TWI364085B - - Google Patents

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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