CN2524372Y - 芯片测试装置 - Google Patents

Abstract

一种芯片测试装置，包含测试基板及测试转接板。测试基板具有复数个第一针脚，用以与待测芯片上相对应的突起状电极电耦接。测试转换板的上层具有复数个插孔，用以与相对应的第一针脚耦接。测试转换板的底部耦接有复数个第二针脚，用以与脚座耦接。测试转接板的每个插孔与相对应的第二针脚之间具有一导电通路，当第一针脚与相对应的插孔电耦接时，每个第一针脚可借由该导电通路与相对应的第二针脚电耦接。

Description

芯片测试装置

技术领域

本实用新型涉及一种芯片测试装置，特别是涉及一种用以测试使用球格阵列技术封装的芯片的芯片测试装置。

背景技术

一般而言，当芯片制造完成之后，必须对此芯片进行测试，方可确保此芯片功能的正确性。

以CPU为例做说明，目前大部分Intel的CPU，例如奔腾IIICPU(PentiumIII CPU)，是以针脚格阵列(Pin Grid Array，PGA)技术进行封装。此种CPU具有复数个以阵列形式排列的针脚(pin)。传统测试CPU的方法为，先将测试CPU专用的测试脚座(socket)固定于一印刷电路板(主机板)上。然后，再将待测CPU置于测试脚座中，通过将待测CPU的针脚与印刷电路板电耦接，以进行CPU测试。

技术人员能够注意到，使用PGA封装的CPU虽具有优异的扩充性，但每颗CPU均须有数百根高硬度、高密度的针脚，每根针脚的成本均十分昂贵；一方面并非所有使用者均如此注重日后的CPU扩充性，同时也不符合低价电脑的潮流。

为了降低成本，除了上述的针脚格阵列技术之外，也有部分CPU使用球格阵列技术(Ball Grid Array，BGA)进行封装，例如Cyrix CPU，不仅可以省下大量昂贵的针脚、缩小面积、也可节省脚座，直接以表面粘着技术(Surface Mount Technology，SMT)电连接于主机板上。当然，要使用球格阵列技术封装的CPU也需要专属设计的主机板，其上具有相应排列的焊垫(pad)。

由于Intel是CPU的最大制造商，主机板制造商也全力支援Intel的CPU，在有限的设计人力资源下，市售的主机板通常优先推出支援Intel的CPU，使得非Intel阵营的CPU制造商丧失先机，加上测试的时间，前后将会出现数个月之久的差距。

再以芯片组制造商的角度而言，由于目前台湾芯片组制造商的设计能力与速度已经逐渐领先世界上其他厂商，使得同一型号的芯片组可以同时支援两种或三种的CPU，例如同时支援Intel、AMD，或者同时支援Intel、Cyrix。以Pentium III等级为例，支援Intel CPU的主机板具有socket 370；支援AMD CPU的主机板具有socket A；而低价走向的Cyrix CPU则以SMT方式安置于主机板上，最后主机板厂商必须推出三种专属的主机板来支援三种不同厂商的CPU。

在进行CPU测试时，各CPU厂商可在市面上购买通用板。由于传统测试CPU所使用的专属测试脚座与原先通用板上的脚座不同，使得公知CPU测试脚座无法插接于上述通用板上，且公知专属CPU测试脚座具有针脚，CPU厂商必须将原先通用板上脚座做破坏性重新电路布局(re-layout)。如此一来，会使得CPU测试所需的成本升高，而且多一次地浪费设计时间，延误产品时效。而且，对通用板做破坏性重新电路布局，使得此测试主机板的电特性并不会与原来的主机板完全相同，主机板的阻抗较难以控制，也使得进行CPU测试时所量测到的信号的准确性减低。另外，对通用板做破坏性重新电路布局，失败率也极高，且一旦失败该购回的通用板就无法使用，甚至很容易毁损待测的CPU，所浪费的相关成本十分惊人。

传统芯片测试的方法，利用对通用板进行破坏性重新电路布局，将芯片测试脚座固定于印刷电路板上，但是，此种芯片测试脚座的面积与印刷电路板上用以配置芯片的面积并不相同，且芯片测试脚座上针脚的布局方式与印刷电路板上原先的布局方式也不相同，因此传统方法的失败率、不确定性很高，出现问题时，也很难断定问题的起源。

综上所述，由于以传统芯片测试方法对使用球格阵列技术进行封装的芯片进行测试，会有以下缺点：

1、需花费相当的测试成本与时间。

2、量测结果的准确度不高。

3、无法使用市售通用板直接进行测试。

发明内容

有鉴于此，本实用新型的目的就是在于提供一种芯片测试装置，用以对使用球格阵列技术进行封装的芯片进行测试，其能够

1、节省成本与时间的浪费；

2、提高量测的准确度；

3、可使用市售通用板直接进行测试，

以克服现有技术中所存在的缺陷。

本实用新型的上述目的是这样实现的：一种芯片测试装置，用以利用一印刷电路板对一待测芯片进行测试，该印刷电路板包含一脚座，该脚座具有复数个针孔，而该待测芯片包括复数个突起状电极，其关键在于该芯片测试装置包括：

一测试基板，用以与该待测芯片电耦接，该测试基板进一步包括复数个第一针脚，其具有弹性，各第一针脚包括一针脚上部及一针脚下部，该针脚上部突出于该测试基板的顶部，且该针脚下部突出于该测试基板的底部，其中，各第一针脚可借由该针脚上部与相对应的该突起状电极电耦接；以及

一测试转接板，用以分别与该测试基板及该脚座耦接，该测试转换板的上层具有复数个插孔，各插孔可与相对应的该第一针脚的该针脚下部耦接，且该测试转换板的底部耦接有复数个第二针脚，各第二针脚可与相对应的该针孔电耦接；

其中，借由该芯片测试装置，该待测芯片可与该脚座电耦接，以利用该印刷电路板来进行芯片测试。

本实用新型所述的芯片测试装置，其中，各第一针脚的该针脚上部与该针脚下部借由一弹性体相连接。

本实用新型所述的芯片测试装置，其中，各针脚上部包括一凹面状针头与一杆部，该凹面状针头用以使各第一针脚与该待测芯片上相对应的该突起状电极电耦接，该杆部与该凹面状针头耦接。

本实用新型所述的芯片测试装置，其中，该针脚下部包括一环状突出部、一筒状部与一耦接部，该环状突出部用以使该第一针脚固定于该测试基板，该筒状部用以放置该杆部与该弹性体，该弹性体用以使该针脚上部的该杆部与该针脚下部的该筒状部耦接，且该耦接部用以使各第一针脚与该测试转接板上相对应的该插孔耦接。

本实用新型所述的芯片测试装置，其中，该测试基板至少包括一第一层基板、一第二层基板与一第三层基板，该第一层基板进一步包含有复数个第一孔洞，且各第一孔洞的直径略大于该杆部的直径，该第二层基板进一步包含复数个第二孔洞，且各第二孔洞的直径略大于该环状突出部的直径，该第三层基板进一步包括复数个第三孔洞，各第三孔洞的直径略大于该筒状部的直径，当各筒状部插置于相对应的各第三孔洞，各第二孔洞套于相对应的各环状突出部，且各第一孔洞套于相对应的各杆部后，即可使这些第一针脚固定于该测试基板上。

本实用新型所述的芯片测试装置，其中，各芯片测试装置还包括一测试固定座，用以固定该待测芯片与该测试基板的耦接关系。

本实用新型所述的芯片测试装置，其中，该测试固定座以可折除的方式固定于该芯片测试装置上。

本实用新型所述的芯片测试装置，其中，该测试固定座为一扣环式固定座，该扣环式固定座包括一镂空区域与复数个弹性侧边，其中，这些弹性侧边是成对地设置于该扣环式固定座的边缘，且各弹性侧边均具一钩部，该扣环式固定座借由这些弹性侧边的该钩部钩住该测试基板的方式固定于该芯片测试装置上。

本实用新型所述的芯片测试装置，其中，该测试固定座为一上盖式固定座，包括：

一固定座本体，用以设置该待测芯片；以及

一上盖，与该固定座本体耦接，用以与该固定座本体盖合以形成一空腔，使得该待测芯片位于该空腔中。

本实用新型所述的芯片测试装置，其中，该测试基板进一步包括复数个第一锁孔，且该上盖式固定座进一步包括与这些第一锁孔相对应的复数个第二锁孔，该上盖式固定座借由复数个螺丝以螺丝锁付的方式固定于该测试基板上。

由此可见，本实用新型提出了一种芯片测试装置，用以利用印刷电路板对使用球格阵列技术进行封装的待测芯片进行测试。该印刷电路板上耦接一具有复数个针孔的脚座，且待测芯片具有复数个突起状电极。其中，待测芯片无法与脚座直接耦接。本实用新型所提出的芯片测试装置包含一测试基板及一测试转接板。其中，测试基板进一步包括复数个第一针脚，每个第一针脚包括一针脚上部及一针脚下部，针脚上部突出于测试基板的顶部，且针脚下部突出于测试基板的底部。每个第一针脚都可借由针脚上部与相对应的突起状电极电耦接，测试基板即可借此与待测芯片耦接。测试转换板的上层具有复数个插孔，每个插孔可与相对应的第一针脚的针脚下部耦接。测试转换板的底部耦接有复数个第二针脚，每个第二针脚可与相对应的针孔耦接。其中，测试转接板的每个插孔与相对应的第二针脚之间具有一导电通路，故当每个第一针脚与相对应的插孔电耦接时，每个第一针脚可借由该导电通路与相对应的第二针脚电耦接。

借由本实用新型的芯片测试装置，待测芯片可与脚座电耦接，以利用市售通用板来进行芯片测试。

下面，结合实施例及其附图，对本实用新型的上述目的、特征、和优点作进一步详细说明。

附图说明

图1A、图1B为本实用新型所提出的芯片测试装置的结构分解图；

图2为图1A中的测试基板的顶部俯视图；

图3为图1A中的弹性针脚的透视剖面图；

图4A、图4B为弹性针脚与测试基板的耦接方式的侧视剖面图；

图5A、图5B为待测芯片与不同形式的测试固定座和弹性针脚以及测试基板的耦接方式的说明图；

图6A、图6B为测试转接板的立体图及侧视剖面图；

图7为测试基板与测试转接板以及脚座的耦接方式的侧视剖面图。

具体实施方式

本实用新型提出了一种芯片测试装置，其特点在于利用弹性针脚使得待测芯片上每一个突起状电极均可以与测试基板耦接。此外，借助测试转换板，只需使用市售通用板及其脚座就可以对使用球格阵列技术(BallGrid Array，BGA)封装的芯片进行芯片测试。

请参照图1A和图1B，其为本实用新型所提出的芯片测试装置的结构分解图。本实施例的芯片测试装置依照由上至下的顺序由测试固定座104、弹性针脚106、测试基板108、测试转换板110、转换针脚112依序耦接而成。借由芯片测试装置，即可使用一般市面上贩售的印刷电路板116及脚座114(即市售通用板)来对以球格阵列技术封装的芯片102进行芯片测试。芯片测试装置的各个构件的形式及构件之间的耦接关系将于下文中做详细的描述。

请参照图2，其为图1A中的测试基板的顶部俯视图。测试基板108用以分别与待测芯片及测试转接板(来标示于图中)耦接。测试基板108具有多个视窗208a、208b、208c、208d、208e以及208f，用以对测试转接板进行对位。也就是说，当使用者欲将测试基板108与测试转接板耦接时，可以通过视窗208来对准测试转接板上用以指示放置芯片(未标示于图中)的区域范围标线，以达到准确对位的目的。另外，测试基板108上还包括有多个锁孔218a、218b、218c与218d，用以将测试固定座(未标示于图中)锁付于测试基板108上。测试固定座的功用将于下文再做详细说明。

此外，测试基板108上进一步包括有复数个孔洞210，每一孔洞210上均设置一针脚(来标示于图中)，测试基板108可借助针脚分别与待测芯片及测试转接板耦接。需注意的是，孔洞210在测试基板108上的排列方式是依照以球格阵列技术封装的芯片中突起状电极的排列方式排列。

请参照图3，其为图1A中的弹性针脚的透视剖面图。本实用新型的芯片测试装置所使用的针脚为弹性针脚106。弹性针脚106包括针脚上部302与针脚下部304。而针脚上部302插置于针脚下部304中，且针脚上部302经由一弹性体，例如是弹簧306，与针脚下部304相连。这样，弹性针脚106的长度将随着施于弹性针脚106的力的大小而改变。

针脚上部302包括一凹面状针头308与一杆部310。凹面状针头308可使弹性针脚106与待测试的球格阵列封装的芯片的突起状电极达到良好的电连接。而针脚下部304则包括一环状突出部312、一筒状部314以及一耦接部316。环状突出部312用以使弹性针脚106得以固定于测试基板上。而筒状部314则是用以放置针脚上部302的杆部310与弹簧306。杆部310透过弹簧306与筒状部314相连接。耦接部316用以使弹性针脚106与转接基板耦接。换言之，测试基板是借由弹性针脚与转接基板耦接。

请同时参照图4A及图4B，其为弹性针脚与测试基板的耦接方式的侧视剖面图。测试基板较佳地包含三层基板，分别是第一层基板402、第二层基板404及第三层基板406。在图2中，测试基板具有多个孔洞210。而在第一层基板402、第二层基板404、第三层基板406中，在每个孔洞210的对应位置分别具有第一层孔洞412、第二层孔洞414及第三层孔洞416，用以使弹性针脚固定于测试基板上。

请再同时参考图3与图4A，将弹性针脚106固定于测试基板108上的方法如下所述。因为杆部310、环状突出部312与一筒状部314的直径不相同，所以，可以使用具有不同直径大小的孔洞412、414、416的第一层基板402、第二层基板404、第三层基板406来达到固定弹性针脚106的目的。固定的方法为：先将弹性针脚106的筒状部314插置于第三层基板406的第三孔洞416中，此时环状突出部312位于第三层基板406之上。接着，将第二层基板404的第二孔洞414套于环状突出部312上。最后，将第一层基板402的第一孔洞412套于杆部316上，即可达到固定弹性针脚106的目的。

由于弹性针脚具有弹性，可依据所受的力而改变其长度。故待测芯片上每一个突起状电极均可以与相对应的弹性针脚耦接。需注意的是，虽然本实施例是以具有三层基板的测试基板108与弹性针脚106为例进行说明，然而应用本实用新型时并不限于此。只要能够达到使针脚固定于基板上，并且使得待测芯片102上每一个突起状电极均可以与相对应的弹性针脚耦接即可。

请参照图5A和图5B，其为待测芯片与不同形式的测试固定座和弹性针脚以及测试基板的耦接方式的说明图。在弹性针脚106与测试基板108耦接之后，使用球格阵列技术封装的待测芯片102可借由复数个突起状电极分别与相对应的弹性针脚106上的凹面状针头耦接。

为了提高待测芯片102与测试基板108耦接的稳定性，本实施例的芯片测试装置还包括一测试固定座104，用以使待测芯片102与测试基板108得以稳定地耦接。在图5A中的测试固定座为上盖式固定座500a。上盖式固定座500a包括有固定座本体501、上盖506以可转动的方式与固定座本体501相连。固定座本体501为腔体结构，可用以容纳待测芯片102。上盖式固定座500a固定于测试基板108上之后，固定座本体501可以使待测芯片102与测试基板108电连接。另外，螺丝孔504a与504b配置于上盖式固定座500a两侧的侧边平板502上。

在进行芯片测试时，先将上盖式固定座500a固定于测试基板108上，再将待测芯片102放置于上盖式固定座500a的固定座本体501中，用以对待测芯片102进行测试。其中，可以借由螺丝(来标示于图中)，经由上盖式固定座500a的锁孔504a与504b以及测试基板108的锁孔507a与507b，将上盖式固定座500a锁付于测试基板108上。

图5B为本实用新型所提出的另一种测试固定座的形式。扣环式固定座500b上具有一镂空区域514与一成对配置的具钩部512的弹性侧边511a与511b。当进行芯片测试工作时，先将待测芯片102放置于测试基板108上，如图5B所示。之后，将扣环式固定座500a下压。在将扣环式固定座500b下压的过程当中，具钩部512的弹性侧边511a与511b分别向两侧弯曲，直到将扣环式固定座500b下压至使具钩部512的弹性侧边511a与511b的钩部512得以钩住测试基板108为止。借由弹性侧边511a与511b的钩部512，使得扣环式固定座500b得以与测试基板108相扣合，并使待测芯片102得以固定于扣环式固定座500b与检测基板108之间。

需注意的是，本实施例是以两种形式的测试固定座为例加以说明，然而在应用本实用新型时可依据待测芯片时的不同需要来进行不同的设计，只要能够达到固定待测芯片与测试基板的耦接关系的功效即可。

请参照图6A和图6B，其分别为测试转接板的立体图及侧视图。测试转换板110较佳地为六层基板，其上层基板具有复数个插孔602，插孔的布局方式是依据测试基板108上弹性针脚106的布局方式来进行设计。换言之，测试基板108上每一支弹性针脚106在测试转换板110上均有一相对应的插孔602。借由弹性针脚106的耦接部与插孔602的耦接关系，可以将待测基板108与测试转换板110耦接。此外，测试转换板110的底部是以表面粘着技术(Surface Mount Technology，SMT)耦接有复数个转接针脚112。转接针脚112即是一般使用针脚格阵列(Pin Grid Array，PGA)技术进行封装的芯片具有的针脚。转换针脚112的布局方式是依据一般市面上销售的印刷电路板116上的脚座114(请参照图7)中针孔(来标示于图中)的布局方式来加以设计。换言之，测试转接板110上每一个转接针脚112在脚座114上均具有一相对应的针孔可与之耦接。其中，脚座114为一般市面上常见的脚座形式，例如：Socket 370。

由前文所述，在进行芯片测试时，使用球格阵列技术封装的芯片，其芯片的面积与突起状电极的布局方式与一般电路板上脚座的面积与针孔的布局方式不同，故不能直接与一般电路板耦接。此外，一般市面上所售的印刷电路板绝大多数均适用于与具有针脚(pin)的芯片耦接。用以与具有突起状电极耦接的印刷电路板需要经过特殊的设计。本实用新型所提出的芯片测试装置，其特点在于可以直接使用一般市面上贩售的印刷电路板，来对具有突起状电极的芯片进行芯片测试。

图7为测试基板与测试转接板及脚座的耦接方式的侧视剖面图。测试转接板110较佳地为六层基板，借由适当地设计每一层基板的电路布局，使得测试转接板110的上层基板上的每一个插孔(未标示于图中)与相对应的转接针脚112之间具有一个导电通路。换言之，测试基板108上每一支弹性针脚106均可借由测试转接板110中的导电通路与测试转接板110上相对应的转接针脚112电耦接。借助测试转换板110，可以使得使用球格阵列技术封装的芯片得以与面积及布局方式均不同的脚座及印刷电路板耦接。这样，即可很方便地使用一般市面上贩售的主机板来进行芯片测试。

在进行芯片测试时，可先依序将测试固定座104、具有弹性针脚106的测试基板108以及具有转接针脚112的测试转接板110均预先依序耦接于印刷电路板116的脚座114上。这样，通过将待测芯片102直接放在固定座本体中，即可进行测试。执行方法简单，快速，故适合于大量生产芯片的生产线上以机器或是人工执行。

本实用新型上述实施例所公开的芯片测试装置，可以利用弹性针脚使得使用球格阵列技术封装的芯片上每一个突起状电极均可以与测试基板耦接。此外，借助测试转换板，只需使用一般市面上销售的主机板以及脚座就可以对使用球格阵列技术封装的芯片进行芯片测试。如此，不但可以减少测试的成本与时间，而且也改进了传统测试方法的准确性不佳的缺点。

本实用新型的芯片测试装置，不需要对通用板做破坏性重新电路布局，使得购买来的通用板保有其原来最佳的电气特性，可靠度高；且相对于破坏性重新电路布局，本实用新型所揭示的设计、测试流程的成功率也大幅提升。

本实用新型的芯片测试装置，不需要对通用板做破坏性重新电路布局的优点，也可使用例如Cyrix CPU附加上已经经过验证的转接板与相应针脚，即可直接插置于例如socket 370的主机板上，供紧急出货给客户之用，对于经常传出货源短缺的Intel的CPU也十分实用。

此外，本实用新型所提出的芯片测试装置，其测试方法执行容易且快速，可利用人工或是机器对生产线上大量制造的芯片进行测试。

综上所述，虽然本实用新型己以一较佳实施例公开如上，但其并非用以限定本实用新型，任何熟悉此技术的人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本实用新型的保护范围当以权利要求所确定的范围为淮。

Claims (10)

1、一种芯片测试装置，用以利用一印刷电路板对一待测芯片进行测试，该印刷电路板包含一脚座，该脚座具有复数个针孔，而该待测芯片包括复数个突起状电极，其特征在于，该芯片测试装置包括：

一用以与该待测芯片电耦接的测试基板，该测试基板进一步包括复数个第一针脚，其具有弹性，各第一针脚包括一针脚上部及一针脚下部，该针脚上部突出于该测试基板的顶部，且该针脚下部突出于该测试基板的底部，其中，各第一针脚的该针脚上部与该待测芯片的突起状电极相对应；以及

一用以分别与该测试基板及该脚座耦接的测试转接板，该测试转换板的上层具有复数个插孔，各插孔与该第一针脚的该针脚下部相对应，且该测试转换板的底部耦接有复数个第二针脚，各第二针脚与该印刷电路板脚座的针孔相对应。

2、如权利要求1所述的芯片测试装置，其特征在于，各第一针脚的该针脚上部与该针脚下部借由一弹性体相连接。

3、如权利要求2所述的芯片测试装置，其特征在于，所述的各针脚上部包括一凹面状针头与一杆部，该杆部与该凹面状针头耦接，该凹面状针头与该待测芯片上的该突起状电极相对应。

4、如权利要求3所述的芯片测试装置，其特征在于，所述的针脚下部包括一环状突出部、一筒状部与一耦接部，该第一针脚通过该环状突出部固定于该测试基板，该杆部与该弹性体放置于该筒状部内，该针脚上部的该杆部通过该弹性体与该针脚下部的该筒状部耦接，且各第一针脚的该耦接部与该测试转接板上的该插孔相对应。

5、如权利要求4所述的芯片测试装置，其特征在于，所述的测试基板至少包括一第一层基板、一第二层基板与一第三层基板，该第一层基板进一步包含有复数个第一孔洞，且各第一孔洞的直径略大于该杆部的直径，该第二层基板进一步包含复数个第二孔洞，且各第二孔洞的直径略大于该环状突出部的直径，该第三层基板进一步包括复数个第三孔洞，各第三孔洞的直径略大于该筒状部的直径，各筒状部插置于相对应的各第三孔洞，各第二孔洞套于相对应的各环状突出部，且各第一孔洞套于相对应的各杆部径。

6、如权利要求1所述的芯片测试装置，其特征在于，所述的芯片测试装置还包括一测试固定座。

7、如权利要求6所述的芯片测试装置，其特征在于，所述的测试固定座以可折除的方式固定于该芯片测试装置上。

8、如权利要求6所述的芯片测试装置，其特征在于，所述的测试固定座为一扣环式固定座，该扣环式固定座包括一镂空区域与复数个弹性侧边，其中，这些弹性侧边成对地设置于该扣环式固定座的边缘，且各弹性侧边均具一钩部。

9、如权利要求6所述的芯片测试装置，其特征在于，所述的测试固定座为一上盖式固定座，包括：

一用以设置该待测芯片的固定座本体；以及

一与该固定座本体耦接的上盖。

10、如权利要求9所述的芯片测试装置，其特征在于，所述的测试基板还包括复数个第一锁孔，且该上盖式固定座还包括与这些第一锁孔相对应的复数个第二锁孔，该上盖式固定座借助复数个螺丝以螺丝锁付的方式固定于该测试基板上。

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