CN110231501A - 一种探针卡、包括探针卡的测试设备、测试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种探针卡、包括探针卡的测试设备、测试方法，探针卡包括PCB板、空心针和探针；空心针和所述探针分别与所述PCB板连接，且所述空心针和所述探针相邻设置；空心针用于释放阻燃气体。用于测试时空心针的针尖处会喷射阻燃气体，形成阻燃气体保护氛围，可有效减少测试时半导体芯片打火现象的发生。测试设备包括探针卡、管路和高压测试装置，探针卡的压力腔与管路连接，且探针卡通过接口插入高压测试装置，该测试设备避免半导体芯片测试过程中出现打火现象，保证半导体芯片的安全性，且大大提高了测试精度。
Description
技术领域
本发明涉及高压半导体技术领域，具体涉及一种探针卡、包括探针卡的测试设备、测试方法。
背景技术
近年来半导体制程技术突飞猛进，超前摩尔定律预估法则好几年，现阶段已向32nm以下挺进。目前产品讲求轻薄短小，IC体积越来越小，功能越来越强，脚数越来越多，为了降低芯片封装所占的面积与改善IC效能，现阶段覆晶方式封装普遍被应用于绘图芯片、芯片组、存储器及CPU等。上述高阶封装方式单价高昂，如果能在封装前进行芯片测试，发现有不良品存在晶圆当中，即进行标记，直到后段封装制程前将这些标记的不良品舍弃，可省下不必要的封装成本。
将探针卡上的探针直接与半导体芯片上的焊垫或凸块直接接触，引出芯片讯号，再配合测试装置与软件控制达到自动化量测的目的。探针卡应用在IC尚未封装前，针对裸晶片以探针做功能测试，筛选出不良品、再进行之后的封装工程。因此，探针卡是IC制造中对制造成本影响相当大的重要制程之一。
随着半导体技术的发展，半导体芯片的电压等级逐渐提高，故需要对半导体芯片进行高压测试，半导体芯片封装前需要对半导体芯片进行裸片测试，在进行裸片测试过程中，需要用到探针卡，作为测试设备的一部分。
由于目前测试设备多为暴露在空气中，在高压测试时，在空气潮湿且存在杂质时，半导体芯片容易发生打火现象，导致半导体芯片的损坏，且测试精度较低。
发明内容
为了克服上述现有技术中半导体芯片的打火现象导致的半导体芯片损坏且测试精度较低的不足，本发明提供一种探针卡、包括探针卡的测试设备、测试方法，探针卡包括PCB板、空心针和探针；空心针和所述探针分别与所述PCB板连接，空心针和所述探针分别与所述PCB板连接，且空心针和所述探针相邻设置；空心针用于喷射阻燃气体，测试设备包括探针卡、管路和高压测试装置，避免半导体芯片测试过程中出现打火现象，保证半导体芯片的安全性，且大大提高了测试精度。
为了实现上述发明目的，本发明采取如下技术方案：
一方面，本发明提供一种探针卡，包括PCB板、空心针和探针；
所述空心针和所述探针分别与所述PCB板连接，且所述空心针和所述探针相邻设置；
所述空心针用于喷射阻燃气体。
所述探针卡还包括压力腔；
所述空心针的针尾置于压力腔内。
所述探针卡还包括第一支撑臂和第二支撑臂；
所述空心针通过第一支撑臂与所述PCB板设有的接触点连接，所述探针通过第二支撑臂与所述PCB板设有的接触点连接。
所述PCB板中心位置设有孔，所述空心针竖穿过所述孔。
所述空心针为中空筒状结构，其外径为1～2mm，内径为0.5～1mm。
所述探针为一个或至少两个，所述探针的个数与所述PCB板设有的接触点的个数相等。
当所述探针为至少两个时，所述空心针设置于至少两个探针中间。
所述探针竖直设置或以预设倾斜度设置；
当所述探针为至少两个时，至少两个探针的针尖水平高度相等。
所述探针采用铜、铝或银制成，所述压力腔采用铜制成。
另一方面，本发明还提供一种测试设备，包括探针卡、管路和高压测试装置；
所述探针卡的压力腔与所述氮气管路连接，且所述探针卡通过接口插入所述高压测试装置。
所述管路中充斥阻燃气体。
所述管路上设有调压阀。
所述高压测试装置包括高压直流电流源、检测装置和载片台；
所述高压直流电流源与检测装置连接，用于为检测装置提供电源；
所述检测装置设有卡槽，所述探针卡通过接口插入所述卡槽；
所述载片台位于检测装置内部，用于放置所述待测半导体芯片。
再一方面，本发明还提供一种采用测试装置的测试方法，包括：
将探针卡放置在所述高压测试装置中；
将待测半导体芯片放置在所述高压测试装置的载片台上；
开启所述管路上的调压阀，并将所述管路中阻燃气体的压力调节至预设压力值；
调节所述载片台的高度，使所述探针卡的探针与待测半导体芯片接触；
开启所述高压测试装置，测试所述待测半导体芯片的静态参数。
与最接近的现有技术相比，本发明提供的技术方案具有以下有益效果：
本发明提供的探针卡包括PCB板、空心针和探针；空心针和探针分别与PCB板连接，且空心针和探针相邻设置；空心针用于喷射阻燃气体，用于测试时空心针的针尖处会释放阻燃气体，形成阻燃气体保护氛围，可有效减少测试时半导体芯片打火现象的发生；
本发明提供的包括探针卡的测试设备包括探针卡、管路和高压测试装置，探针卡的压力腔与管路连接，且探针卡通过接口插入高压测试装置，该测试设备避免半导体芯片测试过程中出现打火现象，保证半导体芯片的安全性，且大大提高了测试精度；
本发明提供的测试方法采用了测试设备，将探针卡放置在高压测试装置中，将待测半导体芯片放置在所述高压测试装置的载片台上；开启管路上的调压阀，并将管路中阻燃气体的压力调节至预设压力值；调节载片台的高度，使探针卡的探针与待测半导体芯片接触；开启高压测试装置，测试待测半导体芯片的静态参数，测试时开启调节阀，使阻燃气体从空心针处释放，形成阻燃气体保护氛围，防止测试时半导体芯片出现打火现象。
附图说明
图1是本发明实施例中探针卡的剖视图；
图2是本发明实施例中探针卡的俯视图；
图3是本发明实施例中测试设备示意图；
图中，1为PCB板，2为空心针，3为探针，4为压力腔，10为管路，11为高压测试装置，12为调压阀。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
实施例1
本发明实施例1提供了一种探针卡，其剖视图和俯视图分别如图1和图2所示，该探针卡包括PCB板1、空心针2和探针3；空心针2和探针3分别与PCB板1连接，且空心针2和探针3相邻设置；空心针2用于喷射阻燃气体，本发明实施例1中的阻燃气体可以采用氮气。
本发明实施例1提供的探针卡还包括压力腔4；空心针2的针尾置于压力腔4内。
本发明实施例1提供的探针卡还包括第一支撑臂和第二支撑臂；空心针2通过第一支撑臂与PCB板1设有的接触点连接，探针3通过第二支撑臂与PCB板1设有的接触点连接。
上述PCB板1中心位置设有孔，空心针2竖直设置，其针尖朝下且针尖穿过孔，并延伸至孔的下方，即氮气针2的针尖水平高度低于孔的高度。
空心针2为中空筒状结构，其外径为1～2mm，内径为0.5～1mm，且针尖处设有半径为0.5mm的圆形开口，用于氮气的流通。
探针3为一个或至少两个，探针3的个数与PCB板1设有的接触点的个数相等，即第二支撑臂的个数与探针3个数相等，且与PCB板1设有的与第二支撑臂接触的接触点个数也相等。
当探针3为至少两个时，空心针2设置于至少两个探针3中间。
当探针3为一个时，该探针竖直设置或以预设倾斜度设置；
当探针3为至少两个时，两个探针可以同时竖直设置，也可以同时以预设倾斜度设置，或者部分竖直设置，部分以预设倾斜度设置，只要保证所有探针的针尖水平高度相等即可。
上述探针3采用铜、铝或银制成，上述压力腔4采用铜制成。
实施例2
本发明实施例2提供一种测试设备，包括探针卡、管路10和高压测试装置11；具体连接关系为：探针卡的压力腔4与氮气管路10连接，且探针卡通过接口插入高压测试装置11，管路10中充斥阻燃气体。
管路10上设有调压阀12，用于根据测试产品情况调节阻燃气体的压力。
上述高压测试装置11包括高压直流电流源、检测装置和载片台；高压直流电流源与检测装置连接，用于为检测装置提供电源；检测装置设有卡槽，探针卡通过接口插入卡槽；载片台位于检测装置内部，用于放置待测半导体芯片，测试时，高压测试装置11通过探针卡与待测半导体芯片形成回路，施加电压并对待测半导体芯片进行检测。
实施例3
本发明实施例3提供一种采用实施例2的测试装置测试待测半导体芯片的方法，具体过程如下：
S101：将探针卡放置在高压测试装置11中；
S102：将待测半导体芯片放置在高压测试装置11的载片台上；
S103：开启调压阀12，并根据被测半导体芯片的需求将管路10中阻燃气体的压力调节至预设压力值(如0.01mpa)；
S104：调节载片台的高度，使探针卡的探针3与待测半导体芯片接触；
S105：开启高压测试装置11，测试待测半导体芯片的静态参数。
为了描述的方便，以上所述装置的各部分以功能分为各种模块或单元分别描述。当然，在实施本申请时可以把各模块或单元的功能在同一个或多个软件或硬件中实现。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，所属领域的普通技术人员参照上述实施例依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，这些未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，均在申请待批的本发明的权利要求保护范围之内。
Claims (13)
1.一种探针卡，其特征在于，包括PCB板、空心针和探针；
所述空心针和所述探针分别与所述PCB板连接，且所述空心针和所述探针相邻设置；
所述空心针用于喷射阻燃气体。
2.根据权利要求1所述的探针卡，其特征在于，所述探针卡还包括压力腔；
所述空心针的针尾置于压力腔内。
3.根据权利要求1所述的探针卡，其特征在于，所述探针卡还包括第一支撑臂和第二支撑臂；
所述空心针通过第一支撑臂与所述PCB板设有的接触点连接，所述探针通过第二支撑臂与所述PCB板设有的接触点连接。
4.根据权利要求1所述的探针卡，其特征在于，所述PCB板中心位置设有孔，所述空心针竖穿过所述孔。
5.根据权利要求1所述的探针卡，其特征在于，所述空心针为中空筒状结构，其外径为1～2mm，内径为0.5～1mm。。
6.根据权利要求1所述的探针卡，其特征在于，所述探针为一个或至少两个，所述探针的个数与所述PCB板设有的接触点的个数相等。
7.根据权利要求6所述的探针卡，其特征在于，当所述探针为至少两个时，所述空心针设置于至少两个探针中间。
8.根据权利要求6所述的探针卡，其特征在于，所述探针竖直设置或以预设倾斜度设置；
当所述探针为至少两个时，至少两个探针的针尖水平高度相等。
9.根据权利要求2所述的探针卡，其特征在于，所述探针采用铜、铝或银制成，所述压力腔采用铜制成。
10.一种测试设备，其特征在于，包括如权利要求1-9任一所述的探针卡、管路和高压测试装置；
所述探针卡的压力腔与所述管路连接，且所述探针卡通过接口插入所述高压测试装置；
所述管路中充斥阻燃气体。
11.根据权利要求9所述的测试设备，其特征在于，所述管路上设有调压阀。
12.根据权利要求9所述的测试设备，其特征在于，所述高压测试装置包括高压直流电流源、检测装置和载片台；
所述高压直流电流源与检测装置连接，用于为检测装置提供电源；
所述检测装置设有卡槽，所述探针卡通过接口插入所述卡槽；
所述载片台位于检测装置内部，用于放置所述待测半导体芯片。
13.一种采用权利要求10-12任一所述的测试装置的测试方法，其特征在于，包括：
将权利要求1-9任一所述的探针卡放置在所述高压测试装置中；
将待测半导体芯片放置在所述高压测试装置的载片台上；
开启所述管路上的调压阀，并将所述管路中阻燃气体的压力调节至预设压力值；
调节所述载片台的高度，使所述探针卡的探针与待测半导体芯片接触；
开启所述高压测试装置，测试所述待测半导体芯片的静态参数。
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