CN102095946A - 通用型封装构造电性测试装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种通用型封装构造电性测试装置，其利用同一组通用承载板以及通用测试座外框来选择性搭配适当规格的至少二测试座嵌块的任一个，以供测试二种以上不同规格的待测封装构造的任一种。如此，所述通用型封装构造电性测试装置将有利于减少测相关试构件的数量以及有效降低电性测试的机台成本。

Description

通用型封装构造电性测试装置

【技术领域】

本发明是有关于一种通用型封装构造电性测试装置，特别是有关于一种具有通用测试座外框及通用承载板可选择搭配至少二测试座嵌块中的任一个以降低电性测试成本的通用型封装构造电性测试装置。

【背景技术】

电子工业是近年来发展速度最快的重要产业，其使用的主要电子元件均以半导体封装(semiconductor packaging)为主流，为了达到转薄短小的趋势，各种高密度、高效能的半导体封装构造也就因应而生，其中许多封装构造种类都是以封装基板(substrate)为基础来进行封装架构，例如球栅阵列封装构造(ball grid array，BGA)、针脚阵列封装构造(pin grid array，PGA)或接点阵列封装构造(land grid array，LGA)等，皆为目前半导体封装构造的主流产品。

以球栅阵列封装构造(BGA)而言，通常以有机基板(organic substrate)或陶瓷基板(ceramic substrate)作为芯片的承载器(carrier)，而芯片配置于承载器之后，芯片的电子讯号可通过承载器的内部线路而向下绕线(routing)至承载器的底面，最后通过承载器的焊球(solder ball)传递至外界的电子装置。由于承载器具有布线密集、讯号传输路径短、电性特性良好等优点，因此广泛成为芯片封装结构的封装构件之一，且焊球是以阵列(array)的方式形成于承载器的底面，因此一直是高脚数(high pin count)半导体元件常用的封装结构。

一般而言，在完成芯片与承载器的封装制造过程之后，会依照所指定的各项测试流程，对封装完成的成品进行成品测试(final test)，以检测出不符合质量(quality)要求的半导体封装成品。其中，成品测试的流程包括产品外观质量检测(incoming quality assurance，IQA)、功能性测试(function test)、老化测试(burn-in test)以及开路/短路测试(open/short test)等。下文针对现有球栅阵列封装构造的测试装置作进一步的说明。

在制造完成球栅阵列封装构造后，球栅阵列封装构造通常是利用一自动分类机(handler)来达成。所述自动分类机包括一测试机台(tester)、一承载板(load board)及一测试座(socket)等构件，其中所述承载板及测试座可构成所述测试机台上的一电性测试装置。

请参照图1A所示，其揭示一种现有球栅阵列封装构造(BGA)的电性测试装置示意图，其包含一测试座11及一承载板12，所述测试座11具有一插槽111，可供放置及定位一待测封装构造13。所述插槽111的底部另设有数个探针孔112，以组装容置数个探针(pogo pin)113。所述测试座11利用数个螺丝14固定在所述承载板12上。所述承载板12具有电子电路(未绘示)及数个测试接垫121，以通过所述测试接垫121而与所述待测封装构造13的数个焊球131电性连接。所述承载板12及测试座11的组合则进一步组装于一测试机台(未绘示)上，且所述承载板12可将所述测试接垫121侦测到的测试讯号传送至所述测试机台，以实现自动化电性测试。

然而，上述现有电性测试装置在实际使用上仍具有下述问题：如图1A及1B所示，同一组承载板12及测试座11通常具有固定的尺寸规格及固定的探针数量，因此同一组承载板12及测试座11仅适用于测试单一对应规格的待测封装构造13。每当设计新规格的待测封装构造13时，即需重新制作对应规格的承载板12及测试座11。举例来说，如图1A所示，所述测试座11具有十二组探针孔112及探针113，所述承载板12具有十二个测试接垫121，且所述测试座11的插槽111的内径仅能容纳尺寸相对较大的待测封装构造13，因此仅适用于测试具有十二个焊球131的待测封装构造13。如图1B所示，另一新规格的测试座11’具有十组探针孔112’及探针113’，另一新规格的承载板12’具有十个测试接垫121’，且所述测试座11’的一插槽111’的内径仅能容纳尺寸相对较小的另一新规格的待测封装构造13’，因此仅适用于测试具有十个焊球131’的另一待测封装构造13’。同时，数个螺丝14’的固定位置也随着所述测试座11’及承载板12’的尺寸改变而进行调整相对位置。

换句话说，在现有电性测试装置的架构下，针对每一规格的待测封装构造13、13’皆需准备一特定对应规格的承载板12、12’及测试座11、11’，而且不同规格的承载板12、12’及测试座11、11’无法转用于测试不同对应规格的待测封装构造13、13’，以及彼此不同规格的承载板12、12’及测试座11、11’因其螺丝14、14’固定位置不同也无法随意组合搭配使用。结果，当所述待测封装构造13、13’的产品规格愈来愈多时，所述承载板12、12’及测试座11、11’的购置成本将会持续累积增加，因而不利于降低所述待测封装构造13的电性测试成本，以及不利于针对众多测试构件的使用与收藏进行有效控管。

故，有必要提供一种通用型封装构造电性测试装置，以解决现有技术所存在的问题。

【发明内容】

本发明的主要目的在于提供一种通用型封装构造电性测试装置，其利用同一组通用承载板及通用测试座外框来选择性搭配适当规格的至少二测试座嵌块的任一个，以供测试二种以上不同规格的待测封装构造的任一种，因而有利于减少相关测试构件的数量、降低电性测试的机台成本及测试构件的管理成本，并增加测试构件的管控便利性。

为达成本发明的前述目的，本发明提供一种通用型封装构造电性测试装置，其特征在于：所述电性测试装置包含：一通用测试座外框、至少二测试座嵌块以及一通用承载板。所述通用测试座外框具有一转接槽；所述至少二测试座嵌块的任一个的外部尺寸皆分别对应于所述转接槽的内部尺寸，且所述至少二测试座嵌块各具有一彼此不同规格的插槽，以分别容纳一特定对应规格的待测封装构造，所述插槽的底部设置彼此不同组数的探针孔及探针；以及，所述通用承载板的表面承载及结合所述通用测试座外框，且所述通用承载板的表面具有预设数量的数个测试接垫，所述预设数量等于或大于所述至少二测试座嵌块任一个的所述探针的数量，其中所述通用测试座外框的转接槽选择性结合所述至少二测试座嵌块的任一个，位于所述转接槽内的测试座嵌块的探针电性连接所述待测封装构造的数个输入/输出端子与所述通用承载板的至少一部分测试接垫。

在本发明的一实施例中，所述通用测试座外框具有数个第一定位孔，及所述通用承载板对应具有数个第二定位孔。

在本发明的一实施例中，另包含数个定位元件，用以穿过所述第一及第二定位孔，以将所述通用测试座外框固定在所述通用承载板上。

在本发明的一实施例中，所述通用测试座外框的转接槽内具有数个第一组装孔，及所述至少二测试座嵌块各对应具有数个第二组装孔。

在本发明的一实施例中，另包含数个组装元件，用以穿过所述第一及第二组装孔，以将所述测试座嵌块固定在所述通用测试座外框的转接槽内。

在本发明的一实施例中，所述转接槽的开口处具有一阶状部，所述第一组装孔设于所述阶状部上。

在本发明的一实施例中，所述至少二测试座嵌块的顶部边缘各具有一延伸凸缘，所述第二组装孔设于所述延伸凸缘上。

在本发明的一实施例中，所述待测封装构造是具有封装基板的封装构造，所述封装基板的底表面具有所述输入/输出端子。

在本发明的一实施例中，所述输入/输出端子选自数个焊球、数个针脚或数个接垫。

在本发明的一实施例中，所述通用测试座外框同时设置二个或以上的所述转接槽，以同时组装结合二个或以上的测试座嵌块。

在本发明的一实施例中，所述通用测试座外框具有一对位标示，以便所述至少二测试座嵌块的任一个能正确固定在所述通用测试座外框的转接槽内。

【附图说明】

图1A是第一种规格的现有球栅阵列封装构造(BGA)的电性测试装置测试第一种规格的待测封装构造时的示意图。

图1B是第二种规格的现有球栅阵列封装构造(BGA)的电性测试装置测试第二种规格的待测封装构造时的示意图。

图2A是本发明较佳实施例通用型封装构造电性测试装置测试第一种规格的待测封装构造前的分解示意图。

图2B是本发明较佳实施例通用型封装构造电性测试装置测试第一种规格的待测封装构造时的组装示意图。

图3A是本发明较佳实施例通用型封装构造电性测试装置测试第二种规格的待测封装构造前的分解示意图。

图3B是本发明较佳实施例通用型封装构造电性测试装置测试第二种规格的待测封装构造时的组装示意图。

【具体实施方式】

为让本发明上述目的、特征及优点更明显易懂，下文特举本发明较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下：

请参照图2A、2B、3A及3B所示，本发明较佳实施例的通用型封装构造电性测试装置主要可应用于测试具有封装基板(substrate)的各种待测封装构造，例如球栅阵列封装构造(ball grid array，BGA)、针脚阵列封装构造(pingrid array，PGA)或接点阵列封装构造(land grid array，LGA)等，但并不限于此。如图2A及3A所示，本发明较佳实施例的通用型封装构造电性测试装置主要包含一通用测试座外框(universal socket frame)21、至少二测试座嵌块(socket block)22及22’、一通用承载板(universal load board)23、数个定位元件24以及数个组装元件25，上述相关测试构件在选择性组合后可用以电性测试一待测封装构造3。

请参照图2A、2B、3A及3B所示，本发明较佳实施例的通用测试座外框21优选由金属材料制成，例如铁、铜、铝或不锈钢等，且必要时其表面可选择镀上一层保护层，例如镀金(Au)层，以防止沾黏污物或氧化。所述通用测试座外框21的外形轮廓并不加以限制，其可选自矩形、圆形或长方形等。所述通用测试座外框21具有一转接槽210、数个第一定位孔211、一阶状部212及数个第一组装孔213。所述转接槽210是贯穿所述通用测试座外框21上、下表面的一开槽，且所述转接槽210的截面形状并不加以限制，其可选自矩形、圆形或长方形等。所述转接槽210的内部尺寸对应大致相同于所述至少二测试座嵌块22及22’的任一个的外部尺寸，以便组装结合所述至少二测试座嵌块22及22’的任一个。在某一实施方式中，所述通用测试座外框21可同时设置二个或以上的所述转接槽210，以同时组装结合二个或以上的测试座嵌块22及/或22’。再者，所述数个第一定位孔211凹设形成在所述通用测试座外框21的转接槽210周围，所述第一定位孔211贯穿所述通用测试座外框21上、下表面，且优选是一通孔或一螺纹通孔，并可供所述定位元件24穿设通过，其中所述定位元件24优选为螺丝，但并不限于此。所述第一定位孔211的数量并不加以限制，但可为二个、三个、四个或以上。另外，所述阶状部212形成在所述转接槽210的开口处，所述阶状部212是所述转接槽210的开口的一扩径延伸部位，所述阶状部212的内部尺寸大于所述转接槽210的内部尺寸。所述数个第一组装孔213则是进一步凹设形成在所述阶状部212的表面上，且优选是一螺纹盲孔，以供螺设结合所述组装元件25，其中所述组装元件25优选为螺丝，但并不限于此。所述第一组装孔213的数量并不加以限制，但可为二个、三个、四个或以上。

请参照图2A、2B、3A及3B所示，本发明较佳实施例的至少二测试座嵌块22、22’优选亦由金属材料制成，例如铁、铜、铝或不锈钢等，且必要时其表面可选择镀上一层保护层，例如镀金(Au)层，以防止沾黏污物或氧化。所述至少二测试座嵌块22、22’的外形轮廓并不加以限制，其可选自矩形、圆形、长方形或其他几何多边形等，但所述至少二测试座嵌块22、22’的任一个的外部尺寸与形状皆需彼此相同且对应于所述转接槽210的内部尺寸与形状。再者，所述至少二测试座嵌块22、22’各具有一彼此不同规格的插槽220、220’、彼此不同组数的数个探针孔221、221’及探针222、222’、一延伸凸缘223、223’以及数个第二组装孔224、224’。

首先，如图2A及2B所示，所述插槽220凹设形成在所述测试座嵌块22的顶表面，其可容纳一特定(specific)规格的待测封装构造3。所述数个探针孔221是设置在所述插槽220的底部，且贯穿所述插槽220的底部，所述数个探针孔221的数量在图2A中例如为12x12个，但并不限于此。所述数个探针222的数量相同于所述探针孔221的数量，且所述探针222可弹性纵向移动的容设在对应的所述探针孔221中，并且所述探针222的两端些微凸出于所述数个探针孔221的上、下开口之外，使得所述数个探针222的上端可接触所述待测封装构造3的一基板31下表面的数个输入/输出端子32，其中所述输入/输出端子32的数量在图2A中亦为12x12个，但并不限于此。所述延伸凸缘223是由所述测试座嵌块22的顶部边缘向外水平延伸而成，所述延伸凸缘223的外部尺寸对应大致相同于所述转接槽210的阶状部212的内部尺寸，以便使所述延伸凸缘223能嵌设结合放置在所述阶状部212内。所述数个第二组装孔224开设形成于所述延伸凸缘223的表面上，并贯穿所述延伸凸缘223的上、下表面。所述第二组装孔224的数量并不加以限制，但可为二个、三个、四个或以上，且其数量及位置需对应相同于所述第一组装孔213的数量及位置。如此，在组装时，所述组装元件25即可穿过所述第一及第二组装孔213、224，以将所述测试座嵌块22固定在所述通用测试座外框21的转接槽210内。

再者，如图3A及3B所示，所述测试座嵌块22’的功能实质相同于图2A的测试座嵌块22，但相较于图2A的测试座嵌块22，图3A的所述测试座嵌块22’的插槽220’具有不同于图2A的插槽220的内部尺寸规格，故所述插槽220’可容纳另一特定(specific)规格的待测封装构造3’。所述探针孔221’及探针222’的组数也不同于图3A的探针孔221及探针222的组数，所述探针孔221’及探针222’的数量在图3A中例如为10x10个，但并不限于此。因而，所述探针222’的上端可接触所述待测封装构造3’的一基板31’下表面的对应数量的输入/输出端子32’，其中所述输入/输出端子32’的数量在图3A中亦为10x10个，但并不限于此。再者，所述测试座嵌块22’的外部尺寸、所述延伸凸缘223’的尺寸及所述第二组装孔224’的数量与位置则分别相同于图2A的测试座嵌块22的外部尺寸、所述延伸凸缘223的尺寸及所述第二组装孔224的数量与位置。

请参照图2A、2B、3A及3B所示，本发明较佳实施例的通用承载板23是一测试用印刷电路板，所述通用承载板23具有预设最大数量的数个测试接垫231及数个第二定位孔232，也就是所述预设数量等于或大于所述至少二测试座嵌块22、22’任一个的所述探针222、222’的数量。所述通用承载板23的上表面可承载及结合所述通用测试座外框21。在本发明中，所述数个测试接垫231的预设最大数量指的是预先针对所有规格的待测封装构造3、3’做管控记录，以得知所需测试的输入/输出端子32的最大数量以及所述测试座嵌块22的探针222的最大数量为何，例如假设最大为12x12个输入/输出端子32及12x12个探针222，则所述数个测试接垫231的预设最大数量则设定为12x12个，但并不限于此。如此，不论后续测试时，所述通用测试座外框21是组装结合何种规格的测试座嵌块22或22’(不论其探针222或222’数量多少)，皆可使用同一规格的所述通用承载板23。再者，所述数个第二定位孔232开设或凹设于所述通用承载板23的上表面，所述数个第二定位孔232的数量及位置对应相同于所述数个第一定位孔211的数量及位置，因而所述数个定位元件24可穿过所述第一及第二定位孔211、232，以将所述通用测试座外框21固定在所述通用承载板23上。

请参照图2B所示，当本发明较佳实施例的通用测试座外框21的转接槽210选择性结合所述至少二测试座嵌块22、22’的其中一个(例如为图2A的测试座嵌块22)时，位于所述转接槽210内的测试座嵌块22的探针222则在其两端分别电性连接所述待测封装构造3的数个输入/输出端子33与所述通用承载板23的至少一部分测试接垫231。假设欲测试的所述待测封装构造3具有最大数量的输入/输出端子32(例如12x12个)，则此时需选择具有相等数量(12x12个)探针222的所述测试座嵌块22，其中所有探针222使用所述通用承载板23的所有测试接垫231。

另一方面，请参照图3B所示，当本发明较佳实施例的通用测试座外框21的转接槽210选择性结合另一测试座嵌块22’时，位于所述转接槽210内的测试座嵌块22’的探针222’同样在其两端分别电性连接所述待测封装构造3的数个输入/输出端子33与所述通用承载板23的至少一部分测试接垫231。若欲测试的所述待测封装构造3’的输入/输出端子32’的数量(例如10x10个)并非预设最大数量(12x12个)，则此时需选择具有相等数量(10x10个)探针222’的所述测试座嵌块22’，其中所有探针222’将仅使用一部分的测试接垫231，但仍可顺利输出电性测试讯号。

同理，假设所述测试接垫231预设最大数量设定为12x12个时，不论所述输入/输出端子32、32’及所述探针222、222’的数量为何，其数量仅会小于所述测试接垫231的数量或者最多仅为相同于所述测试接垫231的数量，因此单一规格的所述测试接垫231即足够用于进行各种不同待测封装构造3、3’的电性测试。再者，所述通用承载板23可利用相同规格的所述定位元件24来结合相同规格的所述通用测试座外框21，而同一所述通用测试座外框21又可利用相同规格的所述转接槽210及组装元件25来组装结合各种测试座嵌块22、22’的任一个。同时，所述测试座嵌块22、22’的数量是依所述待测封装构造3、3’的总规格数来对应设置，且由于每一种测试座嵌块22、22’各自具有不同规格的插槽220、220’，因此即能选择测试不同特定对应规格的待测封装构造3、3’。换句话说，当本发明欲测试其他规格的待测封装构造时，只要重新制做具有不同探针数量的新规格测试座嵌块即可，而不需变更所述通用测试座外框21、通用承载板23、定位元件24及组装元件25的规格。因此，有利于减少封装构造电性测试装置的测试构件的总数量以及有效降低电性测试的机台成本。

再者，上述待测封装构造3、3’可选自球栅阵列封装构造(BGA)、针脚阵列封装构造(PGA)或接点阵列封装构造(LGA)等具有封装基板31、31’的封装构造，因此所述封装基板31、31’下表面的输入/输出端子32、32’可以选自数个焊球(ball)、数个针脚(pin)或数个接垫(land)。再者，在图2A至3B中的所述探针孔221、221’及探针222、222’，由于并不属于本发明主要特征，因此本发明仅是概要绘示其基本结构，其实际上可能另包含弹簧等其他既有构件，或者对应于所述输入/输出端子32、32’进行规格变更设计，其并非用以限制本发明。此外，所述通用测试座外框21可选择具有一对位标示(未绘示)，其可能是所述通用测试座外框21的顶表面的一图案或文字标示，或所述转接槽210的数个角隅中的其中一不同形状角隅。如此，所述对位标示能方便所述至少二测试座嵌块22的任一个能以正确方位嵌入固定在所述通用测试座外框21的转接槽210内，而不会有误组装的情况发生。

如上所述，相较于现有封装构造电性测试装置每当设计新规格的待测封装构造13时即需重新制作对应规格的承载板12及测试座11而不利于降低电性测试成本及针对测试构件进行控管等缺点，图2A及3B的本发明通用型封装构造电性测试装置可通过利用同一组通用承载板23及通用测试座外框21来选择性搭配适当规格的测试座嵌块22、22’，以供测试二种以上不同规格的待测封装构造3、3’的任一种，因而有利于减少测试构件(如所述通用承载板23及通用测试座外框21)的数量以及有效降低电性测试的机台成本。同时，也能针对这些测试构件的使用与收藏进行更有效的控管，以降低相关测试构件的管理成本及增加相关测试构件的管控便利性。

本发明已由上述相关实施例加以描述，然而上述实施例仅为实施本发明的范例。必需指出的是，已公开的实施例并未限制本发明的范围。相反地，包含于权利要求书的精神及范围的修改及均等设置均包括于本发明的范围内。

Claims (10)

1.一种通用型封装构造电性测试装置，其特征在于：所述通用型封装构造电性测试装置包含：

一通用测试座外框，具有一转接槽；

至少二测试座嵌块，所述至少二测试座嵌块任一个的外部尺寸皆分别对应于所述转接槽的内部尺寸，且所述至少二测试座嵌块各具有一彼此不同规格的插槽，以分别容纳一特定对应规格的待测封装构造，所述插槽的底部并设置彼此不同组数的探针孔及探针；以及

一通用承载板，其表面承载及结合所述通用测试座外框，且所述通用承载板的表面具有预设数量的数个测试接垫，所述预设数量等于或大于所述至少二测试座嵌块任一个的所述探针的数量；

其中所述通用测试座外框的转接槽选择性结合所述至少二测试座嵌块的任一个，位于所述转接槽内的测试座嵌块的探针电性连接所述待测封装构造的数个输入/输出端子与所述通用承载板的至少一部分测试接垫。

2.如权利要求1所述的通用型封装构造电性测试装置，其特征在于：所述通用测试座外框具有数个第一定位孔，及所述通用承载板对应具有数个第二定位孔。

3.如权利要求2所述的通用型封装构造电性测试装置，其特征在于：另包含数个定位元件，用以穿过所述第一及第二定位孔，以将所述通用测试座外框固定在所述通用承载板上。

4.如权利要求1所述的通用型封装构造电性测试装置，其特征在于：所述通用测试座外框的转接槽内具有数个第一组装孔，及所述至少二测试座嵌块各对应具有数个第二组装孔。

5.如权利要求4所述的通用型封装构造电性测试装置，其特征在于：另包含数个组装元件，用以穿过所述第一及第二组装孔，以将所述测试座嵌块固定在所述通用测试座外框的转接槽内。

6.如权利要求4所述的通用型封装构造电性测试装置，其特征在于：所述转接槽的开口处具有一阶状部，所述第一组装孔设于所述阶状部上。

7.如权利要求4或6所述的通用型封装构造电性测试装置，其特征在于：所述至少二测试座嵌块的顶部边缘各具有一延伸凸缘，所述第二组装孔设于所述延伸凸缘上。

8.如权利要求1所述的通用型封装构造电性测试装置，其特征在于：所述待测封装构造是具有封装基板的封装构造，所述封装基板的底表面具有所述输入/输出端子。

9.如权利要求8所述的通用型封装构造电性测试装置，其特征在于：所述输入/输出端子选自数个焊球、数个针脚或数个接垫。

10.如权利要求1所述的通用型封装构造电性测试装置，其特征在于：所述通用测试座外框同时设置二个或以上的所述转接槽，以同时组装结合二个或以上的测试座嵌块。

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