CN101650374B - 具变温装置的半导体组件测试座及测试机台 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具变温装置的半导体组件测试座，半导体组件具有形成有复数脚位的导接面及相反于该导接面的顶面，该测试座包含：具有复数对应脚位的接点、供电气连接受测半导体组件的连接器；具有两个包括加热面及致冷面的变温面，供相对该连接器在一个供该半导体组件置于/脱离电气连接该连接器的开启位置、及以该二变温面之一对应半导体组件顶面的作用位置间移动的变温装置；供抵推变温装置、使对应半导体组件顶面的变温面迫紧至半导体组件顶面的加压装置。本发明还公开了具有上述测试座的测试机台。

Description

具变温装置的半导体组件测试座及测试机台

技术领域

本发明是涉及一种测试座，尤其涉及一种具变温装置的半导体组件测试座；本发明还涉及具有上述测试座结构的测试机台。

背景技术

随着半导体组件的集积化，较复杂的半导体组件脚位动辄数百个，为能与电路板或连接器上的接脚保持良好导接关系，该等脚位多密布于单一侧面；相反于该面，则形成有一平坦表面，一方面供吸嘴吸取搬移，另一方面亦可供下压，为便于说明，以下将设置有复数脚位的面称为导接面，平坦的上表面称为顶面。

测试此类半导体组件检测的设备，亦因应上述结构而如图1所示，预先设置具有复数接点122的连接器12，以一对一对应半导体组件10导接面102的脚位104。机台上并设置有供对应于半导体组件10顶面106下压的机械臂14，使半导体组件10的脚位104与连接器12的接点122完成电连接，如此成为讯号供应、传递与回报的通道，以配合测试要求，对各类半导体组件10进行检测。当然，即使图1中的脚位104与接点122的外型分别以凹状接点与弹性顶针为例，但常见的各种型态并不仅限于此，脚位104与接点122亦常见有接脚与插槽的对应模式。

此外，半导体组件于进行检测时，为忠实仿真未来半导体组件可能对应环境，例如置放于野外工作站的计算机可能于高低温、高湿度、或高盐分地区使用、抑或飞行器航行于高空低温之中，都是对半导体组件使用环境的考验，因此于检测时，亦加入相关温度因素，确认半导体组件是否足堪适用于预期的严苛环境。

为加诸待测半导体组件预设温度环境，业者纷纷开发出相异解决方案，最早是选择直接遮盖检测区域，并将遮盖区域整体温度直接升降；但此种方法一方面可能产生温度不均匀现象，另一方面改变温度的环境区域愈大，所耗费能源愈多，在操作上并不经济。

随后，有业者提出如在机械臂的底端加装变温装置，以在抵压半导体组件时，精确控制操作位置的温度；但是，由于机械臂本身必须升降，且底端负有吸取搬移半导体组件的使命，有时还要设置三向浮动头以吸收公差，要同时穿过浮动头而顾及吸取装置与变温装置的设置，无疑使机械臂的造价遽增，也因结构复杂化而较需频繁保养维修。

美国专利US 6636062B2于2003年10月21日公开了如图2所示的变温基座在其内部设置加热/冷却组200，由上而下分别为加热组206、吸热器204、外密封垫212与底座202，底座202更具有冷却剂入口214与冷却剂出口216，可知加热/冷却组200具有热/冷两组系统，并以液体为冷却剂，利用冷却剂入口214与冷却剂出口216进行循环，让连接器的基座担负变温责任，从而提供预定的温度环境。然而，如上所述，当半导体组件的脚位达数百个，密布于半导体组件的导接面，此时一方面要在连接器基座中安排数百只接脚，另一方面还需在规避诸多接脚的缝隙中形成导热管道，尤其导热管道内需容许进行热交换的液体流通而不泄漏，无疑是高难度之规划。

因此，若能提供一种构造精简、耗能低、应用模式多样、无需改变机械臂构造且不影响其它机构，可针对受测半导体组件提供准确的温度变化致因，并可简易地应用至各类型测试机台，应为最佳解决方案。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种给予受测组件加热/致冷环境、耗能极低、变温范围均匀、结构精简且效果确实的具变温装置的半导体组件测试座。

本发明所要解决的另一技术问题是提供一种具有上述测试座的测试机台。本发明测试机台的结构简单，造价因而降低；保养维修方便，使用可靠度随之提升。

本发明提供的具变温装置的半导体组件测试座，半导体组件具有形成有复数脚位的导接面及相反于该导接面的顶面，该测试座包含：

具有复数对应脚位的接点、供电气连接受测半导体组件的连接器；

具有两个包括加热面及致冷面的变温面，供相对该连接器在一个供该半导体组件置于/脱离电气连接该连接器的开启位置、及以该二变温面之一对应半导体组件顶面的作用位置间移动的变温装置；

供抵推变温装置、使对应半导体组件顶面的变温面迫紧至半导体组件顶面的加压装置。

作为优选技术方案，本发明上述测试座的变温装置最好包括相对连接器移动的本体，和具有加热面及致冷面并设置于本体的致冷芯片。

作为另一优选技术方案，本发明上述测试座的变温装置最好包括导热连接远离对应半导体组件顶面的变温面的热管，该热管包括两端封闭的中空管体和填充于该中空管体中的挥发性液体，该中空管体具有挥发端及远离该挥发端的冷凝端。

本发明提供的具变温装置的半导体组件测试机台，受测半导体组件具有形成有复数脚位的导接面及相反于导接面的顶面，其特征是，该机台包含：基座和复数设置于该基座的上述测试座，及

供应受测半导体组件至测试座、并自测试座移除受测半导体组件的供入/移出装置；

分类来自供入/移出装置受测半导体组件的分类装置；

用以驱动供入/移出装置、接受测试座测得数据、并依照测得数据指令分类装置的控制装置。

作为优选技术方案，本发明上述测试机台最好进一步包含：气密罩盖于测试座的屏蔽，和供应干燥气体至该屏蔽内的供气装置。

作为另一优选技术方案，本发明上述测试机台的加压装置分别具有可自供入/移出装置吸取受测半导体组件，及交付受测半导体组件予供入/移出装置的吸嘴。

作为再一优选技术方案，本发明上述测试机台的供入/移出装置包括：供置放容置待测半导体组件的承载盘的供料件、供自供料件汲取待测半导体组件的汲取件，及复数组供汲取件置放待测半导体组件、且分别对应测试座的移动件。

作为又一优选技术方案，本发明上述测试机台的供入/移出装置包括端部设置有汲取器的机械臂，且该等加压装置分别包括一组螺杆。

相对于现有技术，本发明藉由将致冷芯片或其它类型的变温装置置放于连接器容置半导体组件的空间上方，并以机械臂抵压该变温装置，使对应的待测半导体组件获致安全的预设温度环境，无论加温/致冷，且无论机械臂、变温装置及连接器结构都彼此独立，并无结构复杂化之顾虑，加以变温装置可采封闭的热交换机制，更大幅降低污染受测组件的风险。

附图说明

图1是常见的半导体组件检测的立体示意图；

图2是常见的半导体加热装置的分解立体示意图；

图3是本发明中测试座第一实施例的立体示意图；

图4是本发明中变温装置的立体示意图；

图5是本发明中另一变温装置的立体示意图；

图6是本发明中再一变温装置的立体示意图；

图7是本发明中又一变温装置热交换机制示意图；

图8是图7所示变温装置的立体示意图；

图9是本发明测试机台第一实施例的俯视图；

图10是本发明测试机台第一实施例的方块图；

图11是本发明第二实施例测试机台局部之立体示意图。

其中：10为半导体组件；102为导接面；104为脚位；106为顶面；12为连接器；122为接点；14为机械臂；200为加热/冷却组；202为底座；204为吸热器；206为加热组；212为外密封垫；214为冷却剂入口；216为冷却剂出；3、3’为测试座；32为连接器；322为接点；34为变温装置；342、342’、342”为本体；344、344”’为致冷芯片；346为加热面；348为致冷面；36”’为热管；362”’为毛细管体；364”’为挥发性液体；366”’为挥发端；368”’为冷凝端；38为加压装置；382为吸嘴；4为基座；5、5’为测试机台；6为供入/移出装置；62为供料件；622为承载盘；64为汲取件；66为移动件；7为分类装置；8为控制装置；92’为屏蔽；94’为供气装置。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，进一步阐述本发明。这些实施例应理解为仅用于说明本发明而不用于限制本发明的保护范围。在阅读了本发明记载的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等效变化和修饰同样落入本发明权利要求所限定的范围。

如图3所示，本发明一较佳实施例提供的测试座3应用于半导体组件10的检测，对应半导体组件10，本实施例包含连接器32与接点322，以供安置半导体组件10并提供导通功能，图1中绘示的半导体组件10已接受加压装置38的吸嘴382携行定位于连接器32上方，准备接受检测。

测试座3的变温装置34提供变温功能，包含升温与降温，在本实施例中，变温装置34包括一个本体342以及一片致冷芯片344，致冷芯片344具有两个表面，分别为加热面346与致冷面348，本实施例中，以致冷面348对应半导体组件10为例，以提供例如零下十度等预设温度环境，当然，如需对半导体组件10加温，仅需改将加热面346朝向半导体组件10即可。亦可将极性交换，使其致冷面可成为加热面，加热面成为致冷面。

加压装置38除携行半导体组件10至待测位置外，还具有提供额定下压力的功能，一方面迫使变温装置34的致冷面348与可确实导热接触半导体组件10的顶面，并使半导体组件10导接面的各脚位确实迫紧而电气连接至连接器32的接脚，以进行半导体组件10的检测。

当检测完毕后，如图4所示，需由加压装置38的吸嘴382再度将半导体组件10移出连接器位置，此时变温装置34将被由上述变温面对应半导体组件顶面的作用位置，由本体342沿虚线所示的枢轴方向，由原先的大致水平面方向翻转至至少90°，从而移开至容许半导体组件置于/脱离电气连接连接器的开启位置。

当然，如熟悉本技术领域者所能轻易理解，依前述位置定义，本体亦可采用其它途径在开启位置与作用位置间移动。如图5所示，本体342’依箭头方向水平旋转90°，自虚线所示的开启位置进入实线所示的作用位置；或如图6所示，本体342”亦可沿水平方向平移，自虚线所示开启位置变位至实线所示的作用位置，亦即本体的位置变换途径非常灵活，可供机构工程师设计应用。

再者，如图7-8所示，为更有效率地将致冷芯片所发之热散布至空气中，变温装置更包括一组热管36”’，在本实施例中，热管36”’为一组两端封闭的中空毛细管体362”’，毛细管体362”’中填充有部分挥发性液体364”’，毛细管体362”’与致冷芯片的发热面导接的一侧将吸取致冷芯片发热面的热量，构成一个挥发端366”’，相反地，挥发的液体将布满毛细管体，并在一个远离挥发端366”’的冷凝端368”’，藉由其它例如风扇由管体外吹拂，将挥发性液体364”’由气态重新冷凝回液态，进行热交换，并循毛细管而在管体中往返。

如图9-10所示，本发明第一较佳实施例提供的测试机台5包含：基座4、复数测试座3、供入/移出装置6、分类装置7与控制装置8。供入/移出装置6供进行检测时，供应受测半导体组件至复数测试座3、并自前揭测试座3移除受测半导体组件；分类装置7分类来自供入/移出装置6的受测半导体组件；控制装置8则用以驱动供入/移出装置6、接受各测试座3所测得数据、并依照测得数据指令分类装置7运作。供入/移出装置6进一步包括：一组供置放容置有复数待测半导体组件的承载盘622的供料件62；一组供自供料件62汲取待测半导体组件的汲取件64；复数组供该汲取件64置放待测半导体组件、且分别对应各测试座3的移动件66。

如图11所示，为确保半导体组件接受测试时确实位于温控准确的环境，本发明第二较佳实施例提供的测试机台更包含一组气密罩盖于测试座3’的屏蔽92’；为预防半导体组件因温度变化产生的凝露现象，更设置供应干燥气体至屏蔽92’内的供气装置94’。除此之外，机台的变温装置结构大致与前述第一实较佳施例相仿，不再赘述。

依照上述各实施例说明，应用变温装置于测试座或将测试座进一步应用至测试机台，搭配相关装置，可提供待测半导体温度准确、无污染顾虑且无冷凝机会的检测环境，完全克服现有技术中可能发生的缺失，因此藉由本发明确实可以有效解决本发明提出的技术问题。

Claims (8)

1.一种具变温装置的半导体组件测试座，半导体组件具有形成有复数脚位的导接面及相反于该导接面的顶面，其特征是，该测试座包含：

具有复数对应脚位的接点、供电气连接受测半导体组件的连接器；

具有两个包括加热面及致冷面的变温面，供相对该连接器在一个供该半导体组件置于/脱离电气连接该连接器的开启位置、及以该两个变温面之一对应半导体组件顶面的作用位置间移动的变温装置；

供抵推变温装置、使对应半导体组件顶面的变温面迫紧至半导体组件顶面的加压装置。

2.根据权利要求1所述的测试座，其特征是，该变温装置包括相对连接器移动的本体，和具有加热面及致冷面并设置于本体的致冷芯片。

3.根据权利要求1或2所述的测试座，其特征是，该变温装置包括导热连接远离对应半导体组件顶面的变温面的热管，该热管包括两端封闭的中空管体和填充于该中空管体中的挥发性液体，该中空管体具有挥发端及远离该挥发端的冷凝端。

4.一种具变温装置的半导体组件测试机台，受测半导体组件具有形成有复数脚位的导接面及相反于导接面的顶面，其特征是，该机台包含：基座和复数设置于该基座的权利要求1-3中任何一项所述的测试座，及

供应受测半导体组件至测试座、并自测试座移除受测半导体组件的供入/移出装置；

分类来自供入/移出装置受测半导体组件的分类装置；

用以驱动供入/移出装置、接受测试座测得数据、并依照测得数据指令分类装置的控制装置。

5.根据权利要求4所述的机台，其特征是，还包含：气密罩盖于测试座的屏蔽，和供应干燥气体至该屏蔽内的供气装置。

6.根据权利要求4或5所述的机台，其特征是，加压装置分别具有可自供入/移出装置吸取受测半导体组件，及交付受测半导体组件予供入/移出装置的吸嘴。

7.根据权利要求6所述的机台，其特征是，该供入/移出装置包括：供置放容置待测半导体组件的承载盘的供料件、供自供料件汲取待测半导体组件的汲取件，及复数组供汲取件置放待测半导体组件、且分别对应测试座的移动件。

8.根据权利要求4或5所述的机台，其特征是，该供入/移出装置包括端部设置有汲取器的机械臂，且该加压装置分别包括一组螺杆。

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