TWM576732U - 具有可伸縮式彈簧銷頂蓋板之插入方塊 - Google Patents

Abstract

本文中描述一種插入方塊、一種晶片封裝總成測試系統及用於測試一晶片封裝總成之方法。在一個實例中，提供一種用於一積體電路晶片封裝測試系統之插入方塊。該插入方塊包括一主體、一止動器板及一蓋板。複數個彈簧銷各安置於形成於該主體中的複數個彈簧銷收納孔中之一各別者中。該止動器板耦接至該主體且捕獲在該複數個彈簧銷收納孔內之該等彈簧銷。該蓋板可移動地耦接至該主體。該蓋板具有穿過其形成之複數個彈簧銷穿通孔，其與形成於該主體中之該複數個彈簧銷收納孔對準。一彈簧對該蓋板加偏壓以遠離該主體至該等彈簧銷不會經由該蓋板之一頂表面暴露之一位置，且其中該蓋板可朝向該主體移動至經由該蓋板之該頂表面暴露該等彈簧銷之一位置。

Description

具有可伸縮式彈簧銷頂蓋板之插入方塊

本新型創作之具體實例大體係關於一種積體電路晶片封裝總成測試系統，其具有一插入方塊，該插入方塊經組態以在與正在該積體電路晶片封裝總成測試系統中測試之一積體電路封裝嚙合前保護彈簧銷。

諸如平板電腦、電腦、影印機、數位攝影機、智慧型電話、控制系統及自動化櫃員機外加其他之電子器件常常使用充分利用積體電路(例如，晶片)封裝總成以用於增加之功能性及較高組件密度之電子組件。在晶片封裝總成測試系統上測試晶片封裝總成，晶片封裝總成測試系統利用母板及子板提供用於測試各種晶片封裝總成設計之靈活性。彈簧銷典型地用以進行母板與子板之間的電連接。然而，該等彈簧銷高度易於損壞。舉例而言，接觸子板的暴露之彈簧銷尖端在子板之移除及替換以適應具有不同設計的晶片封裝總成之測試期間常受到損壞。損壞之彈簧銷可不當地不僅損壞子板，而且需要維護停工時間以用於維修測試設備，其增大持有及生產之成本。

因此，存在對於用於測試積體電路封裝之一改良之測試系統及方法之需求。

本文中描述一種插入方塊、一種晶片封裝總成測試系統及用於測試一晶片封裝總成之方法。在一個實例中，提供一種用於一積體電路晶片封裝測試系統之插入方塊。該插入方塊包括一主體、一止動器板及一蓋板。複數個彈簧銷各安置於形成於該主體中的複數個彈簧銷收納孔中之一各別者中。該止動器板耦接至該主體且捕獲在該複數個彈簧銷收納孔內之該等彈簧銷。該蓋板可移動地耦接至該主體。該蓋板具有穿過其形成之複數個彈簧銷穿通孔，其與形成於該底板中之該複數個彈簧銷收納孔對準。一彈簧對該蓋板加偏壓以遠離該主體至該等彈簧銷不會經由該蓋板之一頂表面暴露之一位置，且其中該蓋板可朝向該主體移動至經由該蓋板之該頂表面暴露該等彈簧銷之一位置。

在另一實例中，提供一種積體電路晶片封裝測試系統。該測試系統包括安置於一母板與一子板之間的一插入方塊。該子板之一頂表面具有一插口，其經組態以收納用於測試之一晶片封裝。該子板之一底表面具有複數個電接觸墊，其推動駐留於安裝於該母板之該頂表面上的該插入方塊中之該彈簧銷。同一底表面接觸墊經由該子板之電跡線佈線耦接至該插口。該母板之一頂表面具有複數個電接觸墊之一圖案，該複數個電接觸墊容納經由凹進至該插入方塊之該主體內之不同螺釘安裝之一插入方塊。此等母板接觸墊經由該母板上自該插入方塊襯墊圖案至該測試墊圖案界面之一佈線耦接至該測試系統。該測試系統亦包括一推動器，其經組態以朝向該插口推進一晶片封裝。該插入方塊包括一主體、複數個彈簧銷、一彈簧及一止動器板。彈簧銷中之每一者安置於在該主體中安置的複數個彈簧銷收納孔中之一各別者中，且使該母板之該複數個接觸墊中之一接觸墊與該子板之該複數個接觸墊中之一接觸墊接觸。該止動器板耦接至該主體且捕獲在該複數個彈簧銷收納孔內之該等彈簧銷。該蓋板可移動地耦接至該主體。該蓋板具有穿過其形成之複數個彈簧銷穿通孔，其與形成於該底板中之該複數個彈簧銷收納孔對準。該彈簧對該蓋板加偏壓以遠離該 主體。

在另一實例中，提供一種用於測試一晶片封裝之方法。該方法包括使具有經組態以用於測試一晶片封裝之一插口的子板接觸一蓋板之一頂表面，同時彈簧銷之端部在該頂表面下方凹進，安置的一插入方塊之該蓋板部分耦接至一測試系統之一母板；將一力施加至抵靠該蓋板之該頂表面安置的該子板且將該蓋板朝向該母板移動；當該蓋朝向該母板移動時，嚙合且移位該等彈簧銷之柱塞；在該插口中插入一晶片封裝；及利用自該測試系統傳輸至該母板經由該等彈簧銷至該子板之信號測試該晶片封裝。

100‧‧‧晶片封裝總成測試系統

102‧‧‧測試台

104‧‧‧推動器

106‧‧‧推動器板

108‧‧‧致動器

110‧‧‧晶片封裝

112‧‧‧積體電路(IC)晶粒

114‧‧‧封裝基底

116‧‧‧焊料凸塊

120‧‧‧測試插口

122‧‧‧接觸墊

124‧‧‧凹座

126‧‧‧電佈線

128‧‧‧測試控制器

130‧‧‧插入方塊

132‧‧‧接觸墊

134‧‧‧佈線

136‧‧‧接觸墊

140‧‧‧子板

142‧‧‧子板之頂表面

144‧‧‧子板之底表面

150‧‧‧母板

152‧‧‧母板之頂表面

160‧‧‧基底

202‧‧‧子板之頂表面

204‧‧‧扣件

206‧‧‧孔

208‧‧‧彈簧銷

210‧‧‧孔

212‧‧‧扣件

214‧‧‧槽

216‧‧‧凸耳

220‧‧‧蓋板

240‧‧‧分型線

302‧‧‧彈簧

304‧‧‧腿部

306‧‧‧蓋板之底表面

310‧‧‧主體

312‧‧‧主體之頂表面

314‧‧‧主體之底表面

320‧‧‧止動器板

322‧‧‧止動器板之頂表面

324‧‧‧止動器板之底表面

402‧‧‧孔

404‧‧‧穿通孔

408‧‧‧盲孔

410‧‧‧凹座

412‧‧‧腿部之底部

414‧‧‧凹座之底部

416‧‧‧距離

502‧‧‧孔

504‧‧‧孔

512‧‧‧較小直徑區段

514‧‧‧較大直徑區段

516‧‧‧台階

522‧‧‧較小直徑區段

524‧‧‧較大直徑區段

526‧‧‧台階

602‧‧‧殼

608‧‧‧第一柱塞

610‧‧‧第一柱塞之暴露端

612‧‧‧彈簧

614‧‧‧尖特徵

616‧‧‧第二柱塞

620‧‧‧第二柱塞之暴露端

624‧‧‧尖特徵

702‧‧‧距離

802‧‧‧扣件之頭部

804‧‧‧穿通孔

806‧‧‧穿通孔

808‧‧‧孔

810‧‧‧擴孔

900‧‧‧用於測試晶片封裝總成之方法

902‧‧‧操作

904‧‧‧操作

906‧‧‧操作

908‧‧‧操作

因此，可參考具體實例獲得可詳細地理解本新型創作之以上列舉特徵之方式、上文簡要概述之本新型創作之更特定描述，其中一些說明於隨附圖式中。然而，應注意，隨附圖式僅說明本新型創作之典型具體實例且因此不應將其視為限制本新型創作之範圍，因為本新型創作可承認其他同等有效之具體實例。

圖1為具有經由一或多個插入方塊連接至一母板之一子板的一晶片封裝總成測試系統之示意性側視圖。

圖2為安置於圖1中所說明之母板之一部分上的插入方塊之示意性俯視圖。

圖3為安置於該母板之一部分上的插入方塊之示意性側視圖。

圖4為說明用以在插入方塊之其他部分上方對一蓋板加偏壓的插入方塊之一部分之部分剖視圖。

圖5為說明複數個彈簧銷的安置於母板之一部分上的插入方塊之示意性剖視圖。

圖6為一例示性彈簧銷之示意性剖視圖。

圖7A至圖7C為說明蓋板與彈簧銷之相對位移的插入方塊之部分剖視圖。

圖7D為說明插入方塊之蓋板與主體之間的間距之插入方塊之部分剖視圖，其中彈簧銷經移除。

圖8為說明將插入方塊緊固至晶片封裝總成測試系統之母板之一扣件的安置於母板之一部分上的插入方塊之另一示意性剖視圖。

圖9為用於測試晶片封裝總成之方法之流程圖。

為了促進理解，已使用相同附圖標號在可能的情況下標示圖中共同的相同元件。預期一個具體實例之元件可有益地併入於其他具體實例中。

本文中揭示的一種用於一晶片封裝總成測試系統之插入方塊、一種晶片封裝總成測試系統及用於測試晶片封裝總成之方法藉由實現具有減小的對用以進行測試系統之母板與子板之接點之間的電接觸之彈簧銷之損壞機率的測試晶片封裝總成之測試來改良測試處理量。由於彈簧銷不太頻繁地受損壞，因此可延長預防性維護間隔，從而導致測試系統之增大的測試容量，同時經由維護勞動及替換部分節省來減少持有成本。

在一個實例中，利用一插入方塊來保護彈簧銷。該插入方塊具有一模組化構造，其包括至少一可伸縮式蓋板、一主體及一止動器板。該可伸縮式蓋板(具有用於彈簧銷之開口)經彈簧負載，且當在使子板與測試系統之母板嚙合時在蓋板上豎直施加壓力時縮回。該可伸縮式蓋保護彈簧銷免受歸因於在子板自測試系統之移除及替換期間及在維修、裝配及處置期間的無意接觸之損壞。此外，如與較大單件式插入方塊相比，該模組化構造允許更高效且按更嚴厲公差製造插入方塊。因為更容易使用模組化構造控制弓曲、平度、翹曲及扭轉，所以彈簧銷更不大可能結合，因此提供更穩固且可靠的測試連接，及延 長之使用壽命之益處。

圖1為一晶片封裝總成測試系統100之示意性俯視圖。該晶片封裝總成測試系統100包括至少一個測試台102、一推動器104及一測試控制器128。該推動器104經組態以嚙合一晶片封裝總成(例如，晶片封裝)110且將其緊固至測試系統100之測試台102供測試，如下文進一步描述。

可利用測試系統100測試之例示性晶片封裝110(作為一非限制性實例，球狀柵格陣列(BGA)封裝)通常包括安置於封裝基板114上之至少一或多個積體電路(IC)晶粒112。在一些具體實例中，可利用一插入物(圖中未示)來提供該一或多個IC晶粒112與封裝基底114之間的改良之互連。IC晶粒112可為一可程式化邏輯器件，諸如，場可程式化閘陣列(FPGA)、記憶體器件、光學器件、MEMS器件、處理器或其他IC邏輯或記憶體結構。光學器件包括光電偵測器、雷射、光源及類似者。焊料凸塊116安置於封裝基板114之底表面上以有助於電力、接地及信號至安裝至封裝基板114的一或多個晶粒112之電路系統之電連通。IC晶粒112之功能性由形成於晶粒112中之固態電路系統提供。在晶片封裝總成製造過程最後，測試晶片封裝110以確保穩固且可預測效能。

測試台102包括母板150及子板140耦接至一基底160。母板150具有一頂表面152及一底表面154。母板150之底表面154安置於基底160上。母板150之頂表面152包括接觸墊136。接觸墊136由電佈線126(諸如，跡線及/或電線)經由基底160耦接至控制器128。

子板140具有一頂表面142及一底表面144。子板140之頂表面142包括一或多個測試插口120。為簡單起見，在圖1中僅說明一單一測試插口120。測試插口120通常包括一凹座124，其經組態以收納待由測試系統100測試之晶片封裝110。凹座124包括暴露之接觸墊132，其由佈線134耦接至形成於子板140之底表面144上的接觸墊122。接觸墊132經配置以與晶片封裝110之焊料凸塊116配 對，以有助於在測試期間在控制器128晶片封裝110之間的電連通。

測試系統100之推動器104包括耦接至一致動器108之一推動器板106。致動器108可操作以將推動器板106朝向及遠離插口120移動。致動器108經組態以按足夠力將晶片封裝110與推動器板106一起推動至插口120內以確保晶片封裝110之焊料凸塊116與形成於插口120之凹座124中的接觸墊132之間的穩固電接觸，以有助於晶片封裝110之測試的電力、接地及信號之有效連通。諸如氣缸、滾珠螺釘或其他線性致動器之致動器108可控制由抵靠插口120推動晶片封裝110之推動器板106施加的力。在一個實例中，致動器108可操作以按每焊料凸塊116約35公克之一力抵靠晶片封裝110向下推進推動器板106。致動器108及推動器板106由圖1中未展示之一支柱或台架支撐於測試插口120上。

如上參看圖1所論述，測試台102耦接至測試控制器128。測試控制器128通常執行儲存於測試控制器128中或可由測試控制器128存取之測試常式(例如，預定測試常式)。該測試常式可經由一使用者介面輸入至測試控制器128內，或自測試控制器128及/或主機處理系統(圖中未示)上載或存取。測試控制器128以對安置於測試台102之插口120中之晶片封裝110執行一預定義測試的一方式執行測試常式。該測試常式可為待對晶片封裝110執行的DC測試常式、預燒常式、後預燒常式、最終測試常式或其他預定義之測試常式中之一或多者。

在一個實例中，對安置於測試台102之插口120中之晶片封裝110執行一DC測試常式。DC測試常式可包括在一時間週期內使晶片封裝110經受高DC負載，及針對電短接、電阻、溫度上升、RC延遲、速度、其他效能特性或故障或其他缺陷來測試晶片封裝110。

在另一實例中，對安置在測試台102之插口120中的晶片封裝110執行預燒測試常式。預燒測試常式可包括使晶片封裝110經受高應力環境，諸 如，高電壓、高安培、高溫及/或高頻電信號。預燒測試常式可包括在一時間週期內使晶片封裝110經受高應力環境，及針對短路、電阻、溫度上升、RC延遲、速度、其他效能特性或故障或其他缺陷來測試晶片封裝110。

在又一實例中，對安置在測試台102中之晶片封裝110執行後預燒測試常式。後預燒測試常式可包括在室溫及低於室溫下測試晶片封裝110之電特性及功能。後預燒測試常式可包括在一時間週期內使晶片封裝110經受一室溫環境，及測試晶片封裝110之電特性及功能。後預燒測試常式亦可包括在一時間週期內使晶片封裝110經受亞室溫環境，及測試晶片封裝110之電特性及功能。後預燒測試常式可包括判定測試資訊，諸如，效能、功能性、合格、不合格或與測試之晶片封裝110相關聯的其他效能資訊。其他效能可包括(但不限於)電阻、溫度上升、RC延遲、速度、故障或其他缺陷中之一或多者。

在再一實例中，對安置在測試台102中之晶片封裝110執行最終測試常式。該最終測試常式可包括在升高高於室溫之一溫度(例如，諸如在約攝氏155度之高溫)下及/或在低於室溫之一溫度(例如，諸如在約攝氏-55度之冷溫)下測試晶片封裝110之電特性及功能。最終測試常式可包括在一時間週期內使晶片封裝110經受升高(及/或冷)溫度環境，及測試晶片封裝110之電特性及功能。最終測試常式可包括判定測試資訊(諸如，效能、功能性、合格、不合格或其他效能資訊)至儲存於測試控制器128上且與測試之晶片封裝110唯一相關聯之資訊。

在又一實例中，對晶片封裝110執行之最終測試常式可模仿晶片封裝110將與之介面連接的器件之操作條件。最終測試常式之操作條件可包括溫度變化及電壓波動。預期可在測試系統100內之測試台102或其他測試台中執行其他測試常式。

由於具有不同設計之晶片封裝110常常具有不匹配安置於插口 120之底部中的接觸墊132之圖案的用於形成於封裝基板114之底表面上的焊料凸塊116之不同圖案，因此子板140由具有經組態以與待在測試系統100中測試之下一個晶片封裝110配對之一插口120的另一子板140替換。插入方塊130安置於子板140與母板150之間以實現板140、150之間的快速且可靠電連接及斷開連接，使得可按測試系統100之最小停工時間快速地替換子板140。因此，可快速地將子板140與插入方塊130斷開連接，可與另一子板140斷開，該另一子板140具有經組態以適應待測試的不同晶片封裝110之不同焊料凸塊佈局之一插口120。

圖2為安置於圖1之晶片封裝總成測試系統100之母板150上的插入方塊130之一實例之示意性俯視圖。插入方塊130可為矩形，或具有另一合適幾何形狀。插入方塊130可視情況分裂成兩個或更多個區段，如由短劃分型線240展示。藉由按多個區段製造插入方塊130，可製造具有較大平度且較小翹曲之插入方塊130，此實現母板150與子板140之間的較穩固連接，及測試系統100之最終更好效能。

圖2中所說明之插入方塊130包括一蓋板220及複數個彈簧銷208。蓋板220具有在測試期間接觸子板140之一頂表面202。蓋板220包括至少第一複數個孔206及複數個槽214。孔206中之每一者環繞複數個彈簧銷208中之一各別者且允許其自由穿過蓋板220。孔206及彈簧銷208之數目及幾何圖案及間距可按對於特定測試應用之需求來變化。

蓋板220亦可包括至少第二複數個孔210。孔210中之每一者環繞一扣件212且允許其自由通過，該扣件用以將插入方塊130耦接且緊固至母板150，而不移除蓋板220。孔210具有足夠淨空以允許全部扣件212穿過插入方塊130之蓋板220，使得蓋板220可在無來自扣件212之干擾的情況下自由地移動。

該複數個槽214允許經由蓋板220接取用以將蓋板220固持至插入 方塊130之扣件204。扣件204之頭部之底表面嚙合蓋板220之凸耳216，因此限制蓋板220可與插入方塊130之其他組件分開之距離。以下更詳細地參看圖3至圖4描述蓋板220與插入方塊130之其他組件之間的間距。

圖3為安置於圖1之晶片封裝總成測試系統100之母板150上的插入方塊130之示意性側視圖。與蓋板220一起，插入方塊130包括一主體310及止動器板320。主體310包括一頂表面312及一底表面314。界定於頂表面312與底表面314之間的主體310之厚度大於止動器板320之厚度，諸如，至少兩倍厚。主體310之頂表面312面向蓋板220之底表面306。主體310之底表面314面向止動器板320之頂表面322，且抵靠頂表面322耦接。止動器板320之底表面324面向母板150之頂表面152且抵靠頂表面152耦接。

腿部304自蓋板220之底表面306向下延伸。凸耳216自腿部304側向延伸且面向蓋板220之底表面306。凸耳216限制在主體310之頂表面312上方的蓋板220之向上行進，及因此間距。

彈簧302安置於蓋板220與主體310之間。彈簧302用以對蓋板220加偏壓以遠離及成與主體310之頂表面312的間隔關係。彈簧302可接觸蓋板220之底表面306，或與腿部304界面連接，如在圖3中所展示。彈簧302可為盤簧或其他彈簧形式，諸如，片簧、Belleville彈簧墊圈、彈性體彈簧形式或其他合適彈簧類型。更詳細地參看圖4展示及描述腿部304及彈簧302。

圖4為說明用以在插入方塊130之其他部分(例如，主體310)上方對蓋板220加偏壓之彈簧302中之一者的插入方塊130之一部分之部分剖視圖。彈簧302具有抵靠主體310安置之一端及抵靠蓋板220安置之一第二端。數目及由每一彈簧302產生的力可經選擇以最小限度地產生足夠力以將蓋板220與主體310間隔開，及以允許足夠壓縮使得在蓋板220之最大位移(例如，經由一段距離416)後，蓋板220鄰接主體310。

在圖4中描繪之實例中，腿部304包括形成於腿部304之底部412中的一盲孔408。盲孔408充分地足夠深以容納彈簧302之多數長度，使得彈簧302在壓縮時不明顯地彎折。腿部304之底部412在形成於主體310之頂表面312中的凹座410之底部414上方間隔一段距離，使得蓋板220可行進整個距離416，而腿部304之底部412不接觸凹座410之底部414。在其他具體實例中，腿部304之底部412自蓋板220之底表面306延伸的距離可經選擇以限制蓋板220可位移之距離，使得在蓋板220之充分位移後，蓋板220之行程受到在蓋板220之底表面306接觸主體310之頂表面312前腿部304之底部412接觸凹座410之底部414限制。替代地，容納彈簧302之盲孔408可形成於主體310中，在凹座410之底部414、主體310之頂表面312中，或在蓋板220之底表面306中。

如上所論述，扣件204用以限制行程且捕獲(例如，固持)蓋板220至主體310。扣件204亦用以將主體310固持至止動器板320。在圖4中所描繪之具體實例中，主體310包括與穿過蓋板220形成之槽214對準的一穿通孔404及形成於止動器板320中之一孔402。孔402可帶螺紋以嚙合扣件204之螺紋，因此將止動器板320緊固至主體310。替代地，形成於止動器板320中之孔402可延伸穿過止動器板320以允許螺帽或其他互補帶螺紋扣件(圖中未示)嚙合扣件204，可將止動器板320用螺栓固定至主體310。

替代地，扣件204可僅用以將蓋板220固持至主體310，而不將主體310緊固至止動器板320。在此等具體實例中，利用另一扣件(圖中未示)將主體310緊固至止動器板320。

圖5為安置於圖1之晶片封裝總成測試系統100之母板150上的插入方塊130之示意性剖視圖，其說明固持於插入方塊130中之複數個彈簧銷208。彈簧銷208之數目及間距連同安置於母板150與子板140之間的插入方塊130之數目可按需要選擇以適應需要的母板150與子板140之間的特定連通、接地及輸電 要求，以便有助於在測試中的晶片封裝110之測試。在一個具體實例中，每一彈簧銷208之直徑經定大小以允許在軸向對準之彈簧銷208之間的中心線至中心線間距至少小為1.0mm。在其他實例中，中心線至中心線間距可小為0.4mm。彈簧銷208具有可在0.7mm至2.0mm之範圍中的一系列運動(亦即，衝程或軸向位移)。彈簧銷208可在中間衝程產生在約0.25牛頓(N)至5.00N(諸如，0.25N與1.00N)之間的力。

例示性彈簧銷208之一個實例描繪於圖6之示意性剖視圖中。圖6中所說明之彈簧銷208提供適合於在子板140之接觸墊122與母板150之接觸墊136之間經由插入方塊130的信號傳輸之一導電路徑，使得實現DUT(例如，晶片封裝110)與測試系統100之控制器128之間的信號傳輸。本文中描述的彈簧銷208之特定組態係用於說明，且預期，可利用其他彈簧銷，諸如，具有外部彈簧、H形組態、MEMS構造、壓印組件、滑件或其他組態之彈簧銷。

圖6中所說明之彈簧銷208包括一第一柱塞608、一第二柱塞616及一彈簧612。一導電路徑界定於第一柱塞608與第二柱塞616之暴露的相對暴露端610、620之間，穿過彈簧銷208。穿過彈簧銷208界定之導電路徑具有經選擇以提供當測試控制器128正經由測試台102與封裝110通信時經由彈簧銷208之足夠電力、接地及信號傳輸。柱塞608、616可相對於彼此移動，因此設定彈簧銷208之衝程或行程。

第一柱塞608可為圓柱形或具有另一剖面幾何形狀。第一柱塞608可由合適地足夠剛性以承受當抵靠母板150扣緊子板140時施加於彈簧銷208上之軸向壓縮力的材料製成，因此將插入方塊130夾緊於其間。合適的金屬包括黃銅、不鏽鋼及鈦，外加其他傳導性材料。可類似地製造第二柱塞616。

彈簧銷208可進一步包括一殼602。殼602視情況可為第一柱塞608之部分。殼602可由如上參考第一柱塞608描述之相同材料製成。第一柱塞608及 殼602可由相同材料製成，或由不同材料製成。

一空腔穿過殼602形成以容納彈簧612。可使用黏著劑、按壓配合嚙合、型鍛連接、螺紋、壓接、銅焊、焊接、扣件或其他合適技術將第一柱塞608固定至殼602。在另一實例中，第一柱塞608可移動地安置於殼602之空腔中，使得第一柱塞608可相對於殼602軸向移動。在需要第一柱塞608相對於殼602軸向移動之此具體實例中，第一柱塞608之端部可捕獲於殼602之空腔中以防止第一柱塞608自殼602脫離。可使用端緣及頭部(如圖6中所展示)或替代地使用銷、扣環、卡銷擬合或其他合適技術使第一柱塞608機械捕獲於殼602之空腔中。

以允許第二柱塞616相對於殼602軸向移動之方式使第二柱塞616與殼602之空腔嚙合。舉例而言，殼602包括具有一內徑之一凸緣，該內徑經定大小允許第二柱塞616延伸穿過其，使得可將第二柱塞616軸向移位經由殼602之第二端，而無顯著移動限制。可藉由壓接殼602、鍛粗或其他合適技術來形成凸緣。凸緣之內徑小於在第二柱塞616之第二端處形成的頭部之直徑，因此藉由防止第二柱塞616經由殼602之第二端完全滑出空腔將第二柱塞616捕獲於空腔內。在一個實例中，第二柱塞616可相對於第一柱塞608軸向移位經由約0.5毫米至約2.5毫米之一段距離。

彈簧612由傳導性或非傳導性材料製成，且安置於第一柱塞608與第二柱塞616之間。彈簧612對第一柱塞608加偏壓以遠離第二柱塞616。彈簧612可安置於殼602內或外。在圖1中描繪之實例中，彈簧612安置於殼602之空腔中。

當第二柱塞616自殼602充分延伸時，彈簧612產生判定之預負載力。在一個實例中，彈簧612經選擇以在第二柱塞616之約一半衝程處產生在約0.25牛頓(N)至1.00N之間的力。

在圖6中描繪之實例中，第一柱塞608之暴露端610可包括一或多 個尖特徵614。尖特徵614增強彈簧銷208與形成於母板150之頂表面152上的接觸墊136之間的電連接之效能。類似地，第二柱塞616之暴露端620可包括一或多個尖特徵624。尖特徵624增強彈簧銷208與形成於子板140之底表面144上的接觸墊122之間的電連接之效能。尖特徵614、624可為鑿尖、圓錐、一或多個微凹、一或多個脊或減小柱塞608、616之接觸面積的其他幾何組態。

返回參看圖5，每一彈簧銷208分別捕獲於一對孔502、504中。孔502、504具有穿過插入方塊130形成之共線中心線。孔502、504之共線中心線亦與穿過蓋板220形成的孔206之中心線共線對準。孔502、504之細節說明於圖7C之放大圖中。

參看圖5及圖7C兩者，孔502穿過主體310形成。孔502包括經由頂表面312退出主體310之一較小直徑區段512及經由底表面314退出主體310之一較大直徑區段514。台階516界定於區段512、514之間。較小直徑區段512具有經選擇以允許第二柱塞616在孔502內自由移動之一直徑。較大直徑區段514具有經選擇以容納彈簧銷208之殼602之一直徑，因為殼602具有大於柱塞608、616之一直徑。台階516防止彈簧銷208之殼602經由主體310之頂表面312移出孔502。

較大直徑區段514可具有大於較小直徑區段512之長度的一長度。較大直徑區段514之較長長度允許更穩固的製造及更嚴厲的公差，此係因為較小孔更難以精確地形成，特定言之，在較長長度上。

在一個實例中，主體310相對於止動器板320之較大厚度允許較大直徑區段514充分地足夠長以容納彈簧銷208之大部分(且在其他實例中，全部)殼602。因此，穿過止動器板320形成之互補孔504可製造得較短且花費不太大。

類似地，孔504穿過止動器板320形成。在其中全部殼體駐留在孔502中之具體實例中，孔504僅需要具有類似於較小直徑區段512之一直徑，使得第一柱塞608自由地行進穿過其。在此實例中，孔504經定大小以當主體310與止 動器板320耦接在一起時將彈簧銷208捕獲於孔502內。

在圖5中所描繪之實施例中，孔504包括經由底表面324退出止動器板320之一較小直徑區段522及經由頂表面322退出止動器板320之一較大直徑區段524。台階526界定於區段522、524之間。較小直徑區段522具有經選擇以允許第一柱塞608在孔504內自由移動之一直徑。較大直徑區段524具有經選擇以容納彈簧銷208之殼602之一直徑。較大直徑區段514、524之直徑可相同。台階526防止彈簧銷208之殼602經由止動器板320之底表面324移出孔504。

類似於穿過主體310形成之孔502，孔504之較大直徑區段524可具有大於較小直徑區段522之長度的長度。較大直徑區段524之較長長度允許更穩固製造及更嚴厲公差，此係因為較小孔更難以精確地形成，特定言之，在較長長度上。

因此，主體310抵靠止動器板320緊固。殼602(或具有大於柱塞608、616之直徑的一直徑之彈簧銷208之其他部分)由台階516、526固持於孔502、504之較大直徑區段514、524內。

利用兩個板(亦即，主體310及止動器板320)捕獲彈簧銷208具有許多優勢。首先，如上所論述，歸因於較大直徑區段514、524，孔502、504可按較大精確度且更緊密公差形成，包含孔之全長之較大百分比(相對於較小直徑區段512、524)。此實現孔502、504之間的較緊間距及較好平行度。孔502、504之間的改良之平行度減小彈簧銷208在孔502、504內結合之傾向，因此允許更可靠的電接觸及較長彈簧銷使用壽命。另外，由於孔502、504形成於兩個板(例如，主體310及止動器板320)中，因此每一孔502、504具有相對於習知地容納一彈簧銷之一單一孔較短的長度。如與穿過一單一組件之較長孔相比，較短長度提供較緊間距及改良平行度之類似益處。此外，如與足夠厚以容納全部彈簧銷之一單一板相反，可利用耦接在一起之兩個較薄板(例如，主體310及止 動器板320)更好地控制平度及翹曲。改良之平度及翹曲控制實現母板150與子板140且最終與DUT(亦即，晶片封裝110)之間的較穩固及可靠電連接。

圖7A至圖7C為說明蓋板220及彈簧銷208相對於主體310之各種位移的插入方塊130之部分剖視圖。如圖7A中所說明，當無力經施加至蓋板220之頂表面202時，蓋板220之底表面306在主體310之頂表面312上方間隔開。彈簧銷208之端部620與蓋板220之頂表面202齊平或在頂表面202下方凹進一段距離702。以此方式，彈簧銷208之端部620由蓋板220保護以免受意外接觸及損壞。

如圖7B中所說明，蓋板220與主體310隔開之距離416連同蓋板220之厚度經選擇使得當蓋板220抵靠彈簧302之偏壓而抵靠主體310移位時，彈簧銷208之端部620經由蓋板220之頂表面202突出。然而，彈簧銷208之第二柱塞616具有足夠行進，使得當抵靠主體310安置蓋板220時，彈簧銷208之端部620可與蓋板220之頂表面202齊平地移位或按壓於頂表面202下方(如圖7C中所展示)，以避免在晶片封裝110之測試期間對彈簧銷208或接觸彈簧銷208之端部620及蓋板220之頂表面202的子板140之接觸墊122之損壞。在圖7C中描繪之實例中，當抵靠主體310安置蓋板220時，利用彈簧銷208之第二柱塞616之約一半衝程，使得彈簧銷208可仍然以足夠力嚙合子板140之接觸襯墊122，以確保彈簧銷208與子板140之間的穩固且可靠信號傳輸。

圖7D為說明插入方塊130之蓋板220與主體310之間的間距的插入方塊130之部分剖視圖，其中彈簧銷208經移除。在彈簧銷208經移除之情況下，分型線240(以幻象展示)清晰地說明蓋板220、主體310及止動器板320經分裂成多個區段以有助於製造及獲得較嚴厲的平度及翹曲公差。雖然分型線240經由孔206、502、504分裂蓋板220、主體310及止動器板320，但分型線240可位於避開孔206、502、504之一位置中。然而，使分型線240經由孔206、502、504分裂蓋板220、主體310及止動器板320使彈簧銷208能夠用以提供蓋板220、主體 310及止動器板320之配合的單獨區段之間的對準。

圖8為安置於圖1之晶片封裝總成測試系統100之母板150上的插入方塊130之另一示意性剖視圖，其說明將插入方塊130緊固至母板150的扣件212中之一者。扣件212延伸穿過穿過主體310及止動器板320形成之穿通孔804、806。孔804、806與母板150中形成之一孔808對準。在圖8中描繪之實例中，孔808帶螺紋使得扣件212可以螺紋方式嚙合母板150，因此將主體310及止動器板320及因此插入方塊130夾緊至母板150。替代地，孔808可穿過母板150形成以允許安置於母板150下方之螺帽嚙合扣件212以將插入方塊130緊固至母板150。在另一替代性組態中，808可為一穿通孔，其與在基底160中形成之一螺紋孔(圖中未示)對準，使得扣件212可將插入方塊130及母板150兩者緊固至基底160。

主體310之頂表面312包括一擴孔810。擴孔810經定大小以一旦將插入方塊130緊固至母板150，則允許扣件212之頭部802在主體310之頂表面312下方凹進。以此方式，扣件212之頭部802不干擾蓋板220之運動。

蓋板220中形成之孔210允許對扣件212接取以緊固插入方塊130或自母板150移除插入方塊130。替代地，蓋板220可在扣件212上為實心，亦即，不存在孔210，使得扣件212可僅經接取以用於在蓋板220經移除之情況下，安裝插入方塊130或自母板150移除插入方塊130。

圖9為用於測試晶片封裝總成(諸如，晶片封裝110或其他合適晶片封裝)之方法900之流程圖。方法900在操作902開始於使子板140之接觸墊122接觸蓋板220之頂表面202，同時彈簧銷208之端部610在頂表面202下方凹進。蓋板220為安置於測試系統100之母板150上的插入方塊130之部分。子板140具有一插口120，其經組態以嚙合待在測試系統100內測試之一晶片封裝110。

在操作904處，力由子板140抵靠蓋板220之頂表面202施加，從而使蓋板220抵靠將蓋板220與主體310分開的彈簧302之偏壓朝向插入方塊130之 主體310移動。隨著蓋板220因力而移位，當蓋板220相對於彈簧銷208移動時，彈簧銷208之端部620與駐留於子板140之底表面144上的接觸墊122接觸。

在操作906處，由子板140抵靠蓋板220之頂表面202施加的力繼續將蓋板220朝向插入方塊130之主體310移位，同時現在亦移位與子板140之接觸墊122接觸的彈簧銷208之第二柱塞616。蓋板220及彈簧銷208經移位一段預定義之距離(例如，距離416)，以確保彈簧銷208抵靠襯墊122充分加載，因此進行良好電接觸以確保當晶片封裝110在測試中時，母板150與子板140之間藉由測試控制器128經由彈簧銷208的穩固且有效信號傳輸。

在操作908處，根據由測試控制器128執行之一測試常式來測試現經由彈簧銷208連接至控制器128之晶片封裝110。如上所述，該測試可為DC測試常式、預燒常式、後預燒常式、最終測試常式或待對晶片封裝110執行之其他預定義之測試常式中之一或多者。

因此，已提供一種插入方塊、一種晶片封裝總成測試系統及用於測試晶片封裝之方法，其藉由實現具有減小的用以進行晶片封裝總成與測試系統之接點之間的電接觸之彈簧銷變損壞機率的測試晶片封裝總成之測試來改良測試處理量。在一個實例中，利用一插入方塊以使用一可伸縮式蓋板來保護彈簧銷。此外，與較大插入方塊相比，可更高效地且按更嚴厲公差來製造插入方塊之模組化構造，因此有利地實現對弓曲、平度、翹曲及扭轉之更嚴厲控制。模組化構造減小彈簧銷結合之機率，因此提供更穩固且可靠之測試連接。

雖然前述內容係針對本新型創作之具體實例，但在不脫離本新型創作之基本範圍之情況下，可設計出本新型創作之其他及另外具體實例，且由接下來之申請專利範圍判定本新型創作之範圍。

Claims (18)

1. 一種用於一積體電路晶片封裝測試系統之插入方塊，該插入方塊包含：一主體，其具有一頂表面、一底表面及經由該主體之該頂表面及該底表面退出之複數個第一彈簧銷收納孔；複數個彈簧銷，彈簧銷中之每一者被安置於該複數個彈簧銷收納孔中之一各別者中；一止動器板，其耦接至該主體且捕獲在該複數個彈簧銷收納孔內之該等彈簧銷；一蓋板，其可移動地耦接至該主體，該蓋板具有穿過其形成之複數個彈簧銷穿通孔，該複數個彈簧銷穿通孔與在該底板中所形成之該複數個彈簧銷收納孔對準；及一彈簧，其對該蓋板加偏壓以遠離該主體至該等彈簧銷不會經由該蓋板之一頂表面而暴露之一位置，且其中該蓋板可朝向該主體移動至經由該蓋板之該頂表面暴露該等彈簧銷之一位置。
2. 如請求項1所述之插入方塊，其中該蓋板進一步包含：一腿部，其延伸至在該主體中所形成之一凹座內。
3. 如請求項2所述之插入方塊，其中該腿部進一步包含：一凸耳，其自該腿部側向延伸，該凸耳經組態以限制該蓋板與該主體之間的一間距。
4. 如請求項3所述之插入方塊，其進一步包含：一扣件，其將該主體緊固至該止動器板，其中當該蓋板與該主體隔開時，該扣件嚙合該凸耳。
5. 如請求項4所述之插入方塊，其中該蓋板進一步包含：一槽，其經由該蓋板暴露該扣件。
6. 如請求項2所述之插入方塊，其中該腿部進一步包含：一盲孔，該彈簧被安置於其中。
7. 如請求項1所述之插入方塊，其中該蓋板進一步包含：複數個孔，其與穿過該主體及該止動器板所形成之孔共線對準。
8. 如請求項1所述之插入方塊，其中該止動器板進一步包含：第二複數個彈簧銷收納孔，其與該第一複數個彈簧銷收納孔共線對準。
9. 如請求項1所述之插入方塊，其中該蓋板進一步包含：兩個或多個側向鄰近區段，每一區段可獨立於其他區段移動。
10. 一種積體電路晶片封裝測試系統，其包含：一子板，其具有一頂表面及一底表面，該頂表面具有被安置於其上之一插口，該插口經組態以收納用於測試之一晶片封裝，該底表面具有經由該子板之佈線耦接至該插口之複數個電接觸墊；一母板，其具有一頂表面，該母板之該頂表面具有複數個電接觸墊；一推動器，其經組態以朝向該插口推進一晶片封裝；及一插入方塊，其被安置於該母板與該子板之間，該插入方塊包含：一主體，其具有一頂表面、一底表面及經由該主體之該頂表面及該底表面退出之複數個第一彈簧銷收納孔；複數個彈簧銷，彈簧銷中之每一者被安置於該複數個彈簧銷收納孔中之一各別者中，且使該母板之該複數個接觸墊中之一接觸墊與該子板之該複數個接觸墊中之一接觸墊接觸；一止動器板，其耦接至該主體且捕獲在該複數個彈簧銷收納孔內之該等彈簧銷；一蓋板，其可移動地耦接至該主體，該蓋板具有穿過其形成之複數個彈簧銷穿通孔，該複數個彈簧銷穿通孔與在該底板中所形成之該複數個彈簧銷收納孔對準；及一彈簧，其對該蓋板加偏壓以遠離該主體至該等彈簧銷不會經由該蓋板之一頂表面而暴露之一位置，且其中該蓋板可朝向該主體移動至經由該蓋板之該頂表面暴露該等彈簧銷之一位置。
11. 如請求項10所述之測試系統，其中該蓋板進一步包含：一腿部，其延伸至在該主體中所形成之一凹座內。
12. 如請求項11所述之測試系統，其中該腿部進一步包含：一凸耳，其自該腿部側向延伸，該凸耳經組態以限制該蓋板與該主體之間的一間距。
13. 如請求項12所述之測試系統，其進一步包含：一扣件，其將該主體緊固至該止動器板，其中當該蓋板與該主體隔開時，該扣件嚙合該凸耳。
14. 如請求項13所述之測試系統，其中該蓋板進一步包含：一槽，其經由該蓋板暴露該扣件。
15. 如請求項10所述之測試系統，其中該蓋板進一步包含：兩個或多個側向鄰近區段，每一區段可獨立於其他區段移動。
16. 如請求項15所述之測試系統，其中該第一複數個彈簧銷收納孔中之每一者包含：(a)一較大直徑區段，其退出該主體之該底表面；及(b)一較小直徑區段，其退出該主體之該頂表面，該較小直徑區段與該較大直徑區段共線對準；且其中該第二複數個彈簧銷收納孔中之每一者包含：(a)一較大直徑區段，其退出該止動器板之一頂表面；及(b)一較小直徑區段，其退出該止動器板之一底表面，該較小直徑區段與該較大直徑區段共線對準。
17. 如請求項10所述之測試系統，其中該蓋板具有一系列運動，包括該等彈簧銷在該蓋板之該頂表面下方被凹進之一第一位置及該等彈簧銷經由該蓋板之該頂表面突出之一第二位置。
18. 如請求項10所述之測試系統，其進一步包含：一控制器，其耦接至該等彈簧銷，該控制器經組態以利用經由該等接觸墊與該晶片封裝之間的該等彈簧銷所傳輸之信號執行一DC測試常式、一預燒常式、後預燒常式或一最終測試常式中之至少一者。