晶片插座与检测晶片水平定位的方法.pdf

本发明是有关于一种晶片插座与检测晶片水平定位的方法，晶片插座包括一基座与一组件，基座具有一定位面以容置晶片，两对光感应器分别设置于组件内且邻近两对角线的区域，以检测晶片是否水平定位。本发明的目的是使其确保晶片被放置在正确的位置、以避免晶片于测试过程中损伤、以确保测试可以顺利进行。

1、  一种晶片插座用于连接一晶片，其特征在于其包括：
一基座，该基座包括一定位面以容置该晶片，该定位面的轮廓具有两对角线；及
两对光感应器，检测晶片是否水平定位，分别呈一直线设置在邻近该两对角线的区域。

2、  根据权利要求1所述的晶片插座，其特征在于其中所述的两对光感应器分别呈一直线设置在该两对角线正负15度的区域。

3、  根据权利要求1所述的晶片插座，其特征在于其中所述的两对光感应器分别呈一直线设置在该两对角线上。

4、  根据权利要求1所述的晶片插座，其特征在于其中所述的两对光感应器为红外线光感应器。

5、  根据权利要求1所述的晶片插座，其特征在于其中所述的基座还包括一浮动式平台，该定位面设置于该浮动式平台内，该浮动式平台与该基座之间设置有多个弹簧。

6、  根据权利要求1所述的晶片插座，其特征在于其中所述的晶片具有一第一表面与一相对的第二表面，且第一表面设有多个接点，其面向该定位面，该基座还包括多个探针，每一该多个探针包括一定位凹槽面向该定位面，当该晶片为水平放置，每一该多个接点与每一该定位凹槽确实连接。

7、  一种晶片插座用于连接一晶片，其特征在于其包括：
一基座，该基座包括一定位面以容置该晶片，该定位面的轮廓具有两对角线；及
一组件，其用以辅助晶片的定位，其具有一下表面，组装时该下表面面向该定位面；两沟槽设置于该下表面，其中该两对光感应器分别设置该两沟槽内。

8、  一种检测晶片水平定位的方法，其特征在于其包括以下步骤：
提供一基座包括一定位面以容置一晶片；
提供一预定水平位置；
判断最大的超出高度的所有发生位置；
分别设置一对光感应器通过该所有发生位置的邻近区域；
放置该晶片于该定位面上；及
判断是否全部该光感应器的光接收器皆收到信号，若是则进行测试，若否则停止。

9、  根据权利要求8所述的检测晶片水平定位的方法，其特征在于其中所述的晶片具有一第一表面与相对的一第二表面，该第一表面面向该定位面设置，该第二表面的预定放置位置定义为该预定水平位置，当晶片被非水平放置，晶片超出该预定水平位置的部分定义为该最大的超出高度。

10、  根据权利要求8所述的检测晶片水平定位的方法，其特征在于其中所述的晶片的外形为一四方体，该所有发生位置位于该四方体的两对角线上。

11、  根据权利要求10所述的检测晶片水平定位的方法，其特征在于其中分别设置一对光感应器通过该两对角线正负15度的区域。

12、  根据权利要求11所述的检测晶片水平定位的方法，其特征在于其中分别设置一对光感应器通过该两对角线上。

晶片插座与检测晶片水平定位的方法
技术领域
本发明涉及一种晶片插座，特别是涉及一种关于可检测晶片是否水平定位的晶片插座。
背景技术
晶片插座(IC Socket)的功用是为了将晶片突出的多数个端子(pin或lead)分别电性连接于电路板的多数个焊垫(pad)，以进行测试。晶片插座属于消耗品，也可以依照测试晶片的种类作更换，因此，设计良好的晶片插座必须容易更换。
除了更换容易，晶片置放的位置是否正确也是重要课题。如图1所示，美国专利US5100332揭示一种晶片插座包括一底座1与一上盖2。底座1具有一承载面3具有凹槽以容置待测试晶片(未图示)；上盖2具有一扣杆14，使上盖2通过转轴旋转后与底座1扣合。晶片插座的特征在于底座1的四个角落具有V形的凹陷结构11，而上盖相对位置具有V形的凸出结构10；通过凹陷结构11与突出结构10的啮合，使得晶片的定位在测试时更加稳固。
晶片插座可以利用多数个探针(常称pogo-pin)电性连接电路板与待测晶片。如第二图所示，日本公开专利特开2001-267029揭示一种晶片插座15包括一探针16，探针16具有一套筒17，套筒17的某局部区域具有一扩大外径的扩大部18；一柱塞19，可上下自由移动于套筒17内；一弹簧20，向上施力于套筒17，向下施力于柱塞19；及一球接触部21。晶片插座15通过探针16的球接触部21与晶片22的锡球23连接，再通过柱塞19下端与电路板24的焊垫25接触，完成晶片22与电路板24的电性连接。
通常待测晶片由一取放装置(pick and place)，利用吸取真空的方式取得待测晶片，并移动到晶片插座置放晶片的区域，解除真空而置放晶片。因为晶片与电路板是否确实连接会影响到测试品质，甚至测试的可行性，因此，如图2所示的锡球23，必须准确的置放在球接触部21内。
但是，由于某些原因，晶片无法准确的定位。这些原因可能包括了晶片的尺寸很小、重量过轻。例如，当一晶片的尺寸为3.3×3.4×0.76mm，其重量大约仅为50毫克。当晶片的尺寸愈小，想要准确置放晶片也愈加困难，但不幸的是，当晶片的尺寸愈小，可容许的定位偏移量也愈小，容许偏移量可能只有0.1mm甚至更小。
图2显示现有习知的晶片插座的晶片无法准确定位的情形。晶片插座15具有一水平的定位面26，定位面26的截面积略大于晶片的截面积，基于某些原因例如晶片尺寸过小、重量过轻，晶片22被置放时超过容许的偏移量，导致晶片22并非水平地置放于定位面26内，如此造成晶片的锡球23未与探针16确实连接，以致无法取得正确的测试结果。
此外，如果晶片插座是如图1具有上盖2的结构，当晶片22无法精确的水平定位，上盖2下压时会造成晶片22损坏，提高制造成本。
由此可见，上述现有的晶片插座在结构、方法与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决上述存在的问题，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发展完成，而一般产品又没有适切结构能够解决上述问题，此显然是相关业者急欲解决的问题。因此如何能创设一种新型的晶片插座，实属当前重要研发课题之一，亦成为当前业界极需改进的目标。
有鉴于上述现有的晶片插座存在的缺陷，本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种新型的晶片插座与检测晶片水平定位的方法，以确保晶片被放置在正确的位置、避免晶片于测试过程中损伤、确保测试可以顺利进行，能够改进一般现有的晶片插座，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经过反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。
发明内容
本发明的主要目的在于，克服现有的晶片插座存在的缺陷，而提供一种新型的晶片插座与检测晶片水平定位的方法，所要解决的技术问题是使其确保晶片被放置在正确的位置、以避免晶片于测试过程中损伤、以确保测试可以顺利进行。
本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种晶片插座用于连接一晶片，包括：一基座，该基座包括一定位面以容置该晶片，该定位面的轮廓具有两对角线；及两对光感应器，检测晶片是否水平定位，分别呈一直线设置在邻近该两对角线的区域。
本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
前述的晶片插座，其中所述的两对光感应器分别呈一直线设置在该两对角线正负15度的区域。
前述的晶片插座，其中所述的两对光感应器分别呈一直线设置在该两对角线上。
前述的晶片插座，其中所述的两对光感应器为红外线光感应器。
前述的晶片插座，其中所述的基座还包括一浮动式平台，该定位面设置于该浮动式平台内，该浮动式平台与该基座之间设置有多个弹簧。
前述的晶片插座，其中所述的晶片具有一第一表面与一相对的第二表面，且第一表面设有多个接点，其面向该定位面，该基座还包括多个探针，每一该多个探针包括一定位凹槽面向该定位面，当该晶片为水平放置，每一该多个接点与每一该定位凹槽确实连接。
本发明的目的及解决其技术问题还采用以下技术方案来实现。依据本发明提出的一种晶片插座用于连接一晶片，其包括：一基座，该基座包括一定位面以容置该晶片，该定位面的轮廓具有两对角线；及一组件，其用以辅助晶片的定位，其具有一下表面，组装时该下表面面向该定位面；两沟槽设置于该下表面，其中该两对光感应器分别设置该两沟槽内。
本发明的目的及解决其技术问题另还采用以下技术方案来实现。依据本发明提出的一种检测晶片水平定位的方法，包括以下步骤：提供一基座包括一定位面以容置一晶片；提供一预定水平位置；判断最大的超出高度的所有发生位置；分别设置一对光感应器通过该所有发生位置的邻近区域；放置该晶片于该定位面上；及判断是否全部该光感应器的光接收器皆收到信号，若是则进行测试，若否则停止。
本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
前述的检测晶片水平定位的方法，其中所述的晶片具有一第一表面与相对的一第二表面，该第一表面面向该定位面设置，该第二表面的预定放置位置定义为该预定水平位置，当晶片被非水平放置，晶片超出该预定水平位置的部分定义出该最大的超出高度。
前述的检测晶片水平定位的方法，其中所述的晶片的外形为一四方体，该所有发生位置位于该四方体的两对角线上。
前述的检测晶片水平定位的方法，其中分别设置一对光感应器通过该两对角线正负15度的区域。
前述的检测晶片水平定位的方法，其中分别设置一对光感应器通过该两对角线上。
本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。借由上述技术方案，本发明晶片插座与检测晶片水平定位的方法至少具有下列优点及有益效果：
根据本发明提供的晶片插座与检测水平定位的方法，可确保晶片被放置在正确的位置、可避免晶片于测试过程中损伤、测试可以顺利进行。
综上所述，本发明是有关于一种晶片插座与检测晶片水平定位的方法，晶片插座包括一基座与一组件，基座具有一定位面以容置晶片，两对光感应器分别设置于组件内且邻近两对角线的区域，以检测晶片是否水平定位。
本发明具有上述诸多优点及实用价值，其不论在产品、方法结构或功能上皆有较大改进，在技术上有显著的进步，并产生了好用及实用的效果，且较现有的晶片插座具有增进的突出功效，从而更加适于实用，并具有产业的广泛利用价值，诚为一新颖、进步、实用的新设计。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
附图说明
图1与图2为显示现有习知的技术的晶片插座。
图3为显示现有习知的晶片插座的晶片无法准确定位的情形。
图4为显示本发明实施例的晶片插座。
图5至图7为显示本发明另一实施例的晶片插座，其中图5、图6、图7呈现不同的视图。
图8A至图8B为显示本发明实施例r基座的示意图。
图9为显示本发明实施例检测晶片水平定位的方法。
1：底座                 2：上盖
3：承载面               11：凹陷结构
10：凸出结构            14：扣杆
15：晶片插座            16：探针
17：套筒                18：扩大部
19：柱塞                20：弹簧
21：球接触部            22：晶片
23：锡球                24：电路板
25：焊垫                26：定位面
30：晶片插座            31：晶片
32：基座                33：定位面
34：接点                35：探针
36：第一表面            37：第二表面
38：上表面              39：边缘
40：光发射器            41：光接收器
42：组件                43：沟槽
44：下表面                45：定位凹槽
46：浮动式平台            47：下端
48：提供一基座            49：提供一预定水平位置
50：判断最大的超出高度的所有发生位置
51：分别设置一对光感应器邻近上述所有发生位置
52：放置晶片于定位面
53：全部光接收器皆收到讯号
54：进行测试              55：停止
P1：预定水平位置          Z1：超出高度
Z2：超出高度
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的晶片插座与检测晶片水平定位的方法其具体实施方式、结构、方法特征及其功效，详细说明如后。
有关本发明的前述及其他技术内容、特点及功效，在以下配合参考图式的较佳实施例的详细说明中将可清楚的呈现。为了方便说明，在以下的实施例中，相同的元件以相同的编号表示。
图4显示本发明实施例的晶片插座。晶片插座30包括一基座32，基座32包括一定位面33可容置一晶片31，定位面33具有与晶片31相同的轮廓且其截面积略大于晶片的截面积。晶片31具有一第一表面36与一相对的第二表面37，第一表面36面向定位面33组装，且第一表面36具有多个接点34(例如锡球)。另外，基座32具有多个探针35，每一探针具有一定位凹槽45，当晶片31被水平置放时，接点34与探针35的定位凹槽45可确实个别连接；而当晶片31如图所示被非水平置放时，接点34与探针35的定位凹槽45无法确实连接，且晶片31某部分的水平位置会比预定的水平位置来得高。
在实施例中，晶片31具有一预定水平位置P1，预定水平位置P1定义为第二表面37预定的放置位置。此外，预定水平位置P1与基座的一上表面38具有相同的水平高度，但是在其他实施例中，预定水平位置P1的高度可高于或低于上表面38的高度。
当晶片31被非水平置放时，晶片31的第二表面37在定位面33中线超出预订水平位置P1，超出高度为Z1；而在晶片31的一边缘39，亦超出预订水平位置P1，超出高度为Z2。显然超出高度Z2会大于超出高度Z1，并且理论上超出高度Z2具有最大的超出高度值。
为了利用超出高度Z2或Z1作为检测晶片31是否被水平放置，一对或一对以上的光感应器(包括一光发射器40与一光接收器41)设置于基座32上。理论上光接收器41收到光发射器40的信号代表晶片31的水平位置为正确。为了有较好的感应灵敏度，光发射器40与光接收器41连成一直线应该要大致通过超出高度Z2所在的区域，因为超出高度Z2为最大的超出高度，易于侦测。
虽然晶片31的外形没有限制，但以一四方体的晶片为例，晶片的最大的超出高度Z2会发生在晶片31的对角线位置，或者说晶片的四个角落上。由于无法预测哪一个角落会具有最大的超出高度Z2，较佳的实施例是在晶片的两条对角线分别设置一对光感应器。
由于基座32在对角线上可能设置有其他机构，阻碍了光感应器的设置，可行的变更方式是设置光感应器于对角线附近的区域，或者说邻近于对角线的角度。假设一正四方体晶片的两对角线位于45度与135度，则可接受的光感应器的设置角度大约为45±15度与135±15度，也就是大约正负15度的范围内。在这个范围内，可侦测的高度略小于最大的超出高度Z2，此时可以通过提高光发射器40的发光强度而提高侦测灵敏度。本发明不赞同无限的提高发光强度，发光强度过强使得光接收器41很容易就接收到信号，造成实际上并非水平放置但却误判的情形。例如，前述正四方体晶片的两对角线位于45度与135度，如果将两对光感应器分别设置于0度与90度的位置，则可侦测的高度将是超出高度Z1，因为超出高度Z1小于超出高度Z2甚多，必须提高发光强度以提高灵敏度，但是因为灵敏度过高而导致误判、导致测试无法进行或延误。
上述实施例中，光感应器为红外线光感应器，但也可以是其他形式的光感应器。此外，光感应器不限制被设置于基座32上，也可以设置在其他构件，以下的实施例即为示例。
图5至图7显示本发明另一实施例的晶片插座，其中图5、图6、图7呈现不同的视图，相同的元件以相同的符号表示。
图5与图6显示一晶片插座30包括一基座32与一组件42，组件42用以辅助晶片的定位，组件42具有一下表面44，两沟槽43设置于下表面44上，两沟槽43内分别设置一对光感应器(未图示)包括一光发射器与一光接收器。基座32包括一定位面33以容置一晶片(未图示)，如前所述，定位面33具有与晶片相同的外形但略大的截面积。如图7所示，当组件42的下表面44面向基座32的上表面38组装，两沟槽43分别恰好大致通过晶片的两对角线位置，也就是45±15度与135±15度的范围内，且光感应器的设置高度恰好可以侦测到晶片的最大的超出高度Z2或是略低于此值的高度，因此，光发射器的发光强度不需要过强，可避免误判。根据上述机构，组件42不仅可辅助晶片定位，还兼有检测晶片是否水平定位的功能。
图8A至图8B为上述各实施例中，较为详细的基座32示意图，其中图8B为图8A的剖面图。
在基座32的上表面38，可以尚包括一浮动式平台46，而定位面33则设置于浮动式平台内46；浮动式平台46与基座32之间设置有多个弹簧(未图示)，使得浮动式平台46能够依据晶片放置的力量，进行位置的微调。基座32具有多个探针35，每探针35具有一定位凹槽45与一下端47，当晶片31(如图4)被水平置放时，晶片31的接点34(如图4)与探针35的定位凹槽45可确实个别连接，再通过下端47与电路板的焊垫完成电性连接，即可进行测试。
根据上述的实施概念，图9显示本发明实施例的检测晶片水平定位的方法。步骤48，提供一基座48，基座48可以如前各实施例所述的结构，包括定位面容置晶片；步骤49，提供一预定水平位置49，例如图4所示；步骤50，判断最大的超出高度的所有发生位置，例如，当晶片为多边形如四方体，最大的超出高度的发生位置在对角线，例如四方体的两对角线；步骤51，分别设置一对光感应器邻近上述所有发生位置；步骤52，放置晶片于定位面；步骤53，判断是否全部的光接收器皆收到信号；如果是，则进行测试54；如果否，则停止55。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。