專利名稱：用于表面安裝裝置封裝體的測試固定件的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及表面安裝封裝體內的電裝置的老化和測試。尤其地，它涉及在老化和測試期間用來安裝和固定電裝置封裝體的方法和裝置，并涉及在不損害電裝置、裝置封裝體、它的互聯終端或者測試插座及沒有產生信號失真的情況下，在這些封裝體的密接地間隔開的輸入/輸出終端焊盤或者引線處形成并保持可靠的電接觸。
為了減少從芯片到外部電路的總引線長度并且在封裝體的輸入/輸出終端之間提供足夠大的間隔，高管腳計數裝置有時安裝在封裝體內，在該封裝體內，輸入/輸出終端呈導電焊盤或者焊點的形式，并形成在封裝體的一個或者多個表面上。這些焊盤常常布置成排，這些排平行于一個表面的圓周邊緣并且鄰近它，而這些焊盤的表面與封裝體的底表面共面并且平行(但稍低)。焊盤可以布置成其它模式如平行排，這些排在格柵模式中覆蓋住整個底表面；鄰近底表面中心聚集的焊盤；或者以上布置的各種組合。因此，這種裝置封裝體(公知為焊盤格柵陣列或者LGA型封裝體)可以安裝在電路板或者類似物的表面上的電路圖形上，以便終端焊盤可以結合到電路板上的匹配焊盤或者焊點上。
在許多情況下，最好在驗收和裝配到電路板之前測試和/或老化完工的裝置封裝體。雖然通過焊接可以使終端焊盤直接并永久地表面安裝在電路板上，但是難以在不損害或破壞焊盤、封裝體或者封閉的裝置芯片的情況下與每個焊盤形成并保持暫時的電接觸。為了可靠地測試和老化這種封裝體，封裝體一定得暫時安裝在可重復使用的插座或者固定件內，該插座或者固定件在輸入/輸出焊盤和外部電路之間形成精確的互連而不會產生信號失真問題，且不會在結構上損壞裝置封裝體。
當封裝體的尺寸減小并且焊盤的數目增加時，焊盤的尺寸和間距變得更小了。當然，更小的、更加密接地間隔開的焊盤更加難以與測試探針或者類似物接觸。此外，當包含有高頻裝置時，長的或者重的接觸管腳不能被用來把外部電路連接到輸入/輸出焊盤以進行測試，因為，尤其在密接地間隔開從而接觸密接地間隔開的焊盤時，這種接觸管腳會引起不良的信號失真。
傳統(tǒng)的老化和測試裝置采用了測試插座，這些插座安裝在老化板上，而測試或者老化插座的、管腳出來的引線在傳統(tǒng)的通孔固定件中穿過插座的底部和電路板內的通孔。使用傳統(tǒng)固定件使高頻裝置與外部電路互連可能產生不良的信號失真，這是因為高密度的并行終端引線穿過了該電路板。
現在設計出了小型表面安裝裝置封裝體，該封裝體在其一個表面上具有高度密接地間隔開的輸入/輸出終端焊盤。這種裝置封裝體由于具有非常小的尺寸、形狀和實際結構，因此在不引起損害且必須與所有的輸入/輸出終端焊盤處于較好電接觸的情況下極難處理。因此，最好該裝置設計成在該裝置中，這種小型封裝體容易暫時安裝(最好通過自動安裝)，并且借助于老化和類似作用進行測試和/或應力測試，而不會損害裝置封裝體或者產生信號失真問題。
當彎曲板沿著第一方向相對于導向板和支撐底板進行運動時，它使接觸指彎曲，因此使接觸指的端部移向彎曲板。當沿著相反的方向進行移動時，接觸指的曲度減少并且端部向外移過導向板和支撐底板中的導向器。當接觸指的端部向外移動時，它們接合LGA型封裝體上的終端焊盤，這些終端焊盤安裝成鄰近導向板和電路板或者類似物上的終端焊盤，而支撐底板安裝在該電路板或者類似物上。由于LGA型封裝體上的焊盤和電路板的焊盤之間的間隔由固定裝置的尺寸大小來確定，所以施加到接觸焊盤上的接觸壓力可以借助于彎曲板的移動而進行精確控制。借助于使接觸指進行彎曲來延伸和縮回接觸指的端部，還可以引起接觸指的端部稍稍橫向移動(沿著與彎曲板的運動方向相反的方向)，因此接觸指的端部稍稍摩擦終端焊盤的表面，從而確保具有較好的電接觸。
每個接觸指的一個端部支撐在導向板上，而另一端部支撐在支撐底板上。每個接觸指限制成在測試時，它的端部只軸向運動，并且與支撐板和裝置封裝體上的輸入/輸出焊盤表面精確對準。由于接觸指的端部限制成只軸向移動，因此極小直徑的接觸指可以用來接觸非常小的、密接地隔開的終端焊盤。由于接觸指非常小并且相對較短，因此它們具有非常小的質量。因此，使電容、電感和阻抗所產生的信號失真達到最小。更加重要的是，輸入/輸出焊盤和接觸管腳所連接的外部電路之間的實際距離(引線長度)達到了最小。
本發(fā)明的互連布置可以用來測試和老化封裝體內的極高頻率裝置而不會產生信號失真問題，其中封裝體采用了非常密接地隔開的終端焊盤。由于設計和操作簡單，因此本發(fā)明的插座裝置可以由各種現有材料制成。由于插座從頂部裝載，因此可以采用自動過程來裝載和卸載插座而不會損害裝置封裝體或者插座，并且該裝置封裝體的頂表面被露出來從而冷卻和/或連接散熱器。


從結合附加的權利要求和附圖的下面詳細描述中，可以更加容易理解本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點，在附圖中圖1是具有本發(fā)明固定件的優(yōu)選實施例的焊盤格柵陣列裝置封裝體的組件的分解透視圖；圖1A是圖1的固定裝置的頂表面的放大局部視圖；圖1B是圖1的焊盤格柵陣列裝置封裝體的焊盤格柵陣列表面的放大局部視圖；圖2是沿線2-2截取的、圖1的固定裝置的局部剖視圖，它示出了固定裝置處于打開位置時的接觸指的位置；圖3是沿線2-2截取的、圖1的固定件的局部剖視圖，它示出了焊盤格柵陣列封裝體已經插入插座并且插座處于關閉位置時的接觸指的位置；及圖4是沿圖1的線4-4截取的、圖1的固定件的局部剖視圖。
圖1B圖解了傳統(tǒng)LGA型封裝體10，該封裝體具有輸入/輸出終端焊盤12，這些焊盤的底表面11布置成格柵陣列。焊盤12典型地是導電性較好的金屬如金或者類似物，它們與封裝10內的電路進行電連接，并且這些焊盤在底表面11上布置成與電路板或者應用傳統(tǒng)表面安裝技術的類似物上的相應焊盤、焊球或者類似物對準并且焊接起來。形成這種終端的各種方法是公知的并且沒有形成本發(fā)明部分。當然，焊盤12的數目和布置依賴于封裝體10和封閉于封裝體10內部的芯片或若干芯片的形狀和尺寸。當表面上的焊盤12密度增加時，焊盤變得更小了，并且焊盤之間的間距減小了。顯然，在密接地隔開的焊盤的表面上形成可靠的暫時電接觸需要非常小的接觸管腳，這些管腳一定得保持精確對準。
具有本發(fā)明固定件的優(yōu)選實施例的LGA型封裝體10的工作構造如圖1所示。該裝置封裝體10具有底平面11(參見圖1B)，而在該底平面上形成了若干終端焊盤12。LGA型封裝體10設置在固定件20內的導向板21的頂表面上或者平行于它，并且設置成使每個終端焊盤12的表面與導向板21內的小孔22對準?？烧{整的對準模板13可以用來容納各種尺寸大小和形狀的封裝10，并且使焊盤12與小孔22對準。鉸鏈蓋14或者其它傳統(tǒng)封閉機構把LGA型封裝體10與導向板21的頂表面牢牢地固定起來。
在圖解的實施例中，導向板21和支撐底板25相互之間以固定間隔的關系而支撐在殼體30內。導向板21具有若干小孔22，這些小孔22從它的第一表面23延伸到它的第二表面24，這些小孔22的作用是為接觸指40進行導向。支撐底板25具有相應的導向器26，該導向器26從它的內表面27延伸到它的外表面28。導向板21和支撐底板25以平行地間隔開的關系支撐在殼體30內，以致支撐底板25的內表面27與導向板的第二表面24間隔開。導向板21的小孔22和支撐底板25的小孔26相互之間以固定關系對準。在圖解的實施例中，導向板21的這些小孔22與支撐底板25的小孔26直接對準。但是，只要在每對導向器22、26之間保持直接關系，那么不需要直接相應的對準。
細長的接觸管腳或者接觸指40支撐在每對導向器22、26中，以便鄰近第一端42的端部41設置在導向器22內，而鄰近第二端44的端部43設置在相應的導向器26內。第一端部41和第二端部43借助于細長的中心部分或者支柱45來連接。鄰近第二端部43的、擴寬的小突出部46(參見圖4)松散地限制在支撐底板25的內表面27和擋板50之間，而擋板50平行于支撐底板25的內表面27并且與之隔開。擋板50內具有若干小孔51，這些小孔與支撐底板25中的導向器26對準。
小孔51和導向器26的尺寸是這樣的使支柱45和第二端部43容易通過那里，但是可以防止小突出部46通過那里。擋板50的表面與支撐底板25的內表面27間隔開，從而松散地把小突出部46擋在那里。因此，接觸指40的軸向運動被限制住了，因此第一端部41不會從導向板21的導向器22中完全移開，而第二端部43不會從導向器26中完全移開。端部41和43各自在導向器22和26中進行軸向移動，但是，這種軸向運動受到限制，并且導向器22、26的尺寸大小可以防止接觸指40進行其它的運動。
彎曲板60支撐在導向板21和支撐底板25之間，并且平行于它們。彎曲板60內布置有小孔61，該小孔61的布置與導向器22在導向板21上的布置及導向器26在支撐底板25中的布置相一致。彎曲板60設置成使每個接觸指40的支柱45可以直接通過小孔61。但是，所安裝的彎曲板60響應凸輪65的旋轉而在平行于導向板21的第二表面24和支撐底板25的內表面27的平面內進行橫向運動。
如圖2所示一樣，當凸輪65旋轉從而使凸起66與彎曲板60的端部接合并且使彎曲板橫向移動(移向圖2所示的左邊)時，接觸指40的端部42、44向內運動(向著彎曲板60)。這使得接觸指40彎成弧形，并且減少了端部42、44之間的距離，從而把接觸指40設置在“開”位置上。
借助于使互連電路伸展橫過板的表面并且減少并行引線的長度，測試和老化插座的表面安裝可以使串話干擾、無功電容等所引起的信號失真達到最小。相應地，固定件30直接安裝在電路板70、老化板或者類似物的表面上，電路板70、老化板或者類似物在表面上具有表面安裝接觸焊點71，這些焊點以與LGA型封裝體的、管腳出來的軌跡相一致的模式進行布置。因此，固定件30在板的焊點71和LGA封裝的焊盤12之間提供了直接接觸。當然，應該知道，固定件30可以設置成使第二端44進行伸展，因此使從管腳出來的軌跡擴大。
就安裝在板70上的固定件30而言，LGA型封裝體設置成鄰近導向板21的頂表面，而它的焊盤12與導向板21的導向器22對準。隨著凸輪65進行旋轉從而凸起66把彎曲板60推向圖2所示的左側上，接觸指40的端部42、44各自與焊盤12和焊點71對準，但是稍稍各自與它們隔開。安裝插座借助于旋轉凸輪65來關閉，因此彎曲板60沿著相反的方向移動(移向圖3所示的右邊)。可以借助于任何合適裝置如彈簧(未示出)或者凸輪如凸輪65，使彎曲板移動到關閉位置上。當選擇合適的材料后，接觸指40可以具有足夠的記憶力從而沿著返回到松馳(未偏壓)位置的方向上移動彎曲板60。當彎曲板60移動到圖3所示的右邊時，端42、44向外移動并且借助于導向器22、26來進行導向，各自接合焊盤12和焊點71的表面。
應該注意到，當端42、44向外移動時，它們也稍稍橫向移動，因為接觸指40的曲度減小了。因此，端42、44稍稍刮削它們接合的表面，從而除去任何氧化物并且確保與接觸指40具有較好的電接觸。盡管彎曲板60使所有的接觸指40同時移動，但是每個接觸指所施加的壓力與其它接觸指無關。借助于選擇接觸指40的成分、大小和形狀及控制彎曲板60的運動，在每個接觸指的接觸端42、44處所施加的壓力可以得到精確控制。
在優(yōu)選實施例中，接觸指40是薄的平帶或者條，導向器22、26是相應形狀和尺寸的小孔，這些小孔把接觸指的運動限制成只是軸向運動。但是，容易認識到，只要導向器22、26控制接觸指40的端的運動方向，那么接觸指40和導向器22、26可以采用其它形狀。
最好，彎曲板60設置在導向板21和支撐底板25之間的大約中間位置上，并且相對于導向板和支撐底板進行橫向運動。但是容易知道，其它布置也可以產生類似的效果。例如，彎曲板60和導向板21或者支撐底板25可以保持固定，并且其它的相對于那里可以運動。同樣地，如果小突出部和彎曲板的尺寸大小合適并且設置的位置合適，那么擋板50的功能可以借助于彎曲板60來實現。
應用傳統(tǒng)技術可以由容易得到的材料來制造出本發(fā)明固定裝置的所有零件。當然，當固定裝置用作老化插座時，一定得選擇這樣的材料該材料可以承受有關溫度并且可以重復使用。還應該明白，應用傳統(tǒng)技術，可以使裝置封裝體10的裝載和卸載容易自動化。
同樣，雖然圖解的實施例采用模板13和蓋14以相對于導向板21來取向并且固定圖1所示的那種LGA型封裝體，但是各種其它結構也可以用來安放其它種類的封裝體或者芯片如裸模、倒焊晶片和有引線的封裝體并被成形為如這里所定義的術語一樣的LGA型封裝體。
上面描述中顯而易見的是，本發(fā)明的原理可以用來安裝并且與各種裝置封裝體的終端引線或者焊盤形成暫時的電接觸，而不會有損害裝置或者它的輸入/輸出終端的危險。由于獨特的結構，因此采用本發(fā)明的固定裝置可以用于高頻裝置的老化和/或測試，而不會擔心測試插座或者其與老化板或者其它支撐介質的互連所引起的信號失真。
采用本發(fā)明原理的插座可以被設計和用于采用了各種輸入/輸出終端布置中的任何一種的裝置封裝體的固定、測試和老化。例如，LGA終端焊盤可以布置成多排、中心聚集或者完全的格柵陣列。此外，安裝插座可以設置成容納有引線的裝置封裝，其中引線在制造過程的某一位置上具有這樣的結構在該結構中，這些引線具有可以從下側接觸的表面(如有引線的封裝體，其中引線安裝在模制的導環(huán)中)。
本發(fā)明的插座還可以設計成接觸引線的下側，而在終端引線形成它們的最后形狀之前(或者之后)，這些引線從雙列直插式封裝體、鷗翼式封裝體或者各種其它封裝體延伸出來。唯一的需要是被測試的封裝體具有若干共面焊盤或者終端表面，借助于垂直延伸接觸指的端部使這些共面的焊盤或者終端表面可以從封裝體的下側直接被接觸，而這些接觸指的端部電連接外部電路板的表面上的電路和裝置封裝體上的終端焊盤或者引線。
而且，應該明白，本發(fā)明不局限于只固定傳統(tǒng)封閉裝置的封裝體。輸入/輸出終端焊盤有時形成于裸片或者倒焊晶片裝置上，從而與多芯片封閉封裝中的其它片或者支撐介質形成電互連。例如，具有終端焊盤的若干裸片有時安裝在一個支撐介質，而該支撐介質安裝在一個封閉的封裝體內。常常最好的是，裝配之前測試這些芯片，因此最后只有“已知較好的模”安裝在多芯片裝置中。這些芯片的特征在于在它的一個表面上具有輸入/輸出焊盤，并且可以安裝在采用了本發(fā)明原理的測試插座中。
權利要求
1.一種用來固定LGA型封裝體的裝置，該LGA型封裝體具有若干終端焊盤或者引線，這些焊盤或者引線的表面在基本平行于LGA型封裝體的一個表面的平面內進行延伸，該裝置包括(a)導向件，它具有相對設置的第一和第二表面及若干導向器，這些導向器延伸通過所述第一表面到達所述第二表面，并且布置成與LGA型封裝體的終端表面相一致；(b)支撐底板，它具有相對設置的內主要表面和外主要表面及若干導向器，這些導向器延伸通過所述內表面到達所述外表面，該支撐底板與所述導向件以間隔開的關系而被支撐，因此所述內表面基本上平行于所述導向件的所述第二表面，并且與它間隔開，而所述支撐底板的導向器布置成與所述導向件的導向器相對應；(c)彎曲板，它具有小孔，這些小孔基本與所述導向件的導向器相對應，該彎曲板設置在所述導向件和所述支撐底板之間，并且適合于相對所述支撐底板和所述導向件中的至少一個進行橫向運動；(d)若干軸向細長的接觸指，每個接觸指具有第一自由端、第二自由端和細長的支柱，而支柱在所述第一自由端和所述第二自由端之間進行延伸，而鄰近所述第一自由端的所述支柱部分設置在所述導向板的導向器中，鄰近所述第二自由端的所述支柱部分設置在所述支撐底板的導向器中，并且所述支柱通過所述彎曲板中的小孔；及(e)裝置，它相對于所述支撐底板和所述導向件中的至少一個使所述彎曲板橫向移動，從而使每個接觸指彎曲，因此增加或者減少了每個所述接觸指的所述第一自由端和所述第二自由端之間的距離。
2.如權利要求1所述的裝置，它包括用于限制所述接觸指的軸向運動的裝置。
3.如權利要求1所述的裝置，它包括用于把LGA型封裝體固定在所述導向件的所述第一表面的附近的裝置。
4.如權利要求3所述的裝置，它包括(i)LGA型封裝體，它固定在所述導向件的所述第一表面附近；及(ii)電路板，該電路板在至少一個表面上具有電路焊點，該電路板固定在所述支撐底板的所述外表面的附近，而所述接觸焊點與所述支撐底板的所述導向器對準。
5.如權利要求1所述的裝置，其特征在于用來移動所述彎曲板的所述裝置是凸輪。
6.如權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述彎曲板和所述支撐底板相互固定起來，并且所述導向板相對于它們可以橫向移動。
7.如權利要求6所述的裝置，其特征在于，所述彎曲板和所述支撐底板的功能借助于一個單一結構來實現。
8.如權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述彎曲板和所述導向板相互固定在一起，所述支撐底板相對于它們可以橫向運動。
9.如權利要求1所述的裝置，它包括(i)擋板，它設置在所述導向件和所述底板支撐之間并且具有小孔，這些小孔布置成與所述導向件和所述支撐底板的導向器相一致；及(ii)所述接觸指上的小突出部，這些小突出部設置在所述擋板和所述支撐底板之間，這些小突出部不能通過所述擋板中的小孔。
10.一種用于LGA型封裝體的固定裝置，它包括(a)支撐底板，它具有若干導向小孔，這些小孔延伸通過它(b)導向板，它與所述支撐底板隔開并且具有導向小孔，這些小孔延伸通過導向板，并與所述支撐底板的導向小孔相對應；(c)若干接觸指，它們具有第一自由端部分和第二自由端部分，接觸指懸掛在所述支撐底板和所述導向板之間，而第一自由端部分設置在所述導向板的導向小孔中，第二自由端部分設置在所述支撐底板的導向小孔中；及(d)使所述接觸指彎曲的裝置，因此增加或者減少了自由端之間的距離。
11.一種在LGA型封裝體的終端焊盤和電路板或者類似物上的電路焊點之間形成電接觸的方法，該方法包括這些步驟(a)支撐具有輸入/輸出終端焊盤的LGA型封裝體，這些焊盤與具有電路焊點的電路板間隔開，而電路焊點與所述LGA型封裝體上的所述輸入/輸出終端焊盤相一致，(b)把固定件固定在所述LGA封裝和所述電路板之間，該固定件具有(i)具有導向孔的支撐底板，它鄰近所述電路板，而所述導向孔與所述電路焊點對準；(ii)具有導向孔的導向板，這些導向孔與所述LGA型封裝體上的終端焊盤對準；及(iii)接觸指，每個接觸指具有第一自由端部分和第二自由端部分，接觸指懸掛在所述支撐底板和所述導向板之間，而每個接觸指的第一自由端部分可移動地安裝在所述導向板的導向小孔中，所述接觸指的第二自由端部分可移動地安裝在所述支撐底板的導向小孔中；及(c)交替地使所述接觸指沿第一方向彎曲從而減少其端部之間的距離和使所述接觸指沿第二方向彎曲從而增加端部之間的距離，并且推動每個接觸指的一端與所述LGA型封裝體上的輸入/輸出終端焊盤形成接觸，而該每個接觸指的另一端與所述電路板上的電路焊點形成接觸。
全文摘要
一種LGA型封裝體的測試固定件，其使用弧形接觸指以在LGA型封裝體上的焊盤和電路板或者類似物上的表面安裝電路之間形成電接觸。該固定件包括具有導向孔的導向件，該導向件與具有相應導向孔的支撐底板隔開。設置在導向板和支撐底板之間的彎曲板可以進行橫向的相對運動，從而增加或者減少每個接觸指的端部之間的距離，因此使接觸指的端部與鄰近導向板而安裝的LGA型封裝體和電路板上的電路焊點連接或者脫開，而測試固定件安裝在該電路板上。
文檔編號H01L21/66GK1399322SQ0112033
公開日2003年2月26日 申請日期2001年7月26日 優(yōu)先權日2001年7月26日
發(fā)明者韋恩·K·普拉夫 申請人:韋恩·K·普拉夫