CN117092491A - 一种应用于大数量级引脚的芯片测试座及制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供的一种应用于大数量级引脚的芯片测试座及制造方法，应用于大数量级引脚的芯片测试座包括测试座主体、探针组件以及下压组件，测试座主体包括测试座主体框架以及芯片限位板，所述测试座主体框架上设有通槽，所述芯片限位板设于所述通槽内，且所述芯片限位板上设有适于放置待测芯片的限位型腔；探针组件设于所述通槽内，且所述探针组件中探针一端适于与待测芯片电连接，所述探针组件中探针另一端适于与印制电路板电连接；下压组件，与所述测试座主体连接，且所述下压组件设于所述待测芯片一侧，所述下压组件被配置为向所述待测芯片施加压力，以挤压所述待测芯片与所述探针组件中探针紧密接触。
Description
技术领域
本发明涉及芯片测试技术领域，具体涉及一种应用于大数量级引脚的芯片测试座及制造方法。
背景技术
封装测试是半导体生产流程的重要组成部分之一。封装是保护芯片免受物理、化学等环境因素造成的损伤，将芯片的I/O端口联接到印制电路板(PCB)等，以实现电气连接，确保电路正常工作的工艺步骤。测试主要是对芯片、电路以及老化后的电路产品的功能、性能测试。从早期手工绕线形式，到机械臂主导的自动化封装，再到高集成及表面贴装技术的出现，目前芯片封测已进入高速智能化时代。
芯片FT测试是芯片研发和生产制造过程中至关重要的一环，而芯片测试座作为连接芯片引脚和印制电路板的关键接口或治具，其使用量巨大，同时芯片测试座的核心部件弹簧探针，这种探针的质量主要体现在结构、材质、镀层、弹簧、套管的精度及装配制造工艺等方面，主要采用微小级别的弹簧产生弹力来使两端的针头和测试器件接通，从而完成测试过程，但是这种探针的加工工艺和加工精度很高，比如纳米级别的弹簧生产工艺，外套管的生产设备等，在应用在大数量级引脚的封装芯片时，测试座探针的组装不方便且成本较高。
发明内容
因此，本发明所要解决的技术问题在于现有技术中弹簧探针应用在大数量级引脚的封装芯片时，测试座探针的组装不方便且成本较高。
为此，本发明提供一种应用于大数量级引脚的芯片测试座，包括：
测试座主体，包括测试座主体框架以及芯片限位板，所述测试座主体框架上设有通槽，所述芯片限位板设于所述通槽内，且所述芯片限位板上设有适于放置待测芯片的限位型腔；
探针组件，设于所述通槽内，且所述探针组件中探针一端适于与待测芯片电连接，所述探针组件中探针另一端适于与印制电路板电连接；
下压组件，与所述测试座主体连接，且所述下压组件设于所述待测芯片一侧，所述下压组件被配置为向所述待测芯片施加压力，以挤压所述待测芯片与所述探针组件中探针紧密接触。
可选地，所述通槽为三层台阶结构，所述探针组件设于所述第一层台阶结构上，所述芯片限位板设于所述第三层台阶结构上。
可选地，所述测试座主体还包括加强板，所述加强板包括底部凸台以及边缘固定部，所述底部凸台设于所述第二层台阶结构上以限所述探针组件垂直方向运动，所述边缘固定部设于所述第三层台阶结构与所述芯片限位板之间。
可选地，所述加强板底部设置限位凸台，所述探针组件顶部设置限位凹槽，所述限位凸台适于设于所述限位凹槽内以限制所述探针组件水平方向运动。
可选地，所述加强板中间设有若干用于避让所述探针组件中探针的避让通槽，相邻两个所述避让通槽之间设有加强条，以限制所述探针组件向芯片限位板方向的翘曲变形。
可选地，还包括侧压板，所述侧压板设于所述探针组件侧边与第一层台阶结构内壁之间，以挤压所述探针组件内若干探针组件单元。
可选地，所述下压组件包括：
连接板，与所述测试座主体框架连接，所述连接板上设有挤压通槽
测试上盖，与所述连接板连接；
螺柱，设于所述测试上盖内部，且所述螺柱一端贯穿所述测试上盖后与旋钮连接；
压块，可滑动设于所述测试上盖内，所述压块与所述螺柱连接，所述压块被配置为受所述螺柱驱动而相对所述测试上盖运动，以贯穿所述挤压通槽后挤压或松开所述待测芯片。
可选地，所述下压组件还包括：
卡爪，设于所述测试上盖外侧且与所述测试上盖铰接，所述卡爪一侧呈弯曲状；
弹性件，设于所述卡爪与所述测试上盖之间，以驱动所述卡爪弯曲状一侧抵接在所述连接板底侧，以固定所述测试上盖。
可选地，还包括底端盖，与所述测试座主体框架连接，以保护所述探针组件。
一种制造方法，用于制作上述所述的探针组件，包括如下步骤：
步骤一：将安装条限位板和探针限位板通过定位销与组装底板定位并通过螺丝固定；
步骤二：将探针安装条放入安装条限位板上的限位槽内使其定位，而后在探针安装条的上表面均匀涂抹一层UV胶水，用镊子将探针依次放入探针限位板上的所有探针凹槽内；
步骤三：将整个夹具放置在紫外线UV炉中烘烤至UV胶完全固化将探针粘连在探针安装条上表面后再取下得到一整条探针组件单元，而后根据探针阵列数量制造出所有其他探针组件单元。
本发明提供的一种应用于大数量级引脚的芯片测试座及制造方法，具有如下优点：
1.本发明提供的一种应用于大数量级引脚的芯片测试座，包括测试座主体、探针组件以及下压组件，测试座主体包括测试座主体框架以及芯片限位板，所述测试座主体框架上设有通槽，所述芯片限位板设于所述通槽内，且所述芯片限位板上设有适于放置待测芯片的限位型腔；探针组件设于所述通槽内，且所述探针组件中探针一端适于与待测芯片电连接，所述探针组件中探针另一端适于与印制电路板电连接；下压组件，与所述测试座主体连接，且所述下压组件设于所述待测芯片一侧，所述下压组件被配置为向所述待测芯片施加压力，以挤压所述待测芯片与所述探针组件中探针紧密接触。
此结构的应用于大数量级引脚的芯片测试座，测试座主体框架上设有通槽，所述芯片限位板设于所述通槽内，且所述芯片限位板上设有适于放置待测芯片的限位型腔，安装时探针组件设于所述通槽内，且所述探针组件中探针一端适于与待测芯片电连接，所述探针组件中探针另一端适于与印制电路板电连接，测试时下压组件被配置为向所述待测芯片施加压力，以挤压所述待测芯片与所述探针组件中探针紧密接触。
2.本发明提供的一种应用于大数量级引脚的芯片测试座，加强板包括底部凸台以及边缘固定部，边缘固定部与底部凸台连接处呈台阶状，故而在安装加强板时，边缘固定部设于第三层台阶结构上，底部凸台设于第二层台阶结构上，且加强板底部凸台用于压住探针组件的两端，以固定其垂直方向，以防上下窜动。加强板底部设置限位凸台，探针组件顶部设置限位凹槽，限位凸台适于设于限位凹槽内以限制探针组件水平方向运动，以防止探针组件单元变形。
3.本发明提供的一种应用于大数量级引脚的芯片测试座，加强板中间设有若干用于避让探针组件中探针的避让通槽，相邻两个通槽之间设有加强条，以限制探针组件向上方的翘曲变形。
4.本发明提供的一种应用于大数量级引脚的芯片测试座，芯片限位板设于第三层台阶结构上，且加强板的边缘固定部处于芯片限位板的下侧，即第三层台阶结构用于容纳和通过螺丝固定加强板的边缘固定部和芯片限位板，芯片限位板、加强板和测试座主体框架之间通过两个定位销定位。芯片限位板上设有适于放置待测芯片的限位型腔，限位型腔四侧设计了凹槽便于镊子取放待测芯片，芯片限位板底部中央四周设计了凸起台阶用于压紧加强板顶面。本实施例中芯片限位板四个角上均通过螺丝连接于测试座主体框架上，且螺丝固定后芯片限位板上表面略低于测试座主体框架上表面
5.本发明提供的一种应用于大数量级引脚的芯片测试座，探针与待测芯片引脚锡球接触方式采用划刻的方式，使其需求接触力更小。
6.本发明提供的一种制造方法，用于制作上述的探针组件，包括如下步骤：
步骤一：将安装条限位板和探针限位板通过定位销与组装底板定位并通过螺丝固定；
步骤二：将探针安装条放入安装条限位板上的限位槽内使其定位，而后在探针安装条的上表面均匀涂抹一层UV胶水，用镊子将探针依次放入探针限位板上的所有探针凹槽内；
步骤三：将整个夹具放置在紫外线UV炉中烘烤至UV胶完全固化将探针粘连在探针安装条上表面后再取下得到一整条探针组件单元，而后根据探针阵列数量制造出所有其他探针组件单元。
此制造方法制造的弹片探针具有十分低廉的成本，且制造工艺简单可靠。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的实施例1中提供的应用于大数量级引脚的芯片测试座的结构示意视图；
图2为本发明的实施例1中提供的应用于大数量级引脚的芯片测试座的剖视图；
图3为图2中圈A处的结构放大图；
图4为本发明的实施例1中提供的应用于大数量级引脚的芯片测试座的另一方向的剖视图；
图5为图4中圈B处的结构放大图；
图6为本发明的实施例1中提供的应用于大数量级引脚的芯片测试座中探针组件的结构示意视图；
图7为本发明的实施例1中提供的应用于大数量级引脚的芯片测试座中探针的结构示意视图；
图8为本发明实的施例2中提供的制造方法中夹具的结构示意视图；
图9为图8中圈C处的结构放大图；
附图标记说明：
11-测试座主体框架；12-芯片限位板；13-加强板；
2-探针组件；21-探针安装条；22-探针；
3-下压组件；31-连接板；32-测试上盖；33-螺柱；34-旋钮；35-压块；36-卡爪；37-弹性件；
4-侧压板；
5-待测芯片。
6-底端盖；
7-安装条限位板；
8-探针限位板；
9-组装底板。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
实施例1
本实施例提供一种应用于大数量级引脚的芯片测试座，如图1至图7所示，包括测试座主体、探针组件2、下压组件、侧压板4以及底端盖6，测试座主体包括测试座主体框架11以及芯片限位板12，探针组件2包括探针安装条21以及探针22，下压组件包括连接板31、测试上盖32、螺柱33、旋钮34、压块35、卡爪36以及弹性件37。
在本实施例中，如图1至图5所示，测试座主体框架11上中间部位设有通槽，通槽为三层台阶结构，三层台阶结构从下至上依次命名为第一层台阶结构、第二层台阶结构和第三层台阶结构。测试座主体框架11底部四周设置镂空结构用于避让印制电路板上元器件，测试座主体框架11三个角边缘处各设置了一个定位销，用于固定测试座主体框架11以及印制电路板的相对位置，其中，仅在三个角边缘处设置定位销目的在于防呆，测试座主体四个角位置处均设有螺丝安装孔，通过与螺丝配合将测试座主体固定于印制电路板设定位置。
在本实施例中，如图6和图7所示，图6中的探针组件2由多个图7中的探针组件单元并列粘接组成，任一个探针组件单元均包括探针安装条21和粘接在探针安装条21上的多个探针22组成，探针22设计成双侧鱼刺形，中间部分为安装夹持部分，两侧针尖位置处分别与印制电路板PAD点和待测芯片5引脚接触构成测试通路，探针22工作时属于中间固定的双悬臂结构压缩时具有弹性可保证两侧的良好接触。如图1、图2和图4所示，探针组件2设于第一层台阶结构上，如图3所示，为了将所有探针组件单元相邻间隙侧面挤压使各探针组件单元准确紧密的排列好，本实施例在第一层台阶结构侧壁与探针组件2边缘之间设置侧压板4，使得侧压板4能够挤压探针组件2边缘，故而实现将所有探针组件单元相邻间隙侧面挤压使各探针组件单元准确紧密的排列好。
在本实施例中，如图1至图5所示，加强板13包括底部凸台以及边缘固定部，如图3和图5所示，边缘固定部与底部凸台连接处呈台阶状，故而在安装加强板13时，边缘固定部设于第三层台阶结构上，底部凸台设于第二层台阶结构上，且加强板13底部凸台用于压住探针组件2的两端，以固定其垂直方向，以防上下窜动。
在本实施例中，如图5所示，加强板13底部设置限位凸台，探针组件2顶部设置限位凹槽，限位凸台适于设于限位凹槽内以限制探针组件2水平方向运动，以防止探针组件单元变形。
在本实施例中，如图1至图5所示，加强板13中间设有若干用于避让探针组件2中探针22的避让通槽，相邻两个通槽之间设有加强条，以限制探针组件2向上方的翘曲变形。
在本实施例中，如图1至图5所示，芯片限位板12设于第三层台阶结构上，且加强板13的边缘固定部处于芯片限位板12的下侧，即第三层台阶结构用于容纳和通过螺丝固定加强板13的边缘固定部和芯片限位板12，芯片限位板12、加强板13和测试座主体框架11之间通过两个定位销定位。芯片限位板12上设有适于放置待测芯片5的限位型腔，限位型腔四侧设计了凹槽便于镊子取放待测芯片5，芯片限位板12底部中央四周设计了凸起台阶用于压紧加强板13顶面。本实施例中芯片限位板12四个角上均通过螺丝连接于测试座主体框架11上，且螺丝固定后芯片限位板12上表面略低于测试座主体框架11上表面。
在本实施例中，如图1所示，连接板31通过四个螺丝与测试座主体框架11固定连接，连接板31与测试座主体框架11之间设置定位稍，连接板31上设有挤压通槽。测试上盖32内部设置有向下开口的放置腔，螺柱33设于测试上盖32内部，且螺柱33上端贯穿测试上盖32后与旋钮34固定连接；压块35可滑动设于测试上盖32内，压块35中间设有螺纹孔用于与螺柱33连接，压块35上部设有方形的板状结构，用于限制压块35在放置腔内转动，使得转动螺柱33时能够驱动压块35上下移动，压块35下移时压块35下端能够穿过连接板31上的挤压通槽后抵接在待测芯片5上侧，本实施例通过旋转顶部旋钮34可控制压块35上下移动用于向下压紧或向上松开待测芯片5，下压待测芯片5用于保证待测芯片5引脚与测试座主体上探针22接触良好。
在本实施例中，如图1所示，测试上盖32相对两侧设有两个卡爪36，用于连接测试上盖32和连接板31。具体的，卡爪36与测试上盖32铰接，卡爪36下侧呈弯曲状，卡爪36与测试上盖32之间设有弹性件37，以驱动卡爪36弯曲状一侧卡在连接板31的卡口上，用于连接测试上盖32和连接板31。
在本实施例中，如图1所示，底端盖6与测试座主体框架11底部连接，在搬运芯片测试座时用来保护探针组件2。
在本实施例中，探针22采用高弹性铍铜材料，通过片料整平研磨达到设定厚度，然后将处理后的片料通过激光切割或模具冲压或油割慢走丝等方式切割出探针22的外形，得到的探针22通过化学镀金的方式在其表面镀上一层硬金以防止探针22氧化并增加导电稳定性，后处理进行热处理提升探针22的硬度和弹性。探针组件单元的制造包括探针安装条21的制造及其与探针22的组装，探针安装条21则直接通过CNC的方式进行加工。
在本实施例中，探针22安装组件所用UV胶为耐高温绝缘性良好的UV胶。探针安装条21材质为PhotoveelⅡ或MACOR；压块35、测试座主体框架11均采用CeramicPEEK材质，芯片限位板12采用铝合金材质且表面做绝缘氧化处理，加强板13采用不锈钢材质且表面做绝缘氧化处理可保证良好的刚度。
在本实施例中，探针22与待测芯片5引脚锡球接触方式采用划刻的方式，使其需求接触力更小。
本实施例提供的应用于大数量级引脚的芯片测试座，工作原理如下：
在测试座工作时，如图1所示，首先将测试上盖32上旋钮34逆时针旋到底，按压测试上盖32两侧的卡爪36将测试上盖32取下，松开测试座主体四个角上的螺丝将底端盖6取下，然后将测试座主体通过底部定位销定位安装在印制电路板的正确位置后四角通过螺丝紧固，以保证测试座主体上所有探针22底部针尖均与印制电路板PAD点接触良好；随后将待测芯片5引脚面朝下用镊子将其放进测试座主体中芯片限位板12的限位型腔内；然后拿起测试上盖32并按压两侧的卡爪36，将测试上盖32的定位销对准测试座主体上的销孔并插入，然后手指松开两侧的卡爪36将测试上盖32、连接板31和测试座主体组装完成；最后手动将测试上盖32上旋钮34顺时针旋到底（此时压块35上的限位台阶面与连接板31上表面接触硬限位保证了下压的位置精度），压块35及限位方式可保证待测芯片5底部引脚均与测试座主体上所有探针22顶部针尖接触良好，接着开始芯片测试；测试完成后，取下测试上盖32，重新更换一颗待测芯片5重复上述操作即可开始下一次测试，依次循环。
实施例2
本实施例提供一种制造方法，用于制作实施例1中的探针组件2，如图8和图9所示，该方法采用安装条限位板7、探针限位板8以及组装底板9，该制造方法包括如下步骤：
步骤一：将安装条限位板7和探针限位板8通过定位销与组装底板9定位并通过螺丝固定；
步骤二：将探针安装条21放入安装条限位板7上的限位槽内使其定位，而后在探针安装条21的上表面均匀涂抹一层UV胶水，用镊子将探针22依次放入探针限位板8上的所有探针凹槽内；
步骤三：将整个夹具放置在紫外线UV炉中烘烤至UV胶完全固化将探针22粘连在探针安装条21上表面后再取下得到一整条探针组件单元，而后根据探针22阵列数量制造出所有其他探针组件单元。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
Claims (10)
1.一种应用于大数量级引脚的芯片测试座，其特征在于，包括：
测试座主体，包括测试座主体框架（11）以及芯片限位板（12），所述测试座主体框架（11）上设有通槽，所述芯片限位板（12）设于所述通槽内，且所述芯片限位板（12）上设有适于放置待测芯片（5）的限位型腔；
探针组件（2），设于所述通槽内，且所述探针组件（2）中探针（22）一端适于与待测芯片（5）电连接，所述探针组件（2）中探针（22）另一端适于与印制电路板电连接；
下压组件，与所述测试座主体连接，且所述下压组件设于所述待测芯片（5）一侧，所述下压组件被配置为向所述待测芯片（5）施加压力，以挤压所述待测芯片（5）与所述探针组件（2）中探针（22）紧密接触。
2.根据权利要求1所述的应用于大数量级引脚的芯片测试座，其特征在于，所述通槽为三层台阶结构，所述探针组件（2）设于第一层台阶结构上，所述芯片限位板（12）设于第三层台阶结构上。
3.根据权利要求2所述的应用于大数量级引脚的芯片测试座，其特征在于，所述测试座主体还包括加强板（13），所述加强板（13）包括底部凸台以及边缘固定部，所述底部凸台设于第二层台阶结构上以限所述探针组件（2）垂直方向运动，所述边缘固定部设于所述第三层台阶结构与所述芯片限位板（12）之间。
4.根据权利要求3所述的应用于大数量级引脚的芯片测试座，其特征在于，所述加强板（13）底部设置限位凸台，所述探针组件（2）顶部设置限位凹槽，所述限位凸台适于设于所述限位凹槽内以限制所述探针组件（2）水平方向运动。
5.根据权利要求3所述的应用于大数量级引脚的芯片测试座，其特征在于，所述加强板（13）中间设有若干用于避让所述探针组件（2）中探针（22）的避让通槽，相邻两个所述避让通槽之间设有加强条，以限制所述探针组件（2）向芯片限位板（12）方向的翘曲变形。
6.根据权利要求3-5中任一项所述的应用于大数量级引脚的芯片测试座，其特征在于，还包括侧压板（4），所述侧压板（4）设于所述探针组件（2）侧边与第一层台阶结构内壁之间，以挤压所述探针组件（2）内若干探针组件单元。
7.根据权利要求3-6中任一项所述的应用于大数量级引脚的芯片测试座，其特征在于，所述下压组件包括：
连接板（31），与所述测试座主体框架（11）连接，所述连接板（31）上设有挤压通槽；
测试上盖（32）；
螺柱（33），设于所述测试上盖（32）内部，且所述螺柱（33）一端贯穿所述测试上盖（32）后与旋钮（34）连接；
压块（35），可滑动设于所述测试上盖（32）内，所述压块（35）与所述螺柱（33）连接，所述压块（35）被配置为受所述螺柱（33）驱动而相对所述测试上盖（32）运动，以贯穿所述挤压通槽后挤压或松开所述待测芯片（5）。
8.根据权利要求7所述的应用于大数量级引脚的芯片测试座，其特征在于，所述下压组件还包括：
卡爪（36），设于所述测试上盖（32）外侧且与所述测试上盖（32）铰接，所述卡爪（36）一侧呈弯曲状；
弹性件（37），设于所述卡爪（36）与所述测试上盖（32）之间，以驱动所述卡爪（36）弯曲状一侧抵接在所述连接板（31）底侧，以固定所述测试上盖（32）。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的应用于大数量级引脚的芯片测试座，其特征在于，还包括底端盖（6），与所述测试座主体框架（11）连接，以保护所述探针组件（2）。
10.一种制造方法，用于制作权利要求1-9中任一项所述的探针组件（2），其特征在于，包括如下步骤：
步骤一：将安装条限位板（7）和探针限位板（8）通过定位销与组装底板（9）定位并通过螺丝固定；
步骤二：将探针安装条（21）放入安装条限位板（7）上的限位槽内使其定位，而后在探针安装条（21）的上表面均匀涂抹一层UV胶水，用镊子将探针（22）依次放入探针限位板（8）上的所有探针凹槽内；
步骤三：将整个夹具放置在紫外线UV炉中烘烤至UV胶完全固化将探针（22）粘连在探针安装条（21）上表面后再取下得到一整条探针组件单元，而后根据探针阵列数量制造出所有其他探针组件单元。
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