专利名称：一种集成电路测试插座的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于含有集成电路块，例如球形格栅阵列(BGA)块、芯片标度块(CSP)或裸露芯片型的集成电路(IC)设备中的内部连接插座，这种插座特别适于进行这些IC块的老化测试。
每种具有多个的接头(例如突出的焊接球)并被排列在底表面形成一阵列的集成电路设备在本工艺中是众所周知的。通常IC块插座用于确定这种IC块的高频特性和对这种IC块进行所谓的老化测试。这种IC插座的一个例子使用了多个分别在其处含有弹簧的垂直探针型引线。IC插座的另一个例子使用了多个从一薄金属层冲压成形而成的接头，排列这些接头以便当插入插座使IC块和外电路按要求的电路连接时，这些接头可与IC块的接头相接触。
仍然是IC块插座的另一个例子，其被推荐适合于达到与多个以减少的间隔排列的IC块引线的规定的电路连接，其包括一个绝缘的可变形膜，在其上有一导电模式(conductive pattern)，每个导电体末端有一金属凸块。
对于使用内含弹簧的引线的IC插座，每个弹簧必须足够长以确保相对于对应的IC块的接头有好的电路连接。在这些插座中，每个内含弹簧的引线长15～20mm，相应的引线的电感为10nH或更大。因此，当向这种IC块测试插座中的IC块施加几百兆赫高频的信号时，由于相对高的电感值将造成电压大幅度波动。这将对IC块的电子特性待测项目的测试产生负作用，尤其是最近的发展趋势是设计工作在减小的电压下的IC块。
对于使用冲压接头型的IC插座，存在IC块插座的阻抗和外电路的阻抗之间遭受不匹配的问题。这种不匹配典型地引起信号的反射和相邻接头间的相互干扰。
参照使用可变形电路的IC插座型号，其上制成的导电模式的导体沿径向延伸不同的长度，引起导电模式的电感和电抗的不均匀分布。这样它们和含有冲压接头的IC块测试插座具有相类似的缺陷。在测试IC块时，因为这些导电的突起球排列很密，测试插座的测试线头必须向外伸展以便与印刷电路板上的测试插座相适应。典型地是使用一测试框架来接放IC块和效果上使线头向外伸展来实7、如权利要求1所述的集成电路插座，其所说的插座组件包括突出的导电引线接头。
8、如权利要求3所述的集成电路插座，其所说的绝缘带孔薄层更进一步地包括弹性材料突出物，其与所说可变形电路的背面导电垫板是一一对应的关系。
9、如权利要求3所述的集成电路插座，其所说的绝缘带孔薄层更进一步地包括弹性材料突出物，其与所说可变形电路的背面导电垫板是一一对应的关系，所说弹性材料突出物向所说的背面导电垫板的顶表面施加压力，以有助于与所说向外部突出的导电接头的电路连接。
10、如权利要求8所述的集成电路插座，其所说的绝缘带孔薄层、所说带孔薄层的弹性材料突出物、所说可变形电路和所说表面导电垫板的总的厚度等于或大于插座组件所提供给它们的空间，这样可有助于所说背面导电垫板的顶表面与所说的突出导电接头的固定表面之间的电路连接。
11、一个用以测试集成电路(IC)块的集成电路插座，包括一个具有一个底板的插座组件；一个被所说底板支撑的可变形电路部件，所说的绝缘膜有一个背面、一个正面和多个在所说正面和背面之间的穿孔；多个位于所说可变形电路部件正面的正面导电垫板，用以与所说插座组件内的IC块的接头相接触，所说的多个正面导电垫板与IC块的接头是一一对应的关系；一个位于所说可变形电路部件和IC块之间的绝缘带孔薄层，所说的绝缘薄层其内的孔用来放置与所说可变形电路部件的正面导电垫板相配对的IC块的接头；一个位于所说可变形电路部件上的多个分立电路通道的导体模式，每一个所说的分立电路通道从一个所说的正面导电垫板延伸到一个所说的可变形电路部件的通孔；多个位于所说的可变形电路部件背面上的背面导电垫板，所说的背面导电垫板通过所说的通孔与可变形电路部件正面的导体模式相连接。
12、如权利要求11所述的集成电路插座，其可变形电路部件有一个形成在所说背面上的接地平面层，不包括背面导电垫板的周围区域。干扰。
使用的具有多个弹性材料的由弹性垫制成的突出体，其位置与可变形电路的正面导电垫板相对。向着可变形电路轻微地推挤IC设备可建立相互间可靠的电路连接。
一个半球形的推进板被用来向可变形电路方向推动IC块，在一正确的角度下每个IC块的突起球均匀地作用在相应的导电垫板上。
下面对本发明实施例中的IC插座的说明将有助于理解本发明其它的目标、特征和优点，本发明的实施例如附图所示。
图1是本发明的第一个实施例的IC插座的剖面示意图。
图2说明了位于绝缘膜之上的一种典型的导体模式。
图3是在选定方向上绝缘膜的一个断片的放大剖面示意图。
图4是绝缘膜的断片的一个放大平面图，用以说明从正面看绝缘膜的一个选定的导体。
图5是绝缘膜的断片的一个相类似的放大平面图，用以说明从后面看绝缘膜的这个选定的导体。
图6是本发明的另一个实施例的IC插座的剖面示意图。
图7是图6中IC插座划圈的部分“A”的放大示意图。
图8是说明芯片和带孔的中间膜部件的校准特性的分解透视图。
图9是图8的横截面示意图。
参照图1，如图所示的IC块插座具有一个插座底板1和一个用枢轴固定在插座底板1一端的罩盖2，这样允许罩盖2绕轴3旋转以打开和关闭。插座底板1具有一弹性层4，应用硅树脂或其它合适的弹性材料制成，弹性层4位于其中心区并有多个导电接头5环绕在其周围。一个象膜的如图中平面部件6所示的接触部件或可变形电路部件，例如FFC或FPC，位于插座底板1之上。FFC和FPC部件可被认为是可变形电路以膜的形式的延伸。这些词在此可互换使用，常常就指词“可变形电路”。绝缘带孔薄层7位于可变形电路部件6之上用以准确校准IC块。可变形电路6和带孔薄层7如图1和图6所示，通过使用一中心导槽8和一周边框架9而被固定到插座底板1上，它们以这种所示的排列累叠在一起，以便导槽8放在可变形部件6和带孔薄层7上。典型地它们被用螺钉10固定到插座底板1上。
芯片标度块(CSP)型的集成电路(IC)通过与插座底板1的中心凹部8a的周边相配合而被正确地放置在所说明的实施例内，如图1所示。最好参看图8和图9所示的实施例，绝缘带孔薄层7具有多个孔7a，形成一格栅阵列或其它模式，并与IC块11的突出球12(它们典型地是焊接球)形成一一对应的关系，当IC块11与插座底板较好地配合时，IC块11的突出球12用带孔薄层7校准并延伸穿过孔7a。如图1、图8和图9所示，带孔薄层7具有与插座底板1上的导电接头5相较准的弹性突起13。
可变形电路部件6用来实现IC块11的突起球12和插座底板1的导电接头5之间的电路连接。参考图2～图5，可变形电路具有多个沿径向伸展的导体或另外从位于方形中心区周围的正面导电垫板15沿伸，并有多个相应的背面导电垫板16。可变形电路部件6的背面导电垫板16经由通道与正面的导体端部相连，比如所示的穿过孔17的导电体，其延伸穿过可变形电路部件6的厚部。位于部件6的方形中心区周围的导电垫板15大体上用所覆盖的绝缘带孔薄层7的孔7a来校准，并与之相对形成一一对应的关系。这些垫板也用IC块11的突出球12校准并与之相对。此外，通过一一对应的关系对可变形电路部件6的背面导电垫板16进行校准来固定插座底板1的导电接头5。这些导电垫板16的顶部表面也与所覆盖的带孔薄层7的弹性材料突出物13相对。
最好参看图2，导体沿径向伸展或从位于可变形电路部件6周围区域的导电垫板16，位于方形中心区周围的导电垫板15出发以任何合适的模式伸展，设计导体模式14以便所有的导体具有大体上相同的长度。根据减少每个导体电感的目标，可向可变形电路6增加一个接地平面20或多个接地平面(ground planes)以生成电介质条状线或具有大体上一致厚度的微型电介质条状线。参看图3～图5，导体模式14用来连接部件6的正面导电垫板15与其背面导电垫板16。特别是，每个导体14一端与相应的正面导电垫板15电路相连，另一端与相应的背面导电垫板16相连。每个垫板16具有一个穿过一定厚度的孔17的导电体，以便它能延伸穿过可变形电路部件。所有的导电垫板16和16a以及穿过孔17的导电体可同时制成，制成的导电垫板16a与导体14的另一端相连。
除导电垫板15和16a之外的可变形部件6的前表面罩有一层绝缘保护材料，以便提供保护层18，如图3和图4所示。同样，除导电垫板16和周围环形区19之外的部件6的后表面覆盖有铜，这样提供接地平面层20。然后接地平面层20覆盖有一层绝缘保护材料以提供保护层21，如图5所示。
接地平面层20最好用蒸发沉积或电镀的方法制成，厚度为10μm或更小。层20可蚀刻成格子膜式，这样可保留部件6的可变性。接地层20也可在可变形部件上使用导电聚合胶来替代，使用硅树脂、聚酰亚胺脂、热熔塑胶脂、环氧树脂或任何其它合适的合成脂作为粘合剂。另外，可通过用铜蒸发沉积或电镀制成复合接地层，并用这种导电聚合胶印制。
返回到图1，罩盖2有一半圆形推进板23，其底部是一螺旋弹簧22。罩盖2有一靠弹簧移动的钩子，可以罩盖2的一侧为轴旋转，这一侧与罩盖2的枢轴侧相对。钩子25靠螺旋弹簧26向锁住位置移动，当盖子2旋转到其闭合位置时，盖子2靠弹簧移动的钩子25钩住插座底板1的框架9的相对的边缘部分而保持在闭合位置，防止盖子2打开。
在将IC块11放入IC块插座时，首先盖子2被打开和拾起，再将IC块突出球12向下插入底板框架8的开口8a，接着将一弹性薄层28放在IC块11上。然后盖子2转到闭合位置，在此处盖子2用钩子25的钩住部分27钩在插座底板1的框架9相对的边缘部分而固定。
通过这些措施，IC块11的半圆形推进板23推顶着绝缘带孔薄层7,IC块11的突出球12靠带孔薄层7的孔7a校准并沿伸穿过这些孔7a，然后IC块11的突出球12与可变形电路部件6的顶表面上的导电垫板15相接触，通过将IC块11和部件6夹在覆盖弹性薄层28和下面的弹性底层4之间来达到可靠的电路连接。弹性底层4可具有一平工作表面(如图6所示)或包括一个或多个垂直支脚4a(如图1所示)，其以一种与IC块11的球12相对的模式排列。当提供有这些支脚时，这些垂直的支脚部分由间隔空间37确定，允许每个支脚4a各自有些偏移。
制造的IC块其突出球12应有对称的形状和好的同面性。即使突出的焊接球12有一定的不均匀性或另外有外形差异，这些不规则性可通过弹性薄层28和弹性底层4的弹性可变性来消除。此外，弹性底层4的弹性材料突出物4a的排列与相应的导电垫板15一一对应，这样对IC块11施加一轻微推压，允许在突出球12和导电垫板1间实现要求的电路连接。在挤压IC设备时半圆形推进板23不会改变姿势，以便以一个正确的角度均匀地向IC块11的突出球12施加推力。
当框架9与插座底板1固结在一起时，位于可变形电路部件6周边区域的背面导电垫板16，经由带孔薄层7的弹性材料突出物13被推向插座底板1的导电接头5。弹性材料突出物13和部件6都可产生足够的变形以消除导电接头5的不太够的均匀性，假使有任可不希望的不规则性存在于其上的话。
这样，在IC块11的突出焊接球12和插座底板1的导电接头5之间建立起所要求的电路连接。可变形电路部件6的导体模式14由大体上相同长度的导体构成，每个导体形成突出球12和相应的导电接头5之间的低电感的电路连接。部件6背面的接地平面层20具有防止导体模式14的电磁干扰的作用。
图6和图7是说明第二个实施例的IC块插座，第二实施例与第一实施例的不同主要在于使用了同轴电缆29来代替第一实施例中的导电接头或引线5。第二实施例与第一实施例相同的零件用图1～图5中相同的标号说明，在第二实施例的说明中对这些相似零件的说明被省去了。
参看图7，每个同轴电缆29的中心导体被焊接到了穿过孔32的导电体上，在此处外罩34被焊接到接地层35，并环绕在穿过孔32的导电体上。接触膜31的穿过孔32的导电体大体上用可变形电路部件6的背面导电垫板16校准并与之相对。
在第二实施例的IC块中，一个接地层(未画出)以一种不与IC块的突出球12相接触的方式被铺放在绝缘带孔薄层7的正面或后面。这样，带孔薄层7的接地层和绝缘膜后面的接地层20合在一起将导体模式14夹在中间，这样增大导体模式的电容并降低其电抗。而且，导体模式可与同轴电缆在电抗上相匹配，这样可防止高频信号的反射或相互干扰。
必须知道在任一种实施例中，可变形电路部件6可被其它的膜电路或间隔排列的与这里所说明的导电垫板不同的平面电路部件替代，在这种情况下，弹性底层4应具有弹性材料的突出物或与替代的可变形电路部件中的导电垫板有相同间隔排列的垂直支脚4a，这样允许导电垫板15与弹性材料突出物形成一一对应的接触，如图1所示。
若特别提到被测试的IC块11和本发明的绝缘带孔薄层7之间的校准和匹配关系，请参照图1、图6、图8和图9。带孔薄层7是一个插入在特定的IC设备和带有导电垫板15的可变形电路部件之间的部件。它的作用是帮助在IC块11的突出球12与其特殊的球形格栅阵列相当的一个阵列之间进行正确的校准。在这方面，校准孔7a位于一个与IC设备的球形格栅阵列相当的阵列中，根据相匹配的球形阵列可提供不同的带孔薄层7进行内部替换，典型地包括将球12插入孔7a中。这种校准功能在图8和图9中进行了特别说明。
重要地是，带孔薄层7也作为压力膜。弹性材料突出物13有助于保证部件6的背面导电垫板16与引线或接头5或同轴电缆29的导体之间的电路连接。更特别地是，当插座完全组装后，弹性材料突出物13可确保组装的压力，使导电垫板16和它们各自的穿过孔或通道17的导体紧贴特定接头5或同轴电缆29的交界的导电部分。这个功能使发生短路的危险为最小，特别是在表面有污物的情况，不均匀性或其它的不完善性可能导致垫板16与接头5或同轴电缆29之间的电路固定不好。相应地，带孔薄层7作为一个附件可提供一种顺从(compliance)或“给予”的措施来补偿公差缺陷或污染，特别是球12典型地是焊接结构，偶尔会表现出一定缺陷。
应知道上述的本发明的实施例只是对本发明原理的一些应用的说明。本工艺中有熟练技能的人可做出多个修正而不背离本发明的真正精神和范围。
权利要求
1.一种用来测试集成电路(IC)设备的集成电路插座，包括一个具有一个底板的插座组件；一个被所说的底板支撑的可变形电路的扩展部分，所说的绝缘膜有一个背面、一个正面和多个位于所说的正面和背面之间的延伸通道；多个位于所说的可变形电路正面的正面导电垫板，用以与位于所说插座组件内的IC块的接头相接触，所说的多个正面导电垫板与IC块的接头是一一对应的关系；一个位于所说可变形电路之上的多个个分立电路通道的导体模式，每个所说的分立电路通道从所说的导电垫板的正面延伸到所说的可变形电路的一个导体通道；多个位于所说可变形电路背面的背面导电垫板，用以与所说的外部突出导电接头进行电路连接，所说的背面导电垫板经由所说的导电通道连接到可变形电路正面的导体模式；所说的多个分立电路通道中的每一个大体上有相同的长度，表现出大体上相同的电感值和电抗值。
2.如权利要求1所述的集成电路插座，其可变形电路在所说背面有一导体接地平面层，不包括导电垫板背面的周围区域。
3.如权利要求1所述的集成电路插座，更进一步地包括一个位于所说可变形电路和IC块之间的绝缘带孔薄层，所说的绝缘带孔薄层其内的孔是用来放置穿过其中的IC块的接头，所说的孔则是用所说的可变形电路的正面导电垫板来校准。
4.如权利要求2所述的集成电路插座，其所说的插座组件包括突出的导电同轴电缆组件，其中所说的可变形电路膜的每一个背面导电垫板与所说的一个同轴电缆组件的中心导体相连，它的外罩与可变形电路的接地层相连。
5.如权利要求1所述的集成电路插座，更进一步地包括一个被所说底板支撑的弹性底层，其与可变形电路的正面导电垫板相对。
6.如权利要求1所述的集成电路插座，其插座组件包括一个半圆形的推进板用以推挤IC块紧压着所说的可变形电路。
7.如权利要求1所述的集成电路插座，其所说的插座组件包括突出的导电引线接头。
8.如权利要求3所述的集成电路插座，其所说的绝缘带孔薄层更进一步地包括弹性材料突出物，其与所说可变形电路的背面导电垫板是一一对应的关系。
9.如权利要求3所述的集成电路插座，其所说的绝缘带孔薄层更进一步地包括弹性材料突出物，其与所说可变形电路的背面导电垫板是一一对应的关系，所说弹性材料突出物向所说的背面导电垫板的顶表面施加压力，以有助于与所说向外部突出的导电接头的电路连接。
10.如权利要求8所述的集成电路插座，其所说的绝缘带孔薄层、所说带孔薄层的弹性材料突出物、所说可变形电路和所说表面导电垫板的总的厚度等于或大于插座组件所提供给它们的空间，这样可有助于所说背面导电垫板的顶表面与所说的突出导电接头的固定表面之间的电路连接。
11.一个用以测试集成电路(IC)块的集成电路插座，包括一个具有一个底板的插座组件；一个被所说底板支撑的可变形电路部件，所说的绝缘膜有一个背面、一个正面和多个在所说正面和背面之间的穿孔；多个位于所说可变形电路部件正面的正面导电垫板，用以与所说插座组件内的IC块的接头相接触，所说的多个正面导电垫板与IC块的接头是一一对应的关系；一个位于所说可变形电路部件和IC块之间的绝缘带孔薄层，所说的绝缘薄层其内的孔用来放置与所说可变形电路部件的正面导电垫板相配对的IC块的接头；一个位于所说可变形电路部件上的多个分立电路通道的导体模式，每一个所说的分立电路通道从一个所说的正面导电垫板延伸到一个所说的可变形电路部件的通孔；多个位于所说的可变形电路部件背面上的背面导电垫板，所说的背面导电垫板通过所说的通孔与可变形电路部件正面的导体模式相连接。
12.如权利要求11所述的集成电路插座，其可变形电路部件有一个形成在所说背面上的接地平面层，不包括背面导电垫板的周围区域。
13.如权利要求12所述的集成电路插座，其所说的插座组件包括突出的导电同轴电缆组件，其中每个所说的可变形电路部件的背面导电垫板与一个所说的同轴电缆组件的中心导体相连，它的外罩与可变形电路部件的接地平面层相连。
14.如权利要求11所述的集成电路插座，其所说的绝缘带孔薄层更进一步地包括弹性材料突出物，弹性材料突出物与所说可变形电路部件的背面导电垫板是一一对应的关系。
15.如权利要求14所述的集成电路插座，其所说的绝缘带孔薄层、所说的带孔薄层的弹性材料突出物和所说背面导电垫板总的厚度等于或大于插座组件所提供给它们的空间，这样可有助于所说背面导电垫板的顶表面与所说的突出导电接头的固定表面之间的电路连接。
16.如权利要求11所述的集成电路插座，其所说的多个分立电路通道中的每一个具有大体上相同的长度，并表现出大体上相同的电感值和电抗值。
17.如权利要求11所述的集成电路插座，其所说插座组件包括从此处突出的引线接头。
18.如权利要求11所述的集成电路插座，更进一步地包括一个被所说底板支撑的弹性底层，所说的弹性底层有多个与可变形电路部件的正面导电垫板相对的弹性材料突出物。
19.如权利要求11所述的集成电路插座，其插座组件包括一个半圆形推进板，用以推挤IC块压着所说的可变形电路部件。
20.一个用以测试集成电路(IC)块的集成电路插座，包括一个具有一个底板和向外突出的导电部件的插座组件；一个被所说的底板支撑的可变形电路部件，所说的绝缘膜有一个背面、一个正面和多个在所说正面和背面之间延伸的导电通孔；多个位于所说可变形电路部件正面的正面导电垫板，用以与所说插座组件内的IC块的接头相接触，多个所说的正面导电垫板与IC块的接头是一一对应的关系；一个位于所说的可变形电路部件和IC块之间的绝缘带孔薄层，所说的绝缘薄层其内的孔用来放置与所说可变形电路部件的正面导电垫板相配对的IC块的接头，所说的绝缘带孔薄层具有的弹性材料位于它的所说孔的向外的部分；一个位于所说可变形电路部件上的多个的分立电路通道的导体模式，每一个所说的分立电路通道从一个所说的正面导电垫板延伸到一个所说的可变形电路部件的通孔；多个位于所说的可变形电路部件背面上的背面导电垫板，所说的背面导电垫板通过所说的通孔与可变形电路部件正面的导体模式相连接；所说的背面导电垫板位于所说的可变形电路部件的正面垫板向外的地方，并与所说的绝缘带孔薄层的弹性材料部分一一对应。
21.如权利要求20所述的集成电路插座，其可变形电路部件有一个生成在所说背面上的接地平面层，不包括背面导电垫板的周围区域。
22.如权利要求20所述的集成电路插座，其所说的绝缘带孔薄层、所说的带孔薄层的弹性材料突出物、所说的可变形电路部件和所说背面导电垫板的总的厚度等于或大于每个所说的突出导电部件的固定表面与插座组件的相对表面之间的空间，这样可有助于所说背面导电垫板和所说的突出导电部件的固定表面之间的电路接触。
23.如权利要求20所述的集成电路插座，其所说的多个分立电路通道中的每一个大体上有相同的长度，并表现出大体上相同的电感值和电抗值。
24.如权利要求20所述的集成电路插座，更进一步地包括一个被所说底板支撑的弹性底层，所说的弹性底层有多个弹性材料突出物，其与可变形电路部件的正面导电垫板相对。
全文摘要
本发明的改进的集成电路插座具有生成在弹性电路部件之上的导电垫板,用以与集成电路(IC)块的接头相接触,集成电路(IC)块位于弹性电路之上。导电垫板被置于弹性电路的中心区域周围,与IC块的接头一一对应。导电垫板具有分立的电路通道,其大体上有相同的长度并从可变形电路的中心区域向外延伸,其余的导电垫板位于可变形电路背面上,用以影响到外电路所要求的电路连接。这些背面上的导电垫板通过导电通孔或通道与正面的导体模式相连。通过这种安排,所有的导体具有相同的减少了的电感。一个绝缘带孔膜应位于IC块和具有导电垫板的可变形电路之间,用以进行某种校准和施加压力作用。
文档编号H05K3/32GK1236185SQ9910801
公开日1999年11月24日 申请日期1999年5月18日 优先权日1998年5月19日
发明者R·马伊达 申请人:莫列斯公司