集成電路老化測(cè)試插座的結(jié)構(gòu)形式

集成電路制造廠對(duì)其生產(chǎn)的每種集成電路封裝器件都要進(jìn)行老化測(cè)試，所以集成電路需求量的迅速增長(zhǎng)，為老化測(cè)試插座產(chǎn)業(yè)也提出了更高的要求，必須具備與產(chǎn)量和品種相適應(yīng)的老化測(cè)試插座。老化測(cè)試插座是對(duì)集成電路進(jìn)行可靠性驗(yàn)證和各類環(huán)境適應(yīng)性試驗(yàn)的必備的試驗(yàn)裝置。

集成電路封裝的結(jié)構(gòu)型式

集成電路芯片的封裝技術(shù)已歷經(jīng)了好幾代的變遷，技術(shù)指標(biāo)一代比一代先進(jìn)，如芯片面積與封裝面積越來越接近，適用頻率越來越高，耐溫性能越來越好，引腳數(shù)增多，引腳節(jié)距減小，可靠性提高，更加方便等等。芯片封裝形式很多，但就其與PCB的安裝方式來看主要有以下兩類封裝：通孔式封裝和表面貼裝式封裝。

通孔式封裝，是Ic的引腳通過穿孔插進(jìn)電路板，在板的背后焊接。主要包括雙列直插式封裝(DIP)和針柵陣列封裝(PGA)。較受歡迎的表面貼裝式封裝，是將芯片載體(封裝)直接焊接在PCB上的封裝。包括：小外形封裝SOP：四方扁平封裝QFP；塑料引線芯片載體封裝PLCC：無引線陶瓷芯片載體封裝LCC：球柵陣列封裝BGA、芯片級(jí)封裝CSP等。

老化測(cè)試插座的結(jié)構(gòu)

無論是通孔式封裝還是表面貼裝式封裝，生產(chǎn)制造過程中的老化測(cè)試都是一個(gè)重要環(huán)節(jié)，所以老化測(cè)試插座是隨著集成電路的發(fā)展而發(fā)展的。老化測(cè)試插座的結(jié)構(gòu)是根據(jù)集成電路封裝結(jié)構(gòu)的不同而設(shè)計(jì)的。其命名與集成電路封裝形式一致。因此，為了順應(yīng)集成電路的飛速發(fā)展，一般而言，有什么樣的封裝形式就有什么樣的老化測(cè)試插座。并且由于集成電路封裝節(jié)距小、密度大，所以給老化測(cè)試插座的設(shè)計(jì)與制造帶來了很大的難度。下面對(duì)老化測(cè)試插座的結(jié)構(gòu)作簡(jiǎn)單介紹。

通孔式封裝老化測(cè)試插座

單、雙列直插式封裝老化測(cè)試插座

單、雙列直插式封裝的I／O接腳是從封裝的對(duì)邊伸延出來的，然后彎曲(見圖1)。雙列直插式封裝有塑料PDIP和陶瓷CDIP兩種，中心距為2.54mm或1.778mm，一般是8～64接腳，而塑料封裝DIP的接腳數(shù)目通?？梢远嘀?8。因?yàn)閴耗：鸵€框的關(guān)系，令制造尺寸更大的DIP有困難，導(dǎo)致接腳數(shù)目局限在68以內(nèi)。由于DIP接腳數(shù)目比較少，最多為68，所以DIP老化測(cè)試插座一般采用低插拔力片簧式結(jié)構(gòu)(見圖2)，此結(jié)構(gòu)由接觸件和絕緣安裝板組成。接觸件采用片簧式結(jié)構(gòu)使封裝引線，與片簧式接觸件雙面接觸、耐磨損，并易于插拔。

雖然國(guó)內(nèi)外大多數(shù)Ic生產(chǎn)廠家在對(duì)DIP進(jìn)行老化測(cè)試時(shí)采用上述的片簧式結(jié)構(gòu)，也有少數(shù)的Ic生產(chǎn)廠家采用手柄式老化測(cè)試插座，這種插座是零插拔力結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)制造難度比較大，價(jià)格也比較高，所以也有少數(shù)Ic生產(chǎn)廠家使用圓孔式結(jié)構(gòu)(見圖3)，即裝機(jī)用DIP插座，因裝機(jī)用DIP插座插拔力小，接觸可靠，并且價(jià)格很便宜。

針柵陣列封裝(PGA)封裝老化測(cè)試插座

PGA是通孔封裝中的一種流行封裝，它是一個(gè)多層的芯片載體封裝，外形通常是正方形的，這類封裝底部焊有接腳，通常用在接腳數(shù)目超過68的超大規(guī)模IC(VLSI)上。當(dāng)需要高接腳數(shù)目或低熱阻時(shí)，PGA是DIP的最佳取代封裝方式。PGA封裝的外形見圖4。

PPGA為塑料針柵陣列封裝，CPGA為陶瓷針柵陣列封裝其節(jié)距為2.54mm。而FPGA為窄節(jié)距PGA，目前接腳節(jié)距為0.80mm、0.65mm的FPGA為主流。目前國(guó)內(nèi)常用的PGA封裝接腳數(shù)目從100(10×10)到441(21×21)或更多。

對(duì)于接腳數(shù)目少于100線的PGA封裝進(jìn)行老化測(cè)試時(shí)，國(guó)內(nèi)有一小部分生產(chǎn)廠家采用性價(jià)比較好、插拔力較小的圓孔插入式插座(見圖5)。而對(duì)于超過接腳數(shù)目100的，則要使用零插拔力老化測(cè)試插座。

PGA零插拔力老化測(cè)試插座的結(jié)構(gòu)形式(見圖6)。使用時(shí)把這種插座的手柄輕輕抬起，PGA就可以很容易、輕松地插入插座中，然后將手柄水平放置到原處，利用插座本身的特殊結(jié)構(gòu)生成的擠壓力，將PGA的接腳與插座牢牢地接觸，絕對(duì)不存在接觸不良的問題，而拆卸PGA芯片只需將插座的手柄輕輕抬起、則壓力解除，PGA芯片既可輕松取出。由于PGA零插拔力插座使用方便，接觸可靠，也常用于裝機(jī)。例如，計(jì)算機(jī)主機(jī)中的CPU就使用的是PGA零插拔力插座。

表面貼裝式封裝老化測(cè)試插座

表面貼裝式封裝形式

QFP四方扁平封裝適用于高頻和多接腳器件，四邊都有細(xì)小的

“L”字引線(見圖7)。小外形封裝(SOP)的引線與QFP方式基本相同。唯一區(qū)別是QPP一般為正方形、四邊都有引線，而SOP則是兩對(duì)邊有引線，見圖8。

QFP在電路板的占位比DIP節(jié)省一倍。外形可以是正方形或長(zhǎng)方形，引線節(jié)距為1，27mm、lmm、0.8mm、0.65mm和0.5mm，引線數(shù)目由20-240。而SOP的引線節(jié)距最大為1.27 mm，最小為0.5mm，比DIP要小很多。到了20世紀(jì)80年代，出現(xiàn)的內(nèi)存第二代封裝技術(shù)以TSOP為代表，它很快為業(yè)界所普遍采用，到目前為止還保持著內(nèi)存封裝的主流地位。

LCC系列封裝是無引線封裝，其引線是采用特殊的工藝手段附著在陶瓷底板上的鍍金片，節(jié)距為1.27 mm，常見芯數(shù)為18、20、24、28、68等。封裝形式見圖9。

塑料有引線芯片載體(PLCC／JLCC)是TI于1980年代初期開發(fā)的，是代替無引線芯片載體的一個(gè)低成本封裝方式。PLCC是T形彎曲

(T—bend)的，那是說這封裝的接腳向內(nèi)彎曲成“I”的形狀，所以有些廠家也NqJLCC或QYJ.(見圖10)。PLCC的優(yōu)點(diǎn)是占的安裝位置更小，而且接腳受封裝保護(hù)。PLCC通常是，正方形或長(zhǎng)方形，四邊都有接腳，節(jié)距為1.27 mm或0.65mm。引線數(shù)常見的有18、20、22、28、32、44、52、68、84。

J形引線小外形封裝(sOJ)的對(duì)邊伸延出來的，然后彎曲成“T”形(見圖11)，引線形狀與PLCC相同，不過PLCC的引線分布在四邊，其引線節(jié)距為1.27mm，常用芯數(shù)為16、20、24、26、28、32、34、40、44(節(jié)距為0.80)。

為滿足發(fā)展的需要，在原有封裝方式的基礎(chǔ)上，又增添了新的方式一一球柵陣列封裝(BGA)、盤柵陣列封裝(LGA)，芯片尺寸封裝(CSP)、多芯片組件(MCM)等等，其外形見圖12，由圖可以看出，這幾種封裝形式充分利用整個(gè)底部來與電路板互連，用的不是接腳，而是焊錫球，因此除了封裝方便容易外，還縮短了與PCB板之間的互連距離。

表面貼裝式封裝老化測(cè)試插座

表面貼裝式封裝的飛速發(fā)展，也帶動(dòng)了表面貼裝式封裝老化測(cè)試插座產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展。目前用于表面貼裝式封裝的老化插座的結(jié)構(gòu)形式主要有兩種：按壓式和翻蓋式。這兩種結(jié)構(gòu)都能很好地保護(hù)集成電路封裝件，并且方便快捷，不需要專用工具就能放入和取出封裝件。

按壓式測(cè)試插座由安裝板、施力裝置、定位裝置、接觸件等零件組成，其結(jié)構(gòu)形式如圖13所示，常見的外形見圖14。使用時(shí)操作者要按壓插座的施力裝置，將表面貼裝式封裝件放置在接觸件上，并且借助于定位裝置很好地定位，松開施力裝置使其施加給封裝件的“L”形、“T”形或焊錫球形引線足夠的力，使得引線與接觸件之間形成可靠的接觸。國(guó)內(nèi)Ic生產(chǎn)廠家也曾使用過這種結(jié)構(gòu)形式，通過使用發(fā)現(xiàn)存在兩個(gè)比較大的問題，一是按壓力太大，不宜操作：二是由于手壓施力裝置時(shí)容易造成接觸件受力不均勻，使得圖13所示的接觸件受力后，變形處易折斷，一個(gè)接觸件損壞，整個(gè)插座就報(bào)廢了。所以一般情況下對(duì)于芯數(shù)比較少的表面貼裝式封裝件使用按壓式結(jié)構(gòu)的Ic生產(chǎn)廠家還是比較多的，比如I形彎曲引線的PLCC和SOJ，在老化測(cè)試時(shí)一般選用此種結(jié)構(gòu)形式。

翻蓋式老化測(cè)試插座主要用于表面貼裝式封裝的夾具，其施力裝置是由帶掛鉤或卡塊的不銹鋼或塑料蓋子。OFP、SOP封裝件的引線為“L”狀，非常的脆弱，其引線的節(jié)距分別為1.27 mm、1.02 mm、0.8 mm等。為了保護(hù)封裝件的引線，QFP系列夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)有便于放置封裝件的結(jié)構(gòu)件。到目前為止用于QFP和sop的翻蓋式老化測(cè)試插座有兩種結(jié)構(gòu)形式。

一種是圖15所示的結(jié)構(gòu)，由蓋板、卡塊、安裝板和接觸件等零件組成，接觸件安裝在安裝板的槽中，接觸件的接觸部位與安裝板的槽頂端有一定的距離H，封裝件的各個(gè)引線既可直接放置每個(gè)接觸件上安裝板的槽中，這樣的結(jié)構(gòu)在蓋子扣到位后，既可以在夾具工作過程中很好地保護(hù)封裝件，又可以使封裝件的引線與夾具的接觸件可靠地接觸。

另一種也是目前比較受歡迎的結(jié)構(gòu)，在帶掛鉤的蓋板與接觸件之間增加一個(gè)固定封裝件的絕緣裝置(見圖16)，其中的定位板上設(shè)計(jì)有與封裝件的引線的節(jié)距與數(shù)量相等的細(xì)長(zhǎng)槽，測(cè)試、老化時(shí)將QFP或sop封裝件放置在固定裝置后，再將固定裝置放置在插座的接觸件上，蓋板鎖緊后，即可以保證引線與接觸件可靠地接觸，又能保護(hù)引線不受損害，不變形。其最大優(yōu)點(diǎn)就是操作方便、使用壽命長(zhǎng)，比較受Ic生產(chǎn)廠家的歡迎。

LCC翻蓋式老化測(cè)試插座結(jié)構(gòu)詳見圖17、其接觸件也是“c”型的。測(cè)試、老化時(shí)將其放置在插座的規(guī)定位置，使封裝件的引線與插座接觸件的接觸部位接觸、然后將蓋板壓緊卡塊卡到位即可。

焊錫球形引腳封裝翻蓋式老化測(cè)試插座的結(jié)構(gòu)形式見圖18，其接觸件結(jié)構(gòu)的形狀為喇叭口形狀、這種喇叭口形狀既能很好地保護(hù)焊錫球，又能與焊錫球形成可靠地接觸。老化測(cè)試時(shí)將封裝件的焊錫球形引腳放置在接觸件的喇叭口上，將蓋板壓緊卡塊卡到位后，封裝件的焊錫球形引腳與接觸件的喇叭口的接觸部位可靠地接觸。

結(jié)語

本文簡(jiǎn)單論述了目前用量比較大的集成電路老化測(cè)試插座的結(jié)構(gòu)形式。通過以上論述可以看出為了使用方便、保護(hù)封裝件，無論是通孔式封裝，還是表面貼裝式封裝其老化測(cè)試插座的結(jié)構(gòu)形式基本上是低插拔力或零插拔力結(jié)構(gòu)。