TWM652863U - 測試載板的濕度調整裝置 - Google Patents

Abstract

一種測試載板(Load board)的濕度調整裝置，包含： 一測試載板，具有一正面與一背面，正面上設有至少一晶片承載座；一除濕單元，具有一除濕板、以及至少一氣孔，其中當除濕單元接合至背面時，除濕板與背面之間形成一工作空間；以及一除濕氣體供應源，連通於至少一氣孔，以供給一除濕氣體經過氣孔進入工作空間，降低工作空間內濕度。

Description

測試載板的濕度調整裝置

本案係有關一種測試載板的測試濕度調整技術，其可應用於晶片的低溫測試，特別是指低溫環境中提供一種避免冷凝與結霜的測試技術。

以往晶片低溫測試中，例如測試載板背面側的測試電路中所產生的冷凝與結霜，容易造成晶片測試失敗。常見的失敗，例如因測試接點間短路造成記憶體內容消失(Memory leak failure)的錯誤判斷。

一般晶片的生產廠商所進行的低溫測試，僅根據環境溫度 (Ambient temperature，Ta)的設定進行感測。然而，低溫設定的環境溫度Ta對晶片操作的難度要求，遠不如針對晶片所設定的低溫內部接面溫度 (Junction temperature，Tj）般嚴格。例如，內部接面溫度Tj的-40 溫度測試，大約於環境溫度Ta的-50 至-60 時才能進行。此嚴格的要求，原因之一為市場對晶片的工作溫度範圍，依應用需求而產生越來越嚴格的溫度下限要求。超低溫的使用環境，例如極寒地區使用的車輛晶片，以往使用者常需維持車輛長時間不熄火狀態、或頻繁啟動引擎以維持車內溫度不得低於一溫度底限，才能隨時啟動各種操作。若不慎熄火超過時限，需另耗費許多時間重新啟動汽車，以維持不熄火狀態或不低於溫度底限。此重複的操作方式造成能源損耗、汙染環境與使用不便。此外，隨著應用領域逐漸增加，例如當晶片應用到衛星上，其內部接面溫度的相關測試更可能低至-60 ，此時冷凝與結霜的困擾會更嚴重，如何克服此技術難題，對於晶片低溫測試技術發展中至為重要。

一觀點而言，本案提供的一種測試載板(Load board)的濕度調整裝置，包含：一測試載板，測試載板具有一正面與一背面，正面設有至少一晶片承載座；一除濕單元，具有一除濕板、以及至少一氣孔，其中當除濕單元接合至背面時，除濕板與背面之間形成一工作空間，一除濕氣體藉由氣孔進入工作空間，以降低工作空間內濕度；以及一除濕氣體供應源，連通於至少一氣孔，以供給除濕氣體至工作空間。

一實施例中，氣孔分別設置於除濕板上，對應於正面的晶片承載座的位置，工作空間為一半封閉工作空間。或者，除濕單元具有一內凹件，除濕板位於內凹件的底部，氣孔設置於內凹件中環繞除濕板的側壁，其中當除濕單元接合背面時，內凹件與背面之間形成工作空間，此工作空間為一封閉工作空間。

一實施例中，工作空間為半封閉工作空間，除濕板上氣孔的數量，對應於晶片承載座的數量。

一實施例中，工作空間為半封閉工作空間，除濕板上氣孔中至少一部份對應於正面的晶片承載座的位置而設置。

一實施例中，工作空間為半封閉工作空間，除濕單元又具有一探針塔(Pogo tower)，探針塔環繞除濕板而設置，其中當除濕單元接合背面時，探針塔電性可接觸背面上的訊號接點。

一實施例中，工作空間為封閉工作空間，封閉工作空間內設有濕度感知器，以進行濕度控制。

一實施例中，濕度調整裝置設置於一溫控腔室內。

一實施例中，濕度調整裝置，又包含一處理器，處理器電性連接於晶片承載座上設置的晶片，判斷晶片的內部接面溫度 (Junction temperature）。

一實施例中，除濕氣體供應源包含一氣體除濕裝置，除濕氣體進入除濕單元前，預先通過氣體除濕裝置，降低除濕氣體內的濕度。

一實施例中，當進行低溫測試時，一低溫空氣作用於測試載板的正面，以降溫測試載板以及設置於晶片承載座上的晶片。

一觀點中，本案提供一種測試載板的濕度調整裝置，包含：一主測試載板，具有一主正面與一主背面，主正面設有至少一主晶片承載座；一主除濕單元，具有一除濕板、以及至少一主氣孔，其中當主除濕單元接合至主背面時，除濕板與主背面之間形成一半封閉工作空間；一子測試載板，具有一子正面與一子背面，子正面設有至少一子晶片承載座，子測試載板設置於主測試載板上方；一子除濕單元，子除濕單元具有一內凹件以及至少一子氣孔，子氣孔設置於內凹件的側壁，其中當子除濕單元接合至子背面時，子除濕板與子背面之間形成一封閉工作空間；以及一除濕氣體供應源，連通於主氣孔與子氣孔，以供給一除濕氣體通過主氣孔進入半封閉工作空間，並供給除濕氣體通過子氣孔進入封閉工作空間，以降低半封閉工作空間與封閉工作空間內濕度。

底下藉由具體實施例詳加說明，當更容易瞭解本案之目的、技術內容、特點及其所達成之功效。

本案中的圖式均屬示意，主要意在表示各組成單元組成部分間之相互連接關係，各組成單元的操作或功能範圍依以下實施例說明。

參照圖1，一觀點而言，本案提供的一種測試載板(Load board)的濕度調整裝置10，包含： 一測試載板110，具有一正面110a與一背面110b，正面110a設有至少一晶片承載座112；一除濕單元120，具有一除濕板122、以及至少一氣孔124，其中當除濕單元120接合(直接連接或間接連接，參照其他實施例的說明)至背面110b時，除濕板122與背面110b之間形成一工作空間WS，一除濕氣體DA藉由氣孔124進入工作空間WS，以降低工作空間WS內濕度；以及一除濕氣體供應源140，連通於至少一氣孔124，以供給除濕氣體DA至工作空間WS。測試載板110的背面110b上常設有線路或電性接點，當工作空間WS內有少許的濕氣，在低溫測試(例如-40 溫度測試，甚至-50 至-60 溫度測試)中極易形成冷凝與結霜，形成相鄰線路或電性接點間電性連接(電性或訊號間的短路)，造成測試失敗，維持工作空間WS內一環境乾燥狀態，對於低溫測試是十分重要的。此外，除濕單元120與背面110b間的接合，最少可為非封閉(圖1)與封閉(圖2A)兩種，其中的接合方式可依需要而決定其設計，例如除濕板122藉由支柱(未繪示)連接至背面110b，或者藉由其他結構連接至背面110b，因連接方式為習知技術，故於此不詳述。本實施例中各元件的說明，詳見後續其他實施例的說明。

參照圖1，一實施例中，複數氣孔124設置於除濕板122上，分別對應於正面110a上不同的晶片承載座112的位置(例如圖式中，各氣孔124所對應的背面110b上位置，對應於正面110a的晶片承載座112)，此工作空間WS為非封閉，例如為一半封閉工作空間，其中除濕單元120與背面110b間的接合方式為未完全封閉。此半封閉工作空間可針對晶片承載座112的數量較多、或者晶片承載座112所佔面積較大時，而需要針對背面110b上較大範圍進行除濕的需求而設計，其除濕氣體DA具有較大的逸散空間(朝向除濕板122的外側逸散)。此外，除濕氣體DA供給量較大時，也可採用半封閉工作空間的設計。

參照圖2A與圖2B，一實施例中，除濕單元120具有一內凹件128，除濕板122位於內凹件128的底部，氣孔124設置於內凹件128中環繞除濕板122的側壁128a(如圖2B所示)，其中當除濕單元120接合背面110b時，內凹件128與背面110b之間形成工作空間WS(圖2A)，此工作空間WS為一封閉工作空間，其中除濕單元120與背面110b間的接合方式可為完全封閉(保留洩風孔；或接合方式為基本上封閉，除濕單元120與背面110b間的接合處留有數個洩風處，以方便排除濕氣)。除濕氣體DA通過氣孔124進入工作空間WS，以降低工作空間WS內濕度。一實施例中，當氣孔124數量較少，工作空間WS內的氣道以及排氣設計十分重要，以有效率地排除工作空間WS內的濕氣，請參照後續其他實施例的說明。

封閉工作空間內氣孔124放置的位置，不一定在側壁128a上，若需要也可設於別處。參照圖3，內凹件128的底部(或除濕板122)上，具有多個氣孔124，分別對應於正面110a的晶片承載座112的位置，例如但不限於每個氣孔124位於對應之晶片承載座112的正下方。

一實施例中，工作空間WS為半封閉工作空間，除濕板122上氣孔124的數量，對應於晶片承載座112的數量。此數量的對應方式可為：一氣孔124對應一晶片承載座112、或者多個氣孔124對應一晶片承載座112。此多個氣孔124對應同一晶片承載座112的設計根據為：單一氣孔124出風量不足、氣孔124出風壓力過低、或者晶片承載座112的除濕需求較大等原因。其解決對策，可例如：二個氣孔124對應一晶片承載座112、或三個氣孔124對應一晶片承載座112等方式而設置。此增加氣孔124的原因之一，為提升除濕氣體DA於晶片承載座112的背面110b側的流體雷諾數(Reynolds number)或流體氣體量，以提升除濕能力。

一實施例中，工作空間WS為半封閉工作空間，除濕板122上氣孔124中至少一部份對應於正面110a的晶片承載座112的位置而設置。一實施例中，除濕板122上部分氣孔124用於輔助流動，例如將除濕氣體DA導向特定出風口方向等。

一實施例中，工作空間WS為半封閉工作空間，除濕單元120與背面110b間的接合方式為未完全封閉，除濕氣體DA可從除濕單元120與背面110b之間的間隙逸出。一實施例中，除濕單元120又具有一探針塔 (Pogo tower)，探針塔環繞除濕板122而設置。當除濕單元120接合背面110b時，探針塔可電性接觸背面110b上的訊號接點，進行訊號連接。

一實施例中，工作空間WS為封閉工作空間。其中，作為進氣口的氣孔124設置於內凹件128的側壁，內凹件128的底部可包含多種凹痕或導引肋(參照圖4的剖面視圖，其中顯示內凹件128的底部的局部剖面，其中凹痕與導引肋具有導引除濕氣體DA的功能)，引導多數除濕氣體DA至主要除濕處(例如背面110b上對應晶片承載座112的位置)，也可調整除濕氣體DA的流體雷諾數，以提升除濕氣體DA對背面110b的除濕效能。工作空間WS也可根據除濕氣體DA的流體雷諾數分布，選取較佳的入風口、出風口、或者入風範圍、出風範圍等。此外，除濕氣體DA需於背面110b上主要除濕處具有較高的流體雷諾數，使除濕氣體DA與背面110b間具有較大風量接觸，以降低冷凝與結霜的機會，提昇低溫測試的有效性。

一實施例中，工作空間WS為封閉工作空間，封閉工作空間內設有濕度感知器，以感測封閉工作空間內濕度，便於進行封閉工作空間內濕度控制。

一實施例中，環繞內凹件128的外殼，可為符合條件(例如耐冷熱、測試溫度下無脆化、無軟化、無導電性、耐腐蝕等)下維持封閉工作空間的材料，例如玻璃纖維材料。內凹件128的邊緣與背面110b接觸處，可加設一軟墊，以加強密封效果。此軟墊的材料須符合耐冷熱、抗水性的要求。

一實施例中，濕度調整裝置10設置於一溫控腔室TC內(圖1、圖2A、圖3)。此溫控腔室TC，例如設置於三溫冷凍機中，以進行多種溫度條件下的測試。

一實施例中，濕度調整裝置10，又包含一處理器(未顯示，其可依需要而設置在濕度調整裝置10的任一處)，處理器電性連接於晶片承載座112上設置的晶片，判斷晶片的內部接面溫度 (Junction temperature），根據內部接面溫度以對應地控制溫控腔室TC內的溫度、以及除濕氣體DA的供應狀態(例如，溫控腔室TC內溫度越低，則除濕氣體DA內的濕度越低等)。

一實施例中，除濕氣體供應源140包含一氣體除濕裝置，除濕氣體DA進入除濕單元120前，預先通過氣體除濕裝置，降低除濕氣體DA內的濕度。氣體除濕裝置可藉由例如壓縮機、化學吸濕、電子致冷等除濕技術，進行氣體除濕。

一實施例中，當進行低溫測試時，一低溫空氣作用於測試載板110的正面110a，以降溫測試載板110以及設置於晶片承載座112上的晶片。低溫空氣例如氮氣等。

一實施例中，根據實驗結果，本案所提出的測試載板的濕度調整裝置10，可大幅提升晶片低溫測試的可靠性，並避免出現因冷凝與結霜而造成測試失敗。可避免耗費許多時間找尋原因，晶片低溫測試的效能因此提升許多。

本案所提供的技術特徵，也可依需要而組合，以產生所需的效果。例如參照圖5，其顯示一觀點中，本案提供一種測試載板的濕度調整裝置20，包含：一主測試載板210，具有一主正面210a與一主背面210b，主正面210a設有至少一主晶片承載座212；一主除濕單元220，具有一除濕板224、以及至少一主氣孔222，其中當主除濕單元220接合至主背面210b時，除濕板與主背面210b之間形成一半封閉工作空間SS；一子測試載板250，具有一子正面250a與一子背面250b，子正面250a設有至少一子晶片承載座252，子測試載板250設置於主測試載板210上方；一子除濕單元270，子除濕單元270具有一內凹件274以及至少一子氣孔272，子氣孔272設置於內凹件274的側壁274a，其中當子除濕單元270接合至子背面250b時，子除濕板與子背面250b之間形成一封閉工作空間CS；以及一除濕氣體供應源290，連通於主氣孔222與子氣孔272，供給一除濕氣體通過主氣孔222進入半封閉工作空間SS，並供給除濕氣體通過子氣孔272進入封閉工作空間CS，以降低半封閉工作空間SS與封閉工作空間CS內濕度。此實施例中，主測試載板210與子測試載板250位於同一溫控腔室TC內，可同步進行多晶片的低溫測試。主測試載板210與子測試載板250之間的連接方式，可藉由子測試載板250與主測試載板210間的連接、或者子除濕單元270與主測試載板210、或者主測試載板210與子測試載板250之間藉由其他元件進行連接，將主測試載板210與子測試載板250結合於一起。結合方式，可藉由多種方式進行，例如支柱、鎖接、焊接、卡固、黏接等。一實施例中，測試載板的濕度調整裝置20也可設置於一溫控腔室TC，以進行各種溫度測試，例如低溫測試。

其中主測試載板210與子測試載板250之間各元件的詳細說明，請參照前述各實施例。例如主測試載板210與相關元件請參照圖1、2、3與相關說明，於此不詳述。

以上已針對實施例來說明本案，唯以上所述者，僅係為使熟悉本技術者易於了解本案的內容而已，並非用來限定本案之權利範圍。在本案之相同精神下，熟悉本技術者可以思及各種等效變化。例如，測試載板的正面上，晶片承載座的數量可不受限於圖式中數量；又或者，子測試載板放置於主測試載板上的位置可依需要而改變。此外，圖式中傳送除濕氣體的管線僅為示意，使用者可依需要而決定採用方式。本案的範圍應涵蓋不同的實施例間或其他所有等效變化的結合。

10:測試載板的濕度調整裝置 110:測試載板 110a:正面 110b:背面 112:晶片承載座 120:除濕單元 122:除濕板 124:氣孔 128:內凹件 128a:側壁 140:除濕氣體供應源 20:測試載板的濕度調整裝置 210:主測試載板 210a:主正面 210b:主背面 212:主晶片承載座 220:主除濕單元 222:主氣孔 224:除濕板 250:子測試載板 250a:子正面 250b:子背面 252:子晶片承載座 270:子除濕單元 272:子氣孔 274:內凹件 274a:側壁 290:除濕氣體供應源 CS:封閉工作空間 DA:除濕氣體 SS:半封閉工作空間 TC:溫控腔室 WS:工作空間

圖1顯示根據本案一實施例中測試載板的濕度調整裝置的示意圖。 圖2A顯示根據本案另一實施例中測試載板的濕度調整裝置的示意圖。 圖2B顯示根據本案一實施例中內凹件的示意圖。 圖3顯示根據本案一實施例中測試載板的濕度調整裝置的示意圖。 圖4顯示根據本案一實施例中內凹件的底部的凹痕與導引肋、以及其中通過的除濕氣體的示意圖。 圖5顯示根據本案又一實施例中測試載板的濕度調整裝置的示意圖。

10:測試載板的濕度調整裝置

110:測試載板

110a:正面

110b:背面

112:晶片承載座

120:除濕單元

122:除濕板

124:氣孔

140:除濕氣體供應源

DA:除濕氣體

TC:溫控腔室

WS:工作空間

Claims (11)

1. 一種測試載板(Load board)的濕度調整裝置，包含： 一測試載板，具有一正面與一背面，該正面設有至少一晶片承載座； 一除濕單元，具有一除濕板、以及至少一氣孔，其中當該除濕單元接合至該背面時，該除濕板與該背面之間形成一工作空間；以及 一除濕氣體供應源，連通於該至少一氣孔，以供給一除濕氣體通過該至少一氣孔進入該工作空間，並降低該工作空間內濕度。
2. 如請求項1所述之測試載板的濕度調整裝置，其中該至少一氣孔分別設置於該除濕板上，對應於該正面的該至少一晶片承載座的位置，該工作空間為一半封閉工作空間；或者， 其中該除濕單元具有一內凹件，該除濕板位於該內凹件的底部，該至少一氣孔設置於該內凹件中環繞該除濕板的側壁，其中當該除濕單元接合該背面時，該內凹件與該背面之間形成該工作空間，該工作空間為一封閉工作空間。
3. 如請求項2所述之測試載板的濕度調整裝置，其中該工作空間為該半封閉工作空間時，該除濕板上該至少一氣孔的數量，對應於該至少一晶片承載座的數量。
4. 如請求項2所述之測試載板的濕度調整裝置，其中該工作空間為該半封閉工作空間時，該除濕板上該至少一氣孔的數量為複數，且其中至少一部份對應於該正面的該至少一晶片承載座的位置而設置。
5. 如請求項2所述之測試載板的濕度調整裝置，其中該工作空間為該半封閉工作空間時，該除濕單元又具有一探針塔(Pogo tower)，該探針塔環繞該除濕板而設置，其中當該除濕單元接合該背面時，該探針塔電性接觸該背面上的訊號接點。
6. 如請求項2所述之測試載板的濕度調整裝置，其中該工作空間為該封閉工作空間時，該封閉工作空間內設有濕度感知器，以進行濕度控制。
7. 如請求項1所述之測試載板的濕度調整裝置，其中該濕度調整裝置設置於一溫控腔室內。
8. 如請求項1所述之測試載板的濕度調整裝置，又包含一處理器，該處理器電性連接於該至少一晶片承載座上設置的晶片，判斷該晶片的內部接面溫度 (Junction temperature）。
9. 如請求項1所述之測試載板的濕度調整裝置，其中該除濕氣體供應源包含一氣體除濕裝置，該除濕氣體進入該除濕單元前，預先通過該氣體除濕裝置，降低該除濕氣體內的濕度。
10. 如請求項1所述之測試載板的濕度調整裝置，其中當進行低溫測試時，一低溫空氣作用於該測試載板的該正面，以降溫設置於該晶片承載座上的晶片。
11. 一種測試載板的濕度調整裝置，包含： 一主測試載板，具有一主正面與一主背面，該主正面設有至少一主晶片承載座； 一主除濕單元，具有一除濕板、以及至少一主氣孔，其中當該主除濕單元接合至該主背面時，該除濕板與該主背面之間形成一半封閉工作空間； 一子測試載板，設置於該主測試載板上方，該子測試載板具有一子正面與一子背面，該子正面設有至少一子晶片承載座； 一子除濕單元，該子除濕單元具有一內凹件、以及至少一子氣孔，該至少一子氣孔設置於該內凹件的側壁，其中當該子除濕單元接合至該子背面時，該子除濕板與該子背面之間形成一封閉工作空間；以及 一除濕氣體供應源，連通於該至少一主氣孔與該至少一子氣孔，供給一除濕氣體通過該至少一主氣孔進入該半封閉工作空間，並供給該除濕氣體通過該至少一子氣孔進入該封閉工作空間，以降低該半封閉工作空間與該封閉工作空間內濕度。