具有一探针装置的测试系统及转位机构制造方法及图纸

技术编号:15643696 阅读:143 留言:0更新日期:2017-06-16 18:13
本发明专利技术的一种探针装置在一侧上具有带有接触结构的探针导线。该接触结构用于接触另一测试设备或组件(例如一电路板)上对应的接触结构。该探针导线具有探测期望接受测试的一器件的尖端。信号通过来自探针卡的该探针导线(例如,通过一电路板)被传输到其他诊断设备。该探针卡与该电路板的该接触允许信号通过该探针导线传送到该其他诊断设备。在该探针卡的另一侧上为一连接器结构。该连接器结构包括一固位体,该固持器可允许自一测试系统替换该探针卡,例如允许该探针卡自一固持器连接及断开连接。

【技术实现步骤摘要】
具有一探针装置的测试系统及转位机构本申请是申请日为2012年7月6日,申请号为201280041706.1的专利技术专利申请的分案申请,在此通过引用将原母案申请全部内容结合到本申请中。本申请要求2011年7月6日递交的申请名称为“具有探针卡和连接器机构的测试设备”的美国临时申请61/504907的权益,该美国临时申请案的全部内容以引用的方式包括到本申请中。本申请还要求于2012年1月31日提出申请名称为“具有探测设备和转位机构的测试设备”的美国临时申请61/592760的权益,该美国临时申请的全部内容以引用的方式包括到本申请中。
通常地,本专利技术涉及测试设备及系统,具体地,用于测试半导体器件的测试设备及系统。更具体地,本申请揭示的内容涉及具有探针卡的系统及装置,该探针卡可与其他测试设备一起用于电探测半导体器件,例如半导体晶圆或微机电系统(MEMS)器件。
技术介绍
在半导体工业中例如使用使晶圆探测及测试可能会更高效、准确。随着半导体工业发展且器件变得越来越小,测试晶圆所需的设备变得更加复杂、昂贵。为了使投资回报最大化,必须高效地利用复杂、昂贵的设备。测试要求的复杂性意味着该设备还必须高效地执行诊断测试。由于电以及机械使用,当探针磨损以及探针吸附微粒时,用于探测晶圆的探针卡也会磨损劣化。目前为了在探针卡磨损时对其进行替换,在替换探针卡时必须将探测器及测试器停止。替换探针卡需要花费数分钟,该时间可用于测试晶圆。替换晶圆的动作还可以改变晶圆/探针卡/探测器/测试头系统的机械配合,从而导致不同的电结果。主板诊断卡改变的验证则可以超过两倍于前述的停机时间。专利技术内容例如,减少对停止测试设备以替换探针卡的需求以改进晶圆测试的利用及电效能将是有益的。本申请描述了在系统中对测试半导体器件有用的测试系统、装置及设备。更具体地,本专利技术描述了可用于电探测半导体器件例如半导体晶圆或MEMS器件的一探针装置。通常地,所述探针装置被构造为探针卡,所述探针卡在一侧上具有探针导线的一接触结构。在一些实施例中,这些探针导线可以被镀金。所述接触结构用于接触另一测试设备或组件例如一电路板上的各个接触结构。这些探针导线还包括尖端,所述尖端用于探测期望接受测试的器件,例如在半导体测试中的受测试器件(DUT)。信号通过来自探针卡的这些探针导线、通过插入的所述探针卡或核心与所述电路板的接触、进而通过所述电路板被传输到其他诊断设备。所述探针卡与所述电路板的所述接触允许信号通过这些探针导线被传送到所述其他诊断设备。一连接器结构也位于所述探针卡上,例如,在所述装置的另一侧上。所述连接器结构允许所述探针卡自一固持器连接或断开连接。在一实施例中,所述连接器结构包括一插座架座,所述插座架座例如可以与一固持器连接,例如可通过将所述连接器结构的插座架座连接到所述固持器的一连接器结构上,实现与所述固持器的连接。在一些实例中,所述固持器上的所述连接器结构为一配对连接器,例如球形架座,以允许所述探针卡的微小移动(例如倾斜移动)以便于例如与一电路板进行良好的接触。在一实施例中,所述固持器允许用另一探针卡(例如,具有一不同接触结构的另一探针卡或用于替换磨损的或已使用的探针卡的替换卡)替换一探针卡。在一些实施例中,所述固持器具有连接到其自身的多个探针卡,且被配置以用于允许在连接到所述固持器的这些探针卡间互换(例如允许在测试间改变一探针卡)。在一些实施例中,所述固持器为用于测试装置的一组件系统的一部分,其中所述固持器能够根据需要操作及定位该探针卡。进一步参考该探针卡,在一实施例中,一探针卡具有一导线导引器、与所述导线导引器连接的一探针块及由所述导线导引器以及由所述探针块支撑的多个探针导线。每根探针导线通过所述导线导引器以及该探针块被定位。每根导线包括延伸通过该探针块的探针尖端。这些探针尖端用于探测一装置,例如半导体晶圆。每根导线还可以包括自该导线导引器暴露的信号传输部分及防护部分。这些信号传输部分及这些防护部分形成一接触结构。所述接触结构用于接触另一设备(例如一电路板)上的一信号和防护接触结构。在一实施例中,所述探针卡的这些探针尖端及所述接触结构位于所述探针卡的一侧上。在所述探针卡的另一侧上为一连接器结构。所述连接器结构用于允许所述探针卡连接到一固持器以及与所述固持器断开连接。在一实施例中,所述连接器结构为具有一保持槽的固位体部件。在一实施例中,如上文描述的一探针卡可以被包括进来以作为一测试系统、装置或设备的一部分,其中所述探针卡具有匹配另一测试设备或组件(例如,一电路板或母板)上一接触结构的接触结构。本申请中描述的探针卡也可作为用于测试装置(例如半导体装置)的综合系统的一部分。例如,该探针卡的连接器结构允许其连接至一固持器,其中该固持器为用于测试装置的组件系统(例如,传统的晶圆探测机)的一部分,且能够根据需要操作及定位该探针卡。在一实施例中,探测受测试装置的方法包括:将一固持器定位到一探针位置中;利用所述固持器将一探针阵列定位到一受测试装置上;使用所述探针阵列探测所述受测试装置,以及将信号通过所述探针阵列传输到一测试设备。附图说明后续附图对本申请描述的各个实施例以示例性的方式进行了描述,但这些附图并不一定是等比例绘制,也不用以限制本专利技术,其中:图1为一实施例中一探针装置例如探针卡的一仰视立体图;图2为图1中探针装置的一仰视图;图2A为图1中探针装置的另一仰视图;图2B为图1中探针装置的一剖面图;图2C为图1中探针装置的一侧视图;图3为一实施例中电路板的一俯视图;图3A为图3中电路板的另一俯视图;图3B为图3中电路板的一侧视图;图3C为图3中电路板的另一俯视图;图4为图1中探针装置的一分解图;图5为图1的探针装置的一近视图;图6为图1的探针装置的一剖面图;图6A为图6的探针装置的另一剖面图;图7为图1的探针装置的另一剖面图;图8为一实施例中固持器的一立体图;图9为与一探针卡连接之前图8中固持器的一立体图;图10为与一探针卡连接的图8中固持器的一立体图;图11为另一实施例中探针装置的一仰视立体图;图12为图11的探针装置的另一立体图;图13为图11的探针装置的另一立体图;图14为图11的探针装置的局部分解图;图15为一实施例中多个探针装置平移转位的一立体图;图16为图15中所示平移转位的另一立体图;图17为另一实施例中探针装置的一俯视立体图;图18为图17的探针装置的一仰视立体图;图19为图17的探针装置的一剖面图;图20为图17的探针装置的另一剖面图;图21为一实施例中一测试系统的一立体图;图22为图21的测试系统的剖面图;图23为图21的测试系统的一部分剖面图;图24为图21的测试系统的另一剖面图;图25为图21的测试系统的另一剖面图;图26为图21的测试系统的另一部分剖面图;图27为图21的测试系统的俯视平面剖面图;图28为一实施例中装载工具的一等轴侧视图;图29为一实施例中封装一测试系统的一立体图;图30为另一实施例中多个探针装置平移转位的一俯视立体图;图31为图30中所示多个探针装置的平移转位的一俯视图;图32为图30中所示多个探针卡的平移转位的一仰视立体图;图33为图30中所示探针的立体图;以及图34为图30中所示探针的另一立体图。具体实施方式图1至图7示本文档来自技高网...
具有一探针装置的测试系统及转位机构

【技术保护点】
一种用于测试一受测试器件的系统,包括:一电路板,所述电路板具有一信号接触结构及一防护接触结构,所述电路板被配置为一板片,所述板片具有一顶部侧、一底部侧以及通过所述顶部侧和底部侧的一开口;多个探针卡,每个所述多个探针卡包括一导线导引器、与该导线导引器连接的一探针块、由所述导线导引器及探针块支撑的多个探针导线,所述探针导线通过所述导线导引器以及所述探针块被定位,所述探针导线包括延伸通过所述探针块的一探针尖端,所述探针尖端形成一阵列以探测所述受测试器件,所述探针导线包括自所述导线导引器暴露的一信号传输部分以及一防护部分,所述信号传输部分以及所述防护部分形成一接触结构,并通过所述阵列被安置于每个所述多个探针卡的一侧上;以及一托架机构,所述托架机构被配置用于将所述多个探针卡定位到所述电路板上,并通过一气动操作以及一自动化控制自所述多个探针卡的第一探针卡切换到所述多个探针卡的另一个探针卡;其中,任何所述多个探针卡的所述探针块可插入到所述电路板的所述开口中以允许所述阵列探测所述受测试器件,所述探针卡的所述接触结构可与所述电路板上的所述信号接触结构以及防护接触结构接触,所述电路板上所述接触结构与所述信号接触结构和所述防护接触结构的接触允许信号通过所述探针导线以及电路板而被传送。...

【技术特征摘要】
2011.07.06 US 61/504,907;2012.01.31 US 61/592,7601.一种用于测试一受测试器件的系统,包括:一电路板,所述电路板具有一信号接触结构及一防护接触结构,所述电路板被配置为一板片,所述板片具有一顶部侧、一底部侧以及通过所述顶部侧和底部侧的一开口;多个探针卡,每个所述多个探针卡包括一导线导引器、与该导线导引器连接的一探针块、由所述导线导引器及探针块支撑的多个探针导线,所述探针导线通过所述导线导引器以及所述探针块被定位,所述探针导线包括延伸通过所述探针块的一探针尖端,所述探针尖端形成一阵列以探测所述受测试器件,所述探针导线包括自所述导线导引器暴露的一信号传输部分以及一防护部分,所述信号传输部分以及所述防护部分形成一接触结构,并通过所述阵列被安置于每个所述多个探针卡的一侧上;以及一托架机构,所述托架机构被配置用于将所述多个探针卡定位到所述电路板上,并通过一气动操作以及一自动化控制自所述多个探针卡的第一探针卡切换到所述多个探针卡的另一个探针卡;其中,任何所述多个探针卡的所述探针块可插入到所述电路板的所述开口中以允许所述阵列探测所述受测试器件,所述探针卡的所述接触结构可与所述电路板上的所述信号接触结构以及防护接触结构接触,所述电路板上所述接触结构与所述信号接触结构和所述防护接触结构的接触允许信号通过所述探针导线以及电路板而被传送。2.如权利要求1所述的系统,其特征在于,每个所述多个探针卡包括一安置于每个所述多个探针卡另一侧上的固位体部件,其中,所述固位体部件包括一插座,所述插座被配置用于接纳一球形架座。3.如权利要求2所述的系统,其特征在于,进一步包括:一固持器,所述固持器具有多个探针卡站,所述探针卡站具有一连接器结构,以连接到任何所述多个探针卡的所述固位体部件以及断开自任何所述多个探针卡的所述固位体部件的连接,并允许所述多个探针卡与所述电路板和所述受测试器件两者接触,其中,所述固持器包括至少五个位置,任何所述多个探针...

【专利技术属性】
技术研发人员:布莱恩·J·鲁特威廉·A·芬克约翰·L·戴克李
申请(专利权)人:塞莱敦体系股份有限公司
类型:发明
国别省市:美国,US

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