CN113049940A - 下压头锁定机构及具备该机构的电子元件检测设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种下压头锁定机构及具备该机构的电子元件检测设备，其主要是将滑动件和锁定销分设于下压头与测试座基板；而当下压头及测试座基板彼此接合，而欲锁定下压头及测试座基板时，通过致动器驱动滑动件去紧固锁定销，使二者无法彼此脱离。据此，本发明所采用的机构简单、可靠，而组装和维修都相当容易，又可整合于支撑臂内，占用的体积相当小；且当致动器启动锁定或取消锁定时，亦即只有当驱动滑动件产生位移的情况下才有能量的消耗，无须消耗额外能源来持续下压或驱动该锁定机构。

Description

下压头锁定机构及具备该机构的电子元件检测设备

技术领域

本发明涉及一种下压头锁定机构及具备该机构的电子元件检测设备，尤指一种可施予特定下压力并适用于检测电子元件好坏的电子元件检测设备。

背景技术

随着半导体技术不断地发展，单一芯片的功能和运算能力更是越趋强大；然而，伴随而来的是芯片的接点或接脚的数量越来越惊人。以目前的技术水平而言，有的芯片的截面积尺寸已经大到10平方公分，而上面的接点更是达到数千、甚至上万个。

再者，当进行检测这些芯片时，为了确保芯片与弹簧探针间完全电性接触，机台本身须施加足够的下压力。因为每一支弹簧探针(pogo pin)的弹簧力大约为25～35gf，而以目前业界的检测规格要求而言，机台必须施加至少300Kgf的下压力才可以完全克服弹簧探针的弹簧力，以确保芯片上所有的接点都能电性接触到对应的弹簧探针。然而，为了因应如此大的下压力及其反作用力，机台需另外增设卡固机构。

另外，前述卡固机构可参见申请人的前期发明，即美国专利公开第US2017292973(A1)号“具下压头与承载座基板卡固机构的电子元件检测设备/Electronic devicetesting apparatus with locking mechanism for pressing header and socketplate”。上述专利公开了多种用于紧固下压头与承载座基板的机构，然而大多属于单一驱动源的两段式下压，也就是当下压头下压而抵接芯片时，卡固机构尚未驱动，而下压头再度下压时，才同步驱动卡固机构。

然而，上述现有技术除了具备体积庞大及机构复杂组装、且成本高昂等缺陷之外，因为无法明确掌握卡固机构当前处于紧固或释放状态，故还需要额外配置传感器来检测卡固机构的作动。此外，部分芯片测试流程高达数十小时甚至数天，而现有技术的卡固机构处于紧固状态时，驱动源还必须持续驱动下压头下压，故除了耗费相当多能源外，此额外的下压力容易造成材料的疲劳，影响机台寿命。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种下压头锁定机构及具备该机构的电子元件检测设备，其不论机构或作动方式都相当简单，设置和维护成本低廉，且占用体积相当小；而当处于锁定状态而进行测试时，无须消耗额外能源来持续下压或驱动该锁定机构。

为达成上述目的，本发明提供一种下压头锁定机构，其用于锁定下压头与测试座基板，该锁定机构主要包括设置于下压头及测试座基板中至少一者的致动器、滑动件以及锁定销；其中，当下压头及测试座基板彼此接合时，致动器驱动滑动件而朝一特定方向滑动，并紧固锁定销，使下压头及测试座基板无法彼此脱离。

如前所述，本发明主要是将滑动件和锁定销分设于下压头与测试座基板；而当欲锁定下压头及测试座基板时，通过致动器驱动滑动件紧固锁定销，使二者无法彼此脱离。据此，本发明所采用的机构简单、可靠，而组装和维修都相当容易；且当致动器启动锁定或取消锁定时，亦即只有当驱动滑动件产生位移的情况下，才有能量的消耗，无须持续地启动致动器。

为达成前述目的，本发明提供一种具有下压头锁定机构的电子元件检测设备，主要包括测试座基板、下压头及两个下压头锁定机构。测试座基板包括测试座插槽；下压头包括第一支撑臂及第二支撑臂，而第一支撑臂及第二支撑臂对应于测试座插槽的相对应的两侧；而两个下压头锁定机构分别设置于第一支撑臂、第二支撑臂及测试座基板中至少一者；且每个下压头锁定机构包括致动器、滑动件及锁定销；其中，当下压头及测试座基板彼此接合时，致动器驱动滑动件而朝一特定方向滑动，并紧固锁定销，使下压头及测试座基板无法彼此脱离。

整体而言，本发明将下压头锁定机构的部分零件直接设置于下压头的支撑臂内，例如将致动器及滑动件整合于支撑臂，而锁定销则固设于测试座基板上。当欲进行锁定时，致动器驱动滑动件，以让滑动件去紧固锁定销。藉此，即便当下压力产生装置产生下压力去压抵待测芯片时，下压头和测试座基板也不至于受到该下压力的影响而彼此脱离。

附图说明

图1为本发明具有下压头锁定机构的电子元件检测设备的一较优选实施例的示意图。

图2为本发明一较优选实施例的下压头和测试座基板的立体图。

图3为本发明一较优选实施例的下压头和测试座基板的分解图。

图4A为本发明下压头锁定机构一较优选实施例的示意图。

图4B为本发明滑动件一较优选实施例的立体图。

具体实施方式

本发明的下压头锁定机构及具备该机构的电子元件检测设备在本实施例中被详细描述之前，要特别注意的是，以下的说明中，类似的元件将以相同的元件符号来表示。再者，本发明的附图仅作为示意说明，其未必按比例绘制，且所有细节也未必全部呈现于附图中。

请先参考图1，图1为本发明具有下压头锁定机构的电子元件检测设备一较优选实施例的示意图。如图中所示，本实施例的检测设备主要包括下压端Md及基座端Mb，该下压端Md除了用于下压电子元件C之外，通常也必须具备移载和取放电子元件C的功能，在某些实施方案中还必须具备加热或冷却电子元件C的功能，而下压端Md主要用于放置电子元件C并执行测试。

进一步说明，本实施例的下压端Md主要由下压头2所构成，其包括顶板70、第一支撑臂71、第二支撑臂72、下压力产生装置81及压接块82；顶板70连接于升降机构(图中未示)，而第一支撑臂71和第二支撑臂72则分设于顶板70的两侧，且下压力产生装置81耦接于顶板70并位于第一支撑臂71及第二支撑臂72之间，而压接块82连接于下压力产生装置81并位于其下方。其中，下压力产生装置81用于产生下压力，而压接块82则用于传递该下压力，即压抵并施加该下压力予待测电子元件C。

再者，本实施例的基座端Mb主要包括测试座基板6及测试座插槽60，然而其他构件虽然没有在图面中示出，但本发明所属技术领域中具有通常知识者可以合理想象其亦应具备之，例如测试电路板(test board)、支撑板(support plate)以及机台底板(T-bar)等。再者，测试座插槽60用于容置测试座63，而测试座63则提供电性界面，以使电子元件C电性连接至测试器(tester)，以利进行测试。其中，电性界面即包括测试座63底部的探针P，其用于电性接触电子元件C底面的接点(图中未示)。

请一并参考图2、图3及图4A，图2为本发明一较优选实施例的下压头2和测试座基板6的立体图，图3为本发明一较优选实施例的下压头2和测试座基板6的分解图，图4A为本发明下压头锁定机构一较优选实施例的示意图。如图中所示，本实施例的每个下压头锁定机构主要包括致动器3、滑动件4及锁定销5；其中，第一支撑臂71及第二支撑臂72各组装致动器3及滑动件4，而锁定销5则固设于测试座基板6。在本实施例中，致动器3为气压缸，但本发明并不限于此，其他可提供往复直线运动的机构或装置均可适用于本发明，例如线性马达(liner motor)。

进一步说明，第一支撑臂71及第二支撑臂72分别包括容置空间S、插孔21及卡止块B；其中，容置空间S为内部空间，而致动器3及滑动件4设置于该容置空间S；而该插孔21设置于第一支撑臂71及第二支撑臂72的下表面，并连通至容置空间S；另外，卡止块B为从容置空间S的上面侧朝下方凸伸，其主要用于挡止并对滑动件4定位。

请一并参考图4B，图4B为本发明滑动件4一较优选实施例的立体图。本实施例的滑动件4包括底板40、推块42及挡块43，而推块42及挡块43分别设于底板40的两侧，且底板40开设缩口槽41，而该缩口槽41包括大圆孔411及小圆孔412，且该两个圆孔彼此连通。

另一方面，本实施例的测试座基板6包括测试座插槽60、第一凸块61及第二凸块62；其中，测试座插槽60用于容置测试座(图中未示)，而第一凸块61及第二凸块62组装于测试座基板6上并分别设于测试座插槽60的两侧；且第一凸块61及第二凸块62分别设置有锁定销5。此外，本实施例的锁定销5包括头部51及颈部52。

请同时参考所有附图，以下说明本实施例的运作模式；首先，电子元件置入测试座63后，下压头2开始下压。接着，锁定销5插入第一支撑臂71及第二支撑臂72下表面上的插孔21，其中滑动件4处于卡止块B接触并卡止该推块42的状态，而该锁定销5恰可对位并穿经于滑动件4的大圆孔411，因大圆孔411的直径被设定为大于该锁定销5的头部51。

再者，当欲进行锁定下压头2和测试座基板6时，致动器3驱动滑动件4滑动，且卡止块B卡止该挡块43时，滑动件4的小圆孔412卡入于锁定销5的颈部52，亦即使滑动件4的缩口槽41紧固锁定销5。此时，下压头2和测试座基板6即被锁定，无法彼此脱离；接着，由下压力产生装置81施加下压力予电子元件C后，随即便可进行测试。

另一方面，当测试完毕时，致动器3再次驱动滑动件4滑动至推块42受该卡止块B挡止为止；同样地，此时滑动件4的大圆孔411套入锁定销5，而锁定销5可自由穿出该大圆孔411；亦即，下压头2和测试座基板6可轻易彼此脱离。

需要特别说明的是，当下压力产生装置81施加下压力予电子元件C时，整个下压头锁定机构是达成内力平衡的。通过模拟分析，当施加300kgf的下压力时，第一支撑臂71和第二支撑臂72分别承受150kgf的内应力时，最大变异量也只有0.034mm，其发生在顶板70与第一支撑臂71和第二支撑臂72连接处的一隅。由此可见，本实施例所提供的下压头锁定机构可以达成内力平衡，且于承受相当大的下压力的情况下，变形量也相当小。

综上所述，本发明至少包括以下优势：

本发明所提供的下压头锁定机构的机构简单，组装及维护都相当容易，且成本低廉、可靠度高，实用价值高；

本发明所提供的下压头锁定机构可整合于下压头的两侧的支撑臂内，占用体积小，可使机台空间的利用最大化；

本发明只有当触发锁定或触发解开锁定时才需要通过致动器驱动滑动件，亦即于测试进行中或测试进行前致动器均处于待机状态，无须额外动力源来保持锁定，如此可以大幅减少能源消耗；

相较于背景技术所提及的单一动力源的方式，本发明并不需要额外的力量(下压力)来维持锁定，可减少因该额外下压力所产生的复杂应力影响，改善机台元件因内力所造成的疲劳效应，提升使用寿命；

本发明所提供的下压头锁定机构可以达成内力平衡，可显著减少庞大下压力对于整个测试设备的其他机构或元件的影响；且于承受相当大的下压力的情况下，变形量也相当小。

上述实施例仅为了方便说明举例而已，本发明所主张的保护范围自应以本申请权利要求所述为准，而非仅限于上述实施例。

符号说明

2 下压头

3 致动器

4 滑动件

5 锁定销

6 测试座基板

21 插孔

40 底板

41 缩口槽

42 推块

43 挡块

51 头部

52 颈部

60 测试座插槽

61 第一凸块

62 第二凸块

70 顶板

71 第一支撑臂

72 第二支撑臂

81 下压力产生装置

82 压接块

411 大圆孔

412 小圆孔

B 卡止块

C 电子组件

Md 下压端

Mb 基座端

P 探针

S 容置空间。

Claims (10)

1.一种下压头锁定机构，其用于锁定下压头与测试座基板，包括：

致动器，其设置于该下压头及该测试座基板中至少一者；

滑动件，其设置于该下压头及该测试座基板中至少一者，该滑动件连接于该致动器；以及

锁定销，其设置于该下压头及该测试座基板中至少一者；

其中，当该下压头及该测试座基板彼此接合时，该致动器驱动该滑动件而朝一特定方向滑动，并紧固该锁定销，使该下压头及该测试座基板无法彼此脱离。

2.如权利要求1所述的下压头锁定机构，其中，该致动器及该滑动件设置于该下压头，该下压头的下表面还包括插孔，该锁定销自该测试座基板的上表面凸伸，该滑动件包括缩口槽；当该下压头及该测试座基板彼此接合时，该锁定销通过该插孔而插入该缩口槽，该致动器驱动该滑动件使该缩口槽紧固该锁定销。

3.如权利要求2所述的下压头锁定机构，其中，该滑动件的该缩口槽包括大圆孔及小圆孔，该滑动件还包括推块，该锁定销包括头部及颈部；当该下压头及该测试座基板彼此接合时，该锁定销的该头部穿经该缩口槽的该大圆孔，该致动器推动该推块后使该滑动件的该小圆孔紧固于该锁定销的该颈部。

4.一种具有下压头锁定机构的电子元件检测设备，包括：

测试座基板，其包括测试座插槽；

下压头，其包括第一支撑臂及第二支撑臂，该第一支撑臂及该第二支撑臂对应于该测试座插槽的相对应的两侧；以及

两个下压头锁定机构，分别设置于该第一支撑臂、该第二支撑臂及该测试座基板中至少一者；每个下压头锁定机构包括致动器、滑动件及锁定销；

其中，当该下压头及该测试座基板彼此接合时，该致动器驱动该滑动件而朝一特定方向滑动，并紧固该锁定销，使该下压头及该测试座基板无法彼此脱离。

5.如权利要求4所述的电子元件检测设备，其中，该第一支撑臂及该第二支撑臂分别设置有该致动器及该滑动件；该锁定销自该测试座基板的上表面凸伸并对应于该第一支撑臂及该第二支撑臂。

6.如权利要求5所述的电子元件检测设备，其中，该测试座基板还包括第一凸块及第二凸块；该第一凸块及该第二凸块组装于该测试座基板上并分设于该测试座插槽的两侧；该第一凸块及该第二凸块分别设置有该锁定销。

7.如权利要求6所述的电子元件检测设备，其中，该第一支撑臂及该第二支撑臂的下表面各包括插孔，该滑动件包括缩口槽；当该下压头及该测试座基板彼此接合时，该锁定销通过该插孔而插入该缩口槽，该致动器驱动该滑动件使该缩口槽紧固该锁定销。

8.如权利要求7所述的电子元件检测设备，其中，该第一支撑臂及该第二支撑臂分别包括容置空间及卡止块，该插孔连通至该容置空间，该卡止块自该容置空间的一侧凸伸；该滑动件容设于该容置空间，该滑动件包括底板、推块及挡块，该推块及该挡块分设于该底板的两侧；当该致动器驱动该滑动件滑动而该卡止块卡止该挡块时，该滑动件紧固该锁定销；当该致动器驱动该滑动件滑动而该卡止块卡止该推块时，该滑动件释放该锁定销。

9.如权利要求8所述的电子元件检测设备，其中，该滑动件的该缩口槽包括大圆孔、小圆孔；该锁定销包括头部及颈部；当该致动器驱动该滑动件滑动而该卡止块卡止该挡块时，该滑动件的该小圆孔紧固于该锁定销的该颈部；当该致动器驱动该滑动件滑动而该卡止块卡止该推块时，该锁定销对位于该滑动件的该大圆孔，而该锁定销的该头部可自由穿经该大圆孔。

10.如权利要求4所述的电子元件检测设备，其中，该下压头还包括下压力产生装置及压接块，该下压力产生装置位于该第一支撑臂及该第二支撑臂之间，该压接块设置于该下压力产生装置并对应于该测试座插槽。

Images