TWI491897B - 半導體元件之測試裝置及測試方法 - Google Patents

半導體元件之測試裝置及測試方法 Download PDF

Info

Publication number
TWI491897B
TWI491897B TW102100083A TW102100083A TWI491897B TW I491897 B TWI491897 B TW I491897B TW 102100083 A TW102100083 A TW 102100083A TW 102100083 A TW102100083 A TW 102100083A TW I491897 B TWI491897 B TW I491897B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
test
carrier
tested
conductive layer
conductive
Prior art date
Application number
TW102100083A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201428314A (zh
Inventor
賴佳助
蔡明汎
林河全
莊明翰
方柏翔
Original Assignee
矽品精密工業股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 矽品精密工業股份有限公司 filed Critical 矽品精密工業股份有限公司
Priority to TW102100083A priority Critical patent/TWI491897B/zh
Priority to CN201310013916.6A priority patent/CN103913689B/zh
Priority to US14/056,214 priority patent/US20140184261A1/en
Publication of TW201428314A publication Critical patent/TW201428314A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI491897B publication Critical patent/TWI491897B/zh

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R1/00—Details of instruments or arrangements of the types included in groups G01R5/00 - G01R13/00 and G01R31/00
    • G01R1/02—General constructional details
    • G01R1/04—Housings; Supporting members; Arrangements of terminals
    • G01R1/0408—Test fixtures or contact fields; Connectors or connecting adaptors; Test clips; Test sockets
    • G01R1/0433—Sockets for IC's or transistors
    • G01R1/0441—Details
    • G01R1/0466—Details concerning contact pieces or mechanical details, e.g. hinges or cams; Shielding

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
  • Measuring Leads Or Probes (AREA)
  • Testing Of Individual Semiconductor Devices (AREA)

Description

半導體元件之測試裝置及測試方法
本發明係有關一種測試裝置及測試方法，尤指一種用於測試半導體元件之測試裝置及測試方法。
隨著電子產品向輕薄短小高密度發展，電子產品功能多樣化與體積輕薄化的需求與日俱增，伴隨著半導體製程技術的進步，在一定面積上整合更多電子零件與功能遂成為電子產品之趨勢，故遂將晶片立體堆疊化整合為三維積體電路(3D IC)晶片堆疊技術。
目前三維積體電路晶片堆疊技術係將不同功能、性質或基板的晶片，各自採用最合適的製程分別製作後，再利用矽穿孔(Through-Silicon Via,TSV)技術進行立體堆疊整合(即所謂之2.5D IC技術)，以有效縮短線路傳導路徑之長度，因而能降低導通電阻，且能減少晶片面積，進而具有體積小、高整合度、高效率、低耗電量及低成本等優點，並同時符合數位電子輕薄短小之需求。
其中，三維積體電路晶片結構(或2.5D IC)之製程中，為避免不良品之增加影響產率，構裝前的先行過濾出電性功能不良的晶片為量產之關鍵，且具有TSV之半導體元件 之電性測試更為關鍵，因此封裝前晶圓針測(chip probe,CP)尤其重要。
如第1A及1B圖所示，係將一具導電矽穿孔90之晶圓基板9結合一晶片8進行封裝前晶圓針測(CP)，其方式為將一待測元件7(即晶片8與具導電矽穿孔90之晶圓基板9)置放於一測試裝置1上，該測試裝置1具有一基座10與一上蓋11，且藉由氣壓接合方式，使該基座10、待測元件7與上蓋11相密合，以令該上蓋11之彈簧針(PogoPin)110電性連接該晶圓基板9上側之電性接點91，且該基座10之線路100與導電凸塊101電性連接該晶圓基板9下側之電性接點92，以藉由另一組彈簧針(圖略)接觸該導電凸塊101而進行測試，俾形成雙面(上、下側)針測電路迴路L1及L2。
然而，一般具導電矽穿孔90之晶圓基板9的厚度偏薄，約10至180μm，故於晶圓針測中，當該彈簧針110下壓時，該晶圓基板9容易破碎。
此外，由於該晶圓基板9並未確實與該基座10牢固結合，使用氣壓接合之方式時，更容易損傷該晶圓基板9。
再者，習知測試裝置1中，因氣壓接合方式之對位較不準確，故該待測元件7與測試裝置1所形成之雙面針測電路迴路L1,L2容易發生對位失準之問題。
因此，如何克服習知技術中之種種問題，實已成目前亟欲解決的課題。
鑑於上述習知技術之缺失，本發明係揭露一種測試裝置，係包括：承載件，係具有相對之第一表面及第二表面，且該第一表面具有彈性導電區，以供設置至少一待測元件；以及測試件，係於測試時與該彈性導電區電性連接。
本發明復揭露一種測試方法，係包括：提供一包含承載件及測試件之測試裝置，該承載件具有相對之第一表面及第二表面，且該第一表面具有彈性導電區；設置至少一待測元件於該彈性導電區上；以及令該測試件電性連接該待測元件與該承載件，使該承載件、待測元件及測試件形成電性迴路。
前述之測試方法中，係將該測試件碰觸該待測元件以電性連接該待測元件。
前述之測試方法中，該承載件與該測試件係藉由線路進行電性連接。
前述之測試裝置及測試方法中，該承載件係由一環座與一導電層所構成，該導電層位於該環座上，且該導電層之一側係做為該彈性導電區。其中，該環座具有供置放該導電層之定位部，例如，形成於該環座之內環面上之階狀結構。
前述之測試裝置及測試方法中，該承載件係由一板座與一形成於該板座上之導電層所構成。
前述之兩種承載件中，形成該導電層之材料係為具黏著功能之導電材料。
另外，前述之測試裝置及測試方法中，該測試件具有 電性連接該待測元件之探測部，以藉由碰觸該待測元件而電性連接該待測元件。
由上可知，本發明之測試裝置及測試方法，係藉由該彈性導電區之設計，故僅需施以微小壓力即可固定該待測元件，因而能避免該待測元件破碎，且因該彈性導電區為一整面導電體，故當該待測元件之電性接點產生偏移，該些電性接點仍全部接觸該彈性導電區，因而該待測元件無對位之問題。
再者，當該待測元件之電性接點高度不一致時，仍可藉由微小下壓力，使高度較高之電性接點咬入該彈性導電區中，而高度較低之電性接點接觸該彈性導電區表面，故全部電性接點均能接觸該彈性導電區，以維持電性連接品質之穩定性。
1、2、2’‧‧‧測試裝置
10‧‧‧基座
100、22‧‧‧線路
101‧‧‧導電凸塊
11‧‧‧上蓋
110‧‧‧彈簧針
20、20’‧‧‧承載件
20a‧‧‧第一表面
20b‧‧‧第二表面
200‧‧‧環座
200a‧‧‧定位部
200’‧‧‧板座
201、201’‧‧‧導電層
201a、201a’‧‧‧彈性導電區
21‧‧‧測試件
210‧‧‧探測部
3、7‧‧‧待測元件
30、90‧‧‧導電矽穿孔
31‧‧‧第一導電凸塊
32、32’‧‧‧第二導電凸塊
33‧‧‧線路重佈結構
8‧‧‧晶片
9‧‧‧晶圓基板
91、92‧‧‧電性接點
L1、L2‧‧‧針測電路迴路
第1A至1B圖係為習知測量裝置與待測元件之測試方法之側視示意圖；第2A圖係為本發明之測試裝置之側視示意圖；第2A’圖係為本發明之測試裝置之承載件之立體分解示意圖；第2B圖係為本發明之測試方式之側視示意圖；第2B’圖係為第2B圖之局部放大圖；以及第3圖係為本發明之測試裝置之另一實施例之側視示意圖。
以下藉由特定的具體實施例說明本發明之實施方式，熟悉此技藝之人士可由本說明書所揭示之內容輕易地瞭解本發明之其他優點及功效。
須知，本說明書所附圖式所繪示之結構、比例、大小等，均僅用以配合說明書所揭示之內容，以供熟悉此技藝之人士之瞭解與閱讀，並非用以限定本發明可實施之限定條件，故不具技術上之實質意義，任何結構之修飾、比例關係之改變或大小之調整，在不影響本發明所能產生之功效及所能達成之目的下，均應仍落在本發明所揭示之技術內容得能涵蓋之範圍內。同時，本說明書中所引用之如「上側」、「第一」、「第二」及「一」等之用語，亦僅為便於敘述之明瞭，而非用以限定本發明可實施之範圍，其相對關係之改變或調整，在無實質變更技術內容下，當亦視為本發明可實施之範疇。
第2A及2A’圖係為本發明之測試裝置2之示意圖。如第2A及2A’圖所示，所述之測試裝置2係包括一承載件20以及一測試件21。
所述之承載件20係具有相對之第一表面20a及第二表面20b，且該第一表面20a係定義出彈性導電區201a。
於本實施例中，該承載件20係由一環座200與一導電層201構成，該導電層201係位於該環座200之環中，且該導電層201之上側係做為該彈性導電區201a。
該環座200係具有供置放該導電層201之定位部200a，例如，於該環座200之內環面上形成階狀結構以作 為該定位部200a；於其它實施例中，該定位部亦可為凹凸結構、柱體等，並無特別限制。
該導電層201係為導電膠或導電膜(如金屬膜)，其材料為具黏著功能之導電材料，例如導電環氧樹脂(conductive epoxy)、銀膠，但不限於此。
所述之測試件21係具有探測部210。於本實施例中，該測試件21係為探針卡，且該測試件21內部具有發電器(current generator，圖略)、放大電路(amplifier circuit，圖略)及比較電路(Comparator circuit，圖略)，並配置電性導通該比較電路之一LED燈具(圖略)。
於所述之測試裝置2中，該測試件21係透過線路22(如第2B圖所示)，以電性連接至該承載件20，俾形成導通迴路。
第2B圖係為應用本發明之測試裝置2所進行之測試方法之側視示意圖。
首先，設置至少一待測元件3於該彈性導電區201a上，以令該待測元件3藉由該導電層201電性連接該環座200。接著，將該探測部210碰觸該待測元件3，使該測試件21電性連接該待測元件3，且藉由至少一線路22電性連接該環座200與該測試件21，使該彈性導電區201a、待測元件3及測試件21形成電性迴路，以進行電性測試。
於本實施例中，所述之待測元件3係為具有導電矽穿孔(Through silicon via,TSV)30之中介板(interposer)，且該待測元件3之尺寸可為晶粒或晶圓， 而該待測元件3之上側與下側分別具有線路重佈結構(redistribution layer,RDL)33，且該上側與下側之線路重佈結構33分別具有複數第一導電凸塊31與第二導電凸塊32，以供作電性接點，令該探測部210碰觸該第一導電凸塊31，而該第二導電凸塊32接觸該彈性導電區201a。 於其它實施例中，該待測元件3亦可為其它結構或其它電子元件(如第1A圖之待測元件7)，並不限於上述。
再者，該第一導電凸塊31之直徑為80um且高度為75um，而各該第一導電凸塊31之間的距離為150um。該第二導電凸塊32之直徑為80um，而各該第二導電凸塊32之間的距離為250um。
於電性測試作業中，該待測元件3之導電矽穿孔30係作為電阻，且該測試件21之發電器將提供一電流經該探測部210而流至該待測元件3之導電矽穿孔30，並提供一電壓至該測試件21之放大電路，再將經由該放大電路放大後之電壓輸送至該測試件21之比較電路，以藉由該比較電路中內建之參考數據進行比對，之後將比對後之訊號輸送至該測試件21之LED燈具，若該LED燈具閃燈，則表示該導電矽穿孔30之導電功能良好。
另外，該承載件20亦可結合現有封裝廠之晶粒取放機，以自動將該待測元件3放入該測試裝置2中，可提升製程效率並降低成本。
本發明之測試方法中，係藉由該彈性導電區201a之設計，故僅需施以微小壓力即可使該待測元件3夾固於該 測試件21與該承載件20之間，以避免該待測元件3破碎，且因該彈性導電區201a能緩衝該測試件21施於該待測元件3上之壓力，而更能避免該待測元件3被壓碎。
再者，若該彈性導電區201a為膠材，僅需施以更微小壓力即可固定該待測元件3，因而更能避免該待測元件3破碎。
又，因該彈性導電區201a為一整面導電體，而使該第二導電凸塊32無對位之問題，亦即當該些第二導電凸塊32產生偏移，該些第二導電凸塊32仍完全接觸該彈性導電區201a而呈現電性導通之狀態。
另外，如第2B’圖所示，當各該第二導電凸塊32,32’之高度不一致時，仍可藉由微小下壓力，使全部的第二導電凸塊32,32’接觸該彈性導電區201a，亦即高度較高之第二導電凸塊32’會咬入該彈性導電區201a中，而高度較低之第二導電凸塊32接觸該彈性導電區201a表面，藉以維持電性連接品質之穩定性。
第3圖係為本發明之測試裝置2’之另一實施例之側視示意圖。本實施例與上述實施例之差異在於該承載件20’之結構。
於本實施例中，該承載件20’係由一板座200’與一導電層201’構成，該導電層201’係形成於該板座200’之表面上，例如，以貼附薄膜之方式形成該導電層201’，藉以於該板座200’之表面上形成彈性導電區201a’。
綜上所述，本發明之測試裝置及測試方法，主要藉由 該彈性導電區之設計，因而僅需施以微小壓力即能固定該待測元件，故不僅能避免該待測元件破碎，且能避免因對位不良而影響電性測試之問題。
再者，當該待測元件之電性接點高度不一致時，能藉由將部分電性接點壓入該彈性導電區中，使全部電性接點接觸該彈性導電區，以穩定維持電性連接之品質。
此外，本發明之測試裝置不需額外之固定件即可穩固接著且電性連接該待測元件，因而不會受到該待測元件之大小形狀之限制，故本發明之測試方法不僅適用於封裝前之晶圓針測，亦能廣泛的適用於封裝後之功能測試，實具廣泛且靈活之應用性。
上述實施例係用以例示性說明本發明之原理及其功效，而非用於限制本發明。任何熟習此項技藝之人士均可在不違背本發明之精神及範疇下，對上述實施例進行修改。因此本發明之權利保護範圍，應如後述之申請專利範圍所列。
2‧‧‧測試裝置
20‧‧‧承載件
20a‧‧‧第一表面
20b‧‧‧第二表面
200‧‧‧環座
201‧‧‧導電層
201a‧‧‧彈性導電區
21‧‧‧測試件
210‧‧‧探測部

Claims (18)

  1. 一種半導體元件之測試裝置，係包括：承載件，係具有相對之第一表面及第二表面，且該第一表面具有彈性導電區，以供設置至少一待測元件；以及測試件，係於測試時與該彈性導電區電性連接，且於測試時，令該待測元件位於該彈性導電區與該測試件之間。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之測試裝置，其中，該承載件係由一環座與一導電層所構成，該導電層位於該環座中，且該導電層之一側係做為該彈性導電區。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之測試裝置，其中，該環座具有供置放該導電層之定位部。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之測試裝置，其中，該定位部係為形成於該環座之內環面上之階狀結構。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之測試裝置，其中，該承載件係由一板座與一形成於該板座上之導電層所構成。
  6. 如申請專利範圍第2或5項所述之測試裝置，其中，形成該導電層之材料係為具黏著功能之導電材料。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之測試裝置，其中，該測試件具有用以電性連接該待測元件之探測部。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之測試裝置，其中，該承載件與該測試件係藉由線路進行電性連接。
  9. 一種半導體元件之測試方法，係包括：提供一包含承載件及測試件之測試裝置，該承載件具有相對之第一表面及第二表面，且該第一表面具有彈性導電區；設置至少一待測元件於該彈性導電區上；以及令該待測元件位於該彈性導電區與該測試件之間，且令該測試件電性連接該待測元件與該承載件，使該承載件、待測元件及測試件形成電性迴路。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之測試方法，其中，該承載件係由一環座與一導電層所構成，該導電層位於該環座中，且該導電層之一側係做為該彈性導電區。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之測試方法，其中，該環座具有供置放該導電層之定位部。
  12. 如申請專利範圍第11項所述之測試方法，其中，該定位部係為形成於該環座之內環面上之階狀結構。
  13. 如申請專利範圍第9項所述之測試方法，其中，該承載件係由一板座與一形成於該板座上之導電層所構成。
  14. 如申請專利範圍第10或13項所述之測試方法，其中，形成該導電層之材料係為具黏著功能之導電材料。
  15. 如申請專利範圍第9項所述之測試方法，其中，該測試件具有電性連接該待測元件之探測部。
  16. 如申請專利範圍第15項所述之測試方法，其中，係將該探測部碰觸該待測元件以電性連接該待測元件。
  17. 如申請專利範圍第9項所述之測試方法，其中，係將該測試件碰觸該待測元件以電性連接該待測元件。
  18. 如申請專利範圍第9項所述之測試方法，其中，該承載件與該測試件係藉由線路進行電性連接。
TW102100083A 2013-01-03 2013-01-03 半導體元件之測試裝置及測試方法 TWI491897B (zh)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW102100083A TWI491897B (zh) 2013-01-03 2013-01-03 半導體元件之測試裝置及測試方法
CN201310013916.6A CN103913689B (zh) 2013-01-03 2013-01-15 测试装置及测试方法
US14/056,214 US20140184261A1 (en) 2013-01-03 2013-10-17 Testing apparatus and testing method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW102100083A TWI491897B (zh) 2013-01-03 2013-01-03 半導體元件之測試裝置及測試方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201428314A TW201428314A (zh) 2014-07-16
TWI491897B true TWI491897B (zh) 2015-07-11

Family

ID=51016483

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW102100083A TWI491897B (zh) 2013-01-03 2013-01-03 半導體元件之測試裝置及測試方法

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20140184261A1 (zh)
CN (1) CN103913689B (zh)
TW (1) TWI491897B (zh)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104701206A (zh) * 2015-03-02 2015-06-10 上海华岭集成电路技术股份有限公司 三维封装芯片硅通孔的测试装置
TWI607522B (zh) * 2016-10-05 2017-12-01 白金科技股份有限公司 加工機台
CN108427043B (zh) * 2017-02-13 2020-07-03 华邦电子股份有限公司 转塔式测试设备及其转塔式测试方法
TWI725500B (zh) * 2019-07-31 2021-04-21 和碩聯合科技股份有限公司 扭力測試設備及其待測物定位座
TWI693414B (zh) * 2019-09-10 2020-05-11 矽品精密工業股份有限公司 檢測設備及其測試裝置
CN114076850B (zh) * 2020-08-14 2023-12-15 富准精密模具(嘉善)有限公司 电阻检测装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5810607A (en) * 1995-09-13 1998-09-22 International Business Machines Corporation Interconnector with contact pads having enhanced durability
US5914613A (en) * 1996-08-08 1999-06-22 Cascade Microtech, Inc. Membrane probing system with local contact scrub
US6097609A (en) * 1998-12-30 2000-08-01 Intel Corporation Direct BGA socket
TWM417645U (en) * 2011-03-02 2011-12-01 Tek Crown Technology Co Ltd Detecting device allowing fast replacement of conductive film
TW201226933A (en) * 2010-11-04 2012-07-01 Cascade Microtech Inc Resilient electrical interposers, systems that include the interposers, and methods for using and forming the same

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6483329B1 (en) * 2000-08-28 2002-11-19 Micron Technology, Inc. Test system, test contactor, and test method for electronic modules
TW584926B (en) * 2002-11-07 2004-04-21 Leadtek Research Inc Integrated circuit test device
TWI223711B (en) * 2003-08-22 2004-11-11 Advanced Semiconductor Eng Test apparatus for semiconductor package
TWI229740B (en) * 2004-01-29 2005-03-21 Advanced Semiconductor Eng Apparatus and method for measuring substrate units on substrate
KR101167750B1 (ko) * 2004-10-29 2012-07-23 제이에스알 가부시끼가이샤 웨이퍼 검사용 탐침 부재, 웨이퍼 검사용 프로브 카드 및웨이퍼 검사 장치
TW200729373A (en) * 2006-01-20 2007-08-01 Advanced Semiconductor Eng Test module for wafer
TW200828477A (en) * 2006-12-22 2008-07-01 Advanpack Solutions Pte Ltd Device and method for testing semiconductor element, and manufacturing method thereof
TWI390211B (zh) * 2009-07-01 2013-03-21 Pleader Yamaichi Co Ltd Vertical probe card

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5810607A (en) * 1995-09-13 1998-09-22 International Business Machines Corporation Interconnector with contact pads having enhanced durability
US5914613A (en) * 1996-08-08 1999-06-22 Cascade Microtech, Inc. Membrane probing system with local contact scrub
US6097609A (en) * 1998-12-30 2000-08-01 Intel Corporation Direct BGA socket
TW201226933A (en) * 2010-11-04 2012-07-01 Cascade Microtech Inc Resilient electrical interposers, systems that include the interposers, and methods for using and forming the same
TWM417645U (en) * 2011-03-02 2011-12-01 Tek Crown Technology Co Ltd Detecting device allowing fast replacement of conductive film

Also Published As

Publication number Publication date
CN103913689B (zh) 2017-03-01
TW201428314A (zh) 2014-07-16
US20140184261A1 (en) 2014-07-03
CN103913689A (zh) 2014-07-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI491897B (zh) 半導體元件之測試裝置及測試方法
TWI447414B (zh) 測試裝置及測試方法
US7317249B2 (en) Microelectronic package having stacked semiconductor devices and a process for its fabrication
TWI490508B (zh) 軟性測試裝置及其測試方法
TWI487921B (zh) 半導體封裝件之測試方法
US9222961B1 (en) Vertical probe card and method for manufacturing the same
TW201427506A (zh) 電子裝置及其製法
JP2007178132A (ja) 半導体検査装置および半導体検査方法
TWM531651U (zh) 無基板中介層及應用彼之半導體裝置
JPH10319087A (ja) ダイ検査法およびその装置
US20210005522A1 (en) Lid structure and semiconductor device package including the same
US6856155B2 (en) Methods and apparatus for testing and burn-in of semiconductor devices
TWI506712B (zh) 半導體結構之測試方法
TW201413903A (zh) 半導體封裝件及其製法
TWI529825B (zh) 半導體結構之製法
JP2017191688A (ja) 電気特性の検査方法
TW201307860A (zh) 雙面導通晶片之即測接合方法
TWI487922B (zh) 半導體元件用之測試設備及半導體元件之測試方法
CN202534636U (zh) 半导体封装用间隔件的测试设备
TWI486583B (zh) 半導體基板之檢測方法
TW400597B (en) Method and apparatus for testing die
TW455689B (en) Test method for an integrated circuit device
TWI221015B (en) Modular probe head
TWM624753U (zh) 封裝陣列基板的測試裝置
JP2013250224A (ja) プローブカード及びその製造方法