TWI706147B - 應用於測試設備之訊號的即時擷取裝置 - Google Patents

Abstract

一種應用於測試設備之訊號的即時擷取裝置，為具伸縮性的金屬彈簧套環結合訊號線，金屬彈簧套環能緊縮套抵於測試設備的彈簧針，當彈簧針壓抵於探針介面卡上的電路接點時，測試設備能檢測位於該探針介面卡下方的晶圓，並將訊號傳送至套接的訊號線，連接至儀器設備。使用者能快速將金屬彈簧套環套設至彈簧針上，並且在測試系統執行量測的過程中，即時將彈簧針上的訊號擷取出來，進行實時除錯分析或訊號監控。而且金屬彈簧套環能保持穩定搭接在該彈簧針上，不會損傷到脆弱的彈簧針，也不會因為尺寸的縮小而犧牲此測試訊號搭接裝置的可靠度。

Description

應用於測試設備之訊號的即時擷取裝置

本發明為一種訊號擷取裝置，尤指一種應用於測試設備之訊號的即時擷取裝置，金屬彈簧套環除了套設方便、不易鬆脫、適性佳之外，更是不具妨礙性及損害性，便於即時擷取訊號。

於現今的半導體測試機台的問題分析過程中，尚未有適合的器具把測試系統的彈簧針連接介面上的訊號即時擷取出來，進行測試問題的分析除錯。在半導體產業的晶圓測試或封裝測試領域，都會有大量的電性測試，例如晶圓元件參數分析、數位電路、類比電路、可靠度測試，以利於製程監控與品質管理。由於現代積體電路性能日益強大，相關的電性測試需求規模愈來愈大，也愈有挑戰性，因此必須花費工程師們更多時間及心力進行相關測試問題的分析除錯。

參閱圖13~圖15，為了能夠即時分析電性測試過程中的動態訊號，有時候會需要在測試系統執行待測物之檢測過程中，保持彈簧針介面上的複數彈簧針32接觸一探針介面卡35上的複數電路接點36，並設法將偵測點的訊號即時擷取出來，而且不能阻礙或干擾上述彈簧針介面與該探針介面卡35的正常接合。由於彈簧針介面與該探針介面卡35的接合介面空間極為狹窄，因而難以找到合用的連接器來進行線材搭接，一般常見的做法是在不使用連接端子的情況下，直接以一裸線40繞 接在各該彈簧針32上。

彈簧針介面與該探針介面卡35的接合面，採用伸縮量較大或較小的該等彈簧針32進行介面的電路接合，當該等彈簧針32為伸縮量較大的設計方式，其在接合的過程中會被明顯壓縮，因此更不容易穩固地將該裸線40以簡單纏繞方式搭接在會伸縮活動的各該彈簧針32上，況且一般導電性良好的純銅線幾乎沒有彈性，很難保持緊繞狀態，更增加搭接訊號線的困難度。另一方式，使用者可將該裸線40以膠帶貼合搭接在該探針介面卡35上不移動的該等電路接點36，以克服將該裸線40纏繞在各該彈簧針32上造成容易脫落的問題，但此方式必須注意貼合的位置，避免干擾該等彈簧針32與該等電路接點36的正常接觸，需耗費不少時間及心力，若不小心謹慎，甚至可能造成該等彈簧針32的彎折損壞。

因此發明人憑藉多年相關的實務經驗，積極經過長期思考，原型試驗及不斷改善，終於研發出簡易實用的彈簧針訊號擷取裝置。

本發明為一種應用於測試設備之訊號的即時擷取裝置，包括一具有伸縮性的金屬彈簧套環及一訊號線，該金屬彈簧套環形成一套孔，該訊號線連接該金屬彈簧套環，用以將儀器或偵測設備搭接至該金屬彈簧套環所套接的測試路徑，由於此裝置的結構簡單，因此在尺寸縮減上能取得最大優勢。

本發明揭露另一種應用於測試設備之訊號的即時擷取裝置，包括一具有伸縮性的金屬彈簧套環、一彈簧固定件及一訊號線，該金 屬彈簧套環形成一套孔，該彈簧固定件一端結合該金屬彈簧套環，該訊號線結合該彈簧固定件另一端，用以接收該金屬彈簧套環所擷取之測試訊號。該訊號線與該金屬彈簧套環被施以壓接、焊接或導電銀膠等可行之結合方式，接合至該彈簧固定件，形成導電路徑以實現訊號搭接之目的；而藉由該彈簧固定件接合該訊號線與該金屬彈簧套環，得以提昇上述擷取裝置的機械結構強度，雖然增加部分體積，卻可以增加耐用度，因此更適用於頻繁地安裝與卸除。

藉由上述結構，本發明的優點如下：

1、套設方便：本發明擷取裝置的該金屬彈簧套環具有伸縮性，因此能快速套設於一測試設備上的一彈簧針，也能快速移除上述之擷取裝置，使用起來十分便利。

2、不易鬆脫：本發明擷取裝置的該金屬彈簧套環具有伸縮性，也意味具有彈性束緊力道，當該金屬彈簧套環套設於該彈簧針上後，就會緊密壓抵該彈簧針的外壁，所以該金屬彈簧套環不易從具伸縮活動的該彈簧針上鬆脫滑落，因此該金屬彈簧套環能保持穩定可靠的套接在該彈簧針上。

3、適性佳：本發明擷取裝置的整體體積小，能適用於間隔十分窄小的各該彈簧針之間，該金屬彈簧套環之粗細與套孔尺寸皆可配合不同應用場合的該彈簧針的尺寸進行優化設計，且該金屬彈簧套環的伸縮性可以使本發明的擷取裝置具備一定程度的尺寸適應性。

4、不具妨礙性：本發明擷取裝置的該金屬彈簧套環可套設於該彈簧針任何位置，因此即使是面對該彈簧針的伸縮活動，可以在套接 的該彈簧針上進行有彈性的滑動，仍然可以保持良好的電性接觸，不會有套接鬆脫不實或接觸不良不穩的問題。

5、不具損害性：本發明擷取裝置的該金屬彈簧套環具備一定程度的伸縮彈性，使該金屬彈簧套環更能夠避免因為意外觸碰周邊其他物件，承受不當外力，因而導致脆弱的該彈簧針彎折損壞。若此擷取裝置承受意外的拉扯，該金屬彈簧套環本身就會被拉伸變形，甚至該金屬彈簧套環的彈簧會被拉斷開，以「自我犧牲」的方式承受意外拉扯，儘可能保全測試系統的該彈簧針介面。

6、多接觸點：本發明擷取裝置的該金屬彈簧套環與其所套接的該彈簧針之間，可以形成很多接觸點，而且彈簧間距愈密，接觸點數量也就愈多；此項多接觸點的特性，有益於降低接觸電阻，達到非常良好的電路搭接品質。

〔本發明〕

10:金屬彈簧套環

102:套孔

104:延伸結構

12:訊號線

14:絕緣件

16:彈簧固定件

20:檢測頭

21:彈簧針介面

22:彈簧針

25:探針介面卡

26:電路接點

28:晶圓

〔習用〕

32:彈簧針

35:探針介面卡

36:電路接點

40:裸線

圖1為本發明第一實施例立體示意圖

圖2為本發明第二實施例立體示意圖

圖2A為本發明第二實施例剖面示意圖

圖3為本發明第三實施例示意圖

圖4為本發明第四實施例立體示意圖

圖5為本發明第四實施例立體分解示意圖

圖6為本發明第五實施例立體示意圖

圖6A為本發明第五實施例剖面示意圖

圖7為本發明第六實施例立體示意圖

圖8為本發明金屬彈簧套環外部套設彈簧固定件及絕緣件的剖面示意圖

圖9為本發明具體應用於測試設備的示意圖

圖10為圖9的圈起部分放大示意圖

圖11為彈簧針向下作動的動作示意圖

圖12為彈簧針向上移動時，金屬彈簧套環仍能保持搭接的動作示意圖

圖13為習用將裸線捲繞在彈簧針上之放大示意圖

圖14為習用彈簧針向下作動的動作示意圖

圖15為習用彈簧針向上移動時，裸線從彈簧針上掉落的動作示意圖

參閱圖1，揭露一種應用於測試設備之訊號的即時擷取裝置，包括一金屬彈簧套環10及一訊號線12，該金屬彈簧套環10為彎折形成環狀具有伸縮性的彈簧，該金屬彈簧套環10形成一套孔102，該訊號線12使用焊接或導電銀膠等方式結合該金屬彈簧套環10，用以直接導通該金屬彈簧套環10所擷取的測試訊號，此實施例可以最大程度縮減訊號擷取裝置的體積。

參閱圖2、圖2A並參閱圖1，為了避免產生漏電或短路，可於該金屬彈簧套環10與該訊號線12裸露部分覆設一絕緣件14，該絕緣件14材質可為橡膠、塑膠或絕緣漆等其它具有絕緣特性的材料。

參閱圖3，揭露一種應用於測試設備之訊號的即時擷取裝置，為一金屬彈簧套環10呈弧形的彈簧時，對應該金屬彈簧套環10設有近似Y形結構的一彈簧固定件16，該金屬彈簧套環10兩端分別連接該 彈簧固定件16一側的Y字頂部之分岔兩端，該金屬彈簧套環10形成一套孔102，該彈簧固定件16的另一端係可結合一訊號線12，使該訊號線12得以接收該金屬彈簧套環10所擷取的測試訊號；此實施方式，可以調整該金屬彈簧套環10在整體結構之中的比例，在柔性與剛性之間取得更適宜的平衡點。

參閱圖4、圖5，揭露一種應用於測試設備之訊號的即時擷取裝置，包括一金屬彈簧套環10、一彈簧固定件16及一訊號線12，該金屬彈簧套環10中心形成一套孔102，該彈簧固定件16一端使用焊接或導電銀膠方式結合該金屬彈簧套環10，另一端使用焊接或導電銀膠方式結合該訊號線12，該訊號線12得以間接接收該金屬彈簧套環10的測試訊號。

參閱圖6、圖6A，揭露另一種應用於測試設備之訊號的即時擷取裝置，包括一金屬彈簧套環10、一中空的彈簧固定件16及一訊號線12，該金屬彈簧套環10具有伸縮性且為彎折形成環狀，該金屬彈簧套環10之末端朝外凸設二延伸結構104，該等延伸結構104為金屬材質，該等延伸結構104與該金屬彈簧套環10之間形成一套孔102，該等延伸結構104的一端以焊接、壓接或導電銀膠等方式來結合該彈簧固定件16，該彈簧固定件16的另一端以焊接、壓接或導電銀膠等方式結合該訊號線12，透過該彈簧固定件16作為輔助，使該訊號線12能接收該金屬彈簧套環10的測試訊號，並且能夠提升擷取裝置的結構強度，增加耐用性。

參閱圖7，揭露一金屬彈簧套環10具有二延伸結構10 4，一彈簧固定件16使用金屬片體，先將該等延伸結構104焊接於該彈簧固定件16的一端，接著將該彈簧固定件16對摺，使該等延伸結構104包覆於該彈簧固定件16內部，接著將一訊號線12直接焊接於該彈簧固定件16另一端，使該訊號線12得以間接接收該金屬彈簧套環10的測試訊號。

參閱圖8，當該等延伸結構104及該訊號線12經焊接、壓接或導電銀膠與該彈簧固定件16結合後，可於該彈簧固定件16外部再套設一絕緣件14，避免發生漏電或意外短路。

圖9~圖12，為本發明具體應用於其中一種測試設備的實施例示意圖，並不用以限制本發明僅能用於此種測試設備。

參閱圖9，測試設備主要是由一檢測頭20檢測一晶圓28，該檢測頭20具有一彈簧針介面21，該彈簧針介面21上設有複數彈簧針22，各該彈簧針22接觸一探針介面卡25對應的複數電路接點26，藉此以檢測位於該探針介面卡25下方的該晶圓28。

參閱圖10並搭配圖7，由於擷取裝置具有簡便性，且該金屬彈簧套環10具有伸縮性，當該金屬彈簧套環10套設於其中一該彈簧針22時，能便捷地套抵該彈簧針22，該金屬彈簧套環10套設後具有束緊力道，使該金屬彈簧套環10不易從具有伸縮活動的該彈簧針22上脫落，既能保持穩定可靠的搭接狀態，且不影響該彈簧針22的垂直伸縮。

參閱圖11並搭配圖9，該檢測頭20下壓至該探針介面卡25時，各該彈簧針22接觸該對應之該電路接點26並偵測訊號，其所擷取到的訊號會由該金屬彈簧套環10連接傳送至該訊號線12。

參閱圖12並搭配圖9，當該檢測頭20上移時，該金屬彈簧套環10有可能因為該彈簧針22伸縮活動，會從原來套設該彈簧針22的位置稍微下滑一些，但仍會緊套該彈簧針22而不會脫落。

需注意的是，上述實施例僅為例示性說明本發明之原理及其功效，而非用於限制本發明之範圍，任何熟於此項技術之人均可在不違背本發明之技術原理及精神下，對實施例作修改與變化，因此本發明之權利保護範圍應如後述之申請專利範圍所述。

10:金屬彈簧套環

102:套孔

12:訊號線

Claims (6)

1. 一種應用於測試設備之訊號的即時擷取裝置，包括：一金屬彈簧套環，形成一套孔，該金屬彈簧套環為彎折形成環狀或弧形彈簧；一彈簧固定件，一端結合該金屬彈簧套環；及一訊號線，結合該彈簧固定件另一端，用以間接接收該金屬彈簧套環的測試訊號。
2. 如申請專利範圍第1項所述之應用於測試設備之訊號的即時擷取裝置，其中該金屬彈簧套環呈弧形的彈簧時，該彈簧固定件呈近似Y形結構，該金屬彈簧套環兩端分別連接該彈簧固定件一側的Y字頂部之分岔兩端。
3. 如申請專利範圍第1項所述之應用於測試設備之訊號的即時擷取裝置，其中該彈簧固定件以焊接、壓接或導電銀膠結合該金屬彈簧套環，該彈簧固定件同樣以焊接、壓接或導電銀膠結合該訊號線。
4. 如申請專利範圍第1項所述之應用於測試設備之訊號的即時擷取裝置，該金屬彈簧套環之末端朝外凸設二延伸結構，各該延伸結構為金屬材質，各該延伸結構結合該彈簧固定件的一端。
5. 如申請專利範圍第4項所述之應用於測試設備之訊號的即時擷取裝置，其中該彈簧固定件外部覆設一絕緣件。
6. 如申請專利範圍第4項所述之應用於測試設備之訊號的即時擷取裝置，其中該彈簧固定件以焊接、壓接或導電銀膠結合該等延伸結構，該彈簧固定件同樣以焊接、壓接或導電銀膠結合該訊號線。

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