CN110031748A - 集成电路元件测试装置及测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种集成电路元件测试装置及测试方法，其中集成电路元件测试装置包括设于最下方的测试机台、设于测试机台上方的测试承座、设于测试承座内的若干弹簧探针、设于测试承座上方的压合装置及电连于测试承座的反馈装置；测试承座包括固定承座和螺钉连接于固定承座上的端盖，端盖与固定承座之间夹设有调整垫片。该装置的测试方法为：首先用一块集成电路元件进行测试，根据反馈装置反馈的测试结果调整调整垫片，从而更改测试承座的高度，进而控制压合装置施压于测试承座上的集成电路元件上的最大力，在将力调整到合适范围内时再进行大批量的集成电路元件的测试。发明具有提高弹簧探针的使用效能及避免伤害到待测的集成电路元件的效果。

Description

集成电路元件测试装置及测试方法

技术领域

本发明涉及集成电路测试的技术领域，尤其是涉及一种集成电路元件测试装置及测试方法。

背景技术

一般地说，半导体晶片上的集成电路元件必须先测试其电气特性，借此判定集成电路元件是否良好。良好的集成电路元件将被选出以进行后续的封装制程，而不良品将被舍弃以避免增加额外的封装成本。完成封装的集成电路元件必须再进行另一次电性测试以筛选出封装不良品，进而提升最终成品合格率。换句话说，集成电路元件在制造的过程中必须进行多次电气特性测试。

现有技术中对集成电路元件(简称IC)进行最终测试时，常使用具有弹簧探针(pogo pin)的测试承座或探针卡，为了提高探针的使用寿命与效能，通常可在测试承座或探针卡的内部加入压力感测元件，不只可得知探针是否有故障受损，以提高探针的使用效能及避免伤害到待测元件等，还可降低探针与IC的凸块或焊垫因接触不良而误判IC的测试失败。

例如，公告号为CN101685133B的发明提供了一种集成电路元件测试设备及其测试方法，包含有一测试承座，用以承载一集成电路元件装置，其中该集成电路元件测试承座包含有多个弹簧探针；一压合臂，用以施压该集成电路元件测试承座上的集成电路元件装置，产生一微量位移，而使该集成电路元件测试承座的弹簧探针产生一受压的压力；一测试电路板，具有多个电性接点，连接至该集成电路元件测试承座的弹簧探针以传送测试信号；该集成电路元件测试设备还进一步包含一弹簧探针数据库、一测力器与一回馈装置，回馈装置用于监测弹簧探针的弹簧响应特征以将电子信号转换成一控制信号而输出至压合臂，使压合臂调整施压于测试承座上的集成电路元件上的力而达到提高探针的使用效能及避免伤害到待测的集成电路元件的效果。

上述装置存在以下缺陷：虽然压合臂下压的力可被控制在适当的范围内，但实际上并未对压合壁可下压的行程进行缩短，一旦控制马达故障或人员设置的参数有误，则可能导致压合臂持续下压集成电路元件，直至集成电路元件接触到测试承座，该过程会对集成电路元件甚至弹簧探针造成极大的损坏，因此亟需一种能够从根本上控制压合臂施压于集成电路元件上的最大的力的测试装置。

发明内容

本发明的发明目的之一在于提供一种集成电路元件测试装置，其具有通过控制压合装置下压的最大行程而控制压合装置施压于测试承座上的集成电路元件上的力，最终达到提高弹簧探针的使用效能及避免伤害到待测的集成电路元件的效果。

本发明的上述发明目的之一是通过以下技术方案得以实现的：

一种集成电路元件测试装置，包括用于承载待测集成电路元件的测试承座、设于所述测试承座内的若干弹簧探针、设于所述测试承座上方的压合装置、设于所述测试承座下方的测试机台和放置于所述测试机台上的测试电路板，还包括电连于所述测试承座内用于反馈所述弹簧探针的弹性力的反馈装置，所述测试承座包括固定承座和螺钉连接于所述固定承座上的端盖，所述端盖盖设于所述固定承座的上端或下端，所述端盖与所述固定承座之间夹设有厚度不同的调整垫片，所述固定承座内竖直设有安装孔，所述弹簧探针设于所述安装孔内，安装孔远离所述端盖一端设有直径小于所述安装孔的第一穿出孔，所述端盖上设有直径小于所述安装孔直径的第二穿出孔，所述安装孔、第一穿出孔、第二穿出孔同轴设置；所述弹簧探针包括竖直设置的复位弹簧和分设于所述复位弹簧两端的两根接触探针，所述接触探针包括直径小于所述第一穿出孔或第二穿出孔的探测部和直径大于所述第一穿出孔和第二穿出孔的挡止部，两根所述接触探针的探测部分别从所述第一穿出孔和第二穿出孔穿出所述测试承座。

通过采用上述技术方案，先使测试承座下降，直至其下方的接触探针的探测部接触测试电路板，然后将待测集成电路元件放置于弹簧探针露出于测试承座上端面后其尖端形成的平面上，当压合装置下压于集成电路元件上后，推动集成电路元件向下挤压接触探针，并通过挤压使得上方的接触探针挤压复位弹簧而向下端的接触探针靠近，当集成电路元件接触到测试承座顶面时，压合装置停止下压，测试结果通过测试机台显示，从而得出集成电路元件的合格与否。在这一过程中，反馈装置检测复位弹簧的弹性力，并将此弹性力的变化通过各类易于辨识的信号展示出，人员即可根据反馈装置展示的情况得知弹簧探针与集成电路元件之间作用力，从而通过增减调整垫片或拧动螺钉的方式调整测试承座的高度，实现增大或减小压合装置下压的行程，即控制压合装置施压于测试承座上的集成电路元件上的最大力，最终达到提高探针的使用效能及避免伤害到待测集成电路元件的效果。

本发明进一步设置为：所述反馈装置包括用于检测复位弹簧的弹性力的测力单元、将复位弹簧的弹性力转化成电信号的信号转换单元，将电信号以曲线形式呈现的电子显示单元。

通过采用上述技术方案，由于复位弹簧的弹性力在整个压合装置下压的过程中处于不断变化的状态，因此用曲线表现的形式能够较为直观的展示出弹性力的变化状态及最大、最小值，更有利于人员分析。

本发明进一步设置为：所述调整垫片设有多片，且各片厚度不同，调整垫片为弹性垫片。

通过采用上述技术方案，人员可根据不同材质、不同厚度的集成电路元件在开始时预先选择相对符合的调整垫片，在之后的调整过程中，如果只是对测试承座的高度进行微调，则人员可通过拧动螺钉，利用调整垫片自身的弹性变形来对测试承座的高度进行调整；如果需要对测试承座的高度进行较大幅度的调整，则可通过增减调整垫片或更换调整垫片的方式进行调整，使用更方便。

本发明进一步设置为：每个弹簧探针的两根所述接触探针的挡止部之间设有电阻调节部。

通过采用上述技术方案，由于常规的弹簧探针通过接触探针和复位弹簧或弹簧探针外部的壳体进行导电来实现测试电路板与被测集成电路元件之间电流的流通，然而这种情况下，由于两根接触探针之间的复位弹簧或外部壳体的截面积较小，导致其电阻较大，因此，流过整体的电流微弱，故导致测试装置的测试结果不易辨识。电阻调节部能够较好的在两根接触探针之间形成电流的传递，使得电流穿过弹簧探针时的损耗较小，因此电流较大，形成的测试结果对比较为明显，从而方便人员对测试结果进行判断。

本发明进一步设置为：所述电阻调节部包括互相套接的套接杆和插设于所述套接杆内的插接杆，所述套接杆和所述插接杆互相远离的一端分别一体连接于对应侧的挡止部上，所述复位弹簧套设于所述套接杆外部，且复位弹簧的两端分别抵于挡止部上。

通过采用上述技术方案，插接杆插设于套接杆内，在两根接触探针相互靠近的过程中，插接杆与套接杆相互重合的部分逐渐增大，从而使得电阻调节部的直径增大，进而达到减小电阻、增大电流的作用。

本发明进一步设置为：所述电阻调节部包括互相平行的两根导杆，两根导杆各有一端一体连接于其中一个挡止部上，所述导杆各有一面在竖直方向上相互滑移配合，两根所述导杆之间设有限位机构；所述复位弹簧套设于两根所述导杆外部，且复位弹簧的两端分别抵于挡止部上。

通过采用上述技术方案，当两根接触探针相互靠近时，挡止部挤压复位弹簧并使得两根导杆在限位机构的限位作用下保持配合并互相滑移，随着导杆的滑移，两根导杆的重合部分逐渐增加，因此电阻调节部的电阻减小，流经弹簧探针的电流变大。

本发明进一步设置为：所述限位机构设于所述导杆互相滑移配合的面上，其包括沿所述导杆的长度方向设于其中一个导杆上的限位槽和设于另一导杆上的、与所述限位槽相配合的限位块，所述限位槽底部的宽度大于所述限位槽与所述导杆外表面相交处的宽度。

通过采用上述技术方案，当两根导杆通过限位槽与限位块配合的方式连接后，导杆的配合面相互紧贴且两导杆又能相对滑移，起到了限位和导向的作用。

本发明的发明目的之二在于提供一种用于上述集成电路元件测试装置的测试方法，其具有通过调整压合装置下压的最大行程而控制压合装置施压于测试承座上的集成电路元件上的力，最终达到提高弹簧探针的使用效能及避免伤害到待测的集成电路元件的效果。

本发明的上述发明目的之一是通过以下技术方案得以实现的：

一种集成电路元件测试方法，包括如下步骤：

S1：将所述测试电路板安装于所述测试机台上；

S2：将反馈装置与测试承座连接；

S3：接通测试装置的电源；

S4：下降测试承座至测试承座下部的接触探针与测试电路板接触；

S5：抓取待测集成电路元件并放置于弹簧探针露出于测试承座上方的一端；

S6：控制压合装置下压集成电路元件，直至集成电路元件下端接触到测试承座顶面，反馈装置在此过程中记录复位弹簧的弹性力变化曲线并通过电子显示单元显示；

S7：压合装置上升，根据S6中的弹性力变化曲线推算测试承座需要调整的高度；

S8：通过增减或更换调整垫片或调整螺钉拧入深度的方式调整测试承座的高度；

S9：重复S6-S8，直至反馈装置显示的曲线在合理范围内；

S10：逐个抓取各个待测集成电路元件进行测试。

通过采用上述技术方案，人员通过增减或更换调整垫片或拧动螺钉的方式调整测试承座的高度，实现增大或减小压合装置下压行程的效果，即控制压合装置施压于测试承座上的集成电路元件上的最大力，最终达到提高弹簧探针的使用效能及避免伤害到待测集成电路元件的效果。

综上所述，本发明的有益技术效果为：

1.通过设置一种集成电路元件测试装置，其包括设置于最下方的用于放置测试电路板的测试机台、设置于测试机台上方的用于承载待测集成电路元件的测试承座、设置于测试承座内的若干弹簧探针、设置于测试承座上方的压合装置及电连于测试承座、用于反馈弹簧探针的弹性力的反馈装置；其中测试承座包括固定承座和螺钉连接于固定承座上端的端盖，端盖与固定承座之间于边缘处夹设有调整垫片，调整垫片为弹性垫片，人员在使用该设备进行集成电路元件的测试时，根据反馈装置反馈的结果调整调整垫片，从而更改端盖的高度，进而控制压合装置施压于测试承座上的集成电路元件上的最大力，最终达到提高探针的使用效能及避免伤害到待测集成电路元件的效果；

2.通过在弹簧探针的两根接触探针之间设置可随着两根接触探针的相互靠近而增大直径的电阻调节装置，从而减小弹簧探针的电阻，使得电流穿过弹簧探针时的损耗较小，因此流经弹簧探针的电流较大，形成的测试结果对比较为明显，从而方便人员对测试结果进行判断。

附图说明

图1是本发明披露的的一种集成电路元件测试装置实施例一的整体结构示意图。

图2是图1中A部分的局部放大示意图。

图3是本发明披露的的一种集成电路元件测试装置实施例二中弹簧探针部分的结构示意图。

图4是图3的B-B剖视图，主要用于显示电阻调节部的截面形状。

图中，1、测试机台；2、测试电路板；3、测试承座；31、固定承座；32、端盖；33、调整垫片；4、弹簧探针；41、接触探针；411、探测部；412、挡止部；42、复位弹簧；43、电阻调节部；431、套接杆；432、插接杆；433、导杆；434、限位机构；4341、限位槽；4342、限位块；44、安装孔；45、第一穿出孔；46、第二穿出孔；5、集成电路元件；6、压合装置；7、反馈装置；71、测力单元；72、信号转换单元；73、电子显示单元。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

实施例一

参照图1、图2，为本发明公开的一种集成电路元件测试装置，包括设置于最下方的用于放置测试电路板2的测试机台1、设置于测试机台1上方的用于承载待测集成电路元件5的测试承座3、设置于测试承座3内的若干弹簧探针4、设置于测试承座3上方的压合装置6及电连于测试承座3、用于反馈弹簧探针4的弹性力的反馈装置7；测试承座3包括固定承座31和螺钉连接于固定承座31上端的端盖32，端盖32与固定承座31之间于边缘处夹设有调整垫片33，调整垫片33为弹性垫片，此处的调整垫片33可预备多片进行备用，且各调整垫片33厚度不同；固定承座31内竖直设置有安装孔44，弹簧探针4设置于安装孔44内，安装孔44下端设置有直径小于安装孔44的第一穿出孔45，端盖32上开设有直径等于第一穿出孔45直径的第二穿出孔46，安装孔44、第一穿出孔45、第二穿出孔46同轴设置；弹簧探针4包括竖直设置的复位弹簧42和分设于复位弹簧42两端的两根接触探针41，接触探针41包括直径小于第一穿出孔45或第二穿出孔46的探测部411和直径大于第一穿出孔45和第二穿出孔46的挡止部412，两根接触探针41的探测部411分别从第一穿出孔45和第二穿出孔46穿出测试承座3。

由于复位弹簧42的弹性力在整个压合装置6下压的过程中处于不断变化的状态，因此，用曲线表现的形式能够较为直观的展示出复位弹簧42弹性力的变化，更有利于人员分析，因此，本发明此实施例中的反馈装置7包括用于检测复位弹簧42的弹性力的测力单元71、将复位弹簧42的弹性力转化成电信号的信号转换单元72，将电信号以曲线形式呈现的电子显示单元73。

使用上述集成电路元件测试装置进行测试的方法如下：

S1：将测试电路板2安装于测试机台1上，使得从测试承座3下方伸出的接触探针41的探测部411正对测试电路板2上的接点；

S2：将反馈装置7与测试承座3通过导线连接；

S3：接通测试装置的电源；

S4：下降测试承座3至测试承座3下部的接触探针41的探测部411与测试电路板2上的接点接触；

S5：抓取待测集成电路元件5并放置于弹簧探针4露出于测试承座3上方的一端形成的平面上，使得接触探针41的探测部411对应于待测集成电路元件5的接垫；

S6：控制压合装置6，使之下压集成电路元件5，直至集成电路元件5下端接触到测试承座3顶面，反馈装置7在此过程中记录复位弹簧42的弹性力变化曲线并通过电子显示单元73显示；

S7：控制压合装置6上升，根据S6中的弹性力变化曲线推算测试承座3需要调整的高度，如果弹性力的最大值大于设定区间，则需要增加端盖32的高度；如果弹性力的最大值小于设定区间，则需要减小端盖32的高度，具体的设定区间由人员根据集成电路元件5的厚度及材质并结合接触探针41的材质进行设定；

S8：人员通过增减或更换调整垫片33或调整螺钉拧入深度的方式调整测试承座3的高度。如果只是对测试承座3的高度进行微调，则人员可通过拧动螺钉，利用调整垫片33自身的弹性变形来对测试承座3的高度进行调整；如果需要对测试承座3的高度进行较大幅度的调整，则可通过增减调整垫片33或更换调整垫片33的方式进行调整；

S9：若一次无法将测试承座3的高度调整到位，可重复S6-S8，直至反馈装置7显示的曲线在设定区间内；

S10：逐个抓取各个待测集成电路元件5进行测试，测试结果通过测试机台1显示，从而得出各个集成电路元件5合格与否。

通过使用上述集成电路元件测试装置及测试方法，人员只需通过增减调整垫片33或拧动螺钉的方式调整测试承座3的高度，即可增大或减小压合装置6下压的行程，即控制压合装置6施压于测试承座3上的集成电路元件5上的最大力，最终达到提高弹簧探针4的使用效能及避免伤害到待测集成电路元件5的效果。

由于常规的弹簧探针4通过接触探针41和复位弹簧42或外部的壳体进行导电来实现测试电路板2与被测集成电路元件5之间电流的流通，然而这种情况下，由于两根接触探针41之间的复位弹簧42或外部壳体的截面积较小，导致其电阻较大，因此，流过整体的电流微弱，故导致测试装置的测试结果不易辨识。为解决上述问题，参照图2，每个弹簧探针4的两根接触探针41的挡止部412之间设置有电阻调节部43，本发明此实施例中的电阻调节部43包括互相套接的套接杆431和插设于套接杆431内的插接杆432，套接杆431和插接杆432互相远离的一端分别一体连接于对应侧的挡止部412上，复位弹簧42套设于套接杆431外部，且复位弹簧42的两端分别抵于挡止部412上。

插接杆432插设于套接杆431内，在两根接触探针41相互靠近的过程中，插接杆432与套接杆431相互重合的部分逐渐增大，从而使得电阻调节部43的直径增大，进而达到减小电阻、增大电流的作用，电流增大后，测试机台1上显示的集成电路元件5的测试结果对比较为明显，进一步方便了人员对测试结果进行判断。

实施例二

本发明此实施例披露的一种集成电路元件测试装置与实施例一基本相同，其不同之处在于电阻调节部43的结构不同，参照图3、图4，具体为：电阻调节部43包括互相平行的两根导杆433，两根导杆433各有一端一体连接于其中一个挡止部412上，导杆433各有一面在竖直方向上相互滑移配合，两根导杆433互相滑移配合的面之间设置有限位机构434，限位机构434包括沿导杆433的长度方向设于其中一个导杆433上的限位槽4341和设于另一导杆433上的、与限位槽4341相配合的限位块4342，限位槽4341底部的宽度大于限位槽4341与导杆433外表面相交处的宽度；复位弹簧42套设于两根导杆433外部，且复位弹簧42的两端分别抵于挡止部412上。

当两根接触探针41相互靠近时，挡止部412挤压复位弹簧42并使得两根导杆433在限位机构434的限位作用下保持配合并互相滑移，随着导杆433的滑移，两根导杆433的重合部分逐渐增加，因此电阻调节部43的电阻减小，流经弹簧探针4的电流变大，测试机台1上显示的集成电路元件5的测试结果对比较为明显，该电阻调节部43同样能够起到方便人员对测试结果进行判断的作用。

本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种集成电路元件测试装置，包括用于承载待测集成电路元件(5)的测试承座(3)、设于所述测试承座(3)内的若干弹簧探针(4)、设于所述测试承座(3)上方的压合装置(6)、设于所述测试承座(3)下方的测试机台(1)和放置于所述测试机台(1)上的测试电路板(2)，还包括电连于所述测试承座(3)内用于反馈所述弹簧探针(4)的弹性力的反馈装置(7)，其特征在于：所述测试承座(3)包括固定承座(31)和螺钉连接于所述固定承座(31)上的端盖(32)，所述端盖(32)盖设于所述固定承座(31)的上端或下端，所述端盖(32)与所述固定承座(31)之间夹设有厚度不同的调整垫片(33)，所述固定承座(31)内竖直设有安装孔(44)，所述弹簧探针(4)设于所述安装孔(44)内，安装孔(44)远离所述端盖(32)一端设有直径小于所述安装孔(44)的第一穿出孔(45)，所述端盖(32)上设有直径小于所述安装孔(44)直径的第二穿出孔(46)，所述安装孔(44)、第一穿出孔(45)、第二穿出孔(46)同轴设置；所述弹簧探针(4)包括竖直设置的复位弹簧(42)和分设于所述复位弹簧(42)两端的两根接触探针(41)，所述接触探针(41)包括直径小于所述第一穿出孔(45)或第二穿出孔(46)的探测部(411)和直径大于所述第一穿出孔(45)和第二穿出孔(46)的挡止部(412)，两根所述接触探针(41)的探测部(411)分别从所述第一穿出孔(45)和第二穿出孔(46)穿出所述测试承座(3)。

2.根据权利要求1所述的集成电路元件测试装置，其特征在于：所述反馈装置(7)包括用于检测复位弹簧(42)的弹性力的测力单元(71)、将复位弹簧(42)的弹性力转化成电信号的信号转换单元(72)，将电信号以曲线形式呈现的电子显示单元(73)。

3.根据权利要求2所述的集成电路元件测试装置，其特征在于：所述调整垫片(33)设有多片，且各片厚度不同，调整垫片(33)为弹性垫片。

4.根据权利要求1所述的集成电路元件测试装置，其特征在于：每个弹簧探针(4)的两根所述接触探针(41)的挡止部(412)之间设有电阻调节部(43)。

5.根据权利要求4所述的集成电路元件测试装置，其特征在于：所述电阻调节部(43)包括互相套接的套接杆(431)和插设于所述套接杆(431)内的插接杆(432)，所述套接杆(431)和所述插接杆(432)互相远离的一端分别一体连接于对应侧的挡止部(412)上，所述复位弹簧(42)套设于所述套接杆(431)外部，且复位弹簧(42)的两端分别抵于挡止部(412)上。

6.根据权利要求4所述的集成电路元件测试装置，其特征在于：所述电阻调节部(43)包括互相平行的两根导杆(433)，两根导杆(433)各有一端一体连接于其中一个挡止部(412)上，所述导杆(433)各有一面在竖直方向上相互滑移配合，两根所述导杆(433)之间设有限位机构(434)；所述复位弹簧(42)套设于两根所述导杆(433)外部，且复位弹簧(42)的两端分别抵于挡止部(412)上。

7.根据权利要求6所述的集成电路元件测试装置，其特征在于：所述限位机构(434)设于所述导杆(433)互相滑移配合的面上，其包括沿所述导杆(433)的长度方向设于其中一个导杆(433)上的限位槽(4341)和设于另一导杆(433)上、与所述限位槽(4341)相配合的限位块(4342)，所述限位槽(4341)底部的宽度大于所述限位槽(4341)与所述导杆(433)外表面相交处的宽度。

8.用于权利要求3所述的集成电路元件测试装置的测试方法，其特征在于：包括如下步骤：

S1：将所述测试电路板(2)安装于所述测试机台(1)上；

S2：将反馈装置(7)与测试承座(3)连接；

S3：接通测试装置的电源；

S4：下降测试承座(3)至测试承座(3)下部的接触探针(41)与测试电路板(2)接触；

S5：抓取待测集成电路元件(5)并放置于弹簧探针(4)露出于测试承座(3)上方的一端；

S6：控制压合装置(6)下压集成电路元件(5)，直至集成电路元件(5)下端接触到测试承座(3)顶面，反馈装置(7)在此过程中记录复位弹簧(42)的弹性力变化曲线并通过电子显示单元(73)显示；

S7：压合装置(6)上升，根据S6中的弹性力变化曲线推算测试承座(3)需要调整的高度；

S8：通过增减或更换调整垫片(33)或调整螺钉拧入深度的方式调整测试承座(3)的高度；

S9：重复S6-S8，直至反馈装置(7)显示的曲线在合理范围内；

S10：逐个抓取各个待测集成电路元件(5)进行测试。