专利名称：测试头及其测试固件的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种集成电路元件的测试头及其测试固件，尤其涉及一种在更换待测集成电路的型号时能够减少测试夹具的装卸时间并确认其正确性的测试头及其测试固件。
背景技术：
随着半导体工业的蓬勃发展，集成电路(Integrated Circuit)已广泛应用于国防工业、民用消费电子和航天工业等领域。为确保产品批量生产时的可靠性，集成电路元件必须经过自动测试装置(AutoTest Equipment；ATE)的测试与验证。在IC制造过程中，测试占了相当重要的一环。因为集成电路由制造到封装完成有“合格率”高低的问题，为避免损坏芯片而造成包装成本的浪费，以及确保送至使用者的成品的品质，每一制造过程的测试均占有相当高的成本。为了能够快速、正确、完整地测试每一个元件，以提高元件生产的合格率，自动测试装置已成为各IC芯片厂、IC测试公司及IC设计公司相当重要的机器设备。
图1是一现有的集成电路自动测试装置的平面示意图，该自动测试设备1包含一测试机械手(handler)10、一测试头20及一测试器(tester)90，其中测试头20及测试器90通过电缆线40彼此相连。在测试机械手10的进料拖盘102上放置着待测元件(即集成电路)，通过X-Y加载器104及105将待测元件正确地放置在测试头20上，经测试器90执行测试程序并发出测试信号后，将待测元件根据测试结果而分别移放至对应的分类拖盘103(sorting tray)中。目前的自动测试设备1可配备两台测试机械手10及两个测试头20(图未示出)，从而可同时执行多达128个待测元件的测试工作。
如图2所示，它是沿图1中II-II剖面线的剖视图。测试机械手10有一具有开口110的平台面109，而X-Y加载器104和105设置于该平台面109上，用于取放待测元件。测试头20位于开口110的下方，而待测元件必须穿越开口110才能被插在测试头20的测试固件20b上。
在X-Y加载器104及105上分别装设可上下运动的抓取头104c及105c，抓取头104c可沿着X方向的滑轨104a及Y方向的滑轨104b水平移动，自分类拖盘103移向进料拖盘102、空拖盘101、加热板106及两个暂存拖盘108的区域。抓取头104c还可沿Z轴方向运动，利用其前端设有的真空吸头104d而完成待测元件的取放动作。
以类似的运动方式，X-Y加载器105可驱使抓取头105c沿着X方向及Y方向的滑轨105a及105b运动，从而在暂存拖盘108与测试头20间往复移动，并利用抓取头105c上的真空吸头105d将待测元件取放至指定位置。这两个暂存拖盘108可沿着滑轨108a在X-Y加载器104及105的工作区来回移动。
图3是台湾专利公告第428,098号的测试头的剖面示意图，其在一测试固件20b的下方装设测试头本体20a。在测试固件20b的底部有一底基板206，它通过若干条同轴电缆线205电气连接至上方的第二插座板203上。在底基板206的上方设有若干根间隔柱204，该间隔柱204可在Z轴方向上作些许移动，且利用间隔柱204上方的间隔框201及间隔块202以承托及固定第二插座板203。此外，通过若干个中继插座215将第一插座板213接合在第二插座板203的上方，该两个插座板的周边中央设有间隔块211以提供中继插座215所需的高度，并能使第一插座板213更稳固。图中Y轴方向虽仅绘出两个第一插座板213，但实际规格为具有4列×16行的若干个测试头20。在Y轴方向设置有4个第一插座板213，而每个第一插座板213上在X轴方向具有两个测试插座214。
现有技术在切换待测元件时，需要拆卸及安装第一插座板213，也就是将前一种待测元件适用的第一插座板213拔下，再装上目前待测元件80所适用的第一插座板213。以4列×16行的测试头20为例，拆卸及安装的第一插座板213各为32片，因此非常容易遗漏或因零件混料而造成生产线切换工作的不可靠。另一方面，拆卸或安装的动作过多，会造成换线时间拖长，从而降低设备的生产效率。
实用新型内容本实用新型主要目的是提供一种集成电路元件的自动测试装置的测试头及其测试固件。该测试头的第一插座板设有识别单元，用于将识别码送出以供该测试头确认是否装设正确的第一插座板。
本实用新型的第二目的是提供一种减少待测元件切换时间的测试头及测试固件，通过一基板固定框将适当数量的第一插座板嵌合成一组合件，装卸该组合件即可同时完成多片第一插座板的切换工作。
本实用新型的第三目的是提供自动检知第一插座板与第二插座板接合不良的功能，以避免造成测试结果的误判。
为实现上述目的，本实用新型揭示一种测试头及其测试固件(Hi-Fix)，其特征在于该测试头具有若干个第一插座板及若干个第二插座板，其中第一插座板可同时插接若干个待测元件，而第二插座板与第一插座板以连接器接合。第一插座板分别设有识别单元，其储存的识别码用于供该测试头确认是否装设正确的第一插座板。第一插座板可预先固定于一基板固定框上，再将整组的基板固定框一起装设于对应的第二插座板上。另外，该连接器还可具有检测第一插座板接合不良的脚位，因而测试头可显示并避免连接器的歪斜组装。
附图简介本实用新型将依照附图来说明，其中图1是一现有集成电路的自动测试装置的平面示意图；图2是沿图1中II-II剖面线的剖面示意图；图3是台湾专利公告第428,098号的测试头的剖面示意图；图4(a)是本实用新型测试头的第一优选实施例的剖面示意图；图4(b)是本实用新型第一优选实施例的识别单元的联机方式示意图；图5(a)是本实用新型测试头的第二优选实施例的俯视图；图5(b)是沿图4中III-III剖面线的剖面示意图；图6是本实用新型第二插座板的俯视图；以及图7是本实用新型测试头的显示面板的示意图。
具体实施方式
图4(a)是本实用新型测试头的第一优选实施例的剖面示意图。该测试头30包含一测试固件30b和一装设于该测试固件30b下方的一测试头本体30a。在测试固件30b底部有一底基板306，通过若干条同轴电缆线305电气连接至上方的第二插座板303。在底基板306上方设有若干根间隔柱304，该间隔柱304可在Z轴方向上作些许移动，在间隔柱304上方设置间隔框301及间隔块302与间隔块311，用以承托及固定第二插座板303。另外通过若干个连接器315将第一插座板313接合在第二插座板303上，所述两个基板中间的间隔块311使第一插座板313更稳固。
为了避免在改变待测元件80后拿到型号不符合的第一插座板313，本实用新型可以在第一插座板313上装设识别单元317，该识别单元317可烧录第一插座板313的识别码及其它相关数据。当装设型号不符的第一插座板313时，有一检测电路板33会通过连接线308自动获取识别单元317内部的识别码，并确认是否与将要执行测试的待测元件80相一致。
为了使识别单元317′与连接线308的接合方式更具组装效益，可在第二插座板303上装设下接续器3172，而识别单元317′也具有一对应的上接续器3171，如图4(b)所示。该上接续器3171及下接续器3172可快速插拔，因此有助于缩短改机所花费的时间。下接续器3172则与连接线308电气相连，因此识别单元317′内的数据可传输至下方的检测电路板33。
图5(a)是本实用新型测试头的第二优选实施例的俯视图。在测试头40底部为一测试头本体40a，其上方为测试固件40b。该测试固件40b包含若干个具有测试插座414的第一插座板413，该第一插座板413通过固锁件42(例如螺丝)而固定在基板固定框416上。本实用新型可预先将第一插座板413固定在基板固定框416上，当待测元件因改变而需要换装适合的第一插座板413时，就可以直接更换固定框416而达到其目的。每个基板固定框416可容纳第一插座板413的数量将依照人体工程的方便性而设计，即整体重量不宜超过一个人往复搬运的负荷。在进一步考虑装配的容易性时，虽然大面积的基板固定框416可容纳较多的第一插座板413，但整体的水平控制及插合在间隔框401上的阻力很难由人力克服，甚至需要利用辅助设备精确定位及施加压力。
图5(b)是沿图5(a)中III-III剖面线的剖面示意图。一测试固件40b装设于一测试头本体40a上。在测试固件40b的底部有一底基板406，它通过若干条同轴电缆线405电气连接至上方的第二插座板403上。在底基板406的上方设有若干根间隔柱404，该间隔柱404可在Z轴方向上作些许移动。在间隔柱404上方设置间隔框401及间隔块402，用以承托及固定第二插座板403。本实用新型通过若干个上连接器415b将第一插座板413接合在第二插座板403上方的下连接器415a，该两个插座板中间的基板固定框416同时提供上连接器415b及下连接器415a所需的结合高度，并能使第一插座板413更稳固。
为了避免因改变待测元件80而拿到型号不符的第一插座板413及基板固定框416，可以在基板固定框416上装设识别单元417，该识别单元417可烧录第一插座板413的识别码及其它相关数据。当装设型号不符的第一插座板413及基板固定框416时，检测电路板43会通过连接线408而自动获取识别单元417内部的识别码，并确认是否与将要进行测试的待测元件80相一致，并将确认讯息通过连接线409表示在一显示面板70上。该连接线408与识别单元417间可利用标准的快速接头相连接，以缩短切换生产线所需的改机时间。识别单元417主要包含一可编程元件，一般可利用高复杂可编程元件(CPLD)或现场可编程门阵列(FPGA)来烧录所需的资料及程序。
在固定整组第一插座板413及基板固定框416时，可能因为施力不当或共平面不佳的问题而使得其中某个区域的第一插座板413与下方的第二插座板403接合不良，也就是上连接器415b与下连接器415a未完全嵌合，因此可在上连接器415b与下连接器415a中指定一些端子以检测接触不良的现象。由下连接器415a所指定的端子通过连接线407与检测电路板43相连接，该检测电路板43以回路测试的方式判断何处的端子没有接好。
如图6所示为第二插座板403的俯视图。该第二插座板403是供另一第一插座板413插合于其上，检测端子4151与4155可设定为接地状态，当上连接器415b对应的端子未能完全接触时，检测电路板43由连接线407测试出检测端子4151或4155处于高阻抗状态。
图7是本实用新型测试头的显示面板的示意图。该显示面板70需要有三种指示灯71、72及73，它们分别表示识别码错误、连接器接触不良及安装正确。表示连接器接触不良的指示灯72甚至可以为多个，分别将不同的检测位置标示出来，以利于装机人员进行排错工作。一般除了以灯号指示异常的发生以外，也可伴随声音(蜂鸣器)更清楚地告知装机人员需要排除错误。
以上已揭示了本实用新型的技术内容及技术特点，然而本领域的技术人员仍可能基于本实用新型的教导及揭示而作出种种不背离本实用新型精神的替换及修改。因此，本实用新型的保护范围应不限于上述实施例所揭示的内容，而应包括各种不背离本实用新型的替换及修改，并为本专利申请的权利要求书所涵盖。
附图标记说明1自动测试设备，10测试机械手，101空拖盘，102进料拖盘，103分类拖盘，104、105X-Y加载器，104a、104b、105a、105b滑轨，104c、105c抓取头，104d、105d真空吸头，106加热板，108暂存拖盘，108a滑轨，109平台面，110开口，20测试头，20a测试头本体，20b测试固件，201间隔框，202、211间隔块，203第二插座板，204间隔柱，205同轴电缆线，206底基板，213第一插座板，214测试插座，215中继插座，30、40测试头，30a、40a测试头本体，40b、40b测试固件，301、401间隔框，302、402间隔块，303、403第二插座板，304、404间隔柱，305、405同轴电缆线，306、406底基板，308、407、408、409连接线，311间隔块，313、413第一插座板，314、414测试插座，315连接器，317、417识别单元，33、43检测电路板，317′识别单元，3171上接续器，3172下接续器，415a上连接器，415b下连接器，4151、4155检测端子，416基板固定框，42固锁件，70显示面板，71、72、73指示灯，80测试元件，90测试器。
权利要求1.一种测试头，包含一测试固件和一测试头本体，其特征在于所述测试固件包含若干个第一插座板；若干个识别单元，其位于所述若干个第一插座板上，并为可编程元件；及一检测电路板，其电气连接至所述若干个识别单元，用于检测所述识别单元的内建数据是否正确。
2.根据权利要求1所述的测试头，其特征在于所述测试头还包含若干个第二插座板，每个第二插座板具有一连接器；若干个上接续器，其连接至所述识别单元；及若干个下接续器，其连接至所述若干个第二插座板和所述若干个上接续器，且电气连接至所述检测电路板。
3.根据权利要求2所述的测试头，其特征在于所述测试头还包含若干个检测端子，其位于所述第二插座板的连接器上；及若干个连接线，用于将所述若干个检测端子电气连接至所述检测电路板，以验证是否有接触不良现象。
4.根据权利要求1所述的测试头，其特征在于所述可编程元件是选用高复杂可编程元件或现场可编程门阵列。
5.根据权利要求1所述的测试头，其特征在于所述测试头还包含一显示面板，用于显示所述检测电路板测试所述若干个识别单元后的结果。
6.根据权利要求3所述的测试头，其特征在于所述测试头还包含一显示面板，用于显示所述检测电路板测试所述若干个检测端子后的结果。
7.根据权利要求3所述的测试头，其特征在于所述若干个检测端子是设于第二插座板的连接器的斜对角的一对端子。
8.一种测试头，包含一测试固件和一测试头本体，其特征在于所述测试固件包含若干个第一插座板；若干个第二插座板，其与所述若干个第一插座板以连接器相互接合；若干个基板固定框，用于将一预定数量的所述若干个第一插座板合成一组合件；若干个识别单元，其设于所述基板固定框上，并为可编程元件；及一检测电路板，其电气连接至所述若干个识别单元，用于检测所述识别单元的内建数据是否正确。
9.根据权利要求8所述的测试头，其特征在于所述测试头还包含若干个检测端子，其设于所述第二插座板的连接器上；及若干个连接线，用于将所述若干个检测端子电气连接至所述检测电路板，用于验证是否有接触不良的现象。
10.根据权利要求8所述的测试头，其特征在于所述可编程元件是选用高复杂可编程元件或现场可编程门阵列。
11.根据权利要求8所述的测试头，其特征在于所述测试头还包含一显示面板，用于显示所述检测电路板测试所述若干个识别单元后的结果。
12.根据权利要求9所述的测试头，其特征在于所述测试头还包含一显示面板，用于显示所述检测电路板测试所述若干个检测端子后的结果。
13.根据权利要求9所述的测试头，其特征在于所述若干个检测端子是设于所述第二插座板的连接器的斜对角的一对端子。
14.一种测试固件，包含若干个第一插座板，用于插接若干个待测元件；若干个第二插座板，其与所述若干个第一插座板以连接器相互接合；若干个识别单元，其设于所述若干个第一插座板上，并为可编程元件；及一检测电路板，其电气连接至所述若干个识别单元，并用于检测所述识别单元的内建数据是否正确。
15.根据权利要求14所述的测试固件，其特征在于所述测试固件还包含若干个上接续器，其设于所述若干个识别单元上；及若干个下接续器，其连接至所述若干个第二插座板和所述若干个上接续器上，且电气连接至所述检测电路板。
16.根据权利要求14所述的测试固件，其特征在于所述测试固件包含若干个检测端子，其设于所述若干个第二插座板的连接器上；及若干个连接线，其用于将所述若干个检测端子电气连接至所述检测电路板以验证是否有接触不良的现象。
17.根据权利要求14所述的测试固件，其特征在于所述可编程元件是选用高复杂可编程元件或现场可编程门阵列。
18.根据权利要求16所述的测试固件，其特征在于所述若干个检测端子是设于所述若干个第二插座板的连接器的斜对角的一对端子。
19.一种测试固件，包含若干个第一插座板，用于插接若干个待测元件；若干个第二插座板，其与所述第一插座板以连接器相互接合；若干个基板固定框，用于将一预定数量的所述若干个第一插座板合成一组合件；若干个识别单元，其设于所述若干个基板固定框上，并为可编程元件；及一检测电路板，其电气连接至所述若干个识别单元，用于检测所述识别单元的内建数据是否正确。
20.根据权利要求19所述的测试固件，其特征在于所述测试固件还包含若干个检测端子，其设于所述若干个第二插座板的连接器上；及若干个连接线，用于将所述若干个检测端子电气连接至所述检测电路板以验证是否有接触不良的现象。
21.根据权利要求19所述的测试固件，其特征在于所述可编程元件是选用高复杂可编程元件或现场可编程门阵列。
22.根据权利要求20所述的测试固件，其特征在于所述若干个检测端子是设于所述若干个第二插座板的连接器的斜对角的一对端子。
专利摘要本实用新型揭示了一种测试头及其测试固件。该测试头具有若干个第一插座板及若干个第二插座板，其中第一插座板可同时插接若干个待测元件，而第二插座板与第一插座板以连接器接合。所述第一插座板设有识别单元，其储存的识别码用于供测试头确认是否装设正确的第一插座板。该识别单元可预先固定于一基板固定框上，再将整组的基板固定框一起装设在测试头上。该第一插座板可预先固定于一基板固定框上，再将整组的基板固定框一起装设于对应的第二插座板上。另外，该连接器具有检测第一插座板接合不良的脚位，因而测试头可显示并避免歪斜的组装。
文档编号G01R1/02GK2609180SQ0323716
公开日2004年3月31日 申请日期2003年1月30日 优先权日2003年1月30日
发明者苏宏伟 申请人:爱德万先进科技股份有限公司