CN213023246U - 一种晶圆测试探针卡 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种晶圆测试探针卡，包括底层PCB板，在底层PCB板上固定设置有测试探针，所述测试探针包括中空的探针柱、探针头，所述探针柱一端连接PCB板，另一端连接所述探针头，所述探针柱形同气缸结构，往探针柱中通入气压，活塞推动探针向下移动，当探针和焊盘接触时探针会产生形变，当形变的力大小达到测试所需要的力大小时，接触良好，针停止移动，此时的力与测试所需要的接触力相等，测试完成时，关闭气压，活塞带动针返回原来位置。本实用新型所述的探针卡可以在不增加损坏产品风险的基础上，控制每根探针在测试时接触力的大小与所需要的力相等，最大程度上减少接触不良问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及半导体晶圆级老化测试领域内的装置，特别是一种结构新颖的晶圆测试探针卡。
背景技术
探针卡是晶圆级测试中必不可少的硬件装置。它主要用于将探针卡上的探针与芯片上的焊盘或凸点直接接触，作为电子测试系统与待测晶圆之间的接口，提供两者之间电讯号通信的路径，以达成自动化量测的目的，有利于晶粒在切割与封装前进行晶圆级电路的测试与验证。传统的探针卡结构如图1所示，在这样的结构设计下，每一根作为信号传导的针除了本身的材质必须要能够耐受一定的信号电流之外，对于在高低温测试的条件下形变的幅度也必须是在一定的规格内。然而，探针卡和晶圆的接触控制难度非常高。除此之外，探针卡对于水平度的要求也非常高。因此现有的探针卡在使用过程中存在至少以下问题：
（1）测试中经常出现接触不良和扎坏产品的问题。
（2）由于对于探针卡水平度的要求也非常高，严重增加了探针台的成本。
（3）在多处并发测试过程中，传统的探针卡需要搭配平整度和可调性非常高的探针台，调整过程非常复杂，严重影响测试效率。
在目前现有对于探针卡的设计情况下，上述的3个主要问题无法被同时兼顾。也就是说，测试实用性和成本的整体考虑下，目前传统的探针卡设计无法满足用户的基本需求。迫切需要一种构造简单、成本低廉便于推广的设计方式来确保探针卡的实用性与测试的可靠性。
实用新型内容
实用新型的目的：本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种晶圆测试探针卡。
技术方案：本实用新型公开了一种晶圆测试探针卡，包括底层PCB板，在底层PCB板上固定设置有测试探针，所述测试探针包括中空的探针柱、探针头，所述探针柱一端连接PCB板，另一端连接所述探针头，所述探针柱形同气缸结构，往探针柱中通入气压，活塞推动探针向下移动，当探针和焊盘接触时探针会产生形变，当形变的力大小达到测试所需要的力大小时，接触良好，针停止移动，此时的力与测试所需要的接触力相等，测试完成时，关闭气压，活塞带动针返回原来位置。
有益效果：本实用新型所述的晶圆测试探针卡，可以在不增加损坏产品风险的基础上，控制每根探针在测试时接触力的大小与所需要的力相等，最大程度上减少接触不良问题。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做更进一步的具体说明，本实用新型的上述和/或其他方面的优点将会变得更加清楚。
图1 为本实用新型探针卡的俯视图；
图2 为本实用新型探针卡的侧视图；
图3 为本实用新型探针卡中心区域侧视图；
图4 为本实用新型探针卡中心区域俯视图。
具体实施方式
探针卡设计结构主要包含两个部分：探针以及作为信号走线的印刷电路板。 在执行晶圆级测试时探针卡必须搭配合适的探针台使用，才能自动完成测试。整个探针卡搭配探针台完成在晶圆上的一个待测物 （芯片或者是测试结构）的动作循环可以拆解为下列的步骤：
（1）探针卡被固定在探针台上的测试头。同时晶圆也被探针台内具有真空吸附功能的托盘承载着。
（2）当要进行测试时，承载晶圆的托盘会往上顶来让晶圆上的焊盘能够和探针卡接触以进行测试机-探针台-芯片之间的信号传输达成测试的功能。
（3）当一个芯片测试完成后，承载着晶圆的托盘会往下降然后移动到下一个待测试的芯片位置时在往上顶进行和探针卡的接触。
（4）接下来所谓的自动测试就是循环上述步骤1 到步骤3 直到这片晶圆上所定义的芯片都完成测试后，探针台会藉由机械手臂把这一片晶圆退出到承载众多晶圆的晶舟盒内然后再取出另外一片到真空托盘上进行测试。
在不增加损坏产品风险的基础上，为了增加探针卡上对于每一根针在与晶圆接触的可调性与可靠性，可以使每一根针与晶圆在水平方向上是一致的。这样才能够使得信号的传导不会因为接触的问题导致有开路的情况来提高测试效率。
本实用新型公开了一种晶圆测试探针卡，如图1-2分别为本实用新型探针卡的俯视图与侧视图，圆圈部分为探针卡的中心区域，如图3-4本实用新型探针卡中心区域侧视图与俯视图，包括底层PCB板，在底层PCB板上固定设置有测试探针，所述测试探针包括中空的探针柱、探针头，所述探针柱一端连接PCB板，另一端连接所述探针头，所述探针柱形同气缸结构，往探针柱中通入气压，活塞推动探针向下移动，当探针和焊盘接触时探针会产生形变，当形变的力大小达到测试所需要的力大小时，接触良好，针停止移动，此时的力与测试所需要的接触力相等，测试完成时，关闭气压，活塞带动针返回原来位置。通过这种方式，可以在不增加损坏产品风险的基础上，控制每根探针在测试时接触力的大小与所需要的力相等，最大程度上减少接触不良问题。
本实用新型提供了一种晶圆测试探针卡的思路及方法，具体实现该技术方案的方法和途径很多，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来说，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。本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。
Claims (1)
1.一种晶圆测试探针卡，其特征在于，包括底层PCB板，在底层PCB板上固定设置有测试探针，所述测试探针包括中空的探针柱、探针头，所述探针柱一端连接PCB板，另一端连接所述探针头，所述探针柱形同气缸结构，往探针柱中通入气压，活塞推动探针向下移动，当探针和焊盘接触时探针会产生形变，当形变的力大小达到测试所需要的力大小时，针停止移动，此时的力与测试所需要的接触力相等，测试完成时，关闭气压，活塞带动针返回原来位置。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN114034894A (zh) * | 2021-11-19 | 2022-02-11 | 法特迪精密科技（苏州）有限公司 | 一种垂直探针卡装置及其检测方法 |
| CN115792557A (zh) * | 2023-02-03 | 2023-03-14 | 苏州联讯仪器股份有限公司 | 用于晶圆级可靠性测试的探针安装结构及可靠性测试系统 |
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| CN114034894A (zh) * | 2021-11-19 | 2022-02-11 | 法特迪精密科技（苏州）有限公司 | 一种垂直探针卡装置及其检测方法 |
| CN114034894B (zh) * | 2021-11-19 | 2022-04-26 | 法特迪精密科技（苏州）有限公司 | 一种垂直探针卡装置及其检测方法 |
| CN115792557A (zh) * | 2023-02-03 | 2023-03-14 | 苏州联讯仪器股份有限公司 | 用于晶圆级可靠性测试的探针安装结构及可靠性测试系统 |
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