用于集成测试的居中导电插脚的制作方法
【专利说明】用于集成测试的居中导电插脚
[0001]发明人
[0002]David Johnson (大卫.约翰逊)，美国公民，居住在明尼苏达州韦扎塔(ffayzata, MN)。
[0003]John E.Nelson (约翰.C.尼尔森)，美国公民，居住在明尼苏达州布鲁克林帕克(Brooklyn Park, MN)。
[0004]Sarosh Patel (萨罗希.帕特尔)，美国公民，居住在加利福尼亚州桑尼维尔(Sunnyvale, CA)。
[0005]Michael Andres (迈克尔?安德烈斯)，美国公民，居住在明尼苏达州因弗格罗夫高地(Inver Grove Heights, MN)。
[0006]相关申请的交叉引用
[0007]本申请要求享有下列申请的优先权并将下列申请的全文通过引用并入本文:2014年3月提交的具有相同发明名称的USSN 14/212168 ;2013年3月15日提交的发明名称为 “Articulating Contact for Single and Dual Elastomer (用于单弹性体或双弹性体的铰合式触点)”的临时申请N0.61/791354 ；2013年7月11日提交的发明名称为“On-Center Electrically Conductive Pins For Microcircuit Testing(用于微电路测试的居中导电插脚)”的N0.61/845000 ;以及2013年11月27提交的发明名称为“On-CenterElectrically Conductive Pins For Microcircuit Testing(用于微电路测试的居中导电插脚)”的临时N0.61/909441。作为【背景技术】的授予Gilk(吉尔克)的美国专利7 338293和7 639 026也通过引用并入本文。
技术领域
[0008]本发明涉及用于测试集成电路和半导体的设备。
【背景技术】
[0009]随着微电路持续地发展得更小和更复杂，测试微电路的测试设备也发展着。在不间断地努力以改进微电路测试设备，这些改进导致可靠性增加、处理量增加和/或费用降低。
[0010]将有缺陷的微电路安装在电路板上是代价相对较高的。安装步骤通常涉及将微电路焊接在电路板上。一旦安装在电路板上，去除微电路是有困难的，因为正是第二次熔化焊料的行为会毁坏电路板。因此，如果微电路有缺陷，则电路板本身可能也会毁坏，这意味着会损失当时附加给电路板的全部价值。因为所有这些原因，微电路在安装在电路板上之前通常要进行测试。
[0011]必须以识别全部有缺陷装置但不会不适当地将良好的装置识别为有缺陷装置的方式测试各个微电路。任何一种差错如果频繁地发生都会显著地增加电路板制造工艺的总体成本，并可能增加被不适当地识别为有缺陷装置的装置的重新测试成本。
[0012]微电路测试设备本身是非常复杂的。首先，测试设备必须使精确且小的电阻器与各个紧密间隔的微电路触点暂时并无损地电接触。因为微电路触点的小尺寸及微电路触点之间的间隔的小尺寸，接触中即使小的差错也将导致不正确的连接。与微电路的不对准地或其它方式不正确的连接将导致测试设备把被测试装置(DUT)识别为有缺陷，即使失败的原因是测试设备和DUT之间有缺陷的电连接而不是DUT本身的缺陷。
[0013]微电路测试设备的另一问题发生在自动测试中。测试设备每分钟可能测试100个装置或甚至更多。单纯测试的数量就导致在测试中与微电路端子电连接的测试器触点磨损。该磨损会导致从测试器触点和DUT端子上移除掉导电碎片，导电碎片污染测试设备和DUT本身。
[0014]碎片最终导致测试过程中的电连接较差且错误指示DUT有缺陷。除非从微电路去除碎片，否则附着到微电路的碎片会产生有缺陷的组件。去除碎片会增加成本并将另一缺陷源引入微电路本身中。
[0015]当前使用的测试设备具有模仿微电路端子阵列图案的测试触点阵列。测试触点阵列被支承为精确地保持触点相对于彼此对准的结构。对准模板或板使微电路本身与测试触点对准。测试触点和对准板安装在具有与测试触点形成电连接的导电焊盘的承载板上。承载板焊盘连接到在测试设备电子器件和测试触点之间传递信号和电能的电路线路。
[0016]对于电气测试，希望在被测试装置上的各端子与承载板上相应的电气焊盘之间形成暂时电连接。一般而言，焊接和去除微电路上的与测试台上相应的电探针接触的各个电气端子是不切实际的。替代焊接和去除各端子，测试器可使用以与被测试装置上的端子和承载板上的电气焊盘对应的图案设置的一系列导电插脚。当被测试装置被迫与测试器接触时，插脚接通各被测试装置的触点和相应的承载板焊盘之间的电路。测试后，当松开被测试装置时，端子与插脚分开并且电路断开。
[0017]也存在其它考虑。测试触点必须在DUT和承载板(即，将测试信号传至触点插脚和从触点插脚传递测试信号的板)之间形成连接。普通类型的测试插脚被称为弹簧状态的测试插脚或P0G0插脚，因为这种插脚与跳杆(pogo stick)玩具相像。在授予Lee (李)的美国公报US 2011/0102009中示出这种插脚排列的实例。该公报示出DUT上要接触到的焊盘、P0G0插脚和承载板上的焊盘的轴向对准。由于P0G0插脚沿着线性轴向路径的事实，这使得承载板上的焊盘和DUT上的焊盘之间的关系简单。
[0018]但P0G0插脚有许多技术缺陷，例如频率响应、电流承载能力、阻抗、噪音和高故障率的局限。
[0019]长久以来需要提供插脚的一种解决方案，该插脚具有改进的性能但可以改装到具有先前存在的焊盘布局的承载板上，使得不需要替换昂贵的承载板来适应例如授予Gilk的美国专利N0.7 338 293和授予Shell的美国专利N0.7 639 026中公开的插脚等较好的插脚设计。在授予Tiengtum的美国专利N0.7 918 669中示出具有铰接到侧壁上的单部件式插脚的替代结构。
[0020]本发明涉及这些插脚和围绕这些插脚的结构的改进，以解决这个和其它问题。
【发明内容】
[0021]下面的概要不意在限制发明范围而是为读者提供了理解整个文件中一些概念的方便方式。
[0022]此外，还公开了一种插槽，用于在具有多个触点的集成电路被测试装置(DUT)和具有多个触点焊盘的承载板之间形成电连接，使得能在所述集成电路被测试装置与所述承载板之间传输信号，其中，所述触点和相应的焊盘沿触点轴线大体竖直对准，具有任意或全部的下列特点:
[0023]a.具有顶部和底部的插脚引导件，所述插脚引导件插置在所述触点和所焊盘之间并包括多个间隔开的绝缘和分离的板件，由此限定用于接纳插脚对的多个狭槽，其中，所述狭槽沿所述触点轴线至少部分地大体沿轴向对准；所述插脚引导件还包括纵向的孔口，所述孔口基本垂直于所述轴线并延伸穿过至少一些所述板件，由此产生用于弹性体的腔体；
[0024]b.尺寸制成用于接纳在所述孔口中的细长弹性体；
[0025]c.多件式插脚对，包括:
[0026]1.第一上插脚腿部，其具有位于其远端的触点末端、从所述末端延伸出的上主体部分和位于其近端的上铰接部；
[0027]2.第二下插脚腿部，其具有位于其远端的承载板焊盘触点部分、位于其近端的下铰接部和从所述焊盘触点部分延伸至所述铰接部的下主体部分；
[0028]3.所述铰接部能铰接地结合，以在其间形成旋转式且能枢转的电联接接触部，
[0029]4.所述上主体部分包括成形为与所述弹性体接合的弯曲的内周面；
[0030]5.所述下主体部分包括成形为与所述弹性体接合的弯曲的内周面；
[0031]从而所述腿部在位于所述插脚引导件中时至少部分地围绕所述弹性体，当所述腿部被容纳在所述狭槽中时，所述插脚对上的所述触点末端和所述承载板焊盘触点与轴线大体沿轴向对准，而所述插脚对的所述上主体部分和所述下主体部分至少部分地与所述轴线不对准。
[0032]还公开了一种插槽，用于在具有多个触点的集成电路被测试装置(DUT)和具有多个触点焊盘的承载板之间形成电连接，使得能在所述集成电路被测试装置与所述承载板之间传输信号，其中，所述触点和相应的焊盘沿触点轴线大体竖直对准，包括任意或全部的下列元素或等同元素:
[0033]a.具有顶部和底部的壳体，引导件插置在所述触点和所述焊盘之间并包括多个间隔开的绝缘和分离的板件，由此限定用于接纳插脚对的多个狭槽；所述狭槽沿所述触点轴线至少部分地大体沿轴向对准；所述引导件还包括纵向的孔口，所述孔口基本垂直于所述轴线并延伸穿过至少一些所述板件，由此产生用于弹性体的腔体；
[0034]b.尺寸制成用于接纳在所述孔口中的细长弹性体；
[0035]c.多件式插脚对，包括:
[0036]A.第一上插脚腿部，其具有位于其远端的触点末端、从所述末端延伸出的上主体部分和位于其近端的上铰接部；
[0037]B.第二下插脚腿部，其具有位于其远端的承载板焊盘触点部分、位于其近端的下铰接部和从所述焊盘触点部分延伸至所述铰接部的下主体部分；
[0038]C.所述铰接部能铰接地结合以在其间形成旋转式且能枢转的电联接接触部，当所述铰接部相对于彼此以预定取向设置时所述铰链能分离，从而所述铰接部能在仍位于所述壳体中的同时分离以进行替换
[0039]D.所述上主体部分包括成形为与所述弹性体接合的弯曲的内周面；
[0040]E.所述下主体部分包括成形为与所述弹性体接合的弯曲的内周面；
[0041]从而所述