CN103036125A

CN103036125A - 插座及电子元件测试装置

Info

Publication number: CN103036125A
Application number: CN2012103744230A
Authority: CN
Inventors: 中村阳登; 藤崎贵志
Original assignee: Advantest Corp
Current assignee: Advantest Corp
Priority date: 2011-10-04
Filing date: 2012-09-27
Publication date: 2013-04-10
Also published as: US20150153389A1; US8988095B2; TW201330427A; US9250263B2; KR101402621B1; US20150153388A1; JP2013079860A; US20130214809A1; KR20130036707A

Abstract

本发明提供一种可抑制接触不良发生的插座，该插座11电连接于具有形成与晶片50的电极触头51相接触的突起324的基膜32、与突起324电连接的外部端子312的测试用载体，包含与外部端子312接触的接触器125和推压基膜32的突起形成部分32a以及突起周围部分32b的弹性部件131；弹性部件131具有第1弹性层132、比第1弹性层132柔软的层叠于第1弹性层132上的与基膜32接触的第2弹性层133。

Description

插座及电子元件测试装置

技术领域

本发明涉及一种与临时封装有含有集成电路等电子电路的晶体芯片等电子元件的测试用载体电连接的插座以及具有该插座的电子元件测试装置。

技术背景

已知的是，测试用载体具有在膜厚为0.05～0.1mm的聚酰亚胺薄膜上形成的与测试对象芯片的电极触头（文中写的是电极图案）对应的接触端子和连接于该接触端子的用于与外部测试装置取得连接的布线图案构成的接触座。（例如参照专利文献1）

现有技术文献

专利文献

专利文献1：特开平7-263504号公报

发明内容

发明要解决的技术问题

若接触端子及布线图案的密度变高，因布线形成时的应力，则会产生在接触座的薄膜上产生微小起伏的情况。一旦接触座的薄膜上产生起伏，则会产生接触端子无法与芯片的电极电气导通的地方，出现接触不良的问题。

本发明要解决的技术问题是提供可抑制接触不良发生的电子元件测试装置。

解决技术问题的手段

本发明的插座，电连接于具有形成与电子元件的电极相接触的内部端子的膜状第1部件和与所述内部端子电连接的外部端子的测试用载体，所述插座包含与所述外部端子相接触的接触子和推压所述第1部件上的形成所述内部端子的部分和所述第1部件上的所述内部端子的周围部分的推压构件；所述第1推压构件具有第1弹性部件，和比所述第1弹性部件柔软，层叠于所述第1弹性部件上的与所述第1部件接触的第2弹性部件。

上述发明中，所述第2弹性部件的表面，具有向中央逐渐变高的凸形也是可以的。

本发明的插座，电连接于具有形成与电子元件的电极相接触的内部端子的膜状第1部件和与所述内部端子电连接的外部端子的测试用载体，所述插座包含与所述外部端子相接触的接触子和推压所述第1部件上的形成所述内部端子的部分和所述第1部件上的所述内部端子的周围部分的第1推压构件；所述第1推压构件具有向所述第1部件方向有层次的或者逐渐变柔软的弹性部件。

上述发明中，所述弹性部件的表面，具有向中央逐渐变高的凸形也是可以的。

本发明的插座，电连接于具有形成与电子元件的电极相接触的内部端子的膜状第1部件和与所述内部端子电连接的外部端子的测试用载体，所述插座包含与所述外部端子相接触的接触子和推压所述第1部件上的形成所述内部端子的部分和所述第1部件上的所述内部端子的周围部分的第1推压构件；所述第1推压构件，包含内部具有密闭空间的袋体和容纳于所述密闭空间的流体。

本发明的电子元件测试装置，为测试临时封装于所述测试用载体中的电子元件的电子元件测试装置，包含所述插座、使所述外部端子和所述接触子相接触的接触构件以及从与所述第1推压构件的推压方向相反的方向推压所述测试用载体的第2推压构件。

上述发明中，所述第2推压构件，用于推压在与所述第1部件之间夹持有所述电子元件的所述测试用载体的第2部件也是可以的。

上述发明中，所述电子元件为从半导体晶圆切割而成的晶片也是可以的。

发明的效果

本发明中，通过多种具有柔软性的第1推压构件，在推压第1部件上的形成内部端子的部分的同时，也推压第1部件上的内部端子周围的部分。因此，由于推压膜状的第1构件消除起伏的同时，也可使测试用载体的内部端子与电子元件的电极相接触，故可抑制电极和内部端子接触不良。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式的器件制造工序一部分的流程图。

图2是表示本发明的实施方式的测试用载体的分解斜视图。

图3是表示本发明的实施方式的测试用载体的截面图。

图4是表示本发明的实施方式的测试用载体的分解截面图。

图5是图4的V部放大图。

图6是表示本发明的实施方式的测试用载体的基部部件的平面图。

图7是表示本发明的实施方式的电子元件测试装置的结构的截面图。

图8是表示本发明的实施方式的推压构件的结构的截面图。

图9是表示本发明的实施方式的推压构件的第1变形例的截面图。

图10是表示本发明的实施方式的推压构件的第2变形例的截面图。

图11是表示由图8所示的推压构件推压的测试用载体的基膜的截面图。

图12是表示本发明的实施方式的电子元件测试装置的变形例的截面图。

发明的具体实施方式

下面根据附图说明本发明的第1实施方式。

本实施方式中，在半导体晶圆切割之后（图1的步骤S10之后）到最终封装之前（步骤S50之前）对晶片50上制作的电子电路进行测试（步骤S20～S40）。

本实施方式中，首先，通过载体组合装置（未在图中示出）将晶片50临时封装到测试用载体20中（步骤S20）。接下来，借助该测试用载体20将晶片50电连接于电子元件测试装置10的测试电路15（参照图7），以测试在晶片50上制作的电子电路（步骤S30）。然后，当该测试结束，从测试用载体20中取出晶片50（步骤S40），接着通过正式封装该晶片50，完成最终产品（步骤S50）。

首先，参照图2～图6，对本实施方式的为进行测试而临时封装（暂时封装）晶片50的测试用载体20的结构进行说明。

图2～图5是表示本实施方式的测试用载体的图，图6示表示该测试用载体的基部部件的平面图。

本实施方式的测试用载体20，如图2～图4所示，包含载置晶片50的基部部件30，和覆盖该基部部件30的盖子部件40。该测试用载体20，在低于大气压的状态下，将晶片50夹持于基部部件30和盖子部件40之间，以保持晶片50。

基部部件30,包含基部框架31和基膜32。另外，本实施方式的基膜32相当于本发明的第1部件的一个例子。

基部框架31具有高刚性（至少是高于基膜32和盖膜42的刚性），是在中央形成开口31a的刚性基板。该基部框架31，例如是由聚酰胺酰亚胺树脂、陶瓷、玻璃等材料构成。

另一方面，基膜32是具有可挠性的薄膜，借助粘着剂(未在图中示出)粘贴在含有中央开口31a的基部框架31的整个面上。因此，本实施方式中，由于在具有可挠性的基膜32上贴有高刚性的基部框架31，故能够提高基部部件30的操作性。另外，省略基部框架31，仅仅由基膜32构成基部部件30也是可以的。

如图5所示，该基膜32具有形成有布线图案321的基层322，借助粘着层（未在图中示出）覆盖该基层322的盖层323。基膜32的基层322以及盖层323均是由例如聚酰亚胺薄膜构成的。布线图案321，例如，是通过刻蚀层压在基层322上的铜箔而形成的。另外，省略盖层323，使布线图案321露出于基膜30上也是可以的。

如图5及图6所示，布线图案321的一端，借助盖层323上形成的开口323a露出，其上形成有连接于晶片50的电极触头51的突起324。该突起324，例如是由铜（Cu）和镍（Ni）等构成，例如通过半加成法在布线图案321端部之上形成。该突起324，是为和晶片50的电极触头51对应而设置的。

另一方面，在基部框架31上与布线图案321的另一端相对应的位置上贯穿有通孔311。布线图案321，借助在基层322上形成的开口322a与通孔311连接；该通孔311与在基部框架31的下面形成的外部端子312相连接。该外部端子33，在测试在晶片50上制作的电子电路时，和后述电子元件测试装置10的接触器125相接触。

顺便提一下，图5中仅仅示出了2个电极触头51，实际上，晶片50上呈狭窄间隔形成有多个电极触头51，在基膜32上为与该电极触头51对应，也呈狭窄间隔布置有多个突起324。本实施方式中突起324相当于本发明的内部端子的一个例子，本实施方式的晶片50相当于本发明的电子元件的一个例子，本实施方式的电极触头51相当于本发明的电极的一个例子。

另外，布线图案321，并不限定于上述构成。例如，并没有特别图示，通过喷墨印刷在基膜32的表面上实时形成布线图案321的一部分也是可以的。或者通过喷墨印刷形成布线图案321的全部也是可以的。

再者，布线图案321的另一端置于基部框架31的中央开口31a的内侧，外部端子312在基膜32的背面形成也是可以的。或者，布线图案321的另一端露出于上侧，外部端子312在基膜32的上面形成也是可以的。

如图2～图4所示，盖子部件40包含盖子框架41和盖膜42。本实施方式的盖膜42相当于本发明的第2部件的一个例子。

盖子框架41具有高刚性（至少是高于基膜32和盖膜42的刚性），是在中央形成开口41a的刚性板。本实施方式中，该盖子框架41，与上述基部框架31一样，例如是由聚酰胺酰亚胺树脂、陶瓷、玻璃等构成。

另一方面，盖膜42，是具有可挠性的薄膜，借助粘着剂(未在图中示出)粘贴在含有中央开口41a的盖子框架41的整个面上。本实施方式中，由于在具有可挠性的盖膜42上贴有高刚性的盖子框架41，故能够提高盖子部件50的操作性。而且，仅由盖膜42构成盖子部件40也是可以的。或者，仅由未设有开口41a的刚性板构成盖子部件40也是可以的。

另外，例如，在晶片50的上下两面均形成有电极触头51的情况下，不仅基部部件30，在盖子部件40上形成布线图案也是可以的。在该情况下，以与上述基部框架31与基膜32同样的要领，在盖子框架41上形成外部端子与通孔的同时，在盖膜42上形成布线图案与突起。

上述说明的测试用载体20，如下所述进行组装。

首先，在将电极触头51和突起324位置对准的情况下，将晶片50载置于基部部件30上。

接下来，在低于大气压的环境中，将盖子部件40叠置于基部部件30之上。之后，将晶片50夹持于基部部件30和盖子部件40之间。此时，为了使基部部件30的基膜32和盖子部件40的盖膜42直接接触，将盖子部件40叠置于基部部件30上。

接下来，保持晶片50夹持于基部部件30和盖子部件40之间的状态，通过使测试用载体20回到大气压环境中，以在基部部件30和盖子部件40之间形成的容纳空间21（参照图3）内保持晶片50。

顺便提一下，晶片50的电极触头51和基膜32的突起324，并不是通过锡焊等固定的。本实施方式中，由于基部部件30与盖子部件40之间的空间的气压低于大气压，故晶片50被基膜32和盖膜42挤压，从而使晶片50的电极触头51和基膜32的突起324相互接触。

另外，如图3所示，为在防止位置偏移的同时提高气密性，基部部件30和盖子部件40，通过粘着部325相互固定也是可以的。作为构成该粘着部325的粘着剂326（参照图2及图4～图6），例如，可以列举出紫外线固化型粘着剂。该粘着剂326，预先涂布在基部部件30上的与盖子部件40外周部分相对应的位置上。将盖子部件40覆盖在基部部件30上，接着用紫外线照射，使该粘着剂固化，从而形成粘着部325。

再者，在晶片50比较厚的情况下，与图3所示的结构相反，为了使刚性基板31和刚性板41直接接触，也可以将基部部件30与盖子部件40层叠在一起。

而且，如后所述，由于通过推压构件13推压基膜32，不对基部部件30与盖子部件40之间进行减压也是可以的。

接下来，参照图7～图12，对将临时封装于测试用载体20中的晶片50进行测试（图1的步骤30）时所使用的电子元件测试装置10的结构进行说明。另外，以下说明的电子元件测试装置10的结构仅仅为一个实施例，并没有特别限定于此。

图7是表示本发明的实施方式的电子元件测试装置的结构的截面图；图8是表示本发明的实施方式的推压构件的结构的截面图；图9是表示本发明的实施方式的推压构件的第1变形例的截面图；图10是表示本发明的实施方式的推压构件的第2变形例的截面图；图11是表示测试用载体的由图8所示的推压构件推压的基膜的截面图；图12是表示本发明的实施方式的电子元件测试装置的变形例的截面图。

本实施方式的电子元件测试装置10，如图7所示，包含插座11、基板14、测试电路15和温度调整头16。而且，插座11具有载置测试用载体20的容器12，推压测试用载体20的基膜32的推压构件13。

容器12，具有可容纳测试用载体20的凹部121。该凹部121的外周上呈全周围绕设置有上表面具有密封部件123的挡板122。作为密封部件123，例如可使用由橡胶制造的垫片等。一旦测试用载体20的外周部分抵接于密封部件123，凹部121即被密封。

推压构件13，如图7所示，设置于容器12的凹部121的底面121a上，置于该凹部121内的大致中央处。一旦在该容器12内载置测试用载体20，推压构件13即可抵接基膜32。本实施方式中，推压构件13，虽借助基膜32可与晶片50的整体相对，但并不特别限定于此，借助基膜32至少与晶片50的至少包含晶片50上的全部电极触头51的部分相对也是可以的。

该推压构件13，如图8所示，包含抵接于基膜32的下面的橡胶部件131、支持该橡胶部件131的平板状的支持部件137、安装于支持部件137与凹部121的底面121a之间的线圈弹簧138。另外，代替线圈弹簧138，将橡胶等弹性体、带有圆头螺钉机构的电机、气缸等安装于支持部件137和凹部121的底面121a之间也是可以的。或者，省略支持部件137与线圈弹簧138，将橡胶部件131直接固定于凹部121的底面121a上也是可以的。

橡胶部件131具有2个橡胶层132、133。第1橡胶层132层叠于支持部件137上，例如，是由邵氏A（shore A）硬度为50度的硅胶构成的。另一方面，第2橡胶133，层叠于第1橡胶层132之上，例如，是由邵氏A（shore A）硬度5度的硅胶构成的。

即，本实施方式中，第2橡胶层133的杨氏模量相对小于第1橡胶层132的杨氏模量。另外，构成第1及第2橡胶层132、133的弹性材料，并不特别限定于此，第2橡胶层133比第1橡胶层132柔软也是可以的。再者，若越接近于测试用载体的层越柔软，并不特别限定于构成橡胶部件131的橡胶层的数目。本实施方式的第1橡胶层132相当于本发明的第1弹性部件的一个例子，本实施方式的第2橡胶层133相当于本发明的第2弹性部件的一个例子。

第2橡胶层133，在推压构件13推压测试用载体20的基膜32时，具有与该基膜32的下面接触的上表面133a。该上表面133a，如图8所示，具有向该上表面133a的中央逐渐变高的的凸形。因此，推压构件13在与基膜32接触时，第2橡胶层133的整个面可不全部接触于基膜32。

另外，推压构件的结构没有特别的限定，例如，使用如图9与图10所示的推压构件也是可以的。

如图9所示的推压构件13B的橡胶部件134，由从支持部件137向上逐渐***的单一的橡胶层构成的。本实施例中同样，该橡胶部件134的上表面134a，具有向该上表面133a的中央逐渐变高的凸形。

另一方面，如图10所示的推压构件13C，代替橡胶部件131，具有安装于支持部件137上的袋体135。该袋体135，例如，是由硅胶等柔软的具有弹性的树脂材料构成，其内部空间135a中，容纳有为气体或液体的流体136。

作为流体136的具体实施例，例如，可列举出硅润滑油和空气等。另外，可以用该流体136填满袋体135的内部空间135a，但也可以只填入部分而不填满内部空间135a。

上述说明的推压构件13、13B、13C相当于本发明的第1推压构件的一个例子。

回到图7，容器12安装于基板14上，该容器12的底面开有吸引口124。该吸引124，借助基板14内形成的通路141，连接于真空泵17。

而且，凹部121内，为与测试用载体20的外部端子312对应，例如安装有探针式连接器（pogo pin）等连接器125。该连接器125，通过基板14内形成的布线图案142电连接于安装于基板14背面的测试电路(测试器芯片)15。另外，可将测试电路15安装于基板14的上面，该情况下，测试电路15安装于容器12的侧面。

本实施方式的测试电路15，是具有测试在晶片50上制作的电子电路功能的芯片，具有过去测试器功能的单芯片测试器。另外，单芯片的测试电路15仅为一个实施例，例如，可以由多芯片模块（Multi-Chip Module）等测试电路构成，代替测试电路15使用过去的测试器也是可以的。本实施方式的单芯片测试电路、多芯片模块测试电路、或是过去的测试器相当于本发明的测试电路的一个例子。

温度调整头16，如图7所示，具有模块161，模块161的抵接面162抵接于测试用载体20的盖子部件40的盖膜42。该模块161上，埋设有温度传感器163和加热器164的同时，也形成有可使冷媒流通的流路165，该流路165，连接于图外的冷却器。

该温度调整头16的模块161，通过设有未特别示出的附有圆头螺钉机构的电机或气缸等，可接近/背离载置于容器12上的测试用载体20。在该温度调整头16的模块161的抵接面162在与测试用载体20的盖膜42接触的状态下，温度传感器163测定测试中的晶片50的温度，基于该测定结果，通过加热器164与流路165内的冷媒控制晶片50的温度。另外，本实施方式的温度调整头16相当于本发明的第2推压构件的一个例子。

本实施方式中，通过机械手或拨压（pick and press）装置等操作装置（未在图中示出）将测试用载体20载置于容器12上后，凹部121被该测试用载体20的基部部件30和容器12的密封部件123密闭。若在该状态启动真空泵17对凹部121减压，测试用载体20被吸向容器12内，接触器125与外部端子312接触。

然后，温度调整头16接近测试用载体20，一旦抵接，通过加热器164与流路165内流动的冷媒控制晶片50的温度。与此同时，推压构件13的橡胶部件131接触测试用载体20的基膜32的下面然后推压。

在该橡胶部件131的推压中，如图11所示，首先，柔软的第2橡胶层133依照基膜32的突起324的周围部分32b的形状（以下简称“突起周围部分32b”）变形，以突起324为中心，推压基膜32的突起周围部分32b。另外，本实施方式的突起周围部分32b，相当于本发明的“第1部件的内部端子的周围部分”。

此时，由于第2橡胶层133的上表面133a，具有向中央逐渐变高的凸形，因此，第2橡胶层133的整个面可不全部接触于基膜32。

然后，第2橡胶层133变形，若对突起周围部分32b施加足够的拉力作用，则通过硬于第2橡胶层133的第1橡胶层132向晶片50的电极触头51推压基膜32上形成突起324的部分32a（以下简称“突起形成部分32a”），突起324与电极触头51相互接触。该状态下，测试电路15借助测试用载体20向晶片50授受测试信号，从而进行在晶片50上制作的电子电路的测试。另外，本实施方式的突起形成部分32a，相当于本发明的“第1部件上的形成内部端子的部分”。

另外，如图12所示，代替真空泵17，通过推压头18从上方直接推压测试用载体20的盖子部件40的刚性板41，从而使接触器125与测试用载体20的外部端子312接触也是可以的。该推压头18，例如，通过带有未特别图示的圆头螺钉机构的电机或气缸等，可接近/远离测试用载体20。另外，本实施方式的真空泵17与推压头18，相当于本发明的接触构件的一个例子。

如上所述，本实施方式中，具有杨氏模量不同的橡胶层132、133的推压构件13不仅推压基膜32的突起形成部分32a而且推压突起周围部分32b。因此，在推压基膜32消除基膜32的起伏的同时，由于也可使测试用载体20的突起324接触于晶片50的电极触头51，故能抑制突起324与电极触头51的接触不良。

而且，本实施方式中，通过第1橡胶层132与第2橡胶层133，可吸收晶片50的弯曲与突起324的高度偏差。

另外,上述说明的实施方式，是为了使本发明容易理解而记载的，并不用以限制本发明，因此，上述实施方式中所揭示的各种要素旨在包含属于本发明技术范围的全部设计变更和等同替换。

例如对调推压构件13与温度调整头16的位置关系的结构也是属于本发明的技术范围。即，在图7中，使推压构件13从上方接近测试用载体20的同时，将温度调整头16置于插座11的容器12内的构成也是可以的。

符号说明

10···电子元件测试装置

11···插座

12···容器

121···凹部

125···接触器

13,13B,13C··推压构件

131···橡胶部件

132···第1橡胶层

133···第2橡胶层

133a···上表面

134···橡胶部件

134a···上表面

135···袋体

135a···内部空间

136···流体

14···基板

15···测试电路

16···温度调整头

20···测试用载体

30···基部部件

31···基部框架

312···外部端子

32···基膜

32a···突起形成部分

32b···突起周围部分

324···突起

40···盖子部件

Claims

1.一种插座，电连接于具有形成与电子元件的电极接触的内部端子的膜状第1部件和与所述内部端子电连接的外部端子的测试用载体，其特征在于，

所述插座包括与所述外部端子接触的接触子和第1推压构件，所述第1推压构件推压所述第1部件上的形成所述内部端子的部分和所述第1部件上的所述内部端子的周围部分；

所述第1推压构件，具有第1弹性部件和比所述第1弹性部件柔软的层压于所述第1弹性部件的与所述第1部件接触的第2弹性部件。

2.根据权利要求1所述的插座，其特征在于，

所述第2弹性部件的表面，具有向中央逐渐变高的凸形。

3.一种插座，电连接于具有形成与电子元件的电极接触的内部端子的膜状第1部件和与所述内部端子电连接的外部端子的测试用载体，其特征在于，

所述插座包括与所述外部端子接触的接触子和第1推压构件，所述第1推压构件推所述第1部件上的形成所述内部端子的部分和所述第1部件上的所述内部端子的周围的部分；

所述第1推压构件，具有向所述第1部件有层次的或者逐渐变柔软的弹性部件。

4.根据权利要求3所述的插座，其特征在于，

所述弹性部件的表面，具有向中央逐渐变高的凸形。

5.一种插座，电连接于具有形成与电子元件的电极接触的内部端子的膜状第1部件和与所述内部端子电连接的外部端子的测试用载体，其特征在于，

所述插座包含与所述外部端子接触的接触子和第1推压构件，所述第1推压构件推压所述第1部件上的形成所述内部端子的部分和所述第1部件上的所述内部端子的周围的部分；

所述第1推压构件，包含内部具有密闭空间的袋体和容纳于所述密闭空间的流体。

6.一种用于测试临时封装于所述测试用载体的电子元件的电子元件测试装置，其特征在于，

包含如权利要求1～5中任一项所述的插座、使所述外部端子与所述接触子接触的接触构件和从与所述第1推压构件的推压方向相反的方向推压所述测试用载体的第2推压构件。

7.根据权利要求6所述的电子元件测试装置，其特征在于，

所述第2推压构件，用于推压在与所述第1部件之间夹持有所述电子元件的所述测试用载体的第2部件。

8.根据权利要求中6所述的电子元件测试装置，其特征在于，

所述电子元件，是由半导体晶圆切割而成的晶片。