用于檢驗電子部件的設備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明基于用于檢驗安裝在基片（9）上的電子部件的設備，該設備帶有可安放在基片（9）的接觸面上的檢驗針（12）。根據(jù)本發(fā)明，提供框式支承結(jié)構(gòu)（14），該框式支承結(jié)構(gòu)支承基片（9）而使得單獨的部件（10）處在支承結(jié)構(gòu)（14）的自由空間內(nèi)。
【專利說明】用于檢驗電子部件的設備
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分的用于檢驗電子部件的設備。
【背景技術】
[0002]為可節(jié)約電路板上的空間，應不斷提高電子部件的集成密度。為此目的，近期來將不同的部件垂直地且相互在三維上堆疊地連接為所謂的3D-1C。單獨的部件的垂直連接優(yōu)選地通過TSV技術(Through-Silicon-Via)實現(xiàn)。在TSV技術中，單獨的水平層之間的連接通過直徑大約為5 μ m的垂直的金屬連接實現(xiàn)。此3D TSV-1C相對于其基面高度集成且格外穩(wěn)固地連接。
[0003]通過高度集成所確定的更大的廢品率可通過如下方式最小化，即不僅檢驗制成的IC而且在堆疊時當新的部件與已存在的堆連接且貫通接觸時進行測試。因此，可在制造的很早的階段識別許多故障且甚至可能對其進行維修。
[0004]IC直至其制造位置中處在基片上且在此之后通過鋸開而分離。在制造單獨的IC前的中間測試因此必須在基片上進行。
[0005]其上可安放檢驗針的觸點處在基片的與部件堆相對的背側(cè)上。在直至1000個檢驗觸點數(shù)量以及所需的大約每隔檢驗針0.2N的壓力時，產(chǎn)生了壓在IC的很小的面積上的大約200N的力。因為基片很薄，所以在基片內(nèi)產(chǎn)生了大的機械應力，這可能導致?lián)p壞。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的任務在于構(gòu)造用于檢驗安裝在基片上的電子部件的設備，使得在部件制造期間在基片上可執(zhí)行多個檢驗步驟而不導致基片、部件和/或基片和部件之間的連接的損壞。
[0007]根據(jù)本發(fā)明，此任務通過帶有權(quán)利要求1的特征的用于檢驗電子部件的設備實現(xiàn)。作為電子部件，考慮所有制成的部件以及在制造期間在其上仍施加另外的層的部件，或還與另外的部件在垂直堆中連接的部件。
[0008]本發(fā)明的另外的細節(jié)和優(yōu)點由從屬權(quán)利要求中得到。
[0009]根據(jù)本發(fā)明建議了一種框式支承結(jié)構(gòu)，所示支承結(jié)構(gòu)支承基片而使得單獨的部件處在支承結(jié)構(gòu)的自由空間內(nèi)?？蚴街С薪Y(jié)構(gòu)可通過封閉的框架形成，所述框架也可包括支持基片的其上未安裝部件的部分的單獨的部分?；源藚^(qū)域放在框式支承結(jié)構(gòu)上，其中所述基片隨后被鋸開以分類制成的部件。
[0010]基片以此方式被支承而使得力不直接作用在很敏感的部件自身上，因為框式支承結(jié)構(gòu)與部件的側(cè)壁具有距離，且支承結(jié)構(gòu)的底部與部件的其上還應安裝另外的層的面具有距離。檢驗針的壓力因此可被引導到框式支承結(jié)構(gòu)上，而在此不使得部件或基片被損壞。
[0011]有利地，框式支承結(jié)構(gòu)圍繞部件組布置。因此，組可例如通過基片上的一系列部件形成。在帶有相對低數(shù)量的觸點的部件的情況下，部件與更少的檢驗針接觸且受到更低的力的載荷，此時將框式支承結(jié)構(gòu)圍繞另外的部件組布置，例如四個部件組的陣列布置是充分可以的。
[0012]如果在基片上總是僅同時檢驗一行部件，則因此可能有意義的是使對于框式支承結(jié)構(gòu)的組由與之垂直部分的部件行形成。通過此措施，用于部件的組的框式支承結(jié)構(gòu)總是僅同時受到用于單獨的部件的檢驗針的力。
[0013]基片上的部件的數(shù)量和布置很不同且取決于部件的類型。在向著所有的側(cè)即向著相鄰的部件的每個的方向上部件之間的距離大的情況下，或在檢驗針的壓力大的情況下，有意義的是將框式支承結(jié)構(gòu)圍繞每個部件布置。因此，在每個部件的每側(cè)上提供了用于基片的支持，且檢驗針的壓力可更好地被接收。此措施在基片的部件不同時檢驗而是相繼檢驗時是特別重要的。
[0014]在同時檢驗多個部件的情況下，特別地在外部部件的情況下，可能出現(xiàn)的是由于檢驗針在觸點面上的壓力而使得基片的自由邊緣容易地在檢驗針的方向上翻轉(zhuǎn)，且因此在部件的區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生基片內(nèi)的輕微的彎曲。在一定的情況下，盡管存在框式支承結(jié)構(gòu)也可能出現(xiàn)基片、部件或基片和部件之間的連接的損壞。因此，特別有利的是提供至少一個與支承結(jié)構(gòu)對置的夾元件，所述夾元件在其夾緊位置中將基片垂直于基片平面壓在框式支承結(jié)構(gòu)上且保持在此處。
[0015]通過此夾緊可防止基片的自由邊緣的翻轉(zhuǎn)，使得因此也可明顯地降低基片的彎曲。夾元件可嚴格而言如在框式支承結(jié)構(gòu)自身的情況中具有框式結(jié)構(gòu)，或可使用多個單獨的夾元件，所述單獨的夾元件在一起也給出了框式支承結(jié)構(gòu)。
[0016]有利的是將框式支承結(jié)構(gòu)或至少一個夾元件預張緊。通過此措施，可精確地調(diào)節(jié)夾緊力。夾緊力因此被調(diào)節(jié)為使得防止基片的可靠的固定防止了所述的應力效應，但不導致基片上的破環(huán)性的力。預張緊可例如通過彈簧特別是蝶形彈簧或通過彈性體成型件產(chǎn)生。
[0017]根據(jù)本發(fā)明，在檢驗針安放在基片的接觸面上之前建立至少一個夾緊力。這可通過使得至少一個夾元件和基片之間的距離小于檢驗針和基片的接觸面之間的距離來實現(xiàn)。當現(xiàn)在框式支承結(jié)構(gòu)與基片向檢驗針上運動時，首先至少一個夾元件安放在基片上且以至少一個夾元件和框式支承結(jié)構(gòu)之間的所調(diào)節(jié)的預緊力夾緊基片。僅在此之后，檢驗針安放在基片的接觸面上。特別有利的是，因此至少一個夾元件被預張緊且整合在檢驗座內(nèi)，或至少與檢驗座固定地連接。
[0018]帶有檢驗針的檢驗座通常通過載荷板與測試頭連接。此測試頭又通過多個導線與計算機連接。測試頭與檢驗座一起因此被固定位置且不可運動。有利地，因此框式支承結(jié)構(gòu)與安放的基片被壓頭壓向至少一個夾元件和檢驗針。
[0019]有利地，至少一個夾元件將基片壓在圍繞部件的組布置的框式支承結(jié)構(gòu)上。此部件的組可由一系列部件形成，例如由四個部件的陣列形成，或由基片上的所有部件形成。
[0020]在布置在另外的部件之間的部件的情況下，可能不出現(xiàn)很強的基片變形，因為壓在相鄰的部件上的檢驗針的力也在框式支承結(jié)構(gòu)的方向上壓此部件的周圍。而對于布置在組的邊緣上的部件組且因此至少在一側(cè)上不存在相鄰的部件或僅存在很遠的相鄰的部件的情況，此力僅在帶有相鄰的部件的側(cè)上存在，但不在“開放的”側(cè)或多個“開放的”側(cè)上存在。因此，特別重要的是在圍繞部件的組布置的區(qū)域內(nèi)夾緊基片。
[0021]如果特別地小部件以大距離分布在基片上，則可能有意義的是圍繞每個部件夾緊基片。當需要大量的檢驗針且因此在相對小的位置上使高的壓力作用在基片上時，通過此措施可降低基片內(nèi)的應力，但也降低基片和部件之間的連接位置上的應力。至少一個夾元件因此有利地將基片壓在圍繞每個部件布置的框式支承結(jié)構(gòu)上。
[0022]如果至少一個夾元件特別寬地設置在一個或多個位置上以實現(xiàn)盡可能高的夾緊效果，則必須一定絕對防止翻轉(zhuǎn)力矩作用在基片上。至少一個夾元件的在寬度上突出出框式支承結(jié)構(gòu)的部分因此在框式支承結(jié)構(gòu)的至少兩個平行的部分上支承。通過此措施能可靠地避免翻轉(zhuǎn)力矩。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]本發(fā)明的另外的細節(jié)和優(yōu)點從根據(jù)附圖詳細解釋的實施例的描述中得到。各圖為:
[0024]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的用于檢驗安裝在基片上的電子部件的設備的示意性圖示，
[0025]圖2示出了用于基片的不同的框式支承結(jié)構(gòu)的俯視圖，
[0026]圖3示出了帶有待檢驗的電子部件的基片的俯視圖，
[0027]圖4示出了通過檢驗座的部分和框式支承結(jié)構(gòu)的部分的截面，且
[0028]圖5示出了框式支承結(jié)構(gòu)和夾元件的實施形式的側(cè)視圖。
[0029]附圖標號列表
[0030]I 測試頭
[0031]2 載荷板
[0032]3 檢驗座
[0033]4 壓頭
[0034]5 螺桿
[0035]6 凹穴
[0036]7 帶有框式支承結(jié)構(gòu)的接收部
[0037]8 夾元件
[0038]9 基片
[0039]10 部件
[0040]11 彈性體元件
[0041]12 檢驗針
[0042]13 凸緣
[0043]14 安放臂
[0044]15 基面
【具體實施方式】
[0045]在圖1中圖示的設備具有壓頭5，所述壓頭5借助于螺桿8可均勻地上下運行。在壓頭上提供了凹穴6，所述凹穴6含有用于在此圖示中不可見的基片的接收部7且與在此未示出的X-Y移動裝置一起形成了用于基片9的定位和保持裝置(見圖3)。
[0046]借助于凹穴6可將基片9高度精確地定位在檢驗座3下方。在基片9上安裝了在圖3中圖示的部件10。
[0047]在壓頭5和凹穴6上安裝了作為固定的不可運動的模塊的測試頭I。測試頭I和檢驗座3之間的連接通過載荷板2實現(xiàn)。
[0048]為檢驗部件10，將壓頭5向上行駛且以大的力將基片9上的觸點壓靠檢驗座3的檢驗針。部件10與觸點相對地安裝在基片的下側(cè)上。
[0049]在圖2中示出了整合在檢驗座3內(nèi)的不同的夾元件8a至8c。接收部7具有如從圖2a至圖2c中可見的結(jié)構(gòu)。如果部件10如在圖3中所圖示以行安裝在基片9上，則對于接收部7提供了對應于在圖2a中所圖示的形式的用于靠放基片的框式支承結(jié)構(gòu)。
[0050]如果需要多個檢驗針且因此每個部件10受到大的力，則更好的是使得基片9在每個單獨的部件10的所有側(cè)上被支持?？蚴街С薪Y(jié)構(gòu)的相應的形式在圖2b中示出。在對應于圖2b的框式支承結(jié)構(gòu)的變體中提供了板，所述板對于每個部件10具有相應的開口。支承結(jié)構(gòu)的開口定尺寸為使得部件10的邊界面不被接觸。
[0051]但框式支承結(jié)構(gòu)必須不形成為封閉的結(jié)構(gòu)。在圖2c中所示的形式也是可以的。在此所圖示的結(jié)構(gòu)可向左繼續(xù)，使得在此開口中形成的柵格可接收基片9的所有部件10。但也可對于基片9上的部件10的每行提供自己的框式支承結(jié)構(gòu)，即如在圖2a至圖2c中所示的框式支承結(jié)構(gòu)。
[0052]在檢驗座3內(nèi)整合了至少一個夾元件8a至8c。通常，以檢驗座3總是同時檢驗多個部件10。夾元件應至少實現(xiàn)為使得基片9總是圍繞同時待檢驗的部件夾緊。因此，例如夾元件8a因此被提供為使得基片9上的一行部件10被同時檢驗。在檢驗針的數(shù)量很大的情況下有意義的是使用如下夾元件，即所述夾元件不僅在外部圍繞同時待檢驗的部件夾緊，而且如夾元件8b和Sc也在同時待檢驗的部件之間夾緊基片9。
[0053]因為基片9在部件10的檢驗期間固定在接收部7內(nèi)，所以開始支承件結(jié)構(gòu)必須構(gòu)造為使得基片9在整個檢驗期間支持在合適的位置處。而在夾緊時，當使用同時檢驗所有部件10的檢驗座時，必須僅考慮整個基片。但如果僅同時檢驗一組部件，即現(xiàn)在檢驗部件的行或陣列，則基片也必須僅在此區(qū)域內(nèi)被夾緊。類似的情況適用于單獨的檢驗。如果相繼地檢驗所有部件10，則僅夾緊基片的圍繞待檢驗的部件的區(qū)域。
[0054]夾元件的形式和框式支承結(jié)構(gòu)的形式必須僅相互配合。因此，可能有意義的是在圍繞每個部件支承基片的柵格形框式支承結(jié)構(gòu)中，使用對應于圖2a中所示夾元件的夾元件。特別地，如果檢驗座3應總是同時檢驗基片9上的一行部件10，則采用此組合。
[0055]根據(jù)本發(fā)明的設備的另外的細節(jié)在圖4中示出。檢驗座3具有其內(nèi)插入彈性體元件11的空隙。彈性體元件11包含處于預緊力下的夾元件8，而凸緣13防止夾元件8被彈性體元件11從檢驗座3的空隙壓出。在此僅示意性地圖示為方框的檢驗針12也受到預緊力。但其距基片9的距離大于夾元件8距基片9的距離。
[0056]基片9安放在框式支承結(jié)構(gòu)的安放臂14上?？蚴街С薪Y(jié)構(gòu)定位尺寸為使得在基片9的下側(cè)上的部件10在各處不被接觸。基面15也具有距部件10的相應的距離。
[0057]現(xiàn)在，如果帶有凹穴6和接收部7的壓頭4 (見圖1)向上行駛，則基片9首先接觸夾元件8。通過彈性體元件11所產(chǎn)生的夾緊力立即起作用且尚在檢驗針12安放在基片9的接觸面上之前將基片9固定。因此可明顯地降低基片9在檢驗針12的區(qū)域內(nèi)的彎曲。
[0058]在圖5中示出了框式支承結(jié)構(gòu)和夾元件之間的另外的可能的組合。在所圖示的實施例中，應總是同時檢驗基片9上的一行部件。檢驗座3為此具有大量的檢驗針12，所述檢驗針12對應于待檢驗的部件10的行布置?？蚴街С薪Y(jié)構(gòu)與其安放臂14和基面15在俯視圖中形成了柵格狀的網(wǎng)絡。
[0059]如在圖3中所示，部件的單行具有比相繼的行的部件更大的距離。夾元件8在此在寬度上定尺寸為使其到達兩個平行的安放臂14上。以此方式可實現(xiàn)高的保持力，而不會由于夾元件8在基片9內(nèi)引入翻轉(zhuǎn)力矩。
【權(quán)利要求】
1.一種用于檢驗安裝在基片(9)上的電子部件的設備，所述設備帶有可安放在基片(9)的接觸面上的檢驗針(12)，其特征在于，提供框式支承結(jié)構(gòu)(14)，所述框式支承結(jié)構(gòu)支承基片(9)而使得單獨的部件(10)處在支承結(jié)構(gòu)(14)的自由空間內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設備，其特征在于，所述框式支承結(jié)構(gòu)(14)圍繞部件(10)的組布置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1至2中一項所述的設備，其特征在于，框式支承結(jié)構(gòu)(14)圍繞每個部件(10)布直。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中一項所述的設備，其特征在于，至少一個框式支承結(jié)構(gòu)(14)提供為與在其夾緊位置中將基片(9)垂直于基片平面壓在框式支承結(jié)構(gòu)(14)上且固定在此處的夾元件(8)對置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中一項所述的設備，其特征在于，框式支承結(jié)構(gòu)(14)或至少一個夾元件(8)被預張緊。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中一項所述的設備，其特征在于，至少一個夾元件(8)在檢驗針(12)安放在基片(9)的接觸面上之前建立夾緊力。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中一項所述的設備，其特征在于，框式支承結(jié)構(gòu)(14)與靠放的基片(9 )被壓頭(4 )壓靠至少一個夾元件(8 )和檢驗針(12)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中一項所述的設備，其特征在于，至少一個夾元件(8)將基片(9)壓在圍繞一組部件(10)布置的框式支承結(jié)構(gòu)(14)上。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中一項所述的設備，其特征在于，至少一個夾元件(8)將基片(9)壓在圍繞每個部件(10)布置的框式支承結(jié)構(gòu)(14)上。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9中一項所述的設備，其特征在于，至少一個夾元件(8)的在寬度上突出出框式支承結(jié)構(gòu)(14)的部分支承在框式支承結(jié)構(gòu)(14)的至少兩個平行的部分上。
【文檔編號】G01R1/04GK103604955SQ201310197184
【公開日】2014年2月26日 申請日期:2013年5月24日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月18日
【發(fā)明者】B·佩茲 申請人:馬提特斯電子系統(tǒng)有限公司