CN1255874C - 半导体器件用的接触器 - Google Patents

Abstract

一种半导体器件用的接触器，此接触器包括组件工作台、下侧接触器、上侧接触器和压力部。半导体器件放在组件工作台上。当半导体器件放在组件工作台上时，下侧接触器从下侧与半导体器件的引线接触。上侧接触器具有头部，该头部可以相对于放在组件工作台上的半导体器件的引线上下运动。压力部通过压下上侧接触器以使上侧接触器弹性变形，从而使头部朝向半导体器件的引线运动。

Description

半导体器件用的接触器

发明领域

本发明涉及半导体器件用的接触器，更特别涉及具有两点接触式插座的半导体器件用的接触器和接触方法，该插座用于扁平组件封装式集成电路的鉴定测试、大量生产测试或老化测试。

背景技术

许多扁平组件封装式集成电路在便携式装置中应用，例如用于移动电话、数字式视频摄象机、数字式静物摄象机和笔记本式个人计算机。特别地，窄节距扁平组件封装式或晶片尺寸封装式功率集成电路、功率控制集成电路或非功率控制集成电路的扁平组件封装式集成电路，例如，具有功能管脚的系统大规模集成电路(LSI)的集成电路，这种集成电路的功能管脚通过大电流。在半导体器件测试中，当电流通过功能管脚时，在接触管脚电阻大的情况下，目标(target)电源电压发生电压降。因此不能获得目标电源电压。结果，不可能对功能管脚提供足够的电流。这样，当对扁平组件封装式集成电路进行鉴定测试、大量生产测试或老化测试时，使用一种两点接触式插座，这种插座借助于减小接触电阻帮助一个小电流通过，以实现一种高精密度和稳定的测试。

图1示出了一种传统扁平组件封装式集成电路的测试用IC插座。

这种IC插座具有一种一点接触式结构，其中，为每一个IC1的引线设置相应的接触器3。接触器3与扁平组件封装式IC1引线的下表面接触。接触器3成排固定在插座体4上，以对应于IC1引线的一种设置。组件工作台2设置在接触器3的装置内。组件工作台2用弹簧支承并可上下运动。

当IC1放在组件工作台2上时，IC1的每一个引线直接定位于相应的接触器3的接触端上。当压力部4向下运动时，压力部5的头部压住IC1的引线。组件工作台2向下运动，IC1的引线与接触器3的接触端接触。通过使压力部5进一步向下运动，接触器3弹性变形。接触器3的稳定性对应于接触器3与IC1引线之间的接触压力。

图1中所示IC插座称为一点接触式插座，因为每一个接触器3与IC1相应的一个引线在一点接触。关于一点接触式插座，可以想见的是，当在接触部存在外界物质时，或者，当由于受到振动或类似原因影响时，不会获得充分的电气接触。为避免这种情况，使用两点接触式插座。两点接触式插座，通过为IC的每一个引线设置两个接触点，减小了由于存在外界物质或因受振动或类似原因影响而发生的接触不良。在两点接触式插座中，通过使单个IC引线的两个接触器彼此绝缘，可以用一个接触器传递信号(用于检测电阻值和电流值)，用另一个接触器供电加载(用于输送电压和电流)。因此，可以检测在测试过程中供给IC引线的实际电流，并精确控制供给IC引线的预定电源电压和电流。

在日本公开的实用新型申请No.5-28049中，公开了一种两点接触式插座。所公开的两点接触式插座具有这样的结构，其中，两个接触器(第一接触器和第二接触器)在一个IC引线下单独成排设置。第一接触器与IC引线的一个下表面接触。设置在插座盖上的第三接触器，与在第一接触器上IC引线的上表面接触，并同时与第二接触器接触。

此外，日本公开的专利申请No.2000-195630公开了另一种两点接触式插座。在所公开的两点接触式插座中，两个接触器设置在一个插座体中，并在IC引线下成排设置。两个接触器之间夹放一个绝缘片，或者，两个接触器其中之一具有这样一个表面，在该表面上制出一个绝缘薄膜，这样，两个接触器通过绝缘薄膜彼此接触。

此外，日本公开的专利申请No.11-297442公开了另一种两点接触式插座。在所公开的两点接触式插座中，为每一单个IC引线设置两个接触器。一个接触器与IC引线的下表面接触，另一个接触器，通过一个压力部的操作而与IC引线的上表面接触。这种结构的接触插座是一种所谓开顶式插座，其中，通过对压力部施压，使接触器向后向上运动，而当不对压力部施压时，接触器压下IC引线。

密集和窄节距的扁平组件封装式或CSP式功率IC，用于移动式装置和笔记本式个人计算机。为了精确而稳定地测试这些类型的IC，需要廉价的插座，这种插座可以容易而可靠地实现两点接触，可长期保持其稳定性，可容易地更换。此外，在处理不同种类的组件封装的工厂中，需要种种插座，该插座可用于大量生产的测试，而并不需要IC输送装置的特定机构的改变。

但是，为了实现两点接触，需要制出与单个IC引线接触的两个独立的接触器。关于这一要求，在日本公开的专利申请No.05-028049公开的插座中，在将IC设置在IC夹持板上后，利用设置在插座盖上的第三接触器，不容易精确地同时使第一接触器与第二接触器接触。此外，存在这样的缺点，其中，将IC输送装置移向插座与将其引入接触状态的操作，必须分开进行。

此外，在日本公开的专利申请No.11-297442公开的插座中，当压力部被下压时，接触器与引线分离，而当压力部未被下压时，接触器与引线的上表面接触。因此，接触操作的进行，是在将IC安装在组件工作台上之前，通过压下压力部开始，而下压操作的终止，是在IC的安装完成之后，让压力部返回其初始位置。这样，由于接触压力是由接触器结构所设定的恒定值，不具备设定接触压力的柔性。此外，从插座取出IC的操作必须在压力部再次被压下的状态下进行。基于此理由，当IC输送装置将IC安装在插座上和当输送装置将IC从插座中取出这两种情况下，均需执行压下压力部的操作。因此，需要一种能够容易地安装和取出IC的插座，

发明概述

本发明的总目的，在于提供一种经过改进而有用的半导体器件接触器和接触方法，该接触器与接触方法能够像传统的一点接触式插座相那样，用同样的操作放置和取出IC，并可以实现有效的两点式接触。

为实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种半导体器件用的接触器，该接触器包括：组件工作台，用于将IC置放于其上；下侧接触器，当半导体器件置放在组件工作台上时，此下侧接触器从下侧与半导体器件的接触引线接触；上侧接触器，具有头部，所述头部可相对于设置在组件工作台上的半导体器件的引线上下运动；和压力部，该压力部可以通过压上侧接触器并使上侧接触器绕沿着每个上侧接触器的多个点旋转弯曲以使上侧接触器弹性变形，而使头部向半导体器件的引线运动。

其中，每一个上侧接触器具有一个基板部和一个臂部；头部是在臂部的一端制出；而臂部以连接臂部与基板部的连接部为中心可以弹性地转动，所述臂部具有邻近头部的压力突出部，当压力突出部被压力部压下时，所述臂部旋转弯曲，使头部朝向半导体器件的相应引线运动。

此外，根据本发明的另一方面，提供了一种与半导体器件的端子获得电气接触的方法，该方法包括下列步骤：将半导体器件经过压力部的开口放在组件工作台上，与此同时，使半导体器件的引线与围绕组件工作台设置的下侧接触器接触；使压力部下降，以压住上侧接触器，使上侧接触器弹性变形，并使上侧接触器的头部向半导体器件的引线运动；以及使上侧接触器的头部，与半导体器件上处于与下侧接触器相反一侧的引线接触，并通过使引线处于下侧接触器与上侧接触器之间，给予半导体器件的引线以接触压力。

根据本发明，仅仅通过压力部下压上侧接触器，以将半导体器件的引线放在上侧接触器和下侧接触器之间，并使上侧接触器弹性变形，就可以实现两点接触。这样，接触运动只是下压压力部以使压力部下降。因此，可以用与操作传统一点接触式插座同样的操作，实现精确有效的两点接触式接触。

本发明的其它目的、特征和优点，在结合附图阅读了下述详细说明后将变得一目了然。

对附图的简要说明

图1是传统一点接触式插座的横截面视图；

图2是根据本发明第一实施例的IC插座的横截面视图；

图3是图2所示插座上侧接触器的侧视图；

图4是示意图，示出了IC的尺寸、压力元件开口尺寸和设置在左右两边的上侧接触器头部间距离之间的关系；

图5是IC插座在突出部与台阶部的侧壁接触状态下的横截面视图；

图6是IC插座在压力部到达最低位置状态下的横截面视图；

图7是示意图，示出了在图6所示状态下，上侧接触器的头部与IC引线之间的物理关系；

图8是横截面视图，示出了一种手操作式压盖设置在图2所示插座体上；和

图9根据本发明第二实施例的一种IC插座的横截面视图。

对推荐实施例的详细说明

对本发明的实施例将结合附图给予说明。

图2是根据本发明第一实施例的IC插座的横截面视图，该插座是一种半导体器件用的接触器。图2所示IC插座包括：插座体11、组件工作台12、压力部13和接触器固定部14。组件工作台12固定在插座体11底部的中央。下侧接触器23围绕组件封装夹持部设置，以与放置在组件工作台12上的扁平组件封装式IC的引线10a相对应。就是说，下侧接触器23与相应的引线10a按一一对应为基础设置。组件工作台12起置放板的作用，用于置放一个半导体器件。

下侧接触器23用总体为L形的薄金属薄片制成。具有针形的接触部23a从下侧接触器23延伸。接触部23a穿透插座体11的底板，延伸至插座体11的外侧。下侧接触器23通过接触器固定部14固定在插座体的底部。下侧接触器23的头部被定位成与IC10的引线10a处于一种接触状态，在此接触状态下，IC10被置放在组件工作台12上。下侧接触器23起第一接触器的作用，此接触器与IC10的引线10a接触。

上侧接触器16围绕下侧接触器23设置。每一个上侧接触器16用具有高弹性和高硬度的金属条制成，例如用铜铍合金条制成。上侧接触器16的接触电阻，可以通过对上侧接触器16的表面镀以镍(Ni)、金(Au)或类似材料而降低。如图3所示，上侧接触器16包括：基板部16a；接触部16b，此接触部从基板部16a向下延伸；臂部16c，臂部从基板部16a斜行向上延伸。中间突出部20在臂部16c的根部与头部18之间制出。头部18起第二接触部的作用，此第二接触部与IC10的引线10a接触。

在插座体11的顶部制出开口。压力部13被插入开口，并由弹簧(在图中用双点划线示出)支承，从而压力部13可以上下运动。当压力部13未受压时，凸缘部13a与插座体11的顶部接触。压力部13的位置因此如图2所示，处于压力部13的最高位置。

开口13b在压力部13的中央制出。此外，压力元件15安装在压力部13的下表面。槽15b在压力元件15的下部制出，以对应于上侧接触器16的设置。上侧接触器16的头部18插入并设置在槽15b中。压力元件15用具有良好绝缘特性和较高硬度的材料例如聚酰亚胺树脂制成，这是由于上侧接触器16的头部18要与压力元件15接触。在压力元件15中央也制出开口15a，以对压力部13的开口13b提供一个延伸部。

IC10可以穿过压力部13的开口13b和压力元件15的开口15a，放置在组件工作台12上。此外，在组件工作台12的一个上表面设置有突出部，用以容纳和定位IC10的体部。

下面对具有上述结构的IC插座的接触操作予以说明。

图2所示IC插座，通过上侧接触器16的接触部16b和下侧接触器23的接触部23a被固定在一个测试板(未示出)上。然后，作为施压装置一部分的施压部24，设置在压力部13的上方，这样，施压部24可以上下运动。

当将IC10放置在IC插座上时，施压部24定位成向上并离开压力部13，开口13b大大地打开。这样，可以用一种输送装置支承IC10，使IC10经过开口13b和15b下降至组件工作台12上。

图4是一个示意图，示出了IC10的尺寸、开口15a的尺寸与上侧接触器16头部18之间距离的相互关系。开口15a的尺寸D大于上侧接触器头部18之间的距离C。此外，IC10的引线10a端部之间的距离B，小于上侧接触器16头部18之间的距离C。因此，可以经过开口15a和上侧接触器的头部18之间的空间，使IC10下降到组件工作台12上。此外，由于压力突出部17被压力元件15压下，上侧接触器16的头部18之间的距离C减小。最后，距离C保持大于IC10引线10a垂直部分之间的距离A，而变得小于IC10的引线10a端部之间的距离B。

下降至组件工作台12上的IC10被组件工作台12上表面上的突出部引导，并设置在预定的位置。在这种状态下，IC10的引线10a轻轻地与下侧接触器23的相应顶部接触。

当IC10被放置在组件工作台12上时，操纵施压装置，使施压部24下降，从而使压力部13压下。当压力部13下降时，压力元件15也下降。因此，上侧接触器16的臂16c、与压力元件15接触的头部18，借助于上侧接触器16的根部(即臂部与基板部的连接部-译注)弯曲，均向下运动。在这种情况下，由于臂16c以一种以根部为中心的圆弧形旋转运动下降，上侧接触器16的头部18向下并向内(即朝向IC 10)运动。与此同时，设置在邻近臂16c中央的中间突出部向内运动并下降。

台阶部21设置在中间突出部下面，此中间突出部设置在邻近臂16c中央部处。台阶部21在接触器固定部14上制出。于是，当上侧接触器16的臂16c整体朝向内侧下降时，中间突出部20与台阶部21的侧壁接触。

图5是IC插座在中间突出部20与台阶部21的侧壁接触状态下的横截面视图。正如后面将要说明的那样，上侧接触器16的头部18与IC10的引线10a在这样的状态下接触，其中，压力部13完全压下至最低位置。在图5所示状态下，压力部13是定位在最高位置与最低位置之间的中间位置。在这种状态下，上侧接触器16的头部18定位在几乎垂直于IC10引线10a的位置。

臂16c绕其相应的根部旋转，直至上侧接触器16的中间突出部20，与接触器固定部14的台阶部21的侧壁接触。接触之后，只有上侧接触器16的头侧部，以相应的中间突出部20为中心，从头部18向中间突出部20旋转转动。相应地，臂16c上产生旋转的部分变短。因此，已经相对于IC10的引线10a向下并向内斜向运动的头部18，开始沿几乎垂直于引线10a的方向运动(下降)。

图6示出了一种最终状态，其中，施压部24进一步下降，并将压力部13从图5所示状态下压。在图6所示状态，压力部13与设置在插座体11内壁的止挡22接触，压力部13到达最低位置。

上侧接触器16的头部18，在压力部13到达最低位置前，与IC10的引线10a轻微接触。直至压力部13到达最低位置时，上侧接触器16上处于头部18与中间突出部20之间的部分，由于压力突出部17受压因弹性变形而弯曲。在这种情况下，IC10的引线10a被置放于下侧接触器23(第一接触部)的顶部与上侧接触器16的头部18(第二接触部)之间。这样，接触压力施加于引线10a上。通过调节上侧接触器16臂16c的形状和尺寸，可以获得大约为50克/管脚的合适接触压力。

图7是一个示意图，示出了在图6所示状态下，上侧接触器16的头部18与IC10的引线10a之间的物理关系。设置在两侧的上侧接触器16的头部18之间的距离E，调节成使其保持在大于引线10a垂直部之间的距离A，而变得小于IC10引线10a端部之间的距离B。头部18压住IC10引线10a的水平部。

在保持适当的接触压力作用于IC10上进行所希望的测试之后，当施压装置的施压部24升起时，压力部13在弹簧力的作用下上升。基于此，在臂16c弹性恢复力的作用下，上侧接触器16恢复其初始形状。相应地，IC插座返回图2所示状态。

如上所述，根据此实施例的IC插座，具有上侧接触器16，在上侧接触器上设置了相应的中间突出部20。由于中间突出部20是在被压下弯曲的上侧接触器16(长度)一半处接触台阶部21的侧壁，上侧接触器16避免了进一步向内作更多的运动。换言之，头部18与旋转中心之间的距离长，直至每一个中间突出部20接触台阶部21的侧壁。基于此理由，每一个头部18朝向内部的运动距离(沿水平方向的运动距离)大。反之，在每一个中间突出部20与台阶部21的侧壁接触后，每一个中间突出部变成旋转中心，头部18与旋转中心的距离变小。基于此理由，每一个头部18向内的运动距离变小。

就是说，相应的上侧接触器16每一个头部18的工作，是由这样两步工作构成：相应的上侧接触器16的每一个头部18，在每一个中间突出部20接触台阶部21的侧壁之前，通过描绘一个大圆弧而在水平方向向内侧运动；在每一个中间突出部20接触台阶部21后，每一个中间突出部变成旋转的中心，而每一个头部18，通过描绘一个小圆弧而与IC10的相应引线10a接触。因此，可以容易地实现这样一种复杂的操作，其中，相应的上侧接触器16每一个头部18的水平位移距离，在第一步工作中，这个距离大，而在第二步工作中，相应的上侧接触器16的每一个头部18的水平位移距离，仅仅通过下压上侧接触器16的每一个压力突出部17这样的简单操作而使这个距离小。

IC10相应引线10a的每一个水平部的距离很小。基于此理由，当上侧接触器16的头部18，从头部18接触引线10a的状态，进一步下压以获得接触压力时，最好使每一个头部18的水平移动距离在水平方向尽可能小。在这点上，通过根据本发明的上侧接触器16可容易地获得适当的接触压力，因为在中间突出部20接触台阶部21的侧壁之后，头部18几乎只沿垂直方向运动。

根据本发明的IC插座是两点接触式插座，其中，IC10的引线10a，是通过上侧接触器16和下侧接触器23分别从上、下侧面接触。因此，可以利用上侧接触器16或下侧接触器23之任何一个作信号传送，而用另一个作为供电加载，这样，供给IC 10的引线10a的电源电压或电流可以控制。此外，接触压力是通过将每一个引线10a置放在上侧接触器16和下侧接触器23之间获得。因此，可以实际地减小接触压力，这是由于接触压力被两个接触器共同承担的缘故。

此外，通过将IC10置放在根据本发明的IC插座的接触运动，与传统一点接触式插座的运动相同。于是，不需要改造或更换用于置放和使IC运动的输送装置。这样，可以用两点接触进行高精度和稳定的半导体测试，而仅仅将用作IC插座的传统一点接触式插座更换为根据本发明的两点接触式插座。

图8是一个IC插座在这样一种情况下的横截面视图，其中，为根据本发明的IC插座设置了手操作式压盖。压盖30支承在插座体11顶部的一侧，为的是可以使其转动。相当于图2中施压部24的压力部32，设置在压盖30的中央。

在图8所示IC插座中，通过打开压盖30，可以将IC10放入IC插座和从IC插座中将IC10取出。随着IC10置放在组件工作台12上，通过关闭压盖30，就可以完成接触操作，这是因为压力部13被压盖30的压力部32压下的缘故。

如上所述，根据本发明的IC插座可以实现自动式和手动式两种操作，在自动式操作中，借助于图2所示施压装置，通过压下压力部13执行接触操作，在手动式操作中，通过设置如图8所示的压盖30，手动执行接触操作。

下面，对根据本发明第二实施例的IC插座，结合图9给予说明。在图9中，对那些与图2中相应部分相同的部分，用相同的字符表示，对其说明将予以省略。

在根据本发明第二实施例的IC插座中，与上侧接触器16相关的结构，与根据上述第一实施例的结构相同。根据第二实施例的IC插座与根据第一实施例的IC插座不同之处，在于组件工作台12和下侧接触器23的支承结构。

在根据此实施例的IC插座中，组件工作台12A，被弹簧34，例如螺旋弹簧或类似弹簧，支承在插座体11的底板上。一种弹性体例如橡胶或类似材料可用以取代弹簧34。相应地，组件工作台12A可以反抗弹簧34的弹簧力向下运动。此外，下侧接触器23设置在接触器固定部14A，这样，下侧接触器23的头部可以向下运动。

  在上述结构中，当上侧接触器16的头部18被下压而贴靠IC10的引线10a，IC10的引线10a可以反抗弹簧34的弹簧力和下侧接触器23的弹簧力而向下运动。这样，引线10a承受的是这样状态下的接触压力，其中，上侧接触器16的弹簧力、弹簧34的弹簧力和下侧接触器23的弹簧力平衡。因此，即使上侧接触器16的头部18垂直运动的距离大，可以获得比第一实施例中接触压力更小的接触压力。结果，可以更精确地设定接触压力。

此外，在上述实施例中，中间突出部20是设置在邻近上侧接触器16臂16c的中间部位。不过，中间突出部20的数目不限于是一个，而可以设置数个。在这种情况下，要设置数个台阶部21以对应于中间突出部20的数目。这样，可以更精确地控制上侧接触器16头部18的运动。

本发明并不局限于特别公开的实施例，只要不超出本发明的范围，可以进行种种改变和修改。

本发明是基于2001年11月20日提交的日本在先申请No.2001-355179，该文献的全部内容均包括于此，以供参考。

Claims (5)

1.一种半导体器件用的接触器，其包括：

组件工作台，半导体器件置放在此工作台上；

下侧接触器，当半导体器件置放在组件工作台上时，此下侧接触器从下侧与半导体器件的引线接触；

上侧接触器，具有头部，所述头部可以相对于放在组件工作台上的半导体器件的引线上下运动；

压力部，此压力部通过压上侧接触器以使上侧接触器弹性变形并使上侧接触器绕沿着每个上侧接触器的多个点旋转弯曲，从而使其头部朝向半导体器件的引线运动，

其中，每一个上侧接触器具有一个基板部和一个臂部；头部是在臂部的一端制出；而臂部以连接臂部与基板部的连接部为中心可以弹性地转动，

所述臂部具有邻近头部的压力突出部，当压力突出部被压力部压下时，所述臂部旋转弯曲，使头部朝向半导体器件的相应引线运动。

2.如权利要求1所述的半导体器件用的接触器，其中，下侧接触器和上侧接触器是分离的部分且彼此绝缘。

3.如权利要求1所述的半导体器件用的接触器，其中，下侧接触器可以弹性变形，且与引线接触的下侧接触器的接触部可以上下运动。

4.如权利要求1所述的半导体器件用的接触器，其中，压力部定位在组件工作台上方，并具有一个开口，此开口大于半导体器件的外轮廓尺寸。

5.如权利要求1所述的半导体器件用的接触器，其中，臂部具有至少一个在压力突出部与连接部之间的中间突出部；在中间突出部下方，设置有台阶部；中间突出部用作旋转弯曲中心，从而当臂部旋转且中间突出部与台阶部接触时头部旋转弯曲。

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