TWI398650B - 用以控制點測機之檢測電流導通的裝置及方法 - Google Patents

Description

用以控制點測機之檢測電流導通的裝置及方法

本案與晶粒點測機有關，更詳而言之，係關於以待測晶粒和探針相對接觸的點測壓力控制檢測電流導通的技術方案。

以LED為例，在製造、切割完成之後，需經由點測機之點測程序以獲得其電性資料。點測機是以二探針接觸LED的二極點，以量測其電壓、電流、波長、亮度...等電性資料，而得以判斷其良莠，再進行後續的挑揀及分裝作業。

習知的點測機測試針座10，如第一圖所示，大致包括固定座11、探針定位座12、調整螺絲13、彈簧14等構件。該固定座11被組裝於一點測機之機台15上。該探針定位座12之一端以一線性軸承16組裝於該固定座11中，另一端組裝一探針17。該調整螺絲13鎖裝於該固定座11之頂部，與該線性軸承16之垂直相對應位置，彈簧14位於該探針定位座12頂面與該調整螺絲13之間，抵頂著兩者的相對部位。

當一工件20(如LED晶圓)置於該點測機之工作台21上而往該等探針17靠合接觸時，該等探針17會受到該工件20之頂撐而上移。若該等探針17與工件20接觸時未產生足夠之接觸壓力，將會導致測量結果不準確的問題。然而，若接觸壓力過大，則可能使探針17受損，甚至造成工件20之瑕疵性的壓刻痕跡，而影響良率。

一電子迴路與該測試針座10耦合，該電子迴路之開迴路和閉迴路訊號傳輸至該點測機之主控系統，進而控制檢測電流之導通和切斷。例如，在探針未與工件相對接觸時，該電子迴路為閉迴路狀態，主控系統接收閉迴路訊號而切斷檢測電流。反之，當探針與工件相對接觸時，該電子迴路為開迴路狀態，主控系統接收開迴路訊號而導通檢測電流。可利用上述探針定位座的上下位移量做為控制該電子迴路開閉之手段。

然而，工件和探針應以多少的相對接觸壓力，才足以使探針定位座產生適足位移量，從而使該電子迴路為開迴路狀態，這一點和上述彈簧14的實際彈力表現有關。若選用了一個彈性係數較大的彈簧，或者是過度的旋調了上述的調整螺絲13，以致於過度的壓迫彈簧時，會使彈簧相對於該探針定位座12的預壓力變大，工件和探針必須以較大的相對接觸力量(亦即工作台21往上位移量要增加甚至超過原來預定值)才足以使探針定位座產生適足位移量進而導通檢測電流，但是，過大的接觸力量，可能使探針受損，甚至使工件產生瑕疵性的點壓痕跡。反之，若彈簧因為彈性疲乏，以致降低了實際彈力表現，那麼工件和探針就能以較小的相對接觸力量即導通檢測電流，但是，不足的接觸力量將會導致測量結果不準確。

本案之主要目的係在提供一種用以控制點測機之檢測電流導通的裝置及方法，其係利用壓力感測器感測探針與工件的相對接觸壓力，並在該相對接觸壓力達到一額定數值時產生一訊號傳輸至點測機的主控系統，該主控系統隨即導通探針的檢測電流進行檢測。

本案係以探針與工件的相對接觸壓力做為導通或切斷檢測電流的條件，只有達到額定的相對接觸壓力值的條件下始能導通檢測電流。因此，本案可以確保每一次的檢測動作都是在有效接觸的情況下完成，從而提高檢測的精確度。

一種用以控制點測機之檢測電流導通的方法，包括：設定一點測機之探針與待測工件之相對接觸壓力額定值；量測該探針與該待測工件之相對接觸壓力；以及在所量測的相對接觸壓力達到該相對接觸壓力額定值時導通該點測機之檢測電流。

一種用以控制點測機之檢測電流導通的裝置，主要包括：一壓力感測器，設置於一點測機之測試針座，與該測試針座所屬之探針耦合，據以感測該探針與該點測機上的一待測工件的相對接觸壓力。

為便於說明本案於上述發明內容一欄中所表示的中心思想，茲以具體實施例表達。實施例中各種不同物件係按適於說明之比例、尺寸、變形量或位移量而描繪，而非按實際元件的比例予以繪製，合先敘明。且以下的說明中，類似的元件是以相同的編號來表示。

本案用以控制點測機之檢測電流導通的方法，包括：設定一點測機之探針與待測工件之相對接觸壓力額定值，做為該點測機之主控系統導通該探針之檢測電流的條件；在每一次探針和待測工件接觸時即時量測兩者的相對接觸壓力；在上述相對接觸壓力達到上述額定值時傳送一訊號至該主控系統，該主控系統接收該訊號並導通檢測電流，從而取得該待測工件的電信資料。

達成上述方法的主要技術手段，係以壓力感測器感測該探針與待測工件的相對接觸壓力。其具體實施例如第二圖至第五圖所示。一壓力感測器30係以一感測片31連接著一固定端元件32和一活動端元件33。該固定端元件32固定於一點測機之測試針座40的固定平台41，該活動端元件33連接一探針42(如第六圖)。該感測片31上附帶有以微製程製出的半導體感測元件34，該半導體元件34連接著電源輸入線(圖未示)和電壓訊號輸出線(圖未示)，該電壓訊號輸出線連接一訊號放大電路。當該活動端元件33產生位移而牽動該感測片31，以致該感測片31產生一變形量，該變形量可經由該半導體感測元件34感測而轉換成為一電壓訊號，該電壓訊號經由該電壓訊號輸出線輸出至該訊號放大電路，將該輸出電壓放大後傳輸至該點測機的主控系統。

如第五圖，當一待測晶圓50置於該點測機之工作台51上而往上移動時，將使其上的晶粒與該探針42接觸，該探針42受力而牽動該活動端元件33往上移動，以致該感測片31產生撓曲變形，該變形量被其上的半導體感測元件34感測並輸出相對的電壓。該感測片31的撓曲彎形量與該電壓成正比，亦即變形量愈大，電壓愈大。在點測機之主控系統端具有接收該電壓的電路，並以寫入判斷程式的韌體與該電路耦合，該判斷程式寫入了一額定電壓值，當所輸入的電壓達到該額定電壓值時，該判斷程式輸出一特定訊號予該主控系統端的檢測電流控制電路，該檢測電流控制電路於接收到該特定訊號時導通該探針的電流，以量測取得該晶粒的電壓、電流、波長、亮度...等電性資料。當該半導體感測元件34輸出電壓達到該額定電壓值時，即等於該探針與待測晶圓50的相對接觸壓力達到了額定的相對接觸壓力值，因此達到本案利用壓力感測器感測探針與工件的相對接觸壓力，並在該相對接觸壓力達到一額定數值時導通檢測電流之目的。只有達到額定的相對接觸壓力值的條件下始能導通檢測電流。因此，本案可以確保每一次的檢測動作都是在有效接觸的情況下完成，從而提高檢測的精確度。此外，該感測片31承受了超過其彈性限度的力量時，將有項保護措施，在工作台51上移過程中發生過度位移之誤動作時，可藉由該感測片31發生變形，而避免工件遭受探針過大的接觸壓力而受損的問題。

當完成一顆晶粒的點測之後，該工作台51降下高度，之後並以水平位移使下一顆晶粒位於點測位置。當工作台51下降高度時，推頂該探針42的力量消失，該活動端元件33下降復位，該感測片31復回呈原來形狀，該壓力感測器30復回至常態不動作，該半導體感測元件33不輸出電壓，該判斷程式得知未達到額定電壓值，停止輸出該特定訊號，而中斷該探針的電流。

上述實施例所描述的是一種利用半導體感測元件之壓電效應(piezoelectric effect)的力感測元件。而一種利用半導體感測之壓阻效應(piezoresistive effect)的力感測元件亦可實現本案上述目標。

如第六圖和第七圖，描述一種穩定該壓力感測器30方案。包括一連接於上述固定平台而相對於該活動端元件33下方，用以支持該活動端元件33的支持結構60。該支持結構60使該活動端元件33在靜止狀態時保持在感測片31呈水平延伸的預定高度，避免發生因該活動端元件33的重量而導致感測片31下垂而致探針刮傷晶粒的問題。此外，亦可在該活動端元件33的上方以一固定座61定位一壓縮彈簧62，該壓縮彈簧62的彈力施加於該活動端元件33。藉由該支持結構60及壓縮彈簧62的作用，減少該壓力感測器30之晃動頻率或幅度，避免其發生飄移，從而增進穩定性。

雖然本案是以一個最佳實施例做說明，但精於此技藝者能在不脫離本案精神與範疇下做各種不同形式的改變。以上所舉實施例僅用以說明本案而已，非用以限制本案之範圍。舉凡不違本案精神所從事的種種修改或變化，俱屬本案申請專利範圍。

30．．．壓力感測器

31．．．感測片

32．．．固定端元件

33．．．活動端元件

34．．．半導體感測元件

40．．．測試針座

41．．．固定平台

42．．．探針

50．．．待測晶圓

51．．．工作台

60．．．支持結構

61．．．固定座

62．．．壓縮彈簧

第一圖為習知點測機測試針座之平面示意圖。

第二圖為本案點測機測試針座及壓力感測器之外觀圖。

第三圖為本案壓力感測器之立體外觀圖。

第四圖為本案壓力感測器之立體分解圖。

第五圖為本案壓力感測器之側視圖。

第六圖為本案壓力感測器被支持結構及壓縮彈簧所支持而穩定之立體外觀圖。

第七圖為第六圖之側視圖。

30．．．壓力感測器

31．．．感測片

32．．．固定端元件

33．．．活動端元件

34．．．半導體感測元件

40．．．測試針座

41．．．固定平台

Claims (10)

1. 一種用以控制點測機之檢測電流導通的方法，包括：設定一點測機之探針與一待測工件之相對接觸壓力額定值；量測該探針與該待測工件之相對接觸壓力；以及在所量測的相對接觸壓力達到該相對接觸壓力額定值時導通該點測機之檢測電流。
2. 一種用以控制點測機之檢測電流導通的裝置，主要包括：一壓力感測器，設置於一點測機之測試針座，與該測試針座所屬之探針耦合，據以感測該探針與該點測機上的一待測工件的相對接觸壓力。
3. 如申請專利範圍第2項所述用以控制點測機之檢測電流導通的裝置，其中，該壓力感測器係一種具有壓電效應的力感測元件。
4. 如申請專利範圍第2項所述用以控制點測機之檢測電流導通的裝置，其中，該壓力感測器係一種具有壓阻效應的力感測元件。
5. 如申請專利範圍第2項所述用以控制點測機之檢測電流導通的裝置，其中，該壓力感測器係以一感測片連接著一固定端元件和一活動端元件；該固定端元件固定於該測試針座的固定平台，該活動端元件連接該探針；該感測片上附帶有以微製程製出的半導體感測元件。
6. 如申請專利範圍第5項所述用以控制點測機之檢測電流導通的裝置，其中，該半導體感測元件為具有壓電效應的感測元件。
7. 如申請專利範圍第5項所述用以控制點測機之檢測電流導通的裝置，其中，該半導體感測元件為具有壓阻效應的感測元件。
8. 如申請專利範圍第6項所述用以控制點測機之檢測電流導通的裝置，其中，該點測機之主控系統端具有接收該半導體感測元件輸出電壓的電路，一寫入判斷程式的韌體與該電路耦合，一額定電壓值寫入該判斷程式中，該半導體感測元件所輸出的電壓與該額定電壓值比對，相等時，該韌體輸出一特定訊號予該主控系統端的檢測電流控制電路，該檢測電流控制電路導通該探針的電流。
9. 如申請專利範圍第5項所述用以控制點測機之檢測電流導通的裝置，其更包括一連接於上述固定平台而相對於該活動端元件下方支持該活動端元件的支持結構。
10. 如申請專利範圍第9項所述用以控制點測機之檢測電流導通的裝置，其更包括一固定在該活動端元件上方的一壓縮彈簧，該壓縮彈簧的彈力施配於該活動端元件。