TWI794102B

TWI794102B - 多段式預熱探針方法

Info

Publication number: TWI794102B
Application number: TW111118949A
Authority: TW
Inventors: 李宗衡
Original assignee: 欣銓科技股份有限公司
Priority date: 2022-05-20
Filing date: 2022-05-20
Publication date: 2023-02-21
Also published as: TW202346874A

Abstract

本發明多段式預熱探針方法包含以下步驟：加熱複數探針並開始計時一計時時間；當判斷該計時時間分別等於一第一檢測時間、一第二檢測時間和一第三檢測時間時，分別檢測該些探針的一第一平均針長、一第二平均針長和一第三平均針長；分別判斷該第二平均針長減去該第一平均針長的一第一變化值和該第三平均針長減去該第二平均針長的一第二變化值是否大於該門檻值；當判斷該第一變化值或是該第二變化值小於或是等於該門檻值時，結束預熱該些探針，且停止計時該計時時間，使本發明於該些探針受熱膨脹穩定時提早結束預熱流程，使預熱流程更有效率。

Description

多段式預熱探針方法

一種預熱探針方法，尤指一種多段式預熱探針方法。

一探針卡乃現今多數封測廠用以封裝測試晶片所使用的裝備。一般來說，受到測試的一晶片位置固定後，位置對齊該晶片的對應該探針卡將由上往下降，並且在接觸該晶片中的接腳後執行該晶片的電路測試。接觸該晶片接腳的元件即為該探針卡上的複數探針。

假設該晶片平面的法線方向為Z軸，該晶片平面即為X軸跟Y軸所形成之平面，那麼通常來說，該探針卡係於X軸跟Y軸對齊該晶片的接腳，且在Z軸移動以接觸該晶片中的接腳後執行電路測試。

由於該晶片的尺寸相當微小，因此該些探針在Z軸移動上的控制需要非常精密的受到控制，以免於該些探針過度碰觸該晶片而造成該晶片或該些探針的損壞。

此外，該晶片受測時的環境溫度也須受到控制，且通常係經過加熱後再執行測試。此測試前加熱的過程即預熱該些探針的過程。而加熱會使得該些探針膨脹產生形變，且形變會造成該些探針的針尖在Z軸上位置的變化，因此該晶片受測時的溫度控制也相當重要。目前來說，封測廠在加熱該些探針前會先收集各種探針卡的該些探針的溫度剖析(thermal profile)，以利分析各種探針卡之探針受熱膨脹的參數，並且取一平均參數作為加熱該些探針的通識參數。上述的參數，例如一加熱時間，該加熱時間係指當環境溫度加熱至一受測溫度，且維持在該受測溫度時直到該些探針不再膨脹的總加熱時間。而上述的該平均參數，例如一平均加熱時間。之後，當封測廠需要進行封裝測試時，即可根據該探針卡之種類，從溫度剖析中讀取對應的該平均加熱時間，以加熱該探針卡的該些探針，使該些探針受熱膨脹穩定後，再於Z軸移動碰觸該晶片，而後開始該晶片的封測。

然而，因為該平均加熱時間為加熱該些探針的通識參數，目前來說為了保險起見，該平均加熱時間的制定通常大於預熱該些探針實際上所需的時間。而因為預熱該些探針的時程固定，就算該些探針已經適應該受測溫度而不再膨脹，該些探針還是需要等待該平均加熱時間的結束才能進入接下來測試該晶片的流程。如此，對於到達該平均加熱時間以前就已受熱膨脹穩定的該些探針而言，多等待至該平均加熱時間的結束實為浪費時間和加熱的資源成本，使預熱的流程更有效率。

有鑑於上述的問題，本發明提供一種多段式預熱探針方法，可以分段加熱探針卡上的探針，以利彈性調整預熱探針的時間。本發明於探針受熱膨脹穩定時即結束預熱探針，縮短預熱探針的時程以減少資源的浪費。

該多段式預熱探針方法，包括以下步驟：開始加熱複數探針並開始計時一計時時間；當該計時時間到達一第一檢測時間時，檢測該些探針的一第一平均針長；當該計時時間到達一第二檢測時間時，檢測該些探針的一第二平均針長，且計算該第二平均針長減去該第一平均針長為一第一變化值，並判斷該第一變化值是否大於一門檻值；當該第一變化值大於該門檻值時，繼續加熱該些探針；當該第一變化值小於或是等於該門檻值時，結束預熱該些探針，且停止計時該計時時間；當該計時時間到達一第三檢測時間時，檢測該些探針的一第三平均針長，且計算該第三平均針長減去該第二平均針長為一第二變化值，並判斷該第二變化值是否小於該門檻值；當判斷該第二變化值大於該門檻值時，繼續加熱該些探針；當判斷該第二變化值小於或是等於該門檻值時，結束預熱該些探針，且停止計時該計時時間；當繼續加熱該些探針直到該計時時間到達一預熱總時間時，結束預熱該些探針，且停止計時該計時時間。

經由上述步驟，本發明能夠多次檢測該些探針的長度，確保該些探針是否已於受熱膨脹後趨於穩定。當該些探針已於受熱膨脹後趨於穩定時，也就是該第一變化值或是該第二變化值小於或是等於該門檻值時，本發明即提早於該計時時間到達該預熱總時間前結束預熱該些探針，以縮短預熱該些探針的時程。如此，本發明可減少時間資源和加熱資源成本的浪費，使預熱的流程更有效率。

請參閱圖1所示，本發明為一種多段式預熱探針方法。該多段式預熱探針方法由一晶片1之一封裝測試機台2所執行。詳細來說，該多段式預熱探針方法由該封裝測試機台2的一處理模組10所執行，而該封裝測試機台2進一部包括一測試執行模組20、一記憶模組30、一光學檢測模組40和一顯示模組50。該處理模組10分別電連接該測試執行模組20、該記憶模組30、該光學檢測模組40和該顯示模組50。

該測試執行模組20包括一固定載台、一探針卡載台和一加熱器。當執行封測時，該晶片1將放置於該固定載台上，面相該探針卡載台。該探針卡載台上乘載一探針卡，並且以加熱器加熱該探針卡上的複數探針3。該探針卡上的該些探針3面向該晶片1，當加熱該些探針3至一受測溫度時，該些探針3將受熱而膨脹，且持續膨脹和形變直到經過一段時間後趨於穩定。該些探針3熱膨脹穩定後，將可進行後續流程，透過該些探針3電性測試該晶片1的功能。本發明能夠多次檢測該些探針3的長度，確保該些探針3是否已於受熱膨脹後趨於穩定。當該些探針3已於受熱膨脹後趨於穩定時，本發明即可提早結束預熱該些探針3，以縮短預熱該些探針3的時程，減少時間資源和加熱資源成本的浪費。

該記憶模組30中存有一第一檢測時間、一第二檢測時間、一第三檢測時間、一門檻值和一預熱總時間等數據。該預熱總時間的制定，為在執行本發明之該多段式預熱探針方法前，收集該探針卡上該些探針3的一溫度剖析(thermal profile)，並根據該溫度剖析所制定的一預熱時間參數。

請參閱圖2和3所示，該多段式預熱探針方法包括以下步驟：

步驟S10：以該加熱器開始加熱該些探針3並開始計時一計時時間。

步驟S20：判斷該計時時間是否等於該第一檢測時間。當判斷該計時時間未等於該第一檢測時間時，重新執行步驟S20。

步驟S30：當判斷該計時時間等於該第一檢測時間時，檢測該些探針3的一第一平均針長。

步驟S40：判斷該計時時間是否等於該第二檢測時間。當判斷該計時時間未等於該第二檢測時間時，重新執行步驟S40。

步驟S50：當判斷該計時時間等於該第二檢測時間時，檢測該些探針3的一第二平均針長，並且計算該第二平均針長減去該第一平均針長為一第一變化值。

步驟S60：判斷該第一變化值是否大於該門檻值。當判斷該第一變化值小於或是等於該門檻值時執行步驟S110，當判斷該第一變化值大於該門檻值時執行步驟S70。

步驟S70：判斷該計時時間是否等於該第三檢測時間。當判斷該計時時間未等於該第三檢測時間時，重新執行步驟S70。

步驟S80：當判斷該計時時間等於該第三檢測時間時，檢測該些探針3的一第三平均針長，並且計算該第三平均針長減去該第二平均針長為一第二變化值。

步驟S90：判斷該第二變化值是否大於該門檻值。當判斷該第二變化值小於或是等於該門檻值時執行步驟S110，當判斷該第二變化值大於該門檻值時執行步驟S100。

步驟S100：判斷該計時時間是否等於該預熱總時間。當判斷該計時時間未等於該預熱總時間時，重新執行步驟S100。當判斷該計時時間等於該預熱總時間時，執行步驟S110。

步驟S110：結束預熱該些探針3。

其中，該第三檢測時間大於該第二檢測時間，且該第二檢測時間大於該第一檢測時間。

當本發明於步驟S30、S50和S80檢測該些探針3的該第一平均針長、該第二平均針長和該第三平均針長時，本發明係透過該光學檢測模組40以光學之檢測方法測量該些探針3的該第一平均針長、該第二平均針長和該第三平均針長。該些探針3可於可見光的波長受到觀察，因此以該光學檢測模組40測量該些探針3的長度即可精確得到該些探針3的該第一平均針長、該第二平均針長和該第三平均針長。所謂的平均針長，意旨該探針卡上該些探針3的平均針長。在本發明的一實施例中，該光學檢測模組40以光學之檢測方法測量該探針卡上不同位置的探針長度，並且平均所有的測量數據以得到該探針卡上該些探針3的平均針長。

該第一平均針長、該第二平均針長和該第三平均針長各為不同的加熱時間點所測量到的針長。詳細來說，該第三檢測時間大於該第二檢測時間，而該第二檢測時間大於該第一檢測時間。

進一步，該第一變化值代表了該第一檢測時間至該第二檢測時間之間該些探針3長度的變化大小，該第二變化值代表了該第二檢測時間至該第三檢測時間之間該些探針3長度的變化大小。

該門檻值的制定是希望測試該些探針3長度的變化大小在單位時間內是否趨於穩定。當判斷該第一變化值或是該第二變化值小於或是等於該門檻值時，本發明即判斷該些探針3已於受熱膨脹後趨於穩定，即完成了預熱該些探針3的目的。如此，執行完步驟S60或是S90後即可略過步驟S100直接跳至步驟S110，提早結束預熱該些探針3。

請參閱圖4所示，在本實施例中，該記憶模組30進一步存有一加溫異常閾值、一穩定閾值、一檢測時間比例資訊和一穩定門檻值。當判斷該第一變化值大於該門檻值後，在步驟S60和S70之間，本發明進一步包括以下步驟：

步驟S61：判斷該第一變化值是否小於該加溫異常閾值。當判斷該第一變化值小於該加溫異常閾值時，執行步驟70以繼續加熱該些探針3。當判斷該第一變化值大於或是等於該加溫異常閾值時，執行步驟S120。

步驟S120：停止預熱該些探針3。

請參閱圖5所示，當判斷該第二變化值大於該門檻值後，在步驟S90和S100之間，本發明進一步包括以下步驟：

步驟S91：判斷該第二變化值是否小於該加溫異常閾值。當判斷該第二變化值小於該加溫異常閾值時，執行步驟92以繼續加熱該些探針3。當判斷該第二變化值大於或是等於該加溫異常閾值時，執行步驟S120和S121。

步驟S92：計算該第二變化值減去該第一變化值並取其絕對值為一穩定值。

步驟S93：判斷該穩定值是否小於或是等於該穩定閾值。當判斷該穩定值小於或是等於該穩定閾值時，執行步驟S110和S111。當判斷該穩定值大於該穩定閾值時，執行步驟S100以繼續加熱該些探針。

步驟S111：產生一預熱成功訊息。

步驟S121：產生一預熱異常訊息。

該加溫異常閾值的制定是希望檢測該些探針3長度的變化大小在單位時間內不會過於快速，即在本發明分程於不同檢測時間檢測該些探針3長度的變化時，可以及時發現該些探針3是否增長太快。該加溫異常閾值大於該門檻值，並且在正常加熱的情況下，該第一變化值和該第二變化值不應超越該加溫異常閾值。當發現該些探針3增長太快時，即如步驟S120停止加熱該些探針3，以防止該些探針3傷及該晶片1。並且，在執行步驟S120後進一步產生該預熱異常訊息，且透過該顯示模組50顯示該預熱異常訊息。

該穩定閾值的制定是希望檢測該些探針3長度變化的加速度是否趨於穩定。當判斷該穩定值小於或是等於該穩定閾值時，即判斷該些探針3長度變化的加速度已趨於穩定，而可以提早結束預熱之流程，即如步驟S110結束預熱該些探針3。並且，在執行步驟S110後進一步產生該預熱異常訊息，且透過該顯示模組50顯示該預熱成功訊息。

在本實施例中，停止預熱該些探針3和結束預熱該些探針3不一樣。當結束預熱該些探針3時即代表該探針卡上的該些探針3已完全結束預熱之流程，而當停止預熱該些探針3時代表該探針卡上的該些探針3出現了異常的情形，而當異常的情形受到排除後，該探針卡上的該些探針3還是有可能繼續進行預熱之流程。

另外，該處理模組10係根據該預熱總時間和該檢測時間比例資訊設定該第一檢測時間、該第二檢測時間和該第三檢測時間之時間長短。該檢測時間比例資訊以比例之形式劃分該預熱總時間以設定該第一檢測時間、該第二檢測時間和該第三檢測時間。例如，劃分該第一檢測時間為該預熱總時間之50%之時間，劃分該第二檢測時間為該預熱總時間之30%之時間，和劃分該第三檢測時間為該預熱總時間之20%之時間。如此，該第一檢測時間是等於該預熱總時間的一半之時間。並且，該第一檢測時間大於該第二檢測時間減去該第一檢測時間的檢測時間間隔，也就是說該預熱總時間之50%之時間大於該預熱總時間之30%之時間。

在另一實施例中，該記憶模組30進一步存有一最後前檢測時間和一最後檢測時間。其中該最後檢測時間大於該最後前檢測時間，且該最後前檢測時間大於或是等於第二次檢測該些探針3長度的時間。換句話說，該最後前檢測時間大於或是等於該第二檢測時間，而該最後檢測時間大於或是等於該第三檢測時間。

該最後檢測時間為在結束預熱前最後一次檢測該些探針3長度的時間，而該最後前檢測時間為在結束預熱前倒數第二次檢測該些探針3長度的時間。該最後前檢測時間和該最後檢測時間的制定同樣受到該預熱總時間和該檢測時間比例資訊所設定。

在本實施例中，該第一檢測時間為該預熱總時間之60%之時間，而該最後前檢測時間為該第二檢測時間，且該第二檢測時間為該預熱總時間之30%之時間，而該最後檢測時間為該第三檢測時間，且該第三檢測時間為該預熱總時間之10%之時間。換句話說，該第一檢測時間是大於該預熱總時間的一半之時間，而該最後檢測時間至少為第三次檢測該些探針3長度的時間，即該些探針3的長度需受到至少三次的檢測。

在另一實施例中，該最後前檢測時間為第四次檢測該些探針3長度的時間，而該最後檢測時間為第五次檢測該些探針3長度的時間。並且，該最後檢測時間減去該最後前檢測時間的時間間隔等於該第三檢測時間減去該第二檢測時間的檢測時間間隔。例如，該第一檢測時間為該預熱總時間之50%之時間，該第二檢測時間為該預熱總時間之20%之時間，該第三檢測時間為該預熱總時間之10%之時間，該最後前檢測時間為該預熱總時間之10%之時間，該最後檢測時間為該預熱總時間之10%之時間。該第三檢測時間減去該第二檢測時間的檢測時間間隔為該預熱總時間之10%之時間，而該最後檢測時間減去該最後前檢測時間的時間間隔也為該預熱總時間之10%之時間。

請參閱圖6所示，本發明於執行步驟S100並判斷該計時時間未等於預熱總時間時，進一步執行以下步驟：

步驟S101：判斷該計時時間是否等於該最後前檢測時間。當判斷該計時時間未等於該最後前檢測時間時，執行步驟S100。

步驟S102：當判斷該計時時間等於該最後前檢測時間時，檢測該些探針3的一最後前平均針長。

步驟S103：判斷該計時時間是否等於該最後檢測時間。當判斷該計時時間未等於該最後檢測時間時，執行步驟S103。

步驟S104：當判斷該計時時間等於該最後檢測時間時，檢測該些探針3的一最後平均針長。

步驟S105：計算該最後平均針長減去該最後前平均針長為一最後變化值。

步驟S106：判斷該最後變化值是否小於該穩定門檻值。當判斷該最後變化值小於該穩定門檻值時，執行步驟S110和S111。當判斷該最後變化值大於或是等於該門檻值時，執行步驟S120和S121。

其中，該最後檢測時間係等於該預熱總時間，也就是說當該計時時間等於該最後檢測時間時，即需結束該些探針3的加熱。該最後前平均針長為第四次檢測該些探針3的平均針長，該最後平均針長為第五次檢測該些探針3的平均針長。該最後變化值為第四次到第五次檢測該些探針3之間該些探針3的平均針長的變化量。

在其他實施例中，檢測該些探針3的次數可為任意大於或是等於三的正整數，例如檢測該些探針3共六次。如此，以此類推，該最後前平均針長為第五次檢測該些探針3的平均針長，該最後平均針長為第六次檢測該些探針3的平均針長。該最後變化值為第五次到第六次檢測該些探針3之間該些探針3的平均針長的變化量。該最後前檢測時間為第五次檢測該些探針3的時間，而該最後檢測時間為第六次檢測該些探針3的時間。

1:晶片 2:多段式預熱探針方法 3:探針 10:處理模組 20:測試執行模組 30:記憶模組 40:光學檢測模組 50:顯示模組 S10~S121:步驟

圖1為執行本發明一多段式預熱探針方法的裝置的方塊圖。圖2為本發明該多段式預熱探針方法的流程圖。圖3為本發明該多段式預熱探針方法的另一流程圖。圖4為本發明該多段式預熱探針方法的再一流程圖。圖5為本發明該多段式預熱探針方法的又一流程圖。圖6為本發明該多段式預熱探針方法的還一流程圖。

S10~S110:步驟

Claims

一種多段式預熱探針方法，包括以下步驟：開始加熱複數探針並開始計時一計時時間；當該計時時間到達一第一檢測時間時，檢測該些探針的一第一平均針長；當該計時時間到達一第二檢測時間時，檢測該些探針的一第二平均針長，且計算該第二平均針長減去該第一平均針長為一第一變化值，並判斷該第一變化值是否大於一門檻值；當該第一變化值大於該門檻值時，繼續加熱該些探針；當該第一變化值小於或是等於該門檻值時，結束預熱該些探針，且停止計時該計時時間；當該計時時間到達一第三檢測時間時，檢測該些探針的一第三平均針長，且計算該第三平均針長減去該第二平均針長為一第二變化值，並判斷該第二變化值是否小於該門檻值；當判斷該第二變化值大於該門檻值時，繼續加熱該些探針；當判斷該第二變化值小於或是等於該門檻值時，結束預熱該些探針，且停止計時該計時時間；當繼續加熱該些探針直到該計時時間到達一預熱總時間時，結束預熱該些探針，且停止計時該計時時間；其中，該第三檢測時間大於該第二檢測時間，且該第二檢測時間大於該第一檢測時間。
如請求項1所述之多段式預熱探針方法，其中：當判斷該第一變化值大於該門檻值後，進一步判斷該第一變化值是否小於一加溫異常閾值；當判斷該第一變化值小於該加溫異常閾值時，繼續加熱該些探針；當判斷該第一變化值大於或是等於該加溫異常閾值時，停止預熱該些探針；當判斷該第二變化值大於該門檻值後，進一步判斷該第二變化值是否小於該加溫異常閾值；當判斷該第二變化值小於該加溫異常閾值時，繼續加熱該些探針；當判斷該第二變化值大於或是等於該加溫異常閾值時，停止預熱該些探針。
如請求項1所述之多段式預熱探針方法，進一步包括以下步驟：計算該第二變化值減去該第一變化值並取其絕對值為一穩定值；判斷該穩定值是否小於或是等於一穩定閾值；當判斷該穩定值小於或是等於該穩定閾值時，結束加熱該些探針並且產生一成功預熱訊息；當判斷該穩定值大於該穩定閾值時，繼續加熱該些探針。
如請求項1所述之多段式預熱探針方法，其中：當判斷該計時時間等於一最後前檢測時間時，檢測該些探針的一最後前平均針長；而當判斷該計時時間等於一最後檢測時間時，檢測該些探針的一最後平均針長；該多段式預熱探針方法，進一步包括以下步驟：計算該最後平均針長減去該最後前平均針長為一最後變化值；判斷該最後變化值是否小於一穩定門檻值；當判斷該最後變化值小於該穩定門檻值時，結束預熱該些探針並且產生一成功預熱訊息；當判斷該最後變化值大於或是等於該穩定門檻值時，停止預熱該些探針並且產生一預熱異常訊息；該最後檢測時間係等於該預熱總時間；該最後檢測時間大於該最後前檢測時間，且該最後前檢測時間大於或是等於該第二檢測時間。
如請求項4所述之多段式預熱探針方法，其中：該最後檢測時間減去該最後前檢測時間的時間間隔等於該第三檢測時間減去該第二檢測時間的檢測時間間隔。
如請求項1所述之多段式預熱探針方法，其中：該第一檢測時間大於該第二檢測時間減去該第一檢測時間的檢測時間間隔。
如請求項1所述之多段式預熱探針方法，其中：該第一檢測時間大於或是等於該預熱總時間的一半之時間。
如請求項1所述之多段式預熱探針方法，其中：根據該預熱總時間和一檢測時間比例資訊設定該第一檢測時間、該第二檢測時間和該第三檢測時間；該檢測時間比例資訊以比例之形式劃分該預熱總時間以設定該第一檢測時間、該第二檢測時間和該第三檢測時間。
如請求項1所述之多段式預熱探針方法，其中：當結束預熱該些探針，進一步產生一成功預熱訊息。
如請求項1所述之多段式預熱探針方法，其中：當檢測該些探針的該第一平均針長、該第二平均針長和該第三平均針長時，係透過一光學檢測模組以光學之檢測方法測量該些探針的該第一平均針長、該第二平均針長和該第三平均針長。