CN1129214C - Ic插座及ic测试装置 - Google Patents
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Abstract
一种IC插座,包括一外壳和一底盖板,一探测针安装和固定在彼此相对对准贯穿形成的在每对相对对准的通孔中。其包括:一管组件;一可移动柱塞;和一推动可移动柱塞的螺旋弹簧。该管组件被固定到位时其相对端部装在该通孔中,止动装置由一第二螺旋弹簧推动而紧靠底盖板的内表面,从而使固定柱塞的前端伸到底盖板的外表面之外。当被测试器件从插座上取下和安装上时可移动柱塞分别向上和下移动。尽管不断进行滑动,滑动能力并不会降低。
Description
技术领域
本发明涉及一种IC测试装置,特别涉及一IC插座的结构,被测试的半导体器件(被测试的IC)放置在该IC插座上用于电联接,该IC插座在接触稳定性方面是优良的。
背景技术
图5是一示意性视图,表示现有技术中这种类型IC插座的外观,图6示出其详细结构。IC插座11包括一其中承载着大量探测针12的塑料外壳13。在所示实例中,IC插座11适于接收CSP(芯片尺寸封装)如BGA(球栅阵列),并具有由几十个探测针12形成的栅阵列。可以理解,在图5中用符号表示的探测针12仅用于表示针阵列的位置。
如图6所示,每个探测针12包括一金属管14,一在该管一端与之固定成一体的固定柱塞15,及一设置在相对端并由一螺旋弹簧16偏压的可移动柱塞17。管组件18包括管14,固定柱塞15通过外壳13和底盖板21固定到位,管组件的一端部容纳在穿过外壳13形成的通孔19中,另一端部容纳在穿过底盖板21形成的通孔22中。底盖板21由树脂制成,并通过图6中未示出的螺栓紧固到外壳13上。
在使用中IC插座11安装在一插座板上,将被测试的器件以受测试的状态连续安装到IC插座上。图7示出探测针12在测试过程中是如何工作的。特别地,图7A示出在IC插座11安装到插座板23上之前的探测针12;图7B示出在IC插座11已经安装到插座板23上之后的探测针12;图7C示出当要测试的器件24安装到IC插座11上时的探测针12。
当IC插座11安装到插座板23上时,探测针12上的可移动柱塞17由图7B中所示插座板23上的电极垫25向上推动,从而整个探测针12被向上移动,直到形成于管子14外周边的止动装置14压靠在外壳13的内壁13a上。电极垫的进一步推动强迫可移动柱塞17进入管子中压住螺旋弹簧16,因而可移动柱塞17和电极垫25由螺旋弹簧16的恢复力保持压力接触。
图7C表示被测试的装置24是一将焊球24a作为端子的BGA。当被测试的装置24放置到IC插座11上时,焊球24a压在固定柱塞15上,因而管组件18向下移动,而螺旋弹簧16被进一步压缩,因此焊球24a和固定柱塞15通过螺旋弹簧16的恢复力保特压力接触。
测试完成后,被测试的装置24被取下,因而管组件18向上移动回到如图7B所示的位置。
如上面所讨论的,注意到常规的IC插座11被配置成这样,即当被测试的装置24从插座上取下和安装到其上时,管组件18分别向上和向下移动。
但这样建造的IC插座11经常遇到一种情况,即使被测试的装置24已经被取下,管组件18也不能回到其原来的位置。也就是说,经常发生管组件18保持在被推进的状况这种情况,因而当将下一被测试的装置24放置到插座上时,在插座和器件之间不能建立良好的接触。
这种接触失败的发生导致测试的失败。如果重新进行测试来确定测试失败是由于被测试装置24本身失败还是由于IC插座11的接触失败造成的,这将导致测试所需要平均工时量的增加。此外,由于即使重新测试也不能确保这种失败彼此区分开,这导致了生产的退化。由于这种原因,管组件18不能回到其初始位置就变成一严重的问题。
管组件18不能回到初始位置是由于管子14的滑动能力下降引起的。更特别的是,如上所述,管子14绕其外圆周设置了一止动凸台14a。止动凸台14a是通过切削加工去除通过拉拔工艺制成的小型管子14的止动凸台14a形成部分之外的其余外圆周材料而形成的。因此,管子14的滑动表面是机加工表面,表面粗糙度很差,因此这些表面刮擦或磨损外壳13和底盖板21的相对滑动表面同时产生摩擦屑,这些摩擦屑将聚积在管子14和通孔19,22之间的缝中,导致很差的滑动能力。
还注意到,管子14被配置成通过外壳13中的通孔19和底盖板21中的通孔22定位,从而沿着孔壁滑动。因此,例如如果在外壳13和底盖板21之间的组装有一些没对准,并因而相对的通孔19和22彼此不在一条直线上,就会在管子14上施加径向力而降低管子的滑动能力,导致滑动阻力增加,并因而出现磨擦屑更可能产生的情况。
发明概述
因此,本发明的一目的是提供一种IC插座,它克服了现有技术中IC插座的上述缺点,同时具有高接触稳定性,而不会降低滑动能力。
本发明的另一目的是提供一装有这种具有高接触稳定性的IC插座的IC测试装置。
根据本发明,IC插座包括一外壳和一整体固定在一起的底盖板,该外壳和底盖板分别具有一排贯穿其中形成的通孔,外壳中的通孔与底盖板中的通孔彼此相对对准,在每对所述相对对准的通孔中安装和固定一探测针;每个所述探测针包括:一管组件,该管组件包括一管和一固定柱塞,该管具有一变窄的端部和一环绕所述管两相对端之间的外部圆周形成的凸缘形式的止动装置,该固定柱塞固定地装配在所述管的另一端中;一可移动柱塞,该可移动柱塞具有一装在所述管中并由所述变窄一端限制从中轴向移动的底部和一从所述底部延伸穿出该变窄一端并适于与被测试器件的一端压力接触的延伸部;一第一弹性元件,该第一弹性元件装在所述管中,沿着使可移动柱塞伸出该变窄一端的方向推动所述可移动柱塞;和一环绕该管并设置在外壳的内表面与止动装置之间的第二弹性元件,其中管组件被固定到位时其相对端部装在相应一对相对对准的通孔中,止动装置由第二弹性元件推动而紧靠所述底盖板的内表面,从而使所述固定柱塞的前端伸出所述底盖板的外表面之外。
本发明另一方面提供一种IC插座,包括一外壳和一整体固定在一起的底盖板,所述外壳和底盖板分别具有一系列贯穿其中形成的通孔,在所述外壳中的通孔与所述底盖板中的通孔彼此相对对准,在每对所述相对对准的通孔中安装和固定一探测针;每个所述探测针包括:一管组件,该管组件包括一管和一固定柱塞,该管具有一变窄的端部和一环绕所述管两相对端之间的外部圆周形成的凸缘形式的止动装置,该固定柱塞固定地装配在所述管的另一端中;一可移动柱塞,该可移动柱塞具有一装在所述管中并由所述变窄一端限制从中轴向移动的底部和一从所述底部延伸穿出该变窄一端并适于与被测试器件的一端子压力接触的延伸部;及一弹性元件,该弹性元件设置在所述底部与所述固定柱塞之间,用于沿着使可移动柱塞伸出该变窄一端的方向推动所述可移动柱塞,其中所述探测针可沿其中心轴线方向移动,同时所述管组件的相对端部在相应一对相对对准的通孔中安装和固定到位,所述止动装置防止所述管组件轴向拉出,其中在所述止动装置紧靠所述底盖板的内表面状态下,所述固定柱塞的前端伸到所述底盖板的外表面之外。
本发明再一方面提供一种IC测试装置,包括一主框架,一测试头和一器件接口部分,所述器件接口部分包括一插座板,被测试的器件安装在该插座板上用于测试:所述IC插座包括一外壳和一整体固定在一起的底盖板,所述外壳和底盖板分别具有一系列贯穿其中形成的通孔,在所述外壳中的通孔与所述底盖板中的相应通孔彼此相对对准,在每对所述相对对准的通孔中安装和固定一探测针;每个所述探测针包括:一管组件,该管组件包括一管和一固定柱塞,该管具有一变窄的端部和一环绕所述管两相对端中间的外部圆周形成的凸缘形式的止动装置,该固定柱塞固定地装配在所述管的另一端中;一可移动柱塞,该可移动柱塞具有一装在所述管中并由所述变窄一端限制从中轴向移动的底部和一从所述底部延伸穿出该变窄一端并适于与被测试器件的一端子压力接触的延伸部;一第一弹性元件,该第一弹性元件装在所述管中,沿着使可移动柱塞伸出该变窄一端的方向推动所述可移动柱塞;和一设置在所述外壳的内表面与所述止动装置之间的第二弹性元件,其中所述管组件被固定到位时其相对端部装在相应一对相对对准的通孔中,所述止动装置由所述第二弹性元件推动,从而使所述固定柱塞的前端与所述插座板上对应的电极垫保持压力接触。
本发明又一方面提供一种IC测试装置,包括一主框架,一测试头和一器件接口部分,所述器件接口部分包括一插座板,每个插座板上装有一IC插座,被测试的器件安装在该插座板上用于测试:所述IC插座包括一外壳和一整体固定在一起的底盖板,所述外壳和底盖板分别具有一系列贯穿其中形成的通孔,在所述外壳中的所述通孔与所述底盖板中的相应通孔彼此相对对准,在每对所述相对对准的通孔中安装和固定一探测针;每个所述探测针包括:一管组件,该管组件包括一管和一固定柱塞,该管具有一变窄的端部和一环绕所述管两相对端中间的外部圆周形成的凸缘形式的止动装置,该固定柱塞固定地装配在所述管的另一端中;一可移动柱塞,该可移动柱塞具有一装在所述管中并由所述变窄一端限制从中轴向移动的底部和一从所述底部延伸穿出该变窄一端并适于与被测试器件的一端子压力接触的延伸部;及一弹性元件,该弹性元件设置在所述底部与所述固定柱塞之间,用于沿着使可移动柱塞伸出该变窄一端的方向推动所述可移动柱塞,其中所述探测针可沿其中心轴线方向移动,同时所述管组件的相对端部在相应一对相对对准的通孔中安装和固定到位,所述止动装置防止所述管组件轴向拉出,其中所述固定柱塞的前端与所述插座板上对应的电极垫接触。
因此应该理解,当被测试器件从插座上取下和安装到其上时可移动柱塞分别向上和向下移动,可移动柱塞沿着表面粗糙度相对较低的管子的内圆周表面滑动,从而确保了良好的滑动能力,向IC插座提供高接触稳定性。
附图的简要说明
图1是一剖面图,示出根据本发明的IC插座的优选实施例的主要部件;
图2是表示图1中所示IC插座的探测针如何工作的视图;
图3是表示根据本发明的IC插座的另一实施例中的探测针如何工作的视图;
图4是示意性表示根据本发明的IC测试装置的排列的视图;
图5是表示现有技术中IC插座外观的视图;
图6是一剖面图,表示图5中所示IC插座的主要部件;
图7是表示图5中所示IC插座的探测针如何工作的视图。
具体实施方式
本发明将参照附图进行详细描述。图1是一剖面视图,示出根据本发明的IC插座优先实施例的主要部件的细节。外壳31和底盖板32分别具有以对应于被测试器件端子的阵列贯穿形成的孔33和34。外壳31和底盖板32整体固定在一起,它们的通孔33和34彼此相互对准。应该注意到,外壳31的外形与图5所示的外壳13的外形相似。
将底盖板32固定到外壳31上,探测针35通过图1中未显示的螺栓容纳在通孔33、34中并固定到位。这些外壳31和底盖板32可用树脂制成。还注意到,通孔33和34都是分别具有内部扩大直径部分33b、34b和外部小直径部分33c、34c的台阶孔,分别通过台肩部分33a、34a彼此分离。
每个探测针35包括一管组件36,一可移动柱塞37和弹性元件。
管组件36包括一管子38和一固定柱塞39。管子38是由拉拔工艺制成的小型管子,具有一凸缘形式的止动装置38a和一变窄的端部38b,该凸缘通过在外表面上进行机械加工而环绕管子相对端部之间的外圆周形成。固定柱塞39固定地装配在管子38的另一端,并终止于一圆锥形端部。图1中,38c表示固定柱塞39已经铆接到管子上的一冲孔标志。
可移动柱塞37包含一底部37a,该底部37a装在管子38中,并由变窄的一端38b限制从中轴向抽出,及一延伸部分37b,该延伸部分37b穿过变窄端部38b从底部延伸出来,并适于与被测试器件的端子压力接触。尽管在附图中只是概括表示,延伸部分37b终止于四个圆周上均匀分布的凸起,从而确保与BGA的焊球之间良好的接触。
本例子中示出一装在管子38中用于沿着将柱塞延伸到一端38之外的方向推动可移动柱塞37的弹性元件,该弹性元件包括一螺旋弹簧41。应该注意到,可移动柱塞37的底部37a的底面紧靠包含一倾斜面的螺旋弹簧41的一端,从而使螺旋弹簧41弯曲成弓形,与管子38的内圆周部分接触。
管子38,固定柱塞39和可移动柱塞37可由铜基合金材料制成,如铍青铜。
探测针35设置到位时管组件36的两相对端部装在相应通孔33、34的小直径部分33c、34c中。在这种状态下,止动装置38a由一环绕管子设置在外壳31的内表面与止动装置38a之间的弹性元件推动而压靠底盖板32的内表面。
在该例子中图示了推动止动装置38a的弹性元件,包括一螺旋弹簧42,该螺旋弹簧42放置在扩大的直径部分33b、34b中,弹簧的一端紧靠在外壳的31的台肩33a上,而相对端紧靠在止动装置38a上。这里注意到,止动装置38a通常紧靠底盖板32的台肩34a。在这种状况下,固定柱塞39的外端延伸到底盖板32的外表面之外。
现在参照图2描述上述IC插座43的探测针35的操作。图2A示出在IC插座43安装到插座板23上之前的探测针35;图2B示出在IC插座43已经安装到插座板23之后的探测针35;图2C示出当被测试的装置24安装到IC插座43上时的探测针35。
当IC插座43安装到插座板23上时,探测针35上的固定柱塞39由图2B所示的插座板23上的电极垫25向上推动,因而整个探测针35向上移动而压缩螺旋弹簧42,因此固定柱塞39和电极垫25通过螺旋弹簧42的恢复力保持压力接触。
当被测试的器件(BGA)24放置到IC插座上时,可移动柱塞37由器件的焊球24a压住并向下移动而压缩螺旋弹簧41,因此焊球4a和可移动柱塞37通过螺旋弹簧41的恢复力保持压力接触。
有了如上建造的IC插座43,当它安装到插座23上时,管组件36向上移动同时管子38沿着小直径部分33c,34c滑动。但当IC插座安装到插座板23时这种滑动产生只发生一次。因此应该理解,即使管子38的滑动表面的粗糙度很差,由于滑动产生的磨损屑的积累问题也不大可能发生。此外,即使在相对的小直径部分33c、34c之间有任何的不对准,也不会发生问题。
另一方面,当被测试的装置24从插座上取下和安装到其上时,可移动柱塞37分别向上和向下移动,柱塞的底部37a不断地沿管子38的内表面滑动。但是,由于管子38的内表面有一通过拉拔工艺形成的光滑表面,像刮擦或磨损屑的产生这样的问题都不大可能发生。此外,由于在外壳31和底表面32之间的组装的不对准不会对管子的滑动能力有坏的影响,柱塞就能够重复可靠的滑动,以提供一极好的接触稳定度。尽管在这个例子中用螺旋弹簧作为推动止动装置38a的弹性元件,但可以理解,弹性元件并不局限于螺旋弹簧,如果需要的话,其它弹性元件如硅橡胶也可使用。
图3表示IC插座的一改进实施例,该IC插座与上面描述的IC插座43相似,不同之处在于,去掉了螺旋弹簧42。图3中那些与图1和图2中所示IC插座43的元件对应的元件用相同的参考数字表示。
通过该改进实施例中的IC插座44,在图3B中所示IC插座安装到插座板23上的状态下,固定柱塞39的前端与插座板23上的电极垫25接触,但实际上没有压力作用在电极垫上。换句话说,在这种状况下还没有建立满意的电连续性。但在图3C所示的状态下,固定柱塞39通过被向下移动的可移动柱塞37压缩的螺旋弹簧41向下推动,因而在图3C所示的状态下,固定柱塞39和电极板25处于压缩接触中。
图4概括示出装有多个根据本发明的IC插座43的IC测试装置的阵列。IC测试装置包括一主框架51,一测试头52和一器件接口部分53。主框架51具有一定时信号发生器,一图形发生器,一格式控制器及安装在其中的其它装置。测试头52包括一驱动器部分和一比较器部分。
器件接口部分53包括一与测试头52连接器连接的性能板54,每个上面安装一IC插座43的插座板23,和同轴电缆55。根据被测试的器件24的类型设置了一定量的IC插座43和插座板23。
Claims (4)
1.一种IC插座,包括一外壳和一整体固定在一起的底盖板,所述外壳和底盖板分别具有一系列贯穿其中形成的通孔,在所述外壳中的通孔与所述底盖板中相应的通孔彼此相对对准,在每对所述相对对准的通孔中安装和固定一探测针;
每个所述探测针包括:一管组件,该管组件包括一管和一固定柱塞,该管具有一变窄的端部和一环绕所述管两相对端之间的外部圆周形成的凸缘形式的止动装置,该固定柱塞固定地装配在所述管的另一端中;一可移动柱塞,该可移动柱塞具有一装在所述管中并由所述变窄一端限制从中轴向移动的底部和一从所述底部延伸穿出该变窄一端并适于与被测试器件的一端子压力接触的延伸部;一第一弹性元件,该第一弹性元件装在所述管中,沿着使可移动柱塞伸出该变窄一端的方向推动所述可移动柱塞;和一设置在所述外壳的内表面与所述止动装置之间的第二弹性元件,其中所述管组件被固定到位时其相对端部装在相应一对相对对准的通孔中,所述止动装置由所述第二弹性元件推动而紧靠所述底盖板的内表面,从而使所述固定柱塞的前端伸出所述底盖板的外表面之外。
2.一种IC插座,包括一外壳和一整体固定在一起的底盖板,所述外壳和底盖板分别具有一系列贯穿其中形成的通孔,在所述外壳中的通孔与所述底盖板中的通孔彼此相对对准,在每对所述相对对准的通孔中安装和固定一探测针;
每个所述探测针包括:一管组件,该管组件包括一管和一固定柱塞,该管具有一变窄的端部和一环绕所述管两相对端之间的外部圆周形成的凸缘形式的止动装置,该固定柱塞固定地装配在所述管的另一端中;一可移动柱塞,该可移动柱塞具有一装在所述管中并由所述变窄一端限制从中轴向移动的底部和一从所述底部延伸穿出该变窄一端并适于与被测试器件的一端子压力接触的延伸部;及一弹性元件,该弹性元件设置在所述底部与所述固定柱塞之间,用于沿着使可移动柱塞伸出该变窄一端的方向推动所述可移动柱塞,其中所述探测针可沿其中心轴线方向移动,同时所述管组件的相对端部在相应一对相对对准的通孔中安装和固定到位,所述止动装置防止所述管组件轴向拉出,其中在所述止动装置紧靠所述底盖板的内表面状态下,所述固定柱塞的前端伸到所述底盖板的外表面之外。
3.一种IC测试装置,包括一主框架,一测试头和一器件接口部分,所述器件接口部分包括一插座板,被测试的器件安装在该插座板上用于测试:
所述IC插座包括一外壳和一整体固定在一起的底盖板,所述外壳和底盖板分别具有一系列贯穿其中形成的通孔,在所述外壳中的通孔与所述底盖板中的相应通孔彼此相对对准,在每对所述相对对准的通孔中安装和固定一探测针;
每个所述探测针包括:一管组件,该管组件包括一管和一固定柱塞,该管具有一变窄的端部和一环绕所述管两相对端中间的外部圆周形成的凸缘形式的止动装置,该固定柱塞固定地装配在所述管的另一端中;一可移动柱塞,该可移动柱塞具有一装在所述管中并由所述变窄一端限制从中轴向移动的底部和一从所述底部延伸穿出该变窄一端并适于与被测试器件的一端子压力接触的延伸部;一第一弹性元件,该第一弹性元件装在所述管中,沿着使可移动柱塞伸出该变窄一端的方向推动所述可移动柱塞;和一设置在所述外壳的内表面与所述止动装置之间的第二弹性元件,其中所述管组件被固定到位时其相对端部装在相应一对相对对准的通孔中,所述止动装置由所述第二弹性元件推动,从而使所述固定柱塞的前端与所述插座板上对应的电极垫保持压力接触。
4.一种IC测试装置,包括一主框架,一测试头和一器件接口部分,所述器件接口部分包括一插座板,每个插座板上装有一IC插座,被测试的器件安装在该插座板上用于测试:
所述IC插座包括一外壳和一整体固定在一起的底盖板,所述外壳和底盖板分别具有一系列贯穿其中形成的通孔,在所述外壳中的所述通孔与所述底盖板中的相应通孔彼此相对对准,在每对所述相对对准的通孔中安装和固定一探测针;
每个所述探测针包括:一管组件,该管组件包括一管和一固定柱塞,该管具有一变窄的端部和一环绕所述管两相对端中间的外部圆周形成的凸缘形式的止动装置,该固定柱塞固定地装配在所述管的另一端中;一可移动柱塞,该可移动柱塞具有一装在所述管中并由所述变窄一端限制从中轴向移动的底部和一从所述底部延伸穿出该变窄一端并适于与被测试器件的一端子压力接触的延伸部;及一弹性元件,该弹性元件设置在所述底部与所述固定柱塞之间,用于沿着使可移动柱塞伸出该变窄一端的方向推动所述可移动柱塞,其中所述探测针可沿其中心轴线方向移动,同时所述管组件的相对端部在相应一对相对对准的通孔中安装和固定到位,所述止动装置防止所述管组件轴向拉出,其中所述固定柱塞的前端与所述插座板上对应的电极垫接触。
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