CN106483126B - 半导体元件影像测试装置及其测试设备 - Google Patents

Abstract

本发明有关于一种半导体元件影像测试装置及其测试设备，该半导体元件影像测试装置包括有一测试电路模块及一移动式光源模块，测试电路模块设置于与一测试头连接的一主架体上，包括至少一电路板、一界面板以及固设于界面板上的一针测座。设置于一升降装置的移动式光源模块包括一基座、一光源供应装置以及一装载有多个镜头的镜头组载盘。其中，升降装置可选择式地驱动移动式光源模块顶抵或不顶抵测试电路模块，使测试载盘内的至少一半导体元件接触或不接触针测座。由此，透过模块的设置，方便安装、维修及取放光源供应装置及多个光学镜头，同时测试信号可直接传送至影像测试电路及测试头，能增加信号传递的稳定性。

Description

半导体元件影像测试装置及其测试设备

技术领域

本发明是关于一种半导体元件影像测试装置及其测试设备，尤指一种适用于测试半导体元件影像特性的测试装置及其测试设备。

背景技术

关于现有半导体元件影像测试装置，目前市面上的配置架构是将测试光源设置于位于机台下方的一测试头内，并在该测试头上依序设置一转接板(load board)、一测试板(DUT board)以及用于放置半导体元件的一承载盘，而在影像测试的过程中，透过一分类机上的一针测座下压接合半导体元件与测试板，并将测试信号经扁平电缆传输至测试头中，用以分析影像测试结果。

然而，在此测试架构下，必须使用到转接板(load board)及测试板(DUT board)两组以上的电路板来进行供电需求及信号传输等作业，但也在层层转接的过程中，带宽相对变窄而无法达到高速传输频率，因此无法满足高效能半导体元件的测试规格。

发明人缘因于此，本于积极发明的精神，亟思一种可以解决上述问题的半导体元件影像测试装置及其测试设备，几经研究实验终至完成本发明。

发明内容

本发明的主要目的是在提供一种半导体元件影像测试装置，透过模块化的移动式光源模块的设置，方便安装、维修及取放光源供应装置及多个光学镜头，此外，本发明还适用于裸晶侦测(Chip Probing)及最终测试(Final Testing)阶段，在同一测试架构下提供硅片级与封装后的测试，不受现有分类机与载具的影响，方便改机换线。

本发明的另一目的是在提供一种半导体元件影像测试设备，将上述半导体元件影像测试装置结合一分类机台，能有效整合影像测试及分类挑拣，达到快速且方便的进料及出料效率。

为达成上述目的，本发明的半导体元件影像测试装置，包括有一测试电路模块及一移动式光源模块，测试电路模块设置于与一测试头连接的一主架体上，包括至少一电路板、一界面板以及固设于该界面板上的一针测座，每一电路板环绕设置于主架体的侧表面上，并分别电连接测试头与界面板。设置于一升降装置上的移动式光源模块包括一基座、一光源供应装置以及一装载有多个镜头的镜头组载盘，基座具有一容置空间，用以容置光源供应装置，而在基座的上表面组设镜头组载盘，并于该镜头组载盘的上方放置一测试载盘，其中，升降装置可选择式地驱动该移动式光源模块顶抵或不顶抵测试电路模块，使测试载盘内的至少一半导体元件接触或不接触针测座。

通过上述设计，即将测试电路部分与光源模块采分离式架构，测试信号直接经由针测座传送至影像测试电路及测试头，能增加信号传递的稳定性，同时，本发明仅需卸除部分元件，即能修改并测试其他最终测试的逻辑产品，达到影像测试共享裸晶侦测及最终测试的目的，方便产线弹性使用之需。

上述升降装置可还包括一浮动机构，用以微调移动式光源模块及测试载盘的位置。由此，使测试载盘上的半导体元件能更精准地与针测座相接合，避免因升降装置往覆带动所造成的精度偏移而使半导体元件受到损伤。

此外，上述升降装置可为三轴移动平台，因本发明的测试电路模块为固定于一主架体上的一固定装置，若要进行接合对准作业，就必须透过下方的移动式光源模块来调整至最佳位置，故三维的升降装置可帮助该光源模块提供精准且有效率的移动对位方式。

上述镜头组载盘可包括32个容置槽，可在单次上压过程中同时对32组半导体元件进行测试，其每组半导体元件受光源供应装置照射后所传出的信号会直接经由针测座传至界面板及测试头，不但能使传输距离缩短，提升传输速度，更可保有批次测试的高效能。此外，若要改变单次半导体元件的测试数量，仅需更换测试载盘即可达成，不会影响整体测试质量或浪费太多更换元件的时间。

另一方面，本发明的半导体元件影像测试设备包括有一种半导体元件影像测试装置及一分类机台。而该半导体元件影像测试装置包括有一测试电路模块及一移动式光源模块，其中，测试电路模块设置于与一测试头连接的一主架体上，包括至少一电路板、一界面板以及固设于该界面板上的一针测座，每一电路板环绕设置于主架体的侧表面上，并分别电连接测试头与界面板。设置于一升降装置上的移动式光源模块包括一基座、一光源供应装置以及一装载有多个镜头的镜头组载盘，基座具有一容置空间，用以容置光源供应装置，而在基座的上表面组设镜头组载盘，并于该镜头组载盘的上方放置一测试载盘，其中，升降装置可选择式地驱动该移动式光源模块顶抵或不顶抵测试电路模块，使测试载盘内的至少一半导体元件接触或不接触针测座。分类机台搭接于半导体元件影像测试装置，包括至少一移行机构，其用以将已取放至少一半导体元件的测试载盘输送至镜头组载盘的上方，并于测试后将测试载盘输送回分类机台中。

通过上述设计，本发明的半导体元件影像测试设备结合测试电路模块、移动式光源模块以及具有至少一移行机构的分类机台，除了可将分类挑拣后的半导体元件由芯片承载盘循环输送至测试载盘之外，上述各结构为模块化的分离式架构，故仅需变更特定模块，即可应用至其他测试产线中，具有高度兼容性，方便测试人员进行模块更换。

其中，上述至少一移行机构可为三移行机构，提供循环不间断的取料及送料流程，有效掌握测试过程中各阶段的配送时间差，使得升降装置可不停地将测试载盘内的待测半导体元件与针测座抵触，具有高度衔接特性，用以提高测试效率。

附图说明

图1是本发明一较佳实施例的半导体元件影像测试设备的侧视图。

图2是本发明一较佳实施例的半导体元件影像测试装置的图1的A-A剖视图。

图3是本发明一较佳实施例的半导体元件影像测试装置的局部分解图。

图4是本发明一较佳实施例的半导体元件影像测试装置的测试状态图。

符号说明

1 半导体元件影像测试装置 10 半导体元件影像测试设备

2 测试电路模块 20 测试头

200 支撑臂 201 主架体

202 固定座 21 电路板

22 界面板 23 针测座

3 移动式光源模块 31 基座

310 容置空间 311 定位销

312 穿孔 32 光源供应装置

33 镜头组载盘 330 镜头

331 容置槽 34 测试载盘

341 定位孔 4 升降装置

5 半导体元件 6 浮动机构

7 分类机台 71 移行机构

72 机械手臂

具体实施方式

以上概述与接下来的详细说明皆为示范性质是为了进一步说明本发明的申请专利范围。而有关本发明的其他目的与优点，将在后续的说明与图示加以阐述。

请参阅图1，是本发明一较佳实施例的半导体元件影像测试设备的侧视图。图中出示一种半导体元件影像测试设备10，其包括有一半导体元件影像测试装置1及一分类机台7，其中，该半导体元件影像测试装置1又包括有一测试电路模块2及一移动式光源模块3。在本实施例中，上述测试电路模块2、一移动式光源模块3以及分类机台7为分离式架构，因此在相同测试架构下可针对部分模块进行微调并测试其他最终测试的逻辑产品，达到影像测试共享裸晶侦测及最终测试的目的，方便产线弹性使用。

如图所示，半导体元件影像测试装置1的测试电路模块2包括四电路板21、一界面板22以及固设于该界面板22上的一针测座23，设置于与一测试头20连接的一主架体201上，而该测试头20以一支撑臂200固定于一固定座202中，在本实施例中，每一电路板21环绕设置于主架体201的侧表面上并分别电连接测试头20与界面板22，可将其视为一固定端，作为测试头20与界面板22间的沟通桥梁，增进影像测试信号传递的稳定性。

另一方面，本发明的分类机台7搭接于半导体元件影像测试装置1，形成所述的半导体元件影像测试设备10，包括平行设置于该分类机台7内的三组移行机构71，分别滑设于滑轨上，其用以将已取放半导体元件5的测试载盘34输送至移动式光源模块3的上方，并于测试后将该测试载盘34输送回分类机台7。在本实施例中，分类机台7会先利用真空吸取头(图未示)吸取承载盘(图未示)内的半导体元件5至每一测试载盘34中，再利用机械手臂72将每一测试载盘34依序置放于移行机构71上，完成影像测试前的前置作业。

请一并参阅图2及图3，分别为本发明一较佳实施例的半导体元件影像测试装置的图1的A-A剖视图及半导体元件影像测试装置的局部分解图。如图所示，设置于一升降装置4上的移动式光源模块3，包括一基座31、一光源供应装置32以及一装载有多个镜头330的镜头组载盘33，并将上述测试载盘34利用移行机构71输送至镜头组载盘33的上方。其中，本实施例的升降装置4为一种可沿三轴移动的平台，可提供移动式光源模块3精准且有效率的移动对位方式，并于所述升降装置4的顶面增设有一浮动机构6，用以微调移动式光源模块3及其测试载盘34的位置。由此，可使位于测试载盘34上的半导体元件5能更精准地与针测座23相接合，避免因升降装置4往覆带动所造成的精度偏移而使半导体元件5受到损伤。

再者，移动式光源模块3的基座31具有一容置空间310，用以容置光源供应装置32，在本实施例中为一LED光源，用以进行影像分析。而在该基座31的上表面具有一穿孔312及位于穿孔两侧的二定位销311，穿孔312上方组设有镜头组载盘33，其在本实施例中包括32个容置槽331，分别可容置32个镜头330并对应上方测试载盘34内的每一半导体元件5，其中，测试载盘34两侧的二定位孔341分别套接基座的二定位销311，由此定位测试载盘34的位置，使其精准地与针测座23连接，并能够在单次上压过程中同时对32组半导体元件5进行测试。然而，针对容置槽331的数量并不以特定数量为限，若要改变单次半导体元件5的测试数量，仅需更换镜头组载盘33即可达成，不会影响整体测试质量或浪费太多更换元件的时间。

此外，将移动式光源模块3结合升降装置4的设计加上与测试电路模块2采分离设置的优点在于：影像测试信号可直接经由针测座23传送至影像测试电路及测试头20，不需要另外装设转接板或其他插槽。由此，传输距离将大幅缩短，能提升传输速度并增加信号传递的稳定性，更使得信号的输送带宽不易受到影响。同时，本发明仅需卸除部分元件，即能修改并测试其他最终测试的逻辑产品，达到影像测试共享裸晶侦测及最终测试的目的，方便产线弹性使用之需。

请参阅图4，是本发明一较佳实施例的半导体元件影像测试装置的测试状态图。如图所示，当已取放半导体元件5的该测试载盘34置于该镜头组载盘33的上方后，升降装置4便可驱动该移动式光源模块3向上顶抵测试电路模块2，使得每一半导体元件5可分别与针测座23的探针接触，而每一半导体元件5受光源供应装置32照射后所传出的影像信号会直接经由针测座23回传至界面板22及测试头20，完成测试作业。结束后，升降装置4则再次驱动该移动式光源模块3向下远离测试电路模块2，使得每一半导体元件5分别与针测座23的探针不接触。由此，经由升降装置4的往覆带动，可连续批次检验每一半导体元件5的光学特性，确保其性能无缺陷。

上述实施例仅是为了方便说明而举例而已，本发明所主张的权利范围自应以权利要求范围所述为准，而非仅限于上述实施例。

Claims (9)

1.一种半导体元件影像测试装置，其特征在于，包括有：

一测试电路模块，设置于与一测试头连接的一主架体上，包括至少一电路板、一界面板以及固设于该界面板上的一针测座，该每一电路板环绕设置于该主架体的侧表面上，并分别电连接该测试头与该界面板；以及

一移动式光源模块，设置于一升降装置上，包括一基座、一光源供应装置以及一装载有多个镜头的镜头组载盘，该基座具有一容置空间，用以容置该光源供应装置，而在该基座的上表面组设该镜头组载盘，并于该镜头组载盘的上方放置一测试载盘，其中，该升降装置选择式地驱动该移动式光源模块顶抵或不顶抵该测试电路模块，使该测试载盘内的至少一半导体元件接触或不接触该针测座；

其中，该测试电路模块、该移动式光源模块为分离式结构，测试信号直接经由该针测座传送至一影像测试电路及该测试头。

2.如权利要求1所述的半导体元件影像测试装置，其特征在于，该升降装置还包括一浮动机构，用以微调该移动式光源模块及该测试载盘的位置。

3.如权利要求1所述的半导体元件影像测试装置，其特征在于，该升降装置为三轴移动平台。

4.如权利要求1所述的半导体元件影像测试装置，其特征在于，该镜头组载盘包括32个容置槽。

5.一种半导体元件影像测试设备，其特征在于，包括有：

一种半导体元件影像测试装置，包括一测试电路模块及一移动式光源模块，该测试电路模块设置于与一测试头连接的一主架体上，包括至少一电路板、一界面板以及固设于该界面板上的一针测座，该每一电路板环绕设置于该主架体的侧表面上，并分别电连接该测试头与该界面板；该移动式光源模块设置于一升降装置上，包括一基座、一光源供应装置以及一装载有多个镜头的镜头组载盘，该基座具有一容置空间，用以容置该光源供应装置，而在该基座的上表面组设该镜头组载盘，并于该镜头组载盘的上方放置一测试载盘，其中，该升降装置选择式地驱动该移动式光源模块顶抵或不顶抵该测试电路模块，使该测试载盘内的至少一半导体元件接触或不接触该针测座；以及

一分类机台，搭接于该半导体元件影像测试装置，包括至少一移行机构，其用以将已取放至少一半导体元件的该测试载盘输送至该镜头组载盘的上方，并于测试后将该测试载盘输送回该分类机台中；

其中，该测试电路模块、该移动式光源模块为分离式结构，测试信号直接经由该针测座传送至一影像测试电路及该测试头。

6.如权利要求5所述的半导体元件影像测试设备，其特征在于，该升降装置还包括一浮动机构，用以微调该移动式光源模块及该测试载盘的位置。

7.如权利要求5所述的半导体元件影像测试设备，其特征在于，该升降装置为三轴移动平台。

8.如权利要求5所述的半导体元件影像测试设备，其特征在于，该镜头组载盘包括32个容置槽。

9.如权利要求5所述的半导体元件影像测试设备，其特征在于，该至少一移行机构为三移行机构。