TWI551870B - 測試組件與其製作方法 - Google Patents

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Description

測試組件與其製作方法
本發明是有關於一種測試組件(test assembly)與其製作方法,且特別是有關於一種用於測試一半導體元件(semiconductor device)的測試組件與其製作方法。
圖1繪示習知之一種測試組件的示意圖。請參考圖1,習知之測試組件100適於測試一半導體元件10(例如為一晶圓)。測試組件100包括一主電路板(main circuit board)110、一空間轉換器(space transformer)120、多個焊球(solder ball)130、多個測試探針(test probe)140與一底部填膠(underfill)150。空間轉換器120配置於主電路板110上。這些焊球130配置於主電路板110與空間轉換器120之間,且空間轉換器120藉由這些焊球130而電性連接至主電路板110。這些測試探針140配置於空間轉換器120之相對於這些焊球130的另一側,且電性連接至空間轉換器120。
底部填膠150填充於主電路板110與空間轉換器120之間並包覆這些焊球130。底部填膠150可以降低這些焊球130之連接處的疲勞熱應力,使得主電路板110與空間轉換器120和這些焊球130的焊接點的可靠度得以提高。
當測試組件100進行測試半導體元件10時,放置於一臺座 (stage)(未繪示)的半導體元件10會以特定的壓力往上頂靠與撞擊這些測試探針140。此時,底部填膠150與這些焊球130也會受到上述壓力的作用。然而在長時間的受壓與撞擊下,底部填膠150並無法完全保護這些焊球130以維持主電路板110與空間轉換器120的良好電性連接。所以習知之測試組件100中的這些焊球130經過長時間使用後會發生裂縫甚至斷裂,而導致主電路板110與空間轉換器120之間的電性連接關係不佳。
此外,在發生上述電性連接關係不佳的情況後,使用者想要將這些焊球130卸除重置也會因為底部填膠150的存在所導致的沾黏現象(adhesion)而不易進行。
本發明提出一種測試組件,其可改善測試中主電路板與空間轉換器之間的電性連接件(electrical connection element)受壓而容易產生缺陷的問題。
本發明提出一種測試組件,其主電路板與空間轉換器之間的電性連接件的卸除重置因無上述底部填膠之沾黏而較為簡單。
本發明提出一種測試組件,適於測試一半導體元件,包括一主電路板、一空間轉換器、一中介支撐件(intermediary supporting element)、一黏接件(adhesive element)、多個電性連接件與多個測試探針。空間轉換器配置於主電路板上且具有彼此相對之一第一表面與一第二表面,且第一表面面向主電路板。中介支撐件配置於主電路板與第一表面之間。黏接件配置於中介支撐件與第一表面之間,且空間轉換器藉由黏接件貼合至中介支撐件。這些電性連接件配置於主電路板與第一表面之間,且各個電性連接件貫穿中介支撐件與黏接件,使得空間轉換器藉由這些電性連接件而電性連接至主電路板。這些測試探針配置於第二表面且電性連接至空間轉換器。
在本發明之一實施例中,上述黏接件貼合至空間轉換器的接著強度(adhesion strength)大於這些電性連接件施加於空間轉換器的壓力。
在本發明之一實施例中,上述黏接件貼合至中介支撐件的接著強度大於這些電性連接件施加於空間轉換器的壓力。
在本發明之一實施例中,上述各個電性連接件為一彈簧針(pogo pin)。
在本發明之一實施例中,上述測試組件更包括一保持件(holding element),配置於主電路板上,並施壓於中介支撐件,以維持中介支撐件與主電路板之間的位置關係。
在本發明之一實施例中,上述測試組件更包括一保持件,配置於主電路板上,並施壓於空間轉換器,以維持空間轉換器、中介支撐件與主電路板之間的位置關係。
在本發明之一實施例中,上述黏接件為一熱熔膠(hot melt adhesive)。
在本發明之一實施例中,上述中介支撐件以及與其貼合的空間轉換器所構成的一組裝體是可拆卸地配置於主電路板,且這些電性連接件為可拆卸地配置於中介支撐件。
本發明提出一種測試組件的製作方法,包括以下步驟。首先,將一黏接件配置於一空間轉換器之一第一表面。接著,對於黏接件形成多個穿孔(through hole)。接著,將一中介支撐件藉由黏接件貼合至空間轉換器之第一表面。接著,將多個電性連接件之各者配置於中介支撐件之多個穿孔之一與黏接件之這些穿孔之一,使得各個電性連接件貫穿中介支撐件與黏接件。接著,將組裝好之空間轉換器、中介支撐件與這些電性連接件配置於一主電路板,使得第一表面面向主電路板且空間轉換器藉由這些電性連接件而電性連接至主電路板。然後,將多個測試探針配置於空間轉換器之相對於第一表面的一第二表面,使得這些測試探針電性連接至空 間轉換器。
本發明提出另一種測試組件的製作方法,包括以下步驟。首先,將一黏接件配置於一中介支撐件。接著,對於黏接件形成多個穿孔。接著,將一空間轉換器之一第一表面藉由黏接件貼合至中介支撐件。接著,將多個電性連接件之各者配置於中介支撐件之多個穿孔之一與黏接件之這些穿孔之一,使得各個電性連接件貫穿中介支撐件與黏接件。接著,將組裝好之空間轉換器、中介支撐件與這些電性連接件配置於一主電路板,使得第一表面面向主電路板且空間轉換器藉由這些電性連接件而電性連接至主電路板。然後,將多個測試探針配置於空間轉換器之相對於第一表面的一第二表面,使得這些測試探針電性連接至空間轉換器。
在本發明之一實施例中,上述藉由黏接件將中介支撐件與空間轉換器之第一表面貼合之步驟包括:加熱黏接件以執行中介支撐件與空間轉換器之第一表面之間的熱熔貼合。
在本發明之一實施例中,上述對於黏接件形成多個穿孔之步驟是藉由雷射穿孔製程(laser perforation process)而完成。
當本發明實施例測試組件進行測試半導體元件時,中介支撐件以及與其貼合的空間轉換器所構成的組裝體可分擔承受半導體元件頂靠與撞擊這些測試探針所產生的壓力的一部分。因此,與習知技術相較,本發明實施例之測試組件的這些電性連接件經過長時間使用後較不易損壞,使得主電路板與空間轉換器之間的仍可維持良好電性連接關係。
參考以下說明及隨附申請專利範圍或利用如下文所提之本發明的實施方式,即可更加明瞭本發明的這些特色及優點。
10、20‧‧‧半導體元件
100、200、300‧‧‧測試組件
110、210、310‧‧‧主電路板
120、220、320‧‧‧空間轉換器
130‧‧‧焊球
140、260‧‧‧測試探針
150‧‧‧底部填膠
222‧‧‧第一表面
224‧‧‧第二表面
230、330‧‧‧中介支撐件
232、242‧‧‧穿孔
240‧‧‧黏接件
250‧‧‧電性連接件
270‧‧‧探針頭
280‧‧‧主加強件
290‧‧‧固定件
H1、H1’‧‧‧保持件
圖1繪示習知之一種測試組件的示意圖。
圖2繪示本發明第一實施例之一種測試組件的示意圖。
圖3A至圖3E繪示圖2之測試組件的製作方法的示意圖。
圖4繪示本發明第二實施例之一種測試組件的示意圖。
【第一實施例】
圖2繪示本發明第一實施例之一種測試組件的示意圖。請參考圖2,第一實施例之測試組件200適於測試一半導體元件20,例如為一晶圓。測試組件200包括一主電路板210、一空間轉換器220、一中介支撐件230、一黏接件240、多個電性連接件250與多個測試探針260。空間轉換器220配置於主電路板210上且具有彼此相對之一第一表面222與一第二表面224。空間轉換器220的第一表面222面向主電路板210。
中介支撐件230配置於主電路板210與空間轉換器220的第一表面222之間,且具有多個穿孔232。黏接件240(例如為熱熔膠)配置於中介支撐件230與空間轉換器220的第一表面222之間,且具有多個穿孔242。空間轉換器220藉由黏接件240貼合至中介支撐件230。
這些電性連接件250(例如為多個彈簧針)配置於主電路板210與空間轉換器220的第一表面222之間。各個電性連接件250配置於中介支撐件230之這些穿孔232的其中之一與黏接件240之這些穿孔242的其中之一,使得各個電性連接件250貫穿中介支撐件230與黏接件240。在本實施例中,中介支撐件230可為一彈簧針架體(pogo housing),且例如為彈簧針的這些電性連接件250為可拆卸地配置於中介支撐件230。
空間轉換器220藉由這些電性連接件250而電性連接至主電路板210。詳言之,配置於空間轉換器220之第一表面222的多個電性接墊(electrical pad)(未繪示)的其中之一藉由這些電性連接件250的其中之一而電性連接至主電路板210的多個電性接墊(未繪示)的其中之一。空間轉換器220內部具有線路而可視為另一電路板。
在本實施例中,黏接件240貼合至空間轉換器220的接著強度可大於例如為彈簧針之這些電性連接件250施加於空間轉換器220的壓力。此外,在本實施例中,黏接件240貼合至中介支撐件230的接著強度也可大於例如為彈簧針之這些電性連接件250施加於空間轉換器220的壓力。
第一實施例之測試組件200更可包括一探針頭(probe head)270。探針頭270與這些測試探針260配置於空間轉換器220的第二表面224上,且這些測試探針260穿過探針頭270而電性連接至空間轉換器220。詳言之,這些測試探針260分別電性連接至配置於空間轉換器220之第二表面224的多個電性接墊(未繪示)。本實施例中,各個測試探針260例如為一垂直式測試探針(vertical type probe),其例如為一彈簧探針(pogo probe),但是在另一實施例中,各個測試探針260可為一彎樑探針(buckling beam probe),然而並未以圖面繪示。各個測試探針260除了為垂直式測試探針之外,也可為其他任何形式之探針,但是並未以圖面繪示。此外,在又一實施例中,探針頭270可省略配置。
在本實施例中,測試組件200更可包括一主加強件(main stiffener)280、多個固定件(fastener)290與一保持件H1。各個固定件290例如為一螺栓,主加強件280藉由這些固定件290而固定地配置於主電路板210上。主加強件280用以補強主電路板210的結構強度。主加強件280與空間轉換器220分別位於主電路板210的相對兩側。
保持件H1藉由這些固定件290而配置於主電路板210上。保持件H1施壓於中介支撐件230,以維持中介支撐件230與主電路板210之間的位置關係。在本實施例中,中介支撐件230以及與其貼合的空間轉換器220所構成的組裝體可為可拆卸元件,亦即此組裝體是可拆卸地配置於主電路板210。
以下對於本實施例之測試組件200的製作方法作說明,圖3A至圖3E繪示圖2之測試組件的製作方法的示意圖。首先,請參考圖3A,將黏 接件240配置於空間轉換器220之第一表面222。接著,請參考圖3B,對於黏接件240形成這些穿孔242。在本實施例中,對於黏接件240形成這些穿孔242之步驟是藉由雷射穿孔製程而完成。接著,請參考圖3C,將中介支撐件230藉由黏接件240貼合至空間轉換器220之第一表面222。在本實施例中,藉由黏接件240將中介支撐件230與空間轉換器220之第一表面222貼合之步驟包括:加熱黏接件240以執行中介支撐件230與空間轉換器220之第一表面222之間的熱熔貼合。然而,在另一實施例中,上述三步驟可以以下三步驟代替:首先,將黏接件配置於中介支撐件;接著,對於黏接件形成這些穿孔;接著,將空間轉換器之第一表面藉由黏接件貼合至中介支撐件;但是上述替換的三步驟並未以圖面繪示。
接著,請參考圖3D,將這些電性連接件250之各者配置於中介支撐件230之這些穿孔232的其中之一與黏接件240之這些穿孔242的其中之一,使得各個電性連接件250貫穿中介支撐件230與黏接件240。接著,請參考圖3E,將組裝好之空間轉換器220、中介支撐件230與這些電性連接件250配置於主電路板210,使得空間轉換器220之第一表面222面向主電路板210且空間轉換器220藉由這些電性連接件250而電性連接至主電路板210。然後,請再參考圖3E,將這些測試探針260配置於空間轉換器220之相對於第一表面222的第二表面224,使得這些測試探針260電性連接至空間轉換器220。
請再參考圖2,當測試組件200進行測試半導體元件20時,放置於一臺座(未繪示)的半導體元件20會以特定的壓力往上頂靠與撞擊這些測試探針260。此時,中介支撐件230與這些電性連接件250也會受到上述壓力的作用。然而,中介支撐件230以及與其貼合的空間轉換器220所構成的組裝體具有足夠的抗壓強度以分擔承受上述壓力的一部分。因此,與習知技術相較,本實施例之測試組件200的這些電性連接件250經過長時間使用後較不易損壞,使得主電路板210與空間轉換器220之間的仍可維持良好 電性連接關係。
在經過更長時間使用後,即使這些電性連接件250仍不可避免地產生損壞而影響主電路板210與空間轉換器220的電性連接關係,然而,由於中介支撐件230以及與其貼合的空間轉換器220所構成的組裝體可為可拆卸元件,所以在主電路板210與此組裝體分離後,損壞的電性連接件250可卸除而以新的電性連接件250置放。因此,與習知技術相較,本實施例之測試組件200的這些電性連接件250的卸除重置的過程較為簡單。
【第二實施例】
圖4繪示本發明第二實施例之一種測試組件的示意圖。請參考圖2與圖4,第二實施例之測試組件300與第一實施例之測試組件200的不同之處在於,第二實施例之測試組件300的保持件H1’是施壓於空間轉換器320,以維持空間轉換器320、中介支撐件330與主電路板310之間的位置關係。
根據上述,本發明之上述實施例的測試組件具有以下其中之一或其他的優點。當本發明實施例測試組件進行測試半導體元件時,中介支撐件以及與其貼合的空間轉換器所構成的組裝體可分擔承受半導體元件頂靠與撞擊這些測試探針所產生的壓力的一部分。因此,與習知技術相較,本發明實施例之測試組件的這些電性連接件經過長時間使用後較不易損壞,使得主電路板與空間轉換器之間的仍可維持良好電性連接關係。
此外,在經過更長時間使用後,即使本發明實施例的這些電性連接件仍不可避免地產生損壞,然而,由於中介支撐件以及與其貼合的空間轉換器所構成的組裝體可為可拆卸元件,所以在主電路板與此組裝體分離後,損壞的電性連接件可卸除而以新的電性連接件置放。因此,與習知技術相較,本發明實施例之測試組件的這些電性連接件的卸除重置的過程較為簡單。
在不脫離本發明精神或必要特性的情況下,可以其他特定形 式來體現本發明。應將所述具體實施例各方面僅視為解說性而非限制性。因此,本發明的範疇如隨附申請專利範圍所示而非如前述說明所示。所有落在申請專利範圍之等效意義及範圍內的變更應視為落在申請專利範圍的範疇內。
20‧‧‧半導體元件
200‧‧‧測試組件
210‧‧‧主電路板
220‧‧‧空間轉換器
222、224‧‧‧表面
230‧‧‧中介支撐件
232、242‧‧‧穿孔
240‧‧‧黏接件
250‧‧‧電性連接件
260‧‧‧測試探針
270‧‧‧探針頭
280‧‧‧主加強件
290‧‧‧固定件
H1‧‧‧保持件

Claims (12)

  1. 一種測試組件,適於測試一半導體元件,包括:一主電路板;一空間轉換器,配置於該主電路板上且具有彼此相對之一第一表面與一第二表面,其中該第一表面面向該主電路板;一中介支撐件,配置於該主電路板與該第一表面之間;一黏接件,配置於該中介支撐件與該第一表面之間,其中該空間轉換器藉由該黏接件貼合至該中介支撐件;多個電性連接件,配置於該主電路板與該第一表面之間,其中各該電性連接件貫穿該中介支撐件與該黏接件,使得該空間轉換器藉由這些電性連接件而電性連接至該主電路板;以及多個測試探針,配置於該第二表面且電性連接至該空間轉換器。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之測試組件,其中該黏接件貼合至該空間轉換器的接著強度大於這些電性連接件施加於該空間轉換器的壓力。
  3. 如申請專利範圍第1或2項所述之測試組件,其中該黏接件貼合至該中介支撐件的接著強度大於這些電性連接件施加於該空間轉換器的壓力。
  4. 如申請專利範圍第1或2項所述之測試組件,其中各該電性連接件為一彈簧針。
  5. 如申請專利範圍第1或2項所述之測試組件,更包括一保持件,配置於該主電路板上,並施壓於該中介支撐件,以維持該中介支撐件與該主電路板之間的位置關係。
  6. 如申請專利範圍第1或2項所述之測試組件,更包括一保持件,配置於該主電路板上,並施壓於該空間轉換器,以維持該空間轉換器、該中介支撐件與該主電路板之間的位置關係。
  7. 如申請專利範圍第1或2項所述之測試組件,其中該黏接件為一熱熔膠。
  8. 如申請專利範圍第1或2項所述之測試組件,其中該中介支撐件以及與其貼合的該空間轉換器所構成的一組裝體是可拆卸地配置於該主電路板,且該些電性連接件為可拆卸地配置於該中介支撐件。
  9. 一種測試組件的製作方法,包括:將一黏接件配置於一空間轉換器之一第一表面;對於該黏接件形成多個穿孔;將一中介支撐件藉由該黏接件貼合至該空間轉換器之該第一表面;將多個電性連接件之各者配置於該中介支撐件之多個穿孔之一與該黏接件之這些穿孔之一,使得各該電性連接件貫穿該中介支撐件與該黏接件;將組裝好之該空間轉換器、該中介支撐件與這些電性連接件配置於一主電路板,使得該第一表面面向該主電路板且該空間轉換器藉由這些電性連接件而電性連接至該主電路板;以及將多個測試探針配置於該空間轉換器之相對於該第一表面的一第二表面,使得這些測試探針電性連接至該空間轉換器。
  10. 一種測試組件的製作方法,包括:將一黏接件配置於一中介支撐件; 對於該黏接件形成多個穿孔;將一空間轉換器之一第一表面藉由該黏接件貼合至該中介支撐件;將多個電性連接件之各者配置於該中介支撐件之多個穿孔之一與該黏接件之這些穿孔之一,使得各該電性連接件貫穿該中介支撐件與該黏接件;將組裝好之該空間轉換器、該中介支撐件與這些電性連接件配置於一主電路板,使得該第一表面面向該主電路板且該空間轉換器藉由這些電性連接件而電性連接至該主電路板;以及將多個測試探針配置於該空間轉換器之相對於該第一表面的一第二表面,使得這些測試探針電性連接至該空間轉換器。
  11. 如申請專利範圍第9或10項所述之測試組件的製作方法,其中藉由該黏接件將該中介支撐件與該空間轉換器之該第一表面貼合之步驟包括:加熱該黏接件以執行該中介支撐件與該空間轉換器之該第一表面之間的熱熔貼合。
  12. 如申請專利範圍第9或10項所述之測試組件的製作方法,其中對於該黏接件形成多個穿孔之步驟是藉由雷射穿孔製程而完成。
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