TWI293118B - Inspection unit - Google Patents

Description

1293118 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 =發明係關於一種對高頻/高速裝置確認其 間可靠連!之檢驗單元，將諸如放大器電 电路、濾波器電路、記憶體、中央處理器等之 伽莫組或如與手機結合之積體電路裝配至電 其電性效能。在本說明書中，“高頻，，係指 :::頻率(1千兆赫或更高)之類比信號，而“高 常短之脈衝寬度和脈衝間隔之數位信號，後下中 併而稱為射頻（radi0 frequency，簡稱rf)。 【先前技術】 在=驗諸如半導體晶圓、積體電路、電路模組之奵 效能時，端子之間不確實的接觸特別可能造成 旦二： 子之變動，有時其變化可能會改變所測 =值。在這種情況下，關如第4圖所示（揭露於日本專 =:案2_-998繼）之特殊檢驗單元來實施檢驗。在此 Μ中’作為被檢驗裝置之RFt路係以包括有放大哭 ^口混頻器電路之模組5〇之形式所構成，並設置於金屬私罩 (metal casing)中以防止外界干擾。模組5〇包含用於奵 信號之輸入端子51和輸出端子54、電源供應電極端子 5—2、以及接地端子53,所述端子均設於金屬罩之背面。接 著’藉由將該等端子電性連接至線路板（士⑻⑹咖6 的端子㈣施檢驗，其中，線路板66上排列檢驗之 317475 6 1293118 在如第4A圖所示之實 針（咖tact probes)、勺人中所使㈣母一個接觸式探 柱塞之-端藉由彈菁^ 3:金屬官内的彈簧和柱塞， -jr ^ 一 、且地突出至外部，並因受至彳# + 而&回。各別的電極端子 F : = _力 63、電源供應用接 妾於RFU』接觸式探針 該等探針係設置於全屬境1 4以及接地用接觸式探針65, 雜訊所影響。每^tmetalbl〇Ck)61内以避免受 結構形成，其中將接^虎用之接觸式探針Μ係以同軸 、妾觸式探針作為核心導體（ conductor)*將金屬 作為外部導體，特1貝牙孔（浙h〇le)之内壁 件符號67為同轴電以、避免雜訊干擾。在第#圖，元 包圍接觸式探針之二I::1 cable)，68為用以施壓於 構幾乎與用以檢驗積體;路之二：：探針附近之結 形相同，儘管插座外部形狀不路插座（咖㈣的情 入和狀信號之接觸式探針63(輪 但實際上係有;^接妾地用之接觸式探針64和65， 以約u毫十之=十設置於其中。最多的情況， 方公分設置二==矩陣方式（如-咖er)在每平 觸式探針的直徑 ^極％子°在此情況下，每個接 探針會變的很二以/小° ^體而言’RF信號用接觸式 作為外部導體之艰士疋，、'、F佗號用接觸式探針必須在與 h〇le)之内古於金屬塊體61之貫穿孔(through 核心導體。。另—役定尺寸關係之下，作為同轴結構之 丑 方面，電源供應用接觸式探針64和接地用 3J7475 7 1293118 ，觸式探針65係愈粗愈好’以減少電阻敎。因此 接：二:斜接觸式探針之外徑和貫穿孔之内徑係視各別的 接觸式楝針而有所不同。 具體而言’在接觸式探針與接觸式探針之間距為$ 之檢驗單元之情況下’接觸式探針之直徑有不同 茸来，^!歹1來°兄’抓#號用接觸式探針63之外徑（11為〇.2 二;64貝 '孔内徑D1為〇.45毫米’而電源供應用接觸式 才木針64之外徑㈣〇.3毫米’貫穿孔内徑⑽為^毫 未’以及接地用接觸式探針65之外徑肋為〇 3 : 穿孔内徑D3為〇4毫#。另一古品 ^ ^ 貝 同長度L，如設定為4毫米面，所有接觸式探針有相 如上所述，該等接觸式探針和於其内設 =屬塊體之貫穿孔係針對各別的接觸式探針J = 有Γ ，因此習知之檢驗單元係依據被檢驗裂置中 之笔極端子之排列而配置接觸式探針於各別的位置之方式 形成。同時，此檢驗單元不能於開發階段（知⑽。； 伽⑽W備’因為在模組和此類型之積體電路之開 杂階段中，在檢驗的同時會持續各種調整，因此 電極端子排列上作改變’例如增加接地端子。 此 然而，即使在開發階段，除非利用可靠的檢驗單元， 否則不可能執行精確的檢驗。在此情況下，在開發階 預備各種檢驗單兀的情形下會導致成本大量增加的 此外，在為了在開發階段實施檢驗而採用暫時性的檢驗工 具及檢驗單元生產者在完成開發後根據待檢驗裝置中電極 317475 8 1293118 端子之固定排列而開始產生檢驗單元之最後版本的情況 下，將會有無法及時立刻實施檢驗之問題。特別是在檢驗 單元之生產者不同於裝置之開發者的情況下，裝置之 者在開發最後階段前通常不Μ向揭露電極端子之排列认^ ，之生產者，而在一些情況下，上述情形在準備：： 早元時會是重要的時間因素。 【發明内容】 I發明係提供—種檢驗單元’該檢驗單元即使在模組 験或積體電路之開發階段也可很容易地製造且可在短時間内 供應’使得在裝置開發後可立即檢驗新裝置。 Β 本發明之另—目的在於提供—種具有不需在每種情況 (雷Λ特定檢驗單元且根料檢驗單元針腳（灿）之排列 “極為子之排列）可靠地實施檢驗之結 ”，未正式確定之開發階段之情況下= 而存在有多種針腳排列之裝置實施檢驗之情況下亦 括 :為達上述目的，根據本發明’提供一種檢驗單元，包 之第件;=用以安襄於設有檢驗電路之電路板上 霉干 以及用以與待檢驗裝置相對之第-声面今 V電元件係形成有複 弟-表面’该 3[ , ^ ^ ^ ^ 通用直杈之第一首宗 ::弟-貝穿孔將該第一表面與該第二表面、 罘—接觸式探針，包括：且有 連、。 徑之第—管許、 冗 /、有]於弟—直徑之第二直 S 、賴從第-管體之-端凸出之第 317475 9 I293118 一柱塞； 之第=觸式探針，包括具有小於第二直徑之第 罘一吕體、以及可縮回地從第管 4工 柱塞；以及 弟，-之-端凸出之第二 保持件（retainer)，形成有複數個丑同 二貫穿孔，並設置於該導體元件之至少狀之第 :貫穿孔和第二貫穿孔連通，使得該第-接觸式:探：弟 ，二柱塞從第二貫穿孔凸出。 门“有弟-枝塞和第

第一接觸式探針可用於傳輪非R I 探針可用於傳輸RF信號。其中，RF…入而弟-接觸式 口占 KF k旎包含類比高葙产 號，以及具有短脈衝間隔之數位短脈衝信號 :厂 :衝之重覆率(〜蝴1千兆赫或更高。非 广括具有較低頻率（包括DC信號）或較長脈衝間隔 ^ 號，或接地信號等。 ° 每-個第二貫穿孔具有：具有小於第二直徑且大 三直徑之第四直徑之第一部份，以 大於第每個第一柱塞和第二柱塞之直徑之第五==且 部份。 1 <罘二 =，該保持件可包括形成有第二貫穿孔之絕緣板件。 可曰代地，該保持件可包含具有共同形狀之第三貫办 孔之導電板件以及絕緣間隔件，每—個絕_ = 該等第二貫穿孔之其中-個第二貫穿孔且可安裝於該= 三貫穿孔之其中一個貫穿孔。 Λ寺昂

317475 I 10 .1293118 此外’母一個第二貫穿孔之内徑係階梯式地改變以便 具有至少第四直徑和第五直徑。 更 了替代地，每一個第-首办7丨> + 你曰丄 弟—貝牙孔之内徑係連續地改變以 便具有至少第四直徑和第五直徑。 此外，第一管體可比第一管體長。 【實施方式】 如第1圖所示’依據本發明一麻 x K系，、細例之積體電路 插座匕括形成有貫穿孔21之全屬 炙至屬塊脰2。在该等貫穿孔21 中’各自設置有：作為同抽έ士播 」軸'、Ό構之核心導體並具有較小外 t之RF信號用接觸式探斜彳ς τ ρ m , 1ςτΓ ^ ^ 飞才木針1SIG、具有外徑較接觸式探針 1 s IG大之電源供應用接觸# 觸仆Wi 0W、以及具有外徑較接 奶式心針1SIG大之接地用接觸式探針1GND。 此外，將用以保持接觸+ % 枯从〇> 行摆觸式如針iSIG、1P0W、1GND之保 持件3设置於金屬塊體2之至少 ’、 肢乙又主J/ 一個面，以此方式 不會從金屬塊體2脫落，而口右万式使彳木針

向/、有接觸式探針1SI 1GND之柱塞U可從此 /仏_、 山 仕此声、細例^，包合首空a 21和保持件3之結構對所右垃鎞匕3貝牙孔 而言為通用的。所有接觸式探針1SIG、贿、咖 特別地，於金屬塊體2中形成且使 1P0W、1GND可通過之所有書而力91 、休訂1SIG、 所有貝牙孔21具有相同的直秤， 保持件3係以兩個梯狀結構形成，其 = 33)是用來固定具有較大外句 、刀弟凹部 I之接觸式探針（接觸式輕 1P0W和1GND)，而另、佼蜩式4衣針 力 ^份（第二凹部34)异爾才λ m〜 較小外徑之接觸式探針（接觸式探針isig)。以此=具= 317475 11 1293118 置於孟屬塊體2令之貫穿孔21與保持件3係共同地由所有 接觸式探針1SIG、1P0W、1GND所使用。 在此實施例中，接觸式探針1〇SIG、lp〇w、ignd)係 由保持件3 _於金屬塊體2，並將裝置導板如― plate)4设置於其上。在此積體電路插座中，接觸 =木j 1SIG lP〇w、1GND係藉由將設置於金屬塊體2之複 個定位銷（positi〇ning pins)6與檢驗板預定之位置對 ’而連接至檢驗板（未示Α)，而將待檢驗之積體電路或類 ^置人裝置導板4頂端之凹處，藉以連接積體電路或 U之物之電極端子至接觸式探相執行檢驗。 如第山2—圖所示，接觸式探針i具有彈菁14和柱塞… 13之金屬官13之結構’並藉由形成於金屬管 =頭部a來托住柱塞u、12以使其不會從金屬管Η 巧由彈簣14向外推動。當施麗於柱塞…以 =日” 14將收縮而使得尖端被推進金屬管。， 加作用力時，舉例來說，柱塞u、i2之尖端將從 =屬“3凸出約j毫米。雖然於此實施例中 其母個末端設有柱塞U、1 铁 、’十、 至少—侧設置柱塞11#6足^。而在w待檢驗裝置接觸之 形成金=長二毫米而可由如鎳銀(銅、錄、鋅合金）

材質或鈹銅所形成之線構件（ 笔未且由SK 鋼琴線等形成。 lre_ber)。彈簧14可由 雖然接觸式探針1在不考慮其用途下有大致相同之結 317475 12 1293118 I l s IF 1 ^ # 5 R F m ^ 必須結合作為外導體之金屬塊體2之 =形成同轴結構(請容後詳述)。基於此目的牙二^ 接觸式探針1SIG之外徑以獲得介於接觸式探、; 體）和e貫穿孔21之内壁（外導體）間之預定阻抗。/ 4 針俜Π = 元之間距為〇，5毫米:(接觸式探 徑；!、卜定^未之間距之矩陣方式設置），金屬管U之外 口又疋為0.2耄米，在此情況下，柱塞 =…米。另一方面，在電源供應用= 虫Ά針1P〇W、1GND的情況下，金屬管13之外和d2、 =定為0.3毫米，而柱n、12之外徑p2、二 =54^。在此情況下，所有貫穿孔21之内徑D: =為0.43宅米。此外’信號用接觸式探針⑻g之金屬 :之接為例如4. 4毫米，其較電源供應用和接地 =妾觸式探針贿、獅之金屬管13之_ 毛幻長。其取決於保持件3之結構（請容後詳述）。 贿H體/用於托住接觸式探針1SiG、接觸式探針 接觸，、且檢驗裝置(iC或模組 穿孔屬材料形成。形成包括以貫 壁為外導體而以接觸式探針1SIG為核心導雕 =結構為可能的。設定貫穿孔21之内㈣ 式： 針1SIG之外徑dl以择娌目士 w + 、妹 夕，#— 名又付，、有預疋阻抗之同軸結構。換古 ，糟由设定直徑纟滿足下列、。 為特性阻亂咖lstleimpenzm抗成 317475 13 1293118

Zo =： ，〇9ef Π) 其中’ d為核心導體之外徑，" 兩者間之介電基材之介電常數。 ^為 為了隨著電極端子之間距變小而減 觸式探針1SIG和貫穿孔21之__/ ^數’在接 ^ π 牙孔21之内壁間形成間隙（gap)。铁 而，因為在接觸式探針麵不要求該阻抗關係匕^ ，針_可由具有使接觸 二= 體2產生短路之厚度之絕緣管16覆蓋。雖二;和if塊 -V ΑΧ 1 nxrrv 後派难…、禾頒不，接觸 广青銅(*咖b_製成之接地管 二^八目的為改善與貫穿孔内徑之接觸效能。 _至屬塊體2之厚度與直徑可視與金屬塊體結合之檢於 =類型而改變（例如，相互連接積體電路與設有線路之^ 板路插座，或連接到與同軸賴連接之檢驗 槪之知^馬致工具）。铁，、S 比、r*> 厚度W至8 _ φ ^ 1下’形成金屬塊體2具有 毛木面積為30至50平方毫米。 κ &例中，保持件3包含形成於金屬塊體2之雔 面並設有貫穿孔32和凹部35之絕緣板31。絕緣板31^ :渚如樹月曰衣成具有厚度約0 6毫米之平板。如第κ圖所 不，絕緣板31設置有貫穿孔32與凹部35,透過該貫穿孔 及對準接觸式探針1之位置可使柱塞1卜12穿透其中，且 該凹部係以與貫穿孔32同心之方式形成。每個凹部^包 含由形成梯狀部份而定義之第—凹部33和第二凹部 絕緣板31最好以咕a取 取t者如聚醚醯亞胺③“”让叶imide， 317475 14 1293118 簡稱PEI)之樹脂製成， 間距中平行排列的情況，、、、即使在一些接觸式探針1在窄 脂模製而报容易地形成準4 和貫穿孔⑵可藉由樹 強大的機械強度，而在n、，此外，上述樹脂具有 幾百個或更多個接觸式：二度形成絕緣板之情況下， 地固定。然而，也二產生偏差的情形下穩定 緣和具有機械強度，即使报:材枓’提供該材料為電性絕 設置於金屬塊體2相對之面之絕緣板 I度，而可自由選擇。 不而有相同厚 側凸出的情況下，Μ*: 從接觸式探針1之兩 *面，在與接觸待::c形之…。另— 用相同檢驗板的情況下 料之位置採 一個端部固定:由坏接專方式將接觸式探針之 U疋至裰騷板係為可能的， :針1之-端形成枝塞。在此種情況下，只 之-：：有該類型保持件業已足夠。 、，屬龙體2 *、貫穿孔32係形成有可使接觸式探針1之柱塞n、19 柱塞U、12之直徑視接觸式探針1而不同 1GND具有二%之，二實施例中，接觸式探針1刚、 形成為大π.0 : 而將貫穿孔32之直徑A1 ，成為大於0.15毫米(如017毫米）。在此 反31與柱塞u或12接觸，都不會 緣板，提供其可自由移動。 板為絶 形成具有可使較大的接觸式探針插入（亦即，接觸式探 317475 15 1293118 、-十麵、1GND)之直徑之第一凹部33。具體而言，於节每 ，例令，將第-凹部33形成為具有約。33毫米之直广 A3 和約有0.2毫米之深度β3。以與貫穿孔犯同心之 成第二凹部34,該凹部34具有可使較小的 針插入(亦即信號用接觸式探針1SIG但無法插入較大之： 觸式探針即接觸式探針贿、1_之直徑。舉例來說， 直徑A2約0.23毫米，深度B2約〇 2毫米。 ° 在上述結構中，直徑小於接觸式探針lp⑽和1⑽〇 技之接觸式探針1SIG穿過第—凹部33，但無法穿過第二 :部34而保持於該處。除此之外’信號用接觸式探針1 曰口疋於第—凹部34而保持與之同心，因為第二凹呷％ 之直徑並不比接觸式探針1SIG大多少。另一方 探針贿、咖可進人第-凹部33,但無法進人第二凹 33 、"，第一凹部33較淺而第二凹部較深，而插人 長度視接觸式探針1而有不同。然而，將具有較小 糊G形輪上述情形還長，而所有接觸二菜 :* B圖所不藉由平板形狀中之絕緣板31而同時固 定。 其次，將敘述本發明之第二實施例。相似於第—實施 例之兀件將以相同元件符號表示且省略其說明。 如3A圖所示，以保持件替代絕緣板31，該保持件3 包括，有厚度約1毫米之金屬塊體36(該金屬塊體以諸如 ㈣η銅製成）以及插人於形成於金屬塊體％之凹部心 317475 】6 1293118 之絕緣間隔件37。 形狀形成凹部36a、 絕緣間隔件37之外部形狀之 相合而，絕_隔件37秦 (Polmher imid:，隔件37可以諸如聚醚醯亞胺 lmide，間稱PEI)製成。 二!之圖 構之相同結構之凹=ΤΓ具有與上述第_所示結 毫米。藉由如第 32、第一凹部33和 “歹1之相同尺寸形成貫穿孔 u； 口I 和弟二凹 觸式探針！為可能的。 以相同方式固定所有接 根據此結構，藉由以模 以很容易地形成具有梯狀部…：：：::間隔件，可 之雜訊可完全遮二=屬塊體36覆蓋，從外面 體成形之方式將絕緣間隔件=轉疋之檢驗。可採用-法。 ]丨网件，主入（pounng)金屬塊體之方 在上述實施例令， 一 ^ 在凹部固定接觸式探針之保持件:二梯狀料 如錐形結構之其他形體替代 也可採用諸 供具有不同直徑之接觸式探斜了门白拇式礼之凹部，以提 根據上述實施例=二定於預定位置。 和接觸式探針’在待檢驗之裝屬塊體、保持件 可於非常短時間内立即生產檢驗單定後’ 置來設定信號用接觸式料、電源供應姻㈣== 317475 17 1293118 地用f觸式探針至金屬塊體之貫穿孔。 特別地，因為在現今模 諸如接地端子之端子_ 月豆 時可改變 如w 而子配置’在未達到所需效能的情況下’ 於此目形㈣金屬塊體大致相同之位置。基 f迕通用的：·慮電極端子而製造通用的貫穿孔直徑，亦 接觸式探針用保持件。因此，根據在待檢測裝 ;中之電極端子之配置，可藉由簡單地設定已形成 而預備檢驗單元。^以及雜檢驗板之電路部份 結果’在非常短時間内和以 y為可能，而在開發過程中立即提供高頻/== :早完成後使用檢驗單元也成為可能。此 外’形成於金屬塊體中香办 觸式探針為通用的，於是貝：產製成對所有接 ，非常容易，因而可達;成:::些金 發明雖=1，實施例作為參考以懈 懂。此種改婉^，正對m亥技術者從本文將為清楚易 内，盆定義;^ 為於本發明所涵蓋之精神和㈣ /、疋義於下述之申請專利範圍。 【圖式簡單說明】 本發明之上述課題及優 每 附參相示將更清楚易懂，其中：斤例配合所 第1A圖係依據本發明之第一實施例之檢驗單元之截 317475 18 1293118 面圖； 弟1B圖顯不弟1A圖之;j：会ξ人g 一 &早兀之接觸式探針之放大 截面圖； 圖， 第1C圖係第1A圖之檢驗單 元之纟巴緣平板之放大截面 圖； 第2圖係第1B圖所示之其中-個接觸式探針之截面

第3 A圖係根據本發明之第 大截面圖； 二實施例之檢驗單元之放 第3B圖係第3A圖所示 放大截面圖； 之檢驗單元中之絕緣間 隔件之 弟4A圖係習 ^ 〜不思圃，以及 第4B圖顯示第4A圖之於仏-一山 t 大截面圖。 以中之接觸式探針h

【主要元件符號說明】 1、1SIG、lp〇w、1GND 接觸式吞 2 金屬塊體 C： 4 裝置導板 f 11 13 14 17 31 33 柱塞 金屬管 彈簧 接地管 絕緣板 第一凹部 12 13a 16 21 32 34 保持件 定位銷 柱塞 頸部 絕緣管 貫穿子L 貫穿孔 第二凹部 317475 19 1293118 35 凹部 36 36a 凹部 37 50 模組 51 52 電源供應電極端子 53 54 輸出端子 61 63 RF信號用接觸式探針 64 電源供應用接觸式探針 65 接地用接觸式探針 66 • 67 同軸電纜 68 A卜A2 、A3直徑 D、D1 金屬塊體 絕緣間隔件 輸入端子 接地端子 金屬塊體 線路板 平板 、D2、D3貫穿孔内徑 (Π、d2、d3探針外徑 p卜p2、p3柱塞外徑 LI、L2、L3金屬管長

Claims (1)

1. !293118 十、申請專利範圍： L —種檢驗單元，包括·· 導體元件，具有適合㈣於 上之第一矣； 乃你。双屯路之電路板 面，該導體=X及適合與待檢驗裝置 一貫穿孔，該第—貫穿 弟通用直徑之第 通； 、牙孔將该弟一表面與該第二表面連 第接觸式探針，包括：呈有比笛. '直徑之第-管體、《及可縮二之第二 之第一柱塞； 喵口地攸弟一官體之一端凸出 第二接觸式探針’包括：具有比第二 直牷之第二管體 卫』之弟二 之第二柱塞^及回地從第二管體之—端凸出 孔，、，保，件’形成有複數個具有共同形狀之第二貫穿 穿孔 =置於^導體元件之至少該第二表面以將第—貫 二接觸穿孔連通，使得該第一接觸式探針和心 土攸昂—貝牙孔之一端凸出。 .如申請專利範㈣丨項之檢 式探針係用於傳送非RF _ $ & ~八中5亥乐—接觸 傳送RF信號。非以而弟二接觸式探針係用於 3.=請專利範圍第i項之檢驗單元，其中，每 貝牙孔具有：具有小於第二直徑且大於第：直/ 直經之第-部份’以及具有小於第三直第： 21 1293118 基和弟二柱塞直徑之第五 .如申請專利範圍第q s 之弟二部份。 J乾k]弟3項之檢驗單 括形成有第-#办7丨 ，、中，該保持件包 乂啕弟一貝牙孔之絕緣板件。 如申請專利範圍第3項之檢 括··具有共同形狀之第三貫穿孔：導：中，該保持件包 其中H 〇 仏㈣成有轉第二貫穿孔之 φ义 貝牙孔，且可安裝於該等第三貫穿孔之1 中一個貫穿孔。 貝牙札之一 如：：專利範圍第3項之檢驗單元，其中，每一個該第 :貝牙孔之内徑係階梯式地改變以便具有至少第四直 搜和第五直徑。 士申明專利範圍第3項之檢驗單元，其中，每一個該第 一貝穿孔之内徑係連續地改變以便具有至少第四直徑 和第五直徑。 如申請專利範圍第3項之檢驗單元，其中，該第二管體 較該第一管體長。 317475 22