在PCB的運作體系中，IC插座就如同宇宙飛船的對接艙口一樣，負責集成電路（IC）的接入與傳輸。它提供了穩定、可靠的電氣連接，確保集成電路能夠正常工作，并與整個系統保持高效的溝通。正如對接艙口能夠精準對接不同的太空艙或設備，IC插座也能與各種集成電路完美匹配，實現功能的擴展與整合。此外，對接艙口在太空探索中具備靈活性和適應性的特點，與IC插座在電路設計中的功能相契合。當需要更換或升級集成電路時，只需簡單地將舊的IC從插座中拔出，再將新的IC插入即可。這種插拔式的操作方式不僅方便快捷，而且降低了維修和更換的難度。

同時，對接艙口在飛船中承擔著重要的安全保障作用，能夠應對各種復雜環境和突發狀況。同樣地，IC插座也能夠在電路遭遇異常時，如電流過大或短路等，起到保護作用，確保整個系統的穩定運行。

4.1 測試治具的組成

IC測試座(SOCKET)是一種將IC上的引腳引出到測試PCB上的治具，與常規IC直接焊接至PCB不同，使用Socket可以很容易的更換芯片，同時不對芯片造成損傷。

Socket的類型多種多樣，按照使用場景劃分，有ATE socket、系統級別測試SLT（System Level Test） socket、老化Burn-in socket、晶圓片級芯片規模封裝WLCSP（Wafer Level Chip Scale Packaging ） socket等，這里我們主要講ATE使用的socket。目前使用最為廣泛的莫過于pogopin socket，其采用彈簧針結構，其探針種類多種多樣，具有壽命高，接觸性能好，易于保養的特點，廣泛用于各種類型封裝體的測試上。

在產品開發過程中，我們首先需要了解被測產品的封裝尺寸以及測試需求，例如最大單Pin的最大電流電壓，工作最高頻率，接觸性能要求，測試溫度及散熱需求等，在設計socket時會根據這些需求挑選滿足要求的探針，按照相應的封裝尺寸去設計相應的socket結構，同時還要保證socket的結構能夠適配所使用的測試機械手（handler）,如圖4-1所示為常見socket。

圖4-1 常見IC Socket

圖4-2 Socket組成

從socket的表面來看，它是由五個部分組成：芯片和芯片測試座引腳接觸的部分、接觸介質部分的結構、引腳引出部分、測試座的外部固定結構、材料部分，接觸介質和外部結構的材料符合此款芯片的測試要求，如圖4-2所示。

芯片和芯片測試座引腳接觸的部分：當下芯片與芯片測試座引腳接觸的主流接觸方式是彈片和探針結構。彈片主要是利用低阻抗的鈹銅銅質材料，模具鑄成彈性結構，為芯片接觸提供接觸力支撐以及減小接觸阻抗。目前各大主流封測廠，還要求彈片至少具備1W次的壽命要求。常用的彈片接觸芯片方式有兩種，一種是單片雙觸點形式，另外一種結構是探針。單片雙觸點形式，一般出現在HMILU的SOP測試座、QFP測試座比較多，這兩種封裝的引腳外凸，需要彈片的夾型結構來固定并導通。

測試探針，是半導體測試中，最常見且十分重要的冶具。探針結構也是采用鈹銅，根據實際的測試要求表面鍍層，一般應用于BGA，QFN等，探針直上直下的結構，能在原有測試主板的結構上進行機械結構的組合，在測試芯片的同時，還原測試版的原有功能，如圖4-3所示。

圖4-3 測試探針

探針的內部具有彈性結構，其針頭的仿形使其匹配不同的需求，能夠增加接觸面與接觸穩定性，從而降低接觸阻抗，輔助測試更好地進行。

隨著我國半導體事業的發展，國產探針需求逐年遞增，探針行業處于高速發展階段。最小間距可達0.20P，多種探針top設計，多種探針結構設計，滿足多樣封裝測試要求。

接觸介質部分的結構：眾所周知，接觸介質的接觸物理結構方面的仿形設計能夠減少接觸阻抗，并且需通過鍍層的形式來進一步降低探針和彈片的主體阻抗，同時還需兼具備接觸介質的長期的良好的接觸，最終避免在接觸時產生額外的噪聲。目前市場上鍍層形式種類有很多，其中包括鍍金，鍍銀，還有鍍鈀金等等。

我們最常見的便是鍍金，但是鍍金并不是為了減少電阻，而是因為金不易氧化，穩定性更強，可以承受長期多次的插拔之后，依舊穩定。

引腳引出部分：引腳引出部分主要說的是彈片針腳和探針陣腳，這兩個部分各有特點。彈片根據其平面型結構的情況，將引腳放大，并發揮放大引腳的功能，歸根結底是要回歸到測試板上來，這種彈片類型的測試座，一般應用于老化測試的較多，主要是其材料的限制。探針引腳，其結構直上直下，接觸芯片原焊盤的位置，只能通過PCB轉接的方式。

圖4-4 引腳引出部分

測試座的外部固定結構：外部結構主要是用于固定測試插座的接觸介質結構，并嚴格控制固定接觸介質的位置（精密控制），同時材料需要符合測試要求。

圖4-5 QFP SOCKET 簡而言之，外部結構對內需要固定引腳，對外需要固定整個測試座，同時還需要符合整個芯片測試的實際要求。

材料部分：測試插座的材料需要符合實際的芯片測試要求。例如做老化測試，測試要求是適用于高低溫的測試環境，那么對應的材料需要優先滿足這些要求；再比如功能測試，需要對頻率、電流、功率等電性能方面有一定要求，那么接觸介質的參數也是需要優于需求，以滿足測試的正常進行。因此測試插座又被稱為符合芯片測試要求的精密轉接頭。

測試插座身為半導體制造過程的關鍵零部件，但隨著封裝類型的激增、尺寸的縮小和速度的提高，設計者必須應對越來越多的不同挑戰。

芯片更新迭代的速度變得越來越快，功能越來越復雜，這就要求更高的測試可靠性和更少的測試時間以將產品快速推出市場。

4.2 測試治具的PCB封裝

根據我們的需要本次我們主要圍繞DIP14、DIP16、DIP20、DIP24、DIP28、DIP32、DIP40、SOP8、SOP14、TSSOP20、QFP64等Socket的PCB封裝來進行概述，以上的座子實物如圖4-6所示。

圖4-5 IC SOCKET實物圖

4.2.1 DIP14型號Socket封裝制作

DIP系列芯片測試所用插座基本都是使用IC鎖緊座，這里以DIP14IC鎖緊座為例講解插座的PCB封裝。圖4-6是鎖緊座的尺寸信息，讀者可據此制作鎖緊座的封裝。

圖4-6 DIP鎖緊座尺寸信息

表4-1記錄了DIP14 IC鎖緊座的14個焊盤位置以及尺寸信息，供讀者設計自己的PCB封裝，特別注意我們使用的通孔都是圓形。

表4-1 DIP14鎖緊座封裝信息

焊盤位置確定后再根據數據手冊中的尺寸信息繪制外框，完成后如圖4-7所示。

圖4-7 DIP14鎖緊座PCB封裝

4.2.2 SOP型號Socket封裝制作

SOP代表“Small Outline Package”，意為“小外形封裝”。這種封裝形式的主要特點是其尺寸相對較小，比傳統的DIP封裝更為緊湊，因此能夠節省空間并提高線路密度。

SOP8包括兩個尺寸，一個是1.27-5.4×5.4，另一個是1.27-3.9×4.9，接下來分別對這兩個型號進行概述。

1.SOP8_1.27-5.4×5.4尺寸

SOP8_1.27-5.4×5.4尺寸信息如圖4-8所示。

圖4-8 1.27-5.4×5.4尺寸型號封裝圖 焊盤信息如表4-2所示。 表4-2 1.27-5.4×5.4座子封裝信息

繪制完成的封裝如圖4-9所示。

圖4-9 1.27-5.4×5.4尺寸封裝圖

2.SOP8_1.27-3.9×4.9尺寸

SOP8_1.27-3.9×4.9尺寸信息如圖4-10所示。

圖4-10 1.27-3.9×4.9尺寸型號尺寸圖

焊盤信息如表4-3所示。

表4-3 1.27-3.9×4.9座子封裝信息

繪制完成的封裝如圖4-11所示。

圖4-11 1.27-3.9×4.9尺寸型號封裝圖

3.SOP28_1.27_7.5×17.9尺寸

SOP28_1.27-7.5×17.9尺寸信息如圖4-12所示。

圖4-12 1.27-7.5×17.9尺寸型號尺寸圖 焊盤信息如表4-4所示。 表4-4 1.27-1.27×17.9座子封裝信息

繪制完成的封裝如圖4-13所示。

圖4-13 SOP28封裝圖

4.SOP16_1.27_3.9_8.7

SOP16_1.27-3.9×8.7尺寸信息如圖4-14所示。

圖4-14 SOP16_1.27-3.9×8.7尺寸信息 焊盤信息如表4-5所示。 表4-5 1.27-3.9×8.7座子封裝信息

繪制完成的封裝如圖4-15所示。

圖4-16 SOP16封裝圖