DE102016112962B4 - Device for testing semiconductor chips and a test socket therefor - Google Patents
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Abstract
Vorrichtung zum Testen von Halbleiterchips, wobei die Vorrichtung Folgendes umfasst:eine Grundplatte, die konfiguriert ist, einen Halbleiterchip zu tragen;einen Testsockel, der mehrere Testkontaktstifte umfasst; undeine Trägerplatte, die zwischen der Grundplatte und dem Testsockel positioniert ist und mit dem Testsockel auf eine Weise verbunden ist, dass der Testsockel und die Trägerplatte eine Baugruppe bilden, die in einer Richtung der Grundplatte beweglich ist, und dass der Testsockel relativ zu der Trägerplatte in der Richtung der Grundplatte beweglich ist; undeine erste Leiterplatte, wobei der Testsockel mit der ersten Leiterplatte verbunden ist; undwobei der Testsockel mit der Trägerplatte durch mehrere Schrauben verbunden ist, wobei sich die Schrauben durch die erste Leiterplatte und den Testsockel erstrecken und die Schrauben mit der Trägerplatte fest verbunden sind und in dem Testsockel und der ersten Leiterplatte gleitend beweglich sind.An apparatus for testing semiconductor chips, the apparatus comprising:a base plate configured to support a semiconductor chip;a test socket comprising a plurality of test contact pins; anda carrier plate positioned between the base plate and the test socket and connected to the test socket in a manner such that the test socket and the carrier plate form an assembly movable in a direction of the base plate and such that the test socket is movable relative to the carrier plate in the direction of the base plate; anda first circuit board, the test socket connected to the first circuit board; andwherein the test socket is connected to the carrier plate by a plurality of screws, the screws extending through the first circuit board and the test socket, the screws being fixedly connected to the carrier plate and being slidably movable in the test socket and the first circuit board.
Description
GebietArea
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich im Allgemeinen auf das Gebiet zum Testen von Halbleiterchips und insbesondere auf eine Vorrichtung zum Testen von Halbleiterchips und auf einen Testsockel für eine Vorrichtung zum Testen von Halbleiterchips.The present disclosure relates generally to the field of semiconductor chip testing, and more particularly to an apparatus for testing semiconductor chips and a test socket for an apparatus for testing semiconductor chips.
Hintergrundbackground
In der Leistungselektronik werden sehr häufig Halbleiterchips mit vertikalen Transistoren wie beispielsweise IGBT-Transistoren oder im Allgemeinen Transistoren verwendet, in denen wenigstens eine elektrische Kontaktstelle auf einer ersten Hauptoberfläche des Halbleiterchips angeordnet ist und wenigstens eine andere elektrische Kontaktstelle auf einer zweiten Hauptoberfläche gegenüber der ersten Hauptoberfläche angeordnet ist. Mehrere dieser Halbleiterchips können auf Leiterplatten oder Keramiksubstrate montiert und elektrisch mit einander verbunden sein, um Leistungsmodule oder Leistungssysteme zu bilden. Vor dem Ausliefern der Halbleiterchipmodule oder der einzelnen Halbleiterchips an einen Kunden ist es wichtig zu wissen, ob die Halbleiterchipmodule oder die einzelnen Halbleiterchips in gutem Zustand sind und ob sie vorbestimmte Leistungskriterien erfüllen. Deshalb existiert ein genereller Bedarf für eine Vorrichtung zum Testen von Halbleiterchips, insbesondere derjenigen, die Halbleiterleistungstransistorchips oder Halbleiterchips enthalten, die vertikale Transistorstrukturen enthalten. In Testvorrichtungen werden normalerweise Testnadeln oder Teststifte auf elektrische Kontaktstellen der Halbleiterchips gesetzt, um Testströme oder Testspannungen daran anzulegen. Zu diesem Zweck kann es vorkommen, dass aufgrund der mechanischen Konstruktion der Testvorrichtung die Teststifte mit zu hoher Geschwindigkeit auf die elektrische Kontaktstelle aufgesetzt werden, so dass die Teststifte in den Halbleiterchip eindringen können, was zu einer Beschädigung des Halbleiterchips führen kann. Testvorrichtungen und Testsockel sind aus der
ZusammenfassungSummary
In Übereinstimmung mit einem ersten Aspekt der Offenbarung umfasst eine Vorrichtung zum Testen von Halbleiterchips eine Grundplatte, die konfiguriert ist, einen Halbleiterchip zu tragen, einen Testsockel, der mehrere Testkontaktstifte umfasst, und eine Trägerplatte, die zwischen der Grundplatte und dem Testsockel positioniert und mit dem Testsockel auf eine solche Weise verbunden ist, dass der Testsockel und die Trägerplatte eine Baugruppe bilden, die in einer Richtung der Grundplatte beweglich ist, und dass der Testsockel relativ zu der Trägerplatte in der Richtung der Grundplatte beweglich ist.In accordance with a first aspect of the disclosure, an apparatus for testing semiconductor chips comprises a base plate configured to support a semiconductor chip, a test socket comprising a plurality of test contact pins, and a carrier plate positioned between the base plate and the test socket and connected to the test socket in such a way that the test socket and the carrier plate form an assembly that is movable in a direction of the base plate, and that the test socket is movable relative to the carrier plate in the direction of the base plate.
In Übereinstimmung mit einem zweiten Aspekt der Offenbarung umfasst eine Vorrichtung zum Testen von Halbleiterchips eine Grundplatte, die konfiguriert ist, einen Halbleiterchip zu tragen, eine Baugruppe aus einem Testsockel und einer Trägerplatte, wobei der Testsockel mehrere Testkontaktstifte umfasst und mit der Trägerplatte verbunden ist, die zwischen der Grundplatte und dem Testsockel positioniert ist, wobei die Baugruppe aus dem Testsockel und der Trägerplatte in einer Richtung der Grundplatte beweglich ist und der Testsockel relativ zu der Trägerplatte in der Richtung der Grundplatte beweglich ist.In accordance with a second aspect of the disclosure, an apparatus for testing semiconductor chips comprises a base plate configured to support a semiconductor chip, an assembly of a test socket and a carrier plate, the test socket comprising a plurality of test contact pins and being connected to the carrier plate positioned between the base plate and the test socket, the assembly of the test socket and the carrier plate being movable in a direction of the base plate and the test socket being movable relative to the carrier plate in the direction of the base plate.
In Übereinstimmung mit einem dritten Aspekt der Offenbarung umfasst ein Testsockel für eine Vorrichtung zum Testen von Halbleiterchips eine erste Hauptoberfläche und eine zweite Hauptoberfläche gegenüber der ersten Hauptoberfläche, mehrere Testkontaktstifte, die sich von der ersten Hauptoberfläche in einer Richtung nach außen erstrecken, Eingriffselemente, die auf der ersten Hauptoberfläche angeordnet und konfiguriert sind, den Testsockel in einer definierten räumlichen Beziehung zu einem Halbleiterchip zu befestigen, und mehrere Durchgangslöcher, die sich von der ersten Hauptoberfläche zu der zweiten Hauptoberfläche erstrecken.In accordance with a third aspect of the disclosure, a test socket for an apparatus for testing semiconductor chips comprises a first main surface and a second main surface opposite the first main surface, a plurality of test contact pins extending from the first main surface in an outward direction, engagement elements disposed on the first main surface and configured to secure the test socket in a defined spatial relationship to a semiconductor chip, and a plurality of through holes extending from the first main surface to the second main surface.
Der Fachmann erkennt zusätzliche Merkmale und Vorteile nach dem Lesen der folgenden genauen Beschreibung und nach dem Betrachten der begleitenden Zeichnungen.Those skilled in the art will recognize additional features and advantages after reading the following detailed description and after examining the accompanying drawings.
Kurzbeschreibung der ZeichnungenShort description of the drawings
Die Elemente der Zeichnungen sind nicht notwendigerweise maßstabsgerecht relativ zueinander. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen entsprechende ähnliche Teile.
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1 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Vorrichtung zum Testen von Halbleiterchips gemäß einem Beispiel. -
2 zeigt eine Ansicht auf eine Unterseite eines Testsockels gemäß einem Beispiel. -
3 umfasst3A-3E und zeigt die Testvorrichtung aus1 in einem offenen Zustand in einem Querschnitt entlang Linie B-B (A), einen vergrößerten Abschnitt davon (B), einen Querschnitt entlang Linie A-A (C), einen vergrößerten Abschnitt davon (D) und eine Draufsicht, die die Linien B-B und A-A zeigt (E). -
4 umfasst4A-4F und zeigt die Testvorrichtung von1 in einem geschlossenen Zustand in einem Querschnitt entlang Linie D-D (A), einen vergrößerten Abschnitt davon (B), einen Querschnitt entlang Linie B-B (C), einen vergrößerten Abschnitt davon (D), einen weiteren vergrößerten Abschnitt davon (E) und eine Draufsicht, die die Linien D-D und B-B zeigt (F).
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1 shows a perspective view of an apparatus for testing semiconductor chips according to an example. -
2 shows a view of a bottom side of a test socket according to an example. -
3 includes3A-3E and shows the test device1 in an open state in a cross-section along line BB (A), an enlarged portion thereof (B), a cross-section along line AA (C), an enlarged portion thereof (D) and a plan view showing lines BB and AA (E). -
4 includes4A-4F and shows the test device of1 in a closed state in a cross-section along line DD (A), an enlarged portion thereof (B), a cross-section along line BB (C), an enlarged section thereof (D), another enlarged section thereof (E) and a plan view showing lines DD and BB (F).
Ausführliche BeschreibungDetailed description
Die Aspekte und Beispiele sind jetzt mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben, wobei gleiche Bezugszeichen im Allgemeinen benutzt werden, um durchgehend gleiche Elemente zu bezeichnen. In der folgenden Beschreibung werden zum Zweck der Erläuterung zahlreiche spezifische Einzelheiten dargelegt, um ein gründliches Verständnis eines oder mehrerer Aspekte der Beispiele bereitzustellen. Es kann jedoch für einen Fachmann offensichtlich sein, dass ein oder mehrere Aspekte der Beispiele mit einem kleineren Grad der spezifischen Einzelheiten ausgeführt werden können. In anderen Fällen sind bekannte Strukturen und Elemente in schematischer Form gezeigt, um das Beschreiben eines oder mehrerer Aspekte der Beispiele zu erleichtern. Es ist zu verstehen, dass andere Beispiele genutzt werden können und strukturelle oder logische Änderungen vorgenommen werden können, ohne von dem Schutzbereich der vorliegenden Offenbarung abzuweichen. Es wird ferner darauf hingewiesen, dass die Zeichnungen nicht maßstabsgerecht oder nicht notwendigerweise maßstabsgerecht sind.The aspects and examples are now described with reference to the drawings, wherein like reference numerals are generally used to refer to like elements throughout. In the following description, for purposes of explanation, numerous specific details are set forth in order to provide a thorough understanding of one or more aspects of the examples. However, it may be apparent to one skilled in the art that one or more aspects of the examples may be practiced with a lesser level of specific detail. In other instances, well-known structures and elements are shown in schematic form to facilitate describing one or more aspects of the examples. It is to be understood that other examples may be utilized and structural or logical changes may be made without departing from the scope of the present disclosure. It is further understood that the drawings are not to scale or are not necessarily to scale.
In der folgenden ausführlichen Beschreibung wird auf die begleitenden Zeichnungen Bezug genommen, die einen Teil davon bilden und in denen durch Darstellung spezifische Beispiele gezeigt sind, in denen die Offenbarung praktiziert werden kann. In dieser Hinsicht kann richtungsangebende Terminologie wie z.B. „oben“, „unten“, „vorne“, „hinten“, usw. mit Bezug auf die Orientierung der beschriebenen Figuren verwendet sein. Da Komponenten beschriebener Geräte in einer Anzahl unterschiedlicher Orientierungen positioniert sein können, kann die richtungsangebende Terminologie zum Zweck der Darstellung verwendet sein und ist keinesfalls einschränkend. Es ist zu verstehen, dass andere Aspekte genutzt werden können und strukturelle oder logische Änderungen vorgenommen werden können, ohne von dem Schutzbereich der vorliegenden Offenbarung abzuweichen. Die folgende genaue Beschreibung soll deshalb nicht in einem einschränkenden Sinn verstanden werden, und der Schutzbereich der vorliegenden Offenbarung ist durch die beigefügten Ansprüche definiert.In the following detailed description, reference is made to the accompanying drawings, which form a part hereof, and in which is shown by way of illustration specific examples in which the disclosure may be practiced. In this regard, directional terminology such as "top", "bottom", "front", "back", etc. may be used with reference to the orientation of the figures being described. Since components of described devices may be positioned in a number of different orientations, the directional terminology may be used for purposes of illustration and is in no way limiting. It is to be understood that other aspects may be utilized and structural or logical changes may be made without departing from the scope of the present disclosure. The following detailed description, therefore, is not to be taken in a limiting sense, and the scope of the present disclosure is defined by the appended claims.
Gemäß einem Beispiel der Vorrichtung 100 des ersten Aspekts ist die Vorrichtung 100 auf eine Weise konfiguriert, dass die Baugruppe aus dem Testsockel 30 und der Trägerplatte 40 in der Richtung der Grundplatte 10 bewegt wird und danach der Testsockel 30 relativ zu der Trägerplatte 40 in der Richtung der Grundplatte 10 bewegt wird, so dass die Testkontaktstifte 32 elektrischen Kontakt mit dem Halbleiterchip herstellen.According to an example of the
Gemäß dem Beispiel wie in den Figuren gezeigt umfasst die Vorrichtung 100 ferner eine Druckeinrichtung, die eine erste Platte 70 und eine zweite Platte 80 umfasst, wobei ein vertikaler nach unten gerichteter Druck sowohl auf die erste als auch die zweite Platte 70 und 80 ausgeübt wird. Die erste Platte 70 ist mit einem Stift 71 verbunden, der in die erste Platte 70 geschraubt ist und der an seinem unteren Ende eine sphärische Form aufweist. Die Vorrichtung 100 umfasst ferner eine erste Leiterplatte 50, wobei eine Erhebung 51 auf die obere Hauptoberfläche der ersten Leiterplatte 50 in einer Position unterhalb des Stifts 71 montiert ist. Wenn eine nach unten gerichtete Kraft auf die erste Platte 70 ausgeübt wird, wird das untere Ende des Stifts 71 auf die Erhebung 51 gedrückt und die nach unten gerichtete Druckkraft wird auf die erste Leiterplatte 50 übertragen. Die zweite Platte 80 ist mit mehreren Stiften 81 verbunden, die entlang einer Reihe oberhalb der oberen Hauptoberfläche der ersten Leiterplatte 50 angeordnet sind. Wenn eine nach unten gerichtete Kraft auf die zweite Platte 80 ausgeübt wird, werden die Stifte 81 auf die obere Hauptoberfläche der ersten Leiterplatte 50 gedrückt.According to the example as shown in the figures, the
Eine Kraft, die die erste und die zweite Platte 70 und 80 in einer Abwärtsrichtung drückt, drängt die Baugruppe aus dem Testsockel 30 und der Trägerplatte 40 zu der Grundplatte 10 und dem Halbleiterchip, der von der Grundplatte 10 aufgenommen ist. Die Grundplatte 10 ist auf einer zweiten Leiterplatte 60 montiert.A force urging the first and
Danach wird das Ausüben des nach unten gerichteten Drucks auf die erste und die zweite Platte 70 und 80 fortgesetzt. Der nach unten gerichtete Druck auf die erste und die zweite Platte 70 und 80 führt dazu, dass der Testsockel 30 nach unten gedrängt wird, d.h. relativ zu der Trägerplatte 40 zu einer Endposition bewegt wird, in der die Testkontaktstifte 32 elektrischen Kontakt mit dem Halbleiterchip herstellen.Then the downward pressure is applied to the first and
Im Folgenden wird die Verbindung zwischen dem Testsockel 30 und der Trägerplatte 40 erläutert. Der Testsockel 30 ist mit der Trägerplatte 40 durch mehrere Schrauben 34 verbunden. Die Schrauben 34 erstrecken sich durch die erste Leiterplatte 50, den Testsockel 30 und die Trägerplatte 40, und die Schrauben 34 sind mit der Trägerplatte 40 fest verbunden und in dem Testsockel 30 und der ersten Leiterplatte 50 gleitend beweglich. Wie am besten in
Der Testsockel 30 kann mit der ersten Leiterplatte 50 durch Schrauben 35 fest verbunden sein, was in
Gemäß einem Beispiel der Vorrichtung gemäß dem ersten Aspekt umfasst die Vorrichtung ferner mehrere Federn 33, wobei jede der Federn 33 um einen unteren Abschnitt des gewindelosen Abschnitts 34.1 einer der Schrauben 34 gewunden ist, so dass eine Endseite der Feder 33 auf der oberen Hauptoberfläche der Trägerplatte 40 aufliegt. Das ist in
Die Konfiguration, wie sie in
Gemäß einem Beispiel der Vorrichtung 100 des ersten Aspekts umfasst die Hauptoberfläche des Testsockels 30 eine rechteckige Form, wie beispielsweise in
Gemäß einem Beispiel der Vorrichtung 100 des ersten Aspekts umfassen sowohl die Grundplatte 10 als auch der Testsockel 30 Eingriffselemente 11 und 31, die konfiguriert sind, den Testsockel 30 mit der Grundplatte 10 in einer definierten räumlichen Beziehung zu verbinden. Gemäß einem Beispiel davon umfasst die Grundplatte 10 zwei Erhebungen 11 und der Testsockel 31 umfasst zwei Vertiefungen 31, wobei die zwei Erhebungen 11 und die zwei Vertiefungen 31 komplementär zueinander gebildet sind. Gemäß einem weiteren Beispiel davon können die Erhebungen 11 integriert, zusammenhängend oder kontinuierlich mit der Grundplatte 10 gebildet sein. Außerdem können sie die Form eines Würfels oder eines Quaders aufweisen. Dementsprechend können die Vertiefungen 31, die in der Hauptunterseite des Testsockels 30 gebildet sind, die Form eines inversen Würfels oder eines Quaders aufweisen.According to an example of the
Gemäß einem weiteren Beispiel der Vorrichtung 100 des ersten Aspekts können die ersten Eingriffselemente wenigstens eine Erhebung, die auf dem Testsockel gebildet ist, und wenigstens eine Vertiefung, die in einer oberen Hauptoberfläche der Grundplatte gebildet ist, umfassen, wobei die Erhebung und die Vertiefung komplementär zueinander gebildet sind. Dieses Beispiel kann weitere Merkmale umfassen, die ähnlich oder gleich den Merkmalen sind, wie sie in den Figuren gezeigt und vorstehend beschrieben sind.According to another example of the
Gemäß einem Beispiel der Vorrichtung 100 des ersten Aspekts umfasst die Grundplatte 10 einen Hohlraum 12 in einer oberen Hauptoberfläche davon, wobei der Hohlraum 12 konfiguriert ist, einen Halbleiterchip 20 darin aufzunehmen. Das ist am besten in
Gemäß einem Beispiel der Vorrichtung 100 des ersten Aspekts sind der einzelne Stift 71 und die mehreren Stifte 81 so positioniert und die nach unten gerichteten Kräfte, die auf die Platten 70 und 80 ausgeübt werden, sind so, dass das Ausüben von Druck auf die erste und die zweite Platte 70 und 80 zu einer exakten vertikalen nach unten gerichteten Kraft führt, die auf einen Mittelabschnitt des Testsockels 30 ausgeübt wird. Wie am besten in
Die Materialien der verschiedenen Anteile der Vorrichtung 100 können wie folgt sein. Die Grundplatte 10 kann aus einem Metall hergestellt sein, insbesondere aus Aluminium. Der Testsockel 30 kann aus einem Kunststoffmaterial hergestellt sein. Die Trägerplatte 40 kann aus einem Metall hergestellt sein, insbesondere aus Aluminium. Die Platinen 50 und 60 können als Leiterplatten oder als keramikbasierte Platinen konfiguriert sein, die metallische Verbindungsstrukturen aufweisen. Die Erhebung 51 kann aus einem Metall hergestellt sein, insbesondere aus Aluminium. Die Platte 70 kann aus einem Metall hergestellt sein, insbesondere aus Aluminium. Die Platte 80 kann aus einem Kunststoffmaterial hergestellt sein. Die unterste Trägerplatte 90 kann aus einem Metall hergestellt sein, insbesondere aus Aluminium.The materials of the various parts of the
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich außerdem auf eine Vorrichtung zum Testen von Halbleiterchips gemäß einem zweiten Aspekt. Die Vorrichtung 100 gemäß dem zweiten Aspekt, wie in den
Gemäß einem Beispiel der Vorrichtung des zweiten Aspekts ist der Testsockel 30 mit der Trägerplatte 40 durch mehrere Schrauben 34 verbunden, wobei sich die Schrauben 34 durch den Testsockel 30 und die Trägerplatte 40 erstrecken und die Schrauben 34 mit der Trägerplatte 40 fest verbunden und in dem Testsockel 30 gleitend beweglich sind.According to an example of the device of the second aspect, the
Gemäß einem Beispiel der Vorrichtung des zweiten Aspekts umfasst die Vorrichtung 100 ferner eine Druckeinrichtung, die eine erste Platte 70 und eine zweite Platte 80 umfasst, wobei die erste Platte 70 mit einem einzelnen Stift 71 verbunden ist und die zweite Platte 80 mit mehreren Stiften 81 verbunden ist und der einzelne Stift 71 und die mehreren Stifte 81 so positioniert sind, dass das Ausüben von Druck auf die erste und die zweite Platte 70 und 80 zu einer vertikalen nach unten gerichteten Kraft führt, die auf einen Mittelabschnitt des Testsockels 30 ausgeübt wird. Die erste und die zweite Platte 70 und 80 können durch Schrauben starr miteinander verbunden sein.According to an example of the device of the second aspect, the
Weitere Beispiele der Vorrichtung gemäß dem zweiten Aspekt können in Verbindung mit Beispielen von Merkmalen gebildet werden, die vorstehend in Verbindung mit der Vorrichtung des ersten Aspekts beschrieben wurden.Further examples of the device according to the second aspect may be formed in conjunction with examples of features described above in conjunction with the device of the first aspect.
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich außerdem auf einen Testsockel für eine Vorrichtung zum Testen von Halbleiterchips gemäß einem dritten Aspekt. Der Testsockel 30 des dritten Aspekts, wie in
Gemäß einem Beispiel des Testsockels 30 des dritten Aspekts umfasst die erste Hauptoberfläche eine rechteckige Form, und die mehreren Durchgangslöcher umfassen vier Durchgangslöcher, die an den Ecken der rechteckigen geformten ersten Hauptoberfläche angeordnet sind.According to an example of the
Gemäß einem Beispiel des Testsockels 30 des dritten Aspekts umfasst der Testsockel 30 ferner mehrere Federn 33, wobei jede der Federn 33 in einem der Durchgangslöcher angeordnet ist.According to an example of the
Gemäß einem Beispiel des Testsockels 30 des dritten Aspekts, wobei die Eingriffselemente 31 zwei Vertiefungen 31 umfassen, die in die erste Hauptoberfläche gebildet sind. Die Vertiefungen 31 sind vorgesehen, um mit komplementären Erhebungen 11, die in einer Grundplatte 10 gebildet sind, in Eingriff zu sein, wie vorstehend erläutert wurde. Alternativ kann der Testsockel außerdem Eingriffselemente in der Form von Erhebungen umfassen, die vorgesehen sind, um mit komplementären Vertiefungen in Eingriff zu sein, die in die Hauptoberfläche der Grundplatte gebildet sind. Eine solche Erhebung kann integriert, zusammenhängend oder kontinuierlich mit dem Testsockel gebildet sein.According to an example of the
Gemäß einem Beispiel des Testsockels 30 des dritten Aspekts umfasst der Testsockel 30 ferner Durchgangslöcher, die vorgesehen sind, um den Testsockel 30 mit der ersten Leiterplatte 50 durch Schrauben 35 zu verbinden.According to an example of the
Weitere Beispiele des Testsockels 30 des dritten Aspekts können in Verbindung mit Beispielen und Merkmalen gebildet werden, die vorstehend in Verbindung mit der Vorrichtung des ersten und zweiten Aspekts beschrieben wurden.Further examples of the
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