CN107076781A

CN107076781A - 测试连接器

Info

Publication number: CN107076781A
Application number: CN201580058463.6A
Authority: CN
Inventors: 郑永倍
Original assignee: ISC Co Ltd
Current assignee: ISC Co Ltd
Priority date: 2015-10-01
Filing date: 2015-10-01
Publication date: 2017-08-18
Also published as: WO2017057786A1

Abstract

一种配置于测试目标装置与测试装置之间且将所述测试目标装置的端子电连接至所述测试装置的衬垫的测试连接器，所述测试连接器包含：传导性部分，其中多个传导性粒子沿着厚度方向配置于弹性绝缘材料的区域处，所述区域对应于所述测试目标装置的所述端子；在所述传导性部分之间的绝缘支撑部分，以包围且支撑所述传导性部分的方式设置；以及在所述传导性部分中的每一个中的弹性部件，每一弹性部件是通过螺旋缠绕传导性电线而形成。在每一所述传导性部分中，多个弹性材料彼此邻近。

Description

测试连接器

技术领域

一或多个例示性实施例是关于一种测试连接器，且更特定言之，是关于一种甚至在高温下仍具有稳定电性质的测试连接器。

背景技术

一般而言测试目标装置与测试装置之间的电连接必须稳定以对测试目标装置执行电性质测试。测试连接器大体用作用于连接测试目标装置与测试装置的装置。

测试连接器连接测试目标装置的端子与测试装置的衬垫，使得可互动地交换电信号。为了如此进行，将弹性传导性薄片或弹簧式顶针用作测试连接器中的连接单元。弹性传导性薄片包含与测试目标装置的端子连接的弹性传导性单元，且弹簧式顶针包含弹簧，以便支撑测试目标装置与测试装置之间的连接。弹簧式顶针用于多数测试连接器中，因为弹簧式顶针可在连接期间缓冲机械冲击。

图1中示出测试连接器的实例。测试连接器包含：形成于测试连接器(20)的接触球状栅格阵列(ball grid array，简称：BGA)半导体装置(2)的球形导线(4)的区域中的传导性硅部分(8)；以及形成于不接触半导体装置(2)的球形导线(4)的区域中以支撑传导性硅部分(8)且充当绝缘层的绝缘硅部分(6)。传导性硅部分(8)包含为在硅橡胶中具有某些间隔的间隔部分的传导性粒子(8a)。测试连接器(20)安装于包含多个衬垫(10)的测试装置(9)上。详言之，在测试装置(9)的衬垫(10)接触传导性硅部分(8)时，将测试连接器(20)安装于测试装置(9)上。

为了测试连接器的测试，降低半导体装置，使得半导体装置(2)的球形导线(4)接触传导性硅部分(8)。接着，当另外降低半导体装置(2)时，传导性硅部分(8)经在厚度方向上压缩且变得具导电性。在此情况下，当自测试装置(9)施加电信号时，经由传导性硅部分(8)将电信号传输至半导体装置(2)。因此，执行电测试。

半导体装置可在室温或高温下执行测试。此测试被称作“预烧测试”。在预烧测试期间，归因于与材料的性质有关的问题，电性质可减弱。减弱的原因之一是因为归因于硅橡胶在高温下在传导性硅部分中的膨胀，传导性硅部分中的传导性粒子之间的间隔增大。举例而言，如图1中所示出，在室温下由间隔S1间隔开的传导性粒子可在高温下由间隔S2(S2＞S1)间隔开，如图2中所示出。意即，传导性粒子之间的距离可增大。当传导性粒子之间的间隔增大时，传导性粒子可能不能够相互接触，此因此可引起总体电性质的减弱。

发明内容

技术问题

一或多个例示性实施例包含一种甚至在高温下仍具有稳定电性质的测试连接器。

解决问题的手段

根据一或多个例示性实施例，一种配置于测试目标装置与测试装置之间且将测试目标装置的端子电连接至测试装置的衬垫的测试连接器，所述测试连接器包含：传导性部分，其中多个传导性粒子沿着厚度方向配置于弹性绝缘材料的区域处，区域对应于测试目标装置的端子；在传导性部分之间的绝缘支撑部分，以包围且支撑传导性部分的方式设置；以及在传导性部分中的每一个中提供的弹性部件，每一弹性部件是通过螺旋缠绕传导性电线而形成。在每一传导性部分中，多个弹性部件彼此邻近。

弹性部件可被设置以用以甚至当弹性部件间隔开时仍维持相互之间的接触。

当N表示螺旋缠绕传导性电线的次数时，可满足N≥1/2。

传导性粒子可分布于弹性部件周围。

当d表示传导性电线的电线直径时，可满足0.01mm＜d＜3mm。

当D表示螺旋缠绕的传导性电线的外径时，可满足0.01mm＜D＜0.5mm。

在弹性材料中，可满足D＞d。

根据一或多个例示性实施例，一种配置于测试目标装置与测试装置之间且将测试目标装置的端子电连接至测试装置的衬垫的测试连接器，所述测试连接器包含：传导性部分，其中多个传导性粒子沿着厚度方向配置于弹性绝缘材料的区域处，区域对应于测试目标装置的端子；在传导性部分之间的绝缘支撑部分，以包围且支撑传导性部分的方式设置；以及在传导性部分中的每一个中提供的弹性弹簧，每一弹性弹簧是通过螺旋缠绕传导性电线而形成。至少两个弹性弹簧经缠结且提供于每一传导性部分中。

多个弹性弹簧可相互邻近地配置，且传导性粒子分布于弹性弹簧周围。

至少两个弹性弹簧可在厚度方向上配置。

本发明的效果

根据一或多个例示性实施例，在测试连接器中，传导性粒子和弹簧状弹性部件被混合并在导电部分中使用，因此相邻弹簧被构造成即使当弹性绝缘材料在高温下膨胀被交织在一起。因此，电特性的劣化可以被最小化。

附图说明

图1为说明根据现有技术的测试连接器的图。

图2为说明在高温下的图1的测试连接器的图。

图3为说明根据例示性实施例的测试连接器的图。

图4为说明图3的测试连接器的操作的图。

具体实施方式

现将详细对实施例进行参考，其实例在附图中说明。

根据例示性实施例的测试连接器(100)配置于测试目标装置(140)与测试装置(150)之间，且将测试目标装置(140)的端子(141)与测试装置(150)的衬垫(151)彼此电连接。

测试连接器(100)包含传导性部分(110)、绝缘支撑部分(120)以及弹性材料(130)。

传导性部分(110)指沿着厚度方向配置于弹性绝缘材料中对应于测试目标装置(140)的端子(141)的任何处的多个传导性粒子(111)。磁性传导性粒子(111)密集地配置于传导性部分(110)中的厚度方向上。

形成传导性部分(110)的弹性绝缘材料可为具有桥接器结构的热阻性聚合物材料。固化聚合物质形成材料可用以获得具有桥接器结构的聚合物材料。材料的实例可包含：共轭二烯类橡胶(conjugated diene-based rubber)，诸如，硅酮橡胶(silicone rubber)、聚丁二烯橡胶(polybutadiene rubber)、天然橡胶(natural rubber)、聚异戊二烯橡胶(polyisoprene rubber)、苯乙烯-丁二烯共聚物橡胶(styrene-butadiene copolymerrubber)、丙烯腈-丁二烯共聚物橡胶(acrylonitrile-butadiene copolymer rubber)以及其氢化产物；嵌段共聚物橡胶(block copolymer rubber)，诸如，苯乙烯-丁二烯-二烯嵌段三元共聚物橡胶(styrene-butadiene-diene block terpolymer rubber)、苯乙烯-异戊二烯嵌段共聚物(styrene-isoprene block copolymer)以及其氢化产物；以及氯丁二烯橡胶(chloroprene rubber)、胺基甲酸酯橡胶(urethane rubber)、聚酯类橡胶(polyester-based rubber)、表氯醇橡胶(epichlorohydrin rubber)、乙烯-丙烯共聚物橡胶(ethylene-propylene copolymer rubber)、乙烯-丙烯-二烯三元共聚物橡胶(ethylene-propylene-diene terpolymer rubber)、液体环氧树脂橡胶(liquid epoxy rubber)以及类似的。

关于可加工性以及电性质，硅酮橡胶是较佳的。

又，当通过使用测试连接器(100)对形成于晶圆上的集成电路执行探针测试或预烧测试时，弹性聚合物材料为额外液体硅酮橡胶的固化产物(下文，被称作“硅酮橡胶固化产物”)。在150℃下，弹性聚合物材料可具有较佳地10％或少于10％、更佳地8％或少于8％且再较佳地6％或少于6％的压缩永久变形。在压缩永久变形超过10％的情况下，当获得的测试连接器(100)重复使用若干次或在高温下使用时，传导性部分(110)可易受永久变形。因此，一连串传导性粒子(111)可在传导性部分(110)中散射，且因此，可能难以维持传导率。

又，在23℃，硅酮橡胶固化产物可具有较佳地10至60、更佳地15至60或特别较佳地20至60的硬度计A标度。当硬度计A标度小于10时，使传导性部分(110)绝缘的绝缘支撑部分可过度变形，且可能难以使传导性部分(110)绝缘。又，当硬度计A标度超过(例如)60时，测试目标可易于改质或受到损伤，因为对于传导性部分(110)上的适当变形，具有实质重量的大量力是必要的。

测试连接器(100)包含在传导性部分(110)中的传导性粒子(111)，通过施加磁力来移动来自模制材料当中的传导性粒子(111)，也就是说，优选考虑使用呈现磁性的。磁性传导性粒子(111)的实例可包含：磁性金属的粒子，诸如，铁、钴、镍、其合金或含有此等金属的粒子；以上粒子中的一个为核心粒子且镀有诸如金、银、钯、铑或类似金属的高传导性金属的粒子；非磁性金属粒子、无机物质粒子(诸如，玻璃珠粒)或聚合物粒子为核心粒子且具有镀有传导性磁性金属(诸如，镍、钴或类似金属)的核心粒子的表面的粒子；或核心粒子镀有传导性磁性材料以及高传导性金属的粒子。

可使用具有由镍形成的核心粒子且镀有诸如金或银的高传导性金属的粒子。

可使用无电极电镀来在核心粒子的表面上镀上传导性金属。然而，电镀方法不限于此。

当将传导性金属镀在核心粒子上以形成传导性粒子(111)时，关于获得高传导率，传导性金属在粒子表面上的覆盖率(由传导性金属覆盖的核心粒子的表面积的比率)可较佳地为40％或多于40％，更佳地为45％或多于45％，且特别较佳地为47％至95％。

传导性金属的覆盖量可较佳地为核心粒子的2.5重量％至50重量％，更佳地为核心粒子的3重量％至30重量％，再较佳地为核心粒子的3.5重量％至25重量％，且特别较佳地为4重量％至20重量％。当待电镀的传导性金属为金时，覆盖量可较佳地为核心粒子的3重量％至30重量％，更佳地为核心粒子的3.5重量％至25重量％，再较佳地为核心粒子的4重量％至20重量％，且特别较佳地为4.5重量％至10重量％。替代地，当待电镀的传导性金属为银时，覆盖量可较佳地为核心粒子的3重量％至30重量％，更佳地为核心粒子的4重量％至25重量％，再较佳地为核心粒子的5重量％至23重量％，且特别较佳地为6重量％至20重量％。

又，传导性粒子(111)中的每一个的直径可较佳地为1μm至500μm、更佳地为2μm至400μm、再较佳地为5μm至300μm且特别较佳地为10μm至150μm。

传导性粒子(111)的粒度分布(Dw/Dn)可较佳地为1至10、更佳地1至7、再较佳地1至5且特别较佳地1至4。

当传导性粒子(111)满足以上条件时，可通过施加压力方便地修改测试连接器(100)，且测试连接器(100)的传导性部分(110)中的传导性粒子(111)之间的电接触可足够。

传导性粒子(111)可为球形或星形，使得其易于分布于聚合物质形成材料中，然而其形状不限于此。

绝缘支撑部分(120)提供于传导性部分(110)周围，且使传导性部分(110)绝缘且支撑传导性部分(110)。绝缘支撑部分(120)由弹性绝缘材料形成，且不包含或几乎不包含传导性粒子(111)，可由与传导性部分(110)的弹性绝缘材料相同的材料形成，例如，硅酮橡胶。然而，材料不限于此，且可使用各种材料。

弹性部件(130)提供于传导性部分(110)中且通过螺旋缠绕传导性电线而形成，以相互邻近地提供于传导性部分(110)中。当通过来自测试目标装置(140)的端子(141)的力在厚度方向上压缩传导性部分(110)时，弹性部件(130)可彼此相邻。

弹性部件(130)可具有弹簧状形状(具有弹簧状形状的弹性部件(130)被称作“弹性弹簧”)。在此情况下，当已缠绕传导性电线的次数(或“旋转”)被称作N时，N≥1/2。又，由于多个传导性粒子(111)分布于弹性部件(130)周围，因此传导性路径(电在厚度方向上流动经由所述传导性路径)可连同弹性部件(130)以及传导性粒子(111)一起形成。

举例而言，当传导性电线的电线直径为d时，0.01mm＜d＜3mm，且当螺旋缠绕的传导性电线的外径为D时，0.01mm＜D＜0.5mm。又，弹性部件130可示出D＞d，使得弹性部件(130)可易于与另一邻近弹性部件(130)缠结在一起。

弹性部件(130)可包含磁性纤维，且其的长度可小于传导性部分(110)的厚度。详言之，弹性部件(130)的长度可为传导性部分(110)的厚度的至多1/2，使得至少两个弹性部件(130)可配置于传导性部分(110)中。弹性部件(130)中的磁性纤维的实例可包含由镍、铁、钴、不锈钢(SUS)或其合金形成的磁性金属纤维。在此情况下，可通过使用诸如金、银、铜、铑、钯或其合金的传导性金属来电镀磁性金属纤维的表面。可通过电镀传导性金属来减小电阻。

弹性部件(130)中的传导性电线也可由其上电镀了磁性金属的非磁性纤维形成。在此情况下，关于非磁性纤维，可使用诸如磷青铜(phosphor bronze)、黄铜(brass)、不锈钢(SUS)或碳纤维的非磁性金属纤维，以及诸如镍、镍钴合金以及铁的磁性金属。此外，非磁性纤维可包含非磁性无机纤维或非磁性有机纤维(诸如，玻璃纤维或芳酰胺纤维(aramidfiber))，且可镀有传导性金属。

根据本例示性实施例的测试连接器(100)可具有如下的效应。

首先，在将测试连接器(100)安装于测试装置(150)上时朝向测试连接器(100)移动测试目标装置(140)，使得传导性部分(110)接触测试装置(150)的衬垫(151)。接下来，降低测试连接器(100)，使得测试目标装置(140)的端子(141)触碰传导性部分(110)的上表面，如图4中所示出。接着，当自测试装置(150)施加电信号时，在经由传导性部分(110)将电信号传输至测试目标装置(140)时执行电测试。

在于高温(150℃或高于150℃)下执行测试的情况下，传导性部分(110)中的传导性粒子(111)变得在相互远离的方向上间隔开，甚至当为弹性绝缘材料的硅酮橡胶过度膨胀时。又，归因于硅酮橡胶的膨胀，弹性部件(130)也在相互远离的方向上移动。然而，由于多个弹性部件(130)缠结，因此弹性部件(130)仍相互接触，甚至当其远离彼此移动时，且因此，电性质不减弱。

又，由于根据例示性实施例的测试连接器(100)使用传导性粒子(111)以及弹簧形弹性部件(130)，因此弹性部件(130)可通过与传导性粒子(111)相比减小电接触点而具有稳定电性质。

又，归因于弹性部件(130)的弹性，根据例示性实施例的测试连接器(100)可具有较小总接触力(contact force)。

又，根据例示性实施例的测试连接器(100)可维持稳定接触性质，甚至当归因于硅酮橡胶在高温下的膨胀，传导性粒子(111)之间的距离增大时。此因为弹簧形状的弹性部件(130)缠结。弹簧形状的弹性部件(130)可至少缠绕一次，且弹簧形状的弹性部件(130)的间距可大于电线的直径，使得弹性部件(130)可缠结。

例示性实施例不限于以上根据例示性实施例描述的测试连接器。举例而言，弹性部件不限于弹簧形状，且可具有甚至当传导性部分中的硅酮橡胶在高温下膨胀时仍可维持邻近弹性部件之间的接触的任何形状(诸如，字母“C”或“S”的形状)。意即，传导性部分中可使用各种形状，而与弹簧形状或转数无关。

虽然已参看诸图描述一或多个例示性实施例，但一般本领域相关技术人员将理解，可在不脱离如由所附权利要求书所定义的本发明概念的精神以及范畴的情况下在其中进行形式以及细节的各种改变。

Claims

1.一种配置于测试目标装置与测试装置之间且将所述测试目标装置的端子电连接至所述测试装置的衬垫的测试连接器，所述测试连接器包括：

传导性部分，其中多个传导性粒子沿着厚度方向配置于弹性绝缘材料的区域处，所述区域对应于所述测试目标装置的所述端子；

在所述传导性部分之间的绝缘支撑部分，以包围且支撑所述传导性部分的方式设置；以及

在所述传导性部分中的每一个中提供的弹性部件，每一所述弹性部件是通过螺旋缠绕传导性电线而形成，

其中在每一所述传导性部分中，多个所述弹性部件彼此邻近。

2.根据权利要求1所述的测试连接器，其中所述弹性部件被设置以用以甚至当所述弹性部件间隔开时仍维持相互之间的接触。

3.根据权利要求1所述的测试连接器，其中当N表示螺旋缠绕所述传导性电线的次数时，满足N≥1/2。

4.根据权利要求1所述的测试连接器，其中所述传导性粒子分布于所述弹性部件周围。

5.根据权利要求1所述的测试连接器，当d表示所述传导性电线的电线直径时，满足0.01mm＜d＜3mm。

6.根据权利要求5所述的测试连接器，当D表示螺旋缠绕的所述传导性电线的外径时，满足0.01mm＜D＜0.5mm。

7.根据权利要求6所述的测试连接器，其中在所述弹性材料中满足D＞d。

8.一种配置于测试目标装置与测试装置之间且将所述测试目标装置的端子电连接至所述测试装置的衬垫的测试连接器，所述测试连接器包括：

在所述传导性部分中的每一个中提供的弹性弹簧，每一所述弹性弹簧是通过螺旋缠绕传导性电线而形成，

其中至少两个所述弹性弹簧经缠结且提供于每一所述传导性部分中。

9.根据权利要求8所述的测试连接器，其中多个所述弹性弹簧相互邻近地配置，且所述传导性粒子分布于所述弹性弹簧周围。

10.根据权利要求8所述的测试连接器，其中至少两个所述弹性弹簧在所述厚度方向上配置。