TW201714360A

TW201714360A - 測試連接器

Info

Publication number: TW201714360A
Application number: TW104132325A
Authority: TW
Inventors: 鄭永倍
Original assignee: Isc股份有限公司
Priority date: 2015-10-01
Filing date: 2015-10-01
Publication date: 2017-04-16
Also published as: TWI562463B

Abstract

一種配置於測試目標裝置與測試裝置之間且將所述測試目標裝置的端子電連接至所述測試裝置的襯墊的測試連接器，所述測試連接器包含：傳導性部分，其中多個傳導性粒子沿著厚度方向配置於彈性絕緣材料的區域處，所述區域對應於所述測試目標裝置的所述端子；在所述傳導性部分之間的絕緣支撐部分，以包圍且支撐所述傳導性部分的方式設置；以及在所述傳導性部分中的每一者中的彈性部件，每一彈性部件是藉由螺旋纏繞傳導性電線而形成。在每一所述傳導性部分中，多個彈性材料彼此鄰近。

Description

測試連接器

一或多個例示性實施例是關於一種測試連接器，且更特定言之，是關於一種甚至在高溫下仍具有穩定電性質的測試連接器。

一般而言測試目標裝置與測試裝置之間的電連接必須穩定以對測試目標裝置執行電性質測試。測試連接器大體用作用於連接測試目標裝置與測試裝置的裝置。

測試連接器連接測試目標裝置的端子與測試裝置的襯墊，使得可互動地交換電信號。為了如此進行，將彈性傳導性薄片或彈簧式頂針用作測試連接器中的連接單元。彈性傳導性薄片包含與測試目標裝置的端子連接的彈性傳導性單元，且彈簧式頂針包含彈簧，以便支撐測試目標裝置與測試裝置之間的連接。彈簧式頂針用於多數測試連接器中，因為彈簧式頂針可在連接期間緩衝機械衝擊。

圖1中繪示測試連接器的實例。測試連接器20包含：形成於測試連接器20的接觸球狀柵格陣列（ball grid array；BGA）半導體裝置2的球形導線4的區域中的傳導性矽部分8；以及形成於不接觸半導體裝置2的球形導線4的區域中以支撐傳導性矽部分8且充當絕緣層的絕緣矽部分6。傳導性矽部分8包含為在矽橡膠中具有某些間隔的間隔部分的傳導性粒子8a。測試連接器20安裝於包含多個襯墊10的測試裝置9上。詳言之，在測試裝置9的襯墊10接觸傳導性矽部分8時，將測試連接器20安裝於測試裝置9上。

為了測試連接器20的測試，降低半導體裝置2，使得半導體裝置2的球形導線4接觸傳導性矽部分8。接著，當另外降低半導體裝置2時，傳導性矽部分8經在厚度方向上壓縮且變得具導電性。在此情況下，當自測試裝置9施加電信號時，經由傳導性矽部分8將電信號傳輸至半導體裝置2。因此，執行電測試。

半導體裝置可在室溫或高溫下執行測試。此測試被稱作“預燒測試”。在預燒測試期間，歸因於與材料的性質有關的問題，電性質可減弱。減弱的原因之一是因為歸因於矽橡膠在高溫下在傳導性矽部分中的膨脹，傳導性矽部分中的傳導性粒子之間的間隔增大。舉例而言，如圖1中所繪示，在室溫下由間隔S₁ 間隔開的傳導性粒子8a可在高溫下由間隔S₂ （S₂ ＞ S₁ ）間隔開，如圖2中所繪示。意即，傳導性粒子8a之間的距離可增大。當傳導性粒子之間的間隔增大時，傳導性粒子可能不能夠相互接觸，此因此可引起總體電性質的減弱。

一或多個例示性實施例包含一種甚至在高溫下仍具有穩定電性質的測試連接器。

額外態樣將部分在接下來的描述中得到闡述，並且部分將自描述顯而易見，或可藉由實踐所提出的實施例來獲悉。

根據一或多個例示性實施例，一種配置於測試目標裝置與測試裝置之間且將測試目標裝置的端子電連接至測試裝置的襯墊的測試連接器，所述測試連接器包含：傳導性部分，其中多個傳導性粒子沿著厚度方向配置於彈性絕緣材料的區域處，區域對應於測試目標裝置的端子；在傳導性部分之間的絕緣支撐部分，以包圍且支撐傳導性部分的方式設置；以及在傳導性部分中的每一者中提供的彈性部件，每一彈性部件是藉由螺旋纏繞傳導性電線而形成。在每一傳導性部分中，多個彈性部件彼此鄰近。

彈性部件可被設置以用以甚至當彈性部件間隔開時仍維持相互之間的接觸。

當N 表示螺旋纏繞傳導性電線的次數時，可滿足N ≥ 1/2。

傳導性粒子可分佈於彈性部件周圍。

當d 表示傳導性電線的電線直徑時，可滿足0.01 mm ＜d ＜ 3 mm。

當D 表示螺旋纏繞的傳導性電線的外徑時，可滿足0.01 mm ＜D ＜ 0.5 mm。

在彈性材料中，可滿足D ＞d 。

根據一或多個例示性實施例，一種配置於測試目標裝置與測試裝置之間且將測試目標裝置的端子電連接至測試裝置的襯墊的測試連接器，所述測試連接器包含：傳導性部分，其中多個傳導性粒子沿著厚度方向配置於彈性絕緣材料的區域處，區域對應於測試目標裝置的端子；在傳導性部分之間的絕緣支撐部分，以包圍且支撐傳導性部分的方式設置；以及在傳導性部分中的每一者中提供的彈性彈簧，每一彈性彈簧是藉由螺旋纏繞傳導性電線而形成。至少兩個彈性彈簧經纏結且提供於每一傳導性部分中。

多個彈性彈簧可相互鄰近地配置，且傳導性粒子分佈於彈性彈簧周圍。

至少兩個彈性彈簧可在厚度方向上配置。

現將詳細對實施例進行參考，其實例在附隨圖式中說明。

根據例示性實施例的測試連接器100配置於測試目標裝置140與測試裝置150之間，且將測試目標裝置140的端子141與測試裝置150的襯墊151彼此電連接。

測試連接器100包含傳導性部分110、絕緣支撐部分以及彈性材料130。

傳導性部分110指沿著厚度方向配置於彈性絕緣材料中對應於測試目標裝置140的端子141的任何處的多個傳導性粒子111。磁性傳導性粒子111密集地配置於傳導性部分110中的厚度方向上。

形成傳導性部分110的彈性絕緣材料可為具有橋接器結構的熱阻性聚合物材料。固化聚合物質形成材料可用以獲得具有橋接器結構的聚合物材料。材料的實例可包含：共軛二烯類橡膠(conjugated diene-based rubber)，諸如，矽酮橡膠(silicone rubber)、聚丁二烯橡膠(polybutadiene rubber)、天然橡膠(natural rubber)、聚異戊二烯橡膠(polyisoprene rubber)、苯乙烯-丁二烯共聚物橡膠(styrene-butadiene copolymer rubber)、丙烯腈-丁二烯共聚物橡膠(acrylonitrile-butadiene copolymer rubber)以及其氫化產物；嵌段共聚物橡膠(block copolymer rubber)，諸如，苯乙烯-丁二烯-二烯嵌段三元共聚物橡膠(styrene-butadiene-diene block terpolymer rubber)、苯乙烯-異戊二烯嵌段共聚物(styrene-isoprene block copolymer)以及其氫化產物；以及氯丁二烯橡膠(chloroprene rubber)、胺基甲酸酯橡膠(urethane rubber)、聚酯類橡膠(polyester-based rubber)、表氯醇橡膠(epichlorohydrin rubber)、乙烯-丙烯共聚物橡膠(ethylene-propylene copolymer rubber)、乙烯-丙烯-二烯三元共聚物橡膠(ethylene-propylene-diene terpolymer rubber)、液體環氧樹脂橡膠(liquid epoxy rubber)以及類似者。

關於可加工性以及電性質，矽酮橡膠是較佳的。

又，當藉由使用測試連接器100對形成於晶圓上的積體電路執行探針測試或預燒測試時，彈性聚合物材料為額外液體矽酮橡膠的固化產物（下文，被稱作“矽酮橡膠固化產物”）。在150℃下，彈性聚合物材料可具有較佳地10%或少於10%、更佳地8%或少於8%且再較佳地6%或少於6%的壓縮永久變形。在壓縮永久變形超過10%的情況下，當獲得的測試連接器100重複使用若干次或在高溫下使用時，傳導性部分110可易受永久變形。因此，一連串傳導性粒子111可在傳導性部分110中散射，且因此，可能難以維持傳導率。

又，在23℃，矽酮橡膠固化產物可具有較佳地10至60、更佳地15至60或特別較佳地20至60的硬度計A標度。當硬度計A標度小於10時，使傳導性部分110絕緣的絕緣支撐部分可過度變形，且可能難以使傳導性部分110絕緣。又，當硬度計A標度超過（例如）60時，測試目標可易於改質或受到損傷，因為對於傳導性部分110上的適當變形，具有實質重量的大量力是必要的。

傳導性粒子111可為磁性的，使得可易於藉由施加磁力來移動來自模製材料當中的傳導性粒子111。磁性傳導性粒子111的實例可包含：磁性金屬的粒子，諸如，鐵、鈷、鎳、其合金或含有此等金屬的粒子；以上粒子中的一者為核心粒子且鍍有諸如金、銀、鈀、銠或類似者的高傳導性金屬的粒子；非磁性金屬粒子、無機物質粒子（諸如，玻璃珠粒）或聚合物粒子為核心粒子且具有鍍有傳導性磁性金屬（諸如，鎳、鈷或類似者）的核心粒子的表面的粒子；或核心粒子鍍有傳導性磁性材料以及高傳導性金屬的粒子。

可使用具有由鎳形成的核心粒子且鍍有諸如金或銀的高傳導性金屬的粒子。

可使用無電極電鍍來在核心粒子的表面上鍍上傳導性金屬。然而，電鍍方法不限於此。

當將傳導性金屬鍍在核心粒子上以形成傳導性粒子111時，關於獲得高傳導率，傳導性金屬在粒子表面上的覆蓋率（由傳導性金屬覆蓋的核心粒子的表面積的比率）可較佳地為40%或多於40%，更佳地為45%或多於45%，且特別較佳地為47%至95%。

傳導性金屬的覆蓋量可較佳地為核心粒子的2.5重量%至50重量%，更佳地為核心粒子的3重量%至30重量%，再較佳地為核心粒子的3.5重量%至25重量%，且特別較佳地為4重量%至20重量%。當待電鍍的傳導性金屬為金時，覆蓋量可較佳地為核心粒子的3重量%至30重量%，更佳地為核心粒子的3.5重量%至25重量%，再較佳地為核心粒子的4重量%至20重量%，且特別較佳地為4.5重量%至10重量%。替代地，當待電鍍的傳導性金屬為銀時，覆蓋量可較佳地為核心粒子的3重量%至30重量%，更佳地為核心粒子的4重量%至25重量%，再較佳地為核心粒子的5重量%至23重量%，且特別較佳地為6重量%至20重量%。

又，傳導性粒子111中的每一者的直徑可較佳地為1 μm至500 μm、更佳地為2 μm至400 μm、再較佳地為5 μm至300 μm且特別較佳地為10 μm至150 μm。

傳導性粒子111的粒度分佈（Dw/Dn）可較佳地為1至10、更佳地1至7、再較佳地1至5且特別較佳地1至4。

當傳導性粒子111滿足以上條件時，可藉由施加壓力方便地修改測試連接器100，且測試連接器100的傳導性部分110中的傳導性粒子111之間的電接觸可足夠。

傳導性粒子111可為球形或星形，使得其易於分佈於聚合物質形成材料中。然而，傳導性粒子111的形狀不限於此。

絕緣支撐部分提供於傳導性部分110周圍，且使傳導性部分110絕緣且支撐傳導性部分110。絕緣支撐部分由彈性絕緣材料形成，且不包含或幾乎不包含傳導性粒子111。絕緣支撐部分可由與傳導性部分110的彈性絕緣材料相同的材料形成，例如，矽酮橡膠。然而，材料不限於此，且可使用各種材料。

彈性部件130提供於傳導性部分110中且藉由螺旋纏繞傳導性電線而形成。將多個彈性部件130相互鄰近地提供於傳導性部分110中。當藉由來自測試目標裝置140的端子141的力在厚度方向上壓縮傳導性部分110時，彈性部件130可接觸附近的彈性部件130。

彈性部件130可具有彈簧狀形狀（具有彈簧狀形狀的彈性部件130被稱作“彈性彈簧”）。在此情況下，當已纏繞傳導性電線的次數（或“旋轉”）被稱作N 時，N ≥ 1/2。又，由於多個傳導性粒子111分佈於彈性部件130周圍，因此傳導性路徑（電在厚度方向上流動經由所述傳導性路徑）可連同彈性部件130以及傳導性粒子111一起形成。

舉例而言，當傳導性電線的電線直徑為d 時，0.01 mm ＜d ＜ 3 mm，且當螺旋纏繞的傳導性電線的外徑為D 時，0.01 mm ＜D ＜ 0.5 mm。又，彈性部件130可繪示D ＞d ，使得彈性部件130可易於與另一鄰近彈性部件130纏結在一起。

彈性部件130可包含磁性纖維，且彈性部件130的長度可小於傳導性部分110的厚度。詳言之，彈性部件130的長度可為傳導性部分110的厚度的至多1/2，使得至少兩個彈性部件130可配置於傳導性部分110中。彈性部件130中的磁性纖維的實例可包含由鎳、鐵、鈷、不鏽鋼（SUS）或其合金形成的磁性金屬纖維。在此情況下，可藉由使用諸如金、銀、銅、銠、鈀或其合金的傳導性金屬來電鍍磁性金屬纖維的表面。可藉由電鍍傳導性金屬來減小電阻。

彈性部件130中的傳導性電線亦可由其上電鍍了磁性金屬的非磁性纖維形成。在此情況下，關於非磁性纖維，可使用諸如磷青銅(phosphor bronze)、黃銅(brass)、不鏽鋼（SUS）或碳纖維的非磁性金屬纖維，以及諸如鎳、鎳鈷合金以及鐵的磁性金屬。此外，非磁性纖維可包含非磁性無機纖維或非磁性有機纖維（諸如，玻璃纖維或芳醯胺纖維(aramid fiber)），且可鍍有傳導性金屬。

根據本例示性實施例的測試連接器100可具有如下的效應。

首先，在將測試連接器100安裝於測試裝置150上時朝向測試連接器100移動測試目標裝置140，使得傳導性部分110接觸測試裝置150的襯墊151。接下來，降低測試連接器100，使得測試目標裝置140的端子141觸碰傳導性部分110的上表面，如圖4中所繪示。接著，當自測試裝置150施加電信號時，在經由傳導性部分110將電信號傳輸至測試目標裝置140時執行電測試。

在於高溫（150℃或高於150℃）下執行測試的情況下，傳導性部分110中的傳導性粒子111變得在相互遠離的方向上間隔開，甚至當為彈性絕緣材料的矽酮橡膠過度膨脹時。又，歸因於矽酮橡膠的膨脹，彈性部件130亦在相互遠離的方向上移動。然而，由於多個彈性部件130纏結，因此彈性部件130仍相互接觸，甚至當其遠離彼此移動時，且因此，電性質不減弱。

又，由於根據例示性實施例的測試連接器100使用傳導性粒子111以及彈簧形彈性部件130，因此彈性部件130可藉由與傳導性粒子111相比減小電接觸點而具有穩定電性質。

又，歸因於彈性部件130的彈性，根據例示性實施例的測試連接器100可具有較小總接觸力。

又，根據例示性實施例的測試連接器100可維持穩定接觸性質，甚至當歸因於矽酮橡膠在高溫下的膨脹，傳導性粒子111之間的距離增大時。此因為彈簧形狀的彈性部件130纏結。彈簧形狀的彈性部件130可至少纏繞一次，且彈簧形狀的彈性部件130的間距可大於電線的直徑，使得彈性部件130可纏結。

例示性實施例不限於以上根據例示性實施例描述的測試連接器。舉例而言，彈性部件不限於彈簧形狀，且可具有甚至當傳導性部分中的矽酮橡膠在高溫下膨脹時仍可維持鄰近彈性部件之間的接觸的任何形狀（諸如，字母“C”或“S”的形狀）。意即，傳導性部分中可使用各種形狀，而與彈簧形狀或轉數無關。

雖然已參看諸圖描述一或多個例示性實施例，但一般熟習此項技術者將理解，可在不脫離如由所附申請專利範圍所定義的本發明概念的精神以及範疇的情況下在其中進行形式以及細節的各種改變。

2‧‧‧球狀柵格陣列（BGA）半導體裝置
4‧‧‧球形導線
6‧‧‧絕緣矽部分
8‧‧‧傳導性矽部分
8a、111‧‧‧傳導性粒子
9、150‧‧‧測試裝置
10、151‧‧‧襯墊
20、100‧‧‧測試連接器
110‧‧‧傳導性部分
130‧‧‧彈性部件
140‧‧‧測試目標裝置
141‧‧‧端子
d‧‧‧傳導性電線的電線直徑
D‧‧‧傳導性電線的外徑
S₁、S₂‧‧‧間隔

此等及/或其他態樣自結合隨附圖式進行的實施例的以下描述將變得顯而易見且更易於瞭解，在隨附圖式中：圖1為說明根據先前技術的測試連接器的圖。圖2為說明在高溫下的圖1的測試連接器的圖。圖3為說明根據例示性實施例的測試連接器的圖。圖4為說明圖3的測試連接器的操作的圖。

100‧‧‧測試連接器

110‧‧‧傳導性部分

130‧‧‧彈性部件

140‧‧‧測試目標裝置

141‧‧‧端子

150‧‧‧測試裝置

151‧‧‧襯墊

Claims

一種配置於測試目標裝置與測試裝置之間且將所述測試目標裝置的端子電連接至所述測試裝置的襯墊的測試連接器，所述測試連接器包括：傳導性部分，其中多個傳導性粒子沿著厚度方向配置於彈性絕緣材料的區域處，所述區域對應於所述測試目標裝置的所述端子；在所述傳導性部分之間的絕緣支撐部分，以包圍且支撐所述傳導性部分的方式設置；以及在所述傳導性部分中的每一者中提供的彈性部件，每一所述彈性部件是藉由螺旋纏繞傳導性電線而形成，其中在每一所述傳導性部分中，多個所述彈性部件彼此鄰近。
如申請專利範圍第1項所述的測試連接器，其中所述彈性部件被設置以用以甚至當所述彈性部件間隔開時仍維持相互之間的接觸。
如申請專利範圍第1項所述的測試連接器，其中當N 表示螺旋纏繞所述傳導性電線的次數時，滿足N ≥ 1/2。
如申請專利範圍第1項所述的測試連接器，其中所述傳導性粒子分佈於所述彈性部件周圍。
如申請專利範圍第1項所述的測試連接器，當d 表示所述傳導性電線的電線直徑時，滿足0.01 mm ＜d ＜ 3 mm。
如申請專利範圍第5項所述的測試連接器，當D 表示螺旋纏繞的所述傳導性電線的外徑時，滿足0.01 mm ＜D ＜ 0.5 mm。
如申請專利範圍第6項所述的測試連接器，其中在所述彈性材料中滿足D ＞d 。
一種配置於測試目標裝置與測試裝置之間且將所述測試目標裝置的端子電連接至所述測試裝置的襯墊的測試連接器，所述測試連接器包括：傳導性部分，其中多個傳導性粒子沿著厚度方向配置於彈性絕緣材料的區域處，所述區域對應於所述測試目標裝置的所述端子；在所述傳導性部分之間的絕緣支撐部分，以包圍且支撐所述傳導性部分的方式設置；以及在所述傳導性部分中的每一者中提供的彈性彈簧，每一所述彈性彈簧是藉由螺旋纏繞傳導性電線而形成，其中至少兩個所述彈性彈簧經纏結且提供於每一所述傳導性部分中。
如申請專利範圍第8項所述的測試連接器，其中多個所述彈性彈簧相互鄰近地配置，且所述傳導性粒子分佈於所述彈性彈簧周圍。
如申請專利範圍第8項所述的測試連接器，其中至少兩個所述彈性彈簧在所述厚度方向上配置。