CN110133469A - 半导体测试设备及其工作方法 - Google Patents

Abstract

一种半导体测试设备及其工作方法，半导体测试设备包括：承载基板，所述承载基板包括相对的第一表面和第二表面；测试探头，所述测试探头具有测试端面，且所述测试端面朝向所述承载基板的第二表面；喷气部件，所述喷气部件固定连接于所述测试端面，所述喷气部件包括喷嘴，所述喷嘴位于承载基板和测试探头之间，所述喷气部件用于向承载基板第二表面提供气流；移动装置，所述移动装置带动测试探头移动或带动承载基板移动，使得所述测试探头与承载基板第二表面接触。所述半导体测试设备的性能得到提高。

Description

半导体测试设备及其工作方法

技术领域

本发明涉及半导体测试领域，尤其涉及一种半导体测试设备及其工作方法。

背景技术

随着现代科学技术的发展和电子产品的广泛应用，可靠性指标已经和电子产品的性能、费用、体积、重量等指标相提并论，成为衡量电子产品质量的主要指标之一，所谓可靠性是指产品在规定的条件下和规定的时间内，完成规定功能的能力。

电子元件是电子产品的基本元件，然而电子产品的使用环境较为复杂，诸如温度、振动、湿度、冲击、电网电压波动等各种恶劣因素对电子产品性能均有影响很大，对于温度因素来说，温度过高、过低或温变速度过快都可能导致电子元件无法正常工作。因此，在电子产品的研制阶段，需要非常重视组成该电子产品的电子元器件的温度可靠性，了解电子元器件在不同温度环境下的失效模式，分析失效原因，找出薄弱环节，以便采取相应措施以提高电子元器件的温度可靠性水平，从而提高电子产品的可靠性。现有的温度可靠性测试，主要是将待测电子元件至于高温或者低温环境中，持续进行测试，获取其耐温时间。

然而，在低温测试时，测试机台中的测试基板未放置测试产品的一面容易产生积霜，易造成短路，影响测试效率，使得半导体测试设备的性能较差。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供一种半导体测试设备及其工作方法，以提高半导体测试设备的性能。

为解决上述技术问题，本发明提供一种半导体测试设备，包括：承载基板，所述承载基板包括相对的第一表面和第二表面；测试探头，所述测试探头具有测试端面，且所述测试端面朝向所述承载基板的第二表面；喷气部件，所述喷气部件固定连接于所述测试端面，所述喷气部件包括喷嘴，所述喷嘴位于承载基板和测试探头之间，所述喷气部件用于向承载基板第二表面提供气流；移动装置，所述移动装置带动测试探头移动或带动承载基板移动，使得所述测试探头与承载基板第二表面接触。

可选的，所述承载基板内具有凹槽，所述凹槽顶部位于所述承载基板第一表面。

可选的，还包括：可盖合于承载基板第一表面的密封盖，当所述密封盖盖合于所述承载基板第一表面时，所述密封盖与所述承载基板构成密封腔。

可选的，还包括：与所述密封盖相连接的控温机构，用于向所述密封腔提供高温或者低温气体。

可选的，所述移动装置与测试探头固定连接，所述移动装置带动测试探头移动。

可选的，所述喷气部件还包括：气缸和气管，所述气管一端与气缸相连接，所述气管另一端与喷嘴相连接。

可选的，所述喷嘴具有喷气端面，所述喷气端面垂直于承载基板第二表面。

可选的，所述测试探头包括位于测试端面的探针；所述移动装置带动测试探头移动或带动承载基板移动，使得所述探针与承载基板第二表面接触。

可选的，所述喷嘴固定连接于测试探头测试端面，且所述喷嘴包围所述探针。

可选的，所述喷嘴到测试探头测试端面的最大距离小于探针顶部到测试端面的距离。

本发明还一种半导体测试设备的工作方法，包括：提供上述所述任意一种所述半导体测试设备；提供待测衬底；将所述待测衬底置于所述承载基板第一表面，使所述待测衬底与承载基板连接；开启喷气部件，使得喷嘴在测试探头与承载基板之间产生气流；通过移动装置移动测试探头或承载基板，使所述测试探头与承载基板第二表面接触。

可选的，所述承载基板具有凹槽，所述凹槽顶部位于所述承载基板第一表面；将所述待测衬底至于所述承载基板的凹槽内。

可选的，所述半导体测试设备还包括：可盖合于承载基板第一表面的密封盖和与所述密封盖相连接的控温机构，当所述密封盖盖合于所述承载基板第一表面时，所述密封盖与所述承载基板构成密封腔，所述控温机构用于为所述密封腔提供高温或者低温气体；所述半导体测试设备的工作方法包括：将所述待测衬底置于所述承载基板第一表面后,盖合所述密封盖；盖合所述密封盖后，开启所述控温机构，使得所述密封腔内的温度低于零度；开启所述控温机构后，开启喷气部件，使得喷嘴在测试探头与承载基板之间产生气流；开启喷气部件后，通过移动装置移动测试探头或承载基板，使所述测试探头与承载基板第二表面接触。

与现有技术相比，本发明实施例的技术方案具有以下有益效果：

本发明技术方案提供的半导体测试设备的中，喷嘴位于承载基板和测试探头之间，则喷气部件提供气流时，使得承载基板与测试探头之间的空气流动加快。采用所述测试设备进行低温测试时，将低温待测衬底放置在承载基板第一表面时，承载基板温度相应降低，则常温气体容易在承载基板第二表面产生水气凝结形成积霜。承载基板与测试探头之间的空气流动加快产生气流，气流将承载基板第二表面产生的积霜带走，减少了测试过程中线路短接的概率，从而提高了测试良率，优化了半导体测试设备的性能。

附图说明

图1是一种半导体测试设备测试过程的结构示意图；

图2是本发明一实施例中半导体测试设备结构示意图；

图3是本发明另一实施例中半导体测试设备结构示意图；

图4是本发明一实施例中半导体测试设备工作方法的流程图；

图5至图6是本发明一实施例中半导体测试设备工作过程的示意图。

图7是本发明另一实施例中半导体测试设备工作的示意图。

具体实施方式

正如背景技术所述，现有技术的半导体测试设备的性能较差。

图1是一种半导体测试设备测试过程的结构示意图。

参考图1，提供半导体测试设备，所述半导体测试设备包括：承载基板100，所述承载基板100包括沿重力方向上的相对的第一表面和第二表面；测试探头110，所述测试探头110位于承载基板100沿重力方向上的底部，所述测试探头110与承载基板100第二表面相对；移动装置，所述移动装置带动测试探头110移动，使得所述测试探头110与承载基板100第二表面接触；密封罩150，所述密封罩150和承载基板100形成密封腔；与密封罩150相连接的控温机构160，所述控温机构160用于提供高温或者低温气体。

上述半导体测试设备的工作方法包括：提供待测衬底140；将所述待测衬底140置于所述承载基板100第一表面；通过所述移动装置移动所述测试探头110，使得所述测试探头110与承载基板100第二表面接触。采用上述半导体测试设备进行低温测试时，将待测衬底140和承载基板100第一表面置于低温环境，则室温的空气容易在承载基板第二表面产生水蒸汽凝结，甚至在承载基板第二表面形成积霜。由于承载基板第二表面具有积霜，测试探头110与承载基板100第二表面接触时，容易导致线路短接，从而影响测试结果或者损耗测试设备。

本发明实施例提出一种半导体测试设备，所述半导体测试设备具有位于承载基板和测试探头之间的喷气部件，所述喷气部件具有喷嘴，所述喷嘴位于承载基板和测试探头之间，则喷气部件提供气流时，使得承载基板与测试探头之间的空气流动加快。承载基板与测试探头之间的空气流动加快将承载基板第二表面产生的积霜带走，减少了测试过程中线路短接的概率，从而提高了测试良率，优化了半导体测试设备的性能。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

图2是本发明一实施例中半导体测试设备的结构示意图。

参考图2，一种半导体测试设备包括：承载基板200，所述承载基板200包括相对的第一表面和第二表面；测试探头210，所述测试探头210具有测试端面，且所述测试端面朝向所述承载基板200的第二表面；喷气部件，所述喷气部件固定连接于所述测试端面，所述喷气部件包括喷嘴230，所述喷嘴230位于承载基板200和测试探头210之间，所述喷气部件用于向承载基板200第二表面提供气流；移动装置，所述移动装置带动测试探头210移动或带动承载基板200移动，使得所述测试探头210与承载基板200第二表面接触。

所述承载基板200用于承载待测衬底，并与置于承载基板200第一表面的待测衬底电连接。所述承载基板内具有逻辑电路，所述承载基板内的逻辑电路与待测衬底电连接，以便测试待测衬底的性能。

所述测试探头210用于与承载基板200相接触，进而通过承载基板测试待测衬底的基本功能。

本实施例中，所述承载基板200内具有凹槽201，所述凹槽201顶部位于所述承载基板200第一表面。

所述凹槽201用于承载待测衬底。

沿平行于承载基板200第一表面的方向上，所述凹槽的尺寸大于等于所述待测衬底的尺寸。

所述凹槽201用于固定封装结构，所述沿承载基板200第一表面方向凹槽201的尺寸大于等于所述待测衬底的尺寸，以便容纳待测衬底。

本实施例中，所述凹槽201的数量为一个。在产品工程评估阶段，由于测试项目较多，且测试程序需要调试，因此承载基板的线路也需要验证，故凹槽的数量较少。其他实施例中，所述凹槽的数量为多个。

所述半导体测试设备还包括：可盖合于承载基板200第一表面的密封盖250，当所述密封盖250盖合于所述承载基板200第一表面时，所述密封盖250与所述承载基板200构成密封腔。

本实施例中，所述密封腔覆盖部分承载基板200第一表面。

所述密封盖250与所述承载基板200构成密封腔，用于保证后续置于承载基板200第一表面的待测衬底位于高温或者低温环境，以便测试待测衬底在高温或者低温下的性能。

所述半导体测试设备还包括：与所述密封盖250相连接的控温机构260，用于向所述密封腔提供高温或者低温气体。

本实施例中，所述控温机构260提供低温气体，以便密封腔内形成低温环境。

本实施例中，所述移动装置与测试探头210固定连接，所述移动装置带动测试探头210向承载基板200移动，使得所述测试探头210与承载基板200第二表面接触。

其他实施例中，所述移动装置与承载基板200固定连接，所述移动装置带动承载基板200向测试探头210移动，使得所述测试探头210与承载基板200第二表面接触。

本实施例中，所述喷气部件还包括：气缸和气管，所述气管一端与气缸相连接，所述气管另一端与喷嘴230相连接。

所述气缸用于提供气体。所述气管用于将气缸内的气体导出至喷嘴230。

本实施例中，所述喷嘴230具有喷气端面，所述喷气端面垂直于承载基板200第二表面。

喷嘴230位于承载基板200和测试探头210之间，则喷气部件提供气流时，使得承载基板200与测试探头210之间的空气流动加快。

其他实施例中，所述开口对准承载基板200第二表面。

所述喷嘴的数量为一个或者多个。

所述喷嘴的数量或者喷嘴的开口的形状决定了所提供的气流的大小。所要提供的气流的大小根据要测试的项目中低温气体的温度、低温测试的测试时间、密封腔的体积等多种因素决定，只要气流除霜的速度大于结霜的速度即可。

本实施例中，所述测试探头210包括位于测试端面的探针211。

本实施例中，所述移动装置带动测试探头210移动或带动承载基板200移动，使得所述探针211与承载基板200第二表面接触。其他实施例中，所述移动装置带动承载基板移动，使得所述探针与承载基板第二表面接触。

本实施例中，所述喷嘴230固定连接于测试探头210测试端面，且所述喷嘴包围所述探针211。

所述喷嘴230到测试探头210测试端面的最大距离小于探针211顶部到测试端面的距离。

所述喷嘴230与测试探头210测试端面固定连接，且所述喷嘴230到测试探头210测试端面的最大距离小于探针211顶部到测试端面的距离，则测试探头210移动时，所述喷嘴230也一起移动，从而保证喷嘴230始终位于承载基板200和测试探头210之间。

低温测试时，密封罩250与承载基板200所形成的密封腔内为低温环境，则承载基板200的温度较低，承载基板200第二表面位于常温空气中，则相对温度较高的常温空气容易在承载基板200第二表面产生水气凝结形成积霜。承载基板200与测试探头210之间的空气流动加快产生气流，气流将承载基板200第二表面产生的积霜带走，减少了测试过程中线路短接的概率，从而提高了测试良率，优化了半导体测试设备的性能。

图3是本发明另一实施例中半导体测试设备的结构示意图。图3和图2的区别在于承载基板内凹槽的个数的差异和密封罩所覆盖的范围的差异。

请参考图3，一种半导体测试设备包括：承载基板300，所述承载基板300包括沿重力方向上的相对的第一表面和第二表面；测试探头210，所述测试探头210具有测试端面，所述测试端面与承载基板300第二表面相对；喷气部件，所述喷气部件固定连接于所述测试端面，所述喷气部件包括喷嘴230，所述喷嘴230位于承载基板300和测试探头210之间，所述喷气部件用于向承载基板300第二表面提供气流；移动装置，所述移动装置带动测试探头210移动或带动承载基板300移动，使得所述测试探头210与承载基板300第二表面接触。

所述承载基板300用于承载待测衬底，并与置于承载基板300第一表面的待测衬底电连接。所述承载基板内具有逻辑电路，所述承载基板内的逻辑电路与待测衬底电连接，以便测试待测衬底的性能。

所述测试探头210用于与承载基板300相接触，进而通过承载基板测试待测衬底的基本功能。

本实施例中，所述承载基板300内具有多个凹槽301，所述凹槽301顶部位于所述承载基板300第一表面。

所述凹槽301用于承载待测衬底。

沿平行于承载基板300第一表面的方向上，所述凹槽301的尺寸大于等于所述待测衬底的尺寸。

所述凹槽301用于固定待测衬底，所述沿承载基板300第一表面方向凹槽301的尺寸大于等于所述待测衬底的尺寸，以便容纳待测衬底。

本实施例中，所述凹槽301的数量为多个。在产品量产阶段，由于测试项目固定，往往采用多个待测衬底同时进行测试以提高测试效率，故提高承载基板内凹槽的数量，以便容纳较多的待测衬底同时进行测试。

所述半导体测试设备还包括：可盖合于承载基板300第一表面的密封盖350，当所述密封盖350盖合于所述承载基板300第一表面时，所述密封盖350与所述承载基板300构成密封腔。

本实施例中，所述密封腔覆盖整个承载基板300第一表面。所述密封腔的体积较大，密封腔内可容纳的待测衬底数量较多，测试效率较高。

所述测试探头210、喷气部件和移动装置的结构和位置请参考图2及前述实施例所述，在此不详述。

本发明一实施例还提供一种半导体测试设备的工作方法，参考图4，包括以下步骤：

S11：提供上述半导体测试设备；

S12：提供待测衬底；

S13：将所述待测衬底置于所述承载基板第一表面，使所述待测衬底与承载基板连接；

S14：开启喷气部件，使得喷嘴在测试探头与承载基板之间产生气流；

S15：通过移动装置移动测试探头或承载基板，使所述测试探头与承载基板第二表面接触。

下面结合参考图5至图6具体介绍半导体测试设备的工作过程。

提供半导体测试设备，所述半导体测试设备如图2所示；且所述半导体测试设备如上述实施例所述，在此不做赘述。

参考图5，提供待测衬底400；将所述待测衬底400置于所述承载基板200第一表面，使所述待测衬底400与承载基板200连接。

本实施例中，所述待测衬底400为具有逻辑功能的封装结构。

其他实施例中，所述待测衬底为具有逻辑功能的晶圆或印刷电路板(PCB板)。

本实施例中，所述承载基板200内具有凹槽201，所述凹槽201顶部位于所述承载基板200第一表面；将所述待测衬底400置于所述承载基板200的凹槽201内。

本实施例中，将所述待测衬底400置于所述承载基板200的凹槽201内的方法包括：采用机械手臂，将所述待测衬底400置于所述承载基板200的凹槽201内。

其他实施例中，也可以通过人工将所述待测衬底置于所述承载基板的凹槽内。

参考图6，开启喷气部件，使得喷嘴230在测试探头210与承载基板200之间产生气流；开启喷气部件后，通过移动装置移动测试探头210或承载基板200，使所述测试探头210与承载基板200第二表面接触。

本实施例中，所述半导体测试设备还包括：可盖合于承载基板200第一表面的密封盖250和与所述密封盖250相连接的控温机构260；当所述密封盖250盖合于所述承载基板200第一表面时，所述密封盖250与所述承载基板200第一表面构成密封腔，所述控温机构260用于向所述密封腔提供高温或者低温气体。

本实施例中，所述控温机构260用于向所述密封腔提供低温气体。

将所述待测衬底置于所述承载基板第一表面，使所述待测衬底与承载基板电连接后，半导体测试设备的工作方法还包括：盖合所述密封盖250；盖合所述密封盖250后，开启所述控温机构260，使得所述密封腔内的温度低于零度；开启所述控温机构260后，开启喷气部件，使得喷嘴230在测试探头210与承载基板200之间产生气流；开启喷气部件后，通过移动装置移动测试探头210或承载基板200，使所述测试探头210与承载基板200第二表面接触。

本实施例中，通过移动装置移动测试探头210向承载基板200移动，使所述测试探头210与承载基板200第二表面接触。

其他实施例中，通过移动装置移动承载基板200向测试探头210移动，使所述测试探头210与承载基板200第二表面接触。

喷嘴230位于承载基板200和测试探头210之间，则喷气部件提供气流时，使得承载基板200与测试探头210之间的空气流动加快。低温测试时，密封罩250与承载基板200所形成的密封腔内为低温环境，则承载基板200的温度较低，承载基板200第二表面位于常温空气中，则相对温度较高的常温空气容易在承载基板200第二表面产生水气凝结形成积霜。承载基板200与测试探头210之间的空气流动加快产生气流，气流将承载基板200第二表面产生的积霜带走，减少了测试过程中线路短接的概率，从而提高了测试良率，优化了半导体测试设备的性能。

图7是本发明另一实施例中半导体测试设备工作的示意图。

请参考图7，图7是图3中所述半导体设备的测试设备工作的示意图。

所述半导体测试设备的工作方法包括：提供待测衬底400；将所述待测衬底400置于所述承载基板300第一表面，使所述待测衬底400与承载基板300电连接；盖合所述密封盖350；盖合所述密封盖350后，开启所述控温机构260，使得所述密封腔内的温度低于零度；开启所述控温机构后，开启喷气部件，使得喷嘴230在测试探头210与承载基板300之间产生气流；开启喷气部件后，通过移动装置移动测试探头210或承载基板300，使所述测试探头210与承载基板300第二表面接触。

本实施例中，所述承载基板300内具有多个凹槽301；将所述待测衬底400置于所述承载基板300的凹槽301内。

虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (13)

1.一种半导体测试设备，其特征在于，包括：

承载基板，所述承载基板包括相对的第一表面和第二表面；

测试探头，所述测试探头具有测试端面，且所述测试端面朝向所述承载基板的第二表面；

喷气部件，所述喷气部件固定连接于所述测试端面，所述喷气部件包括喷嘴，所述喷嘴位于承载基板和测试探头之间，所述喷气部件用于向承载基板第二表面提供气流；

移动装置，所述移动装置带动测试探头移动或带动承载基板移动，使得所述测试探头与承载基板第二表面接触。

2.根据权利要求1所述的半导体测试设备，其特征在于，所述承载基板内具有凹槽，所述凹槽顶部位于所述承载基板第一表面。

3.根据权利要求1或2所述的半导体测试设备，其特征在于，还包括：可盖合于承载基板第一表面的密封盖，当所述密封盖盖合于所述承载基板第一表面时，所述密封盖与所述承载基板构成密封腔。

4.根据权利要求3所述的半导体测试设备，其特征在于，还包括：与所述密封盖相连接的控温机构，用于向所述密封腔提供高温或者低温气体。

5.根据权利要求1所述的半导体测试设备，其特征在于，所述移动装置与测试探头固定连接，所述移动装置带动测试探头移动。

6.根据权利要求1所述的半导体测试设备，其特征在于，所述喷气部件还包括：气缸和气管，所述气管一端与气缸相连接，所述气管另一端与喷嘴相连接。

7.根据权利要求1所述的半导体测试设备，其特征在于，所述喷嘴具有喷气端面，所述喷气端面垂直于承载基板第二表面。

8.根据权利要求1或7所述的半导体测试设备，其特征在于，所述测试探头包括位于测试端面的探针；所述移动装置带动测试探头移动或带动承载基板移动，使得所述探针与承载基板第二表面接触。

9.根据权利要求8所述的半导体测试设备，其特征在于，所述喷嘴与测试探头测试端面固定连接，且所述喷嘴包围所述探针。

10.根据权利要求9所述的半导体测试设备，其特征在于，所述喷嘴到测试探头测试端面的最大距离小于探针顶部到测试端面的距离。

11.一种半导体测试设备的工作方法，其特征在于，包括：

提供如权利要求1至10任一项所述半导体测试设备；

提供待测衬底；

将所述待测衬底置于所述承载基板第一表面，使所述待测衬底与承载基板连接；

开启喷气部件，使得喷嘴在测试探头与承载基板之间产生气流；

通过移动装置移动测试探头或承载基板，使所述测试探头与承载基板第二表面接触。

12.根据权利要求11所述的半导体测试设备的工作方法，其特征在于，所述承载基板具有凹槽，所述凹槽顶部位于所述承载基板第一表面；将所述待测衬底至于所述承载基板的凹槽内。

13.根据权利要求11或12所述的半导体测试设备的工作方法，其特征在于，所述半导体测试设备还包括：可盖合于承载基板第一表面的密封盖和与所述密封盖相连接的控温机构，当所述密封盖盖合于所述承载基板第一表面时，所述密封盖与所述承载基板构成密封腔；与所述密封盖相连接的控温机构，用于为所述密封腔提供高温或者低温气体；所述半导体测试设备的工作方法包括：将所述待测衬底置于所述承载基板第一表面后，盖合所述密封盖；盖合所述密封盖后，开启所述控温机构，使得所述密封腔内的温度低于零度；开启所述控温机构后，开启喷气部件，使得喷嘴在测试探头与承载基板之间产生气流；开启喷气部件后，通过移动装置移动测试探头或承载基板，使所述测试探头与承载基板第二表面接触。