TW201344212A - 半導體晶片測試插座 - Google Patents

Abstract

在此揭露一種半導體晶片測試插座，本發明的插座具有底蓋、傳導薄片、多個柱塞和外罩。底蓋具有耦合開孔，傳導薄片裝設於耦合開孔中並具有傳導部件和絕緣部件，柱塞置於傳導薄片的傳導部件上，外罩具有接納空間，在接納空間內插入傳導薄片和底蓋。外罩具有上方外罩本體和下方外罩本體，上方外罩本體於相關柱塞的位置具有插入孔，自上方外罩本體周圍整體地延伸的下方外罩本體使得下方外罩本體和上方外罩本體間隔，下方外罩本體圍繞底蓋，定位工具形成於下方外罩本體中。

Description

半導體晶片測試插座

本發明一般相關於一種半導體晶片測試插座，且更確切地來說，本發明相關於一種半導體晶片測試插座，其具有一穩定結構並便於置換柱塞。

如同本發明所屬技術領域中具有通常知識者所熟知的，半導體晶片需對其是否能正常運作進行測試。一般來說，依照將架設至測試插座的測試探針和半導體晶片接觸並施加測試電流至測試電路板的方式，測試半導體晶片。

用以測試半導體晶片的此種裝置中，存在能降低半導體晶片的連接終端(焊錫球)受損的異向性傳導薄片。在異向性傳導薄片中，傳導矽樹脂部件藉由垂直排列的金屬球(粉末)而形成於矽樹脂構成的主要本體中，施加電流而通過傳導矽樹脂部件至設置在主要本體下的測試電路板，因而判斷半導體晶片是否為正常。

為偵測半導體晶片的初期失效，當使用異向性傳導薄片作為測試插座的電性連接構件時而測試插座用於熱測試、中熱循環測試等，若使用異向性傳導薄片，定位孔以樹脂膜形成於異向性傳導薄片中，因樹脂膜的溫度擴張，異向性傳導薄片的電極相對於待測試的物件之電極而言可為未對準的。結果為無法確保穩定且正確的電性接觸，造成測試可靠度劣化。

為致力於克服此些問題，異向性傳導薄片組件提出於韓國專利申請案公開第2000-45941號說明書中，其標題為”具有定位工具的異向性傳導薄片”(Anisotropic conductive sheet with positioning means)。

在此習知技術中，異向性傳導薄片組件具備定位工具，用以相對於具有精細電極節距(fine electrode pitches)的電路元件，而將異向性傳導薄片的電極確實地定位。在電路元件或電路板的測試或量測作業中，當使用異向性傳導薄片組件作為電路元件和電路板間的電性連接構件時，可確保接觸為穩定的，且電性傳導為可靠。

詳細地說明，如第1圖和第2圖顯示的，第2000-45941號說明書的異向性傳導薄片具備異向性傳導薄片11和定位金屬平板16。異向性傳導薄片11具備傳導部件12和絕緣部件8，傳導部件以厚度方向裝設於異向性傳導薄片中，且由傳導材料構成，絕緣部件8由彈性絕緣材料構成，且形成在傳導部件12外側的異向性傳導薄片之區域中。定位金屬平板16具有定位工具10，以預設距離形成在異向性傳導薄片11四周。

具有前述結構的異向性傳導薄片組件插進電路元件和電路板間，且由定壓工模(pressure fixing jig)所推動。如此一來，可達成電路元件和電路板間的電性連接。

於此，相對於電路元件的電極和電路板的電極群之異向性傳導薄片11的傳導部件12的定位可藉由定位工具10而實現，定位工具10例如定位金屬平板16的定位孔或相似者。

然而，在習知技術中，由於重覆測試之故，異向性傳導薄片11之傳導部件12的上方表面和下方表面受損，因此降低測試可靠度。

同時，另一習知技術提出於韓國專利申請號第10-2009-0017393號說明書中，其由本發明之申請人提出申請，且標題為”半導體晶片測試插座”(Socket for testing semiconductor chips)。

如第3圖和第4圖顯示的，依照習知技術的半導體晶片測試插座具備支撐平板60、矽樹脂底部10、複數個傳導矽樹脂部件20、複數個柱塞30和頂蓋(cap)80。支撐平板具備平板形狀，耦合孔垂直地穿過支撐平板的中央部分而形成，矽樹脂底部10耦合至支撐平板的耦合孔。軸套(boss)12自矽樹脂底部10朝上突出，傳導矽樹脂部件20藉由於垂直方向排列的金屬球形成於軸套12中。柱塞30置於傳導矽樹脂部件20上，且和半導體晶片的相關焊錫球接觸。頂蓋80於相關柱塞30的位置具有插入孔82，接 納空間86形成於頂蓋80的下方部分，使得軸套12插入接納空間86內，頂蓋80耦合於矽樹脂底部10以固定柱塞30至矽樹脂底部10。定位孔形成於支撐平版中的預設位置。

柱塞30的上方末端和作為待測物件的裝置接觸，將例如為PCB(印刷電路板)的電路板接觸絕緣帶50的下方件的下方表面，絕緣帶貼合於支撐平板的下方表面，使得裝置和電路板電性連接。

然而，在此習知技術中，柱塞30相對於裝置的電極的定位和插座的傳導矽樹脂部件20相對於電路板的電極的電位是由形成於支撐平板中的定位孔而實現。柱塞30藉由頂蓋80固定至矽樹脂底部10，因此，當水平力施加至裝置或其他元件時，頂蓋80和矽樹脂部件20可相對於裝置而水平地移動。換句話說，柱塞30無法穩定地維持在正確的位置上，因而劣化了測試穩定度。

進一步來說，穩定地固定許多柱塞至具有高彈性的矽樹脂部件是很困難的。

據此，本發明有鑑於先前技術中發生的前述問題，且本發明之一方面在於提供一種半導體晶片測試插座，其架構使得柱塞接觸待測試物的接觸墊片並穩定地耦合至傳導薄片，且堅固地留置(retain)在正確位置，因此增進了測試穩定度。

為了達成前述方面，本發明提供一種半導體測試插座，包括：底蓋，具有平板形狀，耦合開孔以厚度方向穿過底蓋的中央部分而形成；傳導薄片，裝設於底蓋的耦合開孔中，傳導薄片包括：多個傳導部件，以多個厚度方向裝設於傳導薄片中，每一傳導部件由傳導材料構成；以及絕緣部件，在傳導部件以外及外側區域，於傳導薄片的區域中形成絕緣部件，絕緣部件是由彈性絕緣材料構成；複數個柱塞，置於傳導薄片的傳導部件之多個上方末端上，柱塞接觸半導體晶片的相關多個終端；以及外罩，具有接納空間於外罩的下方部分中，因此傳導薄片和底蓋插入於外罩的接納空間內，使得外罩覆蓋傳導薄片的上方部份且圍繞底蓋的周圍。外罩包 括：上方外罩本體，於相關於柱塞的多個位置具有多個插入孔，上方外罩本體設置於傳導薄片上，以固定柱塞至傳導薄片之相關的傳導部件的上方末端；以及下方外罩本體，自上方外罩本體的周圍整體地延伸，使得下方外罩本體和上方外罩本體間隔，下方外罩本體以形成於下方外罩本體中的多個定位工具圍繞底蓋。

定位工具可包括定位孔，定位孔以厚度方向穿過下方外罩本體而形成。

進一步來說，穿孔以底蓋的厚度方向穿過底蓋而形成於臨近耦合開孔的位置。

此外，凹處可自每一傳導部件的上方末端朝下下凹。

並且，置放凹槽可自凹處的底部的中央部分朝下下凹。

底蓋可藉螺栓耦合方式耦合至外罩。

較佳地，每一柱塞包括：柱塞本體，具有圓柱形狀；探針，裝設於柱塞本體的上方末端上，探針接觸半導體晶片的相關終端；以及接觸部件，裝設於柱塞本體的下方末端下，接觸部件接觸傳導薄片的相關傳導部件。

進一步來說，凸塊可自接觸部件的下方末端朝下凸出。

並且，環狀凸塊可裝設於柱塞本體的周邊外表面四周。

另外，在傳導薄片的絕緣部件的上方表面中可形成多個凹槽孔至多個預設深度。

第1圖和第2圖：

8‧‧‧絕緣部件

10‧‧‧定位工具

11‧‧‧異向性傳導薄片

12‧‧‧傳導部件

16‧‧‧定位金屬平板

第3圖和第4圖：

10‧‧‧矽樹脂底部

12‧‧‧軸套

20‧‧‧傳導矽樹脂部件

24‧‧‧凹處

26‧‧‧接納凹槽

30‧‧‧柱塞

32‧‧‧圓柱形本體

38‧‧‧下方凸塊

39‧‧‧圓柱形頂端

80‧‧‧頂蓋

82‧‧‧插入孔

86‧‧‧接納空間

第5圖至第11圖：

100‧‧‧底蓋

110‧‧‧耦合開孔

120‧‧‧穿孔

200‧‧‧傳導薄片

210‧‧‧傳導部件

211‧‧‧凹處

212‧‧‧置放凹槽

220‧‧‧絕緣部件

221‧‧‧凹槽孔

300‧‧‧柱塞

310‧‧‧柱塞本體

311‧‧‧環形凸塊

320‧‧‧探針

330‧‧‧接觸部件

331‧‧‧凸塊

400‧‧‧外罩

410‧‧‧插入孔

450‧‧‧上方外罩本體

460‧‧‧下方外罩本體

461‧‧‧定位孔

500‧‧‧螺栓耦合開孔

600‧‧‧螺栓

700‧‧‧螺栓耦合孔

第1圖顯示依照習知技術的異向性傳導薄片之透視圖。

第2圖為第1圖的重要部分(critical portion)之剖面圖。

第3圖為依照另一習知技術的半導體晶片測試插座的重要部分之剖面圖。

第4圖為第3圖的爆炸透視圖。

第5圖為依照本發明實施方式的半導體晶片測試插座之透視圖。

第6圖為第5圖的插座之爆炸透視圖。

第7圖為依照本發明實施方式的底蓋之透視圖。

第8圖為依照本發明實施方式裝設柱塞的插座之重要部分的剖面圖。

第9圖為依照本發明實施方式自插座移除柱塞之重要部分的剖面圖。

第10圖為依照本發明實施方式顯示耦合傳導薄片至底蓋的剖面圖。

第11圖為依照本發明實施方式的柱塞之透視圖。

以下將參考所附圖示詳細地說明本發明的較佳實施例。

第5圖為依照本發明實施方式的半導體晶片測試插座之透視圖。第6圖為插座之爆炸透視圖。第7圖為依照本發明的底蓋100之透視圖。第8圖為裝設柱塞300的插座之重要部分的剖面圖。第9圖為依照本發明實施方式自插座移除柱塞300之重要部分的剖面圖。第10圖為依照本發明耦合傳導薄片200至底蓋100的剖面圖。第11圖為柱塞300之透視圖。

如同圖式所顯示的，依照本發明實施方式之半導體晶片測試插座具備底蓋100、傳導薄片200、柱塞300和外罩400。

首先，將於下解釋底蓋100。

底蓋為平板狀且由合成樹脂構成，耦合開孔以垂直方向穿過底蓋的中央部分形成，將於後解釋的傳導薄片200裝配於耦合開孔110內。進一步來說，穿孔120以垂直方向穿過底蓋100而形成於臨近耦合開孔110的位置，每一穿孔120小於耦合開孔110。

將於後解釋的傳導薄片200藉由插入射入成形技術(injection molding)而形成於底蓋100的耦合開孔110中，在此，為增加底蓋100和傳導薄片200間的耦合力，穿孔120穿過底蓋100形成於耦合開孔110四周。故，當進行射出成形作業時，傳導薄片200的絕緣部件220穿過底蓋100的穿孔120而形成，並固定至底蓋100，絕緣部件由矽樹脂構成。在此處，可確實地固定傳導薄片200至底蓋100，此為普遍周知的技術，且亦使用於習知插座製造技術中，因此將省略進一步的解釋

更進一步地說明，螺栓耦合開孔500穿過底蓋100而形成於臨近底蓋100的兩末端之位置，因此，底蓋100藉由螺栓600而耦合至外罩400。

傳導薄片200具備傳導部件210和絕緣部件220。

絕緣部件220使用矽樹脂藉由插入射入成形技術而形成，使得絕緣部件220具有平板狀並耦合至底蓋100，平板狀的絕緣部件具有預設厚度。於絕緣部件220中的預設位置垂直地裝設傳導部件210，每一傳導部件210的形成方式是以垂直方向堆積傳導金屬粉末。

換句話說，配置傳導部件210，使得金屬粉末於垂直方向被堆高，可讓電能自其頂部傳輸到其底部。此外，將於下解釋的柱塞300個別地和傳導部件210的上方末端接觸，例如PCB的基材的終端和傳導部件210的下方末端接觸。

更進一步地說明，凹處211形成於每一傳導部件210的上方末端，形狀為自傳導部件210的上方末端朝下下凹。置放凹槽212進一步地自凹處211的底部之中央部分朝下下凹，每一柱塞300耦合進入相關傳導部件210的凹處211和置放凹槽212中。在此，柱塞300的接觸部件是置於凹處211內，且柱塞300的凸塊是置於置放凹槽212內，因此，柱塞300電性連接於傳導部件210。

耦接到相關傳導部件210的每一柱塞300是由傳導材料構成，並具備柱塞本體310、探針320和接觸部件330，柱塞300電性連接傳導薄片200的傳導部件210至待測裝置。

此外，凹槽孔221自絕緣部件220的上方表面朝下下凹至預設深度，因此，即使壓力藉由柱塞300的推動力傳輸至傳導部件210，且傳導部件210因而擴張，凹槽孔221可吸收傳導部件210的擴張壓力。

柱塞本體310具有圓柱形狀並形成於柱塞300的中央部分，圓柱形狀具有預設長度，柱塞本體310的上方部分穿過外罩400的相關插入孔410的上方末端朝上突出，於後將解釋外罩400。

探針320呈冠形且整體地裝設於柱塞本體310的上方末端，探針320電性連接至待測裝置的相關終端。進一步地說明，探針320自外罩400的插入孔410之上方末端朝上突出。

環形凸塊311裝設於柱塞本體310的下方末端的周邊外表面四周，環狀凸塊311的上方表面終止於外罩400的下方表面，外罩位於插入 孔410的下方末端四周，使得上方柱塞300可正確地和相關傳導部件210接觸，且防止上方柱塞被非預期地自外罩400移除。

接觸部件330具有倒圓錐形狀，且整體地裝設於環狀凸塊311下，接觸部件330置於並耦合進入傳導部件210的凹處211。凸塊331整體地自接觸部件330的下方末端朝下突出，凸塊331置於並耦合進入形成於傳導部件210中的置放凹槽212內。如此一來，因為接觸部件330和凸塊331是裝設於柱塞300上，且凹處211和置放凹槽212是形成於傳導部件210中，可藉由接觸部件330和凸塊331耦合進入凹處211和置放凹槽212內，而確實地將柱塞300電性連接至傳導部件210。

外罩400界定出其下方表面中的空間，傳導薄片200和底蓋100是以外罩400覆蓋傳導薄片200的上方表面並圍繞底蓋100周圍的形狀，而容納在外罩400的空間中。外罩400藉由螺栓而耦合於底蓋100。

外罩400界定出其下方表面中的接納空間，傳導薄片200和底蓋100是以外罩400覆蓋傳導薄片200的上方表面並圍繞底蓋100周圍的形狀，而容納在外罩400的空間中。外罩400藉由螺栓而耦合於底蓋100。

外罩400包括上方外罩本體450和下方外罩本體460。

上方外罩本體450具有平板形狀且由合成樹脂構成，插入孔410穿過上方外罩本體450而形成於相關柱塞300的位置。上方外罩本體450設置在傳導薄片200上並連接柱塞300至相關傳導部件210的上方末端。

在此，上方柱塞300的主要本體310的上方部分自上方外罩本體450的相關插入孔410之上方末端朝上突出。柱塞300的接觸部件330設置在插入孔410下，主要本體310的環狀凸塊311的上方表面和位於插入孔410的下方末端四周的上方外罩本體450之下方表面緊密接觸。因此，柱塞300可穩定地耦合至上方外罩本體450，且防止柱塞被非預期地自上方外罩本體450移除。進一步地說明，螺栓耦合孔700穿過上方外罩本體450而形成於臨近上方外罩本體450的兩末端之位置，並相關於穿過底蓋100而形成的螺栓耦合開孔500，故，底蓋100和外罩400藉由螺栓600而彼此耦合。

下方外罩本體460自上方外罩本體450的周圍整體地延伸，使得下方外罩本體460和上方外罩本體450間隔。下方外罩本體460圍繞底 蓋100周圍。進一步來說，在下方外罩本體460中，定位工具形成於臨近其兩末端的位置。在此實施方式中，定位孔461穿過下方外罩本體460而形成，作為定位工具之用，因此，下方外罩本體460是位於相對於待測裝置或裝置工模的位置，其採用了插入定位銷進入定位孔461的方式。

在此，外罩400的上方外罩本體450容納了底蓋100，以傳導薄片200裝設底蓋，其中傳導薄片的形狀使得上方外罩本體450覆蓋底蓋100的上方表面。下方外罩本體460圍繞底蓋100的周圍，如此，於接納空間容納底蓋100，接納空間形成在外罩400的下方表面中並耦合至外罩400。因此，耦合於傳導薄片200的柱塞300可穩定地連接至傳導薄片200的傳導部件210。

將解釋具有前述架構的本發明之插座的製造過程。

首先，形成裝設有傳導薄片200的底蓋100，此後，將柱塞300放置在傳導薄片200的傳導部件210上，接著，外罩400放置在底蓋100上，且螺栓600於後繃緊進入外罩400的螺栓耦合孔700和底蓋100的螺栓耦合孔500內，因此完成半導體晶片測試插座。

於下將解釋插座的操作和效用，為測試裝置，將裝置設置在插座上，且例如PCB的基材設置在插座下，在此，裝置和基材可相對插座而簡易地放置，依此方式，使得定位銷插入至外罩400的定位孔461內。

之後，裝置的電極接觸相關柱塞300的探針320之上方末端，基材的接觸墊片和其相似者接觸傳導薄片200的傳導部件210之下方末端。

在此情況中，執行測試作業，在此，因為施加向下壓力至裝置，裝置的電極、柱塞300、傳導部件210和基材的接觸墊片彼此形成可靠的電性連接，因此，可執行裝置的測試作業。

在本發明中，當進行測試時，柱塞300可穩定地設置在外罩400中，外罩支撐上方表面和底蓋100的周邊。如此一來，柱塞300穩定地耦合傳導薄片200的傳導部件210於正確位置，因此能可靠地增進測試穩定度。

舉例來說，若依照裝置的特性需要較長柱塞300，使用者可 僅簡單地自外罩400分離底蓋100，以新的柱塞置換柱塞300，然後再次耦合底蓋100至外罩400。如此，當有需要時，柱塞300可容易地以新的柱塞置換掉。

這樣一來，依照本發明之插座的配置使得柱塞使用外罩而耦合至傳導薄片，本發明相關技術領域中具有通常知識者將明瞭在本發明之前述基本範圍和精神內的各種可能之修飾、添加和置換。

如前所述，在本發明中，傳導薄片和基板插入至外罩的接納空間中，外罩的形狀使得外罩覆蓋傳導薄片的上方部份且圍繞底蓋的周邊。故，柱塞可穩定地耦合傳導薄片的傳導部件於正確位置，因此，可增進測試的可靠度。

進一步來說，以新的柱塞而置換柱塞的過程可簡易地實施，以外罩自底蓋分離的方式，採用新的柱塞置換柱塞，並再組合外罩和底蓋。

100‧‧‧底蓋

200‧‧‧傳導薄片

210‧‧‧傳導部件

220‧‧‧絕緣部件

221‧‧‧凹槽孔

300‧‧‧柱塞

400‧‧‧外罩

410‧‧‧插入孔

450‧‧‧上方外罩本體

460‧‧‧下方外罩本體

461‧‧‧定位孔

500‧‧‧螺栓耦合開孔

600‧‧‧螺栓

700‧‧‧螺栓耦合孔

Claims (11)

1. 一種半導體晶片檢查用插座，包括：一底蓋，具有一平板形狀，由中心部耦合開孔貫穿上下而形成；一傳導薄片，裝設於該底蓋的該耦合開孔中，該傳導薄片包括：由導電材料自絕緣體朝厚度方向形成的傳導部件、及構成彈性絕緣材料之該傳導部件以外領域的絕緣部；複數個柱塞，置於該些傳導薄片的該些傳導部件上方，以接觸半導體晶片的終端；一外罩，以圍住該傳導薄片上方部份及該底蓋側面的方式，將該傳導薄片及底蓋收容結合於下方部分空間；該絕緣部的特徵在於，僅以所定深度，自上方部份朝下陷入的凹槽孔。
2. 如申請專利範圍第1項所述的半導體晶片檢查用插座，其中該外罩包括：一上方外罩，於相關於該柱塞位置上形成貫通孔，而位於該傳導薄片的上方，以固定該些柱塞至該傳導薄片上方部份；以及一下方外罩，自該上方外罩設置高低段差以整體地延伸，而以圍繞該底蓋的方式所形成，並形成定位部。
3. 如申請專利範圍第1項所述的半導體晶片檢查用插座，其中該定位部為貫穿上下方部分的通孔。
4. 如申請專利範圍第1項所述的半導體晶片檢查用插座，其中該底蓋耦合開孔的鄰接部位上下貫穿通孔。
5. 如申請專利範圍第1項所述的半導體晶片檢查用插座，其中該傳導部件的上方部份，形成朝下陷入的凹槽部。
6. 如申請專利範圍第5項所述的半導體晶片檢查用插座，其中該凹槽部的中心則形成更進一步朝下陷入的收容部。
7. 如申請專利範圍第1項所述的半導體晶片檢查用插座，其中該底蓋與外 罩結合，是以螺栓連接而成。
8. 如申請專利範圍第1項至第7項之任一項所述的半導體晶片檢查用插座，其中該些柱塞包括：一柱塞本體，具有一圓柱形狀；一探針，形成於該柱塞本體上方，以接觸半導體晶片之終端；以及一接觸部件，形成於該柱塞本體的下方，以接觸該傳導薄片。
9. 如申請專利範圍第8項所述的半導體晶片檢查用插座，其中一凸塊自該接觸部件的下方末端朝下凸出。
10. 如申請專利範圍第8項所述的半導體晶片檢查用插座，其中環狀凸塊是裝設於該柱塞本體的周邊外表面四周。
11. 如申請專利範圍第8項所述的半導體晶片檢查用插座，其中在該傳導薄片的絕緣部件上，由上方部份朝下方形成凹槽孔。