CN103219257B - 堆叠式晶片的测试装置 - Google Patents

Abstract

一种堆叠式晶片的测试装置，用以测试一堆叠式晶片的一底部晶片，该底部晶片的上表面具有多个焊接点用以电性连接该堆叠式晶片的一顶部晶片的多个相对焊接点。该测试装置包含一测试头以及多个测试接点。该测试头内部具有该顶部晶片。该些测试接点设置于该测试头的下表面，电性连接于该测试头内部的顶部晶片的该些相对焊接点，其中，当该测试头的下表面接触该底部晶片的上表面时，该些测试接点电性连接该些焊接点，以对该底部晶片进行测试。

Description

堆叠式晶片的测试装置

技术领域

本发明关于一种堆叠式晶片的测试装置，更进一步说，关于一种包含内部具有堆叠式晶片的顶部晶片的测试头，用以测试堆叠式晶片的底顶部晶片的测试装置。

背景技术

由于现今智慧型手机、行动计算产品及各种消费型产品的携带型电子产品皆追求以最低成本在有限占据面积及最小厚度及重量下有更高的功能及效能，故有厂商针对单独半导体晶片的整合进行研发，并发展出藉由堆叠式晶片或藉由堆叠晶粒封装而形成堆叠多封装总成。

堆叠多封装总成一般分成两类，一种为Package-on-Package(POP)，另一种为Package-in-Package(PIP)。以POP总成结构来讲，目前业界在一平方公分的单一晶片上遍布百余个接点，一般在两层结构下则包含了第一封装(顶部晶片)及第二封装(底部晶片)，而第一封装堆叠于第二封装上，每一个封装表面都具有百余微小焊接点(solder)以供连接，最终透过精密焊接技术将第一封装与第二封装彼此的间的焊接点进行相连接。而目前均藉由人工方式对各待测晶片进行逐一目测、手动测试。在堆叠式晶片封装中，顶部晶片与底部晶片相互堆叠整合时，必须要进行最终测试良率的测试程序，因此在习知堆叠式晶片封装中，则必须以手动方式将个别的顶部晶片置放堆叠于个别的底部晶片之上，再将测试头下压接触于已堆叠于底部晶片上的顶部晶片的表面，以进行最终测试。然而，一旦测试结果发生低良率或连续性错误发生时，将难以辨别是顶部晶片或底部晶片的问题，若无法辨别，寻求其他解决途径将造成处理步骤复杂化。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种堆叠式晶片的测试装置，包含内部具有堆叠式晶片的顶部晶片的测试头，用以测试堆叠式晶片的底顶部晶片的测试装置，以解决先前技术的问题。

本发明实施例提供一种测试装置，用以测试一堆叠式晶片的一底部晶片，该底部晶片的上表面具有多个焊接点用以电性连接该堆叠式晶片的一顶部晶片的多个相对焊接点。该测试装置包含一测试头以及多个测试接点。该测试头内部具有该顶部晶片。该些测试接点设置于该测试头的下表面，电性连接于该测试头内部的顶部晶片的该些相对焊接点，其中，当该测试头的下表面接触该底部晶片的上表面时，该些测试接点电性连接该些焊接点，以对该底部晶片进行测试。

本发明实施例更提供一种测试装置，用以测试一堆叠式晶片的一底部晶片，该底部晶片的上表面具有多个焊接点用以电性连接该堆叠式晶片的一顶部晶片的多个相对焊接点。该测试装置包含一测试头、多个测试探针、一吸嘴以及一气流通道。该测试头内部具有该顶部晶片。该些测试探针的第一端电性连接于该测试头内部的顶部晶片的该些相对焊接点，该些测试探针的第二端自该测试头的下表面向外伸出。该吸嘴设置于该测试头的下表面的中间附近，用以吸附该底部晶片。该气流通道贯穿该测试头并连通该吸嘴，用以排出气流以产生吸力。

通过上述结构，本发明提供的一种堆叠式晶片的测试装置，测试装置包含内部具有堆叠式晶片的顶部晶片的测试头，因此本发明的测试装置能够于堆叠式晶片的底部晶片与顶部晶片结合前对底部晶片先行测试，将有问题的底部晶片排除，以提高堆叠式晶片的良率。再者，本发明的测试装置更可以吸附底部晶片，不需透过搬运臂，而直接利用测试头吸附底部晶片，再移动测试臂搬运底部晶片，对于生产作业产出效能大大提升。

附图说明

图1A及图1B为本发明的测试装置的第一实施例的示意图。

图2为本发明的测试装置的第二实施例的示意图。

图3A至图3G为本发明第一实施例中的测试装置的运作示意图。

图4为本发明的测试装置的第三实施例的示意图。

图5A至图5B为本发明的测试装置的第四实施例的示意图。

图6A至图6C为本发明第三实施例中的测试装置的运作示意图。

具体实施方式

有关于本发明的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考图式的较佳实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。

请参阅图1A及图1B，说明本发明的测试装置的第一实施例。测试装置包含一测试臂21、一测试头22、多个测试接点224以及一测试座23。测试装置用以测试堆叠式晶片的一底部晶片5，底部晶片5的上表面51具有多个焊接点511用以电性连接堆叠式晶片的一顶部晶片221的多个相对焊接点222。测试臂21可沿垂直方向移动，测试头22安装于测试臂21的下端，测试头22内部具有堆叠式晶片的顶部晶片221。多个测试接点224设置于测试头22的下表面225，且多个测试接点224电性连接于测试头22内部的顶部晶片221的多个相对焊接点222。当测试头22的下表面225接触底部晶片5的上表面51时，多个测试接点224电性连接多个焊接点511，以对底部晶片5进行测试。测试头22内部的顶部晶片221为一正常(Golden Sample)的顶部晶片，因此当测试结果有误时，可判定是底部晶片出了问题，藉此于堆叠式晶片封装前，能够先将底部晶片分类，将能够提高堆叠式晶片的良率，并节省成本。

底部晶片5容置于测试座23中，测试座23并与底部晶片5的下表面52的信号接点521电性连接。多个测试接点224可透过不同方式电性连接于测试头22内部的顶部晶片221的多个相对焊接点222，例如透过线材或探针等电性导体，一端电性连接至顶部晶片221的多个相对焊接点222，另一端通过测试头22电性连接多个测试接点224。测试臂21装配于半导体测试机台，测试臂21透过螺杆、皮带轮组的传动，让测试臂21于测试座23的上方位置作垂直升降的移动。当测试臂21向下移动靠近测试座23，使测试头22的下表面225接触底部晶片5的上表面51时，测试头22内部的顶部晶片221与测试座23的底部晶片5形成测试回路。

请参阅图2，说明本发明的测试装置的第二实施例。在本实施例中，多个测试接点224可透过多个测试探针223电性连接于测试头22内部的顶部晶片221的多个相对焊接点222。多个测试接点224包含多个测试探针223，多个测试探针223的第一端电性连接于测试头22内部的顶部晶片221的多个相对焊接点222，多个测试探针223的第二端自测试头22的下表面225向外伸出。当测试臂21沿垂直方向向下移动时，测试头22将靠近测试座23使多个测试探针223接触底部晶片5的上表面51的焊接点511，而底部晶片5的下表面52的信号接点521与测试座23电性连接，因此测试头22内部的顶部晶片221、底部晶片5及测试座23电性连接形成测试回路。

请参阅图3A至图3G，说明本发明第一实施例中的测试装置的运作，本发明主要用于自动化测试机台，在此从进料、测试到出料的测试运作一并说明。如图3A至图3C所示，搬运臂4由进料区1载有多个底部晶片5的载盘11上将底部晶片5搬运至测试区2，由测试装置于测试区2中对底部晶片5进行测试。如图3D所示，测试臂21沿垂直方向向下移动将测试头22靠近测试座23，使测试头22的多个测试探针223接触测试座23上的底部晶片5的上表面51的焊接点511，此时测试头22内部的顶部晶片221与测试座23的底部晶片5形成测试回路，对底部晶片5进行测试。测试区2的数目可依据需求有不同的配置，可以同时具有四个、甚至六个测试区，也可以仅具有单一测试区，故搬运臂4能以程式编辑，逐次逐批或逐次逐一将底部晶片5放在不同的测试区2，以达成最佳的测试效能。如图3E至图3F所示，测试完成后，测试臂21则会上升，完成测试的底部晶片5由搬运臂4送离测试区2。最后，如图3G所示，搬运臂4将完成测试的底部晶片5搬运至出料区3后，并能够将底部晶片5分类于出料区3的载盘31上。

请参阅图4，说明本发明的测试装置的第三实施例。在本实施例中，测试装置更包含一吸嘴61以及一气流通道62，如此测试装置可吸附底部晶片5，配合测试臂21的移动，使测试装置具有搬运臂4的功能。吸嘴61设置于测试头22的下表面225的中间附近，气流通道62贯穿测试头22，一端连通吸嘴61，另一端连接空气压缩机(图末示)，用以排出气流以产生吸力。因为多个测试探针223的第一端电性连接于测试头22内部的顶部晶片5的多个相对焊接点222，多个测试探针223的第二端自测试头22的下表面225向外伸出，所以气流通道62与多个测试探针223交会的部分可能会有些微的气流泄漏，但对吸嘴61的吸力不会造成影响。一般来说，吸嘴61的材质为具有弹性的橡胶，所以吸嘴61的高度可与多个测试探针223相同或略突出于多个测试探针223，当测试头22的下表面225接触底部晶片5的上表面51时，吸嘴61会自然被压缩。更进一步的设计为多个测试探针223可伸缩动作，当测试装置吸附底部晶片5时，多个测试探针223的第二端向测试头22的下表面225退缩，使吸嘴61突出多个测试探针223；当测试装置测试底部晶片5时，多个测试探针223的第二端外伸突出吸嘴61，以电性连接多个焊接点511。

请参阅图5A至图5B，说明本发明的测试装置的第四实施例。有别于上述实施例的测试头22本身可具有吸附底部晶片5的功能，在本实施例中，提供了一种外挂吸附模组的测试头22。吸附模组安装于测试臂21的侧边，可移动至测试臂21的下端遮盖测试头22，用以吸附底部晶片5。吸附模组包含一吸嘴71、一通气管72以及一旋转臂73。旋转臂73安装于测试臂21的侧边，具有一L型末端，吸嘴71设置于L型末端。通气管72的一端连通吸嘴71，另一端连接空气压缩机(图末示)，用以排出气流以产生吸力。旋转臂73可相对测试臂21沿垂直方向移动，当旋转臂73移动至测试臂21的下端时，可旋转使L型末端遮盖测试头22。如此，吸嘴71可被定位于测试臂21的侧边或是测试头22的下方，当测试装置要搬运底部晶片5时，如图5A所示，吸嘴71藉由旋转臂73移动至测试头22的下方，配合测试臂21的移动，达到搬运臂4的功能。另一方面，当测试装置测试底部晶片5时，如图5B所示，吸嘴71被移动至测试臂21的侧边，测试头22藉由测试臂21向下移动靠近测试座23，以对底部晶片5进行测试。

请参阅图6A至图6C，说明本发明第三实施例中的测试装置的运作。在第三实施例中，测试装置具有吸嘴61可吸附底部晶片5，再配合测试臂21的移动，使测试装置具有搬运臂4的功能。如图6A所示，测试臂21移动至进料区1，利用测试头22上的吸嘴61由载有多个底部晶片5的载盘11上吸附底部晶片5，再移动测试臂21将底部晶片5搬运至测试区2，并于测试区2中进行测试，图6A相当于图3A至图3C的运作。如图6B所示，由于测试臂21将底部晶片5搬运至测试座23时，测试头22即靠近测试座23，此时只需停止吸附底部晶片5，使测试头22的多个测试探针223接触测试座23上的底部晶片5的上表面51的焊接点511，测试头22内部的顶部晶片221与测试座23的底部晶片5即形成测试回路，可对底部晶片5进行测试。如图6C所示，测试完成后，再次利用测试头22上的吸嘴61吸附底部晶片5，测试臂21上升，移动至出料区3，将完成测试的底部晶片5搬运至出料区3，并将底部晶片5分类于出料区3的载盘31上，图6C相当于图3E至图3G的运作。从上述的运作说明可以很明显的看出测试装置具有吸附功能的好处，相较于第一实施例的测试装置的运作，第三实施例的测试装置的运作简易许多，除了大幅缩短测试时间，测试头22直接搬运底部晶片5，也可避免测试头22与测试座23定位的问题。

综上所述，本发明提供的一种堆叠式晶片的测试装置，测试装置包含内部具有堆叠式晶片的顶部晶片的测试头，因此本发明的测试装置能够于堆叠式晶片的底部晶片与顶部晶片结合前对底部晶片先行测试，将有问题的底部晶片排除，以提高堆叠式晶片的良率。再者，本发明的测试装置更可以吸附底部晶片，不需透过搬运臂，而直接利用测试头吸附底部晶片，再移动测试臂搬运底部晶片，对于生产作业产出效能大大提升。

藉由以上较佳具体实施例的详述，希望能更加清楚描述本发明的特征与精神，而并非以上述所揭露的较佳具体实施例来对本发明的范畴加以限制。相反地，其目的是希望能涵盖各种改变及具相等性的安排于本发明所欲申请的专利范围的范畴内。

Claims (11)

1.一种堆叠式晶片的测试装置，用以测试一堆叠式晶片的一底部晶片，该底部晶片的上表面具有多个焊接点用以电性连接该堆叠式晶片的一顶部晶片的多个相对焊接点，该测试装置包含：

一测试头，该测试头内部具有该顶部晶片；以及

多个测试接点，设置于该测试头的下表面，电性连接于该测试头内部的顶部晶片的上述多个相对焊接点；

其中，当该测试头的下表面接触该底部晶片的上表面时，该些测试接点电性连接该底部晶片的上述多个焊接点，以对该底部晶片进行测试。

2.如权利要求1所述的测试装置，其特征在于，更包含：

一测试臂，沿一垂直方向移动，该测试臂的下端用以安装该测试头。

3.如权利要求2所述的测试装置，其特征在于，更包含：

一测试座，用以容置该底部晶片，并与该底部晶片的下表面的信号接点电性连接；

其中，当该测试臂向下移动靠近该测试座，使该测试头的下表面接触该底部晶片的上表面时，该测试头内部的顶部晶片与该测试座的底部晶片形成一测试回路。

4.如权利要求1所述的测试装置，其特征在于，上述多个测试接点包含多个测试探针，上述多个测试探针的第一端电性连接于该测试头内部的顶部晶片的上述多个相对焊接点，上述多个测试探针的第二端自该测试头的下表面向外伸出。

5.如权利要求1所述的测试装置，其特征在于，更包含：

一吸嘴，设置于该测试头的下表面的中间附近，用以吸附该底部晶片；以及

一气流通道，贯穿该测试头并连通该吸嘴，用以排出气流以产生吸力。

6.如权利要求2所述的测试装置，其特征在于，更包含：

一吸附模组，安装于该测试臂的侧边，并可移动至该测试臂的下端遮盖该测试头，用以吸附该底部晶片。

7.如权利要求6所述的测试装置，其特征在于，该吸附模组包含：

一旋转臂，安装于该测试臂的侧边，具有一L型末端，可相对该测试臂沿该垂直方向移动，当该旋转臂移动至该测试臂的下端时，可旋转使该L型末端遮盖该测试头；

一吸嘴，设置于该L型末端；以及

一通气管，连通该吸嘴，用以排出气流以产生吸力。

8.一种堆叠式晶片的测试装置，用以测试一堆叠式晶片的一底部晶片，该底部晶片的上表面具有多个焊接点用以电性连接该堆叠式晶片的一顶部晶片的多个相对焊接点，该测试装置包含：

一测试头，该测试头内部具有该顶部晶片；

多个测试探针，上述多个测试探针的第一端电性连接于该测试头内部的顶部晶片的上述多个相对焊接点，上述多个测试探针的第二端自该测试头的下表面向外伸出；

一吸嘴，设置于该测试头的下表面的中间附近，用以吸附该底部晶片；以及

一气流通道，贯穿该测试头并连通该吸嘴，用以排出气流以产生吸力。

9.如权利要求8所述的测试装置，其特征在于，当该测试装置吸附该底部晶片时，上述多个测试探针的第二端向该测试头的下表面退缩，使该吸嘴突出上述多个测试探针；当该测试装置测试该底部晶片时，上述多个测试探针的第二端外伸突出该吸嘴，以电性连接该底部晶片的上述多个焊接点。

10.如权利要求8所述的测试装置，其特征在于，更包含：

一测试臂，沿一垂直方向移动，其特征在于，该测试臂的下端用以安装该测试头。

11.如权利要求10所述的测试装置，其特征在于，更包含：

一测试座，用以容置该底部晶片，并与该底部晶片的下表面的信号接点电性连接；

其中，当该测试臂向下移动靠近该测试座，使该测试头的下表面接触该底部晶片的上表面时，该测试头内部的顶部晶片与该测试座的底部晶片形成一测试回路。