TWI578001B - 半導體元件對準插座單元以及含其之半導體元件測試裝置 - Google Patents

半導體元件對準插座單元以及含其之半導體元件測試裝置 Download PDF

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Description

半導體元件對準插座單元以及含其之半導體元件測試裝置 【相關專利申請案的交叉參考】
本申請案主張2013年12月24日在韓國智慧產權局申請的韓國專利申請案第10-2013-0162898號的權益，所述申請案的揭露內容以引用的方式全部併入本文中。
本發明是關於對記憶體半導體元件或非記憶體半導體元件執行的導電性測試，且更特定言之，是關於一種用於在對包含相對許多個球形端子的半導體元件執行導電性測試時穩定地對準探針接腳的半導體元件對準插座單元以及一種包含所述半導體元件對準插座單元的半導體元件測試裝置。
一般而言，在製造製程期間經由測試來確定諸如積體電路(integrated circuit；IC)的半導體元件的電特性是否異常。藉 由使用安置於半導體元件的測試接觸點(例如，凸塊)與包含印刷電路板(printed circuit board；PCB)的測試板的接觸點(例如，襯墊)之間的探針接腳來測試半導體元件的電特性。
又，在半導體元件被插入至測試目標載體中的狀態下測試半導體元件的電特性。在習知技術中，當安裝於測試目標載體中的半導體元件的球形端子與支撐於插座總成上的探針接腳彼此電接觸時，測試半導體元件。在此狀況下，由於各自具有極小尺寸的球形端子及探針接腳是以窄間距來配置的，因此在測試期間需要極高精確度的對準。當測試目標載體的對準孔與插座導引件的對準接腳彼此對準時，球形端子與探針接腳得以彼此對準。
由於測試目標載體在測試期間必須反覆地耦接至插座導引件及與插座導引件分離，因此對準接腳與對準孔之間的間隙歸因於反覆的耦接及分離而增大，藉此引起諸如球形端子與探針接腳之間的偏移或失配的問題。
在此狀況下，當對數千個或更多的半導體元件執行導電性測試時，通常昂貴的半導體元件可歸因於半導體元件與探針接腳之間的衝突而受損，且當受損的半導體元件的球形端子仍在設備中時，必須在導電性測試停止的狀態下進行替換或修復。
本發明提供一種藉由使探針接腳與半導體元件的球形端子準確地對準來增加接觸精確度的半導體元件對準插座單元以及一種包含半導體元件對準插座單元的半導體元件測試裝置。
根據本發明的態樣，提供一種半導體元件對準插座單 元，其包含：具有開口的插入體，所封裝的半導體元件被收納於開口中以便進行測試；導引薄片，其提供於插入體的底表面上，且允許提供於半導體元件上的球形端子與插入位置對準；基座單元，其上安裝有插入體的底表面的，且其包含經安置成面向球形端子的多個探針接腳；以及導引襯墊，其緊密地附接至導引薄片的底表面的導引襯墊，具有多個探針接腳的上端插入至的導孔且始終將多個探針接腳導引至正常位置。
半導體元件的球形端子的數目可為至少約500至約2000。
導引薄片可包含：導電襯墊，其經形成以使得導電粒子被包含於矽橡膠中；第一導引薄片，其經安置成緊密地附接至導電襯墊的頂表面，且具有經形成以對應於球形端子的第一導孔；以及第二導引薄片，其經安置成緊密地附接至導電襯墊的底表面，且具有多個探針接腳的末端部分部分地插入至的第二導孔。
導電襯墊可由選自由以下各者組成的群組的任何一者形成：聚醯亞胺薄膜、FR4、FR5及XPC。
導引襯墊可具有的厚度大於導引薄片的厚度。
導引襯墊可由具有電絕緣的絕緣材料形成。
導引襯墊可由可撓性印刷電路板(flexible printed circuit board；FPCB)形成。
插入體可包含自插入體的底表面朝基座單元的底表面突出的突起，基座單元可具有經形成以對應於突起的插入孔，且可維持突起被插入至插入孔中的狀態。
基座單元可包含導引部件，所述導引部件安置於基座單 元的左側面及右側面上以面向彼此、接觸插入體的外部且維持插入體處於正常位置的狀態。
導引部件可由選自由以下各者組成的群組的任何一者形成：橡膠、矽及塑膠。
插入體可包含插入凹槽，所述插入凹槽經形成以對應於導引部件，且導引部件插入於其內。
根據本發明的另一態樣，提供一種半導體元件測試裝置，包含：對準插座單元，所述對準插座單元包含：具有開口的插入體，半導體元件被收納於開口中；導引薄片，其提供於插入體中，且允許提供於半導體元件上的球形端子與插入位置對準；基座單元，其上安裝有插入體的底表面的，且其包含經安置成面向球形端子的多個探針接腳；以及導引襯墊，其緊密地附接至導引薄片的底表面，且在多個探針接腳的上端被部分地插入且對半導體元件執行測試時始終將多個探針接腳導引至正常位置；加載單元，其上提供有多個半導體元件對準插座單元；推動器，其經提供以面向半導體元件對準插座單元的上部分，且對移動至半導體元件對準插座單元的上部分的多個半導體元件加壓而至多個插入體的內部中；以及控制器，其在對由推動器在預定壓力下加壓的多個半導體元件執行導電性測試時控制多個半導體元件是否異常操作。
1‧‧‧半導體元件對準插座單元
1a‧‧‧半導體元件測試裝置
2‧‧‧加載單元
3‧‧‧推動器
4‧‧‧控制器
10‧‧‧半導體元件
12‧‧‧球形端子
100‧‧‧插入體
104‧‧‧插入凹槽
110‧‧‧開口
120‧‧‧傾斜表面
130‧‧‧突起
200‧‧‧導引薄片
210‧‧‧導電襯墊
211‧‧‧導電單元
212‧‧‧絕緣單元
220‧‧‧第一導引薄片
222‧‧‧第一導孔
230‧‧‧第二導引薄片
232‧‧‧第二導孔
300‧‧‧基座單元
301‧‧‧插入孔
302‧‧‧探針接腳
310‧‧‧導引部件
320‧‧‧第一基座單元
330‧‧‧第二基座單元
400‧‧‧導引襯墊
410‧‧‧導孔
本發明的上述及其他特徵及優點將藉由參考所附圖式詳細地描述其例示性實施例而變得更加顯而易見。
圖1是根據例示性實施例的半導體元件對準插座單元的分解透視圖。
圖2是根據例示性實施例的半導體元件對準插座單元的平面圖。
圖3是根據例示性實施例的半導體元件對準插座單元的部分分解透視圖。
圖4是說明根據例示性實施例的半導體元件測試裝置的正視圖。
圖5及圖6是說明根據例示性實施例的使用半導體元件對準插座單元的狀態的橫截面圖。
現將參考附圖更全面地描述本發明，其中繪示本發明的例示性實施例。
根據例示性實施例的半導體元件對準插座單元1包含：具有開口110的插入體100，所封裝的半導體元件10被收納於開口中以便進行測試；導引薄片200，其提供於插入體100的底表面上，且允許半導體元件10的球形端子12與插入位置對準；基座單元300，其上安裝有插入體100的底表面，且其包含經安置成面向球形端子12的多個探針接腳302；以及導引襯墊400，其緊密地附接至導引薄片200的底表面，允許探針接腳302的上端部分地插入至其中，且始終將探針接腳302導引至正常位置。
本例示性實施例的半導體元件對準插座單元1用以對包含相對許多個球形端子12(例如，約500至約2000個球形端子)、 被封裝且被用於中央處理單元(central processing unit；CPU)的半導體元件10執行導電性測試。舉例而言，半導體元件對準插座單元1用以對具有相對大尺寸且被用於提供於PC中的CPU的半導體元件10執行導電性測試。
在本例示性實施例的插入體100中，開口110朝上打開以使得半導體元件10穩定地插入至開口110中。插入體100包含在開口110中向下傾斜的傾斜表面120。傾斜表面120經形成以便使半導體元件10穩定地插入至開口110中。
插入體100經形成以對應於導引部件310且包含導引部件310插入於其內的插入凹槽104。下文將在描述基座單元300時詳細解釋導引部件310及插入凹槽104。
現將解釋根據例示性實施例的導引薄片200。
導引薄片200包含安置於插入體100下面的導電襯墊210以及第一導引薄片220與第二導引薄片230。
導電襯墊210包含導電單元211及絕緣單元212。在此狀況下，導電單元211經形成以使得多個導電粒子在厚度方向上配置於絕緣彈性材料中，且當導電單元211接觸球形端子12並電連接至探針接腳302時，可檢查提供於半導體元件10上的多個球形端子12的導電狀態。
在此狀況下，導電單元211的導電粒子經安置成對應於第一導孔222及第二導孔232。詳言之，由於導電單元211經安置成對應於第一導孔222及第二導孔232，因此當半導體元件10的球形端子12在預定壓力下對導電單元211加壓時，球形端子12經由導電單元211而電連接至探針接腳302。
雖然導電單元211的絕緣彈性材料可為矽橡膠，但本例示性實施例不限於此且絕緣彈性材料可為具有高彈性的任何橡膠。
安置於多個導電單元211周圍的絕緣單元212一體式地耦接至導電單元211且支撐導電單元211並使其絕緣。歸因於絕緣單元212，電流僅在厚度方向上流動。雖然絕緣單元212可由與導電單元211的絕緣彈性材料相同的絕緣彈性材料形成，但本例示性實施例不限於此且絕緣單元212可由選自由以下各者組成的群組的任何一者形成：聚醯亞胺薄膜、FR4、FR5及XPC。
第一導引薄片220經安置成緊密地附接至導電襯墊210的頂表面且第一導孔222經形成以對應於球形端子12。
第一導孔222可形成於第一導引薄片220的任何部分中。在本例示性實施例中，第一導孔222是全部形成於中心部分處，但為方便起見，經示出為僅部分地形成於中心部分處。
舉例而言，第一導孔222經配置以使得一個第一導孔的中心與鄰近的第一導孔的中心之間的間隔是約0.4mm。當1000個或1000個以上的球形端子12同時穿過第一導孔222及第二導孔232且經安置成對應於球形端子12的探針接腳302被對準時，對半導體元件10執行導電性測試。
第二導引薄片230經安置成緊密地附接至導電襯墊210的底表面且具有探針接腳302的末端部分部分地插入至的第二導孔232。不同於第一導孔222，第二導孔232經形成以對準多個探針接腳302，且維持探針接腳302的上端被部分地插入至第二導孔232中的狀態。
第一導孔222及第二導孔232形成於相同位置處。在本例示性實施例中，提供導引襯墊400以便更準確地對準探針接腳302。
由於導引襯墊400具有的厚度大於導引薄片200的厚度，因此維持探針接腳302的上端被更穩定地插入至第二導孔232中的狀態。導引襯墊400可由可撓性印刷電路板(flexible printed circuit board；FPCB)形成。由於FPCB具有高電絕緣、高抗熱性、高抗彎曲性及高耐化學性，因此甚至當預定外力被施加至導引薄片200時(歸因於半導體元件10)，仍維持探針接腳32的上端被穩定地支撐且耦接而彼此不分離的狀態。
探針接腳302的上端的部分被插入至導引襯墊400的導孔410中。舉例而言，假定球形端子12的數目等於或大於1000，當半導體元件10由推動器朝探針接腳302臨時移動時，由於探針接腳302的上端由導孔410對準而未發生位錯且球形端子12經由分佈於導電襯墊210中的導電粒子而電連接至探針接腳302，因此執行導電測試。為了參考，探針接腳302已為人所熟知，且因此將不給出其詳細解釋。
現將解釋根據例示性實施例的基座單元300。
參考圖1或圖3，因為插入孔301經形成以對應於自插入體100的底表面突出的突起130，所以基座單元300首先耦接至插入體100，且隨後歸因於導引部件310而接觸插入體100的外部，且因此維持插入體100處於正常位置處的狀態。
導引部件310由選自由以下各者組成的群組的任何一者形成：橡膠、矽及塑膠。在本例示性實施例中，導引部件310安 置於基座單元的左側面及右側面上以面向彼此且插入至插入凹槽104中。插入凹槽104經形成以具有對應於導引部件310的形狀的形狀。當插入體100耦接至基座單元300的內部時，容易將導引部件310插入至插入凹槽104中。
雖然導引部件310的末端部分突出至基座單元300的外部以具有球面形狀，但導引部件310可以其他方式與插入凹槽104嚙合。
基座單元300包含探針接腳302的下端耦接至的第一基座單元320及緊密地附接至第一基座單元320的上部分的第二基座單元330，且第一基座單元320及第二基座單元330穩定地支撐探針接腳302的下部分。
現將參考圖式來解釋根據例示性實施例的半導體元件測試裝置1a。為了參考，半導體元件對準插座單元1與圖1中的半導體元件對準插座單元相同。
根據例示性實施例的半導體元件測試裝置1a是用於藉由使用半導體元件對準插座單元1來對半導體元件10執行測試的裝置。半導體元件測試裝置1a包含：半導體元件對準插座單元1，所述半導體元件對準插座單元包含：具有開口110的插入體100，半導體元件10被收納於開口中；導引薄片200，其提供於插入體100內部，且允許提供於半導體元件10上的球形端子12與插入位置對準；基座單元300，其上安裝有插入體100的底表面，且包含經安置成面向球形端子12的多個探針接腳302；以及導引襯墊400，其緊密地附接至導引薄片200的底表面，其具有在探針接腳302的上端被部分地插入至第二導孔232中且對半導體元件10執 行測試時始終將探針接腳302導引至正常位置的導孔410；加載單元2，其上提供有多個半導體元件對準插座單元1；推動器3，其經提供以面向半導體元件對準插座單元1的上部分，且對移動至半導體元件對準插座單元1的上部分的多個半導體元件10加壓而至多個插入體100的內部中；以及控制器4，其在對由推動器3在預定壓力下加壓的多個半導體元件10執行導電性測試時控制多個半導體元件10是否異常操作。
上文已描述半導體元件對準插座單元1，且因此現將給出其詳細解釋。約30至約50個對準插座單元1被提供於加載單元2上，且因此可一次對多個半導體元件10執行導電性測試。在此狀況下，由於操作者可更方便且快速地對多個半導體元件10執行導電性測試，因此可改良操作效率且可在更短時間中確定多個半導體元件是否異常操作。
推動器3各自包含液壓缸及活塞且經提供以同時在預定壓力下對半導體元件10加壓而至插入體100的內部中。由於推動器3在氣壓下對半導體元件10加壓，所以操作者可易於設定並使用任意壓力。
控制器4確定經由插入至多個對準插座單元1中的多個半導體元件10所輸入的導電狀態是否穩定，偵測來自特定半導體元件對準插座單元1的當前信號輸入，分揀異常操作的半導體元件，以及僅選擇性地控制正常操作的半導體元件。
現將參看圖式來解釋如上文根據例示性實施例所描述而建構的半導體元件對準插座單元1的使用。
參考圖1或圖5及圖6，半導體元件10由推動器3移動 至插入體100的開口110，且1000個或大於1000個的球形端子12被準確地插入至形成於第一導引薄片220中的第一導孔222中。
當將電信號輸入至半導體元件10時，所述電信號同時被施加至多個球形端子12，向下壓力由推動器3施加至插入體100，導電襯墊210的導電單元211對球形端子12加壓，所述電信號被施加至經安置成分別對應於球形端子12的探針接腳302，且因此對半導體元件10執行導電性測試。
舉例而言，可以預定時間間隔連續反覆地將數百個半導體元件10插入至一個半導體元件對準插座單元1的插入體100中。在此狀況下，僅當球形端子12與探針接腳302彼此準確地對準時，在對半導體元件10執行導電性測試時才不出現錯誤。
根據本例示性實施例，球形端子12歸因於第一導孔222而被穩定地對準，且多個探針接腳302的上端歸因於第二導孔232及導孔410而準確地安置於球形端子12下面。
因此，由於探針接腳302的上端與球形端子12穩定地對準，因此可維持探針接腳302始終與正常位置對準而無關於球形端子12的垂直移動的狀態，且因此可執行精確導電性測試。
根據本發明概念的半導體元件對準插座單元可藉由對多個半導體元件執行穩定的導電性測試來改良操作效率且可易於對包含相對許多個球形端子的半導體元件執行導電性測試。
根據本發明概念的半導體元件對準插座單元可在僅多個半導體元件被轉移且半導體元件對準插座單元位於加載元件上的狀態下操作，藉此顯著改良操作效率。
根據本發明概念的半導體元件可對準插座單元在探針接 腳的上端得以穩定地對準且因此探針接腳與多個球形端子準確地對準的狀態下對半導體元件執行導電性測試。
雖然已參考本發明的例示性實施例來特定地示出及描述本發明，但一般熟習此項技術者將理解，在不背離如由以下申請專利範圍所界定的本發明的精神及範疇的情況下，可藉由添加、變更、移除構件而進行形式及細節的各種改變。
1‧‧‧半導體元件對準插座單元
10‧‧‧半導體元件
12‧‧‧球形端子
100‧‧‧插入體
104‧‧‧插入凹槽
110‧‧‧開口
120‧‧‧傾斜表面
130‧‧‧突起
200‧‧‧導引薄片
210‧‧‧導電襯墊
220‧‧‧第一導引薄片
222‧‧‧第一導孔
230‧‧‧第二導引薄片
232‧‧‧第二導孔
300‧‧‧基座單元
301‧‧‧插入孔
302‧‧‧探針接腳
310‧‧‧導引部件
320‧‧‧第一基座單元
330‧‧‧第二基座單元
400‧‧‧導引襯墊
410‧‧‧導孔

Claims (12)

  1. 一種半導體元件對準插座單元，包括：具有開口的插入體，所封裝的半導體元件被收納於所述開口中以便進行測試；導引薄片，其提供於所述插入體的底表面上，且允許提供於所述半導體元件上的球形端子與插入位置對準；基座單元，其上安裝有所述插入體的所述底表面，且其包括經安置成面向所述球形端子的多個探針接腳；以及導引襯墊，其緊密地附接至所述導引薄片的底表面，具有所述多個探針接腳的上端插入至的導孔且始終將所述多個探針接腳導引至正常位置。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的半導體元件對準插座單元，其中所述半導體元件的所述球形端子的數目為至少約500至約2000。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的半導體元件對準插座單元，其中所述導引薄片包括：導電襯墊，其經形成以使得導電粒子被包含於矽橡膠中；第一導引薄片，其經安置成緊密地附接至所述導電襯墊的頂表面，且具有經形成以對應於所述球形端子的第一導孔；以及第二導引薄片，其經安置成緊密地附接至所述導電襯墊的底表面，且具有所述多個探針接腳的末端部分部分地插入至的第二導孔。
  4. 如申請專利範圍第3項所述的半導體元件對準插座單元，其中所述導電襯墊由選自由以下各者組成的群組的任一者形成： 聚醯亞胺薄膜、FR4、FR5及XPC。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的半導體元件對準插座單元，其中所述導引襯墊具有的厚度大於所述導引薄片的厚度。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的半導體元件對準插座單元，其中所述導引襯墊由具有電絕緣的絕緣材料形成。
  7. 如申請專利範圍第1項所述的半導體元件對準插座單元，其中所述導引襯墊由可撓性印刷電路板形成。
  8. 如申請專利範圍第1項所述的半導體元件對準插座單元，其中所述插入體包括自所述插入體的所述底表面朝所述基座單元的頂表面突出的突起，所述基座單元具有經形成以對應於所述突起的插入孔，且維持所述突起被插入至所述插入孔中的狀態。
  9. 如申請專利範圍第1項所述的半導體元件對準插座單元，其中所述基座單元包括導引部件，所述導引部件安置於所述基座單元的左側面及右側面上以面向彼此、接觸所述插入體的外部且維持所述插入體處於正常位置的狀態。
  10. 如申請專利範圍第9項所述的半導體元件對準插座單元，其中所述導引部件由選自由以下各者組成的群組的任一者形成：橡膠、矽及塑膠。
  11. 如申請專利範圍第9項所述的半導體元件對準插座單元，其中所述插入體包括插入凹槽，所述插入凹槽經形成以對應於所述導引部件且所述導引部件插入至其內。
  12. 一種半導體元件測試裝置，包括：對準插座單元，其包括：具有開口的插入體，半導體元件被收納於所述開口中；導引薄片，其提供於所述插入體中，且允許 提供於所述半導體元件上的球形端子與插入位置對準；基座單元，其上安裝有所述插入體的底表面，其包括經安置成面向所述球形端子的多個探針接腳；以及導引襯墊，其緊密地附接至所述導引薄片的底表面，且在所述多個探針接腳的上端被部分地插入且對所述半導體元件執行測試時始終將所述多個探針接腳導引至正常位置；加載單元，其上提供有多個所述半導體元件對準插座單元；推動器，其經提供以面向所述半導體元件對準插座單元的上部分，且對移動至所述半導體元件對準插座單元的所述上部分的多個所述半導體元件加壓而至多個所述插入體的內部中；以及控制器，其在對由所述推動器在預定壓力下加壓的所述多個半導體元件執行導電性測試時控制所述多個半導體元件是否異常操作。
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