TW202417852A - 探針式測試連接器 - Google Patents

Abstract

一種探針式測試連接器，其能設置於IC自動測試設備的測試載板上，IC自動測試設備的自動取置機構能取置IC元件進出探針式測試連接器執行測試，探針式測試連接器包括基座、探針式電連接模組以及接觸模組，基座設於測試載板上，探針式電連接模組裝設於基座的定位槽中，接觸模組裝設於基座且位於探針式電連接模組上，IC元件施加的壓力通過接觸模組及探針式電連接模組之探針彈性收縮而電性連接測試載板，在IC自動測試設備無須停機狀態下，自動取置機構也能執行自動取放更換接觸模組，有效縮短更換接觸模組作業時間，並使IC自動測試設備達到無間斷測試作業。

Description

探針式測試連接器

本發明係關於一種用於積體電路元件(Integrated Circui， IC)自動測試設備(Automatic test equipment， ATE)中作為積體電路(IC)元件與控制系統的測試載板(Test Load board)之間的信號傳輸媒介，且能於IC自動測試設備中提供自動取放更換接觸模組(Contact Module)功能的探針式測試連接器(IC Test Socket)。

現階段已知的IC自動測試設備中，IC測試分類機(IC Handler)為其中的一種常用的自動測試設備。已知的IC測試分類機主要係利用自動化的取置機構將待測IC元件移置測試連接器中，藉由測試連接器通過測試載板電性連接控制系統進行功能性測試，並依據IC元件測試後的結果進行分類，前述測試連接器為待測IC元件與控制系統的測試載板之間重要的電性連接媒介，關係著IC元件的測試品質。

目前常用於IC測試分類機或其他IC自動測試設備中的測試連接器，概有探針式(Spring Probe)測試連接器和壓力接觸導電膠片式(PCR， Pressure Contact Rubber)測試連接器兩種。該二測試連接器的組成構造係包括基座，以及裝設於基座中的探針式接觸模組或導電膠片式接觸模組，並藉由基座裝設於該IC測試分類機的測試載板上，使待測IC元件能被移至測試連接器中，待測IC元件的每一訊號輸出入接點經由所述探針式接觸模組或導電膠片式接觸模組電性接觸測試載板的電路，再由IC測試分類機中的控制系統對待測IC元件執行功能性測試作業。前述中，探針式測試連接器之探針式接觸模組係使用具有垂直伸縮彈性的構件，能因應IC元件之接點與接點之間的些微高低位差，並能提供較短的訊號傳輸路徑，使得彈簧探針為目前IC元件的測試連接器的主流。

惟這兩種測試連接器負責接觸IC元件的輸出入接點以連接到IC測試分類機的測試載板的接觸模組，都是被組裝固定於測試連接器的基座中，當接觸模組的接觸單元因大量的IC元件測試接觸而導致效能低下時，接觸模組無法支援IC元件測試分類機能，即需視測試情況執行更換接觸模組作業，於更換接觸模組時，需由生產線技術人員先將IC測試分類機停機，再手動拆換包含該接觸模組的該測試連接器，然後再重新啟動該IC測試分類機。此手動更換測試連接器的作業方式，不僅作業耗時，更是造成IC自動測試設備無法達到無間斷測試作業的主因。

前述中，探針式測試連接器中的探針式接觸模組因係使用彈簧探針與IC元件的接點直接接觸，所述彈簧探針為能與IC元件的接點更好的電性接觸，所述彈簧探針的上端通常採取尖狀或尖爪狀構造，用以穿刺IC元件之接點表面的氧化層而與接點的實體層接觸，因此，探針式測試連接器使用一段時間後，彈簧探針的上端易有殘留物，而需進行探針式接觸模組的表面清潔作業，此時，仍需由生產線技術人員先將IC測試分類機停機，再進行探針式接觸模組的清潔作業，然後再重新啟動該IC測試分類機。故IC自動測試設備仍需中斷測試作業且有作業耗時的問題。

本發明的目的在於提供一種探針式測試連接器，使其能應用於IC自動測試設備中，解決現有探針式測試連接器應用於IC自動測試設備中因大量的IC元件測試接觸而導致效能低下時，手動更換或清潔測試連接器中的探針式接觸模組的作業方式耗時及須中斷測試作業等問題。

為了達成前述目的，本發明所提出的探針式測試連接器，其能設置於一IC自動測試設備的一測試載板上，且該IC自動測試設備的一自動取置機構能取置IC元件進出該探針式測試連接器執行測試，該探針式測試連接器包括： 一基座，其能裝設於該測試載板上，該基座具有一定位槽，該定位槽具有與所述IC元件相匹配的一定位區； 一探針式電連接模組，係裝設於該基座的底部，該探針式電連接模組包括多支能彈性伸縮的彈簧探針，該多支彈簧探針的上端朝向該基座的定位區，每一所述彈簧探針的下端能分別接觸連接該測試載板；以及 一接觸模組，其能被該自動取置機構真空取置而進出該基座的定位槽，該接觸模組與該定位區相匹配並位於該探針式電連接模組上，該接觸模組包括多個接觸單元，每一所述接觸單元接觸其下方位置相應的所述彈簧探針的上端，所述接觸模組結合具有伸縮彈性的該探針式電連接模組承受自所述IC元件施加的壓力且電性連接該測試載板以執行所述IC元件測試。

藉由前述探針式測試連接器的整體組成構造發明，使其應用於IC自動測試設備中，該探針式測試連接器藉由基座裝設於IC自動測試設備的測試載板上，探針式電連接模組提供工作行程，因應IC元件之接點與接點之間的些微高低位差，並以位於探針電連接組模上的接觸模組作為IC元件直接接觸的媒介，接觸模組能直接進出地裝設在基座的定位槽中，IC自動測試設備的自動取置機構能取置IC元件進出探針式測試連接器，接觸模組結合承受具有伸縮彈性的該探針式電連接模組承受IC元件施加的壓力電性連接測試載板，以執行IC元件測試，藉以在IC自動測試設備無須停機狀態下，自動取置機構也能執行自動真空取置更換接觸模組，有效縮短更換接觸模組作業時間，探針式電連接模組無須進行清潔作業，使IC自動測試設備達到無間斷測試作業。

本發明還可進一步令每一所述彈簧探針的上端形成一導引凹部，該接觸模組的所述接觸單元的下端能對應置入所述導引凹部，並利用導引凹部提供導正作用，確保接觸組件確保接觸模組的每一接觸單元皆能與位置相對應的彈簧探針正確接觸。

本發明還可進一步令該基座於該定位槽的相對兩側槽壁中分別設有自該基座頂面向下延伸至定位區側邊的一對位凹部以及位於每一所述對位凹部底部的一承載部，該接觸模組包括二對位翼片，該二對位翼片分別自該接觸部件的相對兩側朝外凸伸，且該二對位翼片能分別對位置設該基座位置對應的對位凹部中，並抵靠於所述承載部上，藉此，確保接觸模組的每一接觸單元皆能與位置相對應的彈簧探針正確接觸。

本發明係一種探針式測試連接器，其能應用於如：IC測試分類機或其他IC自動測試機具…等具有控制系統的IC自動測試設備中，如圖5所示，所述IC自動測試設備包括一測試載板4以及一自動取置機構5，所述探針式測試連接器1能設置於該測試載板4上，作為IC元件6電性連接該測試載板4的電性連接媒介，該自動取置機構5能受控於控制系統執行真空取置IC元件6進出該探針式測試連接器1。

如圖1至圖4所示，其揭示本發明探針式測試連接器1的一實施例。由圖式中可以見及，該探針式測試連接器1包括一基座10、一探針式電連接模組20以及一接觸模組30。

如圖1至圖4所示，該基座10係能裝設於該測試載板上，該基座10具有上下貫通狀的一定位槽11，所述定位槽11係用於提供待測IC元件對位置入的空間。於本實施例中，該定位槽11包括一定位區111以及位於該定位區111段上方且相連通的一元件導引區112，該定位區111的外形尺寸與待測IC元件的外形尺寸相匹配，該元件導引區112的周壁形成導引斜面113，藉以利用導引斜面113引導待測IC元件自動對位進入定位區111中。

如圖1至圖4所示的實施例，該基座10還可進一步於該定位槽11的相對兩側槽壁中分別設有由基座10頂面向下延伸至定位區111側邊的一對位凹部12以及位於該對位凹部12底部的一承載部13。

如圖1至圖4所示，該探針式電連接模組20係裝設於該基座10的底部，該探針式電連接模組20包括一絕緣材質的基板21以及多支能彈性伸縮的彈簧探針22，該多支彈簧探針22間隔設置於該基板21中對應於該定位槽11之區間，該多支彈簧探針22的上端朝向該基座10的定位區111，每一所述彈簧探針22的下端能分別接觸連接該測試載板。如圖4所示，每一所述彈簧探針22的上端還能進一步形成一導引凹部2221，所述導引凹部2221可為圓錐凹部或半圓球狀的弧曲凹部等。

如圖3至圖4所示，所述彈簧探針22包括位置在下的一第一部件221、位置在上的一第二部件222，以及連接於第一部件221與第二部件222之間的彈簧，所述第一部件221、第二部位及彈簧皆為導電材料所製成，第二部件222與第一部件221能上下相對移動，且藉由彈簧提供彈性，使所述彈簧探針22具有直線伸縮的彈性。

如圖1至圖4的實施例中，該接觸模組30係能被自動取置機構以真空取置方式而進出該基座10的定位槽11，該接觸模組30包括一接觸部件31，該接觸部件31係與該定位槽11的定位區111相匹配並位於該探針式電連接模組20上。所述接觸部件31包括一絕緣材質的板體以及間隔排列該板體中的多個接觸單元32，每一所述接觸單元32的上端及下端分別凸出該板體的上表面及下表面，所述接觸單元32的上端作為待測IC元件的電接觸的部位，所述接觸單元32的下端能接觸位置相對應的所述彈簧探針22的上端。如圖4所示的實施例，藉由彈簧探針22上端的導引凹部2221的構造，使接觸單元32的下端易於對位導正地接觸彈簧探針22的上端。

如圖1至圖2 所示的實施例中，該接觸模組30包括二對位翼片33，該二對位翼片33分別自該接觸部件31的相對兩側朝外凸伸，且該兩對位翼片33能分別對位設置於該基座10位置對應的對位凹部12中，並抵靠於承載部13上。藉此，確保接觸模組30的每一接觸單元32皆能與位置相對應的彈簧探針22正確接觸。

所述接觸部件31可為單一絕緣材質的板體，該多個接觸單元32間隔排列於該板體中。或如圖2、圖4所示，所述接觸部件31為絕緣材質的第一板部311及第二板部312相對併合而成的板體，該多個接觸單元32間隔排列於該板體中。

關於本發明探針式測試連接器應用於IC自動測試設備的使用狀況，以應用於IC測試分類機為例，如圖5至圖7所示，該IC測試分類機於其機台3的預備區間3B設有元件承載盤31B以及接觸模組承載盤32B，所述元件承載盤31B承載多個待測IC元件6，所述接觸模組承載盤32B具有備品區321B以及待整區322B，於備品區321B放置良品接觸模組30A，待整區322B則用於置放使用過的接觸模組。該機台3於其輸出區間3C設有良品承載盤31C以及廢品承載盤32C，用以分別承載良品IC元件與廢品IC元件。該IC測試分類機於其機台的測試區間3A的測試載板4上設有一個或複數個探針式測試連接器1，所述探針式測試連接器1的數量係依據該IC測試分類機能同步進行測試的IC元件數量而設定，所述探針式測試連接器1以基座10結合探針式電連接模組20裝設於測試載板4上，探針式電連接模組20中的每一彈簧探針22分別電連接測試載板中的電路，於基座10中各設有一接觸模組32，所述接觸模組30通過探針式電連接模組20與該測試載板4的電路電性接觸。

該IC測試分類機的控制系統能變換執行IC測試模式及接觸模組更換模式，該IC測試模式及接觸模組更換模式分別為儲存在該控制系統的儲存單元中的程式資料，以供該控制系統執行。該控制系統執行IC測試模式時，同時將IC元件6的測試資料儲存於儲存單元中的測試資料庫，IC測試模式及接觸模組更換模式的變換時機，係由控制系統依據測試資料而自動判斷與執行。

該IC測試分類機於執行IC元件6的測試分類作業時，該IC測試分類機的控制系統能變換執行IC測試模式及接觸模組更換模式，其中，該控制系統執行IC測試模式時，係控制自動取置機構5自預備區間3B的元件承載盤31B中取出一個或數個待測IC元件6移置測試區間3A，並使每一待測IC元件6對位置入探針式測試連接器1中，通過自動取置機構5經由待測IC元件6對探針式測試連接器1中的接觸模組30施以下對下壓力量，使待測IC元件6底部的每一接點分別藉由接觸模組30的接觸單元32結合具有伸縮彈性的彈簧探針22而實質性接觸連接測試載板4的電路，而執行IC元件6的測試作業。

當完成IC元件6測試作業後，執行後續的IC元件6分類、移置以及下一待測IC元件6的測試流程，其中，依據IC元件6測試後的結果為良品或壞品，而由自動取置機構5將分類後IC元件6移置指定的良品承載盤31C或壞品承載盤，再接續下一待測IC元件6的測試作業。在該IC測試分類機保持開機運作的狀態下，控制系統持續執行IC元件6測試的過程中，控制系統的測試資料庫持續記錄IC元件6測試資料，同時自動判斷該接觸模組30的更換時機，其中，控制系統讀取其儲存單元中的測試資料庫的測試資料，當該測試資料庫中的測試資料符合預設條件時，自動由IC測試模式變換為執行接觸模組更換模式。

前述中，所述預設條件可涉及測試序號、測試時間點及已測良率中的至少一者。其中，所述測試序號係指先後依序完成測試的待測IC元件6的測試序號，所述測試時間點係指連續執行測試IC元件6的時間值，當所述預設條件涉及測試序號或測試時間點時，於所述預設條件等於或大於一數量門檻值時，自動由IC測試模式變換為執行接觸模組更換模式。

至於所述已測良率，則係指該控制系統計算一目前良率與一歷史良率的差值作為良率差值，目前良率與歷史良率分別為不同測試區間3A所計算而來的良率。當所述預設條件涉及已測良率時，控制系統可計算從最新的測試序號至測試序號起算值當中對應良率代碼的數量與已測數量的比值作為已測良率，且控制系統判斷出已測良率低於或等於良率門檻值，測試資料即為符合預設條件的狀態，而自動由IC測試模式變換為執行接觸模組更換模式。

執行接觸模組更換模式時，係使受控的自動取置機構5移至探針式測試連接器1中真空吸取使用過的接觸模組30，並移置接觸模組承載盤32B的待整區322B中，接續移置接觸模組承載盤32B的備品區321B，真空吸取良品的接觸模組30A移回粒子式測試連接器1的基座10的定位槽11中定位，再自動由接觸模組更換模式變換為執行IC測試模式，接續執行IC元件6的測試。

綜上所述，本發明在控制單元執行該IC測試模式的狀態下，亦同時自動判斷該接觸模組的更換時機，當該測試資料庫中的測試資料符合該預設條件時，在該IC測試分類機保持開機運作的狀態下，自動取置機構5真空吸取探針式測試連接器1中使用過的接觸模組30移出，接續真空吸取良品的接觸模組30A移至探針式測試連接器1的基座10的定位槽11中，更換為良品的接觸模組30後，接續進行IC元件6的測試作業，藉以在IC自動測試設備無須停機狀態下，自動取置機構5也能執行自動取放更換接觸模組30，有效縮短更換接觸模組作業時間，並使IC自動測試設備達到無間斷測試作業，並能有效管控接觸模組30於良好的使用狀態，確保IC元件6的測試準確度。

1:探針式測試連接器 10:基座 11:定位槽 111:定位區 112:元件導引區 113:導引斜面 12:對位凹部 13:承載部 20:探針式電連接模組 21:基板 22:彈簧探針 221:第一部件 222:第二部件 2221:導引凹部 223:彈簧 30:接觸模組 30A:良品接觸模組 31:接觸部件 311:第一板部 312:第二板部 32:接觸單元 33:對位翼片 3:機台 3A:測試區間 3B:預備區間 31B:元件承載盤 32B:接觸模組承載盤 321B:備品區 322B:待整區 3C:輸出區間 31C:良品承載盤 32C:廢品承載盤 4:測試載板 5:自動取置機構 6:IC元件

圖1係本發明探針式測試連接器的一實施例的立體示意圖。 圖2係圖1所示探針式測試連接器實施例的立體分解示意圖。 圖3係圖1及圖2所示探針式測試連接器實施例的側視剖面示意圖。 圖4係圖3的局部放大示意圖。 圖5係圖1至圖3所示探針式測試連接器實施例應用於IC測試分類機的實施狀態參考圖。 圖6係圖1至圖3所示探針式測試連接器於IC測試分類機中進行IC元件測試作業的由自動取置機構真空取置粒子式接觸模組進出基座的置放槽的實施狀態參考圖。 圖7係圖1至圖3所示探針式測試連接器於IC測試分類機中由自動取置機構真空取置粒子式接觸模組進出基座的實施狀態參考圖。

10:基座

11:定位槽

111:定位區

113:導引斜面

12:對位凹部

20:探針式電連接模組

21:基板

22:彈簧探針

30:接觸模組

31:接觸部件

311:第一板部

312:第二板部

32:接觸單元

Claims (5)

1. 一種探針式測試連接器，其能設置於一IC自動測試設備的一測試載板上，且該IC自動測試設備的一自動取置機構能取置IC元件進出該探針式測試連接器執行測試，該探針式測試連接器包括： 一基座，其能裝設於該測試載板上，該基座具有一定位槽，該定位槽具有與所述IC元件相匹配的一定位區； 一探針式電連接模組，係裝設於該基座的底部，該探針式電連接模組包括多支能彈性伸縮的彈簧探針，該多支彈簧探針的上端朝向該基座的定位區，每一所述彈簧探針的下端能分別接觸連接該測試載板；以及 一接觸模組，其能被該自動取置機構真空取置而進出該基座的定位槽，該接觸模組與該定位區相匹配並位於該探針式電連接模組上，該接觸模組包括多個接觸單元，每一所述接觸單元接觸其下方位置相應的所述彈簧探針的上端，所述接觸模組結合具有伸縮彈性的該探針式電連接模組承受自所述IC元件施加的壓力且電性連接該測試載板以執行所述IC元件測試。
2. 如請求項1所述的探針式測試連接器，其中，每一所述彈簧探針的上端形成一導引凹部，該接觸模組的所述接觸單元的下端能對應置入所述導引凹部。
3. 如請求項2所述的探針式測試連接器，其中，所述導引凹部為圓錐凹部或半圓球狀的弧曲凹部。
4. 如請求項1至3中任一項所述的探針式測試連接器，其中，該基座於該定位槽的相對兩側槽壁中分別設有自該基座頂面向下延伸至定位區側邊的一對位凹部以及位於每一所述對位凹部底部的一承載部，該接觸模組包括二對位翼片，該二對位翼片分別自該接觸部件的相對兩側朝外凸伸，且該二對位翼片能分別對位置設該基座位置對應的對位凹部中，並抵靠於所述承載部上。
5. 如請求項1至4中任一項所述之探針式測試連接器，其中，該定位槽於該定位區段上方形成一元件導引區，該元件導引區具有導引斜面。

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