半导体器件测试装置的制作方法

专利名称：半导体器件测试装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及具有与其连接的半导体传送和处理装置(通常称为处理器)的半导体器件测试装置，该传送和处理装置用于为测试目的而传送半导体器件(如半导体器件集成电路，并以测试结果为基础分检测试过的器件，尤其涉及在半导体器件传送和处理装置(下文中称为处理器)将待测试的半导体器件带入测试或测试部件(test section)时，用于提高半导体器件测试装置的用来测试／测量该半导体器件的部分。
众所周知，许多用于测试包括半导体器件集成电路(下文中被称为IC)的各种类型的半导体器件的半导体测试装置具有与其连接的处理器，用于将待测试或测试中的半导体器件(通常称为DUT)传送到待被与半导体测试装置(下文中称为IC测试仪)的器件测试插座(置于该半导体测试装置的测试部件中)电气和机械连接的测试部件，并在测试后，将测试过的半导体器件从测试部件中取出以传送到一预定位置。
由于本发明涉及具有与其连接的处理器的IC测试仪，下面将首先参照图5和图6来说明此类IC测试仪的一个例子。为简单起见，下面将以设计成测试作为典型的半导体器件的ICs(多个IC)的IC测试仪为例来对本发明予以描述。
图4和图5分别表示适于用来测试具有内置的逻辑电路或模拟电路的多管脚ICs的传统IC测试仪的总体结构图(部分为截面图)，以及表示传统的处理器的平面图。
图4所示的IC测试仪包含一测试仪主体(proper)(在相关技术中称为主框架)MF，其中在其它元件中含有电气和电子电路及器件；一处理器HAND，其上设有传送ICs的传送机械装置；以及一测试头TSH，它电连接于处理器HAND的测试部件中。
处理器HAND包含基片10和包括第一X-Y传送装置20、第二X-Y传送装置30的IC传送机械装置，以及Z轴驱动装置(是适于如图4所示在垂直方向(向上及向下方向)移动物体的装置)，所有这些都装在其片10上。另外，基片10包含如图所示在背着处理器的水平方向上延伸的延伸部分，并在其下限定装有测试头TSH的一空间。此外，在基片10的该延伸部分形成通孔11，其大小足以使测试中的ICs通过，以使待测试的ICs通过该通孔11下降并置于装在测试头TSH上的IC插座SK。
已经由处理器HAND的IC传送机械装置传送到测试部件的测试中的ICs被带动与安装在测试仪主体MF的测试头TSH上的IC插座SK电连接，并因此通过测试头TSH和一束电缆KU与测试仪主体MF电连接。从测试仪主体MF通过该束电缆KU所加的预定方式的测试信号被加在测试中的ICs上，而从测试中的ICs中读出的响应信号则从测试头TSH通过该束电缆发送到测试仪主体MF，以测量该IC的电特性。
装在测试头TSH中的主要是一组驱动器，用来将预定方式的测试信号施加到测试中的ICs；一组比较器CP，其每一个都用来确定从测试中的ICs读出的输出信号是否分别为具有预定电压值的高(H)逻辑信号或低(L)逻辑信号；电源线；等，这些元件及电源线都通过该束电缆KU与测试仪主体MF电连接。
测试完成后，测试过的ICs由处理器HAND的IC传送机械装置从IC插座SK运送到预定位置，并随后以测试结果为基础被分检。
图5是表示IC测试仪，尤其是处理器HAND的总体结构的平面图。该处理器HAND包括在X轴和Y轴方向都能传送物体的第一和第二X-Y传送装置20和30；第一和第二X-Y传送装置20和30在经度方向上(如图所示从右到左)互相相对地置于大体上为矩形的基板10上。在此，经度方向指X轴方向。
第一X-Y传送装置20包括一对第一平行X轴轨道21A、21B，如图所示，它们在基板10上相对的主侧面从邻近其左端处在X轴方向上延伸一预定长度；第一可动臂26，它跨在X轴轨道21A、21B两端并与其垂直，并可移动地沿其X轴方向安装在该轨道上；以及第一X-Y运载头24，它安装在可动臂26上，用于沿其在Y轴方向上移动。
第二X-Y传送装置30包括一对第二平行X轴轨道31A、31B，如图所示，它们在基板10上相对的主侧面从邻近其左端处在X轴方向上延伸一预定长度；第二可动臂40，它跨接在X轴轨道31A、31B两端并与其垂直，并可移动地沿其X轴方向安装在该轨道上；以及第二X-Y运载头(未示出)，其安装于可动臂40上，用于沿其在Y轴方向上移动。
利用上述结构，第一运载头24可由如上构成的第一X-Y传送装置20移动到如图用点划线示出的、该对第一X轴轨道21A、21B之间所限定的、大体上为矩形的区域(A)中的任意所需点，而第二运载头同样可由第二X-Y传送装置30移动到如图用点划线示出的、该对第二X轴轨道31A、31B之间所限定的、大体上为矩形的区域(B)中的任意所需点。即，区或(A)是其中第一X-Y传送装置20能够传送物体的区域，而区域(B)是第二X-Y传送装置30的可传送区域。
如图所示连续从右到左置于区域(A)的下面部分的是空盘存储部件46，用于容纳互相叠放的空盘；进料盘41，其上装有待测试的ICs(测试中的ICs)；分类盘42、43、44和45中的两个盘42和43，用于以测试结果为基础对测试过的ICs分检并存储。其余两个盘44和45以及一平面(planar)加热板50相继从左到右置于区域(A)的上面部分，用于将测试中的ICs加热到预定温度。不用说，在此示出的盘41-45、空盘存储部件46和加热板50的安排及分类盘42-45的数目仅仅是一个例子，它们可根据需要变化。
置于区域(B)中的是其中装有IC插座的IC测试仪的测试部件TS，测试中的ICs待被置于与该IC插座电连接。由于所示的处理器被设计成一次测试两个ICs，因此测试部件TS上装有两个插座。
所示的处理器上还分别设有第一和第二缓冲级BF1和BF2，它们在区域(A)中的一预定位置和区域(B)中的一预定位置之间的X轴方向上可来回移动。更具体地讲，第一缓冲级BF1在区域(A)中靠近加热板50的右手边的部分和区域(B)中一预定位置之间的X轴方向上可来回移动，而第二缓冲级BF2在区域(A)中靠近空盘存储部件46的右手边的部分之间的X轴方向上可来回移动。
第一缓冲级BF1执行将加热到预定温度的测试中的ICs从区域(A)传送到区域(B)的功能，而第二缓冲BF2起着把测试过的ICs从区域(B)运载到区域(A)的作用。应当理解，这些缓冲级BF1和BF2的提供，允许第一和第二X-Y传送装置20和30完成其传送操作而不相互干扰。
如上所述的第一X-Y传送装置20设计成将测试中的ICs运送到加热板50，用于对该ICs施加一预定温度应力，然后执行将加热到预定温度的测试中的ICs传送到第一缓冲BF1上的操作，以及执行将测试过的ICs从第二缓冲级BF2传送到预定的分类盘的操作，测试过的ICs已经由第二缓冲级BF2从区域(B)传送到区域(A)。
另一方面，第二X-Y传送装置30设计成执行这样的操作，即将由第一缓冲级BF1运送到区域(B)的测试中的ICs传送到测试部件TS，并执行这样的操作，即将测试过的ICs从测试部件TS传送到第二缓冲级BF2。
例如，如上所述的加热板50可由板状金属原料(stock)形成，并且其上设有多个IC接收凹槽(recess)或容器(pocket)51，用以容纳测试中的ICs。第一X-Y传送装置20将正被测试的ICs从进料盘41传送到这些IC接收凹槽51。这些IC接收凹槽51通常以由多行和多列组成的矩阵的形式排列。加热板50保持在一提升后的温度，该温度稍高于施加到正被测试的ICs的温度。于是，正被测试的ICs在由第一缓冲级BF1传送到测试部件TS之前被加热到预定温度。
第一和第二X-Y传送装置20和30的每一个上都设有其自己的Z轴驱动装置(其中每一个都适于在垂直方向(Z轴方向)上运送IC)，用以执行将ICs从诸盘、加热板50或测试部件TS(插座)中取出的操作，以及将ICs放落到诸盘、加热板50或测试部件TS的操作。
图6示出装于第一X-Y传送装置20上的Z轴驱动装置的一个例子的总体结构。在第一X-Y传送装置20的Y轴方向上延伸的可动臂26包括一具有基本为C-型截面的中空构件，在其中空内部装有同样在Y轴方向延伸的螺纹轴22和导引轴23。具体讲，螺纹轴22和导引轴23通过第一X-Y运载头24(其上形成有可与螺纹轴22的螺纹齿合的螺纹)的主体部分在Y轴方向延伸。在导引轴23上没有螺纹，以允许第一X-Y运载头24的主体部分可相对于导引轴23滑动，导引轴23又依次在Y轴方向稳定X-Y运载头24的运动。
利用如上所述的结构，螺纹轴22的被驱动旋转将在Y轴方向以固定方式移动第一X-Y运载头24。应注意，X-Y运载头24在X轴方向的运动会受可动臂26在X轴方向的运动的影响。
从第一X-Y运载头24的主体部分的顶部水平延伸(如图5所示在X轴方向上)的是臂24A，在其下侧装有多个垂直向下延伸的空气筒，在此例中为四个空气筒，即第一、第二、第三和第四空气筒S1、S2、S3和S4，如图5所示。在图6中，第二空气筒S2由于其藏在第一空气筒S1之后而看不见。同样，第四空气筒S4由于其藏在第三空气筒S3之后而看不见。空气筒S1、S2、S3和S4的每一个的可动杆都具有安装于其底部的真空拾取(pick-up)头。
虽然在该示例中Z轴驱动装置60适合于成对驱动第一和第二空气筒S1和S2，和成对驱动第三和第四空气筒S3和S4，以便一次将两个ICs吸取于其上，以进行传送，但这仅仅是一个例子。
利用一组第一和第二空气筒S1和S2来将在加热板50中被加热到预定温度的测试中的ICs传送到第一缓冲装置BF1。鉴于此，安装在第一和第二空气筒S1和S2上的真空拾取头61(如图所示在其上吸附了测试中的ICs)上装有加热器(未示出)，用于保持测试中的已加热的ICs的温度。装在另一组第三和第四空气筒S3和S4上的真空拾取头62上不设有加热器，因为它们用于在其正常温度传送ICs。具体讲，当将ICs从进料盘41传送到加热板50，和将测试过的ICs从第二缓冲级BF2传送到分类盘42、43、44和45中的相应一个时，使用真空拾取头62。
装在第二X-Y传送装置30上的可动臂40上的第二运载头(未示出)上也设有在结构上类似于Z轴驱动装置60的结构的Z轴驱动装置。然而，由于第二X-Y传送装置30与第一X-Y轴传送装置20成镜像(mirror-image)关系安置，可动臂40的结构相对于图6所示的可动臂26的结构对称(可动臂26在其右手侧开口，可动臂40在其左手侧开口)，而四个空气筒安装在可动臂的40的左侧。应当注意，在第二运载头中，Z轴驱动装置也适合于成对驱动第一和第二空气筒和成对驱动第三和第四空气筒，以便一次将两个ICs吸附于其上，以进行传送。当将加热到预定温度的测试中的ICs从第一缓冲级BF1传送到测试部件TS时，使用一组空气筒。鉴于此，装在这些筒上的真空拾取头上装有加热器，用于保持测试中的被加热的ICs的温度。装在另一组空气筒上的真空拾取器上不装有加热器，并在传送处于其正常温度的ICs，即从测试部件TS传送到第二缓冲级BF2时被使用。本技术领域的技术人员会很清楚，Z轴驱动装置的结构可以多种方式修改。
构成上述类型的IC测试仪，以在加热板50中将测试中的ICs加热到预定温度，并在保持该预定温度的同时测试该ICs。这对利用简化类型的加热器装置(如上述的加热板50)的IC测试仪是相当大在的要求，这是因为此类IC测试仪的高初始成本，此类IC测试仪使用能够将测试中的ICs保持在一预定温度的恒温室，并且用封装在该恒温室中的测试部件TS来实施测试。
另一方面，固接于测试头TSH的IC插座SK与一插座导向器(socket guide)相关。图7和图8示出了插座导向器的一个例子的详细构造。
图7是表示测试头TSH、IC插座SK和插座导向器35的安置的概略截面图，而图8是表示插座导向器35的平面图。固定于测试头TSH的顶部的是环形连接器(coupling)32，称为棒(flog)环，在其顶部是性能(performance)板PB。
棒环(flog ring)32是用于与测试头TSH和性能板PB电连接的构件，并具有装于其上的pogo(“弹性单高跷”)接触插针(pin)33的环形阵列，以便从该环的表面延伸。pogo接触插针(称为pogo插针)33是由弹簧支持的可动接触插针，用于在与棒环32的表面垂直的方向移动，并通常由弹簧从棒环32的表面32突出而偏置。这些pogo插针33与从棒环32的下表面延伸的端电连接，这些端依次又与测试头TSH内部的相应电缆34电连接。
安装在性能板PB的上表面的是IC插座SK，本例中为两个，其端部通过性能板PB中的印刷线路与性能板PB的相应端部电连接，性能板PB与pogo插针33接触。于是，可以理解，IC插座的端部通过印刷线路(导体)和性能板PB的端部、pogo插针33及电缆34与测试头TSH电连接。
插座导向器35包围IC插座SK并安装在其周围上部。如图6所示，插座导向器35由大体上为长方形的板状金属块形成，该金属块比两个IC插座SK所占据的平面空间大预定尺寸，并且该导向器35在相应于IC插座SK的位置具有穿过其中形成的IC导向孔35A。测试中的ICs穿过IC导向孔35A插入插座导向器35，以与IC插座SK接触。
安装在第二X-Y传送装置上的Z轴驱动装置垂直(向上和向下)移动测试中的ICs，以将它们如上所述地放置到与IC插座接触的位置。在图7中，仅示出了在其上装有真空拾取头的Z轴驱动装置的可动杆60R，用以简化起见。
从插座35的顶面向上直立的是两个导向插针35B，位于沿每一个IC导向孔35A的相对两侧(插座导向器35在经度方向相对的两侧)的一个大体上为中心点处。构成导向插针35B是用于将Z轴驱动装置的相关可动杆60R(在其带着测试中的ICs向下时)导入其位置。另一方面，包围可动杆60R并安装在其一定高度的是一板状导向构件63，它具有穿过其中并在垂直方向与相应的导向插针35B成列而形成的导向通孔63A。这些导向通孔63A的直径刚好适合于相应的导向插针35B，以使真空吸附于可动杆60的真空拾取头的测试中的ICs被恰当地导引，在其向下时将测试中的ICs的管脚(pin)放入与相应的IC插座SK的相应接触插针接触的位置。
导向构件63具有两对从其下表面向下延伸的突块63B，以便上述管脚一旦被安置与IC插座SK的相应接触插针接触，便牵制测试中的ICs的管脚，正确保持它们与插座插针电接触。在本例中有两对突块63B，如图8所示，由于测试中的ICs的管脚从其四个侧面向外延伸，可用框状突块代替这两对突块。另外，不用说，至少要与IC管脚接触的这样的突块部分是由电绝缘材料制成。
至今已实践给插座导向器35提供加热装置36来加热插座导向器35，以在加热期间通过由加热板50给测试中的ICs加热而保持其温度。然而，如图7所示，穿过插座导向器35而形成的IC导向孔35A以及插座导向器35本身暴露于大气中，故从插座导向器35损失相当的热量。结果，当高温热应力以超过125℃的量级由加热板50施加于测试中的ICs时，很难将IC的温度保持在那个高温，尽管插座导向器35有着增强的热容量。
另外，虽然插座导向器35与一公共电位连接，以电磁屏蔽IC插座SK的周围部分，IC导向孔35A的上部被暴露，并且在性能板PB的表面的印刷线路上和待测试的ICs上也不设有特殊的电磁屏蔽装置，这些元件对外界噪声(包括处理器本身产生的噪声)没有保护能力。
在待测试的ICs为多管脚器件并有内置的逻辑电路或模拟电路和其它电路的情况下，并在这样的器件被用于在高频区测试其逻辑电路或模拟电路的情况下，IC插座的顶面和性能板PB表面的印刷线路很容易受外界噪声的影响。这种由外界噪声造成的有害影响会带来严重问题，即阻碍了正确测试和测量待测试的ICs。
本发明的第一个目的是提供一种能够在测试中防止已加热到预定温度的测试中的半导体器件的温度下降到预定温度之下的半导体测试装置。
本发明的第二个目的是提供一种能够对测试中的半导体器件进行测试而不使它们受到外界噪声的有害影响的半导体测试装置。
按照本发明，一种半导体测试装置包括固接于测试头的器件插座；包括热传导块的插座导向器，该插座导向器适用于包围该器件插座并将由一Z轴驱动装置运送来的半导体器件与该器件插座成一列；以及一热源，用于加热该插座导向器，在这种半导体测试装置中，提供了一种改进了的半导体测试装置，其包括一盒状外壳，其由热绝缘材料构成，并基本上(substantially)把该器件插座和该插座导向器封装起来；一穿孔(through-aperture)，其形成于盒状外壳的顶部，用于使由Z轴驱动装置运送来的半导体器件通过并进入盒状外壳的内部；以及一打开或关闭(打开／关闭)装置，用于有选择性地打开和关闭形成于盒状外壳顶部的该穿孔，由此即达到了本发明的目的。
在第一实施例中，该打开／关闭装置包含一板状打开／关闭构件，该构件具有用于关闭形成于该盒状外壳顶部的穿孔的一关闭部分，并具有用于打开该穿孔的一打开部分，该打开／关闭构件如此安置，以便能够越过(across)该盒状外壳顶部水平移动。该盒状外壳封装插座板之上的器件插座和插座导向器。
在第一种修改形式中，打开／关闭装置包含一安装在Z轴驱动装置上的覆盖构件，用于在Z轴驱动装置将半导体器件运载带入并与盒状外壳内的器件插座接触时，关闭形成于盒状外壳顶部的穿孔。
该覆盖构件可固定于沿Z轴驱动装置的一预定位置，或者可替代地，可安装于Z轴驱动装置上以沿其移动。该覆盖构件可由热绝缘材料、或者电磁屏蔽材料或者包含电磁屏蔽材料的热绝缘材料构成。
在第二种修改形式中，打开／关闭装置包含一对相对的板状打开／关闭构件，其安装在盒状外壳顶部的穿孔的相对两侧，该相对的板状打开／关闭构件可相互相对或相背地移动。该对相对的板状打开／关闭构件可由热绝缘材料、或者电磁屏蔽材料或者包含电磁屏蔽材料的热绝缘材料构成。
在该第一实施例中，Z轴驱动装置上装有一覆盖构件，该覆盖构件用于当板状打开／关闭构件的打开部分已移动到已将形成于盒状顶外壳顶部的穿孔打开的位置时，并且当Z轴驱动装置已将半导体器件运载带入并与盒状外壳内的器件插座接触时，关闭板状打开／关闭构件的打开部分。
用于关闭板状打开／关闭构件的打开部分的该覆盖构件可固定于沿Z轴驱动装置的一预定位置，或者，可安装于所述Z轴驱动装置上以沿其移动。该覆盖构件可由热绝缘材料、或者电磁屏蔽材料或者包含电磁屏蔽材料的热绝缘材料构成。该覆盖构件可具有一固接于其下表面的密闭的密封构件。
在第二实施例中，该器件插座固接于一插座板，其位于距装在测试头上的性能板之上一预定距离之处，盒状外壳封装插座板之上的器件插座和插座导向器。
在第三实施例中，包含于热绝缘材料中的该电磁屏蔽材料是网格(meshes)薄片金属。该覆盖构件由包含电磁屏蔽材料的热绝缘材料构成，而固接于该覆盖构件的下表面的该密闭的密封构件由导电材料构成。另外，板状打开／关闭构件由导电材料构成，用于关闭板状打开／关闭构件的打开部分的该覆盖构件由包含电磁屏蔽材料的热绝缘材料构成，而固接于该覆盖构件的下表面的该密闭的密封构件由导电材料构成。
利用上述构成，该盒状外壳的内部基本保持在恒定温度，并被电磁屏蔽，以消除测试中由外界噪声侵害的可能性。
在此披露的实施例中，虽然示出的用于将插座导向器加热到预定温度的热源包含安装在该插座导向器中的电加热器，应当理解，可由其它合适热源如空气或气体来加热盒状外壳的内部或者插座导向器。


图1是说明本发明的半导体测试装置的第一实施例原理部分结构的概略断面图；图2是说明本发明的半导体测试装置的第二实施例原理部分结构的概略断面图；图3是说明本发明的半导体测试装置的第三实施例原理部分结构的概略断面图；图4是说明应用本发明的一个IC测试仪例子的总体结构的侧视图，其中部分为断面图；图5是说明图4所示IC测试仪结构的平面图；图6是说明图4所示IC测试仪的Z轴驱动装置结构的放大了的断面图；图7是说明图4所示IC测试仪的部件中的测试头TSH、IC插座SK和插座导向器的概略断面图；图8是说明图7所示插座导向器的平面图。
下面将参照图1-3说明本发明的一些实施例。
图1是说明本发明的半导体测试装置的第一实施例原理部分结构的概略断面图。在图1中，对应于图7和图8中所示的部分和元件的由相同的标号表示，并且，除必要时之外不再对它们进行讨论。
按照本发明，在前面参照图4-8所述的IC测试仪类型中，在性能板PB上装有盒状外壳70，而前面参照图7和8所述的IC插座SK和插座导向器35包含于由盒状外壳70和性能板PB所限定的空间内。盒状外壳70由诸如玻璃合成纤维树脂、聚酰亚胺树脂、硅基树脂等热绝缘材料构成，以使IC插座SK和插座导向器35与周围大气热隔离。
穿过盒状外壳70的顶墙形成的穿孔71与置于外壳内部的相应IC插座SK(本例中为两个)垂直排列。这些穿孔71的大小做成能允许Z轴驱动装置的可动杆60R和安装在伸展于盒状外壳70内部和外部的杆上的导向构件63通过。穿过盒状外壳70的底墙也形成开口71B，其由固接于盒状外壳70的底墙上的插座导向器35关闭。开口71B的大小虽然小于插座导向器35，但也被选择能在该开口71B内容纳固接于性能板PB上的两个IC插座SK。
因此可以明白，起动Z轴驱动装置以降低可动杆60R，在可动杆60R下降时，真空吸附于可动杆60R的末梢端的真空头的ICs通过穿孔71从上述盒状外壳70移动到其内部。并适合于导向构件63的导向通孔63A而恰好置于导向插针35B上，以使测试中的ICs的管脚被正确放置并与IC插座SK的相应接触插针接触。在此条件下，进行预定测试，并且在测试完成后，可动杆60R向上移动，以将真空吸附于可动杆60R的末梢端的真空头的ICs通过穿孔71传送到上述盒状外壳70外部。
置于盒状外壳70的顶墙之上的打开或关闭板(打开／关闭板)72可在左右方向(X1←→X2)上移动。打开／关闭板72上形成有穿孔72A，该穿孔72A与盒状外壳70的顶墙中的穿孔71具有相同尺寸并与其垂直。这样，在打开／关闭板72由线性驱动源73比如空气筒在从左至右方向上移动时，盒状外壳70的穿孔71可被有选择地打开和关闭。
当Z轴驱动装置的可动杆60R处于盒状外壳70之外时，由线性驱动源73的扩展作用使打开／关闭板72朝X1方向移动，以便由打开／关闭板72的实体部分(缺乏孔72A部分)关闭盒状外壳70的穿孔71。因此可知，盒状外壳70的内部基本保持热隔离状况。
利用打开／关闭板72打开的盒状外壳70的穿孔71，当可动杆60R将待测试的ICs拾起来并开始下降时，线性驱动源73利用其回收力使打开／关闭板72向X2方向移动，以便带动打开／关闭板72的孔72A使其与盒状外壳70的穿孔71垂直，由此打开盒状外壳70的穿孔71(图1中所示状态)。然后，真空吸附于可动杆60R的ICs通过打开／关闭板72的孔72A和盒状外壳70的穿孔71由下降中的可动杆60R移动到外壳70的内部，并被正确促使与IC插座SK接触。
按照本发明，覆盖构件或关闭构件64安装于可动杆60R上，以便当测试中的ICs与IC插座SK接触时，覆盖构件64可关闭相关的打开／关闭板72的穿孔72A。覆盖构件64具有固定于其下表面的密闭的密封构件64A。于是，可以明白，当测试中的ICs与IC插座SK接触时，覆盖构件64和密封构件64A关闭打开／关闭板72的穿孔72A，以便保持盒状外壳的内部为热隔离状况。可替代地，覆盖构件64可以可滑动地安装在可动杆60R上，以便一旦测试中的ICs已被放置与IC插座SK接触，覆盖构件64可由一适当的驱动源向下移动，以便密闭地密封打开／关闭板72的穿孔72A。
在此实例中，每一个覆盖构件都由热绝缘材料形成，但它也可由除热绝缘材料之外的其它材料形成，因为打开／关闭板72的每一个穿孔72A很小，并且通过用覆盖构件64关闭穿孔72A，足以保持盒状外壳70的内部为热隔离状况，其中覆盖构件64由除绝缘材料之外的其它材料形成。
测试完成之后，带着测试后的IC的可动杆60R的末梢端一旦通过可动杆60R的向上移动而移出盒状外壳70的内部时，打开／关闭板72通过线性驱动源73的伸展作用而再一次向X1方向移动，以由打开／关闭板72关闭盒状外壳70的穿孔71。
如上所述的用于使IC插座SK和插座导向器35与外界大气热隔离的结构的提供，能使通过由安装在插座导向器35上的加热器36来加热插座导向器35而将其温度提高到150℃量级的高温，这是因为插座导向器35与外界大气热隔离。结果，盒状外壳70的内部也保持在高温，因此，由加热板50加热后的测试中的ICs即使被加有超过125℃的热压，也可以在测试期间保持其高温。
此外，也获得了允许使用多种加热源的优点，这是因为通过由其它加热源代替加热器36来加热插座导向器35或者盒状外壳70的内部可以在测试期间保持测试中的ICs的温度，该其它加热源比如为被加热到预定温度的热空气或气体。
虽然在上述的实施例中仅描述了如下安排，即在测试中的ICs与IC插座SK接触时，通过覆盖构件64和密封构件64A移动到打开／关闭板72来关闭该打开／关闭板72的穿孔72A，应注意，盒状外壳70的顶墙中的穿孔71实际上很小，打开／关闭板72的穿孔72A实际上也很小。因此，即使打开／关闭板72的穿孔72A没有由覆盖构件64和密封构件64A关闭，盒状外壳70的内部也会保持在几乎为热隔离的状况，因此在测试期间可保持被加热后的ICs的温度。因此，打开／关闭板72的穿孔72A不必被关闭。
应当理解，盒状外壳70的穿孔71可被构造成直接由覆盖构件64和密封构件64A关闭而不是由打开／关闭板72关闭，因为这样的结构能在测试测试中的ICs的期间使盒状外壳70的内部保持在完全热隔离状态。借此，在测试期间，可保持被加热后的测试中的ICs的温度。
另外，打开／关闭板72可以为双门式结构(包含置于相对邻接位置的一对打开／关闭板，并在被关闭和打开位置时，它们可相互相对和相背地移动)，并可包含置于盒状外壳70的穿孔71的每一个的相反两侧的一对打开／关闭板。这种安排可以是这样的，即，当可动杆60R处于盒状外壳的外部时，该对打开／关闭板被关闭，以关闭相关的盒状外壳70顶墙上的穿孔71，并且当可动杆60R下降时，该对打开／关闭板移动到其打开位置，以打开相关的盒状外壳70的穿孔71，并且在测试中的ICs正与IC插座SK接触时，该对打开／关闭板相互相对移动。利用这种安排，就能够将盒状外壳70的内部保持在满意的热隔离状况，而不必使用覆盖构件64和密封构件64A。应当明白，这种安排也使在测试期间能够保持被加热后的测试中的ICs的温度。
图2是说明本发明的半导体测试装置的第二实施例原理部分结构的概略断面图，并说明了应用于安装在上述性能板PB的预定距离处的IC测试仪类型的本发明，插座板37具有与其直接固接的IC插座SK，性能板PB和和插座板37通过线路或电缆38电连接。在图2中，对应于图1中所示的部分和元件由同样的标号表示，并且除必要时之外不再对它们作再次讨论。应注意，性能板PB和插座板37之间的电连接也可通过在某距离处的连接板进行。
插座板37固接于支持板39，该支持板39具有穿过其中而形成的开口39A，其大小能允许插座导向器35的通过。具体地讲，插座板37固接于支持板39的下表面以关闭开口39A，以便支撑(hold)IC插座SK和插座导向器35能通过开口39A向上伸展。支持板39固接于处理器的基底10的下表面，以关闭形成于该基底中的穿孔11。因此可以理解，固接于插座板37的IC插座SK和包围IC插座SK的周围上部并安装于其上的插座导向器35可被支持，以便延伸到形成于基底10的下表面的穿孔11。虽然为简单起见图2中仅示出了一个IC插座SK，但存在着使用两个或更多个IC插座SK的情况。
在该第二实施例中，盒状外壳(壳体)70安装在支持板39上，以便包围开口39A。IC插座SK和插座导向器35包含于基本上由盒状外壳70和插座板37所限定的空间，以使IC插座SK和插座导向器35与外界大气热隔离。虽然在该第二实施例中盒状外壳70是下端开口的结构，不用说，该外壳也是由如上所述的第一实施例中的热绝缘材料制成。
就象在如上所述的第一实施例中一样，盒状外壳70的顶墙上形成有穿孔71，它与置于外壳内部的相应的IC插座SK(本例中为一个)垂直排列。穿孔71的大小能允许Z轴驱动装置的可动杆60R和安装于该杆的导向构件63移进或移出盒状外壳70的内部。置于盒状外壳70的顶墙之上的是打开／关闭板72，其可在左右方向上移动。打开／关闭板72上形成有穿孔72A，其位置与盒状外壳70的顶墙上的穿孔71垂直成列，并与其大小相同，以便在由线性驱动源73(比如空气筒)使打开／关闭板72从图中所示位置向右伸展时，打开盒状外壳70的穿孔71。打开／关闭板72的运作类似于第一实施例中，故不再对其进行描述。
在此实施例中，可动杆60R上也安装有热绝缘覆盖构件64，以便在测试中的ICs与IC插座SK接触时，该覆盖构件64将关闭打开／关闭板72的穿孔72A。覆盖构件64具有固接于其下表面的密闭的密封构件64A。覆盖构件64可固定于沿可动杆60R的预定位置。或者可代替地，覆盖构件64可以垂直可滑动地安装在可动杆60R上，以便测试中的ICs一旦已经被放置并与IC插座SK接触，覆盖构件64就可以通过适当的驱动源向下移动，以密闭地密封打开／关闭板72的穿孔72A。
利用上述结构，IC插座SK和插座导向器35从外界大气热隔离，借此，插座导向器35可由安装在插座导向器35中的加热器36，或由诸如被加热到预定温度的热空气适当地加热，以使插座导向器35的温度能被提高到例如150℃量级的预定高温。结果，盒状外壳70的内部也能保持在该高温，借此，由加热板50加热后的测试中的ICs即使被加有超过125℃的热应力，也能够在测试期间保持在高温。于是可以明白，本实施例也提供了基本相同于第一实施例的功能优点。
在如上讨论的第二实施例中、即使打开／关闭板72的穿孔72A没有被覆盖构件64和密封构件64A关闭，盒状外壳70的内部也能保持在几乎热隔离状况，以便在测试期间能保持被加热后的测试中的ICs的温度。因此，打开／关闭板72的穿孔72A不需必须关闭。另外，可能的修改结构是，盒状外壳70的穿孔71改变为由覆盖构件64和密封构件64A关闭，而不是由打开／关闭板72关闭。此外，打开／关闭板72可以是包含一对打开／关闭板的双门式结构，该对打开／关闭板置于盒状外壳70的穿孔71的相对两侧。利用这种安排，就能够在整个测试过程中保持被加热后的测试中的ICs的温度。
图3是说明本发明的半导体测试装置的第三实施例原理部分结构的概略断面图。在该第三实施例中，盒状外壳70由不仅能够提供热绝缘也能够提供电磁屏蔽的元件构成，包含于外壳70的内部的IC插座SK和插座导向器35从周围大气热隔离，并且，测试中的ICs、IC插座SK和插座导向器35以及包括加有印刷线路(模式(pattern))的性能板PB的表面都被电磁屏蔽，从而保护这些元件和器件和所加的线路模式不受包括处理器本身所产生的噪声的外界噪声的有害影响。
按照该第三实施例，在图1所示结构的IC测试仪中，电磁屏蔽材料比如网格金属板(网格金属)74嵌入于限定盒状外壳或壳体70的热绝缘材料的整个墙中，也嵌入于热绝缘覆盖构件64中。举例来说，一层网格金属74夹于两层热绝缘材料中，然后这两层热绝缘材料由适当的粘合剂粘接在一起或者被焊接或热密封在一起，以形成同时具有热绝缘和电磁屏蔽性能的薄片制品。
网格金属74电连接于性能板PB的公共点，以电磁屏蔽盒状外壳70的内部。当然，网格金属74也可以电连接于不在性能板PB上一点的其它公共点。为了对覆盖构件64也实施电磁屏蔽作用，固接于覆盖构件64的下表面的密封构件64A由导电材料形成，并与嵌入在密封构件64A中的网格金属74电连接。另外，打开／关闭板72由导电材料比如金属板形成，并与公共电位点电连接。
利用这种安排，当密封构件64A下降以关闭打开／关闭板72的通孔72A时，密封构件64A与打开／关闭板72电连接，打开／关闭板72又依次在嵌入于密封构件64A中的网格金属74和公共电位点之间建立电连接。因此，有可能给覆盖构件64同时提供热绝缘和电磁屏蔽性能。
虽然图3所示的实施例代表本发明被应用于图1所示的IC测试仪的情况，应该明白，本领域技术人员也可用等同的功能优点应用于图2所示结构的IC测试仪中。应注意，在图3中，对应于图1的部分和元件由相同的标号表示。
如上所讨论的，通过构造盒状外壳70(构成该外壳70的材料能够同时提供热绝缘和电磁屏蔽性能、并能够保持外壳70的内部在高温)，就有可能通过电磁屏蔽来防止在测试期间噪声侵入外壳70的内部。因此，获得了提高测试可靠性的优点。
虽然在上面的公开中，是就本发明应用于设计成测试作为典型的半导体器件的ICs的IC测试仪而讨论的，对于本领域技术人员来说，很明显，本发明可以等同的功能优点应用于多种类型的测试非ICs的其它半导体器件的半导体测试装置。
由上述可明白，按照本发明，由于至少器件插座和插座导向器被盒状外壳70封闭，以便与外界大气热隔离，因此有可能通过由适当的热源加热插座导向器或盒状外壳70的内部来将插座导向器的温度提高到所需的高温。因此，所提供的显著优点是，即使测试中的ICs被加有高温的温度应力，也可在保持该高温热应力的同时对该ICs进行测试。
此外，按照本发明，由于对本发明的盒状外壳70不仅提供了热绝缘性能，也提供了电磁屏蔽性能，以防止测试中的ICs在测试期间不受外界噪声的影响。因此，获得了提高测试可靠性的优点，尤其是在对具有内置的、易受噪声影响的逻辑电路或模拟电路的IC进行测试时，更体现了该优点。
权利要求
1．一种半导体测试装置，包括固接于一测试头的一器件插座；包括热传导块的一插座导向器，所述插座导向器适用于包围所述器件插座并将由一Z轴驱动装置运送来的半导体器件与所述器件插座成一列；以及一热源，用于加热所述插座导向器；所述的半导体测试装置，其特征在于，其包含一盒状外壳，其由热绝缘材料构成，所述外壳基本上把所述器件插座和所述插座导向器封装起来；一穿孔，其形成于所述盒状外壳的顶部，用于使由Z轴驱动装置运送来的半导体器件通过并进入所述盒状外壳的内部；以及一打开或关闭装置，用于有选择性地打开和关闭形成于所述盒状外壳顶部的所述穿孔。
2．根据权利要求1所述的半导体测试装置，其特征在于，所述器件插座固接于安装在所述测试头上的一性能板，所述盒状外壳将所述性能板之上的所述器件插座和所述插座导向器封装起来。
3．根据权利要求1所述的半导体测试装置，其特征在于，所述器件插座固接于置于安装在所述测试头上的一性能板之上一预定距离处的一插座板上，所述盒状外壳将所述插座板之上的所述器件插座和所述插座导向器封装起来。
4．根据前面的权利要求1到3中任意一个所述的半导体测试装置，其特征在于，所述打开／关闭装置包含一板状打开／关闭构件，该打开／关闭构件具有用于关闭形成于所述盒状外壳顶部的所述穿孔的一关闭部分，并具有用于打开所述穿孔的一打开部分，所述打开／关闭构件如此安置，以便能够越过所述盒状外壳顶部水平移动。
5．根据前面的权利要求1到3中任意一个所述的半导体测试装置，其特征在于，所述打开／关闭装置包含一安装在所述Z轴驱动装置上的覆盖构件，用于在该Z轴驱动装置将半导体器件运载带入并与所述盒状外壳内的所述器件插座接触时，关闭形成于所述盒状外壳顶部的所述穿孔。
6．根据权利要求5所述的半导体测试装置，其特征在于，所述覆盖构件固接于沿着所述Z轴驱动装置的一预定位置。
7．根据权利要求5所述的半导体测试装置，其特征在于，所述覆盖构件安装于所述Z轴驱动装置上以沿其移动。
8．根据权利要求5所述的半导体测试装置，其特征在于，所述覆盖构件由热绝缘材料构成。
9．根据权利要求5所述的半导体测试装置，其特征在于，所述覆盖构件由电磁屏蔽材料构成。
10．根据权利要求5所述的半导体测试装置，其特征在于，所述覆盖构件由含有电磁屏蔽材料的热绝缘材料构成。
11．根据前面的权利要求1到3中任意一个所述的半导体测试装置，其特征在于，所述打开／关闭装置包含一对相对的板状打开／关闭构件，其安装在所述盒状外壳顶部的所述穿孔的相对两侧，所述相对的板状打开／关闭构件可相互相对或相背地移动。
12．根据权利要求11所述的半导体测试装置，其特征在于，所述对相对的板状打开／关闭构件由热绝缘材料构成。
13．根据权利要求11所述的半导体测试装置，其特征在于，所述对相对的板状打开／关闭构件由电磁屏蔽材料构成。
14．根据权利要求11所述的半导体测试装置，其特征在于，所述对相对的板状打开／关闭构件由含有电磁屏蔽材料的热绝缘材料构成。
15．根据权利要求4所述的半导体测试装置，包括一安装在所述Z轴驱动装置上的覆盖构件，所述覆盖构件适用于当所述板状打开／关闭构件的打开部分已移动到将形成于所述盒状顶外壳顶部的所述穿孔打开的位置时，并且当该Z轴驱动装置已将半导体器件运载带入并与所述盒状外壳内的所述器件插座接触时，关闭所述板状打开／关闭构件的所述打开部分。
16．根据权利要求15所述的半导体测试装置，其特征在于，用于关闭所述板状打开／关闭构件的所述打开部分的所述覆盖构件固定于沿着所述Z轴驱动装置的一预定位置。
17．根据权利要求15所述的半导体测试装置，其特征在于，用于关闭所述板状打开／关闭构件的所述打开部分的所述覆盖构件安装于所述Z轴驱动装置上以沿其移动。
18．根据权利要求15所述的半导体测试装置，其特征在于，用于关闭所述板状打开／关闭构件的所述打开部分的所述覆盖构件由热绝缘材料构成。
19．根据权利要求15所述的半导体测试装置，其特征在于，用于关闭所述板状打开／关闭构件的所述打开部分的所述覆盖构件由电磁屏蔽材料构成。
20．根据权利要求15所述的半导体测试装置，其特征在于，用于关闭所述板状打开／关闭构件的所述打开部分的所述覆盖构件由含有电磁屏蔽材料的热绝缘材料构成。
21．根据权利要求5所述的半导体测试装置，其特征在于，所述覆盖构件具有一固接于其下表面的密闭的密封构件。
22．根据权利要求15所述的半导体测试装置，其特征在于，用于关闭所述板状打开／关闭构件的所述打开部分的所述覆盖构件具有一固接于其下表面的密闭的密封构件。
23．根据前面的权利要求1到3中任意一个所述的半导体测试装置，其特征在于，所述盒状外壳由含有电磁屏蔽材料的热绝缘材料构成。
24．根据权利要求23所述的半导体测试装置，其特征在于，包含于所述热绝缘材料中的所述电磁屏蔽材料是网格金属。
25．根据权利要求21所述的半导体测试装置，其特征在于，所述覆盖构件由含有电磁屏蔽材料的热绝缘材料构成，而固接于所述覆盖构件的下表面的所述密闭的密封构件由导电材料构成。
26．根据权利要求22所述的半导体测试装置，其特征在于，所述板状打开／关闭构件由导电材料构成，用于关闭所述板状打开／关闭构件的所述打开部分的所述覆盖构件由含有电磁屏蔽材料的热绝缘材料构成，以及固接于所述覆盖构件的下表面的所述密闭的密封构件由导电材料构成。
27．根据前面的权利要求1到3中任意一个所述的半导体测试装置，其特征在于，所述热源包含安装于所述插座导向器的一加热器。
28．根据前面的权利要求1到3中任意一个所述的半导体测试装置，其特征在于，所述热源包含被加热到一预定温度的空气或气体。
全文摘要
公开了一种在测试期间能防止被加热到预定温度的IC的温度下降的IC测试仪。在性能板PB上装有由热绝缘材料构成的盒状外壳70。IC插座SK和插座导向器35包括在外壳70和性能板PB限定的空间内。外壳70的顶墙上的穿孔71用于使Z轴驱动装置的可动杆60R运载的IC通过并移进或移出外壳70。打开/关闭板72在可动杆60R移到外壳外时关闭穿孔71,以保持外壳内部几乎为热隔离状况。配置的覆盖构件64有助于保持外壳内的热隔离状况。
文档编号G01R1/04GK1205438SQ9811496
公开日1999年1月20日 申请日期1998年5月12日 优先权日1997年5月12日
发明者叶山久夫, 后藤敏雄, 菅野幸男 申请人:株式会社爱德万测试