专利名称：用于将多个分离成单件的半导体器件保持并定向在接线端支架的容纳凹部中的装置和方法
技术领域：
本发明涉及一种根据权利要求1或20和21的前序部分所述的用于将多个分离成 单件(singulieren)的半导体器件保持并定向在板式的接线端支架的容纳凹部中的装置 和方法。
背景技术：
半导体器件，例如BGAs (球栅阵列)、MLFs、 QFNs，具有引脚的半导体器件等，通 常在其制造之后进行电和/或机械的功能测试。为此采用自动操作装置，也称为"机械手 (Handler)"，所述自动操作装置使半导体器件以高速度与测试装置相接通并在执行功能测 试之后重新从测试装置上取下，以便根据测试结果对半导体器件进行分拣。通常所述功能 测试在确定的温度条件下进行，其中，从-e(TC到+160°〇的温度范围就足够了。
待测试的半导体器件通常以两种不同的形式出现，即作为分离成单件的器件或作 为条状的组合体("Strips")。分离成单件的器件相互间没有连接，从而每个器件在机械 手中通常单个地或按小组被抽吸并被输送给一个或多个接触座，所述接触座与测试装置的 电子的计算单元相连。当然，在对分离成单件的器件这种操作中必要的是，在接触座之前， 使每个单个的器件之间对中，以便确保，使各器件的通常很小并且相互紧密地设置的连接 触点精确地触碰到接触座的相应的触点上。此外，由于位置的原因，多数情况下只可以并排 设置有限数量的吸附杆，从而能够同时测试的构件的数量是非常有限的。由此，相应地限制 了机械手的处理量。 以条的形式存在的半导体器件通常这样来测试，S卩，将所述条置入一个所谓的巢 中，所述巢停靠在一测试头上。由于所述条上的各单个器件的位置和所述条在巢中的位置 是精确确定的，因此，通过使巢相对于测试头对中可以确保，所有器件都处于正确的接触位 置。因此，在以条的形式存在时可以同时测试的器件的数量明显大于分离成单件的器件的 情况。这在机械手处理量上带来了优点。 为了能将条式布置的优点也能转用到分离成单件的半导体器件的测试上，由US 7， 258， 703B2已知，将分离成单件的半导体器件容纳在接线端支架的相互分开的容纳凹部 中，在所述容纳凹部中定向并接着将整个接线端支架输送给测试头，以便接通各单个器件。 这种已知的接线端支架在容纳凹部的侧面区域具有小的弹簧片，所述弹簧片只在一个方向 (y方向)上将器件压向相对的止挡面。为了也在x方向上对器件进行定向，必须在这里移 动构造复杂的滑块，该滑块形成容纳凹部的底部并且对于每个容纳凹部具有抽吸头，利用 该抽吸头将器件牢固地吸附在容纳凹部的内部。这种已知的装置结构复杂并且需要很多空 间。由于这些原因，这种已知的接线端支架不适用于大的数量并且不适用于非常小的器件。

发明内容
本发明的目的是，提供一种根据权利要求1的前序部分所述的装置，该装置结构特别简单、节省空间并且节省成本，并且适合于容纳多个半导体器件，以及可以确保，使半 导体器件在容纳凹部中精确地定向并将其可靠地保持。此外，提供一种与现有技术相比改 进的方法。 根据本发明，所述目的通过具有权利要求1的特征的装置以及通过具有权利要求
20和21的方法来实现。在其它权利要求中说明了本发明有利的实施形式。 在根据本发明的装置中，弹簧元件是弹簧板的一部分，所述弹簧板具有多个相互
并排设置孔口，用于形成相应多个用于半导体器件的容纳凹部，其中弹簧元件一体地由弹
簧板形成。 根据本发明的接线端支架与已知的接线端支架相比可以更为简单、非常节省空间 并且经济地构成。特别有利的是，根据本发明的接线端支架还适合于容纳数量较大的半导 体器件，所述半导体器件能够快速并且非常精确地在容纳凹部内部定向，从而半导体器件 占据精确确定的位置。此外，弹簧元件不仅用于定向，而且还用于在所属的容纳凹部中将半 导体器件固定夹紧在精确定向的位置中，从而可以放弃其它的例如抽吸头形式的固定保持 元件。整个接线端支架特别是可以设计成薄板，分离成单件的半导体器件矩阵式地按精确 确定的位置和定向固定保持在所述薄板上。因此，尽管各所述半导体器件是分离成单件的 模块，各所述半导体器件可以在与用于测试条的机械手结构相同或相似的机械手中进行测 试。 根据一个有利的实施形式，所述弹簧板由平的板组成，并且所述弹簧元件由弹簧
片组成，所述弹簧片设置在所述弹簧板的平面或平行于该平面设置并且是(在该平面内或
平行于该平面)可运动的。由此，弹簧板具有非常小的例如只有0. 1至lmm的高度。
根据一个有利的实施形式，接线端支架由多层的复合板组成，所述复合板包括所 述弹簧板和与弹簧板相邻的基板和/或盖板，其中弹簧板至少在基板或盖板的大部分上延 伸。基板和/或盖板这里可以具有不同的功能，例如它们可以使垂直于弹簧板的主平面弹 簧元件稳定，具有用于半导体器件的止挡元件或具有用于弹簧元件的操作装置的对中元 件。由此可以以特别有效的方式降低接线端支架的结构高度，从而整个接线端支架的具有 薄板的形状，其高度可以小于lmm。但根据应用场合的不同也可以特别是将弹簧板和/或盖 板设计得明显更厚，例如以便扩大容纳凹部的深度。 如果存在基板，则有利的是，基板设计成平的板，该平的板形成容纳凹部的底部。
根据一个有利的实施形式，所述接线端支架对于每个容纳凹部具有至少两个相互 成角度设置的、具有不同强度弹簧力的弹簧元件，通过所述弹簧元件能够沿两个不同的方 向将半导体器件压向止挡元件，其中，所述弹簧元件与操作装置这样共同作用，即具有较弱 弹簧力的弹簧元件首先将半导体器件压向相配的、相对的止挡元件，而具有较强弹簧力的 弹簧元件随后才将半导体器件压向相配的、相对的止挡元件。由于具有较弱弹簧力的弹簧 元件首先将半导体器件压向相对的第一止挡元件，可以以简单的方式确保，具有较强弹簧 力的弹簧元件还可以沿相对的第二止挡元件的方向使所述器件移动，而不会在中间位置中 卡死所述器件。由此这样来确定较强的弹簧元件的弹簧力，即，该弹簧力可以克服通过较弱 的弹簧元件导致的保持力。 根据一个有利的实施形式，对于每个容纳凹部，弹簧板具有一个能浮动固定地弹 簧板区段，该弹簧板区段设有对中元件并至少具有至少一个弹簧元件以及用于导入半导体器件的凹部。由此，当接线端支架移动到接触位置中时，可以将能浮动固定的弹簧板区段和
由此还有半导体器件以非常精确和容易的方式例如相对于接触座或DUT板对中。 根据一个有利的实施形式，在基板和弹簧板之间和/或在弹簧板和盖板之间设置
间距保持件，所述间距保持件将弹簧板保持在距基板或距盖板的一定距离处。由此可以实
现，弹簧元件可以以明显降低的摩擦损伤或者完全没有摩擦损失地在基板和盖板之间运
动，从而弹簧元件总是以精确确定的压力将器件挤压到相对的止挡元件上。 用于对半导体器件进行精确定位的所述止挡元件可以设置在盖板上或直接设置
在弹簧板上。止挡元件适宜地由盖板或弹簧板的两个相互邻接的、相互成直角布置的、限定
所述容纳凹部的侧面构成。 根据一个有利的实施形式，接线端支架设计成用于容纳具有引脚的半导体器件， 其中，基板具有引脚区段元件，所述引脚区段元件穿过弹簧板的凹部延伸，以便形成用于引 脚的支承部。这种引脚区段元件，也称为"引脚支座(Leadbacker)"，当在测试头的触点元 件上接通时对引脚提供支持，从而引脚不会弯曲出来。 根据一个有利的实施形式，引脚区段元件由板区段形成，所述板区段一体地由基 体形成并相对于基体板平面垂直地弯折。由此不需要事后将引脚区段元件安装在所述板中 的一个上。 除此以外，还可以由电绝缘的材料制成盖板，其中盖板具有设置在凹部旁边的引 脚支承区段，所述引脚支承区段形成用于引脚的支承部。由此可以以非常简单的方式形成 用于引脚的支承部。特别是不要求引导在基板上形成引脚区段元件穿过弹簧板中的开口， 从而在基板和弹簧板的结构上得到了较大的设计自由度。 根据一个有利的实施形式，接线端支架具有两个或多个相互叠置的弹簧板，在所 述弹簧板上设置弹簧元件。由此弹簧元件可以更好地与器件体上的斜面相匹配。
根据一个有利的实施形式，操作装置具有平行于接线端支架设置的主板和从主板 上突起的操作元件，所述操作元件在操作装置接近接线端支架时与弹簧元件进入接合，以 便将弹簧元件侧向向外压入打开位置。这里特别是，操作元件可以由具有斜面的楔形元件 构成，可以使所述楔形元件与弹簧元件进入接合和脱离接合。除此以外，还可以设想，在使 操作元件与弹簧元件进入接合之后，使操作元件侧向向外运动，以便使弹簧元件转移到打 开位置中，该打开位置允许将半导体器件装入容纳凹部中。 根据一个有利的实施形式，操作装置的操作元件设计成并且相对于弹簧元件布置 成，使得在操作装置的确定的位置，具有较大的弹簧力的弹簧元件仍与相配的操作元件处 于压力接合中，而具有较弱弹簧力的弹簧元件已经与相配的操作元件脱离压力接合。因为 这里具有较小压力的弹簧元件首先被操作装置放开，以这种方式可以确保，具有较小压力 的弹簧元件将半导体器件压向相对的止挡元件，然后具有较强弹簧力的弹簧元件才进行这 个过程。 可替代或附加地，具有较弱弹簧力的弹簧元件也可以具有能与半导体器件相接触 的第一压力面，而具有较强弹簧力的弹簧元件可以具有能与半导体器件相接触的第二压力 面，其中第一压力面到相对的止挡元件的距离比第二压力面到相对的止挡元件的距离更 小，从而具有长方体形体部的半导体器件首先由具有较弱弹簧力的弹簧压到相对的止挡元 件上。
根据本发明的方法的特征在于，提供接线端支架，该接线端支架对于每个容纳凹 部具有至少两个相互成角度设置的、具有不同强度的弹簧力的弹簧元件，以便沿两个不同 的方向将半导体器件压靠到止挡元件上，并且在将半导体器件装入容纳凹部之后将操作装 置从弹簧元件上松开，以使具有较弱弹簧力的弹簧元件首先将半导体器件压靠到相配的、 相对的止挡元件上，而具有较强弹簧力的弹簧元件然后才将半导体器件压靠到相配的、相 对的止挡元件上。 另一个根据本发明的可替代的方法的特征在于，提供接线端支架，该接线端支架 对于每个容纳凹部具有至少两个相互成角度设置的、具有不同强度的弹簧力的弹簧元件， 以便沿两个不同的方向将半导体器件压靠到止挡元件上，并且在将半导体器件装入容纳凹 部之后，通过操作装置使所述相互成角度设置的各弹簧元件移动，以使具有较弱弹簧力的 弹簧元件首先将半导体器件压靠到相配的、相对的止挡元件，而具有较强弹簧力的弹簧元 件然后才将半导体器件压靠到相配的、相对的止挡元件上。 利用根据本发明的方法实现的优点对应于结合根据本发明的装置说明的优点。


下面根据附图举例详细说明本发明。其中 图1示出根据本发明的具有接线端支架和操作装置的装置的一部分的分解视图， 图2示出盖板的细节视图， 图3示出图2的细部III的放大视图， 图4示出基板的细节视图， 图5示出图4的细部V的放大视图， 图6示出弹簧板的细节视图， 图7示出图6的细部VII的放大视图， 图8和9示出图1从斜上方或斜下方观察的俯视图， 图10至14示出在将半导体器件装入容纳凹部中的不同阶段， 图15示出操作装置的一种可替代的实施形式， 图16示出根据本发明的装置的另一个实施形式的分解图， 图17示出从斜上方观察图16的弹簧板和基板的视图，其中为了清楚起见省去了 盖板并在打开位置示出操作装置， 图18示出对应于图17的视图，其中具有装入的半导体器件和抬起的操作装置，
图19示出对应于图18的具有盖板的视图， 图20示出具有装入的半导体器件的接线端支架的另一个实施形式的横向剖视 图， 图21示出图20中采用的基板的一部分， 图22示出图20中的在容纳凹部的区域的没有半导体器件的接线端支架的俯视 图， 图23示出基板的另一实施形式， 图24示出根据本发明的装置的另一个实施形式， 图25示出根据本发明的弹簧板的另一个实施形式的俯视图，
图26用放大图示出图25的细部XXVI， 图27示出根据本发明的弹簧板的另一个实施形式从斜上方观察的俯视图，
图28用放大图示出图27的细部XXVIII， 图29示出根据本发明的另一个实施形式的接线端支架的俯视图，
图30用放大图示出图29的细部XXX， 图31示出图29的线A-A上的纵向剖视图，其中弹簧元件和半导体器件处于导入 位置，以及 图32示出对应于图31的视图，其中半导体器件通过弹簧元件被压入对中的保持 位置。
具体实施例方式
由图1可以见根据本发明的装置的第一实施例的端部部分。该装置包括基板1、弹 簧板2、盖板3和操作装置4。所述板1、2、3分别是薄的、平面平行的板，例如具有如图2、4、 6中所示的长形金属条的形状。板1、2、3具有相同的外部尺寸并且如图10所示相互叠置 设置，从而它们形成三层的复合板。板1、2、3相互之间的连接例如通过焊接、粘结或螺栓进 行。 板1、2、3—起形成具有多个阵列式设置的容纳凹部6的接线端支架5，在所述容纳 凹部中可装入半导体器件7，例如如图13、14所示的那样。 在图1、10至14中示出的接线端支架5设计成使接线端支架适于接纳BGA、MLF和 QFN。接线端支架5最下面一层通过基板1形成，该基板形成用于容纳凹部6的底部。装入 容纳凹部6中的半导体器件7由此支承在基板1上。但除此以外，也可以在基板1上固定 例如由塑料制成的碟形的凹槽元件，所述凹槽元件形成用于容纳凹部6的底部，并且所述 器件7可以装入凹槽元件中。如图4和5所示，基板1具有多个孔口8。在图8中示出一组 共十个部分为长形、部分为圆形的孔口，其中每个容纳凹部6配设有这样一组孔口 8。所述 孔口 8用于让对中销9和操作装置4的楔形的操作元件10穿过，如后面还要详细说明的那 样。 弹簧板2用于在容纳凹部6内部将半导体器件7定向和固定夹紧在精确预定的位 置中。如图6所示，弹簧板2具有多个相同的、阵列式设置的孔口 11。在所示实施例中，设 有五个并排设置的孔口的排，其中每排包含二十个孔口 11。所述孔口 11形成容纳凹部6的 下面部分。在该实施例中，接线端支架5由此具有一百个容纳凹部6，所述容纳凹部按5x20 的阵列设置。但容纳凹部6的数量和布置可以根据应用场合在较大的范围内变化。
在弹簧板2的每个孔口 11的两个不同的侧面上设有两个弹簧元件12a、12b，所述 弹簧元件的纵向相互成直角延伸。弹簧元件12a、12b用于将装入孔口 11中的半导体器件 7压向相对的、止挡面13a、13b形式的止挡元件(图14)，所述止挡面位于盖板3上，所述盖 板设置在弹簧板2上。止挡面13a、13b的位置相对于弹簧板2所属的孔口在图7中用点划 线示出。相互成直角设置的止挡面13a、13b用于将容纳凹部6内部的半导体7相对于盖板 3并由此相对于整个接线端支架5精确地定位，并且是在两个不同的方向上，即在x方向和 y方向上。 弹簧元件12a、12b设计成弹簧片并且一体地由弹簧板2形成，例如通过平版印刷
9蚀刻法。两个弹簧元件12a、12b具有特别相似的形状并分别具有一个U形的弹簧区段14a、14b、一个设置在弹簧区段14a、14b的自由端上的压力区段15a、15b和一个设置在弹簧元件12a、12b的自由端上的操作区段16a、16b。压力区段15a、15b具有倒圆的压力面17a、17b，所述压力面在x方向或y方向上突出于U形的弹簧区段14a、14b并可以与半导体器件7的体部19的相邻的侧面18a、18b相接触(图14)。 操作区段16a、16b构成弓形的弹簧元件12a、12b的自由端。在将操作装置4的操作元件10导入接线端支架5时，操作元件10与操作区段16a、16b的内侧这样接合，S卩，操作区段16a、16b以及由此还有弹簧元件12a、12b克服其弹簧力并逐渐侧向向外推压，由此压力面17a、17b逐渐远离相对的止挡面13a、13b，并使用于半导体器件7的装入空间扩张。如果操作元件10重新从弹簧元件12a、12b的操作区段16a、16b移开，则弹簧元件12a、12b的弹簧力可以自由地作用并将半导体器件7压向止挡面13a、13b。 弹簧元件12a具有比弹簧元件12b更小的弹簧力。这是这样来实现的，即，U形的弹簧区段14a的宽度B、C、D比U形的弹簧区段14b的相应的宽度B' 、C' 、D'小。此外，弹簧元件12a和12b还设置成，当弹簧元件12a、12b处于放松位置中时，使压力面17a与相对的止挡面13a之间的距离小于压力面17b和相对的止挡面13b之间的距离A'。由此可以实现，当操作装置4的操作元件10a、10b同时释放弹簧元件12a、12b的操作区段16a、16b时，具有较弱的弹簧力的弹簧元件12a首先将半导体器件7压靠到止挡面13a上，而具有较强弹簧力的弹簧元件12b然后才将半导体器件7压靠到止挡面13b上。在此这样来确定弹簧元件12b的弹簧力，S卩，该弹簧力能够克服较弱的弹簧12a用以将半导体器件7压靠到止挡面13a上的摩擦力并能够使半导体器件7—直移动到止挡面13b，而不会使半导体器件7卡死在中间位置。 代替不同的距离A、A'或附加于不同的距离A、A'，操作元件10a、 10b和操作区段16a、 16b也可以这样相对于彼此设置，即，在移开操作元件10a、 10b时，在操作区段16b之前释放操作区段16a，以便首先用较弱的弹簧力并接着才用较强的弹簧力使半导体器件7定向。 如上所述，在图1、10至14中示出的接线端支架5的实施例中，用于确保半导体器件7沿x方向和沿y方向精确定向的止挡面13a、 13b位于盖板3上，该盖板设置在弹簧板2上。如图2和3所示，为此，盖板3具有孔口 20，所述孔口的数量和布置对应于弹簧板2的孔口 11并设置在孔口 11上。止挡面13a、13b是孔口 20的相邻、彼此成直角设置的侧面。所有止挡面13a、13b在盖板3上并由此也相对于彼此设置在以精确确定的位置中，从而当半导体器件7贴靠在止挡面13a、13b上时，所述半导体器件相对于接线端支架5具有精确确定的位置。由此也可以将大量的半导体器件7以精确确定的位置引导到测试头的相配接触元件上。 由图3还可以看到设置在孔口20旁边的对中孔21，可以引导操作装置4的各对中销9通过各所述对中孔。所述对中孔21与弹簧板2中相应的对中孔口 22(图7)和基板1中相应的对中孔口 23(图5)相对齐。操作装置4的对中销9由此可以被引导穿过整个接线端支架5。 此外，盖板3的孔口 20如图3所示具有侧向的凸起(Ausbuchtung)24a、24b，所述凸起位于弹簧元件12a、12b的操作区段16a、16b的上方，并且此外还设置在基板1中的孔口 25a、25b(图1)上方。操作装置4的操作元件10a、10b由此可以穿过盖板3的所述凸起24a、24b、穿过弹簧板的孔口 11以及穿过基板的孔口 25a、25b，此时，所述操作元件与弹簧元件12a、12b的操作区段16a、16b进入接合并侧向向外推压所述操作区段，以便扩展用于半导体器件7的向容纳凹部6中的安装空间并由此使得可以将半导体器件7装入。
下面根据图8禾P 9来详细说明操作装置4。在图1中示出的对中销9在图8和9中没有示出。 操作装置4在所示实施例中设计成面式的开启器，所述开启器可以同时打开接线端支架5的多个或全部容纳凹部6。因此，操作装置4在接线端支架5的一部分或整个接线端支架上延伸。在图8和9中只示出操作装置4的适于打开25个容纳凹部6的部分，这些容纳凹部按5x5的阵列存在。 操作装置4具有主板26，该主板可以平行于接线端支架5设置。该主板26设计成具有对中口 27的孔板，所述对中口位于容纳凹部6的上方。对中口 27具有略大于半导体器件7的直径，从而半导体器件7—方面可以被引导通过对中口27，而另一方面在通过时可以相对于容纳凹部6预对中。 操作元件10a、10b从主板26垂直地向下延伸，其中，操作元件10a、10b设计成与主板26是一体的或可以事后安装到主板26上。操作元件10a、10b是具有斜面28a、28b的楔形元件。如果操作装置4接近接线端支架5，以至于操作元件10a、10b逐渐地被导入接线端支架5的孔口或凸起中，则斜面28a与弹簧元件12a的操作区段16a接合，而操作元件10b的斜面28b与弹簧元件12b的操作区段16b接合。通过使操作装置4向接线端支架5接近，逐渐向外推压弹簧元件12a、12b，从而可以将半导体器件7装入容纳凹部6中。如果将操作装置4重新从接线端支架5移开，则弹簧元件12a、 12b被释放，从而所述弹簧元件可以将半导体器件7压靠到止挡面13a、13b上，如前面所述的那样。 半导体器件7在容纳凹部6中的装入和定向在下面借助于图10至15详细说明，所述附图示出与图l所示相同的接线端支架5，但示出了操作装置4'的一个可替代的示意性示出的实施例。但操作装置4'按照与操作装置4相同的原理工作，因此下面的说明对这两个实施形式都适用。 在图10中，操作装置4'隔开距离地位于接线端支架5的上方。对中销9与对中孔或对中孔口 21、22、23对齐，而操作元件10a、10b位于凸起24a、24b或孔口 25a、25b的上方。弹簧元件12a、12b位于其放松的、向内突出较远的位置。 图11示出处于下降位置中的操作装置4'，其中对中销9已经与接线端支架5相接合，但操作元件10a、10b还没有与弹簧元件12a、12b相接合。 图12示出操作装置4'完全下降的位置。操作元件10a、10b完全穿过接线端支架5。通过操作元件10a、10b的斜面28a、28b侧向向外推压弹簧元件12a、 12b，从而弹簧元件12a、12b的压力区段15a、15b侧向设置在用于半导体器件7的装入区域的外部。
接下来可以如图13所示，通过合适的装置，例如通过抽吸头29将半导体器件7装入容纳凹部6中。 在将半导体器件7装入后，将抽吸头29从半导体器件7移除并且将操作装置4'从接线端支架5移除，如图14所示。弹簧元件12a、12b由于其弹簧力按前面所述的顺序将半导体器件7推压到相对的止挡面13a、13b上。由此，使所述半导体器件7在接线端支架5中定向和夹紧，从而所述半导体器件可以与没有示出的测试头接通。也可以有选择地进行目视检查或通过激光器做记号。 下面根据图16至19来说明根据本发明的接线端支架5'的另一个实施形式。该接线端支架5'与图1的接线端支架5的区别在于，不是设置一个弹簧板，而是设置两个相互叠置的弹簧板2、2'，止挡面13a、13b不是设置在盖板3'上，而是直接设置在弹簧板2、2'上，并且盖板3'设计成，使其用于支承沿侧向从器件7'上突出的引脚30。
在该实施例中，基板l可以设计成与图1的基板l是相同或相似的。也毫无问题地可以将操作装置4'设计成与图10至15的操作装置4'、或与图1的操作装置4是相同或相似的。此外可能适宜的是，如图16所示，基板1具有这样的孔口 ， S卩，不仅从上面而且从下面将操作装置4'导入接线端支架5'中，以便使弹簧元件12a、12b转变到其打开位置。在这种情况下，半导体器件7'可以以另一种方式装入接线端支架5'的容纳凹部6中。例如可以将处于翻转了 180° 、即以盖板3'朝下的位置中的接线端支架5'与位于其下面的输送盘相连，半导体器件7'位于所述输送盘中。接着可以使接线端支架5'与输送盘一起翻转180° ，从而半导体器件7'可以从输送盘落入接线端支架5'的容纳凹部6中。
两个弹簧板2、2'的作用方式与图1的弹簧板2的作用方式相同，从而，可以参考关于它的说明。但由于两个弹簧板2、2'相互叠置设置，可以以改进的方式使弹簧元件12a、12b的压力区段15a、15b和相对的止挡面13a、13b与半导体器件体部19的斜面相匹配，如后面还要根据图20的可替代实施例详细说明的那样。 此外如图16所示，弹簧板2、2'的弹簧元件12a、12b不是一定具有U形的弹簧区段，以便能够施加必要的弹簧力，而是直线形的弹簧区段14a' 、14b'就可以足够了。
在根据图16的实施形式中也设置成平面平行的板的盖板3'在这种情况下由不导电的塑料板构成。盖板3'的围绕孔口20的边缘区域在这里用作用于引脚30的支承面。由此可以避免，当以确定的挤压力将引脚压靠到测试头的接触元件上时，引脚30回弯。
图20示出接线端支架5〃的另一个实施例的横截面。该接线端支架5〃也具有两个相互叠置的弹簧板2、2'，这两个弹簧板可以以与图16的弹簧板2、2'相同或相似的方式设计。由于两个弹簧板2、2'相互叠置的弹簧元件12a或12b相对于彼此可以运动，压力面17a或17b可以特别好地与半导体器件体部19的倾斜的侧面相匹配，如图20所示的那样。此外，相互叠置的止挡面13a或13b可以相对于彼此侧向错开，并由此可以特别好地与半导体器件7'的斜面相匹配。 如图20至22所示，基板1'在该实施形式中具有引脚支承元件31，所述引脚支承元件延伸穿过弹簧板2、2'的孔口32，以便形成用于引脚30的支承部。引脚支承元件31这里由多个板段组成，所述板段一体地由基板1'形成并相对于基板平面垂直向上弯折。弓I脚支承元件31具有凹坑33，可以将各单个引脚30嵌入所述凹坑中。由此在侧向方向也对引脚30进行固定。 图23示出基板1 〃的另一个实施例。该基板1 〃设计得与图20至22的基板1'
完全相似，但在引脚支承元件31上不具有凹坑33，而是具有平的上部端面，用于支承引脚30。 在图24中示意性地并用分解视图示出根据本发明的装置的另一个实施例。接线端支架5〃 '在该实施形式中由基板1〃 '、可以在基板1〃 '上移动的可以基本上设计成与前面的实施例的弹簧板2、2'相同的弹簧板2、2'、以及锁定装置34，用于将弹簧板2、2'相对于基板1〃 '锁定在确定的位置中，如后面还要详细说明的那样。
基板1〃 '对于每个容纳凹部6具有一个带有相互成直角设置的止挡突起36a、36b的基底元件35，相互成直角设置的止挡面13a、 13b位于所述止挡突起上。止挡突起36a、36b在弹簧板2、2'已安装时延伸穿过弹簧板2、2'的孔口ll。 弹簧板2、2'在基板1〃 '上可被引导移动，从而弹簧板可以沿侧向、即平行于基板1〃 '平面确定地移动。弹簧板2、2'为此具有相对于其纵向轴线倾斜地设置的长孔37，导向销38穿过所述长孔。导向销38的下部的端部区域固定在基板1〃 '的孔39中。导向销38可以例如是铆钉或螺钉的圆柱形区段。弹簧板2、2'的长孔37在该实施例中以相对于x轴成45。或135°的角度设置。长孔37与导向销38—起形成用于弹簧板2、2'的滑槽导向装置。如果弹簧板2、2'通过操作装置4〃 '沿箭头40的方向、即沿x坐标的方向运动，则弹簧板2、2'由于滑槽导向装置同时也沿y坐标的方向移动。由此，通过弹簧板2、2'相应的移动，弹簧板2、2'的所有弹簧元件12a、12b可以一起运动离开半导体器件7、7'的导入区域并由此打开容纳凹部6，从而可以将半导体器件7、7'装入容纳凹部6中，直到它们支承在基底元件35上。如果接下来使弹簧板2、2'沿相反的方向移动，则弹簧元件12a、12b被引导移动到装入的半导体器件7、7'上并这样与其进入压力接触，即，所述弹簧元件可以建立相应的弹簧预紧。在该位置中，锁定装置34侧向的保持突起41延伸穿过基板1〃 '中的狭缝42并贴靠在弹簧板2、2'的侧边缘上，从而将弹簧板2、2'锁定在该位置中。可以设计成与前面的实施形式的弹簧元件12a、12b相同或类似的弹簧元件12a、12b因此可以通过其弹簧力按所述顺序将器件37压靠到相对的止挡突起36a、36b上。
在测试结束之后，锁定装置34的保持突起41被重新向下收回，由此放开弹簧板2、2'，从而可以通过操作装置4〃 '使弹簧板2、2'沿相反的方向移动，并且弹簧元件12a、12b放开器件7、7'。 由此，在该实施形式中，所述方法包括以下步骤
_通过弹簧板2、2'的移动打开容纳凹部6，
_给容纳凹部6装载半导体器件7、7'，-将弹簧元件12a、12b引导到半导体器件7、7'上并通过沿相反的方 向移动弹簧板2、2'对弹簧元件预紧， _通过锁定装置34锁定弹簧板2、2'的位置。 为了使弹簧板2、2'侧向移动，操作装置4〃 '能够可拆卸地与弹簧板2、2'相联接。操作装置4〃 '在图24中只是示意性地示出并可以例如具有操作销43，各所述操作销向下突出于框架件44，并且当操作装置4〃 '沿竖直方向移动时，所述操作销可以与弹簧板2、2'中的孔45进行接合或脱离接合。为了向容纳凹部6中装入或从容纳凹部中移除器件7、7'，这样移除操作装置4〃 '，即可以无障碍地进行半导体器件7、7'的装入和移除。
除了所示的实施例以外，长孔37也可以不是直线倾斜的，而是设计成弧形的。此外也可以设想这样的长孔37，所述长孔具有沿x方向延伸的长孔段和沿y方向延伸的长孔段，其中此时，操作装置4〃 '既沿x坐标也沿y坐标运动。 图25示出弹簧板2的另一个实施形式的俯视图，如结合前面的实施例所说明的那样，该弹簧板与基板和/或盖板一起可以组合成多层的复合板。所述弹簧板2也具有多
13个孔口 11，分离成单件的半导体器件7、7'可以装入所述孔口中并可以通过弹簧元件12a、12b保持所述器件。如图25、26所示，这里的弹簧元件12a、12b设计和布置得与在图6和7中示出弹簧元件相同或特别相似。由此，在弹簧元件12a、12b的构型和作用方式上可以参考对第一实施形式的相应说明。但也可以毫无问题地使弹簧元件12a、12b不具有不同的弹簧力，而是具有相同的弹簧力。 装入的半导体器件通过弹簧元件12a、 12b所压靠的止挡面13a、 13b在该实施形式中直接位于弹簧板2上。所述止挡面13a、13b和弹簧元件12a、12b都是弹簧板区段46的一部分，该弹簧板区段在四周基本上与周围的弹簧板主体47是分离的并只通过多个悬挂弹簧48弹性地与所述弹簧板主体47相连。在这种情况下设有两个悬挂弹簧48，所述悬挂弹簧设置在每个弹簧板区段46的径向相对的角部区域内。弹簧板区段46由此浮动地支承在弹簧板主体47中，其中所述弹簧板区段可以向所有侧面相对于弹簧板主体46移动。此外，在所示实施例中，每个弹簧板区段46具有三个对中孔49形式的对中结构。当装备有弹簧板2的接线端支架在装载半导体器件之后朝接通装置、例如朝接触座或DUT板移动时，以这种方式可以使每个弹簧板区段46和容纳在其中的半导体器件以简单的方式对中，其中此时在所述接通装置上设有相应的对中销栓，所述对中销栓接合到对中孔49中。
图27示出弹簧板2的另一个实施例，该弹簧板通过与根据前面的实施形式的基板和/或盖板相组合也可以形成多层的复合板。这里弹簧板2也设计成平面平行的平坦的板并具有多个孔口 ll，分离成单件的半导体器件能够装入所述孔口中。与前面的实施形式的重要区别在于，在该弹簧板2中、特别是如图28所示，对每个容纳凹部只设有唯一一个弹簧元件12a。该弹簧元件12a也可以按与在图6和7中示出的弹簧元件12a相同的方式构成，因此，可以参考那里的说明。半导体器件被压靠在其上的止挡面13a位于孔口 11的与弹簧元件12a相对的侧面上。除此以外，止挡面也可以毫无问题地设置在盖板或基板上，所述盖板或基板在两侧与弹簧板2相邻接。 图29示出接线端支架5〃 〃的另一个实施例的俯视图。如图31、32所示，该接线端支架5〃 〃由三层的复合板组成，该复合板具有基板1、弹簧板2和盖板3。所有三个板也设计成平面平行的平坦的薄板，所述板适宜地具有相同的长和宽尺寸。
与第一实施形式的基板1不同，在图31、32中示出的基板1不是用于形成用于上面支承有半导体器件的各单个容纳凹部的底部。相反基板1在每个容纳凹部的区域内具有孔口 50，该孔口设置在弹簧板2的相配的孔口的下方。从上面由图29可见的盖板3具有孔口 51，该孔口设置在弹簧板的孔口 11的上方。此外，孔口 50、51的尺寸确定成，是半导体器件7'的体部可以穿过，而所述体部不会碰撞到各所述孔口的侧面边缘上。
弹簧板2按与图27、28中所示相同或类似的方式构成。 图31示出在这样一种状态下在一个容纳凹部的区域内的复合板，在该状态下，弹簧元件12a通过合适的操作装置，例如通过操作装置4、4'侧向向外，即在图31中向右运动，从而提供了足够大的侧向自由空间，半导体器件7'的体部19可以从上方通过所述自由空间穿过孔口 51、11、50，直至半导体器件7'的引脚支承在盖板3的上侧上。如果接下来将操作装置从弹簧元件12a上松开，则所述弹簧元件由于其预紧力沿侧向压靠在半导体器件7'的体部19上并使其向左朝止挡面13a移动，如图32所示的那样，所述止挡面在这种情况下既位于基板1上，也位于盖板3上。
在这个实施形式中，不要求设置专门的引脚支承元件。相反，盖板3的表面至少在引脚30支承在盖板3上的位置处由不导电的材料制成就足够了。盖板3也可以和每个其它的板一样也可以由用不导电的材料涂覆的弹簧钢板制成。 在本发明的范围内，可以实现多种变型。特别是可以将前面所述的各种实施形式的各种不同的基板、弹簧板和盖板按不同的方式相互组合，以实现用于多个分离成单件的半导体器件的接线端支架，所述接线端支架可以针对相应的使用目的优化设计。尽管在很多情况下有利的是，实现一种具有基板、弹簧板和盖板的三层复合板，但也可以设想，只实现两层的复合板或由多于三个板组成的复合板。接线端支架也可以只具有弹簧板，即设计成单层的。此时，容纳凹部只由弹簧板的孔口形成。此外，各单个板不是一定具有相同的宽度和长度尺寸，尽管这是有利的。各单个板也可以分割开并将各部分段并排设置，例如当由此可以简化制造时。
1权利要求
一种用于定向和保持多个分离成单件的半导体器件(7、7′)的装置，具有板式的接线端支架(5、5′、5′″、5″″)，其中所述接线端支架具有-多个相互并排设置的容纳凹部(6)，半导体器件(7、7′)能够装入所述容纳凹部(6)中，-用于在容纳凹部(6)中对各半导体器件(7、7′)进行精确定位的止挡元件，-用于通过弹簧力将半导体器件(7、7′)压靠到所述止挡元件上的弹簧元件(12a、12b)，其特征在于，所述弹簧元件(12a、12b)是弹簧板(2、2′)的一部分，所述弹簧板(2、2′)具有多个并排设置的孔口(11)，所述孔口(11)形成相应的多个用于半导体器件(7、7′)的容纳凹部(6)，其中所述弹簧元件(12a、12b)一体地由所述弹簧板(2、2′)形成。
2. 根据权利要求l所述的装置，其特征在于，所述接线端支架(5、5' 、5' 〃 、5〃 〃 ) 由多层的复合板组成，所述复合板包括所述弹簧板(2、2')和与弹簧板相邻的基板(1、 1' 、1' "、1〃 〃 )和/或盖板(3、3')，其中所述弹簧板(2、2')至少在所述基板(l、 1' 、1' 〃 、1〃 〃 )或所述盖板(3、3')的大部分上延伸。
3. 根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述弹簧板(2、2')由平的板组成， 并且所述弹簧元件(12a、12b)由弹簧片组成，所述弹簧片设置在弹簧板(2、2')的平面内 或平行于该平面设置并且是能运动的。
4. 根据上述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述接线端支架(5、5'、 5' 〃 、5〃 〃 )对于每个容纳凹部(6)具有至少两个相互成角度设置的、具有不同强度弹 簧力的弹簧元件(12a、12b)，通过所述弹簧元件能够沿两个不同的方向将半导体器件(7、 7')压靠在止挡元件上，并且所述装置包括操作装置(4、4' 、4' 〃 )，所述操作装置这样 与所述弹簧元件(12a、12b)共同作用，S卩，首先使具有较弱弹簧力的弹簧元件(12a)将半 导体器件(7、7')压靠到相配的相对的止挡元件上，然后才使具有较强弹簧力的弹性元件 (12b)将半导体器件(7、7')压靠到相配的相对的止挡元件上。
5. 根据权利要求2至4中任一项所述的装置，其特征在于，所述基板(1)设计成平的 板，所述平的板构成容纳凹部(6)的底部。
6. 根据权利要求2至4中任一项所述的装置，其特征在于，所述基板(1)具有设置在容 纳凹部(6)的区域内的、用于导入半导体器件(7')的孔口 (50)，其中所述孔口 (50)和所 述弹簧板(2、2')的孔口 (11)相重叠。
7. 根据上述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述弹簧板(2)对于每个容 纳凹部(6)具有一个能浮动固定的弹簧板区段(46)，所述弹簧板区段(46)设有对中结构并 且具有至少一个弹簧元件(12a、12b)以及用于导入半导体器件(7、7')的孔口 (11)。
8. 根据权利要求2至7中任一项所述的装置，其特征在于，用于对半导体器件(7、7') 进行精确定位的止挡元件设置在盖板(3)或弹簧板(2、2')上。
9. 根据权利要求2至8中任一项所述的装置，其特征在于，所述盖板(3、3')由至少 在弹簧板(2、2')的大部分上延伸的平的板构成并具有孔口 (20)，所述孔口 (20)设置在 所述弹簧板(2、2')的孔口 (11)的上方。
10. 根据权利要求2至9中任一项所述的装置，其特征在于，所述接线端支架(5〃 )设 计成用于容纳具有引脚(30)的半导体器件(7')，其中所述基板(l')具有引脚支承元件(31)，所述引脚支承元件(31)穿过弹簧板(2、2')的孔口 (32)延伸，以便形成用于引 脚(30)的支承部。
11. 根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述接线端支架(5')设计成用于容纳 具有引脚(30)的半导体器件(7')，其中，所述盖板(3')由电绝缘的材料制成并具有设 置在孔口 (20)旁边的引脚支承区段，所述引脚支承区段形成用于引脚(30)的支承部。
12. 根据上述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述接线端支架(5' 、5〃 ) 具有两个或多个相互叠置设置的弹簧板(2、2')，在所述弹簧板上设置弹簧元件(12a、 12b)。
13. 根据权利要求4至12中任一项所述的装置，其特征在于，所述操作装置(4、4') 具有平行于接线端支架平面设置的主板(26)和从所述主板(26)上突出的操作元件(10a、 10b)，所述操作元件(10a、10b)在操作装置(4、4')接近接线端支架(5、5' 、5〃 )时与弹 簧元件(12a、12b)进入接合，以便将弹簧元件侧向向外推压到打开位置中。
14. 根据权利要求13所述的装置，其特征在于，所述主板(26)具有设置在接线端支架 (5、5' 、5〃 )的容纳凹部(6)上方的对中口 (27)，所述对中口 (27)用于引导半导体器件 (7、7')穿过并对其进行预对中。
15. 根据权利要求13或14所述的装置，其特征在于，操作元件(10a、10b)由具有斜面 (28a、28b)的楔形元件构成，所述楔形元件可以与弹簧元件(12a、12b)进行接合或脱离接 合。
16. 根据权利要求13至15中任一项所述的装置，其特征在于，所述操作装置(4、4') 的操作元件(10a、10b)设计成并且相对于弹簧元件(12a、12b)设置成，使得在操作装置(4、 4')的确定的位置中，具有较强弹簧力的弹簧元件(12b)仍与相配的操作元件(10b)处于 压力接合，而具有较弱弹簧力的弹簧元件(12a)已经与相配的弹簧元件(10a)脱离压力接合。
17. 根据权利要求4至16中任一项所述的装置，其特征在于，具有较弱弹簧力的弹簧 元件(12a)具有能与半导体器件(7、7')相接触的第一压力面(15a)，而具有较强弹簧力 的弹簧元件(12b)具有能与半导体器件(7、7')相接触的第二压力面(15b)，其中第一压 力面(15a)到相对的止挡元件的距离(A)比第二压力面(15b)到相对的止挡元件的距离 更小，从而具有长方体形体部的半导体器件(7、7')首先由具有较弱弹簧力的弹簧元件 (12a)压靠到相对的止挡元件上。
18. 根据权利要求4至12中任一项所述的装置，其特征在于，所述弹簧板(2、2')可 移动地设置在所述基板(l' 〃 )上并能够通过操作装置(4' 〃 )相对于基板(l' 〃 )这 样移动，即，使弹簧元件(12a、12b)压靠在装入容纳凹部(6)中的半导体器件(7、7')上， 其中弹簧元件(12a、12b)被预紧。
19. 根据权利要求18所述的装置，其特征在于，所述弹簧板(2、2')通过滑槽导向装 置以可移动的方式在基板(l' 〃 )上被引导。
20. —种用于将分离成单件的半导体器件(7、7')定向和保持在接线端支架(5、5'、 5〃 )的容纳凹部(6)内的方法，其中通过操作装置(4、4')将接线端支架(5、5' 、5〃 )的 弹簧元件(12a、12b)移动到允许将半导体器件(7、7')装入容纳凹部(6)中的打开位置， 并且在将半导体器件(7、7')装入后使所述弹簧元件与半导体器件(7、7')压力接触，以便通过弹簧元件(12a、12b)的弹簧力将半导体器件(7、7')压靠到相对的止挡元件上，其 特征在于，提供接线端支架(5、5' 、5〃 )，所述接线端支架(5、5' 、5〃 )对于每个容纳凹 部(6)具有至少两个相互成角度设置的、具有不同强度弹簧力的弹簧元件(12a、12b)，以便 沿两个不同的方向将半导体器件(7、7')压靠到止挡元件上，并且所述操作装置(4、4') 在将半导体器件(7、7')装入容纳凹部(6)中之后这样从弹簧元件(12a、12b)上松开，即， 首先使具有较弱弹簧力的弹簧元件(12a)将半导体器件(7、7')压靠到相配的相对的止挡 元件上，然后才使具有较强弹簧力的弹性元件(12b)将半导体器件(7、7')压靠到相配的 相对的止挡元件上。
21. —种用于将分离成单件的半导体器件(7、7')定向和保持在接线端支架(5' 〃 ) 的容纳凹部(6)内的方法，其中通过操作装置(4' 〃 )将接线端支架(5' 〃 )的弹簧元 件(12a、12b)移动到允许将半导体器件(7、7')装入容纳凹部(6)中的打开位置，并且在 将半导体器件(7、7')装入后使所述弹簧元件与半导体器件(7、7')压力接触，以便通过 弹簧元件(12a、12b)的弹簧力将半导体器件(7、7')压靠到相对的止挡元件上，其特征在 于，提供接线端支架(5' 〃 )，所述接线端支架(5' 〃 )对于每个容纳凹部(6)具有至少两 个相互成角度设置的、具有不同强度的弹簧力的弹簧元件(12a、12b)，以便沿两个不同的方 向将半导体器件(7、7')压靠到止挡元件上，并且所述相互成角度设置的弹簧元件(12a、 12b)在将半导体器件(7、7')装入容纳凹部(6)中之后通过所述操作装置(4' 〃 )这样 移动，即，首先使具有较弱弹簧力的弹簧元件(12a)将半导体器件(7、7')压靠到相配的相 对的止挡元件上，然后才使具有较强弹簧力的弹性元件(12b)将半导体器件(7、7')压靠 到相配的相对的止挡元件上。
全文摘要
本发明涉及一种用于将多个分离成单件的半导体器件定向和保持在接线端支架(5)的相互分开的容纳凹部(6)中的装置和方法，在所述装置和方法中，接线端支架(5)具有弹簧元件(12a、12b)，所述弹簧元件(12a、12b)是弹簧板(2)的一部分。弹簧板(2)具有多个并排设置的孔口(11)，其用于形成相应多个用于半导体器件的容纳凹部(6)，其中所述弹簧元件(12a、12b)一体地由所述弹簧板(2)形成。
文档编号G01R31/28GK101765784SQ200980000446
公开日2010年6月30日 申请日期2009年2月12日 优先权日2008年2月15日
发明者托马斯·霍夫曼, 马克斯·绍勒 申请人:综合测试电子系统有限公司