CN117269561B - 一种用于晶圆测试的夹具 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于晶圆测试的夹具，涉及晶圆测试技术领域。本发明中热沉结构的顶部设有用于放置晶圆的第一安装腔，上保压盖设置在热沉结构的上方，上保压盖的底部设有第二安装腔，PCB板设置在热沉结构和上保压盖之间，以将第一安装腔和第二安装腔密封，第一安装腔内的气压与第二安装腔内的气压相同，探针板具有多个探针，且设置在第一安装腔内，探针板与PCB板的底部连接，多个探针与晶圆接触，以获取晶圆的测试信号。上述技术方案通过在PCB板的上方新增一个第二安装腔，在向第一安装腔内充入保护气体的时候使得第二安装腔具有同样的压力，从而可以保证PCB板和探针板上下压力平衡，不会发生变形，保证探针与晶圆接触良好，提高了测试的稳定性。

Description

一种用于晶圆测试的夹具

技术领域

本发明涉及晶圆测试技术领域，特别是涉及一种用于晶圆测试的夹具。

背景技术

碳化硅SIC是第三代半导体芯片材料，用于高压mosfet产品，相对于硅基mosfet，可以耐受更高电压。目前测试方案，用一组探针扎在晶圆的单个芯片上进行上电，然后依次移动探针位置，一次测试一颗芯片。

传统的SIC-mosfet芯片需要封装成TO封装器件，需要做老化测试。新能源车用的驱动模块由多个SIC-mosfet芯片封装而成，在驱动模块级别做老化，如果有一颗芯片失效，则会损失整个驱动模块，功能良好的芯片会一起报废，导致驱动模块封装的工艺成本较高。

目前SIC-mosfet芯片需要在晶圆级别进行老化测试，需要设计对应的老化夹具。常规设计中，晶圆放在热沉的下空腔里，PCB板的探针板上的探针压到晶圆上，在下空腔里充入高压气体，防止高压打火。常规设计的缺点：当下空腔内的气压过高，会导致PCB板拱起变形，带动探针板向上移动，从而导致探针板上的探针与晶圆接触不良，影响晶圆的老化测试。

发明内容

本发明的一个目的是要提供一种用于晶圆测试的夹具，解决现有技术中老化测试过程中探针与晶圆接触不良的技术问题。

本发明的另一个目的是要简化夹具的结构。

根据本发明的目的，本发明提供了一种用于晶圆测试的夹具，包括：

热沉结构，其顶部设有用于放置晶圆的第一安装腔；

上保压盖，设置在所述热沉结构的上方，所述上保压盖的底部设有与所述第一安装腔相对布置的第二安装腔；

PCB板，设置在所述热沉结构和所述上保压盖之间，且与所述热沉结构和所述上保压盖均连接，以将所述第一安装腔和所述第二安装腔密封，所述第一安装腔内的气压与所述第二安装腔内的气压相同；

探针板，设置在所述第一安装腔内，且与所述PCB板的底部连接，所述探针板具有多个探针，多个所述探针与所述晶圆接触，以获取所述晶圆的测试信号。

可选地，所述PCB板上设有至少一个第一贯穿孔，所述第一贯穿孔设置成连通所述第一安装腔和所述第二安装腔。

可选地，所述热沉结构包括：

下保压盖，其顶部设有所述第一安装腔；

热沉板，用于放置所述晶圆，所述热沉板设置在所述第一安装腔内，且其底部与所述下保压盖之间限定形成有气道，所述热沉板上设有与所述气道连通的第二贯穿孔；

安装件，设置在所述热沉板的上方，且沿所述晶圆的周侧延伸，所述安装件上设有至少一个第三贯穿孔，所述第三贯穿孔与所述第一贯穿孔和所述第二贯穿孔连通，以使得所述气道内的气流依次通过所述第二贯穿孔、所述第三贯穿孔和所述第一贯穿孔流进所述第二安装腔内。

可选地，所述安装件包括呈环状的本体以及设置在所述本体的下表面的至少一个凸起，所述凸起的底部与所述热沉板抵接，所述第三贯穿孔设置在避开所述凸起的位置处。

可选地，所述凸起的数量为多个，多个所述凸起沿所述本体的周向间隔开布置；

所述第三贯穿孔的数量为多个，相邻两个所述凸起之间设有至少一个所述第三贯穿孔。

可选地，所述第三贯穿孔的数量与所述第一贯穿孔的数量一致，且每个所述第三贯穿孔对应一个所述第一贯穿孔。

可选地，所述第一安装腔和所述第二安装腔的尺寸相同。

可选地，所述PCB板靠近所述热沉结构的一侧具有第一触点区域和至少一个第二触点区域，所述第一触点区域与多个所述探针接触，所述第二触点区域与外部电路连接。

可选地，所述第一触点区域位于所述PCB板的中心位置处。

可选地，所述第二触点区域为多个，多个所述第二触点区域设置在靠近所述PCB板的边缘处。

本发明中热沉结构的顶部设有用于放置晶圆的第一安装腔，上保压盖设置在热沉结构的上方，上保压盖的底部设有与第一安装腔相对布置的第二安装腔，PCB板设置在热沉结构和上保压盖之间，以将第一安装腔和第二安装腔密封，第一安装腔内的气压与第二安装腔内的气压相同，探针板具有多个探针，且设置在第一安装腔内，探针板与PCB板的底部连接，多个探针与晶圆接触，以获取晶圆的测试信号。上述技术方案通过在PCB板的上方新增一个第二安装腔，在向第一安装腔内充入保护气体的时候使得第二安装腔具有同样的压力，从而可以保证PCB板和探针板上下压力平衡，不会发生变形，保证探针与晶圆接触良好，提高了测试的稳定性。

进一步地，本发明下保压盖的顶部设有第一安装腔，热沉板用于放置晶圆，热沉板设置在第一安装腔内，且其底部与下保压盖之间限定形成有气道，热沉板上设有与气道连通的第二贯穿孔，结构件设置在热沉板的上方，且沿晶圆的周侧延伸，结构件上设有至少一个第三贯穿孔，第三贯穿孔与第一贯穿孔和第二贯穿孔连通，以使得气道内的气流依次通过第二贯穿孔、第三贯穿孔和第一贯穿孔流进第二安装腔内。上述技术方案在给第一安装腔充入保护气体时通过贯穿孔连通至第二安装腔，从而使得保护气体能够从第一安装腔流入第二安装腔，使得两者的气压保持一致，不需要增加其他部件，简化了夹具的结构。

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用于晶圆测试的夹具的示意性结构图；

图2是根据本发明一个实施例的夹具的部分的示意性爆炸图；

图3是根据本发明一个实施例的用于晶圆测试的夹具的示意性剖视图；

图4是图3中A部分的示意性放大图；

图5是图3所示夹具中热沉结构的示意性结构图；

图6是图5所示热沉结构中结构件的示意性结构图；

图7是图1所示夹具中上保压盖的示意性结构图；

图8是图2所示夹具中探针板的示意性结构图。

附图标记：

100-夹具，10-热沉结构，20-PCB板，30-上保压盖，21-第一结构件，22-第二结构件，23-探针板，24-第二触点区域，25-第一贯穿孔，26-拉手，11-下保压盖，12-热沉板，13-安装件，14-第一安装腔，131-第三贯穿孔，121-第二贯穿孔，132-本体，133-凸起，31-第二安装腔，32-减重孔，33-安装槽。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”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。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征，也即包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。当某个特征“包括或者包含”某个或某些其涵盖的特征时，除非另外特别地描述，这指示不排除其它特征和可以进一步包括其它特征。

除非另有明确的规定和限定，术语“连接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。本领域的普通技术人员，应该可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

除非另有限定，本实施例的描述中所使用的全部术语（包含技术术语与科学术语）具有与本申请所属的技术领域的普通技术人员所通常理解的相同含义。

图1是根据本发明一个实施例的用于晶圆测试的夹具100的示意性结构图，图2是根据本发明一个实施例的夹具100的部分的示意性爆炸图，图3是根据本发明一个实施例的用于晶圆测试的夹具100的示意性剖视图，图4是图3中A部分的示意性放大图，图5是图3所示夹具100中热沉结构10的示意性结构图，图6是图5所示热沉结构10中结构件的示意性结构图，图7是图1所示夹具100中上保压盖30的示意性结构图，图8是图2所示夹具中探针板23的示意性结构图。如图1至图8所示，在该实施例中，用于晶圆测试的夹具100包括热沉结构10、上保压盖30、PCB板20和探针板23。其中，热沉结构10的顶部设有用于放置晶圆的第一安装腔14，上保压盖30，设置在热沉结构10的上方，上保压盖30的底部设有与第一安装腔14相对布置的第二安装腔31，PCB板20设置在热沉结构10和上保压盖30之间，且与热沉结构10和上保压盖30均连接，以将第一安装腔14和第二安装腔31密封，第一安装腔14内的气压与第二安装腔31内的气压相同。探针板23设置在第一安装腔14内，且与PCB板20的底部连接，探针板23具有多个探针，多个探针与晶圆接触，以获取晶圆的测试信号。这里，热沉结构10、PCB板20和上保压盖30通过螺栓连接方式进行连接。在其他实施例中，热沉结构10、PCB板20和上保压盖30还可以采用其他连接方式进行连接。

该实施例通过在PCB板20的上方新增一个第二安装腔31，在向第一安装腔14内充入保护气体的时候使得第二安装腔31具有同样的压力，从而可以保证PCB板20和探针板23上下压力平衡，不会发生变形，保证探针与晶圆接触良好，提高了测试的稳定性。

在该实施例中，夹具100还包括第一结构件21和第二结构件22，第二结构件22设置在PCB板20的上方，且具有用于安装上保压盖30的安装空间，此安装空间位于所述第二结构件22的中间位置处，也就是说，上保压盖30安装在第二结构件22的中间位置处。第二连接件与上保压盖30和PCB板20均连接，第一结构件21位于第二结构件22的上方，且与第二结构件22连接。在该实施例中，第一结构件21采用金属材质，第二结构件22为玻纤板，具体参见图2。第一结构件21和第二结构件22还共同形成有至少一个拉手26，方便拿取夹具100。该实施例中拉手26的数量为多个，多个拉手26分别布置在夹具100的相对的两侧处。

该实施例相当于在PCB板20的上方和下方均设有腔体，晶圆和探针板23均位于PCB板20下方的腔体内，且探针板23位于晶圆的上方。由于晶圆在老化测试过程中需要向第一安装腔14内充入保护气体，防止高压打火，而第二结构件22为了防止高压，不能采用金属件，只能采用塑料件，而塑料件强度较差，所以在第一安装腔14的压力较高时会导致上PCB板20拱起变形，该实施例通过在PCB板20上方新增一个第二安装腔31，并使得第二安装腔31内的压力与第一安装腔14内的压力相同，使得PCB板20上下压力相同，可以避免PCB板20发生变形，从而确保探针板23的多个探针与晶圆接触良好。

在该实施例中，PCB板20上设有至少一个第一贯穿孔25，第一贯穿孔25设置成连通第一安装腔14和第二安装腔31。可以理解为，该实施例通过将第一安装腔14和第二安装腔31设置成连通的，从而确保第一安装腔14和第二安装腔31的压力相同。在其他实施例中，还可以采用分别向第一安装腔14和第二安装腔31内充入相同压力的保护气体的技术方案来防止PCB板20变形。

在该实施例中，热沉结构10包括下保压盖11、热沉板12和安装件13，其中，下保压盖11的顶部设有第一安装腔14。热沉板12用于放置晶圆，热沉板12设置在第一安装腔14内，且其底部与下保压盖11之间限定形成有气道，热沉板12上设有与气道连通的第二贯穿孔121。安装件13设置在热沉板12的上方，且沿晶圆的周侧延伸，安装件13上设有至少一个第三贯穿孔131，第三贯穿孔131与第一贯穿孔25和第二贯穿孔121连通，以使得气道内的气流依次通过第二贯穿孔121、第三贯穿孔131和第一贯穿孔25流进第二安装腔31内，具体参见图3至图5。

该实施例在给第一安装腔14充入保护气体时通过贯穿孔连通至第二安装腔31，从而使得保护气体能够从第一安装腔14流入第二安装腔31，使得两者的气压保持一致，不需要增加其他部件，简化了夹具100的结构。

在该实施例中，安装件13包括呈环状的本体132以及设置在本体132的下表面的至少一个凸起133，凸起133的底部与热沉板12抵接，第三贯穿孔131设置在避开凸起133的位置处，具体参见图6。该实施例通过设置凸起133，凸起133与热沉板12抵接，使得设置第三贯穿孔131的位置与热沉板12之间存在间隙，从而使得气流可以从热沉板12的第二贯穿孔121流出的气体通过该间隙流动至第三贯穿孔131中，之后从第一贯穿孔25流进第二安装腔31。

在该实施例中，凸起133的数量为多个，多个凸起133沿本体132的周向间隔开布置，第三贯穿孔131的数量为多个，相邻两个凸起133之间设有至少一个第三贯穿孔131。在该实施例中，凸起133的数量为四个，在其他实施例中，凸起133的数量还可以根据具体的设计需求进行设定。

在该实施例中，第三贯穿孔131的数量与第一贯穿孔23的数量一致，且每个第三贯穿孔131对应一个第一贯穿孔25。

在该实施例中，第一安装腔14和第二安装腔31的尺寸相同。这里，可以理解为是横截面积相同。第一安装腔14和第二安装腔31的高度可以根据具体的设计需求进行设定，例如，可以将第一安装腔14的高度设置成高于第二安装腔31的高度。

在该实施例中，上保压盖30的底部还设有用于安装密封圈的安装槽33，以通过密封圈对第二安装腔31进行密封。

在一个优选的实施例中，上保压盖30上还设有多个减重孔32，从而达到了减重的目的。减重孔32的数量可以根据具体的设计需求进行选择。

在该实施例中，探针板23上设有多个探针，每个探针与晶圆上的一个芯片接触，从而实现了探针板23一次性压接晶圆上所有的芯片，并且该实施例采用的是弹簧探针，弹簧探针具有一定的伸缩量，能够兼容不同晶圆的厚度，若晶圆发生一定翘曲，也不会影响探针与晶圆的接触。由于探针板23的探针与晶圆上所有的芯片都接触，所以可以实现所有芯片同步上高压电。

在该实施例中，PCB板20靠近热沉结构10的一侧具有第一触点区域和至少一个第二触点区域24，第一触点区域与多个探针接触，第二触点区域24与外部电路连接。第一触点区域位于PCB板20的中心位置处，且与探针板23的位置重合，以使得探针板23的多个探针能够与第一触点区域接触，具体参见图1。

在该实施例中，第二触点区域24为多个，多个第二触点区域24设置在靠近PCB板20的边缘处。这里，第二触点区域24的数量为四个，在其他实施例中，第二触点区域24的数量还可以根据具体的设计需求进行设定。

该实施例通过在PCB板20的上方新增一个第二安装腔31，并使得第二安装腔31与第一安装腔14的压力相同，从而避免PCB板20向上拱起变形，导致探针与晶圆接触不良，影响晶圆的老化测试。

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 (9)

1.一种用于晶圆测试的夹具，其特征在于，包括：

热沉结构，其顶部设有用于放置晶圆的第一安装腔；

上保压盖，设置在所述热沉结构的上方，所述上保压盖的底部设有与所述第一安装腔相对布置的第二安装腔；

PCB板，设置在所述热沉结构和所述上保压盖之间，且与所述热沉结构和所述上保压盖均连接，以将所述第一安装腔和所述第二安装腔密封，所述第一安装腔内的气压与所述第二安装腔内的气压相同；

探针板，设置在所述第一安装腔内，且与所述PCB板的底部连接，所述探针板具有多个探针，多个所述探针与所述晶圆接触，以获取所述晶圆的测试信号；

所述PCB板上设有至少一个第一贯穿孔，所述第一贯穿孔设置成连通所述第一安装腔和所述第二安装腔。

2.根据权利要求1所述的夹具，其特征在于，所述热沉结构包括：

下保压盖，其顶部设有所述第一安装腔；

热沉板，用于放置所述晶圆，所述热沉板设置在所述第一安装腔内，且其底部与所述下保压盖之间限定形成有气道，所述热沉板上设有与所述气道连通的第二贯穿孔；

安装件，设置在所述热沉板的上方，且沿所述晶圆的周侧延伸，所述安装件上设有至少一个第三贯穿孔，所述第三贯穿孔与所述第一贯穿孔和所述第二贯穿孔连通，以使得所述气道内的气流依次通过所述第二贯穿孔、所述第三贯穿孔和所述第一贯穿孔流进所述第二安装腔内。

3.根据权利要求2所述的夹具，其特征在于，

所述安装件包括呈环状的本体以及设置在所述本体的下表面的至少一个凸起，所述凸起的底部与所述热沉板抵接，所述第三贯穿孔设置在避开所述凸起的位置处。

4.根据权利要求3所述的夹具，其特征在于，

所述凸起的数量为多个，多个所述凸起沿所述本体的周向间隔开布置；

所述第三贯穿孔的数量为多个，相邻两个所述凸起之间设有至少一个所述第三贯穿孔。

5.根据权利要求4所述的夹具，其特征在于，

所述第三贯穿孔的数量与所述第一贯穿孔的数量一致，且每个所述第三贯穿孔对应一个所述第一贯穿孔。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的夹具，其特征在于，

所述第一安装腔和所述第二安装腔的尺寸相同。

7.根据权利要求1-5中任一项所述的夹具，其特征在于，

所述PCB板靠近所述热沉结构的一侧具有第一触点区域和至少一个第二触点区域，所述第一触点区域与多个所述探针接触，所述第二触点区域与外部电路连接。

8.根据权利要求7所述的夹具，其特征在于，

所述第一触点区域位于所述PCB板的中心位置处。

9.根据权利要求8所述的夹具，其特征在于，

所述第二触点区域为多个，多个所述第二触点区域设置在靠近所述PCB板的边缘处。