半导体组件压力测试装置及其测试设备的制作方法

本发明是关于一种半导体组件压力测试装置及其测试设备，尤其指一种适用于测试半导体组件压力感测特性的测试装置及其测试设备。

背景技术：

公知技术如美国专利公开号第2009/0015277 A1号所公开的半导体组件压力测试装置，请参阅图8，是公知半导体组件压力测试装置的侧视图。如图所示，文中所述的压力测试装置包括一第一半腔体91及一第二半腔体92，其中第一半腔体91为一固定端，第二半腔体92由一升降装置90垂直上下移动以密合或分开该压力测试装置。第一半腔体91具有一下凹槽95，用以承载装有半导体组件96的载盘97。第二半腔体92具有一上凹槽98且具有突出的复数测试探针913，用以对应接触上述的半导体组件96。此外，该案所采用的压合结构包括有枢设于第二半腔体92的二夹爪93，其可沿转轴94来旋转。

当压力测试开始时，第一半腔体91的一上表面99将顶抵第二半腔体92的一下表面910，并利用夹爪93抵扣第一半腔体91的外缘，同时由设置于一槽体911的O型环912密封住气体压力。当测试完成后，夹爪93离开第一半腔体91，第一半腔体91通过升降装置90移载至出料。然而，此一设计在进行压力测试的过程中一次仅能测试单一压力腔体，加上该案采用快速接管及夹扣方式，因而造成气体泄漏率高，产能也较为低落。

技术实现要素：

本发明的目的上提供一种半导体组件压力测试装置，通过转盘的设置，使得待测试的半导体组件能够在多个压力测试单元之间进行连续输送及测试，大幅提高测试产能。此外，每一压力测试单元与半导体组件的承载座采分离式设计，可避免拉扯供气管路及讯号扁平电缆。

本发明的另一目的是提供一种半导体组件压力测试设备，将上述半导体组件压力测试装置结合一分类机台，有效整合压力测试及分类挑拣，达到快速且方便的进料及出料效率。

为实现上述目的，本发明提供的半导体组件压力测试装置，包括有复数压力测试单元及一转盘单元。每一压力测试单元包括一支撑架、一上测试座及一下测试座，支撑架固设在一工作桌上，且装设有具一第一下压杆的一第一动力装置，上测试座与第一下压杆相连接，包括有一上治具、一电路转接板及至少一针测座，下测试座固设在一工作桌上，包括一下治具及至少一供气管路。由此，在压力测试的过程中，将设有至少一针测座的电路转接板配置于上测试座的特点在于，转盘单元可进行连续回转测试，避免公知针测座一端设有扁平电缆传输至电路基板，会随着转盘单元转动，而导致扁平电缆纠缠与扯断，以便测试讯号可立即传递测试数据及增进测试稳定性。

此外，转盘单元包括一枢转轴、一转盘及复数浮动测试座，枢转轴固设在工作桌上，该转盘枢设于枢转轴，每一浮动测试座系以复数弹性件与转盘相连接，包括有一浮动治具及一承载座，承载座用以承载至少一半导体组件。转盘旋转促使每一浮动测试座对应位于每一上测试座及下测试座间，且每一压力测试单元系供给不同测试压力，以在不同压力环境下连续测试每一半导体组件。

由上述设计，本发明除了有效使待测试的半导体组件能够在多个压力测试单元之间进行连续输送及测试，大幅提高测试产能之外，还在转盘上设有浮动测试座，以在上测试座下压的过程中，提升整体测试环境的密合度，改善压力泄漏率并增加测试精准度。

上述每一压力测试单元可还包括固设于下测试座的一加热装置及一导热板。由此，在压力测试的过程中，可同时检测在不同温度的环境下对于半导体组件所产生的影响，以在不同压力及温度环境下连续测试每一半导体组件，增加本发明半导体组件压力测试装置的多功性及提高测试效率。

上述半导体组件压力测试装置可还包括复数预热站，其中，该每一预热站包括有一预热支撑架、一预热上测试座及一预热下测试座，该预热支 撑架固设在一工作桌上，且装设有具一第二下压杆的一第二动力装置，该预热上测试座系与该第二下压杆相连接，该预热下测试座固设在一工作桌上。由此，当每一压力测试单元正在进行测试压力时，可同时开启预热加热装置并进行预热导热板的加热作业，使得转盘上的浮动测试座能够先与预热导热板先行接触，避免加热时间的浪费。

上述复数预热站及复数压力测试单元可为环状间隔设置。由此，当每一压力测试单元正在进行测试压力时，相邻的浮动测试座皆可同时进行预热导热板的加热作业，使得每一压力测试单元能够接续进行指定温度的压力测试而不中断，将转盘的轮转效率提升至最大。

上述至少一针测座可为二针测座，包括一第一针测座及一第二针测座，第一针测座与承载座接触，同时第二针测座与一电路基板相接触。由此，当第一下压杆推动上测试座使第一针测座与承载座接触的时，所获得的测试信息将立即由第二针测座传输至电路基板，进而汇入至计算机或其他分析仪器，由此转盘单元可进行连续回转测试，针测座无需通过扁平电缆传输至电路基板，免除扁平电缆会随着转盘单元转动，而导致扁平电缆纠缠与扯断。

上述每一浮动测试座可还包括至少一O型环，其可设置于承载座的表面。由此，可增进浮动测试座与上测试座的密合度，使气体不易外漏，建立良好的压力环境。

上述复数弹性件可为复数弹簧，提供下压密合的延伸长度，因此浮动测试座与下测试座能够紧密接合，使气体不易外漏，建立良好的压力环境。

另一方面，本发明的半导体组件压力测试设备包括有一分类机台以及一半导体组件压力测试装置，分类机台包括设置于一工作桌的一转塔以及围绕转塔而设置的一进料槽、一检视装置、一料盘及一移行机构，转塔包括呈角度相间隔排列的复数吸取头，移行机构包括有一取放器，进料槽、检视装置及料盘分别对应设置于复数吸取头下方。

半导体组件压力测试装置包括有复数压力测试单元以及一转盘单元，每一压力测试单元包括一支撑架、一上测试座及一下测试座，支撑架固设在工作桌上，且装设有具一第一下压杆的一第一动力装置，上测试座与第一下压杆相连接，包括有一上治具、一电路转接板及至少一针测座，下测 试座包括一下治具及至少一供气管路。转盘单元包括一枢转轴、一转盘及复数浮动测试座，枢转轴固设在工作桌上，转盘枢设于枢转轴，每一浮动测试座系以复数弹性件与转盘相连接，包括有一浮动治具及一承载座，承载座用以承载至少一半导体组件，转盘旋转促使每一浮动测试座对应位于每一上测试座及下测试座间，而下测试座包括固设于该下测试座的一加热装置及一导热板，由此每一压力测试单元系供给不同测试压力与温度，以在不同压力及温度环境下连续测试每一半导体组件。

由上述设计，不仅整合了入料、检视、测试多项功能，而且仅通过简易串联上述两组装置，便能有效整合压力测试及分类挑拣作业，达到快速且方便的进料及出料效率。

以上概述与接下来的详细说明皆为示范性质是为了进一步说明本发明的申请专利范围。而有关本发明的其他目的与优点，将在后续的说明与附图加以阐述。

附图说明

图1是本发明一较佳实施例的半导体组件压力测试装置的立体图。

图2是本发明一较佳实施例的半导体组件压力测试装置的分解图。

图3A是本发明一较佳实施例的压力测试单元及预热站的立体图。

图3B是本发明一较佳实施例的压力测试单元及预热站的另一视角的立体图。

图4是本发明一较佳实施例的电路转接板与电路基板的接合立体图。

图5是本发明一较佳实施例的半导体组件压力测试装置的上测试座下压前的A-A剖视图。

图6是本发明一较佳实施例的半导体组件压力测试装置的上测试座下压后的A-A剖视图。

图7是本发明一较佳实施例的半导体组件压力测试设备的立体图。

图8是公知半导体组件压力测试装置的侧视图。

附图中符号说明

1半导体组件压力测试装置，2压力测试单元，20预热站，201预热支撑架，2011第二下压杆，2012第二动力装置，202预热上测试座，203预热 下测试座，21支撑架，211第一下压杆，212第一动力装置，213承接板，22上测试座，221上治具，222电路转接板，223第一针测座，224第二针测座，225电路基板，226转接插槽，227输出埠，23下测试座，231下治具，232供气管路，3转盘单元，30工作桌，31枢转轴，32转盘，33浮动测试座，330弹性件，331浮动治具，3311通孔，332承载座，3321芯片容置槽，3322连接孔，333O型环，4半导体组件，5加热装置，50导热板，6分类机台，61转塔，611吸取头，62进料槽，63检视装置，64料盘，65移行机构，651取放器，66震动盘，7半导体组件压力测试设备，90升降装置，91第一半腔体，910下表面，911槽体，912O型环，913测试探针，92第二半腔体，93夹爪，94转轴，95下凹槽，96半导体组件，97载盘，98上凹槽，99上表面。

具体实施方式

请参阅图1及图2，是本发明一较佳实施例的半导体组件压力测试装置的立体图及分解图。图中出示一种半导体组件压力测试装置1，包括有复数压力测试单元2、复数预热站20及一转盘单元3，每一预热站20及每一压力测试单元2是环状间隔设置，在本实施例中总共有五个压力测试单元2及相邻的五个预热站20，但不以该个数为限。图1中特地移去一组压力测试单元2，以方便描述转盘单元3上的部分特征。

如图所示，每一压力测试单元2包括一支撑架21、一上测试座22及一下测试座23。支撑架21固设在一工作桌30上，且装设有具一第一下压杆211的一第一动力装置212，该第一动力装置212可为马达或汽缸等装置，用以提供一顶推力。上测试座22是与第一下压杆211相连接，包括有一上治具221、一电路转接板222、第一针测座223及一第二针测座224。下测试23座固设在工作桌30上，包括一下治具231、一加热装置5、一导热板50及二供气管路232。其中，本发明有别于公知技术将电路转接板222及二针测座223,224设置于上测试座22。根据本发明的精神，转盘单元通过电路转接板及上测试座的二针测座可进行连续回转测试，避免公知使用扁平电缆，易产生纠缠与扯断，以便测试讯号可立即传递测试数据及增进测试稳定性效率。

再者，转盘单元3包括一枢转轴31、一转盘32及复数浮动测试座33，枢转轴31固设在该工作桌30上，作为整个转盘单元3的旋转中心。转盘32枢设于该枢转轴31，每一浮动测试座33是以四弹性件330与转盘32相连接，其中，本实施例所采用的弹性件330为拉伸弹簧，但不以此为限，举凡具有弹性及伸缩缓冲功能的构件皆可作为本发明的弹性件330。浮动测试座33包括有一浮动治具331及一承载座332，承载座332组设于该浮动治具331上，用以承载复数半导体组件4。如图1所示，转盘32旋转促使该每一浮动测试座33对应位于每一上测试座22及下测试座23间，且每一压力测试单元2系供给不同测试压力，以在不同压力环境下连续测试每一半导体组件4。本发明除了有效使待测试的半导体组件4能够在多个压力测试单元之间进行连续输送及测试，大幅提高测试产能之外，还在转盘32上设有浮动测试座33，以在上测试座22下压的过程中，提升整体测试环境的密合度，改善压力泄漏率并增加测试精准度。

接着，请参阅图3A及图3B，是本发明一较佳实施例的压力测试单元及预热站的立体图及另一视角的立体图。图中出示一组相邻的压力测试单元2及预热站20，由图3B的视角可看出支撑架21组设有一承接板213，用以承载一电路基板225，可一并参阅图4，是本发明一较佳实施例的电路转接板与电路基板的接合立体图。上述电路基板225具有一转接插槽226及复数输出埠227，当上测试座22下压使得第一针测座223接触至承载座332时，第二针测座224则会与电路基板225的转接插槽226相接触，使得每一压力测试单元2从每一半导体组件4所获得的测试信息将立即由第二针测座224传输至电路基板255，并由连接至复数输出端口227的讯号扁平电缆(图未示)将上述测试信息汇入至计算机或其他分析仪器，由此转盘单元可通过电路转接板与电路基板相互接合及分离，转盘单元可进行连续回转测试，以解决讯号传递的限制。

回到图3A及图3B，关于本发明半导体组件压力测试装置1的预热站20，包括有一预热支撑架201、一预热上测试座202及一预热下测试座203，预热支撑架201固设在工作桌30上，且装设有具一第二下压杆2011的一第二动力装置2012，该第二动力装置2012可为马达或汽缸等装置，用以提供一顶推力，以压合浮动测试座33与预热下测试座203的一导热板相接触， 其中，预热下测试座203仅具有一加热装置及一导热板，而不须设有供气管路。预热上测试座202是与第二下压杆2011相连接，预热下测试座203固设在工作桌30上。由此，当每一压力测试单元2正在进行测试压力时，相邻的浮动测试座33皆可通过预热站20同时进行加热作业，使得每一压力测试单元2能够接续进行指定温度的压力测试而不中断，将转盘的轮转效率提升至最大。

接着，请参阅图5及图6，是本发明一较佳实施例的半导体组件压力测试装置的上测试座下压前的A-A剖视图及上测试座下压后的A-A剖视图。如图5所示，在上测试座22下压前，很明显地由剖视图可看出上测试座22、转盘32及下测试座23为三个分离构件，其中，与转盘32相连接的浮动测试座33距离该下测试座23的表面一间隙D，使得转盘32在转动的过程中不易受到干扰。更佳地，在本实施例中，为了避免因填充气体外泄而造成压力值改变，因此在承载座332对应第一针测座223、承载座332对应电路转接板222、浮动治具331对应承载座332以及下测试座23对应浮动治具331的表面分别设有环形凹槽以容置一O型环333，其为一种圆环形状的弹性垫片，作为二组件压缩时的密封接口，可提升各组件接缝处的气密性。此外，承载座332的每一芯片容置槽3321具有一连接孔3322与浮动治具331的每一通孔3311相连通，其与二供气管路232构成一气压路径，使位于每一芯片容置槽3321的一半导体组件4皆能感受到气压变化，达到压力测试的目的。

如图6所示，当上测试座22受第一动力装置212作动向下压合时，第一针测座223嵌合承载座332，浮动测试座33受力向下移动，直到顶抵至下测试座23为止，此时，浮动测试座33仅受复数弹性件330的拉伸作用产生垂直位移，而转盘32则不受影响保持在原来的位置，使得浮动测试座33与下测试座23的表面间不再具有一间隙D，达到各组件间的紧密接合，能使气体不易外漏，建立良好的压力环境。此外，每一压力测试单元2是与半导体组件4的承载座332采分离式设计，可避免拉扯供气管路232及讯号扁平电缆，同时便于转盘运载半导体组件4至下一个压力测试单元2，提高测试效率。

请参阅图7，是本发明一较佳实施例的半导体组件压力测试设备的立体图。图中出示一种半导体组件压力测试设备7包括有一分类机台6及上述 半导体组件压力测试装置1，其中，关于半导体组件压力测试装置1的详细信息请参阅前述的实施方式，在此就不再赘述。如图所示，分类机台6包括设置于工作桌30的一转塔61以及围绕该转塔61而设置的一进料槽62、一检视装置63、一料盘64及一移行机构65，转塔61包括呈角度相间隔排列的复数吸取头611，并可进行自转运动使每一吸取头611产生角度位移，移行机构65包括有一取放器651，进料槽62、检视装置63及料盘64分别对应设置于复数吸取头611下。

本实施例的进料槽62一端延伸至吸取头611下方，另一端连接于一震动盘66，其为一个中央突出的盘状结构，故半导体组件从进料区震动掉落后，随即落到震动盘66的环周。震动盘66由震动机构的震动，使半导体组件随着环周侧壁的螺旋导轨顺势上爬。一经判断半导体组件处于正确的方位时，则将组件继续往前送入进料槽62中。在进料槽62内的半导体组件顺势被推送，而吸取头611在进料槽62尾端吸取半导体组件后，藉由转塔61的转动而位移至外观检验区的平台上，亦即前述的检视装置63。

检视装置63承接半导体组件的部位同样位于吸取头611下方，其主要利用摄影模块如电荷耦合组件(CCD)来检验半导体组件外观上的正确性，例如外表印刷文字是否正确或有无瑕疵。一旦判断为错误或瑕疵，吸取头611可将半导体组件送至一回收区。经检视装置63检验无误的半导体组件便再被吸取头611移送至一料盘64。

移行机构65具有一取放器651用以取放、载送半导体组件于分类机台6与半导体组件压力测试装置1之间，亦即取放器651可进行空间上的移动。详细而言，取放器651可移动至位于吸取头611下方的料盘64处以拿取料盘64，其中料盘64是负责储存多个从吸取头611放下的半导体组件；之后，取放器651可再将料盘64连同其上的半导体组件一起运送至半导体组件压力测试装置1，并利用一吸取头(图未示)将每一半导体组件分别装载至承载座332的芯片容置槽3321中以进行组件测试。最终，启动上述半导体组件压力测试装置1的测试程序，针对不同的测试项目或不同的客户需求，给定每一压力测试单元2不同的测试压力及温度，并经由转盘单元3的带动下，对于每一半导体组件4可达到连续性的测试，有效解决公知压力测试装置需持续更换压力及温度状态等问题，提高测试效率。

上述实施例仅为了方便说明而举例而已，本发明所主张的权利范围自应以申请的权利要求范围所述为准，而非仅限于上述实施例。