專利名稱：Ic插座及ic測試裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種IC測試裝置，特別涉及一IC插座的結(jié)構(gòu)，被測試的半導(dǎo)體器件(被測試的IC)放置在該IC插座上用于電聯(lián)接，該IC插座在接觸穩(wěn)定性方面是優(yōu)良的。
圖5是一示意性視圖，表示現(xiàn)有技術(shù)中這種類型IC插座的外觀，圖6示出其詳細(xì)結(jié)構(gòu)。IC插座11包括一其中承載著大量探測針12的塑料外殼13。在所示實例中，IC插座11適于接收CSP(芯片尺寸封裝)如BGA(球柵陣列)，并具有由幾十個探測針12形成的柵陣列。可以理解，在圖5中用符號表示的探測針12僅用于表示針陣列的位置。
如圖6所示，每個探測針12包括一金屬管14，一在該管一端與之固定成一體的固定柱塞15，及一設(shè)置在相對端并由一螺旋彈簧16偏壓的可移動柱塞17。管組件18包括管14，固定柱塞15通過外殼13和底蓋板21固定到位，管組件的一端部容納在穿過外殼13形成的通孔19中，另一端部容納在穿過底蓋板21形成的通孔22中。底蓋板21由樹脂制成，并通過圖6中未示出的螺栓緊固到外殼13上。
在使用中IC插座11安裝在一插座板上，將被測試的器件以受測試的狀態(tài)連續(xù)安裝到IC插座上。圖7示出探測針12在測試過程中是如何工作的。特別地，圖7A示出在IC插座11安裝到插座板23上之前的探測針12；圖7B示出在IC插座11已經(jīng)安裝到插座板23上之后的探測針12；圖7C示出當(dāng)要測試的器件24安裝到IC插座11上時的探測針12。
當(dāng)IC插座11安裝到插座板23上時，探測針12上的可移動柱塞17由圖7B中所示插座板23上的電極墊25向上推動，從而整個探測針12被向上移動，直到形成于管子14外周邊的止動裝置14壓靠在外殼13的內(nèi)壁13a上。電極墊的進(jìn)一步推動強(qiáng)迫可移動柱塞17進(jìn)入管子中壓住螺旋彈簧16，因而可移動柱塞17和電極墊25由螺旋彈簧16的恢復(fù)力保持壓力接觸。
圖7C表示被測試的裝置24是一將焊球24a作為端子的BGA。當(dāng)被測試的裝置24放置到IC插座11上時，焊球24a壓在固定柱塞15上，因而管組件18向下移動，而螺旋彈簧16被進(jìn)一步壓縮，因此焊球24a和固定柱塞15通過螺旋彈簧16的恢復(fù)力保持壓力接觸。
測試完成后，被測試的裝置24被取下，因而管組件18向上移動回到如圖7B所示的位置。
如上面所討論的，注意到常規(guī)的IC插座11被配置成這樣，即當(dāng)被測試的裝置24從插座上取下和安裝到其上時，管組件18分別向上和向下移動。
但這樣建造的IC插座11經(jīng)常遇到一種情況，即使被測試的裝置24已經(jīng)被取下，管組件18也不能回到其原來的位置。也就是說，經(jīng)常發(fā)生管組件18保持在被推進(jìn)的狀況這種情況，因而當(dāng)將下一被測試的裝置24放置到插座上時，在插座和器件之間不能建立良好的接觸。
這種接觸失敗的發(fā)生導(dǎo)致測試的失敗。如果重新進(jìn)行測試來確定測試失敗是由于被測試裝置24本身失敗還是由于IC插座11的接觸失敗造成的，這將導(dǎo)致測試所需要平均工時量的增加。此外，由于即使重新測試也不能確保這種失敗彼此區(qū)分開，這導(dǎo)致了生產(chǎn)的退化。由于這種原因，管組件18不能回到其初始位置就變成一嚴(yán)重的問題。
管組件18不能回到初始位置是由于管子14的滑動能力下降引起的。更特別的是，如上所述，管子14繞其外圓周設(shè)置了一止動凸臺14a。止動凸臺14a是通過切削加工去除通過拉拔工藝制成的小型管子14的止動凸臺14a形成部分之外的其余外圓周材料而形成的。因此，管子14的滑動表面是機(jī)加工表面，表面粗糙度很差，因此這些表面刮擦或磨損外殼13和底蓋板21的相對滑動表面同時產(chǎn)生摩擦屑，這些摩擦屑將聚積在管子14和通孔19,22之間的縫中，導(dǎo)致很差的滑動能力。
還注意到，管子14被配置成通過外殼13中的通孔19和底蓋板21中的通孔22定位，從而沿著孔壁滑動。因此，例如如果在外殼13和底蓋板21之間的組裝有一些沒對準(zhǔn)，并因而相對的通孔19和22彼此不在一條直線上，就會在管子14上施加徑向力而降低管子的滑動能力，導(dǎo)致滑動阻力增加，并因而出現(xiàn)磨擦屑更可能產(chǎn)生的情況。
因此，本發(fā)明的一目的是提供一種IC插座，它克服了現(xiàn)有技術(shù)中IC插座的上述缺點，同時具有高接觸穩(wěn)定性，而不會降低滑動能力。
本發(fā)明的另一目的是提供一裝有這種具有高接觸穩(wěn)定性的IC插座的IC測試裝置。
根據(jù)本發(fā)明，IC插座包括一外殼和一整體固定在一起的底蓋板，該外殼和底蓋板分別具有一排貫穿其中形成的通孔，外殼中的通孔與底蓋板中的通孔彼此相對對準(zhǔn)，在每對所述相對對準(zhǔn)的通孔中安裝和固定一探測針；每個所述探測針包括一管組件，該管組件包括一管和一固定柱塞，該管具有一變窄的端部和一環(huán)繞所述管兩相對端之間的外部圓周形成的凸緣形式的止動裝置，該固定柱塞固定地裝配在所述管的另一端中；一可移動柱塞，該可移動柱塞具有一裝在所述管中并由所述變窄一端限制從中軸向移動的底部和一從所述底部延伸穿出該變窄一端并適于與被測試器件的一端壓力接觸的延伸部；一第一彈性元件，該第一彈性元件裝在所述管中，沿著使可移動柱塞伸出該變窄一端的方向推動所述可移動柱塞；和一環(huán)繞該管并設(shè)置在外殼的內(nèi)表面與止動裝置之間的第二彈性元件，其中管組件被固定到位時其相對端部裝在相應(yīng)一對相對對準(zhǔn)的通孔中，止動裝置由第二彈性元件推動而緊靠所述底蓋板的內(nèi)表面，從而使所述固定柱塞的前端伸出所述底蓋板的外表面之外。
因此應(yīng)該理解，當(dāng)被測試器件從插座上取下和安裝到其上時可移動柱塞分別向上和向下移動，可移動柱塞沿著表面粗糙度相對較低的管子的內(nèi)圓周表面滑動，從而確保了良好的滑動能力，向IC插座提供高接觸穩(wěn)定性。


圖1是一剖面圖，示出根據(jù)本發(fā)明的IC插座的優(yōu)選實施例的主要部件；圖2是表示圖1中所示IC插座的探測針如何工作的視圖；圖3是表示根據(jù)本發(fā)明的IC插座的另一實施例中的探測針如何工作的視圖；圖4是示意性表示根據(jù)本發(fā)明的IC測試裝置的排列的視圖；圖5是表示現(xiàn)有技術(shù)中IC插座外觀的視圖；圖6是一剖面圖，表示圖5中所示IC插座的主要部件；圖7是表示圖5中所示IC插座的探測針如何工作的視圖。
本發(fā)明將參照附圖進(jìn)行詳細(xì)描述。圖1是一剖面視圖，示出根據(jù)本發(fā)明的IC插座優(yōu)先實施例的主要部件的細(xì)節(jié)。外殼31和底蓋板32分別具有以對應(yīng)于被測試器件端子的陣列貫穿形成的孔33和34。外殼31和底蓋板32整體固定在一起，它們的通孔33和34彼此相互對準(zhǔn)。應(yīng)該注意到，外殼31的外形與圖5所示的外殼13的外形相似。
將底蓋板32固定到外殼31上，探測針35通過圖1中未顯示的螺栓容納在通孔33、34中并固定到位。這些外殼31和底蓋板32可用樹脂制成。還注意到，通孔33和34都是分別具有內(nèi)部擴(kuò)大直徑部分33b、34b和外部小直徑部分33c、34c的臺階孔，分別通過臺肩部分33a、34a彼此分離。
每個探測針35包括一管組件36，一可移動柱塞37和彈性元件。
管組件36包括一管子38和一固定柱塞39。管子38是由拉拔工藝制成的小型管子，具有一凸緣形式的止動裝置38a和一變窄的端部38b，該凸緣通過在外表面上進(jìn)行機(jī)械加工而環(huán)繞管子相對端部之間的外圓周形成。固定柱塞39固定地裝配在管子38的另一端，并終止于一圓錐形端部。圖1中，38c表示固定柱塞39已經(jīng)鉚接到管子上的一沖孔標(biāo)志。
可移動柱塞37包含一底部37a，該底部37a裝在管子38中，并由變窄的一端38b限制從中軸向抽出，及一延伸部分37b，該延伸部分37b穿過變窄端部38b從底部延伸出來，并適于與被測試器件的端子壓力接觸。盡管在附圖中只是概括表示，延伸部分37b終止于四個圓周上均勻分布的凸起，從而確保與BGA的焊球之間良好的接觸。
本例子中示出一裝在管子38中用于沿著將柱塞延伸到一端38之外的方向推動可移動柱塞37的彈性元件，該彈性元件包括一螺旋彈簧41。應(yīng)該注意到，可移動柱塞37的底部37a的底面緊靠包含一傾斜面的螺旋彈簧41的一端，從而使螺旋彈簧41彎曲成弓形，與管子38的內(nèi)圓周部分接觸。
管子38，固定柱塞39和可移動柱塞37可由銅基合金材料制成，如鈹青銅。
探測針35設(shè)置到位時管組件36的兩相對端部裝在相應(yīng)通孔33、34的小直徑部分33c、34c中。在這種狀態(tài)下，止動裝置38a由一環(huán)繞管子設(shè)置在外殼31的內(nèi)表面與止動裝置38a之間的彈性元件推動而壓靠底蓋板32的內(nèi)表面。
在該例子中圖示了推動止動裝置38a的彈性元件，包括一螺旋彈簧42，該螺旋彈簧42放置在擴(kuò)大的直徑部分33b、34b中，彈簧的一端緊靠在外殼的31的臺肩33a上，而相對端緊靠在止動裝置38a上。這里注意到，止動裝置38a通常緊靠底蓋板32的臺肩34a。在這種狀況下，固定柱塞39的外端延伸到底蓋板32的外表面之外。
現(xiàn)在參照圖2描述上述IC插座43的探測針35的操作。圖2A示出在IC插座43安裝到插座板23上之前的探測針35；圖2B示出在IC插座43已經(jīng)安裝到插座板23之后的探測針35；圖2C示出當(dāng)被測試的裝置24安裝到IC插座43上時的探測針35。
當(dāng)IC插座43安裝到插座板23上時，探測針35上的固定柱塞39由圖2B所示的插座板23上的電極墊25向上推動，因而整個探測針35向上移動而壓縮螺旋彈簧42，因此固定柱塞39和電極墊25通過螺旋彈簧42的恢復(fù)力保持壓力接觸。
當(dāng)被測試的器件(BGA)24放置到IC插座上時，可移動柱塞37由器件的焊球24a壓住并向下移動而壓縮螺旋彈簧41，因此焊球24a和可移動柱塞37通過螺旋彈簧41的恢復(fù)力保持壓力接觸。
有了如上建造的IC插座43，當(dāng)它安裝到插座23上時，管組件36向上移動同時管子38沿著小直徑部分33c,34c滑動。但當(dāng)IC插座安裝到插座板23時這種滑動產(chǎn)生只發(fā)生一次。因此應(yīng)該理解，即使管子38的滑動表面的粗糙度很差，由于滑動產(chǎn)生的磨損屑的積累問題也不大可能發(fā)生。此外，即使在相對的小直徑部分33c、34c之間有任何的不對準(zhǔn)，也不會發(fā)生問題。
另一方面，當(dāng)被測試的裝置24從插座上取下和安裝到其上時，可移動柱塞37分別向上和向下移動，柱塞的底部37a不斷地沿管子38的內(nèi)表面滑動。但是，由于管子38的內(nèi)表面有一通過拉拔工藝形成的光滑表面，像刮擦或磨損屑的產(chǎn)生這樣的問題都不大可能發(fā)生。此外，由于在外殼31和底表面32之間的組裝的不對準(zhǔn)不會對管子的滑動能力有壞的影響，柱塞就能夠重復(fù)可靠的滑動，以提供一極好的接觸穩(wěn)定度。盡管在這個例子中用螺旋彈簧作為推動止動裝置38a的彈性元件，但可以理解，彈性元件并不局限于螺旋彈簧，如果需要的話，其它彈性元件如硅橡膠也可使用。
圖3表示IC插座的一改進(jìn)實施例，該IC插座與上面描述的IC插座43相似，不同之處在于，去掉了螺旋彈簧42。圖3中那些與圖1和圖2中所示IC插座43的元件對應(yīng)的元件用相同的參考數(shù)字表示。
通過該改進(jìn)實施例中的IC插座44，在圖3B中所示IC插座安裝到插座板23上的狀態(tài)下，固定柱塞39的前端與插座板23上的電極墊25接觸，但實際上沒有壓力作用在電極墊上。換句話說，在這種狀況下還沒有建立滿意的電連續(xù)性。但在圖3C所示的狀態(tài)下，固定柱塞39通過被向下移動的可移動柱塞37壓縮的螺旋彈簧41向下推動，因而在圖3C所示的狀態(tài)下，固定柱塞39和電極板25處于壓縮接觸中。
圖4概括示出裝有多個根據(jù)本發(fā)明的IC插座43的IC測試裝置的陣列。IC測試裝置包括一主框架51，一測試頭52和一器件接口部分53。主框架51具有一定時信號發(fā)生器，一圖形發(fā)生器，一格式控制器及安裝在其中的其它裝置。測試頭52包括一驅(qū)動器部分和一比較器部分。
器件接口部分53包括一與測試頭52連接器連接的性能板54，每個上面安裝一IC插座43的插座板23，和同軸電纜55。根據(jù)被測試的器件24的類型設(shè)置了一定量的IC插座43和插座板23。
權(quán)利要求
1．一種IC插座，包括一外殼和一整體固定在一起的底蓋板，所述外殼和底蓋板分別具有一系列貫穿其中形成的通孔，在所述外殼中的通孔與所述底蓋板中相應(yīng)的通孔彼此相對對準(zhǔn)，在每對所述相對對準(zhǔn)的通孔中安裝和固定一探測針；每個所述探測針包括一管組件，該管組件包括一管和一固定柱塞，該管具有一變窄的端部和一環(huán)繞所述管兩相對端之間的外部圓周形成的凸緣形式的止動裝置，該固定柱塞固定地裝配在所述管的另一端中；一可移動柱塞，該可移動柱塞具有一裝在所述管中并由所述變窄一端限制從中軸向移動的底部和一從所述底部延伸穿出該變窄一端并適于與被測試器件的一端子壓力接觸的延伸部；一第一彈性元件，該第一彈性元件裝在所述管中，沿著使可移動柱塞伸出該變窄一端的方向推動所述可移動柱塞；和一設(shè)置在所述外殼的內(nèi)表面與所述止動裝置之間的第二彈性元件，其中所述管組件被固定到位時其相對端部裝在相應(yīng)一對相對對準(zhǔn)的通孔中，所述止動裝置由所述第二彈性元件推動而緊靠所述底蓋板的內(nèi)表面，從而使所述固定柱塞的前端伸出所述底蓋板的外表面之外。
2．一種IC插座，包括一外殼和一整體固定在一起的底蓋板，所述外殼和底蓋板分別具有一系列貫穿其中形成的通孔，在所述外殼中的通孔與所述底蓋板中的通孔彼此相對對準(zhǔn)，在每對所述相對對準(zhǔn)的通孔中安裝和固定一探測針；每個所述探測針包括一管組件，該管組件包括一管和一固定柱塞，該管具有一變窄的端部和一環(huán)繞所述管兩相對端之間的外部圓周形成的凸緣形式的止動裝置，該固定柱塞固定地裝配在所述管的另一端中；一可移動柱塞，該可移動柱塞具有一裝在所述管中并由所述變窄一端限制從中軸向移動的底部和一從所述底部延伸穿出該變窄一端并適于與被測試器件的一端子壓力接觸的延伸部；及一彈性元件，該彈性元件設(shè)置在所述底部與所述固定柱塞之間，用于沿著使可移動柱塞伸出該變窄一端的方向推動所述可移動柱塞，其中所述探測針可沿其中心軸線方向移動，同時所述管組件的相對端部在相應(yīng)一對相對對準(zhǔn)的通孔中安裝和固定到位，所述止動裝置防止所述管組件軸向拉出，其中在所述止動裝置緊靠所述底蓋板的內(nèi)表面狀態(tài)下，所述固定柱塞的前端伸到所述底蓋板的外表面之外。
3．一種IC測試裝置，包括一主框架，一測試頭和一器件接口部分，所述器件接口部分包括一插座板，被測試的器件安裝在該插座板上用于測試所述IC插座包括一外殼和一整體固定在一起的底蓋板，所述外殼和底蓋板分別具有一系列貫穿其中形成的通孔，在所述外殼中的通孔與所述底蓋板中的相應(yīng)通孔彼此相對對準(zhǔn)，在每對所述相對對準(zhǔn)的通孔中安裝和固定一探測針；每個所述探測針包括一管組件，該管組件包括一管和一固定柱塞，該管具有一變窄的端部和一環(huán)繞所述管兩相對端中間的外部圓周形成的凸緣形式的止動裝置，該固定柱塞固定地裝配在所述管的另一端中；一可移動柱塞，該可移動柱塞具有一裝在所述管中并由所述變窄一端限制從中軸向移動的底部和一從所述底部延伸穿出該變窄一端并適于與被測試器件的一端子壓力接觸的延伸部；一第一彈性元件，該第一彈性元件裝在所述管中，沿著使可移動柱塞伸出該變窄一端的方向推動所述可移動柱塞；和一設(shè)置在所述外殼的內(nèi)表面與所述止動裝置之間的第二彈性元件，其中所述管組件被固定到位時其相對端部裝在相應(yīng)一對相對對準(zhǔn)的通孔中，所述止動裝置由所述第二彈性元件推動，從而使所述固定柱塞的前端與所述插座板上對應(yīng)的電極墊保持壓力接觸。
4．一種IC測試裝置，包括一主框架，一測試頭和一器件接口部分，所述器件接口部分包括一插座板，每個插座板上裝有一IC插座，被測試的器件安裝在該插座板上用于測試所述IC插座包括一外殼和一整體固定在一起的底蓋板，所述外殼和底蓋板分別具有一系列貫穿其中形成的通孔，在所述外殼中的所述通孔與所述底蓋板中的相應(yīng)通孔彼此相對對準(zhǔn)，在每對所述相對對準(zhǔn)的通孔中安裝和固定一探測針；每個所述探測針包括一管組件，該管組件包括一管和一固定柱塞，該管具有一變窄的端部和一環(huán)繞所述管兩相對端中間的外部圓周形成的凸緣形式的止動裝置，該固定柱塞固定地裝配在所述管的另一端中；一可移動柱塞，該可移動柱塞具有一裝在所述管中并由所述變窄一端限制從中軸向移動的底部和一從所述底部延伸穿出該變窄一端并適于與被測試器件的一端子壓力接觸的延伸部；及一彈性元件，該彈性元件設(shè)置在所述底部與所述固定柱塞之間，用于沿著使可移動柱塞伸出該變窄一端的方向推動所述可移動柱塞，其中所述探測針可沿其中心軸線方向移動，同時所述管組件的相對端部在相應(yīng)一對相對對準(zhǔn)的通孔中安裝和固定到位，所述止動裝置防止所述管組件軸向拉出，其中所述固定柱塞的前端與所述插座板上對應(yīng)的電極墊接觸。
全文摘要
一種IC插座,包括一外殼和一底蓋板,一探測針安裝和固定在彼此相對對準(zhǔn)貫穿形成的在每對相對對準(zhǔn)的通孔中。其包括:一管組件;一可移動柱塞;和一推動可移動柱塞的螺旋彈簧。該管組件被固定到位時其相對端部裝在該通孔中,止動裝置由一第二螺旋彈簧推動而緊靠底蓋板的內(nèi)表面,從而使固定柱塞的前端伸到底蓋板的外表面之外。當(dāng)被測試器件從插座上取下和安裝上時可移動柱塞分別向上和下移動。盡管不斷進(jìn)行滑動,滑動能力并不會降低。
文檔編號G01R1/073GK1323457SQ99811988
公開日2001年11月21日 申請日期1999年11月17日 優(yōu)先權(quán)日1999年11月17日
發(fā)明者渡邊文男, 竹下覺 申請人:株式會社愛德萬測試