插座

摘要

公开了一种用于测试或连接集成电路的插座，插座具有平台，平台用于接收集成电路并被适配成覆盖测试仪器或其它板的件，平台形成有均使两件式连接器组件定位的槽的阵列。当集成电路坐落在平台上时，为了建立或评价通过IC的信号传输，两件式连接器组件以使IC上的触点焊盘与板之间形成接触的方式枢转。平台收纳有弹性的长形弹性体，长形弹性体对连接器组件施力使其从平台突出，从而与板或测试仪器接触。当IC被放置在平台上时，弹性管构件的施力被胜过，从而经由连接器组件建立电气连接。

权利要求

1.一种插座，该插座用于使集成电路、即IC电气连结至板，使得信号能够传输至该板，所述插座包括：平台，其用于接收所述集成电路；

多个两件式的连接器组件，各连接器组件均包括支座和能够绕着所述支座枢转的相关联的连杆构件；

各支座均被保持在所述平台中，并且各支座在与相关联的连杆构件相对的横向侧均包括弯曲腔；

各连杆构件均在上侧包括弧形接触面且均延伸到所述平台上方，所述连杆构件被适配成用于与所述集成电路滚动接触，所述支座的弯曲腔中坐落有端部倒圆的摇臂；

多个所述连杆构件的下方坐落有长形弹性体，所述长形弹性体具有第一阶压缩响应和第二阶压缩响应；

其中，所述集成电路与所述平台之间的接触使所述连杆构件抵抗所述长形弹性体的通过所述第一阶压缩响应至所述第二阶压缩响应的施力而枢转，所述第一阶压缩响应和所述第二阶压缩响应由所述长形弹性体中的孔建立，在所述第一阶压缩响应阶段，所述长形弹性体因所述孔的存在而更容易压缩；在所述第二阶压缩响应阶段，所述长形弹性体中的孔闭合，所述长形弹性体的整个剩余截面抵抗进一步压缩，由此增大所述连杆构件上的力。

2.根据权利要求1所述的插座，其特征在于，所述长形弹性体是方形的并坐落在楔形支撑件中。

3.根据权利要求2所述的插座，其特征在于，所述长形弹性体具有从所述楔形支撑件延伸的倒圆的上角部。

4.根据权利要求1所述的插座，其特征在于，所述平台包括倾斜的侧壁，所述侧壁接合所述支座的与所述侧壁相对的倾斜面，以将所述支座捕获在所述平台中。

说明书

插座

技术领域

[0001] 本发明涉及使集成电路与IC板电气连接的插座。更特别地，本发明涉及诸如用于测试或连接集成电路的插座，插座包含两件式连接器的阵列，两件式连接器实现被测IC装置(DUT)与板(诸如测试仪器或其它器具的件的负载板等)之间的形状匹配(positive)的连接。

背景技术

[0002] 集成电路测试机装置长期以来用在半导体行业中，用于测试并评价离开制造线的芯片的质量。信号完整性是芯片设计和测试的重要方面。为此，期望将使集成电路引线与相应的负载板焊盘互连的触点的导通部的阻抗维持在特定期望水平。设计的有效阻抗是多个因素的函数。这些因素包括导通路径的宽度和长度、制成导通结构的材料和材料厚度等。

[0003] 当测试诸如集成电路(IC)等的封装或模制型半导体装置的电气特性时，常见的是利用使IC固定并连接至用于评价IC性能的仪器(即，负载板)的专用测试插座。为了使待测试的芯片的集成电路引线快速且暂时地连接至测试机的负载板，已经设计出许多不同的测试插座。特别是自动化测试设备使用多个这种插座。典型的插座配置使用位于IC的引线与负载板之间的触点将承受的力，以使该触点的探针顶端发生变形并接合负载板上的焊盘。这种结构提供了DUT的引脚或触点焊盘与测试设备的相应引线之间的形状匹配的连接。例如，可以在Rathburn的美国专利6,409,521和Sherry的美国专利7,737,708中发现这种类型的连接的示例，将这两件美国专利的教导和内容通过引用全部并入本文。

[0004] 无论是对于测试集成电路，还是对于将该电路安装在板上，均需要适当的插座式连接器。诸如成本、具有低轮廓和缩短电气信号路径等的因素驱动工业持续追求对现有技术的插座的改进。Tiengtum的美国专利7,918,669提供了用于前述问题的解决方案，并且该解决方案被转让给本受让人，通过引用该美国专利的内容完全地并入本文。该装置的特征是筒状弹性体，其对连接器提供弹性施力，这使得测试装置能够与被测装置(DUT)可靠地形成有效接触。然而，该筒状弹性体会被快速磨耗，并且在多次使用后开始变形，从而降低了其有效性。一旦该筒状弹性体开始磨耗，则其可能会扭转，这导致进一步磨耗和弹性损失。这会导致连接器在特定条件下建立可靠接触的问题。本发明解决了这些问题。

发明内容

[0005] 本发明是用于集成电路的插座，集成电路具有线性配置、优选沿着至少一个周缘配置的一系列触点焊盘或其它电气连接部位，插座包括支撑IC和收纳多个连接器的平台，当与集成电路的触点焊盘接合时，连接器使触点焊盘与在平台下方的相关联的器具的触点之间实现电气连接。插座的平台可以具有多个大体上平行的槽，槽用于在每个槽中均对准并接收相对应的多个电气触点中的一个电气触点。各电气接触路径均由两件式连杆构成，两件式连杆配合以使触点焊盘与器具的触点之间形成电气连接。两个接触件配合在一起以使IC与板之间形成可靠的电气连接。

[0006] 两件式连接器组件被配置成在不使元件变形的情况下枢转进入接合位置。因为变形的部件可能损失其弹性并可能导致具有循环寿命周期(repeated life cycle)的插座的不良接触或故障，所以避免变形是有利的。在本发明中，将第一接触件称作“支座”，并且第一接触件具有大体上平坦、平行的上表面和下表面以及形成倒圆的球根状腔的侧表面，腔具有略微向上倾斜的定向。倒圆的腔是具有略微扩展的口部的大致半圆形，口部容纳方便购得的下述摇臂。倒圆的腔沿着上部通过弯曲的指状突起过渡至平坦的上表面，并且在其下部处进一步过渡成限定出远离下表面向上倾斜的唇部构件。唇部构件具有大致跟随其限定腔的弯曲上边缘的下边缘，并且上边缘和下边缘均终止在向前面向的前边缘处。

[0007] 支座以保持不动的方式固定在平台中，并且优选地包括来自在上表面上方的平台的压缩预加载，以便使支座略微嵌入下方的负载板。在优选实施方式中，支座形成有楔入平台的倾斜后表面，防止支座在测试操作期间移动。固定的支座用于接收第二构件、即连杆，并且对第二构件、即连杆起到像枢转支点那样的作用。

[0008] 连杆形成有用作与IC的相关联的触点焊盘(或引脚)连接的触点的弧形的上表面。弧形的上表面具有如下曲率：在弯曲的上表面转动通过其初始待机位置、通过其接合位置时，保持与IC的触点焊盘平滑滚动接触。横向向外且远离连杆的弧形上表面突出的是摇臂，摇臂具有通至倒圆顶端的颈部。摇臂的倒圆顶端具有与支座的腔匹配的尺寸，并且提供连杆的球和插座式枢转运动。即，当坐落在支座的腔中时，连杆的倒圆顶端能够随着摇臂的颈在限定腔的口部的表面之间、即在待机或解除接合位置与接合位置之间摆动而绕着倒圆顶端的端转动，其中在待机或解除接合位置，连杆不与IC和以下测试装置接触，在接合位置，连杆与支座稳固接触从而实现电路。

[0009] 长形有弹性的弹性体位于连杆构件后方且下方，用于当不存在IC时对连杆构件施加进入待机或解除接合位置的力。长形有弹性的弹性体位于平台中、位于被成形成保持弹性体的腔中。当IC压靠测试插座时，IC的触点焊盘抵抗弹性体的施力向下推连杆的弧形上表面。弹性体使连杆的摇臂与支座的腔的表面保持接触。由于IC芯片的向下移动的力胜过弹性体的施力，因此连杆将绕着支座转动，并且腔中的摇臂的接合将通过管状弹性构件的横向力而有力地建立。支座具有与负载板或其它器具的电气触点匹配的下表面，连杆与IC触点焊盘稳固接触。因而，摇臂与支座的插座的互连在IC DUT与相关联的器具之间实现了电路。

[0010] 弹性体能够被成形为方形轮廓，在优选实施方式中其具有被倒圆的第一角部。弹性体坐落在楔形支撑件中，使得倒圆角部向上面向并与连杆接触。与和方形的整个面接触相反而仅能够切线地接触的筒状弹性体相比，弹性体的方形形状确保连杆与连杆较大接触。通过包含穿过弹性体的中部的长度方向孔，弹性体仅能够在二阶的力下进行操作。孔提供附加水平的力，其能够用于在提高柔量(compliance)范围而不牺牲弹性体寿命的情况下确保连接和改善接触。当连杆首次与弹性体接触时，弹性体因中央的孔的存在而更容易压缩。因此，对连杆施加较小的力。然而，一旦弹性体的压缩使孔闭合，则弹性体的整个剩余截面抵抗进一步压缩，由此增大连杆上的力。该增大的力确保与被测装置的较大连接，而不在初始接触阶段期间过早的磨耗弹性体。

[0011] 将通过参考以下说明和附图来最佳地理解本发明的这些和许多其它特征。然而，应当理解，虽然已经说明并示出了本发明人的最佳模式，但是本发明不限于任何特定附图或说明。而是，应当理解，可能存在本领域普通技术人员将容易理解的本发明的许多变型，并且本发明涵盖所有这些变化和变型。

附图说明

[0012] 图1是本发明的测试插座的实施方式的从上方看的立体图；

[0013] 图2是测试插座的一部分的从上方看的示出了连接器结构的放大剖视图；和[0014] 图3是接合位置下的连杆和支座的放大截面图。

[0015] 图4是弹性体和楔形支撑件的分解图。

具体实施方式

[0016] 图1示出了在美国专利7,918,669中总体说明的类型的集成电路测试插座40，将该美国专利的内容并入本文。测试插座40具有大体上方形的轮廓，具有供该测试插座安装在测试仪器上的多至四个对准孔42。在测试插座40的平台44上，形成有方形的凹部46，用于接收被测的集成电路芯片14。如在以上所参考的'669专利中更全面地说明的，凹部46内形成有多个电连接器。一旦芯片14被放置在凹部46中，则将测试插座40放置在例如处理机作业压机(handler work press)中，并且将测试插座40夹持在处理机中以预期对集成芯片进行测试。自动和手动的其它配置也可用于本发明。

[0017] 图2示出了与测试插座配合以形成测试DUT所需的触点的电连接器。测试插座40坐落在作为测试仪器的一部分的焊盘18上，测试仪器能够接收来自IC的电气信号并评估信号的质量、强度和其它特性。测试插座40的目的是将信号以电气方式从芯片的触点焊盘经由平台12内的多个连接器组件52传送至下方的测试仪器。各连接器组件52均在不存在IC的待机或解除接合位置(如图3所示)与接合位置之间枢转，其中该接合位置与IC14和测试仪器的焊盘18之间通过连接器组件52所实现的电气电路相对应。如图2所示，插座40的平台54具有使得连接器52的一部分能够从平台54的上表面露出的多个槽56。如在美国专利7,918,669中更详细解释的，当IC芯片14被放置在平台54上时，IC芯片14的连接器79接触连接器组件52的突出穿过槽56的部分，并且使连接器组件52枢转到接合位置(图3)。以这种方式，当IC被放置在测试插座的平台54上时，可靠且自动地建立了电气接触。

[0018] 建立电气连接的连接器组件52是具有连杆构件60和支座元件62的两件式组件。长形有弹性的弹性体58收纳在平台54中，并且用于向处于解除接合位置的连接器组件52施力。支座62保持在平台54中，并且包括大体上平坦的上表面和大体上平坦的下表面。在优选实施方式中，平台54具有略微压缩支座62的尺寸，使得支座62延伸进入并略微嵌入下方的测试仪器接触面中。在下表面与上表面之间存在具有略微向上倾斜定向的横向开放的腔。该腔直到口部呈大致圆形，然后朝向连杆60逐渐变宽，并且近似地具有供连杆构件的一部分保持在该腔内的尺寸。口部的上边缘通过弯曲的指状突起过渡到上表面。同样地，口部的下边缘通过突出的唇部构件过渡到下表面。唇部构件具有朝向前边缘向上弯曲的下边缘。

[0019] 当IC压靠平台54时，IC的下表面接触连杆60的突出弧形面并抵抗长形有弹性的弹性体58的施力而向下推连杆。随着连杆60经由摇臂绕着支座62枢转，由IC14压靠所产生的该向下力使连杆抵抗有弹性的弹性体58的施力(该力向上推连杆)而逆时针转动。由于在IC14的触点焊盘79经由连杆60的弧形接触面并经由摇臂至与嵌入在并附接至负载板/测试仪器18的引线71的支座62之间存在直接流路(direct flow path)，因此这是接合位置(图3)。这样建立了流路，然后能够通过测试仪器18以传统方式处理来自IC14的信号。

[0020] 图3示出了支座62和连杆60以及长形有弹性的弹性体58。各支座62均包括大体上平坦的上表面78和大体上平坦的下表面80，并且在优选实施方式中，支座包括倾斜的侧壁84，侧壁84与平台内的同样倾斜的表面86配合以“抓获”或捕获支座就位。倾斜壁与倾斜面之间的这种配合使支座固定就位，并且减少了支座60的任意扰动，从而在连接器组件52中建立了更可靠的连接。

[0021] 支座60的下表面与上表面之间是具有略向上倾斜定向的横向开放的腔106。腔106直到口部呈大致圆形，然后随着朝向连杆62开放而逐渐变宽，并且腔106近似地具有供连杆62的一部分保持在腔106内的尺寸。口部的上边缘通过弯曲的指状突起108过渡到上表面
78。同样地，口部的下边缘通过突出的唇部构件110过渡到下表面80。

[0022] 连杆62具有两个主要部件。第一个部件是沿着上边缘的弧形接触面96，弧形接触面96被成形为允许在IC对连杆62施加向下力时与上方的IC14滚动接触，从而使连杆62绕着支座60枢转。连杆62的第二个部件是具有终止于球状末端的颈部的摇臂98。支座60的腔106和摇臂98的球状末端尺寸互补，以使得摇臂能够以可控的方式在支座的腔内平滑枢转，而无不适当的摇摆。

[0023] 当不存在芯片时，弹性构件58对连杆62的摇臂98施力，使连杆62向上穿过平台12的槽56。由于连接器组件52为IC芯片的存在做好准备，因此这是解除接合或待机位置。当芯片14被放置在平台上时，连杆62向下转动，从而使芯片的电气触点79与连杆62之间形成接触，这利用支座60、触点焊盘71和测试装置618实现了电路，用于将来自芯片的信号中继至测试装置。

[0024] 长形有弹性的弹性体58是具有倒圆上表面205的大致方形，上表面205在构件的上半部具有从一个边206的中点至另一边208的中点的弧线。弹性体58与支座60相邻地坐落在楔形支撑件210中，支撑件210具有暴露于连杆62的倒圆上表面205。在优选实施方式中，弹性体58包括在弹性体58中建立空隙的长度方向通道或孔212。这在弹性体58被连接器组件52压缩时产生弹性体58的二阶收缩。在初始阶段，弹性体将因空隙212的存在而更容易溃缩，并且与实心弹性体相比，连杆将受到较少的力。然而，随着连杆继续挤压弹性体，空隙将减小直至消失，因此进一步压缩需要较大的力使弹性体溃缩。通过防止弹性体在受力的初始阶段期间被过度磨耗和应变，如下该二阶压缩会延长弹性体的寿命：在第一阶段，当空隙仍然就位时弹性体被压缩，在第二阶段，空隙不再存在或对压缩响应的作用降低。

[0025] 将理解的是，本公开仅是示例性的，并且还应当理解，在不超出本发明的范围的情况下，可以在细节方面，特别是在零件的形状、尺寸、材料和配置方面进行改变。因此，根据所附权利要求的语言限定本发明的范围，并且本发明的范围不以任何方式受限于上述的说明和附图。