TWI397705B - 半導體晶片測試插座 - Google Patents

Description

半導體晶片測試插座

本發明一般是關於一種半導體晶片測試插座，更確切地說，本發明是關於一種半導體晶片測試插座，其架構為使得和測試電路板接觸的傳導矽樹脂部件可靠地耦合於相關多個柱塞，此些柱塞接觸作為測試目標的半導體晶片。

如同本發明所屬技術領域中具有通常知識者所熟知的，測試插座是用以測試半導體晶片是否能正常運作。一般來說，依照將架設至測試插座的測試探針和半導體晶片接觸並施加測試電流至測試電路板的方式，使測試插座對半導體晶片進行測試。

用以測試半導體晶片的此種插座中，存在其結構能降低半導體晶片的連接終端(焊錫球)受損的測試插座。在此測試插座中，傳導矽樹脂部件藉由垂直排列的金屬球(粉末)而形成於矽樹脂構成的主要本體中，施加電流而通過傳導矽樹脂部件至設置在主要本體下的測試電路板，因而判斷半導體晶片是否為正常。

具有矽樹脂本體之測試插座的代表性例子提出於韓國專利說明書第10-2004-0101799號，韓國新型說明書第20-2006-0014917號，和日本專利說明書第Heisei. 6-315027號。第1圖繪示依據習知技術使用傳導矽樹脂部件的半導體晶片測試插座之概念的剖面圖。

如第1圖所顯示，藉由垂直地配置提供於矽樹脂底部10的金屬球22而形成傳導矽樹脂部件20，進一步來說，絕緣膜40和絕緣膜50各別地貼附至矽樹脂底部10的上方表面和下方表面。

作為支撐框架的支撐平板60通常耦合於矽樹脂底部10的下方表面。

具有前述架構的插座電性連接於作為測試目標的半導體晶片1之焊錫球2，並連接測試電路板70的接觸部件72，其後，半導體晶片1是否正常由測試電路板70所決定。

然而，習知測試插座的問題在於因重複測試降低了測試插座的壽命，而使傳導矽樹脂部件的上方表面受損。用以解決此種問題的技術已提出於韓國新型說明書登記號第278989號和韓國專利說明書第10-2004-0105638號中。配置此些技術使得分離的金屬平板能接觸到半導體晶片的焊錫球。

第2圖繪示出依據另一習知技術使用傳導矽樹脂部件的半導體晶片測試插座之概念的剖面圖。

如第2圖所示，在本發明的申請人提出申請的韓國專利說明書第10-2009-0017393號中，柱塞30連接於傳導矽樹脂部件20的上方末端。柱塞30具有測試凸塊，用來和半導體晶片的焊錫球接觸。柱塞30由頂蓋80容納，此技術解決傳導矽樹脂部件因接觸半導體晶片而受損的問題。

然而，依照製造過程，難以可靠地固定金屬製成的柱塞至彈性高的傳導矽樹脂部件，因此，保持柱塞於正確位置並非易事。更進一步來說，重複測試時可自正確位置而簡易地置換多個柱塞。

據此，本發明有鑑於先前技術中發生的前述問題，且本發明之一方面在於提供測試半導體晶片的插座，其具有延長的壽命。

本發明之另一方面再於提供半導體晶片測試插座，其架構使得除了簡化插座的組裝過程外，柱塞簡易地並可靠地設置在正確位置。

為了達成前述方面，本發明提供一種半導體晶片測試插座，其具有：支撐平板，具有平板狀，耦合孔以厚度方向穿過支撐平板的中央部分而形成；矽樹脂底部，裝設於支撐平板的耦合孔內，軸套自矽樹脂底部朝外側突出；複數個傳導矽樹脂部件，藉由於厚度方向配置金屬球而形成於軸套中；柱塞，置於每一傳導矽樹脂部件上，柱塞和半導體晶片的相關焊錫球接觸；以及頂蓋，在相關柱塞的位置上具有多個穿孔，接納空間形成於頂蓋的下方部份，使得軸套插入至接納空間內，耦合頂蓋至矽樹脂底部以固定柱塞至矽樹脂底部。圓柱形凸塊係提供於每一傳導矽樹脂部件的上方表面之中央部分上，以及插入孔，形成於每一柱塞的中央部分中，使得每一傳導矽樹脂部件的圓柱狀凸塊插入相關柱塞的插入孔內。

進一步來說，每一柱塞可具有：圓柱狀本體，插入孔通過圓柱狀本體而形成；多個探測凸塊，提供於圓柱狀本體的上方終端上，探測凸塊接觸半導體晶片的相關焊錫球；以及止動輪緣，自圓柱狀本體的周圍外表面朝外側突出。

此外，下方凸塊可提供於每一柱塞的圓柱狀本體的下方末端下，下方凸塊可具有截圓錐形狀，且截圓錐狀凹處可形成在每一傳導矽樹脂部件的上方表面中，使得柱塞的下方凸塊置於相關的傳導矽樹脂部件的截圓錐狀凹處內。

較佳地，多個凹槽孔可形成於傳導矽樹脂部件間。

以下將參考所附圖示詳細地說明本發明的較佳實施例。

第3圖為依據本發明第一實施方式半導體晶片測試插座的平面圖。

如第3圖所示，依據本發明的實施方式的插座100具有平板狀支撐平板60和矽樹脂底蓋10。耦合孔(未顯示)以厚度方向穿過支撐平板60的中央部分而形成，矽樹脂底蓋10是架設至平板狀支撐平板60，多個軸套12自矽樹脂底蓋10朝上突出。

支撐平板60是由不銹鋼構成，矽樹脂底蓋10是通過耦合孔而架設至支撐平板60，耦合孔穿過支撐平板60的中央部分而形成。一般而言，矽樹脂底蓋10藉由嵌入射出成型(insert injection molding)而形成。為了增加耦合力，架設孔62較佳地於耦合孔附近穿過支撐平板60而形成，因此，當射出成型完成時，矽樹脂能可靠地穿過架設孔62而固定於支撐平板60(此技術已使用於製造習知測試插座的先前技術)。

進一步來說，引導銷64耦合於支撐平板60，引導銷64的功能是作為定位點，其引導插座，使得當測試完成時讓插座設置在正確位置。

將更詳細地說明根據本發明的測試插座架構。

第4圖為沿著第3圖的線A-A’而得到的剖面圖。第5圖為第4圖的圓圈部份B的放大圖。

如第4圖所示，下方絕緣膜50是貼附至支撐平板60的下方表面，以使測試電路板和測試插座絕緣。軸套12是提供於架設至支撐平板60的中央部分之矽樹脂底蓋10上，如第5圖所示，軸套12自支撐平板60朝上突出。

此外，複數個傳導矽樹脂部件20是藉由在軸套12中以垂直方向於矽樹脂底蓋10配置金屬球而形成，圓柱形凸塊26自每一傳導矽樹脂部件20的中央部分朝上突出。

如第5圖所示，多個柱塞30耦合於每一軸套12的上方表面，並由頂蓋80所持定。

每一柱塞30是由金屬構成，柱塞30具有圓柱形本體32、探測凸塊34和止動輪緣36。探測凸塊34提供於圓柱形本體32的上方末端，且止動輪緣36自圓柱形本體32的周圍外表面突出。插入孔39穿過圓柱形本體32的中央部分而形成。

傳導矽樹脂部件20的圓柱形凸塊26是插入至相關多個柱塞30的多個插入孔39中，使得柱塞30可保持於正確位置。

柱塞30的多個探測凸塊34個別地插入至相關通孔82內，通孔穿過頂蓋80而形成。每一柱塞30的止動輪緣36置於放置凹處88內，放置凹處是形成於相關通孔82的下方末端中，且放置凹處的直徑大於通孔82的直徑。

進一步來說，截圓錐狀下方凸塊38是提供於每一柱塞30之圓柱形本體32的下方末端下，截圓錐狀凹處24是形成於每一傳導矽樹脂部件20的上方表面中。每一柱塞30的下方凸塊38是置於相關傳導矽樹脂部件20的截圓錐狀凹處24內。

因此，柱塞30和傳導矽樹脂部件20間的接觸區域便增加了，使得測試電流可更可靠地流過柱塞30和傳導矽樹脂部件20。

於下將更詳細地解釋頂蓋80。

頂蓋80的功用是持定多個柱塞30，通孔82是於相關柱塞30的位置穿過頂蓋80而形成，接納空間是形成於頂蓋的下方部分中，使得矽樹脂底部10的相關軸套12插入至接納空間86內。

進一步來說，使用矽樹脂黏著劑3將頂蓋80的下方末端固定至矽樹脂底部10的上方表面，頂蓋80是由工程塑膠所構成，且特別地，頂蓋是由將PEI(polyethrimide)進行擠型而形成的聚醚亞胺(Ultem)構成。

通孔82垂直地通過頂蓋80而形成，使得柱塞30的探測凸塊34將可和作為測試目標的半導體晶片的焊錫球接觸，傾斜部件84較佳地形成於每一通孔82的上方末端中，且以預設角度朝通孔82的中央朝下傾斜，因此，探測凸塊34可簡易地和焊錫球接觸。

此外，直徑增加的放置凹處88是形成於通孔82的下方末端中，使得相關柱塞30的止動輪緣36可靠地固定至放置凹處88內。

在此將更詳細地解釋根據本發明的插座之組件。

第6圖繪示依據本發明第一實施例測試插座的組件的爆炸側視圖。

參考第5圖和第6圖，矽樹脂底部10藉由嵌入射出成型技術而整體地形成於支撐平板60的中央部分上，傳導矽樹脂部件20是提供於矽樹脂底部10的多個軸套12中。

於後，下方絕緣膜50貼附至支撐平板60的下方表面，穿孔52穿過下方絕緣膜50而形成，使得傳導矽樹脂部件20的下方末端將通過穿孔52而和測試電路板的接觸部件(電極墊片)接觸。

接著，柱塞30置於軸套12的上方表面上，在此，提供於傳導矽樹脂部件20的上方表面上的多個圓柱形凸塊26插入至相關插入孔39內，插入孔是形成於柱塞30的中央部分中，使得柱塞30能可靠地設置在正確位置。

進一步來說，圓柱形凸塊26插入相關插入孔39內可防止柱塞30因執行重複測試而自正確位置被置換，因為插入孔39的周圍內側表面和圓柱形凸塊26的周圍外側表面接觸，將形成測試電流流動的額外路徑。

最後，使用黏著劑將頂蓋80貼附至矽樹脂底部10的上方表面，使得頂蓋80可靠地持定柱塞30，在此，軸套12是插入至頂蓋80的接納空間86內。

此後，將說明根據本發明第二實施方式的半導體晶片測試插座。

第7圖繪示根據本發明第二實施例半導體晶片測試插座的剖面圖。

如第7圖所示，在第二實施例中，在傳導矽樹脂部件20間，凹槽孔28形成於矽樹脂底部的上方表面中(詳細地說，在軸套12的上方表面中)。

在執行半導體晶片測試時，施加於柱塞的負載傳輸至傳導矽樹脂部件20，因此，傳導矽樹脂部件20可於水平方向變形，導致整體插座受損。

如第二實施方式所例示的，在凹槽孔28形成於矽樹脂底部的情況中，凹槽孔28可吸收造成傳導矽樹脂部件20變形的壓力，因而防止插座受損。

如上所述，根據本發明半導體晶片測試插座的架構使得柱塞耦合至傳導矽樹脂部件的上方表面，柱塞具有探測凸塊，其與半導體晶片的焊錫球相接觸。因此，可防止傳導矽樹脂部件磨損，而延長插座的壽命。

進一步來說，圓柱形凸塊自每一傳導矽樹脂的上方表面之中央部分朝上突出，插入孔形成於每一柱塞的中央部分中，每一傳導矽樹脂部件的圓柱形凸塊是插入至相關柱塞的插入孔內。柱塞可簡易地設置在正確位置，因此，簡化了插座的製造。

雖然本發明的基本精神是提供一種測試插座，其改良耦合於傳導矽樹脂部件之柱塞的架構，本發明技術領域中具有通常知識者將可在不脫離如申請專利範圍揭露之本發明的範圍和精神的情況下，明瞭各種可能的修飾、添加和置換。

第1圖：

1．．．半導體晶片

2．．．焊錫球

10．．．矽樹脂底部

20．．．傳導矽樹脂部件

22．．．金屬球

40．．．絕緣膜

50．．．絕緣膜

60．．．支撐平板

70．．．測試電路板

72．．．接觸部件

第2圖：

20．．．傳導矽樹脂部件

30．．．柱塞

80．．．頂蓋

第3圖至第7圖：

3．．．矽樹脂黏著劑

10．．．矽樹脂底蓋

12．．．軸套

20．．．傳導矽樹脂部件

24．．．截圓錐狀凹處

26．．．圓柱形凸塊

28．．．凹槽孔

32．．．圓柱形本體

34．．．探測凸塊

36．．．止動輪緣

38．．．截圓錐狀下方凹處

39．．．插入孔

50．．．下方絕緣膜

52．．．穿孔

60．．．支撐平板

62．．．架設孔

64．．．引導銷

80．．．頂蓋

82．．．通孔

84．．．傾斜部件

86．．．接納空間

88．．．放置凹處

100．．．插座

參考所附圖示由以下詳細說明將可更清楚地明瞭本發明之前述和其他方面、特徵和優點，其中：

第1圖繪示依據習知技術使用傳導矽樹脂部件的半導體晶片測試插座概念的剖面圖。

第2圖繪示出依據另一習知技術使用傳導矽樹脂部件的半導體晶片測試插座之概念的剖面圖。

第3圖為依據本發明第一實施方式半導體晶片測試插座的平面圖。

第4圖為沿著第3圖的線A-A’而得到的剖面圖。

第5圖為第4圖的圓圈部份B的放大圖。

第6圖繪示依據本發明第一實施例測試插座的組件的爆炸側視圖；以及

第7圖繪示根據本發明第二實施例半導體晶片測試插座的剖面圖。

10．．．矽樹脂底蓋

12．．．軸套

60．．．支撐平板

62．．．架設孔

64．．．引導銷

100．．．插座

Claims (4)

1. 一種半導體晶片測試插座，包括：一支撐平板，具有一平板狀，一耦合孔以一厚度方向穿過該支撐平板的一中央部分而形成；一矽樹脂底部，裝設於該支撐平板的該耦合孔內，一軸套自該矽樹脂底部朝外側突出；複數個傳導矽樹脂部件，藉由於該厚度方向配置金屬球而形成於該軸套中；一柱塞，置於每一該些傳導矽樹脂部件上，該柱塞和該半導體晶片的一相關焊錫球接觸；以及一頂蓋，在相關該柱塞的位置上具有多個穿孔，一接納空間形成於該頂蓋的一下方部份，使得該軸套插入至該接納空間內，耦合該頂蓋至該矽樹脂底部以固定該柱塞至該矽樹脂底部，其中一圓柱形凸塊係提供於每一該些傳導矽樹脂部件的一上方表面之一中央部分上，以及一插入孔，形成於每一該些柱塞的一中央部分中，使得每一該些傳導矽樹脂部件的該圓柱狀凸塊插入相關該柱塞的該插入孔內。
2. 如申請專利範圍第1項所述的插座，其中每一該些柱塞包括：一圓柱狀本體，該插入孔通過該圓柱狀本體而形成；多個探測凸塊，提供於該圓柱狀本體的一上方終端上，該些探測凸塊接觸該半導體晶片的相關該焊錫球；以及一止動輪緣，自該圓柱狀本體的一周圍外表面朝外側突出。
3. 如申請專利範圍第2項所述的插座，其中一下方凸塊係提供於每一該些柱塞的該圓柱狀本體的一下方末端下，該下方凸塊具有一截圓錐形狀，且一截圓錐狀凹處形成在每一該些傳導矽樹脂部件的上方表面中，使得該柱塞的該下方凸塊置於相關的該傳導矽樹脂部件的該截圓錐狀凹處內。
4. 如申請專利範圍第1項所述的插座，其中多個凹槽孔係形成於該些傳導矽樹脂部件間。