TWI645626B - 含鉤狀接腳觸點邊緣的測試用插座 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種測試用插座，可在進行一次積體電路測試時適用於測試各種不同的積體電路(IC)焊墊尺寸。該測試用插座包含：一個模塑插座，該模塑插座含有一個內部空間與配置在該模塑插座表面之複數個直通孔；與複數個接觸元件，配置於該模塑插座之該內部空間中，且每個接觸元件都有一個接腳觸點邊緣與一個接腳末端；其中每個接腳觸點邊緣可經由該模塑插座之該些直通孔而延伸；其中每個接腳觸點邊緣能提供一個線性區域而接觸該DUT的導線；其中每個接腳觸點邊緣能提供一個較大的接觸面積，該接觸面積可適用於各類DUT的導線尺寸。

Description

含鉤狀接腳觸點邊緣的測試用插座

本發明係相關於一種測試用插座。該測試用插座尤其能適用於測試不同積體電路(IC)的焊墊尺寸，其中一個鉤狀接腳觸點邊緣能提供一較大面積給各類之積體電路焊墊尺寸。

半導體自動測試設備(ATE)已廣泛應用於製造產業而測試各類型的半導體元件。部分例子就是各種積體電路(IC)元件、印刷電路板(PCB)等。待測件(DUT)通常是指用於需測試之任何元件的專用術語。該DUT通常要插入一個測試用插座內，而該測試用插座要連接該半導體測試的ATE。目前市面上已有各類型的測試用插座，例如Kelvin測試用插座、多嵌套型插座等。由於各種半導體元件不斷縮小尺寸以改善其性能，故製造與測試這些元件已越發困難。

一種裝有多個Kelvin接觸點的測試用插座能進行四點測量。目前多種含有多個Kelvin接觸點的測試用插座都具有多個端點，該些端點能改變角度到斜切自一條電導線的一側，以便能測試積體電路上一個較小的焊墊區域。然而，該些Kelvin接觸點都只有一個較小的接觸面積，使該DUT會 影響到電導性。事實上，該些Kelvin接觸點的多個端點能改變角度至一側，而且也會減弱該些測試用插座的連續使用。

圖1為一種接觸元件102之一個傳統接觸端點101的典型圖示，可提供給一個測試用插座100使用。一條電導線可用於形成該些接觸元件102，而該電導線的接觸端點101可斜切至一個對稱的傾斜邊。該接觸端點101可提供用於積體電路上較小焊墊面積的測試。然而，含有該對稱傾斜邊的該接觸端點101對磨損更為敏感。如此一來，該接觸端點101就必需時常削尖，以便能保持接觸該積體電路上較小的焊墊面積。此外，該些接觸元件102的該接觸端點101亦有一個偏小的接觸面積。而且，用於形成該些接觸元件102的該電導線是由多種不同材質、寬度、或厚度所製作，會增加該些接觸元件的整體彈力或硬度。

已公布為專利編號US 6,293,814之美國專利文件顯示含有多個Kelvin接觸點之一種測試用插座200的剖視圖(圖2)。該測試用插座200包含一對金屬電極，該些金屬電極含有一個水平的接觸邊緣端201，可嵌入一個非導電基座202之內。每一對金屬電極都包含一個第一金屬電極203與一個第二金屬電極204。該第一金屬電極203與該第二金屬電極204均可嵌入該基座內。該對金屬電極可彼此成鏡像排列於該非導電基座202內。該第一金屬電極203可接觸一個積體電路(IC)元件205的導線。每一個電極彼此之間呈電性絕緣。進行該積體電路元件205的測試時，當該積體電路元件205放入該測試用插座後，必需略施壓力擠壓該第一金屬電極203向下，以便能有效接觸該第二金屬電極204。

已公布為專利編號US 7,256,598之美國專利文 件揭露另一款測試用插座300的一種混合式非摩擦電性測試接觸元件301(圖3)。該些接觸元件301可接觸一個積體電路待測件的導線，而不會磨損該導線的電鍍層。該些接觸元件301含有多條迴圈，能在一次震動與非滑動動作中使該些接觸元件301的端點不僅能向下而且也能向側面移動。

本發明的一項特點是提供一種測試用插座，能在進行一次積體電路測試時適用於測試不同積體電路(IC)的焊墊尺寸。該測試用插座包含：一個模塑插座，含有一個內部空間以及配置在該模塑插座表面之複數個直通孔；與複數個接觸元件，配置於該模塑插座的該內部空間內，其中每一個接觸元件都含有一個接腳觸點邊緣與一個接腳末端；其中每一個接腳觸點邊緣可經由該模塑插座的該些直通孔而延伸；其中每一個接腳觸點邊緣提供一個線性表面區域，可接觸該DUT的導線；且其中每一個接腳觸點邊緣會提供一個較大的接觸面積，能適用於各類DUT的導線尺寸。

另一實施例中，該些接觸元件是依成對之多條連續列而對齊，其中每一對都定位成能夠接觸一個對應的DUT導線。此外，該些接觸元件的每一對均呈現鏡像配置。

另一實施例中，該接腳觸點邊緣類似於一個尖銳的箭頭，其角度至少為45，且對角線朝上。

又一實施例中，該些接觸元件可根據各類需要而客製化製作，例如加寬該些接觸元件的直徑、不同之接腳觸點邊緣形狀。

本發明的另一特點是該測試用插座進一步包含一 個浮置嵌套，該浮置嵌套是由該模塑插座表面上的複數個彈簧所支撐。該浮置嵌套在進行測試時可支撐該DUT。該浮置嵌套進一步在其表面上包含若干個平衡接腳。

本發明的又一特點是該測試用插座進一步包含一個插座蓋，該插座蓋具備一個位在該插座蓋中央的開口。該插座蓋進一步包含複數個滾珠軸承，且該些滾珠軸承可部份嵌入該開口的一側。

400‧‧‧測試用插座

401‧‧‧接觸元件

402‧‧‧接腳觸點邊緣

403‧‧‧彈簧

404‧‧‧浮置嵌套

405‧‧‧模塑插座

406‧‧‧接腳槽

407‧‧‧接腳基座

408‧‧‧非導電基座

409‧‧‧接腳末端

410‧‧‧待測件

411‧‧‧導線

412‧‧‧凸齒

413‧‧‧直通孔

414‧‧‧限位裝置

415‧‧‧氣孔

416‧‧‧平衡接腳

417‧‧‧滾珠軸承

418‧‧‧插座蓋

419‧‧‧開口

602‧‧‧外部

603‧‧‧內部

圖1為適用於測試用插座之已知接觸元件的傳統接觸端點；圖2為含有Kelvin接觸點之已知測試用插座的剖視圖；圖3為另一款測試用插座之已知混合式非摩擦電性測試接觸元件；圖4A為一種測試用插座的剖視圖，其中測試用插座裝有本發明之一項實施例中的複數個接觸元件；圖4B為一種測試用插座的剖視圖，其中測試用插座包含一個放置在適當位置之待測件(DUT)；圖4C為該測試用插座的一部分；圖5為本發明之另一項實施例中該浮置嵌套的線條圖；圖6A至6E為提供給該測試用插座之各類型接觸元件設計的範例。

以下提供若干特定與替代實施例的說明以了解本發明之創作特性。然而，本領域之專業人士應明瞭，即便沒有說明該些特定細節，也能實現本發明。部份細節可能並沒有詳細說明，但並不會使本發明難以理解。為了方便參考起見，當參照該些圖面所共有之相同或類似特性時，該些圖面上會採用共通的參考編號。

圖4A顯示一個測試用插座400的剖視圖，其中該測試用插座400含有如本發明之一項實施例的複數個接觸元件401。該測試用插座400能適用於測試不同積體電路(IC)的焊墊尺寸。該測試用插座400包含：一個插座蓋418；該複數個接觸元件401；複數條彈簧403；一個浮置嵌套404；一個模塑插座405；一個接腳槽406；一個接腳基座407；一個非導電基座408；與若干個氣孔415。

該插座蓋418具有一個位在該插座蓋418中央的開口419。將位於中央之該開口419用於該浮置嵌套404時，該插座蓋418就能蓋在該模塑插座405之上。該插座蓋418進一步含有若干個滾珠軸承417，可部份嵌入該開口419的一側內，而該些滾珠軸承417有一部分會曝露於該浮置嵌套404的一側。

該模塑插座405含有一個內部空間與配置於該模塑插座405表面的複數個直通孔413。該些接觸元件401配置於該模塑插座405之內部空間中。

該浮置嵌套404的表面進一步含有若干個平衡接腳416。該浮置嵌套404安裝於該插座蓋418之該開口419內、並位於該模塑插座405上方、而且在該複數條彈簧403 之間。該接腳基座407夾在該接腳槽406與該非導電基座408之間。

該些接觸元件401的每一件都具有一個接腳末端409，該接腳末端409可嵌入該接腳槽406、該接腳基座407、與該非導電基座408之內。該些接觸元件401是依成對之多條連續列而對齊。每一列都有兩對接觸元件401，而該些接觸元件401彼此成鏡像配置。

每一個接觸元件401都有一個類似於「鉤狀」設計的接腳觸點邊緣402，該設計能滿足各種不同的積體電路(IC)焊墊尺寸。其中的例子包含腳距0.5mm的積體電路。該接腳觸點邊緣402可通過該模塑插座405的該些直通孔413而延伸。該接腳觸點邊緣402類似於一個尖銳的箭頭，其角度至少為45，且對角線朝上。每一對接觸元件401中的該些接觸元件401也呈現鏡像配置。當該對接觸元件401排列在一起時，該對接觸元件401類似於一種夾持裝置，通常能使數個物體夾緊或固定在一起。該接腳觸點邊緣402會提供一種線性表面，能接觸一個待測件(DUT)的導線。該DUT亦稱為一個待測件，一般指用於接受測試之製造產品。

該接腳觸點邊緣402的「鉤狀」設計可對照圖1所示該些接觸元件102的該接觸端點101，且具有一個較大的接觸面積。該較大之接觸面積能使穩定電流將更多電荷從該接腳觸點邊緣402傳遞至該DUT，因而能改善傳導性。此外，該接腳觸點邊緣402較大的接觸面積能有較長的抗腐蝕磨損力。

此外，圖4A所示之兩對接觸元件401能保持接觸該DUT之每一條導線。然而，圖2之該測試用插座200 的每一對該些金屬電極中，只有該第一金屬電極203會保持接觸該積體電路元件205。由於有兩對接觸元件401會接觸該DUT，故能夠改善積體電路測試時的傳導性，該種狀況可對照圖2之該測試用插座200。

該接腳觸點邊緣402的「鉤狀」設計與該些接觸元件401是利用線切割放電加工(EDM)、蝕刻、雷射切割等而自一條電導線上所切斷。利用該線切割放電加工法可預期能切斷該些接觸元件401。線切割放電加工是利用金屬電導線來切出該些接觸元件401的期望形狀。

該些接觸元件401的中間部份類似於圖3所示之該美國專利申請案第7,256,958號並具有多條迴圈，能在進行一次震動與非滑動動作時，使該些接觸元件401之該接腳觸點邊緣402朝向下方或側面彈開。

該些接觸元件401可根據各類需要而客製化製作。這些需求包含但不限於該些接觸元件401直徑的加寬、一對該些接觸元件401之間接腳觸點邊緣402的差異化高度、與該些接觸元件401增加或減少的彈力。

此外，該複數個接觸元件401朝向該接腳觸點邊緣402時會變細。該模塑插座405下方會形成一個凸齒412，能限制該些接觸元件401延伸至該測試用插座400之上。當該些接觸元件401未受壓時，該凸齒412可作為一個阻擋物，能限制該些接觸元件401的移動。該模塑插座405是以下列方式所塑造：該方式能限定該些接觸元件401延伸並超過該模塑插座405至一個特定高度值。當該些接觸元件401由該些頂點受壓時，就會增加每個接觸元件401與該模塑插座405之間的空間，因而使該些接觸元件401的移動較為容易。

圖1之該些接觸元件102為垂直豎立而朝向該接觸端點101。製造容限甚小與/或高精密度之該測試用插座100、以便使該些接觸元件穩定在適當位置時，需要相當高的成本。相較而言，該模塑插座405下方的該凸齒412與該些接觸元件401的變細部分能降低製造該測試用插座400的整體成本。此外，該變細部分能使殘留物(例如，來自於該DUT導線上的電鍍脫落物)不會陷在該對接觸元件401之間。

在本發明的一個實施例中，該滾珠軸承417能不受拘束地繞著該插座蓋418之該開口419側而轉動。進行積體電路測試時，該滾珠軸承417能藉由降低該DUT與該插座蓋418之間的摩擦而預防環繞該插座蓋418的磨損與撕裂。

在本發明的另一個實施例中，進行自動、人工、或高速積體電路測試時，該浮置嵌套404會類似於一種噴射蓋。該浮置嵌套404能使該些接觸元件401與該DUT之導線依照該接腳觸點邊緣402而對齊，亦能在完成該積體電路測試時將該DUT推出。將該些接觸元件401與該DUT對齊能提供更精確的接觸並節省測試積體電路的時間。進行該積體電路測試時，該浮置嵌套404也能使該DUT不會卡住該對接腳觸點邊緣402或損傷該DUT。

此外，進行該積體電路測試時，位於該浮置嵌套404表面上的該些平衡接腳416可支撐該DUT。該些平衡接腳416能在該浮置嵌套404與該DUT基座之間保持一個間隔或高度。該間隔能適用於任何殘留物，例如會落在該浮置嵌套404之基座內的模具溢料、灰塵等。該間隔亦能保持該 DUT的水平。

當該DUT置放在該浮置嵌套404上或從該浮置嵌套404上取出時，該複數條彈簧403能支撐該模塑插座405上方的該浮置嵌套404，以協助該浮置嵌套404移動。

在本發明的另一實施例中，配置於該模塑插座405表面的該些直通孔413能使該複數個接觸元件401密切對齊，且防止至少該些接觸元件401的每一對之間的接觸與該些接觸元件401的短路。

此外，倘若該些接觸元件401過度受壓時，該接腳觸點邊緣402會擠壓該模塑插座405的該些直通孔413並造成該模塑插座405的磨損或崩裂。如此會在該模塑插座405上造成一個痕跡，顯示該些接觸元件401受到過度擠壓。因過度受壓所造成的問題可能包含：該些接觸元件401內部出現破裂；該些接觸元件401的變形而造成良率偏低；以及降低該些接觸元件401的彈力。該些接觸元件401的彈力下降會阻礙該些接觸元件401的整體移動，而且無法將該接腳觸點邊緣402從該模塑插座405內推出。因此，進行積體電路測試時，該接腳觸點邊緣402可能無法和該DUT形成電性接觸而造成開路。當發生過度受壓時，每一件接觸元件401的頂端會取決於所要求之設計而使輪廓含有尖銳邊緣、或任何能造成標記或記號的類似標記方式。

此外，該模塑插座405的基座含有一個限位裝置414，可根據使用於該測試用插座400之該些接觸元件401而進行客製化製作。該限位裝置414能使該些接觸元件401不會過度延伸出該模塑插座405，或避免使該些接觸元件401中的每一對朝向彼此推進、以及沿著該模塑插座405內 之該些直通孔413而推進。

在本發明的另一實施例中，該測試用插座400內的該氣孔415是提供用來迫使灰塵或任何其它已知的殘留物離開該浮置嵌套404。該些氣孔415位於該模塑插座405的每一側。進行高速積體電路測試時，由於該DUT與該接腳觸點邊緣402之間的摩擦可能引起高溫，故該些氣孔415亦能有助於冷卻該接腳觸點邊緣402以及該整個接觸元件401。冷卻該些接觸元件401才能進行高速積體電路測試，並且預防在該接腳觸點邊緣402上發生氧化。進行積體電路測試時，氧化可能會引發高接觸電阻。

圖4B顯示該測試用插座400的剖視圖，該測試用插座400含有如本發明之另一實施例中放置於適當位置之一個待測件410。該DUT 410含有若干條導線411。

進行一次積體電路測試時，該DUT 410可放置在該插座蓋418的該開口419內與該浮置嵌套404的表面上。該浮置嵌套404上的該些平衡接腳416可支撐該DUT 410。該些DUT導線411會保持接觸該接腳觸點邊緣402。

圖4C顯示該測試用插座400的一部份。進行積體電路測試時，該DUT 410要放置在該測試用插座400上，並同時隨該浮置嵌套404向下推入而擠壓該彈簧403。該浮置嵌套404會保持密切接觸該模塑插座405，而該接腳觸點邊緣402會保持離開該模塑插座405一段距離。當發生過度受壓時，該浮置嵌套404會進一步向下推入，而且該接腳觸點邊緣402會擠壓該模塑插座405內的該些直通孔413。

圖5為本發明之另一實施例中該浮置嵌套404的線條圖。該浮置嵌套404的表面包含若干個平衡接腳416。 此外，位在該插座蓋418內部的該些滾珠軸承417呈現位於該浮置嵌套404的一側。

圖6A至6C為各種不同類型之接腳觸點邊緣402的範例。圖6D至6E為延伸自該模塑插座405之該接腳觸點邊緣402的各種高度。

圖6A顯示如圖4A所示之該相同的「鉤狀」設計。圖6B顯示一種水平的接腳觸點邊緣601，可提供給較大型之積體電路測試。圖6C顯示呈現對齊之各對該些接觸元件401中的該水平接腳觸點邊緣601與彼此鏡像對應之該「鉤狀」設計。該水平接腳觸點邊緣601通常可用於測試含有一個水平表面焊墊的積體電路，例如方形扁平式封裝(QFP)等。

圖6D顯示之一種設計含有一個外部602接觸元件401與一個內部603接觸元件401，且呈現為鏡像配置。該些外部602接觸元件401較該些內部603接觸元件401為高。相較而論，圖6E顯示之一種設計含有該些內部603接觸元件401，其配置為高於該些外部602接觸元件401。該些外部602接觸元件401與該些內部603接觸元件401之高度差異能預防發生焊料遷移並堆積在該接腳觸點邊緣402之間。焊料遷移可能會導致一條非預期的導電路徑或短路而影響該積體電路測試。

以上說明為本發明之多個不同實施例與如何實現本發明目的之各項範例。儘管已說明並顯示該些特定實施例，但應理解對本發明之該些特定實施例所做的諸多改變、修改、變更、與組合均不脫離本發明之範圍。該些範例、實施例、說明之語義、與圖示不應僅視為該些實施例，而應表示為說 明以下申請專利範圍所定義之本發明的適應性與優點。

上列詳細說明乃針對本發明之一可行實施例進行具體說明，惟該實施例並非用以限制本發明之專利範圍，凡未脫離本發明技藝精神所為之等效實施或變更，均應包含於本案之專利範圍中。

綜上所述，本案不僅於技術思想上確屬創新，並具備習用之傳統方法所不及之上述多項功效，已充分符合新穎性及進步性之法定發明專利要件，爰依法提出申請，懇請貴局核准本件發明專利申請案，以勵發明，至感德便。

Claims (9)

1. 一種含鉤狀接腳觸點邊緣的測試用插座，係用於測試含有多條導線之一個待測件，該測試用插座包含：一個模塑插座，含有一個內部空間與配置於該模塑插座表面之複數個直通孔；複數個接觸元件，配置於該模塑插座之內部空間中，其中每一個接觸元件含有一個接腳觸點邊緣與一個接腳末端；一個浮置嵌套，由複數條彈簧支撐配置於該模塑插座上方，其中該待測件在測試中係放置於該浮置嵌套上；一個插座蓋，含有一個位在該插座蓋中央的開口，其中該插座蓋係蓋在該模塑插座上以維持該浮置嵌套之位置；其中每個該接腳觸點邊緣係經由該模塑插座之該些直通孔而延伸；其中每個該接腳觸點邊緣係提供一個線性表面區域以接觸該待測件的導線；以及其中每個該接腳觸點邊緣係提供一個較大的接觸面積，可適用於各類該待測件的導線尺寸。
2. 如申請專利範圍第1項所述之含鉤狀接腳觸點邊緣的測試用插座，其中該些接觸元件是依成對之多條連續列而對齊，且每一對均定位成可接觸一條對應之DUT導線。
3. 如申請專利範圍第2項所述之含鉤狀接腳觸點邊緣的測試用插座，其中該接觸元件的每一對均呈現鏡像配置。
4. 如申請專利範圍第1項所述之含鉤狀接腳觸點邊緣的 測試用插座，其中該接腳觸點邊緣類似一個尖銳箭頭，其角度至少為45°，且對角線朝上。
5. 如申請專利範圍第1項所述之含鉤狀接腳觸點邊緣的測試用插座，其中該浮置嵌套另包含位在該浮置嵌套表面上的若干個平衡接腳。
6. 如申請專利範圍第1項所述之含鉤狀接腳觸點邊緣的測試用插座，其中該插座蓋係包含複數個滾珠軸承，該些滾珠軸承可部份嵌入該該開口的一側。
7. 如申請專利範圍第1項所述之含鉤狀接腳觸點邊緣的測試用插座，其中該複數個接觸元件各自在該模塑插座下方具有一個凸齒，以限定該些接觸元件延伸並超過該模塑插座至一個特定高度值。
8. 如申請專利範圍第1項所述之含鉤狀接腳觸點邊緣的測試用插座，其中該些接觸元件的中間部份具有多條迴圈，能在進行一次震動與非滑動動作時，使該些接觸元件之該接腳觸點邊緣朝向下方或側面彈開。
9. 如申請專利範圍第1項所述之含鉤狀接腳觸點邊緣的測試用插座，其中每一個接腳觸點邊緣可經由該模塑插座的該些直通孔而延伸，以防止該些接觸元件接觸短路。