用於半導體封裝的插座的製作方法
2023-05-24 16:51:31
專利名稱：用於半導體封裝的插座的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種與半導體插件一起使用的插座，具體地說，涉及一種能夠快速測試和評估具有多個焊球的半導體的插座。
背景技術：
作為相關技術，圖13中顯示的具有多個柵格排列的焊球的半導體的插座是可用的。該測試評估用插座300具有多個排列成柵格形狀的端子301，這些端子對應半導體插件350的焊球S的布置；一個裝備有每一個端子301的插座主體302；以及一個安裝板303，其上放置半導體插件350。每個端子301的前端具有第一和第二接觸片304，305，用於當從兩面夾緊焊球S時與焊球S接觸。
半導體插件350通過一個開口被插入到如上構造的插座300內，從而焊球S被分別安置在第一接觸片304和第二接觸片305之間，且滑動片306在圖中向上移動，從而滑動片306所具有的毗連的傾斜部分306a和306b支撐第一和第二接觸片304，305的傾斜部分304a和305a。這導致第一和第二接觸片304，305移動以互相接近，因而從兩面接觸和夾緊焊球S。
在如上構造的插座300中，第一和第二接觸片304，305的前端延伸到安裝板303的上表面(封裝平面)之上，因此當半導體插件350被插入時，焊球S可能被第一和第二接觸片304，305或類似物夾住，這導致將焊球S安置在第一接觸片304和第二接觸片305之間的困難。這一問題頻繁地出現，特別是在集成電路封裝的情況，此時焊球的安置佔據整柵格，且柵距又小，這樣既難以操作又易造成相鄰端子短路。
上述問題能夠通過在插件350被插入時準確地將焊球S接合到第一和第二接觸片304，305而得到解決，但這一準確接合需要耗費時間的操作，會引起另外的問題，例如以快速方式為半導體插件實施測試和評估的困難。
發明內容
本發明的目的在於，提供一種用於半導體封裝的插座，能夠為半導體封裝進行快速測試和評估。
本發明的另一目的在於，提供一種用於半導體封裝的插座，當半導體插件被插入時，能夠快速安置焊球在第一接觸片和第二接觸片之間，並且能夠為半導體封裝進行快速測試和評估。
簡要地，根據如上所述，本發明指的是一個用於半導體封裝而與半導體插件一起使用的插座，所述半導體插件的底面具有多個焊球。所述插座包括一個具有多個端子的插座本體，端子的排列對應於半導體插件的焊球的排列。每一個端子具有一個第一接觸片和第二接觸片，當從兩面夾住相應的焊球時與相應的焊球接觸。所述插座包括一個安裝板，能夠在一個第一位置和一個第二位置之間移動。所述第一位置，或者半導體安裝位置，就是半導體放置在安裝板上的位置，此時第一和第二接觸片沒有接觸半導體插件的焊球；所述第二位置，或者接觸位置，就是安置好的半導體插件的焊球與相應的第一和第二接觸片接觸的位置。
採用如上安排，在半導體插件安裝位置，半導體的焊球與第一和第二接觸片不接觸，這樣的布置是可能的。因此，當半導體插件被插入時，焊球能夠快速地被定位於相應的第一接觸片和相應的第二接觸片之間，而不需要被第一和第二接觸片夾住，從而半導體插件的測試和評估能夠以快速方式實施。
所述的半導體插件安裝位置設置為在插座主體(例如半導體插件插座)高度方向上離開第一和第二接觸片一定距離，該距離至少是對應於所述焊球的直徑長度。該安排確保當半導體插件被放置在安裝板上時，焊球不會接觸第一和第二接觸片。
半導體插件插座可以具有一插座罩，該插座罩可以在插座主體(例如半導體插件插座)的高度方向上相對插座主體移動；以及移動裝置，用於在半導體插件的安裝位置和接觸位置之間向插座主體(例如半導體插件插座)的高度方向以與插座罩的移動聯結在一起的方式移動安裝板。採用如上安排，插座罩能夠使用一有效的機械裝置或類似物進行移動，從而半導體插件的測試和評估能夠實現自動化。
半導體插件插座可以具有固定裝置，用於把半導體插件固定在安裝板上，且與插座罩的移動相聯繫。採用這樣的安裝，由於半導體插件的浮起能夠被消除，因而可達到穩定接觸。
半導體插件插座可具有移置裝置，用於聯動插座罩的移動來移置第一和第二接觸片。以這樣安裝，使用一個有效的機械裝置或類似物來移動插座罩以使得第一和第二接觸片在焊球的接觸位置和非接觸位置之間移置成為可能，因此半導體插件的測試和評估可實現自動化。
圖1為本發明的用於半導體封裝的插座的正視圖；圖2為本發明的用於半導體封裝的插座的側視圖；圖3為本發明的用於半導體封裝的插座的正視圖；圖4為本發明的用於半導體封裝的插座的正視圖；圖5為本發明的用於半導體封裝的插座的側視圖；圖6為本發明的用於半導體封裝的插座的側視圖；圖7是用於解釋一位於半導體封裝安裝位置的安裝板13和每個端子11之間的位置關係的示意圖；圖8是用於解釋一位於半導體插件接觸位置的安裝板13和每個端子11之間的位置關係的示意圖；圖9是用於解釋半導體插件根據本發明被插入半導體插件插座的過程示意圖；圖10是用於解釋半導體組合根據本發明被插入半導體插件插座的過程示意圖；圖11是用於解釋半導體組合根據本發明被插入半導體插件插座的過程示意圖；圖12是用於解釋半導體組合根據本發明被插入半導體插件插座的過程示意圖；圖13是用於解釋與本發明的半導體插件插座有關工藝中所發生的問題的示意圖。
具體實施例方式
雖然本發明可以做出不同形式的如附圖所示的實施例，並在此被詳細描述，但是，當前對於具體實施例的揭示應該被理解為是本發明原理的例證，而並非要將本發明限制為這裡所解釋和描述的情況。
如圖1和2所示，插座10構造成一個用於半導體插件50的測試和評估的插座，所述半導體插件50在其下表面具有排列成柵格形狀的多個焊球S。插座10包括多個端子11；一個配備有這些端子11的插座主體12；一個安裝板(也稱作連接件)13，其上安置半導體插件50；以及一個滑動片14。
插座10還可以包括一個滑動片提升機構20，用於在插座10的高度方向上(圖1中上下方向，後面提到的垂直方向)移動滑動片14；和一個固定機構30，用於將半導體插件50固定在安裝板13上並以把插座罩21的移動結合在一起的方式來移動安裝板13。固定機構30主要相當於本發明中的移動裝置和固定裝置，而滑動片提升機構20主要相當於本發明中的移置裝置。
端子11被排布成柵格形狀，以在位置上分別對應焊球S。如圖1和7所示，每個端子11最好由一種導電金屬片衝壓製成，具有一個固定在插座主體12上的接觸基部11c；以及第一和第二接觸片11a、11b，它們從接觸基部11c的前端通過傾斜部分11d、11e向上延伸，並可與各自的焊球S接觸，因而從兩面夾住焊球S。
當滑動片14在插座10的高度方向(圖7中向上方向，後面提到的向上)向上移動，每個端子11的傾斜部分11d，11c緊靠滑動片14的傾斜部分14a，14b，從而使得第一接觸部分11a和第二接觸部分11b向互相接近的方向移動(如圖8所示)。這使得第一和第二接觸片11a和11b以從兩面夾住位於安裝板13上的半導體插件50的焊球S的方式來接觸焊球S。
由於端子11具有彈簧特性，如果滑動片14向下移動解除與端子11的鄰接關係，第一和第二接觸片11a和11b恢復到它們原來的形狀(如圖7所示)。在這一復原狀態下，第一接觸片11a和第二接觸片11b之間的間隙設置成略大於焊球S的直徑。
安裝板13在一個第一位置，或者半導體插件安裝位置(安裝板13的位置在圖1和圖7中顯示)和一個第二位置，或者接觸位置(安裝板13的位置在圖3和圖8中顯示)之間移動。在所述安裝位置，半導體插件50的焊球S沒有與第一和第二接觸片11a，11b接觸；在所述接觸位置，安置的半導體插件50的焊球S與第一和第二接觸片11a，11b接觸。
半導體插件安裝位置的設置如圖7所示，向上離開第一和第二接觸片11a，11b的前端。離開的距離最好是一長度尺寸H1，相當於最小為焊球S的直徑尺寸。然而，只要接觸片11a，11b不延伸，小於H1的尺寸將仍可以工作，這樣，當半導體放置在安裝板上，插座位於半導體插件的安裝位置時，半導體插件的焊球S與接觸片11a，11b接觸。這使得安置半導體插件50而不需要焊球S與端子11的第一和第二接觸片11a，11b接觸成為可能。
安裝板13製成平板形狀，在平面圖中完全為矩形，且其上表面具有一放置半導體插件50的安裝表面13a。安裝板13的下表面的每一個角上設有前端帶有接合釘13b的側邊部分13f，以達到相對於插座10的中心線C1和C2對稱的目的。接合釘13b分別與四個形成於插座主體12的內壁中的垂直延伸的凹槽12a嚙合，以引導安裝板13對應插座主體12的運動。
在安裝板13和插座主體12之間設置了一個處在軸向(圖1中的垂直方向)壓縮狀態的未在圖中示出的彈簧。安裝板13通過彈簧恢復到其原始狀態的力被向上推動和移動。如果安裝板13被向上移動一個預定量，接合釘13b分別鄰接形成於插座主體12內的凹槽12a的上端表面，以約束安裝板13進一步向上移動，這樣安裝板就停止了。該停止位置就是半導體插件安裝位置。
安裝板13的上表面的四個角部分別配有半導體插件引導部分13c來引導半導體插件50從插座10的上部插入到安裝表面13a。半導體插件引導部分13c具有一個向安裝板13的安裝表面13a傾斜的傾斜表面13d，以達到引導半導體插件50到封裝平面上的一個預定位置。
隨著半導體插件50的外圍在至少一個傾斜表面13d的引導下，被插入的半導體插件50向下滑向封裝平面13a。用這種方式，半導體插件50被安置在安裝表面13a的一個預定位置。
如圖7所示，安裝板13形成一個焊球嵌入孔13e，該孔從安裝表面13a貫穿到下表面，在圖中為左右方向。
滑動片14通過一個彈簧23被支撐到插座主體12。滑動片14具有傾斜部14a，14b，它們鄰接端子11的傾斜部11d，11e。
如圖1和圖2所示，滑動片提升機構20主要由插座罩21，橫向連接22以及彈簧23構成。插座罩21被放置到插座主體12，可在垂直方向上相對於插座主體12移動。橫向連接22被設置在安裝板14的兩邊。
橫向連接22具有一組互相交叉的槓桿22a，22b。在槓桿22a和22b的近端具有關於中心線C1對稱的旋轉軸22c，旋轉軸22C被插入插座主體12的軸承孔(未示出)，這樣每個槓桿22a，22b可繞相應的旋轉軸22c轉動。
槓桿22a和22b的近端具有滑動片主體壓制部分22d，以凸緣方式從各自側邊突出，且相互關於中心線C1對稱。每個滑動片主體壓制部分22d鄰接滑動片14的上表面，以約束槓桿22a，22b更多的旋轉運動。槓桿22a，22b的前端具有弧形的滑片部分22e，沿著插座罩21的內側上表面21a滑動，並且相互關於中心線C1對稱。
在內側上表面21a鄰接槓桿22a和22b的滑片部分22e的狀態下，插座罩21加在插座主體12上。
接下來，滑動片提升機構20的運行將參照圖1至圖6進行描述。
圖1和圖2顯示了滑動片14和插座罩21位於它們的最高位置的情況。當插座罩21使用一機械裝置或類似物離開它的最高位置，在圖1和圖2中向下移動時，槓桿22a和22b的滑動部分22e沿著插座罩21的內側上表面21a滑動。與此結合，槓桿22a和22b繞著旋轉軸22c旋轉，這樣滑片主體壓制部分22d壓下滑動片14來向下移動滑動片14到圖1中的最低位置。圖3和圖5顯示了滑動片14和插座罩21位於它們的最低位置的情況。圖4和圖6顯示了滑動片14和插座罩21位於它們的最低位置和最高位置之間的情況。
滑動片14從最高位置到最低位置的移動軸向(圖1中垂直方向)壓縮彈簧23，所述彈簧23設置在滑動片14和插座主體12之間。如果壓縮插座罩21的力消除，滑動片14就由彈簧23恢復到其原始狀態的力向上推動，從而移動到最高位置。
如圖1和圖2所示，固定機構30主要由一個推進器31，一個推壓元件32和一隻彈簧33構成。
推進器31設置在安裝板13的兩個面上。推進器31的旋轉軸31a被插入到形成於插座主體12內的軸承孔(未示出)中，這樣推進器31就可以繞旋轉軸31a旋轉。處於軸向壓縮狀態的彈簧33被設置在近端31b和插座主體12之間。
推進器31被彈簧33恢復到其原始狀態的力轉向安裝板13側面，這樣前端31c鄰接安裝板13的上表面，試圖促進在同一方向的旋轉。因此，在半導體插件50被安置在安裝板13的安裝表面13a的情況下，半導體50被夾在推進器31的前端31c和安裝板13之間。用這種方式，半導體50被固定在安裝板13上。
另外，如上所述，由於推進器31的前端31c鄰接安裝板13的上表面(如果半導體插件50被安裝了，就是指半導體插件50的上表面)，並且企圖使在相同方向更進一步的轉動，安裝板13就被向下推動而在插座10的高度方向(圖7中向下方向，後面所指的向下地)向下移動。
如果安裝板13被向下移動一預定量，安裝板13的下表面鄰接一個未示出的形成於插座主體12內的突出部，這樣就約束了安裝板13進一步向下移動，安裝板13就停止下移。該停止位置就是接觸位置。安裝板13向下的移動軸向地接觸設置在安裝板13和插座主體12之間未示出的彈簧。
接下來，固定機構30的運行將參照圖1至圖6進行描述。
圖1和圖2顯示了安裝板13位於接觸位置(最低位置)，插座罩21位於最高位置的情況。當插座罩21使用一機械裝置或類似物離開它的最高位置，在圖1和圖2中向下移動時，從插座罩21的內側上表面21a向下延伸的推壓元件32的前端鄰接推進器31的近端31c。如果插座罩21在前述狀態下被壓得更遠，推進器31繞旋轉軸31a轉動。
這樣通過推進器31解除了安裝板13的固定，從而設置在安裝板13和插座主體12之間的、未示出的彈簧恢復到其原始狀態的力推動安裝板13向上，藉此，安裝板13移動到半導體插件的安裝位置(最高位置)。通過推進器3 1的旋轉運動，推進器31的近端31b軸向接觸彈簧33。圖3和圖5顯示了安裝板14位於半導體插件安裝位置(最高位置)的情況。圖4和圖6顯示了安裝板13位於接觸位置(最低位置)和半導體插件安裝位置(最高位置)之間的情況。
當提供給推動插座罩21向下的力消除時，彈簧33恢復到其原始狀態的力使得推進器31在與前述繞軸旋轉方向相反的方向轉動到原始位置。
接下來，將討論插入半導體插件50到插座10內的操作。圖9至圖12是解釋半導體插件根據本發明被插入半導體插件插座的工藝的示意圖。
如圖3和圖5所示，如果插座罩被向下推到最低位置，滑動片14就被滑動片提升機構20向下推而移動到最低位置，從而解除了滑動片14和端子11的鄰接狀態。因此，每個端子11的第一和第二接觸片11a，11b被壓縮到它們的原始狀態，並且間隙略大於形成於第一接觸片和第二接觸片之間的焊球S的直徑。
當插座罩21被向下推至最低位置，安裝板13與推進器31之間的固定被固定機構30所釋放，這樣，安裝板13就被設置在安裝板13和插座主體12之間未示出的彈簧向上推動，並沿著插座主體12的導向槽12a移動到半導體插件安裝位置(最高位置)。
在安裝板13位於半導體插件安裝位置的狀態，如果半導體插件50從插座10的上部被插入，半導體插件50的周邊沿著傾斜表面13d滑向如圖9至圖11中所示的安裝表面13a，傾斜表面13d構成了半導體插件導向部分13c。這使得半導體插件50的焊球S被插入形成於安裝板13內的焊球插入孔13e，藉此，半導體插件50被安置在安裝板13的預定位置(如圖12所示)。
半導體插件安裝位置設置在離開第一和第二接觸片11a和11b一段長度為H1的距離，H1相當於最小為焊球S的直徑長度。由此，當半導體插件50被插入時，防止了焊球S與第一和第二接觸片11a和11b的接觸。
接下來，當提供給推動插座罩21向下的力消除時，推進器31在構成固定機構30的彈簧33的作用下轉向安裝板13側。由於半導體插件50安置在安裝表面13a，所以半導體插件50被夾在推進器31的前端31c和安裝板13之間。以這種方式，半導體插件50被固定在安裝板13上。
由於在推進器31的前端31a鄰接半導體插件50的上表面後，推進器31在相同方向被促使繼續轉動，安裝板13被向下推動沿著插座主體12的凹槽12a到達接觸位置(最低位置)(如圖8所示)。在接觸位置，放置在安裝板13上的半導體插件50的焊球被置於第一接觸片11a和第二接觸片11b之間。由於第一接觸片和第二接觸片之間的間隙被設置為略大於焊球S的直徑，焊球被相對平穩地嵌入。
緊接其後，滑動片提升機構20推動滑動片14向上移動到最高位置，從而接觸端子11。詳細地來說，滑動片14的傾斜部分14a和14b鄰接端子11的傾斜部分11d和11e來移動第一接觸片11a和第二接觸片11b相互靠近(如圖8所示)。
相應地，第一和第二接觸片11a和11b接觸放置在位於接觸位置的安裝板13上的半導體插件50的焊球S，以該種方式從兩面夾住焊球S。
雖然本發明的具體實施例為了解釋而進行了詳細描述，不脫離本發明的精神和範圍還可以做出不同的變更和改進。因此，本發明僅以權利要求來限定。
權利要求
1.一種用於半導體封裝而與半導體插件一起使用的插座連接器，在所述半導體插件的下表面具有多個焊球，所述插座連接器包括多個端子，排列成與所述焊球的布置相對應的形狀，每個端子具有一第一接觸片和一第二接觸片，所述第一和第二接觸片可與相對應的焊球接觸；一個裝備有所述端子的插座主體；以及一個安裝板，在一個半導體插件安裝位置和一個接觸位置之間移動，在所述安裝位置，半導體插件被放置在安裝板上，所述半導體插件的焊球與所述第一和第二接觸片不接觸；在所述接觸位置，放置好的半導體插件的焊球與所述第一和第二接觸片接觸。
2.如權利要求1所述的用於半導體封裝而與半導體插件一起使用的插座連接器，其特徵在於，所述半導體插件的焊球以柵格排列，所述多個端子被排列成相對應的柵格形狀。
3.如權利要求1所述的用於半導體封裝而與半導體插件一起使用的插座連接器，其特徵在於，所述半導體插件的安裝位置被設置為在插座主體的高度方向上偏離第一和第二接觸片一段長度距離，該長度距離至少相當於焊球的直徑尺寸。
4.如權利要求1所述的用於半導體封裝而與半導體插件一起使用的插座連接器，其特徵在於，還包括一個插座罩，其可在插座主體的高度方向上相對於插座主體移動。
5.如權利要求4所述的用於半導體封裝而與半導體插件一起使用的插座連接器，其特徵在於，還包括一個移動裝置，用於在半導體插件的安裝位置和接觸位置之間以與插座罩的移動聯結在一起方式向插座主體的高度方向移動安裝板。
6.如權利要求4所述的用於半導體封裝而與半導體插件一起使用的插座連接器，其特徵在於，還包括一個固定裝置，用於把半導體插件固定在安裝板上，並與插座罩聯動。
7.如權利要求4所述的用於半導體封裝而與半導體插件一起使用的插座連接器，其特徵在於，還包括一個移置裝置，其以把插座罩的移動結合一起的方式來移置第一和第二接觸片。
8.如權利要求1所述的用於半導體封裝而與半導體插件一起使用的插座連接器，其特徵在於，還包括一個插座罩，該插座罩在插座主體的高度方向上相對插座主體移動；一移動裝置，用於在半導體插件於安裝位置和接觸位置之間以與插座罩的移動結合一起的方式向插座主體的高度方向移動安裝板；以及一個固定裝置，用於把半導體插件固定在安裝板上，且與插座罩的移動聯結。
9.如權利要求1所述的用於半導體封裝而與半導體插件一起使用的插座連接器，其特徵在於，還包括一個插座罩，該插座罩在插座主體的高度方向上相對插座主體移動；一移動裝置，用於在半導體插件於安裝位置和接觸位置之間向插座主體的高度方向移動安裝板，且與插座罩的移動相聯結；以及一個移置裝置，用於聯結插座罩的運動來移置第一和第二接觸片。
10.如權利要求1所述的用於半導體封裝而與半導體插件一起使用的插座連接器，其特徵在於，還包括一個插座罩，該插座罩在插座主體的高度方向上相對插座主體移動；一移動裝置，用於在半導體插件於安裝位置和接觸位置之間向插座主體的高度方向移動安裝板，且與插座罩的移動相聯結；一個固定裝置，用於把半導體插件固定在安裝板上，且與插座罩的移動相聯結；以及一個移置裝置，用於對應插座罩的移動來移置第一和第二接觸片。
11.如權利要求1所述的用於半導體封裝而與半導體插件一起使用的插座連接器，其特徵在於，還包括一個移動裝置，用以向插座主體的高度方向，在半導體插件安裝位置和接觸位置之間移動安裝板。
12.如權利要求1所述的用於半導體封裝而與半導體插件一起使用的插座連接器，其特徵在於，還包括一個固定裝置，用於把半導體插件固定在安裝板上。
13.如權利要求1所述的用於半導體封裝而與半導體插件一起使用的插座連接器，其特徵在於，還包括一個移置裝置，用以移置所述第一和第二接觸片。
全文摘要
一種用於半導體插件的封裝插座(10)，在所述半導體插件的下表面具有多個焊球(S)。所述插座(10)包括一個具有多個端子(11)的插座主體，所述端子(11)排列成與所述焊球(S)的布置相對應的形狀。每個端子(11)具有一第一接觸片和一第二接觸片，當從兩面夾住相應焊球(S)時，所述第一和第二接觸片可與相對應的焊球(S)接觸。所述插座(10)包括一個安裝板(13)，其能在一個半導體插件安裝位置和一個接觸位置之間移動。在所述安裝位置，半導體插件被放置在安裝板(13)上，所述半導體插件的焊球(S)與所述第一和第二接觸片不接觸；在所述接觸位置，放置好的半導體插件的焊球(S)與對應的第一和第二接觸片接觸。
文檔編號G01R1/073GK1529817SQ02812054
公開日2004年9月15日 申請日期2002年6月13日 優先權日2001年6月19日
發明者中野智宏, 足立清, 金重詳 申請人:莫列斯公司