专利名称：集成电路弯脚检测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及集成电路技术，尤其是一种集成电路弯脚检测装置，可以检测集成电路(Integrated Circuit，以下简称IC)弯脚的偏斜角度，以避免IC弯脚因为偏斜角度过大而在测试的过程中发生报废。
对于一片晶圆而言，其通常必须经过数百道的制程后才能够成为产业上所使用的电子产品，这些制程包括沉积、微影、蚀刻、研磨、切割以及封装和测试。其中封装技术主要是在晶圆完成电子元件的制造以及晶片的切割之后，将晶片与接脚相耦合并以保护材质将晶片包覆的技术。由于现阶段所制造的晶片不但I/O数目多、密度也高，因此所采用的封装技术主要也是以BGA封装为主。
请参阅
图1所示，其为CPU晶片在经过BGA封装之后所形成的IC示意图；包括一IC10以及复数接脚12，其中接脚12以阵列方式安排于IC10的表面，且每一支接脚12均与IC10内部的晶片耦合，因此，若要对IC10内部的晶片进行测试，则必须通过IC10表面的接脚12进行测试。
请参阅图2所示，其为习知技术的电性测试分类机(handler)的示意图；电性测试分类机20设有载盘座21(箭头所示处)可安置一载盘22，载盘22上方放置着复数个已完成封装但尚未完成测试的IC10，电性测试分类机20上则是设有机器手臂(图中未示)可将载盘22的IC10输送至测试头(test head)，再利用接触轴(contact shaft)将IC10的接脚12压入测试插槽(test socket)内进行测试。
但依据现场工程人员的实际操作经验发现，有很高比率的IC10在经过测试之后，接脚12会有严重的歪斜或倒钩的现象发生，如图3所示。究其原因，主要是因为一般晶片在经过封装成IC10之后，在IC10下表面的接脚12或多或少都会有弯脚14的情形发生，这些弯脚14若偏斜角度过大且没有事先被检测出来就直接放入载盘22中，很容易在进行测试时，受到接触轴将IC10的接脚12压入测试插槽的力量，造成原本具有弯脚14的IC接脚12被压成歪斜或倒钩，而造成产品的报废。
请参阅图4所示，其为习知技术的电性测试分类机的载盘示意图；该载盘22具有复数个载座23，由于习知技术的载盘22利用载座23承载IC10，因此在载座23的表面设有复数个与IC10的接脚12相对应的插孔24，使IC10可以通过接脚12与插孔24相结合并承载于载座23之上，当所有的载座23都载满IC10时，便将载盘22放置于电性测试分类机20的载盘座21上，再对IC10进行测试。而为了使IC10可以顺利地承载于载盘22的载座23上，习知技术在设计载座23时，都会尽可能地将插孔24孔径加大，使IC10的接脚12与插孔24的结合更为容易，因为插孔24越大，接脚12与插孔24的结合也就越容易，但载座23的插孔24孔径若没有适当的设限，将使得IC10的弯脚14无论偏斜角度多大都可以与插孔24互相结合，而不具有筛选IC弯脚14的功能，若是弯脚14偏斜角度过大的IC10直接被送入电性测试分类机20内部并进行测试，其结果将使得IC10的弯脚14在测试时受到接触轴的压力，而产生歪斜或倒钩的现象并造成产品的报废。
有鉴于此，若是能够提出一种具有IC弯脚检测装置的载盘，使其可以在承载IC的同时对IC弯脚的偏斜角度进行检测，以避免偏斜角度过大的IC弯脚在测试时发生外歪斜或倒钩的现象，以减少IC报废的数量进而降低生产成本。
本实用新型的主要目的在于提供一种集成电路弯脚检测装置，其具有可将偏斜角度过大的IC弯脚检出的功能，以避免弯脚在测试时因为接触轴压力的作用而发生歪斜或倒钩。
本实用新型的IC弯脚检测装置应用于检测经过封装的IC接脚，包括一载盘，其具有至少一载座且其表面设有复数个插孔分别与IC的接脚相对应，并藉由接脚与插孔的结合使IC容置于载盘的载座上，其特征在于载座的插孔的设计孔径依据公式Dh＝Φ+L×sinα计算所得的结果，其中Dh为载座插孔的设计孔径，Φ为IC接脚的直径，L为接脚的长度，而α则是与IC接脚的偏斜角度有关的设定值，当任一IC弯脚的偏移角度大于α时，或是任二IC弯脚在相反方向上偏移量的和大于α者，该IC将会被检测出来。
在本实用新型的一较佳实施例中，可以将设计插孔孔径的公式Φ改以Φmax取代，使本实用新型的检测装置可以应用于检测最大直径的IC接脚的偏斜角度。又为了避免机械手臂在输送IC接脚结合于载座的插孔时，因为振动或是对位上的误差造成接脚与插孔之间无法互相结合，本实用新型的载座更在每一个插孔的上缘设置导角，其为一类似漏斗状的结构设计，其上斜面所形成的导引范围可使IC接脚在受到振动或是对位误差的情况下，也可以顺利地被导引至载座的插孔中进行弯脚检测。
由于本实用新型的载盘所设计的插孔孔径具有检测IC弯脚偏斜角度的功能，其可以避免偏斜角度过大的IC弯脚被送入电性测试分类机内部进行电性特性检测，以避免IC弯脚受到接触轴的压力而发生歪斜或倒钩现象，因此可以减少IC报废的情形发生并降低生产成本。
请参阅图5所示，其为本实用新型的IC弯脚检测装置示意图，一种用以检测IC10的弯脚14偏斜角度是否过大的检测装置，其包括一载盘50，其表面设有10个载座51，上述载座51以2×5的方式排列而成，且每一个载座51表面均设有复数个插孔52，其中插孔52以钻孔方式制造，其数目以及其所设的位置针对IC10的接脚12而设计，当接脚12与插孔52结合时IC10承载于载座51之上。但由于IC接脚在生产的过程中难免会有弯脚的现象产生，若弯脚的偏斜角度过大将使得IC接脚在测试时，因为接触轴的压力而发生倒钩或歪斜，甚至报废，但对于偏斜角度不大的IC弯脚而言却可以直接进行测试，并且不会因为接触轴的压力而发生倒钩或歪斜的现象。
本实用新型的主要目的就是为了设计出一种可以筛选出IC弯脚偏斜角度过大的检测装置，以避免IC接脚测试时发生报废的现象。请参阅图6A、6B所示，根据实务经验显示，当单一IC弯脚的歪斜角度或是二IC弯脚于反向两侧的歪斜角度总和大于一上限值α’时，在进行测试时IC弯脚就会因为接触轴的压力而发生歪斜或倒钩现象，因此本实用新型的IC弯脚检测装置必须是设计成可将角度大于一特定值α的弯角检测出来的功能，而于所选定适当的α＜α’，则可将不合格的IC检出。
请参阅图7A至图7D所示。当一IC接脚未偏斜时，检测装置的载座插孔的孔径Dh等于IC接脚的直径Φ即可，如图7A所示。请参阅图7B，为当单一IC接脚偏斜于一方向且偏斜角度为α1时，IC弯脚容置于检测装置的载座插孔的示意图。由图中可知，接脚的偏斜量为L×sinα1。故其插孔的设计孔径依据公式Dh＝Φ+L×sinα1计算的结果得之，其中Dh为载座插孔的设计孔径，Φ为IC接脚的直径，L为IC接脚的长度，而α1则是IC接脚偏斜角度。
请参阅图7C所示，为当二个IC接脚偏斜于相反方向且偏斜角度分别为α2及α3时，IC弯角容置于检测装置的载座插孔的示意图。由图中可知，左方接脚的偏斜量为Dh2＝L×sinα2，右方接脚的偏斜量为Dh3＝L×sinα3，故插孔的孔径须考虑到此二偏斜量而如图7D所示，因而插孔的设计孔径依据公式Dh＝Φ+L×sinα2+L×sinα3计算的结果得之，其中Dh为载座插孔的设计孔径，Φ为IC接脚的直径，L为IC接脚的长度，α2及α3则分别是左、右IC接脚于相反方向上的偏斜角度。由于当α2及α3很小时，sin(α2+α3) sinα2+sinα3，例如当(α2+α3)小于10°时，误差约小于0.4％。故Dh＝Φ+L×(sinα2+L×sinα3) Φ+L×sin(α2+α3)。由前述分析可知，在单一IC接脚偏斜角度或二IC接脚于反向两侧偏斜角度总和的上限值为α时，亦即α1＝α或(α2+α3)＝α时，载座插孔的设计孔径Dh上限值均可表示为(Φ+L×sinα)，亦即Dh＝Φ+L×sinα。故本实用新型中，选定Dh＝Φ+L×sinα为载座插孔的设计规范。当IC弯脚的歪斜角度小于α时，IC弯脚的偏移量将会小于插孔的孔径Dh，因此IC弯脚将可以顺利地与插孔互相结合，反之，当IC弯脚的歪斜角度大于α时，IC弯脚的偏移量将会大于插孔的孔径Dh，使得IC弯脚无法结合于载座的插孔上，进而将偏斜过大的IC弯脚检测出来。其中IC接脚的直径Φ虽然为0.46mm，但在生产过程中通常会有正/负0.05mm的公差存在，因此公式中IC接脚的直径应以最大值Φmax＝0.51mm为最佳，故于本实用新型中，可选定Dh＝Φmax+L×sinα为载座插孔的设计规范。又一般IC接脚的设计长度L通常为3.2mm，所能接受的IC弯脚偏斜角度的上限值α为5°。因此若将上述数值套入插孔孔径的设计公式中，其结果将如表一所示，表一为在各种不同的角度下由接脚的顶端至末端的水平偏移量。
表一 由表中可知若IC弯脚的偏斜角度为4°时，偏移量为0.737mm，偏斜角度为5°时，偏移量为0.79mm，依据公式载座的插孔直径为0.79mm，但为了加工以及设计上的方便可取0.737mm以及0.79mm的间的整数值0.75mm做为插孔的设计孔径值。由前述说明可知，依本实用新型的各种规范所设计的载座，除可符合在单一IC接脚歪斜角度或两个IC接脚于反向两侧歪斜角度总和的上限值为α时的要求外，亦经实验证实效果相当良好，而能有效地将具有不符歪斜角度规范的IC筛选出来。
又为了避免机械手臂在输送IC接脚结合于载座的插孔时，因为振动或是对位上的误差造成接脚与插孔之间无法互相结合，本实用新型的载座51更在每一个插孔52的上缘均设有导角53，其为一类似漏斗状的结构设计并籍由其上的斜面所形成的导引范围，使IC10的接脚即使受到振动或是对位上的误差，也可以顺利地被导引至载座引的插孔52中进行弯脚检测。其中导角的结构设计及其如何对IC弯脚进行导引，在以下的内容的中将有详细的说明请参阅图8所示，其为在插孔上缘设置导角，并利用导角结构将IC接脚导入插孔的示意图，其中θ表示导角53的斜面与水平面之间的夹角，而本实用新型的导角θ介于30°到60°之间，由于一般弯脚的偏斜角度上限值α通常会小于导角θ，因此弯脚在与导角接触的斜面上，会产生一个向沿着斜面下滑的分力F，又由于导角斜面的材质主要为金属，磨擦系数值μ较小，而弯角对于导角斜面的正向力N通常也不大，因此在导角斜面所产生的磨擦力FS＝N*μ也都会远小于F，即F≥N*μ，弯脚14很容易因为导角斜面的导引而滑入插孔52中，因此，在插孔52的上缘设置导角53其所形成的导引范围，确实可以将IC接脚导A插孔并进行弯脚检测。
综上所述，本实用新型所提供的IC弯脚检测装置利用插孔的孔径最佳化设计，将偏斜过大的IC弯脚检测出来以避免发生歪斜或倒钩而报废，并利用导角将IC接脚导引至插孔以克服接脚与插孔之间因为振动或是对位所造成的误差。因此对于无弯脚14的IC10而言，其可以顺利地承载于载座51中再送至电性测试分类机进行测试，对于具有过大偏斜弯脚14的IC10而言，其将因为无法与载盘50结合而被检验出来。此时只要将IC10的弯脚14做适当的校正，使弯脚14的歪斜程度调整至IC弯脚检测装置可接受的范围内，就可以将IC承载于载盘50之中并送至电性测试分类机进行测试。如此一来，将使得IC原本可能会因为弯脚14在测试过程中，受到接触轴的力量而发生歪斜或倒钩进而导致产品的报废，在事先经过本实用新型的IC弯脚检测装置检测出来并做适当的补救，使IC产品的报废率大幅地降低，进而大大地降低生产成本以及提高产品的良率。
当然，以上所述仅为本实用新型IC弯脚检测装置的一较佳实施例，其并非用以限制本实用新型的实施范围，任何熟习该项技艺者在不违背本实用新型的精神所做的修改均应属于本实用新型的范围，因此本实用新型的保护范围当以下列所述的申请专利范围做为依据。
权利要求1.一种集成电路弯脚检测装置，用以检测经过封装且具有复数个接脚的集成电路，包括至少一载座，其表面设有复数个插孔分别与上述接脚相对应，并在接脚与插孔相结合时将集成电路容置于该载座上；其特征是上述载座插孔的设计孔径Dh依据公式Dh＝Φ+L×sinα计算所得，其中Dh为载座插孔的设计孔径，Φ为集成电路接脚的直径，L为接脚的长度，而α则是与集成电路接脚的偏斜角度有关的设定值；藉此，该载座可将无法与其插孔结合的集成电路弯脚检测出来。
2.如权利要求1所述的集成电路弯脚检测装置，其特征是该集成电路为一晶片经过BGA封装之后所形成的封装体，其接脚以阵列排列形式设于封装体的表面，并分别与其内部的晶片电性连接。
3.如权利要求1所述的集成电路弯脚检测装置，其特征是该检测装置包括10个载座，并以2×5形式排列而形成一载盘。
4.如权利要求1所述的集成电路弯脚检测装置，其特征是上述载座的每一个插孔上缘均设有导角，使集成电路的接脚可以顺着导角的斜面导引至载座的插孔中。
5.如权利要求4所述的集成电路弯脚检测装置，其特征是该插孔导角的倾斜角度大于该与集成电路接脚偏斜角度有关的设定值α。
6.如权利要求1所述的集成电路弯脚检测装置，其特征是在上述插孔孔径的设计公式中，集成电路接脚的直径以考虑公差后的最大值Φmax为最佳。
7.如权利要求1所述的集成电路弯脚检测装置，其特征是该与集成电路接脚偏斜角度有关的设定值α为5°。
8.如权利要求1所述的集成电路弯脚检测装置，其特征是可将集成电路弯脚超过α的集成电路检测出来。
9.如权利要求1所述的集成电路弯脚检测装置，其特征是其可将两个在相反方向偏斜的集成电路弯脚，且其偏斜角度和大于α的集成电路检测出来。
10.如权利要求1所述的集成电路弯脚检测装置，其特征是该插孔以钻孔方式制造而成。
专利摘要一种集成电路弯脚检测装置,用以检测经过封装的集成电路(IC)接脚,其包括一载盘,具有至少一载座且其表面设有复数个插孔,并藉由接脚与插孔的结合使集成电路容置于载盘的载座上,其特征在于载座插孔的设计孔径依据公式D
文档编号H01L21/66GK2515796SQ0127515
公开日2002年10月9日 申请日期2001年12月12日 优先权日2001年12月12日
发明者王振芳, 柯文振 申请人:威盛电子股份有限公司