CN206331005U - 晶圆测试针座的改进结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种晶圆测试针座的改进结构，该电路板底面电性接触有基板，而基板相对电路板另一侧面设有至少一层具复数通孔的垫片，再在垫片另一侧设置有针座，其针座所具的上基材及下基材间表面分别穿设有供复数探针插设的复数第一穿孔及复数第二穿孔，且复数探针一侧设有穿过复数第一穿孔及复数通孔以与基板形成电性接触的第一端部，而复数探针另一侧设有穿过复数第二穿孔且电性接触至待检测晶圆以进行检测作业的第二端部，其复数探针可通过至少一层垫片来降低于检测作业中所产生的晃动情形，以增加检测作业时的准确度，且也可凭借取出至少一层垫片来维持复数第二端部露出于下基材外部的长度，进而增加复数探针的使用寿命，如此节省材料成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种晶圆测试针座的改进结构，尤指基板与针座间设有至少一层垫片，当复数探针穿设于垫片与针座且电性接触于基板上时，其复数探针可通过垫片来降低检测作业中所产生的晃动情形，且可利用取出垫片来达到维持复数探针露出于针座外部长度的效果。
背景技术
按，现代半导体的制造包含了复数步骤，包括微影、物质沈积与蚀刻步骤，以在一片单独的半导体硅晶圆上形成出复数半导体装置或积体电路晶片；目前所制造常用的半导体晶圆的直径可以是六英寸或六英寸以上，其中直径十二吋的晶圆为一种常见的尺寸；然而，在半导体制造的制程中，该晶圆上的晶片可能会因复杂的制造程序而产生变异、毁损等问题以具有一些缺陷。
所以在将积体电路晶片利用晶圆切割方式从半导体晶圆分离的前，会对复数晶片进行电性表现与可靠度的测试，并同时在一既定期间对其进行激发(如晶圆级烧入测试)，而这些测试通常可能包含布局与线路图对比(layout versus schematic；LVS)的确认、静态电流测试(IDDq testing)等，进而凭借测试电路系统的自动测试设备(au tomatic testequipment；ATE)来捕捉与分析从每个晶片或受测装置(device under test；DUT)所产生的测试结果电性信号，以判定所测试的晶片是否具有缺陷。
再者，为了帮助晶圆级烧入测试(burn－in testing)与同时捕捉来自晶圆上的多个晶片的电性信号，是使用现有的DUT板或探针卡，其探针卡通常是安装于自动测试设备中，并作为晶片或受测装置与自动测试设备之间的界面，而探针卡在本质上为印刷电路板(printed circuit board；PCB)，为包含复数金属电性探针，用以与晶圆的半导体晶片上所对应的复数电性接点(contact)或接头(terminal)接触，由于每一个晶片具有复数接点或接头，且每一个接点或接头都必须进行测试，所以，一般的晶圆级测试需要进行远超过1000个晶片接点或接头来与ATE测试电路系统间形成电性连接以进行测试，因此，为了实施精确地晶圆级测试，必须将大量的探针卡接点与晶圆上的晶片接点精确对准及形成确实的电性连接。
然而，请参阅图9、图10所示，是现有的侧视剖面图及图9d部份的放大图，由图中可清楚看出，该电路基板A一侧表面装设有安装环B，并在安装环B内部形成有收纳空间B1，且收纳空间B1内装设有电性连接于电路基板A一侧表面并具预设复数接点的板体B2，再在安装环B相对于电路基板A另一侧表面上装设有探针固定装置C，而探针固定装置C为由上基座C1及下基座C2所组成，其上基座C1及下基座C2表面上分别穿设有相对应的复数第一通孔C11及复数第二通孔C21，且上基座C1及下基座C2之间设有一具复数穿孔C31的支撑板C3，即可再于复数第一通孔C11、复数第二通孔C21及复数穿孔C31中分别穿设有复数测试探针D，其复数测试探针D一端为分别穿过复数第一通孔C11，以接触至板体B2表面的预设复数接点，而复数测试探针D另一端则分别穿过复数第二通孔C21，以供电性接触至待测晶圆上所对应的复数测试点(图中未示出)上，即可对待测晶圆进行测试的作业，以检测该待测晶圆是否具有缺陷。
由于测试探针D不断地测试会使端部磨损、磨耗，长时间下来便无法与待测晶圆形成电性接触，以致于使用者必须更换新的测试探针D才能再进行测试作业，然而因测试探针D使用的部份只有测试探针D的端部，为了因端部的磨损、磨耗而使整根测试探针D都需替换则会造成许多材料上的浪费，进而提高材料成本，以及将复数测试探针D组装于探针固定装置C上的成本，所以大多数厂商在测试探针D出厂时会先将其设计的较长，以使露出于下基座C2外部的端部较长，以提供更长的端部来供磨耗，但是在测试的过程中若端部露出过长，会使复数测试探针D在测试中产生晃动，以使复数测试探针D无法精确对准待测晶圆上的复数测试点，进而造成测试的准确度降低、不合格率提高，以致于造成制程上诸多不便之处。
是以，要如何设法解决上述现有的缺失与不便，即为相关业者所亟欲研究改善的方向所在。
实用新型内容
故，实用新型设计人有鉴于上述缺失，乃搜集相关资料，经由多方评估及考量，并以从事于此行业累积的多年经验，经由不断试作及修改，始设计出此种晶圆测试针座的改进结构的新型专利。
为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：
一种晶圆测试针座的改进结构，包括电路板、基板及针座，其特征在于：
该电路板表面设有供与预设检测仪器形成电性连接的复数第一金属接点，而电路板底面设有复数第二金属接点；
该基板电性接触于电路板底面处，并在基板相邻于电路板一侧表面设有与复数第二金属接点形成电性接触的复数第一接点，而基板相对于复数第一接点另一侧表面则设有复数第二接点，再在基板相邻复数第二接点一侧表面上抵贴有至少一层绝缘材质所制成的垫片，且垫片上对应于复数第二接点位置处穿设有复数通孔；
该针座设置于至少一层垫片相反于基板的一侧面处且包括上基材、下基材及复数探针，并在上基材及下基材之间形成有穿置空间，且上基材表面穿设有复数第一穿孔，而下基材表面则穿设有复数第二穿孔，再在复数第一穿孔及复数第二穿孔中插设有导电材质制成的复数探针，该复数探针一侧设有穿过复数第一穿孔及至少一层垫片的复数通孔并与基板的复数第二接点形成电性接触的第一端部，而复数探针另一侧则设有穿过复数第二穿孔处且供电性接触预设待检测晶圆表面的复数检测点上的第二端部。
所述的晶圆测试针座的改进结构，其中：该电路板表面且位于复数第一金属接点相对内侧处装设有加强环垫。
所述的晶圆测试针座的改进结构，其中：该电路板底面上位于复数第二金属接点外侧处装设有固定环垫，并在固定环垫内部形成有供基板置入的容置空间。
所述的晶圆测试针座的改进结构，其中：该基板的复数第一接点与电路板的复数第二金属接点间设有供形成电性连接的复数锡球。
所述的晶圆测试针座的改进结构，其中：该上基材的复数第一穿孔底部形成有朝外渐扩的第一导斜面，而下基材的复数第二穿孔顶部形成有朝外渐扩的第二导斜面。
所述的晶圆测试针座的改进结构，其中：该上基材与下基材之间设有位于穿置空间内的支撑片，且支撑片上对应于复数第一穿孔及复数第二穿孔位置处设有供复数探针穿过的复数透孔。
所述的晶圆测试针座的改进结构，其中：该针座的上基材及下基材中以斜向方式穿设有复数探针，两个相邻探针一侧穿过的两个第一穿孔的间距大于该两个相邻探针另一侧穿过的两个第二穿孔的间距。
本实用新型还提供一种晶圆测试针座的改进结构，该针座所具的上基材及下基材之间形成有穿置空间，并在上基材表面穿设有复数第一穿孔，且下基材表面穿设有复数第二穿孔，再在复数第一穿孔及复数第二穿孔中插设有导电材质制成的复数探针，而复数探针一侧设有穿过复数第一穿孔处且供与预设基板形成电性接触的第一端部，再在复数探针另一侧设有穿过复数第二穿孔处且供电性接触预设待检测晶圆表面的复数检测点上的第二端部，其特征在于：
该针座的上基材表面上抵贴有至少一层绝缘材质所制成的垫片，且垫片上对应于复数第一穿孔位置处穿设有供复数探针的第一端部穿过的复数通孔。
所述的晶圆测试针座的改进结构，其中：该上基材的复数第一穿孔底部形成有朝外渐扩的第一导斜面，而下基材的复数第二穿孔顶部形成有朝外渐扩的第二导斜面。
本实用新型的主要优点乃在于该电路板底面电性接触有基板，并在基板相对电路板另一侧面设有至少一层垫片，且垫片上穿设有复数通孔，再在垫片另一侧处设置有针座，而针座所具的上基材及下基材间表面分别穿设有供复数探针插设的复数第一穿孔及复数第二穿孔，其复数探针一侧设有穿过复数第一穿孔及复数通孔的第一端部，而复数探针另一侧则设有穿过复数第二穿孔的第二端部，其第一端部可与基板形成电性接触，且第二端部可与待检测晶圆电性接触，以进行检测作业，由于基板与针座之间设有至少一层垫片，其复数探针可凭借至少一层垫片来降低检测作业中所产生的晃动情形，以增加检测作业时的稳定度，进而使复数探针能精准地与外部待检测晶圆表面的复数检测点形成电性接触，如此维持测试的精确度，且使用者也可通过取出至少一层垫片来维持复数探针的第二端部露出于针座的下基材外部的长度，以增加复数探针的使用寿命，进而达到调整出针量、节省材料成本的目的。
本实用新型的次要优点乃在于该针座的上基材所具的复数第一穿孔底部形成有朝外渐扩的第一导斜面，而下基材的复数第二穿孔顶部则形成有朝外渐扩的第二导斜面，再在上基材与下基材之间设有位于穿置空间内的支撑片，且支撑片上对应于复数第一穿孔及复数第二穿孔位置处设有复数透孔，当探针欲穿入第二穿孔中时，即可凭借第二导斜面的导引作用，来使探针容易穿入至第二穿孔中，而当使用者欲替换探针时，便可利用第一导斜面的导引作用，来使探针容易拔出，即可通过第一导斜面及第二导斜面来供使用者容易进行组装或拆离作业，进而达到提升组装及拆离流畅度的目的。
本实用新型的另一优点乃在于该复数探针为利用斜向方式插设于针座的上基材及下基材中，以使二相邻探针一侧穿过的二第一穿孔的间距为大于另一侧穿过的二第二穿孔的间距，进而使基板与二探针形成接触的二第二接点的间距也大于晶圆与二探针形成接触的二检测点的间距，如此使基板的尺寸设计可更为增大，进而提高复数探针接触至复数第二接点准确度，且因间距增长也可使基板上蚀刻出复数第二接点较容易，以使基板的线路布局更易于设计，使基板达到较易制作、降低设计及降低制造成本的目的。
附图说明
图1是本实用新型的侧视剖面图。
图2是本实用新型图1的a部份的放大图。
图3是本实用新型垫片取出前的侧视剖面图。
图4是本实用新型垫片取出后的侧视剖面图。
图5是本实用新型另一实施例的侧视剖面图。
图6是本实用新型图5的b部份的放大图。
图7是本实用新型再一实施例的侧视剖面图。
图8是本实用新型图7的c部份的放大图。
图9是现有的侧视剖面图。
图10是现有图9的d部份的放大图。
附图标记说明：1-电路板；11-第一金属接点；12-第二金属接点；13-加强环垫；14-固定环垫；140-容置空间；2-基板；21-第一接点；211-锡球；22-第二接点；23-垫片；231-通孔；3-针座；30-穿置空间；31-上基材；311-第一穿孔；3111-第一导斜面；32-下基材；321-第二穿孔；3211-第二导斜面；33-探针；331-第一端部；332-第二端部；34-支撑片；341-透孔；A-电路基板；B-安装环；B1-收纳空间；B2-板体；C-探针固定装置；C1-上基座；C11-第一通孔；C2-下基座；C21-第二通孔；C3-支撑板；C31-穿孔；D-测试探针。
具体实施方式
为达成上述目的及功效，本实用新型所采用的技术手段及其构造，兹绘图就本实用新型的较佳实施例详加说明其特征与功能如下，俾利完全了解。
请参阅图1、图2所示，是本实用新型的侧视剖面图及图1a部份的放大图，由图中所示可以清楚看出，本实用新型包括电路板1、基板2及针座3，其中：
该电路板1内部为具有预设线路布局，并在电路板1表面设有复数第一金属接点11，而电路板1底面则设有复数第二金属接点12。
该基板2内部为具有预设线路布局且供电性接触于电路板1底面处，并在基板2相邻于电路板1一侧表面设有通过复数锡球211来与复数第二金属接点12形成电性接触的复数第一接点21，而基板2相对于复数第一接点21另一侧表面则设有复数第二接点22，再在基板2相邻复数第二接点22一侧表面上抵贴有至少一层绝缘材质所制成的垫片23，且垫片23上对应于复数第二接点22位置处设有复数通孔231。
该针座3设置于至少一层垫片23相对基板2另一侧面处并包括上基材31、下基材32及复数探针33，其中该上基材31及下基材32之间形成有穿置空间30，且上基材31表面抵贴于至少一层垫片23上并穿设有复数第一穿孔311，而下基材32表面则穿设有复数第二穿孔321，再在复数第一穿孔311及复数第二穿孔321中插设有导电材质所制成的复数探针33，其复数探针33一侧设有穿过复数第一穿孔311及至少一层垫片23的复数通孔231来与基板2的复数第二接点22形成电性接触的第一端部331，而复数探针33另一侧则设有穿过复数第二穿孔321处的第二端部332。
上述的电路板1表面且位于复数第一金属接点11相对内侧处装设有加强环垫13，再在电路板1底面且位于复数第二金属接点12外侧处装设有固定环垫14(mounting ring)，且固定环垫14内部形成有供基板2置入的容置空间140，其加强环垫13、电路板1及固定环垫14为依序迭层，并利用复数锁固元件(如螺丝)穿设结合定位，即可通过加强环垫13及固定环垫14来增加电路板1整体强度，以避免电路板1于高温或外力环境下产生弯折或变形等情况；而该针座3也可利用复数锁固元件来穿过至少一层垫片23以锁固于电路板1上，以达到稳固结合定位。
再请参阅图3、图4，是本实用新型垫片取出前的侧视剖面图及垫片取出后的侧视剖面图，由图中可清楚看出，本实用新型于实际使用时，该电路板1为可凭借复数第一金属接点11来与外部检测仪器(图中未示出)形成电性连接，同时，其整体可受外部检测仪器驱动，而使复数探针33的第二端部332抵触至外部待检测晶圆表面的复数检测点上(图中未示出)以形成电性连接状态，并供进行检测作业，且复数探针33获取的电性测试信号与电源信号可通过基板2传递至电路板1，再凭借电路板1传输至外部检测仪器来得知外部待检测晶圆是否具有缺陷。
然而，当复数探针33长时间进行检测作业，使第二端部332受到磨损而缩短时，其使用者便可将针座3拆卸下来，并将至少一层垫片23向外取出，再将复数探针33朝下基材32方向推移一适当的预设距离，使复数第二端部332露出于下基材32外部的长度增加，即可将针座3装设回去，以使复数探针33的第一端部331再次电性接触于基板2的复数第二接点22上，进而供复数探针33再次进行检测的作业，以完成本实用新型的使用。
上述使用时的初始状态，其复数探针33的第二端部332露出于下基材32外部的长度较佳为维持0﹒3mm，以使复数探针33能够稳定电性接触于外部待检测晶圆表面的复数检测点上，而至少一层垫片23整体的厚度较佳为0﹒2mm，当复数第二端部332受到磨损后，即可将至少一层垫片23向外取出，并使复数探针33向外推出，以使第二端部332露出于下基材32外部的长度维持0﹒3m m。
本实用新型基板2与针座3之间设有至少一层垫片23，其使用者可凭借至少一层垫片23来增加复数探针33于检测作业时的稳定度，以降低复数探针33于检测作业中所产生的晃动情形，进而使复数探针33能精准地与外部待检测晶圆表面的复数检测点形成电性接触，如此维持测试的精确度，且使用者可通过取出至少一层垫片23来维持复数探针33的第二端部332露出于针座3的下基材32外部的长度，以增加复数探针33的使用寿命，进而达到调整出针量、节省材料成本的效用。
请参阅图5、图6，是本实用新型另一实施例的侧视剖面图及图5b部份的放大图，由图中可清楚看出，本实用新型针座3的上基材31所具的复数第一穿孔311底部形成有朝外渐扩的第一导斜面3111，而下基材32的复数第二穿孔321顶部形成有朝外渐扩的第二导斜面3211，再在上基材31与下基材32之间设有位于穿置空间30内的支撑片34，且支撑片34上对应于复数第一穿孔311及复数第二穿孔321位置处设有复数透孔341，当探针33依序穿过至少一层垫片23的通孔231、第一穿孔311及透孔341处时，即可凭借第二导斜面3211的导引作用，来使探针33容易穿入至第二穿孔321中，而若使用者欲替换探针33时，便可利用第一导斜面3111的导引作用，来使探针33容易拔出，其使用者于复数探针33组装或拆离作业中，即可通过第一导斜面3111及第二导斜面3211来使组装或拆离作业容易实施，进而达到提升组装及拆离流畅度的效用。
再请参阅图7、图8，是本实用新型再一实施例的侧视剖面图及图7c部份的放大图，由图中可清楚看出，本实用新型针座3的上基材31及下基材32中为以斜向方式穿设有复数探针33，即可使二相邻探针33一侧穿过的二第一穿孔311的间距为大于另一侧穿过的二第二穿孔321的间距，进而使基板2与二探针33形成接触的二第二接点22的间距也大于晶圆与二探针33形成接触的二检测点的间距，以致于二第二接点22的间距可更为增长，凭借使可增大基板2的尺寸，进而提高复数探针33接触至复数第二接点22准确度，如此提升产品合格率，且因间距增长也可使基板2上蚀刻出复数第二接点22较容易，以使基板2的线路布局更易于设计，凭借使基板2达到较易制作、降低设计及降低制造成本的效用。
以上说明对本实用新型而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员理解，在不脱离本申请所限定的精神和范围的情况下，可作出许多修改、变化或等效，但都将落入本实用新型的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种晶圆测试针座的改进结构，包括电路板、基板及针座，其特征在于：
该电路板表面设有供与预设检测仪器形成电性连接的复数第一金属接点，而电路板底面设有复数第二金属接点；
该基板电性接触于电路板底面处，并在基板相邻于电路板一侧表面设有与复数第二金属接点形成电性接触的复数第一接点，而基板相对于复数第一接点另一侧表面则设有复数第二接点，再在基板相邻复数第二接点一侧表面上抵贴有至少一层绝缘材质所制成的垫片，且垫片上对应于复数第二接点位置处穿设有复数通孔；
该针座设置于至少一层垫片相反于基板的一侧面处且包括上基材、下基材及复数探针，并在上基材及下基材之间形成有穿置空间，且上基材表面穿设有复数第一穿孔，而下基材表面则穿设有复数第二穿孔，再在复数第一穿孔及复数第二穿孔中插设有导电材质制成的复数探针，该复数探针一侧设有穿过复数第一穿孔及至少一层垫片的复数通孔并与基板的复数第二接点形成电性接触的第一端部，而复数探针另一侧则设有穿过复数第二穿孔处且供电性接触预设待检测晶圆表面的复数检测点上的第二端部。
2.根据权利要求1所述的晶圆测试针座的改进结构，其特征在于：该电路板表面且位于复数第一金属接点相对内侧处装设有加强环垫。
3.根据权利要求1所述的晶圆测试针座的改进结构，其特征在于：该电路板底面上位于复数第二金属接点外侧处装设有固定环垫，并在固定环垫内部形成有供基板置入的容置空间。
4.根据权利要求1所述的晶圆测试针座的改进结构，其特征在于：该基板的复数第一接点与电路板的复数第二金属接点间设有供形成电性连接的复数锡球。
5.根据权利要求1所述的晶圆测试针座的改进结构，其特征在于：该上基材的复数第一穿孔底部形成有朝外渐扩的第一导斜面，而下基材的复数第二穿孔顶部形成有朝外渐扩的第二导斜面。
6.根据权利要求1所述的晶圆测试针座的改进结构，其特征在于：该上基材与下基材之间设有位于穿置空间内的支撑片，且支撑片上对应于复数第一穿孔及复数第二穿孔位置处设有供复数探针穿过的复数透孔。
7.根据权利要求1所述的晶圆测试针座的改进结构，其特征在于：该针座的上基材及下基材中以斜向方式穿设有复数探针，两个相邻探针一侧穿过的两个第一穿孔的间距大于该两个相邻探针另一侧穿过的两个第二穿孔的间距。
8.一种晶圆测试针座的改进结构，该针座所具的上基材及下基材之间形成有穿置空间，并在上基材表面穿设有复数第一穿孔，且下基材表面穿设有复数第二穿孔，再在复数第一穿孔及复数第二穿孔中插设有导电材质制成的复数探针，而复数探针一侧设有穿过复数第一穿孔处且供与预设基板形成电性接触的第一端部，再在复数探针另一侧设有穿过复数第二穿孔处且供电性接触预设待检测晶圆表面的复数检测点上的第二端部，其特征在于：
该针座的上基材表面上抵贴有至少一层绝缘材质所制成的垫片，且垫片上对应于复数第一穿孔位置处穿设有供复数探针的第一端部穿过的复数通孔。
9.根据权利要求8所述的晶圆测试针座的改进结构，其特征在于：该上基材的复数第一穿孔底部形成有朝外渐扩的第一导斜面，而下基材的复数第二穿孔顶部形成有朝外渐扩的第二导斜面。
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