CN107942227A - 圆片级芯片老化夹具 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种圆片级芯片老化夹具,涉及电子产品可靠性与环境试验领域,包括基座、设于基座上呈上下对应的翻转台和升降机构、设于翻转台上的探针组件以及设于升降机构上且位于探针组件下方的承片台;探针组件由探针卡盘、探针卡、弹性探针组成;升降机构由轴套、轴杆、弹力组件、杠杆组件组成;探针卡盘连接于翻转台,其上通过探针卡连接有弹性探针;轴套连接于基座,其内套装有轴杆;轴杆一端通过弹力组件作用于轴套上,另一端固定连接有承片台;由杠杆组件抬升承片台向弹性探针靠近。本发明的圆片级芯片老化夹具,解决老化筛选中用探针器以实现接触器与芯片分区电极的对准工艺,具有结构简单,操作方便,费用低廉的优点。
Description
技术领域
本发明涉及电子产品可靠性与环境试验技术领域,具体涉及一种圆片级芯片老化夹具,适用于圆片级芯片(WLBI)在老化筛选中用探针器以实现接触器与芯片分区电极的对准。
背景技术
在圆片级裸芯片老化中,目前使用直接接触WLBI法,拥有探针工艺方法的优点,它在一整个圆片上进行,它有一个连接器,其接口的每个管脚与老化系统都是独立的,WLBI圆片的加电PAD分布于每个分区内部,需要的探针多,探针的布局复杂,也不便于肉眼检查探针接触情况,这种方法工艺相对复杂,并需要先进的圆片生产工艺。同时要对圆片上所有芯片供电,整个电流是很大的,外部电源输入必须要分散均匀,测试费用较高,集中供电对于集成电路工艺的铝布线技术来说是不太现实的,因而分区供电技术应运而生。分区供电需要根据标的芯片的引脚情况、耗损布线金属的电流能力、外部电源能力来定制设计,还要着重考虑圆片的热分布均匀性问题,因为整个圆片加上电后功率很大,自身发热量很大。
发明内容
有鉴于此,本发明的目的是提供一种结构简单,操作方便,费用低廉的圆片级芯片老化夹具,以解决圆片级芯片老化筛选中用探针器实现接触器与芯片分区电极的对准。
为达到上述目的,本发明提供了如下技术方案:
本发明提供一种圆片级芯片老化夹具,包括基座、设于基座上呈上下对应的翻转台和升降机构、设于翻转台上的探针组件以及设于升降机构上且位于探针组件下方的承片台,探针组件由探针卡盘、探针卡、弹性探针组成,升降机构由轴套、轴杆、弹力组件、杠杆组件组成,其中,探针卡盘连接于翻转台,其上通过探针卡连接有弹性探针;轴套连接于基座,其内套装有轴杆;轴杆一端通过弹力组件作用于轴套上,另一端固定连接有承片台;由杠杆组件抬升承片台向弹性探针靠近。
进一步,所述弹力组件由压力弹簧、垫圈、螺钉组成,垫圈通过螺钉安装在轴杆的端部,压力弹簧套设于轴杆上,其两端分别作用于垫圈和轴套上。
进一步,所述杠杆组件由撬板、止推件、联接板组成,撬板铰接于基座上,其两端相对于铰接点能在竖直方向上下运动;联接板一端连接于轴套,另一端旋接有作用于撬板一端的止推件;撬板另一端通过轴套侧壁开孔作用于垫圈上。
进一步,所述基座和轴套之间、翻转台和探针卡盘之间均设置有能在水平方向上相互转动配合的弧型调节槽,所述联接板与轴套连接处为可转动连接。
进一步,所述翻转台通过立柱支撑于基座上,所述立柱由前支撑立柱、后支撑立柱组成,后支撑立柱通过旋转销轴与翻转台铰接,翻转台远离后支撑立柱的一侧通过旋钮螺杆与前支撑立柱可拆卸的连接;后支撑立柱上设置有挡块。
进一步,所述承片台上设置有定位块和让位缺口。
进一步,所述轴套上设置有防止轴杆径向转动的导向销钉,所述轴杆的轴向上设置有与导向销钉滑动配合的导向槽。
进一步,所述基座是一块长宽高分别为200mm×200mm×10mm的正方体铝板,其中间加工有与轴套内孔相同的直径40mm的圆孔。
进一步,所述探针卡盘与基座的同心度在±0.50mm内,采用外径190mm、内径150mm、厚16mm的硬铝盘,探针卡是根据WLBI圆片分区供电PAD分布图设计的坐标要求在PCB板定制,探针卡上的探针孔直径与弹性探针一致,探针卡采用上下两块对称地安装在探针卡盘上;弹性探针直径1mm、总长33mm,针尖的压缩长度5mm~6mm。
进一步,所述撬板抬升承片台的竖直高度范围值为15~25mm,承片台在低位时,弹性探针与承片台之间的距离在8~12mm。
本发明的有益效果是:本发明的圆片级芯片老化夹具,解决老化筛选中用探针器以实现接触器与芯片分区电极的对准工艺。其一,对一些小批量多品种产品可以通过更换探针卡盘和探针卡来实现对4寸和6寸圆片级芯片的老化;其二,整个夹具体积小,易放入一般的烘箱或真空腔室内;其三,结构简单,操作方便,费用低廉的优点。
本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述,并且在某种程度上,基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的,或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
附图说明
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本发明作优选的详细描述,其中:
图1为本发明圆片级芯片老化夹具的整体结构视示意图;
图2为图1的A-A剖视图;
图3为图1的B-B剖视图;
图4为图1的俯视图;
图5为本发明圆片级芯片老化夹具的升降轴套俯视图;
图6为本发明圆片级芯片老化夹具的承片台俯视图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式,本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用,本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用,在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是,以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想,在不冲突的情况下,以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
请参阅图1-6,附图中的元件标号分别表示:基座1、翻转台2、承片台3、探针卡盘4、探针卡5、弹性探针6、轴套7、轴杆8、压力弹簧9、垫圈10、螺钉11、撬板12、止推件13、联接板14、侧壁开孔15、前支撑立柱16、后支撑立柱17、旋转销轴18、旋钮螺杆19、挡块20、定位块21、让位缺口22、弧型调节槽23、导向销钉24。
实施例基本如附图所示:本实施例提供一种圆片级芯片老化夹具,包括基座1、设于基座1上呈上下对应的翻转台2和升降机构、设于翻转台2上的探针组件以及设于升降机构上且位于探针组件下方的承片台3,探针组件由探针卡盘4、探针卡5、弹性探针6组成,升降机构由轴套7、轴杆8、弹力组件、杠杆组件组成,其中,探针卡盘4用螺杆固定连接于翻转台2,其上通过探针卡5连接有弹性探针6,弹性探针焊接在探针卡上;轴套7连接于基座1,其内套装有轴杆8;轴杆8一端通过弹力组件作用于轴套7上,另一端固定连接有承片台3;由杠杆组件抬升承片台3向弹性探针靠近;该弹力组件由压力弹簧9、垫圈10、螺钉11组成,垫圈10通过螺钉11安装在轴杆8的端部,压力弹簧9套设于轴杆8上,其两端分别作用于垫圈10和轴套7上;该杠杆组件由撬板12、止推件13、联接板14组成,撬板12铰接于基座1上,其两端相对于铰接点能在竖直方向上下运动;联接板14一端连接于轴套7,另一端旋接有作用于撬板12一端的止推件13;撬板12另一端通过轴套7侧壁开孔15作用于垫圈10上;即联接板连接在轴套中部突出的环型圆盘(未标记)上,形成一个支点采用杠杆原理顺时针调节止推件抬起轴杆,进而抬升承片台,而逆时针调节止推件时,轴杆在压力弹簧作用下降低轴杆,进而下降承片台。
在另一实施例中的翻转台2通过立柱支撑于基座1上,该立柱由前支撑立柱16、后支撑立柱17组成,后支撑立柱17通过旋转销轴18与翻转台2铰接,翻转台2远离后支撑立柱17的一侧通过旋钮螺杆19与前支撑立柱16可拆卸的连接;后支撑立柱17上设置有挡块20。这样,翻转台可通过旋转销轴可翻转设置。
在另一实施例中的基座1和轴套7之间、翻转台2和探针卡盘4之间均设置有能在水平方向上相互转动配合的弧型调节槽23,联接板14与轴套7连接处为可转动连接。轴套的底面圆盘面开有4个弧型调节槽,方便轴套固定时旋转调节,探针卡盘固定位置开有4个弧型调节槽,便于探针卡盘固定在翻转台上做旋转调节。
本实施例中的承片台3上设置有定位块21和让位缺口22。承片台设计的圆片定位挡块用于固定圆片防止滑动、转动;承片台右边开设的让位缺口供镊子上片取片使用。
本实施例中的轴套7上设置有防止轴杆8径向转动的导向销钉24,轴杆8的轴向上设置有与导向销钉24滑动配合的导向槽(未画出)。即在轴套的导向部分的长度要长于升降部分压力弹簧压缩后的3mm~5mm,轴杆垂直开有一条深3.5mm宽4mm的导向槽,并用导向销钉限制轴杆和承片台径向旋转。
本实施例中的基座1是一块长宽高分别为200mm×200mm×10mm的正方体铝板,其中间加工有与轴套7内孔相同的直径40mm的圆孔,方便轴杆8、压力弹簧9、垫圈10及螺钉11的安装与调试。
本实施例中的探针卡盘4与基座1的同心度在±0.50mm内,采用外径190mm、内径150mm、厚16mm的硬铝盘,探针卡5是根据WLBI圆片分区供电PAD分布图设计的坐标要求在PCB板定制,探针卡5上的探针孔直径与弹性探针一致,探针卡5采用上下两块对称地安装在探针卡盘4上;保证弹性探针垂直焊接在探针卡上。弹性探针6直径1mm、总长33mm,针尖的压缩长度5mm~6mm。
本实施例中的撬板12抬升承片台3的竖直高度范围值为15~25mm,优选的为20mm,承片台3在低位时,弹性探针6与承片台3之间的距离在8~12mm,优选的为10mm。
本发明的圆片级芯片老化(WLBI)夹具的具体工艺步骤如下:
1)将翻转台2上前面的两颗旋钮螺杆19拆下来,向上翻转翻转台120°左右,翻转角度可通过调节挡块20的装配高度。
2)用金属镊子将待老化的圆片放入承片台3上,调节圆片定位块21使圆片在承片台3中保持稳定。
3)将逆时针方向调节止推件13,使承片台3和轴杆8降到最低位,然后再慢慢放下翻转台2,将翻转台2上前面的两颗旋钮螺杆19固定。慢慢地顺时针调节方向调节止推件13,使承片台3上的圆片在距离弹性探针8在0.5mm~1mm停顿,然后将松开固定轴套7的螺杆和固定在翻转台2上面探针卡盘4的螺钉,然后根据轴套7和探针卡盘4开的弧型调节槽23调节,使弹性探针6的每一颗针尖都对准圆片级芯片分区供电PAD分布的坐标点,每个PAD尺寸是2*2mm2,再紧固固定轴套7的螺杆和固定在翻转台2上面探针卡盘4的螺钉,然后将顺时针调节方向调节止推件13,使每一颗弹性探针6与圆片级芯片分区供电PAD分布的坐标点接触,弹性探针6的压缩长度1mm~2mm之间,防止弹性探针6与芯片分区电极接触电阻过大。
4)整个夹具长度为250mm,宽度210mm,高度140mm。根据老化的要求可将安装调试好的老化夹具放入一般的烘箱或真空腔室内,弹性探针6上焊接有高温电缆,高温电缆的另一头焊接上航空接头,与烘箱或真空腔室内航空接头对接引出电缆,接到供电电源组上。
5)将烘箱的温度加热并使烘箱温度稳定控制在125℃±1℃,烘箱内加0.5Bar的氮气保护,然后将整个圆片所有芯片加上电后连续老化时间:250小时。
6)老化时间完成后,断开所加载在圆片上的电源,降低烘箱温度至常温,脱开连接的航空接头,取出老化夹具,将逆时针方向调节止推件13,使承片台3和轴杆8降到最低位,将翻转台2上前面的两颗旋钮螺杆19拆下来,向上翻转翻转台120°左右,用金属镊子将老化后的园片从承片台3上取出放入圆片盒内。整个夹具老化过程结束。
最后说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制,尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本技术方案的宗旨和范围,其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (10)
1.圆片级芯片老化夹具,其特征在于,包括基座(1)、设于基座上呈上下对应的翻转台(2)和升降机构、设于翻转台上的探针组件以及设于升降机构上且位于探针组件下方的承片台(3),探针组件由探针卡盘4、探针卡(5)、弹性探针(6)组成,升降机构由轴套(7)、轴杆(8)、弹力组件、杠杆组件组成,其中,探针卡盘连接于翻转台,其上通过探针卡连接有弹性探针;轴套连接于基座,其内套装有轴杆;轴杆一端通过弹力组件作用于轴套上,另一端固定连接有承片台;由杠杆组件抬升承片台向弹性探针靠近。
2.根据权利要求1所述的圆片级芯片老化夹具,其特征在于,所述弹力组件由压力弹簧(9)、垫圈(10)、螺钉(11)组成,垫圈通过螺钉安装在轴杆的端部,压力弹簧套设于轴杆上,其两端分别作用于垫圈和轴套上。
3.根据权利要求2所述的圆片级芯片老化夹具,其特征在于,所述杠杆组件由撬板(12)、止推件(13)、联接板(14)组成,撬板铰接于基座上,其两端相对于铰接点能在竖直方向上下运动;联接板一端连接于轴套,另一端旋接有作用于撬板一端的止推件;撬板另一端通过轴套侧壁开孔(15)作用于垫圈上。
4.根据权利要求3所述的圆片级芯片老化夹具,其特征在于,所述基座和轴套之间、翻转台和探针卡盘之间均设置有能在水平方向上相互转动配合的弧型调节槽(23),所述联接板与轴套连接处为可转动连接。
5.根据权利要求1所述的圆片级芯片老化夹具,其特征在于,所述翻转台通过立柱支撑于基座上,所述立柱由前支撑立柱(16)、后支撑立柱(17)组成,后支撑立柱通过旋转销轴(18)与翻转台铰接,翻转台远离后支撑立柱的一侧通过旋钮螺杆(19)与前支撑立柱可拆卸的连接;后支撑立柱上设置有挡块(20)。
6.根据权利要求1所述的圆片级芯片老化夹具,其特征在于,所述承片台上设置有定位块(21)和让位缺口(22)。
7.根据权利要求1所述的圆片级芯片老化夹具,其特征在于,所述轴套上设置有防止轴杆径向转动的导向销钉(24),所述轴杆的轴向上设置有与导向销钉滑动配合的导向槽。
8.根据权利要求1所述的圆片级芯片老化夹具,其特征在于,所述基座是一块长宽高分别为200mm×200mm×10mm的正方体铝板,其中间加工有与轴套内孔相同的直径40mm的圆孔。
9.根据权利要求1所述的圆片级芯片老化夹具,其特征在于,所述探针卡盘与基座的同心度在±0.50mm内,采用外径190mm、内径150mm、厚16mm的硬铝盘,探针卡是根据WLBI圆片分区供电PAD分布图设计的坐标要求在PCB板定制,探针卡上的探针孔直径与弹性探针一致,探针卡采用上下两块对称地安装在探针卡盘上;弹性探针直径1mm、总长33mm,针尖的压缩长度5mm~6mm。
10.根据权利要求9所述的圆片级芯片老化夹具,其特征在于,所述撬板抬升承片台的竖直高度范围值为15~25mm,承片台在低位时,弹性探针与承片台之间的距离在8~12mm。
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