TWI901161B - 測試座 - Google Patents

Abstract

本發明揭露一種測試座，適於鎖固於電路板上並可用於測試待測物，該待測物具有一翹曲程度以定義一第一表面形貌，其中，該測試座包括基座、設於該基座中之複數彈力金屬件以及位該基座上方且可順應於該第一表面形貌以電性連接該待測物之導電彈性片，藉由讓該導電彈性片能順應該第一表面形貌下與各該彈力金屬件接觸，故可解決該待測物與該彈力金屬件之間接觸性不佳之問題。

Description

測試座

本發明係關於半導體測試之技術，尤指一種測試座。

半導體之封裝測試常將例如半導體封裝件或晶片之待測物置入具有複數探針之測試座(Socket)，於各探針與待測物之電性連接墊或錫球接觸後，使測試訊號經各探針傳送至待測物，以達到測試之目的。然而，探針與待測物直接接觸之結果，容易造成探針以及電性連接墊或錫球之間相互磨損，致影響彼此之功能。

再者，隨著待測物之設計尺寸逐漸加大，例如65mm*65mm以上，將面臨封裝完成之待測物產生越來越大之翹曲(Warpage)現象，亦即，待測物之表面非為平整之平面，另外，設於基座中之探針實際使用上亦有探針高度不同之情況，導致各探針之尖端可能未在同一水平面。前述各種狀況皆會造成探針與待測物之間接觸不良。對此，如何改善待測物與探針之間的接觸性不佳的問題，將成為目前本技術領域人員急欲追求之目標。

為解決上述現有技術之問題，本發明揭露一種測試座，適於鎖固於電路板上且用以測試一待測物，該待測物具有一翹曲程度以定義出一第一表面形貌，該測試座係包括：基座；複數彈力金屬件，設於該基座中；以及導電彈性片，位該基座上方，且順應於(conformal to)該第一表面形貌以電性連接該待測物。

於一實施例中，該導電彈性片具延展性，而能形變以接觸各該彈力金屬件之頂端。

於一具體實施例中，該複數彈力金屬件包含至少一第一彈力金屬件以及至少一第二彈力金屬件，當該基座鎖固於該電路板時，該至少一第一彈力金屬件之頂端與該至少一第二彈力金屬件之頂端位於不同之高度，據以定義出一第二表面形貌，且該導電彈性片順應於該第二表面形貌。

於另一實施例中，該導電彈性片包含疊置之第一基材層及第二基材層。

於另一實施例中，該第一基材層為矽(Si)膠類，以及該第二基材層為高分子材料。

於另一實施例中，該第二基材層於該導電彈性片中的厚度比例為25%至75%。

於另一實施例中，該第一基材層包含分別對應各該彈力金屬件之複數導電彈性區以及分布於各該導電彈性區內之複數導電粒子。

於另一實施例中，該第二基材層為框型結構，且各該導電彈性區對應該框型結構之中空區域。

於又一實施例中，本發明復包括複數導銷，該導電彈性片置於該些導銷上以與該基座之表面有一間隔距離，且該導電彈性片係呈凹型弧度態樣。

本發明復揭露一種測試座，係包括：基座；複數彈力金屬件，設於該基座中；以及導電彈性片，位該基座上方且分別接觸各該彈力金屬件之頂端，其中，該導電彈性片之強延積大於550百萬帕(MPa)%。

於一實施例中，該複數彈力金屬件包含至少一第一彈力金屬件及至少一第二彈力金屬件，當該基座鎖固於一電路板時，該至少一第一彈力金屬件之頂端與該至少一第二彈力金屬件之頂端位於不同之高度，據以定義出一表面形貌，且該導電彈性片順應於該表面形貌而令該導電彈性片分別接觸該至少一第一彈力金屬件之頂端及該至少一第二彈力金屬件之頂端。

於另一實施例中，該導電彈性片適於服貼一待測物。

於另一實施例中，該導電彈性片包含疊置之第一基材層及第二基材層。

於另一實施例中，該第一基材層為矽膠類，以及該第二基材層為高分子材料。

於另一實施例中，該第一基材層於該導電彈性片中的厚度比例為25%至75%。

於另一實施例中，本發明復包括複數導銷，該導電彈性片置於該些導銷上以與該基座之表面有一間隔距離，且該導電彈性片係呈凹型弧度態樣。

於另一實施例中，該第一基材層包含分別對應各該彈力金屬件之複數導電彈性區以及分布於各該導電彈性區內之複數導電粒子。

於又一實施例中，該第二基材層為框型結構，且各該導電彈性區對應該框型結構之中空區域。

於又一實施例中，該第二基材層對應各該導電彈性區形成複數鏤空部。

於又一實施例中，該第一基材層之各該導電彈性區延伸進入對應之各該鏤空部中。

由上可知，本發明之測試座，藉由該導電彈性片可順應於待測物之翹曲程度或是複數彈力金屬件不同高度等情況下，與各該彈力金屬件保持接觸，因而可達到提供待測物與彈力金屬件之間良好接觸性之目的。

1:測試座

11:基座

111:第一表面

112:第二表面

113:通孔

12:彈力金屬件

120:頂端

121:第一彈力金屬件

122:第二彈力金屬件

13、13':導電彈性片

131、131':第一基材層

1311:導電彈性區

1312:導電粒子

132,132’:第二基材層

1321:鏤空部

1322:中空區域

133:框件

14:導銷

8:待測物

81:導電體

9:電路板

a:第一厚度

b:第二厚度

D:間隔距離

H1:第一高度

H2:第二高度

S:區域

S1:第一表面形貌

S2:第二表面形貌

圖1係本發明之測試座之結構分解圖。

圖2係本發明之測試座承載待測物之立體結構圖。

圖3係圖2之A-A剖面線之剖面圖。

圖4係圖3中區域S之局部放大圖。

圖5係本發明之測試座中基座發生翹曲時之結構示意圖。

圖6係本發明之測試座中導電彈性片下垂狀態之示意圖。

圖7係本發明之導電彈性片於第一實施例之結構示意圖。

圖8係本發明之導電彈性片於第二實施例之結構示意圖。

以下藉由特定的具體實施形態說明本發明之技術內容，熟悉此技藝之人士可由本說明書所揭示之內容輕易地瞭解本發明之優點與功效。然本發明亦可藉由其他不同的具體實施形態加以施行或應用。

圖1為本發明之測試座之結構分解圖，圖2為本發明之測試座承載待測物之立體結構圖，圖3為圖2之A-A剖面線之剖面圖，請一併參考。如圖所示，本發明之測試座1適於鎖固於一電路板9上，且用以測試一待測物8，該待測物8依據其翹曲程度定義一第一表面形貌S1，亦即，該待測物8可能因封裝過程產生翹曲，據此，因翹曲所致之非平整的表面(即該待測物8用以與測試座1電性接觸且形成有例如錫球之導電體81或電性接觸墊之表面)定義出該第一表面形貌S1。本發明使該待測物8能順應地放置於該測試座1上，其中，本發明之測試座1包括基座11、複數彈力金屬件12、導電彈性片13以及複數導銷14，有關本發明之測試座1之詳細說明，如下所陳。

該基座11包含相對之第一表面111與第二表面112以及連通該第一表面111與該第二表面112之通孔113，其中，該基座11以該第二表面112設於該電路板9上，且可透過例如螺絲、螺栓等固定件鎖固於該電路板9上，另外，亦可採用其他固定方式結合該基座11與該電路板9。

各該彈力金屬件12設於該基座11中，具體而言，各該彈力金屬件12例如可為彈簧探針，並分別置入對應之各該通孔113中。

該導電彈性片13位該基座11上方，且順應於(conformal to)該第一表面形貌S1以電性連接該待測物8。詳言之，該導電彈性片13位於該基座11之第一表面111上方，且於本實施例中，該導電彈性片13具延展性，因而能形變以形成具有順應該第一表面形貌S1之曲面形狀，藉以接觸各該彈力金屬件12之頂端。

各該導銷14用於將該導電彈性片13設置在該基座11上，其中，該導電彈性片13沿各該導銷14而適於相對該基座11而上下移動。詳言之，該導銷14可具有頂端及底端，且該導電彈性片13對應各該導銷14具有穿孔，該底端可用以固定於該基座11之第一表面111上，該導電彈性片13以各該穿孔而穿設於對應之導銷14中，以適於沿著各該導銷14而相對應該基座11上下移動。於本實施例中，該導銷14之個數可為4個，且對稱地分別設於該導電彈性片13之對角，使得該導電彈性片13藉由各該導銷14而穩固地位於該基座11上。另外，於其他實施例中，亦可不使用該導銷14固定該導電彈性片13，例如可直接將該導電彈性片13貼附於該基座11上，故不以此為限。

於未測試時，該導電彈性片13中間區域向該基座11之方向下垂成凹型弧面；於實際測試時，將待測物8置於該導電彈性片13上，令該待測物8向該基座11方向壓抵該導電彈性片13，使該導電彈性片13沿著各該導銷14移動至該基座11上而接觸各該彈力金屬件12，此時，該電路板9提供測試訊號，使該測試訊號經由各該彈力金屬件12、該導電彈性片13及各該導電體81而輸入至該待測物8中，以測試該待測物8之功能是否正常。

於本實施例中，如圖1至3所示，待測物8因翹曲現象而呈現哭臉翹曲(如圖所示凹口向下之翹曲)，即該第一表面形貌S1為凹口向下之曲面，於進行測試時，將該待測物8置於該測試座1上，使該待測物8朝該測試座1之方向壓抵(例如透過一壓接頭提供壓力進行壓抵)，由於本發明之測試座1的導電彈性片13可順應翹曲之待測物8的第一表面形貌S1，且各該彈力金屬件12具有彈力，而可基於不同程度之壓抵而呈現有不同行程之狀態，例如圖3所示，該導電彈性片13兩側之部位順應該第一表面形貌S1向下有較大程度的延伸，該導電彈性片13中間之部位順應該第一表面形貌S1向上有較大程度的延伸，藉此，使該導電彈性片13與該待測物8之各該導電體81之間可緊密接觸而不會產生未相互接觸之間隙，因而該導電彈性片13與該待測物8之間具有良好的接觸效果，是以，於測試過程中，可達到提供待測物8良好測試表現之目的。

圖4為圖3中區域S之局部放大圖。如圖所示，於測試過程中，各該彈力金屬件12的頂端120更可沒入甚或插入該導電彈性片13內，以與該導電彈性片13內之導電粒子接觸，藉此增加接觸面積，進而具有較佳的電性傳輸效果；另外，該待測物8之導電體81亦可藉由陷入該導電彈性片13內，而獲得較佳的接觸效果。據此，藉由使該彈力金屬件12之頂端120與該待測物8之導電體81皆沒入於該導電彈性片13中，以降低接觸阻值。

圖5為本發明之測試座中基座發生翹曲時之結構示意圖。各該彈力金屬件12在設於該基座11中時，通常會由基座11對該彈力金屬件12進行預壓(Pre-load)，相對地，各該彈力金屬件12將給予基座11反作 用之彈力，惟，隨著待測物之尺寸愈來愈大，該測試座1之基座11之尺寸以及彈力金屬件12之數量亦須增加，因而基座11所受之彈力終將變大，致基座11發生翹曲現象，將使得設於基座11中之彈力金屬件12之頂部位於不同的高度。詳言之，本發明之複數彈力金屬件12可包含至少一第一彈力金屬件121以及至少一第二彈力金屬件122，當該基座11鎖固於該電路板9時，由於彈力金屬件12造成基座11翹曲，據此，該至少一第一彈力金屬件121之頂端與該至少一第二彈力金屬件122之頂端位於不同之高度，於本實施例中，翹曲之該基座11之中間部位高於兩側部位，是以，位於中間之第一彈力金屬件121之第一高度H1高於兩側之第二彈力金屬件122之第二高度H2，且依據不同高度之第一彈力金屬件121之頂端以及第二彈力金屬件122之頂端定義出第二表面形貌S2，使得該導電彈性片13順應於該第二表面形貌S2，由於本案之導電彈性片13具有延展性，因而能順應該第二表面形貌S2與第一彈力金屬件121之頂端以及第二彈力金屬件122之頂端接觸，故可達到提供良好接觸性之目的。

圖6為本發明之測試座中導電彈性片下垂狀態示意圖。如圖所示，本發明之導電彈性片13透過各導銷14(例如前述穿設方式)而位於基座11上方時，在測試座1鎖固於電路板前，該導電彈性片13與各該導銷14連接之部位與該基座11之第一表面111相距一間隔距離D，因該導電彈性片13係具有較軟質的特性，因此中心部位將朝向該基座11垂下以呈一凹型弧度態樣，也就是該導電彈性片13與該第一表面111間的距離小於間隔距離D，進而與各該彈力金屬件12接觸。

圖7為本發明之導電彈性片於第一實施例之結構示意圖。如圖所示，本發明之導電彈性片13包含疊置之第一基材層131及第二基材層132，具體地，該第一基材層131為材質較軟之矽(Si)膠類，以及該第二基材層132為材質較硬之高分子材料，例如聚醯亞胺基材，藉此，可使該第一基材層131良好地結合於該第二基材層132上。

再者，該第二基材層132於該導電彈性片13中的厚度比例為25%至75%，亦即，如圖所示，該第二基材層132之第一厚度a相對該導電彈性片13之第二厚度b之百分比為25%至75%，據此，使得本發明之導電彈性片13具有較佳之延展性。

於一具體實施例中，具延展性的導電彈性片13之強延積值係大於550MPa%，其中，所述之強延積之定義係為拉伸強度(Mpa)與伸長量(%)之乘積，該拉伸強度與伸長量係依據美國測試與材料協會(ASTM)拉伸測試標準所量測，亦即該拉伸強度(Ultimate strength)係指材料在拉伸斷裂前所能承受的最大應力，該伸長量(Elongation)係指材料在拉伸斷裂前所能達到的最大變形量；在本發明之一實施例中，該拉伸強度例如為280MPa，該伸長量為2%，又或者該拉伸強度例如為150MPa，其伸長量為15%，據此，本發明之導電彈性片13基於其延展性而可適於服貼待測物。

於本實施例中，該第一基材層131之延展性大於該第二基材層132之延展性，藉由兩者依據上述之厚度比例結合，得到強延積為大於550MPa%之導電彈性片13。

於另一具體實施例中，該第一基材層131包含分別對應各該彈力金屬件之複數導電彈性區1311以及分布於各該導電彈性區內之複數 導電粒子1312，於該待測物與基座壓抵時，使對應之導電體與彈力金屬件夾壓該導電彈性區1311，令該導電彈性區1311中之該些導電粒子1312之間的距離縮短，以致於相互接觸，即可提供對應之導電體與彈力金屬件之間的電性連接。

於本實施例中，該第二基材層132可為網格狀結構，亦即，該第二基材層132中具有複數對應各該導電彈性區1311之鏤空部1321，且可令該第一基材層131於該導電彈性區1311處之部分延伸進入該鏤空部1321。於另一實施例中，亦可使該第一基材層131未延伸進入該鏤空部1321，而使彈力金屬件之頂端進入該鏤空部1321中，而與該第一基材層131接觸。

於另一具體實施例中，該導電彈性片13復可具有設於該第一基材層131及該第二基材層132之間的一框件133，以提供該導電彈性片13良好之支撐效果，更提供可自該框件133之部分拿取該導電彈性片13，以便於裝設或移除該導電彈性片13。

圖8為本發明之導電彈性片於第二實施例之結構示意圖。於本實施例中，該導電彈性片13'之結構與前一實施例大致相同，其不同之處在於，本實施例之第二基材層132'為框型結構，且各該導電彈性區1311對應該框型結構之中空區域1322，亦即，各該導電彈性區1311皆位於該中空區域1322所圍繞之範圍之中，且使該第一基材層131'對應該中空區域1322之部位向該中空區域1322中延伸。於本實施例中，本發明可藉由減少該第二基材層132’疊置於該第一基材層131'上之面積比例，以增加該導電彈性片13'之延展性。

綜上，本發明之測試座藉由導電彈性片可順應於翹曲之待測物的第一表面形貌或是翹曲之基座中各彈力金屬件所對應之第二表面形貌，因而可達到提供該待測物與各該彈力金屬件之間良好接觸性之目的。

上述實施例僅為例示性說明，而非用於限制本發明。任何熟習此項技藝之人士均可在不違背本發明之精神及範疇下，對上述實施例進行修飾與改變。因此，本發明之權利保護範圍係由本發明所附之申請專利範圍所定義，只要不影響本發明之效果及實施目的，應涵蓋於此公開技術內容中。

1:測試座

11:基座

12:彈力金屬件

13:導電彈性片

14:導銷

8:待測物

9:電路板

S1:第一表面形貌

Claims (10)

1. 一種測試座，適於鎖固於電路板上且用以測試一待測物，該待測物具有一翹曲程度以定義出一第一表面形貌，該測試座係包括：基座；複數彈力金屬件，設於該基座中；以及導電彈性片，位該基座上方，且順應於該第一表面形貌以電性連接該待測物，其中，該第一表面形貌係基於該翹曲程度而為非平面。
2. 如請求項1所述之測試座，其中，該導電彈性片具延展性，而能形變以接觸各該彈力金屬件之頂端。
3. 如請求項1所述之測試座，其中，該複數彈力金屬件包含至少一第一彈力金屬件以及至少一第二彈力金屬件，當該基座鎖固於該電路板時，該至少一第一彈力金屬件之頂端與該至少一第二彈力金屬件之頂端位於不同之高度，據以定義出一第二表面形貌，且該導電彈性片順應於該第二表面形貌。
4. 如請求項1至3中任一項所述之測試座，其中，該導電彈性片包含疊置之第一基材層及第二基材層。
5. 如請求項4所述之測試座，其中，該第一基材層為矽(Si)膠類，以及該第二基材層為高分子材料。
6. 如請求項4所述之測試座，其中，該第二基材層於該導電彈性片中的厚度比例為25%至75%。
7. 如請求項4所述之測試座，其中，該第一基材層包含分別對應各該彈力金屬件之複數導電彈性區以及分布於各該導電彈性區內之複數導電粒子。
8. 如請求項7所述之測試座，其中，該第二基材層為框型結構，且各該導電彈性區對應該框型結構之中空區域。
9. 如請求項1所述之測試座，復包括複數導銷，該導電彈性片置於該些導銷上以與該基座之表面有一間隔距離，且該導電彈性片係呈凹型弧度態樣。
10. 如請求項1所述之測試座，其中，該導電彈性片分別接觸各該彈力金屬件之頂端，且該導電彈性片之強延積大於550百萬帕(MPa)%。