TWI653453B

TWI653453B - 電子元件測試裝置

Info

Publication number: TWI653453B
Application number: TW107118165A
Authority: TW
Inventors: 陳建名; 呂孟恭; 陳勇志
Original assignee: 致茂電子股份有限公司
Priority date: 2018-05-28
Filing date: 2018-05-28
Publication date: 2019-03-11
Also published as: US10948518B2; TW202004186A; US20190361047A1

Abstract

本發明係有關於一種電子元件測試裝置，主要包括下基座、上基座及壓力產生模組，當欲測試電子元件時，電子元件置於下基座之晶片容置槽內，下基座與上基座藉由第一滑移導引裝置和第二滑移導引裝置之導引形成相對滑移，而使位於下基座和上基座之間的壓力產生模組對位於電子元件，並施加一壓力予電子元件。據此，本發明可大幅縮小裝置所佔用的體積，而增加測試裝置之數量或測試區域，使測試效率最大化；此外，亦能承受作用力和反作用力，達成內力平衡，提供更加的設備穩定度和使用壽命。

Description

電子元件測試裝置

本發明係關於一種電子元件測試裝置，尤指一種適用壓接電子元件於檢測治具上，俾利進行電子元件良窳之檢測。

隨著半導體技術不斷地演進，單一晶片的功能和運算能力更是越趨強大；然而，伴隨而來的是晶片的接點或接腳的數量越來越驚人。以目前的技術水平而言，有的晶片的尺寸已經大到70mm×70mm，而上面的接點更是達到4500個以上。

然而，為了檢測晶片良窳與否，一般採用彈簧針(pogo pin)去接觸晶片上的接點，以每一支彈簧針(pogo pin)之彈簧力大約為25~35gf而言，4500支彈簧針(pogo pin)就產生了大約有115Kgf的彈簧力。因此，檢測設備本身就必須施加足夠的下壓力來克服彈簧針之彈力，以確保晶片和彈簧針能完整地電性接觸。

據此，於施加如此驚人的下壓力的情況下，勢必也相應地形成驚人的反作用力，然而在這樣複雜作用力和反作用力的作用下，測試設備必須設有相關確保措施。舉例而言，請參閱我國專利公告第I579568號「具下壓頭與承載座基板卡固機構之電子元件檢測設備」，其揭露了利用卡固機構來確保緊固地接合下壓頭和承載座基板，且晶片承載座所形成之反作用力得以分散至卡固機構，以減少應力集中，提升設備的穩定度和使用壽命。

然而，上述檢測設備之體積龐大，特別是高度方向佔用了不少體積，不利於測試區之空間安排。有此可知，一種可以縮小佔用體積，又可提供足夠的下壓力以確保晶片與探針完整接觸，並可承受相應反作用力之電子元件測試裝置實為產業界之迫切需求。

本發明之主要目的係在提供一種電子元件測試裝置，俾能大幅縮小裝置所佔用的體積，可顯著增加測試裝置之數量或測試區域，使測試效率最大化。

本發明之另一目的係在提供一種電子元件測試裝置，除了能使測試裝置薄型化，又能提供充足的壓力以穩固連接測試探針與晶片接點，亦能承受反作用力，達成內力平衡，以提升設備的穩定度和使用壽命。

為達成上述目的，本發明一種電子元件測試裝置，主要包括一下基座、一上基座、以及一壓力產生模組；下基座包括一晶片容置槽、及一測試座板，測試座板包括一第一滑移導引裝置；上基座包括一第二滑移導引裝置，其係耦接於下基座之第一滑移導引裝置；壓力產生模組係位於下基座與上基座之間。其中，當欲測試一電子元件時，電子元件置於晶片容置槽內，下基座與上基座藉由第一滑移導引裝置和第二滑移導引裝置之導引形成相對滑移，而使壓力產生模組對位於電子元件，壓力產生模組施加一壓力予電子元件。

據此，本發明藉由滑移導引機構使上、下基座可以水平或任意角度滑移作動，特別是於晶片裝載或卸載狀態與測試狀態此二狀態間的切換時進行滑移作動。據此，本發明可大幅縮小整體體積，特別是高度方向尤其顯著。另外，本發明於上、下基座間設置有壓力產生模組，其可提供充足壓力以確保晶片與探針完整接觸，且反作用力可透過測試座板反饋至上基座，達成內力平衡，提高可靠度與使用壽命。

較佳的是，本發明之電子元件測試裝置可更包括一致動模組，其可組設於下基座及上基座中至少一者，而致動模組可驅使上基座藉由第一滑移導引裝置和第二滑移導引裝置之導引相對下基座滑移。據此，本發明可進一步透過致動模組來驅使下基座與上基座間相對滑移，藉以達成自動化測試之目的。

再者，本發明之致動模組可包括一氣壓缸，其具備一固定端、及一活動端，固定端可組設於下基座，而活動端可連接於上基座，故本發明可利用氣壓缸來驅動下基座與上基座間相對滑移。其中，氣壓缸可組設於下基座之測試座板之一側，而下基座之測試座板之另一側可組另設有一擋止件，其用於擋止上基座使壓力產生模組對位於電子元件。

另外，本發明之致動模組可包括至少一電動機、至少一齒輪、及至少一齒條，其中至少一電動機可組設於上基座，而至少一齒輪可連接於至少一電動機並耦合於至少一齒條，且至少一齒條可設置於下基座。其中，至少一電動機可驅動至少一齒輪轉動，進而促使上基座藉由第一滑移導引裝置和第二滑移導引裝置之導引相對於下基座滑移。據此，本發明可以透過齒輪與齒條的傳動機制來驅動下基座與上基座間相對滑移。

又，本發明之致動模組可包括至少一驅動導輪、至少一從動導輪、以及至少一傳動皮帶，而至少一驅動導輪、及至少一從動導輪可分別設置於下基座之測試座板的相對應二側，至少一傳動皮帶可套設於至少一驅動導輪、及至少一從動導輪上，上基座可連接於至少一傳動皮帶。其中，至少一驅動導輪可驅動至少一傳動皮帶繞轉，進而促使上基座藉由第一滑移導引裝置和第二滑移導引裝置之導引相對於下基座滑移。據此，本發明可以透過皮帶輪的傳動機制來驅動下基座與上基座間相對滑移。

較佳的是，本發明之第一滑移導引裝置可為一導軌，第二滑移導引裝置可為一導槽；當然，二者可對調，且本發明之滑移導引裝置並不以此為限，例如導輪和導槽之組合或其他等效之滑移導引裝置均可適用於本發明。另外，本發明之下基座之晶片容置槽內可設有複數探針，而每一探針可蓄有一反饋力；其中，壓力產生模組之壓力大於複數探針之反饋力的總和。

此外，本發明之壓力產生模組可包括一薄型氣缸、及一抵接塊，而上基座可包括一內部容槽；其中薄型氣缸可組設於內部容槽，且抵接塊可連接於薄型氣缸並用於接觸電子元件。另外，本發明之測試座板的上表面可包括至少一定位柱，而抵接塊之下表面可包括至少一容柱槽；其中，當抵接塊接觸於電子元件時，至少一定位柱係插設於至少一容柱槽內，藉此作為導引、定位之用。

2‧‧‧下基座

21‧‧‧晶片容置槽

211‧‧‧探針

22‧‧‧測試座板

220‧‧‧定位柱

221‧‧‧第一滑移導引裝置

23‧‧‧擋止件

3‧‧‧上基座

30‧‧‧內部容槽

31‧‧‧第二滑移導引裝置

32‧‧‧夾塊

4‧‧‧壓力產生模組

41‧‧‧薄型氣缸

42‧‧‧抵接塊

420‧‧‧容柱槽

5‧‧‧致動模組

50‧‧‧氣壓缸

51‧‧‧固定端

52‧‧‧活動端

53‧‧‧齒輪

54‧‧‧齒條

55‧‧‧電動機

56‧‧‧驅動導輪

57‧‧‧從動導輪

58‧‧‧傳動皮帶

C‧‧‧電子元件

CF‧‧‧反作用力

DF‧‧‧下壓力

Fr‧‧‧反饋力

圖1係本發明第一實施例於裝載或卸載電子元件狀態之立體圖。

圖2係本發明第一實施例之分解圖。

圖3係本發明第一實施例於測試狀態之立體圖。

圖4係本發明第一實施例於測試狀態之剖面圖。

圖5A係本發明第二實施例之第一方向的剖面示意圖。

圖5B係本發明第二實施例之第二方向的剖面示意圖。

圖6係本發明第三實施例之俯視示意圖。

本發明電子元件測試裝置在本實施例中被詳細描述之前，要特別注意的是，以下的說明中，類似的元件將以相同的元件符號來表示。再者，本發明之圖式僅作為示意說明，其未必按比例繪製，且所有細節也未必全部呈現於圖式中。

請同時參閱圖1至圖4；圖1係本發明第一實施例於裝載或卸載電子元件狀態之立體圖；圖2係本發明第一實施例之分解圖；圖3係本發明第一實施例於測試狀態之立體圖；圖4係本發明第一實施例於測試狀態之剖面圖，其係圖3中第二方向D2(A-A線段)的剖面圖。其中，以下說明中所述之第一方向D1為滑移方向，第二方向D2為與第一方向D1水平正交之方向，第三方向D3為縱向直立方向。

如圖中所示，本發明第一實施例主要包括一下基座2、一上基座3、一壓力產生模組4、以及一致動模組5。本實施例之下基座2包括一晶片容置槽21、及一測試座板22，晶片容置槽21係供放置一電子元件C，而晶片容置槽21的底面設有複數探針211其用於接觸電子元件C下表面之接點(圖中未示)，俾利進行檢測。其中，本實施例之探針211採用彈簧針，每一探針211皆蓄有一反饋力Fr，即反彈力。再者，測試座板22之相對應的二側端凸出於下基座21本體之外，並以導軌形式作為第一滑移導引裝置221。

再者，本實施例之上基座3包括一內部容槽30(圖未示)、及一第二滑移導引裝置31；其中，第二滑移導引裝置31設置於上基座3本體之相對應二側端，其對應於測試座板22之第一滑移導引裝置221，且以導槽形式作為第二滑移導引裝置31。藉此，上基座3之第二滑移導引裝置31耦接於下基座2之第一滑移導引裝置221，故導槽可受導軌之導引使上基座3相對於下基座2相對滑移。

另外，本實施例之壓力產生模組4係位於下基座2與上基座3之間；更具體來說，壓力產生模組4設置於上基座3之內部容槽30內。其中，壓力產生模組4主要包括一薄型氣缸41、及一抵接塊42，而本實施例之薄型氣缸41採用薄型的膜片式氣壓缸。另外，抵接塊42之上表面連接於薄型氣缸41，而抵接塊42之下表面凸伸有一凸塊421，其用於抵接並施加壓力予電子元件C，本實施例所稱之壓力為朝向抵接塊42下方之下壓力DF。

再且，本實施例之測試座板22的上表面設有二定位柱220，而抵接塊42之下表面設有二容柱槽420；其中，定位柱220和容柱槽420作為導引和定位之用，以確保抵接塊42之凸塊421可正對位於電子元件C。換言之，當抵接塊42之凸塊421抵接並施加下壓力DF予電子元件C時，二定位柱220係分別插設於二容柱槽420內。

圖中另顯示有一致動模組5，本實施例係採用氣壓缸50作為致動模組5，而氣壓缸50包括一固定端51、及一活動端52，且固定端51組設於測試座板22之上表面的一側，活動端52則連接於上基座3之側端緣。另一方面，下基座2之測試座板22上相對於氣壓缸50之固定端51的另一側組設有一擋止件23，其用於擋止上基座3使壓力產生模組4對位於電子元件C。

以下說明本實施例之運作方式：當欲測試一電子元件C時，機器手臂(圖中未示)移載一電子元件C 而置於晶片容置槽21內。接著，致動模組5係驅使上基座3藉由第一滑移導引裝置221和第二滑移導引裝置31之導引相對下基座2滑移；亦即，啟動氣壓缸50作動而讓活動端52推行上基座3滑移，使上基座3受導軌和導槽之導引而滑移直到抵接於擋止件23才停止，即如圖3所示。

又，如圖4中所示，壓力產生模組4的抵接塊42之凸塊421正對位於電子元件C，而薄型氣缸41啟動並產生下壓力DF，以使抵接塊42之凸塊421壓抵電子元件C之上表面，且該下壓力DF設定為大於該複數探針211之反饋力Fr的總和，以確保電子元件C之接點可完整地與複數探針211電性接觸。然而，此時因第二滑移導引裝置31之導槽整個扣住測試座板22之端緣(導軌)，故下壓力DF和複數探針211之反饋力Fr抵銷後所餘之反作用力CF將經由導軌和導槽反饋至上基座3，而構成一平衡的內力式系統。

請同時參閱圖5A、5B，圖5A係本發明第二實施例之第一方向(滑移方向)D1的剖面示意圖，圖5B係本發明第二實施例之第二方向D2的剖面示意圖。其中，第二實施例與第一實施例主要差異在於致動模組5的形式不同，第二實施例採用的是齒輪和齒條的驅動模式。進言之，本實施例之致動模組5包括複數電動機55、複數齒輪53、及二齒條54，其中電動機55組設於上基座3，齒輪53連接於電動機55。二齒條54佈設於測試座板22之想對應二側，且齒輪53耦合於齒條54。

藉此，當電動機55啟動時，電動機55將驅動齒輪53轉動，進而促使上基座3藉由第一滑移導引裝置221和第二滑移導引裝置31之導引相對於下基座2滑移。然而，在本發明的其他實施例中，電動機55與齒輪53之間可增設減速器；又在其他實施例中，多個齒輪53可共用一電動機55，即增設傳動齒輪組。

此外，雖然本發明第二實施例之電動機55以及齒輪53係組設於上基座3，而齒條54佈設於測試座板22。然而，在本發明其他實施例中，亦可將二者對調，即上基座3佈設齒條，而下基座2組設電動機和齒輪。

請參閱圖6，圖6係本發明第三實施例之俯視示意圖。其中，第三實施例與前述第一、二實施例主要差異仍在於致動模組5的形式不同，第三實施例採用的是皮帶輪的驅動模式。進言之，本實施例之致動模組5包括二驅動導輪56、二從動導輪57、以及二傳動皮帶58，該等構件均分別設置於測試座板22上表面之相對應二側，而二傳動皮帶58又分別套設於二驅動導輪56、及二從動導輪57上，而二上基座3分別利用一夾塊32而連接於二傳動皮帶58之一側。

據此，當驅動導輪56受一馬達(圖中未示)驅動而轉動時，傳動皮帶58隨之繞轉並帶動上基座3，進而促使上基座3藉由第一滑移導引裝置221和第二滑移導引裝置31之導引相對於該下基座2滑移。另外說明，在本發明的其他實施例中，二驅動導輪56、二從動導輪 57、以及二傳動皮帶58亦可分別設置於下基座2之相對應二側端面。

此外，本發明之驅動模式除了上述第一實施例以氣壓缸、第二實施例以齒輪和齒條之搭配、以及第三實施例以驅動輪、從動導輪和皮帶之搭配以外，其他等效滑移驅動手段，如滾珠螺桿和滑台之搭配、以及磁浮驅動等，均可適用於本發明中。

上述實施例僅係為了方便說明而舉例而已，本發明所主張之權利範圍自應以申請專利範圍所述為準，而非僅限於上述實施例。

Claims

一種電子元件測試裝置，包括：一下基座，其包括一晶片容置槽、及一測試座板，該測試座板包括一第一滑移導引裝置，該晶片容置槽內包括複數探針，每一探針蓄有一反饋力；一上基座，其包括一第二滑移導引裝置，其係耦接於該下基座之該第一滑移導引裝置；以及一壓力產生模組，其係位於該下基座與該上基座之間；其中，當欲測試一電子元件時，該電子元件置於該晶片容置槽內，該下基座與該上基座藉由該第一滑移導引裝置和該第二滑移導引裝置之導引形成相對滑移，而使該壓力產生模組對位於該電子元件，該壓力產生模組施加一壓力予該電子元件，該壓力大於該複數探針之反饋力的總和。
如請求項1之電子元件測試裝置，其更包括一致動模組，其係組設於該下基座及該上基座中至少一者，該致動模組係驅使該上基座藉由該第一滑移導引裝置和該第二滑移導引裝置之導引相對該下基座滑移。
如請求項2之電子元件測試裝置，其中，該致動模組包括一氣壓缸，其包括一固定端、及一活動端，該固定端組設於該下基座，該活動端連接於該上基座。
如請求項3之電子元件測試裝置，其中，該氣壓缸係組設於該下基座之該測試座板之一側，該下基座之該測試座板之另一側組設有一擋止件，其用於擋止該上基座並使該壓力產生模組對位於該電子元件。
如請求項2之電子元件測試裝置，其中，該致動模組包括至少一電動機、至少一齒輪、及至少一齒條，該至少一電動機組設於該上基座，該至少一齒輪連接於該至少一電動機並耦合於該至少一齒條，該至少一齒條設置於該下基座；該至少一電動機驅動該至少一齒輪轉動，進而促使該上基座藉由該第一滑移導引裝置和該第二滑移導引裝置之導引相對於該下基座滑移。
如請求項2之電子元件測試裝置，其中，該致動模組包括至少一驅動導輪、至少一從動導輪、以及至少一傳動皮帶，該至少一驅動導輪、及該至少一從動導輪分別設置於該下基座之該測試座板的相對應二側，該至少一傳動皮帶套設於該至少一驅動導輪、及該至少一從動導輪上，該上基座連接於該至少一傳動皮帶；該至少一驅動導輪驅動該至少一傳動皮帶繞轉，進而促使該上基座藉由該第一滑移導引裝置和該第二滑移導引裝置之導引相對於該下基座滑移。
如請求項1之電子元件測試裝置，其中，該第一滑移導引裝置係一導軌，該第二滑移導引裝置係一導槽。
如請求項1之電子元件測試裝置，其中，該壓力產生模組包括一薄型氣缸、及一抵接塊，該上基座包括一內部容槽，該薄型氣缸係組設於該內部容槽，該抵接塊連接於該薄型氣缸並用於接觸該電子元件。
如請求項8之電子元件測試裝置，其中，該測試座板之上表面包括至少一定位柱，該抵接塊之下表面包括至少一容柱槽；當該抵接塊接觸於該電子元件時，該至少一定位柱係插設於該至少一容柱槽內。