专利名称：一种金属绝缘芯片测试针架的制作方法
技术领域：
本发明涉及到半导体和电子连接件行业，特别涉及到芯片测试装置。
背景技术：
在半导体和电子连接件行业中，无论在研发阶段，还是在生产阶段，都必需对半导体芯片进行电气方面的测试，以检验芯片是否满足电气性能的要求。芯片测试针架是整个测试系统中不可缺少的一种测试装置。芯片测试针架包括用塑料制成的探针/芯片定位板、针架主体、弹簧探针以及探针保持板。近年来，随着芯片的核心运算速度越来越快，相应的也要求芯片测试测试针架能满足高频测试环境的要求。一种同轴结构的可控电抗芯片测试测试针架(如图4所示)应运而生。它包括相互连接的芯片定位板(101)、接地铜块(102)、探针保持板(103)以及包含了上动针、弹簧、下动针的弹簧探针(104)。被测芯片(105)与弹簧探针(104)相接触，弹簧探针(1040与接地铜块(102)的孔径保持特定的比例，以保证和输入输出端的电抗相匹配，从而降低信号传输过程中的损失。采用诸如工程塑料一类的绝缘材料来制作芯片定位板(101)和探针保持板(103)，可以固定弹簧探针(104)，保证探针与探针之间相互绝缘，互不导通并在正确的位置上作业。但是由于采用了绝缘材料，形成一种不完全的同轴结构；大大影响了信号在传输过程中的完整性，这种同轴结构的可控电抗芯片测试针架只能满足芯片运算速度在20兆赫兹左右的测试。又由于结构的限制，探针/芯片定位板的厚度相对较薄，强度较弱。当弹簧探针的数量变得更多(多于1500个)时，探针/芯片定位板在弹簧探针的合力下产生变形，大大降低了测试针架的寿命和性能。此外采用绝缘材料制作芯片固定板，用导电金属和高分子绝缘套管作为探针定位板，构成另一种同轴可控电抗芯片测试针架。但是在实际生产过程中，由于弹簧探针本身己经十分细小，要使用一个比弹簧探针略大一些的套管，无论是加工，装配还是拆卸都非常不方便，往往只能应用在孔间距1毫米以上的场合，这样同轴可控电抗芯片测试针架往往得不到广泛的应用。

发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术中的使用局限，提出一种金属绝缘芯片测试针架，提高芯片测试针架的机械强度，改善芯片测试针架在测试过程中的电性能，从而延长芯片测试针架的使用寿命。本发明是通过以下的技术措施来实现的。一种金属绝缘芯片测试针架，包括相互连接的由金属材料制成的探针/芯片定位板、针架主体、探针保持板以及插入探针保持板中的弹簧探针，在由探针/芯片定位板、针架主体，探针保持板构成的内壁及侧面是绝缘涂层。所述的绝缘涂层包括氧化铝层和特富龙层。所述的氧化铝层的厚度是0. 02 0. 10毫米。所述的特富龙层的厚度是0. 001 0. 01毫米。
当针架主体为接地铜块所代替时，由金属材料制成的探针/芯片定位板、探针保持板的内壁及侧面是绝缘涂层。所述的绝缘涂层是采用金属铝氧化工艺和特富龙喷涂工艺所形成的。本发明采用上述技术措施后，采用金属材料制作探针/芯片定位板、插座主体，探针保持板，并在内壁及侧面设置绝缘涂层。保证弹簧探针之间，弹簧与金属之间相互绝缘， 避免短路。由设置了绝缘涂层的金属所制成的芯片测试针架具有比用诸如工程塑料一类的绝缘材料来制作的芯片测试针架高得多的强度。在弹簧探针数量更多时，这种优势尤为明显，当弹簧探针数量超过1500个时，复合材料制成的芯片测试针架已经不能正常工作，而本发明所述的芯片测试针架仍可以正常工作。此外在本发明所述的芯片测试针架中，探针定位板底部的孔径与探针直径保证固定比例，并满足与输入输出的电抗相匹配，从而保证测试针架从顶部到底部整个测试线路的电抗维持在一个恒定的数值上，使测试针架的电性能也获得提高。


图1为本发明实施例1的结构示意图。图2，图3为本发明实施例2的结构示意图。图4为背景技术中的测试针架的结构示意图。图中1为探针/芯片定位板；2为针架主体；3为接地铜块；4为探针保持板，5 为绝缘涂层，6为弹簧探针，7为被测芯片。101为芯片定位板；102为接地铜块；103为探针保持板；104为弹簧探针；105为被测芯片。
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。实施例1，如图1所示，一种金属绝缘芯片测试针架，底部为用金属制成的探针保持板4，弹簧探针6插入探针保持板4。与探针保持板4相连接的是接地铜块3，与接地铜块 3相连接的是用金属制成的探针/芯片定位板1。弹簧探针6固定在探针保持板4上并置入探针/芯片定位板1的孔内，弹簧探针6的上端则与被测芯片相接触。通过金属铝氧化工艺和特富龙喷涂工艺，在探针保持板4和探针/芯片定位板1的内壁及侧面形成绝缘涂层， 该绝缘涂层由氧化铝和特富龙所构成，氧化铝层厚度为0. 04毫米，特富龙层厚度为0. 002 毫米。此时中间铜块孔内径和弹簧探针外径比满足特定的比例，从而获得特定的电抗，整个芯片测试针架从上到下几乎都具有可控的电抗，同时和对应的输入输出信号电抗相匹配， 大大提高了芯片测试针架的电性能，它可以满足芯片运行速度在30兆赫兹以上测试要求。实施例2.如图2和图3所示，一种金属绝缘芯片测试针架，底部为用金属制成的探针保持板4，弹簧探针6 —端插入探针保持板4。与探针保持板4相连接的是金属制成的探针/芯片定位板1 (见图2)，或者是金属制成的针架主体2 (见图3)。弹簧探针6另一端被置入探针/芯片定位板1的孔内，其的上端则与被测芯片相接触。通过金属铝氧化工艺和特富龙喷涂工艺，在探针保持板4，探针/芯片定位板1 (或针架主体2)的内壁及侧面形成氧化铝和特富龙绝缘涂层，该绝缘层由氧化铝和特富龙所构成，氧化铝层厚度为0. 02毫米，特富龙层厚度为0.001毫米。有了此绝缘涂层后，放置弹簧探针6的孔内部绝缘，保证了弹簧探针之间，弹簧与金属之间相互绝缘，避免了短路。而且与现有技术中的芯片测试针架相比，所述的芯片测试针架的强度要高得更多，铝的弹性模量大概是工程塑料(或复合材料)的10倍以上。同样的结构和作用力，复合材料制成的芯片测试针架的变形为0. 25毫米，而所述的芯片测试针架的变形为0. 06毫米。在弹簧探针数量更多时，这种优势尤为明
Mo 以上所述的仅是本发明的优选实施方式。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干变型和改进，这些也应视为属于本发明的保护范围。
权利要求
1.一种金属绝缘芯片测试针架，包括相互连接的由金属材料制成的探针/芯片定位板 (1)、针架主体(2)、探针保持板(4)以及插入探针保持板(4)中的弹簧探针(6)，其特征在于在由探针/芯片定位板(1)、针架主体(2)，探针保持板(4)构成的内壁及侧面是绝缘涂层(5)。
2.根据权利要求1所述的一种金属绝缘芯片测试针架，其特征在于所述的绝缘涂层 (5)包括氧化铝层和特富龙层。
3.根据权利要求1或3所述的一种金属绝缘芯片测试针架，其特征在于所述的氧化铝层的厚度是0. 02 0. 10毫米。
4.根据权利要求1或3所述的一种金属绝缘芯片测试针架，其特征在于所述的特富龙层的厚度是0. 001 0. 01毫米。
5.根据权利要求1所述的一种金属绝缘芯片测试针架，其特征在于当针架主体(2)为接地铜块(3)所代替时，由金属材料制成的探针/芯片定位板(1)和探针保持板(4)的内壁及侧面是绝缘涂层(5)。
6.根据权利要求1或5所述的一种金属绝缘芯片测试针架，其特征在于所述的绝缘涂层(5)是采用金属铝氧化工艺和特富龙喷涂工艺所形成的。
全文摘要
一种金属绝缘芯片测试针架，涉及到半导体和电子连接件行业中的芯片测试装置。包括相互连接的由金属材料制成的探针／芯片定位板、针架主体、探针保持板以及插入探针保持板中的弹簧探针，在由探针／芯片定位板、针架主体，探针保持板构成的内壁及侧面是绝缘涂层。所述的绝缘涂层包括由金属铝氧化工艺形成的氧化铝层和特富龙喷涂工艺形成特富龙层。所述的绝缘涂层更可运用于同轴结构的可控电抗芯片测试针架。采用了绝缘涂层的芯片测试针架，强度大为提高，弹簧探针数量超过1500个，芯片测试针架仍可照常工作。同时测试针架从顶部到底部的电抗维持在一个恒定的数值上，使测试针架的电性能也获得提高。可以应用芯片运行速度在30兆赫兹以上的场合中。
文档编号G01R1/067GK102520216SQ201110412880
公开日2012年6月27日 申请日期2011年12月13日 优先权日2011年12月13日
发明者刘德先, 周家春, 洪步郎, 陶西昂 申请人:安拓锐高新测试技术(苏州)有限公司