TWI533002B

TWI533002B - 測試用插件

Info

Publication number: TWI533002B
Application number: TW103121053A
Authority: TW
Inventors: 吳鍾于; 崔友碩
Original assignee: Isc股份有限公司
Priority date: 2013-06-18
Filing date: 2014-06-18
Publication date: 2016-05-11
Also published as: WO2014204161A2; KR20140147207A; KR101490498B1; WO2014204161A3; TW201512677A

Description

測試用插件

本發明是有關於測試用插件(test insert)，且更特定言之，是有關於促進對裝置之電測試的測試用插件。

一般而言，藉由使用半導體裝置製造程序製造之半導體裝置(semiconductor device)經歷例如電性質測試之可靠性測試或功能測試。所製造的半導體裝置被移交至測試設備(testing apparatus)。通常使用插件來對所測試的半導體裝置進行歸類。

處置器(handler)經組態以將多個半導體裝置運送至測試設備中以使所述多個半導體裝置與測試頭(test head)電接觸。處置器亦將經測試半導體裝置自測試設備移除，且根據測試結果對所述半導體裝置進行分類。在此情況下，為了執行測試程序，處置器可將裝載有收納半導體裝置之多個插件的測試托盤運送回至測試設備。

圖1以及圖2說明包含插件100之習知測試設備。參考圖1以及圖2，習知測試設備包含：測試裝置110，諸如用於建立電連接之Hifix板；測試插座(test socket)120，其安置於測試裝置110之上部部分中且可拆卸地耦接至測試裝置110；插件100，其將容納在其中之受測裝置(device under test)(下文中稱作「DUT」)140運送至測試裝置110且藉由插座導引件(socket guide)150而與測試裝置110對準；以及推動器(pusher)130，其按壓DUT 140。

由於在運送插件100時測試插座120始終保持安裝在測試裝置110中且與安置於插件100中的DUT 140電連接，因此促進對DUT 140之測試。

使用測試用插件之此類習知測試設備具有以下問題。

在習知測試設備中，通常使用插件來運送DUT，且測試插座用以使所運送的DUT與測試裝置電連接。當測試插座如上文所描述安置於測試裝置中時，大量時間以及精力花費在測試設備之維護上。特定言之，若懷疑插件中已出現任何類型之缺陷，則應對插件進行完全的檢測。此外，若關於測試裝置出現任何類型之問題，則需要執行完全的檢測以便檢查包含測試插座之下部結構。因而，需要檢驗大量零件。

此外，儘管所運送的插件可藉由插座導引件而牢固地對準，但因為DUT不具有促進與測試插座之準確對準的組件，DUT可能並不與測試插座準確地對準

【所引述之參考案】【專利文件】

韓國專利第659153號

為了解決上述問題，本發明提供一種測試用插件，其允許容易的維護且促進受測裝置(下文中稱作「DUT」)之對準。

根據本發明之態樣，提供一種測試用插件，所述測試用插件中收納包含多個端子之DUT且朝向外部連接器移動以使得所述端子與所述外部連接器接觸，所述測試用插件包含：具有通孔(through-hole)之插件本體，所述通孔形成於所述插件本體之中心部分中且所述DUT將插入於所述通孔中；以及支撐部件，其橫穿所述插件本體之所述通孔且支撐所述DUT，以使得經由所述通孔插入之所述DUT被固持於所述通孔中。所述支撐部件包含：導電薄片(conductive sheet)，其包含各自具有在對應於所述端子之位置處在厚度方向上對準之多個導電粒子的導電部分以及用於支撐所述導電部分之絕緣部分；以及導引薄片(guide sheet)，其安置於所述導電薄片之上表面上且具有形成於對應於所述端子之位置處的通孔。

所述導引薄片可由選自由以下各者所組成之群組中的一種材料形成：聚醯亞胺薄膜(kapton)、FR4、FR5、XPC，以及聚醯亞胺。

所述導引薄片可一體式地附接至所述導電薄片。

所述支撐部件之邊緣可黏附至所述插件本體之底表面，且多個突起可安置於所述插件本體上以便向下突出。所述支撐部件可包含形成於對應於所述突起之位置處的多個耦接孔。可藉由使用熱結合而將所述突起附接至所述插件本體之所述底表面。

所述支撐部件可更包含擋止薄片(stopper sheet)，所述擋止薄片由比所述支撐部件硬之材料形成且安置於所述支撐部件之邊緣上，以便突出至與所述導電部分之底表面相同或低於所述導電部分之底表面的高度。

所述插件本體可包含：插件主體，其可嚙合在設置於所述外部連接器中之插座導引件中；以及浮動部件，其耦接至所述插件主體以便相對於所述插件主體移動且所述支撐部件附接至所述浮動部件。

所述浮動部件可在第一位置與第二位置之間移動，在所述第一位置處，所述浮動部件之底表面位於所述插件主體之底表面下方，在所述第二位置處，所述浮動部件之所述底表面位於所述插件主體之所述底表面上方。

所述浮動部件可以可拆卸地耦接至所述插件主體。

所述插件本體可包含彈性偏置構件，所述彈性偏置構件以彈性方式將所述浮動部件自所述第一位置朝向所述第二位置偏置。

所述彈性偏置構件可包含：第一孔，其形成於所述插件本體之邊緣中；第二孔，其形成於對應於所述插件本體中的所述第一孔之位置處；嚙合構件，其包含：下部嚙合部件，其嚙合於所述插件本體之底表面中；中心部分，其自所述下部嚙合部件向上延伸且穿過所述第二孔以及所述第一孔且使得其自所述第一孔向上分開；以及上部嚙合部件，其安置於所述中心部分之上端上且其直徑大於所述中心部分之直徑的直徑；以及彈性偏置部件，其安置於所述插件本體中的所述第一孔的附近與所述上部嚙合部件之間且以彈性方式將所述上部嚙合部件朝向背離所述插件本體之所述底表面的方向偏置。

所述下部嚙合部件可具有卡鉤形式，且嚙合在所述插件本體之所述底表面中。

所述支撐部件可包含框架，所述框架一體式地附接至所述導電薄片之邊緣且自所述導電薄片之所述邊緣延伸，以便面向所述插件本體之底表面。

根據本發明之另一態樣，提供一種測試用插件，所述測試用插件中收納包含多個端子之DUT且朝向測試單元移動以使得所述端子與測試單元接觸。所述測試用插件包含：具有通孔之插件本體，所述通孔形成於所述插件本體之中心部分中且所述DUT將插入於所述通孔中；以及支撐部件，其橫穿所述插件本體之所述通孔且支撐所述DUT以使得經由所述通孔插入之所述DUT被固持於所述通孔中。所述支撐部件包含：導體，其包含：外殼，所述外殼具有形成於對應於所述端子之位置處的通孔；插銷，其插入至所述對應通孔中且接觸所述端子；以及彈簧，其用於吸收所述插銷所施加之壓力；以及導引薄片，其安置於所述導體之上表面上且具有形成於對應於所述端子之位置處的通孔。

根據本發明之實施例的測試用插件包含支撐部件，所述支撐部件用於支撐DUT且電連接所述DUT與測試單元，藉此允許對DUT之容易維護。

此外，所述測試用插件包含導引薄片，所述導引薄片安置於所述支撐部件中且導引DUT之位置，藉此促進DUT之對準。

10‧‧‧測試用插件

20‧‧‧插件本體

21‧‧‧插件主體

22‧‧‧通孔

23‧‧‧導引孔

25‧‧‧第一孔

26‧‧‧彈簧收納凹槽

30‧‧‧浮動部件

31‧‧‧突起

32‧‧‧第二孔

40‧‧‧嚙合構件

41‧‧‧下部嚙合部件

42‧‧‧中心部分

43‧‧‧上部嚙合部件

50‧‧‧彈性偏置部件

60‧‧‧支撐部件

61‧‧‧導電薄片

61'‧‧‧導體

62‧‧‧導引薄片

63‧‧‧框架

70‧‧‧擋止薄片

80‧‧‧受測裝置

81‧‧‧端子

90‧‧‧上部蓋

91‧‧‧彈簧

92‧‧‧插座導引件

93‧‧‧測試單元

94‧‧‧推動器

100‧‧‧插件

110‧‧‧測試裝置

120‧‧‧測試插座

130‧‧‧推動器

140‧‧‧受測裝置

150‧‧‧插座導引件

611‧‧‧導電部分

611'‧‧‧外殼

611a'‧‧‧通孔

612‧‧‧絕緣部分

612'‧‧‧插銷

613'‧‧‧彈簧

621‧‧‧通孔

921‧‧‧導引突起

圖1為習知測試用插件之分解透視圖。

圖2說明插座以及插座導引件被部分地安裝於圖1中所示的測試裝置中之狀態。

圖3為用於測試受測裝置(下文中稱作「DUT」)的設備之分解透視圖，所述設備包含根據本發明之例示性實施例的測試用插件。

圖4為圖3之設備中的測試用插件之俯視透視圖。

圖5為圖3之設備中的測試用插件之仰視透視圖。

圖6為圖3之設備中的浮動部件之俯視透視圖。

圖7為圖3之設備中的浮動部件之仰視透視圖。

圖8為沿圖6之線VIII-VIII截取之截面圖。

圖9為圖4之測試用插件之截面圖。

圖10以及圖11說明圖9之測試用插件之操作。

圖12為根據本發明之另一例示性實施例之測試用插件的截面圖。

下文中，將參照附圖詳細描述根據本發明之例示性實施例的測試用插件。

參考圖3至圖11，根據本發明之例示性實施例的測試用插件10(其中收納包含多個端子81之受測裝置80(下文中稱作「DUT」))朝向外部連接器移動以使得端子81連接至所述外部連接器。在本發明中，外部連接器為「測試單元之襯墊」，但不限於此。外部連接器可為DUT80需要接觸之任何組件。根據本發明之實施例，測試用插件10中之支撐部件60充當測試插座，藉此消除對外部連接器中之單獨測試插座的需要。

測試用插件10包含插件本體20以及支撐部件60。

插件本體20包含插件主體21以及浮動部件30，且供DUT 80插入之通孔22形成於插件本體20之中心部分中。

插件主體21具有大致呈平行四邊形的柱體形狀，且其中心部分處的通孔22具有對應於DUT 80之大小。插件主體21更包含對稱地形成於通孔22之任一側上的導引孔23。導引孔23具有足夠大以使得測試單元93上之插座導引件92的導引突起921可插入所述導引孔23中之直徑。

插件主體21亦在其底表面中具有收納凹槽24。收納凹槽24向上凹入以便浮動部件30安放於其中。此外，第一孔25形成於導引孔23與通孔22之間以便收納凹槽24之頂表面與插件主體21之頂表面連通。嚙合構件40可插入至第一孔25中。

第一孔25包含具有大內徑之頂部部分、內徑小於所述頂部部分之內徑的底部部分，以及具有變化的直徑之階梯式中心部分。

彈簧收納凹槽26設置於第一孔25與通孔22之間，且用於彈性地向上支撐上部蓋90之彈簧91插入至彈簧收納凹槽26中。在此情況下，上部蓋90經建構以操作嚙合構件以用於固定插入於插件主體21中的DUT 80之位置，且上部蓋90由安放在彈簧收納凹槽26中的彈簧91彈性地支撐。

浮動部件30經組合以便相對於插件主體21移動，且支撐部件60附接至浮動部件30。浮動部件30可在第一位置(圖10以及圖11中所示)與第二位置(圖4以及圖9中所示)之間移動，在所述第一位置處，浮動部件30之底表面位於插件主體21之底表面下方，在所述第二位置處，浮動部件30之所述底表面位於插件主體21之底表面上方。更特定言之，浮動部件30在運送期間安置於第二位置處以便防止浮動部件30或支撐部件60歸因於與其它裝置碰撞而損壞。此外，在運送至測試單元93之後，浮動部件30移動至第一位置且自插件本體20向外突出以便接觸測試單元93。

浮動部件30具有四邊形板形狀，且通孔22形成於其大致中心部分中。多個突起31沿著通孔22之圓周安置於浮動部件30之底表面上，且用以將支撐部件60貼附至浮動部件30。詳言之，突起31是藉由熱結合形成，以便經由突起31之末端(在水平方向上展開)將支撐部件60固定至浮動部件30。

此外，浮動部件30可拆卸地耦接至插件主體21。彈性偏置構件經設置而以彈性方式將浮動部件30自第一位置朝向第二位置偏置。所述彈性偏置構件包含：第一孔25，其形成於插件本體20之邊緣處；第二孔32，其安置於對應於插件本體20中的第一孔25之位置處；嚙合構件40；以及彈性偏置部件50。

嚙合構件40包含：下部嚙合部件41，其嚙合在插件本體20之底表面中；中心部分42，其自下部嚙合部件41向上延伸且穿過第二孔32以及第一孔25以使得其自第一孔25向上分開；以及上部嚙合部件43，其安置於中心部分42之上端上且其直徑大於中心部分42之直徑。

彈性偏置部件50安置於插件本體20中的第一孔25之階梯式中心部分與上部嚙合部件43之間，且以彈性方式將上部嚙合部件43朝向背離插件本體20之底表面的方向偏置。

所述彈性偏置構件以彈性方式將浮動部件30朝向第二位置偏置，以使得浮動部件30在常態時間安置於插件本體20中。若向下對浮動部件30施加壓力，則彈性偏置部件50被壓縮，且使得浮動部件30下降。當移除壓力時，彈性偏置部件50彈性地還原，使得浮動部件30返回至第二位置。

下部嚙合部件41具有卡鉤形狀，且可嚙合在插件本體20之底表面中。詳言之，下部嚙合部件41可鉤接在第二孔32之附近以使得浮動部件30容易地嚙合在插件本體20中。此外，若藉由將力施加至下部嚙合部件41而將鉤接在插件本體20之底表面中的下部嚙合部件41手動地拉出插件本體20之底表面，則可自插件本體20拆下浮動部件30。

支撐部件60橫穿插件本體20之通孔22且電連接DUT 80之端子81與測試單元93之襯墊，同時支撐DUT 80以使得經由通孔22插入之DUT 80固持在通孔22中。

支撐部件60包含導電薄片61、導引薄片62、框架63，以及擋止薄片70。

導電薄片61包含：安置於對應於端子81之位置處的導電部分611，每一導電部分611具有在厚度方向上對準的多個導電粒子；以及用於使導電部分611彼此絕緣同時支撐導電部分611 之絕緣部分612。

導電部分611配置在對應於DUT 80之端子81的位置處，且每一導電部分611具有在其厚度方向上在彈性材料內線性對準之導電粒子。

用於形成導電部分611之彈性材料可為具有交聯結構之耐熱性聚合物材料。可使用各種材料來形成用於獲得交聯聚合物材料之可固化聚合物材料。液態聚矽氧橡膠可為縮合固化液態聚矽氧橡膠或加成固化液態聚矽氧橡膠，且加成固化液態矽橡膠是合乎需要的。當導電部分611由經固化液態聚矽氧橡膠(下文中稱作「經固化矽橡膠(cured silicon rubber)」)形成時，經固化液態聚矽氧橡膠可具有小於或等於10%、較佳小於或等於8%且更佳小於或等於6%之永久性壓縮變形。若永久性壓縮變形超過10%且導電薄片61反覆地用於高溫環境中，則導電部分611中的導電粒子鏈變得疏鬆，且因而難以保持必要的導電性)。

所述導電粒子可為表面塗佈有高導電性金屬之磁芯粒子。高導電性金屬為電導率在0℃下大於或等於5×10⁶Ω之金屬。用於獲得導電粒子之磁性導電粒子可具有3μm至40μm之數目平均粒徑。在此情況下，磁芯粒子之平均粒徑是藉由使用雷射繞射散射方法加以量測。磁芯粒子可由鐵、鎳、鈷、銅或塗佈有此等金屬之樹脂等形成。所述材料需要具有大於或等於0.1Wb/m²、較佳大於或等於0.3Wb/m²、且更佳大於或等於0.5Wb/m²之飽和磁化強度(saturation magnetization)。舉例而言，磁芯粒子可由鐵、鎳、鈷或其合金形成。

磁芯粒子之表面可塗佈有高導電性金屬，諸如金、銀、銠、鉑、鉻，及其類似者。其中，可使用具有良好化學穩定性以及高電導率之金。

絕緣部分612用以維持導電部分611之間的絕緣，同時支撐導電部分611。絕緣部分612可由與導電部分611內之彈性材料相同的材料製成，但不限於此。絕緣部分612可由具有良好彈性以及極佳絕緣性質之任何材料形成。

導引薄片62安置在導電薄片61之上表面上，且具有形成於對應於DUT 80之端子81的位置處的通孔621。端子81可能會歸因於偏差或在橫向方向上自既定位置之輕微偏移而向下移動，且因而端子81可能不與將接觸端子81之對應導電部分611對準。即使在此情況下，仍可藉由導引薄片62導引端子81以便接觸導電部分611。通孔621可具有圓形截面或內徑朝向其下部部分減小的倒圓錐形狀。

導引薄片62可由任何可撓性材料形成。舉例而言，導引薄片62可由選自聚醯亞胺薄膜、FR4、FR5、XPC以及聚醯亞胺之一種材料形成。導引薄片62可藉由黏著劑一體式地附接至導電薄片61，但不限於此。藉由使用插入射出方法(insert injection method)，導引薄片62可與導電薄片61一體地形成，在所述方法中，在製造導電薄片61期間將導引薄片62插入至模具中。

框架63具有四邊形板形狀，且孔形成於其大致中心部分中，且導電薄片61可一體式地附接至框架63之中心。框架63一體式地耦接至導電薄片61之邊緣，以便支撐導電薄片61。框架63包含形成於對應於插件本體20上的突起31之位置處的耦接孔631。

擋止薄片70安置於支撐部件60之邊緣上，特定言之，安置於框架63之邊緣處，且向下突出至與導電部分611之底表面相同的位置或高度。擋止薄片70由比支撐部件60硬之材料形成。當浮動部件30相對於測試單元93傾斜地向下移動時，擋止薄片70允許測試用插件10藉由提前接觸測試單元93而水平地向下移動。擋止薄片70不需要由比支撐部件60硬之材料形成，且可由與支撐部件60相同之材料形成。

根據本發明之實施例之測試用插件10具有以下效果。

首先，DUT 80插入至插件本體20中，以使得DUT80安置於支撐部件60中。DUT 80接著藉由安置於支撐部件60之頂表面處的導引薄片62而對準且與導電薄片61之導電部分611接觸。此後，收納有DUT 80之測試用插件10朝向測試單元93移動。隨著測試用插件10下降，插件本體20藉由導引插座而對準以便安放在準確位置處。

當測試用插件10安裝在測試單元93中時，推動器94壓縮DUT 80。當推動器94向下按壓DUT 80時，浮動部件30下降。詳言之，參考圖10，由如圖9中所示之彈性偏置部件50安置於第一位置處的浮動部件30隨著DUT 80下降而向下移動。當浮動部件30充分地向下移動時，支撐部件60之底表面與測試單元93之襯墊接觸。隨後，執行預定電測試。在完成電測試之後，自DUT 80拆下推動器94，且因而彈性偏置部件50彈性地還原，以便使DUT 80自測試單元93之襯墊分開。

此外，浮動部件30上升且插入至插件本體20中。因而，由於不暴露於外部，因此浮動部件30不會被外部障礙物損壞。

若需要更換浮動部件30，則可使下部嚙合部件41彈性地變形以將其自插件本體20之底表面拆下，以使得浮動部件30可容易地自插件本體20分開。

根據本發明之例示性實施例的測試用插件具有若干優點。

不同於習知測試用插件，根據本發明之實施例之測試用插件包含替代使用習知測試插座而安裝至其上的導電薄片(支撐部件)，藉此促進維護工作。

另一優點為支撐部件包含導引薄片，藉此允許DUT之端子準確地接觸導電薄片之導電部分。

此外，即使當浮動部件未能在精確水平方向上下降時，擋止薄片亦經設計以在導電薄片接觸接觸測試單元之表面之前在接觸所述表面時傾斜，藉此最小化浮動部件30之下降量。

此外，支撐部件藉由熱結合而貼附至插件本體，藉此與使用螺栓嚙合的情況相比最大化可組裝性。

此外，浮動部件僅在實際測試期間才被從插件本體拆下且暴露於外部，而在運送期間浮動部件插入於插件本體中，藉此最小化對浮動部件之損壞以及外部外來材料在導電薄片之底表面上的附著。

此外，浮動部件具有待嚙合於插件本體中之卡鉤形式，藉此促進組裝工作。

可對根據本發明之例示性實施例的測試用插件進行一些改變或修改。

儘管已描述支撐部件包含導電薄片，但可使用導體替代支撐部件，如下文參考圖12所描述。

參考圖12，可使用導體61'替代先前實施例中之支撐部件。導體61'包含：外殼611'，其具有形成於對應於半導體裝置之端子(圖中未示)的位置處之通孔611a'；插銷612'，其插入至對應通孔611a'中且接觸所述端子；以及彈簧613'，其用於吸收插銷612'所施加之壓力。

儘管已參考本發明之各種例示性實施例詳細地繪示且描述本發明，但一般熟習此項技術者應理解，在不脫離由以下申請專利範圍界定的本發明之精神以及範疇的情況下，可在合理範圍內在本發明中進行形式以及細節之各種改變。