TWI364085B - - Google Patents
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- TWI364085B TWI364085B TW97123059A TW97123059A TWI364085B TW I364085 B TWI364085 B TW I364085B TW 97123059 A TW97123059 A TW 97123059A TW 97123059 A TW97123059 A TW 97123059A TW I364085 B TWI364085 B TW I364085B
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九、發明說明: 【發明所屬之技術領域】 本發明是關於一種測試座及測試機台,尤其是一種具 逢/显裝置之半導體元件測試座及測試機台。 【先月ϋ技術】 隨半導體元件之集積化,較複雜之半導體元件腳位動 概數百個,為能與電路板或連接器上之接腳保持良好導接 關係,該等腳位多密佈於單一側面;相反於該面,則形成 有一平坦表面,一方面供吸嘴吸取搬移,另方面亦可供下 壓,為便於說明,以下將設置有複數腳位之面稱為導接 面’平坦之上表面稱為頂面。 測試此類半導體元件檢測之設備,亦因應上述結構而 如圖1所示,預先設置具有複數接點122之連接器12 ’ 以一對一對應半導體元件1〇導接面1〇2之腳位1〇4。機 台上並設置有供對應於半導體元件1〇頂面1〇6下壓之機 械臂14,使半導體元件1〇之腳位1〇4與連接器12之接 點122完成電連接,如此成為訊號供應、傳遞與回報之通 道,以配合測試要求’對各類之半導體元件1〇進行檢測。 當然,即使圖1中之腳位1〇4與接點122的外型分別以凹 狀接點與彈性頂針為例,但常見之各種型態並不僅限於 此’腳位104與接點122亦常見有接腳與插槽之對應模式。 此外,半導體元件於進行檢測時,為忠實模擬未來半 導體το件可能對應環境,例如置放於野外工作站之電腦可 能於高低溫、高濕度、或高鹽分地區使用、抑或飛行器航 5 1364085 .行於高空低溫之中’在在都是對半導體元件使用環境之考 . 驗目此於檢測知,亦加入相關溫度因f,確認、半導體元 件是否足堪適用於預期之嚴苛環境》 為加諸待測半導體元件預設溫度環境,業者紛紛開發 出相異解決方案,最早是選擇直接遮蓋檢測區域,並將遮 蓋區域整體溫度直接升降;但此種方法一方面可能產生溫 (-度不均勻現象,再方面,改變溫度之環境區域愈大,所耗 Φ 費能源愈多,在操作上並不經濟。 隨後,有業者提出如在機械臂之底端加裝變溫裝置, 以在抵壓半導體元件時,精確控制操作位置之溫度,·但 疋,由於機械臂本身必須升降,且底端負有吸取搬移半導 體元件之使命,有時還要設置三向浮動頭以吸收公差要 同時穿過浮動頭而顧及吸取裝置與變溫裝置之設置,無疑 使機械臂之造價遽增,也因結構複雜化而較需頻繁保養維 修。 • 更有業者如美國第6,636,〇62號發明專利,揭露如圖 2所示之變溫基座在其内部設置加熱/冷卻組2〇〇,由上而 下分別為加熱組206、吸熱器204、外密封墊212與底座 2〇2’底座202更具有冷卻劑入口 214與冷卻劑出口 216, 可知加熱/冷卻組200具有熱/冷兩組系統,並以液體為冷 卻劑,利用冷卻劑入口 214與冷卻劑出口 216進行循環, 讓連接器之基座擔負變溫責任,從而提供預定之溫度環 境。然而’如上所述’當半導體元件之腳位達數百個,密 佈於半導體元件之導接面,此時一方面要在連接器基座中 1364085 安排數百隻接腳,另方面還需在規避諸多接腳的縫隙中形 成導熱管道,尤其導熱管道内需容許進行熱交換之液體流 通而不洩漏,無疑是高難度之規劃。 因此,若能提供一種構造精簡、耗能低、應用模式多 樣、無需改變機械臂構造且不影響其他機構,可針對受測 半導體元件提供準確之溫度變化致因,並可簡易地應用至 各類型測試機台,應為最佳解決方案。 【發明内容】 八 因此,本發明之一目的在提供一種給予受測元件加熱 /致冷環境、耗能極低、變溫範圍均勻、結構精簡且效果 痛貫之具變溫裝置之半導體元件測試座及測試機台。 本發明另一目的,在提供一種結構簡單、造價因而降 低的具變溫裝置之半導體元件測試座及測試機台。 本發明之再一目的,在提供一種保養維修方便、使用 可靠度隨之提升的具變溫裝置之半導體元件測試座及測 試機台。 因此,本發明所揭露具變溫裝置之半導體元件測試 座,該半導體元件具有一個形成有複數腳位之導接面'及 個相反於該導接面之頂面,該測試座包含:一組具有複 數對應該等腳位之接點、供電氣連接該半導體元件之連接 器,一組具有兩個包括一個加熱面及一個致冷面之變溫 面,供相對该連接器在一個供該半導體元件置於/脫離電 氣連接該連接器之開啟位置、及以該二變溫面之一對應該 半導體元件頂面之作用位置間移動的變溫裝置;及一組供 1364085 抵推該變溫裝置、使該對應該半導體元件頂面之變溫面迫 緊至該半導體元件頂面的加壓裝置。 此外’本發明所述具變溫裝置之半導體元件測試機 台’該等受測半導體元件具有一個形成有複數腳位之導接 面、及一個相反於該導接面之頂面,該機台包含:一個基
座,複數設置於該基座之測試座,包括:一組具有複數對 應該等腳位之接點'供電氣連接該等受測半導體元件之連 接器,—組具有兩個包括一個加熱面及一個致冷面之變溫 面,供相對該連接器在一個供該等受測半導體元件置於/ 脫離電氣連接該連接器之開啟位置、及以該二變溫面之一 對應該半導體元件頂面之作用位置間移動的變溫裝置;及 組供抵推該變溫裝置、使該對應該半導體元件頂面之變
溫面迫緊至該等受測半導體元件頂面的加壓裝置;一組供 應該等受測半導體元件至該等測試座、並自該等測試座移 除該等受測半導體元件之供人/移出裝置;-組分類該等 來自該供入/移出裝置受測半導體先件之分類裝置;及一 用以驅動該供人/移出裝置、接受該等測試座測得_ 料並依照該等測得資料指令該分類裝置之控制裝置。 藉由將致冷θ μ ^ Ba片或其他類型之變溫裝置置放於連| J合置半導體疋件之空間上方’並以機械臂抵壓該變溫3 置,使對應之待測主道胁_ 匕& +導體70件獲致安全之預設溫度環境
無淪加溫/致冷,日么从I 且無_機械臂、變溫裝置、及連接器案 採封η此獨立’並無結構複雜化之顧慮,加以變溫裂置; 封閉之熱交換機制,更大幅降低污染受測元件之風險 1364085 【實施方式】 有關本發明之前述及其他技術内容、特點與功效,在 以下配合參考圖式之較佳實施例的詳細說明中,將可清楚 的呈現。 本發明第一實施例如圖3所示,測試座3係應用於半 導體元件10之檢測,對應半導體元件1〇,本發明包含連 接器32與接點322,以供安置半導體元件1〇並提供導通 功能’圖1中繪示之半導體元件10已接受加壓裝置38之 吸嘴382攜行定位於連接器32上方,準備接受檢測。 測試座3之變溫裝置34提供變溫功能,包含升溫與 降溫,在本例中,變溫裝置34包括一個本體342、以及 一片致冷晶片344,致冷晶片344具有兩個表面,分別為 加熱面346與致冷面348,本例中,係以致冷面348對應 半導體π件1〇為例,以提供例如零下十度等預設溫度環 ^田然,如需對半導體元件10加溫,僅需改將加熱面 346朝向半導體元件1〇即可。亦可將極性交換使其致 冷面可成為加熱面,加熱面成為致冷面。 加壓裝置38除攜行半導體元件 具提供額定下壓力之功能,一方面土 10至待測位置外,並
嘴382再度將半導體元件1〇 +所不,需由加壓裝置38之吸 10移出連接器位置,此時變溫 1364085 '置34將被由上述變溫面對應半導體元件頂面之作用位 由本體342沿虛線所示之拖軸方向’由原先之大致水 方向翻轉至至少9〇。,從而移開至容許半導體元件置 於’脫離電氣連接連接器之開啟位置。 田然’如熟悉本技術領域者所能輕易理解,依前述位 ^義’本財可㈣其他途徑在開啟位置與作用位置間 如圖5本案第二較佳實施例所示,其令本體342, 箭頭方向’水平旋轉9〇。’自虛線所示之開啟位置進 實★線所示之作用位置;或如圖6本案第三較佳實施例所 變位2 342”亦可沿水平方向平移,自虛線所示開啟位置 實線所示之作用位置,亦即本體之位置變換途徑非 节靈活,可供機構工程師設計應用。 者如圖7與圖8本案第四較佳實施例所示,為更 效率地將致冷晶片所發之熱散佈至空氣中,變溫裝置更 熱管36’’’,在本例令’該熱管%,,,係一组兩端 八毛細管體362’”’毛細管體362’’’中填充有部 性液體364’’’’毛細管體阶,,與致冷晶片之發熱 2狀一,側’將吸取致冷晶片發熱面的熱量,構成一個 鸲366,相反地,揮發之液體將佈滿毛細管體,並 2個遠離揮發端366’,,之冷凝端36δ,,,,藉由其他例如 風扇由官體外吹拂’將揮發性液體3Μ,,’由氣態重新冷凝 回液態’進賴錢,賴毛細管^管財往返。 勺八:9及圖10所示,本案之測試機台$第一實施例 匕3座4、複數測試座3、供入/移出裝置6、分類裝 1364085 置7與控制裝置8。供人/移出裝置6係供進行檢測時,供 應文測半導體元件至複數測試座3、並自前揭測試座3移 除雙測半導體元件;分類裝置7分類來自供入,移出裝置6 之文測半導體元件·,控制裝置8則用以驅動供入/移出裝 置6、接受各測試座3所測得資料、並依照測得資料指令 分類裝置7運作。供入/移出裝£ 6進_步包括:一组供 置放容置有複數待測半導體元件之承載盤⑵的供㈣
62;厂組供自供料件62汲取待測半導體元件之汲取件 64,複數組供該汲取件64置放待測半導體元件、且分別 對應各測試座3之移動件6 6。
為確保半導體it件接受測試時係確實位於溫控準確 之環境’本案第二實施例之機台(圖未示)更包含如圖u 所不,一組氣密罩蓋於測試座3,之遮罩92,;為預防半導 體元件因溫度變化產生之凝露現象,更設置供應乾燥氣體 至遮罩92’内之供氣裝置94、除此之外,機台之變溫裝置 結構大致與前述第一實施例相仿,不再贅述。 依照上述各實施例說明,應用變溫裝置於測試座或將 測試座進一步應用至測試機台,搭配相關裝置,可提供待 測半導體溫度準確、無㈣顧慮且無冷凝機會之檢測環 境,完全克服習知技術中可能發生之缺失,因此藉由本發 明確實可以有效達成本案之所有上述目的。 惟以上所述者,僅為本發明之較佳實施例而已,當不 能以此限定本發明實施之範圍,即大凡依本發明申請專利 範圍及發明說明書内容所作之簡單的等效變化與修飾,皆 11 1364085 應仍屬本發明專利涵蓋之範圍内。 【圖式簡單說明】 圖1是習知半導體元件檢測之立體示意圖; 圖2是習知半導體加熱裝置之分解立體示意圖; 圖3是本發明中測試座第一實施例之立體示意圖; 圖4是本發明中變溫裝置第一實施例之立體示意圖; 圖5是本發明中變溫裝置第二實施例之立體示意圖; 圖6是本發明中變溫裝置第三實施例之立體示意圖; 圖7是本發明中變溫裝置第四實施例熱交換機制示意圖; 圖8是本發明中變溫裝置第四實施例之立體示意圖; 圖9是本發明測.試機台第一實施例之俯視圖; 圖10是本發明測試機台第一實施例之方塊圖;及 圖11是本發明第二實施例測試機台局部之立體示意圖。 12 1364085 【主要元件符號說明】 10.. .半導體元件 104.. .腳位 12.. .連接器 14…機械臂. 200.. .加熱/冷卻組 204.. .吸熱器 212…外密封墊 216…冷卻劑出 3、3’...測試座 32.. .連接器 34.. .變溫裝置 344、344,’,…致冷晶片 346.. .加熱面 36’’’…熱管 364’’’...揮發性液體 368’’’...冷凝端 38.. .加壓裝置 4…基座 6.. .供入/移出裝置 622.. .承載盤 6 6...移動件 8.. .控制裝置 94’...供氣裝置 102.. .導接面 106.. .頂面 122.. .接點 202…底座 206.. .加熱組 214.. .冷卻劑入口 322.. .接點 342 ' 342' ' 342,’…本體 348.. .致冷面 362’’’...毛細管體 366’’’...揮發端 382.. .吸嘴 5、5’...測試機台 62.. .供料件 64.. .汲取件 7.. .分類裝置 92’…遮罩 13
Claims (1)
1364085 十、申請專利範圍: a 1.—種具變溫裝置之半導體元件測試座,該半導體元件具 有一個形成有複數腳位之導接面、及一個相反於該導接 面之頂面,該測試座包含: —組具有複數對應該等腳位之接點、供電氣連接該半導 體元件之連接器; —組具有兩個包括一個加熱面及一個致冷面之變溫 φ 面,供相對該連接器在一個供該半導體元件置於/脫離 電氣連接該連接器之開啟位置、及以該二變溫面之一 對應該半導體元件頂面之作用位置間移動的變溫裝 置;及 —組供抵推該變溫裝置、使該對應該半導體元件頂面之 變溫面迫緊至該半導體元件頂面的加壓裝置。 2_如申請專利範圍第1項所述測試座,其中該變溫裝置包 括: • —個相對該連接器移動之本體·,及 —個具有該加熱面及該致冷面、並設置於該本體之致冷 晶片》 3·如申請專利範圍第1項所述測試座,其中該變溫裝置包 括一組導熱連接該遠離該對應該半導體元件頂面之變 溫面的熱管,該熱管包括兩端封閉之一中空管體,及填 充於該中空管體中之揮發性液體,該中空管體具有一個 揮發端及一個遠離該揮發端之冷凝端。 4.—種具變溫裝置之半導體元件測試機台’該等受測半導 14 1364085 體元件具有一個形成有複數腳位之導接面、及一個相反 , 於該導接面之頂面,該機台包含: 一個基座; 複數設置於該基座之測試座,包括: 一組具有複數對應該等腳位之接點、供電氣連接該等 受測半導體元件之連接器; 一組具有兩個包括一個加熱面及一個致冷面之變溫 • 面,供相對該連接器在一個供該等受測半導體元件 置於/脫離電氣連接該連接器之開啟位置、及以該二 變溫面之一對應該半導體元件頂面之作用位置間 移動的變溫裝置;及 一組供抵推該變溫裝置、使該對應該半導體元件頂面 之變溫面迫緊至該等受測半導體元件頂面的加壓 裝置; -組供應該等受測半導體元件至該等測試座、並自該等 • 贼座移除該等受測半導體元件之供入/移出裝置; 一組分類該等來自該供入/移出裝置受測半導體元件之 分類裝置,·及 -組用以驅動該供入/移出裝置、接受該等測試座測得資 料、並依照該等測得資料指令該分類裝置之控制裝 置。 5.如申請專利範圍第4項所述機台,更包含: 一個氣密罩蓋於該等測試座之遮罩;及 -個供應乾燥氣體至該遮軍内之供氣裳置。 15 6.如申請專利範圍第 置分戈項所述機台,其中該等加麼裝 丰自該供供入/移出裝置吸取該等受測 ^ 付該等文測半導體元件予該供入/移 出裝置之吸嘴。 7.如申請專利範圍第 包括 項所述機台,其中該供入/移出裝置 供置放容置有該等待測半導體元件之承載盤的供 • 料件; 一組供自該供料件没取該等待測半導體元件之沒取件; 複數組供錢取件置放料待料導體元件且分別對 應該等測試座之移動件。 8·如申清專利範圍第4或5項所述機台,其中該供入/移出 裝置包括一組端部設置有汲取器之機械臂,且該等加壓 裝置分別包括一組螺桿。 9.如申請專利範圍第“戈5項所述機台,其中該等變溫裝 • 置分別包括: 一個相對該連接器移動之本體; 一個具有該加熱面及該致冷面、並設置於該本體之致冷 晶片;及 一組導熱連接該遠離該對應該等半導體元件頂面之變 飢面的熱管,該熱管包括兩端封閉之一中空管體,及 填充於該中空管體中之揮發性液體,該中空管體具有 一個揮發端及一個遠離該揮發端之冷凝端《> 16
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