TW201304028A - 基板組立體、電子元件測試裝置以及水套 - Google Patents

Abstract

本發明提供可使電子元件測試裝置小型化的基板組立體。測試模組20，包括：第1接腳電子卡21；第2接腳電子卡22；以及中央水套23，夾於第1接腳電子卡21與第2接腳電子卡22之間。中央水套23密合於第1接腳電子卡21中面向第2接腳電子卡22的第1內側主面212，以及密合於第2接腳電子卡22中面向第1接腳電子卡21的第2內側主面222。

Description

基板組立體、電子元件測試裝置以及水套

本發明係有關於具備用以冷卻安裝於基板的電子產品的水套之基板組立體、具備該基板組立體的電子元件測試裝置、以及能夠使用於該基板組立體的水套。

為了測試半導體積體電路元件等的被測試電子元件(DUT：Device Under Test)之用的電子元件測試裝置的 測試頭上會收納接腳電子卡，上面安裝了構成試驗用高頻電路或電源電路的多個各種試驗用裝置。

這樣的試驗用裝置中有些會因為自己發熱而變得高溫。因此，有一種藉由供給冷媒給裝在接腳電子卡上的水套，來冷卻試驗用裝置的技術(例如，參考專利文獻1)。

[專利文獻1]特開2001-168566號公報

然而，上述的技術中，1片接腳電子卡會以2個水套以三明治狀地夾住，而測試頭內又收納了複數個這樣的接腳電子卡，因此會導致測試頭大型化的問題。

本發明的目的是提供一種可以將電子元件測試裝置小型化的基板組立體、電子元件測試裝置、以及水套。

本發明的基板組立體，包括：第1基板；第2基板；以及中央水套，夾於該第1基板與該第2基板之間，其中該中央水套密合於該第1基板中面向該第2基板的第1內側主面，以及密合於該第2基板中面向該第1基板的第2內側主面。

根據本發明的基板組立體，包括：第1基板；第2基板；以及中央水套，夾於該第1基板與該第2基板之間，其中該第1基板具有至少一安裝於該第1基板中面向該第2基板的第1內側主面上的第1電子元件，該第2基板具有至少一安裝於該第2基板中面向該第1基板的第2內側主面上的第2電子元件，該中央水套具有冷媒可流通且開 口朝向該第1內側主面的第1通路、以及冷媒可流通且開口朝向該第2內側主面的第2通路，該第1電子元件收容於該第1通道內，該第2電子元件收容於該第2通道內。

上述發明中，該第1通路與該第2通路為同一通路。

上述發明中，該第1通路與該第2通路彼此獨立。

上述發明中，該第1基板具有安裝於該第1內側主面的第1連接器，該第2基板具有安裝於該第2內側主面的第2連接器。

上述發明中，由平面觀之，該第1連接器與該第2連接器彼此錯開地配置。

上述發明中，該第1基板與該第2基板之間安裝有間隙物，該間隙物具有朝向該第1及該第2連接器的嵌合方向突出的導引插銷。

上述發明中，更包括：第1外側水套，安裝於該第1基板中相反於該第1內側主面的第1外側主面；以及第2外側水套，安裝於該第2基板中相反於該第2內側主面的第2外側主面，其中該第1外側水套與該第1基板係以第1螺絲固定於該中央水套，同時，該第2外側水套與該第2基板亦可以第2螺絲固定於該中央水套。

上述發明中，由平面觀之，該第1螺絲與該第2螺絲彼此錯開地配置。

而本發明的電子元件測試裝置，用以測試被測試電子元件，包括：測試頭，其內部收容了該基板組立體。

而本發明的水套，用於冷卻安裝於基板上的電子元件 而安裝於該基板上，包括：第1通路，冷媒可流通且開口朝向一側主面；以及第2通路，冷媒可流通且開口朝向另一側主面。

上述發明中，該第1通路與該第2通路可為同一通路。

上述發明中，該第1通路與該第2通路亦可彼此獨立。

在本發明中，第1基板與第2基板間夾住1個水套，使2片基板共用1個水套，因此能夠將電子測試裝置小型化。

又在本發明中，通路開口於水套的兩面，因此能夠使2片基板共用1個水套，也能夠將電子測試裝置小型化。

以下，根據圖式說明本發明的實施例。

第1圖係本實施例的電子元件測試裝置的剖面圖。第2圖係沿第1圖的II-II線的測試頭剖面圖。第3圖係沿第2圖的III-III線的測試頭剖面圖。

本實施例的電子元件測試裝置1如第1圖所示，具備電性連接至被測試電子元件(DUT：Device Under Test)的測試頭10、以及透過纜線31連接至測試頭10的控制裝置30。

測試頭10配置於形成在處理裝置50下方的空間51，可做更換。此測試頭10的上部設置測試時與DUT電性連接的插座101。此插座101透過形成於處理裝置50的開口52 進入處理裝置50的內部。處理裝置50依序搬運DUT至測試頭10上，將DUT按壓至插座101，電子元件測試裝置1即以這種狀態進行DUT的測試。另外，測試後的DUT會被處理裝置50按照測試結果分類。

處理裝置50可以施加高溫或低溫的熱應力至DUT，電子元件測試裝置1在DUT被施加熱應力的狀態下(或是常溫的狀態下)，進行DUT的測試。處理裝置50可以採用熱盤型或腔室型等公知的處理裝置。而本實施例中，測試頭10由下方安裝至處理裝置50，但測試頭安裝至處理裝置的方向並沒有特別限定。例如，測試頭可以由側面安裝至處理裝置，或是由上方安裝至處理裝置。

插座101具有多個電性接觸DUT端子的接觸腳位(未圖示)，如第2及3圖所示地，安裝於插座板102上。插座板102透過纜線103等電性連接到主板104。在本實施例中，例如4個插座101以2行2列的方式配置於測試頭10上，但插座的數目與配置並沒有特別限定。

測試頭10的內部收容測試DUT的測試模組20。此測試模組20透過連接器217、105(227、106)電性連接至上述的主板104。此測試模組20透過插座101或主板104與DUT間傳送與接收測試信號，藉以測試DUT。

此測試模組20更透過下側連接器219電性連接至設置於測試頭10的底部的背板108，此背板108透過纜線31連接至控制裝置30。

控制裝置30例如是執行程式的電腦，用以控制電子零 件測試裝置1的全體。此控制裝置30因應程式與測試頭10內的各個測試模組20通信，控制各個測試模組20。

以下，參照第4~13圖說明測試模組20的構造。

第4圖係本實施例的測試模組的平面圖。第5圖係此測試模組的上部側面圖。第6圖係沿第4圖的VI-VI線的剖面圖。第7圖係本實施例的中央水套的立體圖。第8圖係其他實施例的測試模組剖面圖。第9圖係本實施例的第1接腳電子卡的上部立體圖。第10及第11圖係本實施例的第1及第2接腳電子卡與間隙物的分解圖。第12圖係本實施例的接腳電子卡的上部立體圖。第13圖係沿第4圖的XIII-XIII線的剖面圖。

本實施例的測試模組20如第2~6圖所示，具備2片接腳電子卡21、22與3個水套23~25。

此測試模組20係採用所謂的浸漬液冷卻法，使冷媒流通水套23~25內，將安裝於接腳電子卡21、22的測試用裝置直接浸漬於冷媒中，藉此來冷卻測試用裝置。

本實施例中，如第3圖所示，測試頭10內收容了3個這種測試模組20，但測試頭10內所收容的測試模組20的數目並沒有特別的限定。

第1接腳電子卡21如第6圖所示，具備使用於DUT測試的第1測試用裝置213、214、以及第1測試用裝置213、214安裝於兩面的第1基材215。

做為第1測試用裝置213、214的具體例，例如組裝有處理測試信號用的LSI等的高頻電路、或組裝有供給測試 用電力給DUT的交換式穩壓器等的電源電路。

如第6圖所示，第1測試用裝置213安裝於第1接腳電子卡21的外側主面(第1外側主面211)，相對地，第1測試用裝置214安裝於第1接腳電子卡21的內側主面(第1內側主面212)。安裝於第1外側主面211的第1測試用裝置213的數目或配置沒有特別的限定。相同地，安裝於第1內側主面212的第1測試用裝置214的數目或配置也沒有特別的限定。

做為第1基材215的具體例，例如由玻璃纖維環氧膠樹脂、玻璃、陶瓷等所構成的絕緣的基板。

第2接腳電子卡22也與第1接腳電子卡21相同地，如第6圖所示，具備使用於DUT測試的第2測試用裝置223、224、以及第2測試用裝置223、224安裝於兩面的第2基材225。

做為第2測試用裝置223、224的具體例，與上述的第1測試用裝置213、214相同地，可以是例如高頻電路或電源電路。

第2測試用裝置223安裝於第2接腳電子卡22的外側主面(第2外側主面221)，相對地，第2測試用裝置224安裝於第2接腳電子卡22的內側主面(第2內側主面222)。安裝於第2外側主面221的第2測試用裝置223的數目或配置沒有特別的限定。相同地，安裝於第2內側主面222的第2測試用裝置224的數目或配置也沒有特別的限定。

做為第2基材225的具體例，與第1基材215相同地，可以是例如由玻璃纖維環氧膠樹脂、玻璃、陶瓷等所構成的絕緣的基板。

如第3、5、6圖所示，2片接腳電子卡21、22之間夾有中央水套23。此中央水套23同時安裝於第1接腳電子卡21的第1內側主面212與第2接腳電子卡22的第2內側主面222。

另一方面，第1接腳電子卡的第1外側主面211安裝有第1外側水套24，第2接腳電子卡的第2外側主面221安裝有第2外側水套25。

中央水套23如第6圖所示，同時與第1接腳電子卡21的第1內側主面212及第2接腳電子卡22的第2內側主面222密合，具有使冷媒流通於第1內側主面212與第2內側主面222之間的通道231。

此通道231同時開口於第1接腳電子卡21的第1內側主面212及第2接腳電子卡22的第2內側主面222。安裝於第1內側主面212的第1測試用裝置214收容於通道231內，安裝於第2內側主面222的第2測試用裝置224收容於同一個通道231內。

第7圖顯示中央水套23的全體構造的一例。如該圖所示，中央水套23的通道231的開口周圍形成凹部234。此凹部234如第6圖所示，插入有密封構件235。藉由此密封構件235，中央水套23與第1及第2內側主面212、222間密閉，防止流通於通道231內的冷媒洩漏。做為密封構 件235的具體例，可以是例如具有橡膠等的彈性及高密封性的材料所構成，且具有圓形或X型剖面的墊片等。

第7圖所示的中央水套23的流路231的形狀或配置僅為一例，水套23~25的流路231的形狀或配置會因應於安裝在第1及第2接腳電子卡21、22的測試用裝置213、214、223、224的位置、配置、自我發熱量來設定。

如第8圖所示，中央水套23B也可彼此獨立地形成收容第1接腳電子卡21的第1測試用裝置214的第1通路236與收容第2接腳電子卡22的第2測試用裝置224的第2通路237。

另一方面，第1外側水套24如第6圖所示，密合於第1接腳電子卡21的第1外側主面211，具有使冷媒沿著第1外側主面211流通的通道241。

此通路241於朝向第1接腳電子卡21的第1外側主面211處開口。安裝於第1外側主面211的第1測試用裝置213收容於通道241內。

如第6圖所示，第1外側水套24的通道241的開口周圍形成凹部。此凹部插入有密封構件245。藉由此密封構件245，第1外側水套24與第1外側主面211間密閉，防止流通於通道241內的冷媒洩漏。做為密封構件245的具體例，與上述密封構件235相同地可以是墊片等。

同樣地，第2外側水套25也如第6圖所示，密合於第2接腳電子卡22的第2外側主面221，具有使冷媒沿著第2外側主面221流通的通道251。

此通路251開口於第2接腳電子卡22的第2外側主面221。安裝於第2外側主面221的第2測試用裝置223收容於通道251內。

如第6圖所示，第2外側水套25的通道251的開口周圍形成凹部。此凹部插入有密封構件255。藉由此密封構件255，第2外側水套25與第2外側主面221間密閉，防止流通於通道251內的冷媒洩漏。做為密封構件255的具體例，與上述密封構件235相同地可以是墊片等。

如第6圖所示，第1接腳電子卡21及第1外側水套24上同軸地形成貫通孔216、246。而中央水套40的上面形成有對應該貫通孔216、246的母螺紋部238。第1腳位電子卡21與第1外側水套24，藉由插入貫通孔216、246的第1螺絲247螺合於母螺紋部238，而固定於中央水套23。

同樣地，第2接腳電子卡22及第2外側水套25上同軸地形成貫通孔226、256。而中央水套23的下面形成有對應該貫通孔226、256的母螺紋部239。第2腳位電子卡22與第2外側水套25，藉由插入貫通孔226、256的第2螺絲257螺合於母螺紋部239，而固定於中央水套23。

如此一來，在本實施例中，藉由螺絲247、257由兩側將水套23~25固定於腳位電子卡21、22，能夠充分地緊壓密封構件245、255，確保充分的密封性。

相對於此，以1根螺絲同時固定3個水套與2片腳位電子卡的情況下，螺絲的直徑必須變大或嵌合長度必須變 長，否則無法充分地緊壓密封構件。

而在本實施例中，如第6及7圖所示，平面觀看時(第6圖及第7圖中的A方向觀看)，螺絲247、257彼此錯開(偏離)。因此，本實施例中，能夠充分地確保螺絲247、257與中央水套23的嵌合長度。

如第2及3圖所示，第1外側水套24的入口側導管248連接至冷卻機40。同樣地，第2外側水套25的出口側導管258連接至冷卻機40。冷卻機40具有例如冷卻冷媒用的熱交換器或循環冷媒用的幫浦。雖沒有特別圖示，但第1及第2腳位電子卡21、22的基材215、225形成有使冷媒通過並在水套23~25間移動的連通孔。

例如，在本實施例中，由冷卻機40供給的冷媒先透過入口側導管248進入第1外側水套24的通路241內，冷卻第1腳位電子卡21的第1外側主面211上的第1測試用裝置213。

接著，冷媒透過第1基材215的連通孔進入中央水套23的通路231內，冷卻腳位電子卡21、22的內側主面211、221上的測試用裝置214、224。

接著，冷媒透過第2基材225的連通孔進入第2外側水套25的通路251內，冷卻第2腳位電子卡22的第2外側主面221上的第2測試用裝置223。

最後，通過全部裝置的冷媒透過出口側導管258回收至冷卻機40，於再次冷卻後供給至入口側導管248。

做為在水套23~25內流通的冷媒，可以例如是氟系非 活性液體(例如3M公司製的Fluorinert(登錄商標))等高絕緣性的液體。另外，冷媒在水套23~25內的流動順序並沒有特別的限定。

而如第9及10圖所示，第1接腳電子卡20的上部實質地等間隔安裝第1連接器217。此第1連接器217固定於第1接腳電子卡21的第1內側主面212，相對於此，與主板104側的連接器105(參照第4圖)嵌合的嵌合部218朝向第1接腳電子卡21的平面方向。

同樣地，如第10~12圖所示，第2接腳電子卡22的上部實質地等間隔安裝第2連接器227。此第2連接器227固定於第2接腳電子卡22的第2內側主面222，相對於此，與主板104側的連接器106(參照第4圖)嵌合的嵌合部228朝向第2接腳電子卡22的平面方向。

如此一來，在本實施例中，藉由安裝連接器217、227於接腳電子卡21、22的內側主面212、222，能夠消除基板215、225的厚度不均對連接器217、227的嵌合造成的影響。

而透過中央水套23重疊2片接腳電子卡21、22時，如第10及12圖所示，平面觀之第1連接器217與第2連接器227彼此錯開地(偏移地)配置，使得連接器217、227之間不會互相干涉。

在本實施例當中，如第4、10~13圖所示，第1接腳電子卡21與第2接腳電子卡22之間安裝了間隙物26。此間隙物26配置於接腳電子卡21、22的上部，透過螺絲261 固定於接腳電子卡21、22上。

此間隙物26的兩端設有朝向第1及第2連接器217、227的嵌合方向突出的導引插銷262。此導引插銷262可以插入設置於主板104側的導引孔107(參照第4圖)。藉由導引插銷262插入導引孔107，接腳電子卡21、22的第1及第2連接器217、227相對於主板104的連接器105、106的位置決定。

在此，若在2片接腳電子卡21、22分別獨立地設置導引插銷，厚度方向(第13圖的Z方向)上的導引插銷的位置不均可能會映到連接器217、227的嵌合上。

對此，在本實施例中，藉由2片接腳電子卡21、22共用1個導引插銷262，抑制了導引插銷262的位置不均對連接器217、227的嵌合所造成的影響。

如第13圖所示，將此間隙物262與2片接腳電子卡21、22以單一導引軸263貫通，藉由此導引軸263使2片接腳電子卡21、22在平面方向(第13圖的XY方向)的相對位置決定。因此，本實施例中，抑制了接腳電子卡21、22間的平面方向位置偏移對連接器217、227造成的影響。

如以上所述，在本實施例中，以第1接腳電子卡21與第2接腳電子卡22夾住1個水套23，使2片接腳電子卡21、22共用1個水套23。因此，測試模組20變薄，測試頭10在測試模組20的厚度方向上變小，故能夠使電子元件測試裝置1小型化。而使用同一尺寸的測試頭的話，也能夠提昇測試頭內的測試模組20的密度。

在本實施例中，通路231開口於中央水套23的兩面，因此2片接腳電子卡21、22能夠共用1個水套23。

本實施例的測試模組20相當於本發明的基板組立體的1個例子，本實施例的第1接腳電子卡21相當於本發明的第1基板的1個例子，本實施例的第2接腳電子卡22相當於本發明的第2基板的1個例子，本實施例的第1測試用裝置214相當於本發明的第1電子零件的1個例子，本實施例的第2測試用裝置224相當於本發明的第2電子零件的1個例子，本實施例的通路231相當於本發明的第1通路及第2通路的1個例子。

以上說明的實施例係為了使本發明容易理解而舉出的例子，並非為了限定本發明。因此，上述實施例中揭露的各要素包括了屬於本發明的技術範圍內的全部設計變更或均等物。

1‧‧‧電子元件測試裝置

10‧‧‧測試頭

20‧‧‧測試模組

21‧‧‧第1接腳電子卡

22‧‧‧第2接腳電子卡

23、23B‧‧‧中央水套

24‧‧‧第1外側水套

25‧‧‧第2外側水套

26‧‧‧間隙物

30‧‧‧控制裝置

31‧‧‧纜線

40‧‧‧冷卻機

50‧‧‧處理裝置

51‧‧‧空間

52‧‧‧開口

31‧‧‧纜線

101‧‧‧插座

102‧‧‧插座板

103‧‧‧纜線

104‧‧‧主板

105‧‧‧連接器

106‧‧‧連接器

107‧‧‧導引孔

108‧‧‧背板

211‧‧‧第1外側主面

212‧‧‧第1內側主面

213‧‧‧第1測試用裝置

214‧‧‧第1測試用裝置

215‧‧‧第1基材

216‧‧‧貫通孔

217‧‧‧第1連接器

218‧‧‧嵌合部

219‧‧‧下側連接器

221‧‧‧第2外側主面

222‧‧‧第2內側主面

223‧‧‧第2測試用裝置

224‧‧‧第2測試用裝置

225‧‧‧第2基材

226‧‧‧貫通孔

227‧‧‧第2連接器

228‧‧‧嵌合部

231‧‧‧通道

234‧‧‧凹部

235‧‧‧密封構件

236‧‧‧第1通路

237‧‧‧第2通路

238‧‧‧母螺紋部

239‧‧‧母螺紋部

241‧‧‧通道

245‧‧‧密封構件

246‧‧‧貫通孔

247‧‧‧第1螺絲

248‧‧‧入口側導管

251‧‧‧通道

255‧‧‧密封構件

256‧‧‧貫通孔

257‧‧‧第2螺絲

258‧‧‧出口側導管

261‧‧‧螺絲

262‧‧‧導引插銷

263‧‧‧導引軸

第1圖係本發明實施例的電子元件測試裝置的剖面圖。

第2圖係沿第1圖的II-II線的測試頭剖面圖。

第3圖係沿第2圖的III-III線的測試頭剖面圖

第4圖係本發明實施例的測試模組的平面圖。

第5圖係第4圖所示的測試模組的上部側面圖。

第6圖係沿第4圖的VI-VI線的剖面圖。

第7圖係本發明實施例的中央水套的立體圖。

第8圖係本發明其他實施例的測試模組剖面圖。

第9圖係本發明實施例的第1接腳電子卡的上部立體圖。

第10圖係本發明實施例的第1及第2接腳電子卡與間隙物的上觀分解圖。

第11圖係本發明實施例的第1及第2接腳電子卡與間隙物的側觀分解圖。

第12圖係本發明實施例的測試模組的上部立體圖，透視第2接腳電子卡的視圖。

第13圖係沿第4圖的XIII-XIII線的剖面圖。

20‧‧‧測試模組

21‧‧‧第1接腳電子卡

22‧‧‧第2接腳電子卡

23‧‧‧中央水套

24‧‧‧第1外側水套

25‧‧‧第2外側水套

26‧‧‧間隙物

211‧‧‧第1外側主面

212‧‧‧第1內側主面

215‧‧‧第1基材

217‧‧‧第1連接器

221‧‧‧第2外側主面

222‧‧‧第2內側主面

225‧‧‧第2基材

227‧‧‧第2連接器

262‧‧‧導引插銷

Claims (15)

1. 一種基板組立體，包括：第1基板；第2基板；以及中央水套，夾於該第1基板與該第2基板之間，其中該中央水套密合於該第1基板中面向該第2基板的第1內側主面，以及密合於該第2基板中面向該第1基板的第2內側主面。
2. 如申請專利範圍第1項所述之基板組立體，其中該第1通路與該第2通路為同一通路。
3. 如申請專利範圍第1項所述之基板組立體，其中該第1通路與該第2通路彼此獨立。
4. 一種基板組立體，包括：第1基板；第2基板；以及中央水套，夾於該第1基板與該第2基板之間，其中該第1基板具有至少一安裝於該第1基板中面向該第2基板的第1內側主面上的第1電子元件，該第2基板具有至少一安裝於該第2基板中面向該第1基板的第2內側主面上的第2電子元件，該中央水套具有冷媒可流通且開口朝向該第1內側主面的第1通路、以及冷媒可流通且開口朝向該第2內側主面的第2通路，該第1電子元件收容於該第1通道內，該第2電子元 件收容於該第2通道內。
5. 如申請專利範圍第4項所述之基板組立體，其中該第1通路與該第2通路為同一通路。
6. 如申請專利範圍第4項所述之基板組立體，其中該第1通路與該第2通路彼此獨立。
7. 如申請專利範圍第1~6項任一項所述之基板組立體，其中該第1基板具有安裝於該第1內側主面的第1連接器，該第2基板具有安裝於該第2內側主面的第2連接器。
8. 如申請專利範圍第7項所述之基板組立體，其中由平面觀之，該第1連接器與該第2連接器彼此錯開地配置。
9. 如申請專利範圍第7項所述之基板組立體，其中該第1基板與該第2基板之間安裝有間隙物，該間隙物具有朝向該第1及該第2連接器的嵌合方向突出的導引插銷。
10. 如申請專利範圍第1~6項任一項所述之基板組立體，更包括：第1外側水套，安裝於該第1基板中相反於該第1內側主面的第1外側主面；以及第2外側水套，安裝於該第2基板中相反於該第2內側主面的第2外側主面，其中該第1外側水套與該第1基板係以第1螺絲固定於該中央水套，該第2外側水套與該第2基板係以第2螺絲固定於該中央水套。
11. 如申請專利範圍第10項所述之基板組立體，其中 由平面觀之，該第1螺絲與該第2螺絲彼此錯開地配置。
12. 一種電子元件測試裝置，用以測試被測試電子元件，包括：測試頭，其內部收容了如申請專利範圍第1~6項任一項所述之基板組立體。
13. 一種水套，藉由冷媒用於冷卻安裝於基板上的電子元件而安裝於該基板上，包括：第1通路，冷媒可流通且開口朝向一側主面；以及第2通路，冷媒可流通且開口朝向另一側主面。
14. 如申請專利範圍第13項所述之水套，其中該第1通路與該第2通路為同一通路。
15. 如申請專利範圍第13項所述之水套，其中該第1通路與該第2通路彼此獨立。