测试插座组件和相关方法与流程

本申请要求2014年6月20日提交的美国临时专利申请No. 62/015,180的优先权，该文献的全部内容特此通过引用并入本文。

技术领域

测试接触器安装组件和相关方法。

背景技术：

测试接触器被用在印刷电路板上以测试半导体装置的各种参数和/或部件。电子装置变得更小但是更强大，从而导致拥挤且复杂的电路板。例如，现代汽车针对碰撞避免、停车辅助、自动驾驶、巡航控制等使用雷达装备。在这种系统中使用的无线电频率通常是77 GHz（W-频段）。下一代IC将把操作频率推向甚至更高的水平。需要测试在这些频率下操作的半导体装置，但是由于末端（extreme）传输线阻抗不匹配，因此现有的测试接触器技术不能在W-频段中操作。

技术实现要素：

插座组件包括壳体，其具有在其中的一个或多个弹簧探针。插座组件还包括引线框架（leadframe）组件，其具有一个或多个悬臂构件，且引线框架组件具有微波结构和柔性接地平面。插座组件还包括邻近引线框架组件的弹性间隔件，弹性间隔件具有接收通过其的弹簧探针的一个或多个孔。

在一个或多个实施例中，方法包括将测试下的装置安置在插座组件中，该插座组件包括：具有在其中的一个或多个弹簧探针的壳体；包括一个或多个悬臂构件的引线框架组件，该引线框架组件具有阻抗受控的微波结构和柔性接地平面，引线框架组件安置在壳体内；和邻近引线框架组件的弹性间隔件，弹性间隔件具有接收通过其的弹簧探针的一个或多个孔。该方法还包括使测试下的装置与弹簧探针和微波结构接触，且使测试下的装置与悬臂构件接触，并且使悬臂构件弯曲和偏转。

本发明的这些和其它实施例、方面、优势和特征将在之后的描述中部分阐述，且通过参考本发明的以下描述和参考的附图或者通过本发明的实践将对本领域技术人员而言变得显而易见。本发明的方面、优势和特征借助于具体地在所附权利要求及其等价物中指出的器械、程序和组合实现和获得。

附图说明

图1示出如在一个或多个实施例中建构的测试插座组件的分解透视图。

图2示出如在一个或多个实施例中建构的测试插座组件的分解横截面视图。

图3示出如在一个或多个实施例中建构的测试插座组件的一部分的透视图。

图4示出如在一个或多个实施例中建构的测试插座组件的横截面视图。

图5A示出如在一个或多个实施例中建构的引线框架组件的视图。

图5B示出如在一个或多个实施例中建构的引线框架组件的一部分的视图。

图6示出如在一个或多个实施例中建构的引线框架组件的透视图。

图7示出如在一个或多个实施例中建构的引线框架组件的一部分的俯视图。

图8示出如在一个或多个实施例中建构的测试下的装置的一部分的俯视图。

图9示出如在一个或多个实施例中建构的引线框架组件的一部分的俯视图。

图10示出如在一个或多个实施例中建构的引线框架组件的一部分的俯视图。

图11A示出如在一个或多个实施例中建构的引线框架组件的悬臂构件的透视图。

图11B示出如在一个或多个实施例中建构的引线框架组件的悬臂构件的横截面视图。

图11C示出如在一个或多个实施例中建构的引线框架组件的悬臂构件的透视图。

图11D示出如在一个或多个实施例中建构的引线框架组件的悬臂构件的透视图。

图11E示出如在一个或多个实施例中建构的引线框架组件的悬臂构件的横截面视图。

图11F示出如在一个或多个实施例中建构的引线框架组件的悬臂构件的透视图。

图11G示出如在一个或多个实施例中建构的引线框架组件的悬臂构件的横截面视图。

图12示出如在一个或多个实施例中建构的接触器的视图。

图13A示出如在一个或多个实施例中建构的测试插座组件的一部分。

图13B示出如在一个或多个实施例中建构的测试插座组件的一部分。

图13C示出如在一个或多个实施例中建构的测试插座组件的一部分。

图13D示出如在一个或多个实施例中建构的测试插座组件的一部分。

图14示出如在一个或多个实施例中建构的测试插座组件。

图15示出如在一个或多个实施例中建构的测试插座组件的一部分。

图16示出如在一个或多个实施例中建构的测试插座组件的一部分。

图17示出如在一个或多个实施例中建构的测试插座组件的一部分。

具体实施方式

以下详细描述包括对附图的参考，其中附图形成详细描述的一部分。附图以图示的方式示出在其中可实践设备的具体实施例。足够详细地描述在本文中也被称为“示例”或“选项”的这些实施例，以使本领域技术人员能够实践本实施例。在不脱离本发明的范围的情况下，可以组合实施例，可利用其它实施例，或可做出结构或逻辑改变。以下详细描述因此不应被视为是限制性的，且本发明的范围由所附权利要求及其法律等价物限定。

在该文献中，除非另有其它指示，否则术语“一个”或“一”被用于包括一个或多于一个，且术语“或者”被用于指代非排他性的“或者”。此外，应当理解的是，在本文中采用且不另外限定的措辞或术语仅出于描述的目的并且不出于限制的目的。

图1和2示出测试插座组件100，其包括插座对准框架190、引线框架组件140、弹簧探针120、插座框架180、插座本体110和固持板（retainer plate）108。测试插座组件100是集成电路测试插座，其组合了绝缘壳体中的弹簧探针与传导结构，所述传导结构包括柔性接地平面（ground plane）和阻抗受控的微波结构，其在共平面波导结构和与测试装备相互连接的同轴接头中承载非常高速的信号。也可选地提供固持板硬件109和对准框架硬件192。

测试插座组件100与测试下的装置200（图2）一起使用。测试插座组件100使用垂直顺性来实现可靠性。弹簧探针120对于功率、接地和低速度信号连接（诸如球）是顺应（compliant）的，且微波结构弯曲到弹性间隔件130内。微波结构在精密的同轴接头或波导中终止。参考图2，插座对准框架190辅助将测试下的装置200与测试插座组件100对准。

图3-6更详细地示出引线框架组件140。包括聚合物135的引线框架组件140安装在带有弹簧探针120和弹性间隔件130的本体110上，其中，引线框架组件140邻近弹性间隔件130。例如，引线框架组件140定位在弹性间隔件130的顶部上，且在又一选项中，其定位成紧邻间隔件130且直接在间隔件130的顶部上。弹性间隔件130安置在塑料插座本体110中的腔穴中。弹性间隔件130提供相对于接地平面和微波结构的回弹性。在一个或多个实施例中，弹性间隔件130具有一个或多个孔，其大小适合于并被定位成接收通过其的弹簧探针120。在一个或多个实施例中，弹性间隔件130是有弹性的，使得微波结构和接地平面提供顺应性。在一个示例中，间隔件能够被激光切割，且定制成测试下的装置的引出线构造。间隔件能够由硅酮橡胶片制成。

测试下的装置200（图2-4）接合弹簧探针和微波结构的端部两者。在一个或多个实施例中，引线框架组件140是可替换的，使得能够在不损坏插座组件的情况下将其从插座组件移除且用另一引线框架组件替换。

引线框架组件140包括导电片，其带有孔、狭槽和悬臂构件150，该悬臂构件150构成阻抗受控的微波结构（诸如共平面波导）。微波结构被形成于测试下的装置的高速信号位置，且其路线到达引线框架组件140的边缘，或者到达引线框架的接地部分中的内部位置。引线框架的后侧上是薄的、柔性的聚合物135，能够用粘合剂将其附接，以维持所有单独的引线框架部分的形状和位置。其它孔能够在接地平面中制出，并且能够被用于机械紧固和/或对准到插座壳体。

在一个或多个实施例中，引线框架组件140具有孔，其针对弹簧探针的引出线阵列匹配，如图5A和5B中所示。引线框架具有第一组孔144，其紧密地定位在接地信号需要与测试下的装置和弹簧销接触的位置处。例如，引线框架组件140在第一组孔144处与弹簧探针形成电气接触。引线框架组件140还包括相对于弹簧探针而言过大的第二组孔146，在该处，非重要的信号与测试下的装置200（图2）（诸如功率线或其它信号线）相互连接。例如，在第二组孔146处，弹簧探针不与引线框架组件140形成电气接触。

图7-10更详细地示出引线框架组件140。在一个或多个实施例中，引线框架组件140的柔性2-D结构允许其它RF结构直接地并入其中。例如，平衡-不平衡变换器结构（balun structure）170以特定频率分离（split）单端50欧姆信号并使信号移相。该分离的一个分支（leg）略微更长，因此使该信号的相位移动规定的量，例如180度（参见图7）。所得的输出是平衡的差分信号对。额外实施例包括但不限于连接输入和输出信号的回送迹（traces）和延时线（参见图8和9、10）。在一个或多个实施例中，如图10中所示，引线框架组件包括带有更长路径172或更短路径174的信号路径，以微调信号传播延时。

引线框架组件140包括一个或多个悬臂构件150，其相对于组件140的其余部分弯曲。悬臂构件150包括与测试下的装置200（图2）相互连接的构件。悬臂构件150是阻抗受控的微波结构。在一个或多个示例中，构件包括悬臂构件150的端部部分。在一个或多个示例中，如图11A-11G中所示，构件141具有被设计为对准和/或穿透球栅阵列焊球的机械结构，其辅助形成可靠的电气接触。在一个或多个示例中，构件包括平行边缘（图11A、11B）、凹入的总体三角形形状（图11C、11E）、凹入的尖锐隆起（图11D、11E）、带有内部尖锐特征（诸如突出部）的孔或开口（图11F、11G），或者其组合。在一个或多个实施例中，悬臂构件包括传输线信号的联接构件。在一个或多个实施例中，联接构件是延时线或相移线。

在一个或多个实施例中，引线框架微波结构在外部终止于精密微波同轴接头。在一个或多个实施例中，引线框架在通向同轴接头182（图12）的过渡部处阻抗匹配，以便实现最优的RF性能。引线框架能够包括平坦构造，其带有轴向终止的接头（图12、图13A）。在一个或多个实施例中，引线框架具有逐渐减小的半径，使得同轴接头能够安装在插座壳体下方，从而允许在测试操纵条件中的改进的插座密度（图6）。

以下是用于信号线的若干选项。比如，在一个或多个实施例中，引线框架信号线被构造成处于共平面波导传输线结构中。在一个或多个实施例中，能够用平衡-不平衡变换器结构将引线框架信号线分离，使得分离信号在规定频率下移相规定的量。这允许建构平衡的差分信号对。在一个或多个实施例中，引线框架信号线能够结合回送结构，其是短的且连接测试下的装置的输入和输出信号以便测试。此外，在一个或多个实施例中，能够延长或缩短引线框架信号线以添加规定的信号延时。

插座框架180在图12中更详细地示出。在一个或多个实施例中，共平面波导传输线结构终止于同轴馈通接头或表面安装接头。接头的中心导体的减少的直径与引线框架组件140引线的端部中的凹部和/或狭槽匹配。能够例如通过钎焊该连接来形成电气连接。引线框架组件140的接地平面具有接近信号线的突起，且该突起被插入导体框架（例如金属框架）中的孔内，该框架封闭整个插座且支撑同轴接头。在一个或多个实施例中，接地平面能够被机械地附接，诸如用金属紧固件夹持。该连接能够被用于将所有接地平面连接到插座本体。在一个或多个实施例中，匹配从引线框架信号线到同轴接头的过渡，使得针对高速性能使阻抗不连续最小化。

参考图13A-D，在一个或多个实施例中，插座组件具有由传导性金属壳构建的外部本体。壳充当用于接头的安装点，且充当电气接地件。插座组件还包括插座本体110，其是非传导性的且装纳弹簧探针（图1）。弹簧探针接触在测试下的装置上的数字信号、功率和接地引脚。本体110的底部上的固持板吸引（captivate）弹簧探针。

图14-17示出表面安装接头作为用于微波传输线的终端的用途。这种构造允许使用非传导性插座壳体183，诸如塑料壳体。上述实施例在本文中针对图14-17合并。

如图17中所示，引线框架组件140包括带有孔、狭槽的导电片和悬臂构件150，以及形成阻抗受控的微波结构（诸如共平面波导）的平衡-不平衡变换器结构170。微波结构被形成于测试下的装置的高速信号位置，且其路线到达引线框架组件140的边缘，或者到达在引线框架的接地部分中的内部位置。在引线框架的后侧上是薄的、柔性的聚合物135，能够用粘合剂将其附接，以维持所有单独的引线框架部分的形状和位置。

提供弹性间隔件130，其中，引线框架组件140邻近弹性间隔件130。例如，引线框架组件140定位在弹性间隔件130的顶部上，且在又一选项中，定位成紧邻间隔件130且直接地在间隔件130的顶部上。弹性间隔件130安置在塑料插座本体中的腔穴中。弹性间隔件130提供相对于信号引线的端部处的悬臂构件150的回弹性。在一个或多个实施例中，弹性间隔件130具有外部框架133和延伸到间隔件130的中心开口内的间隔件指状件136。在一个或多个实施例中，弹性间隔件130是有弹性的，使得微波结构和接地平面提供顺应性。在一个或多个实施例中，间隔件指状件136支撑悬臂构件150。

在一个或多个实施例中，引线框架微波结构在外部终止于精密微波同轴接头。在一个或多个实施例中，引线框架在通向同轴接头182的过渡部处阻抗匹配以便实现最优的RF性能。同轴接头182能够表面安装于引线框架。在一个或多个实施例中，引线组件的外侧周边包括接地平面，然而，不必要使每个引脚均与接地平面相互连接。

在插座组件的使用期间，一种用于测试部件的方法包括：将测试下的装置安置在插座组件中，插座组件包括具有在其中的一个或多个弹簧探针的壳体；包括一个或多个悬臂构件的引线框架组件，引线框架组件具有阻抗受控的微波结构和柔性接地平面，引线框架组件安置在壳体内；以及邻近引线框架组件的弹性间隔件。该方法还包括使测试下的装置与弹簧探针和微波结构接触，使测试下的装置与悬臂构件接触，且使悬臂构件弯曲和偏转，从而用弹性间隔件回弹地支撑悬臂构件，且向测试下的装置发送微波信号和从测试下的装置发出微波信号。

在一个或多个实施例中，引线框架组件包括第一组孔和第二组孔，且弹簧探针电气地接触第一组孔，并测试接地信号。在一个或多个实施例中，方法还包括用悬臂构件刺穿测试下的装置的一部分。

插座组件是与半导体后端制造相容的测试插座，而且能够在W-频段频率下操作。弹簧探针提供可靠的测试，且与通向装置接触点的阻抗匹配的传输线触头组合。

应当理解的是，以上描述旨在是说明性的，且不是限制性的。在阅读和理解上文的描述时，本领域技术人员将显而易见到许多其它实施例。应当注意的是，能够组合在描述的不同部分中讨论或在不同附图中参考的实施例，以形成本申请的额外实施例。因此，应当参考所附权利要求，连同这种权利要求授权的等价物的完整范围来确定范围。