CN117054703A - 一种用于ic测试的探针装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于IC测试的探针装置，包括支撑件、第一针头、第二针头以及簧片，第一针头设于支撑件一端，第一针头用于抵接芯片；第二针头设于支撑件另一端，第二针头用于抵接电路板；簧片内设有用于放置支撑件的放置腔，且第一针头、第二针头均贯穿放置腔两端部腔壁；其中，簧片具有受芯片和/或电路板挤压，而产生弹性变形的测试状态，进而使得簧片能够提供弹力，避免簧片自身以及探针结构由于芯片的下压发生破坏；在测试状态下，第一针头与芯片电连接、第二针头与电路板电连接，且支撑件具有驱使簧片恢复形变的弹性力以防止簧片过度变形，使其宽度过大与周侧其余探针装置中簧片接触，造成短路故障。

Description

一种用于IC测试的探针装置

技术领域

本发明涉及芯片测试技术领域，具体涉及一种用于IC测试的探针装置。

背景技术

目前市场的半导体制造主要分为8个步骤，即晶圆加工、氧化、光刻、刻蚀、薄膜沉积、互连、测试、封装，而半导体测试作为半导体设计、生产、封装、测试流程中的重要步骤，是使用特定器具，通过对待检器件的检测，区别缺陷、验证器件是否符合设计目标、分离好品与坏品的过程。芯片生产流程所经历的测试主要分为设计验证、工艺监控测试、晶圆测试、成品测试、可靠性测试以及用户测试。

成品测试或叫做封装测试，是对已经封装完的芯片进行测试。通过探针卡的探针扎到芯片管脚上对芯片进行性能及功能测试，筛除其中有缺陷的芯片，然后再去封装。

其中探针卡是在芯片测试过程中的核心耗材，目前市场应用最为普遍的是弹簧探针，这种探针的质量主要体现在结构、材质、镀层、弹簧、套管的精度及装配制造工艺等方面，主要采用微小级别的弹簧产生弹力来使两端的针头和测试器件接通，从而完成测试过程，但是这种探针的加工工艺和加工精度很高，比如纳米级别的弹簧生产工艺，外套管的生产设备等，因此导致整个测试过程的成本非常高。

发明内容

因此，本发明所要解决的技术问题在于现有技术中的探针的加工工艺和加工精度很高，比如纳米级别的弹簧生产工艺，外套管的生产设备等，因此导致整个测试过程的成本非常高。

为此，本发明提供一种用于IC测试的探针装置，包括：

支撑件；

第一针头，设于所述支撑件一端，所述第一针头用于抵接芯片；

第二针头，设于所述支撑件另一端，所述第二针头用于抵接电路板；

簧片，其内设有用于放置所述支撑件的放置腔，且所述第一针头、所述第二针头均贯穿所述放置腔两端部腔壁；

其中，所述簧片具有受所述芯片和/或所述电路板挤压，而产生弹性变形的测试状态；

在所述测试状态下，所述第一针头与所述芯片电连接、所述第二针头与所述电路板电连接，且所述支撑件具有驱使所述簧片恢复形变的弹性力。

可选地，所述簧片两端部间腔壁均呈向内开口的抛物线状，在所述测试状态下，抛物线状所述腔壁向内弯曲。

可选地，所述簧片端部设有两个第一限位触点，所述第一针头贯穿于两个第一限位触点之间；在所述测试状态下，所述芯片上锡球卡设于两个所述第一限位触点之间。

可选地，任一所述第一限位触点呈向所述芯片方向凸起状。

可选地，所述簧片端部设有第二限位触点，所述第二限位触点设于两个所述第一限位触点之间，且两个所述第一限位触点、所述第二限位触点之间形成有限位空腔；在所述测试状态下，所述芯片上锡球设于所述限位空腔内且与其腔壁抵接。

可选地，所述第二限位触点呈向远离所述芯片方向凸起状，以使所述第一限位触点、所述第二限位触点呈波浪状。

可选地，所述第二限位触点呈半圆环状，且半圆环状所述第二限位触点半径大于所述芯片上锡球半径。

可选地，所述第一针头、所述第二针头插设于所述支撑件端部内。

可选地，所述第一针头包括：

针头部，一端用于与芯片电连接；

第一限位部，一侧与所述针头部另一端连接；

第一固定触头，与所述第一限位部另一侧连接，所述第一固定触头插设于所述支撑件端部内；

其中，所述第一限位部设于所述支撑件端部与所述放置腔端部腔壁之间，所述针头部贯穿所述放置腔端部腔壁。

可选地，所述第二针头包括：

抵接触点，用于与电路板电连接；

第二固定触头，一端与所述抵接触点连接，所述第二固定触头另一端设于所述支撑件端部内；

若干第二限位部，与所述第二固定触头侧表面连接，所述第二限位部呈向所述抵接触点凸出的弧状；

其中，所述第二固定触头贯穿所述放置腔端部腔壁，且若干所述第二限位部抵接在所述放置腔端部腔壁内侧，以限制所述第二固定触头脱离所述支撑件端部。

可选地，所述支撑件为柱状，所述第一针头、所述第二针头与所述支撑件同轴设置。

本发明提供的一种用于IC测试的探针装置，具有如下优点：

1.本发明提供一种用于IC测试的探针装置，包括支撑件、第一针头、第二针头以及簧片，第一针头设于所述支撑件一端，所述第一针头用于抵接芯片；第二针头设于所述支撑件另一端，所述第二针头用于抵接电路板；簧片内设有用于放置所述支撑件的放置腔，且所述第一针头、所述第二针头均贯穿所述放置腔两端部腔壁；其中，所述簧片具有受所述芯片和/或所述电路板挤压，而产生弹性变形的测试状态；在所述测试状态下，所述第一针头与所述芯片电连接、所述第二针头与所述电路板电连接，且所述支撑件具有驱使所述簧片恢复形变的弹性力。

此结构的用于IC测试的探针装置，通过在支撑件两端设置第一针头和第二针头，测试时第二针头与电路板抵接，而后芯片下压首先对簧片进行挤压，使得簧片处于产生弹性变形的测试状态，进而使得簧片能够提供弹力，避免簧片自身以及探针结构由于芯片的下压发生破坏。同时，由于支撑件设置在簧片的放置腔内，在芯片下压过程中，支撑件也会相应的产生弹性变形，进而会对簧片施加相反的作用力，以防止簧片过度变形，使其宽度过大与周侧其余探针装置中簧片接触，造成短路故障。

2.本发明提供一种用于IC测试的探针装置，簧片端部设有两个第一限位触点，两个第一限位触点之间连接有一个第二限位触点，第一限位触点呈向上凸起状，第二限位触点呈向下凸起状，且三者连接处均平滑过渡，两个第一限位触点用于固定锡球，方便在施加荷载时第一针头可准确的将锡球氧化层刺破；第二限位触点半径较锡球大，在施加荷载时可减少结构应力。

3.本发明提供一种用于IC测试的探针装置，两个第二限位部与第二固定触头侧表面连接且对称设置，第二限位部呈向抵接触点凸出的弧状，在安装时，当第二针头穿过簧片底部时，第二限位部可将其固定使其无法产生轴向位移，保证结构的整体性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的实施例中提供的用于IC测试的探针装置的结构示意视图；

图2为图1中圈A处的结构放大图；

图3为图1中圈B处的结构放大图；

图4为本发明的实施例中提供的用于IC测试的探针装置中第一针头的结构示意视图；

图5为本发明的实施例中提供的用于IC测试的探针装置中第二针头的结构示意视图；

图6为本发明的实施例中提供的用于IC测试的探针装置中簧片的结构示意视图；

附图标记说明：

1-支撑件；2-第一针头；21-针头部；22-第一限位部；23-第一固定触头；3-第二针头；31-抵接触点；32-第二固定触头；33-第二限位部；4-簧片；41-第一限位触点；42-第二限位触点；5-芯片；6-电路板；7-安装板；8-固定板。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例

成品测试或叫做封装测试，是对已经封装完的芯片进行测试。通过探针卡的探针扎到芯片管脚上对芯片进行性能及功能测试，筛除其中有缺陷的芯片，然后再去封装。

探针卡是在芯片测试过程中的核心耗材，目前市场应用最为普遍的是弹簧探针，这种探针的质量主要体现在结构、材质、镀层、弹簧、套管的精度及装配制造工艺等方面，主要采用微小级别的弹簧产生弹力来使两端的针头和测试器件接通，从而完成测试过程，但是这种探针的加工工艺和加工精度很高，比如纳米级别的弹簧生产工艺，外套管的生产设备等，因此导致整个测试过程的成本非常高。

为此，本实施例提供一种用于IC测试的探针装置，如图1所示，其包括支撑件1、第一针头2、第二针头3和簧片4。

如图1所示，在本实施中，支撑件1为柱状橡胶棒，第一针头2设于支撑件1上端，第一针头2顶端用于抵接芯片5；第二针头3设于支撑件1下端，第二针头3下端用于抵接电路板6；簧片4内设有用于放置支撑件1的放置腔，安装时支撑件1设置在放置腔内，且第一针头2、第二针头3均贯穿放置腔两端部腔壁。

在本实施中，芯片5外侧设置有芯片封装盒，用于封装内部的芯片5，防止其受力破坏，下部布置有锡球，用于和第一针头2相接触，完成封装后的测试过程；电路板6上设有用于与第二针头3接触的线路连接点。

测试时，第二针头3下端抵接电路板6且与其电连接，芯片5在外力作用下下压使其下方的锡球与第一针头2以及簧片4顶端接触，使得芯片5与电路板6通过第一针头2、第二针头3以及簧片4电连通，以实现对芯片5的测试，此时簧片4处于测试状态。可以理解，在其他的一些实施方式中，支撑件1也可以采用金属弹性材质，此时支撑件1也能够起到导通第一针头2、第二针头3间电流作用。

如图1和图2所示，簧片4端部设有两个第一限位触点41，两个第一限位触点41之间连接有一个第二限位触点42。在本实施中，第一限位触点41呈向上凸起状，第二限位触点42呈向下凸起状，且三者连接处均平滑过渡，此时两个第一限位触点41以及第二限位触点42呈波浪状。

进一步的，如图2所示，两个第一限位触点41、第二限位触点42之间形成有限位空腔，第一针头2穿过限位空腔底部（即第二限位触点42）后处于限位空腔内部。测试时，芯片5下侧的锡球和簧片4的第一限位触点41相接触，而后在待测芯片5的上部施加荷载，锡球向下运动，使第一针头2的针尖刺破锡球表面的氧化层，芯片5、探针装置、电路板6三者形成回路完成测试。

其中，两个第一限位触点41用于固定锡球，方便在施加荷载时第一针头2可准确的将锡球氧化层刺破；第二限位触点42半径较锡球大，在施加荷载时可减少结构应力。

在本实施例中，如图6所示，簧片4两端部间腔壁均呈向内开口的抛物线状，在测试状态下，即芯片5下压过程中，抛物线状所述腔壁向内弯曲，以实现弹性变形。

在上述芯片5下压过程中，簧片4受到芯片5下压作用力产生弹性变形，进而使得簧片4能够提供弹力，避免簧片4自身以及探针结构由于芯片5的下压发生破坏。同时，由于支撑件1设置在簧片4的放置腔内，且其两端均与放置腔上下腔壁紧密贴合，在芯片5下压过程中，支撑件1也会相应的产生弹性变形，进而会对簧片4施加相反的作用力，以防止簧片4过度变形，使其宽度过大与周侧其余探针装置中簧片4接触，造成短路故障。进一步的，支撑件1自身的弹性力也会驱使第一针头2、第二针头3更加紧密的与芯片5以及电路板6抵接。

在本实施例中，如图2和图4所示，第一针头2包括针头部21、第一限位部22以及第一固定触头23，针头部21上端穿过簧片4上端后用于与芯片5电连接，第一限位部22呈圆盘状，其上侧与针头部21下端固定连接，第一固定触头23呈柱状，其顶端与第一限位部22下侧固定连接。安装时，如图2所示，第一固定触头23插入支撑件1顶端且与支撑件1同轴设置，用于固定针头部21和支撑件1，第一限位部22底侧与支撑件1顶端紧密贴合，第一限位部22上侧与第二限位触点42下表面紧密贴合。

在本实施例中，如图3和图5所示，第二针头3包括抵接触点31、第二固定触头32与两个第二限位部33，抵接触点31呈半球状，其底部用于与电路板6电连接，第二固定触头32呈柱状，其底端穿过支撑件1底部通孔后与抵接触点31固定连接，其上端插设在支撑件1底部通孔内且与支撑件1同轴设置，以防止支撑件1移位，其中支撑件1底侧与簧片4的底部内侧紧密贴合。

在本实施例中，如图3和图5所示，两个第二限位部33与第二固定触头32侧表面连接且对称设置（在本发明保护范围内的其他实施方式中，第二限位部33数量按需设置，优选成对对称设置），第二限位部33呈向抵接触点31凸出的弧状，在安装时，如图3所示，当第二针头3穿过簧片4底部时，第二限位部33可将其固定使其无法产生轴向位移，保证结构的整体性。

如图1所示，簧片4上部分外侧套设有安装板7，其下部分外侧套设有固定板8，安装板7与固定板8均是为了固定探针装置，方便探针装置在测试前的安装。

本实施例提供的用于IC测试的探针装置，装配时，首先将第一针头2穿过簧片4的上开孔，第一针头2的顶部针头可略低于簧片4的第一限位触点41，同时使第一针头2的第一限位部22上表面和簧片4的内侧紧密贴合；而后将第一针头2的第一固定触头23插入到支撑件1的上开孔里面，两者保持同轴，支撑件1的上表面和第一针头2的第一限位部22下表面紧密贴合；将第二针头3的第二固定触头32依次穿过簧片4的下开孔和支撑件1的下开孔，使其第二限位部33反向卡在簧片4的内侧面，同时使支撑件1的下表面和簧片4的内侧面紧密贴合。

本实施例提供的用于IC测试的探针装置，测试时，首先将簧片4穿过安装板7固定板8装配成为微型测试插座；而后将微型测试插座安装固定在电路板6上，使其第二针头3的抵接触点31和电路板6上的线路凸起相接触；将待测芯片5放置在微型测试插座的上部的限位槽口内，使芯片5下侧的锡球和簧片4的第一限位触点41相接触；而后在待测芯片5的上部施加荷载，锡球向下运动，使第一针头2的针尖刺破锡球表面的氧化层，待测芯片5、探针装置、电路板6三者形成回路完成测试。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (9)

1.一种用于IC测试的探针装置，其特征在于，包括：

支撑件（1）；第一针头（2），设于所述支撑件（1）一端，所述第一针头（2）用于抵接芯片（5）；第二针头（3），设于所述支撑件（1）另一端，所述第二针头（3）用于抵接电路板（6）；簧片（4），其内设有用于放置所述支撑件（1）的放置腔，且所述第一针头（2）、所述第二针头（3）均贯穿所述放置腔两端部腔壁；

其中，所述簧片（4）具有受所述芯片（5）和/或所述电路板（6）挤压，而产生弹性变形的测试状态；在所述测试状态下，所述第一针头（2）与所述芯片（5）电连接、所述第二针头（3）与所述电路板（6）电连接，且所述支撑件（1）具有驱使所述簧片（4）恢复形变的弹性力；

所述簧片（4）端部设有两个第一限位触点（41），第二限位触点（42）设于两个所述第一限位触点（41）之间，且两个所述第一限位触点（41）、所述第二限位触点（42）之间形成有限位空腔；所述第一针头（2）贯穿于两个第一限位触点（41）之间；在测试状态下，所述芯片（5）上锡球卡设于两个所述第一限位触点（41）之间，芯片（5）上锡球设于所述限位空腔内且与其腔壁抵接。

2.根据权利要求1所述的用于IC测试的探针装置，其特征在于，所述簧片（4）两端部间腔壁均呈向内开口的抛物线状，在所述测试状态下，抛物线状所述腔壁向内弯曲。

3.根据权利要求1所述的用于IC测试的探针装置，其特征在于，任一所述第一限位触点（41）呈向所述芯片（5）方向凸起状。

4.根据权利要求1所述的用于IC测试的探针装置，其特征在于，所述第二限位触点（42）呈向远离所述芯片（5）方向凸起状，以使所述第一限位触点（41）、所述第二限位触点（42）呈波浪状。

5.根据权利要求4所述的用于IC测试的探针装置，其特征在于，所述第二限位触点（42）呈半圆环状，且半圆环状所述第二限位触点（42）半径大于所述芯片（5）上锡球半径。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的用于IC测试的探针装置，其特征在于，所述第一针头（2）、所述第二针头（3）插设于所述支撑件（1）端部内。

7.根据权利要求6所述的用于IC测试的探针装置，其特征在于，所述第一针头（2）包括：针头部（21），一端用于与芯片（5）电连接；第一限位部（22），一侧与所述针头部（21）另一端连接；第一固定触头（23），与所述第一限位部（22）另一侧连接，所述第一固定触头（23）插设于所述支撑件（1）端部内；其中，所述第一限位部（22）设于所述支撑件（1）端部与所述放置腔端部腔壁之间，所述针头部（21）贯穿所述放置腔端部腔壁。

8.根据权利要求6所述的用于IC测试的探针装置，其特征在于，所述第二针头（3）包括：抵接触点（31），用于与电路板（6）电连接；第二固定触头（32），一端与所述抵接触点（31）连接，所述第二固定触头（32）另一端设于所述支撑件（1）端部内；若干第二限位部（33），与所述第二固定触头（32）侧表面连接，所述第二限位部（33）呈向所述抵接触点（31）凸出的弧状；其中，所述第二固定触头（32）贯穿所述放置腔端部腔壁，且若干所述第二限位部（33）抵接在所述放置腔端部腔壁内侧，以限制所述第二固定触头（32）脱离所述支撑件（1）端部。

9.根据权利要求7或8所述的用于IC测试的探针装置，其特征在于，所述支撑件（1）为柱状，所述第一针头（2）、所述第二针头（3）与所述支撑件（1）同轴设置。