TW201625957A

TW201625957A - 半導體元件測試連接機構

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Publication number: TW201625957A
Application number: TW104101108A
Authority: TW
Inventors: 吳國榮
Original assignee: 京元電子股份有限公司
Priority date: 2015-01-13
Filing date: 2015-01-13
Publication date: 2016-07-16
Also published as: TWI548877B

Abstract

本發明係有關於一種半導體元件測試連接機構，用於連接一測試頭及一針測機，包括有一支撐部、一主體部及一套環部。支撐部固設於測試頭，包括有一連結板及複數滑柱，每一滑柱係分別固設於連結板。主體部包括一具有複數滑槽之結構主體、複數緩衝件及複數卡扣件，每一緩衝件係連接連結板及結構主體。卡扣件係配合固設於針測機上之套環部，其具有可分別與每一卡扣件卡接之複數卡扣槽，以及可分別滑設每一導引柱之複數斜向槽。藉此，增進使用者安裝、維修及取放探針卡之便利性，同時可使結構主體水平搭接針測機，提高連接定位之精準度。

Description

半導體元件測試連接機構

本發明係關於一種半導體元件測試連接機構，尤指一種適用於連結測試頭與針測機之半導體元件測試連接機構。

關於習知半導體元件測試連接機構存在了幾項缺失，首先光源供應裝置阻擋了探針卡的取放路徑，使得操作人員每次都必須將光源供應裝置移開後，才能進行更換作業，便利性有待加強。其次，此種連接對位方式，缺乏緩衝及調整機制，在連接定位過程中易產生偏差，精準度不高。再者，電路板上須利用各種排線與測試頭作連接，在維修過程中，易拉扯或彎折而導致傳輸之測試訊號異常，降低測試的穩定性。

發明人緣因於此，本於積極發明之精神，亟思一種可以解決上述問題之半導體元件測試連接機構，幾經研究實驗終至完成本發明。

本發明之主要目的係在提供一種半導體元件測試連接機構，該連接機構之結構主體係設置於測試頭上，故二者可依一樞轉軸進行同軸翻轉，有別於傳統結構主體與針測機相連之設計模式，藉此便於使用者安裝、維修及取放探針卡，同時藉由連接時之微調機構，使得結構主體能水平搭接針測機，提高連接定位之精準度。

為達成上述目的，本發明之半導體元件測試連接機構，用於連接一測試頭及一針測機，包括有一支撐部、一主體部及一套環部。支撐部固設於測試頭，包括有一連結板及複數滑柱，每一滑柱係分別固設於連結板，藉以作為主體部滑動時之滑移軌道。主體部包括一具有複數滑槽之結構主體、複數緩衝件及複數卡扣件，每一緩衝件係連接連結板及結構主體，可作為結構主體與針測機連結及卸除時之微調緩衝機制，而每一卡扣件係設置於結構主體上，提供一卡扣單元部件，在本發明中可為一插銷，使得結構主體與套環部可相連結。上述卡扣件係配合固設於針測機上之套環部，其具有可分別與每一卡扣件卡接之複數卡扣槽，以及分別滑設每一導引柱之複數斜向槽。藉此，利用旋轉卡合的方式將二者固定結合。

此外，上述主體部可更包括一光源供應裝置，其設置於結構主體之一容置空間中，並電連接測試頭。該光源供應裝置可為LED光源，係作為影像測試之光源供應裝置。藉此，將光源供應裝置設置於主體部可提升更換或檢測探針卡之便利性，同時妥善利用結構裝置內之容置空間。

上述主體部可更固設有複數電路板，其環繞設置於結構主體之側表面上，並電連接測試頭。其中，電路板係用來進行影像測試，其裸露固定於結構主體之側表面上，可增加散熱效果及便於檢查電路板之外觀狀況。

其中，上述光源供應裝置可更包括複數定位孔，其對應連接針測機之複數定位銷。該每一電路板更包括複數插槽，其可對應連接該針測機之複數定位接點。藉此，可將結構主體之各部件更精準的卡接於針測機上，提供最完善之檢測環境，同時也可避免光源供應裝置發生漏光的情形產生。

再者，上述每一緩衝件可為一彈簧，利用彈簧伸縮形變的特性，可改善結構主體對位接合針測機時之不均勻施力或不平整狀態。更進一步，上述每一緩衝件可為一氣壓缸，藉由氣壓活塞桿與氣墊氣體的交互作用，提供縱向上之緩衝調整，可同樣改善結構主體對位接合針測機時之不均勻施力或不平整狀態。

上述每一滑槽內可分別設置一包覆於滑柱之彈性元件。藉此，提供結構主體對位接合針測機時在水平方向上之緩衝位移，增進接合之精準度。

以上概述與接下來的詳細說明皆為示範性質是為了進一步說明本發明的申請專利範圍。而有關本發明的其他目的與優點，將在後續的說明與圖示加以闡述。

1‧‧‧半導體元件測試連接機構

10‧‧‧半導體元件測試裝置

101‧‧‧支撐臂

102‧‧‧樞轉軸

2‧‧‧支撐部

20‧‧‧測試頭

21‧‧‧連結板

22‧‧‧滑柱

23‧‧‧彈性元件

3‧‧‧主體部

31‧‧‧結構主體

311‧‧‧滑槽

312‧‧‧容置空間

32‧‧‧緩衝件

33‧‧‧卡扣件

4‧‧‧套環部

40‧‧‧針測機

401‧‧‧定位銷

402‧‧‧定位接點

41‧‧‧卡扣槽

42‧‧‧斜向槽

43‧‧‧導引柱

5‧‧‧光源供應裝置

51‧‧‧定位孔

52‧‧‧抵推件

6‧‧‧電路板

61‧‧‧插槽

7‧‧‧探針卡

9‧‧‧半導體元件測試連接機構

902‧‧‧樞轉軸承

931‧‧‧結構主體

94‧‧‧針測機

941‧‧‧定位銷

942‧‧‧插槽

95‧‧‧光源供應裝置

96‧‧‧電路板

圖1係本發明一較佳實施例之半導體元件測試連接機構之接合狀態立體圖。

圖2係本發明一較佳實施例之半導體元件測試連接機構之分離狀態立體圖。

圖3係圖2之半導體元件測試連接機構之分離狀態之局部放大圖。

圖4係本發明一較佳實施例之半導體元件測試連接機構之鎖定狀態之A-A剖視圖。

圖5係本發明一較佳實施例之半導體元件測試連接機構之卸除狀態之A-A剖視圖。

圖6係本發明一較佳實施例之半導體元件測試連接機構之鎖定狀態之A-A局部剖視圖。

圖7係本發明一較佳實施例之半導體元件測試連接機構之卸除狀態之A-A局部剖視圖。

圖8係本發明另一較佳實施例之半導體元件測試連接機構之立體圖。

請參閱圖1至圖3，係本發明一較佳實施例之半導體元件測試連接機構之接合狀態立體圖、分離狀態立體圖及分離狀態之局部放大圖。圖1~3中出示一種半導體元件測試連接機構1，係設置於一半導體元件測試裝置10中，主要用於連接該裝置之一測試頭20及一針測機40，其中，測試頭20係以一支撐臂101樞設於針測機40之一樞轉軸102上，然而，因半導體元件測試連接機構1之一結構主體31係設置於測試頭20上，故二者可依所述之樞轉軸102進行同軸翻轉，有別於傳統結構主體與針測機相連之設計模式，其翻轉的情形可對照圖1及圖2所示。

接著，請參閱圖2及圖3，本發明之半導體元件測試連接機構1主要包括三大部分，包括有固設於測試頭20之一支撐部2、在外表面裝設有電路版6之主體部3以及固設於針測機40之一套環部4。前述之電路板6，係以裸露結構之配置方式設置於主體部3上，可增加散熱效果及便於檢查電路板之外觀狀況。

測試頭20之支撐部2，係以一連結板21將下方連接機構之主體部3支撐固定於測試頭20上，同時在連結板21上另固設有四支滑柱22，藉以作為主體部3滑動時之滑移軌道。

再著，主體部3包括一具有複數滑槽311(如圖4所示)之結構主體31、複數緩衝件32及複數卡扣件33，在本實施例中，上述緩衝件32係為一彈簧，但不以此為限，舉凡可提供結構主體31一緩衝作用力之構件，例如：氣壓缸等元件，皆在本發明保護之專利範圍內。而所述每一緩衝件32係以掛勾連接連結板21及結構主體31。另外，每一卡扣件33係設置於該結構主體31上，提供一卡扣單元部件，在本發明中可為一插銷，使得結構主體31與套環部4可相連結。主體部3之結構主體31係為一中空架體，其具有一容置空間312，可供存放不同的測試套件，在本實施例中，上述容置空間312設有一光源供應裝置5，其為一LED光源，並電連接測試頭20，作為影像測試之光源供應。

以上為與測試頭20相連接之各部構件，再次強調上述結構係以樞轉軸102為樞轉軸線，具備可同軸翻轉之特性，且至少可翻轉90度以上。接著，請再次參閱圖2及圖3，設置於針測機上之套環部4包括有複數卡扣槽41及複數斜向槽42，其中，複數卡扣槽41在結構主體31與套環部4上下接合的過程中，會先與卡扣件33先行卡合，使得套環部4與結構主體31成為一體的結構後，再利用旋轉卡合的方式，使得上述結構得以透過複數導引柱43分別沿著每一斜向槽42之軌跡向下滑移，而完成整體性之接合作業。

請參閱圖4及圖5，係本發明一較佳實施例之半導體元件測試連接機構之鎖定狀態之A-A剖視圖及卸除狀態之A-A剖視圖。如前所述，在本發明中，當複數卡扣槽41與卡扣件33先行卡合完畢後，為了達成水平接合之步驟，在過程中會包括有以下兩種情況，其一為鎖定狀態、其二為卸除狀態。

在鎖定狀態下，如圖4所示，整個結構主體31及套環部4已接合下方針測機40，該每一斜向槽42對應一旁的導引柱43進行相對滑移而達到鎖定狀態，此時在縱向上，連結支撐部2與結構主體31之緩衝件32將隨著整體位置向下移動而跟著被拉長，使得連結板21及結構主體31之間間隔一距離D，在本實施例中可達30公釐。在橫向上，因本發明之連接機構係透過複數滑柱22在複數滑槽311滑移，且二者之間填充有彈性元件23，在本實施例中，在滑柱22外包覆有一彈簧，係可有效防止不必要的橫向偏移，增進對位的精確性。

在卸除狀態下，如圖5所示，整個結構主體31及套環部4已脫離下方針測機40，該每一斜向槽42對應一旁的導引柱43進行相對滑移而回到卸除狀態，此時在縱向上，連結支撐部2與結構主體31之緩衝件32隨著整體位置向上移動而恢復原長，使得套環部4及針測機40表面之間間隔一距離D，在本實施例中可達30公釐。藉此，藉由上述微調緩衝機構，使得結構主體在一穩定狀態中能夠水平搭接針測機，提高連接定位之精準度。

更進一步，請參閱圖6及圖7，係本發明一較佳實施例之半導體元件測試連接機構之鎖定狀態之A-A局部剖視圖及卸除狀態之A-A局部剖視圖，亦可同時參閱圖3，其包含內部之結構特徵。如圖6所示，光源供應裝置5係位於結構主體31之一容置空間312中。在鎖定狀態下，為了避免測試中發生光源漏光的現象產生，必須確保所述光源供應裝置5能緊貼針測機40中之一探針卡7。因此，除了在光源供應裝置5之外殼上設置複數定位孔51藉以對位針測機40之複數定位銷401之外，本發明在結構主體31 與光源供應裝置5另設有複數抵推件52，在本實施例中同樣為複數彈簧，藉由彈簧的壓縮推力將上述二者彼此密合，可有效避免光源漏光的現象。此外，在探針卡7上包括複數定位接點402，在鎖定狀態下可對應連接每一電路板6之插槽61，使得電路板6係以垂直方向插入水平置放之探針卡7之插槽61中，俾能提供影像偵測訊號進入連接於探針卡之晶圓中，藉以篩選出不良品以利進行後續之封裝工程。

同理，如圖7所示，在卸除狀態下，當結構主體31與套環部4向上移動前述之距離D後，不論在光源供應裝置5之定位孔51或在電路板6上之插槽61，皆會與對應之定位銷401及定位接點402脫離，此外，複數抵推件52可恢復至原長度，懸吊該光源供應裝置5。藉由上述設計，本發明之半導體元件測試連接機構可將結構主體之各部件更精準的卡接於針測機上，提供最完善之檢測環境，同時也可避免光源供應裝置發生漏光的情形產生。

如圖8所示，係本發明另一較佳實施例之半導體元件測試連接機構之立體圖。半導體元件測試連接機構9設置於一針測機94(Prober)上，主要包括有一結構主體931、複數電路板96以及相對應之定位銷941與插槽942。其中，該結構主體931係樞設於一樞轉軸承902上，使得結構主體931係為一種單邊固定之上掀式蓋體，並於其四周固設有複數電路板96，該電路板電連接測試頭，藉以提供影像測試訊號控制。此外，當結構主體931蓋回針測機94時，將上述結構主體931及電路板96對應卡合至定位銷941及插槽942，完成後即可進行測試作業；反之當結構主體931處於上掀狀態且將光源供應裝置95移開後，即可進行探針卡的更換作業，或針對內部構件進行維修或更新。

上述實施例僅係為了方便說明而舉例而已，本發明所主張之權利範圍自應以申請專利範圍所述為準，而非僅限於上述實施例。