TW201830038A - 預載型連結式插座滑動安裝座 - Google Patents

Abstract

具有連桿及安裝座系統之測試插座被使用於將受測裝置(DUT)耦接至測試設備，用於微晶片生產後的快速及可靠測試。該插座包括連接至該DUT之繞軸旋轉連桿、用於在第一較佳定向中偏向該連桿的彈性體、及作為支點以將該連桿旋轉進入與該DUT嚙合之安裝座。該安裝座包括延伸在該插座的底部表面下方之突出部份，使得該安裝座在該等突出部份與該測試裝置的嚙合將該安裝座以平行於該插座中對角支撐壁面的方式平移，使得該安裝座被驅動遠離該插座之底部表面及亦朝該彈性體。該插座包括在該安裝座上方的間隙，以允許該安裝座在該插座內之運動，消除該固定配置及伴隨該安裝座的嚙合至該測試設備之不合規的負載。該安裝座突出部份承載確保與該測試配備成功接觸之小預負載，而沒有以堅硬的接觸表面損壞該測試配備之風險。

Description

預載型連結式插座滑動安裝座

[0001] 本發明關於預載型連結式插座滑動安裝座。

[0002] 微晶片於實際上所有型式的工業中已變的越來越普遍，且遍及最近十年對於微晶片之需求已猛漲。這已施加壓力在該工業上，以當對於微晶片的需要持續上昇時製成更多及更好的晶片。晶片經由複數個插針或端子連接至主機板或另一裝置，其允許該主機板與該晶片之邏輯線路或記憶體通訊。此一晶片的範例可為電腦用之記憶卡或處理器，其每一者可為能***特別的凹槽或插座，該凹槽或插座與該晶片造成一或多個電連接。 　　[0003] 該等晶片之製造過程的一部份係該晶片之品質及性能的生產後測試。測試幫助該製造過程中之診斷問題，且改善用於併入該等晶片的系統之產品收得率。因此，卓越的測試系統已被開發，以確保該晶片中的電路系統如所設計地施行。隨機選擇之晶片係由生產批次獲得，且被附接至測試器或測試插座。所選擇的測試晶片被稱為受測裝置、或“DUT”。該測試插座被連接至測試設備，其將信號送至該晶片及評估如所製成之晶片的反應性及有效性。大致上，其想要的是盡可能快速地施行該附接、測試、及分離，以致該測試器之產量可為盡可能高的。 　　[0004] 該測試設備經過該相同之插針或端子接近該晶片的電路系統，該插針或端子將稍後在其最後之應用中被使用於連接該晶片。據此，其較佳的是該測試設備與該晶片之各種插針或端子建立一可靠的電接觸，以致該等插針不被損壞，同時與該等插針維持完好之電連接。大部份此型式的測試設備使用該晶片插針及該測試設備上的接點間之機械式接觸，而非該晶片至該測試器的更永久附接。當該晶片被***該測試插座中及電耦接至該測試設備時，該晶片上之每一插針係與該測試設備上的對應電連接器機械地及電力地嚙合。 　　[0005] 較佳地係，在該附接、測試、及分離程序期間，該測試程序涉及該晶片及該測試設備上之盡可能小的機械磨損。典型地，該測試設備被設計，以使該等晶片於盡可能接近地類似該最初狀態之最後狀態中離開。此外，其亦想要的是避免或減少對該測試器或測試器墊片之任何永久損壞，以致測試器零件可在替換之前較耐久的。 　　[0006] 發明人為Tiengtum且發明名稱為“Integrated circuit socket with a two-piece connector with a rocker arm”之美國專利第7,918,669號敘述能被使用於耦接該DUT與測試設備的測試插座，其內容係完全以引用的方式併入本文中。該'669專利揭示二件式連接器，其當測試晶片被放置在該插座上時繞軸旋轉，以便造成該晶片上之接觸墊片及該測試設備上的另一電接點間之接觸，而能夠藉由該晶片評估信號傳輸。該平臺安置一回彈性管狀彈性體，其使該連接器組合體於脫開位置中偏向至不再與該測試設備接觸。當該晶片被放置在該測試插座上時，該連桿繞軸旋轉，且該回彈性管狀構件之偏向係藉由該晶片所施加的往下力量所克服，及電連接越過該連接器組合體被建立。 　　[0007] 雖然該'669專利之系統已於整合式晶片的測試中被證實有效，在該測試設備上來自該連桿之磨損導致該測試設備上的昂貴及費時之維修。在該連桿中的安裝座被牢牢地固定於該測試插座中，並在該測試設備上施加可導致過度磨損之不合規的預負載。為了確保可靠之連接，該安裝座被鎖固至該測試插座，以便被固定。 　　[0008] 由於該測試設備及該測試插座間之差異，間隙能發生於該測試設備及該插座的電連接器(安裝座)之間係可能的。此間隙可導致失敗之測試或不當的測量，其可延長該測試程序及以該DUT不正確地指點問題。需要改良以確保該安裝座及該測試設備間之更可靠的連接，其不會導致過度之力量施加至該測試設備。

[0009] 本發明係具有連桿及安裝座系統之測試插座，其被使用於將受測裝置耦接至測試設備，用於微晶片生產後的快速及可靠測試。該插座包括連接至該DUT之繞軸旋轉連桿、用於在第一較佳定向中偏向該連桿的彈性體、及作為支點以將該連桿旋轉進入與該DUT嚙合之安裝座。該安裝座包括延伸在該插座的底部表面下方之突出部份，使得該安裝座在該等突出部份與該測試裝置的嚙合將該安裝座以平行於該插座中之對角支撐壁面的方式平移，使得該安裝座被驅動朝內及亦朝該彈性體。該插座包括在該安裝座上方的間隙，以允許該安裝座在該插座內之運動，消除該固定配置及伴隨該安裝座的嚙合至該測試設備之不合規的負載。該安裝座突出部份承載確保與該測試配備成功接觸之小預負載，而沒有以堅硬的接觸表面損壞該測試配備之風險。分析顯示該測試設備上的負載能藉由本發明被急劇地減少，而仍然維持該測試設備及該晶片間之有效連接。 　　[0010] 本發明之目的及特色將參考本發明在下面所提出之附圖及詳細敘述被最佳了解。

[0016] 圖1說明美國專利第7,918,669號中所大致上敘述的型式之積體電路測試插座40，其內容以引用的方式併入本文中。該測試插座40可具有大致上正方形之輪廓，設有高達四個對齊孔洞42，以將該測試插座安裝在該測試設備上。大致上正方形的凹部46被形成在該測試插座上，以承納受測之積體電路晶片。複數個電連接被形成在該凹部46內，如在上文提及的'669專利中所更充分地敘述者。鑑於測試該整合式晶片，該測試插座40可譬如被放置於處理機作業壓機中，且被夾住於該處理機中。一旦該插座被安裝在該處理機中，藉由將該晶片放置於該凹部46中，該晶片被***用於測試之插座。以本發明，其他自動及手動的配置係亦可能的。 　　[0017] 圖2說明被***該測試插座40之晶片16(局部地切開)。該晶片16係形成有接收及／或傳輸信號的電連接17，且該測試設備18包括電連接器19，其被設計來與該晶片16通訊及評估來自該晶片16之信號傳輸。藉由該晶片所傳輸的信號之品質及完整性可藉由該測試設備18、以及藉由來自該測試設備的晶片所接收之信號被評估。以此方式，該晶片至接點的反應及溫度能於該晶片的出貨之前被測試。為避免將該晶片16軟焊至該測試設備20，該測試插座40包括具有複數個電交鏈的基底12，當該晶片16被放置在該基底12上時，該電交鏈提供由該晶片16至該測試設備18之電路徑，以致該晶片能被可靠地測試，而不會損壞該晶片。該基底12係設有沿著該插座40的邊緣對齊之複數個孔腔50，且每一孔腔50已與該上表面中的第一開口52有關聯，其允許接點連桿突出穿過。 　　[0018] 由聚合物所製成之回彈性管狀構件24留駐在每一孔腔50中，該回彈性管狀構件可在該接點連桿上提供一偏向力，以將該等連桿維持於想要的定向或位置中，同時維持抵靠著該測試設備之預緊力。該回彈性管狀構件24被定位在鄰接該接點連桿而可經過該基底12的側面接近之個別孔腔50中。於較佳實施例中，該管狀構件24為圓柱形，但其他形狀被使用於偏向該接點連桿。 　　[0019] 每一孔腔50包括標出的接點連桿，其被定位成與相關聯插針、墊片、或另一待測試晶片16上之電連接器17造成接觸。每一接點連桿係藉由該回彈性管狀構件24所偏向，以便由其之相關聯孔腔50延伸經過其相關聯的第一開口52。該等接點連桿係藉由其個別之管狀構件24偏向於第一延伸位置中朝該晶片連接器17，且每一接點連桿被配置用於關於一軸線而繞軸旋轉運動，該軸線平行於該個別管狀構件24的軸線。 　　[0020] 翻至圖3-5，該插座及該等連桿組和其與該測試設備及該DUT之關係將被進一步細節地敘述。該連桿組係藉由支承抵靠著該管狀彈性體24的連桿構件30、及在該基底12之孔腔50內的安裝座構件32所形成。該連桿構件30關於該安裝座構件32繞軸旋轉，以便在其間形成電連接，同時於該連接器17施加壓力至該晶片16。該安裝座構件32具有呈突出部份134之形式的電連接器，該等突出部份與該測試設備18上之連接器19造成接觸，以完成該晶片16及該測試設備18間之電氣電路。此配置的完整討論被揭示在上文提及之美國專利第7,918,669號中。於該連桿組中，該彈性體24以旋轉方式使該連桿構件30向上偏向經過該開口52，但當晶片16被放置在該插座40中時，允許該連桿構件30亦壓縮該彈性體24。該連桿構件30較佳地係形成有圓形的接點表面31，用於當該晶片搖動該連桿30往下進入該室50時與該晶片16之連接器17滾動接觸。圖3說明在該卸載條件中的連桿構件30，在此當沒有往下力量被施加至該連桿組時，該彈性體24使該連桿構件30向上偏向(圖3中之逆時針方向)至在該基底12的上表面44上方之位置。該連桿構件30係亦形成有終端為圓柱形***部36的腿部34。當該腿部34支承抵靠著該安裝座構件32時，橫側力量(藉由箭頭100所表示)被施加至該彈性體24，且該彈性體之合力建立該接點表面31在該開口52內的位置。 　　[0021] 該安裝座32包括圓柱形凹部39，其尺寸被設計成可承納該連桿構件之圓柱形***部36，以形成接合鉸鏈。亦即，該連桿構件30能僅只於單一平面繞著該安裝座構件32旋轉，該平面垂直於該圓柱形***部36的縱向軸“A”線。該基底12之後方壁面70包括直立區段71及傾斜區段72，在此該傾斜區段72係成一角度地遠離該連桿組，如在圖3中所顯示，使得該壁面70形成藉由與直立線成銳角θ所界定的凹部69，該直立線由該直立區段71往下延伸。於較佳實施例中，θ為三十度(30度)，使得藉由該凹部之開口與該基底12的底部之平面91所形成的角度β係六十度(60度)，且通至該插座40之底部。該凹部69由該孔腔50往下打開，以延伸該基底12的開口80。該安裝座構件32包括支承抵靠著該基底之後方壁面70的支承表面33，在此該支承表面33包括與該基底之後方壁面70的傾斜區段70重合之相合斜角表面、及支承抵靠著該後方壁面70的直立區段71之直立表面(看圖3)。該安裝座構件32另包含當無被由該測試設備18施加至該安裝座(經由該等突出部份)的向上力量時，由該安裝座構件32之底側往下突出經過該插座40中的開口80之突出部份134。該等突出部份134較佳地係製成圓形，並當該插座40被放置在該測試設備上時與該測試設備18上的連接器墊片19形成電連接。該孔腔50之尺寸被設計，以致當該安裝座被卸載及該突出部份134被設置在該插座的下平面91下方時，如於圖3中所顯示，間隙95存在於該安裝座之頂部及該孔腔的頂部之間。 　　[0022] 圖4說明該條件，在此該插座40的基底12被放置在該測試設備18上，以開始該晶片16之測試。該等突出部份134與該測試設備18的電墊片19造成接觸，且當該插座40被帶至支承在該測試設備18上時，該安裝座構件32係藉由該測試設備18之力量向上驅動。因為該安裝座構件32包括支承抵靠著該後壁面70的有角度部份72之有角度表面33，該安裝座構件32沿著該壁面的表面對角地滑動朝該彈性體24及頂抗經由該連桿構件30所施加之彈性體的阻力。該安裝座構件32之此運動造成該安裝座構件32與該後壁面70的直立區段71之分離99。該壁面的傾斜區段72將該安裝座構件32引導朝該彈性體24，其依序將該連桿構件30升高在該基底12之上表面44上方。該安裝座構件32於該孔腔50中的向上運動減少該安裝座構件32之頂部及該孔腔50的頂部間之間隙95，但該等突出部份134的高度較佳地係被設定為少於該最初間隙95，以致該安裝座構件32未能與該孔腔之上表面造成接觸。亦即，儘管該安裝座構件32於該孔腔中的向上運動，由於該突出部份134上之力量，當該插座40被放置在該測試設備18上時總是維持間隙95，且該最初間隙95超過當無向上力量被施加至該等突出部份時，該等突出部份134往下突出在該基底的下表面下方之距離。注意藉由該插座壁面72的傾斜表面與該安裝座之傾斜部份33的相互作用，該彈性體24回彈性地強迫該連桿30藉由該安裝座32施加預負載至該測試設備18，導致在該電連接器19上之往下預緊力。 　　[0023] 於圖5中，該晶片16被放置在該插座40上。這造成該連桿構件30在箭頭105的方向中頂抗該晶片16之力量旋轉進入該插座40。由於該彈性體24的回彈性及該安裝座構件32之繞軸旋轉力量，該晶片16上的電連接器17被維持與該連桿構件之圓形上表面31接觸。如此，電路徑存在於該晶片16之間、經過該電連接器17、經過該連桿構件30、經過該安裝座構件32、經過該電連接器19、至該測試設備18。以此方式，在每一連接器與該晶片建立堅固及可靠的接觸，其能接著藉由將信號傳輸經過該測試設備所測量。 　　[0024] 當該插座40被放置在該測試設備18上時，該插座之傾斜或斜向後壁面及該安裝座構件上的互補表面提供用於該連桿組之順應式預加載，導致該安裝座及該測試設備間之較佳及更可靠的電連接。存在於該安裝座及該插座之孔腔的上表面間之小間隙(25-50微米)保護該測試設備免於不適當的力量，其可源自將該安裝座壓縮抵靠著該測試設備。在該安裝座上無藉由該測試設備之任何向上加載，該安裝座構件僅只藉由該彈性體的力量經由該連桿構件被鎖固於該孔腔中抵靠著該後壁面。 　　[0025] 當該安裝座構件係藉由該測試設備向上推動時，其再次向上滑動該傾斜壁面直至該等突出部份之底部係與該插座的基底之底部齊平。順應式預負載係存在，以確保緊密的接觸，且間隙被維持於該安裝座構件及該插座孔腔的上表面之間，以防止壓縮負載積累在該安裝座構件中。該安裝座的接點與該測試設備上之順應式預負載允許用於機械式容差，其能以別的方式導致該插座及該測試設備(尤其在大DUTs中)間之小間隙。分析已顯示沒有來自本發明的機械式預負載，施加在該PCB(測試設備)上之力量係僅只1.7g的力量。本發明增加此力量達四之倍數，導致顯著改善的電接點，而在該測試設備上沒有高應力加載之風險。 　　[0026] 其將被了解此揭示內容係僅只說明性，且其被進一步了解可在尤其是與零件的形狀、尺寸、材料、及配置有關之細節中作改變，而未超過本發明的範圍。據此，本發明之範圍係如所附申請專利範圍的術語所界定，且不被該前面提及之敘述及圖面以任何方式限制。

[0027]

12‧‧‧基底

16‧‧‧晶片

17‧‧‧電連接

18‧‧‧測試設備

19‧‧‧電連接器

20‧‧‧測試設備

24‧‧‧管狀構件

30‧‧‧連桿構件

31‧‧‧接點表面

32‧‧‧安裝座構件

33‧‧‧支承表面

34‧‧‧腿部

36‧‧‧***部

39‧‧‧凹部

40‧‧‧測試插座

42‧‧‧對齊孔洞

44‧‧‧上表面

46‧‧‧凹部

50‧‧‧孔腔

52‧‧‧第一開口

69‧‧‧凹部

70‧‧‧後方壁面

71‧‧‧直立區段

72‧‧‧傾斜區段

80‧‧‧開口

91‧‧‧下平面

95‧‧‧間隙

99‧‧‧分離

100‧‧‧箭頭

105‧‧‧箭頭

134‧‧‧突出部份

[0011] 圖1係被使用測試積體電路的插座之升高、立體圖，並使用本發明的接點； 　　[0012] 圖2係本發明之接點的放大、局部切開立體圖； 　　[0013] 圖3係該連桿、安裝座、及插座在***該測試設備之前的接點之截面視圖； 　　[0014] 圖4係該連桿、安裝座、及插座在***該測試設備之後的接點之截面視圖；及 　　[0015] 圖5係該連桿、安裝座、及插座的接點之截面視圖，而使該DUT於該測試插座中。

Claims (4)

1. 一種用於將微晶片耦接至測試設備之測試插座，該測試插座包含： 　　管狀彈性體，其被設置在該測試插座中的孔腔內； 　　連桿，其頂住該管狀彈性體，使得於沒有施加在該連桿上之往下力量的情況下，該管狀彈性體以旋轉方式將該連桿之圓形接觸構件偏向至該測試插座的上表面上方之位置，該連桿另包含終端為圓柱形***部的腿部； 　　安裝座，其被設置在該測試插座之該孔腔內，該安裝座包括圓柱形凹部，其尺寸被設計成可承納該連桿的該圓柱形***部，以形成允許在該連桿之單一平面中的旋轉之接合鉸鏈，該安裝座另包含於未施加向上力量的情況下在該測試插座之下表面下方由該安裝座往下突出的突出部份，該安裝座另包含佔據該測試插座中之銳角凹部的銳角壁面，該測試插座之該銳角凹部通至該測試插座的該孔腔； 　　其中在該安裝座上方之該孔腔的高度於插座上壁面及該安裝座的上表面之間建立一間隙，在未施加向上力量至該突出部份的情況下，該間隙具有超過該突出部份在該測試插座的該下表面下方往下突出之距離的直立間距；及 　　其中於該突出部份在該安裝座上之向上力量造成該安裝座頂抗由該管狀彈性體經過該連桿所施加的阻力而在該銳角凹部內對角地滑動。
2. 如申請專利範圍第1項之測試插座，其中該銳角凹部與該測試插座的該下表面形成六十度之角度。
3. 如申請專利範圍第1項之測試插座，其中由被施加至該突出部份的向上力量所導致之該安裝座的直立位移相對該安裝座的水平位移之比率為2:1。
4. 如申請專利範圍第1項之測試插座，其中該安裝座包括在該安裝座的下表面之相反兩側隔開的二個突出部份。