CN110850277A - 探针对准装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种探针对准装置，包括探针、过渡块和位置调节机构，所述探针固定在所述过渡块上，所述位置调节机构通过调节过渡块的位置使所述探针的针尖与目标点或者目标接触面对准。本发明通过间接调整固定块的位置使探针针尖端尽可能接近设定目标，以满足实际允许的公差要求；并通过给过渡块导电，从而将电流再通过探针针尖导到待老化测试的对象上。

Description

探针对准装置

技术领域

本发明涉及光电行业的老化测试设备，尤其涉及一种光通信芯片、激光半导体芯片(FP、DFB/DML、EML、VCSEL激光器、驱动芯片)进行老化测试时，用于供电的探针对准装置。

背景技术

为了保证质量，所有半导体元件都需要进行一定程度的老化测试，筛选掉性能不合格的产品。老化磨合过程可能发生在晶圆/切粒的多个模具(棒/块)/模具/载体上的芯片(COC)/板上的芯片(COB)/组装设备(以罐或任何密封包装/芯片形式)中，高密度集成需求的增加导致了焊盘和间距越来越小。为了给新产品提供更多的短期周转，在设备开发中特别是对探头与产品的接触管理精度要求越来越高的情况下，世界范围内生产的大多数老化设备仍在使用带通孔钻的探针规格，其一端与被测设备/产品接触，另一端与测试卡等接触，如图1所示。其优点：垂直接触距离自由度大；缺点：由于组件带有贯穿孔，因此需要自然壁厚。材料的屈服强度限制了壁厚，从而限制了探针之间的间距。

近年来，越来越多的公司正在将探针卡引入老化设备中。探针卡用于工业部门的晶片测试，然而，成熟的工业需要非常精细的处理，大多数采用悬臂式，有时也采用叶片式老化及相关设备，以减小接触齿之间的距离。然而，探针垂直接触距离仅限于几十微米，这在老化设备应用中提出了一定的挑战。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于针对现有技术中老化测试时用于导电的探针与芯片之间的调节不容易满足精度要求的缺陷，提供一种可以提高探针调节精度的探针对准装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

提供一种探针对准装置，包括探针、过渡块和位置调节机构，所述探针固定在所述过渡块上，所述位置调节机构通过调节过渡块的位置使所述探针的针尖与目标点或者目标接触面对准。

接上述技术方案，所述探针包括套圈和筒体，筒体的一端套设在套圈内，且与套圈内设置的弹簧连接，筒体的另一端为针尖。

接上述技术方案，所述位置调节机构为机械抓手或者工装夹具。

接上述技术方案，所述过渡块为L型块，探针固定在L型块的其中一个臂上。

接上述技术方案，所述过渡块为矩形块，探针固定在矩形块的其中一个面上。

接上述技术方案，所述过渡块导电时，通过探针为目标点或者目标接触面导电。

接上述技术方案，该装置还包括一导电板，与所述过渡块电连接。

接上述技术方案，所述位置调节机构调节好探针位置后，所述过渡块与导电板导电连接。

接上述技术方案，所述导电板为印刷电路板。

接上述技术方案，装置可包括两组或者多组探针、过渡块和位置调节机构。

本发明产生的有益效果是：本发明通过将探针固定在过渡块上进行位置调节，使探针的针尖端指向产品/芯片COC、COB上金属垫的中心点、可接触点或其他设备接触点，通过间接调整固定块的位置使探针针尖端尽可能接近设定目标，以满足实际允许的公差要求；并通过给过渡块导电，从而将电流再通过探针针尖导到待老化测试的对象上。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是现有技术中使用带通孔钻的探针进行导电的结构示意图；

图2是本发明实施例具有两个探针的探针对准装置结构示意图；

图3是本发明实施例中当过渡块倾斜时的调节示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明的探针对准装置用于老化相关设备中，在保持探针垂直接触运动大范围自由的同时，也使其针尖端间距尽可能接近。

本发明实施例的探针对准装置，如图2所示，该探针对准装置包括探针20、过渡块10和位置调节机构(图中未示出)，探针20固定在过渡块10上，位置调节机构通过调节过渡块10的位置使探针20的针尖与目标点或者目标接触面对准。

可添加一个对准工具，以使探针的针尖端指向目标点(接触面)，其精度优于市场，可控制在5um内。探针之间的间距是通过产品大小及规格来确认的。对准工具可以模拟产品大小及规格来控制合格负载盒探针的间距。本发明是用陶瓷片(也可以是其他材料)通过激光加工出一个预设尺寸的正方形，再把探针针尖来对准正方形的四个角来控制探针间距。

过渡块通常带有铜、镍/金涂层铝或其他良好的导热金属，易于焊接和环氧化合物热固化。

探针20可通过环氧化合物、胶水、焊料或激光焊接等连接在过渡块10上，可设计或制作工装夹具使探针20平行连接至过渡块10边缘。探针和过渡块的连接需要有一部分是导电连接，过渡块导电时，通过探针为目标点或者目标接触面导电。导电连接时需要注意温度不会导致其余部分的连接不会发生明显老化错位等现象。探针20与过渡块10之间的固定连接材料优选环氧化合物，因为其固化温度合理，且工作温度通常为300-400℃，在该高温下不会出现明显老化。导电连接材料优选焊料、银膏。

本发明的一个实施例中，所述探针包括套圈21和筒体22，筒体22的一端套设在套圈21内，且与套圈21内设置的弹簧连接，筒体的另一端为针尖。弹簧的设置可以保护被测产品和探针本身，防止产品受力过大，导致产品破损、毁坏等，且设置弹簧后探针本身不易折断及毁坏。位置调节机构通过过渡块10调节探针20的位置，当针尖对准目标时，带动探针下压，当针尖上的压力达到一定程度时，挤压弹簧，弹簧受压形变，可防止针尖的形变或者目标物体的损伤。

位置调节机构可为机械抓手或者工装夹具。通过观察探针针尖的位置确定是否移到目标位置，既可以通过肉眼也可通过其他设备及技术进行观察，如，通过显微镜观察或者视觉定位等。工装夹具可以是六维耦合台。起到夹持、移动翻转过渡块及探针位置的作用，直到调节到目标点。

本发明的一个较佳实施例中，过渡块为L型块，如可为铜块，探针固定在L型块的其中一个臂上。过渡块通常是模式注入或精加工。过渡块可以是任何几何形状，满足装配要求即可。如过渡块也可为矩形块，探针固定在矩形块的其中一个面上。

进一步地，为了更好地通过过渡块给探针导电，该装置还包括一导电板30，与所述过渡块电连接。导电板30可选用印刷电路板、陶瓷板或任何形式的导电连接。导电板30可以为PCB板，条件和环境合理一切可以导电的材料都是可以的。探针与L型铜块可以导电，设备的供电最终目的是到达L型铜块再到探针。

为了满足老化测试要求，可通过多根探针对准目标进行导电，则本发明的探针对准装置可包括两组或者多组对准机构，每组对准机构分别包含上述的探针、过渡块和位置调节机构。同时可使两个探针中的任何一个接近目标时，相邻探针最小距离应保持在10um以内。

如图3所示，故意将带有探针20的过渡块10倾斜，过渡块10的移动主要用于探针更小间距的实现。倾斜的角度满足装配精度的同时且探针主体的长度合理。

本发明不采用通孔的安装方法，而是将探针安装到过渡块上，然后通过工装夹具夹持过渡块，调整带有探针的过渡块，使探针的针尖端指向产品/芯片COC、COB上金属垫的中心点、可接触点或其他设备接触点。

针对探针针尖端与产品的接触点公差都是可以通过调整带有探针的过渡块的高度来满足实际允许的公差要求(公差需要可控制在10um内或者更小)。

当采用导电板30时，针尖对准后再使用接触材料通过银膏/焊料/激光焊接等方法将带有探针的过渡块固定到导电板30上，或者电路板或者类似的测试卡上。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种探针对准装置，其特征在于，包括探针、过渡块和位置调节机构，所述探针固定在所述过渡块上，所述位置调节机构通过调节过渡块的位置使所述探针的针尖与目标点或者目标接触面对准。

2.根据权利要求1所述的探针对准装置，其特征在于，所述探针包括套圈和筒体，筒体的一端套设在套圈内，且与套圈内设置的弹簧连接，筒体的另一端为针尖。

3.根据权利要求1所述的探针对准装置，其特征在于，所述位置调节机构为机械抓手或者工装夹具。

4.根据权利要求1所述的探针对准装置，其特征在于，所述过渡块为L型块，探针固定在L型块的其中一个臂上。

5.根据权利要求1所述的探针对准装置，其特征在于，所述过渡块为矩形块，探针固定在矩形块的其中一个面上。

6.根据权利要求1所述的探针对准装置，其特征在于，所述过渡块导电时，通过探针为目标点或者目标接触面导电。

7.根据权利要求1所述的探针对准装置，其特征在于，该装置还包括一导电板，与所述过渡块电连接。

8.根据权利要求7所述的探针对准装置，其特征在于，所述位置调节机构调节好探针位置后，所述过渡块与导电板导电连接。

9.根据权利要求7所述的探针对准装置，其特征在于，所述导电板为印刷电路板。

10.根据权利要求1-9中任一项所述的探针对准装置，其特征在于，包括两组或者多组探针、过渡块和位置调节机构，相邻探针的最小距离小于等于10um。

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