CN101681861A - 探针卡的固定装置 - Google Patents
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Abstract
通过加固件(54)将探针卡固定到保持器(70)上的固定装置(60A)具备:固定于保持器(70)且在垂直方向上将探针卡约束在保持器(70)上的螺纹构件(61)、安装在螺纹构件(61)的头部(61a)和探针卡之间且在水平方向上容许探针卡相对于螺纹构件伸缩的第1轴承构件(62)和安装在探针卡和保持器(70)之间且在水平方向上容许探针卡相对于保持器伸缩的第2轴承构件(63)。由此,在水平方向上能够放任因探针卡的热膨胀或热收缩导致的变动量,因而在垂直方向上的变动减少,探针的顶端的高度的变动变少。
Description
技术领域
[0001]本发明涉及将半导体晶片上形成的集成电路元件等电子元器件(以下也代表性地称为IC器件)的测试中使用的探针卡固定在保持器上的固定装置。
背景技术
[0002]在IC器件等电子元器件的制造过程中,为了在制作于半导体上或封装的状态下对IC器件的性能和功能进行测试,使用电子元器件测试装置。
[0003]迄今所知的是,作为对制作于半导体晶片上的被测试IC器件的电学特性进行测试的装置,如图6所示,通过探测器90将晶片W按压到探针卡50上,在探针卡50上的探针51和IC器件的电极发生电接触的状态下通过介于探针卡50及测试头10之间的测试机(未图示)对IC器件的电学特性进行测试。
[0004]探测器90内设有热源94,通过热源94对被测试半导体晶片W进行加热或冷却,在给半导体晶片W施加指定的热应力的状态下,对IC器件进行测试。
[0005]探针卡50在其外周部用螺钉55等牢固地固定到保持器70上。结果,随着半导体晶片W的温度变化,探针卡50发生热膨胀或是热收缩,如图7A~7C所示,探针卡50在垂直方向上变动,探针51顶端的高度发生变动。因此,探针51接触被测试半导体晶片W上的电极时的针压发生变化,存在无法实施高精度测试的情况。
发明内容
发明要解决的问题
[0006]本发明要解决的技术问题在于提供探针顶端高度变动少的探针卡的固定装置。
解决问题所采用的方法
[0007]为达到上述目的,依据本发明,提供了一种固定装置,将半导体晶片上形成的被测试电子元器件的测试中使用的探针卡固定在保持器上,其特征在于,在与所述探针卡的主面基本平行的方向上,所述探针卡可相对于所述保持器伸缩,且在与所述探针卡的主面基本垂直的方向上,将所述探针卡约束在所述保持器上(参照权利要求1)。
[0008]对上述发明无特别限定,优选地,其特征在于,所述固定装置具备在与所述探针卡的主面基本垂直的方向上将所述探针卡约束在所述保持器上的约束部件和在与所述探针卡的主面基本平行的方向上容许所述探针卡相对于所述保持器伸缩的容许部件(参照权利要求2)。
[0009]对上述发明无特别限定,优选地,其特征在于,所述约束部件固定在所述保持器上,所述容许部件包括安装在所述约束部件和所述探针卡之间的、在所述平行方向上容许所述探针卡相对于所述约束部件伸缩的第1轴承构件和安装在所述探针卡和所述保持器之间的、在所述平行方向上容许所述探针卡相对于所述保持器伸缩的第2轴承构件(参照权利要求3)。
[0010]对上述发明无特别限定,优选地,其特征在于,所述约束部件包括穿过所述探针卡的加固件上形成的通孔并固定在所述保持器上的螺纹构件(参照权利要求4)。
[0011]对上述发明无特别限定,优选地,其特征在于,所述约束部件固定在所述探针卡上,所述容许部件包括安装在所述约束部件与所述保持器之间的、在所述平行方向上容许所述约束部件相对于所述保持器的轻微移动的第1轴承构件和安装在所述保持器与所述探针卡之间的、在所述平行方向上容许所述探针卡相对于所述保持器伸缩的第2轴承构件(参照权利要求5)。
[0012]对上述发明无特别限定,优选地,其特征在于,所述约束部件包括穿过所述保持器上形成的通孔而固定于所述探针卡的加固件上的螺纹构件(参照权利要求项6)。
[0013]对上述发明无特别限定,优选地,其特征在于,所述固定装置具备在所述探针卡和所述保持器中的一个上沿与所述探针卡的主面基本平行的方向设置的导向构件和设置在所述保持器和探针卡中的另一个上的、在与所述探针卡的主面基本垂直的方向上与所述导向构件接合并可在所述导向构件上滑动的滑动构件(参照权利要求项7)。
[0014]为了达到上述目的,依据本发明,提供了一种电子元器件测试装置,其具备对半导体晶片上形成的被测试电子元器件进行测试的测试装置本体、确立所述被测试电子元器件与所述测试装置本体之间的电连接的探针卡、将所述探针卡按压到所述半导体晶片上的探测器和将所述探针卡固定在所述探测器上的保持器,其中,用上述的固定装置将所述探针卡固定在所述保持器上(参照权利要求项8)。
发明的效果
[0015]本发明中,由于能够在水平方向上放任探针卡因热膨胀或热收缩导致的变动量,所以垂直方向上的变动减少,探针顶端的高度变动变少。
附图说明
[0016]图1是表示本发明第1实施例中的电子元器件测试装置构成的概略截面图;
图2是表示本发明第1实施例中的固定装置的概略截面图;
图3是表示本发明第1实施例中探针卡热膨胀的情况下的固定装置的截面图;
图4是表示本发明第2实施例的固定装置的概略截面图;
图5是表示本发明第3实施例的固定装置的概略截面图;
图6是表示传统的电子元器件测试装置的构成的概略截面图;
图7A是表示因热膨胀导致的探针卡的变形图;
图7B是表示因热膨胀导致的探针卡的变形图;
图7C是表示因热膨胀导致的探针卡的变形图。
标号说明
[0017]
10测试头
50探针卡
51探针
54加固件
60A~60C固定装置
61螺钉
62第1轴承构件
63第2轴承构件
64螺钉
65第1轴承构件
66第2轴承构件
67线性导向器
70保持器
80适配件
90探测器
W被测试半导体晶片
具体实施方式
[0018]下面基于附图说明本发明的实施方式。
[0019]图1是表示本发明第1实施例中的电子元器件测试装置的构成的概略截面图,图2是表示本发明第1实施例中的固定装置的概略截面图,图3是表示本发明第1实施例中在探针卡热膨胀情况下的固定装置的截面图。
[0020]本发明的第1实施例中的电子元器件测试装置1是用于测试对被测试半导体晶片W上2制作的IC器件的电学特性进行的装置。如图1所示,电子元器件测试装置1具备通过电缆与对IC器件进行测试的测试机(未图示)电连接的测试头10、用于确立被测试半导体晶片W上的IC器件与测试头10之间的电连接的探针卡50和将探针卡50按压到被测试半导体晶片W上的探测器90。
[0021]如图1所示,探针卡50通过接口板(HiFix)11与测试头10电连接。该探针卡50由与被测试半导体晶片W上制作的IC器件的电极电接触的许多探针51、装有探针51的印刷电路板52、用于将探针卡50与接口板11侧的连接器12电连接的许多连接器53和对探针卡50起到加强作用的加固件54构成。
[0022]如同图所示,探针51设置在印刷电路板52的一侧的主面的大致中间的部分,与被测试半导体晶片W上制作的IC器件的电极对应安置。另一方面,连接器53及加固件54设置在印刷电路板52的另一侧的主面上,各探针51通过印刷电路板52内部形成的布线图与连接器53进行电连接。
[0023]该探针卡50保持在环状的保持器70上,使探针51通过中部开口71内并面向下方。探针卡50在其外周部的数个部位由固定装置60A固定在保持器70上。
[0024]如图2所示,各固定装置60A由螺钉61和2个轴承构件62、63构成。
[0025]螺钉61穿过探针卡50的加固件54上形成的通孔,通过螺纹部61b固定在保持器70上形成的安装孔72内。螺钉61的头部61a具有比加固件54的通孔54b的内径大的外径,因此,将螺钉61固定到保持器70上,从而用螺钉61在垂直于保持器70的方向上约束探针卡50。另外,为了容许探针卡50相对于螺钉61在水平方向上的伸缩,加固件54的通孔54B的直径形成为比螺钉61的螺纹部61b的直径大一些。而且,螺钉61的头部61a落入加固件54的凹陷部54a内部。
[0026]第1轴承构件62构成为保持环状配置的复数个轴承相对于树脂框自由旋转。螺钉61的螺纹部61b插入到第1轴承构件62的内孔内,第1轴承构件62安装在螺钉61的头部61a和加固件54之间。通过第1轴承构件62,容许在水平方向上探针卡50相对于螺钉61的伸缩。
[0027]第2轴承构件63也同样构成为环状配置的复数个轴承相对树脂框自由转动保持的状态。螺钉61的螺纹部61b插入到第2轴承构件63的内孔内,第2轴承构件63安装在加固件54和保持器70之间。通过第2轴承构件63,容许在水平方向上探针卡50相对于保持器70的伸缩。
[0028]再回来看图1,以上述方式保持探针卡50的保持器70,保持在环状的适配件80上,进一步地,适配件80保持在探测器90的顶板91上形成的开口92上。该适配件80用于使与被测试半导体晶片W的种类、测试头10的形状对应且尺寸不同的探针卡50适配探测器90的开口92。如图1所示,在探针卡50侧和接口板11侧,接口板11下部设置的钩部13和适配件80上设有的钩部81接合,机械地联接着。
[0029]测试头10下部装有接口板11。接口板11下面设有连接器12。连接器12的一端与同测试头10电连接的同轴电缆连接。通过测试头10侧的连接器12与探针卡50上设有的连接器53之间的连接,测试头10与探针卡50之间形成电连接。作为连接器12、53,可以使用如ZIF连接器(Zero InsertionForce)等。
[0030]探测器90不但可以使由吸附台吸附把持的被测试半导体晶片W在XYZ方向移动,还具有能够以Z轴为中心旋转一定角度θ的搬运臂93。而且,搬运臂93的吸附台内埋设有例如由加热器等构成的热源94,可以对吸附把持的半导体晶片W进行加热。另外,测试IC器件时,在对被测试半导体晶片W进行冷却的情况下,也可以使冷媒在搬运臂93的吸附台内循环。
[0031]测试时,搬运臂93使半导体晶片W与穿过开口92面向探测器90的探针卡50相对,将半导体晶片W按压到探针卡50上。在这种状态下,通过测试机对晶片W上制作的IC器件的测试信号的输入输出,对IC器件进行测试。
[0032]由于测试时热源94对被测试的晶片W进行加热,所以存在晶片W发生热膨胀的情况,如图3所示,本实施例中,被测试半导体晶片W发生膨胀时,轴承构件62、63的轴承旋转,通过第1轴承构件62容许探针卡50相对于螺钉61在水平方向上的伸张,并通过第2轴承构件63容许探针卡50相对保持器70在水平方向上的伸张,从而放任探针卡50在水平方向上的热膨胀。因此,探针卡50垂直方向上的变动减少,探针51顶端的高度的变动变少。
[0033]此外,与本发明相关的固定装置不具体地限定为上述结构。
[0034]图4是表示本发明的第2实施例的固定装置的概略截面图。如图4所示,本发明的第2实施例的固定装置60B与第1实施例一样,由螺钉64及2个轴承构件65、66构成。但是,其在以下几点上与第1实施例不同:螺钉64穿过保持器70上形成的通孔固定在加固件54上;第1轴承构件65安装在螺钉64的头部和保持器70之间;第2轴承构件66安装在保持器70和加固件54之间。
[0035]本实施例中,若被测试半导体晶片W发生热膨胀,则轴承构件65、66的轴承旋转,通过第1轴承构件65容许螺钉64相对于保持器70在水平方向上的轻微移动,并通过第2轴承构件66容许探针卡50相对于保持器70在水平方向上的伸张,从而放任探针卡50在水平方向上的热膨胀。因此,探针卡50在垂直方向上的变动减少,探针51的顶端的高度的变动变少。
[0036]图5是表示本发明的第3实施例的固定装置的概略截面图。如图5所示,本发明的第3实施例的固定装置60C上具有线性导向器67,线性导向器67由沿径向设置在保持器70上面的导轨67a和由螺钉68固定在探针卡50的下面并可在导轨67a上滑动的滑动构件67b构成。滑动构件67b与导轨67a的侧面上形成的槽卡合,使得在垂直方向上不能从导轨67a上取下滑动构件67b。
[0037]本实施例中,若被测试的半导体晶片W发生热膨胀,则滑动构件67b在导轨67a上可以滑动,从而能够放任探针卡50在水平方向上的热膨胀。因此,探针卡50在垂直方向上的变动减少,进而探针51的顶端的高度的变动变少。此外,将导轨67a固定在加固件54下面,并将滑动构件67b固定在保持器70的上面也是可以的。
[0038]另外,以上说明的实施例,是为了方便理解本发明而非限制本发明记载于此。因此,上述实施例中公开的各要素旨在包含本发明的技术范围内所有的设计上的改变及等同物的替换。
[0039]例如,上述的第1~3实施例中,对探针卡50发生热膨胀的情况作了说明,同样地,在探针卡50因冷却发生热收缩的情况下,也能通过固定装置60A~60C放任其在水平方向上的变动量。
Claims (8)
1.一种固定装置,将半导体晶片上形成的被测试电子元器件的测试中使用的探针卡固定到保持器上,其特征在于,
在与所述探针卡的主面基本平行的方向上,所述探针卡可相对于所述保持器伸缩,并在与所述探针卡的主面基本垂直的方向上,将所述探针卡约束在所述保持器上。
2.根据权利要求1所述的固定装置,其特征在于,所述固定装置具备:在与所述探针卡的主面基本垂直的方向上将所述探针卡约束在所述保持器上的约束部件;以及
在与所述探针卡的主面基本平行的方向上容许所述探针卡相对于所述保持器伸缩的容许部件。
3.根据权利要求2所述的固定装置,其特征在于,所述约束部件固定在所述保持器上,
所述容许部件包括:
安装在所述约束部件和所述探针卡之间的、在所述平行方向上容许所述探针卡相对于所述约束部件伸缩的第1轴承构件;以及
安装在所述探针卡和所述保持器之间的、在所述平行方向上容许所述探针卡相对于所述保持器伸缩的第2轴承构件。
4.根据权利要求3所述的固定装置,其特征在于,所述约束部件包括穿过所述探针卡的加固件上形成的通孔而固定在所述保持器上的螺纹构件。
5.根据权利要求2所述的固定装置,其特征在于,所述约束部件固定在所述探针卡上,
所述容许部件包括:
安装在所述约束部件与所述保持器之间的、在所述平行方向上容许所述约束部件相对于所述保持器的轻微移动的第1轴承构件;以及
安装在所述保持器与所述探针卡之间的、在所述平行方向上容许所述探针卡相对于所述保持器伸缩的第2轴承构件。
6.根据权利要求5所述的固定装置,其特征在于,所述约束部件包括穿过所述保持器上形成的通孔而固定在所述探针卡的加固件上的螺纹构件。
7.根据权利要求1所述的固定装置,其特征在于,所述固定装置具备:
在所述探针卡和所述保持器中的一个上、沿与所述探针卡的主面基本平行的方向设置的导向构件;以及
设置在所述保持器和所述探针卡中的另一个上的、在与所述探针卡的主面基本垂直的方向上与所述导向构件接合并可在所述导向构件上滑动的滑动构件。
8.一种电子元器件测试装置,具备:对半导体晶片上形成的被测试电子元器件进行测试的测试装置本体;
确立所述被测试电子元器件与所述测试装置本体之间的电连接的探针卡;
将所述探针卡按压到所述半导体晶片上的探测器;以及
将所述探针卡固定在所述探测器上的保持器,
其中,用权利要求1~7中任一项所述的固定装置将所述探针卡固定在所述保持器上。
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