CN213843441U - 一种芯片检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种芯片检测装置，包括支架体、线路板、探针座和至少二探针片；线路板固定设置在支架体上，探针座设置在支架体上；探针片具有相互绝缘设置的多个探针，探针座开设有至少二探针孔组，每一探针孔组对应一探针片并开设有相互绝缘的探针孔，每一探针孔中填设有一导电连接端，导电连接端与线路板的线路连接；探针座上可拆卸地安装一探针片，探针的第二端插入一探针孔中并与探针孔中的导电连接端导电连接。巧妙调整了现有探针卡的结构，通过设计多个探针片共用一个探针座，在很大程度上适应晶圆上或者封装前的多种不同设计的芯片，不需要每次都新设计专用探针卡，从而提升了芯片检测装置的通用性，能够节约测试成本和提升测试效率。

Description

一种芯片检测装置

技术领域

本实用新型涉及芯片测试领域，尤其涉及的是，一种芯片检测装置。

背景技术

随着技术的发展，芯片的应用已经无处不在，为智能生活和工作提供众多支持，但是芯片测试是一个比较大的问题，它直接贯穿整个芯片设计与量产的过程中，无论是流片后的晶圆测试(Wafer Test)还是封装后的最终测试(Final Test，亦称为封装测试)或是最后的系统级测试，都需要一次、两次或者多次的测试，特别是晶圆测试，它的测试对象是晶圆上的大量芯片，这些芯片是裸片(Die)，它们可以是相同的，也可以是不同的，裸片没有封装好后的引脚(Pin)也就是最终用户所看到的管脚，只有最后被封装在芯片内部的硅片管脚(Pad)，在封装阶段才会在Pad到Pin之间通过导线连接，例如通过金线连接，封装后得到完整的芯片(Chip)。

因此，晶圆测试是后面步骤的重要基础，晶圆测试由于多采用探针卡实现，因此也称为针卡(Probe Card)测试，采用探针卡连接测试机电路(或测试板电路，亦称Loadboard)和Die上的Pad，测试机的信号通过弹簧针 (pogo pins)连接到探针卡底部所连接的Pad上，再由探针卡上的布线通往被测的Die上。

申请时间为2007年、公开号为CN101038302的中国专利公开了一种探针卡具有多个探针组，这些探针组排列为预定图形。通过假设彼此相邻排列的多个单元区域11-14形成芯片组区域来获得预定图形。该单元区域的数量等于索引的数量。包括在芯片组区域中的单元区域之一被限定为特定单元区域。其间无间隙地排列该芯片组区域，以覆盖圆片的尺寸。该排列的芯片组区域形成虚拟覆盖图形。提取出特定单元区域的排列以形成预定的图形。每个探针组被排列在对应于预定图形的每个特定单元区域的位置上。

申请时间为2010年、公开号为CN102445668A的中国专利公开了一种圆片级发光二极管芯片检测方法、检测装置及其透明探针卡。此检测方法包括：提供一透明探针卡，且透明探针卡覆盖于圆片的上方，并以透明探针卡的接点电性连接LED芯片的测试垫，以对LED芯片进行一点亮测试。当LED芯片发光后，对LED芯片的光信号进行一成像处理，以形成一影像于一感测元件上。撷取影像，并将影像的信号转换成对应于各个LED芯片的一光场信息及一位置信息。根据LED芯片的光场信息，得到LED芯片的光谱及发光强度。根据LED芯片的光谱及发光强度，以对LED芯片进行分类。还揭露一种应用上述检测方法的圆片级发光二极管芯片检测装置及透明探针卡。上述的检测方法、检测装置及其透明探针卡，具有提高检测速度及快速分类的优点。

申请时间为2018年、公开号为CN108535519A的中国专利公开了一种半导体芯片测试探针卡，该探针卡上制造有同一晶圆上所有类型芯片电学测试所需要的探针。该发明还公开了一种利用上述探针卡的半导体芯片测试系统，通过探针卡连接测试被测芯片，将测试结果记录为不同种类的失效信息，根据失效信息的种类将失效信息输出至对应的存储服务器。该发明还公开了一种利用上述探针卡的半导体芯片测试方法。该发明的测试系统和测试方法降低了探针卡制卡成本，避免多次制造探针卡，总体生产成本降低，并且一个多合一探针卡对应一个晶圆上的所有芯片，便于探针卡的管理。该发明能一次完成多个芯片的全流程测试，提高了测试效率。

申请时间为2019年、公开号为CN110907788A的中国专利公开了探针卡检查晶片和探针卡检查系统。探针卡检查晶片包括基底晶片以及在基底晶片上且彼此间隔开的第一探针卡检查芯片和第二探针卡检查芯片，其中位于基底晶片上的第一探针卡检查芯片和第二探针卡检查芯片的每个被分成探针垂直高度检查区域、探针水平位置检查区域和接触检查区域，其中第一探针卡检查芯片和第二探针卡检查芯片的每个包括第一焊盘阵列和第二焊盘阵列，该第一焊盘阵列位于探针垂直高度检查区域上并配置为用于检查要被检查的探针卡的第一交流(AC)探针和第二交流(AC)探针的垂直高度，该第二焊盘阵列位于探针垂直高度检查区域上并配置为用于检查要被检查的探针卡的第一VSS探针和第二VSS探针的垂直高度。

但是对于各种晶圆的任意芯片的任意测试，对Loadboard的布局、布线及线长、线宽等都有特殊要求，因此通常需要专用探针卡，通用性差，而且需要时间来设计和制造，从而提升了成本和测试效率。因此现有技术存在缺陷，需要改进。

实用新型内容

本实用新型提供一种芯片检测装置，所要解决的技术问题包括：如何设计一个探针座可以匹配至少二探针片、提升芯片检测的通用性、节约测试成本、提升测试效率等。

本实用新型的技术方案如下：

一种芯片检测装置，其包括支架体、线路板、探针座和至少二探针片；所述支架体用于固定在外部，所述线路板固定设置在所述支架体上，所述探针座设置在所述支架体上；所述探针片具有相互绝缘设置的多个探针，所述探针座开设有至少二探针孔组，每一所述探针孔组对应一探针片并开设有相互绝缘的探针孔，所述每一所述探针孔中填设有一导电连接端，所述导电连接端与所述线路板的线路通过导线连接；所述探针座上可拆卸地安装一所述探针片，所述探针片中的每一所述探针的两端均凸出于所述探针片外，其中，所述探针的第一端空置，所述探针的第二端插入于一所述探针孔中并与所述探针孔中的所述导电连接端导电连接。

优选的，所述探针片具有矩阵设置并相互绝缘的探针，每一所述探针片的所述矩阵的行间距和列间距中的至少一项，与其它所述探针片的所述矩阵相异设置；每一所述探针孔组匹配于一所述探针片并开设有矩阵设置和相互绝缘的探针孔。

优选的，所述探针座设有针座本体、卡扣部和一对滑轨；所述针座本体设置在所述支架体上并开设有至少二所述探针孔组，所述卡扣部固定设置在所述针座本体上；一所述探针片滑动安装于所述一对滑轨中，用于在滑动到预定位置时通过所述卡扣部固定于所述针座本体。

优选的，所述探针座还设有至少四弹性伸缩部，各所述弹性伸缩部分别固定设置在所述针座本体上；每一所述滑轨分别通过至少二所述弹性伸缩部设置在所述针座本体上。

优选的，所述探针座设置在所述线路板上并通过所述线路板设置在所述支架体上。

优选的，至少二所述探针孔组部分重合设置。

优选的，至少二所述探针孔组共用部分所述探针孔。

优选的，所述探针的第二端具有膨胀部并且所述探针孔匹配所述膨胀部设有弹性导电结构体，所述弹性导电结构体与所述探针孔中的所述导电连接端导电连接。

优选的，所述弹性导电结构体与所述探针孔中的所述导电连接端相接触。

优选的，所述探针座或所述探针片开设有至少三个定位孔；或者，所述探针的第二端与所述探针孔中的所述导电连接端相接触；或者，所述导电连接端通过弹性件填设于所述探针孔中。

采用上述方案，本实用新型巧妙调整了现有探针卡的结构，通过设计多个探针片共用一个探针座，在很大程度上适应晶圆上或者封装前的多种不同设计的芯片，不需要每次都新设计专用探针卡，从而提升了芯片检测装置的通用性，而且线路板和探针座也是可变的，所以整体灵活度很高，能够节约测试成本和提升测试效率，具有很高的市场应用价值。

附图说明

图1为本实用新型的一个实施例的结构示意图；

图2为图1所示实施例的部分结构示意图；

图3为本实用新型的另一个实施例的示意图；

图4为本实用新型所述探针片的一个实施例的示意图；

图5为本实用新型所述探针片的另一个实施例的示意图；

图6为本实用新型所述探针片的另一个实施例的示意图；

图7为本实用新型所述探针座的一个实施例的示意图；

图8为本实用新型所述探针座的另一个实施例的示意图；

图9为本实用新型所述探针孔组的一个实施例的示意图；

图10为本实用新型所述探针孔组的另一个实施例的示意图；

图11为本实用新型的另一个实施例的部分结构示意图；

图12为本实用新型的另一个实施例的部分结构示意图；

图13为本实用新型所述探针的一个实施例的示意图；

图14为本实用新型所述探针的另一个实施例的示意图；

图15为本实用新型所述探针的另一个实施例的示意图。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面结合附图和具体实施例，对本实用新型进行更详细的说明。但是，本实用新型可以采用许多不同的形式来实现，并不限于本说明书所描述的实施例。需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。

除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本说明书中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是用于限制本实用新型。本说明书所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本实用新型的一个实施例是，一种芯片检测装置，其包括支架体、线路板、探针座和至少二探针片；所述支架体用于固定在外部，所述线路板固定设置在所述支架体上，所述探针座设置在所述支架体上；所述探针片具有相互绝缘设置的多个探针，所述探针座开设有至少二探针孔组，每一所述探针孔组对应一探针片并开设有相互绝缘的探针孔，所述每一所述探针孔中填设有一导电连接端，所述导电连接端与所述线路板的线路通过导线连接；所述探针座上可拆卸地安装一所述探针片，所述探针片中的每一所述探针的两端均凸出于所述探针片外，其中，所述探针的第一端空置，所述探针的第二端插入于一所述探针孔中并与所述探针孔中的所述导电连接端导电连接。采用上述方案，本实用新型巧妙调整了现有探针卡的结构，通过设计多个探针片共用一个探针座，在很大程度上适应晶圆上或者封装前的多种不同设计的芯片，不需要每次都新设计专用探针卡，从而提升了芯片检测装置的通用性，而且线路板和探针座也是可变的，所以整体灵活度很高，能够节约测试成本和提升测试效率，具有很高的市场应用价值。

例如，一种芯片检测装置，其包括支架体、线路板、探针座和二探针片；或者，一种芯片检测装置，其包括支架体、线路板、探针座和三探针片；或者一种芯片检测装置，其包括支架体、线路板、探针座和四探针片，其他实施例以此类推，下面不再赘述。

为了便于固定所述芯片检测装置以单独使用或配合其他现有装置使用，优选的，所述支架体用于固定在外部，所述线路板固定设置在所述支架体上，所述探针座设置在所述支架体上；优选的，所述探针座设置在所述线路板上并通过所述线路板设置在所述支架体上。较好的，所述支架体设有多个安装部，通过各所述安装部将所述支架体固定在外部，从而所述将芯片检测装置进行固定。在实际应用中，芯片检测装置还可以包括电压输入结构、电流输入结构、电压检测结构、电流检测结构和成像结构中的至少一项。也就是说，可以在芯片检测装置上采用一些现有的结构来配合实现相关的检测功能，这不是本实用新型的限制。

优选的，所述探针片具有相互绝缘设置的多个探针，所述探针座开设有至少二探针孔组，每一所述探针孔组对应一探针片并开设有相互绝缘的探针孔，所述每一所述探针孔中填设有一导电连接端，所述导电连接端与所述线路板的线路通过导线连接；优选的，所述探针片具有矩阵设置并相互绝缘的探针，每一所述探针片的所述矩阵的行间距和列间距中的至少一项，与其它所述探针片的所述矩阵相异设置；每一所述探针孔组匹配于一所述探针片并开设有矩阵设置和相互绝缘的探针孔。优选的，所述探针可以采用现有探针的形状或结构，也可以进行调整。为了便于保障检测作用，较好的，所述探针具有匹配Pad的加宽端部。

为了便于更换探针片，优选的，所述探针座上可拆卸地安装一所述探针片，所述探针片中的每一所述探针的两端均凸出于所述探针片外，其中，所述探针的第一端空置，所述探针的第二端插入于一所述探针孔中并与所述探针孔中的所述导电连接端导电连接。优选的，所述探针的第二端与所述探针孔中的所述导电连接端相接触；较好的，所述探针的第一端具有匹配Pad的加宽端部。优选的，所述探针的第二端具有膨胀部并且所述探针孔匹配所述膨胀部设有弹性导电结构体，所述弹性导电结构体与所述探针孔中的所述导电连接端导电连接。优选的，所述弹性导电结构体与所述探针孔中的所述导电连接端相接触。较好的，所述弹性导电结构体与所述导电连接端一体设置。较好的，所述弹性导电结构体为弹簧片并以过盈配合方式插接于所述导电连接端的插槽上。为了增强保护被检测芯片特别是Pad部分，较好的，所述探针片具有与各所述探针相匹配的弹簧针，所述探针的第二端通过所述弹簧针插入于一所述探针孔中并与所述探针孔中的所述导电连接端导电连接。也就是说，所述弹簧针插入于一所述探针孔中并与所述探针孔中的所述导电连接端导电连接。这样，可以实现对于Pad的一定程度的弹性保护，也可以在一定程度上保护探针，避免由于操作失误导致探针、Pad或芯片损坏。为了便于保护芯片或其Pad，所述导电连接端通过弹性件填设于所述探针孔中。

为了便于安装和更换探针片，优选的，所述探针座设有针座本体、卡扣部和一对滑轨；所述针座本体设置在所述支架体上并开设有至少二所述探针孔组，所述卡扣部固定设置在所述针座本体上；一所述探针片滑动安装于所述一对滑轨中，用于在滑动到预定位置时通过所述卡扣部固定于所述针座本体。优选的，所述探针座还设有至少四弹性伸缩部，各所述弹性伸缩部分别固定设置在所述针座本体上；每一所述滑轨分别通过至少二所述弹性伸缩部设置在所述针座本体上。较好的，所述弹性伸缩部的高度大于所述探针的第一端到所述探针片的距离。这样，可以实现快速拆卸或安装探针片，特别是用滑轨让探针片滑动到探针孔组相匹配的位置，使得探针片上的各个探针能够先对准探针座上的一探针孔组，弹性伸缩部又帮助探针片滑动时探针相对探针孔组有一定的距离从而可以避免影响探针片滑动，然后压下弹性伸缩部使得探针和探针孔中的导电连接端接触实现导电，最后卡扣部固定住，拆卸反之进行就可以了，拆卸或安装都很方便，而且保证探针和探针孔中的导电连接端稳固地导电连接。

为了便于减小所述探针座的体积，也就是相对于被检测的芯片的面积，优选的，至少二所述探针孔组部分重合设置。也就是说，至少二所述探针孔组在所述探针座上具有重合的区域。优选的，至少二所述探针孔组共用部分所述探针孔。也就是说，至少一所述探针孔同时属于至少二所述探针孔组。例如，三个探针孔组共用一个、二个或多个所述探针孔。

为了便于定位对准被检测的芯片，优选的，所述探针座或所述探针片开设有至少三个定位孔；优选的，各所述定位孔形成至少一个三角形的顶点。较好的，所述探针座或所述探针片开设有至少三个定位孔；所述探针的第二端与所述探针孔中的所述导电连接端相接触；所述导电连接端通过弹性件填设于所述探针孔中。

本实用新型的一个实施例是，如图1和图2所示，一种芯片检测装置，其包括支架体110、线路板120、探针座130和至少二探针片140；图中只有一个探针片140安装于探针座130上；所述支架体110用于固定在外部，所述线路板120固定设置在所述支架体110上，所述探针座130设置在所述支架体110上；所述探针片140具有相互绝缘设置的多个探针141，所述探针座130开设有至少二探针孔组，每一所述探针孔组对应一探针片140 并开设有相互绝缘的探针孔131，所述每一所述探针孔131中填设有一导电连接端132，每一所述导电连接端132通过单独的导线121与所述线路板 120的线路连接；所述探针座130上可拆卸地安装一所述探针片140，所述探针片140中的每一所述探针141的两端均凸出于所述探针片140外，其中，所述探针141的第一端空置，所述探针141的第二端插入于一所述探针孔131中并与所述探针孔131中的所述导电连接端132导电连接。

为了减轻重量，如图3所示，所述支架体110还可以开设一些空位。

一个探针片140如图4所示，它有六行十二列共72个探针141，但是值得指出的是，这样具体实施的案例并不能被认作是对于本实用新型所要求保护的技术方案的特别限制。另一个探针片140如图5所示，它有五行九列共45个探针141，另一个探针片140如图6所示，它有四行八列共32 个探针141，其他实施例以此类推，下面不再赘述。优选的，如图1和图2所示的芯片检测装置具有如图4、图5和图5所示的三个探针片。

优选的，如图7所示，探针座130具有两个探针孔组，分别是第一探针孔组133和第二探针孔组134，第一探针孔组133有六行十二列共72个相互绝缘的探针孔，匹配于如图4所示的探针片；第二探针孔组134有四行八列共32个相互绝缘的探针孔，匹配于如图6所示的探针片；第一探针孔组133和第二探针孔组134部分重合设置。

优选的，如图8所示，探针座130具有两个探针孔组，分别是第一探针孔组133和第二探针孔组134，第一探针孔组133有六行十二列共72个相互绝缘的探针孔，匹配于如图4所示的探针片；第二探针孔组134有四行八列共32个相互绝缘的探针孔，匹配于如图6所示的探针片；第一探针孔组133和第二探针孔组134部分重合设置，并共用部分所述探针孔即共用孔135。其他实施例以此类推，下面不再赘述。第一探针孔组133的探针孔131如图9所示，第二探针孔组134的探针孔131如图10所示

一个实施例中，探针座130的部分结构如图11所示，探针孔131中填设有导电连接端132并设有弹性导电结构体136，弹性导电结构体136与导电连接端132一体设置，形成了一个匹配探针的具有膨胀部的第二端的接触导电位置，导电连接端132通过导线121连接到线路板的对应的线路。另一个实施例中，探针座130的部分结构如图12所示，弹性导电结构体136 与导电连接端132的形状与图11所示的不同。

优选的，如图13和图14所示，探针141具有第一端1411和第二端1412，探针141的第二端1412具有膨胀部。优选的，如图15所示，探针141的第一端1411具有匹配Pad的加宽端部。

进一步地，本实用新型的实施例还包括，上述各实施例的各技术特征，相互组合形成的芯片检测装置，这样，巧妙调整了现有探针卡的结构，通过设计多个探针片共用一个探针座，在很大程度上适应晶圆上或者封装前的多种不同设计的芯片，不需要每次都新设计专用探针卡，从而提升了芯片检测装置的通用性，而且线路板和探针座也是可变的，所以整体灵活度很高，能够节约测试成本和提升测试效率。

需要说明的是，上述各技术特征继续相互组合，形成未在上面列举的各种实施例，均视为本实用新型说明书记载的范围；并且，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。

Claims (9)

1.一种芯片检测装置，其特征在于，包括支架体、线路板、探针座和至少二探针片；

所述支架体用于固定在外部，所述线路板固定设置在所述支架体上，所述探针座设置在所述支架体上；

所述探针片具有相互绝缘设置的多个探针，所述探针座开设有至少二探针孔组，每一所述探针孔组对应一探针片并开设有相互绝缘的探针孔，所述每一所述探针孔中填设有一导电连接端，所述导电连接端与所述线路板的线路通过导线连接；

所述探针座上可拆卸地安装一所述探针片，所述探针片中的每一所述探针的两端均凸出于所述探针片外，其中，所述探针的第一端空置，所述探针的第二端插入于一所述探针孔中并与所述探针孔中的所述导电连接端导电连接；

所述探针片具有矩阵设置并相互绝缘的探针，每一所述探针片的所述矩阵的行间距和列间距中的至少一项，与其它所述探针片的所述矩阵相异设置；每一所述探针孔组匹配于一所述探针片并开设有矩阵设置和相互绝缘的探针孔。

2.根据权利要求1所述芯片检测装置，其特征在于，所述探针座设有针座本体、卡扣部和一对滑轨；

所述针座本体设置在所述支架体上并开设有至少二所述探针孔组，所述卡扣部固定设置在所述针座本体上；

一所述探针片滑动安装于所述一对滑轨中，用于在滑动到预定位置时通过所述卡扣部固定于所述针座本体。

3.根据权利要求2所述芯片检测装置，其特征在于，所述探针座还设有至少四弹性伸缩部，各所述弹性伸缩部分别固定设置在所述针座本体上；

每一所述滑轨分别通过至少二所述弹性伸缩部设置在所述针座本体上。

4.根据权利要求1所述芯片检测装置，其特征在于，所述探针座设置在所述线路板上并通过所述线路板设置在所述支架体上。

5.根据权利要求1所述芯片检测装置，其特征在于，至少二所述探针孔组部分重合设置。

6.根据权利要求5所述芯片检测装置，其特征在于，至少二所述探针孔组共用部分所述探针孔。

7.根据权利要求1所述芯片检测装置，其特征在于，所述探针的第二端具有膨胀部并且所述探针孔匹配所述膨胀部设有弹性导电结构体，所述弹性导电结构体与所述探针孔中的所述导电连接端导电连接。

8.根据权利要求7所述芯片检测装置，其特征在于，所述弹性导电结构体与所述探针孔中的所述导电连接端相接触。

9.根据权利要求1到8任一项中所述芯片检测装置，其特征在于，所述探针座或所述探针片开设有至少三个定位孔；或者，所述探针的第二端与所述探针孔中的所述导电连接端相接触；或者，所述导电连接端通过弹性件填设于所述探针孔中。

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