TWI583968B - 電測設備 - Google Patents

Description

電測設備

本發明係有關於一種電測設備，特別是有關於一種用以測試晶粒之電氣特性的電測設備。

一般來說，在發光二極體(Light-Emitting Diode,LED)晶粒被切割出來之後，會藉由測試機台檢測其電性特性以及光學特性。舉例來說，測試機台係利用探針(probe)電性接觸發光二極體晶粒的導電墊，藉以檢測其電性特性，並利用收光裝置(例如，積分球)對發光二極體晶粒進行收光，藉以檢測其光學特性。依據發光二極體晶粒的效能分選成眾多個級別，以利後續的分選流程。

目前，對於導電墊與發光面分別位於不同側的發光二極體晶粒種類來說，測試機台的探針係由用以承載發光二極體晶粒的承載盤下方穿過以電性連接發光二極體晶粒背面的導電墊。但當探針施加至發光二極體晶粒的接觸力道過大時，會造成發光二極體晶粒脫離承載盤的問題發生。

因此，如何在探針對發光二極體晶粒進行電性測試與光學測試時防止晶粒脫離承載盤期間，避免發光二極體 晶粒受到損壞，是目前業界亟欲投入研發資源解決的問題之一。

本發明提供一種電測設備，用以測試待測物。電測設備包含承載盤、探針、墊圈、殼體以及氣壓控制模組。承載盤具有第一面、第二面以及穿孔。穿孔貫穿第一面與第二面。第一面承載待測物。穿孔受待測物所覆蓋。探針用以從第二面經由穿孔而電性連接待測物。墊圈設置於第一面上，並環繞待測物。殼體於第一面上方抵靠墊圈，致使墊圈夾持於承載盤與殼體之間。殼體具有通道。通道具有進氣口以及出氣口。密閉空間形成於承載盤、待測物、墊圈與殼體之間，並且出氣口連通密閉空間。氣壓控制模組連通進氣口，用以使通道與密閉空間內的空氣維持預定氣壓值，並且預定氣壓值大於1大氣壓力。

於本發明的一實施方式中，上述的承載盤還具有真空吸附孔。真空吸附孔連通第一面，並受待測物所覆蓋。真空吸附孔還連通真空氣壓源，以藉由真空氣壓源將待測物吸附在第一面上。

於本發明的一實施方式中，上述的電測設備還包含探針蓋，用以容納探針，並抵靠第二面以罩住穿孔。探針蓋具有真空吸附孔。真空吸附孔連通真空氣壓源，以藉由真空氣壓源將探針蓋內部抽真空，進而將待測物吸附在第一面上。

綜上所述，本發明的電測設備係提供墊圈環繞於待測物之外，並提供殼體抵靠墊圈，進而於承載盤、待測物、墊圈與殼體之間形成密閉空間。並且，本發明的電測設備還提供氣壓控制模組經由殼體的通道連通密閉空間，因此可藉由氣壓控制模組使密閉空間內的空氣的加壓至大於1大氣壓力的預定氣壓值。藉此，在探針對待測物進行電性測試時，本發明的電測設備即可以非接觸的方式防止待測物脫離承載盤，並同時避免待測物受到刮傷。此外，本發明的電測設備還在氣壓控制模組與殼體的進氣口之間設置氣體變溫模組，用以加熱或冷卻密閉空間內的空氣，進而以熱對流的方式使待測物升溫或降溫，因此可進一步測得待測物在預定溫度下的電氣特性。不僅如此，本發明的電測設備還提供控溫器直接與承載盤接觸，並以熱傳導的方式使待測物升溫或降溫，因此可使待測物整體均勻地調整至上述預定溫度。

1‧‧‧電測設備

10‧‧‧承載盤

100‧‧‧第一面

102‧‧‧第二面

104‧‧‧穿孔

106‧‧‧真空吸附孔

12‧‧‧探針

14‧‧‧墊圈

16‧‧‧殼體

202‧‧‧第一冷卻單元

204‧‧‧第一溫控單元

206‧‧‧第一溫度感測器

22‧‧‧控溫器

220‧‧‧第二加熱單元

222‧‧‧第二冷卻單元

224‧‧‧第二溫控單元

226‧‧‧第二溫度感測器

3‧‧‧待測物

160‧‧‧通道

162‧‧‧進氣口

164‧‧‧出氣口

18‧‧‧氣壓控制模組

180‧‧‧氣體加壓單元

182‧‧‧氣壓控制單元

184‧‧‧氣壓感測單元

20‧‧‧氣體變溫模組

200‧‧‧第一加熱單元

4‧‧‧真空氣壓源

5‧‧‧電測設備

50‧‧‧承載盤

500‧‧‧第一面

502‧‧‧第二面

504‧‧‧穿孔

52‧‧‧探針蓋

520‧‧‧真空吸附孔

S‧‧‧密閉空間

第1圖為繪示本發明一實施方式之電測設備的剖面示意圖。

第2圖為繪示第1圖中之殼體、氣壓控制模組與氣體變溫模組的示意圖。

第3圖為繪示第1圖中之承載盤與控溫器的示意圖。

第4圖為繪示本發明另一實施方式之電測設備的剖面 示意圖。

以下將以圖式揭露本發明之複數個實施方式，為明確說明起見，許多實務上的細節將在以下敘述中一併說明。然而，應瞭解到，這些實務上的細節不應用以限制本發明。也就是說，在本發明部分實施方式中，這些實務上的細節是非必要的。此外，為簡化圖式起見，一些習知慣用的結構與元件在圖式中將以簡單示意的方式繪示之。

在此要先說明的是，本發明的電測設備主要係用以測試待測物。特別來說，本發明的電測設備所欲測試的待測物，為晶圓切割之後所產生的晶粒。

請先參閱第1圖，其為繪示本發明一實施方式之電測設備1的剖面示意圖。

如第1圖所示，於本實施方式中，電測設備1包含承載盤10以及探針12。電測設備1的承載盤10具有第一面100、第二面102、穿孔104以及真空吸附孔106。承載盤10的第一面100與第二面102分別位於兩不同側(亦即，第1圖中的上下兩側)。承載盤10的穿孔104貫穿第一面100與第二面102。承載盤10的真空吸附孔106連通第一面100。承載盤10的第一面100用以承載待測物3。承載盤10的穿孔104與真空吸附孔106受待測物3所覆蓋。承載盤10的真空吸附孔106還連通真空氣壓源4。藉此，本實施方式的電測設備1即可藉由外部的真空氣壓源4，經由 承載盤10的真空吸附孔106將待測物3吸附在第一面100上。

同樣示於第1圖，於本實施方式中，電測設備1的探針12係從承載盤10的第二面102經由穿孔104而電性連接待測物3。藉此，本實施方式的電測設備1即可藉由探針12對待測物3進行供電，並偵測待測物3所回饋的電氣特性。

然而，於實際應用中，在電測設備1的探針12電性連接待測物3的期間，若探針12所施加於待測物3的力量大於真空氣壓源4吸附待測物3的力量，則待測物3會被探針12推動而離開承載板的第一面100，進而可能造成測試結果出現誤差。

因此，為了解決上述問題，同樣示於第1圖，於本實施方式中，電測設備1還包含墊圈14、殼體16以及氣壓控制模組18。電測設備1的墊圈14設置於承載盤10的第一面100上，並環繞待測物3。電測設備1的殼體16於承載盤10的第一面100上方抵靠墊圈14，致使墊圈14夾持於承載盤10與殼體16之間。特別來說，電測設備1的墊圈14係由具有彈性的可壓縮材料所製成，因此當墊圈14夾持於承載盤10與殼體16之間時，墊圈14係受壓縮變形而產生密封的效果。具體而言，承載盤10、覆蓋穿孔104的待測物3、殼體16以及環繞待測物3並壓縮變形於承載盤10的第一面100與殼體16之間的墊圈14等四者，係形成密閉空間S。

進一步來說，電測設備1的殼體16具有通道160。殼體16的通道160兩端分別具有進氣口162以及出氣口164。殼體16的出氣口164連通密閉空間S。電測設備1的氣壓控制模組18連通殼體16的進氣口162。因此，電測設備1的氣壓控制模組18係經由殼體16的通道160連通密閉空間S，並用以使殼體16的通道160與密閉空間S內的空氣維持預定氣壓值。於本實施方式中，電測設備1的氣壓控制模組18係設定預定氣壓值大於1大氣壓力。於實際應用中，電測設備1的氣壓控制模組18所設定的預定氣壓值的大小，可依據所需而彈性地調整。

藉此，在電測設備1的探針12電性連接待測物3的期間，即使探針12所施加於待測物3的力量大於真空氣壓源4吸附待測物3的力量，仍可藉由本實施方式的電測設備1所提供的氣壓控制模組18控制密閉空間S的氣壓值，進而使待測物3有足夠的力量能持續覆蓋承載盤10的穿孔104，並防止待測物3脫離承載盤10的第一面100。

於一實施方式中，上述待測物3為一發光二極體(Light-Emitting Diode,LED)，且其發光面與接點(pad)分別位於兩不同側(亦即，第1圖中的上下兩側)，本實施方式的電測設備1可藉由探針12將電力經由接點輸出至發光二極體，致使發光二極體由其發光面進行發光，並偵測發光二極體所回饋的電氣特性。

於一實施方式中，電測設備1還包含可容納發光二極體的積分球(integrating sphere，圖未示)，因此可藉由積 分球的內表面接收發光二極體所發出的光，進而檢測發光二極體的發光特性。然而，本發明並不以此為限。

進一步來說，若欲使上述積分球的內表面能夠成功接收發光二極體所發出的光，則於一實施方式中，電測設備1的殼體16係為透明石英、透明玻璃或類似的可透光殼體16所製成。藉此，上述發光二極體所發出的光即可穿過殼體16而由積分球的內表面所接收。

綜上所述，本發明的電測設備1可藉由氣壓控制模組18以非接觸的方式防止待測物3脫離承載盤10，並不需要以透明的殼體16由上方貼覆待測物3，因此還可避免待測物3受到壓傷或刮傷等損壞的問題發生。

請參照第2圖，其為繪示第1圖中之殼體16、氣壓控制模組18與氣體變溫模組20的示意圖。

如第1圖與第2圖所示，於本實施方式中，電測設備1的氣壓控制模組18包含氣體加壓單元180、氣壓控制單元182以及氣壓感測單元184。氣壓控制模組18的氣體加壓單元180連接殼體16的進氣口162，用以加壓殼體16的通道160與密閉空間S內的空氣。氣壓控制模組18的氣壓控制單元182電性連接氣體加壓單元180，用以控制氣體加壓單元180，致使氣體加壓單元180將殼體16的通道160與密閉空間S內的空氣加壓至預定氣壓值。氣壓控制模組18的氣壓感測單元184設置於密閉空間S中，並電性連接氣壓控制單元182，用以感測密閉空間S中的實際氣壓值。氣壓控制模組18的氣壓控制單元182係根據實際氣壓值控 制氣體加壓單元180。換言之，藉由氣壓感測單元184回饋密閉空間S中的實際氣壓值，氣壓控制模組18即可確實地將密閉空間S中的空氣加壓至所需的預定氣壓值。

如第1圖所示，於本實施方式中，電測設備1還包含氣體變溫模組20。電測設備1的氣體變溫模組20係熱性連接於氣壓控制模組18與殼體16的進氣口162之間，用以使殼體16的通道160與密閉空間S內的空氣維持預定溫度。

進一步來說，如第2圖所示，電測設備1的氣體變溫模組20包含第一加熱單元200、第一溫控單元204以及第一溫度感測器206。氣體變溫模組20的第一加熱單元200係熱性連接於氣壓控制模組18的氣體加壓單元180與殼體16的進氣口162之間，用以加熱殼體16的通道160與密閉空間S內的空氣。氣體變溫模組20的第一溫控單元204電性連接第一加熱單元200，用以控制第一加熱單元200，致使第一加熱單元200將殼體16的通道160與密閉空間S內的空氣加熱至預定溫度。氣體變溫模組20的第一溫度感測器206設置於密閉空間S中，並電性連接第一溫控單元204，用以感測密閉空間S中的第一實際溫度。第一溫控單元204係根據第一實際溫度控制第一加熱單元200。換言之，藉由第一溫度感測器206回饋密閉空間S中的第一實際溫度給第一溫控單元204，氣體變溫模組20即可確實地將密閉空間S中的空氣加熱至所需的預定溫度。

藉此，當所設定的預定溫度大於密閉空間S中的第 一實際溫度時，本發明的電測設備1即可以熱對流的方式經由密閉空間S內的空氣使待測物3升溫，因此可進一步測得待測物3在高溫下的電氣特性。

同樣示於第2圖，於本實施方式中，電測設備1的氣體變溫模組20還包含第一冷卻單元202。氣體變溫模組20的第一冷卻單元202係熱性連接於氣壓控制模組18的氣體加壓單元180與殼體16的進氣口162之間，用以冷卻殼體16的通道160與密閉空間S內的空氣。氣體變溫模組20的第一溫控單元204還電性連接第一冷卻單元202，用以控制第一冷卻單元202，致使第一冷卻單元202將通道160與密閉空間S內的空氣冷卻至預定溫度。藉由第一溫度感測器206回饋密閉空間S中的第一實際溫度給第一溫控單元204，氣體變溫模組20即可確實地將密閉空間S內的空氣冷卻至所需的預定溫度。

藉此，當所設定的預定溫度小於密閉空間S中的第一實際溫度時，本發明的電測設備1即可以熱對流的方式經由密閉空間S內的空氣使待測物3降溫，因此可進一步測得待測物3在低溫下的電氣特性。

然而在此要說明的是，若僅為了測得待測物3在高溫下的電氣特性，電測設備1的氣體變溫模組20亦可省略而不安裝上述的第一冷卻單元202。相對地，若僅為了測得待測物3在低溫下的電氣特性，電測設備1的氣體變溫模組20亦可省略而不安裝上述的第一加熱單元200。

請參照第3圖，其為繪示第1圖中之承載盤10與 控溫器22的示意圖。

如第1圖與第3圖所示，於本實施方式中，電測設備1還包含控溫器22。電測設備1的控溫器22係熱性連接承載盤10，用以將承載盤10加熱至預定溫度。

進一步來說，電測設備1的控溫器22包含第二加熱單元220、第二溫控單元224以及第二溫度感測器226。控溫器22的第二加熱單元220係熱性連接承載盤10，用以加熱承載盤10。控溫器22的第二溫控單元224電性連接第二加熱單元220，用以控制第二加熱單元220，致使第二加熱單元220將承載盤10加熱至預定溫度。控溫器22的第二溫度感測器226設置於承載盤10上，並電性連接第二溫控單元224，用以感測承載盤10的第二實際溫度。控溫器22的第二溫控單元224係根據第二實際溫度控制第二加熱單元220。藉由第二溫度感測器226回饋承載盤10的第二實際溫度給第二溫控單元224，控溫器22即可確實地將承載盤10加熱至所需的預定溫度。

藉此，當所設定的預定溫度大於承載盤10的第二實際溫度時，本發明的電測設備1即可以熱傳導的方式經由承載盤10使待測物3升溫，不僅可進一步測得待測物3在高溫下的電氣特性，更可達到使待測物3整體均勻地調整至所設定的預定溫度的功效。

同樣示於第3圖，於本實施方式中，電測設備1的控溫器22還包含第二冷卻單元222。控溫器22的第二冷卻單元222係熱性連接承載盤10，用以冷卻承載盤10。控溫 器22的第二溫控單元224還電性連接第二冷卻單元222，用以控制第二冷卻單元222，致使第二冷卻單元222將承載盤10冷卻至預定溫度。藉由第二溫度感測器226回饋承載盤10的第二實際溫度給第二溫控單元224，控溫器22即可確實地將承載盤10冷卻至所需的預定溫度。

藉此，當所設定的預定溫度小於承載盤10的第二實際溫度時，本發明的電測設備1即可以熱傳導的方式經由承載盤10使待測物3降溫，不僅可進一步測得待測物3在低溫下的電氣特性，更可達到使待測物3整體均勻地調整至所設定的預定溫度的功效。

然而在此要說明的是，若僅為了測得待測物3在高溫下的電氣特性，電測設備1的控溫器22亦可省略而不安裝上述的第二冷卻單元222。相對地，若僅為了測得待測物3在低溫下的電氣特性，電測設備1的控溫器22亦可省略而不安裝上述的第二加熱單元220。

另外要說明的是，若僅為了達到防止待測物3脫離承載盤10的基本目的，本發明的電測設備1亦可省略而不安裝上述的氣體變溫模組20與控溫器22。

此外，藉由外部的真空氣壓源4輔助吸附待測物3的作法，並不以第1圖所示的實施方式為限。請參照第4圖，其為繪示本發明另一實施方式之電測設備5的剖面示意圖。

如第4圖所示，相較於第1圖中之電測設備1所示的實施方式，本實施方式的電測設備5係提供另一種承載 盤50，並進一步包含探針蓋52。電測設備5所包含的探針12、墊圈14、殼體16、氣壓控制模組18、氣體變溫模組20以及控溫器22，皆與第1圖中所示之電測設備1相同，因此這些元件的功能以及連接關係在此不再贅述，可參閱上文中相關說明。

在此要說明的是，電測設備5的承載盤50具有第一面500、第二面502以及穿孔504。承載盤50的第一面500與第二面502分別位於兩不同側(亦即，第4圖中的上下兩側)。承載盤50的穿孔504貫穿第一面500與第二面502。電測設備5的探針蓋52係用以容納探針12，並抵靠承載盤50的第二面502，進而由承載盤的下方罩住穿孔504。電測設備5的探針蓋52具有真空吸附孔520。探針蓋52的真空吸附孔520連通外部的真空氣壓源4。藉此，本實施方式的電測設備5即可藉由外部的真空氣壓源4經由真空吸附孔520將探針蓋52內部抽真空，進而將待測物3吸附在承載盤50的第一面500上。

由以上對於本發明之具體實施例之詳述，可以明顯地看出，本發明的電測設備係提供墊圈環繞於待測物之外，並提供殼體抵靠墊圈，進而於承載盤、待測物、墊圈與殼體之間形成密閉空間。並且，本發明的電測設備還提供氣壓控制模組經由殼體的通道連通密閉空間，因此可藉由氣壓控制模組使密閉空間內的空氣的加壓至大於1大氣壓力的預定氣壓值。藉此，在探針對待測物進行電性測試時，本發明的電測設備即可以非接觸的方式防止待測物脫 離承載盤，並同時避免待測物受到刮傷。此外，本發明的電測設備還在氣壓控制模組與殼體的進氣口之間設置氣體變溫模組，用以加熱或冷卻密閉空間內的空氣，進而以熱對流的方式使待測物升溫或降溫，因此可進一步測得待測物在預定溫度下的電氣特性。不僅如此，本發明的電測設備還提供控溫器直接與承載盤接觸，並以熱傳導的方式使待測物升溫或降溫，因此可使待測物整體均勻地調整至上述預定溫度。

雖然本發明已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

1‧‧‧電測設備

10‧‧‧承載盤

100‧‧‧第一面

102‧‧‧第二面

104‧‧‧穿孔

106‧‧‧真空吸附孔

12‧‧‧探針

14‧‧‧墊圈

16‧‧‧殼體

160‧‧‧通道

162‧‧‧進氣口

164‧‧‧出氣口

18‧‧‧氣壓控制模組

184‧‧‧氣壓感測單元

20‧‧‧氣體變溫模組

206‧‧‧第一溫度感測器

22‧‧‧控溫器

3‧‧‧待測物

4‧‧‧真空氣壓源

S‧‧‧密閉空間

Claims (14)

1. 一種電測設備，用以測試一待測物，該電測設備包含：一承載盤，具有一第一面、一第二面以及一穿孔，該穿孔貫穿該第一面與該第二面，其中該第一面承載該待測物，該穿孔受該待測物所覆蓋；一探針，用以從該第二面經由該穿孔而電性連接該待測物；一墊圈，設置於該第一面上，並環繞該待測物；一殼體，於該第一面上方抵靠該墊圈，致使該墊圈夾持於該承載盤與該殼體之間，該殼體具有一通道，該通道具有一進氣口以及一出氣口，其中一密閉空間形成於該承載盤、該待測物、該墊圈與該殼體之間，並且該出氣口連通該密閉空間；以及一氣壓控制模組，連通該進氣口，用以使該通道與該密閉空間內的空氣維持一預定氣壓值，並且該預定氣壓值大於1大氣壓力。
2. 如申請專利範圍第1項所述之電測設備，其中該氣壓控制模組包含：一氣體加壓單元，連接該進氣口，用以加壓該通道與該密閉空間內的空氣；以及一氣壓控制單元，電性連接該氣體加壓單元，用以控 制該氣體加壓單元將該通道與該密閉空間內的空氣加壓至該預定氣壓值。
3. 如申請專利範圍第2項所述之電測設備，其中該氣壓控制模組還包含一氣壓感測單元，該氣壓感測單元設置於該密閉空間中，並電性連接該氣壓控制單元，用以感測該密閉空間中的一實際氣壓值，並且該氣壓控制單元係根據該實際氣壓值控制該氣體加壓單元。
4. 如申請專利範圍第2項所述之電測設備，還包含一氣體變溫模組，熱性連接於該氣體加壓單元與該進氣口之間，用以使該通道與該密閉空間內的空氣維持一預定溫度。
5. 如申請專利範圍第4項所述之電測設備，其中該氣體變溫模組包含：一第一加熱單元，熱性連接於該氣體加壓單元與該進氣口之間，用以加熱該通道與該密閉空間內的空氣；以及一第一溫控單元，電性連接該第一加熱單元，用以控制該第一加熱單元將該通道與該密閉空間內的空氣加熱至該預定溫度。
6. 如申請專利範圍第5項所述之電測設備，其中該氣體變溫模組還包含一第一溫度感測器，該第一溫度感測器設置於該密閉空間中，並電性連接該第一溫控單元，用以感測該密閉空間中的一第一實際溫度，並且該第一溫控單 元係根據該第一實際溫度控制該第一加熱單元。
7. 如申請專利範圍第4項所述之電測設備，其中該氣體變溫模組包含：一第一冷卻單元，熱性連接於該氣體加壓單元與該進氣口之間，用以冷卻該通道與該密閉空間內的空氣；以及一第一溫控單元，電性連接該第一冷卻單元，用以控制該第一冷卻單元將該通道與該密閉空間內的空氣冷卻至該預定溫度。
8. 如申請專利範圍第7項所述之電測設備，其中該氣體變溫模組還包含一第一溫度感測器，該第一溫度感測器設置於該密閉空間中，並電性連接該第一溫控單元，用以感測該密閉空間中的一第一實際溫度，並且該第一溫控單元係根據該第一實際溫度控制該第一冷卻單元。
9. 如申請專利範圍第2項所述之電測設備，還包含一控溫器，該控溫器熱性連接該承載盤，用以將該承載盤維持至該預定溫度。
10. 如申請專利範圍第9項所述之電測設備，其中該控溫器包含：一第二加熱單元，熱性連接該承載盤，用以加熱該承載盤；一第二溫控單元，電性連接該第二加熱單元，用以控 制該第二加熱單元將該承載盤加熱至該預定溫度；以及一第二溫度感測器，設置於該承載盤上，並電性連接該第二溫控單元，用以感測該承載盤的一第二實際溫度，並且該第二溫控單元係根據該第二實際溫度控制該第二加熱單元。
11. 如申請專利範圍第9項所述之電測設備，其中該控溫器包含：一第二冷卻單元，熱性連接該承載盤，用以冷卻該承載盤；一第二溫控單元，電性連接該第二冷卻單元，用以控制該第二冷卻單元將該承載盤冷卻至該預定溫度；以及一第二溫度感測器，設置於該承載盤上，並電性連接該第二溫控單元，用以感測該承載盤的一第二實際溫度，並且該第二溫控單元係根據該第二實際溫度控制該第二冷卻單元。
12. 如申請專利範圍第1項所述之電測設備，其中該殼體係為一透明石英或一透明玻璃所製成的一可透光殼體。
13. 如申請專利範圍第1項所述之電測設備，其中該承載盤還具有一真空吸附孔，該真空吸附孔連通該第一面，並受該待測物所覆蓋，該真空吸附孔還連通一真空氣壓源，以藉由該真空氣壓源將該待測物吸附在該第一面上。
14. 如申請專利範圍第1項所述之電測設備，還包含一探針蓋，用以容納該探針，並抵靠該第二面以罩住該穿孔，該探針蓋具有一真空吸附孔，該真空吸附孔連通一真空氣壓源，以藉由該真空氣壓源將該探針蓋內部抽真空，進而將該待測物吸附在該第一面上。