半导体元件预烧测试模块及其预烧测试装置的制作方法

1.本发明是关于一种预烧测试模块及其预烧测试装置，涉及一种适用于对半导体元件执行预烧测试的半导体元件预烧测试模块及其预烧测试装置。


背景技术：

2.目前市面上一些电子元件、或芯片封装体，如集成电路常以小型化电子元件如芯片的形式安装在由若干主要电路元件构成的电路中，以形成连续完整电路的功能。其中，为确保集成电路模块在使用时的可靠性，集成电路模块内所安装使用的芯片，在其被安装或使用之前都要进行各种测试。也就是说，将制作好的芯片进行点收测试，检验芯片是否可以正常工作，以确保芯片的可靠度与良率，从而将有缺陷的芯片筛选并淘汰掉。
3.预烧测试是让芯片在高温与高压的严格条件下工作，使不良的芯片提早故障(early failure)。举例来说，某一颗芯片可能某些多层金属导线制作不良，要断不断的，卖给客户以后可能使用一个月就发生故障，如果太多这种情形会造成公司商誉受损，退货也会造成金钱损失，因此在出厂前就先在高温与高压的严格条件下测试，使制作不良的产品提早故障，而将这些不良品先筛选出来。
4.现有高性能芯片，例如，整合至少两颗不同功能的芯片在一颗ic的soc芯片(system on chip)、高运算及控制能力的可程序化逻辑门阵列(fpga)芯片或5g基地台通讯芯片等必须消耗大的功率，因此当同时对多颗芯片进行预烧测试时，电源供应器(power supply)就必须供应高功率的电力，然而如此的高功率的电力无法透过电路板(pcb)来传递，而必须使用很粗的输送线(cable)，这会使得测试非常困难。
5.一般半导体元件预烧测试装置仅能提供2千瓦(2kw)的预烧功率，而其电源是由驱动板(driver board)至适配卡(extension card)，最后传输至预烧板(burn-in board)。请参照图1是现有技术半导体元件预烧测试装置的示意图，现有的半导体元件预烧测试装置包括有：一预烧板90、一适配卡86、及一驱动模块80，驱动模块80经由适配卡86电连接该预烧板90，驱动模块80具有一电源供应器85，该电源供应器85所提供的电力经由驱动模块80上多片印刷电路板(pcb：printed circuit board)传输至适配卡86，再传输至预烧板90，也就是电路信号传输与预烧所需高功率电力都由驱动模块80上的多片印刷电路板传输至预烧板90，故印刷电路板内的铜箔线路会增大增厚，导致印刷电路板的板所需面积加大，成本相对提高。
6.因此，若要开发更高功率的预烧板，其考虑重点就需注意下述几个项目。
7.1.在高功率预烧时，电源传输方式经由多片印刷电路板进行传输时，因需要高功率传输，所以印刷电路板内的铜箔线路会增大增厚，灌孔增多，导致印刷电路板的板所需面积加大，成本相对提高，同时也会影响信号的阻抗匹配。
8.2.多片印刷电路板相连接，在高电流下的电磁干扰，若接触不良，容易发热发烫甚至燃烧，传输距离也容易耗损功率。因此，上述的现有半导体元件预烧测试装置经由多片印刷电路板的电源传输方式的预烧测试装置，并非十分理想，尚有改善的空间。


技术实现要素：

9.发明人鉴于此，本着积极发明创作的精神，提出一种可以解决上述问题的半导体元件预烧测试模块及其预烧测试装置，几经研究实验终于完成本发明。
10.本发明的主要目的是在提供一种半导体元件预烧测试模块及其预烧测试装置，本发明可减少预烧板内铜箔布线传输电力的长度与数量，降低预烧板的成本，且将高功率电力所产生的高温分散至预烧板的两侧，也可降低预烧板传输高功率电力所产生的高温。此外，若未来欲提高预烧功率，即需提高输电的电源瓦数，使用本发明的外接输电元件可不需更改预烧板的设计，直接更换外接输电元件即可达成提高预烧板预烧功率的需求。另外，本发明的外接输电元件可方便工程人员，查看正极导线与负极电导线的使用状况，判断是否需维修或更换，即更换或维修外接输电元件都很方便，可大幅降低人力成本。
11.为达成上述的目的，本发明的半导体元件预烧测试模块包括有：一预烧板及一外接输电元件。其中，预烧板上具有至少两个预烧座，该至少两个预烧座可用以置放至少两颗待测芯片；外接输电元件设置在该预烧板的相对应两侧，外接输电元件包括有至少两个传导件及至少两个端子座；其中，该预烧板具有与该外接输电元件相对应电连接的至少两条布线，用以将电力经由该至少两个端子座及该至少两个传导件传送至预烧板的至少两个预烧座。
12.为达成上述的目的，本发明的半导体元件预烧测试装置包括有：至少两个预烧板、至少两个接口板、至少两个驱动模块、及至少两个外接输电组件。其中，每一预烧板上具有至少两个预烧座，该至少两个预烧座可用以置放至少两颗芯片；每一接口板电连接该每一预烧板，该每一界面板具有高功率电源供应器，该高功率电源供应器可用以提供该每一预烧板所需的电力；每一驱动模块电连接每一接口板，驱动模块具有一元件电源板，该元件电源板可用以提供该驱动模块所需的电力；每一外接输电元件电连接该每一接口板，每一外接输电组件是设置在每一预烧板的相对应两侧，该每一外接输电元件包括有至少两个传导件及至少两个端子座，每一预烧板具有与每一外接输电组件相对应电连接的至少两条布线，用以将电力由每一接口板的高功率电源供应器经由至少两个端子座及至少两个传导件传送至每一预烧板的至少两个预烧座。
13.上述半导体元件预烧测试模块可以还包括有一框体，该外接输电元件是设置在该框体上，而该预烧板则设置在该框体内。此外，上述框体可以还具有相连的至少两个横向支架及至少两个纵向支架，该预烧板是置放在该至少两个横向支架及至少两个纵向支架上。
14.上述框体可具有至少两个分隔架，每一分隔架形成至少两个凹槽，该至少两个凹槽可用以置放该外接输电元件的至少两条横向导线与至少两条纵向导线，用以确保相邻的横向导线与纵向导线能保持特定的间距，防止产生电感阻抗。
15.上述外接输电元件的该至少两条横向导线与该至少两条纵向导线形成一正极导线及一负极导线，该正极导线及该负极导线分别设置在该预烧板的两侧。因此，可方便维修与更换外接输电元件。
16.上述外接输电元件的该至少两个传导件可为导电条或电缆线。
17.上述外接输电组件可以还包括有至少一防护罩，该防护罩可用以覆盖该外接输电元件以隔绝电磁波干扰预烧板的电路信号，也可在测试作业中，防止操作人员误触外接输电元件的横向导线与纵向导线。
18.上述接口板设置在至少两个端子埠，用以与该每一外接输电元件的该至少两个端子座电连接。
19.上述外接输电元件的每一端子座及界面板的每一端子埠，可具有至少两个弹簧针连接器，该至少两个弹簧针连接器采用公座型态及母座型态，二者可相互插设电连接，以提高该每一端子座及每一端子埠的使用寿命，且本发明采用弹簧针连接器的设计，也较能适用于传导高瓦数的电力。
20.上述元件电源板及驱动模块，可分别提供该至少两颗芯片的电源信号及i/o(输入/输出)测试信号至该预烧板。
21.上述每一预烧板及每一接口板可分别具有一卡缘连接器，用以相互电连接，将该组件电源板及该驱动模块的电源信号及i/o测试信号透过该每一接口板传递至该每一预烧板。
22.以上概述与接下来的详细说明都为示范性质，是为了进一步说明本发明的申请保护范围。而有关本发明的其他目的与优点，将在后续的说明与图示加以阐述。
附图说明
23.图1示意性示出了现有技术半导体元件预烧测试装置的示意图；
24.图2示意性示出了本发明第一优选实施例半导体元件预烧测试装置的立体示意图；
25.图3示意性示出了本发明第一优选实施例半导体元件预烧测试模块的立体图；
26.图4示意性示出了本发明第一优选实施例半导体元件预烧测试模块的外接输电元件的单侧立体图；
27.图5示意性示出了本发明第一优选实施例半导体元件预烧测试模块的外接输电元件的另一单侧立体图；
28.图6a示意性示出了本发明第一优选实施例半导体元件预烧测试模块的外接输电元件的母座端子座立体图；
29.图6b示意性示出了本发明第一优选实施例半导体元件预烧测试模块的外接输电元件的公座端子座立体图；
30.图7示意性示出了本发明第二优选实施例半导体元件预烧测试模块的立体图；
31.图8示意性示出了本发明第三优选实施例半导体元件预烧测试模块的立体图；
32.图9示意性示出了本发明第四优选实施例半导体元件预烧测试模块的立体图。
33.附图符号说明：
34.预烧测试装置10；驱动模块11；界面板12；组件电源板13；高功率电源供应器15；端子埠16；卡缘连接器17；预烧测试模块20,201,202,203；预烧座21；预烧板22；布线25；外接输电组件30,301,302,303；导电条31；螺丝311；电缆线32；压接头321；螺丝322；端子座33；弹簧针连接器331；弹簧针连接器332；卡缘连接器34；框体35；横向支架351；纵向支架352；分隔架36；凹槽361；防护罩38；驱动模块80；电源供应器85；适配卡86；预烧板90
具体实施方式
35.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照
附图，对本发明作进一步的详细说明。
36.请参照图2与图3，其分别为本发明第一优选实施例的半导体元件预烧测试装置的立体示意图及半导体元件预烧测试模块的立体图。本实施例的半导体元件预烧测试装置10可插设至少两个预烧测试模块20，并可经由至少两个预烧测试模块20同时对半导体元件进行预烧测试，如图2所示，预烧测试装置10上具有至少两个接口板12，每一接口板12上具有至少一高功率电源供应器15及两个端子端口16，每一接口板12可分别与每一预烧测试模块20电连接执行测试。
37.首先，先说明半导体元件预烧测试模块20的结构，如图3所示，每一预烧测试模块20包括有：一预烧板22、二防护罩38、及一外接输电元件30。预烧板22上具有至少两个预烧座21，至少两个预烧座21可用以置放至少两颗芯片，外接输电元件30设置在该预烧板22的相对应两侧，外接输电元件30包括有至少两个传导件及两端子座33。在本实施例中，至少两个传导件是指至少两条导电条31及至少两条电缆线32。
38.此外，预烧板22具有与该外接输电元件30的至少两个传导件相对应电连接的至少两条布线25。因此，外接输电元件30可将电力由预烧测试装置10的接口板12上的高功率电源供应器15经由端子座33、至少两条导电条31及至少两条电缆线32、及至少两条布线25分别传送至该预烧板22的至少两个预烧座21上，用以提供预烧测试的高安培的电流、风扇及加热器所需的电力。另外，接口板12的卡缘连接器17与预烧板22的卡缘连接器34所电连接的电路结构，其仅作为预烧测试装置10的驱动模块与预烧板22之间的电路信号传输，不提供预烧板22的预烧所需电力的用途。在本实施例中，每一预烧板22上具有六个预烧座21。
39.在本实施例中，外接输电元件30是设置在框体35上，而该框体35具有相连的至少两个横向支架351及至少两个纵向支架352，该预烧板22则设置在该框体35内的至少两个横向支架351及至少两个纵向支架352上。此外，请参照图4，该框体35具有至少两个分隔架36，每一分隔架36形成至少两个凹槽361，每一凹槽361可用以置放该至少两条导电条31，用以确保相邻的导电条31能保持特定的间距，防止产生电感阻抗。
40.请参照图4与图5，其分别为本发明第一优选实施例半导体元件预烧测试模块的外接输电元件的单侧与另一单侧立体图，本实施例的外接输电元件30的至少两条导电条31与至少两条电缆线32形成一正极导线及一负极导线，且预烧板22上的该至少两条布线25形成一正极布线及一负极布线，该正极导线及该负极导线分别设置在该预烧板22的两侧，也就是，在预烧板22上两侧分别形成一正极与一负极的布置。因此，可减少预烧板22内电源布线25的使用长度，降低预烧板22传输高功率电力所产生的高温。在本实施例中，外接输电元件30的两侧分别覆盖一防护罩38，以隔绝电磁波干扰预烧测试模块20的电路信号，也可在测试作业中，防止操作人员误触外接输电元件30的至少两条导电条31与至少两条电缆线32。在第一优选实施例中，电缆线32两端设有压接头321及螺丝322，通过电缆线32可分别锁附固定在导电条31及预烧板22之间，方便维修或更换预烧板22。
41.请参照图6a与图6b，其分别为本发明第一优选实施例半导体元件预烧测试模块的外接输电元件的母座端子座与公座端子座立体图。如图6a所示，外接输电元件30的端子座33具有至少两个母座的弹簧针连接器332，图6b所示，外接输电元件30的端子座33具有至少两个公座的弹簧针连接器331，而预烧测试装置10上接口板12的两侧也具有与该等至少两个母座的弹簧针连接器332与至少两个公座的弹簧针连接器331相对应插设电连接的端子
埠16，因此，预烧测试装置10的接口板12的两端子埠16可与预烧测试模块20的外接输电元件30的两端子座33电连接。本实施例的端子座33是采用弹簧针连接器331,332，可提高该每一端子座33及每一端子埠16的使用寿命。
42.再参照图2及图3，本实施例的半导体元件预烧测试装置10包括有：至少两个预烧板22、至少两个接口板12、至少两个驱动模块11及至少两个外接输电元件30，每一预烧板22上具有六个预烧座21，该六个预烧座21可用以置放至少两颗芯片。每一接口板12分别对应电连接每一预烧板22，该每一界面板12具有一高功率电源供应器15，用以提供该每一预烧板22所需的电力。每一驱动模块11电连接每一接口板12，该驱动模块11具有一元件电源板13，用以提供该驱动模块11所需的电力。
43.其中，每一外接输电元件30电连接该每一接口板12，该每一外接输电元件30是设置在该每一预烧板22的相对应两侧，包括有至少两条导电条31、至少两条电缆线32及两端子座33，该预烧板22具有与该外接输电元件30相对应电连接的至少两条布线25，用以将电力由该接口板12的该高功率电源供应器15经由该至少两个端子座33、该至少两条导电条31及该至少两条电缆线32传送至该每一预烧板22的该至少两个预烧座21。
44.此外，预烧测试装置10的每一元件电源板13及驱动模块11分别提供每一预烧板22上至少两颗芯片的电源信号及i/o测试信号至该预烧板22。在本实施例中，每一预烧板22具有一母座的卡缘连接器34，且每一接口板12具有一公座的卡缘连接器17，预烧板22与接口板12二者可用以相互电连接，预烧测试装置10的元件电源板13及该驱动模块11的电源信号及i/o测试信号透过该每一接口板12传递至该每一预烧板22。
45.因此，在本实施例中，预烧测试装置10的电源信号及i/o测试信号透过该每一接口板12的卡缘连接器17与每一预烧板22的卡缘连接器34传递至该每一预烧板22，而预烧测试装置10的每一接口板12的两端子埠16是与每一预烧测试模块20的外接输电元件30的两端子座33电连接，其可提供预烧测试的高安培的电流、风扇及加热器所需的电力作为每一预烧板22的预烧测试，二者的电是依不同路径传送。
46.因此，本发明的半导体元件预烧测试模块20及其预烧测试装置10可减少预烧测试模块20的预烧板22上铜箔布线传输电力的长度与数量，降低预烧板22的成本，且将高功率电力所产生的高温分散至预烧板22的两侧，也可降低预烧板22传输高功率电力所产生的高温。此外，若未来欲提高预烧功率，即需要提高输电的电源瓦数，使用本发明的外接输电元件30可不需更改预烧板22的设计，直接更换外接输电元件30即可达成提高预烧板22预烧功率的需求。另外，本发明的外接输电元件30可方便工程人员，查看正极导线与负极电导线的使用状况，判断是否需维修或更换，即更换或维修外接输电组件30都很方便，可大幅降低人力成本。
47.请参照图7是本发明第二优选实施例半导体组件预烧测试模块的立体图，本实施例的导体元件预烧测试模块201与第一实施例的导体元件预烧测试模块20的结构大致相同，其差异仅在于本实施例导体元件预烧测试模块201的外接输电元件301的至少两个传导件都为电缆线32，而第一实施例的导体元件预烧测试模块20的外接输电元件30的至少两个传导件为电缆线32与导电条31。
48.请参照图8是本发明第三优选实施例半导体元件预烧测试模块的立体图，本实施例的导体元件预烧测试模块202与第一实施例的导体元件预烧测试模块20的结构大致相
同，其差异仅在于本实施例导体元件预烧测试模块202的外接输电元件302的至少两个传导件都为导电条31，而第一实施例的导体元件预烧测试模块20的外接输电元件30的至少两个传导件为电缆线32与导电条31。再者，在本实施例中，导电条31的一端连接预烧板22，设有螺丝311是穿设在预烧板22，通过导电条31可锁附固定在预烧板22，除可方便维修或更换预烧板22外，还可使导电条31紧密连接预烧板22的布线25，防止导电条31与预烧板22连接处因阻抗过大产生高温，而造成预烧板22烧毁。
49.请参照图9是本发明第四优选实施例半导体元件预烧测试模块的立体图，本实施例的导体元件预烧测试模块203与第二实施例的导体元件预烧测试模块201的结构大致相同，其差异仅在于本实施例导体元件预烧测试模块203的外接输电元件303所形成的正极导线及负极导线分别设置在该预烧板22的两侧的正反两面，而第二实施例的导体元件预烧测试模块201的外接输电元件301所形成的正极导线及负极导线分别设置在该预烧板22的两侧的正面。
50.第二、第三、及第四实施例的导体元件预烧测试模块201,202,203如同第一实施例的导体元件预烧测试模块20具有相同的功效，即都可减少预烧测试模块20的预烧板22上铜箔布线传输电力的长度与数量，降低预烧板22的成本，且将高功率电力所产生的高温分散至预烧板22的两侧，也可降低预烧板22传输高功率电力所产生的高温。此外，若未来欲提高预烧功率，即需要提高输电的电源瓦数，使用本发明的外接输电元件30，可不需更改预烧板22的设计，直接更换外接输电元件30即可达成提高预烧板22预烧功率的需求。另外，本发明的外接输电元件30可方便工程人员，查看正极导线与负极电导线的使用状况，判断是否需维修或更换，即更换或维修外接输电组件30都很方便，可大幅降低人力成本。
51.以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。