使用无插座测试板对组装级的电子装置的测试的制作方法

专利名称：使用无插座测试板对组装级的电子装置的测试的制作方法
技术领域：
本发明涉及测试领域。本发明特别是涉及电子装置的测试。
背景技术：
为了检测电子装置(特别是包括一个或多个集成电路)的正确的操作性， 通常需要一个测试步骤；这对于保证电子装置制造周期的高质量是非常重要 的。测试能够检测出明显的或潜在的(即在使用一段时间后发生的)缺陷。 同时，测试下的集成电路可以调节温度(以便保证它们在预定温度下工作)。 典型的例子就是老化测试，使电子装置在非常高或低的温度下工作一段时间 (例如，从-50。 0+150° C);这样可以模拟出同样的电子装置在室温下(即， 25。 C-50° C)长时间工作后的状况。
测试既可以在晶圆级也可以在组装级进行。在第一种情况中，集成电路 直接被测试(当它们仍在半导体材料的晶片中)；相反，在第二种情况中， 电子装置的制造一经完成即被测试(集成电路已经被分割并植入合适的封装 中)。组装级的测试减少了对于集成电路的损坏的风险(例如，因为大气污 染或震动)；另外，它是在电子装置的成品状态下进行测试。
在组装级的电子装置的测试需要将电子装置固定到测试板上，测试板通 常被用作电子装置与测试系统的接触面。因此，每一个测试板设有多个插座。 插座机械锁紧电子装置且电连接它们到测试系统；同时，在测试后插座可以 移除电子装置且没有任何实质损坏。
特别参照球栅阵列(又称BGA)型的电子装置(具有小球形的接线端)， 已知的测试板例如美国专利US-B-6， 204， 681所公幵的。特别是该测试板 具有多个插座，每个插座设有夹紧对应电子装置的弹簧杆机构；在插座的中 心形成一个贯穿测试板的开口，以便使电子装置的球外露。测试板翻转并压向位于其上方的测试头。对每一个插座而言，测试头包括一组对应电子装置 的球的触点(该触点安装在一个各向异性导电片上)。每个触点以弹性瓣或 杯状部分结束；在上述两种情况中，触点的半径小于被压向其的球的半径， 因此能起到保护球端头的作用、打破任何氧化膜且收集可能的碎片。
另一个用于BGA型的电子装置的插座在美国专利申请US-A-5， 808， 474中被公开。其中插座由具有可分离的盖的刚性底座形成，盖可锁紧已经 插入底座中的相应电子装置。插座还设有由具有多个测试触点的弹性电路基 底形成的胆片；当承压流反馈到胆片内部时，弹性电路基底被抬升，以使其 测试触点被推向电子装置的对应球。替换地，弹性电路基底安装在压縮层上， 当因为盖的向下力的作用其被电子装置压縮时，同样推动其测试触点与球接 触。
现有技术中己知的测试板的缺点是插座的结构相对复杂。另外，其安装 到测试板需要多道工序；例如，插座被焊接或卡接到测试板上。因此影响了 测试板的成本，以至于影响了整个测试系统的成本。
现在参照测试下的电子装置的温度调节，最好的结果通常是通过强制热 或冷空气吹向测试板实现的。但是，这需要一个对测试系统的尺寸和成本不 利的大容量结构。另外，这样获得的电子装置温度的控制不是十分有效率。 特别是，保证不同电子装置各处温度分配均匀是非常困难(如果不是不可 能)。
不同的替代方案用于测试晶片级的电子装置。
例如，美国专利US-B-6， 468， 098号公开了一种已知方案，其中被测 试晶片通过一个焊接到容纳结构的刚性膜(钢制)支撑；流体通过容纳结构， 以致将晶片压向设置在其上方的夹盘结构。流体还可以被加热或冷却以影响 晶片的温度。为了改进与晶片的接触，该专利提出使用一个可膨胀的腔作为 替代，该腔由具有柔性触点的弹性布线层界定。将晶片固定在弹性布线层下 后，流体注入腔内，以致挤压弹性布线层使之与晶片接触；如上所述，流体 还可以用于控制晶片的温度。替换地，晶片可以通过真空夹盘被固定在弹性 布线层上方，这也可用作控制其温度。在该专利的另一个实施例中，晶片附
7加在弹性层的上方，该弹性层形成容置流体的腔(具有单一开口，因此无对 流体温度的控制)。当流体注入到腔中，弹性层被抬起，因此将晶片推向附 加到夹盘的布线层。
美国专利申请US-A-2004/0056649介绍了另一个用于在触点间建立和 保持电连接的气动系统。具体地，该专利申请提出使用一个围绕在夹具设备 中的胆片。当胆片被流体压迫时，它施加一个可以在相应触点垫间产生期望 接触的力(诸如来触发一个开关)。例如，胆片可以作用于触点按钮(与平 板一体或安装在平板上)，或者作用于具有枝形接触面的触点垫。流体还可 以是热传导的，以致为连接提供了一个散热装置。
返回到对组装级的电子装置的测试，现有技术的另一个缺点是相应的测 试步骤非常繁琐。实际上，测试的电子装置被安装到在一个特定的组装点的 测试板上。然后测试板被移动到测试系统，以便测试(携带的)电子装置。 在测试步骤结束后，测试板被移回组装点，从测试板上移除被测试电子装置。 现在可以将通过测试的电子装置插入托盘，该托盘为电子装置最终运输所用 托盘。但是，上述操作(特别是安装/卸载测试板，并运送其进出测试系统) 进一步增加了复杂性并且增加了测试步骤的长度。
所有上述测试程序的总体费用相对较高；这个缺点限制了测试程序的使 用，并且因此降低了电子装置制造的质量和可靠性的水平。

发明内容
概括地说，本发明是基于使用流体对电子装置既进行机械锁紧又进行温 度调节。
特别是本发明提供了一种解决方案，该方案记载在独立权利要求中。本
发明的优选实施方式则记载在从属权利要求中。
更具体地，本发明的一方面提供了一种测试系统；该测试系统用于测试
电子装置，每个电子装置具有一个设有多个接线端(例如，BGA型)的盒体。 该测试系统包括一组(一个或多个)测试板。每一个测试板包括多层导电座 托，每一层座托用于支托对应的电子装置；每一个座托适于接收对应电子装置的接线端。 一组(一个或多个)箱体被设置在测试板上方工作。每一个箱 体限定调节流体的可膨胀的腔；特别是，箱体包括一个刚性主体， 一个导热
材料制成的且面对所述测试板的弹性膜， 一个进口和一个出口。提供了用于 控制调节流体的温度的装置(例如，热交换器)。测试系统还包括用于强制 调节流体在压力下流经所述腔的装置，以使所述弹性膜向下伸展，伸展的弹 性膜将所述电子装置压向所述测试板，以将电子装置机械锁紧在测试板上， 并且调节电子装置的温度。
在本发明的一个实施例中，每个箱体进一步包括用于增加所述调节流体 流经所述腔的循环均匀性的装置。
例如，它可以使用障碍元件，障碍元件的分布密度随着远离介于所述进 口和所述出口之间的轴线而递减。
另外或可选择的，在多个内部点上，弹性膜被紧固到箱体的刚性主体上 并与之形成一体。
优选地，上述两种效果通过多个销装置可以同时实现，该销装置在刚性 主体的底部表面和弹性膜之间延伸。
作为进一步改进，座托为有弹性的，且包括与接线端匹配的凹陷区。
在本发明的一个实施例中，每个测试板进一步包括定心装置，其用于使 每个电子装置的接线端对准对应的座托。
优选地，测试系统进一步包括装载电子装置到运输托盘或从运输托盘卸 载电子装置的装置。
本发明的第二个方面提供了一种用于该测试系统的测试板(无插座)。
本发明的第三个方面提供了相应的测试方法。
本发明的第四个方面提供了制造该测试板的工艺(基于使用作用于与座 托对应的小块的成形工具)。
优选地，限位装置被用来限制小块的变形延伸。另外，还可以用同样的成形工具来形成定心装置。


下文的非限制性具体描述结合说明书附图，会对理解发明本身、以及其从属技术特征和优点起到非常大的帮助。在这方面明确指出，附图不必按照实际比例绘制，且如无特殊说明，附图仅仅从概念上对所述结构和程序起到举例说明的作用。具体地
图l为测试系统的示意图，该测试系统可以实施本发明一个实施例的方
案，
图2A-2B示出了根据本发明一个实施例的测试系统的热压操作，
图3A为根据本发明一个实施例的挤压的拆分图，
图3B为根据本发明另一个实施例的相同挤压的平面图，
图4A-4E示出了用于制造本发明一个实施例的测试板的工艺的各个步
骤，
图5A-5B示出了将根据本发明的一个实施例的解决方案应用到不同类型的电子装置，以及
图6A-6E示出了用于制造本发明另一个实施例的测试板的工艺的各个步骤。
具体实施例方式
测试系统100如图l所示，其用于测试在组装级(即，在电子装置成品状态)的电子装置105;例如，测试是老化型测试(其中电子装置105在热
应力环境下测试)。
为了这个目的，测试系统IOO包括用于在老化测试中控制电子装置105温度的调节区域120。特别是，在调节区域120内设置多个测试板125 (本实施例中由老化测试板组成，又称BIBs)。每一个老化测试板125包括多
10个外壳，每个外壳用于容纳一个被测电子装置105(例如具有2-10行和5-20列的外壳阵列)。每一个老化测试板125与对应的热压部件130 (设置在其上方)连接。
测试系统100还设有维持在室温的控制区域135;该控制区域135与调节区域120热隔绝，两个区域120和135通过设有保护封条的槽连通。特别是，控制区域135容置多个驱动板140。每一个老化测试板125 (被插入调节区域120时)与对应的驱动板140电连接。驱动板140包括用于控制被支托在老化测试板125上、接受老化测试的电子装置105的电路；特别是，驱动板140向对应的电子装置105提供电源和剌激信号，并且接收对应的电子装置105的结果信号。控制区域135还包括控制挤压部件130的气动系统145 (下面会详细说明)。
待测试的电子装置105设在托盘147 (用于电子装置的最后的运输)中。载有这些电子装置105的托盘147被移动到设置在(当前的)老化测试板125前方的装载/卸载部件148处。该老化测试板125从调节区域120抽出；特别是，老化测试板125与对应的驱动板140是可分离的，并且被制成可在装载/卸载部件148的一对滑轨150a和150b上滑动。装载/卸载部件148的头部件155 (例如，真空式头部件)从托盘147上提起(当前的)电子装置105。该头部件155安装在横梁160上，这样可以向老化测试板125滑动，直到到达目标外壳(用于容置电子装置105)的行的位置。接着该头部件155沿着横梁160滑动，直到到达目标外壳的列的位置。在这个位置上，头部件155将电子装置105释放到目标外壳。重复上述相同的操作，直到该老化测试板125被填满。之后老化测试板125被插入到调节区域120，电子装置105支托在该老化测试板125上，因此返回到其初始位置(与对应的驱动板140连接)。装载/卸载部件148移动到下一个老化测试板125的前方，以便重复相同的操作(直到所有待测的电子装置105均被装载进测试系统100)。
在测试过程结束时，上述操作按相反的顺序重复一遍。特别是，(当前的)老化测试板125通过在(放置在其前方的)装载/卸载部件148的滑轨150a和150b上滑动从调节区域120抽出。头 件155在每一个支托在老化测试板125上的电子装置105的上方移动(通过滑动横梁160到其行，再通过沿着横梁160滑动头部件155到达其列)。头部件155提起电子装置105并且将其放回托盘147的自由位置。在这一点，头部件155释放电子装置105到托盘147上。重复上述操作，直到老化测试板125被清空。接着老化测试板125返回调节区域120。装载/卸载部件148移动到下一个老化测试板125的前方，重复相同的操作(直到所有已测电子装置105返回托盘147上)。
如图2A所示， 一个待测的通用电子装置105包括一个形成在半导体材料的芯片中的集成电路(未在图中显示)；该芯片被植入盒体205中，该盒体由保护芯片免于损坏的绝缘体组成。该芯片与电子装置105的外部接线端210电连接，电子装置105负责集成电路的所有输入/输出(I/O)功能。在本实施例中，电子装置105为BGA型，其中接线端210由设置在盒体205的(下)前表面上的小球阵列组成。
另一方面，老化测试板125由电路化绝缘基底215形成(例如由带一个或多个导电轨层的印刷电路板组成)。对于每一个电子装置105，老化测试板125包括一层用于接线端210的导电衬垫220;该衬垫220以阵列方式设置在基底215的上表面(并且与基底215的导电轨电连接以便发送期望信号)。 一个导电座托225形成在每一个衬垫220上，用于支托对应的接线端210。
根据本发明实施例的方案的具体说明如下文所述，挤压部件230由包括可膨胀腔235的箱体形成。为了这个目的，箱体230包括刚性主体240和弹性膜245。弹性膜245由(有弹性的)导热材料制成；例如，弹性膜245由硅酮片构成(厚度为0.5-2mm)。在压力下调节流体在腔235内的流动(经过进口和出口，未在图中标出)；同时，调解流体被加热和/或被冷却(例如，图中未示的外部热交换器)。选择调节流体使其在测试系统的任何工作温度下能保持液态； 一种推荐的调节流体是乙二醇(其适合的温度为-60。C-+300。C)。
电子装置105仅是简单支托在老化测试板125上，特别是支托在对应的座托225上，每一个座托225支托一个接线端210 (无任何机械锁紧)。如图2B所示，调节流体的压力增大，腔235膨胀；接着膜245向下伸展，以致作用到盒体205的无接线端210的背面(上表面)。这样，膜245将电子装置105压向老化测试板125(特别是接线端210进入到对应的座托225内)。因此，电子装置105与老化测试板125机械锁紧；同时，在接线端210和座托225之间的电连接被保证。另外，调节流体释放热量到电子装置105或从电子装置105吸收热量(通过膜245);这样，电子装置105的温度被调节(通过加热或冷却)，以致在老化测试中可以保持电子装置105的温度在期
望温度o
相反地，当调节流体的压力降低，腔235收縮；接着膜245升高，因此不再与盒体205的背面接触。因此，电子装置105被释放。这使得电子装置105在测试结束后没有损伤地从老化测试板125上被移除。
上述方案极大地简化了老化测试板(或任何普通测试板)的结构，因为它们没有任何用于机械锁紧电子装置的插座；因此，可以减少制造测试板所需的工序数量(没有那些组装插座的工序)。这对测试板以至整个测试系统的成本有正面影响。同时，膜可以对非平面电子装置进行单独补偿(因此在任何情况下可以保证其与老化测试板的恰当电连接)。
另外，上述方案避免了在测试系统中使用基于热/冷空气的(大尺寸)调节机构；作为结果，测试系统的尺寸和成本被降低。
无论怎样，所提出的调节电子装置温度的技术是非常有效的。特别是，调节流体的直接作用可以使不同类型的待测电子装置获得大致均匀的温度。
最后，如上文指出，在测试过程中，电子装置可以仅仅通过其成品运输用的托盘装置移动(通过与测试系统一体的装载/卸载部件，无需任何用于测试板的外部组装点)。这样进一步简化和縮短了测试过程。
所有上述措施降低了测试程序的整体成本；通过对电子装置制造的质量和可靠性的有益影响，有助于该测试程序的广泛推广。
在本发明的上述具体实施例中，座托225具有凹面形状；此外，座托225具有弹性的(即在由电子装置105产生的压力下，它们能够弹性变形)。
13因此，可以使(圆形)接线端210自动定心于座托225内。这帮助电子装置 105在老化测试板125上定位(通过上述测试系统的三轴定位系统)；另外， 座托还能避免电子装置105对于老化测试板125发生任何未对准的情况(例 如，在其插入测试系统和从测试系统抽出期间)。
箱体230的结构细节(为了图示效果箱体头冲下放置)如图3A所示。 特别是，箱体的刚性主体240的外形像一个托盘。托盘240具有一个矩形底 部表面310;底部表面310的尺寸稍大于与其对应的一个老化测试板的尺寸 (例如，10-30cm X 30-50cm)。四个侧壁315沿底部表面310的轮廓线垂 直延伸(例如，高度为1-3cm)。弹性膜245封盖住托盘240 (以至形成腔 235);特别是，弹性膜245沿侧壁315的自由端紧固到托盘240上。
优选地，组成阵列的销325从底部表面310上向上突起(在其内部均匀 分布)；销325具有与侧壁315相同的高度(高度为1-3cm)。膜245进一-步紧固到每一个销325的自由端。这样(当腔235内的压力升高)膜245在 销325紧固处不能抬升。因此膜245在其范围内以相同方式膨胀；这使施加 到电子装置上的压力分配更加均匀。同时，销325使调节流体的流动经过腔 235 (流向如图所示的箭头)。作为结果，带有测试温度的(新的)调节流 体流经整个腔235，因此提高了待测电子装置温度调节的均匀性。
一个(调节流体的)进口 330开在底部表面310 —个短边的侧壁315上； 一个对应的出口 335开在相对的侧壁315上(从底部表面310的另一个短边 上延伸形成的)。管路340形成了连接腔235到测试系统的气动系统145的 液压管路(通过其进口 330和出口 335)。特别是，气动系统145包括从出 口 335抽出腔235内的调节流体的泵345。泵345使调节流体流经热交换器 350。热交换器350根据所需温度加热或冷却调节流体(对于电子装置)； 接着以所需压力将调节流体从进口 330注入到腔235内(用于控制腔235的 体积)。这样，调节流体不断流经泵345、热交换器350和腔235。
这样可以以一种非常简单而且有效的方式施加测试压力并保持测试温 度。例如，可以对于测试系统的所有箱体使用同一调节流体。可选择地，可 以为每一个箱体(或一组)提供不同的液压管路，因此可分别地控制其调节流体的温度。
此外，如图3B所示，销325在箱体230的整个底部表面310上不是均匀 分布。特别是，销325的分布密度随着远离介于进口 330和出口 335之间的 轴线355而降低。这样，销325成为调节流体沿着其优选路线(直接从进口 330到出口 335)(自然的)流动的障碍物。因此，调节流体还被强制沿箱 体230的外周流动(靠近侧壁315)。作为结果，可以使流经腔235的调节 流体的流动大致均匀(并且接下来对电子装置进行大致温度均匀的调节)。
上述老化测试板制造工艺的各个步骤如图4A-4E所示。
特别是如图4A所示，制造工艺始于基底215;衬垫220通过传统光刻 工艺方法(例如，沉积一层铝后，接着选择性地蚀刻)形成在基底215的上 表面上，并且形成在与待测电子装置对应的位置上。
通过丝网印刷方法将形成座托所需的前体材料涂抹在衬垫220上。为了 这个目的，模板405被放置在基底215上。模板405包括与衬垫220对应的 成阵列的窗口410。接着，通过模板405，聚合物415经使用刀具420被涂 抹在衬垫220上；聚合物415由导电且可变形的材料组成(例如市售的 Loctite公司的"Loctite3880")。
如图4B所示，这个结果通过刀具420刮过整个模板405获得；这样， 聚合物415被填充入窗口 410内。
如图4C所示，移除模板时，聚合物小块425保留在每个衬垫220上。 接着小块425通过成形工具430 (参照待测电子装置端子形状)被塑形。为 了这个目的，成形工具430的底部表面设有模拟一个或多个电子装置接线端 的模拟元件435;成形工具430可以包括模拟元件或者电子装置样品。成形 工具430被固定到拾取头部件440上。通过光学系统控制头部件440，例如 激光或红外线型(未在图中标出)，这样模拟元件435可以准确地对准小块 425。
优选地，限位模板445也被放置在基底215上。限制模板445包括与小 块425对应的成阵列的窗口 450。每一窗口 450与其对应的小块"5形状相 同，但略大一点。这样，缝隙在小块425周围形成(介于小块和限制模板445之间)；例如，缝隙宽度优选为50ti m-250ti m，更优选为100 y m-200 u m， 如150 ti m。
头部件440下降，以便使成形工具430挤压基底215 (见图4D)。因此， 模拟单元435作为挤压小块425的压模；接着小块425被塑成模拟元件435 的阴模(也就是电子元件接线端的形状)。相同的操作被重复(如果需要)， 直到测试板的所有小块425均被塑形。
在这个步骤中，由模拟元件435施加在对应小块425上的压力也可以使 小块变大。但是小块最大仅能扩大到由限位模板445在小块周围形成的缝隙 之间的宽度。这样，限位模板445限制了小块425扩大的范围。因此防止了 相邻小块425相互接触(会产生短路而影响老化测试板的测试结果)。另外， 这里可以使用任何适合形成小块425的材料(例如，高导电性材料)，即使 该材料具有很高的变形性。
如图4E所示，头部件被抬升且成形工具被移除(如果使用限位模板， 限位模板也一起被移除)。所获得的结构被放入烤炉(例如，在125-200° C 下，烤10-30分钟)，以使形成(塑形)小块425的材料聚合化。这样，小 块425变硬以形成电子装置的接线端的座托。
用于不同电子装置的应用方案如图5A和5B所示(从此处开始，虽然各 部件与前述附图中对应的部件使用相同的主标号，但实为不同部件)。特别 是，图中所示电子装置105'为四侧引脚扁平封装型(QFP)。电子装置105' 具有一个盒体205'，该盒体的接线端210'从其四个边向外延伸；接线端 210'为翼型端子(即其由水平延伸的引线构成，该引线先向下弯曲，再向 外弯曲，以致限定用于电子装置105'的表面安装的平触点)。
老化测试板125'还是由具有导电衬垫220'阵列的电路化绝缘基底215' 形成。导电座托225，形成在每一个衬垫220，上端，用于支托对应的接线 端210'。每一个座托225'包括一个与接线端210'的平触点匹配的压痕。 优选地，四个定心柱505形成在基底215'的上表面上。该定心柱505高于 座托225'，因此触及盒体205，(当其接线端210，抵靠在座托225，上时)。 定心柱505设置在盒体205'的四个角；每一个定心柱505设有一个用于容
16505用于电子装置105'在老化测试 板125，上的定位，以及防止两者的错位(即使接线端210，不能自动定心)。 如上所述，当腔235膨胀时，膜245作用在盒体205'的背面，因此挤 压接线端210'到对应的座托225'(同时加热或冷却电子装置105'); 另外，盒体205'由于受到定心柱505的限制，定心柱505保持电子装置105' 使其处于合适的位置。相反地，当腔收缩时，电子装置105'被释放。 图6A-6E所示的是制备上述老化测试板105，的各个工序步骤。 特别是如图6A所示，上文已经描述的相同的操作被重复，直到在基底 215'的上表面上形成衬垫220';同样，通过丝网印刷工艺在衬垫220，上 形成对应的小块425'(相同的导电和变形材料)。进一歩丝网印工序被实 施，以便在基底215'上涂抹形成定心柱所需的前体材料。为了这个目的， 模板605放置在基底215'上。该模板605比用于形成小块425'的模板厚， 并且设有用于架空小块425'的底脚(避免小块损毁)；模板605包括四个 设在衬垫220'阵列的边角处的窗口610 (仅两个窗口在图中显示)。接着 聚合物615经模板605通过相同的刀具420被涂抹在基底215'上；聚合物 615由变形材料(具有导电性或绝缘性)组成，例如用于小块415'的相同 材料。
如上所述，见图6B，道具420刮过整个模板605;这样，聚合物615被 填充进窗口 610。
如图6C所示，当模板移除后，四个聚合物柱体625保留在基底215' 上。接着小块425'和柱625通过成形工具430'被塑形，该成形工具是根 据待测电子装置设计的。成形工具430'具有与一个或多个电子装置盒体对 应的主体；模拟元件435'从成形工具430'主体的四个边中的每一个向外 延伸，以便模拟电子装置的接线端。成形工具430，固定在上述相同的头部 件440上。同样，限位模板445，(带有略大于小块425，的窗口 450，) 被放置在基底215上。
这样，头部件440下降，以便使成形工具430'挤压基底215 (见图6D)。 因此，模拟单元435'作为挤压小块425'的压模(小块被塑成模拟元件435'的阴模，即电子原件接线端)；如上所述，模板445'限制小块425'的任 何扩展。同时，成形工具430'主体的每一个边角在对应的柱625上压印一 个内凹部分。
如图6E所示，头部件被抬升且成形工具被移除(如果使用限位模板， 限位模板也一起被移除)。所获得的结构被放入烤炉，使材料聚合形成(塑 形)小块425'和柱625。这样，小块425'和柱625硬化，分别形成电子 装置的座托和电子装置的定心柱。
自然地，为了满足局部和特殊需求，本领域的技术人员可以对上述方案 进行逻辑和/或物理上的修改和替换。更特别的是，虽然本发明根据其优选 实施方式已经对特性做了一定描述，但是应该了解各种形式、细节和其他实 施方式上的省略、替换和变化都是可能的。被建议的方案甚至可以在没有具 体细节(例如数字实例)的情况下实施，这些具体细节记载在前文中，并使 方案更好地被理解；相反的，为了不使非必要特征吸引太多关注， 一些熟知 的技术特征被省略或简化。另外，本发明明确表示，与本发明提供的任何实 施例有关系的特殊元件和/或方法步骤可以与其他任何实施例作为一般设计 选择相组合。
另外，即使测试系统具有不同的结构或包括等同的部件，也被视为相同。 更广义地讲，测试系统通常要测试所有的测试程序，这要求对电子装置在最 大可接受限度上进行温度调节。例如，除了上述老化测试，本方案还可以在
电子装置初始发展阶段对其进行可靠性测试。这样能够小批量测试电子装置 (每一个被容置在一单独的测试板上)；由于可以单独地调节每一个测试板，
由于具有分别调整从每个测试板的功能，测试可以在不同温度下进行。另一 个例子是功能测试或参数测试(甚至可以在同一测试系统内与老化测试同时 进行)。另外，如上所述，电子装置可以在电子和/或外界影响所引起的应 力状态下测试(例如，通过强制特殊热量循环)；此外，带有一个预设值(例 如，室温)的简单测试下，电子装置的温度可以被保持。
此外，被建议的方案有助于在任何类型的电子装置上适用(例如，基于 分立元件的光学型等等)。另一方面，电子装置可以设有不同的封装(例如，
18双列直插型)，或它们可以具有等同的接线端(例如，J型接线端)。
即使测试系统适于容置不同数量的老化测试板(最少单独一个)，也被 视为相同；同样地，测试系统可以包括任何数量的箱体(例如， 一个箱体对 应多个老化测试板，乃至一个箱体对应所有老化测试板)。
每一个箱体(即箱体的刚性主体和膜)可以是不同形状和/或尺寸；另 外，可以设有用于调节流体的任何其它进口和/或出口 (在任何位置)。同 样地，膜可以制成任何厚度，或由任何其他有弹性的和导热性材料制成(例 如，橡胶)。
调节流体可以被任何其它液体或气体(例如空气)替代。可选择地，， 可以通过一个等效液压管路(即使设有不同的部件)控制调节流体的压力和 温度(带有或不带有任何反馈)。
流经腔的调节流体的流向可以通过等同的方法完成；例如，可以使用从 箱体底表面延伸出的凸起(例如径向排列)，或者其他任何调节流体的障碍 元件。
前述销的排列仅仅是举例作用，并且不可解释为起限制作用。例如，不 限定销(分布密度递减)沿着从箱体进口延伸出的轴线的排列。
即使通过等同结构实现在多个内部位置上固定膜到箱体的刚性主体上 的结果(例如，通过格栅)，也被视为相同。
无论怎样，调节流体的流通和膜的固定均能独立实现(例如，通过长销 均匀地固定膜，短销够不到膜，用于调节流体的流通)。
但是，上述附加特征不是必须的，并且在箱体简化的方案中， 一个或两 个可以被省略。
建议的方案通过用于电容置电子装置接线端的等同座托(即使由非弹性 材料制成)有助于其自身的实施。
每个电子装置的接线端可以通过一个或多个等同的定位元件(例如框 架)与座托对应排列。另外，也可以在老化测试板上使用凹面的座托来实施 相同的方案；反之亦然，从带有平面座托的老化测试板上移除定心柱也被考 虑。
19可选择地，箱体可以通过上升/下降与测试板分开/连接，相同的操作可 以在测试板(另外的或替换的)上以相反的方向实现，在调节区域，装载/ 卸载部件在托盘和测试板(与箱体分离)之间直接移动电子装置等等。
自然地，老化测试板(或者更广义地讲，任何无插座的测试板)可以具有 不同的结构，它可以包括等同的元件，或者可以容置任何数量的待测电子装 置。无论怎样，需要被强调的是，即使作为单机产品(用于上述测试系统)， 测试板仍适于制造并投放到市场。无论怎样，加入一些类型的机械系统(在 特述情况下锁定电子装置)的可能性不被排斥。
即使建议的测试板由等同的工序(通过相似步骤，删除一些非必要步骤， 或者进一步加入可选的步骤，甚至顺序不同)制造，也被视为相同；例如， 能够使用其它具有变形性和导电性的材料制成测试板的座托(例如其它环氧 树脂)，聚合物可以通过其它方法塑形和硬化(例如，热压工艺)或者衬垫 的小块可以通过其它技术形成(例如，通过聚合物层的沉积，接着选择性移 除)。
可选择地，通过限位模板在小块周边形成的缝隙的宽度可以不同；此外， 相同效果可以通过其它等同手段达到，甚至适于放置在老化测试板上(例如， 网孔，绝缘衬套等等)。无论怎样，这个步骤可以完全被省略(当形成小块 的材料不具有很强的变形性，或者小块之间的间隔大)。
制造定心柱所需的操作同样适用于上述说明。
当然，完成老化测试(更广义地讲，任何其它调 待测电子装置温度的 测试程序)的建议程序仅仅起举例说明的目的，并且不能理解为限定作用。
权利要求
1.一种用于测试电子装置(105；105’)的测试系统(100)，每个所述电子装置具有一个设有多个接线端(210；210’)的盒体(205；205’)，所述测试系统包括一组测试板(125；125’)，其中每个测试板包括多层导电座托(225；225’)，每层座托支托对应电子装置，每个座托适于接收对应电子装置的接线端(210；210’)，一组箱体(230)，被设置在测试板上方工作，其中每个箱体内形成调节流体的可膨胀腔(235)，箱体包括一个刚性主体(240)，一个导热材料制成且面对测试板的弹性膜(245)，一个进口(330)和一个出口(335)，装置(350)，用于控制调节流体的温度，以及装置(345)，用于在压力下强制调节流体流经腔，以使弹性膜向下伸展，伸展的弹性膜将电子装置压向测试板，以使电子装置机械锁紧在测试板上，并且调节电子装置的温度。
2. 如权利要求l所述的测试系统(100)，其中每个箱体(230)进一步包括用于增加调节流体流经腔(235)的均匀性的导流装置(325)。
3. 如权利要求2所述的测试系统(100)，其中导流装置包括多个调节流体的障碍元件(325)，障碍元件的分布密度随着远离介于进口 (330)和出口 (335)之间的轴线(355)而递减。
4. 如权利要求1-3任意一项所述的测试系统(100)，其中在每个箱体(230)内，弹性膜(245)沿着箱体的周边被紧固到钢性主体(240)，箱体(230)进一步包括紧固装置(325)，在周边内的多个内部点上，紧固装置将弹性膜与刚性主体紧固成一体。
5. 如权利要求4所述的测试系统(100)，其中刚性主体(240)具有--个与弹性膜(245)相对的底部表面(310)，导流装置和紧固装置包括多个在底部表面和弹性膜之间延伸的销(325)。
6. 如权利要求l-5中任意一项所述的测试系统(100)，其中每个接线端(210)的末端为凸起接触区，每个座托(225)包括与对应接线端的凸起接触区相匹配的凹陷区，并且座托由适于根据压力弹性变形的弹性材料制成。
7. 如权利要求1-6中任意一项所述的测试系统(100)，其中每个测试板(125')进一步包括每组座托(225')的定心装置(505)，定心装置适于校正对应电子装置的盒体(205')，使每个接线端(210')对准对应的座托。
8. 如权利要求l-7中任意一项所述的测试系统(100)，其中测试系统进一歩包括装置(148， 150a， 150b)，装置(148， 155， 160)和装置(140)，装置(148， 150a， 150b)从箱体(230)分离测试板，当与箱体分离时，装置(148， 155， 160)从运输托盘(147)上拾取待测电子装置(105， 105')和释放电子装置在测试板上，装置(148， 150a， 150b)用于连接电子装置支托在其上的测试板和箱体(230),当测试板与箱体连接，装置(140)测试支托在测试板上的电子装置，当测试板与箱体分离时，装置(148， 155，160)从测试板上拾取待测电子装置(105， 105')并释放电子装置到运输托盘(147)。
9. 一种用于如权利要求卜8中任意一项所述的测试系统(100)的测试板(125; 125，)，测试板不设有用于机械锁紧电子装置(105; 105')到测试板的插座。
10. —种用于测试电子装置(105; 105')的测试方法，每个电子装置具有一个设有多个接线端(210; 210')的盒体(205; 205，)，所述方法包括如下步骤在一组测试板(125; 125')上支托多个电子装置；其中每个测试板包括多层导电座托(225; 225')，每层座托支托对应电子装置，每个座托适于支托对应电子装置的接线端(210; 210')， 在测试板上方设置一组箱体(230)，其中每个箱体形成调节流体的可膨胀腔(235)，箱体包括一个刚性主体(240)， 一个导热材料制成的且面对测试板的弹性膜(245)， 一个进口 (330)和一个出口 (335)，控制调节流体的温度，和强制调节流体在压力下流经腔，以使弹性膜向下伸展，伸展的弹性膜将电子装置压向测试板，以使电子装置机械锁紧在测试板上，并且调节电子装置的温度。
11. 如权利要求10所述的测试方法，所述方法进一歩包括如下步骤从箱体(230)上分离测试板(125; 125，)，从运输托盘(147)上拾取待测电子装置(105; 105')，并且释放电子装置到测试板上，连接电子装置支托在其上的测试板(125; 125')和箱体(230)，测试支托在测试板上的电子装置，从箱体(230)分离测试板(125; 125，)，从测试板上拾取测试的电子装置(105，105')并将其释放运输托盘(147)上。
12. —种制造如权利要求9所述的测试板(125; 125')的制造工艺，所述工艺包括如下步骤为在基底(215; 215，)上的每层座托(220; 220，)，形成多个小块(425; 425，)，小块由导电且可变形材料(415)制成，将成型工具(430; 430')压向小块，使小块根据成形工具的形状变形，成形工具包括多个成形元件(435; 435'),成形元件(435; 435')与至少一个电子装置(105; 105')的接线端(210; 210，)的形状对应，以及硬化小块以获得对应的座托(225; 225')。
13. 如权利要求12所述的工艺，所述工艺进一步包括如下步骤在挤压期间，在每个所述小块周围放置限位装置(445; 445')，以限制小块的变形伸展。
14. 如权利要求12或13所述的工艺，所述工艺进一歩包括如下步骤为在基底(215')上的每层座托(220; 220，)，形成至少一个进一步可变形材料(620)的柱体(625)，所述至少一个柱体被成形工具(430，)主体的边角压印出一个内凹部分，成形工具(430')主体形状与至少一个电子装置(105; 105')的盒体形状对应，并且硬化至少一个柱体以获得对应的定心装置(505)。
全文摘要
本发明提供一种测试系统(100)；该测试系统用于检测电子装置(105；105)，每个电子装置具有设有多个接线端(210；210)的盒体(205；205)，例如，BGA型。该测试系统包括一组(一个或多个)测试板(125；125)。每一个测试板包括多层导电座托(225；225)，每一层座托用于支托对应的电子装置；每一个座托适于支托对应电子装置的接线端(210；210)。一组(一个或多个)箱体(230)被设置在测试板上方工作。每一个箱体形成调节流体的可膨胀腔(235)；特别是，箱体包括一个刚性主体(240)，一个导热材料制成的且面对测试板的弹性膜(245)，一个进口(330)和一个出口(335)。装置用于控制调节流体的温度(例如，热交换器)。测试系统还包括用于强制调节流体在压力下流经腔，以使弹性膜向下伸展的装置(345)，伸展的弹性膜将电子装置压向测试板，以使电子装置机械锁紧在测试板上，并且调节电子装置的温度。
文档编号G01R1/073GK101675350SQ200880011969
公开日2010年3月17日 申请日期2008年2月14日 优先权日2007年2月14日
发明者法布里奇奥·斯科切蒂 申请人:埃勒斯半导体设备股份公司