TWI822274B - 半導體封裝測試裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明的半導體封裝測試裝置用於測試封裝體疊層型半導體封裝，其包括：上部插口，安裝在推動器，裝載上部封裝並與放置在下側的下部封裝相聯接；下部插口，裝載在測試器並與放置在上側的上述下部封裝相聯接；以及吸附墊，以能夠移動的方式與上述推動器相結合，能夠通過上述推動器接收真空壓力來吸附上述下部封裝並對上述下部封裝加壓，上述吸附墊包括：主體部，由矽材料製成，形成有真空孔；以及吸附部，具有大於上述主體部的直徑，在與上述真空孔相對應的位置形成有吸附孔，上述吸附部由聚醯亞胺膜、工程塑膠或合成樹脂中的一種材料製成，在上述吸附部的上表面中心附著有上述主體部，在外側周圍形成有外側防油部，用於阻擋從上述主體部溶出的矽油。

Description

半導體封裝測試裝置
本發明涉及半導體封裝的測試，更詳細地，涉及用於檢查由下部封裝和上部封裝上下層疊而成的封裝體疊層型(POP)半導體封裝是否正常工作的半導體封裝測試裝置。
半導體封裝由微細的電子電路以高密度集成而成，在製造工序中，將進行判斷各個電子電路是否正常的相關測試工序。測試工序是指通過測試半導體封裝是否正常工作來篩選出優質品及殘次品的工序。
在半導體封裝的測試過程中，將用到使半導體封裝的端子與用於施加測試信號的測試器電連接的測試裝置。測試裝置根據作為測試對象的半導體封裝種類具有多種結構。
最近，隨著可最大限度地減小部件尺寸且快速實現信號傳輸的封裝體疊層型(POP)半導體封裝的使用增加，對用於測試這種半導體封裝的測試裝置的需求也逐漸增加。
如圖1所示，現有的用於測試封裝體疊層型半導體封裝的測試裝置100包括：下部測試插口40及上部測試插口60，用於傳輸電信號；以及推動器(Pusher)50，與上部測試插口相結合。在推動器形成有吸附墊70，以可移動的方式與推動器相結合，通過推動器從外部的真空裝置接收真空壓力。下部測試插口40設置在測試器30以與下部封裝10實現電連接，上 部封裝20安裝在上部測試插口的上部以與上部測試插口60實現電連接。在這種測試裝置中，通過設置在推動器50的吸附墊70下降並吸附(Pick)作為檢查對象的下部封裝10的狀態下定位(Place)在下部測試插口40上部後，進一步下降並對下部封裝10加壓(Pushing)來使得上部測試插口60的第二導電部61與下部封裝10的上部端子12相聯接，由此，使得測試器30、下部測試插口40、下部封裝10、上部測試插口60及上部封裝20電連接來執行電測試。
通常，在現有的半導體封裝測試裝置中，隨著拾取器(Picker)吸附(Pick)作為檢查對象的半導體封裝並定位(Place)在測試插口上後，拾取器為了吸附其他半導體封裝而移動，推動器(Pusher)以加壓(Pushing)定位在測試插口上的半導體封裝的方式執行電測試。即，在現有的普通半導體封裝測試裝置中，由於拾取器和推動器分開工作，並且，拾取器僅執行拾取放置(Pick & Place)的作用，因此，拾取器僅在短時間內吸附半導體封裝。
與此相反，在用於測試封裝體疊層型半導體封裝的測試裝置中，拾取器和推動器形成為一體，拾取器的吸附墊同時執行吸附(Pick)作為檢查對象的半導體封裝並裝載(Place)及加壓(Pushing)的作用，因此，拾取器的吸附墊具有長時間接觸半導體封裝的結構，尤其，在可靠性測試的情況下，吸附墊與下部封裝維持1周~2周的接觸狀態。
在用於測試封裝體疊層型半導體封裝的測試裝置中，吸附墊70由矽製成，以便保護半導體封裝並提高真空吸附性能，但是，由於矽的特性而發生下部半導體封裝粘連在吸附墊的粘性定位(Sticky)現象。為了防止這種粘性定位現象，以往存在向緊貼於半導體封裝的吸附墊表面塗敷抗電塗層或特殊塗層的方法，但是，仍無法改善粘性定位現象。
最近，如圖3的(a)部分所示，在緊貼於半導體封裝10的吸附墊70的主體部710下部，通過由聚醯亞胺膜、工程塑膠或合成樹脂中的一種材料製成的防粘結部件來形成吸附部720，通過在主體部710附著由防粘結部件形成的吸附部720來防止粘性定位現象。
然而，在用於測試吸附墊70與下部封裝長時間聯接的封裝體層疊型半導體封裝的測試裝置中，如圖3的(b)部分所示，由於吸附墊70的主體部710長時間處於被真空壓力壓縮的狀態，因此，從由矽製成的主體部溶出的矽油將沿著如箭頭A所示的主體部710和真空孔711的側面流動，所流出的矽油流入到吸附墊與下部半導體封裝之間，從而矽油將堆積在吸附墊70的吸附部720與下部半導體封裝10之間(S表示矽油堆積的示例)，且進一步頻繁發生吸附墊70與下部半導體封裝10相互粘連的粘性定位現象。
現有技術文獻
專利文獻
專利文獻0001：公開專利公報第2015-0106848號(2015年09月22日)
專利文獻0002：授權專利公報第10-1555965號(2015年09月25日)
本發明考慮到如上所述的問題而提出，本發明的目的在於，提供可精密測試高速工作的封裝層疊型半導體封裝的半導體封裝測試裝置。
並且，本發明的再一目的在於，提供可完全防止半導體封裝粘連在吸附墊的粘性定位現象的半導體封裝測試裝置。
為了實現上述目的，本發明的半導體封裝測試裝置用於測試封裝體疊層型(POP)半導體封裝，其可包括：上部插口，安裝在推動器，裝載上部封裝並與放置在下側的下部封裝相聯接；下部插口，裝載在測試器並與放置在上側的下部封裝相聯接；以及吸附墊，以能夠移動的方式與推動器相結合，可通過推動器接收真空壓力來吸附上述下部封裝並對上述下部封裝加壓，吸附墊包括：主體部，由矽材料製成，形成有真空孔；以及吸附部，具有大於主體部的直徑，在與真空孔相對應的位置形成有吸附孔，上述吸附部由聚醯亞胺膜、工程塑膠或合成樹脂中的一種材料製成，在吸附部的上表面中心附著有主體部，可在外側周圍形成有外側防油部，用於阻擋從主體部溶出的矽油。
上述吸附孔具有小於上述真空孔的直徑，可在上述吸附部的上表面的內側周圍形成有包圍上述吸附孔的內側防油部。
上述外側防油部或內側防油部可以為圍牆形狀。
上述外側防油部或內側防油部可由矽、聚醯亞胺膜、工程塑膠或合成樹脂中的一種材料製成。
上述外側防油部或內側防油部的厚度可小於上述吸附部的厚度。
並且，上述外側防油部或內側防油部可以為上述吸附部的一部分被蝕刻而成的凹槽形狀。
而且，可在上述上部插口形成有多個導電部，上述導電部在彈性絕緣物質內包括多個導電粒子。
上述導電部可被由非彈性絕緣材料製成的非彈性絕緣墊支撐。
在本發明的半導體封裝測試裝置中，利用防粘結材料來形成用於吸附下部封裝的吸附墊的吸附部，沿著吸附部的外側或內側周圍追加形成 防油部來阻擋從主體部溶出的矽油，由此，可完全防止已完成檢查的下部封裝粘連在吸附墊的粘性定位現象。
並且，在本發明一實施例的半導體封裝測試裝置中，當測試封裝體疊層型半導體封裝時，由於半導體封裝並不粘連在吸附墊，因此，在完成測試後，可在裝載裝置輕易定位已完成檢查的半導體封裝，從而可有效地執行整體測試工序。
10:下部封裝
11:下部端子
12:上部端子
20:上部封裝
21:上部封裝端子
30:測試器
40:下部插口
41:第一導電部
42:絕緣部
50:推動器
51:真空通路
52:腔體
60:上部插口
61:第二導電部
62:絕緣墊
63:絕緣墊孔
70、700:吸附墊
100:半導體封裝測試裝置
111:插口外殼
120:引導外殼
710:主體部
711:真空孔
720:吸附部
721:吸附孔
730:外側防油部
731:內側防油部
A:矽油的流向
S:矽油堆積
圖1簡要示出封裝體疊層型半導體封裝測試裝置。
圖2用於說明封裝體疊層型半導體封裝測試裝置的作用。
圖3為示出在封裝體疊層型半導體封裝測試裝置中因矽從吸附墊溶出而發生粘性定位現象的圖。
圖4示出本發明一實施例的形成有用於阻擋油流出的防油部的吸附墊。
圖5示出本發明一實施例的形成有油防止部的吸附墊的多種變形例。
以下，參照附圖詳細說明本發明的半導體封裝測試裝置。
圖1簡要示出封裝體疊層型半導體封裝測試裝置，圖2用於說明封裝體疊層型半導體封裝測試裝置的作用，圖3為示出在封裝體疊層型半導體封裝測試裝置中因矽從吸附墊溶出而發生粘性定位現象的圖，圖4示出本發明一實施例的形成有用於阻擋油流出的防油部的吸附墊，圖5示出本發明一實施例的形成有油防止部的吸附墊的多種變形例。
如圖1所示，封裝體疊層型半導體封裝測試裝置100為用於測試利用作為優質品預先篩選的上部封裝20檢查下部封裝10的封裝體疊層型(POP)半導體封裝的裝置，可對生成測試信號的測試器30與封裝體疊層型半導體封裝起到電介質的作用。
半導體封裝測試裝置100包括：下部插口40，安裝在測試器30；安裝有下部插口40的插口外殼111及引導外殼120；推動器50，裝載有上部插口60，可從驅動部(未圖示)接收移動力來進行移動；上部插口60，與推動器50相結合；以及吸附墊70，以可移動的方式與推動器50相結合，以可吸附下部封裝10。
下部插口40裝載在測試器30，使得測試器30與位於上側的下部封裝10實現電連接。下部插口40配置在插口外殼111內，包括第一導電部41和絕緣部42。
在第一導電部41中，導電粒子可排列形成在彈性絕緣物質內，第一導電部41也可以為內置有彈簧的彈簧針方式。
推動器50可從驅動部接收移動力來進行移動，以接近下部插口40側或遠離下部插口40。推動器50在內側包括：腔體52，用於收容上部封裝20；以及真空通路51，用於傳遞真空壓力，真空通路51與外部的真空壓力發生裝置(未圖示)相連接，可向吸附墊70傳遞從真空壓力發生裝置產生的真空壓力。
上部插口60以可密封腔體52的方式與推動器50的一側相結合。上部插口60裝載有放置在腔體52的上部封裝20(上部封裝可以為預先篩選的優質封裝)，當執行測試時，與放置在下側的下部封裝10實現電連接。上部插口60包括：絕緣墊62，用於覆蓋腔體52；以及多個第二導電部61，被絕緣墊62支撐。
絕緣墊62可由非彈性絕緣材料製成。當上部插口60與下部封裝10相聯接時，非彈性絕緣材料的絕緣墊62有利於向下部插口40側對下部封裝10加壓。若非彈性絕緣材料的絕緣墊62穩定地對下部封裝10加壓，則下部封裝10的下部端子11可以與下部插口40的第一導電部41穩定聯接。作為這種非彈性絕緣材料，可使用聚醯亞胺、工程塑膠或除此之外的多種非彈性絕緣材料。
在絕緣墊62形成有絕緣墊孔63。絕緣墊孔63與腔體52的真空通路51相連接，以可傳遞腔體52的真空壓力。
第二導電部61沿著厚度方向貫通絕緣墊62，被非彈性絕緣墊62支撐。第二導電部61可在彈性絕緣物質內包括多個導電粒子。
隨著真空壓力發生裝置進行工作，真空壓力或釋放壓力通過真空通路51、腔體52、絕緣墊孔63傳遞到吸附墊70。在維持真空狀態下，吸附墊70下降並吸附作為檢查對象的下部封裝10，可通過進一步下降並對下部封裝10加壓或解除真空狀態來將已完成檢查的下部封裝10定位在裝載裝置(未圖示)。
圖2用於說明封裝體疊層型半導體封裝測試裝置的作用。
如圖2的(a)部分所示，隨著推動器50通過驅動部進行移動，吸附墊70下降並吸附下部封裝10後，吸附墊70向下部插口40上方搬運所吸附的下部封裝10來使得下部封裝10的下部端子11與下部插口40的第一導電部41相接觸。
接著，如圖2的(b)部分所示，當推動器50向下部插口40側移動時，由於吸附墊70進一步下降並對下部封裝10加壓，因此，下部封裝10的下部端子11與下部插口40的第一導電部41相聯接，隨著推動器50的移動，上部插口60的第二導電部61與下部封裝10的上部端子12相聯 接。在此情況下，隨著推動器50的加壓力通過上部插口60傳遞到下部封裝10，由此，測試器30、下部插口40、下部封裝10、上部插口60及上部封裝20實現電連接。在此狀態下，從測試器30產生的測試信號傳輸到下部封裝10及上部封裝20，由此可執行有關下部封裝10是否正常工作或下部封裝10和上部封裝20是否正常整合的電測試。
完成測試後，真空拾取器的吸附墊70上升，隨著推動器50的移動，吸附墊70所吸附的下部封裝10可從下部插口40卸載並移送到裝載裝置(未圖示)。
如上所述，在用於測試上部封裝和下部封裝的封裝體疊層型(POP)半導體封裝測試裝置中，吸附墊70除起到吸附(Pick)並裝載(Place)半導體封裝的作用之外，還可起到向矽橡膠插口加壓(Pushing)半導體封裝的作用，因此，具有長時間接觸下部半導體封裝的結構，尤其，在可靠性測試的情況下，為了解決由於吸附墊與下部封裝維持1周~2周的接觸狀態的時間，在此過程中，因從吸附墊70溶出的矽油而引起半導體封裝粘連在吸附墊70的粘性定位現象，從而無法向裝載裝置正常放置已完成檢查的半導體封裝的問題，而開發了本發明的吸附墊700。
圖4示出本發明一實施例的形成有用於阻擋油流出的防油部的吸附墊，圖5示出本發明一實施例的形成有油防止部的吸附墊的多種變形例。以附圖標記700表示本發明的吸附墊。
如圖所示，在本發明一實施例的吸附墊700包括：主體部710，由矽材料製成，形成有真空孔711；以及吸附部720，具有大於主體部710的直徑，在與真空孔711相對應的位置形成有吸附孔721，上述吸附部由聚醯亞胺膜、工程塑膠或合成樹脂中的一種材料製成，在吸附部720的上 表面中心附著有主體部710，可在外側周圍形成有外側防油部730，用於阻擋從主體部710溶出的矽油S。
主體部710形成吸附墊700的主體，在中心貫通形成有真空孔711。通過真空壓力發生裝置的工作提供的真空壓力或釋放壓力經過推動器的真空通路51、腔體52、絕緣墊63傳遞到真空孔711。上述主體部710由矽材料製成，以便提高真空吸附性能。
吸附部720形成在與半導體封裝直接接觸的部分，可由聚醯亞胺膜、工程塑膠、合成樹脂等硬質防粘結材料製成。由於，緊貼於半導體封裝的吸附墊700部分由防粘結材料製成，因此，可在一定程度上防止半導體封裝粘連在吸附墊700。
在吸附部720形成有吸附孔721，形成在與主體部710的真空孔711相對應的位置。借助通過與真空孔711連通的吸附孔721傳遞的真空壓力來吸附半導體封裝。
吸附部720可具有大於主體部710的直徑，在其上表面中心部分附著有主體部710，可在未附著有主體部710的吸附部720上表面的外側周圍形成有外側防油部730，用於阻擋從主體部710的外側溶出的矽油。
主體部710由矽材料製成，且具有如下的結構，即，當吸附並對半導體封裝加壓時，吸附墊700的主體部710因受到真空壓力而處於被壓縮的狀態，在這種壓縮狀態下，由於矽材料的特性上，矽油只能溶出。
進而，如同封裝體疊層型半導體封裝測試裝置，在吸附墊700因長時間吸附並對半導體封裝加壓而處於擠壓狀態的情況下，雖然從吸附墊700的主體部710溶出的矽油量會有所增加，在本發明中，由於在吸附部720的外側周圍形成有用於阻擋矽油的外側防油部730，因此，可以解決因 矽油移動到吸附部720的下表面而使得半導體封裝粘連在吸附墊700，從而無法卸載已完成檢查的半導體封裝的問題。
並且，如圖4的(c)部分所示，吸附孔721具有小於真空孔711的直徑，在真空孔711與吸附孔721的邊界面留有吸附部720的上表面一部分，在所留有的上述吸附部720上表面的內側周圍也可形成有包圍吸附孔的內側防油部731。
內側防油部731阻擋沿著主體部710的內側溶出的矽油，即，阻擋從真空孔711溶出的矽油。
外側防油部730和內側防油部731沿著吸附部720上表面的外側邊緣和內側邊緣形成，具有可阻擋從主體部710的外側和內側溶出的矽油的結構。
外側防油部730或內側防油部731可以為圍牆形狀。如圖4的(a)部分、(c)部分所示，可呈截面可以為三角形的圍牆包圍的形態，或者，如圖5的(a)部分所示，可呈截面為四邊形的圍牆包圍的形態，或者，如圖5(b)部分所示，截面為圓形的圍牆包圍的形態，除此之外，也可以為具有多種截面形狀的圍牆形狀。圖4的(b)部分為圖4的(a)部分的立體圖。
並且，優選地，外側防油部730和內側防油部731的厚度應小於吸附部720的厚度。
並且，外側防油部730或內側防油部731可由矽、聚醯亞胺膜、工程塑膠或合成樹脂中的一種材料製成。外側防油部730或內側防油部731並非為被真空壓力擠壓的部分，因此不會溶出矽油，因而，外側防油部730或內側防油部731也可由矽材料製成。
並且，外側防油部730和內側防油部731可以為吸附部720的一部分被蝕刻而成的凹槽形狀。如圖5的(c)部分所示，凹槽形狀的截面可以為四邊形，或者，如圖5的(d)部分所示，截面可以為三角形，除此之外，可具有多種截面形狀。凹槽形狀可通過鐳射或切割工具蝕刻而成。
圖4的(d)部分為示出本發明一實施例的在吸附墊700形成外側防油部730和內側防油部731來防止從主體部710溶出的矽油向吸附部720的外部流出的例示圖。附圖所示的“A”表示矽油的流向。
從吸附墊700的主體部710的外側溶出的矽油被外側防油部730阻擋，從主體部710的內側溶出的矽油被內側防油部731阻擋。
在用於測試上部封裝和下部封裝的封裝體疊層型(POP)半導體封裝測試裝置中，吸附墊700除起到吸附(Pick)並裝載(Place)半導體封裝的作用之外，還可起到向矽橡膠插口加壓(Pushing)半導體封裝的作用，當執行測試時，具有長時間壓合半導體封裝的結構，因此，即使是在具有矽等彈性材料的主體部710的下端附著由防粘結部件形成的吸附部720的吸附墊700，也有可能因矽油從吸附墊700的主體部710溶出而導致所溶出的油堆積在吸附部720的下端，從而發生半導體封裝粘連在吸附墊700的吸附部720的粘性定位(Sticky)現象，但是，在本發明中，可追加形成防油部來阻擋從吸附墊700的主體部710溶出的油，因此，可完全防止半導體封裝粘連在吸附墊700的粘性定位現象。
如上所述，本發明一實施例的半導體封裝測試裝置100利用防粘結材料來形成用於吸附下部封裝10的吸附墊700的吸附部720，沿著吸附部720的外側或內側周圍追加形成防油部來阻擋從主體部710溶出的矽油，由此，可完全防止已完成檢查的下部封裝10粘連在吸附墊700的粘性定位現象。
並且，本發明一實施例的半導體封裝測試裝置100具有如下的效果，即，當測試封裝體疊層型半導體封裝時，由於半導體封裝並不粘連在吸附墊，因此，在完成測試後，可在裝載裝置輕易定位已完成檢查的半導體封裝，從而可有效地執行整體測試工序。
以上，儘管與用於例示本發明的原理的優選實施例相關的示出並說明了本發明，本發明並不限定於上述示出並說明的結構及作用。本發明所屬技術領域具有通常知識者應當理解的是，可在不脫離申請專利範圍的思想及範圍內對本發明進行多種變形及修改。
700:吸附墊
710:主體部
711:真空孔
720:吸附部
721:吸附孔
730:外側防油部
731:內側防油部
A:矽油的流向

Claims (8)

  1. 一種半導體封裝測試裝置，用於測試封裝體疊層型半導體封裝，包括：上部插口，安裝在推動器，裝載上部封裝並與放置在下側的下部封裝相聯接；下部插口，裝載在測試器並與放置在上側的上述下部封裝相聯接；以及吸附墊，以能夠移動的方式與上述推動器相結合，能夠通過上述推動器接收真空壓力來吸附上述下部封裝並對上述下部封裝加壓，上述半導體封裝測試裝置的特徵在於，上述吸附墊包括：主體部，由矽材料製成，形成有真空孔；以及吸附部，具有大於上述主體部的直徑，在與上述真空孔相對應的位置形成有吸附孔，上述吸附部由聚醯亞胺膜、工程塑膠或合成樹脂中的一種材料製成，在上述吸附部的上表面中心附著有上述主體部，在外側周圍形成有外側防油部，用於阻擋從上述主體部溶出的矽油。
  2. 如請求項1所述之半導體封裝測試裝置，其中，上述吸附孔具有小於上述真空孔的直徑，在上述吸附部的上表面的內側周圍形成有包圍上述吸附孔的內側防油部。
  3. 如請求項1或2所述之半導體封裝測試裝置，其中，上述外側防油部或內側防油部為圍牆形狀。
  4. 如請求項3所述之半導體封裝測試裝置，其中，上述外側防油部或內側防油部由矽、聚醯亞胺膜、工程塑膠或合成樹脂中的一種材料製成。
  5. 如請求項3所述之半導體封裝測試裝置，其中，上述外側防油部或內側防油部的厚度小於上述吸附部的厚度。
  6. 如請求項1或2所述之半導體封裝測試裝置，其中，上述外側防油部或內側防油部為上述吸附部的一部分被蝕刻而成的凹槽形狀。
  7. 如請求項1所述之半導體封裝測試裝置，其中，在上述上部插口形成有多個導電部，上述導電部在彈性絕緣物質內包括多個導電粒子。
  8. 如請求項7所述之半導體封裝測試裝置，其中，上述導電部被由非彈性絕緣材料製成的非彈性絕緣墊支撐。
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