CN100523842C - 半导体器件的双侧探测 - Google Patents

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Abstract

一种探头，用于测试接受测试的半导体器件(10)的性能，包括：支撑至少一个接受测试的半导体器件(10)的介质膜(24)，以及以拉紧的方式支撑所述介质膜(24)的支撑框架(26)。第一支架(40)放置用于电接触所述接受测试的半导体器件(10)的第一侧(16)的第一探针(28)，第二支架(34)具有致动器以便在第一位置(P1)和第二位置(P2)之间移动第二探针(30)，第二支架(34)放置第二探针(30)，所述第二位置(P2)用于电接触所述接受测试的半导体器件的相对的第二侧(18)。

Description

半导体器件的双侧探测
技术领域
本发明涉及一种用于测试接受测试的半导体器件的电性能的探头。更具体地，探头接触接受探测的半导体器件的两侧，并接收电输入和光输入。该探头对于测试发光二极管(LED)的特性尤其有效。
背景技术
LED是在沿正方向电偏置时发出内禀的单色光的半导体器件。该效应是颜色和波长取决于所用的半导体材料的电致发光的一种形式。例如，砷化铝镓产生红和红外光，氮化镓产生绿光，而硒化锌产生蓝光。
图1说明现有技术已知的LED10(也称作半导体器件10或器件10)。该LED10包括位于LED的相对的第一侧16和第二侧18上的第一导电接触焊盘12和第二导电接触焊盘14。当直流电压被强加在第一接触焊盘12和第二接触焊盘14之间并且沿正确的方向偏置，则LED10发光20。
参照图2，典型地，通过对晶片22掺杂形成导电接触焊盘和LED10的其它特征。必须测试LED的电特性和光特性。传统上，这样的测试在分割(singulation)LED10之前在晶片22级上进行。
来自邻近LED的干扰可能影响在晶片级测试期间获取的电学数据和光学数据。如果在分割之后执行测试，则可以获得对LED特性的更精确的测量。
发明内容
本发明的一方面是用于测试接受测试的半导体器件的性能的探头部件，包括支撑接受测试的至少一个半导体器件的介质膜，以拉紧方式支撑介质膜的支撑框架，用于接触接受测试的半导体器件的第一侧的第一探针，以及可在第一位置和第二位置之间移动的第二探头，其中第二位置用于接触接受测试的半导体器件的相对的第二侧。
本发明的另一方面是用于测试接受测试的半导体器件的性能的探头，包括支撑接受测试的至少一个半导体器件的介质膜，以拉紧方式支撑介质膜的支撑框架，安置用于电接触接受测试的半导体器件的第一侧的第一探针的第一框架，以及具有致动器以便在第一位置和第二位置之间移动第二探头的第二框架，其中第二位置用于电接触接受测试的半导体器件的相对的第二侧。
本发明的一个或更多个实施方式的细节在附图和下文的描述中阐明。本发明的其它特征、目的和优点将从说明书和附图以及从权利要求书中可知。
附图说明
为了示例说明本发明的目的，附图示出了目前优选的本发明的形式。然而，应当理解，本发明不限于图中所示的准确配置和手段。
图1是现有技术已知的发光二极管的截面图；
图2是包含多个发光二极管的晶片的平面图；
图3是由介质膜支撑的多个分割后的发光二极管的截面图；
图4A是具有用于电接触到接受测试的发光二极管的相对侧面的顶部探针和底部探针的探头的透视图；
图4B是图4A所说明的探头位于第一位置处的放大部分截面图；
图4B是图4A所说明的探头位于第二位置处的放大部分截面图；
图5是探头夹具的底部的透视图；
图6是探头夹具的透视图；以及
图7是用于在探头和外部电路之间传输电信号和光信号的方法的截面图。
具体实施方式
现在附图，其中相似的标记数字表示相似的部件，具体地，参照图3和4A，本发明的一方面是用于从一个或更多个半导体器件10的两侧收集数据的探头。器件10由介质膜24支撑，如70微米厚的聚合物膜，该介质膜由支撑框架26以拉紧的方式支撑。在一个实施方式中，器件10是分割后的LED，这些LED彼此隔开并被固定在介质膜24上。在接受测试时，对器件10进行分析，使用第一探针28分析第一侧16，使用第二探针30分析第二侧18。采用该方法，器件10相对于第一探针28和第二探针30的位置不象采用传统的固体晶片探测固体晶片那样可预测。
采用照相机32例如线扫描照相机，扫描介质膜24，采用软件捕获器件的位置使得能够构建晶片图。替代地，照相机32距第一探针28偏离已知的距离。接受测试的器件在测试前通过照相机32的视场。采用软件，确定接受测试的器件在照相机32的视场内的准确位置。然后，该数据被用于沿X轴和Y轴驱动探针控制器准确的距离，将器件送到探针28和30下方。该扫描照相机可以是探测设备的一部分，或者可以是专用于扫描膜框架的设备。由照相机获得的数据可以借助于网络协议(典型地互连网协议(IP))传送到其它的探测设备。
当器件位于正确的位置时，第一探针28电接触第一导电焊盘12。第二探针30可在第一位置P1和第二位置P2之间移动，第一位置P1远离器件10，第二位置P2形成与第二导电接触焊盘的电接触。当第二探针30从第一位置P1移动到第二位置P2时，如图4A中的箭头所示，介质膜24被刺穿，使得第二探针能够形成电接触，如图4B和4C所示。
典型地，第二探针30由导电材料如铜合金形成，并且可以是工业中已知为弹簧接触(pogo contact)的那种类型。第二探针30是直径约0.2毫米的杆的形式。第二探针30终止于探针顶端33处，该探针顶端对于刺穿介质膜24和电接触接受测试的器件10是有效的。例如，探针顶端33可以具有减小的直径尖端。
参照图4A至6，第二探针30由包括致动器(未示出)的支架34支撑。第二支架34可以包括支撑在介质膜24上的密封外壳(未示出)，如通过提供弹簧压力的不锈钢垫片36，以及一个致动器(未示出)以便在第一位置和第二位置之间移动第二探针。优选的致动器是真空。进口38使得在第二支架34内可以抽吸真空。当抽吸真空时，第二探针30移动到第二位置P2。真空对于将介质膜24和接受测试的器件10固定在稳定的位置处也是有效的。第一支架40放置第一探针28，并在形成与接受测试的半导体器件10的第一侧16时机械固定第一探针。第一探针28可以是上述第二探针30那些类型的导电杆。
当接受测试的器件10是LED时，除了电性能，还希望评估器件的光学性能。现在参照图7，在一个实施方式中，可以使用光管42。光管42终止于涂覆有导电透光的涂层(未示出)的透明表面44处。透明表面44可以是对于由LED发出的光透明的玻璃板。典型地，该玻璃板涂覆有对于由LED发出的光也透明的导电层，如氧化铟锡。
第一电缆46将光信息和电信息传送给测试设备的一部分，如计算机，第二电缆48将电信息传送给测试设备。
已经描述了本发明的一个或更多个实施方式。然而，应当理解，可以进行各种变动而不背离本发明的精神和范围。例如，可以使用本发明的探头测试除LED外的器件。因此，其它的实施方式在以下权利要求的范围之内。

Claims (7)

1、一种探头部件，用于测试接受测试的半导体器件(10)的性能，包括：
支撑至少一个接受测试的半导体器件(10)的介质膜(24)；
以拉紧的方式支撑所述介质膜(24)的支撑框架(26)；
用于接触所述接受测试的半导体器件(10)的第一侧(16)的第一探针(28)，所述第一探针(28)包括透光表面，所述透光表面的至少一部分涂覆有导电透光的涂层，所述透光表面与所述接受测试的半导体器件(10)接触，并且其中所述第一探针(28)能够从所述接受测试的半导体器件(10)接收电信号和光信号；以及
可在第一位置(P1)和第二位置(P2)之间移动的第二探针(30)，其中所述第二位置(P2)用于接触所述接受测试的半导体器件的相对的第二侧(18)。
2、一种探头，用于测试接受测试的半导体器件(10)的性能，包括：
支撑至少一个接受测试的半导体器件(10)的介质膜(24)；
以拉紧的方式支撑所述介质膜(24)的支撑框架(26)；
放置用于电接触所述接受测试的半导体器件(10)的第一侧(16)的第一探针(28)的第一支架(40)，所述第一探针(28)包括透光表面，所述透光表面的至少一部分涂覆有导电透光的涂层，所述透光表面与所述接受测试的半导体器件(10)接触，并且其中所述第一探针(28)能够从所述接受测试的半导体器件(10)接收电信号和光信号；以及
具有致动器以便在第一位置(P1)和第二位置(P2)之间移动第二探针(30)的第二支架(34)，其中所述第二位置(P2)用于电接触所述接受测试的半导体器件的相对的第二侧(18)。
3、根据权利要求2的探头，其中所述导电透光涂层的涂层是氧化铟锡。
4、根据权利要求3的探头，其中所述接受测试的半导体器件(10)是发光二极管。
5、根据权利要求2的探头，其中所述第二探针(30)具有对于刺穿所述介质膜(24)和电接触所述接受测试的半导体器件(10)有效的探头顶端(33)。
6、根据权利要求5的探头，其中所述致动器是真空源。
7、根据权利要求5的探头，其中所述第二探针(30)是在减小直径的探头顶端处终止的铜基合金杆。
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