專利名稱：一種金屬絕緣芯片測試針架的制作方法
技術領域：
本發明涉及到半導體和電子連接件行業，特別涉及到芯片測試裝置。
背景技術：
在半導體和電子連接件行業中，無論在研發階段，還是在生產階段，都必需對半導體芯片進行電氣方面的測試，以檢驗芯片是否滿足電氣性能的要求。芯片測試針架是整個測試系統中不可缺少的一種測試裝置。芯片測試針架包括用塑料制成的探針/芯片定位板、針架主體、彈簧探針以及探針保持板。近年來，隨著芯片的核心運算速度越來越快，相應的也要求芯片測試測試針架能滿足高頻測試環境的要求。一種同軸結構的可控電抗芯片測試測試針架(如圖4所示)應運而生。它包括相互連接的芯片定位板(101)、接地銅塊(102)、探針保持板(103)以及包含了上動針、彈簧、下動針的彈簧探針(104)。被測芯片(105)與彈簧探針(104)相接觸，彈簧探針(1040與接地銅塊(102)的孔徑保持特定的比例，以保證和輸入輸出端的電抗相匹配，從而降低信號傳輸過程中的損失。采用諸如工程塑料一類的絕緣材料來制作芯片定位板(101)和探針保持板(103)，可以固定彈簧探針(104)，保證探針與探針之間相互絕緣，互不導通并在正確的位置上作業。但是由于采用了絕緣材料，形成一種不完全的同軸結構；大大影響了信號在傳輸過程中的完整性，這種同軸結構的可控電抗芯片測試針架只能滿足芯片運算速度在20兆赫茲左右的測試。又由于結構的限制，探針/芯片定位板的厚度相對較薄，強度較弱。當彈簧探針的數量變得更多(多于1500個)時，探針/芯片定位板在彈簧探針的合力下產生變形，大大降低了測試針架的壽命和性能。此外采用絕緣材料制作芯片固定板，用導電金屬和高分子絕緣套管作為探針定位板，構成另一種同軸可控電抗芯片測試針架。但是在實際生產過程中，由于彈簧探針本身己經十分細小，要使用一個比彈簧探針略大一些的套管，無論是加工，裝配還是拆卸都非常不方便，往往只能應用在孔間距1毫米以上的場合，這樣同軸可控電抗芯片測試針架往往得不到廣泛的應用。
發明內容
本發明要解決的技術問題是克服現有技術中的使用局限，提出一種金屬絕緣芯片測試針架，提高芯片測試針架的機械強度，改善芯片測試針架在測試過程中的電性能，從而延長芯片測試針架的使用壽命。本發明是通過以下的技術措施來實現的。一種金屬絕緣芯片測試針架，包括相互連接的由金屬材料制成的探針/芯片定位板、針架主體、探針保持板以及插入探針保持板中的彈簧探針，在由探針/芯片定位板、針架主體，探針保持板構成的內壁及側面是絕緣涂層。所述的絕緣涂層包括氧化鋁層和特富龍層。所述的氧化鋁層的厚度是0. 02 0. 10毫米。所述的特富龍層的厚度是0. 001 0. 01毫米。
當針架主體為接地銅塊所代替時，由金屬材料制成的探針/芯片定位板、探針保持板的內壁及側面是絕緣涂層。所述的絕緣涂層是采用金屬鋁氧化工藝和特富龍噴涂工藝所形成的。本發明采用上述技術措施后，采用金屬材料制作探針/芯片定位板、插座主體，探針保持板，并在內壁及側面設置絕緣涂層。保證彈簧探針之間，彈簧與金屬之間相互絕緣， 避免短路。由設置了絕緣涂層的金屬所制成的芯片測試針架具有比用諸如工程塑料一類的絕緣材料來制作的芯片測試針架高得多的強度。在彈簧探針數量更多時，這種優勢尤為明顯，當彈簧探針數量超過1500個時，復合材料制成的芯片測試針架已經不能正常工作，而本發明所述的芯片測試針架仍可以正常工作。此外在本發明所述的芯片測試針架中，探針定位板底部的孔徑與探針直徑保證固定比例，并滿足與輸入輸出的電抗相匹配，從而保證測試針架從頂部到底部整個測試線路的電抗維持在一個恒定的數值上，使測試針架的電性能也獲得提高。
圖1為本發明實施例1的結構示意圖。圖2，圖3為本發明實施例2的結構示意圖。圖4為背景技術中的測試針架的結構示意圖。圖中1為探針/芯片定位板；2為針架主體；3為接地銅塊；4為探針保持板，5 為絕緣涂層，6為彈簧探針，7為被測芯片。101為芯片定位板；102為接地銅塊；103為探針保持板；104為彈簧探針；105為被測芯片。
具體實施例方式下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明。實施例1，如圖1所示，一種金屬絕緣芯片測試針架，底部為用金屬制成的探針保持板4，彈簧探針6插入探針保持板4。與探針保持板4相連接的是接地銅塊3，與接地銅塊 3相連接的是用金屬制成的探針/芯片定位板1。彈簧探針6固定在探針保持板4上并置入探針/芯片定位板1的孔內，彈簧探針6的上端則與被測芯片相接觸。通過金屬鋁氧化工藝和特富龍噴涂工藝，在探針保持板4和探針/芯片定位板1的內壁及側面形成絕緣涂層， 該絕緣涂層由氧化鋁和特富龍所構成，氧化鋁層厚度為0. 04毫米，特富龍層厚度為0. 002 毫米。此時中間銅塊孔內徑和彈簧探針外徑比滿足特定的比例，從而獲得特定的電抗，整個芯片測試針架從上到下幾乎都具有可控的電抗，同時和對應的輸入輸出信號電抗相匹配， 大大提高了芯片測試針架的電性能，它可以滿足芯片運行速度在30兆赫茲以上測試要求。實施例2.如圖2和圖3所示，一種金屬絕緣芯片測試針架，底部為用金屬制成的探針保持板4，彈簧探針6 —端插入探針保持板4。與探針保持板4相連接的是金屬制成的探針/芯片定位板1 (見圖2)，或者是金屬制成的針架主體2 (見圖3)。彈簧探針6另一端被置入探針/芯片定位板1的孔內，其的上端則與被測芯片相接觸。通過金屬鋁氧化工藝和特富龍噴涂工藝，在探針保持板4，探針/芯片定位板1 (或針架主體2)的內壁及側面形成氧化鋁和特富龍絕緣涂層，該絕緣層由氧化鋁和特富龍所構成，氧化鋁層厚度為0. 02毫米，特富龍層厚度為0.001毫米。有了此絕緣涂層后，放置彈簧探針6的孔內部絕緣，保證了彈簧探針之間，彈簧與金屬之間相互絕緣，避免了短路。而且與現有技術中的芯片測試針架相比，所述的芯片測試針架的強度要高得更多，鋁的彈性模量大概是工程塑料(或復合材料)的10倍以上。同樣的結構和作用力，復合材料制成的芯片測試針架的變形為0. 25毫米，而所述的芯片測試針架的變形為0. 06毫米。在彈簧探針數量更多時，這種優勢尤為明
Mo 以上所述的僅是本發明的優選實施方式。應當指出，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干變型和改進，這些也應視為屬于本發明的保護范圍。
權利要求
1.一種金屬絕緣芯片測試針架，包括相互連接的由金屬材料制成的探針/芯片定位板 (1)、針架主體(2)、探針保持板(4)以及插入探針保持板(4)中的彈簧探針(6)，其特征在于在由探針/芯片定位板(1)、針架主體(2)，探針保持板(4)構成的內壁及側面是絕緣涂層(5)。
2.根據權利要求1所述的一種金屬絕緣芯片測試針架，其特征在于所述的絕緣涂層 (5)包括氧化鋁層和特富龍層。
3.根據權利要求1或3所述的一種金屬絕緣芯片測試針架，其特征在于所述的氧化鋁層的厚度是0. 02 0. 10毫米。
4.根據權利要求1或3所述的一種金屬絕緣芯片測試針架，其特征在于所述的特富龍層的厚度是0. 001 0. 01毫米。
5.根據權利要求1所述的一種金屬絕緣芯片測試針架，其特征在于當針架主體(2)為接地銅塊(3)所代替時，由金屬材料制成的探針/芯片定位板(1)和探針保持板(4)的內壁及側面是絕緣涂層(5)。
6.根據權利要求1或5所述的一種金屬絕緣芯片測試針架，其特征在于所述的絕緣涂層(5)是采用金屬鋁氧化工藝和特富龍噴涂工藝所形成的。
全文摘要
一種金屬絕緣芯片測試針架，涉及到半導體和電子連接件行業中的芯片測試裝置。包括相互連接的由金屬材料制成的探針／芯片定位板、針架主體、探針保持板以及插入探針保持板中的彈簧探針，在由探針／芯片定位板、針架主體，探針保持板構成的內壁及側面是絕緣涂層。所述的絕緣涂層包括由金屬鋁氧化工藝形成的氧化鋁層和特富龍噴涂工藝形成特富龍層。所述的絕緣涂層更可運用于同軸結構的可控電抗芯片測試針架。采用了絕緣涂層的芯片測試針架，強度大為提高，彈簧探針數量超過1500個，芯片測試針架仍可照常工作。同時測試針架從頂部到底部的電抗維持在一個恒定的數值上，使測試針架的電性能也獲得提高。可以應用芯片運行速度在30兆赫茲以上的場合中。
文檔編號G01R1/067GK102520216SQ201110412880
公開日2012年6月27日 申請日期2011年12月13日 優先權日2011年12月13日
發明者劉德先, 周家春, 洪步郎, 陶西昂 申請人:安拓銳高新測試技術(蘇州)有限公司