CN201490168U - 具有静电放电装置的探针检测机台 - Google Patents

Abstract

一种具有静电放电装置的探针检测机台，以静电冲击并检测具有至少二个受测端的待测半导体元件的电气性能和静电耐受能力。它包括：基座；可提供高压静电冲击讯号至该待测半导体元件的至少二受测端的静电放电装置；对应该基座的探针检测装置，包括至少一个压力导接组件，其分别具有供电气接触而可供应预定致能讯号至该待测半导体元件至少一个受测端的金属探针；接收该待测半导体元件受该预定致能讯号时的输出资料的处理装置；及具有一对传输线，且该对传输线具有低于预定数值的阻抗值、使得该静电放电装置输出并传输至该探针检测装置的金属探针的高压静电冲击讯号阻尼振荡是低于预定范围的传输装置。

Description

具有静电放电装置的探针检测机台

【技术领域】

本实用新型所属的技术领域是关于半导体检测机台，特别是一种具有静电放电装置的探针检测机台。

【背景技术】

由于人体或机械都可能累积大量静电荷，并在瞬间形成大量电荷放电，从而破坏相关电路元件；为确保电路元件的电气性能符合预期，不受静电破坏，目前许多电路元件都必须先经过模拟上述放电的「静电冲击」(Electrostatic Discharge，简称ESD)检测，以例如4000伏特、甚至8000伏特的电压，在极短时间(例如10ns)内将静电荷迅速释放，在受测元件上造成急速的单一脉冲，并随后量测受测元件是否受损，藉此淘汰无法耐受静电放电的元件。

为确保此种静电冲击测试的一贯性，由静电放电装置所提供、并施加至受测元件的电流受到严格规范，若施加电压是4000伏特，电流最高峰值约为2.67安培±10％，且必须如图1所示，在5至25ns的短暂瞬间，将电流由最高峰值的10％提升至90％，且电流在峰值后的150±20ns降回至峰值的36.8％。尤其在瞬间电流发生的过程中，不可以产生如图2所示振荡的振幅达峰值15％的状况，否则实验将不被接受。

目前静电放电装置的模拟电路如图3所示，具有一个100pF的电容器，以储存静电荷供上述静电放电时使用，外部回路则界定等效阻抗约为1500Ω，藉以保持上述测试电流的波形不致受到破坏。然而，即使在静电放电装置2的仪器输出端量测上述测试电流波形符合预期，并不代表经过长距离传输后的波形仍符合规范，尤其当传输回路并不讲究时，测试电流发生严重失真情况就成为普遍的问题。如何提升输出波形在传输时的理想性，也成为测试业需关注的问题。

另方面，如图4所示的测试机台是目前许多半导体元件制造过程中常用的检测机台，图中所示的结构，包含有一个基座7、对应于基座7的一组探针检测装置3，且此探针检测装置3包括两组压力导接组件32，每组压力导接组件32则分别设置有一根金属探针324，可检测例如电路完成的发光二极体晶粒9。

当上万颗分离的LED晶粒9(以一颗晶粒9为例)被放置于一片置放载台72上，再将置放载台72置放于上述机台的基座7上，由两根金属探针324逐一对每颗晶粒9点测，施加一个致能电讯号，使受测晶粒9发光，并以一组作为光学资料撷取装置8的光感测器度量发光状态并转换为电子资讯传送至处理装置5，从而由处理装置5判别晶粒9优劣。

若能将上述图3、图4的静电放电装置2与机台结合，当可更进一步增强机台性能，减少设备购置成本及厂房内的占用空间，并可简化检测流程、提高产出效率。然而，由于静电放电装置2释放的高电压，必须远离其他测试仪器的电路，而距离拉远，则必然造成上述静电冲击波形失真，如何克服此种两难问题，即成为整合上述机台的关键。

【实用新型内容】

本案之一目的，在于提供一种能整合检测待测物的静电耐受能力与电气性能的探针检测机台。

本案另一目的，在于提供一种能提供理想静电测试脉冲的探针检测机台。

本案再一目的，在于提供一种可简化测试流程的探针检测机台。

一种具有静电放电装置的探针检测机台，是供以静电冲击并检测具有至少二个受测端的待测半导体元件，该机台包括：基座；可提供高压静电冲击讯号至该待测半导体元件的至少二受测端的静电放电装置；对应该基座的探针检测装置，包括至少一个压力导接组件，其分别具有供电气接触而可供应预定致能讯号至该待测半导体元件至少一个受测端的金属探针；接收该待测半导体元件受该预定致能讯号时的输出资料的处理装置；及具有一对传输线，且该对传输线具有低于预定数值的阻抗值、使得该静电放电装置输出并传输至该探针检测装置的金属探针的高压静电冲击讯号阻尼振荡(damped oscillation)是低于预定范围的传输装置。

综上所述，本实用新型揭露一种系统整合的检测半导体用的探针检测机台，并利用阻抗匹配的传输装置连结探针检测装置与静电放电装置，减少静电冲击讯号在系统中的传输失真、保持输出波形的完整性而传送高压冲击讯号，不仅增加机台的检测项目、更提供稳定的讯号传输及高准确性的检测。

【附图说明】

图1是静电冲击测试的电流-时间理想曲线图；

图2是有严重阻尼振荡的静电冲击测试的电流-时间曲线图；

图3是静电放电装置的电路图；

图4是常见的探针检测机台示意图；

图5是第一实施例的立体示意图；

图6是静电放电装置藉传输装置与金属探针连结的示意图；

图7是部分传输装置的放大构造示意图；

图8是第一实施例的光学资料撷取装置、探针检测装置与处理装置相对作用关系示意图；

图9是第二实施例的立体示意图；

图10是图9的弹性导电件放大示意图；

图11是图9的传输装置截面示意图；

图12是第三实施例，各有两根金属探针的压力导接组件与高亮度粒的俯视图。

【主要元件符号说明】

1’...机台  2，2’...静电放电装置   3，3’，3″...探针检测装置

32，32’，32″，32″′...压力导接组件

324，324’，324″，324″′...金属探针

36″...弹性导电件  361″...导电部   365″...导芯

363″...弹性体     367″...绝缘管   4’，4″...传输装置

41’...绝缘材料    42’...传输线    422″...导电传输片

5，5’...处理装置                   7，7’，7″...基座

72，72’，72″...置放载台           76″...延伸导电平台

8，8’...光学资料撷取装置           9，9’，9″′...晶粒

【具体实施方式】

有关本案的前述及其它技术内容、特点与功效，在以下配合说明书附图的较佳实施例的详细说明中，将可清楚地呈现。为便于说明，本实用新型所述的待测半导体元件以已经切割分离的发光二极体晶圆的晶粒为例示。

请参照图5，本案的探针检测机台1’(以下简称为机台1’)包含有一个基座7’、一组静电放电装置2’、一组探针检测装置3’、一组传输装置4’、一组处理装置5’以及一组光学资料撷取装置(图未示)。

该基座7’可供放置一个置放载台72’，以供安置待测的晶粒9’而接受探针检测装置3’的检验。本例中，探针检测装置3’具有两支宛如手臂、窄端彼此相对的压力导接组件32’，可带动连结于端部的金属探针324’，使其与基座7’相对移动，依序接触已切割分离的LED晶粒9’。

一并参照图6，该金属探针324’以本实用新型所揭露的传输装置4’电连接静电放电装置2’，避免静电放电装置2’所释放的大量高压静电在传输至晶粒9’的二受测端过程中，产生严重的阻尼振荡(damped oscillation)，确保传输至受测晶粒9’受测端的讯号符合规范。

而在本例中，传输装置4’包括绝缘材料以及一对由金属导线编织成的导电编织网的传输线，其构造如图7所示，以绝缘材料41’包覆且以一个大致固定的预定间隔距离D隔开两条传输线42’，使两条传输线42’大致沿彼此平行的方向延伸，在此定义该传输线42’延伸方向为一长向L；使得此种特殊结构的传输装置4’在一个预定长度(例如30公分)内，其等效静电容量低于10pF、等效串联电感值低于1.5μH，尤其，当本实用新型的传输装置4’在传输100MHz讯号时，其等效阻抗低于150欧姆。由此，可以容许静电放电装置与受测元件间的距离被延长至约15至30公分，从而保持探针检测装置与静电放电装置间的距离，使得探针检测装置不会受到静电放电装置的高压静电干扰。

作完静电耐受能力的检测之后，如图8所示，此时压力导接组件32’的金属探针324’仍接触晶粒9’受测表面的两个受测端并接受处理装置5’指令，提供一个预定致能讯号，例如25mA电流给LED晶粒9’使其发光，再由光学资料撷取装置8’接收其光学资料，并将发光情形转换为电讯资料传送予处理装置5’接收。

当然，熟于本技术领域者可以轻易理解，若待测半导体元件是目前逐渐广为接受的另一种结构，在晶圆未被分离为个别晶粒前受测，以其受测面为发光侧面、并且以相反面彼此导接作为共同接地，则如图9申请人所采用的检测机台，是以单一组压力导接组件32″接触受测面上的受测端，并以共同接地面作为另一受测端而藉由一片具有导电部的置放载台72″承载该晶圆，从而导接所有晶粒的共同接地部分至基座7”。

由此，则本例中具有静电放电装置的探针检测机台，其探针检测装置3″除以压力导接组件32″的金属探针324″电气接触放置在置放载台72″的晶粒的上述受测端外，还包括一组弹性导电件36″；而本例的基座7″本身不仅可供导电，还包括一个延伸导电平台76″，可使连接有传输装置4″的弹性导电件36″于其上弹性伸缩并导通电路。

上述弹性导电件36″如图10所示，外型细长，具有一个导电部361″、与导电部361″的导芯365″、弹性体363″以及一个绝缘管367″；该导电部361″用以接触延伸导电平台76″，当弹簧状的弹性体363″被压缩时，可使导芯365″电连接设置在中空绝缘管367″末端的传输线而形成电通路，藉此流通高压冲击讯号以作静电耐受测试。

而本例的传输装置构造可参照图11，该对传输线包括被绝缘材料包围、彼此间隔一个距离D而大致平行延伸的导电传输片422″，可使高压静电冲击讯号不因传输装置而严重失真，藉此，施加至受测半导体元件时，仍可确保符合规范。

当然，本实用新型尚可依待测物品作不同变化。例如图12，对于高亮度的LED晶粒9″′，致能该晶粒9″′时，可能采用两组正极金属探针324″′与两组接地金属探针324″′，故其受测表面有四个受金属探针324″′点测的受测端；此时，探针检测装置中的两组压力导接组件32″′则随之被设计成各有两根金属探针324″′，可同时对晶粒9″′施放高压静电以检测其静电耐受能力。

然以上所述者，仅为本实用新型的实施例而已，当不能以此限定本案实施的范围。即，凡依本实用新型申请权利要求书及说明书内容所作的简单的等效变化与修饰，仍属本实用新型专利涵盖的范围之内。

Claims (10)

1.一种具有静电放电装置的探针检测机台，是供以静电冲击并检测具有至少二个受测端的待测半导体元件，该机台包括：

基座；

可提供高压静电冲击讯号至该待测半导体元件的至少二受测端的静电放电装置；

其特征在于，该机台还包括：

对应该基座的探针检测装置，包括至少一个压力导接组件，其分别具有供电气接触而可供应预定致能讯号至该待测半导体元件至少一个受测端的金属探针；

接收该待测半导体元件受该预定致能讯号时的输出资料的处理装置；及

具有一对传输线，且该对传输线具有低于预定数值的阻抗值、使得该静电放电装置输出并传输至该探针检测装置的金属探针的高压静电冲击讯号阻尼振荡(damped oscillation)是低于预定范围的传输装置。

2.如权利要求1所述的探针检测机台，其特征在于，其中该传输装置的该对传输线分别是大致沿彼此平行长向延伸的导电编织网传输线。

3.如权利要求1所述的探针检测机台，其特征在于，其中该传输装置的该对传输线分别包括彼此大致平行延伸配置的导电传输片。

4.如权利要求1、2或3所述的探针检测机台，其特征在于，其中该传输装置在传输100MHz讯号时，其等效阻抗低于150欧姆。

5.如权利要求1、2或3所述的探针检测机台，其特征在于，其中该传输装置的等效静电容量低于10pF。

6.如权利要求1、2或3所述的探针检测机台，其特征在于，其中该传输装置等效串联电感值低于1.5μH。

7.如权利要求1、2或3所述的探针检测机台，其特征在于，其中该待测半导体元件具有形成该至少二受测端的受测表面，该基座上设置有供置放该待测半导体元件的置放载台，且该探针检测装置包括具有多个分别导电接触该等受测端的金属探针的压力导接组件。

8.如权利要求1、2或3所述的探针检测机台，其特征在于，其中该待测半导体元件具有形成该至少二受测端的受测表面，该基座上设置有供置放该待测半导体元件的置放载台，且该探针检测装置包括两条分别导接至该对传输线、并以其金属探针导电接触至该等受测端的压力导接组件。

9.如权利要求1、2或3所述的探针检测机台，其特征在于，其中该待测半导体元件具有形成该至少二受测端之一的受测表面、及相对该受测表面的共同接地表面，该基座上设置有供置放该待测半导体元件、并导接该共同接地表面至该基座的置放载台，该基座并包括一个延伸导电平台，且该探针检测装置包括分别导接至该对传输线的

至少一个以其金属探针导接至该受测表面上受测端的压力导接组件；及

具有一个弹性导接该延伸导电平台的弹性导电件。

10.如权利要求1、2或3所述的探针检测机台，其特征在于，更包括接收该待测半导体元件的光学资料的光学资料撷取装置。

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