用于半导体集成电路的具有液体冷却框架的测试插座组件制造技术

提供了一种用于半导体集成电路(IC)芯片的具有液体冷却框架的插座组件。插座组件包括液体冷却插座框架，该液体冷却插座框架包括限定开口的金属框架主体，该开口的尺寸适于容纳半导体IC芯片，其中框架主体包括一个或多个通道，该一个或多个通道横向地定位成穿过框架主体并且定位在框架主体的内部中，通道限定流体路径。插座组件还包括插座盒，该插座盒包括限定多个空腔的金属盒主体，每个空腔的尺寸适于在其中容纳测试探针，插座框架覆盖插座盒的一部分并在开口处暴露多个空腔。部分并在开口处暴露多个空腔。部分并在开口处暴露多个空腔。

【技术实现步骤摘要】
用于半导体集成电路的具有液体冷却框架的测试插座组件


[0001]本公开的领域一般涉及用于半导体集成电路的测试插座，并且更具体地，涉及用于测试半导体集成电路(IC)芯片的具有液体冷却框架的测试插座组件。

技术介绍

[0002]半导体集成电路(IC)芯片以各种封装或芯片配置生产，并且大量生产。IC芯片的生产通常包括以模拟最终用户对那些IC芯片的应用的方式来测试IC芯片。测试IC芯片的一种方式是通过测试插座组件将每个IC芯片连接到印刷电路板(PCB)或负载板，该印刷电路板或负载板执行IC芯片的各种功能。该测试插座组件可被重复使用以测试许多IC芯片。
[0003]已知的测试插座组件在一些方面是不利的，并且需要改进。
[0004]简要描述
[0005]在一个方面，提供了一种用于半导体集成电路(IC)芯片的插座组件。插座组件包括插座框架，插座框架包括限定尺寸适于容纳(receive)半导体IC芯片的开口的金属框架主体，其中框架主体包括横向地定位成穿过框架主体并且定位在框架主体的内部中的一个或多个通道，通道限定流体路径。插座组件还包括插座盒(socket cartridge)，该插座盒包括限定多个空腔的金属盒主体，每个空腔的尺寸适于在其中容纳测试探针，插座框架覆盖插座盒的一部分并在开口处暴露多个空腔。
[0006]在另一方面，提供了一种组装用于半导体集成电路IC芯片的插座组件的方法。该方法包括形成插座框架，该插座框架包括限定尺寸适于容纳半导体IC芯片的开口的金属框架主体，其中框架主体包括横向地定位成穿过框架主体并且定位在框架主体的内部中的一个或多个通道，通道限定流体路径。该方法还包括形成包括金属盒主体的插座盒，该金属盒主体限定了多个空腔，每个空腔的尺寸适于在其中容纳测试探针，以及通过覆盖插座盒的一部分并在开口处暴露多个空腔，将插座框架安装在插座盒上。
附图说明
[0007]图1是示例测试系统的示意图的分解图；
[0008]图2A是图1所示的测试系统中的示例性插座组件的顶部透视图；
[0009]图2B是图2A所示插座组件的底部透视图；
[0010]图2C是图2A所示插座组件的分解图；
[0011]图2D是图2A所示插座组件沿图2A中标记的线2D
‑
2D的剖视图；
[0012]图2E是图2A所示插座组件沿图2A中标记的线2E
‑
2E的剖视图；
[0013]图2F是图2E所示插座组件的一部分的放大图；以及
[0014]图3是组装图1
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2F所示的插座组件的方法的流程图。
具体实施方式
[0015]本公开包括测试插座组件和通过将液体冷却并入插座组件中来改进半导体集成
电路(IC)芯片和插座组件的测试系统的热传递的方法。
[0016]消费者对下一代技术的需求，例如高速游戏、计算机图形、物联网(IoT)、5G、人工智能(AI)、深度学习、交通工具到交通工具通信和自驾交通工具，产生了对高速数据传输和处理技术的需求。高可靠性测试对于高速、多功能设备是必要的。
[0017]在测试IC芯片时，能够测试IC芯片的测试系统的基本部件是用于IC芯片的测试插座组件，其能够被多次重复使用以测试大量的IC芯片。测试插座组件将IC芯片电和机械地连接到印刷电路板(PCB)或负载板。测试插座组件可以被重复使用的程度通过它可以承受多少“循环”而不降低性能(例如信号性能)来量化。每次将IC芯片插入或设置到测试插座组件中时，称为一个循环。通常，经过许多循环的过程，测试插座组件的触点和结构的电气和机械特性开始退化。退化的一个原因是在测试期间，尤其是高性能IC芯片，由IC芯片产生的热量导致的测试插座组件的反复加热和变形。这种退化最终影响测试本身的完整性，在该点，测试插座组件达到其使用寿命的终点。
[0018]图1是包括示例性插座组件102、半导体IC芯片104和PCB 106的示例性测试系统100的示意图的分解图。IC芯片104将被测试。PCB 106包括测试电路。插座组件102提供IC芯片104和PCB 106之间的电连接和机械连接。测试系统100还包括多个探针108。探针108可以包括接地探针108
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g、信号探针108
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s和电源探针108
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p。探针108被放置在插座组件102中，并且用于在IC芯片104和PCB 106之间建立电连接。具体地，接地探针108
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g接地。信号探针108
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s在IC芯片104和PCB 106之间传输信号。功率探针108
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p被配置成连接到电源。通过探针108从PCB板106向IC芯片104提供电源、接地和信号。
[0019]在操作中，插座组件102安装在PCB上。为了测试IC芯片104，IC芯片104被容纳在插座组件102中，并且PCB 106被放置在测试系统内。
[0020]插座组件102用作将许多IC芯片104连接到PCB 106的可重复使用的接口。IC芯片104的高性能，例如高速，产生大量的热。例如，63mm
×
95mm IC芯片的传热率可以达到1.2kW。插座组件102需要保持高可靠性，而不会受到IC芯片104测试期间产生的热量的不利影响或过热。
[0021]用于插座组件的传统插座框架由塑料、不导热的材料制成。在这种实施方式中，IC芯片通过与IC芯片顶表面(IC芯片的背对测试插座组件的表面)接触的散热器的热传递而被冷却。这种冷却机构有效地将热量从IC芯片的顶表面上除去。然而，随着IC芯片性能的提高，出现了新的问题，其中在IC芯片和测试插座组件之间的接触点，例如IC芯片和探针之间的接触点，产生高热。接点的高热量是在IC芯片的底侧，其是与IC芯片顶表面相对且面向测试插座组件的表面。放置在IC芯片顶表面上的散热器不再足够，或者在消散在接触点处产生的高热方面具有增加的困难。因此，高效且有效地消散所述大量热量是可靠地测试高性能IC芯片的新问题。
[0022]在接触点产生的高热降低了测试插座组件的性能和寿命。随着插座组件102重复使用以测试许多IC芯片104，大量的热使插座组件变形，影响传统测试系统的电性能，并且导致传统测试系统不能传输高频信号。因此，具有塑料插座框架的传统测试系统不能持续较长时间，并且具有不令人满意的性能，尤其是对于高频信号。此外，因为传统插座组件的插座框架由非导热材料制成，所以在插座框架内包括液体冷却路径是无意义的。换句话说，在本文所公开的系统和方法中，通过在金属插座框架中包括冷却流体路径并使用液体冷却
来散热的解决方案将不适用于传统插座组件和测试系统。
[0023]如本文所公开的具有液体冷却框架202的插座组件102旨在通过从测试插座组件102和IC芯片104之间的接触点移除热量来保持测试插座组件102冷却，从而提高测试插座的寿命、减少维护并最终减少测试系统100的停机时间。<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于半导体集成电路IC芯片的插座组件，该插座组件包括：插座框架，所述插座框架包括限定开口的金属框架主体，所述开口的尺寸适于容纳所述半导体IC芯片，其中，所述框架主体包括一个或多个通道，所述一个或多个通道横向地定位成穿过所述框架主体并且定位在所述框架主体的内部中，所述通道限定流体路径；以及插座盒，所述插座盒包括限定多个空腔的金属盒主体，每个空腔的尺寸适于在其中容纳测试探针，所述插座框架覆盖所述插座盒的一部分并且在所述开口处暴露所述多个空腔。2.根据权利要求1所述的插座组件，该插座组件还包括：入口，所述入口在所述流体路径的开始处耦合到所述插座框架；以及出口，所述出口在所述流体路径的末端处耦合到所述插座框架。3.根据权利要求1所述的插座组件，其中，所述插座框架包括一个或多个插头，每个插头定位在所述插座框架的外部和所述通道中的一个的末端处。4.根据权利要求1所述的插座组件，其中，所述插座框架和所述插座盒被制造为单件。5.根据权利要求1所述的插座组件，该插座组件还包括：热膏，位于所述插座框架和所述插座盒之间。6.根据权利要求1所述的插座组件，其中，所述插座框架还包括第一绝缘层，所述第一绝缘层定位在所述框架主体的除与所述插座盒接合的一侧之外的一表面处，所述插座盒还包括第二绝缘层，所述第二绝缘层定位在所述盒主体的除与所述插座框架接合的一侧之外的一表面处。7.根据权利要求6所述的插座组件，其中，所述空腔包括未绝缘的接地空腔。8.根据权利要求6所述的插座组件，其中，所述空腔包括未绝缘的信号空腔。9.一种组装用于半导体集成电路IC芯片的插座组件的方法，该方法包括：形成包括金属框架主体的插座框架，所述金属框架主体限定尺寸适于容纳所述半导体IC芯片的开口，其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：Q，
申请(专利权)人：史密斯互连美洲公司，
类型：发明
国别省市：