功率器件测试探针卡用磁力式泄压结构及其安装标定方法技术

本发明专利技术一种功率器件测试探针卡用磁力式泄压结构及其安装标定方法属于半导体器件测试技术领域；泄压孔内壁攻有螺纹，并旋拧有调整件，调整件包括接触端，环形磁铁和上磁铁固定端，接触端宽部旋拧在泄压孔内壁，窄部设置有环形磁铁，上磁铁固定端旋拧在接触端窄部侧壁；泄压孔内壁还旋拧有阀门件，包括连接件，连接件窄部旋拧在泄压孔内壁，阶梯通孔的宽部放置有圆形磁铁，圆形磁铁上方粘贴有密封垫，侧壁和底部均设置有相连的豁口，阶梯通孔的宽部旋拧有中间具有通孔的遮挡环，圆形磁铁能够上下运动；本发明专利技术应用于功率器件高温高压测试探针卡，能够同时抑制高电压环境下探针之间非正常放电和高温度环境下探针卡翘曲变形和探针位置漂移。

【技术实现步骤摘要】
功率器件测试探针卡用磁力式泄压结构及其安装标定方法
本专利技术一种功率器件测试探针卡用磁力式泄压结构及其安装标定方法属于半导体器件测试

技术介绍
随着MEMS技术和半导体技术的不断发展，小型化高功率器件的产量逐年攀升。很多器件要在高电压和高温度环境下进行工作。确保这些器件能够在如此恶劣环境下正常工作，需要用探针卡对其性能进行测试。功率器件测试的一项重要指标是击穿电压，该电压可以高达几千伏，在如此高电压下进行测试，探针卡的探针之间就可能产生非正常放电现象，瞬间就可以损坏测试设备以及被测晶圆。功率器件测试的另一项重要指标是工作温度，一般来讲，测试芯片要求在-40摄氏度到125摄氏度之间均能够正常工作，而汽车领域中的部分芯片，要求其能够在180摄氏度以上的环境下正常工作，那么我们就需要对其在180摄氏度以上的工作情况进行测试。由于探针卡各部件之间存在热膨胀系数差异，从室温到180摄氏度以上的温度变化会造成探针卡的翘曲变形和探针的位置漂移，这不仅降低了测试效果和效率，严重时甚至造成测试失败、探针卡损伤等问题。可见，如何抑制高电压环境下探针之间非正常放电现象，以及如何抑制高温度环境下探针卡翘曲变形和探针位置漂移，是现阶段功率器件测试探针卡技术亟待解决的关键技术问题，然而，目前还没有发现能够同时突破这两个技术难题的探针卡。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术公开了一种功率器件测试探针卡用磁力式泄压结构及其安装标定方法，，该项技术应用于功率器件高温高压测试用探针卡，不仅能够抑制高电压环境下探针之间非正常放电现象，而且能够抑制高温度环境下探针卡翘曲变形和探针位置漂移。本专利技术的目的是这样实现的：功率器件测试探针卡用磁力式泄压结构，在进气系统上设置有泄压孔，所述泄压孔内壁攻有螺纹，并旋拧有调整件，所述调整件包括截面为T形、中间具有通孔的接触端，环形磁铁和上磁铁固定端，所述接触端宽部侧壁套有螺纹，用于旋拧在泄压孔内壁，窄部设置有环形磁铁，窄部侧壁套有螺纹，所述上磁铁固定端内壁攻有螺纹，用于旋拧在接触端窄部侧壁，接触端宽部下方与上磁铁固定端上方将环形磁铁固定；所述泄压孔内壁还旋拧有阀门件，所述阀门件包括截面为倒T形、中间具有上窄下宽阶梯通孔的连接件，所述连接件窄部侧壁套有螺纹，用于旋拧在泄压孔内壁，所述阶梯通孔的宽部放置有圆形磁铁，所述圆形磁铁上方粘贴有密封垫，侧壁设置有豁口，底部设置有豁口，侧壁豁口和底部豁口相连，阶梯通孔的宽部内壁攻有螺纹，并旋拧有中间具有通孔的遮挡环，圆形磁铁在环形磁铁的吸引和压缩空气的推动下，能够在遮挡环上方上下运动。功率器件测试探针卡用磁力式泄压结构的安装方法，包括以下步骤：步骤a、将调整件倒置，将环形磁铁套在接触端上，并旋拧磁铁固定端，将环形磁铁固定；步骤b、将调整件正置，调整件的接触端旋拧入泄压孔中；步骤c、将阀门件倒置，将下方粘贴有密封垫的圆形磁铁放入阀门件的阶梯通孔中；步骤d、将遮挡环安装在阀门件的阶梯通孔中；步骤e、将阀门件正置，将阀门件的连接件旋拧入泄压孔中。功率器件测试探针卡用磁力式泄压结构的标定方法，包括以下步骤：步骤a、标定环形磁铁与圆形磁铁之间磁力和距离之间的关系；步骤b、设定高温高压气体压强阈值；步骤c、测量圆形磁铁和密封垫的质量和；其中，步骤a、步骤b和步骤c能够按照任意先后顺序或同步进行；步骤d、用压缩空气压强阈值乘以连接件阶梯瞳孔中上部通孔横截面积，再加上圆形磁铁和密封垫的质量和乘以重力加速度；步骤e、令磁力等于步骤d计算得到的结果；步骤f、根据步骤a标定的磁力和距离之间的关系，再根据步骤e得到的计算结果，得到环形磁铁与圆形磁铁之间距离；步骤g、将调整件倒置，将环形磁铁套在接触端上，并旋拧磁铁固定端，将环形磁铁固定；步骤h、将调整件正置，调整件的接触端旋拧入泄压孔中，具体位置为：连接件到泄压孔下端面的距离为步骤f所述环形磁铁与圆形磁铁之间距离减去密封垫的厚度，再减去泄压孔下端面到连接件阶梯位置的距离，再加上环形磁铁的厚度，再加上环形磁铁上端面到接触端上端面的距离。有益效果：第一、本专利技术公开了一种功率器件高温高压测试用探针卡，该探针卡设置有用于提供高温高压气体和常温高压气体的进气系统，并且高温高压气体供给到探针位置，常温高压气体供给到PCB板位置；在探针位置，利用均匀电场击穿电压随压强增大而增大，因此高温高压气体能够提高探针击穿电压，避免探针之间非正常放电的发生，对测试设备和被测晶圆起到保护作用；同时，高温高压气体能够提高探针和被测晶圆温度，实现高温测试；在PCB板位置，由于有常温高压气体供给，使得整个探针卡除探针外温度始终保持常温，有效避免因探针卡各部件之间存在热膨胀系数差异，在不同温度测试时发生的探针卡的翘曲变形和探针的位置漂移，有效提高了测试效果和效率。第二、本专利技术一种功率器件高温高压测试用探针卡，能够同时抑制高电压环境下探针之间非正常放电现象，以及抑制高温度环境下探针卡翘曲变形和探针位置漂移，具有一机多能的有益效果。第三、本专利技术还公开了一种探针卡载侧出气孔结构，在该结构下，通过拉动拉绳，可以改变挡板的角度，进而同时调整常温高压气体的喷射角度和压强，使得侧出气孔具有调节功能。第四、本专利技术还公开了一种探针卡载双进气道装置，该装置专门针对本专利技术用于功率器件高温高压测试的探针卡，用于同时提供高温高压气体和常温高压气体。第五、本专利技术还公开了一种磁力式泄压结构，该结构能够保证探针处的压强为所需要强，在压强超出阈值后会自动泄压，不会因压强过大而产生不可控的问题。第六、本专利技术还针对所提供的磁力式泄压结构，提供了一种安装方法和标定方法，能够实现测试时探针处压强的调整。附图说明图1是本专利技术功率器件高温高压测试用探针卡的结构示意图。图2是泄压孔不工作时各相关零部件之间的位置关系示意图。图3是泄压孔工作时各相关零部件之间的位置关系示意图。图4是侧出气孔、挡板、拉绳和拉绳固定端之间的结构示意图。图5是拉绳固定端的结构示意图。图6是双进气道装置的结构示意图。图中：1进气系统、1-1下出气孔、1-2侧出气孔、1-2-1挡板、1-2-2拉绳、1-2-3拉绳固定端、1-2-3-1框架、1-2-3-2固定板、1-2-3-3压簧、1-2-3-4开关、1-2-3-5支架、1-3泄压孔、1-4阀门件、1-4-1连接件、1-4-2圆形磁铁、1-4-3密封垫、1-4-4遮挡环、1-5调整件、1-5-1接触端、1-5-2环形磁铁、1-5-3上磁铁固定端、1-7双进气道装置、1-7-1空气泵、1-7-2第一三通阀门、1-7-3高温高压箱、1-7-3-1电阻丝、1-7-3-2温度传感器、1-7-3-3第一压强计、1-7-4常温高压箱、1-7-4-1第二压强计、1-7-5第一阀门、1-7-6第二三通阀门、1-7-7第二阀门、2PCB板、2-1第一通孔本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.功率器件测试探针卡用磁力式泄压结构，其特征在于，在进气系统（1）上设置有泄压孔（1-3），所述泄压孔（1-3）内壁攻有螺纹，并旋拧有调整件（1-5），所述调整件（1-5）包括截面为T形、中间具有通孔的接触端（1-5-1），环形磁铁（1-5-2）和上磁铁固定端（1-5-3），所述接触端（1-5-1）宽部侧壁套有螺纹，用于旋拧在泄压孔（1-3）内壁，窄部设置有环形磁铁（1-5-2），窄部侧壁套有螺纹，所述上磁铁固定端（1-5-3）内壁攻有螺纹，用于旋拧在接触端（1-5-1）窄部侧壁，接触端（1-5-1）宽部下方与上磁铁固定端（1-5-3）上方将环形磁铁（1-5-2）固定；所述泄压孔（1-3）内壁还旋拧有阀门件（1-4），所述阀门件（1-4）包括截面为倒T形、中间具有上窄下宽阶梯通孔的连接件（1-4-1），所述连接件（1-4-1）窄部侧壁套有螺纹，用于旋拧在泄压孔（1-3）内壁，所述阶梯通孔的宽部放置有圆形磁铁（1-4-2），所述圆形磁铁（1-4-2）上方粘贴有密封垫（1-4-3），侧壁设置有豁口，底部设置有豁口，侧壁豁口和底部豁口相连，阶梯通孔的宽部内壁攻有螺纹，并旋拧有中间具有通孔的遮挡环（1-4-4），圆形磁铁（1-4-2）在环形磁铁（1-5-2）的吸引和压缩空气的推动下，能够在遮挡环（1-4-4）上方上下运动。/n...

【技术特征摘要】
1.功率器件测试探针卡用磁力式泄压结构，其特征在于，在进气系统（1）上设置有泄压孔（1-3），所述泄压孔（1-3）内壁攻有螺纹，并旋拧有调整件（1-5），所述调整件（1-5）包括截面为T形、中间具有通孔的接触端（1-5-1），环形磁铁（1-5-2）和上磁铁固定端（1-5-3），所述接触端（1-5-1）宽部侧壁套有螺纹，用于旋拧在泄压孔（1-3）内壁，窄部设置有环形磁铁（1-5-2），窄部侧壁套有螺纹，所述上磁铁固定端（1-5-3）内壁攻有螺纹，用于旋拧在接触端（1-5-1）窄部侧壁，接触端（1-5-1）宽部下方与上磁铁固定端（1-5-3）上方将环形磁铁（1-5-2）固定；所述泄压孔（1-3）内壁还旋拧有阀门件（1-4），所述阀门件（1-4）包括截面为倒T形、中间具有上窄下宽阶梯通孔的连接件（1-4-1），所述连接件（1-4-1）窄部侧壁套有螺纹，用于旋拧在泄压孔（1-3）内壁，所述阶梯通孔的宽部放置有圆形磁铁（1-4-2），所述圆形磁铁（1-4-2）上方粘贴有密封垫（1-4-3），侧壁设置有豁口，底部设置有豁口，侧壁豁口和底部豁口相连，阶梯通孔的宽部内壁攻有螺纹，并旋拧有中间具有通孔的遮挡环（1-4-4），圆形磁铁（1-4-2）在环形磁铁（1-5-2）的吸引和压缩空气的推动下，能够在遮挡环（1-4-4）上方上下运动。


2.功率器件测试探针卡用磁力式泄压结构的安装方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤a、将调整件（1-5）倒置，将环形磁铁（1-5-2）套在接触端（1-5-1）上，并旋拧磁铁固定端（1-5-3），将环形磁铁（1-5-2）固定；
步骤b、将调整件（1-5）正置，调整件（1-5）的接触端（1-5-1）旋拧入泄压孔（1-3）中；
步骤c、将阀门件（1-4）倒置，将下方粘贴有密封垫（1-4...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵梁玉，王艾琳，王兴刚，周明，
申请(专利权)人：强一半导体苏州有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32