探针卡组件的热控制制造技术

本发明专利技术提供包括测试头和探针卡组件的示例测试系统，所述探针卡组件连接到测试头。探针卡组件包括：具有电触点的探针卡，连接到探针卡以向探针卡赋予刚性的加强件，以及对探针卡组件的至少一部分进行加热的加热器。探测器被配置为将待测设备(DUT)移动到与探针卡组件的电触点接触。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】探针卡组件的热控制
本说明书整体涉及控制测试系统中的探针卡组件的温度。
技术介绍
测试单元可包括在待测设备(DUT)(诸如晶圆)之间来回路由测试信号的测试头。测试头包括称为探针卡组件的接口以与DUT建立电和机械连接。探测器将DUT移动到与探针卡组件接触以执行测试。通常，DUT处于比探针卡组件更高的温度。由于该温度差，探针卡组件中的探针卡在与DUT接触时可翅曲，这可对DUT的连接产生不利的影响。此前，为了降低DUT与探针卡组件之间的温度差，探针卡组件经受长时间的热空气浸泡。该浸泡可根据情况持续若干小时。该时长的浸泡可延迟测试。
技术实现思路
示例性测试系统包括测试头以及连接到测试头的探针卡组件。探针卡组件包括：具有电触点的探针卡、连接到探针卡以向探针卡赋予刚性的加强件、以及对探针卡组件的至少一部分进行加热的加热器。探测器被配置为将待测设备(DUT)移动到与探针卡组件的电触点接触。示例性测试系统可单独地或以任何适当的组合包括下列特征中的一者或多者。加强件和探针卡可由具有不同热膨胀系数的材料制成。加热器可被配置为向加强件赋予足够热量，使得因加热引起的加强件的膨胀与因加热引起的探针卡的膨胀基本上匹配。加热器可安装在加强件上、加强件内部和/或探针卡上。加热器可为或包括电阻加热器。示例性测试系统可包括温度传感器，该温度传感器感测探针卡的温度；以及控制器，该控制器从温度传感器接收表示探针卡的温度的信息，并且部分地基于该信息来输出控制信号以控制加热器，从而加热加强件。控制信号还可基于以下因素中的一者或多者：加强件的模量、加强件的厚度、加强件的形状、加强件的热膨胀系数、加强件的泊松比、探测器的接口的直径、探针卡的模量、探针卡的厚度、探针卡的泊松比或探针卡的温度。控制信号可为或包括脉宽调制(PWM)控制信号。PWM控制信号的占空比可至少部分地基于表示探针卡的温度的信息。温度传感器可为或包括热电偶、热敏电阻器或电阻式温度检测器中的一者或多者。温度传感器可在探针卡上和/或在加强件上。加热器可被配置为加热加强件以将探针卡的翘曲限制在预定量内。示例性测试系统可包括温度传感器，该温度传感器在探针卡组件浸泡在热空气中期间感测探针卡组件的温度；以及控制器，该控制器从温度传感器接收表示探针卡组件的温度的信息，并且部分地基于该信息来输出控制信号以控制加热器，使得与探针卡组件相关联的温度和热流在一段时间内保持基本恒定。示例性方法包括检测探针卡组件中的探针卡的温度，其中探针卡组件包括：具有电触点的探针卡、连接到探针卡以向探针卡赋予刚性的加强件、以及对加强件进行加热的加热器。示例性方法还包括检测加强件的温度；以及基于所检测到的探针卡和加强件的温度来控制加热器以向加强件赋予热量。示例性方法可单独地或以任何适当的组合包括下列特征中的一者或多者。加热器可被配置为向加强件赋予足够热量，使得因加热引起的加强件的膨胀与因加热引起的探针卡的膨胀基本上匹配。示例性方法可包括输出控制信号以控制加热器。控制信号可基于所检测到的温度并且还基于以下因素中的一者或多者：加强件的模量、加强件的厚度、加强件的形状、加强件的热膨胀系数、加强件的泊松比、探测器的接口的直径、探针卡的模量、探针卡的厚度、探针卡的泊松比或探针卡的温度。控制加热器可包括向加热器提供脉宽调制(PWM)控制信号，其中PWM控制信号的占空比至少部分地基于所检测到的温度。示例性方法包括检测探针卡组件的温度，其中探针卡组件包括：具有电触点的探针卡、连接到探针卡以向探针卡赋予刚性的加强件、以及对加强件进行加热的加热器。示例性方法还包括基于在探针卡组件浸泡在热空气中期间所检测到的温度来控制加热器以向探针卡组件赋予热量。示例性方法可单独地或以任何适当的组合包括下列特征中的一者或多者。加热器可被控制，使得与探针卡组件相关联的温度和热流在一段时间内保持基本恒定。控制加热器可包括向加热器提供脉宽调制(PWM)控制信号，其中PWM控制信号的占空比至少部分地基于所检测到的温度。本说明书(包括此
技术实现思路
部分)中所描述的特征中的任何两个或更多个可组合在一起以形成本文未具体描述的具体实施。本文所述的系统和技术、或其一部分可被实现为计算机程序产品或被计算机程序产品控制，该计算机程序产品包括存储于一个或多个非暂态机器可读存储介质上的指令，并且所述指令可在一个或多个处理设备上执行以控制(例如，协调)本文所描述的操作。本文所述的系统和技术、或其一部分可被实现为装置、方法或电子系统，所述装置、方法或电子系统可包括一个或多个处理设备以及存储用于实现各种操作的可执行指令的存储器。附图和以下具体实施方式中陈述了一个或多个具体实施的详细信息。通过所述具体实施和附图以及通过权利要求书，其他特征结构、对象和优点将显而易见。附图说明图1是示例性测试系统中的测试单元的部件的框图。图2是探针卡组件的部件的顶部透视图。图3是探针卡组件的部件的侧视图。图4是控制系统的部件的示意图，该控制系统是示例性测试系统的一部分，以实现对探针卡组件的热控制。不同图中的类似附图标记指示类似元件。具体实施方式本文描述了对其设备接口的全部或一部分提供主动热控制的自动测试设备(ATE，也称为一个或多个测试系统)的示例。正如所指出的，作为ATE一部分的测试单元可包括测试头以将测试信号路由到待测设备(DUT)(诸如晶圆)并从该待测设备路由测试信号。测试头包括称为探针卡组件的接口以与DUT建立电和机械连接。探测器将DUT移动到与探针卡组件接触以实施测试。一个或多个加热器包括在探针卡组件内，以在测试期间和测试前热空气浸泡期间主动地控制探针卡组件的加热，如本文所述。图1示出了示例性测试系统10的部件。然而，除所示的那些以外，测试系统还可包括附加部件，所示的那些包括测试头11、探针卡组件12和探测器14。测试头11包括用于向DUT15发送信号以及用于从DUT接收信号的内部电子器件(未示出)。向DUT发送的信号可在测试系统中的测试头或其他地方中生成，并且可包括但不限于应用于DUT的测试信号或其他刺激。由DUT输出以及从DUT接收的信号可包括但不限于对从测试头输出的信号或独立于向DUT发送的信号之外的信号的响应。测试头包括DUT与之连接的接口。在该示例中，接口包括探针卡组件12。在图1的示例中，DUT15尚未连接到探针卡组件12。还参见图2和图3，在该示例中，探针卡组件12包括探针卡17、加强件18以及连接到DUT的电触点19。由于图2中以一定角度呈现探针卡组件，因此电触点在该处不可见。DUT15在探测器14作用下沿着箭头20(图1)的方向移动而与电触点19配合。该配合在DUT与探针卡及其中所含的电气通路之间形成电连接，因此在DUT与测试头及其中所含的电气通路之间形成电连接。就这一点而言，探针卡17还可包括无源和/或有源电部件(未示出)及电气通路(未示出)以便在电触点与测试头之间路由信号。探针卡17可由任何适当的印刷电路板衬底(诸如FR-4)制成。FR-4是由织造玻璃纤维布与环氧树脂粘结剂构成的复合材料。可使用诸如铜的其他材料，作为FR-4的补充或替代。加强件18在不包括电触点19的表面22(图3)上(例如，在面向测试头11的表面上)连接到探针卡17。加强件18连接到探针卡17以便向探针卡赋本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种测试系统，包括：测试头；连接到所述测试头的探针卡组件，所述探针卡组件包括：具有电触点的探针卡；加强件，所述加强件连接到所述探针卡以向所述探针卡赋予刚性；以及加热器，所述加热器对所述探针卡组件的至少一部分进行加热；以及探测器，所述探测器将待测设备移动到与所述探针卡组件的所述电触点接触。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.02.29 US 15/056,7891.一种测试系统，包括：测试头；连接到所述测试头的探针卡组件，所述探针卡组件包括：具有电触点的探针卡；加强件，所述加强件连接到所述探针卡以向所述探针卡赋予刚性；以及加热器，所述加热器对所述探针卡组件的至少一部分进行加热；以及探测器，所述探测器将待测设备移动到与所述探针卡组件的所述电触点接触。2.根据权利要求1所述的测试系统，其中所述加强件和所述探针卡由具有不同热膨胀系数的材料制成。3.根据权利要求1所述的测试系统，其中所述加热器被配置为向所述加强件赋予足够热量，使得因加热引起的所述加强件的膨胀与因加热引起的所述探针卡的膨胀基本上匹配。4.根据权利要求1所述的测试系统，其中所述加热器安装在所述加强件上。5.根据权利要求1所述的测试系统，其中所述加热器安装在所述加强件内部。6.根据权利要求1所述的测试系统，其中所述加热器安装在所述探针卡上。7.根据权利要求1所述的测试系统，其中所述加热器包括电阻加热器。8.根据权利要求1所述的测试系统，还包括：温度传感器，所述温度传感器感测所述探针卡的温度；以及控制器，所述控制器从所述温度传感器接收表示所述探针卡的所述温度的信息，并且部分地基于所述信息来输出控制信号以控制所述加热器，从而加热所述加强件。9.根据权利要求8所述的测试系统，其中所述控制信号还基于以下因素中的一者或多者：所述加强件的模量、所述加强件的厚度、所述加强件的形状、所述加强件的热膨胀系数、所述加强件的泊松比、所述探测器的接口的直径、所述探针卡的模量、所述探针卡的厚度、所述探针卡的泊松比或所述探针卡的温度。10.根据权利要求8所述的测试系统，其中所述控制信号包括脉宽调制(PWM)控制信号。11.根据权利要求10所述的测试系统，其中所述PWM控制信号的占空比至少部分地基于所述信息。12.根据权利要求8所述的测试系统，其中所述温度传感器包括热电偶、热敏电阻器或电阻式温度检测器中的一者。13.根据权利要求8所述的测试系统，其中所述温度传感器在所述探针卡上。14.根据权利要求8所述的测试系统，其中所述温度传感器在所述加强件上。15.根据权利要求1所述的测试系统，其中所述加热器被配置为加热所述加强件以将所述探针卡...

【专利技术属性】
技术研发人员：凯文·A·汤普森，伊萨克·N·席尔瓦，
申请(专利权)人：泰拉丁公司，
类型：发明
国别省市：美国,US