CN116840646A - 一种可靠性测试夹具 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种可靠性测试夹具，涉及半导体测试技术领域。本发明的可靠性测试夹具可以包括第一电路板和导电复合膜，其中，导电复合膜一侧面与第一电路板接触，另一侧与目标物接触；导电复合膜为内部设置多个相互分离的导电单元的硅胶薄膜，每一导电单元能够将导电复合膜一侧的电信号传递至另一侧，从而使得第一电路板上的多个电信号传递至目标物处，同时将反馈信号传递给第一电路板处。本发明的测试夹具由于导电复合膜是一薄膜，其在传递电信号的同时不会在目标物处形成压痕或划痕，避免对目标物造成不必要的损坏。

Description

一种可靠性测试夹具

技术领域

本发明涉及半导体检测技术领域，特别是涉及一种可靠性测试夹具。

背景技术

晶圆级别的老化测试夹具不多，原因有两个，第一，传统的夹具设计是采用pogopin(弹簧探针)探针方式，但是晶圆上产品数量比较多，一般为几百到一两千，甚至更多。技术上很难一次性把这么多产品的pad(焊接点)同时扎好探针。如果产品上pad的间距很近，也没有办法使用pogopin的方式，目前pogopin最近的pad距离能实现为0.3mm。此外，pogopin探针电流小，单针到5A。第二，新型的探针卡设计采用MEMS制作方式，在PCB上根据晶圆pad的排布进行生长出垂直探针，这种工艺制作的探针卡能够进行具有较小pad间距的晶圆老化。但是这种探针的有两个问题，通用行不强，一种晶圆只用一种针卡，开发和制作周期长。另外是这个工艺非常昂贵，成本是普通pogopin探针卡的5-10倍。不管是传统的pogopin探针方式还是MEMS探针方式都会在晶圆的表面留下探针压痕或者划痕。

发明内容

本发明的第一方面的一个目的是要提供一种可靠性测试夹具，解决现有技术中的夹具易在目标物表面形成压痕或划痕的问题。

本发明的第一方面的另一个目的是解决现有技术中的夹具的焊点距离的大且电流小的问题。

特别地，本发明提供一种可靠性测试夹具，包括：

第一电路板；和

导电复合膜，一侧面与所述第一电路板接触，另一侧与目标物接触；所述导电复合膜为内部设置多个相互分离的导电单元的硅胶薄膜，每一所述导电单元能够将所述导电复合膜一侧的电信号传递至另一侧，从而使得所述第一电路板上的多个电信号传递至所述目标物处，同时将反馈信号传递给所述第一电路板处。

可选地，每一所述导电单元均由所述导电复合膜的一侧面延伸至另一侧面以将电信号由所述导电复合膜的一侧顺着该导电单元传递至所述导电复合膜的另一侧。

可选地，每一所述导电单元均由多个金属颗粒相互接触，并由所述导电复合膜的一侧面延伸至另一侧面。

可选地，还包括加热组件，所述加热组件包括：

加热片，其设置在所述目标物的与所述导电膜相反的一侧面处，其与所述第一电路板电连接以在接收所述第一电路板处传递的加热电信号时为所述目标物进行加热。

可选地，所述加热组件还包括：

用于承载所述目标物的热沉，所述热沉设置在所述目标物与所述加热片之间，以将所述加热片上的热量均匀的传递至所述目标物处；和

第一转接电路板，设置在所述热沉处，以将所述第一电路板处的加热电流传递至所述加热片处。

可选地，所述热沉的靠近所述目标物的一侧面处设置至少一个真空孔，所述真空孔用于将所述目标物紧贴所述热沉。

可选地，所述加热组件还包括：

保温板，设置在所述加热片的远离所述热沉的侧面，以对加热片处的热量进行保温。

可选地，还包括密封组件，所述密封组件包括：

密封框，形成一具有开口的框型结构，所述开口与所述第一电路板的设置有所述导电膜的一侧连接形成密封腔，所述密封腔用于容纳所述导电复合膜、所述目标物和所述加热组件；

密封圈，设置在所述密封框的开口位置处以在所述密封框与所述第一电路板连接时对连接处进行密封。

可选地，还包括多个弹簧，多个所述弹簧均匀的设置在所述密封框与所述保温板之间。

可选地，还包括盖板组件，所述盖板组件包括金属饰板；

所述第一电路板包括：

第二转接电路板，设置在所述金属饰板处，以流通为所述加热片加热的电流，并通过所述第一电路板后由所述第二转接电路板传递给所述加热板；和

检测电路板，设置在所述金属饰板和所述目标物之间，并与所述目标物连接；所述检测电路板处设置探针点以流通所述第二转接电路板的电信号的同时还流通所述反馈信号。

本方案的可靠性测试夹具可以包括第一电路板和导电复合膜，其中，导电复合膜可以将第一电路板的信号传递给目标物或者将目标物上的电信号传递给第一电路板，由于导电复合膜是一薄膜，其在传递电信号的同时不会在目标物处形成压痕或划痕，避免对目标物造成不必要的损坏。

本方案中的导电单元有金属颗粒组成，可以是微米级的，因此不同的导电单元之间的距离可以最小达到100微米，从而可以使导电膜的电信号传递的更紧密，传递电信号更强，最高可达30A/mm²。

本方案中可靠性测试夹具可以包括加热组件，该加热组件可以包括加热片，该加热片可以对目标物进行加热，从而可以对目标物在高温状态下进行可靠性测试。

本方案中通过密封组件与第一电路板之间形成密封腔，从而使得导电复合膜、目标物和加热组件均处于密封腔内，该密封腔内可以充入惰性气体，从而保证目标物在高温时不氧化。

根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

图1是根据本发明一个实施例的可靠性检测夹具的示意性立体结构图；

图2是根据本发明一个实施例的导电复合膜、第一电路板和目标物连接的截面图；

图3是根据本发明一个实施例的导电复合膜的透视图；

图4是根据本发明一个实施例的测试电路板的示意性结构图；

图5是根据本发明一个实施例的加热组件的示意性结构图；

图6是根据本发明一个实施例的热沉和目标物的示意性结构图；

图7是根据本发明一个实施例的密封组件的示意性结构图；

图8是根据本发明一个实施例的密封组件的示意性爆炸图；

图9是根据本发明一个实施例的密封组件的局部截面图；

图10是根据本发明一个实施例的密封组件的另一个角度的示意性结构图；

图11是根据本发明另一个实施例的可靠性测试夹具的示意性爆炸图。

具体实施方式

图1是根据本发明一个实施例的可靠性检测夹具的示意性立体结构图。作为本发明一个具体的实施例，如图1所示，本实施例提供一种可靠性测试夹具100，该可靠性测试夹具100可以包括第一电路板110和导电复合膜120，其中，导电复合膜120一侧面与第一电路板110接触，另一侧与目标物130接触。导电复合膜120为内部设置多个相互分离的导电单元121的硅胶薄膜，每一导电单元121能够将导电复合膜120一侧的电信号传递至另一侧，从而使得第一电路板110上的多个电信号传递至目标物130处，同时将反馈信号传递给第一电路板110处。

具体地，本实施例的可靠性测试夹具100可以包括第一电路板110和导电复合膜120，其中导电复合膜120可以将第一电路板110的信号传递给目标物130或者将目标物130上的电信号传递给第一电路板110，由于导电复合膜120是一薄膜，其在传递电信号的同时不会在目标物130处形成压痕或划痕，避免对目标物130造成不必要的损坏。

具体地，本实施例中的目标物130可以是晶圆，该晶圆的尺寸可以是4寸或6寸。

每一导电单元121均由导电复合膜120的一侧面延伸至另一侧面以将电信号由导电复合膜120的一侧顺着该导电单元121传递至导电复合膜120的另一侧。

具体地，本实施例中，导电单元121可以是微米级的，因此不同的导电单元121之间的距离可以最小达到100微米，从而可以使导电膜的电信号传递的更紧密，传递电信号更强，最高可达30A/mm²。

图2是根据本发明一个实施例的导电复合膜、第一电路板和目标物连接的截面图；图2是根据本发明一个实施例的导电复合膜、第一电路板和目标物连接的截面图。作为本发明一个具体的实施例，本实施例中每一导电单元121均由多个金属颗粒相互接触，并由导电复合膜120的一侧面延伸至另一侧面。

具体地，本实施例中的导电单元121由多个金属可以相互接触形成条状，有导电复合膜120的一侧延伸至另一侧，由于金属是导电的，从而将导电复合膜120一侧的电信号传递至另一侧。

具体地，本实施例中的导电单元121形成的条状结构可以与导电复合膜120的表面相互垂直，当然也可以与导电复合膜120的表面形成预设角度。优选地，本实施例的导电复合膜120中的导电单元121与导电复合膜120的表面相互垂直，电信号是垂直表面传递(如图2所示)。本实施例中的导电单元121可以阵列式分布(如图3所示)。

作为本发明一个具体的实施例，本实施例的可靠性测试夹具100还可以包括盖板组件170，盖板组件170可以包括金属饰板。第一电路板110可以包括第二转接电路板111和检测电路板112。第二转接电路板111设置在金属饰板处，以流通为加热片141加热的电流，并通过第一电路板110后由第二转接电路板111传递给加热板。检测电路板112设置在金属饰板和目标物130之间，并与目标物130连接。检测电路板112处设置探针点以流通第二转接电路板111的电信号的同时还流通反馈信号。

该检测电路板112与金属饰板之间还设置有塑料板180，该检测电路板112的与设置塑料板180相反的一面上通过金属框190将导电复合膜120嵌合在检测电路板112上。金属饰板、塑料板180、检测电路板112及金属框190及导电复合膜120形成一个整体，可以整体转移，并与密封组件150进行密封。

图4是根据本发明一个实施例的测试电路板的示意性结构图。如图4所示，检测电路板112形成板状结构，其一侧有把手113，相对的一侧形成磁性金属件114和普通金属件115，与把手113相邻的两侧有金属条116。金属条116可以使得该部件在插入抽屉时耐磨，磁性金属件114用于夹具插入抽屉以后，与抽屉内的磁铁互吸，普通金属件115则用于抽屉里的金属感应接近开关探测。

具体地，本实施例的第一电路板110上设置有多个第一焊点117，同样地，本实施例中的目标物上也包含多个第二焊点131，并且第一焊点117与第二焊点131相互对应，从而使得第一电路板110上的电信号经过第一焊点117和导电复合膜120后在流向第二焊点131后流向目标物130，反之电流流向相反。

图5是根据本发明一个实施例的加热组件的示意性结构图。作为本发明一个具体的实施例，如图5所示，本实施例的可靠性测试夹具100还可以包括加热组件140。加热组件140可以包括加热片141。加热片141设置在目标物130的与导电膜相反的一侧面处，其与第一电路板110电连接以在接收第一电路板110处传递的加热电信号时为目标物130进行加热。

具体地，本实施例中可靠性测试夹具100可以包括加热组件140，该加热组件140可以包括加热片141，该加热片141可以对目标物130进行加热，从而可以对目标物130在高温状态下进行可靠性测试。

作为本发明一个具体的实施例，本实施例的加热组件140还可以包括热沉143和第一转接电路板142。热沉143用于承载目标物130，热沉143设置在目标物130与加热片141之间，以将加热片141上的热量均匀的传递至目标物130处。第一转接电路板142设置在热沉143处，以将第一电路板110处的加热电流传递至加热片141处。

本实施例中第一转接电路板142能够接受到第一电路板110处的加热电流信号，从而再传递给加热片141处，加热片141进行加热后再通过热沉143将热量传递到目标物130处。热沉143在承载目标物130的同时可以使得热量传递的更均匀。

作为本发明一个具体的实施例，本实施例的加热组件140还可以包括保温板144。其中，保温板144设置在加热片141的远离热沉143的侧面，以对加热片141处的热量进行保温。

具体地，本实施例通过保温板144来增加热量延续的时间。

图6是根据本发明一个实施例的热沉和目标物的示意性结构图。作为本发明一个具体的实施例，如图6所示，本实施例的热沉143的靠近目标物130的一侧面处设置至少一个真空孔145，真空孔145用于将目标物130紧贴热沉143。

具体地，本实施例中目标物130在置于热沉143上后，为避免夹具在使用时磕碰或者翻转导致目标物130运动，需要将目标物130能够紧靠热沉143或者能够与热沉143进行相互固定，本实施例在热沉143上设置真空孔145，真空孔145在抽真空后，热沉143和目标物130之间由于真空的原因将目标物130紧靠热沉143，避免目标物130移动。

图7是根据本发明一个实施例的密封组件的示意性结构图；图8是根据本发明一个实施例的密封组件的示意性爆炸图。作为本发明一个具体的实施例，如图7和图8所示，本实施例的可靠性测试夹具100还可以包括密封组件150，密封组件150可以包括密封框151和密封圈152。其中，密封框151形成一具有开口的框型结构，开口与第一电路板110的设置有导电膜的一侧连接形成密封腔，密封腔用于容纳导电复合膜120、目标物130和加热组件140。密封圈152设置在密封框151的开口位置处以在密封框151与第一电路板110连接时对连接处进行密封。

具体地，本实施例中通过密封组件150与第一电路板110之间形成密封腔，从而使得导电复合膜120、目标物130和加热组件140均处于密封腔内，该密封腔内可以充入惰性气体，从而保证目标物130在高温时不氧化。

图9是根据本发明一个实施例的密封组件的局部截面图。具体地，密封圈152的设计可以进一步提高密封性能。在密封框151的开口位置处设置密封圈槽153，密封圈槽153的形状为燕尾型，密封圈152卡进密封圈槽153后与密封框151连接。密封圈152安装到槽位以后，不用涂胶水，或者其他方式固定，靠结构卡住不出来。具体地，该密封圈槽153的深度小于密封圈152的直径，使得密封圈152设置在密封圈槽153处时，密封圈152部分裸露在外，从而使得该密封框151与盖板整体进行连接时，利用密封圈152进行抵接密封。

图10是根据本发明一个实施例的密封组件的另一个角度的示意性结构。具体地，密封框151的底部设置有螺纹座安装孔154、定位孔155和真空吸孔156，其中，螺纹座安装孔154可以安装螺纹座，每个螺纹座有三个螺丝孔157。螺纹座安装孔154不是全螺纹，其中有一段比螺纹段大的光孔，用于给螺纹座导向。定位孔155用于密封框151的定位、真空吸孔156用于晶圆(目标物130)吸取定位。

图11是根据本发明另一个实施例的可靠性测试夹具的示意性爆炸图。作为本发明一个具体的实施例，本实施例的可靠性测试夹具100还可以包括多个弹簧160，多个弹簧160均匀的设置在密封框151与保温板144之间。

具体地，每个弹簧160均可以是波形弹簧，并且多个弹簧160可以均匀度分布，从而保证密封腔内的物件在收到振动时能进行缓冲，避免损坏。

具体地，本实施例的可靠性测试夹具100由上之下可以依次包括盖板组件(盖板组件170可以包括金属饰板，金属饰板处设置第二转接电路板111)、检测电路板112、导电复合膜120、第一转接电路板142、目标物130、热沉143、加热片141、保温板144、弹簧160和密封框151。其中密封框151和金属饰板之间形成密封腔。将其它部件设置在密封腔内。

至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。

Claims (10)

1.一种可靠性测试夹具，其特征在于，包括：

第一电路板；和

导电复合膜，一侧面与所述第一电路板接触，另一侧与目标物接触；所述导电复合膜为内部设置多个相互分离的导电单元的硅胶薄膜，每一所述导电单元能够将所述导电复合膜一侧的电信号传递至另一侧，从而使得所述第一电路板上的多个电信号传递至所述目标物处，同时将反馈信号传递给所述第一电路板处。

2.根据权利要求1所述的可靠性测试夹具，其特征在于，

每一所述导电单元均由所述导电复合膜的一侧面延伸至另一侧面以将电信号由所述导电复合膜的一侧顺着该导电单元传递至所述导电复合膜的另一侧。

3.根据权利要求2所述的可靠性测试夹具，其特征在于，

每一所述导电单元均由多个金属颗粒相互接触，并由所述导电复合膜的一侧面延伸至另一侧面。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的可靠性测试夹具，其特征在于，

还包括加热组件，所述加热组件包括：

加热片，其设置在所述目标物的与所述导电膜相反的一侧面处，其与所述第一电路板电连接以在接收所述第一电路板处传递的加热电信号时为所述目标物进行加热。

5.根据权利要求4所述的可靠性测试夹具，其特征在于，

所述加热组件还包括：

用于承载所述目标物的热沉，所述热沉设置在所述目标物与所述加热片之间，以将所述加热片上的热量均匀的传递至所述目标物处；和

第一转接电路板，设置在所述热沉处，以将所述第一电路板处的加热电流传递至所述加热片处。

6.根据权利要求5所述的可靠性测试夹具，其特征在于，

所述热沉的靠近所述目标物的一侧面处设置至少一个真空孔，所述真空孔用于将所述目标物紧贴所述热沉。

7.根据权利要求5所述的可靠性测试夹具，其特征在于，

所述加热组件还包括：

保温板，设置在所述加热片的远离所述热沉的侧面，以对加热片处的热量进行保温。

8.根据权利要求7所述的可靠性测试夹具，其特征在于，

还包括密封组件，所述密封组件包括：

密封框，形成一具有开口的框型结构，所述开口与所述第一电路板的设置有所述导电膜的一侧连接形成密封腔，所述密封腔用于容纳所述导电复合膜、所述目标物和所述加热组件；

密封圈，设置在所述密封框的开口位置处以在所述密封框与所述第一电路板连接时对连接处进行密封。

9.根据权利要求8所述的可靠性测试夹具，其特征在于，

还包括多个弹簧，多个所述弹簧均匀的设置在所述密封框与所述保温板之间。

10.根据权利要求5所述的可靠性测试夹具，其特征在于，

还包括盖板组件，所述盖板组件包括金属饰板；

所述第一电路板包括：

第二转接电路板，设置在所述金属饰板处，以流通为所述加热片加热的电流，并通过所述第一电路板后由所述第二转接电路板传递给所述加热板；和

检测电路板，设置在所述金属饰板和所述目标物之间，并与所述目标物连接；所述检测电路板处设置探针点以流通所述第二转接电路板的电信号的同时还流通所述反馈信号。