CN101685133B - 集成电路元件测试设备及其测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种集成电路元件测试设备及其测试方法，其中此集成电路元件测试设备进一步包含一测力器(load cell)与一回馈装置(feed backdevice)，而测力器用以检测测试承座的弹簧探针受压的压力，并将其转换成一电子信号，回馈装置接收电子信号，并根据弹簧探针的弹簧响应特征以将电子信号转换成一控制信号而输出至压合臂，使调整压合臂施压于集成电路元件测试承座上的集成电路元件装置而产生的微量位移。

Description

集成电路元件测试设备及其测试方法

技术领域

本发明为一种IC测试设备及其测试方法，特别是涉及一种设有测力器与回馈装置的IC测试设备及其测试方法。

背景技术

在现有技术的集成电路元件(简称IC)进行最终测试时，常使用具有弹簧探针(pogo pin)的测试承座或探针卡，为了提高探针的使用寿命与效能，通常可在测试承座或探针卡的内部加入压力感测元件，不只可得知探针是否有故障受损，以提高探针的使用效能及避免伤害到待测元件等，还可降低探针与IC的凸块或焊垫因接触不良而误判IC的测试失败。

请参考图1，现有技术的中国台湾公告专利TW569017已揭露一种含有力量回馈的垂直式探针卡，此探针卡包含有薄膜基板10、数组探针11、薄膜压力传感器4、连接探针底部的球栅数组结构14与印刷电路板(PCB)15，其中薄膜压力传感器4是以微影蚀刻的方式先在薄膜基板10上形成压阻薄膜，然后再将其组配于数组探针11的每一探针的基柱，因此可监测探针与待测元件的接触状况，据此避免因探针与凸块或焊垫未接触好，而误判芯片电路的测试失败。

然而上述现有技术仅能以被动方式得知探针与待测元件的接触状况，倘若得知探针与凸块或焊垫之间发生接触不良时，仍需要以人工处理方式下压探针卡以处置未接触好的探针，无法提供自动化方式直接调整探针卡的下压力量，因此在实际使用上仍影响IC的测试良率与效率。

发明内容

为了解决上述现有技术不尽理想之处，本发明提供了一种IC测试设备及其测试方法，其中IC测试设备包含有一测试承座(socket)，用以承载一IC装置，其中IC测试承座包含有多个弹簧探针(pogo pins)；一压合臂(clamping arm)，用以施压IC测试承座上的IC装置，产生一微量位移，而使IC测试承座的弹簧探针产生一受压的压力；以及一测试电路板(loadboard)，具有多个电性接点(pads)，连接至IC测试承座的弹簧探针以传送测试信号；其特征在于：IC测试设备还进一步包含至少一测力器(load cell)与一回馈装置(feedback device)，其中，测力器用以检测上述测试承座的弹簧探针受压的压力，并将其转换成一电子信号，回馈装置接收此电子信号，并根据上述弹簧探针的弹簧响应特征以将此电子信号转换成一控制信号而输出至上述压合臂，以调整压合臂施压于上述IC测试承座上的IC装置而产生的微量位移。

因此，本发明的主要目的是提供一种IC测试设备，用于集成电路元件的最终测试，其中此IC测试设备设有测力器与回馈装置，以调整压合臂施压于承载于IC测试承座的IC装置，进而产生微量的位移，以避免探针故障受损。

本发明的次要目的是提供一种IC测试设备，用于集成电路元件的最终测试，其中回馈装置接收来自测力器的电子信号，并根据弹簧探针的弹簧响应特征以将此压力信号转换成一控制信号而输出至压合臂，据此调整压合臂对IC测试承座上的IC装置所施行的压合力量，以产生弹簧探针的最佳测试行程，进而提高探针的使用效能及避免伤害到待测的集成电路元件。

本发明的另一目的是提供一种IC测试设备，用于集成电路元件的最终测试，还进一步包含一弹簧探针数据库以存放各种弹簧探针的弹簧响应特征，其中弹簧响应特征包含弹簧探针的最佳受压的压力值与最佳微量位移值，此外此弹簧探针数据库还进一步存放与弹簧探针有关的探针材质、探针间距与弹簧弹性系数等数据参数。

本发明的又一目的是提供一种IC测试方法，进行集成电路元件的最终测试，其中此IC测试方法提供测力器与回馈装置，以调整压合臂施压于承载于IC测试承座的IC装置，进而产生微量的位移，以避免探针故障受损。

本发明的再一目的是提供一种IC测试方法，进行集成电路元件的最终测试，其中进一步提供回馈装置以接收来自测力器的电子信号，并根据弹簧探针的弹簧响应特征以将此压力信号转换成一控制信号而输出至压合臂，据此调整压合臂对IC测试承座上的IC装置所施行的压合力量，以产生弹簧探针的最佳测试行程，进而提高探针的使用效能及避免伤害到待测的集成电路元件。

附图说明

图1为一示意图，是现有技术揭露的IC测试设备，为一种测试探针卡。

图2为一示意图，是根据本发明提供的第一较佳实施例，为一种IC测试设备。

图3为一示意图，是根据本发明提供的第一较佳实施例，为一种弹簧探针数据库与其存放数据。

【主要元件符号说明】

薄膜压力传感器                        4(现有技术)

薄膜基板                              10(现有技术)

数组探针                              11(现有技术)

球栅数组结构                          14(现有技术)

印刷电路板                            15(现有技术)

IC测试设备                            100

测试承座                              110

弹簧响应特征                          111

弹簧探针                              112

压合臂                                114

控制马达                              115

测试电路板                            116

接点                                  1160

浮动头                                117

压块                                  1170

测力器                                118

回馈装置                              119

测试机台                           120

弹簧探针数据库                     122

待测IC装置                         130

接垫                               1300

弹簧受力                           F

弹簧位移                           S

探针间距                           p

弹簧弹性系数                       k

曲线                               A

曲线                               B

曲线                               C

具体实施方式

由于本发明揭露一种IC测试设备及其测试方法，用于集成电路元件最终测试，其中使用的测试探针与测力器有关的测试原理，已为相关技术领域具有通常知识者所能明了，故以下文中的说明，不再作完整描述。同时，以下文中所对照的附图，是表达与本发明特征有关的结构示意，并未亦不需要依据实际尺寸完整绘制，盍先叙明。

首先请参考图2，是本发明提出的第一较佳实施例，为一种IC测试设备。此IC测试设备100包含有一测试承座110、多个安装在此测试承座110的弹簧探针112、一控制多个压合臂114的分类机(未图示)、一控制马达115、一具有多个电性接点1160的测试电路板116、一测试机台120、一测力器118与一回馈装置119，其中测试承座110用以承载一待测的IC装置130以使测试承座110的弹簧探针112接触待测IC装置130的接垫1300。压合臂114通过控制马达115的驱动以提供一适当的压合力而将待测IC装置130的接垫1300适当地接触上述测试承座110的弹簧探针112，进行上述待测IC装置130的最终测试。测试电路板116的电性接点1160连接测试承座110另一侧的弹簧探针112与测试机台120，可将测试信号送至待测IC装置130且将待测IC装置130的测试结果送回至测试机台120进行后续分析处理。测力器118用以检测测试承座110的弹簧探针112因压合臂114压合IC装置130所形成的弹簧压力(即弹簧受力)，并将此其压力转换成一电子信号输出至回馈装置119，回馈装置119接收此电子信号并根据弹簧探针112的弹簧响应特征111，如图3所示，以将此电子信号转换成一控制信号而输出至控制马达115以控制压合臂114的压合力，据此可调整压合臂114施压于上述测试承座110上的IC装置而产生的微量位移，以避免探针故障受损，同时提高探针的使用效能及避免伤害到待测元件。

请再参考图2，在上述实施例中，测力器118装设在压合臂114的浮动头117，此外，测力器118亦可因应实务上要求改设在测试电路板116或测试承座110。由压合臂114朝待测IC装置130所施加的压合力，而使得浮动头117的压块1170可完全接触到待测IC装置130，进而使得测力器118可检测到测试承座110的弹簧探针112的弹簧受力F，回馈装置119通常装设在邻近测力器118的位置以接收测力器118所发送的电子信号。

请参考图3，在上述实施例中，IC测试设备100还进一步包含一弹簧探针数据库122，以存放各种弹簧探针112的最佳弹簧受力F与对应的弹簧位移S，其中每一种弹簧探针的弹簧受力F与弹簧位移S的关系是由弹簧探针的弹簧响应特征111所决定，纵轴表示弹簧受力F，而横轴表示弹簧位移S，当弹簧探针112下压行程太快时，会呈现如曲线A的受力情形，若下压速度减小时，则呈现如曲线B的受力情形，当下压速度调整到适当范围时，则呈现如曲线C的受力情形，也就是曲线C可使弹簧受力与弹簧位移S之间保持线性关系，因此可降低弹簧在长时间与接触次数增加的情况下，容易造成弹簧响应特征111迟滞或疲劳的现象。此外，弹簧探针数据库122可更进一步存放与弹簧探针112有关的探针材质、探针间距p与弹簧弹性系数k等数据参数，作为未来的记录。换言之，倘若下一次所要进行的待测集成电路元件，只要使用到弹簧探针数据库122已经存放的弹簧探针112等数据参数与弹簧响应特征111，即可将对应的弹簧受力F与弹簧位移S送至控制马达115驱动压合臂114，可使待测IC装置130的接垫1300适当地接触上测试承座110的弹簧探针112，进而达到提高探针的使用效能及避免伤害到待测的集成电路元件。

本发明进一步提出的第二较佳实施例，是根据第一较佳实施例所提出的一种IC测试方法，包含以下步骤：

(1)提供一测试承座，用以承载一IC装置，其中此IC测试承座包含有多个弹簧探针；

(2)提供一压合臂，用以施压上述IC测试承座上的IC装置，产生一微量位移，而使上述IC测试承座的弹簧探针产生一受压的压力；

(3)提供一测试电路板，具有多个电性接点，连接至上述IC测试承座的弹簧探针以传送测试信号；

(4)提供一测力器，用以检测上述测试承座的弹簧探针受压的压力，并将其转换成一电子信号；

(5)提供一回馈装置，接收上述电子信号，并根据上述弹簧探针的弹簧响应特征以将上述电子信号转换成一控制信号而输出至上述压合臂；以及

(6)调整上述压合臂施压于上述IC测试承座上的IC装置而产生的微量位移。

上述的IC测试方法，所使用的测试承座、压合臂、测试电路板、测力器、回馈装置与其它可能使用对象的结构特征如前述的第一较佳实施例所揭露。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并非用以限定本发明的申请专利权利；同时以上的描述，对于熟知本技术领域的专门人士应可明了及实施，因此其它未脱离本发明所揭示的精神下所完成的等效改变或修饰，均应包含在申请专利范围中。

Claims (7)

1.一种集成电路元件测试设备，是针对集成电路元件装置的最终测试，包含有：

一测试承座，用以承载一集成电路元件装置，其中该集成电路元件测试承座包含有多个弹簧探针；

一压合臂，用以施压该集成电路元件测试承座上的集成电路元件装置，产生一微量位移，而使该集成电路元件测试承座的弹簧探针产生一受压的压力；以及

一测试电路板，具有多个电性接点，连接至该集成电路元件测试承座的弹簧探针以传送测试信号；其特征在于：

该集成电路元件测试设备还进一步包含一弹簧探针数据库、一测力器与一回馈装置，其中，该弹簧探针数据库是存放所述弹簧探针的最佳受压的压力与对应的该压合臂最佳微量位移，还存放与该测试承座的弹簧探针有关的探针材质、探针间距与弹簧弹性系数数据参数，其中，该测力器用以检测该测试承座的弹簧探针受压的压力，并将其转换成一电子信号，该回馈装置接收该电子信号，并根据该弹簧探针的弹簧响应特征以将该电子信号转换成一控制信号而输出至该压合臂，使调整该压合臂施压于该集成电路元件测试承座上的集成电路元件装置而产生的微量位移。

2.如权利要求1所述的集成电路元件测试设备，其特征在于：该测力器装设在压合臂的浮动头。

3.如权利要求1所述的集成电路元件测试设备，其特征在于：该测力器装设在该集成电路元件测试承座。

4.如权利要求1所述的集成电路元件测试设备，其特征在于：该测力器装设在该测试电路板。

5.如权利要求1所述的集成电路元件测试设备，其特征在于：该回馈装置装设在邻近该测力器。

6.如权利要求1所述的集成电路元件测试设备，其特征在于：该弹簧响应特征由该弹簧探针的弹簧受力与弹簧位移的关系所决定。

7.一种集成电路元件测试方法，是针对集成电路元件装置的最终测试，

其特征在于：包含：

提供一测试承座，用以承载一集成电路元件装置，其中该集成电路元件测试承座包含有多个弹簧探针；

提供一压合臂，用以施压该集成电路元件测试承座上的集成电路元件装置，产生一微量位移，而使该集成电路元件测试承座的弹簧探针产生一受压的压力；

提供一测试电路板，具有多个电性接点，连接至该集成电路元件测试承座的弹簧探针以传送测试信号；

提供一测力器，用以检测该测试承座的弹簧探针受压的压力，并将其转换成一电子信号；

提供一回馈装置，接收该电子信号，并根据该弹簧探针的弹簧响应特征以将该电子信号转换成一控制信号而输出至该压合臂；

还进一步提供一弹簧探针数据库以存放所述弹簧探针的最佳受压的压力与对应的该压合臂最佳微量位移；以及

根据该最佳受压的压力与最佳微量位移以调整该压合臂施压于该集成电路元件测试承座上的集成电路元件装置。

Images