CN101398458A - 针测系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种针测系统，包括主体、测试装置、针测卡以及强化机构。测试装置配置于主体的上方。针测卡配置于测试装置与主体之间。强化机构则配置于针测卡与测试装置之间，用以使针测卡承靠于其下。强化机构包括至少一个弹性件。

Description

针测系统

技术领域

本发明涉及一种半导体元件的测试系统，特别地，涉及一种针测系统(probe system)。

背景技术

一般来说，为了确保产品的可靠度，半导体的封装测试可分为两大部份，分别是在晶片加工完成后的晶片测试(wafer probe and sort)，以及封装完成后的成品测试(final test)。在晶片工艺完成而尚未切割封装之前，为了确保晶片的良率以及避免封装的浪费，必须先进行晶片阶段的电性与功能测试，以判断晶片工艺是否发生异常。

晶片测试的方式乃是利用针测卡(probe card)的探针头(probe pin)直接与受测晶片上的焊垫(pad)或凸块(bump)接触来进行测试。然后，将利用探针探测晶片上各个晶片而引出的晶片信号数据送往测试装置作进一步的分析与判断，并根据此数据将不良的元件替换掉。因此，在进入封装步骤前，即可事先滤除电性与功能不良的晶片，避免不良品的增加而提高制造成本。

然而，探针与晶片接触时会因为探针的针压大小不同，而造成大小不一的针痕(probe mark)。也就是说，当针压过大时，探针会在焊垫或凸块上造成大面积的针痕，而当针压过小时，探针会在焊垫或凸块上造成小面积的针痕。探针所产生的针痕大小往往会造成不同的测试结果，而影响电性量测的结果。

图1是已知的一种晶片测试的作动示意图。

如图1所示，在进行晶片测试时，用以承载待测晶片104的载台(chuck)102可以向上移动，以使待测晶片104与针测卡100直接接触。随着半导体工艺的不断演进，待测晶片104尺寸也逐渐加大的同时，用来测试的针测卡100面积也因而增加。然而，随着针测卡100的面积增加，在针测卡100与待测晶片104接触时所产生的接触力(contact force)F往往会造成针测卡100变形。造成上述变形的原因主要是由于针测卡100中间区域的结构强度不足，而无法支撑接触力F所产生的反作用力，针测卡100因而会随着应力方向弯曲变形。若是以弯曲的针测卡100继续进行晶片测试，中间弯曲部份容易造成针痕过小而影响测试的结果。

因此，针对上述问题，如何有效改善针测卡变形的情况，并得到较稳定的探针针痕是目前业界亟欲解决的挑战。

发明内容

本发明提供一种针测系统，能够抵抗接触力所造成的反作用力，以避免针测卡弯曲的情况发生。

本发明提出一种针测系统，包括主体、测试装置、针测卡(probe card)以及强化机构(strengthen mechanism)。测试装置配置于主体的上方。针测卡配置于测试装置与主体之间。强化机构则配置于针测卡与测试装置之间，用以使针测卡承靠于其下。强化机构包括至少一个弹性件。

在本发明一实施例中，上述强化机构还包括上面板与下面板，且下面板例如是距离一个高度而固定于上面板的下方。

在本发明一实施例中，上述弹性件例如配置于上面板与下面板之间。

在本发明一实施例中，上述上面板的尺寸例如大于下面板的尺寸。

在本发明一实施例中，上述上面板的材料和下面板的材料例如是钢材。

在本发明一实施例中，上述上面板的形状与下面板的形状例如是圆形。

在本发明一实施例中，上述弹性件例如是压缩弹簧(compression spring)。

在本发明一实施例中，上述弹性件例如以对应强化机构的中心点的方式配置。

在本发明一实施例中，当具有多个弹性件时，弹性件例如以对应强化机构的中心点而向外辐射对称配置。

在本发明一实施例中，上述测试装置包括测试头(test head)与测试基板(mother board)，且测试头例如配置于测试基板的上方。

在本发明一实施例中，上述强化机构例如固定于测试基板下方。

在本发明一实施例中，针测系统还包括固定单元，用以将针测卡固定于主体。

在本发明一实施例中，针测系统还包括载台，配置于主体中，用以承载待测晶片。

基于上述，本发明因采用在针测卡与测试装置之间配置包含弹性件的强化结构，因此在针测卡与晶片接触时，针测卡可以藉由强化机构抵抗接触力所造成的反作用力，进而避免弯曲变形的情况发生。

此外，本发明利用配置强化结构的简单手段即可改善针痕的稳定性，而不需重新设计针测卡的材质及外型尺寸，因此有助于降低测试的成本。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。

附图说明

图1是已知的一种晶片测试的作动示意图；

图2是依照本发明一实施例的针测系统的剖面示意图；

图3是依照本发明一实施例的强化机构的底视示意图。

【主要附图标记说明】

100、230：针测卡

102，212：载台

104、214：待测晶片

200：针测系统

210：主体

220：测试装置

222：测试头

224：测试基板

232：探针头

234：金属层

236：线路载板

240：强化机构

242：上面板

244：下面板

246：弹性件

250：固定器

252：弹性针脚

254：弹性接头

260：介面

270：螺栓

272：等高螺丝

F：接触力

O：圆心

具体实施方式

图2是依照本发明一实施例的针测系统的剖面示意图。

请参照图2，针测系统200包括主体210、测试装置220、针测卡230以及强化机构240。测试装置220例如是配置于主体210的上方。针测卡230例如是配置于测试装置220与主体210之间。强化机构240例如是配置于针测卡230与测试装置220之间。

主体210中包括载台212，用以承载待测晶片214。载台212例如是可以上下移动的升降装置，以使放置于其上的待测晶片214可以与针测卡230进行直接接触。

测试装置220包括测试头222以及测试基板224，其中测试头222例如连接于测试基板224的上方。另外，测试头222的另一端例如与控制系统(未绘示)相连接，因此通过控制系统，即可调控测试装置220的作动与量测等操作。

针测卡230包括探针头232、金属层234及线路载板236。金属层234的材料例如是合金。线路载板236例如是印刷电路板。探针头232的一端例如朝向待测晶片214，且探针头232的另一端例如与金属层234连接。探针头232与金属层234例如经由焊锡固定于线路载板236上。每个探针头232例如电耦接至线路载板236上相对应的电路。

承上所述，针测卡230例如藉由固定器250而固定在本体210上。而测试装置220下方的弹性针脚252例如直接接触到针测卡230的弹性接头254，而在测试基板224与线路载板236之间的介面260形成电贯通。值得一提的是，针测卡230可以藉由介面260自测试装置220接收到测试信号以进行晶片测试，并利用配置于针测卡230上的探针头232将测试信号传送至待测晶片214，而得知元件的电性与功能是否不良。

图3是依照本发明一实施例的强化机构的底视示意图。

请同时参照图2与图3，强化机构240例如包括上面板242、下面板244以及至少一个弹性件246。上面板242与下面板244的材料例如是钢材。在本实施例中，上面板242与下面板244的形状皆为圆形，且上面板242的尺寸大于下面板244的尺寸。上面板242例如是藉由螺栓270而固定于测试基板224的下方。上面板242与下面板244例如对应于相同圆心O而于一垂直面上呈上下相邻的配置关系。下面板244例如藉由等高螺丝272将其固定于上面板242下方距离一固定高度的位置。下面板244的下表面例如与金属层234相贴合，用以使针测卡230可以承靠在强化机构240的下方。弹性件246则配置于上面板242与下面板244之间。弹性件246例如是压缩弹簧。

如图3所示，在本实施例中，当上面板242与下面板244之间配置有多个弹性件246时，弹性件246以对应圆心O向外辐射的方式，分散且对称配置于上面板242与下面板244之间。值得一提的是，由于弹性件246与上面板242、下面板244是以同心圆的方式配置，因此弹性件246可有助于下面板244平均施力于针测卡230，以抵抗接触力所产生的反作用力。此外，在所有弹性件246的周围，则是环绕有多个等高螺丝272，以将下面板244的最外围固定于上面板242的下方，使弹性件246可以稳定地固定于上面板242与下面板244之间。

当然，弹性件246的种类及配置数量并不局限于上述实施例所述，本领域技术人员可以根据针测卡230的探针头232的各项特性所计算出的接触力，来决定弹性件246的种类及配置数量。再者，以上是以具有多个弹性件246的强化机构240为例进行说明，然而本发明并不限于此。在其他实施例中，强化机构240可包含一个以上的弹性件246，且弹性件246的配置方式亦不限于上述实施例所述，只要使弹性件246对应圆心O而分散对称配置，以达到平均施力的效果即可。此外，上面板242与下面板244之间距离的高度也可以视所使用的针测卡230种类径行调整，本发明不作特别限定。

特别说明的是，当载台212往上移动而使放置于其上的待测晶片214与针测卡230的探针头232接触时，由于强化机构240配置有弹性件246，接触力所产生的反作用力因而可以藉由配置于针测卡230上方的强化机构240来吸收。因此，针测卡230能够藉由强化机构240的支撑来抵抗接触力所产生的反作用力，而避免针测卡230中间区域弯曲的现象发生。

综上所述，本发明在针测卡与测试装置之间配置强化机构，且由于强化机构中配置有弹性件用以平均施力于支撑针测卡，因此当针测卡与待测晶片接触时，强化机构可以抵抗接触力所产生的反作用力，进而避免针测卡的弯曲造成针痕过小的现象。

此外，本发明在不更改针测卡的材质与外型尺寸的情况下，即可改善针测卡变形弯曲的问题，而得到更稳定的针痕，因此有助于降低晶片测试的成本。

虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域普通技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许之更动与润饰，因此本发明的保护范围当视所附权利要求书所界定者为准。

Claims (13)

1.一种针测系统，包括：

主体；

测试装置，配置于该主体的上方；

针测卡，配置于该测试装置与该主体之间；以及

强化机构，配置于该针测卡与该测试装置之间，用以使该针测卡承靠于其下，该强化机构包括至少一弹性件。

2.如权利要求1所述的针测系统，其中该强化机构还包括上面板与下面板，且该下面板距离一高度固定于该上面板的下方。

3.如权利要求2所述的针测系统，其中该弹性件配置于该上面板与该下面板之间。

4.如权利要求2所述的针测系统，其中该上面板的尺寸大于该下面板的尺寸。

5.如权利要求2所述的针测系统，其中该上面板的材料与该下面板的材料包括钢材。

6.如权利要求2所述的针测系统，其中该上面板的形状与该下面板的形状包括圆形。

7.如权利要求1所述的针测系统，其中该弹性件包括压缩弹簧。

8.如权利要求1所述的针测系统，其中该弹性件以对应该强化机构的中心点的方式配置。

9.如权利要求8所述的针测系统，其中当具有多个弹性件时，所述弹性件以对应该强化机构的中心点向外辐射对称配置。

10.如权利要求1所述的针测系统，其中该测试装置包括测试头与测试基板，该测试头配置于该测试基板的上方。

11.如权利要求10所述的针测系统，其中该强化机构固定于该测试基板下方。

12.如权利要求1所述的针测系统，还包括固定单元，用以将该针测卡固定于该主体。

13.如权利要求1所述的针测系统，还包括载台，配置于该主体中，用以承载待测晶片。

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