具浮动容置座的半导体元件测试载盘及其测试设备的制作方法

本发明关于一种具浮动容置座的半导体元件测试载盘及其测试设备，尤指一种适用于检测待测晶片的具浮动容置座的半导体元件测试载盘及其测试设备。

背景技术：

在现有技术中，当针测座压测半导体元件时，位于针测座上的弹簧式连接器(pogopin)会先接触到半导体元件产生下压力，所述半导体元件承载于容置座中，此时用于支撑该容置座的薄型基座若是承受不住来自针测座的下压力道时，将使得薄型基座及容置座同步产生变形现象，破坏探针与半导体元件的接触密合性及整体精确度，进而影响测试良率。

此外，过去在安装容置座时，因容置座以卡榫卡合于基座上，故首先须将薄型基座向外撑开，将容置座的卡榫进入薄型基座撑开后的间隙后，最后再将薄型基座向内卡紧，完成组装程序。然而，在将薄型基座向外撑开的过程中，容易使该薄型基座的支撑边变形，经长时间反复使用后，将大幅减弱夹持力道，出现卡合性不佳及元件损坏的问题，造成使用寿命的减低。

因此，提供一种可以解决上述问题的具浮动容置座的半导体元件测试载盘及其测试设备。

技术实现要素：

本发明的主要目的在提供一种具浮动容置座的半导体元件测试载盘，通过浮动容置座的设置，有效避免针测座下压时，造成基座变形，影响测试良率。本发明同时将现有需向外撑开基座型态的卡榫结构，变更为简单扣合型态的扣卡件，除了有效避免基座的支撑边变形外，更可方便使用上的拆装替换，增进不同产线使用上的便利性。

为达成上述目的，本发明的具浮动容置座的半导体元件测试载盘包括有一基座及一容置座。容置座设置有多个容置槽以及多个弹簧凹槽，所述每一容置槽分别容设有一半导体元件，所述每一弹簧凹槽分别容设有一压缩弹簧，该压缩弹簧的两端连接弹簧凹槽及基座，使容置座受力按压时可具有缓冲的效果。

其中，所述容置座固设有多个支撑柱，该每一支撑柱分别穿设于该基座中，并以两个扣卡件分别对应扣合于基座底部及容置座顶部的每一支撑柱上，用以界定当压缩弹簧受力压缩时，容置座的位移距离。通过上述设计，通过改良式的扣合方式，除了有效避免基座的支撑边变形外，更可方便使用上的拆装替换，增进不同产线使用上的便利性。

上述每一弹簧凹槽的顶部可设有一卡环，用以堆叠多个半导体元件测试载盘。因此，所述卡环提供一适当间距，可将半导体元件测试载盘相互堆叠定位，避免多个堆叠的测试载盘触压而损坏，且维持薄型片状的基座的平面度，利于堆叠的测试载盘于后续测试结束后的回收与储放之用。

上述每一支撑柱的顶部可设有一卡环，用以堆叠多个半导体元件测试载盘。因此，所述卡环可提供一适当间距，将半导体元件测试载盘相互堆叠并定位，避免多个堆叠的测试载盘触压而损坏，且维持薄型片状的基座的平面度，利于堆叠的测试载盘于后续测试结束后的回收与储放之用。

上述两个扣卡件可为可拆装式元件，可根据不同产线更换不同式样的容置座。因此，所述扣卡件为一种方便拆装的元件，取代传统的卡榫机构，提升使用上的便利性。

上述两个扣卡件可界定了压缩弹簧回弹时的回弹位置。因此，所述扣卡件可作为容置座压缩弹簧回弹时的停止点，避免产生容置座回弹时高度不一的问题。

上述回弹位置至基座的浮动行程可为0.6mm。因此，通过定义上述扣卡件的摆放点，使得容置座的浮动行程为0.6mm，即可避免基座变形的情形发生。

本发明的另一目的在提供一种具浮动容置座的半导体元件测试设备，该设备可有效解决半导体元件测试载盘变形的问题，使得每一半导体元件与针测座及基座的接触热阻可趋于一致，提升测试温度的均匀性。

为达成上述目的，本发明的具浮动容置座的半导体元件测试设备包括有一内腔体、一半导体元件测试载盘、一外腔体、一热交换单元以及一控制单元。内腔体具有至少一进气通道及至少一排气通道；半导体元件测试载盘包括有一基座及一容置座，基座设置于内腔体内用以串接所述容置座；容置座设置有多个容置槽以及多个弹簧凹槽，所述每一容置槽分别容设有一半导体元件，所述每一弹簧凹槽分别容设有一压缩弹簧，该压缩弹簧的两端连接弹簧凹槽及基座，使容置座受力按压时可具有缓冲的效果。

其中，所述容置座固设有多个支撑柱，该每一支撑柱分别穿设于该基座中，并以两个扣卡件分别对应扣合于基座底部及容置座顶部的每一支撑柱上，用以界定当压缩弹簧受力压缩时，容置座的位移距离。此外，外腔体包覆内腔体的上方、下方及侧边，具有至少一进气通道及至少一排气通道，用以对内腔体加热或冷却；热交换单元分别与内腔体及外腔体的至少一进气通道相连接；控制单元电连接热交换单元。

通过上述设计，该设备可迅速调变并维持内腔体的测试温度，并可提供内腔体稳定且不易飘移的测试环境温度及压力，可大幅缩短半导体元件的高低温测试时间，增加生产效率。同时，本发明结合前述半导体元件测试载盘的设计，有效解决半导体元件测试载盘变形的问题，使得每一半导体元件与针测座及基座的接触热阻可趋于一致，提升测试温度的均匀性。

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范围。而有关本发明的其他目的与优点，将在后续的说明与图示加以阐述。

附图说明

图1为本发明第一实施例的具浮动容置座的半导体元件测试载盘的分解图。

图2为本发明第一实施例的具浮动容置座的半导体元件测试载盘的立体图。

图3为本发明第一实施例的具浮动容置座的半导体元件测试载盘的剖视图。

图4a为本发明第一实施例的具浮动容置座的半导体元件测试载盘的初始状态的剖视图。

图4b为本发明第一实施例的具浮动容置座的半导体元件测试载盘的按压状态的剖视图。

图5为本发明第二实施例的具浮动容置座的半导体元件测试载盘的剖视图。

图6为本发明一优选实施例的具浮动容置座的半导体元件测试设备的示意图。

图7为本发明一优选实施例的具浮动容置座的半导体元件测试设备的剖视图。

【符号说明】

1，1’-半导体元件测试载盘；10-半导体元件测试设备；

101-测试载板；11-针测座；

2-基座；211-卡环；

3-容置座；31-容置槽；

32-弹簧凹槽；321-卡环；

33-压缩弹簧；34-扣卡件；

35-支撑柱；4-半导体元件；

5-内腔体；51，61，631-进气通道；

52，62，632-排气通道；6-外腔体；

63-上腔体；64-下腔体；

7-热交换单元；8-控制单元；

d-间距。

具体实施方式

请参阅图1至图3，其分别为本发明第一实施例的具浮动容置座的半导体元件测试载盘的分解图、立体图以及剖视图。图中出示一种具浮动容置座的半导体元件测试载盘1，其包括有一基座2及四容置座3，用以承载多个半导体元件4进行各种检测作业。

如图所示，在本实施例中，基座2为一薄型平板，主要用于支承四容置座3，其中，所述容置座3的数量不以四个为限，也可根据半导体元件4的类型或数量增减容置座3的总数。每一容置座3设置有多个容置槽31以及多个弹簧凹槽32，该每一容置槽31分别容设有一半导体元件4，通过批次量化检测多个半导体元件4，提供足够的承载空间。弹簧凹槽32分别容设有一压缩弹簧33，该压缩弹簧33的两端连接弹簧凹槽32及基座2，故当容置座3受力按压时可具有缓冲的效果。

本发明的另一特色在于所述容置座3固设有多个支撑柱35，该每一支撑柱35分别穿设于基座2中，并以两个扣卡件34分别对应扣合于基座2底部及容置座3顶部的每一支撑柱35上，用以界定当压缩弹簧33受力压缩时，容置座3的位移距离；再者，扣卡件34可选用c型扣、e型扣及s型扣等其他等效元件。通过所述设计，通过改良式的扣合方式，除了有效避免基座2的支撑边变形外，更可方便使用上的拆装替换，增进不同产线使用上的便利性。

接着，请参阅图4a及图4b，其分别为本发明第一实施例的具浮动容置座的半导体元件测试载盘的初始状态的剖视图以及按压状态的剖视图。如图4a所示，在初始状态下，针测座11尚未受力下压时，因容置座3与基座2之间仍保有压缩弹簧33的一弹簧力作用，故容置座3与基座2相隔一间距d，作为下压时的缓冲区间，在本实施例中，所述间距d为整体容置座3的浮动行程，其为0.6mm，通过定义上述扣卡件34的摆放点，调整压缩弹簧33回弹后的间距d大小，即可避免基座2变形的情形发生。如图4b所示，在按压状态下，此时针测座11受驱动力下压，该驱动力为使针测座11可紧密贴合容置座3，故迫使容置座3与基座2的间距d减少或消除，有效微调容置座3、基座2与针测座11的相对位置，避免造成压合时基座2的变形，影响测试结果。最终，压测结束后，针测座11向上回复至初始位置，而该容置座3将依据两个扣卡件34的扣合位置界定了所述压缩弹簧33回弹时的回弹高度，而该回弹位置等同于图4a的初始位置。

再者，请参阅图5，本发明第二实施例的具浮动容置座的半导体元件测试载盘的剖视图。如图所示，本实施例半导体元件测试载盘1’的最大特色在于：所述每一弹簧凹槽32的顶部设有一卡环321，且每一支撑柱35的顶部同样设有一卡环211，其中所述卡环321，211用于卡合另一半导体元件测试载盘1’的支撑柱35及压缩弹簧33的凸缘。因此，通过上述设计，本发明也可将提供一适当间距，将半导体元件测试载盘1’相互堆叠并定位，避免多个堆叠的测试载盘1’触压而损坏，且维持薄型片状的基座2的平面度，利于堆叠的测试载盘1’于后续测试结束后的回收与储放之用。

最后，请参阅图6及图7，其分别为本发明一优选实施例的具浮动容置座的半导体元件测试设备的示意图及剖视图。图中出示一种具浮动容置座的半导体元件测试设备10，其用以改善半导体元件4接触受热温度不均的问题，主要包括有一半导体元件测试载盘1、一内腔体5、一外腔体6、一热交换单元7以及一控制单元8。关于半导体元件测试载盘1的部分已于前述说明中详加解说，故在此便不再赘述，请参考前述段落的图例说明。其中，半导体元件测试设备10的中央容置空间为内腔体5，用以容置一半导体元件测试载盘1，所述内腔体5具有至少一进气通道51及至少一排气通道52；而外腔体6包覆内腔体5的上方、下方及侧边，由上腔体63及下腔体64所组成，具有至少一进气通道61及至少一排气通道62，用以对该内腔体5加热或冷却。

在本实施例中，内腔体5具有两个进气通道51及四排气通道52，内腔体5的两个进气通道51靠近一测试载板101的中间，而四排气通道52分别位于测试载板101的两个端侧。此外，上腔体63具有一进气通道631及两个排气通道632，如图6所示，上腔体63的进气通道631位于测试载板101的中央，而两个排气通道632分别位于测试载板101的两个端侧。另外，下腔体64具有一进气通道61及两个排气通道62，如图7所示，下腔体64的进气通道61位于测试载板101的中央，而两个排气通道62分别位于测试载板101的两个端侧。

如图6所示，热交换单元7分别与内腔体5的两个进气通道51、上腔体63的进气通道631及下腔体64的进气通道61相连接；控制单元8电连接热交换单元7。当特定温度与压力的气体经由热交换单元7分别灌入内腔体5及由上腔体63与下腔体64所组成的外腔体6，因外腔体6包覆内腔体5的上方、下方及侧边，故内腔体5的温度变化，可通过外腔体6迅速进行热交换，可确保内腔体5达到并维持控制单元8所设定的温度。本实施例可在短时间内完成内腔体5与外腔体6温度的变换，故半导体元件4在高低温切换时，可大幅缩短暂态温度转换的时间，增加测试效率。

综上所述，本发明通过将半导体元件测试载盘1结合高低温测试模组所形成的半导体元件测试设备10，其可迅速调变并维持内腔体5的测试温度，并可提供内腔体5稳定且不易飘移的测试环境温度及压力，可大幅缩短半导体元件的高低温测试时间，增加生产效率。同时，本发明结合前述半导体元件测试载盘1的设计，有效解决半导体元件测试载盘1长期使用下易变形的问题，使得每一半导体元件4与针测座及基座的接触热阻可趋于一致，提升测试温度的均匀性。

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应以权利要求所述为准，而非仅限于上述实施例。