CN101233415A - 集成电路测试座 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种测试座以供测试集成电路使用,特别是球栅数组(BGA,Ball Grid Array)封装件中的集成电路。该测试座包括基座构件(base member),及配置成在相对于该基座构件的较高位置与较低位置之间垂直地移动的外盖构件(cover member)。在该基座构件与该外盖构件之间设有弹簧,且该弹簧配置成施加偏压(bias)于在该较高位置的该外盖构件。耦合至该基座构件与该外盖构件的闩扣杆(lever),其配置成当该外盖构件在该较低位置时转至开位置(open position)、以及当该外盖构件在该较高位置时转至关位置(closed position)以限制集成电路在该基座构件内。
Description
技术领域
本发明大致关于集成电路测试座,且详而言之,关于在封装件尺寸以及焊球总数(ball count)及排列(arrangement)上提供弹性的BGA封装件用的集成电路(IC)测试座。
背景技术
许多现今生产的集成电路(IC)系接置于BGA封装件中。BGA封装件系在其下表面具有多个耦合至集成电路芯片上的装置端子的焊球(solder ball)(通常为数百个焊球)。在使用上,该焊球系焊接至印刷电路板以达成在该印刷电路板的电路与该集成电路间的适当互连(interconnection)。任何IC在贩卖前,皆必须经过测试以确定该装置符合要求规格。测试BGA封装件的IC必须保持该IC封装件的该多个焊球抵住与测试装置连接的电极(通常为内嵌弹簧的电性触针,亦称为弹簧管脚(POGO pin))。保持该焊球抵住该电极通常需要能够精确地使大量、微小且空间紧密的该焊球与该测试电极对准的测试座。目前常用的测试座通常只具有单一预定焊球数组的单一封装尺寸与类型。因此假使装置接置在不同尺寸的封装或具有不同的焊球数组时,便必须使用新的测试座。由于设计与取得该新测试座的前置时间,使得取得新测试座不仅昂贵且耗时。而此类测试座亦易于损害该焊球,且尤其无法自动***及退出所测试的该集成电路。
因此,故希望提供一种能够快速变换以容纳不同BGA封装件尺寸及焊球数组的集成电路测试座。此外,亦希望提供一种容易自动地***装置测试且不会损害IC上的焊球的IC测试座。再者,本发明的其它期望特征与特性将从下列详述及所附的权利要求,并结合随附图式与前述的技术领域与先前技术而更加突显。
发明内容
本发明提供一种测试座以供测试集成电路使用,特别是BGA封装件中的集成电路。该测试座包括基座构件,及配置成在相对于该基座构件的较高位置与较低位置之间垂直地移动的外盖构件。在该基座构件与该外盖构件之间设有弹簧,其配置成施加偏压于在该较高位置的该外盖构件。耦合至该基座构件与该外盖构件之闩扣杆(lever),其配置成当该外盖构件系在该较低位置时转至开位置、以及当该外盖构件系在该较高位置时转至关位置以限制集成电路在该基座构件内。
附图说明
在此将结合随附图式详细说明本发明,其中类似组件符号代表类似组件,且其中:
图1及图2系以部分切去透视图分别说明依照本发明的一实施例在其关与开位置的IC测试座,而图3系以分解透视图说明IC测试座的主要组件;
图4系以透视图说明IC测试座的基座构件;
图5及图6系分别以顶部及底部透视图说明IC测试座的外盖构件;
图7系以透视图说明在IC测试座使用的闩扣杆;
图8系以透视图说明在IC测试座使用的可交换的装置导引嵌入物;
图9系以分解透视图说明在IC测试座使用的硬件;以及
图10及图11系以IC测试座的一角的截面图说明弹簧在激活关与开位置时的动作。
具体实施方式
下列之详述仅作为本发明的使用或应用的例示性而非限制性。另外,前述的技术领域、先前技术、发明内容或下列的详述的表示及内含的理论亦无限制本发明的意图。
图1及图2为部份切去的透视图,系说明依照本发明的实施例的集成电路测试座20。虽然全文称作“测试座”,但那些熟习此项技术者将了解该发明插座亦可作为老化测试座(burn in socket)或韧体烧录座(programming socket)。因此,该名词“测试座”在此将仅供任何使用BGA封装件集成电路的插座作参考,而不作限制。图1系以关位置说明该测试座,而图2系以开位置说明该测试座。由这些图式并依照本发明的此实施例,集成电路测试座20包括基座构件22、外盖构件24、闩扣杆(latch)26、闩扣杆28及可交换的装置导引嵌入物(interchangeabledevice guide insert)30。在关位置中,该闩扣杆26及28接触集成电路BGA封装件150(如图标),并将该封装件底面的该焊球数组压抵集成电路测试板(未图标)上的接触件组32,而该接触件组32则包括多个以预定数组排列的电极,用以匹配位于该BGA封装件的下表面的该焊球数组。在开位置中,该闩扣杆26及28转至与该BGA封装件没有接触的处,致使该封装件能够从该测试装置取出(例如藉由使用真空吸笔(vacuum pickup)),然后能将另一欲测试的IC放入该测试座。虽然没有图标,但该基座构件系接附在该集成电路测试板上。事实上,为求快速且自动地测试大量的相同IC,可将数十或甚至数百台相似的IC测试座接附在该IC测试板上列的位置。藉由对照图1及图2可看出,外盖构件24配置成可在基座构件22中如图1的较高位置与如图2的较低位置之间垂直地滑动。有关于外盖构件24对于基座构件22的位置的垂直移动导致该两个闩扣杆26及28在该打开与关位置之间转动的情况,以下将更完整说明。
图3系以分解透视图说明依照本发明的实施例的集成电路测试座20的主要构成零件。基座构件22(亦以图4的顶部透视图说明),其包括装置导引嵌入物30可被压按纳入的成形的内腔部(shaped interiorcavity)33。在该基座构件的角落设有孔34,并在该孔34有定位管脚(dowel pin)36突出。该定位管脚(如图4虚线所示)系用以锁紧该基座构件至集成电路测试板152(未图标于图3,如图4虚线所示),并提供外盖构件24的该垂直动作的引导。弹簧38(图标说明于图中)系位在外盖构件24下面,位于该定位管脚与盲孔(blind hole)之间。而该弹簧以其延伸方向将该外盖构件向上推至较高位置。
图5及图6分别以顶部透视图及底部透视图说明依照本发明的实施例的外盖构件24。经由再次参照图4连同图5与图6,可看出该外盖构件与该基座构件之间的关系。多个指状物(finger)40从该外盖构件24的主体延伸而出。该指状物系垂直地***形成于该基座构件22之外***表面44的沟槽42。该外盖构件系被限制在较低位置(该外盖构件的下表面46与该基座构件22的上表面48接触之处)与较高位置之间移动。该指状物中至少一个(最好为数个)包含从该指状物40突出的凸出部(tab portion)50。该基座构件的沟槽42中至少一个(最好为数个)包含脊状物(ridge)52。当该外盖构件对于该基座构件朝上移动时,该凸出部碰抵该脊状物而限制该外盖构件的垂直移动。该凸出部与该脊状物因此形成用以定义该外盖构件的垂直移动上限的停止机构(stopmechanism)。该外盖构件24具有开口54,透过该开口54可将欲测试的IC从可交换的装置导引嵌入物30***及取出。如图6所示可看出,在该外盖构件24的下面的角落设有孔56。该孔与该定位管脚36的顶部接合,而该外盖构件则在这些梢上垂直地滑动。该定位管脚将该外盖构件的移动限制在只在垂直方向移动。该孔56最好系为盲孔,而该弹簧38则可到达该盲孔的底部。图10及图11以集成电路测试座20的一角的截面说明当该弹簧38在其未被压缩状态时,将该外盖构件24抬离该基座构件22至开位置于该定位管脚36的上部104之处,以及当该弹簧38被压缩时,使该外盖构件下降至关位置的动作。
图7以透视图说明依照本发明的实施例的闩扣杆28。该闩扣杆28,及相似之闩扣杆26,包括在一末端的孔60,及在该闩扣杆中间部位的长形导引槽(elongated guide slot)62。每个该闩扣杆包括在末端相对于该孔60的指状部64。当转至关位置时,该指状部推抵所测的该集成电路封装的顶端表面,并将该封装件的底部的该焊球置抵接触件组32上的电接触件。
图8以顶部透视图说明依照本发明的实施例的可交换的装置导引嵌入物30。该嵌入物30具有设计用以匹配该基座构件22的该成形的内腔部33(如图4所示)的***66。该***66与该内腔部33最好系皆为不对称俾使该装置导引嵌入物能以唯一定向(orientation)纳入该内腔部。该装置导引嵌入物具有由其厚度延伸的开口68。该开口68的内部***70系配置成能使欲测试的集成电路对准该接触件组32上的该多个电接触件。依照本发明,该可交换的装置导引嵌入物能够不须更换整部IC测试座,仅更换该嵌入物以配合具有不同尺寸大小的封装件。假使欲测试不同尺寸的IC装置封装件,可经由该外盖构件24的开口54***不同的装置导引嵌入物30,致使能够不须从该IC测试板移出该基座构件22便能更换该嵌入物。该接触件组32亦能更换以改变该电接触件的数量、空间及排列用以配合不同的封装件,并且不须更换该IC测试座的任何其它零件。因为只有该可交换的装置导引嵌入物(可能还有该接触件组)需要更换以配合不同的IC封装件,故更换至新封装件尺寸所需的前置时间及花费系大大地缩减。依照本发明的该测试座的优点的一系该可交换的装置导引嵌入物30及该可交换的接触件组32能以相同的测试座测试多种封装件尺寸以及多种球数组。所能测试的该多种封装件IC的唯一限制系该装置导引嵌入物的尺寸,因此该封装件在该基座构件的该内腔部内系能够配合。
再次参照图1至图4、图6及图7。定位销(dowel)80穿过该闩扣杆26的孔60。如图6虚线所示,该定位销80亦穿过该外盖构件24的孔81及82。以相似方式如图6虚线所示,定位销84穿过该闩扣杆28的孔60并穿过该外盖构件24的孔85及86。定位销88穿过该闩扣杆26的长形导引槽62,且亦穿过该基座构件22的孔89及90,如图4虚线所示。以相似方式如图4虚线所示,定位销92穿过该闩扣杆28的长形导引槽62并穿过该基座构件22的孔93及94。当该外盖构件24经由外力被压下至如图2所示的较低位置时,压缩弹簧38位于该外盖构件与该基座构件22的间,定位销80及84亦被朝下压按。当定位销88及92固定至未移动的该基座构件时,将定位销80及84朝下压,导致长形导引槽62沿该定位销88及92滑动时,该闩扣杆26及28各自转动至开位置。在开位置时,该闩扣杆26及28系缩回以允许欲测试的IC能够从该可交换的装置导引嵌入物30中放入及取出。在本发明的较佳实施例中,该外盖构件24具有凹处94可供该闩扣杆26缩入其内,及具有凹处96可供该闩扣杆28缩入其内。
在该欲测试的IC封装件放入该可交换的装置导引嵌入物30后,将该外盖构件24下压的该外力便被释放,而在该弹簧38的影响下,该外盖构件垂直地滑至较高位置。该外盖构件升至该凸出部50能够接触该脊状物52的较高位置。当该外盖构件垂直地滑至该较高位置时,耦合至该外盖构件的定位销80及84亦朝上移动。而在该定位销88及92系固定时,该定位销80及84的朝上移动会导致该闩扣杆26及28以该闩扣杆的指状部64压抵该IC封装件的顶部表面的方式转动至关位置。该闩扣杆系在该弹簧38的影响下保持在此关位置,直到外力再度施加于该外盖构件24的顶部。
图9以分解透视图说明依照本发明的实施例的集成电路测试座的硬件。该硬件最好包括能够放置在该集成电路测试板下,与该集成电路测试座对齐的牢固的垫圈(firm gasket)100。该垫圈100可由凯通(Kapton)或是其它坚固的绝缘材料形成。该垫圈100最好能以接着剂接附在该IC测试座的底部。定位管脚36穿过该基座构件22(未图标于此图)、该IC测试板及该垫圈100,然后藉由螺纹扣件(threaded fastener)102固定在该垫圈100下面。每个该定位管脚最好具有上部104,该上部104具有增大直径以形成肩部(shoulder)106。当该螺纹扣件转上该定位管脚36的底部时,该肩部106系被稳固地向下转紧抵住该基座构件22的上表面,以求稳固地固定该基座构件在该IC测试板的上表面。该定位管脚36的上部104从该基座构件22的上表面上延伸,并提供支撑使该外盖构件24能在其上以垂直方向滑动。亦图标于图9的该定位销80、84、88及92系仅指示其相关位置。另外亦图标于图9的导引针120穿过该装置导引嵌入物30的底部并使该嵌入物对准该接触件组32。
该基座构件22、外盖构件24、闩扣杆26及28及可交换的装置导引嵌入物30最好皆由绝缘材料(例如聚醚醚酮,polyetheretherketone(PEEK))制成。而该定位销80、84、88与92及该定位管脚36最好皆由坚固材料(例如不锈钢)制成。
以上详述中虽已提出至少一项例示实施例,应当了解仍存在大量的变化。应当了解以上例示实施例仅作范例,而非限制本发明的范畴、应用或组态。尤其,以上详述将提供熟习此领域技术者方便参照以实施该例示实施例。应当了解在不脱离以下权利要求及其法律等效所界定的本发明的范畴下,可作功能性的修改及组件排列的改变。
Claims (21)
1.一种供集成电路测试板使用的集成电路测试座(20),包括:
基座构件(22),其配置成接附至所述的集成电路测试板;
外盖构件(24),其配置成在相对于所述的基座构件(22)的较高位置与较低位置之间可滑动的移动;
装置导引嵌入物(30),其位于所述的基座构件(22)内并具有内部尺寸以相对于所述的集成电路测试板定位欲测试的集成电路;
弹簧(38),其位于所述的基座构件(22)与所述的外盖构件(24)之间,并配置成在所述的弹簧(38)放松时升高所述的外盖构件(24)至所述的较高位置、以及在该弹簧(38)被压缩时允许所述的外盖构件(24)取得所述的较低位置;
第一闩扣杆(26)及第二闩扣杆(28),其配置成在所述的外盖构件(24)在所述的较高位置时从关闭位置移动而将欲测试的集成电路压抵所述的集成电路测试板、以及在所述的外盖构件(24)在所述的较低位置时缩回至打开位置;
第一定位销(88,92),其穿过所述的第一闩扣杆(26)及所述的第二闩扣杆(28)并穿过所述的基座构件(22);以及
第二定位销(80,84),其穿过所述的第一闩扣杆(26)及所述的第二闩扣杆(28)并穿过所述的外盖构件(24),并配置成使所述的第一闩扣杆(26)及所述的第二闩扣杆(28)在所述的外盖构件(24)处于所述的较高位置时的关闭位置与所述的外盖构件(24)处于所述的较低位置时的打开位置之间移动。
2.如权利要求1所述的集成电路测试座(20),还包括在该第一闩扣杆(26)及所述的第二闩扣杆(28)的每个中的长形导引槽(62),使该第一定位销(88,92)穿过所述导引槽而定位。
3.如权利要求1所述的集成电路测试座(20),其中所述的基座构件(22)、所述的外盖构件(24)及所述的装置导引嵌入物(30)皆由聚醚醚酮制成。
4.如权利要求1所述的集成电路测试座(20),其中所述的基座构件(22)配置成通过多个穿过所述的基座构件(22)及所述的集成电路测试板的定位管脚(36)而接附至所述的集成电路测试板。
5.如权利要求4所述的集成电路测试座(20),其中所述的基座构件(22)具有上表面(48),且其中各所述的多个定位管脚(36)包括在所述的上表面(48)上方延伸的上部(104)。
6.如权利要求5所述的集成电路测试座(20),其中所述的外盖构件(24)具有下表面(46),且其中所述的下表面包括多个孔(56),该孔被定位以匹配所述的多个定位管脚(36)的所述的上部(104)使所述的外盖构件(24)能在其上可滑动地移动。
7.如权利要求1所述的集成电路测试座(20),其中所述的基座构件(22)具有成形的内腔部(33)及外部***(44),且所述的装置导引嵌入物(30)具有***(66),其形状匹配所述的成形的内腔部(33)。
8.如权利要求7所述的集成电路测试座(20),其中所述的成形的内腔部(33)不对称,以避免所述的装置导引嵌入物(30)定向错误。
9.如权利要求7所述的集成电路测试座(20),其中所述的外盖构件(24)具有多个从主体部分延伸而出的指状物(40),用以匹配所述的基座构件(22)的所述的外部***。
10.如权利要求9所述的集成电路测试座,其中所述的基座构件(22)的所述的外部***(44)包括脊状物(52),且所述的外盖构件的该指状物(40)中的至少一个包括凸出部(50),该凸出部配置成接合所述的脊状物(52)并限制在所述的较高位置的可滑动的移动。
11.如权利要求1所述的集成电路测试座(20),其中所述的外盖构件(24)包括第一凹处(94)及第二凹处(96),当所述的第一闩扣杆(26)及所述的第二闩扣杆(28)处于打开位置时,使所述的第一闩扣杆(26)及所述的第二闩扣杆(28)设置于所述的第一凹处(94)及所述的第二凹处(96)中。
12.一种集成电路测试座(20),包括:
基座构件(22);
外盖构件(24),其配置成在相对于所述的基座构件(22)的较高位置与较低位置之间垂直地移动;
弹簧(38),其置于所述的基座构件(22)与所述的外盖构件(24)之间,并配置成施加偏压于在该较高位置的所述的外盖构件(24);
闩扣杆(26,28),其耦合至所述的基座构件(22)与所述的外盖构件(24),并配置成当所述的外盖构件(24)在所述的较低位置时转至打开位置以及当所述的外盖构件(24)在所述的较高位置时转至关闭位置以限制集成电路在所述的基座构件(22)内。
13.如权利要求12所述的集成电路测试座(20),其中所述的闩扣杆(26,28)通过固定于所述的外盖构件(24)的第一定位销(80,84)穿过所述的闩扣杆的孔(60)而耦合至所述的外盖构件(24)。
14.如权利要求13所述的集成电路测试座(20),其中所述的闩扣杆(26,28)包括槽(62),且所述的闩扣杆通过固定于所述的基座构件(22)的第二定位销(88,92)穿过所述的槽(62)而耦合至所述的基座构件(22)。
15.如权利要求12所述的集成电路测试座(20),其中所述的基座构件(22)具有内腔部(33),且其中所述的集成电路测试座(20)还包括可移除地置于所述的内腔部(33)内的可交换的装置导引嵌入物(30),所述的装置导引嵌入物(30)具有配置成定位欲测试的集成电路的内部形状(70)。
16.如权利要求15所述的集成电路测试座(20),还包括置于所述的可交换的装置导引嵌入物(30)下方的可交换的接触件组(32)。
17.如权利要求12所述的集成电路测试座(20),其中所述的基座构件包括:
外表面(44);以及
停止脊状物(52);
且其中所述的外盖构件(24)包括配置成在所述的外表面(44)上滑动的多个指状物(40);以及
在所述的多个指状物(40)中的一个上的凸出部(50),其配置成接合所述的停止脊状物(52)并限制所述的外盖构件(24)的垂直移动。
18.一种供具有多个电接触件(32)的集成电路测试板使用的集成电路测试座(20),所述的集成电路测试座包括:
基座构件(22),其具有外表面(44)、上表面(48)及内腔部(33);
外盖构件(24),其可在相对于所述的基座构件(22)的较高位置与较低位置之间在垂直方向移动;
多个弹簧(38),其置于所述的基座构件(22)与所述的外盖构件(24)之间,并配置成在所述的垂直方向升高所述的外盖构件(24);
第一闩扣杆(26)与第二闩扣杆(28),各在其一个末端具有孔(60)并在其中间部分具有长形槽(62),且各配置成在用以在所述的外盖构件(24)在所述的较高位置时接触欲被测试的集成电路的打开位置与用以在所述的外盖构件(24)在所述的较低位置时允许集成电路的***与移出的关闭位置之间作转动;
穿过所述的第一闩扣杆(26)中的所述的孔(60)的第一定位销(80)与穿过所述的第二闩扣杆(28)中的所述的孔(60)的第二定位销(84),所述的第一定位销(80)与所述的第二定位销(84)均固定于所述的外盖构件(24);
穿过所述的第一闩扣杆(26)中的所述的长形槽(62)的第三定位销(88)与穿过所述的第二闩扣杆(28)中的所述的长形槽(62)的第四定位销(92),所述的第三定位销(88)与所述的第四定位销(92)均固定于所述的基座构件(22);
可交换的装置导引嵌入物(30),其置于所述的基座构件(22)的所述的腔部(33)中,并具有配置成将欲测试的集成电路与所述的多个电接触件(32)对准的内部边界(70);以及
多个管脚(36),其配置成在所述的集成电路测试板上安装所述的基座构件(22),所述的多个管脚均穿过所述的基座构件(22)并具有用以定位压抵所述的基座构件(22)的所述的上表面(48)的肩部(106),所述的多个管脚(36)在所述的上表面(48)上方延伸并与形成于所述的外盖构件(24)中的孔(56)匹配。
19.如权利要求18所述的集成电路测试座(20),其中所述的外盖构件(24)包括具有开口(54)穿通其中的上表面(46),以允许欲测试的集成电路在所述的外盖构件(24)在所述的较低位置时被***穿过所述的开二(54)且进入所述的装置导引嵌入物(30)中。
20.如权利要求18所述的集成电路测试座(20),其中所述的外盖构件(24)包括内腔部(54),所述的内腔部具有在所述的外盖构件(24)在所述的较低位置时使所述的第一闩扣杆(26)转动至其中的第一凹处(94)以及使所述的第二闩扣杆(28)转动至其中的第二凹处(96)。
21.如权利要求18所述的集成电路测试座(20),其中所述的外盖构件(24)及所述的基座构件(22)包括用以限制所述的外盖构件(24)相对于所述的基座构件(22)的垂直移动的停止机构(50,52)。
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