CN103293342A - 探针针压设定方法以及应用该方法的点测方法与系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种探针针压设定方法，是在探针与待测物相对近接位移而电性接触的过程中，通过判断一与探针电连接的针压检测单元的跨电压是否到达一预定的阈值，来决定是否停止探针与该待测物继续近接位移，以确保探针能以适当的针压与待测物确实电性接触。其中，该针压检测单元具有一升压元件以及一与该升压元件并联的探针连接线路，该探针连接线路具有二接点，分别电性耦接用于点测该待测物的二探针。本发明还同时公开了一种应用前述针压设定方法的点测方法与点测系统，可快速且确实地设定针压，以利待测物测试作业的进行。

Description

探针针压设定方法以及应用该方法的点测方法与系统

技术领域

本发明与点测装置(prober)的探针针压(probing force)设定方法有关，特别是指一种利用一针压检测电路取代传统的机械式寻边器(edge sensor)来设定探针针压的方法。本发明同时涉及一种应用前述探针针压设定方法的点测方法，以及一种应用前述针压设定方法的双探针或多对探针的点测系统。

背景技术

点测设备(prober)是一种利用探针(probe)来检测诸如发光二极管等半导体晶粒性能表现或特性参数的设备。在点测作业进行时，假使探针针压(probing force)过大，不但晶粒表面会因针痕过长影响外观检验质量，且可能会造成晶粒表面损伤，也容易造成探针磨损，而一旦针压过小，可能造成探针与晶粒接点接触不良，进而影响点测结果，因此，如何确保探针能以适当的针压抵接晶粒接点，一直是业者关注的议题。

传统上，利用搭载在点测装置中的机械式寻边器(edge sensor)，例如在中国台湾第M345241、M382589等新型专利说明书中所揭示的各式各样的寻边器，可达到确保探针能确实接触并在待测晶粒的接点施加一定压抵力量的目的。一般而言，这些习用机械式寻边器的结构，大抵上包含有一基座、一与该基座之间通过一弹片弹性连接并可相对该基座摆动的摆臂，以及一可调预力施加器，其中，探针固定于该摆臂上，且该可调预力施加器为利用磁性吸力、磁性斥力或者弹簧回复力来施加一作用于该基座与该摆臂之间的预力，使该探针在未受力的状态下，二个分别设于该基座与该摆臂上的电性接点可以保持接触而电导通，而一旦探针接触并持续压抵待测晶粒的接点至前述预力被克服的程度时，该摆臂将相对该基座摆动使该二电性接点分离造成断路，因此，通过该可调预力施加器给予特定的预力，并在侦测到前述二电性接点断开时的关键点停止承载晶粒的升降载台上升，即可确保探针在点测作业时已经确实接触并在待测晶粒的接点上施加一特定压抵力量。

上述利用机械式寻边器来设定探针针压的方法虽然行之有年，但机械式寻边器在本质上具有若干缺点，例如：连接于基座与摆臂之间的弹片在长期使用之下容易弹性疲乏，以致在进行点测作业中，可能需要拆装寻边器以检测并调整施加的预力来校正针压；其次，二个分别设于基座与摆臂上的电性接点在长期使用之下容易碳化，不但必须清理保养，且清理完成之后还需要重新校正整个机械式寻边器，徒增作业时间；此外，由于传统的机械式寻边器具有相当的高度，在配合积分球(integrating sphere)进行点测作业时，因积分球的开口无法尽量贴近待测晶粒的发光区，以致容易影响其测量准确度。

此外，中国台湾第M406740号新型专利公开了一种利用光学辨识技术来确认针尖位置的自动调整装置，然而，此自动调整装置是使用监视组件来撷取针尖影像，并辅助一发光元件照射针尖来提高监视元件的辨识率，因此并不适合用于利用积分球来检测光电元件的点测作业中，况且，利用光学辨识技术是否能确保探针每次都能以同样的、适当的针压抵触待测物的接点，实是有待商榷。

简言之，上述两种习用的探针针压设定方法，有耗时、作业不便、重复性待商榷等缺点而有待改进。

发明内容

针对上述问题，本发明的主要目的在于提供一种探针针压设定方法，不需借助机械式寻边器或光学辨识技术来设定针压，以避免上述习用技术的缺点。

为达到上述目的，本发明所提供的一种探针针压设定方法，其特征在于包含有下列步骤：a)使一第一探针与一第二探针间隔对应一待测物，其中所述第一探针与所述第二探针分别电性耦接至一针压检测电路的一第一接点与一第二接点，所述针压检测电路具有一电源以及与所述电源电连接的一针压检测单元，所述针压检测单元包含有一升压元件以及与所述升压元件并联的一探针连接线路，所述探针连接线路具有所述第一与第二接点；b)使所述待测物与所述第一及第二探针相对近接位移，使所述待测物能与所述第一与第二探针接触而彼此电连接；c)在步骤b)进行时，撷取所述针压检测单元的跨电压；d)通过判断所述针压检测单元的跨电压是否到达一预定的阈值，决定是否停止所述待测物与所述第一及第二探针相对近接位移。

上述本发明所提供的探针针压设定方法中，所述针压检测电路还包含有一与所述电源电连接并与所述针压检测单元串联的分压元件。

所述分压元件的电阻值小于所述针压检测单元的升压元件的电阻值。例如一为100K欧姆，另一为400K欧姆，但不以此为限。

所述针压检测电路还包含有一第一开关以及一第二开关，所述第一开关的一端与所述第一探针电连接，另一端能切换至与所述第一接点电连接；所述第二开关的一端与所述第二探针电连接，另一端能切换至与所述第二接点电连接。

在步骤c)中，为通过一与所述针压检测电路电连接的信号转换器来撷取所述针压检测单元的跨电压。

在步骤a)中，所述待测物承置于一升降载台，所述第一与第二探针分别对应于所述待测物的上方；在步骤b)中，为通过所述升降载台的上升达到使所述待测物与所述第一及第二探针相对近接位移；而在步骤d)中，当所述针压检测单元的跨电压到达所述预定的阈值时，则停止所述升降载台上升。

在步骤d)中，当判断所述针压检测单元的跨电压尚未到达所述预定的阈值时，还包含有下列步骤：通过判断所述升降载台是否上升到达一预定的最高位置，决定是否停止所述升降载台上升。以避免施加给待测物的针压有超负载的可能。

采用上述探针针压设定方法，在待测物确实与各探针接触而电连接时，因探针连接线路导通并与升压元件并联，所测量的针压检测单元的跨电压将明显下降，利用此特性，在判断前述跨电压下降至一预定的阈值(threshold value)时，立即停止待测物与第一与第二探针相对近接位移，即可确保各探针以一预定的针压确实与待测物抵接，以利后续测试作业的进行。换言之，本发明所提供的针压设定方法不需借助习用机械式寻边器或光学辨识技术来设定针压，故可免除习用机械式寻边器以及光学辨识技术的缺点。

本发明的另一目的在于提供一种点测方法，其特征在于包含有下列步骤：a)使一第一探针与一第二探针间隔对应一待测物，其中所述第一探针与所述第二探针分别电性耦接至一针压检测电路的一第一接点与一第二接点；所述针压检测电路具有一电源以及与所述电源电连接的一针压检测单元，所述针压检测单元包含有一升压元件、一与所述升压元件并联且具有所述第一与二接点的探针连接线路，以及一第一开关与一第二开关，所述第一开关使所述第一探针能切换地与所述探针连接线路的第一接点或一测试电路的一第一接点电性耦接，而所述第二开关使所述第二探针能切换地与所述探针连接线路的第二接点或所述测试电路的一第二接点电性耦接；b)使所述待测物与所述第一及第二探针相对近接位移，使所述待测物能与所述第一与第二探针接触而彼此电连接；c)在步骤b)进行时，撷取所述针压检测单元的跨电压；d)在所述针压检测单元的跨电压到达一预定的阈值时，停止所述待测物与所述第一及第二探针相对近接位移；e)切换所述第一与第二开关，使所述第一探针及第二探针分别与所述测试电路的第一接点与第二接点电性耦接，以利所述测试电路进行测试作业。

上述本发明所提供的点测方法中，所述针压检测电路还包含有一与所述电源电连接且与所述针压检测单元串联的分压元件。

在步骤c)中，为通过一与所述针压检测电路电连接的信号转换器来撷取所述针压检测单元的跨电压。

在步骤a)中，所述待测物承置于一升降载台，而所述第一与第二探针分别对应于所述待测物的上方；在步骤b)中，为通过所述升降载台的上升使所述待测物与所述第一与第二探针相对近接位移；而在步骤d)中，当所述针压检测单元的跨电压到达所述预定的阈值时，则停止所述升降载台上升。

在步骤d)中，当判断所述针压检测单元的跨电压尚未到达所述预定的阈值时，还包含有下列步骤：判断所述升降载台的位置，若所述升降载台已经到达一预定的最高位置时，停止所述升降载台上升，并进行步骤e)，若所述升降载台尚未到达所述预定的最高位置时，回到步骤c)。

还包含有下列步骤：f)在所述测试作业完成后，下降所述升降载台至一使所述待测物与所述第一与第二探针分离以致电性绝缘的预备位置；g)切换所述第一与第二开关，使所述第一探针及第二探针分别与所述针压检测电路的第一接点与第二接点电性耦接。

本发明的又一目的在于提供一种点测系统，其特征在于包含有：一升降载台，用于承载一待测物，且所述升降载台的上方用于间隔对应设置用于点测所述待测物的一第一探针与一第二探针；一测试电路，具有一第一与一第二接点；一针压检测电路，具有一电源以及一与所述电源电连接的针压检测单元，所述针压检测单元包含有一升压元件、一与所述升压元件并联且具有一第一接点与一第二接点的探针连接线路，以及一第一开关与一第二开关，所述第一开关使所述第一探针能切换地与所述探针连接线路的第一接点或所述测试电路的第一接点电性耦接，所述第二开关使所述第二探针能切换地与所述探针连接线路的第二接点或所述测试电路的第二接点电性耦接；一信号转换器，与所述针压检测电路电连接，用于撷取所述针压检测单元的跨电压；一升降控制器，与所述信号转换器及所述升降载台电连接，用于根据所述信号转换器所撷取的跨电压数值来控制所述升降载台的动作。

其中，所述针压检测电路还包含有一与所述电源电连接并与所述针压检测单元串联的分压元件。

本发明的点测系统还提供了另一技术方案：一种点测系统，其特征在于包含有：一升降载台，用于承载一待测物，且所述升降载台的上方用于间隔对应设置用于点测所述待测物的第一至第四探针；一第一测试电路与一第二测试电路，所述第一测试电路具有一第一与一第二接点，所述第二测试电路具有一第三与一第四接点；一针压检测电路，具有一电源以及与所述电源电连接的一第一与一第二针压检测单元；所述第一针压检测单元包含有一第一升压元件、一与所述第一升压元件并联且具有一第一与一第二接点的第一探针连接线路，以及一第一开关与一第二开关，所述第一开关使所述第一探针能切换地与所述第一探针连接线路的第一接点或所述第一测试电路的第一接点电性耦接，所述第二开关使所述第二探针能切换地与所述第一探针连接线路的第二接点或所述第一测试电路的第二接点电性耦接；所述第二针压检测单元包含有一第二升压元件、一与所述第二升压元件并联且具有一第三与一第四接点的第二探针连接线路，以及一第三开关与第四开关，所述第三开关使所述第三探针能切换地与所述第二探针连接线路的第三接点或所述第二测试电路的第三接点电性耦接，而所述第四开关使所述第四探针能切换地与所述第二探针连接线路的第四接点或所述第二测试电路的第四接点电性耦接；一信号转换器，与所述针压检测电路电连接，用于分别撷取所述第一针压检测单元与所述第二针压检测单元的跨电压；一升降控制器，与所述信号转换器及所述升降载台电连接，用于根据所述信号转换器所撷取的跨电压数值来控制所述升降载台的动作。

其中，所述针压检测电路还包含有一与所述电源电连接并与所述第一针压检测单元串联的分压元件，以及一与所述电源电连接并与所述第二针压检测单元串联的另一分压元件。

上述点测系统的各个探针可以是由探针夹具夹持固定的直线状针体或具有预定弯曲角度的弯针，或者为固定于一探针卡的悬臂式探针。

其次，本发明所提供的点测系统，也可应用于需使用多对探针的点测作业中，例如应用于待测物为包含有多个芯片的晶圆的点测作业中，此时前述多对探针可固定于一探针卡，且每一对探针可电性耦接至一单独的针压检测电路，并通过检测机撷取各针压检测电路的针压检测单元的跨电压，来确认每一对探针是否已经确实接触各个对应芯片的电性接点；另一方面，本发明的点测系统也可应用于高功率的发光二极管芯片的点测作业中，此时，一对电性耦接于一针压检测电路的探针，同时接触高功率LED芯片的其中的一电性接点，而另一对探针同时接触该高功率LED芯片的另一电性接点。

附图说明

图1是本发明一第一较佳实施例所提供的点测系统的示意图，其中显示探针耦接于针压检测电路且待测物尚未与探针接触；

图2类同图1，显示待测物与探针接触；

图3类同图2，显示探针耦接于测试电路；

图4是本发明第一较佳实施例所提供的点测系统的作业流程图；

图5是本发明第一较佳实施例所提供的点测系统的针压检测电路的等效电路示意图；

图6A是升降载台的位置以及针压检测单元的跨电压相对时间的关系图；

图6B是图6A的部分放大图，用于说明升降载台的位移关系；

图7是本发明一第二较佳实施例所提供的点测系统的示意图；

图8A是本发明一第三较佳实施例所提供的点测系统的示意图；

图8B是一示意图，显示一对探针同时接触待测物的一电性接点，而另一对探针同时接触该待测物的另一电性接点；

图8C是本发明第三较佳实施例所提供的点测系统的针压检测电路的等效电路示意图。

具体实施方式

现举以下实施例并结合附图对本发明的结构及功效进行详细说明。

申请人首先在此说明，在以下将要介绍的实施例中，相同的参考号码，表示相同或类似的元件或结构特征。

本发明所提供的探针针压设定方法的主要技术特征，是在探针与待测物相对近接位移而电性接触的过程中，通过判断一与探针电性连接的针压检测单元的跨电压是否到达一预定的阈值，来决定是否停止探针与该待测物继续近接位移，以确保探针能以适当的针压与待测物确实电性接触。

详而言之，本发明所提供的探针针压设定方法，包含有以下主要步骤：a)使一第一探针与一第二探针间隔对应一待测物，其中该第一探针与该第二探针分别电性耦接至一针压检测电路的一第一接点与一第二接点，该针压检测电路具有一电源以及与该电源电连接的一针压检测单元，该针压检测单元包含有一升压元件以及与该升压元件并联的一探针连接线路，该探针连接线路具有该第一与二接点；b)使该待测物与该第一及第二探针相对近接位移，使该待测物能与该第一与第二探针接触而彼此电连接；c)在步骤b)进行时，撷取该针压检测单元的跨电压；d)通过判断该针压检测单元的跨电压是否到达一预定的阈值，决定是否停止该待测物与该第一及第二探针相对近接位移。

换言之，当判断所撷取的跨电压到达所设定的阈值时，便立刻停止该待测物与该第一及第二探针相对近接位移，即可确保各探针能以预定的针压确实电性抵接该待测物，以利进行后续的待测物测试作业。

其次，利用上述的探针针压设定方法，本发明可同时提供一种简单且快速的点测方法，该点测方法主要包含有下列步骤：a)使一第一探针与一第二探针间隔对应一待测物，其中该第一探针与该第二探针分别电性耦接至一针压检测电路的一第一接点与一第二接点；该针压检测电路具有一电源以及与该电源电连接的一针压检测单元，该针压检测单元包含有一升压元件、一与该升压元件并联且具有该第一与二接点的探针连接线路，以及一第一开关与一第二开关，该第一开关使该第一探针可切换地与该探针连接线路的第一接点或一测试电路的一第一接点电性耦接，而该第二开关使该第二探针可切换地与该探针连接线路的第二接点或该测试电路的一第二接点电性耦接；b)使该待测物与该第一及第二探针相对近接位移，使该待测物能与该第一与第二探针接触而彼此电连接；c)在步骤b)进行时，撷取该针压检测单元的跨电压；d)在该针压检测单元的跨电压到达一预定的阈值时，停止该待测物与该第一及第二探针相对近接位移；e)切换该第一与第二开关，使该第一探针及第二探针分别与该测试电路的第一接点与第二接点电性耦接，以利该测试电路进行测试作业。

以下将先行介绍可以用来实施上述探针针压设定方法与点测方法的点测系统的详细结构与特点，通过此点测系统，可对上述方法有更具体的了解。

如图1至图3及图5所示，为本发明第一较佳实施例所提供的可用于实施上述探针针压设定方法以及点测方法的点测系统10，主要包含有一升降载台12、一针压检测模块14、一检测机16以及一测试机18。

升降载台12与一般用于工具机或点测设备中可沿Z轴上下垂直移动或可沿X、Y与Z三轴移动的工作平台相同，升降载台12的顶面用于承载固定一准备进行点测作业的待测物20，待测物20可以是（但不限于）LED芯片、LED封装模块、具有多个芯片的晶圆等对象。如图5所示，在此实施例中，待测物20是以LED封装模块为例。

针压检测模块14主要包含有一针压检测电路22以及对应于待测物20的第一接点20a与第二接点20b上方的一第一探针24a与一第二探针24b。针压检测电路22具有一电源（如本实施例所提供的直流电源）26、一与电源26电连接的分压元件（如本实施例所提供的电阻R1），以及与该分压元件串联的一针压检测单元28。其中，该分压元件具有保护针压检测电路22的回路电流的功用，用于承受针压检测单元28可能产生的短路电流；针压检测单元28包含有一升压元件（如本实施例所提供的电阻R2）以及与该升压元件并联的一探针连接线路30，探针连接线路30具有断开的一第一接点30a与一第二接点30b，该升压元件用于提供一特定偏压至第一接点30a与第二接点30b。此外，针压检测电路22还包含有一一端与第一探针24a电连接的第一开关SW1以及一一端与第二探针24b电连接的第二开关SW2，通过第一、第二开关SW1、SW2，第一接点30a可电性耦接于第一探针24a，而第二接点30b可电性耦接于第二探针24b，使该升压元件所提供的特定偏压可通过第一探针24a及第二探针24b分别输入待测物20的第一接点20a与第二接点20b。再者，升压元件主要设计为克服待测物20的第一接点20a与第二接点20b之间导通所需的能障，或者依待测物20的内部元件特性而触发待测物20运行于特定导通状态所需施加于第一接点20a与第二接点20b之间的操作偏压，电源26及分压元件为依照待测物20于导通状态可承受的电流功率而提供最恰当的电性规格。因此，在此实施例中，当待测物20为LED封装模块时，若以LED组件的正、负电极分别与第一接点20a及第二接点20b电连接，则该升压元件所提供的特定偏压需大于LED组件的顺向导通电压（forward-bias），使LED封装模块存在一等效电阻，该等效电阻包括模块导线的欧姆接触电阻与线电阻以及LED组件的欧姆接触电阻与接面横向电阻，相比于该升压元件有较低甚至接近短路的电阻特性，此时分压元件则需承受较高的直流分压甚至接近电源26的直流电压。故在最为简便的电路设计结构下，申请人实际采用的电源26可产生5V的直流电源，而该分压元件及升压元件为分别具有可调变或固定为100K及400K欧姆的电阻R1、R2，使第一探针24a及第二探针24b与待测物20的第一接点20a与第二接点20b达到欧姆接触的瞬间，该升压元件可提供约4V的操作偏压至待测物20，使LED组件从截止转为线性操作的导通状态，并由LED组件的导通电流特性使该升压元件与探针连接线路30的并联等效电阻降低为接近该分压元件甚至近似待测物20的等效电阻，进而降低针压检测电路22中针压检测单元28的分压。其次，上述的探针24a、24b的型态并无特定的限制，例如，可以是由探针夹具夹持固定的直线状针体或具有预定弯曲角度的弯针，或者为固定于一探针卡的悬臂式探针。

检测机16主要具有一信号转换器32、一升降控制器34以及一接口控制器36。其中信号转换器32可以是一般用于撷取电压讯号的电位计或进而更转换该电压讯号的模拟/数字信号转换器(A/D converter)，其讯号撷取线路32a跨接于针压检测电路22的针压点测单元28的二端，以撷取针压检测单元28的跨电压。升降控制器34与信号转换器32及升降载台12电连接，升降控制器34可控制升降载台12的驱动马达（图中未示），使升降载台12可带动待测物20，在一待测物20与第一、第二探针24a、24b分离而彼此电性绝缘的预备位置（如图1所示），与在一使待测物20与各探针24a、24b接触而电连接的接触位置（如图2所示）之间往复位移，而且，在升降控制器34控制升降载台12由该预备位置上升至接触位置的过程中，升降控制器34更可根据信号转换器32所撷取的电压讯号显示出待测物20已经确实与各探针24a、24b接触时，停止升降载台12的动作，使待测物20可确实保持在与各探针24a、24b接触而电连接的状态，以便测试机18进行点测作业。而接口控制器36为电连接测试机18的一接口控制器38，以利检测机16与测试机18彼此之间控制指令的交换。

测试机18主要包含有前述与检测机16的接口控制器36电连接的接口控制器38，以及一与接口控制器38电连接的测试单元40，测试单元40具有一测试电路42，其具有断开的一第一接点42a与一第二接点42b，而且，如图3所示，通过第一、第二开关SW1、SW2的切换动作，第一接点42a可电性耦接于第一探针24a，而第二接点42b可电性耦接于第二探针24b，如此一来，在探针针压设定完成之后，经由前述切换手段，测试机18即可对待测物20进行点测作业。

以下将通过图4及其他图式针对如何利用针压检测电路22来判断探针已经确实接触待测物的电性接点（探针已经施加在电性接点足够的针压）的原理，即本发明所提供的探针针压设定方法，以及整个点测系统的作业流程（也就是使用前述针压设定方法的点测方法）进一步详细介绍，以使所属技术领域具有通常知识的人士能更加了解本发明的技术特征并能够据此实施本发明。

当待测物固定于升降载台12开始进行测试时（如图1所示），即，进入图4所示的步骤S1时，点测系统10的检测机16首先将利用升降控制器34操作升降载台12，使升降载台12可位移并保持在该预备位置。

其次，在步骤S2中，整个点测系统将切换到针压检测模式，即，检测机16将下达控制指令，使第一开关SW1与第二开关SW2同步切换到第一探针24a与探针连接线路30的第一接点30a电性耦接，且第二探针24b与第二接点30b电性耦接的状态（如图1所示）。如此一来，即完成本发明探针针压设定方法中的步骤a)，即，此时第一探针24a与第二探针24b为分别电性耦接第一接点30a与第二接点30b，且呈现间隔对应待测物20的状态。

而后，检测机16便开始进行信号转换器32读取针压检测单元28的跨电压的步骤S3，此时探针连接线路30呈断路的状态，所量得的跨电压为电阻R2的跨电压。

而后，如图4的步骤S4所示，检测机16通过升降控制器34控制升降载台12上升至待测物20的第一与第二接点20a与20b分别与第一与第二探针24a与24b接触而电连接的接触位置（如图2所示）。也就是，通过升降载台12的上升动作，来实现本发明探针针压设定方法的步骤b)中所谓“使该待测物与该第一及第二探针相对近接位移”的动作。然而，必须说明的是，实现此步骤b)的方式并不以此为限，例如可使该待测物固定不动地设置于一工作台上，而使装设有夹持各探针的探针夹具的主轴头向下移动，朝向该待测物进给，同样可实现步骤b)。或者使承载有该待测物的升降载台与装设有各探针的主轴头同时动作，彼此朝向对方近接位移，也可实现步骤b)。

为完成本发明探针针压设定方法的步骤c)，如图4的步骤S5所示，信号转换器32在升降载台12的整个上升过程中，持续读取针压检测单元28的跨电压，纵使在待测物20接触各探针24a与24b之后仍持续读取，此时，升降载台12仍保持持续上升，以致各探针24a、24b施加在待测物接点20a、20b的针压持续增加。

以下将继续说明本发明探针针压设定方法的步骤d)，即，如何通过判断该针压检测单元的跨电压是否到达一预定的阈值，决定是否停止该待测物与该第一及第二探针相对近接位移。

如图4的步骤S6所示，本实施例中为利用信号转换器32撷取针压检测单元28的跨电压，并通过诸如软件或整合于（或外接于）信号转换器32的判断电路等类的判断模块来判断该跨电压的数值是否到达一预先设定的阈值(threshold value)，若到达该设定的阈值则进行步骤S7，若尚未到达则进行步骤S8。详而言之，如图6A与图6B所示，在图6A与图6B中，左边纵轴代表升降载台12的位置，右边纵轴表示信号转换器32所测量的针压检测单元28的跨电压，横轴代表时间，而曲线C1表示升降载台位置与时间的关系曲线，而曲线C2表示跨电压与时间的关系曲线。如图中所示，在时间开始到t1(约略十几毫秒)的区间中，曲线C1随时间递增，意味着升降载台12自初始位置Xi持续上升，此时由于第一与第二探针24a、24b尚未与待测物20接触，故探针连接线路30呈断路的状态，此时信号转换器32所量得的跨电压为电阻R2的跨电压（约为4V），故在此区间中，曲线C2呈一直线。其次，当第一与第二探针24a、24b与待测物20的第一与第二接点20a、20b接触之后（t1之后），由于此时信号转换器32所量得的针压检测单元28跨电压，为电阻R2与探针24a、24b本身电阻加上待测物20内电阻并联后的等效电阻的跨电压，因此曲线C2将呈现一明显的电压下降趋势，在此同时，当信号转换器32一侦测到该跨电压数值由一恒定值下降时，升降控制器34可发出指令控制升降载台12以一较低的上升速率缓步进给，使各探针24a、24b施加在待测物接点20a、20b的针压缓步增加，而后，当信号转换器32所撷取的针压检测单元28的跨电压数值到达一预先设定的阈值Vt时（例如约2～3V），对应于时间t2，升降控制器34便发出指令控制升降载台12停止上升（停止位置Xf），使待测物20可保持在与各探针24a与24b确实接触的状态（即探针24a与24b以特定的针压确实抵接待测物的接点20a与20b）。在此需说明的是，阈值Vt的设定可视探针、待测物的种类或其他需要而定，不限于前述Vt的2～3V电压范围，实际上，若预定的阈值设定更低，则探针的针压将相对提高（因为升降载台的上升量将增加），反之，若阈值设定更高，针压将相对降低（因为升降载台停止的时间提早）。此外，申请人曾经就传统使用机械式寻边器的针压设定方法与此方法进行比较，实验结果显示，使用此方法进行针压设定，当跨电压到达所设定的阈值Vt即停止升降载台上升的时间点t2，比利用机械式寻边器通过其二电性接点跳脱断开而停止升降载台上升的时间点t3约提早了5ms左右，换言之，本发明具有较佳的反应速度，可避免针压过负荷的情况发生，有效提升待测物表面针痕的外观检验质量，且降低待测物表面损伤与探针磨损的缺陷。

其次，在步骤S6中，若判断跨电压的数值尚未到达设定的阈值，则进行该升降载台是否到达所设定的一最高位置的判断步骤S8，若尚未到达，则整个点测系统10的作业回到步骤S5，若已经到达（虽然测量的跨电压尚未到达所设定的阈值），则进行步骤S7，立即停止该升降载台的动作，以避免施加在待测物20的针压有超负载的可能。换言之，本发明所提供的点测方法中，在步骤d)中可进一步加入过负荷保护的判断机制，通过判断该升降载台是否上升到达一预定的最高位置，决定是否停止该升降载台上升。详而言之，在进行点测作业的步骤d)时，可进一步加入判断该升降载台位置的步骤，若该升降载台已经到达一预定的最高位置时，则停止该升降载台上升，并进行后续测试作业，倘若该升降载台尚未到达该预定的最高位置时，则回到步骤d)之前的步骤，即，使升降载台持续上升，并持续撷取且判断跨电压是否到达所设定的阈值。然而，必须说明的是，此额外的步骤仅为一保护机制，并非本发明的探针针压设定方法的必要步骤。

在该点测系统执行步骤S7之后，便进行步骤S9，整个点测系统10将切换到待测物测试模式，也就是，检测机16将下达控制指令，使第一开关SW1与第二开关SW2同步切换到使第一探针24a与测试电路42的第一接点42a电性耦接，且第二探针24b与第二接点42b电性耦接的状态（如图3所示）。如此，即可进行待测物的测试作业。

之后，检测机16将进行升降载台12是否真正已经停止上升的判断步骤S10，等到确定升降载台12已经停止，检测机16将通过其接口控制器36发出指令，经由接口控制器38通知测试机18进行点测作业步骤S11。

之后，在步骤S12中，当判断测试机18完成点测作业之后，升降载台12即下降回到预备位置（回到步骤S1），以准备另一梯次的待测物点测作业。换言之，本发明所提供的点测方法，在步骤e)之后，可以进一步包含下列步骤：f)在该测试作业完成后，下降该升降载台至一使该待测物与该第一与第二探针分离以致电性绝缘的预备位置，如图4中的步骤S1；g)切换该第一与第二开关，使该第一探针及第二探针分别与该针压检测电路的第一接点与第二接点电性耦接，如图4中的步骤S2。由此，可达到连续进行待测物点测作业的目的。

由以上陈述可知，本发明所提供的探针针压设定方法利用简单的针压检测电路22，配合针压检测单元28的跨电压读取与判断，即可确保探针24a、24b以适当的针压电性抵接待测物20，因此，整个针压设定的方式可谓十分简便。此外，利用前述针压设定方法，并配合一开关切换手段，本发明可提供一种十分简便且快速的点测方法。简言之，本发明所提供的针压设定方法不需借助习用机械式寻边器或光学辨识技术来设定针压，故可免除习用机械式寻边器以及光学辨识技术的缺点。其次，应用于本发明的针压设定方法的探针，可使用简单的夹具夹持，使得积分球可较为接近光电待测物的发光区，以获得较为准确的测量结果。再者，本发明的针压测试方法可搭配业界现有的点测设备使用，因此具有相当的适用性。

另一方面，在上述公开的实施例中，用于实施本发明的针压设定方法（点测方法）的点测系统应用于一般LED模块只需一对探针进行点测作业的情形，然而，本发明的针压设定方法（点测方法），也可应用于需使用多对探针的点测系统中，例如应用于待测物为包含有多个芯片的晶圆的点测作业中，或者应用于单一电性接点需要一对探针进行点测作业的高功率发光二极管芯片的点测作业中。

详而言之，在多芯片的晶圆点测作业中，可使用包含有多对探针的探针卡进行点测作业，此时每一对探针可电性耦接至一单独的针压检测单元，并借由检测机撷取并判断各个针压检测单元的跨电压数值是否全部到达所设定的阈值，来确认每一对探针是否已经以预定的针压确实接触各个对应芯片的电性接点，再进行测试作业。有关此部分的具体技术内容，可参照图7所示的本发明第二较佳实施例所揭示的点测系统10’，在此实施例中，是以针压检测模块14’包含有四对探针为例，当然，取决于待测物的型态，该探针的数量可以更少或更多。

如图7所示，点测系统10’的针压检测电路22’包含有一共享的直流电源26以及四组并联的针压检测单元28a～28d，每组针压检测单元同样具有并联的一电阻（R21～R24）与一分别可与二探针（24a～24h）电性耦接的探针连接线路(301～304)，且四组针压检测单元28a～28d分别电性连接于点测机16的信号转换器32，如此一来，信号转换器32可同时监测各针压检测单元28a～28d的跨电压，并通过判断模块判断各针压检测单元28a～28d的跨电压数值是否全部到达所设定的阈值，来决定是否停止升降载台12动作，如此，可确保每一对探针以适当的针压接触各个对应芯片的电性接点，以利后续测试作业的进行。由于此实施例的点测系统10’的整个作业流程与第一较佳实施例所揭示的作业流程类同，差异仅在于在此实施例中必须确认每一针压检测单元28a～28d的跨电压数值都到达所设定的阈值才停止升降载台12的动作，因此，有关具有多对探针的点测系统的详细作业流程，容申请人在此不予赘述。

其次，就高功率发光二极管芯片而言，正、负电极大多设计为大面积的接触电极以降低欧姆接触电阻承受大电流功率，同理，芯片封装模块也大多有大面积的电性接点与正、负电极电性导通；因此就高功率LED芯片的点测作业而言，如图8A至图8C所示，通常是以一对探针（第一探针24a与第二探针24b）同时接触该高功率LED芯片（待测物20）的其中一电性接点20a，而另一对探针（第三探针24c与第四探针24d）同时接触该高功率LED芯片20的另一电性接点20b。在应用于此点测作业时，本发明所提供的点测系统可具体实施如下所述。

如图8A至图8C所示，本发明第三较佳实施例所提供的点测系统10”同样包含有一用于承载待测物20的升降载台12、一针压检测模块14”、一检测机16以及一测试机18。

针压检测模块14”具有一针压检测电路22”以及对应于该待测物上方的第一至第四探针24a～24b，针压检测电路22”具有一直流电源26以及与直流电源26电连接的一第一针压检测单元28a与一第二针压检测单元28b。第一针压检测单元28a包含有一第一电阻R21以及与第一电阻R21并联的一第一探针连接线路301，第一探针连接线路301具有一第一接点30a与一第二接点30b，用于分别电性耦接第一与第二探针24a与24b。同样地，第二针压检测单元28b包含有一第二电阻R22以及与第二电阻R22并联的一第二探针连接线路302，第二探针连接线路302具有一第三接点30c与一第四接点30d，用于分别电性耦接第三与第四探针24c与24d。其次，针压检测电路22”还包含有一与直流电源26电连接并与第一针压检测单元28a串联的电阻R11，以及一与直流电源26电连接并与第二针压检测单元28b串联的另一电阻R12。

检测机16主要具有一信号转换器32、一升降控制器34以及一接口控制器36。其与第一实施例的差异在于信号转换器32电连接于针压检测电路22”的方式，是使得信号转换器32可同时撷取第一与第二针压检测单元28a与28b的跨电压。

测试机18与第一实施例所公开的实质上相同，均具有一与检测机16的接口控制器36电连接的接口控制器38，以及一与接口控制器38电连接的测试单元40。但测试单元40的测试电路42具有并联的二个第一接点42a、42b，用于分别电性耦接第一与第二探针24a与24b，以及并联的二个第二接点42c、42d，用于分别电性耦接第三与第四探针24c与24d。

此外，通过设置于针压检测电路22中的一第一至第四开关SW1～SW4，使得第一至第四探针24a～24b可切换地分别与针压检测电路22的第一至第四接点30a～30d同步耦接，或者与测试单元40的第一至第二接点42a～42d同步电性耦接。如此一来，本发明第三较佳实施例所提供的点测系统10即可应用于高功率发光二极管芯片的点测作业中。

当然，本发明所提供的针压检测电路，也可应用于待测物的一接点同时点触有一第一与一第二探针，而另一接点只点触有一第三探针的点测作业情形，此时该第一、二探针之间可电连接一组针压检测电路，而第三探针与该第一与第二探针之间，可以按实际针压设定的需要与否，而连接或不连接另一组针压检测电路。

综上所述，利用本发明所揭示的针压检测电路以及跨电压撷取与判断步骤，本发明提供了一种十分简单且确实的针压设定方法，以及一种应用前述方法的点测方法及点测系统。然而，必须加以说明的是，本案说明书及附图中所公开的用于实施前述方法的点测系统，仅是示例性的列举可实施前述探针针压设定方法与点测方法的几种可行系统，并非以此限制实施本发明的针压设定及点测方法的点测系统结构，换言之，举凡各种替代性的设备修改或构件整合，例如，将点测机16与测试机18整合成一兼具跨电压撷取与判断、升降载台控制、针压检测模式与测试模式切换机制以及测试电路的控制机台，也应被本案的专利保护范围所涵盖。

Claims (17)

1.一种探针针压设定方法，其特征在于包含有下列步骤：

a)使一第一探针与一第二探针间隔对应一待测物，其中所述第一探针与所述第二探针分别电性耦接至一针压检测电路的一第一接点与一第二接点，所述针压检测电路具有一电源以及与所述电源电连接的一针压检测单元，所述针压检测单元包含有一升压元件以及与所述升压元件并联的一探针连接线路，所述探针连接线路具有所述第一与第二接点；

b)使所述待测物与所述第一及第二探针相对近接位移，使所述待测物能与所述第一与第二探针接触而彼此电连接；

c)在步骤b)进行时，撷取所述针压检测单元的跨电压；

d)通过判断所述针压检测单元的跨电压是否到达一预定的阈值，决定是否停止所述待测物与所述第一及第二探针相对近接位移。

2.如权利要求1所述的探针针压设定方法，其特征在于：所述针压检测电路还包含有一与所述电源电连接并与所述针压检测单元串联的分压元件。

3.如权利要求2所述的探针针压设定方法，其特征在于：所述分压元件的电阻值小于所述针压检测单元的升压元件的电阻值。

4.如权利要求1所述的探针针压设定方法，其特征在于：所述针压检测电路还包含有一第一开关以及一第二开关，所述第一开关的一端与所述第一探针电连接，另一端能切换至与所述第一接点电连接；所述第二开关的一端与所述第二探针电连接，另一端能切换至与所述第二接点电连接。

5.如权利要求1所述的探针针压设定方法，其特征在于：在步骤c)中，为通过一与所述针压检测电路电连接的信号转换器来撷取所述针压检测单元的跨电压。

6.如权利要求1所述的探针针压设定方法，其特征在于：在步骤a)中，所述待测物承置于一升降载台，所述第一与第二探针分别对应于所述待测物的上方；在步骤b)中，为通过所述升降载台的上升达到使所述待测物与所述第一及第二探针相对近接位移；而在步骤d)中，当所述针压检测单元的跨电压到达所述预定的阈值时，则停止所述升降载台上升。

7.如权利要求6所述的探针针压设定方法，其特征在于：在步骤d)中，当判断所述针压检测单元的跨电压尚未到达所述预定的阈值时，还包含有下列步骤：

通过判断所述升降载台是否上升到达一预定的最高位置，决定是否停止所述升降载台上升。

8.一种点测方法，其特征在于包含有下列步骤：

a)使一第一探针与一第二探针间隔对应一待测物，其中所述第一探针与所述第二探针分别电性耦接至一针压检测电路的一第一接点与一第二接点；所述针压检测电路具有一电源以及与所述电源电连接的一针压检测单元，所述针压检测单元包含有一升压元件、一与所述升压元件并联且具有所述第一与二接点的探针连接线路，以及一第一开关与一第二开关，所述第一开关使所述第一探针能切换地与所述探针连接线路的第一接点或一测试电路的一第一接点电性耦接，而所述第二开关使所述第二探针能切换地与所述探针连接线路的第二接点或所述测试电路的一第二接点电性耦接；

b)使所述待测物与所述第一及第二探针相对近接位移，使所述待测物能与所述第一与第二探针接触而彼此电连接；

c)在步骤b)进行时，撷取所述针压检测单元的跨电压；

d)在所述针压检测单元的跨电压到达一预定的阈值时，停止所述待测物与所述第一及第二探针相对近接位移；

e)切换所述第一与第二开关，使所述第一探针及第二探针分别与所述测试电路的第一接点与第二接点电性耦接，以利所述测试电路进行测试作业。

9.如权利要求8所述的点测方法，其特征在于：所述针压检测电路还包含有一与所述电源电连接且与所述针压检测单元串联的分压元件。

10.如权利要求8所述的点测方法，其特征在于：在步骤c)中，为通过一与所述针压检测电路电连接的信号转换器来撷取所述针压检测单元的跨电压。

11.如权利要求8所述的点测方法，其特征在于：在步骤a)中，所述待测物承置于一升降载台，而所述第一与第二探针分别对应于所述待测物的上方；在步骤b)中，为通过所述升降载台的上升使所述待测物与所述第一与第二探针相对近接位移；而在步骤d)中，当所述针压检测单元的跨电压到达所述预定的阈值时，则停止所述升降载台上升。

12.如权利要求11所述的点测方法，其特征在于：在步骤d)中，当判断所述针压检测单元的跨电压尚未到达所述预定的阈值时，还包含有下列步骤：

判断所述升降载台的位置，若所述升降载台已经到达一预定的最高位置时，停止所述升降载台上升，并进行步骤e)，若所述升降载台尚未到达所述预定的最高位置时，回到步骤c)。

13.如权利要求12所述的点测方法，其特征在于还包含有下列步骤：

f)在所述测试作业完成后，下降所述升降载台至一使所述待测物与所述第一与第二探针分离以致电性绝缘的预备位置；

g)切换所述第一与第二开关，使所述第一探针及第二探针分别与所述针压检测电路的第一接点与第二接点电性耦接。

14.一种点测系统，其特征在于包含有：

一升降载台，用于承载一待测物，且所述升降载台的上方用于间隔对应设置用于点测所述待测物的一第一探针与一第二探针；

一测试电路，具有一第一与一第二接点；

一针压检测电路，具有一电源以及一与所述电源电连接的针压检测单元，所述针压检测单元包含有一升压元件、一与所述升压元件并联且具有一第一接点与一第二接点的探针连接线路，以及一第一开关与一第二开关，所述第一开关使所述第一探针能切换地与所述探针连接线路的第一接点或所述测试电路的第一接点电性耦接，所述第二开关使所述第二探针能切换地与所述探针连接线路的第二接点或所述测试电路的第二接点电性耦接；

一信号转换器，与所述针压检测电路电连接，用于撷取所述针压检测单元的跨电压；

一升降控制器，与所述信号转换器及所述升降载台电连接，用于根据所述信号转换器所撷取的跨电压数值来控制所述升降载台的动作。

15.如权利要求14所述的检测系统，其特征在于：所述针压检测电路还包含有一与所述电源电连接并与所述针压检测单元串联的分压元件。

16.一种点测系统，其特征在于包含有：

一升降载台，用于承载一待测物，且所述升降载台的上方用于间隔对应设置用于点测所述待测物的第一至第四探针；

一第一测试电路与一第二测试电路，所述第一测试电路具有一第一与一第二接点，所述第二测试电路具有一第三与一第四接点；

一针压检测电路，具有一电源以及与所述电源电连接的一第一与一第二针压检测单元；所述第一针压检测单元包含有一第一升压元件、一与所述第一升压元件并联且具有一第一与一第二接点的第一探针连接线路，以及一第一开关与一第二开关，所述第一开关使所述第一探针能切换地与所述第一探针连接线路的第一接点或所述第一测试电路的第一接点电性耦接，所述第二开关使所述第二探针能切换地与所述第一探针连接线路的第二接点或所述第一测试电路的第二接点电性耦接；所述第二针压检测单元包含有一第二升压元件、一与所述第二升压元件并联且具有一第三与一第四接点的第二探针连接线路，以及一第三开关与第四开关，所述第三开关使所述第三探针能切换地与所述第二探针连接线路的第三接点或所述第二测试电路的第三接点电性耦接，而所述第四开关使所述第四探针能切换地与所述第二探针连接线路的第四接点或所述第二测试电路的第四接点电性耦接；

一信号转换器，与所述针压检测电路电连接，用于分别撷取所述第一针压检测单元与所述第二针压检测单元的跨电压；

一升降控制器，与所述信号转换器及所述升降载台电连接，用于根据所述信号转换器所撷取的跨电压数值来控制所述升降载台的动作。

17.如权利要求16所述的点测系统，其特征在于：所述针压检测电路还包含有一与所述电源电连接并与所述第一针压检测单元串联的分压元件，以及一与所述电源电连接并与所述第二针压检测单元串联的另一分压元件。

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