一种探针性能测试系统及其测试方法技术方案

本发明专利技术公开了一种探针性能测试系统及其测试方法，所述测试系统包括探针卡模组

【技术实现步骤摘要】
一种探针性能测试系统及其测试方法


[0001]本专利技术涉及半导体测试
，具体涉及一种探针性能测试系统及其测试方法
。

技术介绍

[0002]探针卡上的探针是被测芯片和测试机之间的关键接口，在晶圆测试中，探针的性能差异不仅能够影响晶圆的测试结果，还能够影响测试效率
。
测试探针质量的好坏，很大程度影响了测试的准确性以及可重复性
。
为了确保探针的质量，对探针进行检测是半导体器件生产过程中的必要环节
。
[0003]探针的性能测试包括机械性能和电气性能的测试，主要分为弹力测试和动态阻抗检测两项检测内容
。
现有的检测方式一般采用人工检测，通过人工按压和抽检的方式进行弹力测试和动态阻抗检测，这种方式的检测效率低，检测人员受主观性因素干扰，会影响检测结果
。
也有些厂家使用自动化检测设备，但是目前的自动化检测设备检测功能较单一，一次只能对弹簧探针的某一种性能进行测试，此外，这种检测设备每次只测量一个弹簧探针，实现全面检测则需要多台检测设备或进行多次检测，检测成本高且效率低
。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，有必要提供一种快速高效
、
测试结果精准的探针性能测试系统及其测试方法
。
[0005]一种探针性能测试系统，所述系统包括：探针卡模组，用于测试时固定探针；所述探针卡模组包括探针卡固定板
、
固定板校准模块，所述探针卡固定板用于固定设置多个待测探针，所述固定板校准模块用于所述探针卡固定板的水平校准和高度校准；固定板定位机构用于对所述探针卡固定板进行调整和定位；探针测试模组，用于测试探针的机械性能和电气性能；所述探针测试模组包括测试平台和设置于所述测试平台上的电性能测试机构及压力测试机构
、
以及视觉检测机构，所述测试平台用于与待测探针接触，以便于所述电性能测试机构和所述压力测试机构对待测探针进行测试，所述视觉检测机构用于对待测探针进行视觉检测；测试模组定位机构，用于测试时所述探针测试模组的位置调整和定位
。
[0006]优选地，所述固定板定位机构包括竖直滑轨
、
伸展臂
、
固定板升降机构
、
固定板翻转机构和多个固定板定位组件，所述竖直滑轨上设有活动件，所述伸展臂固定连接至所述活动件，所述固定板升降机构驱动所述活动件沿所述竖直滑轨上下移动；所述固定板翻转机构设于所述伸展臂的末端，所述伸展臂通过所述固定板翻转机构连接至所述探针卡固定板，所述固定板翻转机构驱动所述探针卡固定板上下翻转；每个所述固定板定位组件包括一个固定板真空吸盘和一个定位塔真空锁，多个所述固定板真空吸盘均匀设于所述探针卡固定板的边缘处，所述定位塔真空锁固定设于设备支架上，测试时，所述定位塔真空锁将所
述固定板真空吸盘锁死，以固定所述探针卡固定板
。
[0007]优选地，所述探针测试模组安装于所述测试模组定位机构上方，并随所述测试模组定位机构运动；所述测试模组定位机构包括自下而上依次设置的
Y
轴模组
、X
轴模组和
Z
轴模组，其中，
X
轴模组和
Y
轴模组带动所述探针测试模组在水平方向移动，
Z
轴模组带动所述探针测试模组在竖直方向移动
。
[0008]优选地，所述
Z
轴模组包括上滑动块
、
下滑动块和
L
型支架，所述上滑动块与所述下滑动块之间通过一个具有预定倾角的斜面接触；所述
L
型支架包括互相垂直设置的竖直导向板和水平导向板，所述上滑动块和所述下滑动块分别沿所述竖直导向板和所述水平导向板上的导轨移动，所述下滑动块沿所述水平导向板移动时，带动所述上滑动块沿所述竖直导向板上下移动
。
[0009]优选地，所述视觉检测机构包括摄像头和一个光学元件，所述摄像头采用远心镜头，所述光学元件与所述远心镜头对应设置，以改变探针卡的针尖反射的光线，使所述远心镜头获取探针卡的针尖图像
。
[0010]优选地，所述测试平台下方设置有针压传感器和电性能测试传感器，用于采集探针的针压和电性能数据
。
[0011]以及，一种探针性能测试方法，适用于如上所述的探针性能测试系统，所述测试方法包括以下步骤：步骤一，开机自检及设备复位；步骤二，选择测试项目；步骤三，加载针卡数据；步骤四，执行“FirstTouch”命令；测试平台向上移动，尝试接触探针，在首次接触到探针后，记录测试平台的实际高度，测试平台返回安全位置；步骤五，确定标志针；输入标志针的
DIE
编号和
PAD
编号，系统自动生成探针编号；步骤六，定位标志针，并确认各个探针位置；步骤七，按照测试项目列表的顺序，依次完成各个测试项目，并保存测试数据；步骤八，各项测试完成后，设备复位
。
[0012]优选地，所述步骤一，开机自检及设备复位的步骤之前，还包括：创建测试文件
。
[0013]优选地，所述步骤一，开机自检及设备复位的步骤之后，还包括：开启定位塔真空锁，以锁定探针卡固定板
。
[0014]优选地，所述测试项目包括位置针尖
、
针压测试
、
接触电阻测试
、
漏电测试
、
水平测试和针元配线测试
。
[0015]优选地，所述步骤三，加载针卡数据的步骤具体包括：导入测试文件，调整针卡布局，使针点图的方向与实际针卡的方向一致
。
[0016]优选地，所述步骤六，定位标志针，并确认各个探针位置的具体步骤包括：分别定位第一标志针和第二标志针的实际位置；检查其余探针的位置是否存在偏差
。
[0017]上述探针性能测试系统及其测试方法中，将待测探针卡固定安装于所述探针卡模组上，由所述探针测试模组对探针卡进行位置针尖
、
针压测试
、
接触电阻测试
、
漏电测试
、
水
平测试和针元配线测试等多项测试，同时对多个探针进行功能检测，从而节约了人工成本，并提高了检测效率和检测结果的准确率
。
本专利技术的结构简洁
、
方法合理
、
精确
、
高效，易于实现，成本低廉，便于推广
。
附图说明
[0018]图1是本专利技术实施例的探针性能测试系统的结构示意图
。
[0019]图2是本专利技术实施例的探针性能测试系统的探针卡模组的结构示意图
。
[0020]图3是本专利技术实施例的探针性能测试系统的探针测试模组的结构示意图一
。
[0021]图4是本专利技术实施例的探针性能测试系统的探针测试模组的结构示意图二<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种探针性能测试系统，其特征在于，所述系统包括：探针卡模组，用于测试时固定探针；所述探针卡模组包括探针卡固定板
、
固定板校准模块，所述探针卡固定板用于固定设置多个待测探针，所述固定板校准模块用于所述探针卡固定板的水平校准和高度校准；固定板定位机构用于对所述探针卡固定板进行调整和定位；探针测试模组，用于测试探针的机械性能和电气性能；所述探针测试模组包括测试平台和设置于所述测试平台上的电性能测试机构及压力测试机构
、
以及视觉检测机构，所述测试平台用于与待测探针接触，以便于所述电性能测试机构和所述压力测试机构对待测探针进行测试，所述视觉检测机构用于对待测探针进行视觉检测；测试模组定位机构，用于测试时所述探针测试模组的位置调整和定位
。2.
如权利要求1所述的探针性能测试系统，其特征在于，所述固定板定位机构包括竖直滑轨
、
伸展臂
、
固定板升降机构
、
固定板翻转机构和多个固定板定位组件，所述竖直滑轨上设有活动件，所述伸展臂固定连接至所述活动件，所述固定板升降机构驱动所述活动件沿所述竖直滑轨上下移动；所述固定板翻转机构设于所述伸展臂的末端，所述伸展臂通过所述固定板翻转机构连接至所述探针卡固定板，所述固定板翻转机构驱动所述探针卡固定板上下翻转；每个所述固定板定位组件包括一个固定板真空吸盘和一个定位塔真空锁，多个所述固定板真空吸盘均匀设于所述探针卡固定板的边缘处，所述定位塔真空锁固定设于设备支架上，测试时，所述定位塔真空锁将所述固定板真空吸盘锁死，以固定所述探针卡固定板
。3.
如权利要求1所述的探针性能测试系统，其特征在于，所述探针测试模组安装于所述测试模组定位机构上方，并随所述测试模组定位机构运动；所述测试模组定位机构包括自下而上依次设置的
Y
轴模组
、X
轴模组和
Z
轴模组，其中，
X
轴模组和
Y
轴模组带动所述探针测试模组在水平方向移动，
Z
轴模组带动所述探针测试模组在竖直方向移动
。4.
如权利要求3所述的探针性能测试系统，其特征在于，所述
Z
轴模组包括上滑动块
、
下滑动块和
L
型支架，所述上滑动块与所述下滑动块之间通过...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘志广，蒋文德，王润鹏，黎华盛，劳杰，
申请(专利权)人：深圳市道格特科技有限公司，
类型：发明
国别省市：