专利名称：用于测试裸集成电路芯片的系统及该芯片的插座的制作方法
技术领域：
本发明一般涉及集成电路(IC)插座技术，特别是涉及一种用于测试裸IC芯片的系统，以及一种用于该裸芯片的IC插座本身。
半导体装置或IC芯片密封并封装在环氧树脂内。在出售前IC插座用于对这种IC组件上的老化测试。实质上，是在给定的温度(有时有所上升)测试IC组件给定的时间以确保在正常的运行过程中IC组件不失效。这样一个IC插座包括一个电介质插座主体或在主体内的相应的接线端接受通道内安装有多个接线端的外壳，接线端的触点端接合在IC组件上的排列的电极焊盘，而接线端的另一端有接合印刷电路板上电路轨迹的尾端。
随着采用这样的半导体装置或IC芯片组件的计算机或其它电子装置的小型化，未被封装在环氧树脂里的芯片被更经常的使用，这种未封装的半导体装置被典型地称为“裸”IC芯片。用于测试裸IC芯片的IC插座已在日本专利申请公开号7-326692和8-22875及日本专利号2728858提出。然而，这些IC插座在其底部有可更换的支持件。为对不同裸IC芯片进行测试，为此目的该支持件必须用其它支持件代替。这样的系统增加了IC插座的制造成本，并在使用过程中需要大量的操作时间。
本发明通过新颖的采用用于接受裸IC芯片的适配器插座系统去解决这些问题，采用适配器插座，依次，可在用于老化测试的IC插座里定位。本发明还在适配器插座里采用新颖的导体薄片，用于裸IC芯片的电极与老化插座接线端的相互连接。
因此，本发明的一个目的是对裸IC芯片的测试提供一个新的和改进的系统。
本发明的另一个目的是对带有排列的电极焊盘的裸IC芯片提供一个新的和改进的插座。
在本发明的示范性的实施例中，本系统包括一个装有一个接受器有电介质外壳的老化插座。多个接线端安装在外壳上，其中接线端的触点部暴露在接受器内。接线端的端点部从外壳向外伸出。一个适配器插座构造成用于在老化插座的接受器内定位，并包括一个用于可更换地接受裸IC芯片的开口。在适配器插座上的多个导体，其触点部暴露在开口内用于接合裸IC芯片电极焊盘。导体有用于接合老化插座接线端触点部的连接部。优选地，导体的触点部包括用于接合裸IC芯片电极焊盘的升起凸块。
根据本发明的一个方面，适配器插座包括一个容纳芯片开口的基座，和一个用于将裸IC芯片支撑在开口中的罩。该罩包括一个用于接合裸IC芯片并将芯片压入基座内开口中的弹簧柱塞。在基座和罩之间提供互补的相互接合的枢轴装置，在开启和关闭位置之间，将罩控制在基座上做枢轴运动。在基座和罩之间提供互补的相互接合的锁定装置，将罩控制在关闭位置。
根据本发明的另一个方面，一个复合片层安装在适配器插座上，如在适配器基座上，并且导体是复合片层的元件。特别地，导体布置在一个电介质层上，其中导体的连接部伸出超过至少电质层的一个边缘。一个导电接地金属薄片布置在导体对面电介质层的一边。一个电阻涂层淀积在导体上。一个框架安装在复合片层之上的适配器插座的基座上，以形成一个容纳裸IC芯片的开口。
本发明的其它目的，特征和优点可通过下面结合附图的详细描述表现出来。
本发明被相信为新颖的特征用附加权利要求中特性来阐明。本发明，连同它的目的和优点，通过参照下面结合附图的描述得到最好的理解，其中在附图中相同的参考标号表示类似的元件，其中
图1是用于本发明系统中一种老化插座的顶视平面图；图2是沿图1中线2-2的垂直剖面图；图3是根据本发明的原理用于裸IC芯片的适配器插座的剖面图，该插座的盖在其开启位置；图4是与图3类似的图，其盖在它的关闭位置；图5是适配器插座的基座的顶视图；图6是沿图5中线5-5的垂直剖面图；图7是从图6的左手端看过去的侧视图；图8是与适配器插座一起使用的复合片层的局部放大剖面图，其中裸IC芯片示于片层的上部；
图9是复合片层的顶视图，其中省略了排列的电极焊盘；图10是复合片层的底视平面图；图11是一个复合片层的导体之一的一端的局部放大图；图12是示出导体的一端面的放大的垂直剖面图；图13是框架的一区域的局部放大剖面图以说明容纳裸IC芯片的开口结构。
参照详细的附图，首先参照图1和2，一个老化插座(总体上指定为14)，包括一个三部件电介质外壳(总体指定为16)，该三部件的电介质外壳包括一个下部件18、一个上部件20和一个插入件22。多个接线端(总体指定为24)，安装在外壳上，特别是安装在下部件18上。接线端有从下外壳部件的下方伸出的端部或尾部24a，以插入到印刷线路板(未画出)上的合适的孔中。上外壳部件20限定了一个接受器26。插入件22限定了接受器26的底墙26a。接线端24有触点部24b暴露在接受器26内的沿相对面的纵向边，在图1中可最易看见。插入件22在顶部表面内有一纵向槽22a。
通常，老化插座14有一标准结构，其尺寸定为可接受标准半导体或IC芯组件。实质上，上外壳部件20朝下外壳部件18向下移动，可有效地使接线端24的触点部24b微微升起并与IC芯片组件接头接合。
本发明的系统试图应用一个适配器插座，总体指定该适配器插座为30并示于图3和4。该适配器插座包括一个基座(总体指定为32)，和一个罩(总体指定为34)。在基座上的一个枢轴销36延伸在罩上的枢轴轴颈38，以将罩安装在基座上，以便在图3示出的开启位置和图4示出的关闭位置之间，并在箭头“A”(图3)的方向上转动。
更具体地说，与图3和4一起参照图5-7，适配器插头30的基座32包括一个下支持杆40和一个上限位器42。该支持杆可以是导电金属材料，限位器可以是如塑料的电介质材料。上限位器通过如螺钉44的适当的紧固装置从限位器延伸并拧入支持板固定在下支持杆上。一斜面锁钩56从上限位器42向外伸出。通过下文更详细的描述可以理解，基座32安装有一个复合片层，在图3和4中总体或示意地由58表示。一个裸IC芯片60安装在复合片层的开口62内。
图3和4中示出的适配器插座30的罩34包括一个以如塑料材料构成的并有与其模制为一体的枢轴轴颈38的电介质框架64，一个锁臂66通过一个枢轴销68在它的对面端之间可转动地安装到框架64上，锁臂的一个端点66a限定了一个斜面锁钩，与基座32的斜面锁钩56相互咬合，将罩34控制在如图8所示的在基座的关闭位置。为了给罩开锁，罩由螺旋弹簧70在框架64和一个对面锁臂66的端点66b间加载弹力。锁臂66的端点66b沿箭头“B”方向(图8)反着弹簧70的力被向下压迫。这使得锁钩66a在锁臂的对面端点沿箭头“C”方向绕枢轴向外转动，脱离基座的锁钩56的接合，从而打开盖。
仍然参照图3和4，适配器插头30的罩34包括一个将裸IC芯片60压入开口62的弹簧柱塞72。尤其是，柱塞72相反地安装在框架64的通道74内。该通道由通过紧固件78固定在框架的盖76关闭。一对螺旋弹簧80压在活塞72和盖76之间使弹簧产生向基座的压力。当盖34如图4所示关闭在基座上时，活塞72沿箭头“D”方向(图4)反着弹簧80的力向上移动。
在图8～12示出了实质上是一个适配器30的基座32的一部分的复合片层58的结构，首先参见图8-10，复合片层62包括一个电介质或聚酰胺层84，该层84具有粘附在其底部侧的接是金属薄片86。该接地金属薄片起到接地层的作用并可以是如铜或其它金属的导电材料。多个导体88淀积在电介质层上，该导体端接于沿复合片层相面对边缘92间隔开的连接部或焊盘90上。电介质层84在图9中的94处断开，接地金属薄片86在图10中在96处断开，从而连接焊盘90暴露在沿薄片的底部边缘92的区域98内(图10)，以与接线端24(图2)的触点部24b(图1)接合。下文将要描述，导体88端接于裸IC芯片60将要放置的区域100(图9)内的触点部。
复合片层58的导体88在上部有一个电阻涂层102，接受裸IC芯片的开口62由用粘合剂106固定在薄片上的框架104形成。该框架由在一个不锈钢材料薄片蚀刻出开口62制成，或通过电铸或机加工。可选的，框架104也可由绝缘树脂或陶瓷铸成。在开口62处框架有一个斜面或有角度的内边缘108，便于将裸IC芯片60导入开口。
与图8-10一起参见图11和12，每个导体88伸入裸IC芯片接受区域100(图9)并端接于触点部110以分别与的裸IC芯片60外边的电极焊盘112(图8)接合。在图8和12最易看到，触点部110由升起的凸块形成，以便与裸IC芯片电极焊盘形成良好的正面接合。尽管没有在图中特别示出，在裸IC芯片外边的电极焊盘将根据芯片的应用或使用采用给定的排列的形式。相应地，导体88将会伸入区域100(图9)并端接于与裸IC芯片上电极焊盘排列相对应的模式设置的触点部或升起凸块110。为了进一步确保触点部110与裸IC芯片的电极焊盘之间的良好的正面接合，一个弹性或弹性体层114(图8和12)粘附在复合片层的接地金属薄片30的外侧。
整个复合片层58安装在下支持杆40与上限位器42之间的适配器30的基座32(图7和8)上。上限位器装在框架104上顶部，图9中最易看到。实质上，复合片层通过坚固螺钉44卡在上支持杆和上限位器之间。图7示出支持杆40比整个基座窄，并且支持杆的尺寸可装入老化插座的插入件22内的槽22a中。
在使用中，应理解相对较大的老化插座象插座14以及它们的众多精巧接线端相对来说制造起来成本高，象插座14的老化插座可永久地装在测试印刷线路板上。而后，适配器插座30可用于测试不同的裸IC芯片。对于不同的裸IC芯片，主要机械部件(包括基座32及其元件，以及盖34及其元件)不必变换。唯一需要变换的部件是复合片层58。事实上，见图9，针对带有不同电极焊盘排列的不同的裸IC芯片，区域100是在整个复合片层中唯一需要改变的部分。总之，可以理解到在本发明整个系统内的变化中，包括老化插座14，适配器插座30和复合片层58，可用非常小的努力和花费来变换或改变，来适应具有多种电极排列的裸IC芯片。
还应理解到本发明在不脱离它的精神和中心特征的情况下可以具体为其它特定形式。本发明的实施方式和实施例，因此，在所有方面都被认为是说明性的和非限制性的，并且本发明不限于在此给出的细节。
权利要求
1．用于测试带有排列的电极焊盘的裸集成电路(IC)芯片的系统，包括一个老化插座，包括一个具有接受器的电介质外壳，多个接线端安装在外壳上，接线端的触点部暴露在接受器内且端点部从外壳向外伸出；一个适配器插座，将其构造成用于在老化插座的接受器内定位，并包括一个用于可更换地接受裸IC芯片的开口，有触点部暴露在开口内用于接合裸IC芯片电极焊盘的多个导体，和用于接合老化插座接线端触点部的连接部。
2．根据权利要求1的系统，其中所述适配器包括一个内有所述开口的基座和一个用于使基座将IC芯片保持在基座的开口中的罩。
3．根据权利要求2的系统，其中所述罩包括一个用于接合裸IC芯片并将芯片压入基座内开口的弹簧柱塞。
4．根据权利要求2的系统，包括在基座和罩之间互补的相互接合的锁定装置，将罩控制在关闭位置。
5．根据权利要求2的系统，包括在基座和罩之间互补的相互接合的枢轴装置，在开启和关闭位置之间，将罩控制在基座上做枢轴运动。
6．根据权利要求1的系统，其中所述导体的触点部包括用于接合裸IC芯片电极焊盘的升起凸块。
7．根据权利要求1的系统，在适配器插座上包括一个复合片层，所述导体是复合片层的元件。
8．根据权利要求7的系统，其中所述复合片层包括一个导体布置在其上的电介质层。
9．根据权利要求8的系统，其中所述导体的连接部伸出超过至少电质层的一个边缘。
10．根据权利要求8的系统，其中所述复合片层包括一个在导体对面电介质层一边的导电接地金属薄片
11．根据权利要求8的系统，包括一个在导体上的电阻涂层。
12．根据权利要求8的系统，其中所述适配器插座包括一个复合片层上面的限定所述开口的框架。
13．用于测试带有排列的电极焊盘的裸集成电路(IC)芯片的系统，包括一个老化插座，包括一个装有接受器的电介质外壳，多个接线端安装在外壳上，接线端的触点部暴露在接受器内且端点部从外壳向外伸出；和一个适配器插座，将其构造成用于在老化插座的接受器内定位，并包括一个带有用于可更换地接受裸IC芯片的开口的基座，一个将IC芯片保持在开口中的基座罩，和基座上的复合片层，并包括有触点部暴露在开口内用于接合裸IC芯片电极焊盘的多个导体和用于接合老化插座接线端触点部的连接部。
14．根据权利要求13的系统，其中所述复合片层包括一个导体布置在其上的电介质层。
15．根据权利要求14的系统，其中所述导体的连接部伸出超过至少电质层的一个边缘。
16．根据权利要求14的系统，其中所述复合片层包括一个在导体对面电介质层一边的导电接地金属薄片。
17．根据权利要求14的系统，包括一个在导体上的电阻涂层。
18．根据权利要求13的系统，其中所述罩包括一个用于接合裸IC芯片并将芯片压入开口的弹簧柱塞。
19．根据权利要求13的系统，包括在基座和罩之间互补的相互接合的锁定装置，将罩控制在关闭位置。
20．根据权利要求13的系统，包括在基座和罩之间互补的相互接合的枢轴装置，在开启和关闭位置之间，将罩控制在基座上做枢轴运动。
21．根据权利要求13的系统，其中所述导体的触点部包括用于接合裸IC芯片电极焊盘的升起凸块。
22．用于带有排列的电极焊盘的裸集成电路(IC)芯片的插座，包括一个带有用于可更换地接受裸IC芯片的开口的基座；基座上的复合片层，并包括有升起凸块形状的触点部暴露在开口内用于接合裸IC芯片电极焊盘的多个导体，和在基座周边用于与电子器件接线端接合的连接部；和一个将IC芯片保持在基座内的开口的基座上的罩。
23．根据权利要求22的插座，其中所述罩包括一个用于接合裸IC芯片并将芯片压入基座内开口的弹簧柱塞。
24．根据权利要求22的插座，包括在基座和罩之间互补的相互接合的锁定装置，将罩控制在关闭位置。
25．根据权利要求22的插座，包括在基座和罩之间互补的相互接合的枢轴装置，在开启和关闭位置之间，将罩控制在基座上做枢轴运动。
26．根据权利要求22的插座，其中所述复合片层包括一个导体布置在其上的电介质层。
27．根据权利要求26的插座，其中所述导体的连接部伸出超过至少电质层的一个边缘。
28．根据权利要求26的插座，其中所述复合片层包括一个在导体对面电介质层一边导电接地金属薄片。
29．根据权利要求22的插座，包括一个在导体上的电阻涂层。
30．根据权利要求22的插座，其中所述基座上的复合片层包括一个限定所述开口的框架。
全文摘要
用于测试带有排列的电极焊盘的裸集成电路(IC)芯片的系统,一个老化插座,包括一个装有接受器的电介质外壳。外壳上的多个接线端,包括暴露在接受器内触点部和从外壳向外伸出的端点部。一个适配器插座构造成用于在老化插座的接受器内定位,并包括一个用于可更换地接受裸IC芯片的开口。带有触点部暴露在开口内用于接合裸IC芯片电极焊盘的多个导体。导体的连接部接合老化插座接线端的触点部。导体在作为适配器插座的一个部件的复合片层上形成。
文档编号G01R31/28GK1304194SQ00137628
公开日2001年7月18日 申请日期2000年12月27日 优先权日1999年12月28日
发明者前田龙, 土井学 申请人:莫列斯公司
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