。当本发明的实施例图式中的各元件或结构在描述说明时，不应以此作为有限定的认知，即如下的说明未特别强调数目上的限制时，本发明的精神与应用范围可推及多数个元件或结构并存的结构上。

图2A的示意图显示本发明半导体构装元件的测试装置。图2B显示本发明测试装置的托盘的上视示意图。如图2A及图2B所示，此测试装置2包括一托盘21、一测试头22以及一输送单元25。托盘21由射出成型技术制成，其设有数个容置凹槽211，容置凹槽211的分布呈现棋盘状态样，每一容置凹槽211用以容置一倒立的半导体构装元件29(亦即，引脚或锡球朝上的半导体构装元件29)；不同型式的半导体构装元件29有一对应的容置凹槽211结构，将于后面篇幅及图式再予详述。测试头22的下表面设有一讯号载板(load board)23，讯号载板23突设有至少一组伸缩探针(pogo pin)24，用以一次测试至少一半导体构装元件29。本发明并不限制伸缩探针24的组数，伸缩探针24可为一组或一组以上，用以一次测试一或一以上半导体构装元件29，越多组伸缩探针24，生产量越大。

又，藉由输送单元25水平移动将托盘21传送至测试头22下方，再令托盘21内的半导体构装元件29与测试头22的伸缩探针24对位，再藉由输送单元25垂直上举托盘21，使伸缩探针24与倒立的半导体构装元件29的引脚(lead)或锡球(solder ball)电性接触，以进行测试。测试时，测试讯号从测试头22经讯号载板23再经伸缩探针24传送至半导体构装元件29，以完成测试。测试完毕的后，输送单元25再移动托盘21，使下一待测的半导体构装元件29与伸缩探针24进行对位、电性接触及测试，连续测试整个托盘21的半导体构装元件29。

由于半导体构装元件的外形、尺寸大小与导电接点的形状非常多样化，现行半导体构装元件的导电接点主要为锡球或引脚，因为BGA型半导体构装元件具有锡球(solder ball)接点，而SOP型半导体构装元件具有鸥翼(Gull Wing)L型引脚，以下仅以球脚格状数组型(Ball GridArray，BGA)与小型封装(Small Outline Package，SOP)两种半导体构装元件作说明，但本发明不以此为限。

图3显示本发明应用于BGA型半导体构装元件的剖面示意图。如图3所示，此BGA型半导体构装元件的测试装置3，其托盘31的容置凹槽311的结构，与倒立的BGA型半导体构装元件39的轮廓相同。而容置凹槽311的规格，只比倒立的BGA型半导体构装元件39的轮廓规格的上限大10至15条左右(一条等于0.01毫米)，亦即，0.1毫米至0.15毫米，使得托盘31的每一容置凹槽311容置一倒立的BGA型半导体构装元件39后，BGA型半导体构装元件39并不会大幅晃动。而且，测试头32上的伸缩探针34与倒立的BGA型半导体构装元件39对位或接触时，仍能对位成功，且精准地接触而进行测试，可避免产品因传送或测试过程受到损坏。

图4的剖面图显示本发明应用于小型封装(Small Outline Package，SOP)型半导体构装元件的另一应用例。如图4所示，此SOP型半导体构装元件49的测试装置4，其托盘41的容置凹槽411的结构，与倒立的SOP型半导体构装元件49的轮廓相同，容置凹槽411的规格只比倒立的SOP型半导体构装元件49的轮廓规格的上限大10至15条左右，亦即，0.1毫米至0.15毫米。而且，由于SOP型半导体构装元件49的L型引脚491被托盘41支撑住，于测试时，L型引脚491并不会因伸缩探针44的持压而变形，可避免产品因传送或测试过程而受到损坏。

依据上述硬件架构，参照图2A，本发明半导体构装元件的测试装置2的实施方式如下。

步骤一，由工作人员利用手动或自动装置将数个待测的半导体构装元件29倒置于托盘21的数个容置凹槽211内；亦即，将每一半导体构装元件29的引脚或锡球朝上，置入于托盘21的每一容置凹槽211内。

步骤二，藉由输送单元25水平移动将托盘21传送至测试头22下方，将倒立的半导体构装元件29与伸缩探针24对位。

步骤三，藉由输送单元25垂直移动上举托盘21，使倒立的半导体构装元件29的引脚或锡球被伸缩探针24电性接触。

步骤四，测试讯号由测试头22经由讯号载板23再到伸缩探针24传送至待测半导体构装元件29，进行测试。

步骤五，输送单位25再移动托盘21，重复步骤一至四，连续完成整个托盘21内所有半导体构装元件29的测试。

最后，在本发明的另一实施例中，其主要构造与图2A相同，唯，在半导体构装元件29与其对应的伸缩探针24对位后，由该测试头22垂直下降，以令伸缩探针24得以电性接触半导体构装元件29。

以上所述的实施例仅为说明本发明的技术思想及特点，其目的在使熟习此项技艺的人士能够了解本发明的内容并据以实施，当不能以的限定本发明的专利范围，即大凡依本发明所揭示的精神所作的均等变化或修饰，仍应涵盖在本发明的专利范围内。

Claims (9)

1.一种半导体构装元件的测试装置，其主要构装至少包括有：

一测试头，其下表面设有一讯号载板，而该讯号载板突设有至少一组伸缩探针；

至少一托盘，各托盘上设有数个容置凹槽，且各个容置凹槽可分别用以容置一半导体构装元件；及

一输送单元，用以分别将该托盘传送至该测试头下方；

藉此，待该半导体构装元件与其对应的伸缩探针对位后，则可进行测试作业。

2.如权利要求1所述的测试装置，其中该输送单元在水平传送该托盘而令该半导体构装元件与其对应的伸缩探针对位后，可选择令该输送单元垂直上举及令该测试头垂直下降的其中一种方式，而令该半导体构装元件得以电性接触其对应的伸缩探针。

3.如权利要求2所述的测试装置，其中该半导体构装元件以倒置的态样安置于该托盘上的容置凹槽，而令各个导电接点背向该托盘，以利与对应的伸缩探针电性接触。

4.如权利要求3所述的测试装置，其中该半导体构装元件设有数个导电接点，分别用以与对应的伸缩探针电性接触。

5.如权利要求4所述的测试装置，其中该导电接点可选择为一锡球及一引脚的其中之一者。

6.如权利要求3所述的测试装置，其中该容置凹槽的外形轮廓与该半导体构装元件的轮廓相仿，而得以安置该半导体构装元件。

7.如权利要求6所述的测试装置，其中该容置凹槽的尺寸规格比该半导体构装元件的尺寸规格大0.1毫米至0.15毫米。

8.如权利要求1所述的测试装置，其中该数个容置凹槽以棋盘状的态样分布于该托盘上。

9.如权利要求1所述的测试装置，其中该托盘由射出成型的技术制成。

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