CN103430031B - 半导体装置的检查设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种半导体装置的检查设备，其用于检查具有多个电的检查接触点的检查目标的电特性。检查设备包括插槽组件，其中插槽组件包括在纵向方向上可缩回的多个探针、支撑彼此平行的所述探针的探针支撑器、和包括与所述探针的第一端部接触的多个固定接触点的插槽板；和检查目标载体，其中检查目标载体包括容纳所述检查目标从而使所述检查接触点面朝所述探针的第二端部的检查目标容纳部分，和被插入于所述检查目标与所述探针支撑器之间并包括探针孔的底板元件，其中所述探针孔在与所述检查接触点对应的位置穿透底板元件并且所述探针的第二端部穿过所述探针孔。

Description

半导体装置的检查设备

技术领域

本发明涉及一种半导体装置的检查设备，并且更特别地，涉及这样一种半导体装置的检查设备，其中，当检查半导体装置的电特性时，探针和半导体装置的检查接触点之间的接触公差被降低。

背景技术

通常，诸如集成芯片(IC)的半导体装置已经在制造过程中通过检查半导体装置的电特性而被进行与其缺陷有关的测试。半导体装置的电特性是通过在半导体装置的检查接触点(凸点(bump))与包括印刷电路板(PCB)的测试板的接触点(焊盘(pad))之间插入探针而被检查的。同样，半导体装置的电特性是在半导体装置被插入检查目标载体中的同时被检查的。

图17是示出了传统的半导体装置的检查装置的结构的视图。半导体装置的检查设备1包括检查目标载体30，其中，半导体装置10被固定于该载体30上，位于检查目标载体30上方并将固定的半导体装置10向下推动以进行测试的推动器，被设置在检查目标载体30下方的插槽引导件40，和具有用于与固定的半导体装置的检查接触点相接触的探针50的插槽组件60。

半导体装置10的传统的检查是通过被安装到检测目标载体30上的半导体装置10的球状端点10a与被支撑在插槽组件60中的探针50之间的电接触执行的。此时，非常小的球状端点10a和探针50被以窄间距布置，并且因此在测试过程中需要非常高的精度。球状端点10a和探针50之间的对准是通过检查目标载体30的定位孔32与插槽引导件40的定位销42之间的对准实现的。

在测试过程中，检查目标载体30在与插槽引导件40连接和分离之间交替，并且因此，通过不断重复的连接与分离，定位销42和定位孔之间的余量(margin)增大。结果，余量的增大导致球状端点10a与探针50之间的失配的问题。同样，当插槽组件60被安装到插槽引导件40中时，还可能导致额外的公差。

发明内容

本发明的一个方面在于提供一种半导体装置的检查设备，其能够在测试过程中改进探针和检查目标的检查接触点之间的精确的接触。

本发明的另一方面在于提供一种半导体装置的检查设备，其能够减小探针和检查目标的检查接触点之间的接触阻力。

本发明的又一方面在于提供一种半导体装置的检查设备，其能够在检查目标被检查时减少探针接触端部的污染。

本发明的再一方面在于提供一种半导体装置的检查设备，其能够在插槽组件的引导突起与检查目标载体的底板元件的引导槽彼此配合时防止被卡住。

本发明的前述和／或其他方面是通过提供一种半导体装置的检查设备实现的，其用于检查具有多个电的检查接触点的检查目标的电特性，该检查设备包括：插槽组件，该插槽组件包括在纵向方向上可缩回的多个探针、支撑彼此平行的所述探针的探针支撑器、和包括与所述探针的第一端部接触的多个固定接触点的插槽板；和检查目标载体，该检查目标载体包括容纳所述检查目标从而使所述检查接触点面朝所述探针的第二端部的检查目标容纳部分，和被插入于所述检查目标与所述探针支撑器之间并包括探针孔的底板元件，其中所述探针孔在与所述检查接触点对应的位置穿透底板元件并且所述探针的第二端部穿过所述探针孔。

底板元件和探针支撑器可包括凸起连接部分，该凸起连接部分包括将沿探针的纵向方向连接和对准的位于一侧的引导突起和位于另一侧的引导槽。

所述凸起连接部分被形成为当探针支撑器接近底板元件时，引导突起与引导槽之间的连接早于探针与探针孔之间的连接。

当引导突起与引导槽连接时，突出部不与突出部容纳部分相接触。

所述凸起连接部分可包括至少两对位于一侧的引导突起和位于另一侧的引导槽，并且所述至少两对引导突起和引导槽在形状上不同，以便不会彼此卡住。

所述不同形状可包括圆形和椭圆形。

所述底板元件可包括排尘口。

发明效果

根据本发明，检查目标的检查接触点与探针之间的接触是通过底板元件中的探针孔实现的，从而不仅改进了接触的精度，还减小了接触阻力。

根据本发明，检查目标载体的中心部被底板元件阻断，从而具有防止探针下端部被外来异物污染的效果。

根据本发明，被改变的插槽位置被矫正，以防止探针错位，并且与检查目标的检查接触点的中心的精确的接触保护探针和检查接触点不受来自插槽外部的冲击，从而具有延长使用寿命的效果。

根据本发明，即使在检查目标被插入检查目标载体中以进行电特性检查的同时产生振动的情况下，检查目标也不会从检查目标载体上掉落，这是有利的。

附图说明

图1是根据实施例的半导体装置的检查设备的分解透视图，

图2是图1的半导体装置的检查设备中的推动器200的横截面视图，

图3-5分别是图1的半导体装置的检查设备中的检查目标载体300的平面图、横截面视图和底视图，

图6是部分地示出了图1的半导体装置的检查设备中的检查目标载体300的底板元件320的平面视图，

图7是沿图6中的线I-I看去的横截面视图，

图8和9分别是图1的半导体装置的检查设备中的插槽引导件400的平面图和横截面视图，

图10和11分别是图1的半导体装置的检查设备中的插槽组件500的透视图和局部横截面视图，

图12是示出了根据另一实施例的半导体装置的检查设备中的底板元件620的平面图，

图13是示出了根据另一实施例的半导体装置的检查设备中的探针支撑器710的透视图，

图14a是横截面视图，示出了这样一种状态，即，推动器200、检查目标载体300、插槽引导件400和插槽组件500在图1的半导体装置的检查设备中被首次对准，

图14b是示出了图14a的‘A’部分的局部放大的横截面视图，

图15a是横截面视图，示出了这样一种状态，即，推动器200、检查目标载体300、插槽引导件400和插槽组件500在图1的半导体装置的检查设备中被二次对准，

图15b是示出了图15a的‘B’部分的局部放大的横截面视图，

图16a是横截面视图，示出了这样一种状态，即，推动器200、检查目标载体300、插槽引导件400和插槽组件500在图1的半导体装置的检查设备中被最终对准，

图16b是示出了图16a的‘C’部分的局部放大的横截面视图，以及

图17是示出了传统的半导体装置的检查设备的横截面视图。

具体实施方式

这里，将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施例。为进行清楚的描述，与描述无关的内容将被省略。同样，通篇文件中类似的附图标记用于表示相同或类似的元件，并且上、下、左和右方向都是以附图的正面作为参照加以设定的。

如图1所示，根据示例性实施例的半导体装置的检查设备100包括：检查目标载体300，其中，半导体装置10固定于该检查目标载体300上；推动器200，其被设置在检查目标载体300上方并在测试过程中推动被固定的半导体装置10；底板元件320，其被可拆卸地支撑在检查目标载体300的底板上；插槽引导件400，其被设置在检查目标载体300的下方；和插槽组件500，其与插槽引导件400连接并支撑多个探针522。

如图2所示，推动器200包括按压突起220和第一定位销202，其中，按压突起220将固定于检查目标载体300上的半导体装置10向上按压，第一定位销202插入被形成于检查目标装置300中的第一定位孔中，以精确地按压半导体装置10。

如图3-5所示，检查目标载体300包括在中央具有开口312以容纳半导体装置10的检查目标容纳部310和被可拆卸地支撑在检查目标容纳部310的底板上的底板元件320。例如，底板元件320可通过螺钉325可拆卸地连接到检查目标容纳部分310。

检查目标载体300包括第一定位孔302和303，推动器200的第一定位销202被插入第一定位孔中。左和右第一定位孔302具有椭圆形形状，中心第一定位孔303具有圆形形状。左和右第一定位孔302的椭圆形形状被用于减小定位公差。

检查目标容纳部分310可包括在中央具有开口312的底座314，和被安装到底座314的开口312并且通过弹性连接部316在上、下、左和右方向上可以浮动的浮动元件318。当然，底座314和浮动元件318可以被制造成一个整体。

检查目标载体300可包括被布置在开口312的内壁上的锁销(未示出)，以紧固和支撑半导体装置10。

检查目标10可包括集成芯片(IC)或类似的半导体装置，但不限于此。可选择地，其他装置也适于检查电特性。

如图6和7所述，底板元件320包括被设置成与插槽组件500(其将在下文中加以描述)的探针522对应的多个探针孔322、被圆形地形成在与插槽组件500的引导突起(projection)524相对应的位置上的引导槽324、将底板元件320可拆卸地紧固到检查目标容纳部分310的螺钉孔326、和被矩形地开在中心部位以用于在测试过程中排出灰尘或类似污染物的排尘口328。底板元件320可包括第二定位孔329，第二定位孔329中插入检查目标容纳部分310的第二定位销(未示出)以便底板元件320被精确地紧固到检查目标容纳部分310的浮动元件318。

引导槽324与插槽组件500的引导突起523一同形成凸起(embossed)连接部分324，524。引导槽324可具有椭圆形形状或除圆形之外的各种形状。中心排尘口328可依据半导体装置10的形状而被形成在外部，并且可具有圆形形状或除矩形形状之外的各种形状。

如图7和10所示，底板元件320在其底面上形成有突出部(protrusion)容纳部分321，以容纳插槽组件500(其将在下文中描述)的突出部514。突出部容纳部分321可包括从底部到顶部的锥形部323以便于容纳突出部514。突出部容纳部分321在中心形成有探针孔322。

与突出部容纳部分321接触的探针孔322的入口可以通过对边缘进行倒圆而形成渐缩的部分，从而探针522能够在测试过程中被安全地插入。同样，探针孔322包括位于其顶部上的槽部327，半导体装置20的球形端子10a可以被放置在所述槽部327上。

如图8和9所示，插槽引导件400包括与插槽组件500(其将在下文中描述)相连接的连接孔412，和具有中空的圆柱形形状并且与检查目标载体300的第三定位孔304可拆卸地连接的第三定位销414。第三定位销414的内部空间形成第四定位孔415，推动器200的第一定位销202被插入到第四定位孔中。在测试过程中，插槽引导件400的第三定位销414被插入到检查目标载体300的第三定位孔304中，并且用于半导体装置10的球形端子10a与探针522的首次对准。即，推动器200的第一定位销202穿透检查目标载体300的第一定位孔302并且经由第三定位孔304插入到座位插槽引导件400(其将在下文中描述)的第三定位销414的内部空间的第四定位孔415中。插槽引导件400可包括在第三定位销下方突出的突起416，以便与下文中将加以描述的插槽板530相连接。

图10和11是示出了根据示例性实施例的插槽组件500的视图。插槽组件500包括支撑多个探针522的探针支撑器510、被装配到底板元件320的引导槽324中的引导突起524、和用于安装探针支撑器510的插槽板530。如上文所述，引导突起524与底板元件320的引导槽324一同形成凸起连接部分324，524。探针支撑器510可以被连接到插槽板530(其将在下文中加以描述)。

如果需要，也可以通过在底板元件320中形成引导突起520并且在探针支撑器510中形成引导槽324的方式提供所述凸起连接部分324，524。在该实施例中，凸起连接部分324，524包括布置在探针支撑器510中的四个引导突起524，和布置在底板元件320中的四个引导槽324，但其并不仅限于此。可选择地，可以布置三个或更少、或五个或更多的引导突起和引导槽以获得相同的效果。当然，如果仅布置一个引导突起524和一个引导槽324，则他们必须被设计成具有椭圆形、三角形、矩形或具有预定尺寸的其他形状，因为当引导突起524和引导槽324的每个横截面都具有圆形形状时，将不具有定位效果。

插槽板530可包括印刷电路板(PCB)，印刷电路板具有固定的接触点焊盘532和电连接到测试仪(未示出)的电路图案(未示出)。如图11所示，探针522的第一端部523从探针支撑器510的底部突出。探针522的该突出的第一端部523在测试过程中与插槽板530的固定的接触点焊盘532接触。

探针支撑器510包括突出部514，突出部514的一部分被突出的探针522支撑。突出部514被布置在与底板元件320的突出部容纳部分321相对应的位置处并在测试过程中被容纳在形成于检查目标载体300的底板元件320的底部上的突出部容纳部分321中。探针522的第二端部525从突出部容纳部分321的顶部突出。探针522的第二端部525在测试过程中被插入到检查目标载体的底板元件320的探针孔322中。

探针522可由任意部件实现，只要它能够通过弹性体在纵向方向上可缩回。例如，可使用弹性针(pogo pin)，其中诸如弹簧的弹性体被插入到中空的筒中，并且上和下柱塞分别部分地从所述筒突出并在上和下柱塞之间设有弹性体。在图8中，探针522的两个突出的端部523，525被认为是所述上和下柱塞。

图12是示出了根据另一示例性实施例的底板元件620的结构的平面图。这里，除引导突起之外，与底板元件620对应的插槽组件的结构是相同的，因此为方便起见，关于它的描述将被省略。当然，引导突起的形状必须与图12中所示的底板元件620的引导槽624a、624b、624c、624d的形状相对应。例如，如果引导槽具有圆形形状，则相应的引导突起必须具有横截面为圆形的销形状。如果引导槽具有椭圆形形状，则相应的引导突起必须具有横截面为椭圆形的销形状。

底板元件620包括被设置成与插槽组件的探针相对应的探针孔622，被形成在与插槽组件的引导突起的相对应的位置上的引导槽624a、624b、624c和624d，将底板元件620可拆卸地连接到检测目标容纳部的螺钉孔626，和形成在中心部以在测试过程中排出诸如灰尘的污染物的开口为矩形的排尘口628。底板元件620可包括插有检查目标容纳部的第二定位销(未示出)的第二定位孔629，以便被精确地固定到检查目标容纳部。

引导槽624与插槽组件的引导突起(未示出)一同形成凸起连接部分。如图12所示，底板元件320的四个引导槽624a、624b、624c和624d在形状上彼此可不同。在图6所示的底板元件320中，四个引导槽324具有圆形形状，而图9示出了椭圆形引导槽624a、624b、624c与圆形引导槽624d的混合。

四个引导槽624a、624b、624c和624d在形状上彼此不同的原因是具有上述横截面的四个引导槽624a、624b、624c和624d和插槽组件的四个引导突起(未示出)在被连接形成每个对时可防止被卡住。即，如果四个对的形状都类似于圆形并且如果只有很少的公差，则它们可能彼此连接得太紧或太松，从而损坏探针或球形端子。然而，如果在不同的方向上提供椭圆形形状，则当存在位置公差时，它们将不会彼此匹配，从而不会导致探针或球形端子的损坏。

底板元件620在中央部形成有开口为菱形的排尘口628。

如图13所示，根据另一示例性实施例的探针支撑器710设有突出部714，突出部714包括位于四个角附近的四个引导突起725和在其中心部突出的探针522。当半导体装置10的球形端子10a被布置在中心时，可以使用这种探针支撑器710。

下面将结合图14a至16b描述半导体装置的检查设备100的操作。

图14a至16b示出了被检查的半导体装置10，其中，插槽组件500、插槽引导件400、检查目标载体300和推动器200在半导体装置的检查设备中被依次地对准。

首先，如图14a所示，推动器200的第一定位销202被依次插入检查目标载体的第一定位孔303和第三定位孔304，以及插槽引导件400的第四定位孔415。随后，固定于检查目标载体300上的半导体装置10的球形端子10a与插槽组件500的探针522被首次对准。此时，如图14b所示，探针支撑器510的引导突起524未插入检查目标载体300的底板元件320的引导槽324中。

随后，如果检查目标载体300与插槽引导件400完全地连接，则探针支撑器510的引导突起524被少许地装配到检查目标载体300的底板元件320的引导槽324中，如图15a和15b所示，使得固定于检查目标载体300上的半导体装置10的球形端子10a与插槽组件500的探针522可以被二次对准。此时，插槽组件500的探针522未被插入到检查目标载体300的底板元件320的探针孔322中。

最后，如果推动器200被按压以进行测试，则浮动元件318被弹性连接部分316向下推动并因此固定的半导体装置10也被向下移动，如图16a所示，从而固定于检查目标载体300上的半导体装置10的球形端子10a与插槽组件500的探针522可以被第三次对准。此时，探针支撑器510的引导突起524被完全地插入到检查目标载体300的底板元件320的引导槽324中，并且同时，探针522被插入底板元件320的探针孔322中，如图16b所示。结果，被插入探针孔322中的探针522与半导体装置的球形端子10a相接触。

如图15a和15b所示，插槽组件500的引导突起524可以被设计成在检查目标载体300被完全连接到插槽引导件400时不插入检查目标载体300的引导槽324中。在这种情况下，插槽组件500的引导突起524和检查目标载体300的引导槽324在推动器200的推动下连接。

根据前文描述的半导体装置的检查设备的操作，被检查的半导体装置10的球形端子与探针522的第二端部525接触，同时至少部分地插入探针孔322中，从而将探针522的第二端部525与球形端子10a之间的接触空间限制到探针孔322的内侧。结果，半导体装置10的球形端子10a和插槽组件500的探针522不仅精确地彼此接触，而且减小了接触阻力。

同样，引导突起524与引导槽324之间的连接早于探针522与探针孔322之间的连接，藉此引导探针522与探针孔322的精确的连接，并保护微细的探针522防止其可能因为冲击或碰撞而损坏。

为了使引导突起524与引导槽324之间的连接早于探针522与探针孔322之间的连接，底板元件320需要突出部容纳部分321容纳探针支撑器510的突出部514。同样，当突出部容纳部分321容纳突出部514时，它们可能不会彼此接触。当突出部514碰撞突出部容纳部分321时，探针522可能改变位置，并且因为探针522未被精确地插入探针孔322中而被损坏。

在根据本发明的检查设备100中，检查目标载体300的开口312未完全打开，而是被底板元件320阻断，从而防止检查目标10掉落，并防止探针522的尖端部在测试过程中被从检查目标载体300的顶部掉落的外来异物污染。

尽管已经示出和描述了几个示例性的实施例，但本领域的技术人员将会意识到，在不脱离本发明的原理和实质的前提下可以在这些示例性实施例中作出各种改变，因此本发明的范围被定义在所附权利要求及其等同技术方案中。

Claims (8)

1.一种半导体装置的检查设备，其用于检查具有多个电的检查接触点的检查目标的电特性，该检查设备包括：

插槽组件，该插槽组件包括在纵向方向上可缩回的多个探针、支撑彼此平行的所述探针的探针支撑器、和包括与所述探针的第一端部接触的多个固定接触点的插槽板；和

检查目标载体，该检查目标载体包括容纳所述检查目标从而使所述检查接触点面朝所述探针的第二端部的检查目标容纳部分，和被插入于所述检查目标与所述探针支撑器之间并包括探针孔的底板元件，其中所述探针孔在与所述检查接触点对应的位置穿透底板元件并且所述探针的第二端部穿过所述探针孔；其中，所述底板元件和所述探针支撑器包括凸起连接部分，该凸起连接部分包括将沿探针的纵向方向连接和对准的位于一侧的引导突起和位于另一侧的引导槽；

其中引导突起和引导槽在探针被插入探针孔之前彼此连接。

2.根据权利要求1所述的检查设备，其中，所述凸起连接部分被形成为当探针支撑器接近底板元件时，引导突起与引导槽之间的连接早于探针与探针孔之间的连接。

3.根据权利要求1所述的检查设备，其中，所述探针孔沿探针的所述纵向方向容纳所述检查接触点的至少一部分。

4.根据权利要求2所述的检查设备，其中，所述探针支撑器包括在所述探针的区域中的、朝向所述底板元件突出的突出部，并且所述底板元件包括用于容纳所述突出部的突出部容纳部分。

5.根据权利要求4所述的检查设备，其中，当引导突起与引导槽连接时，所述突出部不与所述突出部容纳部分相接触。

6.根据权利要求1所述的检查设备，其中，所述凸起连接部分包括至少两对位于一侧的引导突起和位于另一侧的引导槽，并且所述至少两对引导突起和引导槽在形状上不同，以便不会彼此卡住。

7.根据权利要求6所述的检查设备，其中，所述不同形状包括圆形和椭圆形。

8.根据权利要求1所述的检查设备，其中，所述底板元件包括排尘口。