CN104919325B - 用于待测器件的散热器叶片包 - Google Patents

Abstract

本公开的实施例提供了一种被配置为经由自动测试设备(124)接合器件(102、104、106)以测试该器件的装置(100)。装置(100)包括散热器(114)，其中散热器(114)包括从散热器(114)延伸的多个鳍(116)，以及其中散热器(114)被配置为接合器件(102)。装置(100)进一步包括耦合至散热器(114)的导热层(110)、耦合至导热层(110)的第一腿(118)和耦合至导热层(110)的第二腿(118)。第二腿(118)与第一腿(118)隔开。通过(i)导热层(110)和(ii)散热器(114)限定真空路径(120)。真空路径(120)允许装置(100)通过自动测试设备(124)接合将被测试的器件(102)。

Description

用于待测器件的散热器叶片包

相关申请的交叉参考

本公开要求2013年11月8日提交的美国专利申请第14/076,058号的优先权，该申请是非临时申请并且要求2012年11月12日提交的美国临时专利申请第61/725,241号的优先权，其内容以引用的方式引入本申请。

技术领域

本公开的实施例涉及半导体处理领域，更具体地，涉及测试半导体器件。

背景技术

本文提供的背景技术的描述是为了总体上给出本公开上下文的目的。从该背景技术部分中描述的工作范围而言，本发明人的工作以及在提交时可以不作为现有技术的描述的多个方面，既不明确地也不暗示地承认是对于本公开的现有技术。

当测试较小的微电子器件(诸如芯片、半导体裸片)时，通常在自动测试设备中测试待测器件。通过与待测器件接合并施加真空以将待测器件保持在适当位置的装置来自动拾取待测器件。待测器件被移动到自动测试设备的测试插座中并耦合至测试插座。然后，待测器件经受各种测试处理和操作。

当执行测试处理时，期望对待测器件施压以确保待测器件的物理特性可以经受各种环境。因此，待测器件通常在高环境温度(例如，接近90摄氏度)进行测试。当进行操作时，待测器件生成近似35摄氏度的内部温度。因此，在测试过程期间，待测器件经受近似125摄氏度，其是待测器件的环境温度和内部操作温度的总和。然而，每个器件一般都是不同的，并由此可以创建更高或更低的内部操作温度。因此，难以创建和保持125摄氏度的总体测试环境温度。虽然期望对待测器件加压，但不期望使待测器件经受太高的温度，因为这会引起待测器件的损伤，并由此导致待测器件的故障。

发明内容

本公开提供了一种装置，其被配置为接合器件，用于经由自动测试设备测试器件。该装置包括散热器，其中散热器包括从散热器延伸的多个鳍，并且其中散热器被配置为接合器件。该装置还包括耦合至散热器的导热层、耦合至导热层的第一腿和耦合至导热层的第二腿。第二腿被放置为与第一腿隔开。通过(i)导热层和(ii)散热器限定真空路径。真空路径允许装置通过自动测试设备接合待测器件。

附图说明

通过以下结合附图的详细描述容易理解本公开的实施例。为了利于描述，类似的参考标号表示类似的结构元件。通过实例示出本公开的实施例但是不被附图所限制。

图1是根据本公开各个实施例的用于在自动测试设备中接合用于测试的微电子器件的装置的截面图。

图1A是根据本公开各个实施例的图1的装置的散热器的端部的平面图。

图2是根据本公开各个实施例的用于在自动测试设备中接合用于测试的微电子器件的另一装置的截面图。

图3是根据本公开各个实施例的用于在自动测试设备中接合用于测试的微电子器件的另一装置的截面图。

图4是根据本公开各个实施例的用于在自动测试设备中接合用于测试的微电子器件的另一装置的截面图。

图5是使用装置(诸如图1至图4所示装置中的一个装置)在自动测试设备中接合用于测试的微电子器件的方法的流程图。

具体实施方式

在以下详细描述中，参照形成本发明一部分的附图，其中类似的参考标号表示类似的部件，并且通过可以实践本发明的教导的示例性实施例示出附图。应该理解，可以使用其他实施例，并且在不背离本发明的精神的情况下可以进行结构或逻辑变化。因此，以下详细描述不是限制性的，并且通过所附权利要求及其等效物限定根据本发明的实施例的范围。

图1示出了装置100(一般被称为散热器叶片组)，其可以耦合至真空源(未示出)，用于接合和移动微电子器件去向和来自测试微电子器件的自动测试设备的测试插座。装置100通常附接至一些类型的垂直和水平移动装置100的臂或控制杆(未示出)，从而移动接合的微电子器件。装置100经由所施加的真空接合微电子器件，这是公知的并且将在本文进行进一步的描述。

装置100用于接合待测器件102。在图1的实例中，待测器件102是半导体芯片104，其是耦合至衬底106的球栅阵列(BGA)。

装置100包括第一导热层108、第二导热层110。如本文进一步讨论的，装置100还可以包括顺应(conformant)部件112(如图1A所示)。装置100还包括散热器114，其包括从散热器114径向延伸的多个鳍116。装置100还包括提供支撑的腿118。鳍116可以接合或者不接合腿118，并且可以实际作为腿118的一部分。如需要，腿118还可以是第二导热层110的一部分，即，腿118(和任选的散热器114)和第二导热层110可以是单件。虽然图1是截面图，但鳍116的总体形状为圆形。然而，如需要，还可以利用其他形状。类似地，第一导热层108和第二导热层110可以为各种形状，诸如圆形、正方形、矩形等。

通过第一导热层108、第二导热层110和散热器114限定真空路径120。因此，真空路径120从待测器件102延伸到第一导热层108的顶面122。在使用期间，真空源(未示出)施加真空以经由真空路径120接合待测器件102，由此允许装置100移动待测器件102去向和来自装置100使用的自动测试设备的插座124。

还可以通过散热器114和腿118将来自待测器件102的热量引导至第二导热层110，从而引导至第一导热层108。在测试期间，通过包括装置100和插座124的自动测试设备的室移动气体。气体移动通过鳍116，从而通过提取来自鳍116的热量创建散热器114的冷却效应。这种气体移动帮助通过从散热器114提取热量而从待测器件102移走热量，并且从待测器件102周围移走热量。来自鳍116的加热气体还可以帮助控制自动测试设备室内的环境温度。

参照图1A，可以在散热器114的端部处包括顺应部件112，其被配置为接合半导体芯片104。在一个实施例中，顺应部件112是耦合至散热器114内限定的腔113内的散热器的弹性o形环，使得o形环的开口部分环绕真空路径120。弹性o形环耦合至散热器114，使得o形环远离散热器114偏置。当装置被用于测试待测器件102使得散热器114接合待测器件102时，o形环远离待测器件102移动到腔113中来允许散热器114直接接合待测器件102。虽然散热器114的端部被示为圆形，但是如需要，还可以使用其他形状。顺应部件112通过允许装置100使用不同尺寸的测试器件来为装置100提供适应性。顺应部件112允许装置符合用于测试的各种大小的器件(具有不同的尺寸，诸如高度、厚度等)。顺应部件112还可以帮助保护待测器件102免受来自装置100的太多的压力。

根据各个实施例，第一和第二导热层108、110可以为单层。类似地，腿118可以是第二导热层110的一部分。因此，第一和第二导热层108、110和/或腿118可以是单个实体。第一和第二导热层108、110、散热器114以及腿118可以由适合于导热的各种类型的材料制成。

图2示出了根据本公开的用于将待测器件移动去向和来自自动测试设备的插座的装置200的另一实施例。装置200包括第一导热层208、第二导热层210、顺应层212和散热器214。散热器214包括通常为圆形的多个鳍216。第二导热层210还包括腿218，与图1所示实施例的腿118相反，腿218被进一步定位为远离散热器214。如需要，腿218可以是第二导热层210的一部分，即，腿218和第二导热层210可以是单个实体。

通过第一和第二导热层208、210、顺应层212和散热器214限定真空路径220。此外，真空路径220还延伸穿过腿218。因此，真空路径220现在终止于三个点220a、220b和220c，用于接合待测器件202。三个点中的两个点220a和220b限定在腿218内，可以接合待测器件202的衬底206。第三个点220c限定在散热器214内，接合待测器件202的半导体芯片204。

随着待测器件202被测试，来自待测器件202的热量被引导通过散热器214和腿218到达第二导热层210，从而到达第一导热层208。在测试期间，气体移动通过包括装置200和插座224的自动测试设备的室。气体移动通过鳍216，从而通过从鳍216提取热量而创建散热器214的冷却效果。这种气体移动通过从散热器214提取热量来帮助从待测器件202移走热量以及从待测器件202周围移走热量。来自鳍216的加热气体还可以帮助控制自动测试设备室内的环境温度。此外，热量可以被引导通过腿218到达第二导热层210，从而到达第一导热层208。

顺应层212通过允许装置200使用不同大小的用于测试的器件来为装置200提供适应性。顺应层212通常为柔性或“弹簧”型层，当施加真空以使散热器214接合待测器件202并拉动待测器件202时，其允许装置200符合各种大小的用于测试的器件(具有不同的尺寸，诸如高度、厚度等)。顺应层212还可以帮助保护待测器件202免受来自装置200的太多压力。顺应层212可以由导热材料制成以辅助引导热量远离待测器件202或者可以由热阻材料制成。

根据各个实施例，第一和第二导热层208、210可以为单层。类似地，如前所述，腿218可以是第二导热层210的一部分。因此，第一和第二导热层208、210和/或腿218可以为单个实体。第一导热层208和第二导热层210可以为各种形状，诸如圆形、正方形、矩形等。第一和第二导热层208、210、散热器214以及腿218可以由适合于导热的各种类型的金属制成。

图3示出了类似于图2所示装置200的装置300的另一实施例。然而，装置300不包括顺应层。此外，图3所示装置300不包括通过散热器314限定以接合待测器件302的半导体芯片304的真空路径。因此，图3的装置300仅包括位于腿318内的两个真空点320a、320b。因此，图3的装置中的两个真空点320a、320b接合待测器件的衬底。

根据各个实例，第一和第二导热层308、310可以为单层。类似地，腿318可以是第二导热层310的一部分。因此，第一和第二导热层308、310和/或腿318可以是单个实体。第一导热层308和第二导热层310可以为各种形状，诸如圆形、正方形、矩形等。第一和第二导热层308、310、散热器314以及腿318可以由各种类型的适合于导热的金属制成。

图4示出了根据本公开的用于移动待测器件去向和来自自动测试设备的测试插座的装置400的另一实施例。图4所示装置400包括第一导热层408、第二导热层410和散热器414。装置400类似于图3所示装置300，但是其还包括通过两个腿426限定的侧导热阱。两个腿426接合自动测试设备的拼接板428。在测试期间，再一次在室内移动的气体将移动穿过散热器414的鳍416。类似地，热量可以通过第一和第二导热层408、410引导。附加热量也可以如箭头430所示移动通过侧导热阱。

根据各个实施例，第一和第二导热层408、410可以为单层。类似地，腿418和/或腿426可以是第二导热层410的一部分。因此，第一和第二导热层408、410、腿418和/或腿426可以是单个实体。第一导热层408和第二导热层410可以为各种形状，诸如圆形、正方形、矩形等。第一和第二导热层408、410以及腿418和426可以由各种类型的适合于导热的金属制成。

图5是使用装置(诸如图1至图4所示的一种装置)在自动测试设备中接合用于测试的微电子器件的方法500的流程图。因此，该装置通常包括散热器、耦合至散热器的导热层、耦合至导热层的第一腿、耦合至导热层的第二腿，其中，第二腿与第一腿隔开，其中散热器包括从散热器延伸的多个鳍，其中散热器被配置为接合器件，并且其中在装置内限定真空路径。在502中，装置接合器件，使得散热器接合器件。在504中，对真空路径施加真空以利用装置保持器件。在506中，在器件测试期间，气体在自动测试设备内移动使得气体移动经过鳍。

因此，本公开提供了各种装置来在通过自动测试设备测试待测器件期间允许待测器件周围的导热。装置用于接合待测器件并移动待测器件去向和来自自动测试设备的插座。这通过向一个装置施加真空源(未示出)使得装置内限定的真空路径的端点接合待测器件并将待测器件保持抵靠在装置中适当位置来实现。因此，装置可以移动待测器件去向和来自自动测试设备的测试插座。

在测试期间，该装置还接合待测器件。在测试期间，在测试室内移动的气体移动通过装置的散热器所包括的鳍。这帮助从散热器提取热量进入气体。此外，根据装置的结构，热量被引导通过散热器到达一个或多个导热层和/或腿。因此，装置帮助控制和保持用于测试各种微电子器件(诸如半导体芯片和器件)的适当加热条件。这可以改进微电子器件的测试并帮助防止由于微电子器件的过热而导致的器件故障。

以帮助理解本发明实施例的方式，各种操作可以被描述为多个分立的操作；然而，描述的顺序不应限于这些依赖于顺序的操作。

此外，本发明的其他方面涉及以下一个或多个方面。

一个方面可以包括一种用于接合器件以经由自动测试设备测试该器件的装置。该装置包括散热器，其中散热器包括从散热器延伸的多个鳍，以及其中散热器被配置为接合器件。该装置进一步包括：导热层，耦合至散热器；第一腿，耦合至导热层；以及第二腿，耦合至导热层。第二腿与第一腿隔开。通过(i)导热层和(ii)散热器限定真空路径。真空路径允许装置通过所述自动测试设备接合待测器件。

顺应部件可以耦合至散热器，其中顺应部件被配置为基于器件的尺寸进行调整。

顺应部件可包括O型环。

真空路径可进一步通过(i)第一腿和(ii)第二腿来限定。

导热层可以是第一导热层。该装置还可以包括耦合至第一导热层的第二导热层，并且真空路径进一步通过第二导热层来限定。

该器件可以包括耦合至衬底的半导体芯片。第一腿和第二腿可以被配置为接合衬底，并且真空路径通过(i)第一腿和(ii)第二腿来限定。

该器件可以包括半导体芯片，以及(i)第一腿和(ii)第二腿被配置为接合半导体芯片。

导热层、第一腿和第二腿可以是单个实体。

该装置还可以包括：第三腿，耦合至导热层；以及第四腿，耦合至导热层。第三腿和第四腿可以被配置为接合自动测试设备的拼接板。

导热层、第三腿和第四腿可以是单个实体。

导热层、第一腿、第二腿、第三腿和第四腿可以是单个实体。

另一方面可以包括一种使用装置利用自动测试设备测试器件的方法，其中该装置包括散热器、耦合至散热器的导热层、耦合至导热层的第一腿、耦合至导热层的第二腿，其中第二腿与第一腿隔开，散热器包括从散热器延伸的多个鳍，其中散热器被配置为接合器件，以及其中在装置内限定真空路径。该方法包括：利用装置接合器件，使得散热器接合所述器件；向真空路径施加真空以利用装置保持器件；以及在测试器件期间，在自动测试设备内移动气体使得气体移动通过鳍。

可以通过(i)导热层和(ii)散热器限定所述真空路径。向真空路径施加真空以利用装置保持器件包括：施加真空使得装置抵靠散热器保持器件。

该器件可以包括耦合至衬底的半导体芯片，并且第一腿和第二腿被配置为接合衬底。真空路径可以通过导热层、第一腿和第二腿限定。向真空路径施加真空以利用装置保持器件可以包括：施加真空使得装置抵靠第一腿和第二腿保持衬底。

为了本公开的目的，短语“A/B”表示A或B。为了本公开的目的，短语“A和/或B”表示“(A)、(B)或(A和B)”。为了本公开的目的，短语“A、B和C中的至少一个”表示“(A)、(B)、(C)、(A和B)、(A和C)、(B和C)或(A、B和C)”。为了本公开的目的，短语“(A)B”表示“(B)或(AB)”，即A是任选元件。

描述可以使用短语“在一个实施例中”或“在实施例中”，它们都可以表示相同或不同实施例中的一个或多个。此外。针对本公开实施例使用的术语“包括”、“具有”等是同义的。

尽管这里示出和描述了特定实施例，但是在不背离本发明的范围的情况下，可以用实现相同目的而计算的各种可选和/或等效实施例或实施方式来代替所示和描述的实施例。本公开用于覆盖本文所讨论的实施例的任何改动或变型。因此，仅通过权利要求及其等效物来限制本文所描述实施例。

Claims (18)

1.一种被配置为接合器件以经由自动测试设备测试所述器件的装置，所述装置包括：

散热器，其中所述散热器包括从所述散热器延伸的多个鳍，以及其中所述散热器被配置为接合所述器件；

导热层，耦合至所述散热器；

第一腿，耦合至所述导热层；以及

第二腿，耦合至所述导热层，其中所述第二腿与所述第一腿隔开，

其中第一真空路径通过所述散热器，其中第二真空路径通过所述第一腿，其中第三真空路径通过所述第二腿，并且其中所述第一真空路径与所述第二真空路径和所述第三真空路径均不相同，并且

其中所述第一真空路径、所述第二真空路径和所述第三真空路径允许所述装置通过所述自动测试设备接合将被测试的所述器件。

2.根据权利要求1所述的装置，进一步包括：

顺应部件，耦合至所述散热器，其中所述顺应部件被配置为基于所述器件的尺寸进行调整。

3.根据权利要求2所述的装置，其中所述顺应部件包括O型环。

4.根据权利要求1所述的装置，其中：

所述导热层是第一导热层；

所述装置进一步包括耦合至所述第一导热层的第二导热层；并且

(i)所述第一真空路径、(ii)所述第二真空路径和(iii)所述第三真空路径均进一步通过所述第二导热层。

5.根据权利要求1所述的装置，其中：

所述器件包括耦合至衬底的半导体芯片；以及

所述第一腿和所述第二腿被配置为接合所述衬底。

6.根据权利要求1所述的装置，其中：

所述器件包括半导体芯片；以及

(i)所述第一腿和(ii)所述第二腿被配置为接合所述半导体芯片。

7.根据权利要求1所述的装置，其中(i)所述导热层、(ii)所述第一腿和(iii)所述第二腿是单个实体。

8.根据权利要求1所述的装置，进一步包括：

第三腿，耦合至所述导热层；以及

第四腿，耦合至所述导热层，

其中(i)所述第三腿和(ii)所述第四腿被配置为接合所述自动测试设备的拼接板。

9.根据权利要求8所述的装置，其中(i)所述导热层、(ii)所述第三腿和(iii)所述第四腿是单个实体。

10.根据权利要求9所述的装置，其中(i)所述导热层、(ii)所述第一腿、(iii)所述第二腿、(iv)所述第三腿和(iv)所述第四腿是单个实体。

11.根据权利要求1所述的装置，其中所述导热层包括单个真空路径，所述单个真空路径扩展以形成所述第一真空路径、所述第二真空路径和所述第三真空路径。

12.根据权利要求1所述的装置，其中所述第一真空路径通过所述散热器的中部。

13.根据权利要求1所述的装置，其中：

所述器件包括耦合至衬底的半导体芯片；

所述第二真空路径和所述第三真空路径被配置为接合所述衬底；以及

所述第一真空路径被配置为接合所述半导体芯片。

14.一种使用装置利用自动测试设备测试器件的方法，其中所述装置包括散热器、耦合至所述散热器的导热层、耦合至所述导热层的第一腿、耦合至所述导热层的第二腿，其中所述第二腿与所述第一腿隔开，其中所述散热器包括从所述散热器延伸的多个鳍，其中所述散热器被配置为接合所述器件，其中第一真空路径通过所述散热器，其中第二真空路径通过所述第一腿，其中第三真空路径通过所述第二腿，并且其中所述第一真空路径与所述第二真空路径和所述第三真空路径均不相同，并且其中所述方法包括：

利用所述装置接合所述器件；

向(i)所述第一真空路径、(ii)所述第二真空路径和(iii)所述第三真空路径施加真空以利用所述装置保持所述器件；以及

在测试所述器件期间，在所述自动测试设备内移动气体使得所述气体移动通过所述鳍。

15.根据权利要求14所述的方法，其中所述导热层包括单个真空路径，所述单个真空路径扩展以形成所述第一真空路径、所述第二真空路径和所述第三真空路径。

16.根据权利要求14所述的方法，其中所述第一真空路径通过所述散热器的中部。

17.根据权利要求14所述的方法，其中所述器件包括耦合至衬底的半导体芯片，并且其中施加所述真空进一步包括：

在所述第二真空路径和所述第三真空路径中施加所述真空以使所述衬底与所述装置接合；以及

在所述第一真空路径中施加所述真空以使所述半导体芯片与所述装置接合。

18.一种被配置为接合器件以经由自动测试设备测试所述器件的装置，包括：

散热器，其中所述散热器包括从所述散热器延伸的多个鳍，以及其中所述散热器被配置为接合待测器件；

导热层，耦合至所述散热器；

第一腿，耦合至所述导热层；以及

第二腿，耦合至所述导热层，

其中真空路径通过所述散热器的中部，以及

其中所述真空路径允许所述装置与所述待测器件接合。