CN113156292A - 用于测试电子装置的接触器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于测试电子装置的接触器，其中接触器包括在测试过程中容纳电子装置的固持器；柔性电路，具有第一组触点电连接至电子装置的对应电极端子，以及第二组触点电连接至在测试过程中发送测试信号的控制单元；弹性体，在被压在一起的同时调节柔性电路的第一组触点与电子装置的对应电极端子之间的压力；对准工具，使第一组触点对准电子装置的对应电极端子。电子装置的电极端子位于电子装置的同一表面上，柔性电路可与接触器分离。
Description
技术领域
本发明涉及用于测试电子装置的接触器。更明确的说，本发明涉及诸如芯片级封装(chip-scale package,CSP)装置、倒装芯片装置或球栅阵列(ball grid array,BGA)装置的半导体集成电路装置的特性测试接触器。
背景技术
近年来，携带型电子设备和物联网(IoT)装置厚度和重量的减小增进了半导体集成电路装置封装缩小的需求。芯片级封装(CSP)是符合IoT装置缩小需求的最佳封装方法之一。在CSP中，芯片可以安装在中介层上，在中介层上形成焊盘或球，与倒装芯片球栅阵列(BGA)封装类似，或者焊盘可蚀刻或直接印在晶圆上。
IC测试器是对封装IC提供电源和电信号来执行特性测试。诸如IC插座的接触器通常用作将IC连接至IC测试器的接口。传统的接触器使用探针，每个探针包含一个螺旋弹簧以接触封装IC的端子。探针可沿垂直方向移动以调节接触压力。
美国专利第6,636,057号公开了一种具有引脚和弹簧的传统电插座。美国专利第7,471,096号公开了具有导电弹性接触引脚的另一传统电插座。如图1所示，接触器10包含多个接触片11。每个接触片11包括接触引脚11c和设置在另一接触引脚11c的上部的第一接触部11a。接触引脚11c的下端用作第二接触部11b，与形成并设在基板13上的端子13a接触。接触引脚11c预先弯曲成肘状，从而在两端按下时容易变形。两种现有技术都为被测装置与测试器的连接提供了可靠的连接。
误测可能由许多可能的原因引起，包括积聚在装置引脚和插座引脚上的灰尘和氧化物。错位也会导致误测，因为错位会导致零件损坏、丢失或错误测试。美国专利第6,636,057号提到在端子接触表面上形成滚花，以保持其牢固的电连接。然而，两种现有技术都未提及引脚的维护或更换。实际上，必须在一定的使用次数后更换这些引脚，通常是数万次的使用。此外，制造引脚的成本高，尤其是对于当今的高密度封装而言，更换引脚是费时的工作。
因此，为解决上述问题，接触器需要低成本且容易更换的工具。
发明内容
本段摘录并汇编了本发明的某些特性；其他特性将在后续段落中披露。旨在涵盖所附权利要求的精神和范围内所包括的各种修改和类似配置。
为了解决上述问题，提供一种用于测试电子装置的接触器。该接触器包括：固持器，具有测试过程中保持和固定电子装置的凹部；柔性电路，具有第一组触点电连接至电子装置的对应电极端子，以及第二组触点电连接至在测试过程中发送测试信号的控制单元；弹性体，在被压在一起的同时调节柔性电路的第一组触点与电子装置的对应电极端子之间的压力；对准工具，使第一组触点对准电子装置的对应电极端子。电子装置的电极端子位于电子装置的同一表面上。柔性电路可与接触器分离。
优选地，电子装置可以是芯片级封装(CSP)装置、倒装芯片装置或球栅阵列(BGA)装置。接触器可以进一步包括在固持器凹部上方的下压盖，以将电子装置固定到柔性电路。接触器可以进一步包括固定固持器的基板，其中该基板包括使第二组触点连接到控制单元的一组连接器。连接器可以是柔性扁平缆线(flexible flat cable,FFC)连接器，第二组触点可以是FFC触点的形式。基板可以是在其上安装控制单元的印刷电路板(printedcircuit board,PCB)。
根据本发明，第一组触点镀有金或金合金。弹性体包括与第一组触点相对应的一组突起，以提供额外的力来增强第一组触点与电子装置对应电极端子之间的压力。第一组触点可以是通孔的形式。对准工具可包括形成在固持器上的一组定位引脚和在其上形成有与定位引脚接合的一组对应定位孔的活动框架。在柔性电路和弹性体上分别形成有一组对应的定位孔，用于与定位引脚接合。对准工具可包括活动框架和一组线性致动器，以调节活动框架和固持器之间的位置。
附图说明
图1是传统接触器的剖面图。
图2是用于测试电子装置以电连接至电子装置的多个电极端子的接触器的透视图。
图3是图2的一部分接触器的俯视图。
图4是沿着图3的AA’线的剖面图。
图5是沿着图3的BB’线的剖面图。
图6A是第二实施例的电子装置和柔性电路的侧视图。
图6B是图6A的柔性电路的俯视图。
图7A是框架和具有线性致动器的固持器的俯视图。
图7B是一部分固持器和其中一个线性致动器的剖面图。
具体实施方式
参照以下实施例来更详细说明本发明。
请参照图2至图4。图2显示用于测试电子装置21以与电子装置21的多个电极端子211电连接的接触器20。在第一实施例中，电子装置21是芯片级封装(CSP)装置27。电子装置21可以是所有电极端子211位于同一表面上的装置，例如CSP装置、倒装芯片装置或球栅阵列(BGA)装置。图3是一部分接触器20的俯视图。图4是沿图3的A-A'线的剖视图。图5是沿图3的BB'线的剖视图。应当理解，在图5中将组件稍微分开只是为了清楚表示每个组件的相对位置。接触器20包含：固持器22、柔性电路23、弹性体24、对准工具25。
固持器22具有在测试过程中保持和固定CSP装置27的凹部221。在本实施例中，固持器22具有下压盖22a、上部22b、中部22c、下部22d，如图4所示。下压盖22a位于CSP装置27上方，将CSP装置27固定到柔性电路23。应该注意的是，在图2和图3中忽略了下压盖22a。CSP装置27在底侧包含一组电极端子271。可以使用另一种装置，例如机械手的拾取器来压下CSP装置27。在本实施例中，电极端子271是焊球。固持器22可以由多个部件组成，而不限于下压盖22a、上部22b、中部22c、下部22d。如图5所示，第一开口22e位于形成固持器22的凹部221的上部22b的中心。中部22c具有装配柔性电路23的凹槽22f。中部22c还具有第二开口22g，以放置弹性体24。上部22b可抬起以便于使用者更换柔性电路。铰链22h可用于连接上部22b和中部22c。固持器22固定在例如印刷电路板(PCB)的基板26。在本实施例中，如图4和图5所示，固持器22通过下部22d和中部22c固定在PCB26上。在固持器22的铰链22h的相对侧上可以有夹子锁(未示出)，以将上部22b钩到中部22c，如图2和图4所示。在这里可以使用在测试过程中能够将上部22b锁定到中部22c并且在更换柔性电路23时能够容易解锁的任何工具。中部22c和下部22d可以由螺杆(未示出)固定在一起。
可以将由绝缘聚合物基底制成的铜箔包层蚀刻成电路图案，然后用聚合物涂层覆盖电路图案以对其进行保护来形成柔性电路23。柔性电路23具有两组触点未被聚合物涂层覆盖。触点可以镀金或金合金以增加耐用性。触点可以镀有其他常见的电镀材料，例如锡、镍、银、化镍浸金(electroless nickel with immersion gold,ENIG)、化镍钯浸金(electroless nickel/palladium immersion gold,ENEPIG)。铂族金属可以镀在触点上以防腐蚀。
第一组触点231用于电连接到CSP装置27的对应电极端子271。因此，形成在柔性电路23的顶表面上的第一组触点231的图案与CSP装置27的对应电极端子271的分布相同。每个触点的尺寸与CSP装置27的对应电极端子271的尺寸相同或稍大。第二组触点232在电连接到在测试过程中发送测试信号的控制单元29。控制单元29可以安装在PCB 26上，多条迹线(未示出)形成在PCB 26上以将第二组触点232连接到控制单元29的对应引脚。在实施例中，控制单元29可以组装在另一个装置中，经由例如USB接口的连接器(未示出)连接到PCB26上的第二组触点232。柔性电路23可脱离接触器20和PCB 26。例如，连接器261可以安装在PCB 26上，将柔性电路23连接到对应的迹线。连接器261使得容易用新的替换磨损的柔性电路23。连接器261可以是柔性扁平缆线(FFC)连接器。第二组触点232可以是适合对应连接器261的常规FFC触点的形式。例如，连接器是具有0.5mm间距的20引脚的连接器。
弹性体24放置在柔性电路23的下方。压在一起时，弹性体24调节柔性电路23的第一组触点231与CSP装置27的对应的电极端子271之间的压力。CSP装置27的中心、第一组触点231、弹性体24大致垂直对准。从俯视图来看，弹性体24的面积大于CSP装置27的尺寸。弹性体24可以包括与第一组触点231相对应的一组突起24a，以提供额外的力来增强第一组触点231与CSP装置27的对应电极端子271之间的压力。因此，压在一起时，CPS装置和柔性电路23之间有牢固电连接。突起24a可在尖端中心形成凹坑，以使电极端子271更好地装配在其中。.
只要满足接触器20的准确度和精密度要求，则各种工具都可作为对准工具25。在本实施例中，对准工具25包含在固持器22上的一组定位引脚251(或定位柱)，活动框架252上形成第一组对应定位孔252a以与定位引脚251接合。在柔性电路23上还形成有第二组对应定位孔253，第三组对应定位孔254形成在弹性体24上以接合定位引脚251。活动框架252的内部开口252b的尺寸与CSP装置27的尺寸相同或稍大，以便安装CSP装置27。活动框架252的高度(H2)略小于CSP装置27的总高度(H1)，如图5所示。因此，当接触器20的下压盖22a被压下时，CSP装置27的电极端子271将略微超出活动框架252的下表面以接触第一组触头。对准工具用于对准第一组触点231与CSP装置27的对应电极端子271。
请参考图6A与图6B。图6A是第二实施例中的电子装置和柔性电路23的侧视图，图6B是图6A中的柔性电路23的俯视图。电子装置在第二实施例中是BGA装置28。在图中仅示出了柔性电路23在第一组触点231周围的一部分。第一组触点231为通孔的形式，即镀覆的通孔。通孔的直径小于BGA装置28的电极端子281的直径，可以镀有金或金合金。通孔使得电极端子281更容易装配在其中。换句话说，当BGA装置28被固持器22的下压盖22a压下时，焊球会接合对应的孔。迹线23a可以形成在柔性电路23的顶层和底层上，用于将第一组触点连接到第二组触点。除了第一和第二组触点的位置以外，在柔性电路23的两侧形成保护层以保护迹线23a。
在另一实施例中，固持器22可以包括不同类型的对准工具。例如，一组线性致动器围绕固持器22放置以调节活动框架252的位置，使第一组触点231对准电子装置21的对应电极端子211。请参考图7A和图7B。图7A是活动框架252和具有线性致动器25a的固持器22的俯视图。图7B是一部分固持器22和其中一个线性致动器25a的截面图。在本实施例中，一对导螺杆25b和螺母25c用来形成线性致动器25a。这里也可以使用其他类型的线性致动器，例如滚珠螺杆、压电致动器等。线性执行器的准确度和分辨率要适合封装的尺寸。例如，完成的装置27的分割公差可以变化+/-50μm，这导致相同数量的BGA位置公差的变化。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (11)
1.一种用于测试电子装置的接触器，该接触器电连接至电子装置的多个电极端子，其特征在于，包括：
固持器，具有测试过程中保持和固定电子装置的凹部；
柔性电路，具有第一组触点电连接至电子装置的对应电极端子，以及第二组触点电连接至在测试过程中发送测试信号的控制单元；
弹性体，在被压在一起的同时调节柔性电路的第一组触点与电子装置的对应电极端子之间的压力；以及
对准工具，使第一组触点对准电子装置的对应电极端子；
其中电子装置的电极端子位于电子装置的同一表面上；柔性电路与接触器分离。
2.如权利要求1所述的用于测试电子装置的接触器，其特征在于，电子装置是芯片级封装装置、倒装芯片装置或球栅阵列。
3.如权利要求1所述的用于测试电子装置的接触器，其特征在于，包括在固持器凹部上方的下压盖，以将电子装置固定到柔性电路。
4.如权利要求1所述的用于测试电子装置的接触器，其特征在于，包括固定固持器的基板，其中该基板包括使第二组触点连接到控制单元的一组连接器。
5.如权利要求4所述的用于测试电子装置的接触器，其特征在于，连接器是柔性扁平缆线连接器，第二组触点是FFC触点的形式。
6.如权利要求4所述的用于测试电子装置的接触器，其特征在于，基板是在其上安装控制单元的印刷电路板。
7.如权利要求1所述的用于测试电子装置的接触器，其特征在于，第一组触点镀有金或金合金。
8.如权利要求1所述的用于测试电子装置的接触器，其特征在于，弹性体包括与第一组触点相对应的一组突起，以提供额外的力来增强第一组触点与电子装置对应电极端子之间的压力。
9.如权利要求1所述的用于测试电子装置的接触器，其特征在于，第一组触点是通孔的形式。
10.如权利要求1所述的用于测试电子装置的接触器，其特征在于，对准工具包括形成在固持器上的一组定位引脚以接合分别形成在柔性电路和弹性体上的一组对应定位孔；以及有与定位引脚接合的一组对应定位孔的活动框架。
11.如权利要求1所述的用于测试电子装置的接触器，其特征在于，对准工具包括活动框架和一组线性致动器，以调节活动框架和固持器之间的位置。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |
Application publication date: 20210723 |
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| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |