CN101231306A - 测试探针装置及其测试插座 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种半导体芯片测试探针装置及其测试插座，本发明包括下列单元：弹性板，由非导电性材料制成并具有贯通孔，贯通孔对应于测试对象的接触端子的位置；柱塞，包括柱塞头部与柱塞本体，柱塞头部结合在贯通孔的上侧并受到弹性板的弹性支持，柱塞本体从柱塞头部的下部面中心延伸出来；以及接触销，其中心部的凹陷状收纳部与柱塞本体接触并可以在贯通孔的下部结合。本发明结构简单并且制作容易，在非导电性弹性板的贯通孔上结合柱塞并给予柱塞弹性地支持，改善测试电流的信号路径并确保了测试的可靠性，为了因应随着技术发展而日益复杂的半导体芯片测试装置，本发明可以制成超小型产品。
Description
技术领域
本发明涉及一种测试探针装置，尤其是由非导电性材料制成的弹性板与柱塞结合的半导体芯片测试探针装置及其测试插座。
背景技术
芯片是一种通过薄而小的雕刻板表面上的逻辑元件分别执行各种功能的集成电路，来自印刷电路板的电气信号等通过总线(Bus)传输进来后执行上述功能。
一般来说，各式各样的电子产品里安装了许多芯片，这些芯片足以决定电子产品的性能。
印刷电路板(PCB：printed circuit board)是在环氧或酚醛树脂等绝缘体制成的薄基板上利用导电的铜形成电路布线并加以涂覆而成的，在电路布线上焊接集成电路、电阻或开关等电气元件即可把上述元件安装到印刷电路板上。
微芯片(Micro-chip)是上述电路板的电子回路经过高密度集成化过程后制成的芯片，把芯片安装到电子产品上并完成组装之前，为了确认上述芯片是否正常而必须使用检查装置进行测试。
其中一个检查方法是将芯片置于测试插座装置上进行测试，为了在上述插座装置里测试芯片时避免破坏芯片，需要安装测试探针装置后使用。
一般来说，在测试用印刷电路板上安装测试插座，然后把作为测试对象的微芯片放在上述测试插座的上部并进行测试，上述测试插座则安装多个测试探针装置。
图1是现有测试探针装置的剖视图。
如图所示，上述探针装置包括外筒8及位于上述外筒内部并可以滑动的测试探针7，上述外筒的下端配置接触销6，上述外筒内部包含了可以弹性支持上述探针的压缩螺旋弹簧9。
具有上述结构的上述探针装置在检查微芯片时，把微芯片置于测试插座的上部，测试插座上的加压部往下压微芯片并使微芯片接触探针装置的探针。
但是上述的现有技术由于进入探针的电流是通过接触外筒与弹簧间接输入的，不仅接触抵抗大，而且过电流也会使弹簧的弹性力减弱或增加电流的信号路径(Signal pass)，进而降低了探针测试的可靠性。
而且，近来随着集成技术的发展而使半导体芯片日益小型化，导引端子的间隔也跟着缩小，因此其测试探针装置也需要小型化，使得通过弹性弹簧为测试探针提供弹性力的方法达到了一定界限。
针对上述探针装置提出了改善方案的韩国专利厅专利申请第10-2001-0075606号与注册号码第03127404号等专利使用了具有导电性的弹簧或具有导电性的硅部的技术方案。
此外，由本申请人申请专利的第10-2006-0075667号申请案公开了一种由探针部与弹性部构成一体的测试探针装置。
然而，对于技术发展所引起的高密度集成电路测试装置的小型化需求，现有的上述技术无法适应，由于其形状比较复杂而在各零件的生产与组装上遇到较大的困难。
发明内容
为了解决现有技术的上述缺点，本发明的目的是提供一种构造简单、制作容易、减少信号路径以确保测试可靠性的测试探针装置及其测试插座。
本发明的另一个目的是提供一种大幅减少了测试装置尺寸的测试探针装置。
为了实现上述目的，本发明的测试探针装置包括下列单元：弹性板，由非导电性材料制成并具有贯通孔，上述贯通孔对应于测试对象的接触端子的位置；柱塞，包括柱塞头部与柱塞本体，上述柱塞头部结合在上述贯通孔的上侧并受到上述弹性板的弹性支持，上述柱塞本体从上述柱塞头部的下部面中心延伸出来；以及接触销，其中心部的凹陷状收纳部与上述柱塞本体接触并可以在上述贯通孔的下部结合。
上述收纳部贯通了上述接触销的下部，上述柱塞头部的外柱面形成第一突出部，上述的上部凹陷部位则形成第一拘束部，而上述第一突出部受到上述第一拘束部的拘束。
上述第一突出部以连续的环形突出于上述柱塞头部的外柱面上。
在上述接触销的外柱面形成第二突出部，在上述的下凹陷部则形成第二拘束部，而上述第二突出部受到上述第二拘束部的拘束，上述接触销是由金属及导电性橡胶材料制成的。上述第二突出部以连续的环形突出于上述接触销的外柱面上。
弹性件结合在上述柱塞与接触销之间，上述弹性件是插入上述柱塞本体的外柱面与贯通孔之间的压缩螺旋弹簧，上述压缩螺旋弹簧的端部分别接触柱塞头部的下部面与接触销的上部面。
此时，上述弹性板在上述贯通孔与贯通孔之间另外贯通了弹性辅助孔，上述弹性辅助孔的直径小于上述贯通孔。
在上述收纳部的内柱面具有安置部，包括衬垫，固定在上述安置部并可以弹性支持上述柱塞本体的下部，测试电流从上述柱塞的上部经过上述衬垫流到接触销的下部。
上述衬垫可以包括：圆形板，安置在上述安置部；多个切槽部，位于上述圆形板的中心；以及弹性突起，通过上述切槽部并位于上述圆形板的中心。或者，上述衬垫可以包括：环形板，安置在上述收纳部；以及多个弹性突起，从上述环形板的内柱面向中心部位突出。
此时，上述弹性突起的突出方式为从上述环形板的内柱面向下倾斜一定角度。
折曲上述接触销的上端部以使上述衬垫固定在接触销上。
上述柱塞本体的下端部接触上述衬垫并具有倒圆锥形的倾斜部。
最后，本发明半导体芯片测试插座的上述测试探针装置固定在安装板上。
发明效果
如前所述，本发明测试探针装置及其测试插座把柱塞结合到非导电性弹性板上并弹性支持上述柱塞，本发明不仅构造简单、制作容易，而且对测试电流的信号路径进行改善作业而确保了测试的可靠性。
本发明中为各柱塞提供弹性力的弹性板采取了一体型弹性板，可以根据随着技术发展而日益复杂的半导体芯片测试装置而制成超小型装置。
本发明在弹性板上形成了弹性辅助孔，并且把弹性件或衬垫结合在柱塞与接触销之间，可以在接触测试对象时给予足够的弹性力。
附图说明
图1是现有测试探针装置的剖视图。
图2是本发明一实施例的测试探针装置的剖视图。
图3是本发明一实施例的柱塞及接触销的剖视图及主视图。
图4是本发明一实施例的测试插座的斜视图。
图5是图4的主视图。
图6是本发明一实施例的弹性板的仰视图及局部放大图。
图7是本发明一实施例的测试探针装置的剖视图。
图8是本发明另一实施例的测试探针装置的分解斜视图及剖面斜视图。
图9是本发明另一实施例的衬垫的斜视图。
附图主要符号的说明
10：弹性板 11：贯通孔
12：第一拘束部 14：第二拘束部
16：上凹陷部 18：下凹陷部
19：弹性辅助孔 20：柱塞(Plunger)
21：探针 22：柱塞头部
24：本体 24a：倾斜部
26：第一突出部 30：接触销
32：收纳部 34：第二突出部
36：紧密接触部 38：安置部
40：压缩螺旋弹簧 40a：衬垫(Washer)
41：圆形板 41a：环形板
42：弹性突起 44：切槽部
100：测试探针装置 200：安装板
具体实施方式
下面结合附图对本发明测试探针装置及其测试插座做进一步说明。
图2是本发明一实施例的测试探针装置的剖视图，图3是本发明一实施例的柱塞及接触销的剖视图及主视图。
图4与图5是本发明一实施例的测试插座的斜视图及主视图，图6是本发明一实施例的弹性板的仰视图及局部放大图。
如图2所示，测试探针装置包括：柱塞20，与测试对象1的接触端子接触；弹性板10；以及接触销30，弹性件可以结合在上述柱塞20与接触销30之间。
上述弹性板10由非导电性材料制成并呈平板形状，在对应于测试对象1的接触端子2的位置具有贯通孔11。
上述弹性板10由橡胶或硅等弹性良好的材料制成并可以为上述柱塞20提供弹性力，上述弹性板如图4所示安装在由FR-4材料等非导电性材料制成的安装板200上。
上述贯通孔11的上部应具有可以安置上述柱塞20的上凹陷部16，上述贯通孔11的下部则应具有可以安置上述接触销30的下凹陷部18。
上述的上、下凹陷部16，18在上述贯通孔11的上下侧具有较大的面积并向弹性板的内部凹陷。
下面对柱塞20做详细说明。
上述柱塞20的上部是可以接触测试对象1的接触端子2的探针21，包括：柱塞头部22，结合在上述贯通孔11的上侧并受到上述弹性板10的弹性支持；以及柱塞本体24，从上述柱塞头部的下部面中心延伸出来。
上述柱塞头部22安置在上述贯通孔11的上部的上凹陷部16，位于上述柱塞头部22的外柱面的第一突出部26则受到上述上凹陷部16的第一拘束部12的拘束。
上述第一突出部26以连续的环形突出于上述柱塞头部22的外柱面上，上述第一拘束部12在上述上凹陷部16的上侧往贯通孔11的中心方向突出，进而使上述第一突出部26牢牢地固定在弹性板10上。
上述柱塞本体24可以把通过柱塞头部22的测试电流连接到接触销30，将在后面对其做详细说明。
附带一提的是，上述柱塞20应使用铍化铜加工制成，上述铍化铜以强度高且具有耐磨性的铜为主，加上低于3％的铍、少量钴、银及镍等元素后制成。
下面说明上述接触销30。
上述接触销30可以把流经上述柱塞20的测试电流连接到印刷电路板上，其中心部具有收纳部32并结合在上述贯通孔11的下侧，上述接触销30应该安置在上述贯通孔11的下部的下凹陷部18。
如图3所示，上述接触销30的上部是紧密接触部36，上述紧密接触部36为了轻易接触上述柱塞20而往上突出并插入上述贯通孔11。
由于接触销的上部形成上述紧密接触部36而使收纳部32的长度变长，因此上述柱塞本体24与接触销30可以轻易接触。
如图3所示，上述收纳部32应该贯通上述接触销30的下部。
如图所示，上述收纳部32可以在上述柱塞本体24的上下移动过程中发挥导引的作用，为了使上述柱塞本体24的外柱面与上述收纳部32的内柱面接触，上述收纳部的大小对应于上述外柱面并可以收纳上述柱塞本体24的下部的一部分。
位于上述接触销30的外柱面的第二突出部34应该受到上述的下凹陷部18的第二拘束部14的拘束。
上述第二突出部34以连续的环形突出于上述接触销30的外柱面上，第二拘束部14往贯通孔11的中心方向突出，进而使上述第二突出部28牢牢地固定在弹性板10上。
上述柱塞20在接触测试对象的时候因为受到荷重的影响而上下移动，此时柱塞本体24将沿着上述收纳部32进行上下移动。此时，应该通过上述柱塞本体24的外柱面与上述收纳部32的内柱面之间的接触而使测试电流流向接触销30。
上述接触销30应该和柱塞一样使用铍化铜之类的金属或导电性橡胶材料制作并辅助上述弹性板10的弹性力。
下面说明弹性件。
上述弹性件结合在上述柱塞与接触销之间并辅助上述弹性板10的弹性力，上述弹性件应如图7所示在上述贯通孔11内部结合在上述柱塞20与接触销30之间。
如图2所示，在上述柱塞本体24的外柱面与贯通孔11之间形成一定的空间，其内部插入上述压缩螺旋弹簧40，而压缩螺旋弹簧的端部则分别接触柱塞头部22的下部面与接触销30的上部面。
上述测试插座与测试探针装置结合，如图4及图5所示由测试探针装置100与安装板200结合而成，此时，接触销30的下部如图5所示突出在上述安装板200的下部并与测试用印刷电路板(PCB：printedcircuit board)形成电气连接。
如图6所示，在上述贯通孔11之间贯通弹性辅助孔19，可以使弹性板10在柱塞接触测试对象时能针对垂直荷重而轻易地变形，进而对弹性板10的弹性力起到辅助作用。
为了防止反复出现的弹性变形造成损伤，上述弹性辅助孔19的直径应该小于上述贯通孔11。
下面对本发明的另一实施例做进一步说明。
图8是本发明另一实施例的测试探针装置的分解斜视图及剖面斜视图。
在图8的实施例中，半导体芯片测试探针装置包括衬垫40a，上述衬垫40a固定在位于收纳部32的内柱面的安置部38并可以弹性支持上述柱塞本体24的下部，测试电流从上述柱塞20的上部经过上述衬垫40a流到接触销30的下部。
上述衬垫40a包括：环形板41a，安置在上述收纳部32；多个弹性突起42，从上述环形板41a的内柱面向中心方向突出。
弹性突起42的突出方式为从上述环形板41a的内柱面向下倾斜一定角度，使上述柱塞本体24的端部轻易地往下移动。
如图8(b)所示，上述接触销30的上端部向内折曲，使得上述接触销30在固定于上述衬垫40a的情形下接触上述柱塞本体24并稳定地进行测试。
图9是本发明另一实施例的衬垫的斜视图。
如图所示，上述衬垫40a可以辅助弹性板10的弹性力，包括：圆形板41，安置在上述安置部38；多个切槽部44，位于上述圆形板41的中心；以及弹性突起42，通过上述切槽部44并位于上述圆形板41的中心。
为了使上述衬垫40a与柱塞20轻易接触，上述柱塞本体24的下端部接触上述衬垫40a并具有倒圆锥形的倾斜部24a。
下面对本发明的具体使用形态做进一步说明。
制作上述测试探针装置时，使用橡胶之类的材料制成一定规格的弹性板并在其上按照一定间隔形成贯通孔、上下凹陷部及第一、第二拘束部，在上述贯通孔的上、下凹陷部分别对柱塞与接触销施加压力而使第一、第二拘束部分别与第一、第二突出部结合。
如果上述柱塞及接触销结合弹性件，就能在柱塞与接触销被固定的情形下，使上述柱塞本体的下部外柱面的一部分与接触销的收纳部的内柱面接触。
如果测试装置所需要的弹性力比较大时，可以在贯通孔内部结合压缩螺旋弹簧或者使用导电性橡胶材料制作接触销以获得所需要的弹性力。
也可以在弹性板的贯通孔之间形成弹性辅助孔以提高弹性力或者把衬垫结合在柱塞与接触销之间以增强弹性力。
如前文所述包含衬垫时，测试电流从上述柱塞的上部经过柱塞本体下部再到衬垫，然后从上述衬垫流到接触销。
本发明的测试探针装置固定在由非导电性材料制成的安装板而构成测试插座，把上述测试插座安装到测试用印刷电路板上，然后把作为测试对象的微芯片放到上述测试插座的上部进行测试。
来自微芯片的测试电流将从上述柱塞头部经过本体流向接触销的下部，然后流到测试用印刷电路板并测试微芯片是否正常动作。
在上述过程中，因为与上述测试对象接触而发生的荷重将由上述弹性板给予弹性支持，如果上述弹性板的弹性力不足，可以把压缩螺旋弹簧或衬垫结合在上述柱塞与接触销之间，或者使用弹性材料制作上述接触销。
在上述过程中，为了使柱塞与接触销牢牢地固定在弹性板上，在柱塞头部及接触销的外柱面分别形成第一、第二突出部并使其受到位于弹性板的上、下安置部的第一、第二拘束部的拘束。
如前所述，本发明的技术思想是凭借着把柱塞结合到非导电性弹性板上的贯通孔里的简单结构提供一种测试探针装置及其测试插座，在本发明的技术思想范畴内，可以出现各种变形及修改，这在同一行业人士来说是非常明显的，因此该变形及修改属于本发明的权利要求范围是理所当然的。
Claims (20)
1.一种半导体芯片测试探针装置，其特征为包括：
弹性板，由非导电性材料制成并具有贯通孔，上述贯通孔对应于测试对象的接触端子的位置；
柱塞，包括柱塞头部与柱塞本体，上述柱塞头部结合在上述贯通孔的上侧并受到上述弹性板的弹性支持，上述柱塞本体从上述柱塞头部的下部面中心延伸出来；以及
接触销，其中心部的凹陷状收纳部与上述柱塞本体接触并可以在上述贯通孔的下部结合。
2.根据权利要求1所述的半导体芯片测试探针装置，其特征为：上述收纳部贯通了上述接触销的下部。
3.根据权利要求1所述的半导体芯片测试探针装置，其特征为：上述柱塞头部安置在上述贯通孔的上部的上凹陷部。
4.根据权利要求3所述的半导体芯片测试探针装置，其特征为：
上述柱塞头部的外柱面形成第一突出部，上述的上部凹陷部位则形成第一拘束部，而上述第一突出部受到上述第一拘束部的拘束。
5.根据权利要求4所述的半导体芯片测试探针装置，其特征为：上述第一突出部以连续的环形突出于上述柱塞头部的外柱面上。
6.根据权利要求1所述的半导体芯片测试探针装置，其特征为：上述接触销安置在上述贯通孔的下部的下凹陷部。
7.根据权利要求6所述的半导体芯片测试探针装置，其特征为：
在上述接触销的外柱面形成第二突出部，在上述的下凹陷部则形成第二拘束部，而上述第二突出部受到上述第二拘束部的拘束。
8.根据权利要求7所述的半导体芯片测试探针装置，其特征为：上述第二突出部以连续的环形突出于上述接触销的外柱面上。
9.根据权利要求1所述的半导体芯片测试探针装置，其特征为：上述接触销是由金属及导电性橡胶材料制成的。
10.根据权利要求1所述的半导体芯片测试探针装置，其特征为：弹性件结合在上述柱塞与接触销之间。
11.根据权利要求10所述的半导体芯片测试探针装置，其特征为：上述弹性件是插入上述柱塞本体的外柱面与贯通孔之间的压缩螺旋弹簧，上述压缩螺旋弹簧的端部分别接触柱塞头部的下部面与接触销的上部面。
12.根据权利要求1所述的半导体芯片测试探针装置，其特征为：上述弹性板在上述贯通孔与贯通孔之间另外贯通了弹性辅助孔。
13.根据权利要求12所述的半导体芯片测试探针装置，其特征为：上述弹性辅助孔的直径小于上述贯通孔。
14.根据权利要求1所述的半导体芯片测试探针装置，其特征为：在上述收纳部的内柱面具有安置部，
另外还包括衬垫，固定在上述安置部并可以弹性支持上述柱塞本体的下部，测试电流从上述柱塞的上部经过上述衬垫流到接触销的下部。
15.根据权利要求14所述的半导体芯片测试探针装置，其特征为：上述衬垫包括：
圆形板，安置在上述安置部；
多个切槽部，位于上述圆形板的中心；以及
弹性突起，通过上述切槽部并位于上述圆形板的中心。
16.根据权利要求14所述的半导体芯片测试探针装置，其特征为：上述衬垫包括：
环形板，安置在上述收纳部；以及
多个弹性突起，从上述环形板的内柱面向中心部位突出。
17.根据权利要求16所述的半导体芯片测试探针装置，其特征为：上述弹性突起的突出方式为从上述环形板的内柱面向下倾斜一定角度。
18.根据权利要求14所述的半导体芯片测试探针装置，其特征为：折曲上述接触销的上端部以使上述衬垫固定在接触销上。
19.根据权利要求14所述的半导体芯片测试探针装置，其特征为：上述柱塞本体的下端部接触上述衬垫并具有倒圆锥形的倾斜部。
20.一种半导体芯片测试插座，其特征为：权利要求1到19所述的半导体芯片测试探针装置被固定在安装板上。
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