TWI711824B - 可調式探針承載裝置 - Google Patents

Abstract

一種可調式探針承載裝置，用以測試一半導體元件之電性，可調式探針承載裝置包括：一電路板、一固定元件、一水平調整元件、一分力調整元件及一一承載座。其中水平調整元件，其用以調整其與固定元件之平行度以調整複數對外接點的水平平整度；以及部分承載座直接或間接抵靠於分力調整元件，藉由調整第二調整模組以調整部分承載座的彈性體形變係數以改變複數外部接點受力的反作用力。

Description

可調式探針承載裝置

本發明是有關一種探針承載裝置，特別是一種可調的探針承載裝置。

IC測試是IC製造流程中重要的一環，一般可分成兩個階段，其中在切割、封裝前的測試為IC晶圓測試(Wafer Test)，其目的在針對晶片作電性功能上的測試，使IC在進入封裝前能先行過濾出電性功能不良的晶片，以降低IC成品的不良率，減少製造成本的耗費。而封裝成形後的測試為IC成品測試(Final Test)，其目的在確認IC成品的功能、速度、容忍度、電力消耗、熱力發散等屬性是否正常，以確保IC出貨前的品質。對IC製造廠商而言，測試實為一不可缺少之關鍵製程。傳統之探針卡中，如圖1，皆係將其探針P(鎢針、鉛針或銅針)以人工組裝之方式逐根固定在印刷電路板PCB上，亦以人工之方式逐步調整探針之高度，此舉不僅將造成製作時之費時耗工，亦將使得組裝後之探針卡成品精密度不佳，而常因探針之平整度不佳而影響測試時之穩定性。況且，由於傳統探針卡之探針P裸露部份過多且無絕緣包覆，會產生寄生電容及電感，造成高頻測試訊號減弱、串音增加等缺失。而探針之變形能力過小，當待測電路之平面度不佳時，即無法確保所有探針均能有效地接觸測試點。

在IC測試時，與晶圓接觸需要較佳的水平，探針若有高低落差，會造成接觸不良，不易測試，如圖1。亦或者，IC上各接觸點位分布不平均，探針需對應接觸點位置配置，然而探針在接觸晶圓時，造成受力不平均。

在晶圓製造過程中，利用外部相對應電路接觸晶圓相對應接點以獲取某種數據來驗證晶圓製程及IC品質就是習知的晶圓測試。而在此晶圓測試過程中，如何讓測試電路與待測電路做有效且適當的壓力接觸是其中一重要課題。

本發明提供一種可調式探針承載裝置，其中探針承載裝置具有水平調整元件及分力調整元件，分別用以調整複數對外接點的水平平整度及調整部分承載座的彈性體形變係數以改變複數外部接點受力的反作用力，以達成可調式探針承載裝置與半導體元件之個接觸點皆能有效接觸的目的。

本發明一實施例之一種可調式探針承載裝置，用以測試一半導體元件之電性，可調式探針承載裝置包括：一電路板、一固定元件、一水平調整元件、一分力調整元件及一承載座。其中電路板其具有一第一開口及一第一電路圍繞於第一開口附近。固定元件設置於電路板上，且固定元件具有一第二開口。水平調整元件設置於固定元件上，其具有一第三開口及一第一調整模組。而分力調整元件設置於水平調整元件上，其具有及一第二調整模組。承載座用以承載一測試電路模組，測試電路模組包含一載體與設置於載體相對兩側的上之複數內部接點及複數對外接點。上述結構中，承載座及測試電路模組貫穿第三開口、第二開口及第一開口，使測試電路模組之複數外部接點接觸設置於其電路板下方之半導體元件；固定元件用以固定測試電路模組於電路板上，且測試電路模組之複數內部接點與電路板上之第一電路電性連接；水平調整元件，藉由調整第一調整 模組用以調整其與固定元件之平行度以調整複數對外接點的水平平整度；以及部分承載座直接或間接抵靠於分力調整元件，藉由調整第二調整模組以調整部分承載座的彈性體形變係數以改變複數外部接點受力的反作用力。

以下藉由具體實施例配合所附的圖式詳加說明，當更容易瞭解本發明之目的、技術內容、特點及其所達成之功效。

100:可調式探針承載裝置

110:電路板

111:第一開口

112:第一電路

120:固定元件

121:第二開口

130:水平調整元件

131:第三開口

132:第一調整模組

1321:第一螺合元件

1322:第一彈性元件

140:分力調整元件

141:第二調整模組

1411:第二螺合元件

1412:第二彈性元件

150:承載座

160:測試電路模組

161:載體

162:內部接點

163:對外接點

E1:端

E2:另端

S:半導體元件

P:探針

PCB:印刷電路板

W:晶圓

圖1為一側視示意圖，顯示習知技術之探針承載裝置。

圖2為一側視示意圖，顯示本發明之一實施例之可調式探針承載裝置。

圖3為一側視示意圖，顯示本發明之又一實施例之可調式探針承載裝置。

以下將詳述本發明之各實施例，並配合圖式作為例示。除了這些詳細說明之外，本發明亦可廣泛地施行於其它的實施例中，任何所述實施例的輕易替代、修改、等效變化都包含在本發明之範圍內，並以申請專利範圍為準。在說明書的描述中，為了使讀者對本發明有較完整的瞭解，提供了許多特定細節；然而，本發明可能在省略部分或全部特定細節的前提下，仍可實施。此外，眾所周知的步驟或元件並未描述於細節中，以避免對本發明形成不必要之限制。圖式中相同或類似之元件將以相同或類似符號來表示。特別注意的是，圖式僅為示意之用，並非代表元件實際之尺寸或數量，有些細節可能未完全繪出，以求圖式之簡潔。

請參照圖2，圖2為本發明之一實施例之可調式探針承載裝置100的側視示意圖，其中可調式探針承載裝置100其係用以測試一半導體元件S之電性。於一實施例中，半導體元件S包含但不限於一晶圓、一單一晶粒或一半導體晶片封裝體，可調式探針承載裝置100包括：一電路板110、一固定元件120、一水平調整元件130、一分力調整元件140及一承載座150。如圖所示，電路板110其具有一第一開口111及一第一電路112圍繞於第一開口111附近，於一實施例中，第一電路112係設置於第一開口111的周圍。固定元件120設置於電路板110上，且固定元件120具有一第二開口121。水平調整元件130設置於固定元件120上，其具有一第三開口131及一第一調整模組132。分力調整元件140設置於水平調整元件130上，其具有及一第二調整模組141。而承載座150用以支撐一測試電路模組160，於一實施例中，承載座150的一端E1係直接或間接抵靠於水平調整元件140上，其一另端E2係抵靠於測試電路模組160。而測試電路模組160包含一載體161與設置於載體161上之複數內部接點162及複數對外接點163。於此實施例中，測試電路模組160為薄膜探針結構，且複數內部接點162及複數對外接點163係設置於載體161的同一面。

承上，承載座150及測試電路模組160貫穿第三開口131、第二開口121及第一開口111，使測試電路模組160之複數外部接點163接觸設置於其電路板110下方之半導體元件S。而固定元件120用以固定測試電路模組160於電路板110上，且測試電路模組160之複數內部接點162與電路板110上之第一電路112電性連接。水平調整元件130藉由調整第一調整模組132以調整其與固定元件120之平行度以調整複數對外接點163的水平平整度。於一實施例中，第一調整模組132之數量為三組或三組以上，於一較佳實施例中，第一調整模組132有三組，且每一組第一調整模組132包括一第一螺合元件1321，用以螺合調整水平調整元件130與固定元件120。於又一實施例中，每一組第一調整模組132更包含一第一彈 性元件1322設置於水平調整元件130與固定元件120之間，其中第一彈性元件1322包含但不限於一彈性墊片。

請繼續參考圖2，部分承載座150，如圖2中承載座150的一端E1，可直接或間接抵靠於分力調整元件140上，且藉由調整第二調整模組141以調整部分承載座150的彈性體形變係數以改變複數外部接點163受力的反作用力。於一實施例中，第二調整模組141之數量為三組或三個組以上，於一較佳實施例中，第二調整模組141有三組。於一實施例中，第二調整模組141包含一第二螺合元件1411，用以螺合調整水平調整元件130與分力調整元件140。於再一實施例中，第二調整模組141更包含一第二彈性元件1412設置於水平調整元件130與分力調整元件140之間，其中第二彈性元件1412包含但不限於一彈性墊片，且第二彈性元件1412與第一彈性元件1322可為相同材質或不同材質。於又一實施例中，第二螺合元件1411與第一螺合元件1321之位置配置，可包含但不限於是錯位配置(間隔交錯)。

於又一實施例中，請參考圖3，圖3為本發明又一實施例之可調式探針承載裝置。其與圖2之實施差異在於圖3之實施例中，測試電路模組160為一探針卡結構。於此實施例中，部分承載座150直接抵靠於分力調整元件140，藉由調整第二調整模組141以調整部分承載座150的彈性體形變係數以改變複數外部接點163受力的反作用力。於又一實施例中，由於探針卡結構與薄膜探針結構之不同，因此複數內部接點162及複數對外接點163之位置與圖1實施例相比略有不同。其餘結構於圖2之實施例已詳細說明，此即不再贅述。

綜合上述，本發明一實施例之可調式探針承載裝置，其中探針承載裝置具有水平調整元件及分力調整元件，水平調整元件及分力調整元件上設有調整模組，分別用以調整複數對外接點的水平平整度及調整部分承載座的彈性體形變係數以改變複數外部接點受力的反作用力，以達成可調式探針承載裝 置與半導體元件之個接觸點皆能有效接觸的目的。此外，兩調整模組的配置可依設計配置為相同或不同，且上述設計可使用於薄膜探針結構或探針卡結構，設計相當彈性。

以上所述之實施例僅是為說明本發明之技術思想及特點，其目的在使熟習此項技藝之人士能夠瞭解本發明之內容並據以實施，當不能以之限定本發明之專利範圍，即大凡依本發明所揭示之精神所作之均等變化或修飾，仍應涵蓋在本發明之專利範圍內。

100:可調式探針承載裝置

110:電路板

111:第一開口

112:第一電路

120:固定元件

121:第二開口

130:水平調整元件

131:第三開口

132:第一調整模組

1321:第一螺合元件

1322:第一彈性元件

140:分力調整元件

141:第二調整模組

1411:第二螺合元件

1412:第二彈性元件

150:承載座

160:測試電路模組

161:載體

162:內部接點

163:對外接點

E1:端

E2:另端

S:半導體元件

Claims (10)

1. 一種可調式探針承載裝置(100)，用以測試一半導體元件之電性，該可調式探針承載裝置(100)包含：一電路板(110)，其具有一第一開口(111)及一第一電路(112)圍繞於該第一開口(111)附近；一固定元件(120)，設置於該電路板(110)上，且該固定元件(120)具有一第二開口(121)；一水平調整元件(130)，設置於該固定元件(120)上，其具有一第三開口(131)及一第一調整模組(132)；一分力調整元件(140)，設置於該水平調整元件(130)上，其具有及一第二調整模組(141)；以及一承載座(150)，用以承載一測試電路模組(160)，該測試電路模組(160)包含一載體(161)與設置於該載體(161)上之複數內部接點(162)及複數對外接點(163)，其中該承載座(150)及該測試電路模組(160)貫穿該第三開口(131)、該第二開口(121)及該第一開口(111)，使該測試電路模組(160)之該複數外部接點(163)接觸設置於其該電路板(110)下方之該半導體元件；該固定元件(120)用以固定該測試電路模組(160)於該電路板(110)上，且該測試電路模組(160)之該複數內部接點(162)與該電路板(110)上之該第一電路電性連接； 該水平調整元件(130)，藉由調整第一調整模組(132)用以調整其與該固定元件(120)之平行度以調整該複數對外接點(163)的水平平整度；以及部分該承載座(150)直接或間接抵靠於該分力調整元件(140)，藉由調整該第二調整模組(141)以調整部分該承載座(150)的彈性體形變係數以改變該複數外部接點(163)受力的反作用力。
2. 如請求項1所述之可調式探針承載裝置，其中該測試電路模組(160)為一薄膜探針或一探針卡。
3. 如請求項1所述之可調式探針承載裝置，其中該第一調整模組(132)之數量為三個或三個以上。
4. 如請求項1所述之可調式探針承載裝置，其中該第二調整模組(141)之數量為三個或三個以上。
5. 如請求項1所述之可調式探針承載裝置，其中該第一調整模組(132)包含一第一螺合元件(1321)，用以螺合調整該水平調整元件(130)與該固定元件(120)。
6. 如請求項5所述之可調式探針承載裝置，更包含一第一彈性元件(1322)設置於該水平調整元件(130)與該固定元件(120)之間。
7. 如請求項5所述之可調式探針承載裝置，其中該第一調整模組(132)之數量為三個或三個以上。
8. 如請求項1所述之可調式探針承載裝置，其中該第二調整模組(141)包含一第二螺合元件(1411)，用以螺合調整該水平調整元件(130)與該該分力調整元件(140)。
9. 如請求項8所述之可調式探針承載裝置，更包含一第二彈性元件(1412)設置於該水平調整元件(130)與該分力調整元件(140)之間。
10. 如請求項8所述之可調式探針承載裝置，其中該第二調整模組(141)之數量為三個或三個以上。

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