CN103673821A

CN103673821A - 探针压缩行程量测方法与相关的电路测试系统

Info

Publication number: CN103673821A
Application number: CN201210320568.2A
Authority: CN
Inventors: 杨高山
Original assignee: Chroma ATE Suzhou Co Ltd
Current assignee: Chroma ATE Suzhou Co Ltd
Priority date: 2012-09-03
Filing date: 2012-09-03
Publication date: 2014-03-26

Abstract

本发明的实施例提供了一种探针压缩行程量测方法与相关的电路测试系统，用来量测探针卡与印刷电路板结合时探针卡上多数个探针的压缩行程。此方法依序包含有：结合探针卡与印刷电路板以将塑性变形物体挤压于探针卡与印刷电路板之间；分离探针卡与印刷电路板；量测塑性变形物体的厚度；以及依据塑性变形物体的厚度推算探针压缩行程。此方法不需太多的额外成本即可精确量测出探针压缩行程。

Description

探针压缩行程量测方法与相关的电路测试系统

技术领域

本发明相关于一种量测技术，尤指一种探针压缩行程量测方法与相关的电路测试系统。

背景技术

探针(probe)是电路测试系统中不可或缺的元件。举例来说，其可与一相对应的接触垫相互接触，使电信号可以通过探针与接触垫传递于受测装置与电脑之间。

当探针与接触垫接触时探针的压缩行程(compression stroke)是个很重要的数据。若压缩行程太短，可能会增加电信号传递时所面临的阻抗，导致一些良好的受测装置被误判为不能使用的受测装置；另一方面，若压缩行程太长，则可能会损坏探针、接触垫、或其他元件，或导致其他问题。

然而，在探针与接触垫接触时，整个测试系统常没有空间来量测探针的压缩行程，因此也无法得知压缩行程是否恰当。

发明内容

本发明的实施例提供了一种探针压缩行程量测方法，用来量测探针卡与印刷电路板结合时探针卡上多数个探针的压缩行程。此方法依序包含有:结合探针卡与印刷电路板以将塑性变形物体挤压于探针卡与印刷电路板之间；分离探针卡与印刷电路板；量测塑性变形物体的厚度；以及依据塑性变形物体的厚度推算探针压缩行程。

本发明的实施例还提供了一种电路测试系统，包含探针卡、印刷电路板，及塑性变形物体。探针卡包含有多数个探针。塑性变形物体用来在探针卡与印刷电路板结合时受探针卡与印刷电路板挤压，以记录探针卡与印刷电路板结合时多数个探针的剩余凸出长度。

本发明的概念所需的额外成本相当低，且可准确地量测原本难以量测的探针压缩行程，除了有助于确保测试系统的测试准确度，还可避免元件损坏。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1、图2、及图3是本发明一实施例的电路测试系统在三个不同状态下的纵剖面示意图。

图4是本发明探针压缩行程量测方法的流程图的一个例子。

【主要元件符号说明】

100电路测试系统

120探针卡

122探针

140印刷电路板

142传导垫

160塑性变形物体

162黏土

164袋子

具体实施方式

图1、图2、及图3是本发明一实施例的电路测试系统在三个不同状态下的纵剖面示意图。除了其他未绘示于图中的组成元件之外，本实施例的测试系统100还包含有一探针卡(probe card)120、一印刷电路板(PCB)140、及一塑性变形物体(plastic deformation object)160。图1绘示的是探针卡120与印刷电路板140未结合的状态、图2绘示的则是探针卡120与印刷电路板140已结合的状态、图3绘示的则是探针卡120与印刷电路板140结合后再分开的状态。

虽然图1~3仅绘示了一个塑性变形物体160，实际上，测试系统100中可包含有多个功能相同或相似的塑性变形物体160。本实施例所使用的塑性变形物体160具有很低的屈服强度(yield strength)。当受到高于其屈服强度的应力挤压时，塑性变形物体160会产生塑性变形(plastic deformation)，而当此外力消失后，塑性变形物体并不会自动恢复原状。

举例来说，本实施例的塑性变形物体160的屈服强度可以低于5百万帕斯卡，其中，百万帕斯卡是用来计算单位面积上压力的单位，可表示为N/mm²或MPa。低于5百万帕斯卡的屈服强度可确保塑性变形物体160在探针卡120与印刷电路板140结合时，会轻易受到此二元件的挤压而产生塑性变形。本实施例的塑性变形物体160包含有一块黏土(clay)162及一袋子164，袋子164内装有黏土162，且袋子164的外表面可以不具黏性，以避免粘在探针卡120或印刷电路板140的表面。

本实施例的测试系统100可以是一积体电路(IC)测试系统，探针卡120/印刷电路板140的横剖面可以是圆形或其他的形状。探针卡120包含有多数个探针122，印刷电路板140包含有多数个传导垫(conduction pad)142，这多数个探针122与多数个传导垫142相互对应，换句话说，当探针卡120与印刷电路板140相互结合时，任一对相互对应的探针122及传导垫142将会相互接触。当欲对一未绘示于图中的受测装置，例如一晶圆(wafer)上的一晶粒(die)，进行测试时，探针卡120与印刷电路板140需如图2所示相互结合。此时，测试系统中可以不包含有塑性变形物体160，印刷电路板140可电连接至受测装置，探针卡120则可电连接至测试系统100的一电脑(未绘示于图中)，测试系统100中任一对相互对应的探针122及传导垫142将会相互接触，以将电脑连接至受测装置的一节点(node)，让电信号可以通过该对探针122及传导垫142流通于电脑与受测装置的节点之间。

如图1及图3所示，在探针卡120与印刷电路板140未结合时，多数个探针122自探针卡120向下凸出，此时探针122的凸出长度可称为原始凸出长度。如图2所示，在探针卡120与印刷电路板140结合时，多数个探针122会因为受到多数个传导垫142所阻挡，而部分向上回缩至探针卡120内，此时探针122的凸出长度可称为剩余凸出长度。然而，当探针卡120与印刷电路板140结合时，此二元件可能会身处于测试系统100的内部，例如身处于测试系统100的一井状空间中。此二元件的外缘可能非常接近井状空间的内壁，导致没有空间让测试人员观察/量测探针122的压缩行程或图2所示的剩余凸出长度。

在使用测试系统100来依序测试一批受测装置前，测试人员可先使用塑性变形物体160来量测探针卡120与印刷电路板140结合时的探针压缩行程。图4所示为本发明探针压缩行程量测方法的流程图的一个例子。在开始执行此方法前，测试系统100的状态可以如图1所示，探针卡120与印刷电路板140两者并未结合，且塑性变形物体160放在测试系统100中，等待在探针卡120与印刷电路板140结合时受此二元件所挤压变形。举例来说，塑性变形物体160可以放在印刷电路板140上表面没有传导垫142的位置。而为了确保塑性变形物体160将会受到探针卡120与印刷电路板140的挤压，塑性变形物体160在图1中的原始厚度最好能大于探针122的原始凸出长度。

首先，在步骤410，测试人员可结合探针卡120与印刷电路板140以将塑性变形物体160挤压于此二元件之间。在步骤410后，测试系统100的状态可以如图2所示，由于受到探针卡120与印刷电路板140的挤压，塑性变形物体160将会产生塑性变形，理论上，塑性变形物体160变形后的厚度应会等于图2中探针122的剩余凸出长度。

接下来，在步骤420，测试人员可分离探针卡120与印刷电路板140。在步骤420后，测试系统100的状态可以如图3所示，虽然步骤420将塑性变形物体160先前受到的挤压力给排除了，但塑性变形物体160并不会自动变回其于图1中所绘示的原始形状，换句话说，在步骤420之后，塑性变形物体160的厚度依旧会记录着图2所示的剩余凸出长度。

而在步骤430，测试人员可量测塑性变形物体160变形后的厚度，以藉此得知图2所示的剩余凸出长度。为了方便量测，在步骤430，测试人员可将塑性变形物体160自测试系统100中取出，再使用游标尺(Vernier scale)或其他量测工具来量测塑性变形物体160的厚度。由于袋子164的外表面可不具粘性，因此不会粘在探针卡120的下表面或印刷电路板140的上表面，故将塑性变形物体160自测试系统100中取出的动作应不会导致塑性变形物体160的厚度产生变化。

在步骤440，测试人员可依据塑性变形物体160变形后的厚度来推算探针122的压缩行程。如前所述，塑性变形物体160变形后的厚度应等于图2所示的剩余凸出长度，故测试人员可将探针122的原始凸出长度减去塑性变形物体160变形后的厚度，即可得出探针122的压缩行程。

得出探针122的压缩行程后，测试人员可判断此压缩行程是否适当，若不适当，测试人员可调整探针卡120与印刷电路板140结合时两者间的距离，以改变探针122的压缩行程。每当测试人员调整探针卡120与印刷电路板140结合时两者间的距离后，测试人员可再次执行图4所示的流程，以确定调整后的探针压缩行程是适当的。确认探针压缩行程是适当的之后，测试人员可固定此探针压缩行程，并使用测试系统100来依序测试一批受测电路，此时测试系统100可以不包含有前述的塑性变形物体160。

由于正式测试时测试系统100会有适当的探针压缩行程，且此探针压缩行程将会固定不变，因此测试系统100可以有相对较高的测试准确度，且测试系统100中的元件也较不容易在测试过程中损毁。

由于塑性变形物体160并不昂贵，故本发明的概念所需的额外成本相当低，且可准确地量测原本难以量测的探针压缩行程，除了有助于确保测试系统100的测试准确度，还可避免元件损坏。

以上所述仅为本发明之较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做之均等变化与修饰，皆应属本发明之涵盖范围。

Claims

1.一种探针压缩行程量测方法，用来量测一探针卡与一印刷电路板结合时该探针卡上多数个探针的一压缩行程，其特征在于，该方法依序包含有：

结合该探针卡与该印刷电路板以将一塑性变形物体挤压于该探针卡与该印刷电路板之间；

分离该探针卡与该印刷电路板；

量测该塑性变形物体的一厚度；以及

依据该厚度推算该压缩行程。

2.如权利要求1所述的方法，其中该塑性变形物体的一屈服强度低于5百万帕斯卡。

3.如权利要求1所述的方法，其中该塑性变形物体包含有一块黏土。

4.如权利要求3所述的方法，其中该塑性变形物体另包含有包装该块黏土的一袋子。

5.如权利要求4所述的方法，其中袋子的一外表面不具黏性。

6.如权利要求1至5中任一项所述的方法，其中该塑性变形物体的一原始厚度大于该多数个探针的一原始凸出长度。

7.如权利要求1至5中任一项所述的方法，其中量测该厚度的步骤依序包含有：

取出该塑性变形物体；以及

使用一游标尺量测该厚度。

8.如权利要求1至5中任一项所述的方法，其中依据该厚度推算该压缩行程的步骤包含有:

将该多数个探针的一原始凸出长度减去该厚度以得出该压缩行程。

9.如权利要求1至5中任一项所述的方法，其中该探针卡与该印刷电路板为一集成电路测试系统中的两个零组件。

10.一种电路测试系统，包含一探针卡与一印刷电路板，该探针卡包含有多数个探针，其特征在于：

该电路测试系统另包含有一塑性变形物体，用来在该探针卡与该印刷电路板结合时受该探针卡与该印刷电路板挤压，以记录该探针卡与该印刷电路板结合时该多数个探针的一剩余凸出长度。