TWI676031B - 滑移式電子元件測試裝置 - Google Patents

Abstract

本發明係有關於一種滑移式電子元件測試裝置，主要包括基座、滑座、以及壓抵裝置；其中，當欲測試電子元件時，電子元件置於晶片容置模組內，基座與滑座藉由第一滑移導引件和第二滑移導引件之導引形成相對滑移，而使壓抵裝置之壓抵塊對位並壓抵電子元件。再者，本發明可透過壓抵裝置下壓抵接電子元件，並提供充足接觸壓力，且接觸壓力與探針的彈性恢復力所形成之反作用力，可於該裝置內達成內力平衡。另外，本發明之基座和滑座可以水平或任意角度滑移作動，特別切換不同狀態時，大幅縮小整體體積，並簡化設備整體機構。

Description

滑移式電子元件測試裝置

本發明係關於一種滑移式電子元件測試裝置，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。

一般在測試電子元件時，必須先將待測電子元件置於測試座內，再利用測試臂(下壓裝置)從待測電子元件的上方，而朝電子元件下壓並施壓下壓力，以確保電子元件下表面的接點可與測試座內的探針完整電性接觸，進而避免因接觸不良所導致之測試結果誤判。然而，現有測試設備中測試臂的體積龐大，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，例如圖8中之測試臂TR所示。圖8係援引自我國專利公告第I452310號「堆疊式晶片之測試裝置」之圖一A。

另一方面，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。惟，上述習知檢測設備的結構複雜，且所佔體積亦相當可觀。

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滑移式電子元件測試裝置，除了可以有效地縮小裝置所佔用的體積，以增加測試裝置之數量或測試區域外；又能提供充足的壓力以使測試探針與晶片接點穩固接觸，亦能承受 反作用力而達成內力平衡，以提升設備的穩定度和使用壽命。

為達成上述目的，本發明一種滑移式電子元件測試裝置主要包括一基座、一滑座、以及一壓抵裝置；其中，基座包括一第一滑移導引件、及一晶片容置模組；滑座包括一第二滑移導引件，其係滑設於基座之第一滑移導引件；而壓抵裝置係組設於滑座，且壓抵裝置包括一壓抵塊；其中，當欲測試一電子元件時，電子元件置於晶片容置模組內，基座與滑座藉由第一滑移導引件和第二滑移導引件之導引形成相對滑移，而使壓抵裝置之壓抵塊對位並壓抵電子元件。

據此，本發明於滑座上設置壓抵裝置，可透過壓抵裝置可下壓抵接電子元件，並提供充足接觸壓力(contact force)，以確保晶片與探針完整接觸。另外，本發明藉由滑移導引件使基座和滑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，可大幅縮小整體體積並簡化設備整體機構。又，壓抵裝置所產生的接觸壓力與探針的彈性恢復力所形成之反作用力，可於本發明之裝置內達成內力平衡，進而提高可靠度與使用壽命。

較佳的是，本發明可更包括一壓力產生裝置，而壓抵裝置可更包括一升降位移產生模組；且壓力產生裝置係設置於升降位移產生模組與壓抵塊之間。據此，在本發明其他的實施態樣中，亦可利用壓抵裝置之升降位移產生模組來提供下壓之作動行程，而又透過壓 力產生裝置來產生接觸壓力，以克服彈簧針之彈力。換言之，本發明可根據實際需求，如視作動行程的長短、或接觸壓力的大小等，而可彈性地變更單獨由壓抵裝置來提供作動行程、以及接觸壓力，或分別由壓抵裝置和壓力產生裝置來提供作動行程和接觸壓力。

再者，本發明可更包括一固定架、及一均壓板；而固定架之一側可連接於升降位移產生模組，另一側則可組設壓力產生裝置；且均壓板可組設於壓力產生裝置與壓抵塊之間。換言之，固定架係用來連接升降位移產生模組與壓力產生裝置，而均壓板除了可用來連接壓力產生裝置與壓抵塊外，亦可均勻地分散壓力產生裝置所產生之接觸壓力。

另外，本發明可更包括一致動模組，其可組設於基座及滑座中至少一者，而致動模組係驅使滑座藉由第一滑移導引件和第二滑移導引件之導引相對基座滑移。據此，本發明可進一步透過致動模組來驅使基座及滑座間相對滑移，藉以達成自動化測試之目的。此外，本發明之第一滑移導引件可為一導軌，而第二滑移導引件可為一導槽。然而，本發明之滑移導引裝件並不以此為限，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。

再且，本發明之致動模組可包括一氣壓缸，其包括一固定端、及一活動端，而固定端可組設於基座，活動端可連接於滑座，本發明藉此可利用氣壓缸來驅動基座與滑座間相對滑移。其中，氣壓缸可組設於基座之 一側，而另一側可另設有一擋止件，其用於擋止滑座，並使壓抵裝置之壓抵塊對位於電子元件。

又，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，而至少一齒條可設置於基座，至少一電動機可組設於滑座，至少一齒輪可連接於至少一電動機並耦合於至少一齒條；至少一電動機可驅動至少一齒輪轉動，進而促使滑座藉由第一滑移導引件和第二滑移導引件之導引相對於基座滑移。據此，本發明可以透過齒輪與齒條的傳動機制來驅動基座與滑座間相對滑移。

另一方面，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基座上的相對應二側，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，且滑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，進而促使滑座藉由第一滑移導引件和第二滑移導引件之導引相對於基座滑移。據此，本發明可以透過皮帶輪的傳動機制來驅動基座與滑座間相對滑移。

再者，本發明之致動模組可包括驅動凸輪、驅動桿、以及壓縮彈簧，而驅動凸輪可樞設於基座上，且基座上可固設導塊，導塊可具備貫穿孔，驅動桿可穿經導塊之貫穿孔，驅動桿可包括第一端、第二端、及彈簧擋塊，第一端可連接於滑座，第二端可抵接於驅動凸輪，壓縮彈簧可套設於驅動桿上並位於彈簧擋塊與導塊 之間；當驅動凸輪轉動而驅使驅動桿沿軸向移動時，帶動滑座藉由第一滑移導引件和第二滑移導引件之導引相對於基座滑移。據此，本發明可以透過凸輪的傳動機制來驅動基座與滑座間相對滑移。

此外，本發明之致動模組可包括一曲柄、以及一連桿，而曲柄可樞設於基座上，連桿之一端可鉸接於曲柄，另一端可鉸接於滑座；當曲柄轉動而驅使連桿擺動時，進而帶動滑座藉由第一滑移導引件和第二滑移導引件之導引相對於基座滑移。據此，本發明可以透過曲柄和連桿的傳動機制來驅動基座與滑座間相對滑移。

2‧‧‧基座

3‧‧‧滑座

4‧‧‧壓抵裝置

5‧‧‧壓力產生裝置

6‧‧‧致動模組

20‧‧‧基板

21‧‧‧第一滑移導引件

22‧‧‧晶片容置模組

23‧‧‧導塊

24‧‧‧擋止件

31‧‧‧第二滑移導引件

40‧‧‧升降位移產生模組

41‧‧‧壓抵塊

51‧‧‧固定架

52‧‧‧均壓板

61‧‧‧氣壓缸

221‧‧‧探針

230‧‧‧貫穿孔

401‧‧‧活塞端

610‧‧‧固定端

611‧‧‧活動端

621‧‧‧電動機

622‧‧‧齒輪

623‧‧‧齒條

631‧‧‧驅動導輪

632‧‧‧從動導輪

633‧‧‧傳動皮帶

634‧‧‧夾塊

641‧‧‧驅動凸輪

642‧‧‧驅動桿

643‧‧‧壓縮彈簧

644‧‧‧第一端

645‧‧‧第二端

646‧‧‧彈簧擋塊

651‧‧‧曲柄

652‧‧‧連桿

C‧‧‧電子元件

CF‧‧‧反作用力

DF‧‧‧下壓力

Fr‧‧‧反饋力

TR‧‧‧測試臂

圖1係本發明第一實施例之立體圖。

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之剖面圖。

圖4係本發明第二實施例之剖面圖。

圖5係本發明第三實施例之俯視示意圖。

圖6係本發明第四實施例之俯視示意圖。

圖7係本發明第五實施例之俯視示意圖。

圖8係習知測試臂之立體圖。

本發明滑移式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、圖2、及圖3，其分別為本發明第一實施例之立體圖、分解圖、及剖面圖。如圖中所示本發明第一實施例主要包括基座2、滑座3、壓抵裝置4、壓力產生裝置5、以及致動模組6，而基座2包括基板20、第一滑移導引件21、及晶片容置模組22，在本實施例中第一滑移導引件21即為基板20二側端，其係導軌。另一方面，晶片容置模組22設置於基板20下表面，該模組主要包括一用於容置電子元件C並進行檢測之測試座。

再者，本實施例之滑座3為一矩形框架，其與基座2耦接之二側端設置有第二滑移導引件31，其係導槽。據此，滑座3之第二滑移導引件31的導槽得以滑設至基座2之第一滑移導引件21的導軌，並使滑座3可活動自如地於基座2上滑移。

另外，本實施例之壓抵裝置4包括一升降位移產生模組40、及一壓抵塊41，升降位移產生模組40為一雙動氣壓缸，其組設於滑座3上方，而該雙動氣壓缸之活塞端401接設固定架51，其呈U形。然而，固定架51之內側則另外固接壓力產生裝置5，其係一薄型的膜片式氣壓。又，壓力產生裝置5下方連接一均壓板52，而均壓板52下方才又設置該壓抵塊41。

請繼續參閱圖1、及圖2，基板20之一側設置致動模組6，本實施例係採用氣壓缸61，其包括一固定端610、及一活動端611，固定端610組設於基板20， 而活動端611連接於滑座3。另外，在基板20之另一側設置一擋止件24，其係用於擋止和定位，即用於擋止滑座3，並使壓抵裝置4之壓抵塊41對位於晶片容置模組22。

請再一併參閱圖3之剖視圖，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而置於晶片容置模組22之測試座內。接著，致動模組6驅使滑座3藉由第一滑移導引件21和第二滑移導引件31之導引而相對基座2滑移；亦即，啟動氣壓缸61作動而讓活動端611推行滑座3滑移，使滑座3受導軌和導槽之導引而滑移直到抵接於擋止件24才停止。

又，如圖3中所示，壓抵裝置4之壓抵塊41正對位於電子元件C，而升降位移產生模組40啟動下降行程，讓壓抵塊41接觸電子元件C之上表面。接著，壓力產生裝置5啟動並產生下壓力DF，並施加於電子元件C之上，且該下壓力DF設定為大於該複數探針221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221電性接觸。然而，此時因第二滑移導引件31之導槽整個扣住基板20之端緣(導軌)，故下壓力DF和複數探針221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滑座3，而構成一平衡的內力式系統。此時，透過電子元件C之接點完整地與複數探針221電性接觸形成一電性迴路，測試機(圖未示)即可對電子元件C進行預先設定的測試項目，例如：系統級測試 (System Level Test)或最終測試(Final test)。

特別值得一提的是，本實施例是採用二下壓裝置，即壓抵裝置4和壓力產生裝置5，其中壓抵裝置4主要用於提供下降行程，而壓力產生裝置5則用於提供接觸壓力(contact force)；然而，本發明並不以此為限，可視實際需求，例如作動行程的長短不同、及接觸壓力的大小不同等，而可單獨採用壓抵裝置4即可。

請參閱圖4，圖4係本發明第二實施例之剖面圖，其中，第二實施例與第一實施例主要差異在於致動模組的形式不同，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包括複數電動機621、複數齒輪622、及二齒條623，其中電動機621組設於滑座3，齒輪622連接於電動機621。二齒條623佈設於基座2之想對應二側，且齒輪622耦合於齒條623。

藉此，當電動機621啟動時，電動機621將驅動齒輪622轉動，進而促使滑座3相對於基座2滑移。然而，在本發明的其他實施例中，電動機621與齒輪622之間可增設減速器；又在其他實施例中，多個齒輪622可共用一電動機621，即增設傳動齒輪組。此外，雖然本發明第二實施例之電動機621以及齒輪622係組設於滑座3，而齒條623佈設於基座2。然而，在本發明其他實施例中，亦可將二者對調，即滑座3佈設齒條，而基座2組設電動機和齒輪。

請參閱圖5，圖5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包括二驅動導輪631、二從動導輪632、以及二傳動皮帶633，該等構件均分別設置於基座2之基板20的上表面之相對應二側，而二傳動皮帶633又分別套設於二驅動導輪631、及二從動導輪632上，而滑座3二側則分別利用夾塊634而連接於二傳動皮帶633之一側。

據此，當驅動導輪631受一馬達(圖中未示)驅動而轉動時，傳動皮帶633隨之繞轉並帶動滑座3，進而促使滑座3相對於基座2滑移。另外說明，在本發明的其他實施例中，二驅動導輪631、二從動導輪632、以及二傳動皮帶633亦可分別設置於基座2之相對應二側端面。

請參閱圖6，圖6係本發明第四實施例之俯視示意圖。其中，第四實施例與前述實施例主要差異仍在於致動模組的形式不同，第四實施例採用的是凸輪的驅動模式。進言之，本實施例之致動模組包括一驅動凸輪641、一驅動桿642、以及一壓縮彈簧643，而驅動凸輪641樞設於基座2上。另外，基座2上固設一導塊23，其具備一貫穿孔230，而驅動桿642穿經導塊23之貫穿孔230，且驅動桿642包括一第一端644、一第二端645、及一彈簧擋塊646。其中，第一端644連接於滑座3，第二端645則利用一滾輪抵接於驅動凸輪641之外環周，且壓縮彈簧643套設於驅動桿642上並位於彈簧擋塊646與導塊23之間。

據此，驅動凸輪641受一馬達(圖中未示)驅動而轉動時，驅動凸輪641將驅使驅動桿642沿軸向移動，進而帶動滑座3對於基座2滑移。

請參閱圖7，圖7係本發明第五實施例之俯視示意圖。其中，第五實施例與前述實施例主要差異仍在於致動模組的形式不同，第四實施例採用的是凸輪的驅動模式。進言之，本實施例之致動模組包括一曲柄651、以及一連桿652，而曲柄651樞設於基座2上，且連桿652之一端鉸接於曲柄651，另一端鉸接於滑座3。據此，當該曲柄6511受一馬達(圖中未示)驅動而轉動時，曲柄651將驅使連桿652擺動，進而帶動滑座3相對於基座2滑移。

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、第三實施例以驅動輪、從動導輪和皮帶之搭配、第四實施例以凸輪和驅動桿之搭配、以及第四實施例以曲柄和連桿之搭配以外，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 (8)

1. 一種滑移式電子元件測試裝置，包括：一基座，其包括一第一滑移導引件、及一晶片容置模組；一滑座，其包括一第二滑移導引件，其係滑設於該基座之該第一滑移導引件；一壓抵裝置，其係組設於該滑座，該壓抵裝置包括一壓抵塊、及一升降位移產生模組；一壓力產生裝置，其係設置於該升降位移產生模組與該壓抵塊之間；一固定架，其係設置於該升降位移產生模組與該壓力產生裝置之間；以及一均壓板，其係組設於該壓力產生裝置與該壓抵塊之間；其中，當欲測試一電子元件時，該電子元件置於該晶片容置模組內，該基座與該滑座藉由該第一滑移導引件和該第二滑移導引件之導引形成相對滑移，而使該壓抵裝置之該壓抵塊對位並壓抵該電子元件。
2. 如請求項1之滑移式電子元件測試裝置，其更包括一致動模組，其係組設於該基座及該滑座中至少一者，該致動模組係驅使該滑座藉由該第一滑移導引件和該第二滑移導引件之導引相對該基座滑移。
3. 如請求項2之滑移式電子元件測試裝置，該致動模組包括一氣壓缸，其包括一固定端、及一活動端，該固定端組設於該基座，該活動端連接於該滑座。
4. 如請求項2之滑移式電子元件測試裝置，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，該至少一齒條設置於該基座，該至少一電動機組設於該滑座，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；該至少一電動機驅動該至少一齒輪轉動，進而促使該滑座藉由該第一滑移導引件和該第二滑移導引件之導引相對於該基座滑移。
5. 如請求項2之滑移式電子元件測試裝置，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基座上的相對應二側，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，該滑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，進而促使該滑座藉由該第一滑移導引件和該第二滑移導引件之導引相對於該基座滑移。
6. 如請求項2之滑移式電子元件測試裝置，其中，該致動模組包括一驅動凸輪、一驅動桿、以及一壓縮彈簧，該驅動凸輪樞設於該基座上，該基座上固設一導塊，該導塊具備一貫穿孔，該驅動桿穿經該導塊之該貫穿孔，該驅動桿包括一第一端、一第二端、及一彈簧擋塊，該第一端連接於該滑座，該第二端抵接於該驅動凸輪，該壓縮彈簧套設於該驅動桿上並位於該彈簧擋塊與該導塊之間；當該驅動凸輪轉動而驅使該驅動桿沿軸向移動時，帶動該滑座藉由該第一滑移導引件和該第二滑移導引件之導引相對於該基座滑移。
7. 如請求項2之滑移式電子元件測試裝置，其中，該致動模組包括一曲柄、以及一連桿，該曲柄樞設於該基座上，該連桿之一端鉸接於該曲柄，另一端鉸接於該滑座；當該曲柄轉動而驅使該連桿擺動時，進而帶動該滑座藉由該第一滑移導引件和該第二滑移導引件之導引相對於該基座滑移。
8. 如請求項1之滑移式電子元件測試裝置，其中，該第一滑移導引件係一導軌，該第二滑移導引件係一導槽。