CN208672753U - 探针调整装置、晶圆可靠性测试设备以及探针卡结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种探针调整装置、一种晶圆可靠性测试设备以及一种探针卡结构，所述探针调整装置包括：图像传感器，用于获取探针卡上的探针针尖图像；检测单元，连接至所述图像传感器，用于根据所述图像传感器获取的探针针尖图像，判断所有探针的针尖是否处于同一水平面上，确定位置待调整的探针；调整元件，连接至所述检测单元，用于安装于探针卡和探针之间，并根据检测单元的判断结果，调整探针针尖的高度。所述探针调整装置可自动调整探针针头高度，提高晶圆可靠性测试准确性，避免晶圆受损。

Description

探针调整装置、晶圆可靠性测试设备以及探针卡结构

技术领域

本实用新型涉及半导体技术领域，尤其涉及一种探针调整装置、晶圆可靠性测试设备以及探针卡结构。

背景技术

晶圆可靠性测试(WAT)机台主要由测试仪与探针台组成，在进行电性测试的时候，测试仪会给探针一个输入信号，通过探针与晶圆的接触来达到量测的目的，并且将测量的结果反馈给测试仪。

探针是按照特定顺序被安装在探针卡上面，由于使用过程中，探针因磨损、接触、操作不当等原因会导致探针不平整，若某一根探针受到磨损，则在进行测试过程中，则会与晶圆接触不良；而若某一根探针凸出，则在测试过程中，会与晶圆过接触，而导致晶圆上的测试焊垫受损。

如何在对晶圆进行WAT测试过程中，提高测试准确性，避免晶圆受损，是目前亟待解决的问题。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种探针调整装置、晶圆可靠性测试设备以及探针卡结构，在对晶圆进行WAT测试过程中，提高测试准确性，避免晶圆受损，是目前亟待解决的问题。

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种探针调整装置，包括：图像传感器，用于获取探针卡上的探针针尖图像；检测单元，连接至所述图像传感器，用于根据所述图像传感器获取的探针针尖图像，判断所有探针的针尖是否处于同一水平面上，确定位置待调整的探针；调整元件，连接至所述检测单元，用于安装于探针卡和探针之间，并根据检测单元的判断结果，调整探针针尖的高度。

可选的，所述图像传感器为CIS图像传感器。

可选的，所述探针包括探针悬梁和探针针头，所述探针悬梁一端固定至所述探针卡，另一端与所述探针针头连接。

可选的，所述调整元件在安装于探针卡和探针之间时，调整元件的底座固定于所述探针卡表面；所述调整元件包括可伸缩部，所述可伸缩部设置于所述调整元件的底座上方，顶部支撑住所述探针悬梁，用于在垂直所述探针卡表面方向上进行上升或下降运动，以调整探针悬梁与探针卡之间的距离。

可选的，所述可伸缩部包括一绝缘支柱以及位于所述绝缘支柱与调整元件底座之间的升降电机。

为解决上述问题，本实用新型的技术方案还提供一种晶圆可靠性测试设备，包括上述探针调整装置。

为解决上述问题，本实用新型的技术方案还提供一种探针卡结构，包括：探针卡；探针，包括探针悬梁和探针针头，所述探针悬梁一端固定至所述探针卡，另一端连接至探针针头；调整元件，安装于探针卡和探针悬梁之间，用于调整探针悬梁与探针卡之间的距离。

可选的，所述探针卡为环形的PCB电路板；探针的针头从探针卡中心的空洞伸出至探针卡的另一侧。

可选的，所述调整元件底座固定于所述探针卡表面；所述调整元件包括可伸缩部，用于在垂直所述探针卡表面方向上进行上升或下降运动，以调整探针悬梁与探针卡之间的距离。

可选的，所述可伸缩部包括一绝缘支柱以及位于所述绝缘支柱与调整元件底座之间的升降电机。

本实用新型的探针调整装置能够自动检测探针卡上探针的针尖高度，当针尖高度不一致时，自动对探针进行调整，将针尖高度调整一致，从而在晶圆可靠性测试过程中，提高测试准确性，避免对晶圆造成损伤。

附图说明

图1为本实用新型一具体实施方式的探针调整装置的结构示意图；

图2为本实用新型一具体实施中探针调整装置的图像传感器获取的探针针尖图像的示意图；

图3为本实用新型一具体实施中探针调整装置的图像传感器获取的探针针尖图像的示意图；

图4为本实用新型一具体实施方式的调整元件安装于探针卡和探针之间的结构示意图；

图5为本实用新型一具体实施方式的调整元件的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型提供的探针调整装置、晶圆可靠性测试设备以及探针卡结构的具体实施方式做详细说明。

请参考图1，为本实用新型一具体实施方式的探针调整装置的结构示意图。

所述探针调整装置包括：图像传感器101、检测单元102以及调整元件103。

所述图像传感器101用于获取探针卡上的探针针尖图像。该具体实施方式中，由于需要的图像传感器101的尺寸较小，所述图像传感器101为CIS图像传感器；在其他具体实施方式中，所述图像传感器101还可以为CCD图像传感器。所述图像传感器101可以设置在合适的位置，以获取探针卡上探针的针尖部分的图像。通常探针卡上会具有多根探针，用于在对晶圆进行可靠性测试过程中，连接晶圆上的测试焊垫，如果探针针尖位置不齐，容易对晶圆造成损伤。通过所述图像传感器101获取所述探针卡上的探针针尖部位的图像，以便于检查探针针尖位置。

所述检测单元102，根据所述图像传感器101获取的探针针尖图像，判断所有探针的针尖是否处于同一水平面上，确定位置待调整的探针。

请参考图2为本实用新型一具体实施中，所述图像传感器101获取的探针针尖图像的示意图。

该具体实施方式中，所有探针的针尖高度一致，均处于同一水平面上，无需对探针位置进行调整。

请参考图3为本实用新型一具体实施方式中，，所述图像传感器101获取的探针针尖部位的图像示意图。

其中探针31的针尖位置高于其他探针针尖位置，而探针32的针尖位置则低于其他探针针尖位置。因此，需要将探针31的针尖位置下降，而将探针32的针尖位置抬高，才能使得所有探针的针尖均位于同一水平面上。

因此，检测单元102通过图像传感器101获取的探针针尖图像，就能够判断探针位置是否需要调整，以及确定位置待调整的探针和调整方式。

所述调整元件103，连接至所述检测单元102，用于安装于探针卡和探针之间，并根据检测单元的判断结果，调整探针针尖的高度。由于探针的一端固定于探针卡上，探针针尖的高度可以通过调整探针与探针卡之间的距离进行调整。

请参考图4，为本实用新型的一个具体实施方式中，所述调整元件103安装于探针卡和探针之间的结构示意图。

所述探针卡400为环形的PCB电路板；探针的针头从探针卡中心的空洞伸出至探针卡400的另一侧。所述探针卡400上的探针包括探针悬梁401和探针针头402，探针针头402的端部为针尖。所述探针悬梁401一端可通过固定部(图中未示出)固定至所述探针卡400，所述固定部可以为黏胶、支撑架等结构，并通过焊接将探针悬梁401一端焊接到探针卡400上的焊垫上。所述探针悬梁401的另一端与所述探针针头402连接。所述调整元件103用于安装于所述探针悬梁401与探针卡400之间。每一根探针悬梁401与探针卡400之间均安装所述调整元件103，图4中仅示出部分调整元件103。所述调整元件103可以用于调整所述探针悬梁401与探针卡400之间的距离，从而实现对探针针尖高度的调整。

请参考图5，为本实用新型一具体实施方式的调整元件103的结构示意图。

所述调整元件103包括可伸缩部501和底座502，所述可伸缩部501用于在垂直所述探针卡表面方向上进行上升或下降运动，以调整探针悬梁与探针卡之间的距离。所述调整元件在安装于探针卡和探针之间时，调整元件103的底座固定于所述探针卡400表面，可伸缩部501位于所述探针悬梁401下方，顶部支撑住所述探针悬梁401，当所述可伸缩部501上升时，可将所述探针悬梁401顶起，提高所述探针悬梁401与探针卡400之间的距离，从而抬高对应探针的针尖位置。

在一个具体实施方式中，所述调整元件103的可伸缩部包括一绝缘支柱，以及位于所述绝缘支柱与调整元件底座之间的升降电机。所述绝缘支柱的材料可以为环氧树脂。所述升降电机与检测单元102(请参考图1)连接，所述检测单元102根据探针针尖图像，确定位置待调整的探针及调整方式，控制对应位置处的调整元件103的升降电机升降或下降，从而实现对探针针头高度的调整。

在其他具体实施方式中，所述探针卡、探针还可以为其他结构，针对不同结构的探针卡和探针，可以设置对应结构的调整元件，以实现对探针针头位置的调整。

本实用新型的具体实施方式还提供一种晶圆可靠性测试设备。

所述晶圆可靠性测试设备包括上述的探针位置调整装置。所述晶圆可靠性测试设备在进行测试之前的自检过程中，通过所述探针位置调整装置对探针卡上的探针针头位置进行检测和调整，将探针针尖高度调整至同一水平面上后，通过自检。可以避免后续在对晶圆测试过程中，探针与晶圆的测试焊垫之间的接触不良或对晶圆造成损伤的问题。

本实用新型的具体实施方式还提供一种探针卡结构。

请参考图4，为本实用新型一具体实施方式的探针卡结构的结构示意图。

所述探针卡结构包括：探针卡400；探针，包括探针悬梁401和探针针头402，所述探针悬梁401一端固定至所述探针卡400，另一端连接至探针针头402；调整元件103，安装于探针卡400和探针悬梁401之间，用于调整探针悬梁401与探针卡400之间的距离。

所述探针卡400为环形的PCB电路板；探针的针头从探针卡中心的空洞伸出至探针卡400的另一侧。所述探针卡400上的探针包括探针悬梁401和探针针头402，所述探针悬梁401一端可通过固定部(图中未示出)固定至所述探针卡400，所述固定部可以为黏胶、支撑架等结构，并通过焊接将探针悬梁401一端焊接到探针卡400上的焊垫上。所述探针悬梁401的另一端与所述探针针头402连接。所述调整元件103设置于所述探针悬梁401与探针卡400之间。每一根探针悬梁401与探针卡400之间均安装所述调整元件103，图4中仅示出部分调整元件103。所述调整元件103可以用于调整所述探针悬梁401与探针卡400之间的距离，从而实现对探针针尖高度的调整。

请参考图5，为本实用新型一具体实施方式的调整元件103的结构示意图。

所述调整元件103包括可伸缩部501和底座502，所述可伸缩部501用于在垂直所述探针卡表面方向上进行上升或下降运动，以调整探针悬梁与探针卡之间的距离。调整元件103的底座502固定于所述探针卡400表面，可伸缩部501设置于所述底座502上，位于所述探针悬梁401下方，支撑住所述探针悬梁401。当所述可伸缩部501上升时，可将所述探针悬梁401顶起，提高所述探针悬梁401与探针卡400之间的距离，从而抬高对应探针的针尖位置。

在一个具体实施方式中，所述调整元件103的可伸缩部包括一绝缘支柱，以及位于所述绝缘支柱与调整元件底座之间的升降电机。所述绝缘支柱的材料可以为环氧树脂。当探针卡400上的某一根探针的针头位置需要进行调整时，只需要控制与该探针对应的调整元件103的可伸缩部501的上升或下降，就可以实现对该探针针头位置的调整。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种探针调整装置，其特征在于，包括：

图像传感器，用于获取探针卡上的探针针尖图像；

检测单元，连接至所述图像传感器，用于根据所述图像传感器获取的探针针尖图像，判断所有探针的针尖是否处于同一水平面上，确定位置待调整的探针；

调整元件，连接至所述检测单元，用于安装于探针卡和探针之间，并根据检测单元的判断结果，调整探针针尖的高度。

2.根据权利要求1所述的探针调整装置，其特征在于，所述图像传感器为CIS图像传感器。

3.根据权利要求1所述的探针调整装置，其特征在于，所述探针包括探针悬梁和探针针头，所述探针悬梁一端固定至所述探针卡，另一端与所述探针针头连接。

4.根据权利要求3所述的探针调整装置，其特征在于，所述调整元件在安装于探针卡和探针之间时，调整元件的底座固定于所述探针卡表面；所述调整元件包括可伸缩部，所述可伸缩部设置于所述调整元件的底座上方，顶部支撑住所述探针悬梁，用于在垂直所述探针卡表面方向上进行上升或下降运动，以调整探针悬梁与探针卡之间的距离。

5.根据权利要求4所述的探针调整装置，其特征在于，所述可伸缩部包括一绝缘支柱以及位于所述绝缘支柱与调整元件底座之间的升降电机。

6.一种晶圆可靠性测试设备，其特征在于，包括：

如权利要求1至5中任一项所述的探针调整装置。

7.一种探针卡结构，其特征在于，包括

探针卡；

探针，包括探针悬梁和探针针头，所述探针悬梁一端固定至所述探针卡，另一端连接至探针针头；

调整元件，安装于探针卡和探针悬梁之间，用于调整探针悬梁与探针卡之间的距离。

8.根据权利要求7所述的探针卡结构，其特征在于，所述探针卡为环形的PCB电路板；探针的针头从探针卡中心的空洞伸出至探针卡的另一侧。

9.根据权利要求7所述的探针卡结构，其特征在于，所述调整元件底座固定于所述探针卡表面；所述调整元件包括可伸缩部，用于在垂直所述探针卡表面方向上进行上升或下降运动，以调整探针悬梁与探针卡之间的距离。

10.根据权利要求9所述的探针卡结构，其特征在于，所述可伸缩部包括一绝缘支柱以及位于所述绝缘支柱与调整元件底座之间的升降电机。