專利名稱：封裝后強(qiáng)化測試的結(jié)構(gòu)與方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明與一種封裝后測試的接觸裝置以及方法有關(guān)，特別是有關(guān)于利用導(dǎo)電微彈簧(micro spring)的接觸壓力的改良式結(jié)構(gòu)，可以應(yīng)用于一般傳統(tǒng)封裝或是晶圓型態(tài)封裝(wafer level packaging)，以提升強(qiáng)化測試(burn-in)接觸的結(jié)構(gòu)與方法。
背景技術(shù)：
隨著電子元件尺寸的縮小化后，在集成電路的制造過程上出現(xiàn)許多新挑戰(zhàn)。且由于電腦以及通信技術(shù)的蓬勃發(fā)展，伴隨需要的是更多不同種類與應(yīng)用的電子元件。例如，由語音操作的電腦界面或其他通信的界面均需要許多的存儲元件以及不同類型的半導(dǎo)體元件。是故，集成電路的趨勢仍然會朝向高積集度發(fā)展。隨著半導(dǎo)體技術(shù)的快速演進(jìn)，電子產(chǎn)品在輕薄短小、多功能速度快的趨勢的推動下，集成電路(IC)元件的輸入/輸出(I/O)數(shù)目不但越來越多密度亦越來越高，使得封裝元件的引腳(pin)數(shù)亦隨的越來越多，速度的要求亦越來越快。半導(dǎo)體晶片通常個別地封于塑膠或陶瓷材料的封裝體的內(nèi)。封裝體的結(jié)構(gòu)必須可以保護(hù)晶片以及將晶片操作過程中所產(chǎn)生的熱散出，傳統(tǒng)的封裝亦被用來作為晶片功能測試時之用。
早期的封裝技術(shù)主要以導(dǎo)線架為主的封裝技術(shù)，利用引腳做為信號的輸入以及輸出。而在高密度輸入以及輸出端的需求之下，導(dǎo)線架的封裝目前已不符合上述的需求。目前，在上述的需求之下，封裝也越做越小以符合目前的趨勢，而高密度輸出/輸入(I/O)端的封裝也伴隨球矩陣排列(ball grid arrayBGA)封裝技術(shù)的發(fā)展而有所突破。因此，集成電路(IC)元件承載的封裝趨向于利用球矩陣排列(BGA)封裝技術(shù)。球矩陣排列(BGA)構(gòu)裝的特點是，負(fù)責(zé)輸出/輸入(I/O)的引腳為球狀較導(dǎo)線架封裝元件的細(xì)長引腳距離短且不易受損變形，其封裝元件的電性的傳輸距離短速度快，可符合目前及未來數(shù)字系統(tǒng)速度的需求。隨后所發(fā)展的晶圓型態(tài)封裝(wafer level packaging)更具發(fā)展?jié)摿?，其低成本高性能的封裝技術(shù)將是現(xiàn)今以及未來的趨勢。
此外，在集成電路(IC)封裝之后，不論是傳統(tǒng)封裝或是晶圓型態(tài)封裝，均必須接著進(jìn)行一連串的測試。目前市面上所使用的晶圓型態(tài)封裝的強(qiáng)化試驗(burn-in)與測試底座(test socket)的接觸方法有底下三種方式(1)采用Pogo Pin接觸方式，其缺點是價錢貴以及測試成本較高；(2)金屬探針，其缺點是可靠度中等、價錢高與組裝度較為復(fù)雜；(3)采用薄膜(Membrane)接觸方式，同理，此方法的缺點不僅成本高而且可靠度低。
有監(jiān)于此，本發(fā)明提出的改良式的強(qiáng)化試驗與測試的接觸結(jié)構(gòu)與方法可以改善以上的缺點，也就是說本發(fā)明能產(chǎn)生可靠度高、成本低、組裝簡單與維修容易等優(yōu)點。此外，本發(fā)明可應(yīng)于傳統(tǒng)以及晶圓型態(tài)封裝等領(lǐng)域。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的為提供一封裝的強(qiáng)化試驗與測試的接觸結(jié)構(gòu)與方法，本發(fā)明能產(chǎn)生可靠度高、成本低、組裝簡單與維修容易等優(yōu)點。
本發(fā)明的再一目的在于提供一改良式晶圓型態(tài)封裝的強(qiáng)化試驗與測試的接觸結(jié)構(gòu)與方法，本發(fā)明可應(yīng)于傳統(tǒng)以及晶圓型態(tài)封裝等領(lǐng)域。
依據(jù)部分的一特色，本發(fā)明一種封裝后強(qiáng)化試驗與測試的接觸結(jié)構(gòu)，其特征在于，包含一印刷電路板；固定板，該固定板置位于該印刷電路板上；金屬套筒，該金屬套筒固定于固定板中，該金屬套筒置有接觸用的金屬彈簧，且可與該印刷電路板電性連接，以及與待測物接觸；其中該固定板利于與待測物的表面接觸來達(dá)成該接觸金屬球與該金屬彈簧的接觸壓力維持大致上固定。
其中還包含接觸金屬球如焊錫球附著于該封裝體上。
其中該金屬彈簧固定于該金屬套筒之中，該金屬彈簧的材料包含不銹鋼，其中該金屬套筒是利用一SMT技術(shù)固定于該印刷電路板之上。
其中該印刷電路板為一耐高熱材料，其中該耐高熱材料可以選自FR4、FR5或BT之一。
其中該固定板的高度與該金屬彈簧大致上相當(dāng)，該固定板的材料與該印刷電路板大致上相同，該固定板可由復(fù)數(shù)層板構(gòu)成，最下層板的孔徑最小，最上層的孔徑最大。
依據(jù)本發(fā)明的另一特色，本發(fā)明一種封裝后強(qiáng)化試驗與測試的接觸方法，其特征在于，包含提供一印刷電路板；以及將金屬套筒與固定板固定于該印刷電路板之上，利用置于該金屬套筒內(nèi)的金屬彈簧與封裝體接觸，并利用該固定板的表面來形成該封裝體與該金屬彈簧的接觸壓力。
其中還包含接觸金屬球如焊錫球附著于該封裝體上。
其中該金屬彈簧固定于該金屬套筒之中，該金屬彈簧的材料包含不銹鋼，其中該金屬套筒是利用一SMT技術(shù)固定于該印刷電路板之上。
其中該印刷電路板為一耐高熱材料，其中該耐高熱材料可以選自FR4、FR5或BT之一。
其中該固定板的高度與該金屬彈簧大致上相當(dāng)，該固定板的材料與該印刷電路板大致上相同，其中該固定板可由復(fù)數(shù)層板構(gòu)成，最下層板的孔徑最小，最上層的孔徑最大。


本發(fā)明的較佳實施例將于往后的說明文字中輔以下列圖形做更詳細(xì)的闡述圖1為本發(fā)明的一改良式晶圓型態(tài)封裝的強(qiáng)化試驗與測試的接觸結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方法本發(fā)明揭露一種改良式封裝的強(qiáng)化試驗與測試的結(jié)構(gòu)與方法，可以應(yīng)用于傳統(tǒng)型態(tài)以及晶圓型態(tài)封裝(wafer level packagingWLP)測試的用。本發(fā)明詳細(xì)說明如下，所述的較佳實施例只做一說明非用以限定本發(fā)明。
請參閱圖1，其為本發(fā)明的一改良式封裝后強(qiáng)化試驗與測試的接觸結(jié)構(gòu)示意圖。其中以一BGA型態(tài)封裝100做一說明，非用以限定本發(fā)明。封裝體100包含具有復(fù)數(shù)個接觸金屬球101，上述接觸金屬球101可以為導(dǎo)電材質(zhì)所形成，例如為焊錫球(solder ball)101。
金屬套筒(solder join)102固定于一印刷電路板(PCB)103之上，舉一實施例而言上述金屬套筒102可利用一SMT技術(shù)固定于上述印刷電路板103之上。上述印刷電路板103為一耐高熱材料，例如FR4、FR5或BT等。上述金屬套筒102的特征之一包含其切面的上部開口寬度較底部為寬。所以為達(dá)此目的，固定板104可由復(fù)數(shù)層板構(gòu)成，例如上層板105a、中層板105b與下層板105c。其中下層板105c的孔徑最小，而上層板105a的孔徑最大。當(dāng)然也可以一體成型。
上述金屬套筒102中置有接觸用的微金屬彈簧(micro spring)104，上述微金屬彈簧(micro spring)104固定于上述金屬套筒102之上。上述微金屬彈簧104可與上述焊錫球(solder ball)101接觸，上述微金屬彈簧104的材料為導(dǎo)電材質(zhì)，可以為金屬、合金等，較佳為不銹鋼。焊錫球(solder ball)與金屬彈簧可以達(dá)到自動對準(zhǔn)(self-alignment)、焊錫球(solder ball)與金屬彈簧的接觸壓力固定并且各個焊錫球(solder ball)的壓力獨立。微金屬彈簧104與配置于印刷電路板中的導(dǎo)電電路電性連接。
上述固定板105的高度與金屬彈簧104約略或?qū)嵸|(zhì)相當(dāng)，并且固定板105的材料與印刷電路板103相同或特性近似，例如FR4、FR5或BT等。另外，上述固定板105是置于上述金屬套筒102之間。當(dāng)焊錫球(solder ball)101接觸到金屬彈簧104的后繼續(xù)往下壓，其下壓深度例如為380微米(micro)。因為，上述固定板105的高度與金屬彈簧104相當(dāng)，所以，當(dāng)焊錫球(solder ball)101往下壓的深度不能超過焊錫球(solder ball)101本身的直徑。利用上述固定板105的表面與上述BGA型態(tài)封裝100的表面接觸，可以達(dá)成焊錫球(solder ball)101與金屬彈簧104的接觸壓力固定與位置對準(zhǔn)。
本發(fā)明揭露的改良式晶圓型態(tài)封裝的強(qiáng)化試驗與測試的接觸方法，包含首先，提供一具有復(fù)數(shù)個焊錫球(solder ball)101形成于其上的BGA型態(tài)封裝100；接著，提供一印刷電路板103；然后，將金屬套筒102與固定板105固定于上述印刷電路板103之上，利用置于上述金屬套筒102內(nèi)的金屬彈簧104與上述焊錫球(solderball)101接觸，并利用上述固定板105的表面與上述BGA型態(tài)封裝100的表面接觸來達(dá)成上述焊錫球(solder ball)101與金屬彈簧104的接觸壓力固定與自動位置對準(zhǔn)。
舉一實施例而言上述金屬套筒102可利用一SMT技術(shù)固定于上述印刷電路板103之上。上述印刷電路板103為一耐高熱材料，例如FR4、FR5或BT等。上述固定板105的高度與金屬彈簧104一樣，并且固定板105的材料與印刷電路板103相同，例如FR4、FR5或BT等。另外，上述固定板105是置于上述金屬套筒102之間。上述金屬彈簧104的材料為不銹鋼。
本發(fā)明的改良式晶圓型態(tài)封裝的強(qiáng)化試驗與測試的接觸結(jié)構(gòu)與方法的主要優(yōu)點如下焊錫球(solder ball)與金屬彈簧可以達(dá)到自動對準(zhǔn)(self-alignment)、焊錫球(solder ball)與金屬彈簧的接觸壓力固定并且各個焊錫球(solder ball)的壓力獨立、與封裝外觀大小無關(guān)、金屬彈簧接觸結(jié)構(gòu)壽命長、不易損壞、維修簡單、組裝容易、成本低以及可以使用于多晶粒及晶圓型態(tài)封裝后的強(qiáng)化試驗與測試的接觸。
本發(fā)明以較佳實施例說明如上，然其并非用以限定本發(fā)明所主張的專利權(quán)利范圍。其專利保護(hù)范圍當(dāng)視后附的申請專利范圍及其等同領(lǐng)域而定。凡熟悉此領(lǐng)域技術(shù)的人士，在不脫離本專利精神或范圍內(nèi)，所作的更動或潤飾，均屬于本發(fā)明所揭示精神下所完成的等效改變或設(shè)計，且應(yīng)包含在下述的申請專利范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種封裝后強(qiáng)化試驗與測試的接觸結(jié)構(gòu)，其特征在于，包含一印刷電路板；固定板，該固定板置位于該印刷電路板上；金屬套筒，該金屬套筒固定于固定板中，該金屬套筒置有接觸用的金屬彈簧，且可與該印刷電路板電性連接，以及與待測物接觸；其中該固定板利于與待測物的表面接觸來達(dá)成該接觸金屬球與該金屬彈簧的接觸壓力維持大致上固定。
2.如權(quán)利要求1的封裝后強(qiáng)化試驗與測試的接觸結(jié)構(gòu)，其特征在于，其中還包含接觸金屬球如焊錫球附著于該封裝體上。
3.如權(quán)利要求1的封裝后強(qiáng)化試驗與測試的接觸結(jié)構(gòu)，其特征在于，其中該金屬彈簧固定于該金屬套筒之中，該金屬彈簧的材料包含不銹鋼，其中該金屬套筒是利用一SMT技術(shù)固定于該印刷電路板之上。
4.如權(quán)利要求1的封裝后強(qiáng)化試驗與測試的接觸結(jié)構(gòu)，其特征在于，其中該印刷電路板為一耐高熱材料，其中該耐高熱材料可以選自FR4、FR 5或BT之一。
5.如權(quán)利要求1的封裝后強(qiáng)化試驗與測試的接觸結(jié)構(gòu)，其特征在于，其中該固定板的高度與該金屬彈簧大致上相當(dāng)，該固定板的材料與該印刷電路板大致上相同，該固定板可由復(fù)數(shù)層板構(gòu)成，最下層板的孔徑最小，最上層的孔徑最大。
6.一種封裝后強(qiáng)化試驗與測試的接觸方法，其特征在于，包含提供一印刷電路板；以及將金屬套筒與固定板固定于該印刷電路板之上，利用置于該金屬套筒內(nèi)的金屬彈簧與封裝體接觸，并利用該固定板的表面來形成該封裝體與該金屬彈簧的接觸壓力。
7.如權(quán)利要求6的封裝后強(qiáng)化試驗與測試的接觸方法，其特征在于，其中還包含接觸金屬球如焊錫球附著于該封裝體上。
8.如權(quán)利要求6的封裝后強(qiáng)化試驗與測試的接觸方法，其特征在于，其中該金屬彈簧固定于該金屬套筒之中，該金屬彈簧的材料包含不銹鋼，其中該金屬套筒是利用一SMT技術(shù)固定于該印刷電路板之上。
9.如權(quán)利要求6的封裝后強(qiáng)化試驗與測試的接觸方法，其特征在于，其中該印刷電路板為一耐高熱材料，其中該耐高熱材料可以選自FR4、FR 5或BT之一。
10.如權(quán)利要求6的封裝后強(qiáng)化試驗與測試的接觸方法，其特征在于，其中該固定板的高度與該金屬彈簧大致上相當(dāng)，該固定板的材料與該印刷電路板大致上相同，其中該固定板可由復(fù)數(shù)層板構(gòu)成，最下層板的孔徑最小，最上層的孔徑最大。
全文摘要
本發(fā)明揭露一種改良式的強(qiáng)化試驗的接觸結(jié)構(gòu)與方法，該結(jié)構(gòu)包含一印刷電路板；金屬套筒，上述金屬套筒固定于該印刷電路板之上，上述金屬套筒置有接觸用的金屬彈簧，該金屬彈簧與接觸金屬球接觸；以及，一固定板，金屬套筒配置于上述固定板中，利用該固定板的表面與球列陣(BGA)型態(tài)封裝的表面導(dǎo)電球體接觸來達(dá)成接觸金屬球與金屬彈簧的接觸壓力固定與自動對準(zhǔn)。
文檔編號G01R31/28GK1658379SQ20041000524
公開日2005年8月24日 申請日期2004年2月17日 優(yōu)先權(quán)日2004年2月17日
發(fā)明者楊文焜 申請人:育霈科技股份有限公司