用于检验电子部件的设备的制作方法
【专利摘要】本发明基于用于检验安装在基片（9）上的电子部件的设备，该设备带有可安放在基片（9）的接触面上的检验针（12）。根据本发明，提供框式支承结构（14），该框式支承结构支承基片（9）而使得单独的部件（10）处在支承结构（14）的自由空间内。
【专利说明】用于检验电子部件的设备
【技术领域】
[0001]本发明涉及根据权利要求1的前序部分的用于检验电子部件的设备。
【背景技术】
[0002]为可节约电路板上的空间，应不断提高电子部件的集成密度。为此目的，近期来将不同的部件垂直地且相互在三维上堆叠地连接为所谓的3D-1C。单独的部件的垂直连接优选地通过TSV技术(Through-Silicon-Via)实现。在TSV技术中，单独的水平层之间的连接通过直径大约为5 μ m的垂直的金属连接实现。此3D TSV-1C相对于其基面高度集成且格外稳固地连接。
[0003]通过高度集成所确定的更大的废品率可通过如下方式最小化，即不仅检验制成的IC而且在堆叠时当新的部件与已存在的堆连接且贯通接触时进行测试。因此，可在制造的很早的阶段识别许多故障且甚至可能对其进行维修。
[0004]IC直至其制造位置中处在基片上且在此之后通过锯开而分离。在制造单独的IC前的中间测试因此必须在基片上进行。
[0005]其上可安放检验针的触点处在基片的与部件堆相对的背侧上。在直至1000个检验触点数量以及所需的大约每隔检验针0.2N的压力时，产生了压在IC的很小的面积上的大约200N的力。因为基片很薄，所以在基片内产生了大的机械应力，这可能导致损坏。
【发明内容】
[0006]本发明的任务在于构造用于检验安装在基片上的电子部件的设备，使得在部件制造期间在基片上可执行多个检验步骤而不导致基片、部件和/或基片和部件之间的连接的损坏。
[0007]根据本发明，此任务通过带有权利要求1的特征的用于检验电子部件的设备实现。作为电子部件，考虑所有制成的部件以及在制造期间在其上仍施加另外的层的部件，或还与另外的部件在垂直堆中连接的部件。
[0008]本发明的另外的细节和优点由从属权利要求中得到。
[0009]根据本发明建议了一种框式支承结构，所示支承结构支承基片而使得单独的部件处在支承结构的自由空间内。框式支承结构可通过封闭的框架形成，所述框架也可包括支持基片的其上未安装部件的部分的单独的部分。基片以此区域放在框式支承结构上，其中所述基片随后被锯开以分类制成的部件。
[0010]基片以此方式被支承而使得力不直接作用在很敏感的部件自身上，因为框式支承结构与部件的侧壁具有距离，且支承结构的底部与部件的其上还应安装另外的层的面具有距离。检验针的压力因此可被引导到框式支承结构上，而在此不使得部件或基片被损坏。
[0011]有利地，框式支承结构围绕部件组布置。因此，组可例如通过基片上的一系列部件形成。在带有相对低数量的触点的部件的情况下，部件与更少的检验针接触且受到更低的力的载荷，此时将框式支承结构围绕另外的部件组布置，例如四个部件组的阵列布置是充分可以的。
[0012]如果在基片上总是仅同时检验一行部件，则因此可能有意义的是使对于框式支承结构的组由与之垂直部分的部件行形成。通过此措施，用于部件的组的框式支承结构总是仅同时受到用于单独的部件的检验针的力。
[0013]基片上的部件的数量和布置很不同且取决于部件的类型。在向着所有的侧即向着相邻的部件的每个的方向上部件之间的距离大的情况下，或在检验针的压力大的情况下，有意义的是将框式支承结构围绕每个部件布置。因此，在每个部件的每侧上提供了用于基片的支持，且检验针的压力可更好地被接收。此措施在基片的部件不同时检验而是相继检验时是特别重要的。
[0014]在同时检验多个部件的情况下，特别地在外部部件的情况下，可能出现的是由于检验针在触点面上的压力而使得基片的自由边缘容易地在检验针的方向上翻转，且因此在部件的区域内产生基片内的轻微的弯曲。在一定的情况下，尽管存在框式支承结构也可能出现基片、部件或基片和部件之间的连接的损坏。因此，特别有利的是提供至少一个与支承结构对置的夹元件，所述夹元件在其夹紧位置中将基片垂直于基片平面压在框式支承结构上且保持在此处。
[0015]通过此夹紧可防止基片的自由边缘的翻转，使得因此也可明显地降低基片的弯曲。夹元件可严格而言如在框式支承结构自身的情况中具有框式结构，或可使用多个单独的夹元件，所述单独的夹元件在一起也给出了框式支承结构。
[0016]有利的是将框式支承结构或至少一个夹元件预张紧。通过此措施，可精确地调节夹紧力。夹紧力因此被调节为使得防止基片的可靠的固定防止了所述的应力效应，但不导致基片上的破环性的力。预张紧可例如通过弹簧特别是蝶形弹簧或通过弹性体成型件产生。
[0017]根据本发明，在检验针安放在基片的接触面上之前建立至少一个夹紧力。这可通过使得至少一个夹元件和基片之间的距离小于检验针和基片的接触面之间的距离来实现。当现在框式支承结构与基片向检验针上运动时，首先至少一个夹元件安放在基片上且以至少一个夹元件和框式支承结构之间的所调节的预紧力夹紧基片。仅在此之后，检验针安放在基片的接触面上。特别有利的是，因此至少一个夹元件被预张紧且整合在检验座内，或至少与检验座固定地连接。
[0018]带有检验针的检验座通常通过载荷板与测试头连接。此测试头又通过多个导线与计算机连接。测试头与检验座一起因此被固定位置且不可运动。有利地，因此框式支承结构与安放的基片被压头压向至少一个夹元件和检验针。
[0019]有利地，至少一个夹元件将基片压在围绕部件的组布置的框式支承结构上。此部件的组可由一系列部件形成，例如由四个部件的阵列形成，或由基片上的所有部件形成。
[0020]在布置在另外的部件之间的部件的情况下，可能不出现很强的基片变形，因为压在相邻的部件上的检验针的力也在框式支承结构的方向上压此部件的周围。而对于布置在组的边缘上的部件组且因此至少在一侧上不存在相邻的部件或仅存在很远的相邻的部件的情况，此力仅在带有相邻的部件的侧上存在，但不在“开放的”侧或多个“开放的”侧上存在。因此，特别重要的是在围绕部件的组布置的区域内夹紧基片。
[0021]如果特别地小部件以大距离分布在基片上，则可能有意义的是围绕每个部件夹紧基片。当需要大量的检验针且因此在相对小的位置上使高的压力作用在基片上时，通过此措施可降低基片内的应力，但也降低基片和部件之间的连接位置上的应力。至少一个夹元件因此有利地将基片压在围绕每个部件布置的框式支承结构上。
[0022]如果至少一个夹元件特别宽地设置在一个或多个位置上以实现尽可能高的夹紧效果，则必须一定绝对防止翻转力矩作用在基片上。至少一个夹元件的在宽度上突出出框式支承结构的部分因此在框式支承结构的至少两个平行的部分上支承。通过此措施能可靠地避免翻转力矩。
【专利附图】
【附图说明】
[0023]本发明的另外的细节和优点从根据附图详细解释的实施例的描述中得到。各图为:
[0024]图1示出了根据本发明的用于检验安装在基片上的电子部件的设备的示意性图示，
[0025]图2示出了用于基片的不同的框式支承结构的俯视图，
[0026]图3示出了带有待检验的电子部件的基片的俯视图，
[0027]图4示出了通过检验座的部分和框式支承结构的部分的截面，且
[0028]图5示出了框式支承结构和夹元件的实施形式的侧视图。
[0029]附图标号列表
[0030]I 测试头
[0031]2 载荷板
[0032]3 检验座
[0033]4 压头
[0034]5 螺杆
[0035]6 凹穴
[0036]7 带有框式支承结构的接收部
[0037]8 夹元件
[0038]9 基片
[0039]10 部件
[0040]11 弹性体元件
[0041]12 检验针
[0042]13 凸缘
[0043]14 安放臂
[0044]15 基面
【具体实施方式】
[0045]在图1中图示的设备具有压头5，所述压头5借助于螺杆8可均匀地上下运行。在压头上提供了凹穴6，所述凹穴6含有用于在此图示中不可见的基片的接收部7且与在此未示出的X-Y移动装置一起形成了用于基片9的定位和保持装置(见图3)。
[0046]借助于凹穴6可将基片9高度精确地定位在检验座3下方。在基片9上安装了在图3中图示的部件10。
[0047]在压头5和凹穴6上安装了作为固定的不可运动的模块的测试头I。测试头I和检验座3之间的连接通过载荷板2实现。
[0048]为检验部件10，将压头5向上行驶且以大的力将基片9上的触点压靠检验座3的检验针。部件10与触点相对地安装在基片的下侧上。
[0049]在图2中示出了整合在检验座3内的不同的夹元件8a至8c。接收部7具有如从图2a至图2c中可见的结构。如果部件10如在图3中所图示以行安装在基片9上，则对于接收部7提供了对应于在图2a中所图示的形式的用于靠放基片的框式支承结构。
[0050]如果需要多个检验针且因此每个部件10受到大的力，则更好的是使得基片9在每个单独的部件10的所有侧上被支持。框式支承结构的相应的形式在图2b中示出。在对应于图2b的框式支承结构的变体中提供了板，所述板对于每个部件10具有相应的开口。支承结构的开口定尺寸为使得部件10的边界面不被接触。
[0051]但框式支承结构必须不形成为封闭的结构。在图2c中所示的形式也是可以的。在此所图示的结构可向左继续，使得在此开口中形成的栅格可接收基片9的所有部件10。但也可对于基片9上的部件10的每行提供自己的框式支承结构，即如在图2a至图2c中所示的框式支承结构。
[0052]在检验座3内整合了至少一个夹元件8a至8c。通常，以检验座3总是同时检验多个部件10。夹元件应至少实现为使得基片9总是围绕同时待检验的部件夹紧。因此，例如夹元件8a因此被提供为使得基片9上的一行部件10被同时检验。在检验针的数量很大的情况下有意义的是使用如下夹元件，即所述夹元件不仅在外部围绕同时待检验的部件夹紧，而且如夹元件8b和Sc也在同时待检验的部件之间夹紧基片9。
[0053]因为基片9在部件10的检验期间固定在接收部7内，所以开始支承件结构必须构造为使得基片9在整个检验期间支持在合适的位置处。而在夹紧时，当使用同时检验所有部件10的检验座时，必须仅考虑整个基片。但如果仅同时检验一组部件，即现在检验部件的行或阵列，则基片也必须仅在此区域内被夹紧。类似的情况适用于单独的检验。如果相继地检验所有部件10，则仅夹紧基片的围绕待检验的部件的区域。
[0054]夹元件的形式和框式支承结构的形式必须仅相互配合。因此，可能有意义的是在围绕每个部件支承基片的栅格形框式支承结构中，使用对应于图2a中所示夹元件的夹元件。特别地，如果检验座3应总是同时检验基片9上的一行部件10，则采用此组合。
[0055]根据本发明的设备的另外的细节在图4中示出。检验座3具有其内插入弹性体元件11的空隙。弹性体元件11包含处于预紧力下的夹元件8，而凸缘13防止夹元件8被弹性体元件11从检验座3的空隙压出。在此仅示意性地图示为方框的检验针12也受到预紧力。但其距基片9的距离大于夹元件8距基片9的距离。
[0056]基片9安放在框式支承结构的安放臂14上。框式支承结构定位尺寸为使得在基片9的下侧上的部件10在各处不被接触。基面15也具有距部件10的相应的距离。
[0057]现在，如果带有凹穴6和接收部7的压头4 (见图1)向上行驶，则基片9首先接触夹元件8。通过弹性体元件11所产生的夹紧力立即起作用且尚在检验针12安放在基片9的接触面上之前将基片9固定。因此可明显地降低基片9在检验针12的区域内的弯曲。
[0058]在图5中示出了框式支承结构和夹元件之间的另外的可能的组合。在所图示的实施例中，应总是同时检验基片9上的一行部件。检验座3为此具有大量的检验针12，所述检验针12对应于待检验的部件10的行布置。框式支承结构与其安放臂14和基面15在俯视图中形成了栅格状的网络。
[0059]如在图3中所示，部件的单行具有比相继的行的部件更大的距离。夹元件8在此在宽度上定尺寸为使其到达两个平行的安放臂14上。以此方式可实现高的保持力，而不会由于夹元件8在基片9内引入翻转力矩。
【权利要求】
1.一种用于检验安装在基片(9)上的电子部件的设备，所述设备带有可安放在基片(9)的接触面上的检验针(12)，其特征在于，提供框式支承结构(14)，所述框式支承结构支承基片(9)而使得单独的部件(10)处在支承结构(14)的自由空间内。
2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述框式支承结构(14)围绕部件(10)的组布置。
3.根据权利要求1至2中一项所述的设备，其特征在于，框式支承结构(14)围绕每个部件(10)布直。
4.根据权利要求1至3中一项所述的设备，其特征在于，至少一个框式支承结构(14)提供为与在其夹紧位置中将基片(9)垂直于基片平面压在框式支承结构(14)上且固定在此处的夹元件(8)对置。
5.根据权利要求1至4中一项所述的设备，其特征在于，框式支承结构(14)或至少一个夹元件(8)被预张紧。
6.根据权利要求1至5中一项所述的设备，其特征在于，至少一个夹元件(8)在检验针(12)安放在基片(9)的接触面上之前建立夹紧力。
7.根据权利要求1至6中一项所述的设备，其特征在于，框式支承结构(14)与靠放的基片(9 )被压头(4 )压靠至少一个夹元件(8 )和检验针(12)。
8.根据权利要求1至7中一项所述的设备，其特征在于，至少一个夹元件(8)将基片(9)压在围绕一组部件(10)布置的框式支承结构(14)上。
9.根据权利要求1至8中一项所述的设备，其特征在于，至少一个夹元件(8)将基片(9)压在围绕每个部件(10)布置的框式支承结构(14)上。
10.根据权利要求1至9中一项所述的设备，其特征在于，至少一个夹元件(8)的在宽度上突出出框式支承结构(14)的部分支承在框式支承结构(14)的至少两个平行的部分上。
【文档编号】G01R1/04GK103604955SQ201310197184
【公开日】2014年2月26日 申请日期:2013年5月24日 优先权日:2012年6月18日
【发明者】B·佩兹 申请人:马提特斯电子系统有限公司