TWM622350U

TWM622350U - 用於測試組件承載件同時防止變形的測試針對被測試組件承載件施加過多負載的測試轉接器

Info

Publication number: TWM622350U
Application number: TW110202795U
Authority: TW
Inventors: 吳根苗; 顧松斌; 張家輝; 沈振軍; 徐靜
Original assignee: 大陸商奧特斯（中國）有限公司
Priority date: 2020-03-23
Filing date: 2021-03-16
Publication date: 2022-01-21
Also published as: CN113433360A; CN113433360B

Abstract

提供了測試轉接器(100)、用於測試組件承載件(102)的測試設備(150)、測試組件承載件(102)的方法、使用測試轉接器(100)的方法，其中，測試轉接器(100)包括：至少一個測試針(106)；引導結構(110)，該引導結構用於引導至少一個測試針(106)朝向待測試的組件承載件(102)的導電結構(108)；以及保護結構(112)，該保護結構被配置成防止變形的測試針(106)對組件承載件(102)施加過多的負載。

Description

用於測試組件承載件同時防止變形的測試針對被測試組件承載件施加過多負載的測試轉接器

本創作涉及測試轉接器、用於測試組件承載件的測試設備和用於測試組件承載件的方法、以及使用方法。

在配備有一個或多個電子組件的組件承載件的產品功能越來越多並且這樣的電子組件日益微型化以及待安裝在組件承載件諸如印刷電路板上的組件的數量不斷增多的背景下，越來越多地采用具有若干組件的日益更强的陣列狀組件或封裝件，該陣列狀組件或封裝件具有多個觸點或連接部，其中這些觸點之間的間隔越來越小。移除由這樣的組件和組件承載件自身在操作期間產生的熱成為了日益凸顯的問題。同時，組件承載件應是機械上穩固和電可靠的，以便即使在惡劣條件下也是可操作的。

已製造好的組件承載件通常在使用前進行測試。常規測試系統的缺點是測試針(pin，插銷、接腳)可能容易損壞被測試的組件承載件。

可能需要以非常簡單的方式並在增加產量的情况下來實現對組件承載件的測試。

根據本創作的示例性實施方式，提供了一種測試轉接器，該測試轉接器用於一測試設備，該測試設備用於測試組件承載件，其中，該測試轉接器包括：至少一個測試針；引導結構，其用於將至少一個測試針朝向待測試的組件承載件的導電結構引導；以及保護結構，其被配置成防止變形的測試針對組件承載件施加過多的負載。

根據本創作的另一示例性實施方式，提供了一種用於測試組件承載件的測試設備，其中，該測試設備包括：測試單元，該測試單元被配置成通過至少一個測試針將電刺激信號施加到待測試的組件承載件的導電結構和/或通過至少一個測試針從導電結構接收響應於電刺激信號的施加的至少一個電響應信號；以及具有上述特徵並且包括至少一個測試針的測試轉接器。

根據本創作的另一示例性實施方式，提供了一種測試組件承載件的方法，其中，該方法包括：將至少一個測試針朝向待測試的組件承載件的導電結構引導；通過至少一個測試針將電刺激信號施加到待測試的組件承載件的導電結構和/或通過至少一個測試針從導電結構接收響應於電刺激信號的施加的至少一個電響應信號；以及做出防止在測試期間變形的測試針(即所述至少一個測試針中的相應一個)對組件承載件施加過多的負載的措施。

根據本創作的又一示例性實施方式，具有上述特徵的測試轉接器用於防止變形的測試針對被測試的組件承載件施加過多的負載(特別是為了釋放彎曲的測試針的壓力和/或產生一空間來釋放來自彎曲的測試針的壓力，以减少對組件承載件諸如印刷電路板、PCB的損壞)。

在本創作的上下文中，術語“組件承載件”可以特別地表示能够在其上和/或其中容納一個或多個組件以用於提供機械支撑和/或電氣連接的任何支撑結構。換句話說，組件承載件可以被配置作為用於組件的機械和/或電子承載件。特別地，組件承載件可以是印刷電路板、有機內插物和IC(積體電路)基板中的一種。組件承載件還可以是將上面所提到的類型的組件承載件中的不同組件承載件進行組合的混合板。

在本創作的上下文中，術語“測試設備”可以特別地表示被配置成測試組件承載件諸如印刷電路板(PCB)或積體電路(IC)基板的電功能的裝置。在這樣的測試期間，可以為組件承載件的導電結構(諸如外部迹綫或焊盤，特別是由銅製成的外部迹綫或焊盤)提供電刺激信號(例如從測試設備施加到導電結構的電測試信號)。還可能檢測到電響應信號(例如，當施加上述電刺激信號時由組件承載件產生的另一電信號)。

在本創作的上下文中，術語“測試轉接器”可以特別地表示下述兩方面之間的電氣和機械接口結構，所述兩方面中的一方面是提供和處理施加到被測試的組件承載件以及從被測試的組件承載件接收的測試信號的測試單元，所述兩方面中的另一方面是被測試的組件承載件。因此，這樣的測試轉接器可以在測試期間機械地接觸組件承載件的導電結構，並且可以借助於一個或多個測試針來進行測試單元與組件承載件的導電結構之間的電信號傳播。

在本創作的上下文中，術語“測試單元”可以特別地表示電測試信號產生實體和/或電測試信號評估實體。電測試信號產生實體可以產生待被施加到組件承載件的導電結構的一個或多個電刺激信號。測試信號評估實體可以能够評估檢測到的電響應信號是否滿足一個或多個預定義標準，使得組件承載件可以被分類為通過電測試或未通過電測試。被測試的組件承載件的其他分類也是可能的，例如，指示被測組件承載件需要維修的分類。

在本創作的上下文中，術語“測試針”可以特別地表示具有伸長形狀的至少部分導電的本體，其可以相對於待測試的組件承載件的表面上的導電結構相對地移動。鑒於所述運動，測試針的尖端可以朝向導電結構接近，從而在它們之間建立導電接觸。然後，可能的是，各個測試針將從測試單元供應的電刺激信號傳送到被測試的組件承載件。附加地或替代性地，所提到的測試針能够將在組件承載件的導電結構處產生的響應於電刺激信號到組件承載件的相同或另一導電結構的施加的電響應信號從該組件承載件傳輸到測試單元。例如，測試針可以是在未損壞的配置中具有筆直形狀(可選地具有錐形尖端)的微小金屬針。考慮到測試針的微小筆直形狀，在測試程序期間可能發生測試針與被測試的組件承載件的導電結構之間的相對移動向測試針施加變形力，這使測試針變形。例如，測試針的這種損壞可能導致測試針的尖端部分彎曲。

在本創作的上下文中，術語“引導結構”可以特別地表示被配置成以被引導或受控的方式在空間上將測試針朝向被測試的組件承載件或遠離被測試的組件承載件引導的物理結構或機構。例如，這樣的引導結構可以限定引導通道，該引導通道界定相應的測試針的橫向表面。通過提供引導結構，可以促進測試針的尖端的接觸位置與組件承載件的被分配的導電結構的表面積之間的空間匹配。

在本創作的上下文中，術語“保護結構”可以特別地表示被配置成當測試針已經在測試程序期間意外地變形時防止變形的測試針對被測試的組件承載件的表面施加破壞性的機械負載的物理機構。特別地，保護結構可以被配置成將由變形的測試針施加到組件承載件表面的最大負載限制到不損害組件承載件的表面特別是不會在組件承載件的表面上產生刮痕的值。優選地，保護結構可以被配置成機械地使變形的測試針與組件承載件的表面之間的物理接觸失效。

根據本創作的示例性實施方式，提供了一種用於測試已製造好的組件承載件的測試系統，其中，在該測試系統中實現了保護機構，該保護機構防止變形的測試針將這樣的過多的負載施加到待測試的組件承載件的表面，該負載可能會在組件承載件表面中產生深的刮痕。更具體地，所描述的保護結構或機構可以被配置成使得即使在測試操作期間測試針變形的不期望的事件的情况下，也能够禁止變形的測試針對被測試的組件承載件的表面產生有破壞性的過多衝擊。例如，保護結構可以為橫向變形的測試針提供這樣的避開空間，使得測試針將移動或翻轉回到該避開空間中，而不是豎向地按壓在被測試的組件承載件的外表面上。通過采取該措施，可以增加組件承載件製造工藝的產量，並且可以减少測試引起的損壞。在檢測到測試針的變形時，可以更換測試針，並且可以繼續測試過程。高度有利地，本創作的示例性實施方式提供的測試轉接器和測試設備可以以非常簡單的方式進行構造，而無需强制實行確保最高精度的高度複雜的措施(例如，高精度的對準、極小的公差和針對測試設備的各個移動成分的繁瑣的高準確的規定)。因此，本創作的示例性實施方式可以以非常小的努力來確保高產量。

示例性實施方式的詳細描述

在實施方式中，至少一個測試針被配置成能够相對於待測試的組件承載件朝向待測試的組件承載件的導電結構移動。相應地，該方法可以包括使至少一個測試針相對於待測試的組件承載件朝向待測試的組件承載件的導電結構移動。在本創作的上下文中，術語“使至少一個測試針相對於待測試的組件承載件朝向導電結構移動”可以特別地表示可以執行下述兩方面之間的相對運動，所述兩方面中的一方面是一個或多個測試針，所述兩方面中的另一方面是組件承載件。在實施方式中，這可以通過使作為整體的一個或多個測試針在空間上保持固定、同時使組件承載件朝向一個或多個測試針移動來實現。這樣的配置允許以特別小的努力來建立相對運動。替代性地，這可以通過在空間上移動一個或多個測試針、同時使組件承載件在空間上保持固定的來實現。還可以使測試針和組件承載件兩者都移動以使其彼此接近。特別地，a)測試針或b)組件承載件所在的平臺或者c)a)和b)都可以是可移動的。

在優選實施方式中，保護結構包括腔體，該腔體被布置和設定尺寸為使得：變形的測試針橫向移位到該腔體中，從而防止變形的測試針對組件承載件施加過多的豎向負載。相應地，該方法可以包括布置腔體並設定其尺寸，使得變形的測試針在腔體中側向地橫向地移位，使得防止變形的測試針對組件承載件施加過多的豎向負載。提供用於容納橫向變形的測試針的(例如鋒利的)尖端的橫向延伸的腔體是一種簡單的被動機構，該被動機構有效地防止了不期望的刮擦並因此防止了對被測試的組件承載件的損壞。然後，使變形的測試針橫向移動而不是豎向按壓到組件承載件的導電結構上，不會在組件承載件上施加過多的負載。換句話說，變形的測試針的鋒利尖端可能回避到腔體中，而不是豎向地刮擦到組件承載件上。

在實施方式中，腔體的被布置和設定尺寸為防止變形的測試針刮擦組件承載件。因此，腔體提供了足够的容納空間，即使對於嚴重變形的測試針也是如此，這防止了測試針以破壞性的方式充分衝擊組件承載件的表面。

在實施方式中，引導結構限定較窄的通道，並且腔體在公共本體中限定與較窄的通道連接的較寬的凹部(即，比較窄的通道寬)。因此，測試針可以以被引導的方式延伸穿過引導結構的狹窄通道。狹窄通道可以通入較寬的凹部中，從而允許變形的測試針被橫向容納或移位，而不是以破壞力鄰接到組件承載件上。通過在公共本體中形成較窄的通道和較寬的凹部兩者，可以實現簡單且緊凑的構造。在這樣的實施方式中，引導結構的較窄通道和保護結構的較寬凹部可以形成在單個整體本體中。

在實施方式中，腔體形成在附接到引導結構或包括引導結構的結構化層中。在這樣的實施方式中，引導結構可以例如形成在支撑本體中，並且保護結構可以形成在可以連接到所述支撑本體的圖案化層中。結果，提供了一種簡單的製造程序，其允許以較少的努力來製造測試系統。

在實施方式中，腔體具有寬度，該寬度足够大，以使變形的針(特別是甚至嚴重變形的針)不能接觸在橫向上界定腔體的側壁。通過使變形的測試針永遠不能接觸保護結構的側壁成為可能，可以確保變形的測試針基本上無力地並且因此無破壞性地容納在腔體中。在這樣的配置中，測試針可以具有顯著的避開體積，以防止損壞組件承載件和測試系統。

在實施方式中，腔體的寬度與深度之間的比為至少1.5，特別是至少2，更特別是至少2.5。因此，腔體的寬度可以大於其深度，使得提供足够的橫向移位體積，即使對於嚴重變形的測試針也是如此。

在實施方式中，前述比不大於5，特別是不大於3.5，優選地不大於3。這可以確保測試設備能够對組件承載件即具有高集成密度的組件承載件的甚至微小的導電結構進行測試，因為相鄰的測試針可以被布置成在空間上彼此靠近。此外，所描述的限制可以確保測試設備可以以緊凑的方式形成。

在實施方式中，腔體的寬度為至少1.5mm，特別是至少2mm，更特別是至少2.5mm。通過這種幾何形狀，可以提供一種測試系統，其確保在進行電測試期間可靠地防止被測試的組件承載件受到損壞。應當記住，測試系統通常包括大量的測試針，例如數千個測試針。在這樣的配置中，可以提供具有上述特性的多個腔體，每個腔體用於保護被分配的測試針免於損壞組件承載件表面。

在實施方式中，至少一個針的延伸到腔體中的部分或部段的最大長度不大於腔體的寬度。當滿足該設計規則時，可以可靠地防止組件承載件表面被變形的測試針損壞，從而提高了組件承載件製造過程的產量。

特別地，由於針可能會進入腔體的中心並且然後可以沿任何方向彎曲，所以針的延伸到腔體中的最大部分可以不大於腔體的最窄寬度或直徑的一半。例如，針可以具有最小的腔體最窄寬度的一半的空間以沿任何方向彎曲。優選地，在這種情况下，如果寬度與直徑的比在2到3的範圍內，則針的進入部段可以近似於該長度。

在實施方式中，至少一個針的延伸到腔體中的部分或部段的最大長度不大於2.5mm，特別是不大於2mm，更特別是不大於1.5mm。如上所述，這種微小的測試針可能易於發生不期望的變形，但是確保了測試系統的緊凑配置以及具有小尺寸的組件承載件的測試。此外，這種微小的測試針與涉及至少1000個測試針的大型測試布置兼容。

在實施方式中，未成形的測試針具有筆直的形狀，可選地具有錐形尖端。在實施方式中，對應的變形的針具有連接到成角度部分的筆直部分。變形的針的成角度部分可以由施加到測試針的不期望的變形力產生。在測試設備的使用期間，變形的測試針的成角度部分可以被側向地接收在腔體中，而筆直部分被引導在引導結構內。當測試針反復地朝向和遠離組件承載件的導電結構移動時，可能會無意地產生變形的測試針的幾何形狀。可以更換這種變形的測試針，以正確地繼續進行測試程序，同時防止對被測試的組件承載件造成損害。

在實施方式中，測試設備被配置成執行組件承載件的電測試。這樣的電測試可以測試組件承載件的電氣功能是否滿足預定義的規範。這可能特別地涉及下述需求，所述需求即實際上建立組件承載件內的特定的導電連接路徑和/或確保組件承載件的各個部分之間的電絕緣。電測試還可以測試是否建立了正面到背面的連接。此外，電測試可以測試組件承載件的一個或多個嵌入式和/或表面安裝的組件是否正確地連接至組件承載件的導電結構。可以使用所描述的測試系統來執行所提到的電測試，該測試系統同時確保在被測試的組件承載件的表面上不形成刮痕。此外，通過測試系統的保護結構可以可靠地防止由測試程序引入的被測試的組件承載件的其他缺陷。

在實施方式中，測試轉接器包括多個測試針，特別是至少100個測試針，更特別是至少1000個測試針。對於每個測試針，可以提供被分配的引導結構和被分配的保護結構。還可以為一組測試針一起提供一個公共的引導結構和/或一個公共的保護結構。為了在組件承載件的製造過程結束時有效地對其進行測試，可以測試大量的導電結構，並且可以以高度並行的方式施加和/或測量大量的測試信號。這允許獲得工業規模的生產量。因此，多個測試針在測試程序期間可能易於失靈，例如可能由於不期望的彎曲等而變形。上面描述的處理無意地變形的測試針的完全被動的機構完全適合於所描述的大規模並行電測試的環境。

如上所述，為變形的測試針提供橫向移位腔體的完全被動的保護結構和保護機構是高度有利的。然而，在其他實施方式中，附加的或替代性的保護結構和保護機構是可能的。例如，可能主動檢測到變形的測試針(例如，電氣地和/或光學地)，並且主動將檢測到的變形的測試針從組件承載件表面縮回以防止組件承載件表面的損壞(並且可以可選地由另一未變形的測試針取代)。在又一實施方式中，測試針可以與負載檢測傳感器連接，該負載檢測傳感器檢測從測試針施加到待測試的組件承載件的表面的機械負載的量，或反之亦然。當檢測到過多的負載從測試針施加到組件承載件結構或反之亦然時，可以觸發對應的事件，以防止繼續向被測試的組件承載件施加過多的負載。例如，所提到的事件可以是警報、測試程序中斷、變形的測試針縮回等。

在實施方式中，保護結構包括在周向上完全地圍繞腔體或在周向上部分地圍繞腔體的環形壁。這樣的環形保護結構可以可靠地使腔體與相鄰的腔體分離，並且因此可以避免潜在變形的測試針和相鄰的腔體之間的任何不期望的相互作用。特別地，限定腔體的壁可能中斷並且不需要被完全封閉。然而，完全封閉的壁具有可靠地保護測試針免受環境損害的優點。

在實施方式中，該方法包括使變形的測試針在腔體中橫向移位，使得變形的測試針與組件承載件之間的任何物理接觸均失效。這以特別高的可靠性確保了被測試的組件承載件的表面在測試程序期間保持完整，即使當測試針失靈時也是如此。

在實施方式中，該方法包括在測試期間無意地使測試針變形之後，將變形的測試針的尖端在腔體中橫向地向側向移位，從而防止變形的測試針對組件承載件施加過多的負載。因此，測試設備的配置可以是這樣的，使得測試針的變形的反應是變形的測試針的尖端移位到腔體中，從而遠離被測試的組件承載件的敏感的導電表面。換句話說，測試設備的設計並不一定需要複雜的措施來確保最高的精度(例如，在對準、測試設備的各零件的可移動性、公差等方面)，而是可以提供一種在測試針損壞的情况下避免組件承載件損壞的簡單而高度失靈魯棒的被動機構。

在實施方式中，組件承載件包括至少一個電絕緣層結構和至少一個導電層結構的堆叠體。例如，組件承載件可以是所提到的電絕緣層結構和導電層結構的層壓體，該層壓體特別地通過施加機械壓力和/或熱能而形成。所提到的堆叠體可以提供板狀組件承載件，該板狀組件承載件能够為另外的組件提供大安裝表面並且儘管如此仍然非常薄和緊凑。術語“層結構”可以特別地表示連續層、圖案化層或公共平面內的多個非連續島。

在實施方式中，組件承載件成形為板。這有助於緊凑設計，其中，組件承載件仍然為在其上安裝組件提供了大的基礎。此外，特別是作為嵌入式電子組件的示例的裸晶片得益於其厚度小可以被方便地嵌入薄板諸如印刷電路板中。

在實施方式中，組件承載件被配置成由印刷電路板、基板(特別是IC基板)和內插物組成的組中的一種。

在本創作的上下文中，術語“印刷電路板”(PCB)可以特別地表示通過將若干導電層結構與若干電絕緣層結構層壓而形成的板狀組件承載件，上述形成過程例如通過施加壓力和/或通過供應熱能進行。作為用於PCB技術的優選材料，導電層結構由銅製成，而電絕緣層結構可以包括樹脂和/或玻璃纖維，所謂的預浸料或FR4材料。例如通過激光鑽孔和/或機械鑽孔來形成穿過層壓體的通孔並通過用導電材料(特別地銅)填充上述通孔從而形成作為通孔連接的過孔，各個導電層結構可以以期望的方式彼此連接。除了可以在印刷電路板中嵌入一個或多個組件之外，印刷電路板通常被配置成在板狀印刷電路板的一個表面或兩個相反表面上容納一個或多個組件。組件可以通過焊接連接至相應的主表面。PCB的介電部分可以由具有增强結構(諸如玻璃纖維或玻璃球)的樹脂構成。

在本創作的上下文中，術語“基板”可以特別地表示小型組件承載件。相對於PCB，基板可以是一個或多個組件可以安裝在其上的相對較小的組件承載件，並且基板可以用作一個或多個芯片與另一PCB之間的連接介質。例如，基板可以具有與待安裝在其上的組件(特別是電子組件)基本相同的大小(例如，在芯片級封裝(CSP)的情况下)。更具體地，基板可以被理解為用於電連接部或電網絡的承載件以及與印刷電路板(PCB)相當的組件承載件，然而具有相顯著高密度的橫向和/或豎向布置的連接部。橫向連接部例如是傳導路徑，而豎向連接部可以是例如鑽孔。這些橫向和/或豎向連接部布置在基板內，並且可以用於提供所容置的組件或未被容置的組件(諸如裸晶片)特別是IC芯片與印刷電路板或中間印刷電路板的電連接和/或機械連接。因此，術語“基板”還包括“IC基板”。基板的介電部分可以由具有增强顆粒(諸如增强球體，特別是玻璃球體)的樹脂構成。

基板或內插物可以至少包括下述項或者由下述組成：一層玻璃、矽(Si)或者感光性或可幹蝕刻的有機材料如環氧基積層材料(諸如環氧基積層膜)或聚合物化合物如聚醯亞胺、聚苯並惡唑或苯並環丁烯。

在實施方式中，至少一個電絕緣層結構包括由下述組成的組中的至少一種：樹脂(諸如增强樹脂或非增强樹脂，例如環氧樹脂或雙馬來醯亞胺-三嗪樹脂)；氰酸酯樹脂；聚亞苯基衍生物；玻璃(特別是玻璃纖維、多層玻璃、玻璃狀材料)；預浸料材料(諸如FR-4或FR-5)；聚醯亞胺；聚醯胺；液晶聚合物(LCP)；環氧基積層膜；聚四氟乙烯(特氟隆)；陶瓷；以及金屬氧化物。還可以使用例如由玻璃(多層玻璃)製成的增强材料，諸如網狀物、纖維或球體。雖然預浸料特別是FR4對於剛性PCB通常是優選的，但是還可以使用其他材料特別是環氧基積層膜或感光性介電材料。對於高頻應用來說，高頻材料諸如聚四氟乙烯、液晶聚合物和/或氰酸酯樹脂、低溫共燒陶瓷(LTCC)或其他低、極低或超低DK材料可以在組件承載件中被實現為電絕緣層結構。

在實施方式中，至少一個導電層結構包括由下述組成的組中的至少一種：銅、鋁、鎳、銀、金、鈀和鎢。儘管銅通常是優選的，但是其他材料或其塗覆版本也是可以的，特別是塗覆有超導電材料諸如石墨烯。

可以可選地表面安裝在堆叠體上和/或嵌入堆叠體中的至少一個組件可以選自由下述構成的組：不導電嵌體、導電嵌體(諸如金屬嵌體，優選地包括銅或鋁)、熱傳遞單元(例如熱管)、光導元件(例如光波導或光導體連接結構)、光學元件(例如透鏡)、電子組件、或其組合。例如，組件可以是有源電子組件、無源電子組件、電子芯片、存儲設備(例如DRAM或另一數據存儲器)、濾波器、積體電路、信號處理組件、功率管理組件、光電接口元件、發光二極管、光電耦合器、電壓轉換器(例如DC/DC轉換器或AC/DC轉換器)、加密組件、發射器和/或接收器、機電換能器、傳感器、致動器、微機電系統(MEMS)、微處理器、電容器、電阻器、電感、蓄電池、開關、相機、天綫、邏輯芯片以及能量收集單元。然而，其他組件也可以嵌入在組件承載件中。例如，磁性元件可以用作組件。這樣的磁性元件可以是永久磁性元件(諸如鐵磁性元件、反鐵磁性元件、多鐵性元件或鐵淦氧磁性元件，例如鐵氧體磁芯)或者可以是順磁性元件。然而，組件也可以是基板、內插物或另外的組件承載件，例如處於板中板配置。組件可以表面安裝在組件承載件上和/或可以被嵌入其內部。此外，其他組件也可以用作組件。

在實施方式中，組件承載件是層壓型組件承載件。在這樣的實施方式中，組件承載件是通過施加壓緊力和/或熱而堆叠並連接在一起的多個層結構的複合體。

在對組件承載件的內部層結構進行處理之後，可以用一個或多個另外的電絕緣層結構和/或導電層結構對稱地或不對稱地覆蓋(特別是通過層壓)經處理的層結構的一個或兩個相反主表面。換句話說，積層可以持續，直到獲得期望的層數為止。

在完成電絕緣層結構和導電層結構的堆叠體的形成之後，可以對獲得的層結構或組件承載件進行表面處理。

特別地，就表面處理而言，可以將電絕緣的阻焊劑施加到層堆叠體或組件承載件的一個或兩個相反主表面。例如，可以在整個主表面上形成諸如阻焊劑，並且然後使阻焊劑的層圖案化，以便使將用於將組件承載件電耦合到電子器件周緣的一個或多個導電表面部分暴露。可以有效地保護組件承載件的仍然被阻焊劑覆蓋的表面部分特別是包含銅的表面部分免受氧化或腐蝕。

就表面處理而言，還可以選擇性地將表面拋光(finish，飾面、光潔度)施加到組件承載件的暴露的導電表面部分。這樣的表面拋光可以是在組件承載件表面上的暴露的導電層結構(諸如焊墊、導電迹綫等，特別是包括銅或由銅組成)上的導電覆蓋材料。如果這樣的暴露的導電層結構處於不受保護的狀態，則暴露的導電組件承載件材料(特別是銅)可能會氧化，使組件承載件的可靠性降低。然後，可以使表面拋光形成為例如表面安裝組件與組件承載件之間的接口。表面拋光具有保護暴露的導電層結構(特別是銅電路)以及例如通過焊接實現與一個或多個組件的接合過程的功能。用於表面拋光的適當材料的示例是：有機可焊性防腐劑(OSP)；化學鎳浸金(ENIG)；金(特別是硬金)；化學錫；鎳金；鎳鈀等。

根據下面將描述的實施方式的示例，本創作的以上限定的態樣和其他態樣將是明顯的並且將參照實施方式的示例進行說明，本創作在下文中將參照實施方式的示例進行更詳細地描述，本創作不限於實施方式的示例。

100:測試轉接器

102:組件承載件

104:測試單元

106:測試針

108:導電結構

110:引導結構

112:保護結構

114:腔體

116:筆直部分

118:成角度部分

120:引導通道

124:公共本體

126:結構化層

128:側壁

150:測試設備

152:電絕緣層結構

153:環形壁

154:圖式標記

162:電絕緣焊接掩模

200:測試轉接器

202:組件承載件

206:測試針

208:導電結構

212:對照細節

250:焊接掩模

252:電絕緣層結構

260:圖式標記

[圖1]示出了根據本創作的示例性實施方式的包括測試轉接器的測試設備以及待由測試設備測試的組件承載件的三維視圖。

[圖2]示出了在所示的測試針的完整狀態下的根據本創作的示例性實施方式的測試轉接器以及待測試的組件承載件的細節的截面圖。

[圖3]示出了在所述測試針的變形狀態下的圖2的測試轉接器的細節的截面圖。

[圖4]示出了在測試針的完整狀態下的常規的測試轉接器以及待測試的組件承載件的細節的截面圖。

[圖5]示出了在測試針的變形狀態下的圖4的測試轉接器的細節的截面圖。

[圖6至圖8]示出了組件承載件的由常規的測試轉接器的變形的測試針刮擦的部分的平面圖。

[圖9和圖10]示出了組件承載件(示出在圖9和圖10的右側)的受常規的測試轉接器的變形的測試針衝擊的部分(示出在圖9和圖10的左上方)以及被保護免受根據本創作的示例性實施方式的測試轉接器的變形的測試針的刮擦的部分(示出在圖9和圖10的左下方)的不同視圖。

圖式中的圖示是示意性的。在不同的圖式中，相似或相同的元件具有相同的圖式標記。

在將參考圖式更詳細地描述示例性實施方式之前，將對展開本創作的示例性實施方式所基於的一些基本考慮因素進行總結。

根據本創作的示例性實施方式，提供了一種測試設備，該測試設備被配置成產生用於釋放彎曲的測試針的壓力的空間。在本創作的示例性實施方式中，提供了用於測試組件承載件諸如印刷電路板(PCB)的對應的測試轉接器，該測試轉接器被保護免於意外地刮擦組件承載件的表面。在測試針周圍形成局部變寬的腔體，可以產生一空間以釋放來自彎曲的測試針的壓力，以减少對PCB或其他類型的組件承載件的損壞。因此，提供了用於進行電測試的通用轉接器設計，以减少對組件承載件的焊盤造成損壞的風險。根據本創作的這種示例性實施方式，可以减少在電測試期間在PCB上發生的典型缺陷。實施方式基於具有保護結構的測試轉接器的配置，該保護結構確保在電測試過程期間不發生或至少僅减小對組件承載件的表面的衝擊。這樣的實施方式可以在不用過多的努力的情况下製造，並且可以有助於解决與由電測試過程並且尤其是由變形的測試針引起的PCB表面上的缺陷有關的問題。根據本創作的示例性實施方式的測試轉接器可以由此提高組件承載件製造的產量。

根據本創作的示例性實施方式，提供了一種用於對印刷電路板(PCB)或其他組件承載件的進行電測試的測試設備的測試轉接器，其中，可以减少被測組件承載件的導電結構(諸如焊盤)損壞的風險。這種損壞可能源於在機器測試期間由於不可預測的原因引起的測試轉接器中的測試探針彎曲，其中，這種彎曲的測試針最終可能會影響被測試的組件承載件的質量或可靠性。根據本創作的示例性實施方式，可以通過防止變形的測試針刮擦被測試的組件承載件來减少這種損壞的風險。通過調整這種轉接器結構，可以釋放測試探針和組件承載件之間的空間，以便釋放使測試針彎曲的壓力。這可以致使避免變形的測試針對印刷電路板或其他組件承載件的物理損壞。因此，基本上在材料和硬體方面不增加努力，僅修改轉接器結構就足够了，可選地伴隨控制程序的修改。因此，可以克服電測試過程期間PCB的上述損壞問題。無需額外的努力就可以做到這一點，並且可以獲得產量的顯著增加。此外，可以通過增加自動化程度來節省通常所需的人力。

圖1示出了根據本創作的示例性實施方式的測試設備150的三維視圖，該測試設備包括測試轉接器100和測試單元104。圖1還示出了待由測試設備150測試的組件承載件102。

通常，測試設備150由測試轉接器100和電測試單元104(其也可以被稱為測試控制單元，因為其控制該測試)構成。測試轉接器100用作測試單元104與組件承載件102之間的電氣和機械轉接器。所述測試單元104被配置成通過多個導電測試針106將電刺激信號(諸如測試電壓或測試電流)施加至待測試的組件承載件102(例如，印刷電路板PCB)的導電結構108(參見圖2，諸如銅迹綫)。測試單元104還可以被配置成通過測試針106從導電結構108接收或檢測響應於電刺激信號的施加的電響應信號(諸如電壓或電流)。

圖1所示的測試轉接器100提供了用於電測試系統的轉接器設計，其允許减少對被測試的組件承載件102的焊盤或另一導電結構108的損壞。因此，圖1所示的測試設備150改善了電測試過程，並防止了在被測試的組件承載件102的被測表面區域中的常規出現的缺陷。圖1所示的測試轉接器100可以例如具有約10,000個測試針106。通常，通過將來自相應測試針106的按壓力施加到被測試的組件承載件102，機器可以總共測試100,000次。在這樣的複雜測試期間，可能發生相應測試針106的彎曲。考慮到測試針106的數量衆多以及快速且基本連續的測試過程，針彎曲幾乎是不可避免的，並且通常占據由電測試引起的缺陷的約80%。換句話說，在常規系統中，被測試的組件承載件102的約80%的缺陷追溯到測試程序期間的測試針106的變形。

為了克服這種常規的缺點，本創作的示例性實施方式提供了一種保護結構112(對照圖2和圖3)，該保護結構保護被測試的組件承載件102免受由意外變形的測試針106引起的損壞。此外，圖1的測試轉接器100可以包括引導結構(參見圖2和圖3中的圖式標記110)，以用於機械地引導多個測試針106來可靠地電接觸被測試的PCB型組件承載件102的表面上的所述導電結構108。

在測試組件承載件102諸如印刷電路板(PCB)期間，應使導電測試針106的自由端或尖端(對照圖2和圖3中的圖式標記154)與組件承載件102的暴露表面上的導電迹綫或其他導電結構108物理接觸。為了建立在電測試單元104和組件承載件102之間傳輸電信號所需的這種導電物理接觸，在下述兩方面之間建立相對運動可能是有利的，所述兩方面中的一方面是測試針106，所述兩方面中的另一方面是組件承載件102的導電結構108。在優選的實施方式中，測試針106可以在空間上保持固定(在實驗室系統中)，而組件承載件102可以接近測試轉接器100的下部主表面並被保持在該下部主表面處。例如，被測試的組件承載件102可以通過機械致動器或者通過真空抽吸力(未示出)被壓靠在測試轉接器100的下部主表面上。替代性地，還可以使組件承載件102在空間上保持固定(在實驗室系統中)，同時將測試針106朝向組件承載件102的導電結構108移動以執行電測試。

下面將參考圖2和圖3更詳細地描述由根據圖1的測試轉接器100提供的保護功能。

圖2示出了根據本創作的示例性實施方式的測試轉接器100以及待測試的組件承載件102的細節的截面圖。圖2示出了具有錐形尖端154的所示筆直的測試針106的完整狀態。圖3示出了在測試針106的變形狀態下的圖2的測試轉接器100的對應細節的截面圖。

根據圖2和圖3的層壓型組件承載件102可以被配置成板狀PCB(印刷電路板)或IC(積體電路)基板。組件承載件102包括層壓的堆叠體，該層壓的堆叠體包括導電結構108和電絕緣層結構152。層壓可以特別地表示通過施加壓力和/或熱來連接層結構108、152。例如，導電結構108可以包括圖案化的銅箔和豎向的貫穿連接部，例如填充銅的激光過孔。電絕緣層結構152可以包括相應的樹脂(諸如相應的環氧樹脂)，該相應的樹脂可選地在其中包括增强顆粒(例如玻璃纖維或玻璃球)。例如，電絕緣層結構152(除了第一電絕緣層結構152之外，如下所述)的一部分可以由預浸料或FR4製成。

電絕緣焊接掩模162可以形成在圖2和圖3所示的層壓的層堆叠體的頂部表面的一部分上。

如已經提到的，所示的測試轉接器100被配置成測試PCB型組件承載件102。測試轉接器100包括測試單元104，該測試單元被配置成在相應的組件承載件102的電測試的框架中通過所示的測試針106將電刺激信號施加到待測試的組件承載件102的表面區域中的導電結構108。還可以的是，測試單元104被配置成通過相同或另一測試針106從導電結構108接收響應於由測試轉接器100的測試針106施加的上述電刺激信號的電響應信號。因此，測試轉接器100被配置成對組件承載件102執行電測試。

此外，提到的測試針106形成測試轉接器100的一部分並且被配置成能够相對於待測試的導電結構108相對移動。例如，測試針106可以在空間上保持固定，而組件承載件102通過適當的運動機構(未示出)接近靜態的測試針106。替代性地，測試針106可以被移動並且組件承載件102可以保持靜止。通過所描述的相對運動，可以在相應的測試針106的導電尖端154與組件承載件102的相應的導電結構108的暴露的表面部分之間建立物理接觸。根據圖2和圖3，相對運動方向是豎向的。

引導結構110--其在此被配置成界定或限定狹窄的引導通道120--適於沿著豎向方向引導所分配的測試針106朝向導電結構108。當鄰接到導電結構108上時，可能發生機械應力被施加到圖2所示的筆直測試針106，該筆直測試針可能由此變形以呈現如圖3所示的變形的非筆直形狀。如圖3所示，變形的測試針106可以具有筆直部分116，該筆直部分連接至變形的成角度部分118。如圖3所示，變形的測試針106的成角度部分118被側向地接收在腔體114中，而筆直部分116被引導在引導結構110內。

有利地，測試轉接器100設置有保護結構112，該保護結構被配置成防止圖3的變形的測試針106對組件承載件102施加過多的負載，從而防止通過過分延伸對該組件承載件造成損壞。具體地，所示的保護結構112包括中空腔體114，該中空腔體被布置和設定尺寸為使得圖3所示的變形的測試針106在腔體114中橫向移位，從而防止變形的測試針106對組件承載件102施加過多的豎向負載。更具體地，保護結構112有利地包括周向圍繞腔體114的保護和穩定的環形壁153。這可以防止被測試的組件承載件102的表面處的導電結構108以其他方式被變形的測試針106刮擦或損壞。因此，有利的是，腔體114被布置和設定尺寸為防止變形的測試針106刮擦組件承載件102。如圖所示，引導結構110限定了用於精確地引導測試針106的較窄的通道120。此外，腔體114在公共本體124中限定了與較窄的通道120連接的較寬的凹部(與較窄的通道120相比)。

如圖2中的細節160所示，替代性地，腔體114還可以形成在單獨的結構化層126中，該結構化層126附接到由單獨的本體形成的引導結構110。附加地或替代性地，這樣的單獨的結構化層126還可以附接到組件承載件102(未示出)，而不是附接到引導結構110(例如作為犧牲層或帶)，並且可以在完成測試之後剝離。

在圖3中的圖2的所示實施方式中，腔體114設置有寬度W，該寬度足够大，以使變形的測試針106不能接觸在橫向上界定腔體114的側壁128。為此，可能有利的是，腔體114的寬度W與深度D之間的比為例如3。腔體114的寬度W可以為例如3mm，腔體114的深度D可以為例如1mm。在圖2的筆直狀態下，測試針106的延伸到腔體114中的所示部分的最大長度L不大於腔體114的寬度W。例如，測試針106的延伸到腔體114中的部分的最大長度L為2mm。根據所描述的實施方式，所示的轉接器結構的設計產生了一空間(例如，直徑或寬度W為3mm且深度D為1mm的埋頭鑽孔)，以釋放來自彎曲的測試針106的壓力。

因此，圖2示出了在所示的測試針106處於適當的形狀的狀態下的根據本創作的所描述的實施方式的測試轉接器100。圖2的測試針106沒有變形，並且可以適當地接觸被測試的組件承載件102的表面上的被分配的導電結構108，以用於施加電刺激信號和/或檢測電響應信號來對組件承載件102進行電測試。

然而，如圖3所示，可能發生由於在測試過程期間施加力而使在圖2的完整配置中筆直的微小導電測試針106變形。在圖3中示出了這種不期望的彎曲或變形的結果。所示的變形的測試針106具有成角度的自由端，該成角度的自由端具有不受控制的幾何形狀。這樣的變形的測試針106通常容易在被測試的組件承載件102的表面中產生深的刮痕，這可能會損害或甚至破壞組件承載件102。然而，根據所描述的示例性實施方式，變形的測試針106將不會向被測試的組件承載件102施加過多的負載，而與此相反會橫向移位到由保護結構112的腔體114限定的過多的避開(escape)容積中。換句話說，根據本創作的所示實施方式的測試轉接器100的轉接器結構可以產生一空間，以釋放來自彎曲或變形的測試針106的壓力。結果，不會發生由變形或彎曲的測試針106引起的對組件承載件102的被測試表面上的焊盤型導電結構108的損壞。

因此，在測試期間測試針106變形的情况下，可以使變形的測試針106的尖端154在腔體114中橫向地向側向移位，從而防止變形的測試針106對組件承載件102施加過多的豎向負載，或者甚至完全防止變形的測試針物理地接觸組件承載件102。如圖3所示的變形的測試針106然後可以被檢測到(例如，電氣地和/或光學地)，並且可以被完整的測試針106(具有圖2所示的配置)取代，以用於繼續所製造的組件承載件102的無破壞的測試過程。

圖4示出了在測試針206的完整狀態下的常規的測試轉接器200以及待測試的組件承載件202的細節的截面圖。圖4示出了所示轉接器的測試針206如何按壓在組件承載件202上。圖5示出了在測試針206的變形狀態下的圖4的測試轉接器100的細節的截面圖。在測試時，彎曲的測試針206將在測試轉接器200和組件承載件202之間碰撞，並造成損壞。

組件承載件202包括導電結構208和電絕緣層結構252以及焊接掩模250。

因此，圖4和圖5涉及與圖2和圖3對應的配置，但是現在是針對常規的測試轉接器200。圖4示出了按壓在作為被測試的組件承載件202的印刷電路板上的完整的測試針206。在圖4的完整配置中，組件承載件202可以經受該測試負載而不會被損壞。但是，如果如圖5所示，常規的測試針206彎曲和變形，它將對待測試的組件承載件202的導電結構208施加過多的按壓力，並且可能會產生深的刮痕或甚至碰撞。考慮到容納測試針206的容納室的所示配置，測試針206在其變形配置下不能從組件承載件202移開，且因此將對被測試的組件承載件202施加過多的破壞力(對照細節212)。換句話說，在測試時，彎曲的測試針206可能在測試轉接器200和組件承載件202之間碰撞，並且可能造成嚴重損壞。

圖6、圖7和圖8示出了組件承載件202的被常規的測試轉接器200的變形的測試針206刮擦的部分的平面圖。圖6至圖8示出了常規測試的組件承載件202的詳細圖像，其中由於測試針206的變形可能形成深的刮痕和其他偽影，對照圖式標記260。所示的組件承載件202必須被歸類為不合格，並且由於其表面上的功能損壞而不能使用。

圖9和圖10示出了組件承載件202、102(示出在圖9和圖10的右側)的部分的不同視圖，所述組件承載件的部分為(i)受到常規的測試轉接器200的變形的測試針206的衝擊 (示出在圖9和圖10的左上側)以及(ii)被保護免受根據本創作的示例性實施方式的測試轉接器100的變形的測試針106的刮擦(示出在圖9和圖10的左下側)。在圖9和圖10中，左側示出了具有至少一個彎曲的測試針206、106(彎曲的測試針分別被圈出，其中，第二測試針106在圖10的左下圖中也彎曲)的測試轉接器200、100(上面是常規的，下面是根據本創作的實施方式的)。在右側是被較多(在常規的測試轉接器200的情况下)或較少(在根據示例性實施方式的測試轉接器100的情况下)損壞或刮擦的被測試板件。因此，圖9和圖10示出了具有突出的測試針206、106的測試轉接器200、100(左側)和具有較多(圖9和圖10的右上側)或較少(圖9和圖10的右下側)損壞的表面的板件(右側)。因此，圖9和圖10比較了由常規的測試轉接器200和根據本創作的示例性實施方式的測試轉接器100測試的所述組件承載件202、102的表面的質量。

圖9的右上側上的圖像示出了經過常規測試的組件承載件202的表面中的嚴重損壞(和鎳暴露)。與此相反，圖9的右下側的上的圖像表明在用根據本創作的示例性實施方式的測試轉接器100測試的PCB型組件承載件102中沒有發生焊盤型組件承載件結構的重要損壞。可能會發生輕微損壞，但是在圖9的右下側上，焊盤型組件承載件結構在很大程度上沒有損壞。

現在參考圖10，在經過常規測試的組件承載件202的表面的右上側上的圖像示出了嚴重的焊盤損壞、鎳暴露和焊接掩模損壞。與此相反，如圖10的右下側上的圖像所示，當根據本創作的示例性實施方式防止了由於表面接觸彎曲的測試針106而導致的重大負載時，沒有出現焊盤和焊接掩模層的損壞。

因此，在圖10中示出的並且與本創作的示例性實施方式有關的測試示出了適當的結果，而不會由於彎曲的測試針106而損壞焊盤。將組件承載件102應用於本創作的示例性實施方式的轉接器設計達兩個月，並經過100多個批次的全面測試。在約250,000個陣列中，沒有檢測到焊盤損壞問題。

應當注意，術語“包括”不排除其他元件或步驟，並且“一”或“一個”不排除多個。此外，可以對與不同實施方式相關聯描述的元件進行組合。

還應當注意，申請專利範圍中的圖式標記不應被解釋為限制申請專利範圍的範圍。

本創作的實施不限於圖式所示和上面描述的優選實施方式。相反，即使在根本不同的實施方式的情况下，使用所示的解决方案和根據本創作的原理的多種變型也是可能的。