專利名稱：探針型檢測儀，使用這種檢測儀的ic檢測方法以及ic的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種探針型檢測儀，用于對半導體集成電路進行最終檢測，以根據(jù)半導體集成電路的電特性確定其是否合格，并按其性能進行分類。
檢測儀是這樣一種裝置，即它可向一個IC的各輸入端輸入電信號以完成工作檢測，對IC的電特性進行最終檢測，并確定IC是否合格，并根據(jù)它們的性能進行分類。


圖11A是一種普通檢測儀的透視圖。圖11B是被測IC的透視圖。圖12A是一種IC及其插座的透視圖。圖12B是這種IC就位時與其插座的截面圖。
圖11A表示的有一個送料(裝料)器1，一個用于檢測由送料器1送來的IC的檢測部分2，和一個用于送走在檢測部分2檢測過的IC的出料(卸料)器3。送料器1、檢測部分2和出料器3的構(gòu)成如下送料器1包括一個用于在其上裝放IC4的器件托板5;一個吸附用具6，用于吸住IC4從而從器件托板5中取出IC4;一個標繪器式送料運送單元7，用于移動吸有IC4的吸附用具6;一個旋轉(zhuǎn)臺8，用于接收由標繪器式送料運送單元7送來的IC4;一個吸附用具9，用于吸住IC4從而從旋轉(zhuǎn)臺8上取走IC4;一個標繪器式送料運送單元10，用于把被吸附用具9吸住的IC4送到檢測部分2上;和一個吸附用具11，用于吸住IC4從而從檢測部分2中取走IC4。
檢測部分2包括一塊加熱板13，用于裝放由送料器1送來的IC4并進行轉(zhuǎn)動，以使IC4在一次單獨轉(zhuǎn)動中即可被加熱到所需的一個檢測溫度;一個檢測插座14，其上具有接觸導電棒，用于向已被加熱的IC4的輸入端輸入電信號;一個接合插座15，用于與插到這個插座中的檢測插座14進行電連接;一個操作板16，它可以根據(jù)IC的類型進行選擇變換，并與接合插座15電連接;和一個測試組件19，它包括一個與操作板16電連接的檢測頭17和一個與檢測頭17電連接的檢測器主體部分18。
出料器3包括一個承載臺20，IC4在檢測后暫時裝放在其上面;一個吸附用具21，用于吸住IC4從而從承載臺20上取走IC4;一個標繪器式出料運送單元22，用于在x和y兩個方向上移動吸附有IC4的吸附用具21;一個器件托板23，用于裝放已被確定為無缺陷的IC4;和一個有缺陷產(chǎn)品的器件托板24，用于裝放已被確定為有缺陷的IC4。
下面說明這樣構(gòu)成的傳統(tǒng)檢測儀的工作情況。
吸附用具6吸住一塊IC4，從而從器件托板5中取出IC4，然后標繪器式送料單元7開始工作，把吸有IC4的吸附用具6移到旋轉(zhuǎn)臺8處。
旋轉(zhuǎn)臺8轉(zhuǎn)動，標繪器式送料單元10把吸附用具9移到IC4的上面并吸起IC4，吸附用具9然后帶著IC4移到加熱板13上面，并把IC4放到加熱板13上。
加熱板13進行一次轉(zhuǎn)動，在轉(zhuǎn)動期間IC4的溫度被加熱到檢測溫度。吸附用具11吸起加熱過的IC4。標繪器式送料單元10工作，把IC4放入檢測插座14中，引線壓制單元12對IC4的引線25進行壓制處理。
圖12A是引線壓制單元12，IC4和插座14的透視圖。圖12B是圖12A中各部分配合就位時的截面圖。如圖所示，IC4的引線25與設(shè)置在檢測插座14中的接觸導電棒26的端部相接觸，然后，由引線壓制單元12牢牢地把引線25壓在接觸導電棒26上。電信號通過接觸導電棒26輸送給IC4的引線25，以進行電運行檢測。
在運行檢測之后，用吸附用具11吸起IC4，標繪器式運送單元10把吸附有IC4的吸附用具11移到承載臺20處。符合預(yù)定性能要求的無缺陷IC由吸附用具21和標繪器式出料運送單元22轉(zhuǎn)移到器件托板23上，而與要求不符的IC或有缺陷的IC，被運送到有缺陷產(chǎn)品器件托板24上。
在具有上述構(gòu)成的傳統(tǒng)檢測儀中，是用引線壓制單元12把引線25的端部壓在接觸導電棒26的端部。因此，引線25上的焊料會附著在接觸導電棒26上，甚至會發(fā)生焊料粘連。
在圖13A的透視圖中，IC4的引線25的端部呈常態(tài)，在圖13B的正視圖中，引線25正確地位于檢測儀中的接觸導電棒26上。與此相對比的情況有，如圖13D所示，焊料以所謂的焊料橋27的針狀突出物的形式脫落，而在引線25之間形成短路。此外，如圖13C和圖13D所示，焊料以焊料球28的形式堆積，從而導致引線25與其對應(yīng)的接觸導電棒26之間的接觸不良。因此，一個合格的IC有可能會被認為有缺陷而被淘汰，從而不能正確地進行性能檢測。對于目前所采用的引線間的管腳間距在0.3毫米到0.5毫米范圍的多管腳的結(jié)構(gòu)設(shè)計來說，這個問題就更為嚴重。
此外，當IC4與檢測插座14相接合時，IC4相對檢測插座14可能是斜嵌在其中的。這就可能會使引線25的端部彎曲。這樣，引線壓制單元12可能會通過引線25和接觸導電棒26之間的焊料球或針狀突出物，把引線25壓在接觸導電棒26上。這也會使引線25的端部產(chǎn)生彎曲。引線的這種變形會使相應(yīng)的IC被淘汰。
這種裝置的結(jié)構(gòu)復雜，它包括用于吸起和移送IC的吸附用具9，還包括標繪器式進料運送單元10，用于測量的引線壓制單元12，以及其它部分。
在多管腳型設(shè)計中，隨著引線數(shù)量的增加，引線25間的間隔變窄。引線25及其對應(yīng)的接觸導電棒26很難精確地構(gòu)成一直線，因而會導致電連接不良。
本發(fā)明正是為了解決上述問題而產(chǎn)生的。本發(fā)明的一個目的是提供一探針型檢測儀及其檢測方法，其特征在于它可防止焊料粘連和由此所產(chǎn)生的突出物，在引線和接觸導電棒之間不會產(chǎn)生接觸不良，而且也不會在引線間產(chǎn)生短路。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種探針型檢測儀及其檢測方法，其特征在于引線不會發(fā)生變形。
本發(fā)明的又一個目的是提供一種探針型檢測儀及其檢測方法，其特征在于為提高測試效率，IC的拾起和運送簡單直接并簡化了測試機構(gòu)的構(gòu)成。
本發(fā)明的又一個目的是提供一種探針型檢測儀及其檢測方法，其特征在于它可以與多管腳型設(shè)計中的引線間距的變窄程度相適應(yīng)。
根據(jù)本發(fā)明的第一個方面，該探針型檢測儀包括一個測試組件，其具有一個測量IC電特性的電路;一個操作板，其以可互換的方式與電路電連接，從而可以根據(jù)所測IC的類型來選擇操作板的類型;一個探卡，其上面的探針具有一個線性部分、一個彎曲部分和一個由彎曲部分延續(xù)的橫梁部分;和一個壓制機構(gòu)，其壓住探針的線性部分的端部以使其與從靠近IC封裝體的由IC封裝伸出的引線相接觸。
根據(jù)本發(fā)明的第二個方面，是在根據(jù)第一方面構(gòu)造的探針型檢測儀中，使壓制機構(gòu)包括有夾持IC的夾持機構(gòu)和可在X、Y和Z方向上移動壓制機構(gòu)的XYZ承載臺。
根據(jù)本發(fā)明的第三個方面，是在根據(jù)第二個方面構(gòu)造的探針檢測儀中，使壓制機構(gòu)包括有旋轉(zhuǎn)控制裝置，后者用于以可控方式使夾持機構(gòu)可繞X，Y和Z三個軸中的每一個進行轉(zhuǎn)動。
根據(jù)本發(fā)明的第四個方面，是在根據(jù)第三個方面構(gòu)造的控針型檢測儀中，使旋轉(zhuǎn)控制裝置包括有旋轉(zhuǎn)控制組件，后者可響應(yīng)來自檢測探針和引線的位置的位置傳感器的信號進行旋轉(zhuǎn)控制。
根據(jù)本發(fā)明的第五個方面，是在根據(jù)本發(fā)明的第一個方面構(gòu)造的探針型檢測儀中，使探針的線性部分的長度為2毫米到3毫米，彎曲部分的角度為92°到95°，橫梁部分的長度為5.5毫米到8毫米。
根據(jù)本發(fā)明的第六個方面，是在根據(jù)第一個方面構(gòu)造的探針型檢測儀中，配置一個分離裝置，后者用于在探針與引線一直保持著壓接接觸的情況下完成測量以后，通過向探針施加壓力而使探針與引線分開。
根據(jù)本發(fā)明的第七個方面，是在根據(jù)第六個方面構(gòu)造的探針型檢測儀中，在分離機構(gòu)向探針施加壓力的加壓部分還配置有一道槽，探針能進到這個槽中。
根據(jù)本發(fā)明的第八個方面，是在根據(jù)第六個方面構(gòu)造的探針型檢測儀中，設(shè)置一個小幅度振動裝置，以使分離機構(gòu)能夠小幅度地振動。
根據(jù)本發(fā)明的第九個方面，是在根據(jù)第一個方面構(gòu)造的探針型檢測儀中，使分離機構(gòu)包括有一個用于驅(qū)動分離機構(gòu)的小型電動機和一根導向螺桿。
根據(jù)本發(fā)明的第十個方面，是在根據(jù)第六個方面構(gòu)造的探針型檢測儀中，在一塊操作板上設(shè)置多塊探卡和與其數(shù)量相同的壓制機構(gòu)。
根據(jù)本發(fā)明的第十一個方面的一種IC檢測方法，包括向操作板上的探卡上探針的線性部分的端部施加壓力的步驟，這個步驟是通過一個壓制機構(gòu)使其與從靠近IC封裝的封裝上伸出來的引線相接觸而實現(xiàn)的，其中探卡上的探針具有一個線性部分，一個彎曲部分和一個從彎曲部分延伸出的橫梁部分;該方法還包括通過操作板向IC的一個引線輸入一個電信號的步驟，其中電信號來自一個測試組件，該測試組件包括一個用于測量IC電特性的電路，操作板以可拆換的方式與測試組件電連接，從而可以根據(jù)所測IC的類型來選擇操作板的類型。
根據(jù)本發(fā)明的第十二個方面，是在根據(jù)第十一個方面構(gòu)造的IC檢測方法中，使所說的壓制機構(gòu)包括有夾持IC的夾持機構(gòu)，所說的壓制機構(gòu)可通過XYZ承載臺沿X，Y和Z方向移動。
根據(jù)本發(fā)明的第十三個方面，是在根據(jù)第十二個方面構(gòu)造的IC檢測方法中，使所說的壓制機構(gòu)包括有旋轉(zhuǎn)控制裝置，并以可控制方式使夾持機構(gòu)沿X、Y和Z三個軸中的每一個旋轉(zhuǎn)。
根據(jù)本發(fā)明的第十四個方面，是在根據(jù)第十三個方面構(gòu)造的IC檢測方法中，用所說的旋轉(zhuǎn)控制裝置響應(yīng)來自檢測探針和引線的位置的位置傳感器的信號而進行控制。
根據(jù)本發(fā)明的第十五個方面，是在根據(jù)第十一個方面構(gòu)造的IC檢測方法中，使探針的線性部分的長度為2毫米到3毫米，彎曲部分的角度為92°到95°，橫梁部分的長度為5.5毫米到8毫米。
根據(jù)本發(fā)明的第十六個方面，是在根據(jù)第十一個方面構(gòu)造的IC檢測方法中，設(shè)置一個分離裝置，后者用于在測量完成之后通過向探針施加壓力而把探針與引線分開。
根據(jù)本發(fā)明的第十七個方面，是在根據(jù)第十六個方面構(gòu)造的IC檢測方法中，還在分離機構(gòu)上向探針施加壓力的加壓部分上設(shè)置有一個槽，探針可進到這個槽中。
根據(jù)本發(fā)明的第十八個方面，是在根據(jù)第十六個方面構(gòu)造的IC檢測方法中，用小幅度振動組件使分離機構(gòu)小幅度地振動。
根據(jù)本發(fā)明的第十九個方面，是在根據(jù)第十六個方面構(gòu)造的IC檢測方法中，使分離機構(gòu)由小型電機和導向螺桿驅(qū)動。
根據(jù)本發(fā)明的第二十個方面，是在根據(jù)第十一個方面構(gòu)造的IC檢測方法中，在一個操作板上設(shè)置有多個探卡和數(shù)量相同的壓制機構(gòu)，同時對多個IC進行測試。
根據(jù)本發(fā)明的第二十一個方面，是提供一種IC，在IC上設(shè)置有許多從IC封裝側(cè)部伸出的，涂復有焊料層的引線，引線先與IC的上表面的平面線性平行伸展，然后向下彎曲，每一根所說的引線在其底部線性延伸部分的焊料層上有一個凹部，這是由接觸或類似方法形成的。
根據(jù)本發(fā)明的第二十二個方面，是在根據(jù)第二十一個方面構(gòu)造的IC中，通過把探針線性部分的端部壓接在引線上而形成所說凹部的。
根據(jù)本發(fā)明的第二十三個方面，是在根據(jù)第二十一個方面構(gòu)造的IC中，在所說的凹部的表面有一個去除了焊料氧化層的痕跡。
根據(jù)本發(fā)明的第一和第十一個方面，所使用的探卡可以使探針線性部分的端部壓接在引線靠近IC封裝邊緣，即引線的機械強度較強的部分上。由于這限制了焊料附著物和焊料球的產(chǎn)生，所以，可以避免在探針和引線之間產(chǎn)生接觸不良，以及避免在引線之間產(chǎn)生短路。由于引線不會產(chǎn)生變形，因此也就不會產(chǎn)生因引線變形而帶來的問題。
根據(jù)本發(fā)明的第二和第十二個方面，包括有移動IC，把探針壓接在IC的引線上，再移動IC的步驟的這一系列操作，由帶有XYZ承載臺和夾持機構(gòu)的壓制機構(gòu)以連續(xù)動作的方式實現(xiàn)。這種設(shè)計不僅可以縮短操作所需時間，還可以簡化裝置的構(gòu)成。
根據(jù)本發(fā)明的第三和第十三個方面，在壓制機構(gòu)中設(shè)置了旋轉(zhuǎn)控制裝置，從而使夾持機構(gòu)可以繞X、Y和Z三個軸中的每一個旋轉(zhuǎn)。這種設(shè)計安排能夠使探針可靠地壓接在引線上，并能夠適應(yīng)多管腳型設(shè)計中所需的變窄了的引線間隔。
根據(jù)本發(fā)明的第四和第十四個方面，旋轉(zhuǎn)控制裝置包括旋轉(zhuǎn)控制組件，后者可以響應(yīng)來自位置傳感器的信號，控制夾持裝置的旋轉(zhuǎn)。位置傳感器用于檢測探針和引線的位置。因此，可以確保引線和探針間的接觸。
根據(jù)本發(fā)明的第五和第十五個方面，探針的線性部分的長度為2毫米到3毫米，彎曲部分的角度為92°至95°，橫梁部分的長度為5.5毫米到8毫米。這種設(shè)計可以獲得非常好的接觸而基本上不會產(chǎn)生焊料附著物。
根據(jù)本發(fā)明的第六和第十六個方面，設(shè)置有一個分離機構(gòu)以在測量之后把探針與引線分開，從而基本上可以控制焊料突出物的產(chǎn)生。
根據(jù)本發(fā)明的第七和第十七個方面，分離裝置上有一個槽，探針可以進到槽中。這種設(shè)計可以防止探針滑向相鄰的引線。
根據(jù)本發(fā)明的第八和第十八個方面，設(shè)置有一個小幅度振動裝置以使分離裝置可以小幅度振動。當探針與IC的引線接觸時，這樣的振動就能振掉涂覆在引線底部的引線焊料涂層上的氧化層，以確保探針和引線間的電接觸。
根據(jù)本發(fā)明的第九和第十九個方面，分離裝置包括一個用于驅(qū)動分離機構(gòu)的小型電機和一個導向螺桿。因此，可以保證探針與引線的準確地分離。
根據(jù)本發(fā)明的第十和第二十個方面，可在一個操作板上設(shè)置有多個探卡和數(shù)量相同的壓制機構(gòu)。這種設(shè)計可以對多個IC同時進行測試，并可提高生產(chǎn)能力。
根據(jù)本發(fā)明第二十一到第二十三個方面，通過觀察IC的底側(cè)就可以很容易地判斷出每一個IC是否測試過。由于當把IC裝到印刷電路板上或相類似的東西上的時候，將看不見遺留在導線上的園點標記，所以，不會影響IC的美觀。
圖1A是本發(fā)明的探針型檢測儀的總體示意圖。
圖1B是本發(fā)明的IC的透視圖。
圖2是本發(fā)明的探卡和操作板設(shè)計布置的透視圖。
圖3是一個截面圖，表示的是本發(fā)明的探針的結(jié)構(gòu)和探針壓接在IC的引線上時的狀態(tài)。
圖4是本發(fā)明另一個實施例的透視圖。
圖5是本發(fā)明的分離機構(gòu)的結(jié)構(gòu)的正視圖。
圖6是本發(fā)明的分離用具的透視圖。
圖7是本發(fā)明的分離用具的截面圖。
圖8A到8H是本發(fā)明的分離機構(gòu)工作過程的正視圖。
圖9是本發(fā)明的分離用具的部分透視圖。
圖10是本發(fā)明另一個實施例的透視圖。
圖11A是普通檢測儀的透視圖。
圖11B是被測IC的透視圖。
圖12A和12B分別是普通檢測儀接觸導電棒的結(jié)構(gòu)的透視圖和截面圖。
圖13A到13D是表示在普通檢測儀中如何發(fā)生接觸不良的示意圖。
實施例1圖1A是本發(fā)明第一實施例的探針型檢測儀的總體性的透視圖。圖1B是所要測量的一個IC的透視圖。
圖1A和1B表示的是送料器1，測試由送料器1運送的IC的檢測部分2，和用于運送在檢測部分2處檢測過的IC的出料器3。送料器1，檢測部分2和出料器3的構(gòu)成如下送料器1包括一個用于在其中裝放IC4的器件托板5，用于吸住IC4而從器件托板5上取走IC4的吸附用具6，用于移動帶有IC4的吸附用具6的標繪器式進料運送單元7，和一個用于接收由標繪器式運送單元7送來的IC4并將其轉(zhuǎn)過180°的旋轉(zhuǎn)臺8。
檢測部分2包括一個XYZ承載臺30，它用于從旋轉(zhuǎn)臺8上提起IC4，把它送到檢測部分2中，并在測試完以后，再把IC4送到出料器3中;一個加熱板13，它用于在一次轉(zhuǎn)動過程中放置IC4并使其溫度升到檢測溫度;一個壓制機構(gòu)33，它用于向IC4施加壓力并具有一個用以固定住IC4的夾持機構(gòu)32;一個探卡35，其具有一個探針34，用于當探針34壓接在IC4靠近其外殼40的引線25上時，向被壓的IC4的引線25提供一個電信號;一塊操作板37，它通過一塊擴展板36以可拆換的方式與探卡35電連接，從而能夠根據(jù)被測IC4的類型選擇操作板的類型;一個測量組件19，其包括一個與操作板37電連接的測試頭17和一個與測試頭17電連接的檢測主要部分18;一個象CCD攝像機的位置傳感器29，它用于檢測引線25的位置;和一個象CCD攝像機的位置傳感器31，它用于檢測探針34的位置。
出料器3包括一個用于在測量后暫時放置IC4的承載臺20，一個用于吸住IC4從承載臺20上取走IC4的吸附用具21;一個標繪器式出料運送單元22，用于沿X和Y這兩個方向移動帶有IC4的吸附用具21;一個器件托板23，用于放置已確定為沒有缺陷的IC4;和一個有缺陷產(chǎn)品器件托板24，用于放置已確定為有缺陷的IC4。
圖2表示的是探卡35，擴展板36和操作板37電連接的情況。如圖所示，擴展板36上的導線插頭38插到探卡35上在探針34末端處形成的通孔39中，以使導線插頭38的端部與探針34電連接。導線插頭38的另一端與操作板37上的電路以固定的方式連接在一起。探卡35和操作板37的類型可以根據(jù)被測IC4的類型進行選擇變換。
下面說明本實施例的探針型檢測儀的工作過程。
吸附用具6吸住IC4，并從器件托板5上取走IC4，然后，標繪器式送料運送單元7開始工作，把帶有IC4的吸附用具移送到旋轉(zhuǎn)臺8上。
旋轉(zhuǎn)臺8旋轉(zhuǎn)180°，驅(qū)動XYZ承載臺把壓制機構(gòu)33移到IC4的上方，用夾持機構(gòu)32夾住IC4并提起IC4。再次驅(qū)動XYZ承載臺30，把IC4移送到加熱板13的上方，并把IC4放在加熱板13上。
加熱板13進行一次轉(zhuǎn)動，在這期間IC4被加熱到檢測溫度，驅(qū)動壓制機構(gòu)33以使夾持機構(gòu)32夾住并提起加熱過的IC4。驅(qū)動XYZ承載臺30以把IC4移到探卡35上方。壓制機構(gòu)33進行工作以使引線25壓接在探針34的端部。將電信號經(jīng)過探針34由測量組件19提供給引線25，對IC4進行工作測試。
圖3是一個截面圖，表示的是探卡35的探針34的結(jié)構(gòu)形狀以及探針34與引線25相接觸的情況。如圖所示，探針34內(nèi)一個線性部分41，接著線性部分41延伸的彎曲部分42，和接著彎曲部分42延伸的橫梁部分43。設(shè)計出的線性部分41的頂端，應(yīng)能從底部頂接在位于IC封裝40附近的引線25上。
為了保持探針34與引線25間的良好接觸以及避免焊料附著物的生成，探針34的線性部分41的長度最好是2毫米到3毫米，彎曲部分42的角度最好是92°到95°，橫梁部分的長度L最好是5.5毫米到8毫米。
工作測試完之后，壓制機構(gòu)33進行工作以取走IC4。驅(qū)動XYZ承載臺30以把IC4放在承載臺20上。與預(yù)定性能要求相符的無缺陷IC由吸附用具14和標繪器式出料運送單元22移送到器件托板23上，而對于不符合性能要求的IC或有缺陷的IC，則移送到有缺陷產(chǎn)品器件托板24上。
根據(jù)實施例1，可使用探卡35以使探針34的線性部分41的端部壓在位于IC封裝近處的引線機械強度較高的引線25上，從而使焊料附著物和焊料球的生成受到限制，這樣就避免了探針和引線之間可能會產(chǎn)生的接觸不良以及引線25之間的短路。由于引線不會發(fā)生變形，因此也就避免了因引線變形所產(chǎn)生的問題。
此外，探針34的線性部分41的長度為2毫米到3毫米，彎曲部分的角度為92°到95°，橫梁部分的長度L為5.5毫米到8毫米。這種設(shè)計可使焊料附著物受到極大的限制，從而使接觸非常良好。
此外，包括把IC4從送料器1的旋轉(zhuǎn)臺8移送到檢測部分2，把探針34壓在IC4的引線25上，和把IC4移送到出料器3中的這一系列操作步驟，均由壓制機構(gòu)33和XYZ承載臺30以連續(xù)動作的方式完成。這種設(shè)計不僅縮短了所需的操作時間，而且還簡化了裝置的結(jié)構(gòu)。
通過觀察IC的底部就可以很容易地判斷出每一個IC是否已被測試過。由于在把IC裝到印刷電路板上或相類似的東西上的時候，將看不見遺留在引線上的圓點標記，所以，不會影響IC的美觀。
實施例2圖4是本發(fā)明另一個實施例的透視圖。圖4所示的是一個XYZ承載臺30，一個可在X軸方向上驅(qū)動XYZ承載臺30的電機44，一個可在Y軸方向上驅(qū)動XYZ承載臺30的電機45，一個可在Z軸方向上驅(qū)動XYZ承載臺30的電機46。壓制機構(gòu)33可隨XYZ承載臺30沿X，Y和Z方向中的任何方向整體運動。
壓制機構(gòu)33具有象角度調(diào)節(jié)電機這樣的旋轉(zhuǎn)控制裝置47。旋轉(zhuǎn)控制裝置47通過電機48和齒輪頭49，使夾持機構(gòu)32可沿X、Y和Z三個軸中的任何一個軸進行轉(zhuǎn)動。
壓制機構(gòu)33包括一個象CCD攝像機那樣的位置傳感器31，以用于檢測探針34的位置。旋轉(zhuǎn)控制裝置47包括旋轉(zhuǎn)控制組件，它響應(yīng)來自位置傳感器31和來自象CCD攝像機這樣的位置傳感器29的信號控制夾持機構(gòu)32的旋轉(zhuǎn)，位置傳感器29用于檢測引線25的位置。
壓制裝置33包括一個分離機構(gòu)50。分離機構(gòu)50包括一個汽缸51，一個推進器53，一個臂桿54，其中臂元件54圍繞銷桿52作樞軸運動，以便和汽缸51的向下移動結(jié)合在一起壓制推進器53向下移動。如圖5的正視圖所示，分離機構(gòu)50還包括一個分離用具58，后者由園柱元件56和絕緣機架57組成。耳環(huán)狀元件55用于平滑臂桿54的樞軸圍繞運動。如圖7的截面圖所示，在推進器53和夾持機構(gòu)32之間設(shè)置有壓縮彈簧59。當汽缸51上升時，推進器53也上升。如圖6的透視圖所示，園柱元件56和絕緣機架57安裝在探針的橫梁部分上。
當測量完成后，如圖7所示，降下分離用具58以把探針34和引線25分開。然后，把IC4和夾持機構(gòu)32一同升起。
圖8A至8H表示的是分離機構(gòu)50的工作情況。先看沒有使用分離機構(gòu)的情況。如圖8A至8D所示，控針34頂接著引線25(見圖8A)。當進一步向探針34施加力時，其端部將產(chǎn)生滑動(見圖8B)并停在可以進行測試的最大壓力點處(見圖8C)。當升起IC時，在探針34回到原來位置的過程中，探針34的端部會劃壞引線25的表面(見圖8D)。在這個處理過程中，會產(chǎn)生尖銳的焊料突出物。
在另一種情況下，如圖8E到8H所示，當采用分離機構(gòu)50的時候，在測試完成后(見圖8E到8G)，分離機構(gòu)50先使探針34下降，然后再提起IC4(見圖8H)。這樣，探針34回到原來位置而不會劃傷引線25的表面，因此也就不會產(chǎn)生焊料突出物。
圖9是分離用具58的局部示意圖。如圖9所示，在絕緣機架57上有凹槽60，可接收入探針34的橫梁部分43。圓柱元件56可以附有一個象壓電元件這樣的小幅度振動機構(gòu)61。用小幅度振動機構(gòu)61以小幅度振動分離機構(gòu)50是很重要的。因此，振動機構(gòu)61也可以設(shè)置在其它位置上，例如設(shè)置在推進器53或絕緣機架57上。小幅度振動機構(gòu)61并不限于壓電元件這一種。電磁型的振動器也可以很好地用作振動機構(gòu)61。
根據(jù)實施例2，在壓制機構(gòu)33上設(shè)置有旋轉(zhuǎn)控制裝置47，從而使夾持構(gòu)機32可以繞X、Y和Z三個軸的每一個進行旋轉(zhuǎn)。這種設(shè)計可以使探針34牢固地壓接著引線25，并能與多管腳型結(jié)構(gòu)設(shè)計所需的較窄的引線間距相適應(yīng)。
旋轉(zhuǎn)控制裝置47包括旋轉(zhuǎn)控制組件，以響應(yīng)象CCD這樣的位置傳感器31和29的信號，控制夾持機構(gòu)32的旋轉(zhuǎn)，其中位置傳感器31用于檢測探針34的位置，而位置傳感器29用于檢測引線25的位置。因此，可以使引線25與探針34的接觸非?？煽俊?br> 每次測試后，用分離機構(gòu)50把探針34與引線25分開，然后用夾持機構(gòu)32把IC4升高。這樣就基本控制了焊料突出物的生成。
在分離機構(gòu)50中的分離用具58的絕緣機架57上設(shè)置有槽60，探針34的橫梁部分43可裝入到槽60中。這種設(shè)計可使探針34在頂接著引線25時不會滑向相鄰的引線25。
在分離用具58的每一個園柱元件56上都設(shè)置有小幅度振動裝置61。當探針34要頂接著IC4的引線25的時候，這種振動會振掉蓋復在引線25底表面上的引線焊料涂層上形成的氧化層，并確保探針34與引線25間的電接觸。
此外，在實施例2中，分離機構(gòu)50也可以由一個小型電機和一個導向螺桿代替汽缸51來形成。在這種設(shè)計中，探針34可以精確地與引線25分離開。
在實施例1和2中，也可以在單獨一個操作板37上設(shè)有多個探卡35和擴展板36的組合體，以便能同時測量多個IC。在這種情況下，每個探卡35都通相應(yīng)的擴展板36與操作板37電連接。如圖10所示，一個檢測容量很大的探針型檢測儀可由與探卡的設(shè)計間距相同的多個夾持機構(gòu)32和壓制機構(gòu)33構(gòu)成。這種類型的檢測儀可以同時對多個IC進行多個相同的電特性測試。
根據(jù)本發(fā)明的第一和第十一個方面，可使用探卡以使探針線性部分的端部頂壓在引線靠近IC外殼邊緣附近的引線機械強度較高的部分上。這可以使焊料附著物和焊料球的產(chǎn)生受到限制，因此，可以避免探針和引線間的接觸不良以及引線間的短路。由于引線不會發(fā)生變形，從而可以防止由變形了的引線所產(chǎn)生的缺陷。
根據(jù)本發(fā)明的第二和第十二個方面，包括移動IC，使探針頂壓IC的引線以及再次移動IC的這一系列步驟，可由包括XYZ承載臺和夾持機構(gòu)的壓制機構(gòu)以連續(xù)動作的方式完成。因此，這種設(shè)計不僅縮短了所需的操作時間，而且也簡化了裝置的結(jié)構(gòu)。
根據(jù)本發(fā)明的第三和第十三個方面，在壓制機構(gòu)中設(shè)置有旋轉(zhuǎn)控制裝置，從而使夾持機構(gòu)可以繞X、Y和Z三個軸中的任意一個進行旋轉(zhuǎn)。這種設(shè)計使探針能夠可靠地頂壓在引線上，并能夠與多管腳型設(shè)計所需的較窄的引線間距的相適應(yīng)。
根據(jù)本發(fā)明的第四和第十四個方面，旋轉(zhuǎn)控制裝置包括旋轉(zhuǎn)控制組件，后者可響應(yīng)來自檢測探針和引線的位置的位置傳感器的信號，控制夾持機構(gòu)的旋轉(zhuǎn)。因此，可以使引線與控針以可靠地方式相接觸。
根據(jù)本發(fā)明的第五和第十五個方面，探針的線性部分的長度為2毫米到3毫米，彎曲部分的角度為92°到95°，橫梁部分的長度為5.5毫米到8毫米。這種設(shè)計可以使焊料附著物基本得到限制，從而可以使接觸非常良好。
根據(jù)本發(fā)明的第六和第十六個方面，設(shè)置有一個分離機構(gòu)以在測量之后把探針與引線分開。這可以使焊料突出物的生成基本得到控制。
根據(jù)本發(fā)明的第七和第十七個方面，在分離機構(gòu)上形成有槽，且探針可以進到槽中。這種設(shè)計可防止探針滑向相鄰的引線。
根據(jù)本發(fā)明的第八和第十八個方面，設(shè)置一個小幅度振動裝置以使分離機構(gòu)能夠以小幅度振動。當探針頂壓著IC的引線的時候，這種振動運動可以振掉涂覆在引線底面上的引線焊料層上的氧化層，從而確保探針與引線的電連接。
根據(jù)本發(fā)明的第九和第十九個方面，分離機構(gòu)包括用于驅(qū)動分離機構(gòu)的一個小型電機和一根導向螺桿。因此，能準確地把探針與引線分開。
根據(jù)本發(fā)明的第十和第二十個方面，可在一塊操作板上設(shè)置有多個探卡和與其數(shù)量相同的壓制機構(gòu)。這種設(shè)計可以同時對多個IC進行測試，以提高生產(chǎn)能力。
根據(jù)本發(fā)明的第二十一到第二十三個方面，通過觀察IC的底部就可以很容易地判斷出每一個IC是否經(jīng)過測試。由于在把IC安裝到印刷電路板或相類似的東西上的時候，將看不見遺留在引線上的圓點標記，所以，不影響IC的美觀。
權(quán)利要求
1.一種探針型檢測儀，包括一個測量組件，其包括一個測量IC電特性的電路；一個操作板，以可拆換的方式與所述測量電路電連接，從而可以根據(jù)所測IC的類型來選擇操作板的類型；一個探卡，其上設(shè)置有一個探針，該探針由一個線性部分、一個彎曲部分和一個從彎曲部分延續(xù)出來的橫梁部分組成；和一個壓制機構(gòu)，其用于使探針的線性部分的端部頂壓在從靠近IC封裝體的由IC封裝上伸出的引線上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的探針型檢測儀，其中所說的壓制機構(gòu)包括夾持IC的夾持機構(gòu)，和可在X、Y和Z方向上移動壓制機構(gòu)的XYZ承載臺。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的探針型檢測儀，其中所說的壓制機構(gòu)包括旋轉(zhuǎn)控制裝置，后者用于以可控制方式使夾持機構(gòu)繞X，Y和Z三個軸中的每一個軸進行旋轉(zhuǎn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的探針型檢測儀，其中所說的旋轉(zhuǎn)控制裝置包括旋轉(zhuǎn)控制組件，其用于響應(yīng)來自檢測探針和引線位置的位置傳感器的信號來完成旋轉(zhuǎn)控制。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的探針型檢測儀，其中探針的線性部分的長度為2毫米到3毫米，彎曲部分的角度為92°到95°，橫梁部分的長度為5.5毫米到8毫米。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的探針型檢測儀，其中設(shè)置有一個分離機構(gòu)，以便在探針頂壓在引線上完成測試之后，通過向探針施加壓力而使探針與引線分開。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的探針型檢測儀，其中在分離機構(gòu)上向探針施加壓力的壓制部分上形成有槽，探針可進到槽中。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的探針型檢測儀，其中設(shè)置有一個小幅度振動裝置，以使分離機構(gòu)以小幅度振動。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的探針型檢測儀，其中分離機構(gòu)包括用于驅(qū)動分離機構(gòu)的一個小型電機和一根導向螺桿。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的探針型檢測儀，其中在一塊操作板上設(shè)置有多個探卡和與其數(shù)量相同的壓制機構(gòu)。
11.一種檢測IC電特性的方法，它是通過向從IC的封裝伸出的引線施加電信號來進行的，包括的步驟有通過一個壓制機構(gòu)，使從IC封裝主體附近的封裝伸出的引線與操作板上的探卡探針的線性部分的端部相壓接，探卡上的探針是由一個線性部分，一個彎曲部分和一個由彎曲部分延伸出來的橫梁部分組成;和通過操作板向IC的引線提供電信號，電信號來自包括一個測量IC電特性的電路的測試組件，操作板以可拆換的方式與測量組件電連接，以便可以根據(jù)被測IC的類型選擇操作板的類型。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的IC檢測方法，其中所說的壓制機構(gòu)包括用于夾持IC的夾持機構(gòu)，并且所說的壓制機構(gòu)由可以在X、Y和Z三個方向上移動的一個XYZ承載臺進行移動。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的IC檢測方法，其中所說的壓制機構(gòu)包括旋轉(zhuǎn)控制裝置，而且夾持機構(gòu)可以以可控制方式繞X、Y和Z三個軸的每一個軸進行旋轉(zhuǎn)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的IC檢測方法，其中所說的旋轉(zhuǎn)控制裝置響應(yīng)來自檢測探針和引線位置的位置傳感器的信號而進行控制。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的IC檢測方法，其中探針的線性部分的長度為2毫米到3毫米，彎曲部分的角度為92°到95°，橫梁部分的長度為5.5毫米到8毫米。
16.根據(jù)權(quán)利要求11所述的IC檢測方法，其中設(shè)置有一個分離機構(gòu)，以在測試完成之后，通過向探針施加壓力而把探針與引線分開。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的IC檢測方法，其中在分離機構(gòu)上向探針施加壓力的壓制部分上形成有槽，探針可裝入到槽中。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的IC檢測方法，其中小幅度振動裝置使分離機構(gòu)以小幅度振動。
19.根據(jù)權(quán)利要求16所述的IC檢測方法，其中分離機構(gòu)由一個小型電機和一根導向螺桿驅(qū)動。
20.根據(jù)權(quán)利要求11所述的IC檢測方法，其中在一塊操作板上設(shè)置有多個探卡和與其數(shù)量相同的壓制機構(gòu)，并可同時對多個IC進行測試。
21.一種IC，其上具有許多涂復有焊料層的引線，這些引線是從IC封裝的側(cè)面伸出來的，并平行于IC的上表面的平面線性延伸，然后向下彎曲，并且每一條所說的引線在其底部線性延伸部分的焊料涂層上，通過接觸或類似的方法形成有一個凹部。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的IC，其中所說的凹部是由探針線性部分的端部頂壓在引線上時所形成的。
23.根據(jù)權(quán)利要求21所述的IC，其中所說的凹部的表面上有一個去掉了焊料氧化層而留下的痕跡。
全文摘要
一種探針型檢測儀和采用這種檢測儀檢測IC的方法，其中在對IC作最后的電特性測試時，在引線與向?qū)щ姲糁g不會產(chǎn)生接觸不良，引線間也不會發(fā)生短路。該探針型檢測儀包括一個測量組件，用于進行IC的電特性測試；一個操作板，以可互換方式與測量組件電連接，以便根據(jù)被測IC的類型選擇操作板的類型；一個探卡，其上具有與操作板連接的探針；一個壓制機構(gòu)，以使探針線性部分的端部可頂壓在靠近IC封裝上的從IC封裝中伸出的引線上。
文檔編號G01R1/073GK1113604SQ9510408
公開日1995年12月20日 申請日期1995年3月20日 優(yōu)先權(quán)日1994年9月20日
發(fā)明者大野利雄 申請人:三菱電機株式會社