CN110879342B - 检测装置 - Google Patents

Abstract

一种检测装置包含一电路板、一配线载板及一检测单元。配线载板具有一传导媒介，且传导媒介电性连接电路板。检测单元包含一弹簧，弹簧的外表面沿其长度方向的一部分固接至配线载板的一面，且电性连接传导媒介。当检测装置对一半导体元件检测时，弹簧的外表面沿其长度方向的另一部分同时触接半导体元件的至少二个接点。透过以上架构，每个弹簧能够透过其长侧边同时触接多个接点，不须花费大量的探针以一一接触每个导电接点，不仅有效降低设备成本与维修成本，更能够简化整体结构。

Description

检测装置

技术领域

本发明有关于一种检测装置，尤指一种以弹簧体做为检测头的检测装置。

背景技术

一般而言，半导体元件(例如半导体电路芯片)在制作完成后，会对半导体元件(后称受验元件，DUT)进行电性检测，以确保受验元件在出货时的品质。在进行电性检测时，会通过一测试装置的多数个探针分别触压待测物的多数个导电接点，以便透过信号传输及信号分析而获得待测物的测试结果。

然而，当对受验元件的电源区(Vdd)与接地区(Vss)进行测试时，测试装置需配置与上述导电接点相同数量的多个探针以便一一地电性触接受验元件的导电接点，以进行导电及接地测试。如此，业者仍无法有效降低成本以及简化结构。

发明内容

本发明的一实施例提供了一种检测装置。检测装置包含一电路板、一配线载板与至少一第一检测单元。配线载板具有一第一传导媒介，且第一传导媒介电性连接电路板。第一检测单元包含一第一弹簧。第一弹簧的外表面沿其长度方向的一部分固接至配线载板的一面，且电性连接第一传导媒介。当检测装置对一半导体元件检测时，第一弹簧的外表面沿其长度方向的另一部分同时触接半导体元件的至少二个第一接点。

依据本发明一或多个实施例，在上述的检测装置中，检测装置还包含至少一第二检测单元。第二检测单元包含一第二弹簧。第二弹簧的外表面沿其长度方向的一部分固接至配线载板的所述面。配线载板更具有一第二传导媒介，且第二传导媒介电性连接电路板，第二弹簧电性连接第二传导媒介。当检测装置对半导体元件检测时，第二弹簧的外表面沿其长度方向的另一部分同时触接半导体元件的至少二个第二接点。

依据本发明一或多个实施例，在上述的检测装置中，第一传导媒介包含多个第一导接孔。这些第一导接孔间隔地配置于配线载板上。第一检测单元的外表面沿其长度方向的此部分焊接至配线载板的此面，且同时电性导接此些第一导接孔。第二传导媒介包含多个第二导接孔。这些第二导接孔间隔地配置于配线载板上。第二检测单元的外表面沿其长度方向的部分焊接至配线载板的此面，且同时电性导接第二导接孔。

依据本发明一或多个实施例，在上述的检测装置中，第一弹簧与第二弹簧至少其中之一包含一可挠性条状本体、一锡镀层与一钯镀层。可挠性条状本体沿其长度方向分为一第一半部与一第二半部。锡镀层包覆于可挠性条状本体的全部表面，且焊接至配线载板的此面。钯镀层包覆于锡镀层对应第二半部的全部表面上。

依据本发明一或多个实施例，在上述的检测装置中，第一弹簧与第二弹簧线性地或弯曲地配置。

依据本发明一或多个实施例，在上述的检测装置中，第一弹簧与第二弹簧分别为多数个，这些第一弹簧彼此平行排列，且这些第二弹簧彼此平行排列。

依据本发明一或多个实施例，在上述的检测装置中，第一弹簧与第二弹簧分别为多数个，且这些第一弹簧及第二弹簧彼此交替地排列。

依据本发明一或多个实施例，在上述的检测装置中，第一弹簧与第二弹簧依据同心圆的排列方式排列。

依据本发明一或多个实施例，在上述的检测装置中，检测装置还包含一空间转换基板、一探针座体与多个探针。空间转换基板位于电路板与配线载板之间，且电性连接电路板与配线载板。第一检测单元与第二检测单元分别透过空间转换基板电性连接电路板。探针座体设置在空间转换基板背对电路板的一面，且围绕配线载板。这些探针间隔地位于探针座体上，且透过空间转换基板电性连接电路板，用以触接半导体元件的多数个第三接点。

依据本发明一或多个实施例，在上述的检测装置中，电路板透过一第一焊料焊接空间转换基板，空间转换基板透过一第二焊料焊接配线载板，配线载板透过一第三焊料焊接第一弹簧。第二焊料的熔点介于第一焊料与第三焊料之间，且第三焊料大于第一焊料。

如此，通过以上实施例所述的架构，使用者能够透过每个弹簧的长侧边同时触接多个导电接点或接地接点，不须花费大量的探针以接触每个导电接点，不仅有效降低设备成本与维修成本，更能够简化整体结构。

以上所述仅系用以阐述本发明所欲解决的问题、解决问题的技术手段、及其产生的功效等等，本发明的具体细节将在下文的实施例及相关附图中详细介绍。

附图说明

为让本发明的上述和其他目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，所附附图的说明如下：

图1为本发明一实施例的检测装置的示意图；

图2为图1的配线载板的下视图；

图3为图1的半导体元件的上视图；

图4为依据图2的其中一第一弹簧的纵向侧视图；

图5为依据图2的其中一第二弹簧的纵向侧视图；

图6A～图6C为本发明一实施例的第一检测单元的连续作业示意图；

图7A为另种半导体元件的电源接地区的局部示意图；

图7B为另种半导体元件的电源接地区的局部示意图；

图8为本发明一实施例的焊接治具的示意图；以及

图9A～图9E为使用图8的焊接治具的连续示意图。

具体实施方式

以下将以附图揭露本发明的多个实施例，为明确说明起见，许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，应了解到，这些实务上的细节不应用以限制本发明。也就是说，在本发明实施例中，这些实务上的细节是非必要的。此外，为简化附图起见，一些已知惯用的结构与元件在附图中将以简单示意的方式绘示。

图1为本发明一实施例的检测装置10的示意图。图2为图1的配线载板400的下视图。如图1与图2所示，检测装置10用以对一半导体元件700进行检测。检测装置10包含一电路板100、一配线载板400、多个第一检测单元500及第二检测单元600。配线载板400包含相对的顶面401与底面402。电路板100位于配线载板400的顶面401，且电性连接配线载板400。每个第一检测单元500包含一第一弹簧501。第一弹簧501平躺且固设至配线载板400的底面402，且透过配线载板400电性连接电路板100。举例来说，每个第一弹簧501的外表面沿其长度方向L1具有相对配置的第一部分510(如长边侧)与第二部分520(如另一长边侧)。即，每个第一弹簧501沿其长度方向L1的外表面的二相对部分称第一部分510与第二部分520。每个第一弹簧501透过第一部分510的全部焊接至配线载板400的底面402。每个第二检测单元600包含一第二弹簧601。第二弹簧601平躺且固设至配线载板400的底面402，且透过配线载板400电性连接电路板100。举例来说，每个第二弹簧601的外表面沿其长度方向L1具有相对配置的第三部分610(如长边侧)与第四部分620(如另一长边侧)。每个第二弹簧601透过第三部分610的全部焊接至配线载板400的底面402。

图3为图1的半导体元件700的上视图。如图3所示，半导体元件700的顶面710包含一电源接地区711与一信号区712。信号区712环绕电源接地区711。电源接地区711内配置有多数个电源接点720与接地接点730。这些电源接点720依据阵列方式排列于电源接地区711内，这些接地接点730依据阵列方式排列于电源接地区711内，且每行的电源接点720与每行的接地接点730彼此交错地混合于电源接地区711内。信号区712内配置有多数个信号接点740。这些信号接点740分别间隔地排列于信号区712内，且围绕这些电源接点720与接地接点730。

故，当检测装置10依据一移动方向M接触并检测一载台770上的半导体元件700时，第一弹簧501的第二部分520同时触接半导体元件700的多个(例如至少二个)电源接点720。第二弹簧601的第四部分620同时触接半导体元件700的多个(例如至少二个)接地接点730。此外，移动方向M正交第二弹簧601与第一弹簧501的长度方向L1。

如此，通过以上实施例所述的架构，使用者能够透过每个第一弹簧501的第二部分520同时触接多个导电接点，每个第二弹簧601的第四部分620同时触接多个接地接点730，不须花费大量的探针310接触每个导电接点，不仅有效降低设备成本与维修成本，更能够简化整体结构。

图4为依据图2的其中一第一弹簧501的纵向侧视图。更具体地，如图4所示，配线载板400包含一第一传导媒介410。第一传导媒介410电性连接电路板100，具体来说，第一传导媒介410包含多个第一导接垫411与多个第一导接孔412。这些第一导接孔412间隔地配置于配线载板400上，且分别贯穿配线载板400的顶面401与底面402。每个第一导接垫411形成于配线载板400的底面402，且同时连接配线载板400内的若干个第一导接孔412。每个第一弹簧501的第一部分510焊接至第一导接垫411。如此，当每个第一弹簧501的第二部分520同时触接半导体元件700的多个(例如至少二个)电源接点720时，电路板100发出测试信号S1至配线载板400，使得测试信号同时经过第一导接孔412至第一弹簧501，并从第一弹簧501传至半导体元件700的对应电源接点720内。

图5为依据图2的其中一第二弹簧601的纵向侧视图。如图5所示，配线载板400还包含一第二传导媒介420。第二传导媒介420电性连接电路板100，具体来说，第二传导媒介420包含多个第二导接垫421与多个第二导接孔422。这些第二导接孔422间隔地配置于配线载板400上，且分别贯穿配线载板400的顶面401与底面402。每个第二导接垫421形成于配线载板400的底面402，且同时连接配线载板400内的若干个第二导接孔422。每个第二弹簧601的第三部分610焊接至第二导接垫421。如此，当每个第二弹簧601的第四部分620同时触接半导体元件700的多个(例如至少二个)接地接点730时，这些接地接点730同时透过第二弹簧601分别经过同组的上述若干个第二导接孔422而将接地信号S2传至电路板100。如此，由于第一弹簧501与第二弹簧601分别同时接触多个接点，可因此提高回路资源共享的机会。

回图1所示，检测装置10还包含一空间转换基板200、一探针座体300与多个探针310。空间转换基板200位于电路板100与配线载板400之间，且电性连接电路板100与配线载板400。第一弹簧501与第二弹簧601分别透过空间转换基板200电性连接电路板100。探针座体300设置在空间转换基板200背对电路板100的一面，且围绕配线载板400。这些探针310间隔地位于探针座体300上，且透过空间转换基板200电性连接电路板100。

故，当检测装置10接触并检测此半导体元件700时，除了透过第一弹簧501的第二部分520同时触接半导体元件700的多个(例如至少二个)电源接点720、第二弹簧601的第四部分620同时触接半导体元件700的多个(例如至少二个)接地接点730之外，这些探针310分别一一触接信号接点740。

须了解到，电路板100透过一第一焊料101焊接空间转换基板200，空间转换基板200透过一第二焊料201焊接配线载板400，配线载板400透过一第三焊料(图中未示)焊接第一弹簧501与第二弹簧601。第二焊料201的熔点介于第一焊料101与第三焊料之间，且第三焊料大于第一焊料101。如此，透过控制适当的焊接温度，第一焊料101至第三焊料不致不预期地融化，且电路板100、空间转换基板200与配线载板400分别得以顺利地分离。

如图2所示，这些第一弹簧501与第二弹簧601分别位于配线载板400的底面402。每一第一弹簧501线性地配置于配线载板400的底面402，且这些第一弹簧501彼此平行，换句话说，每一第一弹簧501具有一长度方向L1，第一弹簧501的长度方向L1彼此平行，且每一第一弹簧501的长度方向L1平行配线载板400的底面402的侧边。每一第二弹簧601线性地配置于配线载板400的底面402，且这些第二弹簧601彼此平行，换句话说，每一第二弹簧601具有一长度方向L1，第二弹簧601的长度方向L1彼此平行，且每一第二弹簧601的长度方向L1平行配线载板400的底面402的侧边的长度方向701。此外，这些第一弹簧501及第二弹簧601彼此交替地排列。然而，本发明不限于此，其他实施例中，第一弹簧501与第二弹簧601也能够弯曲地配置于配线载板400的底面402。

上述各实施例中，第一弹簧501与第二弹簧601分别呈直线状或轴状，且是由线圈所圈绕而制成。举例来说，第一弹簧501与第二弹簧601分别为一拉伸弹簧，拉伸弹簧具有一中空管道与圆周面。圆周面完全围绕中空管道。故，当拉伸弹簧的圆周面沿其长度方向的一部分压迫至任一接点时，由于拉伸弹簧具有弹性，拉伸弹簧可以提供空间与应力缓冲的功能。然而，本发明不限于此，其他实施例中，第一弹簧501与第二弹簧601也可以为无弹性较差的导电线圈。

图6A～图6C为本发明一实施例的第一弹簧501的连续作业示意图。第一弹簧501可以镀上功能性的镀层，以提高弹簧的产品寿命。举例来说，将第一弹簧501镀上镀层的制程包含步骤如下。首先提供一拉伸弹簧的一可挠性条状本体530，可挠性条状本体530沿其长度方向L1分为一第一半部531与一第二半部532；接着，将可挠性条状本体530的全部表面镀上锡金属(Sn)，使得一锡镀层540包覆于可挠性条状本体530的全部表面；接着，将包覆有锡镀层540的可挠性条状本体530的第二半部532镀上钯金属(Pb)，使得一钯镀层550包覆于锡镀层540对应第二半部532的全部表面上。

如此，第一弹簧501包含一可挠性条状本体530、一锡镀层540与一钯镀层550。锡镀层540包覆于可挠性条状本体530的全部表面，且焊接至配线载板400的此面。锡镀层540有助每个第一弹簧501的第一部分510焊接至第一导接垫411。钯镀层550包覆于锡镀层540对应第二半部532的全部表面上。由于钯金属的硬度很高，较不容易磨损，加上其抗氧化能力很好，当第一弹簧501的第二部分520触接半导体元件700的多个电源接点720，第一弹簧501的第二部分520不致快速毁损。然而，本发明不限上述镀层材料。

此外，第二弹簧601也可以镀上功能性的镀层，以提高弹簧的产品寿命。第二弹簧601的功能性的镀层，与如上述第一弹簧501相同，在此不再加以赘述。

图7A为另种半导体元件700A的电源接地区711的局部示意图。如图7A所示，这些电源接点720与接地接点730彼此交错地混合排列，这些电源接点720排成多个第一列结构751，每个第一列结构751包含单列地间隔排列的数个电源接点720，这些第一列结构751彼此平行，且倾斜地排列于电源接地区711内。换句话说，每个第一列结构751具有一长度方向L2，此长度方向L2不平行半导体元件700A的一侧边的长度方向701。这些接地接点730排成多个第二列结构752，每个第二列结构752包含单列地间隔排列的数个接地接点730，这些第二列结构752彼此平行，且与这些第一列结构751，并且倾斜地排列于电源接地区711内。换句话说，每个第二列结构752具有一长度方向L2，此长度方向L2不平行半导体元件700的一侧边的长度方向701。

如此，可依据图7A的这些第一列结构751的电源接点720以及这些第二列结构752的接地接点730所呈现的排列方式，体现出另一实施例中的检测装置10的第一弹簧501及第二弹簧601的排列方式。然而，此实施例中，除了第一弹簧501及第二弹簧601的排列方式不同于图2的检测装置10之外，其余结构大致相同。

图7B为另种半导体元件700B的电源接地区711的局部示意图。如图7B所示，这些电源接点720排成多个第一圆环结构761。这些接地接点730排成多个第二圆环结构762。第一圆环结构761与第二圆环结构762彼此交替地排列。每个第一圆环结构761包含单列地间隔排列的数个电源接点720，且每个第二圆环结构762包含单列地间隔排列的数个接地接点730。

如此，可依据图7B的这些第一圆环结构761的电源接点720与第二圆环结构762的接地接点730所呈现的排列方式，体现出另一实施例中的检测装置10的第一弹簧501及第二弹簧601的排列方式。意即，第一弹簧501与第二弹簧601依据同心圆的排列方式排列。更具体地，第一弹簧501是由直线弹簧而卷曲为圆环状，以其圆环状的一侧同时接触第一圆环结构761的电源接点720。第二弹簧601是由直线弹簧而卷曲为圆环状，以其圆环状的一侧同时接触第二圆环结构762的电源接点720。然而，此实施例中，除了第一弹簧501及第二弹簧601的排列方式不同于图2的检测装置10，其余结构大致相同。

图8为本发明一实施例的焊接治具800的示意图。如图8所示，为了让检测单元能够有效地被定位，本发明的一实施例中提供一焊接治具800。焊接治具800包含一框架810与多个固定脚830。框架810具有一长形空间820，此长形空间820贯穿框架810的二相对面，用以匹配地收纳一弹簧。

图9A～图9E为使用图8的焊接治具800的连续示意图。举例来说，将检测单元焊接于配线载板900的制程包含步骤如下。如图9A所示，首先提供一配线载板900，配线载板900具有一导接垫910与多个定位孔920；接着，如图9B所示，涂布一带状焊料930至导接垫910上；接着，如图9C所示，将焊接治具800安装至配线载板900上，其中焊接治具800的固定脚830分别插入定位孔920内，使得焊接治具800的框架810的长形空间820对齐并露出导接垫910上的带状焊料930；接着，如图9D所示，将一弹簧体940匹配地填入长形空间820，且弹簧体940于框架810内接触带状焊料930；接着，将具有焊接治具800与弹簧体940的配线载板900送入锡炉，使得弹簧体940透过带状焊料930焊接于导接垫910上，接着，如图9E所示，移除焊接治具800。

最后，上述所揭露的各实施例中，并非用以限定本发明，任何熟悉此技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，皆可被保护于本发明中。因此本发明的保护范围当视所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (9)

1.一种检测装置，其特征在于，包含：

一电路板；

一配线载板，具有一第一传导媒介及一第二传导媒介，该第一传导媒介及一第二传导媒介电性连接该电路板；至少一第一检测单元，包含一第一拉伸弹簧，该第一拉伸弹簧的外表面沿其长度方向的一部分固接至该配线载板的一面，且电性连接该第一传导媒介，其中该第一拉伸弹簧的该外表面沿其长度方向的该部分焊接至该配线载板的该面，该第一拉伸弹簧具有一中空管道与一完全围绕该中空管道的圆周面；以及

至少一第二检测单元，包含一第二拉伸弹簧，该第二拉伸弹簧的外表面沿其长度方向的一部分固接至该配线载板的该面，且电性连接该第二传导媒介，与该第一拉伸弹簧电性隔离，其中该第二拉伸弹簧的该外表面沿其长度方向的该部分焊接至该配线载板的该面，该第二拉伸弹簧具有一中空管道与一完全围绕该中空管道的圆周面，

其中，当该检测装置对一半导体元件检测时，该第一拉伸弹簧的该外表面沿其长度方向的另一部分同时触接该半导体元件的至少二个电源接点，该第二拉伸弹簧的该外表面沿其长度方向的另一部分同时触接该半导体元件的至少二个接地接点。

2.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，该第一传导媒介包含多个第一导接孔，所述多个第一导接孔间隔地配置于该配线载板上，其中该第一拉伸弹簧的该外表面沿其长度方向的该部分焊接至该配线载板的该面，且同时电性导接所述多个第一导接孔；以及

该第二传导媒介包含多个第二导接孔，所述多个第二导接孔间隔地配置于该配线载板上，其中该第二拉伸弹簧的该外表面沿其长度方向的该部分焊接至该配线载板的该面，且同时电性导接所述多个第二导接孔。

3.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，该第一拉伸弹簧与该第二拉伸弹簧至少其中之一包含：

一可挠性条状本体，该可挠性条状本体沿其长度方向分为一第一半部与一第二半部；

一锡镀层，包覆于该可挠性条状本体的全部表面，且焊接至该配线载板的该面；以及

一钯镀层，包覆于该锡镀层对应该第二半部的全部表面上。

4.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，该第一拉伸弹簧与该第二拉伸弹簧线性地或弯曲地配置。

5.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，该至少一第一拉伸弹簧与该至少一第二拉伸弹簧分别为多个，所述第一拉伸弹簧彼此平行排列，且所述第二拉伸弹簧彼此平行排列。

6.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，该至少一第一拉伸弹簧与该至少一第二拉伸弹簧分别为多个，且所述第一拉伸弹簧及所述第二拉伸弹簧彼此交替地排列。

7.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，该至少一第一拉伸弹簧与该至少一第二拉伸弹簧依据同心圆的排列方式排列。

8.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，还包含：

一空间转换基板，位于该电路板与该配线载板之间，且电性连接该电路板与该配线载板，其中该第一检测单元与该第二检测单元分别透过该空间转换基板电性连接该电路板；

一探针座体，设置在该空间转换基板背对该电路板的一面，且围绕该配线载板；以及

多个探针，间隔地位于该探针座体上，且透过该空间转换基板电性连接该电路板，用以触接该半导体元件的多个信号接点。

9.根据权利要求8所述的检测装置，其特征在于，该电路板透过一第一焊料焊接至该空间转换基板，该空间转换基板透过一第二焊料焊接至该配线载板，该配线载板透过一第三焊料焊接至该第一拉伸弹簧，其中该第二焊料的熔点介于该第一焊料与该第三焊料之间，且该第三焊料大于该第一焊料。

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