CN105393408B - 用于集成测试的居中导电插脚 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种用于在被测试装置(DUT)和承载板之间提供设有轴向对准的上触点和下触点的触点插脚的结构和方法。插脚具有上区段和下区段以及位于上区段和下区段之间的铰链，该铰链允许上触点和下触点弯曲，但轴向对准可以以更大的可靠性提供POGO插脚的直接替换。还公开了使用变型铰链去除上插脚的结构和方法。在替代实施例中，下区段包括腿部延伸部和靠在壳体中的孔隙上滑动的滑动接触面。间隔件为承载板上的退耦构件提供空间。铰链可包括截切式的筒体，该筒体构造成允许在不去除下插脚的情况下去除上插脚。

Description

用于集成测试的居中导电插脚

发明人

David Johnson(大卫·约翰逊)，美国公民，居住在明尼苏达州韦扎塔(Wayzata,MN)。

John E.Nelson(约翰·C·尼尔森)，美国公民，居住在明尼苏达州布鲁克林帕克(Brooklyn Park,MN)。

Sarosh Patel(萨罗希·帕特尔)，美国公民，居住在加利福尼亚州桑尼维尔(Sunnyvale,CA)。

Michael Andres(迈克尔·安德烈斯)，美国公民，居住在明尼苏达州因弗格罗夫高地(Inver Grove Heights,MN)。

相关申请的交叉引用

本申请要求享有下列申请的优先权并将下列申请的全文通过引用并入本文：2014年3月提交的具有相同发明名称的USSN 14/212168；2013年3月15日提交的发明名称为“Articulating Contact for Single and Dual Elastomer(用于单弹性体或双弹性体的铰合式触点)”的临时申请No.61/791354；2013年7月11日提交的发明名称为“On-CenterElectrically Conductive Pins For Microcircuit Testing(用于微电路测试的居中导电插脚)”的No.61/845000；以及2013年11月27提交的发明名称为“On-CenterElectrically Conductive Pins For Microcircuit Testing(用于微电路测试的居中导电插脚)”的临时No.61/909441。作为背景技术的授予Gilk(吉尔克)的美国专利7 338 293和7 639 026也通过引用并入本文。

技术领域

本发明涉及用于测试集成电路和半导体的设备。

背景技术

随着微电路持续地发展得更小和更复杂，测试微电路的测试设备也发展着。在不间断地努力以改进微电路测试设备，这些改进导致可靠性增加、处理量增加和/或费用降低。

将有缺陷的微电路安装在电路板上是代价相对较高的。安装步骤通常涉及将微电路焊接在电路板上。一旦安装在电路板上，去除微电路是有困难的，因为正是第二次熔化焊料的行为会毁坏电路板。因此，如果微电路有缺陷，则电路板本身可能也会毁坏，这意味着会损失当时附加给电路板的全部价值。因为所有这些原因，微电路在安装在电路板上之前通常要进行测试。

必须以识别全部有缺陷装置但不会不适当地将良好的装置识别为有缺陷装置的方式测试各个微电路。任何一种差错如果频繁地发生都会显著地增加电路板制造工艺的总体成本，并可能增加被不适当地识别为有缺陷装置的装置的重新测试成本。

微电路测试设备本身是非常复杂的。首先，测试设备必须使精确且小的电阻器与各个紧密间隔的微电路触点暂时并无损地电接触。因为微电路触点的小尺寸及微电路触点之间的间隔的小尺寸，接触中即使小的差错也将导致不正确的连接。与微电路的不对准地或其它方式不正确的连接将导致测试设备把被测试装置(DUT)识别为有缺陷，即使失败的原因是测试设备和DUT之间有缺陷的电连接而不是DUT本身的缺陷。

微电路测试设备的另一问题发生在自动测试中。测试设备每分钟可能测试100个装置或甚至更多。单纯测试的数量就导致在测试中与微电路端子电连接的测试器触点磨损。该磨损会导致从测试器触点和DUT端子上移除掉导电碎片，导电碎片污染测试设备和DUT本身。

碎片最终导致测试过程中的电连接较差且错误指示DUT有缺陷。除非从微电路去除碎片，否则附着到微电路的碎片会产生有缺陷的组件。去除碎片会增加成本并将另一缺陷源引入微电路本身中。

当前使用的测试设备具有模仿微电路端子阵列图案的测试触点阵列。测试触点阵列被支承为精确地保持触点相对于彼此对准的结构。对准模板或板使微电路本身与测试触点对准。测试触点和对准板安装在具有与测试触点形成电连接的导电焊盘的承载板上。承载板焊盘连接到在测试设备电子器件和测试触点之间传递信号和电能的电路线路。

对于电气测试，希望在被测试装置上的各端子与承载板上相应的电气焊盘之间形成暂时电连接。一般而言，焊接和去除微电路上的与测试台上相应的电探针接触的各个电气端子是不切实际的。替代焊接和去除各端子，测试器可使用以与被测试装置上的端子和承载板上的电气焊盘对应的图案设置的一系列导电插脚。当被测试装置被迫与测试器接触时，插脚接通各被测试装置的触点和相应的承载板焊盘之间的电路。测试后，当松开被测试装置时，端子与插脚分开并且电路断开。

也存在其它考虑。测试触点必须在DUT和承载板(即，将测试信号传至触点插脚和从触点插脚传递测试信号的板)之间形成连接。普通类型的测试插脚被称为弹簧状态的测试插脚或POGO插脚，因为这种插脚与跳杆(pogo stick)玩具相像。在授予Lee(李)的美国公报US 2011/0102009中示出这种插脚排列的实例。该公报示出DUT上要接触到的焊盘、POGO插脚和承载板上的焊盘的轴向对准。由于POGO插脚沿着线性轴向路径的事实，这使得承载板上的焊盘和DUT上的焊盘之间的关系简单。

但POGO插脚有许多技术缺陷，例如频率响应、电流承载能力、阻抗、噪音和高故障率的局限。

长久以来需要提供插脚的一种解决方案，该插脚具有改进的性能但可以改装到具有先前存在的焊盘布局的承载板上，使得不需要替换昂贵的承载板来适应例如授予Gilk的美国专利No.7 338 293和授予Shell的美国专利No.7 639 026中公开的插脚等较好的插脚设计。在授予Tiengtum的美国专利No.7 918 669中示出具有铰接到侧壁上的单部件式插脚的替代结构。

本发明涉及这些插脚和围绕这些插脚的结构的改进，以解决这个和其它问题。

发明内容

下面的概要不意在限制发明范围而是为读者提供了理解整个文件中一些概念的方便方式。

此外，还公开了一种插槽，用于在具有多个触点的集成电路被测试装置(DUT)和具有多个触点焊盘的承载板之间形成电连接，使得能在所述集成电路被测试装置与所述承载板之间传输信号，其中，所述触点和相应的焊盘沿触点轴线大体竖直对准，具有任意或全部的下列特点：

a.具有顶部和底部的插脚引导件，所述插脚引导件插置在所述触点和所焊盘之间并包括多个间隔开的绝缘和分离的板件，由此限定用于接纳插脚对的多个狭槽，其中，所述狭槽沿所述触点轴线至少部分地大体沿轴向对准；所述插脚引导件还包括纵向的孔口，所述孔口基本垂直于所述轴线并延伸穿过至少一些所述板件，由此产生用于弹性体的腔体；

b.尺寸制成用于接纳在所述孔口中的细长弹性体；

c.多件式插脚对，包括：

1.第一上插脚腿部，其具有位于其远端的触点末端、从所述末端延伸出的上主体部分和位于其近端的上铰接部；

2.第二下插脚腿部，其具有位于其远端的承载板焊盘触点部分、位于其近端的下铰接部和从所述焊盘触点部分延伸至所述铰接部的下主体部分；

3.所述铰接部能铰接地结合，以在其间形成旋转式且能枢转的电联接接触部，

4.所述上主体部分包括成形为与所述弹性体接合的弯曲的内周面；

5.所述下主体部分包括成形为与所述弹性体接合的弯曲的内周面；

从而所述腿部在位于所述插脚引导件中时至少部分地围绕所述弹性体，当所述腿部被容纳在所述狭槽中时，所述插脚对上的所述触点末端和所述承载板焊盘触点与轴线大体沿轴向对准，而所述插脚对的所述上主体部分和所述下主体部分至少部分地与所述轴线不对准。

还公开了一种插槽，用于在具有多个触点的集成电路被测试装置(DUT)和具有多个触点焊盘的承载板之间形成电连接，使得能在所述集成电路被测试装置与所述承载板之间传输信号，其中，所述触点和相应的焊盘沿触点轴线大体竖直对准，包括任意或全部的下列元素或等同元素：

a.具有顶部和底部的壳体，引导件插置在所述触点和所述焊盘之间并包括多个间隔开的绝缘和分离的板件，由此限定用于接纳插脚对的多个狭槽；所述狭槽沿所述触点轴线至少部分地大体沿轴向对准；所述引导件还包括纵向的孔口，所述孔口基本垂直于所述轴线并延伸穿过至少一些所述板件，由此产生用于弹性体的腔体；

b.尺寸制成用于接纳在所述孔口中的细长弹性体；

c.多件式插脚对，包括：

A.第一上插脚腿部，其具有位于其远端的触点末端、从所述末端延伸出的上主体部分和位于其近端的上铰接部；

B.第二下插脚腿部，其具有位于其远端的承载板焊盘触点部分、位于其近端的下铰接部和从所述焊盘触点部分延伸至所述铰接部的下主体部分；

C.所述铰接部能铰接地结合以在其间形成旋转式且能枢转的电联接接触部，当所述铰接部相对于彼此以预定取向设置时所述铰链能分离，从而所述铰接部能在仍位于所述壳体中的同时分离以进行替换

D.所述上主体部分包括成形为与所述弹性体接合的弯曲的内周面；

E.所述下主体部分包括成形为与所述弹性体接合的弯曲的内周面；

从而所述腿部在位于所述插脚引导件中时至少部分地围绕所述弹性体，当所述腿部被容纳在所述狭槽中时，所述插脚对上的所述触点末端和所述承载板焊盘触点与轴线大体沿轴向对准，而所述插脚对的所述上主体部分和所述下主体部分至少部分地与所述轴线不对准。

本公开还包括插槽，其中，所述铰接部包括具有接纳部开口的插槽部分和能接纳在所述插槽中的盘部分，并且所述盘部分包括直径小于所述接纳部开口的部分，从而所述盘部分当以预定位置取向时能穿过所述接纳部开口移除。

本公开还包括插槽，其中所述盘部分是截切式的圆盘。

本公开还包括插槽，其中所述壳体的顶部和底部限定有狭槽，并且所述壳体还包括在所述顶部覆盖所述狭槽中至少一个狭槽的能去除的板件，从而当去除所述板件并且所述铰链以所述预定位置取向时，能在不去除所述下插脚腿部的情况下去除所述上插脚腿部。

本公开也包括一种方法，还包括如下步骤：形成所述铰链，使得当所述腿部相对于彼此处于预定取向时，所述上腿部与所述下腿部能分离。

本公开也包括一种方法，包括在至少一个所述上腿部上方形成能去除的盖板的步骤。

还提供了一种在具有触点/焊盘的被测试装置(DUT)与具有触点焊盘的承载板之间提供弹性电接触的方法，所述触点和焊盘沿轴线对准，并且所述方法将导电的插脚对包括进来，所述插脚对包括具有末端的上腿部和具有腿部触点的下腿部，各腿部具有主体部分和铰接部，所述方法包括下列步骤：

a.将所述插脚对定位在所述触点和焊盘之间，所述插脚的所述末端和腿部触点与所述轴线对准；

b.将所述主体部分的一部分定位成偏离所述轴线；

c.将所述铰链定位成偏离所述轴线；

d.将所述腿部偏置成彼此分开，使得顶部触点和腿部触点与所述DUT和所述承载板实现电接触。

附图说明

图1是测试系统的顶部透视图。

图2是示出一个测试插脚对的一部分的仰视图。

图3是示出一个测试插脚对的一部分的俯视图。

图4是插脚引导件中的单个测试插脚对和弹性体的侧部透视截面图。

图5是示例性插脚对处于松弛状态的侧视截面平面图。

图6是处于插脚引导件中的图5的插脚对的侧部截面透视图。

图7是用于插脚对的插脚引导件、插脚对和空缺的狭槽的截面图。

图8是除了具有两件式插脚引导件或壳体之外的图7中主题的顶部透视图。

图9是与图8类似的视图，其中去除了插脚引导件壳体的顶部。

图10A和10B是插脚对的透视图。

图11A、11B、11C和11D是与图10A-10B类似的透视图，但用于插脚对的替代实施例。

图12A和12B是图11A-11B中插脚对的侧部平面图。

图13A、13B、13C和13D是与图11A-11B类似的透视图，但用于示出具有替代触点末端的另一插脚对实施例。

图14A和14B是图13A-13B中插脚对的侧部平面图。

图15是除了针对图13A中的实施例之外与图4类似的侧部平面图。

图16是除了针对图11和13中的实施例之外与图4类似的侧部透视立视图。

图17是除了针对图11中示出的实施例之外与图5类似的视图。

图18是除了针对图11和13中示出的实施例之外与图8类似的视图。

图19是除了针对图11和13示出的实施例之外与图9类似的视图。

图20是插脚对的上主体部的另一实施例的透视图。

图21是壳体和具有双弹性体的插脚对组件的另一实施例的去掉了一部分的透视图。

图22是与图21类似但从不同的角度获取的视图。

图23是根据另一实施例的插脚对的透视图。

图24是从不同角度观察的图23的插脚对的透视图。

图25是去掉了一部分的壳体和偏移插脚对的透视图。

图26是从另一角度获得的与图25类似的透视图。

图27是图26中插脚对的透视图。

图28是从不同角度观察的图27的插脚对的视图。

图29是去掉了一部分的壳体和偏移插脚对的透视图。

图30是从不同角度观察的与图29类似的视图。

图31是具有单个弹性体的偏移插脚对的透视图。

图32是从不同角度观察的图31的视图。

图33是具有替代插脚对的另一实施例的壳体的去掉了一部分的透视图。

图34是从不同角度观察的图33的视图。

图35是图33的替代插脚对的视图。

图36是从不同角度观察的图34的视图。

图37是图36的插脚对的侧部立视图。

图38是与图27类似的视图，其中插脚对以不同的取向弯曲。

图39是除了具有延伸的下部插脚的另一实施例外与图18类似的视图。

图40a-40b是图39的实施例中所示插脚对的右侧和左侧透视图。

图40c是图40a中插脚对的侧部平面图，其中弹性体以虚线示出。

图41是处于壳体中的图39中的插脚对的去掉一部分的放大侧部平面图。

图42是处于壳体中的多个插脚的仰视图。

图43是图42的底部透视图。

图44是图43的底部透视图，其中壳体的一部分被去掉以示出延伸长度的下部插脚。

图45是图44中主题的侧部平面图。

图46是图45的顶部透视图。

图47a-47b除了示出另一实施例、除了示出朝向末端的远端的接触面之外是与图40a-40b类似的右侧和左侧透视图。

具体实施方式

考虑制造用于结合到更大系统中的电气芯片。当使用时，芯片通过一系列插脚或端子将装置电连接到更大的系统。例如，电气芯片上的插脚可以插入计算机中相应的插槽，使得计算机电路可以以预定方式与芯片电路电连接。这种芯片的实例可以是用于计算机的存储卡或处理器，各个芯片可以插入与芯片形成一个或多个电连接的特定的狭槽或插槽中。

非常希望在装运这些芯片之前或在将这些芯片安装到其它系统中之前测试这些芯片。这种元件级测试可帮助诊断制造工艺中的问题，并可帮助改进包含所述芯片的系统的系统级产率。因此，已开发出复杂的测试系统，以确保芯片中的电路如所设计的一样运行。芯片作为“被测试装置”被联接到测试器或测试插槽，被测试，然后从测试器拆卸。通常，希望尽可能快地进行联接、测试和拆卸，从而测试器的处理量可以尽可能得高。

测试系统通过以后在最终应用中用于连接芯片的相同插脚或端子接入芯片电路。因此，对于进行测试的测试系统有几个总的要求。一般而言，测试器应该与各个插脚或端子建立电接触使得插脚不被损坏并使得与各个插脚形成可靠的电连接。

该类型的大多数测试器在芯片插脚和测试器触点之间使用机械触点，而不是焊接和吸焊或一些其它联接方法。当芯片联接到测试器时，芯片上的各个插脚与测试器上的相应焊盘机械和电气接触。测试后，从测试器去除芯片，断开机械和电气接触。

一般而言，非常希望芯片和测试器在联接、测试和拆卸过程中经受尽可能小的损坏。测试器上的焊盘布局可被设计成降低或减小了对芯片插脚的磨损或损坏。例如，可希望刮擦所述装置I/O(导线、插脚、焊盘或球)、使I/O弯曲或偏斜，以在不损伤插脚的情况下去除氧化物。通常，测试器设计成使最终状态的芯片尽可能接近地类似于最初状态。另外，还希望避免或减少对测试器或测试器焊盘的任何永久性损坏，使得测试器部件在更换之前可以维持更久。

对于低频测试，例如在接近DC(0Hz)进行的测试，可以相当简化地处理电气性能：当拆卸芯片时想要无限高的电阻，当联接芯片时想要无限小的电阻。

在更高的频率，除仅仅电阻之外，其它电气特性也起作用。在这些更高的频率，阻抗(或者从根本上说，随频率变化的电阻)变为电气性能的更适当的度量。度量可包括相位作用以及幅值作用，并能够也包含且从数学的角度描述电气路径中电阻、电容和电感的作用。一般而言，希望在芯片I/O和承载板上的相应焊盘之间形成的电气路径中的接触电阻足够小，且保持50欧姆的目标阻抗，从而测试器本身不会使被测试芯片的电气性能明显失真。注意，大多数测试设备设计成具有50欧姆的输入和输出阻抗。

对于具有许许多多紧密间隔的I/O的当代芯片，在装置I/O界面模拟电气和机械性能变得有帮助。对于许多设计人员而言，二维或三维有限元建模已变为可选工具。

下面是本发明的总体概要。

保持承载板和DUT触点之间轴向对准的POGO插脚的上述问题的解决方案是，提供一种多部件铰合式插脚对，该多部件铰合式插脚对具有与承载板和DUT触点轴向对准的上插脚顶部和下插脚焊盘触点，但插脚的其它部件可以延伸到轴线之外。通过为插脚的其余部分产生这种偏移且形成偏置机构，可以保持轴向对准但可极大地提高插脚的可靠性，因为整个插脚不必限于POGO插脚可用的有限的管状空间。这允许该新结构比POGO插脚更坚固、更可靠，但仍然用在为这些POGO插脚制作的承载板上。

被测试装置的端子通过一系列导电插脚对暂时电连接到承载板上的相应触点焊盘，所述导电插脚对具有通过导电铰链接合的第一和第二腿部。腿部通过与两个腿部接合的弹性体被偏置成或被预装载成与它们各自的触点焊盘接触。在优选实施例中，插脚结构的大部分实际上位于(从DUT触点到相应的承载板触点焊盘限定的)轴线16之外。

转而参考附图，图1、2和3示出插置在承载板(未示出，但在上文引用且并入本文的参考文献中进行了描述)和被测试装置(DUT)14之间的插脚引导件或壳体12的各个视图。

图3示出顶部视图，其中插脚末端突出以与DUT的触点焊盘接合。图2示出底部视图，其中去掉了承载板，但示出触点插脚的底部腿部22。

图4提供具有上腿部21和下腿部23的插脚对20的视图。下腿部23终止于在承载板和DUT焊盘(不可见)之间建立电接触的触点端26。

插脚对20的远端24、26之间是从远端24、26大体沿横向延伸并终止于铰接部40、42的上主体部分30和下主体部分32。在所示的实施例中，上铰接部40具有球40a(被称作“球”，但由于空间限制通常是扁平的而不是球形)，下铰接部42具有环绕式盘接纳部/插槽铰接部分42a。球40a还可以是截切式的，即，如图40a-40b所示，筒体的一部分被沿切向切除。注意，“切除”不需要切割行为，而是也可以那样形成/成型。上铰接部和下铰接部可以对换，应该理解，任何一种布置都被认为落在权利要求书中。此外，铰链不必是球/插槽布置，而是包括由导电材料制成的活动铰链或其它旋转或柔性接头。活动铰链例如可包括与腿部接合并甚至可以提供偏压力以保持与承载板/DUT电接触的薄桥接材料。注意，术语“顶”、“底”、“上”、“下”是相对术语，并被认为可根据观察者的观察点而颠倒。

上主体部分21和下主体部分23从末端24和下触点焊盘26大体沿横向延伸。这些横向部分的大部(即大部分)或甚至全部偏离上述轴线16，优选远离具有更多可用的自由区域的DUT。该偏离允许插脚非常薄但具有足够的表面积以承载高电流，并在铰链(例如球和插槽)中也具有足够的接触面积以具有低电阻。壳体12具有多个间隔开的壁18，该壁提供绝缘性并且如果由金属制成的话则涂敷绝缘体，以提高插脚的频率响应。

末端24包括弯曲的或尖的端部25、大体竖直延伸的部分33，该大体竖直延伸的部分变为上主体部分30。末端24还包括抵靠在壁62上的大体竖直的边缘35，该边缘构成(用于容纳插脚的)狭槽的内缘。在图10A-10B中，末端比插脚部分的厚度窄，由此产生凸起部19。

下触点焊盘26包括足部27，该足部从壳体12中的狭槽68(图5)突出，以在弹性体50的偏压力下与承载板上的焊盘接合。末端26还包括大体竖直取向的部分29，该部分具有向上抵靠在插脚引导件的壁60上并沿壁60滑动的平坦侧壁31，狭槽部分结束于壁60处。其它结构也是可以的。例如，代替侧壁31平坦的情况，该侧壁可以是圆弧形或是弓形的，使得插脚末端24沿相应的DUT触点滑动。该滚动行为可能是希望的，因为该滚动行为将氧化物和碎片从DUT触点擦除。优选的滚动或平移是DUT触点的范围的15％或更少。位置不变的触点将快速地具有增大的接触电阻并给出错误的测试读数。纯粹的滑动接触将磨损承载板，从而本实施例使承载板的磨损最小并保持低电阻。

上腿部21的部分30具有弯曲的/半圆形轮廓以容纳优选为管状或筒状的弹性体50(即，具有中央孔的结构，该结构可独立地用于各个插脚或通过位于顶部/底部或其它位置的桥接材料一起联动)，弹性体的尺寸制成用于接纳在插脚引导件的孔口70(图5)中。可以是一个位于另一个上方或并排的两个较小直径的弹性体，或是两个沿它们的平坦表面抵接的半筒体。第一和第二弹性体可具有不同的弹性模量或压阻力，从而顶部腿部和底部腿部的预装载力可以是不同的并可根据所需参数调整，使得顶部腿部相对于下腿部具有更高的压阻力，或者反之亦然。

部分30的上边缘39沿接合在狭槽中的板件/表面37是平坦的，所述狭槽也是平坦的。这确保精确的上止机构/预装载。在优选实施例中，上边缘39在靠近铰链时变为弓形。

类似地，下腿部23的部分32具有弯曲的/半圆形轮廓，以容纳弹性体50，该弹性体优选为尺寸制成用于接纳在插脚引导件的孔口70(图5)中的管状弹性体。

因此，弹性体50部分地被插脚的腿部包围。

因为腿部之间的铰接行为，插脚部具有“独立悬挂”，从而上腿部的运动可以被分隔并可以一般不在下腿部中导致显著的运动。这是显著的优点，因为即使在测试过程中当DUT与上腿部形成接触和解除接触时，这也允许与承载板的接触稳定。

当下接触足部27与承载板形成接触时(每次安装通常只有一次)，脚部抵靠弹性体向上转向，但非常小的运动传递到上腿部。

因此，在DUT测试操作中，DUT触点球、插脚或焊盘与插脚24接合，从而驱动插脚24向下靠在弹性体50上。该运动发生在铰链中，一般可以为引导板的上下表面之间距离的一半。铰链保持与承载板的电连续性。注意，承载板的布局要求上下触点24、26总是保持与轴线16对准。注意，如果允许承载板的布局偏离POGO插脚类型的布局，足部可根据需要沿下腿部运动到另一位置。上插脚24也一样，上插脚可以运动或平移到上腿部的更靠近铰链的部分。

将插脚插入壳体首先要求引导板在壁18之间形成或铣削出狭槽。狭槽终止于上孔隙72和下狭槽74，该下狭槽必须足够宽以容纳插脚腿部。也必须形成基本上穿过所有狭槽68的横向孔口70(图5)，使得弹性体到达所有插脚。从插脚引导件的下缘切割出通向孔口70的进入狭槽76，以允许插入优选为细长有弹性的管/筒体的弹性体。

因为难以铣削或形成这种狭槽，可以如图8中所示形成由上部和下部12a、12b构成的壳体12。

图9中示出下狭槽部分12b，其中如图所示狭槽被露出。

图10A、10B中更详细地示出插脚对20。如图所示，端部25比主体窄，从而具有凸起部19。

图11-19中示出替代实施例，如果这些实施例中的元件与上文中的一样，则使用相同的标号而不进行进一步解释。如果标号带有字母a、b等，则表示该元件与类似标号的元件相似。

图11A-11B中的实施例示出用于减小对壳体磨损的变型例。从广义上讲，通过将插脚32a的下部锚定在壳体的壁62a、63a之间(图16)而固定该插脚32a的下部，即使当上插脚部30a在铰链40a上自由运动时，也可以在较大程度上防止下部32a运动。

图11A、11B和16提供了具有上腿部21a和下腿部23a的插脚对20a的视图。下腿部23a终止于在承载板和DUT焊盘(不可见)之间建立电接触的触点端26a。端部26a(与26一样)和足部27a向下并向前延伸，以在壳体壁60的下角部形成腿部23a的锚定点。如图所示，由于端部26、26a的突出，在下腿部的其余部分和壁60之间形成间隙。这减小了磨损，但在优选实施例中，足部27a与壁60接合从而产生用于下部32a的锚定点。

在插脚对20a的远端24a、26a之间是从远端24a、26a大体沿横向延伸并终止于铰接部40a、42a的上主体部分30a和下主体部分32a。在所示实施例中，上铰接部40a具有球44a，下铰接部42a具有球/盘接纳部/插槽铰接部42a。这两个部分可以对换，应该理解，任何一种布置方式都被认为落在权利要求书中。此外，铰接不必是球/插槽布置方式，而可以包括由导电材料制成的活动铰链或其它旋转或柔性接头。活动铰链例如可包括接合腿部并甚至可以提供偏压力以保持与承载板/DUT电接触的薄桥接材料。注意，术语“顶”、“底”、“上”、“下”是相对术语，并被认为可根据观察者的观察点而颠倒。

上主体部分21a和下主体部分23a从末端24a和下触点焊盘26a大体沿横向延伸。这些横向部分的大部(即大部分)或甚至全部偏离上述轴线16，优选远离具有更多可用的自由区域的DUT。该偏离允许插脚非常薄但具有足够的表面积以承载高电流，并在铰链(例如球/盘和插槽)中也具有足够的接触面积以具有低电阻。壳体12具有多个间隔开的壁18，该壁提供绝缘性并且如果由金属制成的话则涂敷绝缘体，以提高插脚的频率响应。

与之前的实施例不同，下主体部分32a延伸至与壳体的侧壁63a接触。部分32a包括大体竖直取向的部分132a，该部分132a具有与壁63a配合的大体平坦部分132b。类似地，部分132a包括可抵靠在壳体壁37上的水平取向的壁132c，虽然没有示出上述抵靠，但这是优选的。可选的出入口137也位于壁37中，该出入口对于制造而言是期望的，但也可用于允许对抵靠点和随后的插脚对的运动进行校准。插脚的插入(未示出)可向上或向下调节抵靠点。从而，通过与壁60、62a和63a接合，下部32a被有效地楔住或限制住而不能进行摇摆运动。

铰接部40a优选位于从弹性体50的中心穿过的中心线/中线150上方。因此，枢转点/铰链比之前实施例中的高，并且全部或几乎全部的运动被限制在上臂部分30a。

如图11-14中示出的上主体部分30a具大体平坦的水平段。

在图16中仅示意性示出但在图11-14中更详细地示出的末端25a包括弯曲的或尖的端部25、大体竖直延伸的部分，该部分会变为上主体部分30。末端25a还包括与壁62a间隔开的大体竖直的边缘35，该边缘构成(用于容纳插脚的)狭槽的内缘。在图13A-13B示出的实施例中，所述边缘是弓形，以在插脚响应与DUT的接触而被压下时提供附加的间隙。

在图16中，壁62a沿退缩而成的凸起部62c被切除一定距离至偏置位置62b。该切除为末端25a提供了运动路径/间隙，其中该末端的运动不会被壳体壁60阻挡。

为了在上部30a遇到DUT 14时允许该上部运动，在纵向间隔开的壁之间在狭槽72中提供间隙。当末端25向下转向时，弹性体50被挤压并且铰链转动，但下部32的大部分保持不动，虽然该下部可以沿壁63a竖直运动并向端部26a施加小的摇摆动作由此将相关联的承载板上的氧化物弄碎。

还公开了如下的方法：在具有触点的被测试装置(DUT)和具有触点焊盘的承载板之间提供弹性电接触，所述触点和焊盘沿轴线对准；以及包括导电插脚对，该导电插脚对包括具有末端的上腿部和具有腿部触点的下腿部，各腿部具有主体部分和铰接部。所述方法以任何顺序包括下列步骤中的任意或全部步骤：

i.将插脚对定位在所述触点和焊盘之间，其中末端和腿部触点与所述轴线对准，从而末端和腿部触点也与它们各自的触点一致；

ii.将所述主体部分的一部分定位成偏离所述轴线，所述部分包括弹性体、自末端起的横向部分和腿部触点以及自末端起的横向部分与腿部触点之间的铰链；

iii.将所述铰链定位成偏离所述轴线。

还公开了制造能够替换POGO插脚的插脚对(即顶部触点和底部触点沿轴线对准)的方法：从导电材料切割或冲压出两个插脚部分、形成与轴线对准的顶部触点末端和底部触点末端、偏离所述轴线在顶部触点末端和底部触点末端之间形成铰链；以及在上触点和下触点(偏离或不偏离所述轴线)之间的空间中设置偏置元件，以偏置上述末端远离偏置元件。

图30-38示出本公开的其它实施例。

如果这些实施例和之前描述的实施例中的部件类似，则这些部件的编号将增加200。

插脚对220的上插脚230和下插脚232趋于以不同的速率磨损。因为下插脚232趋于响应与承载板的接合而滚动，所以下插脚通常磨损得比上插脚230慢。在之前的实施例中替换单个上插脚需要移除特定行/排的全部插脚(参见例如图2)和它们的弹性体。

为了加快单个插脚特别是上插脚的替换速度，该实施例提供期望的变型例。

首先，铰链242具有优选当两个元件相对于彼此以预定位置取向时可分离的插槽/接纳部246和球/盘244。

铰接部可包括具有接纳部开口的插槽部和可接纳在所述插槽中的盘部，其中，所述盘包括直径小于接纳部开口的部分，使得当盘以预定位置取向时可以穿过接纳部开口移除。示出了截切式的盘的方案，其中，直线边缘至弯曲边缘的截面小于接纳部开口，但存在满足在特定取向上的拆卸能力的要求的其它方案。

在优选实施例中，球/盘是截切式，其中一部分被去除，使得球/盘仅为在截切处具有平坦或凹形的壁244a的半圆形。截切的优选量(或完整的圆形部的量)应该在上臂部向上延伸时例如当下插脚的突起部241与上插脚的凹部243接合、或者一些其它的上止机构与上插脚接合而限制上插脚的向上运动的上限时足以允许从插槽去除球/盘。

本公开还意图包括与所示的截切球/盘不同的通过上插脚的向上运动允许上插脚在接头/铰链处与下插脚脱离的其它结构。

通过允许从下插脚去除上插脚，可以独立更换任何上插脚而不需要去除整排上插脚、也不需要去除下插脚或弹性体。

为了进一步帮助该有利的功能，使上止挡板237(可以是盖板或对准板)可去除。在优选实施例中，单个盖板237在一排/行的全部插脚上方延伸，但它们也可以是如图所示的独立的盖板。优选的固定方法是粘接，从而可去除盖板由此露出狭槽，上插脚可从狭槽抬起、横向滑出插槽、然后被去除。狭槽仅是孔隙72的延伸部并且看起来非常像狭槽74，这允许在所有实施例中去除下插脚。

图21-22和25-29示出4插脚对的组件壳体。在图21-22中，弹性体50被一个坐靠在另一个上方的双弹性体250a-250b替代，上插脚230可包括凹部251，凹部251具体成形为用于接纳弹性体250a的一部分，以避免该弹性体横向运动。在下插脚中也可进行相同的设置(未示出)。图23-24提供放大视图，其中壳体被去除。

图26-29示出单个较大的弹性体250，但也示出具有偏移插脚的实施例。在DUT具有不成直线(例如交错排列)的插脚的情况下，该实施例可以达到那些插脚。臂部245/247的长度包括不相等的横向偏移长度(图27)，以适应也可横向偏移的DUT焊盘的安置。孔隙272可以是如图26中的独立的狭槽272或者是如图29中的组合孔隙272a。

图31-32示出上述实施例的变型例，其中DUT上的焊盘/接触点偏移但不交错。在这种情况下，每隔一个上插脚230具有偏移接触点224的位置的偏移部分302，使得成对的接触点共线地对准或随需要以其它方式对准。在较短臂235的情况下偏移部分在相邻插脚的臂上延伸，或者在较长臂237的情况下仅偏移。图29示出一个这样的对准。

图33-38示出又一实施例。插脚的操作与之前的实施例类似但具有不同的形状，该形状具有与DUT上的焊盘接合的更大和更曲线化的接触面。铰链示出为具有圆形球/插槽，但为了易于去除也可以是如之前实施例中示出的截切式的球/盘。

下插脚332通过球/盘344和插槽346接合上插脚330，以在其间提供可弯曲性。与在所有其它实施例中一样，接合足够地贴合以提供低电阻接触但仍允许相对运动。球/盘和插槽配对使得在它们之间相接合的接触面最大。弹性体350a-350b与它们各自的插脚部接合以确保与它们相邻的接触面(未示出)电接合。插脚330的上部分从狭槽372突出。还设有槽口351。插脚末端337优选是弓形的。

其它实施例

图39-47示出针对具有延长的下插脚和突出的接触面的插脚对的替代实施例。

该实施例提供了改进，包括：1)减小下插脚在承载板上的滑动行为，同时仍允许在承载板上一定程度的滚动。这帮助穿破/剥落会堆积在承载板上的氧化物和碎片。2)通过将下插脚延伸超过壳体，然后设置具有邻近插脚延伸部的开口部分的隔板，可以将退耦构件/电路安置成与插脚紧密相邻以保持想要的阻抗，这对于具有高频电路/输出的芯片/裸片而言是必须的。

如上所述，持续需要避免由下插脚的运动特别是滑动导致的对承载板的磨损。同时，重要的是下插脚具有一定程度的运动，以将穿过插槽落下并存在于空气中的堆积的碎片和可积聚在接触面上的氧化物弄碎。因此，使下插脚完全不动会快速导致与承载板的高电阻连接。

另外，当芯片/裸片在更高的频率运行时，阻抗失配是非常不想要的并会导致信号衰减，这会被误判为有缺陷芯片/裸片。该问题的解决方案在于将退耦装置定位成尽可能靠近插脚。本公开同时解决这些问题。

图39示出被测试装置或裸片(DUT)，其中插脚位于壳体中。示出插脚对的另一实施例。

图40a-40b示出具有上插脚和下插脚的插脚对。如果该插脚对与之前实施例中的类似，则使用类似的部件编号。

但本实施例在许多方面都不同。上铰接部具有筒体/球、下铰接部，即扁平的筒体接纳部/插槽铰接部，如图所示，筒体截切成，其中切向部分被去除，以提供在不去除两个插脚的情况下将上插脚与下插脚分离的方法。可以理解，筒体的被去除的量必须足以通过提起上腿部从壳体退出上腿部而不用去除下腿部，从而截切式部分与相对的筒体周缘之间的距离小于铰接部分中的开口，使得筒体可以横向滑出。如上所述，之前的实施例可以也变型成包括该截切的特征。

与之前实施例的另一个不同是，下插脚不再像之前一样终止而是包括延伸腿部，该延伸腿部接触承载板(未示出)并穿过间隔件/座板中的孔隙。在图42-46中也示出的座板具有露出腿部的切除部分/腿部，这允许在例如承载板轨道中安置退耦构件，例如电容器(未示出)，该电容器定位成紧邻腿部以使连接距离最小并控制阻抗。如图43所示，从凸起部至坐靠在间隔件顶部的承载板为这些构件提供了之前没有的充足的空间。注意，“切除”不是仅指部件被切割，而是可以在不切割的情况下成型/形成那样。示出优选的实施例，其中多个腿部从与壳体接合但不妨碍直接接近腿部的中央区段延伸出。可根据需要改变座板的厚度，从而可以满足客户需要而无需改变整个壳体。仅有的所要求的另一改变是腿部必须通过加长或缩短而类似地改变的程度。因此，本实施例也具有可变的高度。

腿部优选与插脚上的对应物大体沿轴向对准，以允许将承载板上的触点更直接地安置在DUT触点下方。

接触面或突出部沿在其他情况下是直的平边缘定位，该平边缘与孔隙的类似的平边缘接合。这导致腿部的底部在承载板上轻微的摇摆/滚动行为。注意，突出部可以沿腿部定位在任何位置，例如如图47a-b中所示位于腿部最下方，只要突出部仍然与孔隙上的侧壁接合以产生滚动运动即可。滚动的目的是之前已解释过的将氧化物/碎片弄碎。

本公开还包括提供通过改变上部和下部之间的铰链使得当上部和下部定位在分离点/脱离点时铰链可以分离的替换上插脚的方法。分离点优选是当通过去除上止机构阻隔板而使上插脚延伸超过上止机构阻隔板时的位置。

所述方法还包括如下步骤：形成所述铰链，使得当所述腿部相对于彼此处于预定取向时上腿部可从所述下腿部分离。

所述方法还包括如下步骤：在至少一个所述上腿部上方形成可去除盖板，使得可从壳体顶部去除上腿部。

上文的描述在测试承载板和测试IC的环境下提出。但是应该理解本发明在应用上不是如此受限，本发明的发明人预计和考虑到测试插槽的其它用途。因此，术语例如“测试插槽”或“承载板”的使用不意味着任何限制。相反，本发明可用于任何和全部适合的应用。

文中提出的对本发明及其应用的描述是示例性的，不用于限制本发明的范围。可对文中公开的实施例进行变型和修改，本领域普通技术人员通过对该专利文献的学习可以理解实施例的各个元件的可用替代和等效物。可以在不脱离本发明范围和精神的前提下对文中公开的实施例进行这些和其它变型和修改。

Claims (14)

1.一种插槽，用于在具有多个触点的集成电路被测试装置和具有多个触点焊盘的承载板之间形成电连接，使得能在所述集成电路被测试装置与所述承载板之间传输信号，其中，所述触点和相应的焊盘沿触点轴线大体竖直对准，包括：

a.具有顶部和底部的引导件，引导件插置在所述触点和所述焊盘之间并包括多个间隔开的绝缘和分离的板件，由此限定用于接纳插脚对的多个狭槽；所述狭槽沿所述触点轴线至少部分地大体沿轴向对准；所述引导件还包括纵向的孔口，所述孔口基本垂直于所述轴线并延伸穿过至少一些所述板件，由此产生用于弹性体的腔体；

b.尺寸制成用于接纳在所述孔口中的细长弹性体；

c.多件式插脚对，包括：

第一上插脚腿部，其具有位于其远端的触点末端、从所述末端延伸出的上主体部分和位于其近端的上铰接部；

第二下插脚腿部，其具有位于其远端的承载板焊盘触点部分、位于其近端的下铰接部和从所述焊盘触点部分延伸至所述铰接部的下主体部分；

所述铰接部能铰接地结合以在其间形成旋转式且能枢转的电联接接触部，

所述上主体部分包括成形为与所述弹性体接合的弯曲的内周面；

所述下主体部分包括成形为与所述弹性体接合的弯曲的内周面；

从而所述腿部在位于所述插脚引导件中时至少部分地围绕所述弹性体，当所述腿部被容纳在所述狭槽中时，所述插脚对上的所述触点末端和所述承载板焊盘触点与轴线大体沿轴向对准，而所述插脚对的所述上主体部分和所述下主体部分至少部分地与所述轴线不对准。

2.一种插槽，用于在具有多个触点的集成电路被测试装置和具有多个触点焊盘的承载板之间形成电连接，使得能在所述集成电路被测试装置与所述承载板之间传输信号，其中，所述触点和相应的焊盘沿触点轴线大体竖直对准，包括：

a.具有顶部和底部的引导件，引导件插置在所述触点和所述焊盘之间并包括多个间隔开的绝缘和分离的板件，由此限定用于接纳插脚对的多个狭槽；所述狭槽沿所述触点轴线至少部分地大体沿轴向对准；所述引导件还包括纵向的孔口，所述孔口基本垂直于所述轴线并延伸穿过至少一些所述板件，由此产生用于弹性体的腔体；

b.尺寸制成用于接纳在所述孔口中的细长弹性体；

c.多件式插脚对，包括：

第一上插脚腿部，其具有位于其远端的触点末端、从所述末端延伸出的上主体部分和位于其近端的上铰接部；

第二下插脚腿部，其具有位于其远端的承载板焊盘触点部分、位于其近端的下铰接部和从所述焊盘触点部分延伸至所述铰接部的下主体部分；

所述铰接部能铰接地结合以在其间形成旋转式且能枢转的电联接接触部，当所述铰接部相对于彼此以预定取向设置时所述铰接部能分离，从而所述铰接部能在仍位于所述引导件中的同时分离以进行替换；

所述上主体部分包括成形为与所述弹性体接合的弯曲的内周面；

所述下主体部分包括成形为与所述弹性体接合的弯曲的内周面；

从而所述腿部在位于所述插脚引导件中时至少部分地围绕所述弹性体，当所述腿部被容纳在所述狭槽中时，所述插脚对上的所述触点末端和所述承载板焊盘触点与轴线大体沿轴向对准，而所述插脚对的所述上主体部分和所述下主体部分至少部分地与所述轴线不对准。

3.根据权利要求2所述的插槽，其中，所述铰接部包括具有接纳部开口的插槽部分和能接纳在所述插槽中的盘部分，并且所述盘部分包括直径小于所述接纳部开口的部分，从而所述盘部分当以预定位置取向时能穿过所述接纳部开口被移除。

4.根据权利要求3所述的插槽，其中，所述盘部分是截切式的圆盘。

5.根据权利要求4所述的插槽，其中，所述截切式的盘包括截切式的边缘，并且所述边缘是凹形的。

6.根据权利要求2所述的插槽，其中，所述引导件的顶部和底部限定有狭槽，并且所述引导件还包括覆盖所述顶部上的所述狭槽中至少一个狭槽的能去除的板件，从而当去除所述板件并且所述铰接部以所述预定位置取向时，能在不去除所述下插脚腿部的情况下去除所述上插脚腿部。

7.根据权利要求2所述的插槽，其中，所述上插脚腿部包括远端，并且至少一个上插脚腿部包括偏移部分使得所述上插脚腿部的末端与至少一个其它末端共线。

8.根据权利要求2所述的插槽，其中，所述上插脚腿部包括横向偏移部分，并且至少一个相邻的上插脚腿部具有不相等的横向部分。

9.一种在具有触点的被测试装置与具有触点焊盘的承载板之间提供弹性电接触部的方法，所述触点和焊盘沿轴线对准，并且所述方法将导电的插脚对包括进来，所述插脚对包括具有末端的上腿部和具有腿部触点的下腿部，各腿部具有主体部分和铰接部，所述方法包括下列步骤：

a.将所述插脚对定位在所述触点和焊盘之间，所述插脚的所述末端和所述腿部触点与所述轴线对准；

b.将所述主体部分的一部分定位成偏离所述轴线；

c.将所述铰接部定位成偏离所述轴线；

d.将所述腿部偏置成彼此分开，使得所述末端和所述腿部触点与所述被测试装置和所述承载板实现电接触。

10.根据权利要求9所述的方法，还包括如下步骤：

a.形成所述铰接部，使得当所述腿部相对于彼此处于预定取向时，所述上腿部与所述下腿部能分离。

11.根据权利要求10所述的方法，还包括如下步骤：在至少一个所述上腿部上方形成能去除的盖板。

12.一种在具有触点的被测试装置与具有触点焊盘的承载板之间提供弹性电接触部的方法，所述触点和焊盘沿轴线对准，并且所述方法将导电的插脚对包括进来，所述插脚对包括具有末端的上腿部和具有腿部触点的下腿部，各腿部具有主体部分和铰接部，所述方法包括下列步骤：

a.将所述插脚对定位在所述触点和焊盘之间，所述插脚的所述末端和所述腿部触点与所述轴线对准；

b.将所述主体部分的一部分定位成偏离所述轴线；

c.将所述铰接部定位成偏离所述轴线；

d.将所述腿部偏置成彼此分开，使得所述末端和所述腿部触点与所述被测试装置和所述承载板实现电接触；

e.将所述腿部触点延伸穿过从插脚切下的间隔件，使得退耦装置能邻接所述腿部触点定位并连接到所述腿部触点。

13.一种插槽，用于在具有多个触点的集成电路被测试装置和具有多个触点焊盘的承载板之间形成电连接，使得能在所述集成电路被测试装置与所述承载板之间传输信号，其中，所述触点和相应的焊盘沿触点轴线大体竖直对准，包括：

a.具有顶部和底部的引导件，引导件插置在所述触点和所述焊盘之间并包括多个间隔开的绝缘和分离的板件，由此限定用于接纳插脚对的多个狭槽；所述狭槽沿所述触点轴线至少部分地大体沿轴向对准；所述引导件还包括纵向的孔口，所述孔口基本垂直于所述轴线并延伸穿过至少一些所述板件，由此产生用于弹性体的腔体；

b.尺寸制成用于接纳在所述孔口中的细长弹性体；

c.多件式插脚对，包括：

第一上插脚腿部，其具有位于其远端的触点末端、从所述末端延伸出的上主体部分和位于其近端的上铰接部；

第二下插脚腿部，其具有位于其远端的承载板焊盘触点部分、位于其近端的下铰接部和从所述焊盘触点部分延伸至所述铰接部的下主体部分，并且所述第二下插脚腿部包括腿部延伸部；所述腿部延伸部具有从具有类线性壁的引导件中的孔隙穿过的线性壁区段；所述线性壁区段包括突出的接触面，所述接触面大体垂直于所述线性壁区段延伸并提供靠着所述孔隙的壁的滑动接触点；

所述铰接部能铰接地结合以在其间形成旋转式且能枢转的电联接接触部，

所述上主体部分包括成形为与所述弹性体接合的弯曲的内周面；

所述下主体部分包括成形为与所述弹性体接合的弯曲的内周面；

从而所述腿部在位于所述插脚引导件中时至少部分地围绕所述弹性体，当所述腿部被容纳在所述狭槽中时，所述插脚对上的所述触点末端和所述承载板焊盘触点与轴线大体沿轴向对准，而所述插脚对的所述上主体部分和所述下主体部分至少部分地与所述轴线不对准。

14.根据权利要求13所述的插槽，其中，所述接触面大体邻接所述腿部的远端定位。