TWI570414B - 測試片的製造方法以及測試片 - Google Patents

Description

測試片的製造方法以及測試片

本發明概念是關於製造測試片的方法，藉由所述方法能簡單地製造測試片且即使在較小負載的情況下仍能保證牢固電連接，以及是關於使用此方法製造的測試片。

一般來說，執行電試驗以判定待測試裝置(諸如，所製造半導體裝置)是否有缺陷。詳言之，測試設備藉由將試驗信號傳輸至待測試裝置來判定待測試裝置的基板是否具有短路。測試設備以及待測試裝置並不直接彼此接觸。實情為，測試設備以及待測試裝置經由諸如試驗插座的媒介裝置彼此間接接觸。當測試設備的端子直接接觸待測試裝置的端子時，測試設備的端子在重複試驗期間受到磨損或破壞。當測試設備的端子受到破壞時，應替換測試設備，此情況導致成本增加。因此，當使用試驗插座時，待測試裝置接觸安裝於測試設備上的試驗插座，且因此當試驗插座歸因於試驗插座與待測試裝置之間的重複接觸而受到磨損或破壞時，僅需要替換試驗插座，此情況導致替換成本減少。

諸如包含彈簧的彈簧式頂針的各種裝置可用作試驗插 座。然而，最近已使用含有導電粒子的彈性測試片。

圖1中繪示此測試片的實例。藉由在彈性材料內含有多個導電粒子21而形成測試片1。多個導電粒子21以測試片1的厚度方向定向且形成單一導電部分20。多個導電部分20可以測試片1的表面方向配置且面向待測試設備50的端子51。配置於並不面向待測試設備50的端子51的位置處的絕緣支撐件10與導電部分20組合，且因此支撐導電部分20並使導電部分20彼此絕緣。

當測試片1安裝於測試設備40上時，測試片1的導電部分20接觸測試設備40的墊片41。接著，當如圖2中所繪示的下降待測試設備50時，待測試設備50的端子51分別接觸導電部分20並向下按壓測試片1。因此，導電部分20中的每一者內的導電粒子21彼此接觸並在端子51與接觸墊片41之間建立電連接。此後，當自測試設備40施加預定試驗信號時，試驗信號經由測試片1傳輸至待測試設備50，且由待測試設備50反射的反射信號經由測試片1進入測試設備40。

此測試片僅當在厚度方向上受到按壓時在其厚度方向上導電。測試片並不使用諸如焊接或彈簧的機械構件，且因此可達成耐用且小型電連接。另外，由於測試片能夠吸收機械衝擊或變形，因此軟連接是可能的。因此，測試片廣泛用於在各種電路裝置與測試設備之間建立電連接。

藉由使用新近的測試片經歷試驗的待測試裝置經建構，使得每單位面積配置大量端子，端子之間的間隔減小。在此狀況下(亦即，當端子數目增加且其間的間隔減小時)，牢固地接觸待測試裝置的端子以及測試片所需的加壓力將增加。然而，當極大地增加 加壓力時，端子中的一些或測試片可受到破壞。因此，考慮到上文問題，如圖3中所繪示的各自垂直延伸的凹槽11可形成於絕緣支撐件10中，使得端子中的一些或測試片可甚至在較小加壓力的情況下容易地變形。為如上文所描述地在絕緣支撐件10內形成凹槽11，將雷射光束用於照射導電部分20之間的區域，或使用切割設備。然而，上文方法要求許多時間。特定言之，當存在許多導電部分時，密集地形成凹槽並不容易。

另外，由於凹槽由於其特性而垂直凹陷，因此凹槽可主要僅吸收導電部分的上部部分的變形。因此，甚至無法預期導電部分的變形。

本發明概念提供一種製造測試片的方法，藉由所述方法即使在較小加壓力的情況下仍能保證牢固電連接且能簡單地製造測試片，以及提供一種使用此方法製造的測試片。

根據本發明概念的態樣，提供一種製造安置於待測試裝置的端子與測試設備的墊片之間且將所述端子電連接至所述墊片的測試片的方法，所述方法包含：自第一材料製造框架，當將預定溫度或更大的熱量施加至所述第一材料時所述第一材料能夠自固態改變至氣態，所述框架包括分別形成於對應於所述待測試裝置的所述端子的位置處的孔；將所述框架嵌入至模具並用藉由在液體聚合物內分佈磁性導電粒子所形成的液體模製材料填充所述模 具；將磁場以所述模具的厚度方向施加至所述模具，使得所述導電粒子在所述液體模製材料內配置於對應於所述待測試裝置的所述端子的所述位置中的每一者處；藉由固化所述液體模製材料製造與所述框架整合的測試片；以及藉由將預定溫度或更大的熱量施加至所述框架來氣化所述框架而自所述測試片移除所述框架而在所述測試片內形成連通孔。

所述第一材料可為發泡劑。

所述發泡劑可為碳酸鈉、偶氮甲醯胺或苯磺醯肼。

所述框架可進一步包含第二材料，當將熱量施加至呈固態的所述第二材料時所述第二材料改變至液體。

所述第二材料可為石蠟烴或醇脂肪酸酯。

所述框架可包含位於所述測試片內的內部部分以及暴露於所述測試片外部的暴露部分。由於所述內部部分連接至所述暴露部分，因此呈氣態的所述第一材料可自所述內部部分釋放至外部。

所述連通孔可彼此連接，且所述連通孔中的每一者的至少一部分可連接至外部。

多個框架可彼此分隔開地配置於所述測試片的厚度方向上。

根據本發明概念的另一態樣，提供一種製造安置於待測試裝置的端子與測試設備的墊片之間且將所述端子電連接至所述墊片的測試片的方法，所述方法包含：製造包括分別形成於對應於所述待測試裝置的所述端子的位置處的通孔的框架；將所述框架嵌入至模具並用藉由在液體聚合物內分佈磁性導電粒子所形成的 液體模製材料填充所述模具；將磁場以所述模具的厚度方向施加至所述模具，使得所述導電粒子在所述液體模製材料內以所述厚度方向配置於對應於所述待測試裝置的所述端子的所述位置中的每一者處；藉由固化所述液體模製材料製造與所述框架整合的測試片；以及藉由以所述測試片的平面方向移動所述框架而自所述測試片移除所述框架而在所述測試片內形成連通孔。

所述框架的至少一部分可暴露於所述測試片外部。

所述框架可包含以規則間隔彼此分隔開地配置且各自以一個方向延伸的橫桿型部件。

多個框架可配置於所述測試片的厚度方向上，使得在所述測試片的厚度方向上彼此鄰近的所述框架的橫桿型部件以直角彼此交叉。

所述連通孔可彼此連接，且所述連通孔中的每一者的至少一部分可連接至外部。

多個所述框架可彼此分隔開地配置於所述測試片的厚度方向上。

根據本發明概念的另一態樣，提供一種使用前述方法製造的測試片。

根據本發明概念的另一態樣，提供一種安置於待測試裝置的端子與測試設備的墊片之間且將所述端子電連接至所述墊片的測試片，所述測試片包含：分別配置於對應於所述待測試裝置的所述端子的位置處的多個導電部分，所述導電部分中的每一者以所述測試片的厚度方向延伸且藉由在彈性絕緣材料中含有多個導電粒子而形成；以及分別支撐所述多個導電部分並使所述多個導 電部分彼此絕緣的絕緣支撐件。所述絕緣支撐件包含連通孔，每一連通孔以垂直於所述厚度方向的方向延伸通過所述多個導電部分之間的區域，且所述連通孔中的每一者的末端連接至外部。

所述連通孔中的每一者的橫截面可為圓形或矩形。

如自所述測試片的頂部檢視，所述連通孔可形成網格。

根據本發明概念的測試片包含水平延伸的連通孔以即使在較小加壓力的情況下仍促進牢固電連接，且所述測試片被簡單地製造。

1、100、200、300、400‧‧‧測試片

10、120、220‧‧‧絕緣支撐件

11‧‧‧凹槽

20、110、210、410‧‧‧導電部分

21、111‧‧‧導電粒子

40‧‧‧測試設備

41‧‧‧接觸墊片

50‧‧‧待測試設備

51‧‧‧端子

100'‧‧‧液體模製材料

121、221、421‧‧‧連通孔

130、330‧‧‧框架

140‧‧‧模具

141‧‧‧磁性材料層

142‧‧‧非磁性材料層

143‧‧‧磁性基板

圖1為習知測試片的橫截面圖。

圖2說明圖1的操作。

圖3為另一習知測試片的橫截面圖。

圖4至圖8說明根據本發明概念的實施例的製造測試片的方法。

圖9為藉由圖4至圖8中所說明的方法所製造的測試片的透視圖。

圖10至圖13說明根據本發明概念的另一實施例的製造測試片的方法。

圖14以及圖15說明根據本發明概念的另一實施例的製造測試片的方法。

圖16以及圖17說明根據本發明概念的另一實施例的製造測 試片的方法。

現將參考隨附圖式詳細地描述根據本發明概念的例示性實施例的製造測試片的方法以及測試片。

根據本發明概念的例示性實施例的測試片100安置於待測試裝置的端子與測試設備的墊片之間以將端子與墊片彼此電連接。測試片100包含導電部分110以及絕緣支撐件120。

導電部分110分別配置於對應於待測試裝置的端子的位置處，且導電部分110中的每一者以測試片100的厚度方向延伸且是藉由在彈性絕緣材料中含有多個導電粒子111而形成。

彈性絕緣材料可為耐熱交聯聚合物。耐熱交聯聚合物可自諸如液體矽酮橡膠的各種可固化聚合物形成材料獲得。

液體矽酮橡膠可為加成固化或縮合固化液體矽酮橡膠。較佳地，可使用加成固化液體矽酮橡膠。由乙烯基與Si-H鍵的反應固化加成固化液體矽酮橡膠。存在由含有乙烯基以及Si-H鍵兩者的聚矽氧烷組成的1-液體(1-組份)型加成固化液體矽酮橡膠，以及由含有乙烯基的聚矽氧烷與含有Si-H鍵的聚矽氧烷組成的2-液體(2-組份)型加成固化液體矽酮橡膠。然而，2-液體型加成固化液體矽酮橡膠可用於本發明概念中。

可使用在23℃下具有100Pa‧s至1,250Pa‧s的黏度的加成固化液體矽酮橡膠。更佳地，可使用在23℃下具有150Pa‧s至800Pa‧s的黏度的加成固化液體矽酮橡膠。更佳地，可使用在23℃下具有250Pa‧s至500Pa‧s的黏度的加成固化液體矽酮橡膠。當加 成固化液體矽酮橡膠的黏度小於100Pa‧s時，加成固化液體矽酮橡膠內的導電粒子111易於下沉且無法獲得良好的保持可靠性(conservation security)。此外，當將平行磁場施加至模製材料層時，導電粒子111未經定向以便以測試片100的厚度方向對準，且在一些狀況下可難以形成呈偶態(even state)的導電粒子111鏈。另一方面，當加成固化液體矽酮橡膠的黏度超出1250Pa‧s時，可獲得的模製材料具有高黏度，且因此在一些狀況下可難以在模具140中形成模製材料層。此外，即使在將平行磁場施加至模製材料層時，導電粒子111亦不充分移動且因此在一些狀況下可能難以定向導電粒子111使得導電粒子111以厚度方向對準。

較佳地，可藉由用高度導電金屬塗佈金屬芯粒子(在下文中被稱作磁芯粒子)來形成構成導電部分110的導電粒子111。高度導電金屬意謂在0℃下具有5 x 10⁶Ω^-1m^-1或更大的導電性的金屬。用於形成導電粒子111的磁芯粒子可具有3μm至40μm的數目平均粒徑。磁芯粒子的數目平均粒徑是藉由雷射繞射散射方法加以量測。

較佳地，當數目平均粒徑等於或大於3μm時，容易發生歸因於加壓的變形，且容易獲得電阻較低且連接可靠性較高的導電部分110。另一方面，當數目平均粒徑小於或等於40μm時，可容易地形成用於連接的精細導電部分110，且用於連接的所得導電部分110傾向於具有穩定導電性。

可用於形成磁芯粒子的材料的實例可包含鐵、鎳、鈷以及藉由用所列舉金屬塗佈銅或樹脂形成的材料。此外，磁性材料亦可用於形成磁芯粒子。用於塗佈磁芯粒子的高度導電金屬的實例包 含金、銀、銠、鉑以及鉻。較佳地，金可用作高度導電金屬，此是因為金在化學上穩定且高度導電。

絕緣支撐件120配置於並不對應於待測試裝置的端子的位置處。絕緣支撐件120與導電部分110組合且因此支撐導電部分110並使導電部分110彼此絕緣。較佳地，絕緣支撐件120可由相同於用於形成導電部分110的彈性材料的材料形成。詳言之，絕緣支撐件120可由矽橡膠形成。然而，可用於形成絕緣支撐件120的材料不限於此，且絕緣支撐件120可由不同於用於形成導電部分110的彈性材料的材料形成。

絕緣支撐件120具有以垂直於厚度方向的方向(水平地)延伸同時穿過多個導電部分110之間的空間且其末端連接至外部的連通孔121。連通孔121具有大約矩形橫截面且如自頂部檢視形成網格。連通孔121皆彼此連接，且因此即使在連通孔121中的一些被壓縮時，歸因於壓縮而被壓縮的空氣也經由連通孔121滑出，從而允許實現導電部分的可靠變形。

如下為製造測試片100的方法。

首先，如圖4中所繪示，製造框架130，框架130由能夠在受到預定溫度或更大的熱量時自固態改變至氣態的第一材料形成且具有分別形成於對應於待測試裝置的端子的位置處的孔。框架130大約為網格形狀。

接著，如圖5中所繪示，將框架130嵌入模具140中，且用藉由在液體聚合物內分佈導電粒子111所形成的液體模製材料100'填充模具140。此時，液體模製材料100'填充於模具140的空腔內以便環繞框架130。

接著，如圖6中所繪示，將磁場以模具140的厚度方向施加至模具140，使得導電粒子111在液體模製材料100'內對應於待測試裝置的端子的位置中的每一者處對準。詳言之，在一對模具140內，磁性材料層141配置於以規則間隔鄰近空腔的位置處，且非磁性材料層142形成於磁性材料層141之間。此時，磁性材料層141可配置於對應於待測試裝置的端子的位置處。磁性基板143形成於磁性材料層141的底表面以及非磁性材料層142的底表面上，且電磁體(未繪示)或其類似者可配置於磁性基板143的底表面上。在此狀況下，當驅動電磁體時，電磁體的磁場自頂部移動至底部。此時，液體矽橡膠內的導電粒子111可垂直對準於液體模製材料100'(矽橡膠)內。

接著，當固化液體模製材料100'時，完成與框架130整合的測試片100的製造。當自模具140取出經固化測試片100時，獲得如圖7中所繪示的測試片100。

此後，藉由預定溫度或更大的熱量汽化框架130，藉此自測試片100移除框架130。當自測試片100移除框架130時，連通孔121形成於已移除框架130的位置處。連通孔121的形狀對應於框架130的形狀。

框架130的第一材料可為發泡劑，其可為碳酸鈉、偶氮甲醯胺或苯磺醯肼。然而，用於形成框架130的材料不限於此，且框架130可進一步包含當將熱量施加至呈固態的第二材料時液化的第二材料。第二材料可為石蠟烴或醇脂肪酸酯。

框架130包含位於測試片100內的內部部分以及暴露於測試片100外部的暴露部分。由於內部部分連接至暴露部分，所 以呈氣態的第一材料自內部部分釋放至外部。由框架130所形成的連通孔121彼此連接，且連通孔121中的每一者的至少一部分連接至外部。框架130可製造於預定模具內，但不限於此。可根據各種方法製造框架130。

根據本發明概念的實施例的測試片100具有以下價值。

首先，當圍繞導電部分的連通孔接觸待測試裝置時，連通孔在一定程度上符合導電部分在測試片100的厚度方向上的任何變形，從而使得測試片100能夠藉由較小負載接觸待測試裝置。

另外，在測試片100中，可以高密度精細地配置導電部分110的導電粒子111。大體而言，當精細地或密集地配置導電粒子111時，鄰近導電部分110可彼此連接。然而，根據本發明概念，提供將鄰近導電部分110彼此分離的框架130以防止鄰近導電部分110之間的連接。

可如圖10至圖13中所繪示地修改測試片100。換言之，儘管將單一框架130用於圖4以及圖9之實施例中，但多個框架可配置於如圖10至圖13中所繪示的測試片200的厚度方向上。

當使用多個框架製造測試片200時，連通孔221可彼此分隔開地配置於測試片200的厚度方向上。因此，絕緣支撐件220能夠充分吸收導電部分210在測試片200的厚度方向上的變形。

可如圖14以及圖15中所繪示地修改根據上文所描述實施例的測試片300。

圖14以及圖15說明製造安置於待測試裝置的端子與測試設備的墊片之間以將端子與墊片彼此電連接的測試片300的方法。方法可包含：製造具有分別形成於對應於待測試裝置的端子的 位置處的通孔的多個框架330；將框架330嵌入至模具並用藉由在液體聚合物內分佈磁性導電粒子111所形成的液體模製材料填充模具；在模具的厚度方向上將磁場施加至模具，使得導電粒子在液體模製材料內在厚度方向上配置於對應於待測試裝置的端子的位置中的每一者處；藉由固化液體模製材料而製造與多個框架330整合的測試片300；以及藉由在測試片300的平面方向上移動多個框架330而自測試片300移除多個框架330，且因此在測試片300內形成連通孔。

在此狀況下，暴露多個框架330中的每一者的至少一部分，且多個框架330中的每一者可包含以規則間隔彼此分隔開地配置且各自以一個方向延伸的橫桿型部件。詳言之，多個框架330可大約為梳狀形狀。

多個框架330在測試片300的厚度方向上配置，使得在測試片300的厚度方向上彼此鄰近的多個框架330的橫桿型部件可以直角彼此交叉。此外，連通孔可彼此連接、連通孔中的每一者的至少一部分可暴露於外部，且多個框架330可彼此分隔開地配置於測試片300的厚度方向上。

在固化測試片300之後，自測試片300移除各自具有梳狀形狀且在模具內與測試片300整合的多個框架330。此時，可藉由在一個方向上取出來移除多個框架330。

測試片100不限於此，且可具有如圖16以及圖17中所繪示的形狀。換言之，各自滲透通過導電部分410之間的空間的多個連通孔421可形成於測試片400內。每一連通孔421具有大約圓柱形橫截面且以水平方向延伸。

雖然根據本發明概念的電子測試插座已參考其例示性實施例具體繪示以及描述，但將理解，可在不脫離以下申請專利範圍的精神以及範疇的情況下作出形式以及細節的各種改變。

100'‧‧‧液體模製材料

111‧‧‧導電粒子

130‧‧‧框架

140‧‧‧模具

141‧‧‧磁性材料層

142‧‧‧非磁性材料層

143‧‧‧磁性基板

Claims (18)

1. 一種測試片的製造方法，其製造安置於待測試裝置的端子與測試設備的墊片之間且將所述端子電連接至所述墊片的測試片，所述測試片的製造方法包括：自第一材料製造框架，當將預定溫度或更大的熱量施加至所述第一材料時所述第一材料能夠自固態改變至氣態，所述框架包括分別形成於對應於所述待測試裝置的所述端子的位置處的孔；將所述框架嵌入至模具且用藉由在液體聚合物內分佈磁性導電粒子所形成的液體模製材料填充所述模具；將磁場以所述模具的厚度方向施加至所述模具，使得所述導電粒子在所述液體模製材料內配置於對應於所述待測試裝置的所述端子的所述位置中的每一者處；藉由固化所述液體模製材料製造與所述框架整合的測試片；以及藉由將預定溫度或更大的熱量施加至所述框架來氣化所述框架而自所述測試片移除所述框架而在所述測試片內形成連通孔。
2. 如申請專利範圍第1項所述的測試片的製造方法，其中所述第一材料為發泡劑。
3. 如申請專利範圍第2項所述的測試片的製造方法，其中所述發泡劑為碳酸鈉、偶氮甲醯胺或苯磺醯肼。
4. 如申請專利範圍第1項所述的測試片的製造方法，其中所述框架進一步包含第二材料，當將熱量施加至呈固態的所述第二材料時所述第二材料改變至液體。
5. 如申請專利範圍第4項所述的測試片的製造方法，其中 所述第二材料為石蠟烴或醇脂肪酸酯。
6. 如申請專利範圍第1項所述的測試片的製造方法，其中所述框架包括位於所述測試片內的內部部分以及暴露於所述測試片外部的暴露部分，且所述內部部分連接至所述暴露部分，使得呈氣態的所述第一材料自所述內部部分釋放至所述外部。
7. 如申請專利範圍第1項所述的測試片的製造方法，其中所述連通孔彼此連接，且所述連通孔中的每一者的至少一部分連接至所述外部。
8. 如申請專利範圍第1項所述的測試片的製造方法，其中多個框架彼此分隔開地配置在所述測試片的厚度方向上。
9. 一種測試片的製造方法，其製造安置於待測試裝置的端子與測試設備的墊片之間且將所述端子電連接至所述墊片的測試片，所述測試片的製造方法包括：製造包括分別形成於對應於所述待測試裝置的所述端子的位置處的通孔的框架；將所述框架嵌入至模具且用藉由在液體聚合物內分佈磁性導電粒子所形成的液體模製材料填充所述模具；將磁場以所述模具的厚度方向施加至所述模具，使得所述導電粒子在所述液體模製材料內以所述厚度方向配置於對應於所述待測試裝置的所述端子的所述位置中的每一者處；藉由固化所述液體模製材料製造與所述框架整合的測試片；以及藉由以所述測試片的平面方向移動所述框架來自所述測試片移除所述框架而在所述測試片內形成連通孔。
10. 如申請專利範圍第9項所述的測試片的製造方法，其中所述框架的至少一部分暴露於所述測試片外部。
11. 如申請專利範圍第9項所述的測試片的製造方法，其中所述框架包括以規則間隔彼此分隔開地配置且各自以一個方向延伸的橫桿型部件。
12. 如申請專利範圍第11項所述的測試片的製造方法，其中多個框架配置於所述測試片的厚度方向上，使得在所述測試片的厚度方向上彼此鄰近的所述框架的橫桿型部件以直角彼此交叉。
13. 如申請專利範圍第9項所述的測試片的製造方法，其中所述連通孔彼此連接，且所述連通孔中的每一者的至少一部分連接至所述外部。
14. 如申請專利範圍第9項所述的測試片的製造方法，其中多個所述框架彼此分隔開地配置於所述測試片的厚度方向上。
15. 一種測試片，其是使用如申請專利範圍第1至14項中任一項所述的測試片的製造方法製造。
16. 一種測試片，其安置於待測試裝置的端子與測試設備的墊片之間且將所述端子電連接至所述墊片，所述測試片包括：多個導電部分，其分別配置於對應於所述待測試裝置的所述端子的位置處，所述導電部分中的每一者以所述測試片的厚度方向延伸且是藉由在彈性絕緣材料中含有多個導電粒子而形成；以及絕緣支撐件，其分別支撐所述多個導電部分且使所述多個導電部分彼此絕緣， 其中所述絕緣支撐件包括連通孔，每一連通孔以垂直於所述厚度方向的方向延伸通過所述多個導電部分之間的區域，且所述連通孔中的每一者的末端連接至外部。
17. 如申請專利範圍第16項所述的測試片，其中所述連通孔中的每一者的橫截面為圓形或矩形。
18. 如申請專利範圍第16項所述的測試片，其中如自所述測試片的頂部檢視，所述連通孔形成網格。