CN206331004U - 晶圆测试针座的改良结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种晶圆测试针座的改良结构，包括电路板、基板及针座，其中该电路板一侧电性连接有基板，且基板相对于电路板另一侧装设有针座，其针座为由上基材及下基材所组成，并在上基材及下基材表面分别穿设有复数第一穿孔及复数第二穿孔，且各第一穿孔底部及第二穿孔顶部分别形成有朝外渐扩的第一导斜孔及第二导斜孔，当使用者欲插设复数探针至针座上，或从针座上替换复数探针时，可凭借第一导斜孔及第二导斜孔所提供的导引作用，来达到加快复数探针插设及替换的速度，进而达到提升组装及替换流畅度、降低制造成本的效果。

Description

晶圆测试针座的改良结构

技术领域

本实用新型涉及一种晶圆测试针座的改良结构，尤指针座的复数第一穿孔底部及复数第二穿孔顶部分别形成有朝外渐扩的第一导斜孔及第二导斜孔，即可通过第一导斜孔及第二导斜孔的导引作用来加快探针的插设及替换的速度。

背景技术

按，现代半导体的制造包含了复数步骤，包括微影、物质沈积与蚀刻步骤，以在一片单独的半导体硅晶圆上形成出复数半导体装置或积体电路晶片；目前所制造常用的半导体晶圆的直径可以是六英寸或六英寸以上，其中直径十二吋的晶圆为一种常见的尺寸；然而，在半导体制造的制程中，该晶圆上的晶片可能会因复杂的制造程序而产生变异、毁损等问题以具有一些缺陷。

所以在将积体电路晶片利用晶圆切割方式从半导体晶圆分离的前，会对复数晶片进行电性表现与可靠度的测试，并同时在一既定期间对其进行激发(如晶圆级烧入测试)，而这些测试通常可能包含布局与线路图对比(layout versus schematic；LVS)的确认、静态电流测试(IDDq testing)等，进而凭借测试电路系统的自动测试设备(automatic testequipment；ATE)来捕捉与分析从每个晶片或受测装置(device under test；DUT)所产生的测试结果电性信号，以判定所测试的晶片是否具有缺陷。

再者，为了帮助晶圆级烧入测试(burn－in testing)与同时捕捉来自晶圆上的多个晶片的电性信号，是使用现有的DUT板或探针卡，其探针卡通常是安装于自动测试设备中，并作为晶片或受测装置与自动测试设备之间的界面，而探针卡在本质上为印刷电路板(printed circuit board；PCB)，为包含复数金属电性探针，用以与晶圆的半导体晶片上所对应的复数电性接点(contact)或接头(terminal)接触，由于每一个晶片具有复数接点或接头，且每一个接点或接头都必须进行测试，所以，一般的晶圆级测试需要进行远超过1000个晶片接点或接头来与ATE测试电路系统间形成电性连接以进行测试，因此，为了实施精确地晶圆级测试，必须将大量的探针卡接点与晶圆上的晶片接点精确对准及形成确实的电性连接。

然而，请参阅图9、图10所示，是现有的侧视剖面图及探针固定装置组装时的侧视剖面图，由图中可清楚看出，该电路基板A一侧表面装设有安装环B，并在安装环B内部形成有收纳空间B1，且收纳空间B1内装设有电性连接于电路基板A一侧表面并具预设复数接点的板体B2，再在安装环B相对于电路基板A另一侧表面上装设有探针固定装置C，而探针固定装置C为由上基座C1及下基座C2所组成，其上基座C1及下基座C2表面上分别穿设有相对应的复数第一通孔C11及复数第二通孔C21，且上基座C1及下基座C2之间设有一具复数穿孔C31的支撑板C3，即可再于复数第一通孔C11、复数第二通孔C21及复数穿孔C31中分别穿设有cobra型式的复数测试探针D，其复数测试探针D一端为分别穿过复数第一通孔C11，以接触至板体B2表面的预设复数接点，而复数测试探针D另一端则分别穿过复数第二通孔C21，以供电性接触至待测晶圆上所对应的复数测试点(图中未示出)上，即可对待测晶圆进行测试的作业，以检测该待测晶圆是否具有缺陷。

由于一般cobra型式的复数测试探针D欲装设于探针固定装置C上时，需先将复数测试探针D插设于下基座C2的复数第二通孔C21中，并使支撑板C3的复数穿孔C31由上往下套设于复数测试探针D上，再将上基座C1的复数第一通孔C11由上往下套设于复数测试探针D并位于支撑板C3上方处，才可使cobra型式的复数测试探针D稳固装设于探针固定装置C上，且因支撑板C3的复数穿孔C31及上基座C1的复数第一通孔C11的孔位须一一对正复数测试探针D才能装设，即会对组装过程带来不便利性，以致于组装程序复杂，导致组装成本高居不下，此外，当复数测试探针D磨损或变形而需更换时，该支撑板C3也使得cobra型式的复数测试探针D换针程序不易进行，甚至复数测试探针D可能在被取出时勾到支撑板C3而造成支撑板C3损坏或翻覆等情形发生，以致于造成制程上诸多不便之处。

是以，要如何设法解决上述现有的缺失与不便，即为相关业者所亟欲研究改善的方向所在。

实用新型内容

故，实用新型设计人有鉴于上述缺失，乃搜集相关资料，经由多方评估及考量，并以从事于此行业累积的多年经验，经由不断试作及修改，始设计出此种晶圆测试针座的改良结构的新型专利。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种晶圆测试针座的改良结构，包括电路板、基板及针座，其特征在于：

该电路板表面设有复数第一金属接点，而电路板底面设有复数第二金属接点；

该基板电性接触于电路板底面处，并在基板相邻于电路板一侧表面设有与复数第二金属接点形成电性接触的复数第一接点，而基板相对于复数第一接点另一侧表面则设有复数第二接点；

该针座设置于基板相反于电路板的一侧处并包括上基材、下基材及复数探针，并在上基材及下基材之间形成有穿置空间，且上基材表面穿设有复数第一穿孔，并在各第一穿孔底部形成有朝外渐扩的第一导斜孔，而下基材表面则穿设有复数第二穿孔，且各第二穿孔顶部形成有朝外渐扩的第二导斜孔，再在复数第一穿孔及复数第二穿孔中插设有导电材质制成的复数探针，该复数探针一侧设有穿过复数第一穿孔以与基板的复数第二接点形成电性接触的第一端部，而复数探针另一侧则设有穿过复数第二穿孔处且供电性接触预设待检测晶圆表面上的第二端部。

所述的晶圆测试针座的改良结构，其中：该电路板表面上位于复数第一金属接点的内侧处装设有加强环垫。

所述的晶圆测试针座的改良结构，其中：该电路板底面上位于复数第二金属接点外侧处装设有固定环垫，并在固定环垫内部形成有供基板置入的容置空间。

所述的晶圆测试针座的改良结构，其中：该基板的复数第一接点与电路板的复数第二金属接点间设有供形成电性连接的复数锡球。

所述的晶圆测试针座的改良结构，其中：该第一穿孔的直径与第一穿孔顶面至第一导斜孔的高度比例为1：10，而第一导斜孔的直径与第一导斜孔底面至第一穿孔的高度比例为1：2。

所述的晶圆测试针座的改良结构，其中：该第二穿孔的直径与第二穿孔顶面至第二导斜孔的高度比例为1：10，而第二导斜孔的直径与第二导斜孔底面至第二穿孔的高度比例为1：2。

所述的晶圆测试针座的改良结构，其中：该上基材与下基材之间设有位于穿置空间内的支撑片，且支撑片上对应于复数第一穿孔及复数第二穿孔位置处设有供复数探针穿过的复数透孔。

所述的晶圆测试针座的改良结构，其中：该针座的上基材及下基材中以斜向方式穿设有复数探针，两个相邻探针一侧穿过的两个第一穿孔的间距大于该两个相邻探针另一侧穿过的两个第二穿孔的间距。

本实用新型还提供一种晶圆测试针座的改良结构，该针座包括上基材、下基材及复数探针，其中该上基材及下基材之间形成有穿置空间，并在上基材表面穿设有复数第一穿孔，而下基材表面则穿设有复数第二穿孔，再在复数第一穿孔及复数第二穿孔中插设有导电材质制成且供电性连接于预设基板及预设待检测晶圆表面上的复数探针，其特征在于：

该上基材的复数第一穿孔底部形成有朝外渐扩的第一导斜孔，而该下基材的复数第二穿孔顶部形成有朝外渐扩的第二导斜孔。

所述的晶圆测试针座的改良结构，其中：该第一穿孔的直径与第一穿孔顶面至第一导斜孔的高度比例为1：10，而第一导斜孔的直径与第一导斜孔底面至第一穿孔的高度比例为1：2；且该第二穿孔的直径与第二穿孔顶面至第二导斜孔的高度比例为1：10，而第二导斜孔的直径与第二导斜孔底面至第二穿孔的高度比例为1：2。

本实用新型的主要优点乃在于该电路板一侧电性连接有基板，且基板相对于电路板另一侧电性装设有针座，而针座为由上基材及下基材所组成，并在表面分别穿设有复数第一穿孔及复数第二穿孔，且复数第一穿孔底部及复数第二穿孔顶部分别形成有朝外渐扩的第一导斜孔及第二导斜孔，当复数探针穿过复数第一穿孔而欲插设至复数第二穿孔中时，为可通过第二导斜孔的导引作用来使探针方便对位、插设，以避免复数探针于插设的过程中受到抵压而发生弯折、变形或断裂等情况，且欲替换复数探针时，即可利用第一导斜孔的导引作用来使探针容易从第一穿孔中抽取至针座外部，以加快复数探针替换作业的速度，且因复数探针为可凭借复数第一导斜孔及复数第二导斜孔来加快其插设及替换的速度，便可提升组装及替换流畅度，进而达到提升自动化生产稳定性的目的。

本实用新型的次要优点乃在于该复数第一穿孔的第一导斜孔及复数第二穿孔的第二导斜孔可便于复数探针进行插设的作业，使上基材及下基材可先组装成一体，再将复数探针直接插设于上基材的复数第一穿孔及下基材的复数第二穿孔中，以简化组装的流程，进而达到降低组装成本的目的。

本实用新型的再一优点乃在于该针座的上基材与下基材之间设有位于穿置空间内的支撑片，且支撑片上对应于复数第一穿孔及复数第二穿孔位置处设有复数透孔，当探针欲穿入第二穿孔中时，即可凭借第二导斜孔的导引、限位作用，来使复数探针容易穿入至复数第二穿孔中，以供使用者容易进行插设作业，进而达到提升复数探针插设时精确度的目的。

本实用新型的另一优点乃在于该复数探针为利用斜向方式插设于针座的上基材及下基材中，以使二相邻探针一侧穿过的二第一穿孔的间距大于另一侧穿过的二第二穿孔的间距，进而使基板与二探针形成接触的二第二接点的间距也大于晶圆与二探针形成接触的二检测点的间距，如此使基板的尺寸设计可更为增大，进而提高复数探针接触至复数第二接点准确度，且因间距增长也可使基板上蚀刻出复数第二接点较容易，以使基板的线路布局更易于设计，使基板达到较易制作、降低设计及降低制造成本的目的。

附图说明

图1是本实用新型的侧视剖面图。

图2是本实用新型复数探针插设前的侧视剖面图。

图3是本实用新型图2的x部份的放大图。

图4是本实用新型图2的y部份的放大图。

图5是本实用新型复数探针插设后的侧视剖面图。

图6是本实用新型另一实施例的侧视剖面图。

图7是本实用新型再一实施例的侧视剖面图。

图8是本实用新型再一实施例针座的侧视剖面图。

图9是现有的侧视剖面图。

图10是现有探针固定装置组装时的侧视剖面图。

附图标记说明：1-电路板；11-第一金属接点；12-第二金属接点；13-加强环垫；14-固定环垫；140-容置空间；2-基板；21-第一接点；211-锡球；22-第二接点；3-针座；30-穿置空间；31-上基材；311-第一穿孔；3111-第一导斜孔；32-下基材；321-第二穿孔；3211-第二导斜孔；33-探针；331-第一端部；332-第二端部；34-支撑片；341-透孔；A-电路基板；B-安装环；B1-收纳空间；B2-板体；C-探针固定装置；C1-上基座；C11-第一通孔；C2-下基座；C21-第二通孔；C3-支撑板；C31-穿孔。

具体实施方式

为达成上述目的及功效，本实用新型所采用的技术手段及其构造，兹绘图就本实用新型的较佳实施例详加说明其特征与功能如下，俾利完全了解。

请参阅图1、图2、图3、图4、图5所示，是本实用新型的侧视剖面图、复数探针插设前的侧视剖面图、图2x部份的放大图、图2y部份的放大图及复数探针插设后的侧视剖面图，由图中所示可以清楚看出，本实用新型包括电路板1、基板2及针座3，其中：

该电路板1内部为具有预设线路布局，并在电路板1表面设有复数第一金属接点11，而电路板1底面则设有复数第二金属接点12。

该基板2内部为具有预设线路布局并供电性接触于电路板1底面处，且基板2相邻于电路板1一侧表面设有通过复数锡球211来与复数第二金属接点12形成电性接触的复数第一接点21，而基板2相对于复数第一接点21另一侧表面则设有复数第二接点22。

该针座3设置于基板2相对电路板1另一侧面处并包括上基材31、下基材32及复数探针33，其中该上基材31及下基材32之间形成有穿置空间30，且上基材31表面上穿设有复数第一穿孔311，并在各第一穿孔311底部形成有朝外渐扩的第一导斜孔3111，而下基材32表面则穿设有复数第二穿孔321，且各第二穿孔321顶部形成有朝外渐扩的第二导斜孔3211，再在复数第一穿孔311及复数第二穿孔321中插设有导电材质所制成的复数探针33，其复数探针33一侧设有穿过复数第一穿孔311以与基板2的复数第二接点22形成电性接触的第一端部331，而复数探针33另一侧则设有穿过复数第二穿孔321处的第二端部332。

上述的电路板1表面且位于复数第一金属接点11相对内侧处装设有加强环垫13，再在电路板1底面且位于复数第二金属接点12外侧处装设有固定环垫14(mounting ring)，且固定环垫14内部形成有供基板2置入的容置空间140，其加强环垫13、电路板1及固定环垫14为依序迭层，并利用复数锁固元件(如螺丝)穿设结合定位，即可通过加强环垫13及固定环垫14来增加电路板1整体强度，以避免电路板1于高温或外力环境下产生弯折或变形等情况。

再者，上述第一穿孔311的直径与第一穿孔311顶面至第一导斜孔3111的高度比例a：b可为预设的比例，其比例较佳为1：10；而第一导斜孔3111的直径与第一导斜孔3111底面至第一穿孔311的高度比例c：d可为预设的比例，其比例较佳为1：2；另外，该第二穿孔321的直径与第二穿孔321顶面至第二导斜孔3211的高度比例e：f可为预设的比例，其比例较佳为1：10；而第二导斜孔3211的直径与第二导斜孔3211底面至第二穿孔321的高度比例g：h可为预设的比例，其比例较佳为1：2，其可通过上述的比例来使第一导斜孔3111及第二导斜孔3211具有较佳的导引作用以供复数探针33进行插设的作业。

本实用新型于组装时，系先将基板2的复数第一接点21通过复数锡球211来与电路板1的复数第二金属接点12形成电性连接，再利用复数锁固元件(如螺丝)将针座3的上基材31及下基材32组装为一体，便可将复数探针33由上往下穿设置上基材31的复数第一穿孔311中，并持续向下穿设，使复数探针33进入至穿置空间30内，其复数探针33即可凭借下基材32的复数第二穿孔321顶部朝外渐扩形成的第二导斜孔3211所提供的导引作用，以使复数探针33能够平稳、顺畅地穿过复数第二穿孔321来到下基材32外部，再将插设有复数探针33的针座3装设于基板2的复数第二接点22一侧面处，且使复数探针33的第一端部331与复数第二接点22形成电性接触，便可完成本实用新型的组装。

上述针座3的上基材31及下基材32的组装方式较佳为利用复数锁固元件锁接为一体，但于实际应用时，也可将上基材31及下基材32通过粘合、铆接固定或其它固定的方式结合为一体，惟此部分有关上基材31及下基材32组构、成型与组合的方式很多，也可依实际的应用变更设计，且该细部的构成并非本案的创设要点，兹不再作赘述。

然而，该复数探针33长时间与外部待检测晶圆进行检测作业，以使复数探针33的第二端部332受到磨损而缩短至无法使用时，其使用者便可将针座3从基板2的复数第二接点22一侧面处拆卸下来，并将复数探针33从针座3中抽取至外部以进行维修替换作业，而复数探针33在从针座3中抽取的过程中，由于上基材31的复数第一穿孔311底部形成有朝外渐扩的第一导斜孔3111，所以使用者即可凭借第一导斜孔3111所提供的导引作用，来使复数探针33能够平稳、顺畅地从复数第一穿孔311抽取至针座3外部，且待复数探针33都抽取至针座3外部后，便可将另一组未磨损的复数探针33再次装设于针座3中，并再通过复数第二导斜孔3211来使复数探针33方便插入，且待另一组未磨损的复数探针33都插设于针座3中后，即可完成复数探针33的替换作业。

本实用新型针座3的上基材31及下基材32表面为分别穿设有复数第一穿孔311及复数第二穿孔321，且复数第一穿孔311底部及复数第二穿孔321顶部分别形成有朝外渐扩的第一导斜孔3111及第二导斜孔3211，其使用者即可通过复数第二穿孔321的第二导斜孔3211的导引作用来使复数探针33方便对位、插设于复数第二穿孔321中，以避免复数探针33于插设的过程中受到抵压而产生弯折、变形，甚至断裂等情况发生，且使用者欲替换复数探针33时，便可利用复数第一穿孔311的第一导斜孔3111的导引作用来使复数探针33容易从复数第一穿孔311中抽取至针座3外部，以加快复数探针33替换作业的速度，其复数探针33为可凭借复数第一导斜孔3111及复数第二导斜孔3211来加快插设及替换的速度，以便于进行组装、替换的作业，进而提升组装及替换流畅度，如此提升自动化生产的稳定性。

再者，由于针座3的上基材31的复数第一穿孔311及下基材32的复数第二穿孔321中形成有第一导斜孔3111及第二导斜孔3211，即可便于复数探针33进行插设的作业，所以上基材31及下基材32可先组装成一体，再将复数探针33直接插设于上基材31的复数第一穿孔311及下基材32的复数第二穿孔321中，以简化组装的流程，进而达到降低组装、制造成本的效用。

请参阅图6，是本实用新型另一实施例的侧视剖面图，由图中可清楚看出，本实用新型另一实施例中，其针座3的上基材31与下基材32之间为进一步设有位于穿置空间30内的支撑片34，且支撑片34上对应于复数第一穿孔311及复数第二穿孔321位置处穿设有复数透孔341，而当复数探针33穿过上基材31的复数第一穿孔311处时，其可继续穿至支撑片34的复数透孔341中，并凭借复数透孔341来导引、限位复数探针33，进而使复数探针33欲穿入至复数第二穿孔321中时能够更准确地对位穿入，如此达到提升复数探针33插设时精确度的效用。

再请参阅图7、图8，是本实用新型再一实施例的侧视剖面图及再一实施例针座的侧视剖面图，由图中可清楚看出，本实用新型针座3的上基材31及下基材32中为以斜向方式穿设有复数探针33，即可使二相邻探针33一侧穿过的二第一穿孔311的间距大于另一侧穿过的二第二穿孔321的间距，进而使基板2与二探针33形成接触的二第二接点22的间距也大于晶圆与二探针33形成接触的二检测点的间距，以致于二第二接点22的间距可更为增长，凭借使可增大基板2的尺寸，进而提高复数探针33接触至复数第二接点22准确度，如此提升产品合格率，且因间距增长也可使基板2上蚀刻出复数第二接点22较容易，以使基板2的线路布局更易于设计，凭借使基板2达到较易制作、降低设计及降低制造成本的效用。

以上说明对本实用新型而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员理解，在不脱离本申请所限定的精神和范围的情况下，可作出许多修改、变化或等效，但都将落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种晶圆测试针座的改良结构，包括电路板、基板及针座，其特征在于：

该电路板表面设有复数第一金属接点，而电路板底面设有复数第二金属接点；

该基板电性接触于电路板底面处，并在基板相邻于电路板一侧表面设有与复数第二金属接点形成电性接触的复数第一接点，而基板相对于复数第一接点另一侧表面则设有复数第二接点；

该针座设置于基板相反于电路板的一侧处并包括上基材、下基材及复数探针，并在上基材及下基材之间形成有穿置空间，且上基材表面穿设有复数第一穿孔，并在各第一穿孔底部形成有朝外渐扩的第一导斜孔，而下基材表面则穿设有复数第二穿孔，且各第二穿孔顶部形成有朝外渐扩的第二导斜孔，再在复数第一穿孔及复数第二穿孔中插设有导电材质制成的复数探针，该复数探针一侧设有穿过复数第一穿孔以与基板的复数第二接点形成电性接触的第一端部，而复数探针另一侧则设有穿过复数第二穿孔处且供电性接触预设待检测晶圆表面上的第二端部。

2.根据权利要求1所述的晶圆测试针座的改良结构，其特征在于：该电路板表面上位于复数第一金属接点的内侧处装设有加强环垫。

3.根据权利要求1所述的晶圆测试针座的改良结构，其特征在于：该电路板底面上位于复数第二金属接点外侧处装设有固定环垫，并在固定环垫内部形成有供基板置入的容置空间。

4.根据权利要求1所述的晶圆测试针座的改良结构，其特征在于：该基板的复数第一接点与电路板的复数第二金属接点间设有供形成电性连接的复数锡球。

5.根据权利要求1所述的晶圆测试针座的改良结构，其特征在于：该第一穿孔的直径与第一穿孔顶面至第一导斜孔的高度比例为1：10，而第一导斜孔的直径与第一导斜孔底面至第一穿孔的高度比例为1：2。

6.根据权利要求1所述的晶圆测试针座的改良结构，其特征在于：该第二穿孔的直径与第二穿孔顶面至第二导斜孔的高度比例为1：10，而第二导斜孔的直径与第二导斜孔底面至第二穿孔的高度比例为1：2。

7.根据权利要求1所述的晶圆测试针座的改良结构，其特征在于：该上基材与下基材之间设有位于穿置空间内的支撑片，且支撑片上对应于复数第一穿孔及复数第二穿孔位置处设有供复数探针穿过的复数透孔。

8.根据权利要求1所述的晶圆测试针座的改良结构，其特征在于：该针座的上基材及下基材中以斜向方式穿设有复数探针，两个相邻探针一侧穿过的两个第一穿孔的间距大于该两个相邻探针另一侧穿过的两个第二穿孔的间距。

9.一种晶圆测试针座的改良结构，该针座包括上基材、下基材及复数探针，其中该上基材及下基材之间形成有穿置空间，并在上基材表面穿设有复数第一穿孔，而下基材表面则穿设有复数第二穿孔，再在复数第一穿孔及复数第二穿孔中插设有导电材质制成且供电性连接于预设基板及预设待检测晶圆表面上的复数探针，其特征在于：

该上基材的复数第一穿孔底部形成有朝外渐扩的第一导斜孔，而该下基材的复数第二穿孔顶部形成有朝外渐扩的第二导斜孔。

10.根据权利要求9所述的晶圆测试针座的改良结构，其特征在于：该第一穿孔的直径与第一穿孔顶面至第一导斜孔的高度比例为1：10，而第一导斜孔的直径与第一导斜孔底面至第一穿孔的高度比例为1：2；且该第二穿孔的直径与第二穿孔顶面至第二导斜孔的高度比例为1：10，而第二导斜孔的直径与第二导斜孔底面至第二穿孔的高度比例为1：2。