TWI684007B - 半導體測試治具之靜電消散結構 - Google Patents

Abstract

本發明係指一種半導體測試治具之靜電消散結構，尤指一種用於將一待測物之接腳電連接至一在測試端處之負載板的對應引線的半導體測試治具之靜電消散結構，該待測物於接腳範圍內形成有一散熱區塊，而該測試治具包含有一殼體，其中該殼體具有大體為平面的平行相對立的上、下表面，又殼體內係利用至少一電導件建構成可達成一待測物到負載板的電連接，供對待測物進行電氣測試，且殼體內係利用至少一對應該散熱區塊之較高測試導件建構成可先達成待測物到負載板的電連接，使待測物與殼體電導件接觸前，殼體中與負載板電連接之測試導件能先與待測物積體電路接觸，而將儲存在待測物上的靜電直接傳導至負載板上，且該等測試導件的長度可依照不同待測物之積體電路所需放電時間計算對應不同之長度。

Description

半導體測試治具之靜電消散結構

本創作隸屬一種積體電路測試治具之靜電消散技術，特別是指一種應用於半導體封裝及相關電子通訊模組產品等性能測試用與靜電消散防護之測試治具。

按，積體電路(即IC)於封裝完成後，為確保積體電路在出售給客戶時具有盡可能高的品質程度，對此類積體電路執行測試，多年來，已使用各類測試設備來實現測試。而現今半導體封裝在測試過程中，因待測物(DUT)經由運送過程中產生靜電累積在待測物上，使得測試時，產生靜電放電(ESD)導致待測物被擊穿、燒毀、劣化或破壞等，造成生產良率下降的狀況。而靜電放電之原因與其對積體電路放電的不同可分為三大類：(1).人體放電模式(human-body model,HBM)、(2).機器放電模式(machine model,MM)、以及(3).元件充電模式(charged-device model,CDM)。

因此，靜電防護需要針對其不同的靜電放電進行思考。目前，半導體封裝之待測物(DUT)常見的靜電防護是在運送載板與測試載具上披覆抗靜電材料，進而防止靜電累積在待測物上。但這樣的作法需要另外進行抗靜電材料的披覆製程，其常常發生無法均勻及完全披覆的現象，且在測試過程中，披覆的抗 靜電材料會因磨擦使披覆之抗靜電材料被破壞，上述不論何種狀況，都會使運送載板或測試載具上的抗靜電功能喪失，且不易被察覺，進而造成待測物(DUT)受到靜電放電(ESD)的狀況，甚至導致待測物被擊穿、燒毀、劣化或破壞等，影響到整體的生產良率； 又，另一種已知的半導體測試治具之靜電防護技術，係以改變測試載具之材料使降低電阻率為主，以提供靜電放電路徑解決靜電放電所造成的損壞。然而，其缺點是其測試載具需變更原有設計，增加製造的難度，以及造成製造成本的增加等缺點。

而半導體封裝結構可分為雙列直插封裝(Dual In-line Package，DIP)、四方扁平封裝(Quad Flat Pack，QFP)、四方扁平無引腳封裝(Quad Flat No leads，QFN)、球柵陣列封裝(Ball Grid Array，BGA)、晶片尺寸封裝(Chip Scale Package，CSP)、晶圓級封裝(Wafer Level Package，WLP)等。目前市面上又以QFN與BGA封裝較為常見，此兩種封裝均有一個特色是在封裝的中央均有一大面積的散熱區塊。換言之，本發明即在於開發一種適用於QFN與BGA封裝的半導體測試治具之靜電消散結構，而本發明人乃針對前述的需求深入探討，並藉由多年從事相關產業之研發與製造經驗，積極尋求解決之道，經不斷努力之研究與試作，終於成功的開發出一種半導體測試治具之靜電消散結構。

因此，本發明主要係於提供一種半導體測試治具之 靜電消散結構，藉以只變接地引腳之測試探針結構，供沿用即有測試載具，有效降低其製造難度與成本。

另，本發明再一主要係於提供一種半導體測試治具之靜電消散結構，其能透過測試探針直接導引靜電，可提供低電阻率之放電路徑，有效解決待測物之靜電放電問題。

基於此，本發明主要係透過下列的技術手段，來實現前述之目的及其功效，其用於將一待測物之接腳電連接至一在測試端處之負載板的對應引線的半導體測試治具之靜電消散結構，該待測物於接腳範圍內形成有一散熱區塊： 該測試治具包含有一殼體，其中該殼體具有大體為平面的平行相對立的上、下表面，又殼體內係利用至少一電導件建構成可達成一待測物到負載板的電連接，供對待測物進行電氣測試，且殼體內係利用至少一對應該散熱區塊之較高測試導件建構成可先達成待測物到負載板的電連接，使待測物與殼體電導件接觸前，殼體中與負載板電連接之測試導件能先與待測物積體電路接觸，而將儲存在待測物上的靜電直接傳導至負載板上。

藉此，透過前述技術手段的展現，由於本發明之測試治具是利用待測物底部中央形成的散熱區塊，而使用不同長度的測試導件，不同於待測物周圍的信號接腳，使在進行測試時，使待測物進行測試時，先接觸測試治具較長的測試導件，將儲存在待測物上的靜電直接傳導至負載板上。而位於測試治具之測試導件長度，可依照不同待測物所需放電時間計算對應不同長度，由於待測物的靜電在測試前已被導出，故可避免待測物於測試過程中，因靜電導致待測物被擊穿、燒毀、劣化或破壞等，如此可 有效的防止生產良率下降，而能有效提高其實用性，進一步能大幅增加其附加價值，並提高其經濟效益。

為使 貴審查委員能進一步了解本發明的構成、特徵及其他目的，以下乃舉本發明之較佳實施例，並配合圖式詳細說明如後，同時讓熟悉該項技術領域者能夠具體實施。

(1)‧‧‧測試治具

(10)‧‧‧殼體

(11)‧‧‧上表面

(12)‧‧‧下表面

(20)‧‧‧電導件

(21)‧‧‧管體

(22)‧‧‧伸縮彈件

(231)‧‧‧觸腳

(232)‧‧‧觸腳

(233)‧‧‧缺口

(25)‧‧‧彈性件

(261)‧‧‧弧彎觸部

(262)‧‧‧弧彎觸部

(30)‧‧‧測試導件

(31)‧‧‧管體

(32)‧‧‧伸縮彈件

(331)‧‧‧觸腳

(332)‧‧‧觸腳

(333)‧‧‧缺口

(35)‧‧‧彈性件

(361)‧‧‧弧彎觸部

(362)‧‧‧弧彎觸部

(363)‧‧‧弧彎觸部

(50)‧‧‧負載板

(51)‧‧‧信號引線

(55)‧‧‧接地引線

(60)‧‧‧待測物

(61)‧‧‧信號接腳

(65)‧‧‧散熱區塊

(66)‧‧‧接地接腳

第1圖：係本發明半導體測試治具較佳實施例的剖面示意圖，供說明其構成及其相對關係。

第2圖：係本發明半導體測試治具較佳實施例於實際測試動作的剖面示意圖。

第3圖：係本發明半導體測試治具另一較佳實施例的外觀示意圖。

第4圖：係本發明半導體測試治具另一較佳實施例的剖面示意圖，供說明其構成及其相對關係。

第5圖：係本發明半導體測試治具另一較佳實施例於實際測試動作的剖面示意圖。

本發明係一種半導體測試治具之靜電消散結構，隨附圖例示之本發明的具體實施例及其構件中，所有關於前與後、左與右、頂部與底部、上部與下部、以及水平與垂直的參考，僅用於方便進行描述，並非限制本發明，亦非將其構件限制於任何位置或空間方向。圖式與說明書中所指定的尺寸，當可在不離開本發明之申請專利範圍內，根據本發明之具體實施例的設計與需 求而進行變化。

本發明半導體測試治具之靜電消散結構的構成，則係如第1、2及3圖所示，該測試治具(1)主要包括有一殼體(10)及一負載板(50)。其中測試治具(1)之殼體(10)係由絕緣材料所製成，該殼體(10)具有大體為平面的平行相對立的上、下表面(11、12)，又殼體(10)內係利用至少一電導件(20)建構成可達成一待測物(60)到負載板(50)的電連接。其中待測物(60)具有多數信號接腳(61)，而負載板(50)具有多個端子或焊接點所構成之信號引線(51)，該負載板(50)之信號引線(51)並可與安裝在殼體(10)內的電導件(20)形成電連接，又該待測物(60)底部中央形成有一散熱區塊(65)，且殼體(10)內係利用至少一對應該散熱區塊(65)之較高測試導件(30)建構成可先達成待測物(60)到負載板(50)的電連接，使待測物(60)之信號接腳(61)與殼體(10)電導件(20)接觸前，殼體(10)中與負載板(50)電連接之測試導件(30)能先與待測物積體電路(60)接觸，而將儲存在待測物(60)上的靜電直接傳導至負載板(50)上，且該等測試導件(30)的長度可依照不同待測物之積體電路(60)所需放電時間計算對應不同之長度；而本發明半導體測試治具之靜電消散結構較佳實施例的詳細構成，則係如第1、2圖所示，該待測物(60)可以是一種積體電路，且該積體電路可以是球柵陣列封裝(Ball Grid Array，BGA)，因此該待測物(60)底部周緣之信號接腳(61)可以材質是導體之錫球，再者該散熱區塊(65)可以是具有一定 面積之金屬墊片，也可以係由複數之測試接腳(66)所構成，且該等測試接腳(66)也可以金屬墊片或錫球，本實施例係以錫球為主要實施例；另，該測試治具(1)之殼體(10)電導件(20)可以是伸縮探針，該等電導件(20)係於一管體(21)內設有一伸縮彈件(22)，且管體(21)兩端分別設有可抵撐該伸縮彈件(22)之觸腳(231、232)，且該等觸腳(231、232)並可突出於殼體(10)之上、下表面(11、12)，使其能相對殼體(10)的上、下表面(11、12)產生伸縮作用，又該等觸腳(231、232)並可選擇性接觸待測物(60)與負載板(50)之信號接腳(61)及信號引線(51)接觸，且該等電導件(20)對應待測物(60)信號接腳(61)之觸腳(231)端部具有一個V形缺口(233)，供破壞待測物(60)信號接腳(61)表面之護層，以確保電導件(20)與待測物(60)信號接腳(61)形成有效之電連接。再者該測試治具(1)之殼體(10)的測試導件(30)可以是伸縮探針，該等測試導件(30)係於一管體(31)內設有一伸縮彈件(32)，且管體(31)兩端分別設有可抵撐該伸縮彈件(32)之觸腳(331、332)，且該等觸腳(331、332)並可突出於殼體(10)之上、下表面(11、12)，使其能相對殼體(10)的上、下表面(11、12)產生伸縮作用，又測試導件(30)之該等觸腳(331、332)並可選擇性接觸待測物(60)測試接腳(66)與負載板(50)，且測試導件(30)之兩端觸腳(331、332)端部分別高於電導件(20)之兩端觸腳(231、232)端部，令測試導件(30)進一步可較電導件(20)先接觸到負載板(50)與待測物(60 )，又該等測試導件(30)對應待測物(60)之觸腳(331)端部具有一個V形缺口(333)，供破壞待測物(60)表面之護層，以確保電導件(20)與待測物(60)形成有效之電連接；至於，該負載板(50)頂面中央具有複數端子或焊接點所構成之接地引線(55)，該等接地引線(55)可分別對應測試治具(1)測試導件(30)中向下突出之觸腳(332)，令接地引線(55)可與安裝在殼體(10)內的測試導件(30)形成電連接，且殼體(10)中與負載板(50)接地引線(55)電連接之測試導件(30)能先與待測物積體電路(60)之測試接腳(66)接觸，而將儲存在待測物(60)上的靜電直接傳導至負載板(50)上；藉此，組構成一結構簡單、且提供低電阻率放電路徑的半導體測試治具之靜電消散結構者。

透過前述之結構設計，本發明較佳實施例於實際運用時，則係如第1、2圖所示，該測試治具(1)之殼體(10)周緣與中央部位分別安裝有系列電導件(20)及測試導件(30)，供分別與底部負載板(50)之信號引線(51)及接地引線(55)形成電連接，而當具有對應信號接腳(61)與測試接腳(66)之待測物(60)準確接近測試治具(1)殼體(10)移動時，該測試治具(1)殼體(10)上之中央測試導件(30)的上方觸腳(331)由於高過電導件(20)的上方觸腳(231)，因此測試治具(1)之測試導件(30)可先接觸到待測物(60)散熱區塊(65)之測試接腳(66)，故先接觸的測試導件(30)可將儲存在待測物(60)上的靜電(ESD)直接傳導至負載板(50)上，以產 生靜電防護作用，且當待測物(60)繼續下移後，可令待測物(60)之信號接腳(61)與測試治具(1)的電導件(20)接觸，供進行正常的電性測試，由於待測物(60)的靜電在測試前已被導出，故可避免待測物(60)於測試過程中，因靜電導致待測物(60)被擊穿、燒毀、劣化或破壞等，如此可有效的防止生產良率下降。

再者，本發明半導體測試治具之靜電消散結構另有一較佳實施例，其係如第3、4及5圖所示，該待測物(60)之積體電路可以是四方扁平無引腳封裝(Quad Flat No leads，QFN)，因此該待測物(60)底部周緣之信號接腳(61)可以是金屬墊片，再者該散熱區塊(65)可以是具一定面積之金屬墊片，也可以係由複數之測試接腳(66)所構成，且該等測試接腳(66)也可以金屬墊片或錫球，本實施例係以單一金屬墊片為主要實施例；另，該測試治具(1)之殼體(10)電導件(20)可以是彈簧探針，該等電導件(20)係由一「V」字型或「S」字型之彈性件(25)所構成，本發明以「V」字型彈性件(25)為主要實施例，該彈性件(25)可以是簧線或簧片，且該彈性件(25)中至少一端形成有一可突出於殼體(10)上表面(11)之弧彎觸部(261)，而該彈性件(25)中段形成有一可突出於殼體(10)下表面(12)之弧彎觸部(262)，使彈線(25)之弧彎觸部(261、262)能相對殼體(10)的上、下表面(11、12)產生彈性作用，又該等弧彎觸部(261、262)並可分別接觸待測物(60)與負載板(50)之信號接腳(61)及信號引線(51)接觸形成 有效之電連接。再者該測試治具(1)之殼體(10)的測試導件(30)可以是彈簧探針，該等測試導件(30)係由一「V」字型或「S」字型之彈性件(35)所構成，本實施例以「V」字型之彈性件(35)為主要實施例，該彈性件(35)可以是簧線或簧片，且彈性件(35)上方兩端分別設有可抵撐該待測物(60)測試接腳(66)之弧彎觸部(361、362)，且該等弧彎觸部(361、362)並可突出於殼體(10)之上表面(11)，使其能相對殼體(10)的上表面(11)產生伸縮作用，又測試導件(30)之中央底部並形成有一弧彎觸部(363)，其並可接觸負載板(50)之接地引線(55)，且測試導件(30)之弧彎觸部(361、362、363)端部分別高於電導件(20)之兩端弧彎觸部(261、262)端部，令測試導件(30)之彈性件(35)進一步可較電導件(20)先接觸到負載板(50)與待測物(60)，形成有效之靜電放電路徑；藉此，組構成另一個結構簡單、且提供低電阻率放電路徑的半導體測試治具之靜電消散結構者。

透過前述之結構設計，本發明另一較佳實施例於實際運用時，則係如第3、4圖所示，該測試治具(1)之殼體(10)周緣與中央部位分別安裝有系列電導件(20)及測試導件(30)，供分別與底部負載板(50)之信號引線(51)及接地引線(55)形成電連接，而當具有對應信號接腳(61)與測試接腳(66)之待測物(60)準確接近測試治具(1)殼體(10)移動時，該測試治具(1)殼體(10)上之中央測試導件(30)之彈性件(35)的上方弧彎觸部(361、362)由於高過電導件(20)之彈性件(25)的上方弧彎觸部(261)，因此測試治具(1)之測試 導件(30)可先接觸到待測物(60)散熱區塊(65)之測試接腳(66)，故先接觸的測試導件(30)可將儲存在待測物(60)上的靜電(ESD)直接傳導至負載板(50)上，以產生靜電防護作用，且當待測物(60)繼續下移後，可令待測物(60)之信號接腳(61)與測試治具(1)的電導件(20)接觸，供進行正常的電性測試，由於待測物(60)的靜電在測試前已被導出，故可避免待測物(60)於測試過程中，因靜電導致待測物(60)被擊穿、燒毀、劣化或破壞等，如此可有效的防止生產良率下降。

經由前述之說明可知，本發明之測試治具(1)是利用待測物(60)底部中央形成的散熱區塊(65)，而使用不同長度的測試導件(30)，不同於待測物(60)周圍的信號接腳(61)，使在進行測試時，使待測物(60)進行測試時，先接觸測試治具(1)較長的測試導件(30)，將儲存在待測物(60)上的靜電(ESD)直接傳導至負載板(50)上。而位於測試治具(1)之測試導件(30)長度，可依照不同待測物(60)所需放電時間計算對應不同長度，由於待測物(60)的靜電在測試前已被導出，故可避免待測物(60)於測試過程中，因靜電導致待測物(60)被擊穿、燒毀、劣化或破壞等，如此可有效的防止生產良率下降，而能有效提高其實用性。

藉此，可以理解到本發明為一創意極佳之創作，除了有效解決習式者所面臨的問題，更大幅增進功效，且在相同的技術領域中未見相同或近似的產品創作或公開使用，同時具有功效的增進，故本發明已符合發明專利有關「新穎性」與「進步性」的要件，乃依法提出申請發明專利。

(1)‧‧‧測試治具

(10)‧‧‧殼體

(11)‧‧‧上表面

(12)‧‧‧下表面

(20)‧‧‧電導件

(21)‧‧‧管體

(22)‧‧‧伸縮彈件

(231)(232)‧‧‧觸腳

(233)‧‧‧缺口

(30)‧‧‧測試導件

(31)‧‧‧管體

(32)‧‧‧伸縮彈件

(331)‧‧‧觸腳

(332)‧‧‧觸腳

(333)‧‧‧缺口

(50)‧‧‧負載板

(51)‧‧‧信號引線

(55)‧‧‧接地引線

(60)‧‧‧待測物

(61)‧‧‧信號接腳

(65)‧‧‧散熱區塊

(66)‧‧‧測試接腳

Claims (1)

1. 一種用於將一待測物之接腳電連接至一在測試端處之負載板的對應引線的半導體測試治具之靜電消散結構，該待測物於接腳範圍內形成有一散熱區塊：該測試治具包含有一殼體，其中該殼體具有大體為平面的平行相對立的上、下表面，又殼體內係利用至少一電導件建構成可達成一待測物到負載板的電連接，供對待測物進行電氣測試，且殼體內係利用至少一對應該散熱區塊之較高測試導件建構成可先達成待測物到負載板的電連接，該等測試導件的長度可依照不同待測物所需放電時間計算對應不同之長度，使待測物與殼體電導件接觸前，殼體中與負載板電連接之測試導件能先與待測物積體電路接觸，而將儲存在待測物上的靜電直接傳導至負載板上。

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