用于集成測試的居中導電插腳的制作方法
【專利說明】用于集成測試的居中導電插腳
[0001]發明人
[0002]David Johnson (大衛.約翰遜)，美國公民，居住在明尼蘇達州韋扎塔(ffayzata, MN)。
[0003]John E.Nelson (約翰.C.尼爾森)，美國公民，居住在明尼蘇達州布魯克林帕克(Brooklyn Park, MN)。
[0004]Sarosh Patel (薩羅希.帕特爾)，美國公民，居住在加利福尼亞州桑尼維爾(Sunnyvale, CA)。
[0005]Michael Andres (邁克爾?安德烈斯)，美國公民，居住在明尼蘇達州因弗格羅夫高地(Inver Grove Heights, MN)。
[0006]相關申請的交叉引用
[0007]本申請要求享有下列申請的優先權并將下列申請的全文通過引用并入本文:2014年3月提交的具有相同發明名稱的USSN 14/212168 ;2013年3月15日提交的發明名稱為 “Articulating Contact for Single and Dual Elastomer (用于單彈性體或雙彈性體的鉸合式觸點)”的臨時申請N0.61/791354 ；2013年7月11日提交的發明名稱為“On-Center Electrically Conductive Pins For Microcircuit Testing(用于微電路測試的居中導電插腳)”的N0.61/845000 ;以及2013年11月27提交的發明名稱為“On-CenterElectrically Conductive Pins For Microcircuit Testing(用于微電路測試的居中導電插腳)”的臨時N0.61/909441。作為【背景技術】的授予Gilk(吉爾克)的美國專利7 338293和7 639 026也通過引用并入本文。
技術領域
[0008]本發明涉及用于測試集成電路和半導體的設備。
【背景技術】
[0009]隨著微電路持續地發展得更小和更復雜，測試微電路的測試設備也發展著。在不間斷地努力以改進微電路測試設備，這些改進導致可靠性增加、處理量增加和/或費用降低。
[0010]將有缺陷的微電路安裝在電路板上是代價相對較高的。安裝步驟通常涉及將微電路焊接在電路板上。一旦安裝在電路板上，去除微電路是有困難的，因為正是第二次熔化焊料的行為會毀壞電路板。因此，如果微電路有缺陷，則電路板本身可能也會毀壞，這意味著會損失當時附加給電路板的全部價值。因為所有這些原因，微電路在安裝在電路板上之前通常要進行測試。
[0011]必須以識別全部有缺陷裝置但不會不適當地將良好的裝置識別為有缺陷裝置的方式測試各個微電路。任何一種差錯如果頻繁地發生都會顯著地增加電路板制造工藝的總體成本，并可能增加被不適當地識別為有缺陷裝置的裝置的重新測試成本。
[0012]微電路測試設備本身是非常復雜的。首先，測試設備必須使精確且小的電阻器與各個緊密間隔的微電路觸點暫時并無損地電接觸。因為微電路觸點的小尺寸及微電路觸點之間的間隔的小尺寸，接觸中即使小的差錯也將導致不正確的連接。與微電路的不對準地或其它方式不正確的連接將導致測試設備把被測試裝置(DUT)識別為有缺陷，即使失敗的原因是測試設備和DUT之間有缺陷的電連接而不是DUT本身的缺陷。
[0013]微電路測試設備的另一問題發生在自動測試中。測試設備每分鐘可能測試100個裝置或甚至更多。單純測試的數量就導致在測試中與微電路端子電連接的測試器觸點磨損。該磨損會導致從測試器觸點和DUT端子上移除掉導電碎片，導電碎片污染測試設備和DUT本身。
[0014]碎片最終導致測試過程中的電連接較差且錯誤指示DUT有缺陷。除非從微電路去除碎片，否則附著到微電路的碎片會產生有缺陷的組件。去除碎片會增加成本并將另一缺陷源引入微電路本身中。
[0015]當前使用的測試設備具有模仿微電路端子陣列圖案的測試觸點陣列。測試觸點陣列被支承為精確地保持觸點相對于彼此對準的結構。對準模板或板使微電路本身與測試觸點對準。測試觸點和對準板安裝在具有與測試觸點形成電連接的導電焊盤的承載板上。承載板焊盤連接到在測試設備電子器件和測試觸點之間傳遞信號和電能的電路線路。
[0016]對于電氣測試，希望在被測試裝置上的各端子與承載板上相應的電氣焊盤之間形成暫時電連接。一般而言，焊接和去除微電路上的與測試臺上相應的電探針接觸的各個電氣端子是不切實際的。替代焊接和去除各端子，測試器可使用以與被測試裝置上的端子和承載板上的電氣焊盤對應的圖案設置的一系列導電插腳。當被測試裝置被迫與測試器接觸時，插腳接通各被測試裝置的觸點和相應的承載板焊盤之間的電路。測試后，當松開被測試裝置時，端子與插腳分開并且電路斷開。
[0017]也存在其它考慮。測試觸點必須在DUT和承載板(即，將測試信號傳至觸點插腳和從觸點插腳傳遞測試信號的板)之間形成連接。普通類型的測試插腳被稱為彈簧狀態的測試插腳或P0G0插腳，因為這種插腳與跳桿(pogo stick)玩具相像。在授予Lee (李)的美國公報US 2011/0102009中示出這種插腳排列的實例。該公報示出DUT上要接觸到的焊盤、P0G0插腳和承載板上的焊盤的軸向對準。由于P0G0插腳沿著線性軸向路徑的事實，這使得承載板上的焊盤和DUT上的焊盤之間的關系簡單。
[0018]但P0G0插腳有許多技術缺陷，例如頻率響應、電流承載能力、阻抗、噪音和高故障率的局限。
[0019]長久以來需要提供插腳的一種解決方案，該插腳具有改進的性能但可以改裝到具有先前存在的焊盤布局的承載板上，使得不需要替換昂貴的承載板來適應例如授予Gilk的美國專利N0.7 338 293和授予Shell的美國專利N0.7 639 026中公開的插腳等較好的插腳設計。在授予Tiengtum的美國專利N0.7 918 669中示出具有鉸接到側壁上的單部件式插腳的替代結構。
[0020]本發明涉及這些插腳和圍繞這些插腳的結構的改進，以解決這個和其它問題。
【發明內容】
[0021]下面的概要不意在限制發明范圍而是為讀者提供了理解整個文件中一些概念的方便方式。
[0022]此外，還公開了一種插槽，用于在具有多個觸點的集成電路被測試裝置(DUT)和具有多個觸點焊盤的承載板之間形成電連接，使得能在所述集成電路被測試裝置與所述承載板之間傳輸信號，其中，所述觸點和相應的焊盤沿觸點軸線大體豎直對準，具有任意或全部的下列特點:
[0023]a.具有頂部和底部的插腳引導件，所述插腳引導件插置在所述觸點和所焊盤之間并包括多個間隔開的絕緣和分離的板件，由此限定用于接納插腳對的多個狹槽，其中，所述狹槽沿所述觸點軸線至少部分地大體沿軸向對準；所述插腳引導件還包括縱向的孔口，所述孔口基本垂直于所述軸線并延伸穿過至少一些所述板件，由此產生用于彈性體的腔體；
[0024]b.尺寸制成用于接納在所述孔口中的細長彈性體；
[0025]c.多件式插腳對，包括:
[0026]1.第一上插腳腿部，其具有位于其遠端的觸點末端、從所述末端延伸出的上主體部分和位于其近端的上鉸接部；
[0027]2.第二下插腳腿部，其具有位于其遠端的承載板焊盤觸點部分、位于其近端的下鉸接部和從所述焊盤觸點部分延伸至所述鉸接部的下主體部分；
[0028]3.所述鉸接部能鉸接地結合，以在其間形成旋轉式且能樞轉的電聯接接觸部，
[0029]4.所述上主體部分包括成形為與所述彈性體接合的彎曲的內周面；
[0030]5.所述下主體部分包括成形為與所述彈性體接合的彎曲的內周面；
[0031]從而所述腿部在位于所述插腳引導件中時至少部分地圍繞所述彈性體，當所述腿部被容納在所述狹槽中時，所述插腳對上的所述觸點末端和所述承載板焊盤觸點與軸線大體沿軸向對準，而所述插腳對的所述上主體部分和所述下主體部分至少部分地與所述軸線不對準。
[0032]還公開了一種插槽，用于在具有多個觸點的集成電路被測試裝置(DUT)和具有多個觸點焊盤的承載板之間形成電連接，使得能在所述集成電路被測試裝置與所述承載板之間傳輸信號，其中，所述觸點和相應的焊盤沿觸點軸線大體豎直對準，包括任意或全部的下列元素或等同元素:
[0033]a.具有頂部和底部的殼體，引導件插置在所述觸點和所述焊盤之間并包括多個間隔開的絕緣和分離的板件，由此限定用于接納插腳對的多個狹槽；所述狹槽沿所述觸點軸線至少部分地大體沿軸向對準；所述引導件還包括縱向的孔口，所述孔口基本垂直于所述軸線并延伸穿過至少一些所述板件，由此產生用于彈性體的腔體；
[0034]b.尺寸制成用于接納在所述孔口中的細長彈性體；
[0035]c.多件式插腳對，包括:
[0036]A.第一上插腳腿部，其具有位于其遠端的觸點末端、從所述末端延伸出的上主體部分和位于其近端的上鉸接部；
[0037]B.第二下插腳腿部，其具有位于其遠端的承載板焊盤觸點部分、位于其近端的下鉸接部和從所述焊盤觸點部分延伸至所述鉸接部的下主體部分；
[0038]C.所述鉸接部能鉸接地結合以在其間形成旋轉式且能樞轉的電聯接接觸部，當所述鉸接部相對于彼此以預定取向設置時所述鉸鏈能分離，從而所述鉸接部能在仍位于所述殼體中的同時分離以進行替換
[0039]D.所述上主體部分包括成形為與所述彈性體接合的彎曲的內周面；
[0040]E.所述下主體部分包括成形為與所述彈性體接合的彎曲的內周面；
[0041]從而所述