CN217639388U - 芯片测试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种芯片测试装置，该装置包括测试机、测试头、承载盘、探针卡和密封件；探针卡设置于测试头，探针卡上设有探针；承载盘设置于测试头的下方，承载盘用于放置待测芯片，承载盘并用于带动待测芯片进行移动，测试头用于带动探针与待测芯片的引脚接触；测试机与测试头电连接，测试机用于在探针与引脚接触时对待测芯片进行测试；密封件设置于测试头和/或承载盘，密封件用于在探针与待测芯片的引脚接触时对探针和待测芯片进行密封。本实用新型的芯片测试装置通过密封件对探针与待测芯片进行密封，使得探针和芯片的引脚上不会结霜，能够对芯片的不同引脚进行不间断测试，能够保证芯片测试时的效率，能够避免引脚或探针结霜带来的问题。

Description

芯片测试装置

技术领域

本实用新型涉及芯片测试技术领域，尤其涉及一种芯片测试装置。

背景技术

在半导体产品的制造过程中，需要经过上百道工艺步骤，晶圆可接受性测试(WaferAcceptance Test，WAT)作为芯片质量的检测工艺扮演着重要的角色，晶圆可接受性测试包括多种测试项目，是验证设计，监控生产，保证质量，分析失效以及指导应用的重要手段。

随着集成电路应用领域扩大，芯片大量用于各种整机系统中。在系统中集成电路往往作为关键器件使用，其质量和性能的好坏直接影响到了系统稳定性和可靠性。因此需要对芯片进行测试，对被测芯片的优良、好坏进行判断。

WAT的目的是通过对晶圆产品上特定的测试结构进行WAT参数电性测试，检测晶圆产品是否符合工艺的规格要求。测试的意义除了判断被测试器件是否合格还可以提供关于制造过程中的有用信息，从而有助于提高成品率，提供有关设计方案薄弱环节的信息，有助于监测设计方面的问题。

但是对芯片进行低温测试时，将温度降到零下一定数值后需要进行规定时间的遇冷操作，预冷结束后芯片及测试器件容易结霜，这种结霜导致不能继续进行测试，影响测试效率。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种芯片测试装置，用以解决测试时芯片及测试器件容易结霜、测试效率低的问题。

本实用新型提供了一种芯片测试装置，该装置包括测试机、测试头、承载盘、探针卡和密封件；所述探针卡设置于所述测试头，所述探针卡上设有探针；所述承载盘设置于所述测试头的下方，所述承载盘用于放置待测芯片，所述承载盘并用于带动所述待测芯片进行移动，所述测试头用于带动所述探针与所述待测芯片的引脚接触；所述测试机与所述测试头电连接，所述测试机用于在所述探针与所述引脚接触时对所述待测芯片进行测试；芯片测试装置设置于所述测试头和/或所述承载盘，所述密封件用于在所述探针与所述待测芯片的引脚接触时对所述探针和所述待测芯片进行密封。

本实用新型的芯片测试装置的有益效果在于：通过所述测试机在所述测试头带动所述探针卡上的探针与所述承载盘上的所述待测芯片的引脚接触时对所述待测芯片的质量进行检测，根据检测结构对所述芯片的优良进行评判，进而能够判断所述芯片是否合格。此外，在所述承载盘和/或所述测试头上设置所述密封件，能够在对芯片进行极限温度测试时，对所述芯片和所述探针所处的空间进行密封，这时对所述探针所处的空间进行极限温度测试，由于所述空间与外界空气隔绝，使得所述探针和所述芯片的引脚上不会结霜，能够对该芯片的不同引脚进行不间断测试，该装置能够保证芯片测试时的效率，能够避免引脚或探针结霜带来的问题。

在一些实施例中，所述密封件包括第一密封部和第二密封部；所述第一密封部设置于所述测试头，所述第二密封部设置于所述承载盘，所述第二密封部中空贯穿设置，且所述第一密封部的外径大于所述第二密封部中空处的直径，所述测试头用于在所述探针与所述引脚接触时使所述第一密封部与所述第二密封部贴合。

其有益效果在于：通过设置所述第一密封部和所述第二密封部，使得所述测试头在带动所述探针卡上的探针与所述引脚接触时，能够使得所述第一密封部的下侧面与所述第二密封部的上侧面抵持，进而使得所述测试头、所述第一密封部、所述第二密封部和所述承载盘形成密封空间，实现对所述芯片和所述探针的密封。

在一些实施例中，所述第一密封部设有与所述探针适配的通过孔，所述探针同轴设置于所述通过孔。其有益效果在于：通过在所述第一密封部上设置所述通过孔，并将所述探针同轴设置于所述通过孔，使得所述第一密封部和所述探针所处的探针卡能够同时设置于所述测试头，实现两者的安装。

在一些实施例中，所述探针包括第一段部和第二段部；所述第一段部设置于所述通过孔内，所述第二段部延伸至所述通过孔下侧。其有益效果在于：通过将所述探针区分为第一段部和第二段部，并将所述第一段部设置于所述通过孔内，将所述第二段部设置于所述第一密封部的下方，能够降低所述探针与密封空间内空气接触的比例，降低所述探针直接与空气接触的面积。

在一些实施例中，所述第二段部的长度为0.01mm至3mm。其有益效果在于：在使用时，探针漏出所述第一密封部的部分即所述第二段部能够与所述探针的引脚接触即能够完成对所述芯片进行测试，据此将所述第二段部的长度设置为越短越好，为了避免芯片封装占用的空间妨碍所述探针与所述引脚接触，将所述第二段部的长度设置为0.01mm至3mm最为合适。

在一些实施例中，所述第一密封部设有第一凹凸纹，所述第二密封部设有与所述第一凹凸纹适配的第二凹凸纹。其有益效果在于：通过在所述第一密封部和所述第二密封部分别设置所述第一凹凸纹和所述第二凹凸纹，能够提升所述第一密封部和所述第二密封部在贴合时的密封效果。

在一些实施例中，所述第一密封部和所述第二密封部均为塑料材料制成。其有益效果在于：由于所述探针通常设置为导电材料或者金属材料，因此将所述密封件设置为塑料材料，使得所述密封件的硬度小于所述探针的硬度，能够降低对所述探针的磨损。此外，将所述密封件设置为塑料材料，能够在所述第一密封部和所述第二密封部进行贴合时，利用塑料的材料特性使得所述第一密封部和所述第二密封部能够变形，降低所述探针需要与所述引脚进行接触的操作精度。

在一些实施例中，还包括高度调整机构；所述高度调整机构设置于所述测试头，所述探针卡设置于高度调整机构，所述高度调整机构用于调整所述探针卡与所述第一密封部的相对位置。其有益效果在于：设置所述高度调整机构对所述探针卡相比于所述第一密封部的位置进行调整，能够在移动时通过所述第一密封件对所述探针的侧壁进行擦拭，或者能够在进行测试前将所述探针隐藏在所述第一密封部内，避免所述探针结霜。

在一些实施例中，还包括温度调整机构；所述温度调整机构与所述密封件密封的空间连通，所述温度调整机构用于调整所述密封件密封的空间的温度。其有益效果在于：通过所述温度调整机构对所述密封空间进行温度的调整，以便于对所述待测芯片进行极限温度的测试。

在一些实施例中，还包括换气机构；所述换气机构与所述密封件密封的空间连通，所述换气机构用于向所述密封件密封的空间充入惰性气体。其有益效果在于：通过所述换气机构将所述密封空间内原有的空气替换为惰性气体，一方面能够除去密封空间内生存的水汽，避免所述探针结霜，另一方面能够降低测试时密封空间内的气体对所述探针和所述引脚的影响。

附图说明

图1为本实用新型第一种实施例中芯片测试装置的结构示意图；

图2为图1中芯片测试装置的剖面结构示意；

图3为本实用新型第二种实施例中密封件和探针的部分结构示意图。

图中标号：

1、测试机；

2、测试头；

3、承载盘；

4、探针卡；401、探针；402、第一段部；403、第二段部；

5、密封件；501、第一密封部；502、第二密封部；503、第一凹凸纹；504、第二凹凸纹；

6、高度调整机构；

7、温度调整机构；

8、换气机构；

9、待测芯片。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。除非另外定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本文中使用的“包括”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。

针对现有技术存在的问题，本实用新型的实施例提供了一种芯片测试装置。

图1为本实用新型第一种实施例中芯片测试装置的结构示意图，图2为图1中芯片测试装置的剖面结构示意。

本实用新型的一些实施例中，参照图1和图2，该芯片测试装置包括测试机1、测试头2、承载盘3、探针卡4和密封件5；所述探针卡4设置于所述测试头2，所述探针卡4上设有探针401；所述承载盘3设置于所述测试头2的下方，所述承载盘3用于放置待测芯片9，所述承载盘3并用于带动所述待测芯片9进行移动，所述测试头2用于带动所述探针401与所述待测芯片9的引脚接触；所述测试机1与所述测试头2电连接，所述测试机1用于在所述探针401与所述引脚接触时对所述待测芯片9进行测试；所述密封件5设置于所述测试头2和/或所述承载盘3，所述密封件5用于在所述探针401与所述待测芯片9的引脚接触时对所述探针401和所述待测芯片9进行密封。

本实用新型的一些具体实施例中，所述测试机1是用于电子与通信技术领域的电子测量仪器。在一些实施例中，所述测试机1与所述测试头2电连接指的是所述测试机1与所述探针卡4电连接。

所述测试头2设有移动机构，所述移动机构竖直设置，所述探针卡4设置于所述移动机构的活动端，所述移动机构能够带动所述探针卡4上下移动。在一些实施例中，在电子电路研发和生产的过程中，经常需要对信号的通断以及质量进行测试分析，测试时需要使用探针401将信号无损的传递给相应的测试系统进行整合分析，以对芯片的优良进行评判。

在一些实施例中，探针卡4是一种测试接口，主要对裸芯进行测试，通过连接测试机1和芯片的引脚，通过传输信号对芯片参数进行测试。

目前芯片讲求轻薄短小，集成电路体积越来越小、功能越来越强、脚数越来越多，为了降低芯片封装所占的面积与改善集成电路效能，现阶段覆晶(Flip Chip)方式封装普遍被应用于绘图芯片、芯片组、存储器及中央处理器(

Central Processing Unit，CPU)等。为了保证芯片的使用性能，需要在封装前进行芯片测试，将不良品芯片进行舍弃，可节省封装成本。

在一些实施例中，所述承载盘3设有平面移动机构，所述待测芯片9放置于所述承载片的平面移动机构上，所述平面移动机构能够带动所述待测芯片9进行前后、左右方向的移动。在一些实施例中，由于同一块芯片上的引脚通常设置为多个，在一次测试中通常无法对所有引脚连接的集成电路进行测试，需要设置所述平面移动机构带动所述待测芯片9移动，使得所述待测芯片9的不同引脚与所述探针401进行接触，进而能够测试所述待测芯片9上不同引脚连接的集成电路的好坏。

使用时，所述测试机1用于产生电信号，将探针卡4上的探针401直接与芯片上的焊垫或凸块直接接触，引出芯片讯号，再配合测试机1与承载盘3达到自动化量测的目的。探针卡4应用在芯片的集成电路尚未封装前，针对裸晶系以探针401做功能测试，筛选出不良品、再进行之后的封装工程。

在一些实施例中，所述密封件5固定设置于所述承载盘3，且所述密封件5环绕设置于所述待测芯片9周侧，所述密封夹内的底面与所述承载盘3密封设置。当所述测试头2带动所述探针401与所述芯片的引脚接触时，所述测试头2的底面与所述密封件5的顶面密封贴合设置，此时所述密封件5、所述承载盘3和所述测试头2围绕成密封空间，对所述探针401和所述待测芯片9进行密封。这样，对所述待测芯片9进行低温测试时，外部空气无法与所述探针401所述引脚接触，使得所述探针401和所述引脚无法结霜或结霜可能性小，能够前后无间断的进行不同引脚的电性测试。

值得说明的是，在一些实施例中，所述承载盘3上设有所述换气机构8，所述换气机构8与气源连通，所述气源为惰性气体的压缩气，所述换气机构8与所述密封空间连通。使用时，开启所述换气机构8将所述惰性气体输送至所述密封空间内，同时在所述密封空间的组成结构上设置排气管路，将所述密封空间内原有的空气排出，彻底去除所述密封空间内存在的水汽。在一些实施例中，所述排气管路设有控制阀，当所述密封空间内的空气被排出至一定程度后，通过所述控制阀对所述排气管路进行密封。

在一些实施例中，所述承载盘3上还设有温度调整机构7，所述温度调整机构7为降温机构或制冷机构。当需要对所述待测芯片9进行低温测试时，通过所述温度调整机构7将所述密封空间内的温度调整至指定温度。在一些实施例中，所述温度调整机构7将所述密封空间内的温度调整至零下40℃。

此外，在一些实施例中，所述密封件5也可以仅设置于所述测试头2。

本实用新型的一些实施例中，参照图1和图2，所述密封件5包括第一密封部501和第二密封部502；所述第一密封部501设置于所述测试头2，所述第二密封部502设置于所述承载盘3，所述第二密封部502中空贯穿设置，且所述第一密封部501的外径大于所述第二密封部502中空处的直径，所述测试头2用于在所述探针401与所述引脚接触时使所述第一密封部501与所述第二密封部502贴合。

本实用新型的一些具体实施例中，所述第一密封部501呈块状设置，所述有与所述探针401适配的通过孔，所述探针401同轴设置于所述通过孔，所述第一密封部501的顶面密封贴合固定设置于所述测试头2，所述探针401的底端延伸至所述第一密封部501的下侧。所述第一密封部501呈圆饼状或椭圆饼状设置，所述第二密封部502呈圆管状或椭圆管状设置，所述第一密封部501的外沿所覆盖的范围大于所述第二密封部502的中空处的内沿所覆盖的范围。所述第一密封部501在所述测试头2的驱动下与所述第二密封部502的顶面贴合时，对所述第二密封部502的中空处的空间进行密封。

在一些实施例中，所述承载盘3设有凹槽，所述凹槽位于所述测试头2的正下方，所述凹槽用于放置所述晶圆，所述第二密封部502设置于所述凹槽的底面或所述承载盘3的顶面，且所述密封空间由所述第二密封部502的中空处和所述凹槽所形成的空间共同组成。

在一些实施例中，当所述第一密封部501和所述第二密封部502未设置为圆形时，所述第一密封部501的外径大于所述第二密封部502中空处的直径指的是所述第一密封部501能够盖合所述第二密封部502的中空处。

在一些实施例中，所述第一密封部501也可以设置为与所述第二密封部502相似的管状结构。

本实用新型的一些实施例中，参照图1和图2，所述探针401包括第一段部402和第二段部403；所述第一段部402设置于所述通过孔内，所述第二段部403延伸至所述通过孔下侧。

本实用新型的一些具体实施例中，所述第一段部402的顶面连接至所述探针卡4，所述第一段部402的底面延伸至所述第一密封部501的下表面，所述第二段部403与所述第一段部402相连，且所述第二段部403位于所述第一段部402的下侧，即所述第二段部403位于所述第一密封部501的下侧。在一些实施例中，所述第一段部402的直径与所述通过孔的直径相等。通过将所述第二段部403设置于所述第一密封部501的下侧，将所述第一段部402设置于所述第一密封部501内，能够降低所述探针401裸露在空气内的面积。

在一些实施例中，所述探针401的数量设置为多个，同理所述通过孔的数量也设置为多个，且各个所述探针401分别与各个所述通过孔同轴设置。

本实用新型的一些实施例中，参照图2，所述第二段部403的长度为0.01mm至3mm。

本实用新型的一些具体实施例中，所述第二段部403的长度为1.5mm。在一些实施例中，所述第二段部403的长度为0.01mm或3mm。

图3为本实用新型第二种实施例中密封件5和探针401的部分结构示意图。

本实用新型的一些实施例中，参照图1至图3，所述第一密封部501设有第一凹凸纹503，所述第二密封部502设有与所述第一凹凸纹503适配的第二凹凸纹504。

本实用新型的一些具体实施例中，所述第一密封部501设有圆形凹槽，所述第二密封部502上设有与所述圆形凹槽的直径和深度均相等的圆形凸起。

在一些实施例中，所述第一凹凸纹503和所述第二凹凸纹504均为锯齿状结构。

本实用新型的一些实施例中，参照图1，所述第一密封部501和所述第二密封部502均为塑料材料制成。

本实用新型的一些具体实施例中，所述第一密封部501和所述第二密封部502的制成材料为耐低温的塑料材料。在一些实施例中，所述第一密封部501和所述第二密封部502的制成材料为橡胶或聚合物。

本实用新型的一些实施例中，参照图2，还包括高度调整机构6；所述高度调整机构6设置于所述测试头2，所述探针卡4设置于高度调整机构6，所述高度调整机构6用于调整所述探针卡4与所述第一密封部501的相对位置。

本实用新型的一些具体实施例中，所述高度调整机构6与所述移动机构结构相同，所述高度调整机构6设置于所述移动机构的活动部，所述探针卡4固定设置于所述高度调整机构6的底面，所述探针401固定设置于所述探针卡4。

在一些实施例中，所述高度调整机构6为电缸或气缸。

虽然在上文中详细说明了本实用新型的实施方式，但是对于本领域的技术人员来说显而易见的是，能够对这些实施方式进行各种修改和变化。但是，应理解，这种修改和变化都属于权利要求书中所述的本实用新型的范围和精神之内。而且，在此说明的本实用新型可有其它的实施方式，并且可通过多种方式实施或实现。

Claims (10)

1.一种芯片测试装置，其特征在于，包括测试机、测试头、承载盘、探针卡和密封件；

所述探针卡设置于所述测试头，所述探针卡上设有探针；

所述承载盘设置于所述测试头的下方，所述承载盘用于放置待测芯片，所述承载盘并用于带动所述待测芯片进行移动，所述测试头用于带动所述探针与所述待测芯片的引脚接触；

所述测试机与所述测试头电连接，所述测试机用于在所述探针与所述引脚接触时对所述待测芯片进行测试；

所述密封件设置于所述测试头和/或所述承载盘，所述密封件用于在所述探针与所述待测芯片的引脚接触时对所述探针和所述待测芯片进行密封。

2.根据权利要求1所述芯片测试装置，其特征在于，所述密封件包括第一密封部和第二密封部；

所述第一密封部设置于所述测试头，所述第二密封部设置于所述承载盘，所述第二密封部中空贯穿设置，且所述第一密封部的外径大于所述第二密封部中空处的直径，所述测试头用于在所述探针与所述引脚接触时使所述第一密封部与所述第二密封部贴合。

3.根据权利要求2所述芯片测试装置，其特征在于，所述第一密封部设有与所述探针适配的通过孔，所述探针同轴设置于所述通过孔。

4.根据权利要求3所述芯片测试装置，其特征在于，所述探针包括第一段部和第二段部；

所述第一段部设置于所述通过孔内，所述第二段部延伸至所述通过孔下侧。

5.根据权利要求4所述芯片测试装置，其特征在于，所述第二段部的长度为0.01mm至3mm。

6.根据权利要求2所述芯片测试装置，其特征在于，所述第一密封部设有第一凹凸纹，所述第二密封部设有与所述第一凹凸纹适配的第二凹凸纹。

7.根据权利要求2所述芯片测试装置，其特征在于，所述第一密封部和所述第二密封部均为塑料材料制成。

8.根据权利要求2所述芯片测试装置，其特征在于，还包括高度调整机构；

所述高度调整机构设置于所述测试头，所述探针卡设置于高度调整机构，所述高度调整机构用于调整所述探针卡与所述第一密封部的相对位置。

9.根据权利要求1所述芯片测试装置，其特征在于，还包括温度调整机构；

所述温度调整机构与所述密封件密封的空间连通，所述温度调整机构用于调整所述密封件密封的空间的温度。

10.根据权利要求1所述芯片测试装置，其特征在于，还包括换气机构；

所述换气机构与所述密封件密封的空间连通，所述换气机构用于向所述密封件密封的空间充入惰性气体。

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