TW526328B - Apparatus for coupling a test head and probe card in a wafer testing system - Google Patents

Description

>26328 五、發明說明~ΰ7 技術範圍 用以 =發明係關於晶圓測試系統及 輛合晶圓測試季統中之，、aii 4 _s tt j锊別地，關於 背景資訊 、、.，中之測试頭及探針板之裝置。 日:日:演】試系'統典型地包括 j包括-接點圖樣用於在一半導體2 :針板。此探針 子地探測的部分。此 aa ®上的積體電路之電 接點以完成在藉牌+ ^ °ι頭被.、且成以驅動此探針板的各種 兀风在積體電路中特別 ^ ^ ^間，此測試頭經由此探針接=—測試程序的 :輪出信㉟。此輸出信號表示在自此積體電路 ;情況中，-特別的測試程序是體電路及，在某 探針板及/或測試頭對於不同的積被組成。因此，此 被改變。 積収包路及測試程序必須 此測試頭和探針板用一耦合 高庐"沾留- 衣置，經常稱為一 ”彈箬單 门矯的早兀，電子地彼此連接。 ^ 评“早 此測試頭，或某些結合於此 b、育早南踏早兀喻接 合結構。此强笼。。古择留_ — '碩，和此探針板的中間耦 列，稱為彈笼=ί :;腳^ I括一彈簧負載之接點的陣 子地耦人，：早此彈簧單高蹯插腳被安排以電 丁地揭合在此探針板上的接點 點。此彈簧單高驕插腳的彈菩測試頭上相關的接 探1接點的均…生。當此測試頭和此 躁插腳的恩早南Γ早70喻接以使受到正對此彈簧單高 踏插腳的昼力時，此插腳相應於—彈簧力其加強耗合壓

526328 五、發明說明（2) 力。此插腳的彈力通常確保適當耦合的壓力不管此測試頭 或探針板的平面資訊在一測試程序期間。 摘要 本發明指出一種用以耦合晶圓測試系統中之測試頭及探-針板之裝置。此耦合裝置結合若干特徵其貢獻於控制的阻/ 抗和降低的串音干擾。因此，此耦合裝置特別地有利於高 速測試應周。此耦合裝置可以包括，例如，一不連續導體 線管的陣列其含有個別的導電元件，像彈簧單高矯插腳。 此線管可以被絕緣，如果希望的話，以降.低漏電。此線管 可以由金屬製造，而終止在介電質介面平板用於改善的阻鲁 抗匹配。可以提供除法器元件以物理地和電地隔絕相鄰列 的導體線管。同樣地，相鄰的導電元件可以被連接以載地 和信號電位以一交替的方法，像在一共同列的信號承載元 件彼此被一地承載元件所分開。 在一種具體裝置中，本發明提供一種用以耦合晶圓測試 系統中之測試頭及探針板之裝置，此裝置包含一具有第一 插座的第一平板，一具有第二插座的第二平板，延伸於此 第一平板和第二平板之間的導管，每一導管具有一第一端 點置於此第一接點之一，和一第二端點置於此第二接點之 一，而電子的導電構件置於此導管内，每一導電構件具有® 一第一端點易經由此第一插座之一而達到，和一第二端點 易經由此第二插座之一而達到。 在另一具體裝置中，本發明提供一種用以耦合晶圓測試 系統中之測試頭耦合結構及探針板耦合結構之裝置，此裝’

526328 發明說明（3) 包含一具有第—插座的苐一介電杯… 的第二介電質平板，延伸於此二平板，一具有 導管，每一導管具有一苐一端點:平板和第二平被;插 和一第二端點置於此第二插座之〜置於此苐一插座之—間 = ϊ置，電子遮蔽構件置於此ί:此延長的導管通 α此降低电子的串音千擾，而此 ·β之相鄰列之η 管内，每一導雷右 的導電構株罢 3 一而、查蚣包構件具有弟—蠕點易續^楫件置於此導 而達到，和—第二端點易經由 厶由此苐—插 .^ ^ /、粗裝置中，本發明提供—種坐之—而達到。 詈，:之測試頭耦合結構及探針板輛合妗=耦合晶圓測試 匕，具有第—插座的第一介電質 之裝置，此^ 第二介電質平板，延伸於此第二也反，—具有第- 的導管 一- 和一第 地放置 e , ^ ·对约經由此 易經由此第二插座之 另一邕Φ。 < 五、 置 座 的 和

系統中之測試頭耦 罟幻人具有第一插座的第 介電質平板，延伸…〜乐—平*管具有一第一#點置 ：：板 此第二插座之一，甘七 插座之^，一 · ..... I +此導營沾A 每 端 於此弟二猶座之—，复 ^ ^ ^ ~ 電子的導電構件置於此導管^管通常片 經由此第一插座之一而達二，2押 插庙夕—工·達到 U+ , 第二 ▼ Ν % Ί丁 、點易經由此第 Ά阳此第— U運到，和一裳 另-導電構之-而達到，其中在每-列導：. 之間的導電二：Ϊ: Ϊ同接地信號及此介於另-導：^而此電子的導電= 此降低電子的串； 串音干擾。 構件置於此導管内，因此降低電 在—韻外的呈稱 包含〜具有第二插：置巾，本發明提供-種晶圓測為 之探針板轉合处槿之測試頭耦合結構，一具有第二 ⑺構，—具有接受此第一插腳之第—指 526328 五、發明說明（4) 第一平板，一具有接受此第二插腳之第二插座的第二平 板，延伸於此第一平板和第二平板之間的導管，每一導管 具有一第一端點置於此第一接點之一，和一第二端點置於 此第二接點之一，而電子的導電構件置於此導管内，每一 · 導電構件具有一第一端點易經由此第一插座之一而藉由此. 第一插腳之一來達到，和一第二端點易經由此第二插座之 -一而藉由此第二插腳之一來達到，某些第一插腳由此電子 地連接至至少某些第二插腳。 本發明的其他優點，特徵，和具體裝置由以下詳細的描 述和申請專利範圍會變得很明顯。 φ 圖例概述 圖1為一用於一晶圓測試工具之_合裝置之一截面的透 視圖。 發明詳述 圖1是一根據本發明之一具體裝置的一耦合裝置12之一 截面的透視圖。耦合裝置1 2可以併入在晶圓測試程序中有 用之一具有一測試頭及一探針板之晶圓測試裝置。耦合裝 置1 2耦合此測試頭和此探針板。裝置1 2可以直接耦合於此 測試頭和此探針板之間。交替地，此測試頭及/或此探針 板可以用中間耦合結構來裝備，其用耦合裝置1 2為介面。@ 如圖1所示，裝置12包括一第一平板18，一第二平板2 0， 導管2 2，及分割元件2 4。第一平板1 8置於鄰近此測試頭 處，然而此第二平板20置於鄰近此探針板處。導管22及分 割元件24在第一和第二平板1 8，2 0之間延伸。導管2 2通常

526328 五、發明說明（5) 疋被伸長及管狀的且可以 面。每一導管22包含彈簧 彈黃單南踏插腳的型式。 插腳和插座的連接器。此 試頭的接點至一結合此探 頭和此探針板的接點可以 第一平板18包括第一溝 二平板20包括第二溝槽3〇 徑形成其個別地延伸通過 是，例 負載的 作為替 導電元 針板的 包含插 槽2 6和 和第二 第一和 管22具有一第一端點置於此第一 置於此第二插座32上。導 2 8，3 2所形成的孔徑内。 合，可以用以將導管2 2固 連接，插座28，32可以包 圍。溝槽26，30個別地橫 20。每一分割元件24通常 於一第一溝槽26内和一第 告疋件2 4可以用’例如， 溝槽2 6，3 0内。 第一和第二平板18，20 構。每一環在形狀上可以 2 8，3 2可以在任何符合 如，圓形或矩形的橫載 導電元件，像一般稱為一 換的’導管2 2可以容納一 件電子地連接一結合此測 相關接點。此結合此測試 腳。 第一插座2 8。類似地，第 插座32。插座28，32由孔 第二平板18，20。每一導 插座2 8上，和一第二端點 笞22隶好置於由第一和第二插座 一焊接 定於插 括一導 向延伸 是平面 二端點 一黏著 或黏著接合，或摩擦配 座28 ’32内。對於一焊接 電的痕跡置於此孔徑周 通過第一和第二平板, 的，且具有一第一端點置 置於一第二溝槽3 0内。分 接合或一摩擦配合來置於 需求之希望的圖樣下安排 接受一插腳的相關圖樣自 最好疋環狀的，形成一似環的結 貫際上是圓形的或矩形的。插座 特別之測试頭和探針板組的介面 。換言之，插座2 8，3 2被安排以 一測試頭和探針板，個別地。此 526328 ----- 五、發明說明（6) 與一測試頭和 置於一個別的 所示，插座24 換地，插座2 4 此列通常沿此 溝槽26，30的 由彼此分開插 2 8，3 2可以連 2 0形成之環的 一包含於耦 一第一插腳部 腳部分延伸入 試頭和探針板 插腳，或某個 合於一測試頭 用此彈簧部分 相應於被個別 力，此彈簧部 元件加強相對 力。因此，— 過此插腳之接 和第二插腳電 黑占 0 之導管22内 插腳部分， ’個別地。 結合於此測 态結構，延 插腳由此σ卸 件是有彈力 者此第一和 反的彈力。 測試頭和探 針板之平面 性。此導電 的備腳延伸入插座2 8，3 2以σ卸接 此導電構件的相反端點。如圖1 排在一通常正交之列的圖樣。替 掷在一通常徑向之列的圖樣使得 =半徑延伸。在任一情況中，此 從1此選擇的插座圖樣使得此溝槽 相鄰的列。溝槽2 6，3 0和插座 或以不連續的部分在由平板1 8 ’ 探針板結合 導管22中之 ，2 6可以安 ，26可以安 似環之平板 方位最好順 座24 ， 26之 續地被分配 周圍。 合裝置12中 分，一第二 插座2 8，3 2 的命接上， 中間的連接 和探針板的 ’此導電元 接點受到對 分受到一相 於結合於一 /則试頭和探 點的非均勻 子地_合此結合於一測 的導電元件可以包括 和一彈簧部分。此插 在平板1 8， 試頭和探針 伸入插座2 8 接個別的插 地可壓縮。 第二插腳部 在此方法中 針板之插腳 變形較不像 元件由此經 試頭和探針 2 0與一測 板的導電 ，3 2。結 腳部分。 換言之， 分的壓 ，此導電 的轉合壓 會造成橫 由此第一 板之接 轉合裝置組合12結合若干特徵其貢獻於在此導電元件之

第10頁 526328 五、發明說明⑺ 制的阻抗和降低的串 :2 2的外部以降低漏電或進一步缘材：可以加於導 效nL 了降低的阻抗和與平板1 8，2 〇 ^官2 2 :阻k匹配。特別*，平板18，2。可以形成自一〇二：的有 :。同樣地，此接地電路圖樣密度可 ： '質材 :得向此平板之内徑的插腳具有比在;徑上整 此金屬導管22可以終止在介電質平板丨8， 阻抗匹配。此外，平柘]S , 9 n叮”七A 用於改善的《 之制、“八L 可以包含印刷電路板其，加 衣以自一"氣貝材料，包括導線用於此希望之導電元件 及/或此電路兀件或裝置之架設的互相連絡。㈣如，每一 平板1 8，2 0可以包括莫蟪it r?i 、击“ /a ^ ^ 導、.泉/、同地連接結合此帶有電源和地 %位之¥電元件的各種插座28，32。分割元件24也提供此 導電兀件的額外絕緣。特別&，分割元件24物理地分開導 管2 2彼此的列。 同樣地，分割兀件2 4可以用金屬製造以提供導管2 2的相 鄰列之，的遮蔽。一用於導管22和分割元件24之適合金屬 的例子是鈹銅。分割元件2 4可以連接至此導管2 2，插座鲁 28，32的任何一個，其載此地電位。當進一步的測量，此 導電元件可以被連接以載地及信號電位以一替換的方法使 得在一共同列中的信號載送元件被地載送元件彼此分開。 上述特徵的淨結果是一能夠達到控制的阻抗和降低串音干

第11頁 526328 五、發明說明（8) 擾的一耦合裝置1 2，二者都是特別有利於高速測試應用。 同樣地，分割元件2 4對於較低的串音干擾可以提供增加的 絕緣，且允許較大直徑的導管2 2對於較大機構耐久力。較 大直徑的導管2 2可以允許較大彈簧接點其在機構上更強 韌。 前面詳細的敘述已經提供本發明之一較佳的瞭解，且僅 是作為範例的目的。對於那些技術上已熟練的人在不偏離 本發明之精神和範疇下修正可能是明.顯的。

Claims (1)

1. 526328 案號 88113000 曰 修正 六、申請專利範圍 1 . 一種用以耦合一晶圓測試系統中之一測試頭及一探針 板之裝置，此裝置包含： 一具有第一位置的第一平板； 一具有第二位置的第二平板； 延伸於此第一平板和第二平板之間的導管，每一導管 具有一第一端點置於此第一位置之一，和一第二端點置於 此第二位置之一；及 該導管配置成該導管之多個列； 一第一及一第二傳導分割元件，每一分割元件具有各 自的平坦表面； 該第一分割元件和該第二分割元件分別位於該導管之 多個列之前兩列和次兩列之間； 各該第一和第二分割元件在一第一方向上橫跨超過一 該導管，並在一與該第一方向正交之第二方向上延伸於該 第一平板和該第二平板之間； 其中，該第一分割元件之該平坦表面和該第二分割元 件之該平坦表面為下列條件之一： 非平行；及 在該第一方向上彼此偏移。 2 .根據申請專利範圍第1項之裝置，其中某些導管包括 一電絕緣材料。 3. 根據申請專利範圍第1項之裝置，其中各第一和第二 平板包括一印刷電路板。 4. 根據申請專利範圍第1項之裝置，其中各第一和第二

   O:\59\59738-910412.ptc 第14頁 526328 案號 88113000 曰 修正 六、申請專利範圍 平板包括一介電質材料。 5 .根據申請專利範圍第1項之裝置 平板之形狀實際呈環狀。 6 .根據申請專利範圍第1項之裝置 圓筒管狀。 7 .根據申請專利範圍第1項之裝置 括第一插座，該第二位置包括第二插 第一端點固定在此第一插座之一内和 定在此第二插座之一内。 8. 根據申請專利範圍第1項之裝置 構型以耦合至一共同地電位，且交替 構型以載送數據信號。 9. 根據申請專利範圍第1項之裝置 平板包括定位實際上平行於及置於該 插槽，分割元件置於此插槽内並延伸 之間以降低置於相鄰列中之導管間的 1 0.根據申請專利範圍第1項之裝置 於加於其端點的力是彈性地可壓縮的 1 1.根據申請專利範圍第1項之裝置 平板之形狀為環狀並大致呈圓形，且 以一實際上徑向的圖樣配置。 1 2.根據申請專利範圍第1項之裝置 二分割元件接地。 1 3.根據申請專利範圍第1項之裝置 ，其中各第一和第二 ，其中各導管實際呈 ，其中該第一位置包 座，且其中各導管之 各導管之第二端點固 ，其中交替的導管被 導管間之某些導管被 ，其中各第一及第二 導管之多個列之間的 於此第一和第二平板 串音干擾。 ，其中每一導管相應 〇 ，其中各第一及第二 導電構件的列和插座 ，其中各該第一及第 ，其中該第一及第二

   O:\59\59738-910412.ptc 第15頁 526328 _案號 88113000_年月日__ 六、申請專利範圍 分割元件一起連接至一共同地面。 1 4. 一種半導體測試裝置，包含： 一測試頭耦合結構，具有第一電互連元件； 一探針板耦合結構，具有第二電互連元件； 一第一平板，具有第一位置以收容第一互連元件； 一第二平板，具有第二位置以收容第二互連元件； 延伸於此第一平板和第二平板之間的導管，每一導管 包含多個導電構件之至少一個，該導電構件具有一第一端 點可藉由一第一互連元件而接近，及一第二端點可藉由一 第二互連元件而接近，某些第一互連元件藉此與至少某些 第二互連元件電耦合； 該導管配置成該導管之多個列； 一第一及一第二傳導分割元件，每一分割元件具有各 自的平坦表面； 該第一分割元件和該第二分割元件分別位於該導管之 多個列之前兩列和次兩列之間； ， 各該第一和第二分割元件在一第一方向上橫跨超過一 該導管，並在一與該第一方向正交之第二方向上延伸於該 第一平板和該第二平板之間； 其中，該第一分割元件之該平坦表面和該第二分割元 件之該平坦表面為下列條件之一： 非平行；及 在該第一方向上彼此偏移。 1 5.根據申請專利範圍第1 4項之半導體測試裝置，其中

   O:\59\59738-910412.ptc 第16頁 526328 _案號88113000_年月日__ 六、申請專利範圍 各該第一及第二分割元件接地。 1 6.根據申請專利範圍第1 4項之半導體測試裝置，其中 該第一及第二分割元件一起連接至一共同地面。 1 7. —種用以耦合一晶圓測試系統中之一測試頭及一探 針板之裝置，此裝置包含： 一具有第一位置的第一平板； 一具有第二位置的第二平板； 延伸於此第一平板和第二平板之間的導管，每一導管 包含多個導電構件之至少一個，該導電構件具有一第一端 點可藉由第一位置之一而接近，及一第二端點可藉由第二 位置之一而接近；及 該導管配置成該導管之多個列； 一第一及一第二傳導分割元件，每一分割元件具有各 自的平坦表面； 該第一分割元件和該第二分割元件分別位於該導管之 多個列之前兩列和次兩列之間； 各該第一和第二分割元件在一第一方向上橫跨超過一 該導管，並在一與該第一方向正交之第二方向上延伸於該 第一平板和該第二平板之間； 其中，該第一分割元件之該平坦表面和該第二分割元 件之該平坦表面為下列條件之一： 非平行；及 在該第一方向上彼此偏移。 1 8.根據申請專利範圍第1 7項之裝置，其中該第一位置

   O:\59\59738-910412.ptc 第17頁 526328 案號 88113000 修正 六、申請專利範圍 包括第一插座，該第二位置 之第一端點固定在此第一插 固定在此第二插座之一内。 1 9.根據申請專利範圍第1 中之交替的導管被構型以耦 管間之某些導管被構型以載 2 0 .根據申請專利範圍第1 二平板之形狀為環狀並大致 座以一實際上徑向的圖樣配 2 1.根據申請專利範圍第1 二平板包括定位實際上平行 的插槽，分割元件置於此插 板之間以降低置於相鄰列中 擾。 2 2 .根據申請專利範圍第1 應於加於其第一及第二端點 2 3.根據申請專利範圍第1 二平板之形狀實際呈環狀。 2 4.根據申請專利範圍第1 括一電絕緣材料。 2 5.根據申請專利範圍第1 7項之裝置 二平板包括一印刷電路板。 2 6.根據申請專利範圍第1 7項之裝置 二平板包括一介電質材料。 包括第二插 座之一内和 7項之裝置 合至一共同 座，且其中各導管 各導管之第二端點 ，其中每一列導管 地電位，且交替導 送數據信號 7項之裝置， 呈圓形，且導電構件的列和插 置。 7項之裝置 於及置於該 槽内並延伸於此第一和第二平 之導管内之導管間的串音干 其中各第一及第 ，其中各第一及第 導管之多個列之間 7項之裝置 的力是彈性 7項之裝置 ，其中每一導管相 地可壓縮的。 ，其中各第一和第 7項之裝置，其中某些導管包 其中各第一和第 其中各第一和第

   O:\59\59738-910412.ptc 第18頁 526328 _案號 88113000_年月日__ 六、申請專利範圍 2 7.根據申請專利範圍第1 7項之裝置，其中各該第一及 第二分割元件接地。 2 8.根據申請專利範圍第1 7項之裝置，其中該第一及第 二分割元件一起連接至一共同地面。

   O:\59\59738-910412.ptc 第19頁