专利名称：封装后强化测试的结构与方法
技术领域：
本发明与一种封装后测试的接触装置以及方法有关，特别是有关于利用导电微弹簧(micro spring)的接触压力的改良式结构，可以应用于一般传统封装或是晶圆型态封装(wafer level packaging)，以提升强化测试(burn-in)接触的结构与方法。
背景技术：
随着电子元件尺寸的缩小化后，在集成电路的制造过程上出现许多新挑战。且由于电脑以及通信技术的蓬勃发展，伴随需要的是更多不同种类与应用的电子元件。例如，由语音操作的电脑界面或其他通信的界面均需要许多的存储元件以及不同类型的半导体元件。是故，集成电路的趋势仍然会朝向高积集度发展。随着半导体技术的快速演进，电子产品在轻薄短小、多功能速度快的趋势的推动下，集成电路(IC)元件的输入/输出(I/O)数目不但越来越多密度亦越来越高，使得封装元件的引脚(pin)数亦随的越来越多，速度的要求亦越来越快。半导体晶片通常个别地封于塑胶或陶瓷材料的封装体的内。封装体的结构必须可以保护晶片以及将晶片操作过程中所产生的热散出，传统的封装亦被用来作为晶片功能测试时之用。
早期的封装技术主要以导线架为主的封装技术，利用引脚做为信号的输入以及输出。而在高密度输入以及输出端的需求之下，导线架的封装目前已不符合上述的需求。目前，在上述的需求之下，封装也越做越小以符合目前的趋势，而高密度输出/输入(I/O)端的封装也伴随球矩阵排列(ball grid arrayBGA)封装技术的发展而有所突破。因此，集成电路(IC)元件承载的封装趋向于利用球矩阵排列(BGA)封装技术。球矩阵排列(BGA)构装的特点是，负责输出/输入(I/O)的引脚为球状较导线架封装元件的细长引脚距离短且不易受损变形，其封装元件的电性的传输距离短速度快，可符合目前及未来数字系统速度的需求。随后所发展的晶圆型态封装(wafer level packaging)更具发展潜力，其低成本高性能的封装技术将是现今以及未来的趋势。
此外，在集成电路(IC)封装之后，不论是传统封装或是晶圆型态封装，均必须接著进行一连串的测试。目前市面上所使用的晶圆型态封装的强化试验(burn-in)与测试底座(test socket)的接触方法有底下三种方式(1)采用Pogo Pin接触方式，其缺点是价钱贵以及测试成本较高；(2)金属探针，其缺点是可靠度中等、价钱高与组装度较为复杂；(3)采用薄膜(Membrane)接触方式，同理，此方法的缺点不仅成本高而且可靠度低。
有监于此，本发明提出的改良式的强化试验与测试的接触结构与方法可以改善以上的缺点，也就是说本发明能产生可靠度高、成本低、组装简单与维修容易等优点。此外，本发明可应于传统以及晶圆型态封装等领域。

发明内容
本发明的目的为提供一封装的强化试验与测试的接触结构与方法，本发明能产生可靠度高、成本低、组装简单与维修容易等优点。
本发明的再一目的在于提供一改良式晶圆型态封装的强化试验与测试的接触结构与方法，本发明可应于传统以及晶圆型态封装等领域。
依据部分的一特色，本发明一种封装后强化试验与测试的接触结构，其特征在于，包含一印刷电路板；固定板，该固定板置位于该印刷电路板上；金属套筒，该金属套筒固定于固定板中，该金属套筒置有接触用的金属弹簧，且可与该印刷电路板电性连接，以及与待测物接触；其中该固定板利于与待测物的表面接触来达成该接触金属球与该金属弹簧的接触压力维持大致上固定。
其中还包含接触金属球如焊锡球附著于该封装体上。
其中该金属弹簧固定于该金属套筒之中，该金属弹簧的材料包含不锈钢，其中该金属套筒是利用一SMT技术固定于该印刷电路板之上。
其中该印刷电路板为一耐高热材料，其中该耐高热材料可以选自FR4、FR5或BT之一。
其中该固定板的高度与该金属弹簧大致上相当，该固定板的材料与该印刷电路板大致上相同，该固定板可由复数层板构成，最下层板的孔径最小，最上层的孔径最大。
依据本发明的另一特色，本发明一种封装后强化试验与测试的接触方法，其特征在于，包含提供一印刷电路板；以及将金属套筒与固定板固定于该印刷电路板之上，利用置于该金属套筒内的金属弹簧与封装体接触，并利用该固定板的表面来形成该封装体与该金属弹簧的接触压力。
其中还包含接触金属球如焊锡球附著于该封装体上。
其中该金属弹簧固定于该金属套筒之中，该金属弹簧的材料包含不锈钢，其中该金属套筒是利用一SMT技术固定于该印刷电路板之上。
其中该印刷电路板为一耐高热材料，其中该耐高热材料可以选自FR4、FR5或BT之一。
其中该固定板的高度与该金属弹簧大致上相当，该固定板的材料与该印刷电路板大致上相同，其中该固定板可由复数层板构成，最下层板的孔径最小，最上层的孔径最大。


本发明的较佳实施例将于往后的说明文字中辅以下列图形做更详细的阐述图1为本发明的一改良式晶圆型态封装的强化试验与测试的接触结构示意图。
具体实施方法本发明揭露一种改良式封装的强化试验与测试的结构与方法，可以应用于传统型态以及晶圆型态封装(wafer level packagingWLP)测试的用。本发明详细说明如下，所述的较佳实施例只做一说明非用以限定本发明。
请参阅图1，其为本发明的一改良式封装后强化试验与测试的接触结构示意图。其中以一BGA型态封装100做一说明，非用以限定本发明。封装体100包含具有复数个接触金属球101，上述接触金属球101可以为导电材质所形成，例如为焊锡球(solder ball)101。
金属套筒(solder join)102固定于一印刷电路板(PCB)103之上，举一实施例而言上述金属套筒102可利用一SMT技术固定于上述印刷电路板103之上。上述印刷电路板103为一耐高热材料，例如FR4、FR5或BT等。上述金属套筒102的特征之一包含其切面的上部开口宽度较底部为宽。所以为达此目的，固定板104可由复数层板构成，例如上层板105a、中层板105b与下层板105c。其中下层板105c的孔径最小，而上层板105a的孔径最大。当然也可以一体成型。
上述金属套筒102中置有接触用的微金属弹簧(micro spring)104，上述微金属弹簧(micro spring)104固定于上述金属套筒102之上。上述微金属弹簧104可与上述焊锡球(solder ball)101接触，上述微金属弹簧104的材料为导电材质，可以为金属、合金等，较佳为不锈钢。焊锡球(solder ball)与金属弹簧可以达到自动对准(self-alignment)、焊锡球(solder ball)与金属弹簧的接触压力固定并且各个焊锡球(solder ball)的压力独立。微金属弹簧104与配置于印刷电路板中的导电电路电性连接。
上述固定板105的高度与金属弹簧104约略或实质相当，并且固定板105的材料与印刷电路板103相同或特性近似，例如FR4、FR5或BT等。另外，上述固定板105是置于上述金属套筒102之间。当焊锡球(solder ball)101接触到金属弹簧104的后继续往下压，其下压深度例如为380微米(micro)。因为，上述固定板105的高度与金属弹簧104相当，所以，当焊锡球(solder ball)101往下压的深度不能超过焊锡球(solder ball)101本身的直径。利用上述固定板105的表面与上述BGA型态封装100的表面接触，可以达成焊锡球(solder ball)101与金属弹簧104的接触压力固定与位置对准。
本发明揭露的改良式晶圆型态封装的强化试验与测试的接触方法，包含首先，提供一具有复数个焊锡球(solder ball)101形成于其上的BGA型态封装100；接着，提供一印刷电路板103；然后，将金属套筒102与固定板105固定于上述印刷电路板103之上，利用置于上述金属套筒102内的金属弹簧104与上述焊锡球(solderball)101接触，并利用上述固定板105的表面与上述BGA型态封装100的表面接触来达成上述焊锡球(solder ball)101与金属弹簧104的接触压力固定与自动位置对准。
举一实施例而言上述金属套筒102可利用一SMT技术固定于上述印刷电路板103之上。上述印刷电路板103为一耐高热材料，例如FR4、FR5或BT等。上述固定板105的高度与金属弹簧104一样，并且固定板105的材料与印刷电路板103相同，例如FR4、FR5或BT等。另外，上述固定板105是置于上述金属套筒102之间。上述金属弹簧104的材料为不锈钢。
本发明的改良式晶圆型态封装的强化试验与测试的接触结构与方法的主要优点如下焊锡球(solder ball)与金属弹簧可以达到自动对准(self-alignment)、焊锡球(solder ball)与金属弹簧的接触压力固定并且各个焊锡球(solder ball)的压力独立、与封装外观大小无关、金属弹簧接触结构寿命长、不易损坏、维修简单、组装容易、成本低以及可以使用于多晶粒及晶圆型态封装后的强化试验与测试的接触。
本发明以较佳实施例说明如上，然其并非用以限定本发明所主张的专利权利范围。其专利保护范围当视后附的申请专利范围及其等同领域而定。凡熟悉此领域技术的人士，在不脱离本专利精神或范围内，所作的更动或润饰，均属于本发明所揭示精神下所完成的等效改变或设计，且应包含在下述的申请专利范围内。
权利要求
1.一种封装后强化试验与测试的接触结构，其特征在于，包含一印刷电路板；固定板，该固定板置位于该印刷电路板上；金属套筒，该金属套筒固定于固定板中，该金属套筒置有接触用的金属弹簧，且可与该印刷电路板电性连接，以及与待测物接触；其中该固定板利于与待测物的表面接触来达成该接触金属球与该金属弹簧的接触压力维持大致上固定。
2.如权利要求1的封装后强化试验与测试的接触结构，其特征在于，其中还包含接触金属球如焊锡球附著于该封装体上。
3.如权利要求1的封装后强化试验与测试的接触结构，其特征在于，其中该金属弹簧固定于该金属套筒之中，该金属弹簧的材料包含不锈钢，其中该金属套筒是利用一SMT技术固定于该印刷电路板之上。
4.如权利要求1的封装后强化试验与测试的接触结构，其特征在于，其中该印刷电路板为一耐高热材料，其中该耐高热材料可以选自FR4、FR 5或BT之一。
5.如权利要求1的封装后强化试验与测试的接触结构，其特征在于，其中该固定板的高度与该金属弹簧大致上相当，该固定板的材料与该印刷电路板大致上相同，该固定板可由复数层板构成，最下层板的孔径最小，最上层的孔径最大。
6.一种封装后强化试验与测试的接触方法，其特征在于，包含提供一印刷电路板；以及将金属套筒与固定板固定于该印刷电路板之上，利用置于该金属套筒内的金属弹簧与封装体接触，并利用该固定板的表面来形成该封装体与该金属弹簧的接触压力。
7.如权利要求6的封装后强化试验与测试的接触方法，其特征在于，其中还包含接触金属球如焊锡球附著于该封装体上。
8.如权利要求6的封装后强化试验与测试的接触方法，其特征在于，其中该金属弹簧固定于该金属套筒之中，该金属弹簧的材料包含不锈钢，其中该金属套筒是利用一SMT技术固定于该印刷电路板之上。
9.如权利要求6的封装后强化试验与测试的接触方法，其特征在于，其中该印刷电路板为一耐高热材料，其中该耐高热材料可以选自FR4、FR 5或BT之一。
10.如权利要求6的封装后强化试验与测试的接触方法，其特征在于，其中该固定板的高度与该金属弹簧大致上相当，该固定板的材料与该印刷电路板大致上相同，其中该固定板可由复数层板构成，最下层板的孔径最小，最上层的孔径最大。
全文摘要
本发明揭露一种改良式的强化试验的接触结构与方法，该结构包含一印刷电路板；金属套筒，上述金属套筒固定于该印刷电路板之上，上述金属套筒置有接触用的金属弹簧，该金属弹簧与接触金属球接触；以及，一固定板，金属套筒配置于上述固定板中，利用该固定板的表面与球列阵(BGA)型态封装的表面导电球体接触来达成接触金属球与金属弹簧的接触压力固定与自动对准。
文档编号G01R31/28GK1658379SQ20041000524
公开日2005年8月24日 申请日期2004年2月17日 优先权日2004年2月17日
发明者杨文焜 申请人:育霈科技股份有限公司