CN108696990A - 用于将半导体装置附接到电路板的装置 - Google Patents

Abstract

本发明揭示一种用于将半导体装置附接到高于第一温度的电路板的装置。所述装置包含钩部件，所述钩部件包含第一钩、第二钩、以及在所述第一钩和所述第二钩之间的主体。所述主体具有第一表面、与所述第一表面相对的第二表面、以及从所述第一表面延伸到所述第二表面的第一孔。所述装置进一步包含固定部件和固持器。所述固定部件具有第二孔，且所述固持器通过所述第一孔和所述第二孔并且与所述固定部件接合。

Description

用于将半导体装置附接到电路板的装置

技术领域

本发明大体上涉及一种用于半导体测试的装置，且更具体地说，涉及一种用于将半导体装置附接到电路板的装置。

背景技术

半导体装置、电路或裸片在大批量生产之前通常要进行测试。一般来说，半导体装置在可测试之前安装于电路板上。为了将半导体装置安装于电路板上，可使用模板制造过程和表面安装技术(SMT)。模板制造是将焊膏沉积于印刷电路板(PCB)上以产生电连接的过程。SMT是用于产生其中电子组件直接安装或放置到PCB的表面上的电子电路的方法。模板制造和SMT过程中的每一者通常需要数周来完成，且因此延长在半导体装置的测试程序可开始之前所需的总时间。

发明内容

在一些实施例中，根据一个方面，揭示一种用于将半导体装置附接到高于第一温度的电路板的装置。所述装置包含钩部件，所述钩部件包含第一钩、第二钩、以及在所述第一钩和所述第二钩之间的主体。所述主体具有第一表面、与所述第一表面相对的第二表面、以及从所述第一表面延伸到所述第二表面的第一孔。所述装置进一步包含固定部件和固持器。所述固定部件具有第二孔，且所述固持器通过所述第一孔和所述第二孔并且与所述固定部件接合。

在一些实施例中，根据另一方面，揭示一种用于将半导体装置附接到高于第一温度的电路板的装置。所述装置包含第一钩部件，所述第一钩部件包含第一主体和连接到所述第一主体的第一钩。所述第一主体具有第一表面、与所述第一表面相对的第二表面、以及从所述第一表面延伸到所述第二表面的第一孔。所述装置进一步包含第二钩部件，所述第二钩部件包含第二主体和连接到所述第二主体的第二钩。所述第二主体具有第一表面、与第一表面相对的第二表面、以及从所述第一表面延伸到所述第二表面的第二孔。所述装置进一步包含具有第三孔的固定部件、以及与所述固定部件接合的固持器。

附图说明

当结合附图阅读时，从以下详细描述最佳理解本发明的各方面。应注意，各种特征可能未按比例绘制，且各种特征的尺寸可出于论述的清楚起见任意增大或减小。

图1是说明根据本发明的一些实施例的用于电迁移测试的测试系统的示意图。

图2是说明根据本发明的一些实施例的用于将半导体装置附接到电路板的装置的分解视图的示意图。

图3A是说明根据本发明的一些实施例的钩部件的俯视图的示意图。

图3B是说明根据本发明的一些实施例的钩部件的侧视图的示意图。

图4是说明根据本发明的一些实施例的固持器的示意图。

图5A是说明根据本发明的一些实施例的钩部件的俯视图的示意图。

图5B是说明根据本发明的一些实施例的钩部件的透视图的示意图。

图5C是说明根据本发明的一些实施例的钩部件的俯视图的示意图。

图5D是说明根据本发明的一些实施例的钩部件的透视图的示意图。

图6A是说明根据本发明的一些实施例的钩部件的组合的俯视图的示意图。

图6B是说明根据本发明的一些实施例的钩部件的组合的侧视图的示意图。

图6C是说明根据本发明的一些实施例的钩部件的组合的透视图的示意图。

图7A是说明根据本发明的一些实施例的钩部件的俯视图的示意图。

图7B是说明根据本发明的一些实施例的钩部件的侧视图的示意图。

图7C是说明根据本发明的一些实施例的钩部件的组合的侧视图的示意图。

图8是说明根据本发明的一些实施例的钩部件的组合的俯视图的示意图。

图9A是说明根据本发明的一些实施例的钩部件的俯视图的示意图。

图9B是说明根据本发明的一些实施例的钩部件的侧视图的示意图。

图9C是说明根据本发明的一些实施例的钩部件的组合的俯视图的示意图。

图9D是说明根据本发明的一些实施例的钩部件的组合的侧视图的示意图。

图10A是说明根据本发明的一些实施例的用于将半导体装置附接到电路板的装置的操作的示意图。

图10B是说明根据本发明的一些实施例的用于将一或多个半导体装置附接到电路板的装置的操作的示意图。

具体实施方式

在下文详细论述本发明的实施例的制造和使用。然而，应了解，实施例阐述可在各种具体上下文中体现的多个适用的概念。应理解，以下揭示内容提供实施各种实施例的不同特征的多个不同实施例或实例。下文出于论述的目的描述组件和布置的具体实例。当然，这些组件以及布置仅为实例且并不意图为限制性的。

下文使用特定语言揭示图中所说明的实施例或实例。然而，将理解，所述实施例和实例并不意图是限制性的。如相关领域普通技术人员通常所理解地，所揭示的实施例的任何变更和修改以及本文档中所揭示的原理的任何进一步应用处于本发明的范围内。

此外，本发明可在各种实例中重复参考标号和/或字母。此重复是出于简单和清楚的目的，且本身并不指示所论述的各种实施例和/或配置之间的关系。

根据至少一些实施例，本发明的目标是提供一种用于将一或多个半导体装置附接到电路板的装置。所述装置的使用消除了模板制造过程和SMT过程两者，且因此缩短在用于半导体装置的测试程序可开始之前的总准备时间。

在电迁移测试程序和热循环测试程序期间，半导体装置置于维持大于或等于165摄氏度(℃)的温度的炉中。然而，市场上可用的常规测试插座不被设计成用于维持具有此高温的测试环境。根据至少一些实施例，本发明的目标是提供一种用于将半导体装置附接到可维持至少约120℃、至少约165℃、至少约200℃或至少约250℃的环境温度的电路板的装置。

图1是说明根据本发明的一些实施例的用于电迁移测试的测试系统100的示意图。测试系统100包含计算机10、多个电源12、数据存取获取系统(DAS)14、多个DAS模块16和炉18。处于测试下的一或多个半导体装置将安置于炉18内的一或多个测试载具上。计算机10经配置以控制电源12以将稳定且一致的测试电流提供到测试载具20。DAS 14经配置以从测试载具20上处于测试下的半导体装置获取电压和电流的测量值。多个DAS模块16具有与DAS14基本上相同的功能，而且可同时从处于测试下的多个半导体装置获取电压和电流的测量值。基于电压和电流的测量值，计算机10通过观测处于测试下的半导体装置的电阻是否超过预定阈值电平，来估计处于测试下的半导体装置的寿命。

在一些实施例中，也可在热循环测试中使用测试系统100。热循环测试是通常以相对较高的改变速率循环通过两个温度极值的过程。热循环测试可为在评估产品可靠性时以及在制造时使用的环境应力测试，以通过热疲劳诱发失败，从而发现早期的潜在缺陷。

在电迁移测试和热循环测试两者中，处于测试下的半导体装置的温度处于控制下。在一些实施例中，炉18可在电迁移测试或热循环测试期间为半导体装置提供可调温度。

在一些实施例中，在半导体装置测试期间，半导体可使用装置附接到电路板，无需模板制造过程或SMT过程。图2是说明根据本发明的一些实施例的用于将半导体装置附接到电路板的装置200的分解视图的示意图。所述装置包含钩部件202、固定部件230和固持器220。钩部件202包含第一钩206和第二钩208。第一钩206和第二钩208通过主体204连接。主体204包含第一表面212和与第一表面212相对的第二表面214。第一孔安置于主体204上并且从第一表面212延伸到第二表面214。

在一些实施例中，固定部件230可呈螺母形式。第二孔232可安置于固定部件230的中心中。固定部件230的外表面可包含滚花，使得固定部件230可易于手动或通过特定工具(例如力矩扳手)扭转。

在一些实施例中，固持器220可包含螺栓区段216和对接区段218。螺栓区段216经配置以通过第一孔210并且通过第二孔232与固定部件230接合。螺栓区段216的表面、第一孔210和第二孔232的内表面可包含螺纹。因此，可通过旋转固定部件230逐步地调整对接区段218的位置。在一些实施例中，对接区段218可经配置以接触处于测试下的半导体装置的上表面并且施加压力给半导体装置。

在一些实施例中，钩部件202、固定部件230和固持器220可由具有至少约120℃、至少约165℃、至少约200℃或至少约250℃的熔点的材料形成，或包含所述材料。因此，装置200能够将半导体装置附接到处于至少约120℃、至少约165℃、至少约200℃或至少约250℃的温度下的炉18中的电路板。

在一些实施例中，钩部件可包含大于一个孔。图3A是说明根据本发明的一些实施例的钩部件302的俯视图的示意图。如图3A中所示，钩部件302包含五个孔310。固持器220可取决于适用于接触处于测试下的半导体装置的位置而通过孔310中的任一者。可变化或调整或修改孔的数目和孔的位置。

图3B是说明根据本发明的一些实施例的钩部件302的侧视图的示意图。第一钩306和第二钩308通过主体304连接。第一钩306和第二钩308经配置以钩在电路板的相对侧(或边缘)上。钩部件的组件的规范和尺寸可变化。举例来说，可取决于用于形成钩部件302的材料而调整或修改主体304的厚度以及第一钩306和第二钩308的长度。安置于钩部件310上的孔310具有用于使固持器通过所述孔的直径。

图4是说明根据本发明的一些实施例的固持器420的示意图。固持器420包含螺母430、螺栓区段416和对接区段418。螺母430固定到螺栓区段416的第一端，且对接区段418固定到螺栓区段416的第二端。当旋转螺母430时，螺栓区段416和对接区段418将同时旋转。在一些实施例中，螺母430的外表面可包含滚花，使得螺母430可易于手动或通过特定工具(例如力矩扳手)扭转。

在一些实施例中，钩部件可包含大于两个钩。图5A和5B是分别说明根据本发明的一些实施例的钩部件510的俯视图和透视(三维)视图的示意图。如图5A中所示，钩部件510包含第一钩514、第二钩516和第三钩518。孔512安置于钩部件510上以用于使固持器通过。

第一角度522界定于第一钩514和第二钩516之间，第二角度524界定于第一钩514和第三钩518之间，且第三角度526界定于第二钩516和第三钩518之间。在一些实施例中，第一角度522、第二角度524和第三角度526可具有基本上相同的角度。在一些实施例中，第一角度522、第二角度524和第三角度526可以是不同的且可根据半导体装置附接到的电路板的形状进行个别地调整。

虽然图5A和5B中所示出的第一钩514、第二钩516和第三钩518具有基本上相同的长度，但第一钩514、第二钩516和第三钩518的长度可以是不同的且可根据半导体装置附接到的电路板的形状进行个别地调整。

图5C和5D分别说明根据本发明的一些实施例的钩部件530的俯视图和透视(三维)视图的示意图。钩部件530包含第一钩532、第二钩534、第三钩536和第四钩538。孔542安置于钩部件530上以用于使固持器通过。

虽然图5C和5D中所示出的第一钩532、第二钩534、第三钩536和第四钩538具有基本上相同的长度，但第一钩532、第二钩534、第三钩536和第四钩538的长度可相同或不同并且可根据半导体装置附接到的电路板的形状进行个别地调整。钩之间的角度可相同或可不同和可根据半导体装置附接到的电路板的形状进行个别地调整。

在一些实施例中，用于将半导体装置附接到电路板的装置可包含多个钩部件的组合。图6A是说明根据本发明的一些实施例的钩部件的组合的俯视图的示意图。在一些实施例中，钩部件602或钩部件604具有与如图3A和3B中所示的钩部件302基本上相同的结构。如图6A中所示，钩部件602堆叠于钩部件604上方。多个孔安置于钩部件602和604中的每一者的主体上。

当钩部件602堆叠于钩部件604上方时，钩部件602的一个孔和钩部件604的一个孔对准以用于使固持器通过。在图6A中，钩部件602的中心孔610与钩部件604的中心孔对准。然而，钩部件602和604的不同孔可取决于适用于将半导体装置连接到处于测试下的电路板的位置而对准。

图6B是说明根据本发明的一些实施例的钩部件的组合的侧视图的示意图。图6C是说明根据本发明的一些实施例的钩部件的组合的透视(三维)视图的示意图。如图6B中所示，钩部件602的钩606的长度L1可大于钩部件604的钩608的长度L2。或者，在一些实施例中，如果钩部件602和604由柔性材料制成使得钩部件602和钩部件604的主体可弯曲，那么长度L1和长度L2可基本上相同或长度L2可大于长度L1。

在一些实施例中，钩部件可包含单个钩。图7A是说明根据本发明的一些实施例的钩部件710的俯视图的示意图。如图7A中所示，钩部件710在钩部件710的一个边缘上具有一个钩716。多个孔720安置于钩部件710的主体712上。图7B是说明根据本发明的一些实施例的钩部件710的侧视图的示意图。

在一些实施例中，用于将半导体装置附接到电路板的装置可包含多个钩部件的组合，其中的每一者包含单个钩。图7C是说明根据本发明的一些实施例的钩部件的组合的侧视图的示意图。如图7C中所示，钩部件740堆叠于钩部件730上方。在一些实施例中，钩部件730和740可具有与钩部件710基本上相同的结构。在一些替代性实施例中，钩部件730和740可具有彼此不同的结构。钩部件730的一个孔760和钩部件740的一个孔750对准以用于使固持器通过。

如图7C中所示，钩部件740的钩的长度L4可大于钩部件730的钩的长度L3。或者，在一些实施例中，如果钩部件730和740由柔性材料制成使得钩部件730和钩部件740的主体可弯曲，那么长度L3和长度L4可基本上相同或长度L3可大于长度L4。

在一些实施例中，用于将半导体装置附接到电路板的装置可包含大于两个钩部件的组合，其中的每一者包含单个钩。图8是说明根据本发明的一些实施例的钩部件的组合的俯视图的示意图。在一些实施例中，钩部件810、820和830可具有与钩部件710基本上相同的结构。在一些替代性实施例中，钩部件810、820和830可具有彼此不同的结构。多个孔安置于钩部件810、820和830的主体上。如图8中所示，钩部件810、820和830堆叠，其中各自具有其对准的孔850中的一者。固持器可通过孔850。

在一些实施例中，钩部件可包含安置于钩部件的侧面上的一或多个孔。图9A是说明根据本发明的一些实施例的钩部件的俯视图的示意图。钩部件910在钩部件910的一个边缘上具有一个钩916。多个孔920安置于钩部件910的主体上以用于使固持器通过。图9B是说明根据本发明的一些实施例的钩部件的侧视图的示意图。如图9B中所示多个孔930安置于钩部件910的侧面上，使得螺栓可通过多个孔930中的任一者。

在一些实施例中，用于将半导体装置附接到电路板的装置可包含多个钩部件的组合，其中的每一者包含安置于钩部件的侧面上的一或多个孔。图9C是说明根据本发明的一些实施例的钩部件的组合的俯视图的示意图。图9D是说明根据本发明的一些实施例的钩部件的组合的侧视图的示意图。如图9C和9D中所示，两个钩部件910可在孔940处侧向对准并且用通过孔940的螺栓连接。

在一些实施例中，在测试半导体装置之前，具有一或多个钩部件的装置(例如，图2、3A、3B、4、5A、5B、5C、5D、6A、6B、6C、7A、7B、7C、8、9A、9B、9C和9D中所示出的装置)用以将半导体装置附接到电路板。图10A是说明根据本发明的一些实施例的用于将半导体装置附接到电路板的装置的操作的示意图。钩部件1006包含固定于电路板1004的边缘处的钩。固持器1010的螺栓区段通过安置于钩部件1006的主体上的孔并且与固定部件1008接合。固持器1010的对接区段1012与半导体装置1002的顶部表面接触并且施加压力到半导体装置1002。

钩部件1006、固定部件1008和固持器1010统称为附接装置。附接装置使用机械力来将半导体装置1002附接到电路板1004。因此，半导体装置1002在测试过程(例如，电迁移测试或热循环测试)期间电连接到电路板1004。不需要通过例如模板制造过程和SMT过程的过程将半导体装置1002永久性安置到电路板1004。在测试过程之后，附接装置可通过例如扭转固定部件1008释放机械力。接着，可移除附接装置，并且可从电路板1004拆卸半导体装置1002。

在电迁移测试和热循环测试程序期间，一或多个半导体装置放置到维持至少约120℃、至少约165℃、至少约200℃或至少约250℃的温度的炉中。在无根据本发明的装置的情况下，此高温致使半导体装置附接到的电路板翘曲。根据本发明的装置防止或最小化电路板的翘曲。

图10B是说明根据本发明的一些实施例的用于将一或多个半导体装置附接到电路板的装置的操作的示意图。如图10B中所示，可同时使用多个钩部件、固定部件和固持器的组合将多个半导体装置附接到电路板。

如本文中所使用且不另外定义，术语“大致”、“基本上”、“大约”和“约”用于描述并考虑较小变化。当与事件或情形结合使用时，所述术语可涵盖所述事件或情形明确发生的情况以及所述事件或情形极近似于发生的情况。举例来说，当结合数值使用时，术语可涵盖小于或等于所述数值的±10％的变化范围，例如小于或等于±5％、小于或等于±4％、小于或等于±3％、小于或等于±2％、小于或等于±1％、小于或等于±0.5％、小于或等于±0.1％、或小于或等于±0.05％。举例来说，如果两个数值之间的差值小于或等于所述值的平均值的±10％(例如小于或等于±5％、小于或等于±4％、小于或等于±3％、小于或等于±2％、小于或等于±1％、小于或等于±0.5％、小于或等于±0.1％、或小于或等于±0.05％)，那么可认为所述两个数值“大体上”相同。

如本文所用，除非上下文另外明确规定，否则单数术语“一(a/an)”和“所述(the)”包括多个指代物。在一些实施例的描述中，提供于另一组件“上”或“上方”的组件可涵盖前一组件直接在后一组件上(例如，与后一组件物理接触)的情况，以及一或多个中间组件位于前一组件与后一组件之间的情况。

虽然已参考本发明的特定实施例描述及说明本发明，但这些描述和说明并不限制本发明。所属领域的技术人员应理解，可在不脱离如由所附权利要求书界定的本发明的真实精神和范围的情况下，作出各种改变且取代等效物。所述说明可能未必按比例绘制。归因于制造工艺和容差，本发明中的艺术再现与实际设备之间可存在区别。可存在并未具体说明的本发明的其它实施例。应将本说明书和图式视为说明性的而非限制性的。可做出修改，以使特定情况、材料、物质组成、方法或工艺适应于本发明的目标、精神和范围。所有此类修改都既定在所附权利要求书的范围内。虽然本文中所揭示的方法已参考按特定次序执行的特定操作加以描述，但应理解，可在不脱离本发明的教示的情况下组合、细分或重新排序这些操作以形成等效方法。因此，除非本文中特别指示，否则操作的次序和分组并非对本发明的限制。

Claims (21)

1.一种用于将半导体装置附接到电路板的装置，其包括：

钩部件，其包含第一钩、第二钩、以及所述第一钩和所述第二钩之间的主体，所述主体具有第一表面、与所述第一表面相对的第二表面、以及从所述第一表面延伸到所述第二表面的第一孔；

固定部件，其具有第二孔；以及

固持器，其经配置以通过所述第一孔和所述第二孔且经配置以与所述固定部件接合。

2.根据权利要求1所述的装置，其中所述固持器包含螺栓区段和对接区段。

3.根据权利要求2所述的装置，其中所述固定部件包含待与所述固持器的所述螺栓区段接合的螺母。

4.根据权利要求1所述的装置，其中所述钩部件、所述固定部件和所述固持器包含具有至少约165℃的熔点的材料。

5.根据权利要求1所述的装置，其中所述钩部件进一步包含连接到所述钩部件的所述主体的第三钩。

6.根据权利要求5所述的装置，其中所述钩部件进一步包含连接到所述钩部件的所述主体的第四钩。

7.一种用于将半导体装置附接到电路板的装置，其包括：

第一钩部件，其包含第一主体和连接到所述第一主体的第一钩，所述第一主体具有第一表面、与所述第一表面相对的第二表面、以及从所述第一表面延伸到所述第二表面的第一孔；

第二钩部件，其包含第二主体和连接到所述第二主体的第二钩，所述第二主体具有第一表面、与所述第一表面相对的第二表面、以及从所述第一表面延伸到所述第二表面的第二孔；

固定部件，其具有第三孔；以及

固持器，其经配置以与所述固定部件接合。

8.根据权利要求7所述的装置，其中所述固持器经配置以通过所述第一孔、所述第二孔和所述第三孔。

9.根据权利要求7所述的装置，其中所述第一主体具有从所述第一表面延伸到所述第二表面的第四孔。

10.根据权利要求9所述的装置，其中所述固持器经配置以通过所述第四孔、所述第二孔和所述第三孔。

11.根据权利要求9所述的装置，其中所述第二主体具有从所述第一表面延伸到所述第二表面的第五孔。

12.根据权利要求11所述的装置，其中所述固持器经配置以通过所述第一孔、所述第五孔和所述第三孔。

13.根据权利要求7所述的装置，其中所述第一主体具有在所述第一表面和所述第二表面之间的第三表面、与所述第三表面相对的第四表面、从所述第三表面延伸到所述第四表面的第四孔、以及从所述第三表面延伸到所述第四表面的第五孔。

14.根据权利要求13所述的装置，其中所述第二主体具有在所述第一表面和所述第二表面之间的第三表面、与所述第三表面相对的第四表面、以及从所述第三表面延伸到所述第四表面的第六孔。

15.根据权利要求14所述的装置，其中所述第二主体具有从所述第三表面延伸到所述第四表面的第七孔。

16.根据权利要求13所述的装置，其进一步包括螺栓。

17.根据权利要求7所述的装置，其中所述固持器包含螺栓区段和对接区段。

18.根据权利要求17所述的装置，其中所述固定部件包含待与所述固持器的所述螺栓区段接合的螺母。

19.根据权利要求7所述的装置，其中所述钩部件、所述固定部件和所述固持器包含具有至少约165℃的熔点的材料。

20.根据权利要求7所述的装置，其进一步包括第三钩部件，所述第三钩部件包含第三主体和连接到所述第三主体的第三钩，所述第三主体具有第一表面、与所述第一表面相对的第二表面、以及从所述第一表面延伸到所述第二表面的第四孔；其中所述固持器经配置以通过所述第一孔、所述第二孔、所述第三孔和所述第四孔，并且经配置以与所述固定部件接合。

21.根据权利要求7所述的装置，其中所述第一钩部件进一步包含连接到所述第一主体的第三钩，且所述第二钩部件进一步包含连接到所述第二主体的第四钩。