TWI344546B - - Google Patents

Description

、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明是有關於一種測試裝置，特別是指一種晶片測 試裝置。 【先前技術】 如圖1所示’習知之晶圓測試裝置1，是可對一晶圓進 仃相關之測試，該晶圓上具有複數塊裸晶（die)，而每一裸 β曰皆具有複數用於與外界電連接之接觸部，該晶圓測試裝 置1包含一測試電腦11、一測試頭i 2、一具有複數探針的 探針卡13(pr〇be card)、一測試體14，及一連接介面15。該 測試電腦11是與該測試頭12電連接，並用於處理欲測試之 事項如開路/短路測試（〇pen/sh〇rt tes〇等，該測試體14是用 =承載該待測試的晶圓，並藉由一連接介面15與該測試電 月b 11電連接，该探針卡13是與該測試頭12電連接，並藉 ^自該探針卡13上突伸出的該等探針與該晶圓上之每-裸 b曰的相對應接觸部電連接，進而對每一裸晶進行測試。 當該探針卡13的探針正確接觸該晶圓内的一顆裸晶的 =對應接觸部後’即會送出—開始測試訊號並透過該連接 介面15告知該測試電腦11開始進行測試。 , '見5之晶圓測試設備已相當成熟，但是，目前在 乂界對單裸晶測試的設備，僅是適用於對，，封裝後，，之裸晶 崎測試，㈣於從晶圓㈣後尚未封裝的單—裸晶進^ 備：的叹備仍相當少見。由於現有的所有對晶圓的測試設 “業者長年下來累積的經驗所設計及規劃出的專用設 :’如要對其進行改裝以配合進行對單一裸晶的測試，所 2費的研發人力及成本勢必相當可觀，在逐漸薄利化的 +導體封裝產業中無疑是一大問題。 以目刚半導體製造業的通常狀況來說，封裝製程雖是 -必要製程，但是，半導體封裝同樣具有其所帶來的風險 例如在封裝時受環境微粒的污染，或封裝製程精密度不 :造成測試品損壞等原因，皆會導致成品良率的降低。 但疋’由於半導體製造技術日趨進步，目前已有許多業者 ，積極技入研發不需封裝的晶片，意即在晶圓製造完成後 制㈣下來的每—裸晶即是成品，並不需要再經過-封裝 ^ Hx目前來說此種技術尚未成熟，但此種，，不封裝” 的製作方式極有可能成為日後半導體製造業巾的趨勢，因 《展出—套可對未封裝之單-裸晶進行測試之測試裝 f，對於晶片測試的相關業者來說乃是-個相當重要的課 【發明内容】 ’即在提供一種小規模、成本低 的單一裸晶進行測試的晶片測試 因此’本發明之目的 ’並可安全地對尚未封震 裝置。 於:’本發明之晶片測試裝置，適用於對自〆晶圓切 .單裸曰曰進行/則試，該晶片測試裝置包含：一測試 座 手測蓋，及一壓動單元。 該測試座設有複數探針， 測試該裸晶。 用於與該裸晶電連接’進而 該手測蓋是設置於該測試座上，並具有一與該測試座 ，〜的連接部，以及—與該連接部相連接之—測試部，該 -式邛上叹有—可活動並將該裸晶吸附於該測試部上的真 空吸附件，該測試部是可相對於該連接部在一開放位置與 -收合位置間移動’當該測試部是位於該收合位置時該 妨吸附件即會鄰近於該等探針，當該測試部是位於該開 位置時’該真空吸附件即會遠離該等探針。 该壓動單元是設於該手測蓋之測試座上，並且有一活 動地設置於該手測蓋之測試部上並可進行轴向運動的把手 接=制動件，該制動件具有—固定端及—具有—滾輪的 ’該制動件的較端是固設於該把手上，並藉由該 觸端之;衰輪與該測試部之真空吸附件相頂抵，當該把手 被扳動並it行軸向運動時，即會帶動該制動件在—測試位 置及一自由位置間矛多動，當該制動件是位於該自由位置且 UK式。卩疋位於該收合位置時，被吸附於該真空吸附件上 的裸曰曰即會與位於該測試座上的該等探針的相對上方，但 尚未與該等探針電連接，當該制動件是位於該測試位置且 =試部是位於純合位置時，該真空㈣件即會被該制 彳之;袞輪下壓，並令被吸附於該真空吸附件上的裸晶與 位於該測試座上的該等探針電連接。 本發明之功效在於利用該手測蓋之測試部的真空吸附 牛將待測試之裸晶吸附，並藉由該測試部之作動將該 稞晶帶至鄰近該測試座之探針，之後再利用該壓動單元之 制動件將吸附有該裸晶的該真空吸附件下壓，使該裸晶能 1344546 正確且安全地與料探針電連接，進而相安全測試的目 的。 【實施方式】 有關本發明之前述及其他技術内容、特點與功效，在 以下配合參考圖式之二個較佳實施例的詳細說明中將可 清楚的呈現。

在本發明被詳細描述之前，要注意的是，在以下的說 明中’類似的元件是以相同的編號來表示。 如圖2、3所示，本發明晶片測試裝置之第一較佳實施 例’㈣於對自-晶圓切割下之單-裸晶2⑼(如圖中虛線 所示）進行測試，該裸晶細具有複數用於與外界設備電連 接之複數接觸部201，該晶片測試裝置包含一測試座2、一 手測蓋3 ’及一壓動單元4。 該測試座2設有複數探針21(配合該裸晶扇之接觸部 2〇1數量而定’本實施例中是以5支探針2ι來舉例說明）、

一微調滑自22,及4位件23，該等探針21是用於與該 稞晶200之相對應接㈣2〇1電連接，進而對該裸晶· 進行產品測試，該微調滑台22具有一第—調整件221與一 第二㈣件222 ’該第―調整件221是可帶動該測試座2'在 平面上橫移，該第二調整件222是可帶動該測試座2在平 面上縱移’並藉此使該等探針21能更精確地與該裸晶· 之接觸部2(H進行校準，而該等定位件23是與該等探針Η 相間隔地設置於該測試座2之頂面上，並具有定位及限位 等功能，使該手測！ 3與該測試座2之間的相對作動更為 1344546 精確。在本實施例中是揭露出二個定位件23之態樣， 述數里及配置方式皆可再進一 曰』丹進穸調整，所以不應以本 利之說明為限。 該測試座2之探針21是如f知般與外界之一負主 測試的測試電腦（圖未示）電連接，由於該測試電腦所^行 各種測試與利之測試軟體，及其與該測試座2之間:之 訊協定及控制電路在業界中皆屬相當習知的技術卜通 此並不加以贅述。 在

但其 實施 該手測蓋3是設置於該測試座2上，並具有—與該 試座2連接的連接部31，以及—與該連接部31相連接= 測試部32,該測試部32上設#—可產生真空的—真空吸附 件33及一第三調整件34’該真空吸附件33可藉由自身所 產生的真空環境將該裸晶吸附於該測試部32的底面， 該第三調整件34之作用與該第一調整件221之作動方式相 似’並可帶動該測試部32在—平面上橫移，進而與該第— 調整件221與第二調整件222相配合地對該裸晶細之接 觸部201與該等探針21之間的相對位置進行校準。 在本實施例中，該連接部31具有一貫穿之置入孔311 ，以及四固接於該微調滑台22上並支撐該手測蓋3的支撐 柱312，當手測蓋3與該測試座2相連接時，該測試座2即 會伸入該連接部31之置入孔311中。該測試部32是藉由轴 接之方式與該連接部31相連接，進而使該測試部32是可 相對於該連接部31進行轴向運動。 該壓動單元4是設於該手測蓋3之測試座2上，並具 9 1344546 有一活動地設置於該手測蓋3之測試部32上，並可進行軸 :運動的把手4卜及一制動件42,該制動件42具有一固 疋端421及一具有一滾輪423的接觸端422，該制動件 之固；t端421是固設於該把手41上’並藉由該接觸端似 之滾輪423與該測試部32之真空吸附件33相頂抵。 所不，由於該手測蓋3之測試部32

是以軸接的方式與該連接部31的—側相連接，因此，該測 試部32是可相對於該連接部31在_開放位置與一收合位 置間移動’當該測試部32是位於該收合位置時，該測試部 3曰2之真空吸附件即會鄰近於該等探針21，而當該測試部κ 是位於該開放位置時’該真空吸附件33即會遠離該等探針 21。另外，當該測試部32是位於該收合位置時，該真空吸 附件33自身更可藉由該壓動單元4的帶動，進__步地相對 於該測試部32在-測試位置及—自由位置間移動。

如圖5、6所示，當該壓動單元4之把手41被扳動並 進行轴向運動時，即會帶動該制動件42在―測試位置及一 自由位置間移動，當該制動件42是位於該自由位置且該測 試部32是位於該收合位置時，被吸附於該真空吸附件μ 上的裸晶200即會位於該測試座2上的該等探針η的相對 上方，但尚未與該等探針21電連接，當該制動件42是位 於該測試位置且_試部32是位於該收合位置時，該真* 吸附件33即會被該制動件42之滚輪423下塵，並令被： 附於該真空吸附件33上的裸晶_與位於該測試座2上的 該等探針21電連接，進而使對於該裸晶綱的相關測試得 10 1344546 以開始進行。 值得注意的是，無論是在該自由或是測試位置時，該 真空吸附件33皆可藉由彈簧(因視角關係圖未示)的與該： 動件42之滾輪423才目互頂抵，也就是說，該真空吸附件η 在任何時刻皆是與該滾輪423相接觸。 再次參閱圖3、4,由於該手測蓋3之測試部^是採用 如書本翻頁般之軸向運動的作動方&，運動之路徑是呈一 弧形狀’因此’如果^計方式是令該測試部32在抵達該收 合位置時直接讓該裸晶200之接觸部2()1與測試座2之探 針21相接觸i電連接，勢必會造在該裸曰曰曰謂之接觸部 2〇1上形成較大的接觸痕跡，也就是說，該等接觸部加上 的探針痕（probe mark)即會很A，而在業界中，探針痕的大 小也是-晶片產品在品管上的一項重要指標（探針痕越小越 佳因此，本發明之設計是令該測試部32在移動至收合位 置時，該裸晶200之接觸部2〇1與該等探針21仍不會接觸 ’而是位於該等探針21的相對上方(如圖5中所示之狀態) ，此時使用者及可藉由該第一、第二，及第三調整件221、 222、34來對該裸晶·以及該等探針21的相對位置進行 微調’使該裸晶2GG之各接觸部2G1可與其相對應之探針 21得以更精確地校準對齊，之後再藉由扳該動㈣單元4 之把手4卜並藉此帶動該制動件42對該真空吸附件％進 仃壓動，進而帶動該裸晶2〇〇垂直下降至該測試位置（如圖 6所不）’並使該等接觸部2〇1與該等探針21電連接以進行 測試》 1344546 由於該塵動單元4是令該裸晶2〇〇進行垂直的升降動 作’當與該等探針21接觸時，由於是垂直接觸的關係，所 造成的探針痕會比在弧形運動地接觸下所造成的探針痕要 小》午^，有利於成品在探針痕大小方面的品質管控。 另外，為配合測試某些接觸部2〇1之配置型態較特殊 的裸晶200時（如該等接觸部2()1僅是設於—裸晶謂一側 的同-邊）’該等探針21也會相配合地具有—不對稱之配置 型態’在此情況下’如該裸晶與該等探針21在接觸時 的力道未能恰當控制’很容易因受力不平均而造成該裸晶 200的損壞，而本發明可藉由其壓動單元4與該第一第二 及第三調整件221 ' 222、34相配合，有效地對下壓力道及 準確度進行控制，使得本發明也能安全地對接觸部2〇1分 佈不平均之裸晶200進行測試。 更重要的是，本發明提供一種小規模的測試治具，使 生線上的工程師能很輕易且安全地對一切割下的裸晶2 〇 〇 進行測試。此外，本實施提供了一對”封裝前之單一裸晶 200”進行測試之治具，除了提供現今生產線上的測試工程師 一個解決無法對單一裸晶200進行測試的方案，也符合晶 片製造業積極朝向，’無需封裝’’之晶片製造方式的潮流。 如圖7所示，本發明晶片測試裝置之第二較佳實施例 ，大致上是與該第一較佳實施例相同，相同之處不再贅古 ，其中不相同之處在於：該測試座2之該等探針21是藉由 探針卡24的方式並可更換地設置於該測試座2上，本實施 例的優點在於，藉由更換不同的探針卡24，即可對多種不 12 < S ) 丄J呼4346 同的棵2GG進行測試，進而增加本發明實際應用上的彈 性。 歸納上述，本發明之晶片測試裝置，利用該手測蓋3 之測試部32上的真空吸附件33搭載欲測試之該裸晶2〇〇, 使該裸晶200能被帶離或鄰近地位於該等探針21的相對上 方，而當該裸晶2〇〇是鄰近該等探針21的相對上方（即該測 試部32位於收合位置）但尚未與該等探針21接觸時，即可 藉由該第-，第二及第三調整件221、222、34相配合地調 整該裸晶細與該等探針21間的相對位置，使兩者能更精 準的相互對齊校準，之後再利用扳動該壓動單元4之板手 ’進而帶動該制動# 42並進一步地將該真空吸附件33下 壓，使吸附於該真空吸附件33上的該裸晶2〇〇能與該等探 針21電連接以進行測試’因此，本發明提供了—可安全地 對-未封裝的單-裸晶2〇〇進行測試的小型治具，且在測 時不會產生過大的探針痕，有利於品質管制，故確實能 達到本發明之目的。 准乂上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不 能以此限定本發明會因 月貫施之範圍，即大凡依本發明申請專利 範圍及發明說明内容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍 屬本發明專利涵蓋之範圍内。 【圖式簡單說明】 圖1是一側視示意圖，說明習知之一用於測試晶圓的 設備； 圖2疋立ϋ分解圖，說明本發明晶片測試裝置之第 13 1344546 —較佳實施例的分解後狀態； b圖3《-立體圖，說明該第一較佳實施例之一測試部 是位於一收合位置； 圖4是一立體圖，說明該測試部是位於一開放位置； 圖5是-側視圖，說明該第一較佳實施例之一制動件 是位於一自由位置； 及圖61—側視圖’說明該制動件是位於一測試位置； 圖7是-立體分解圖，說明本發明晶片測試敦置 —較佳實施例之分解後狀態。

14 1344546 【主要元件符號說明】 2…… 測5式座 32 •…測試部 21 ·...· …·探針 33…·· …·真空吸附件 22··.·· •…微調滑台 34··.·· …·第三調整件 221 ··· …·第一調整件 4…… —壓動單元 222… …·第二調整件 41 ••… …·把手 23…… •…定位件 42···.· •…制動件 24••… •…探針卡 421… •…固定端 3…… •…手測蓋 422… •…接觸端 31 •…連接部 423… 滚輪 311… •…置入孔 200… ._ 裸a曰 312… •…支撐柱 201 ··· •…接觸部

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Claims (1)

1344546 、申請專利範圍： 片測試裝置’適用於對自一晶圓切割下之單 曰曰 種 裸 晶進行測試，該晶片測試裝置包含： —測試座，設有複數探針，用於與該裸晶電連接， 進而測試該裸晶； -手測蓋，設置於該測試座上，並具有一與該測气 座連接的連接部，以及-與該連接部相連接之—測試部 ’該測試部上設有-可活動並將該裸晶吸附於該測試部 上的真空吸附件，該測試部是可相對於該連接部在一開 放位置與一收合位置間移動’當該測試部是位於該收人 位置時’該真空吸附件即會鄰近於該等探針，當該測: 部是位於該開放位置時，該真空吸附件即會_該等探 針；以及 _ 一壓動單兀，設於該手測蓋之測試座上，該壓動單 元具有一活動地設置於該手測筌 <于劂蓋之測試部上並可進行軸 向運動的把手，及-制動件，該制動件具有—固定端及 ::有-滾輪的接觸端’該制動件的固定端是固設於該 上’朗由該接觸端之滾輪與該料部之真空吸附 i牛相頂抵，當該把手被扳動並進行轴向運動時，即會帶 動》亥制動件在一測試位置及— 私杜B 罝及自由位置間移動，當該制 疋位於該自由位置且該測試部是位於該收合位 上Γ附於該真空吸附件上的裸晶即會與位於該測試座 上的該等探針的相對上方，作 當該制動株B “斗 16未與料探針電連接， 動件疋位於該測試位置且該測試部是.位於該收合 16 會被該制動件之滚輪下壓，並 上的裸晶與位於該測試座上的 位置時，該真空吸附件即 令被吸附於該真空吸附件 該等探針電連接。 2.依據申請專利範圍第1項所狀夕a μ ( ，所述之晶片測試裝置，其中， 該測試座更具有一微調滑台，竽 ° °哀微調滑台具有一第一調 整件與一第二調整件，該筮一袖& 第一調整件是帶動該測試座在 平面上橫移，該第二調整株3 W1件疋帶動該測試座在平面上縱 移。 3. 依據申請專利範圍第2項所述之晶片測試裝置，其中， 該手測蓋之測試部更具有—第三調整件，該第三調整件 是帶動該測試部在一平面上橫移。 4. 依據申請專利範圍第3項所述之晶片測試裝置，直中， 該測試座上更具有至少4位件，並與該手測蓋之測試 部相配合地使該料部在移動至該收合位置時能更為精 確地被定位。 5. 依射請專利範圍第1或4項所述之晶片測試裝置，Α 中’該測試座之該等探針是藉由探針卡的方式並可更換 地設置於該測試座上。 17