TWI294152B - - Google Patents

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1294152 九、發明說明·· 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於半導體元件的測試方法及設備，特別是 提供一種可令待測半導體元件在穩壓狀態下與探針接觸進 行功能檢測及其使用測試治具所提出之設計。 【先前技術】

為確保半導體元件產品品質，除對該半導體元件構裝 凡成後之產品進行檢測外，在該半導體元件的構裝過程中 ，針對特定的構裝製程後，對該半導體元件的半成品也會 進行檢測之步驟，其中因晶片黏著於基板及電性連接之步 驟後，在未成形封膠體包覆該晶片之步驟前，因此階段關 係著該半導體元件之功能是否正確，故於此構裝製程步驟 後’即會透過一檢測系統對該半導體元件半成品進行功能 性之檢測。 有關目前利用檢測系統對該半導體元件半成品進行功 能，檢測之測試方式，>第七、人圖所示，主要係利用一 -:頭（8。）以真空（負壓）吸附方式吸取待測該半導體 ，9 Q) +成品’再受控移置該檢測系統之測試治具 力 之疋位槽（71)巾’並對其施以向下之機械壓 =導體70件（9 〇)半成品底面之複數接點分別 二：“ 70 )中相對應之探針（7 2)接觸，立次， 統中系統透過該些探針（72)對該待測半導 —=9〇)進行功能性檢測，判斷該半導體以牛（9 能是否正確，並於檢測後，再由該下壓頭（80 1294152 )吸取該半導體元件（90)移置預定 半導體元件（90)之檢測。…置’而完成該 惟前述已知半導體元件測試過程中，因該下壓頭㈡ 吸取待測半導體元件（9 〇)移置於測試治具（” 二=接下壓！導體元件（90)，使其底面與凸 接觸":’、7 〇 )定位槽（7 1 )底面之探針9 7 2 ) 接觸’其中，該下壓 避备" 碩c a 0)為配合真空抽氣設備以及 免曰曰片而設計成中空狀’故而僅對該半導體元件（9 〇 外圍部位提供一機械壓力’至於該半導體元件（9 〇 ) 内圍部位則受到，伸出該治具（7〇)定位槽（Η)底 面？知板針（72)施以向上之作用力，造成該半導體 ，4 (90)形成中間高、周邊低之翹曲狀變形使得該 半導體元件㈢◦)上之晶片、銲點或被動元件等因該輕 件之產品品質及良率。 此外，該測試治具（7 〇 )巾之複數探針（7 2 )頂 端均係凸伸出該治具（7 〇 )定位槽（7 1 ) I面，當該 下壓頭（8 0 )吸取待測半導體元件（9 ◦)移置於測試 治具（7 0 )時，該探針（7 2 )頂端易衝擊穿刺該半導 體兀件（7 ◦)底面之接點，或令該探針（7 2 )受損， 降低該些探針（7 2 )的使用壽命。 【發明内容】 本發明之主要目的，在於提供一種半導體元件穩壓測 試方法及-穩壓測試治具，希藉此設計克服目前半導體元 1294152 件測試時，因有不當作 旦/ 力衫·#下，使該待測半導體元件 曰曰或銲點等裂開或剝離等情事。 半導：達：前揭目的，本發明所提出之技術方案包含有-+導體凡件穩_試方法及—龍㈣治具，A中，料 η 導體穩麼測試方法之步驟係包含：利用下麼頭以負麼 吸附手段吸起待測半㈣元件移至該測試治具中^位後， 再V止負麼吸附作用，次透過該下屢頭對該待測半導體元 件外圍部位施以一向下機卿力，以及透過該下廢頭内部 提供-正職㈣力作用於該待測半導體元件内圍部位， 將待測半導體元件平魔抵貼於該測試治具，使治具中之複 數探針與該待測半導體元件底面相對應之接點接觸，再由 該測試系統透過該些探針對該待測半導體元件進行功能性 檢測，判斷該半導體元件之功能是否正確，之後，停止該 下壓頭對半導體兀件之機械施壓及正壓供氣，改以負壓抽 氣手段吸取檢測後半導體元件移至預定位置處，而完成該 半導體元件之測試作業。 如上所述之半導體元件穩壓測試方法中，於下壓頭對 半導體元件施以機械施壓及正壓供氣壓力的同時，尚可透 過測試治具提供一相反方向且之穩壓作用力，該穩壓作用 力之力量大小介於機械施壓作用力與正壓氣體壓力之間， 使待測半導體元件於穩壓狀態下與測試治具中之複數探針 接觸。 該穩壓測試治具則係包含： 一基座，包含一開口朝上之容置槽及數個固接孔分布 1294152 於該容詈描i > 設其中，Γ 該基座可供該測試系統之電連接載具伸 一 吏该電連接載具之電連接件位於容置槽内； 該電ϋίΓ立板’組設於該基座之容置槽中，並抵靠於 以及數h、上，該探針定位板巾設有複數個探針定位孔 數各置孔分布於該些探針定位孔之外圍處； 連接ϋ針’分別插設於該探針定位板之各探定位孔，電 部伸接載具中相對應之電連接件，且該些探針上端 ρ伸出δ亥楝針定位板頂面； 數緩衝彈簧’分別置設該探針定位板之容置孔中，立 上端伸出探針定位板頂面； 〃 下承座，裝設於該基座的容置槽中位於該探針定位 頂面二’為該些緩衝彈簧托頂其底面，且與該探針定位板 頂面間保持一可卜下善I_ 下升降/#動之空間，該下承座中設有複 疋位槽以及複數對位孔，該定位槽設於該下 承座頂°卩，並涵括該些探針孔的佈設範圍相連通，該些探 t孔分別提供—探針對應置人其中，且在該下承座未下降 時，該探針上端的觸接端不凸伸出至^位槽中，該些對位 .布於°亥疋位槽外圍冑’並分別對應一緩衝彈簧之位置 9 數定位螺栓，係分別穿過該下承座之對位孔、緩衝彈 簣，再鎖固於該基座之固接孔中。 之設計，其特點至少 本發明藉由前揭技術方案之方案 包含有： 下 1 ·就測^方去而言：本發明穩壓測試方法主要係於 7 1294152 壓頭下壓該移置於測試治具的半導體元件時，除提供一機 械壓力外，並透過内部導入一力量略小於機械壓力之正壓 氣體壓力，用以全面性抵銷測試治具中探針反向作用力， 而使該半導體元件可被平穩地壓抵於治具中進行功能性檢 測，並能有效避免因不當作用力影響下，使該待測半導體 兀件中之晶片或銲點等發生裂開或剝離等情事。 2.就測試治具而言·· 本發明所提出之穩壓測試治具主要係利用治具基座中 設置一由數緩衝彈簧頂抵之下承座設計，使設於該下承座 中之複數採針上端觸接端在該下承座未下移時不凸伸入其 疋位槽中，與半導體元件底面之接點相接觸，丨而避免探 針於半導體70件移置治具中與該些探針直接衝擊而損壞。 【實施方式】 、如第一圖所示，係揭示本發明半導體元件穩壓測試方 法之々丨L ί王不忍圖，配合參閱該流程圖可以得知，該半導體 元件穩壓測試方法包含以下步驟： 、以負壓吸附手段經由下壓頭吸起待測半導體元件移 至測試治具中預定處定位後，停止負壓吸附作用，所述之 負壓力大小係依待測半導體元件而設定； 機械施壓手段經由下壓頭對待測半導體元件外圍部 4鉍以預疋之機械堡力，所述之機械壓力大小係依待測半 導體元件而設定； 立 以正壓供氣手段經下壓頭對該待測半導體元件内圍 施以預疋之氣體壓力，並與該機械施壓手段同步進行 1294152 ’該正麼供氣手段所佶 墟徂^ 厅使用之虱體壓力小於機械壓力，用以 確保該待測半導體元件平貼 平直料貼具的測試工作面上呈 直不f曲狀’且使該待測半導體 制4曰 千等體兀件底面之接點分別與 測式治具之測試工作面φ … 中相對應之捺針接觸，並能有效避 免待測半導體元件麵 „ Ba 向便八上之晶片、被動元件或銲 ”專4開、剝離或移位等問題； 治具中的複數探針對該待測半

-疋件進行功能性檢測，判斷該半導體元件之功能是否 正確； 以及-停止機械施壓及正壓供氣之步驟，並改以負/ 抽氣手段吸取檢測後半導體元件移至敎位置處。 本發月半導體几件穩麼測試方法中，尚可於機械施肩 手&及正>1供乳手段進行的同時，透過測試治具提供一木 反方向之穩塵作用力，該穩壓作用力之力量大小介於機相 施壓作用力與Μ氣㈣力之間，確保待測半導體元件妒 穩慶狀態下與測試治具中位於測試工作面處之複數探針接 觸0 如第二至四圖所#，係揭示本發明穩塵測言式治具之兩 種較佳實施例之平面干音岡 & θ + 』心十面不思圖，由圖中可以見及，該穩壓測 試治具（1 )可組接測試系統之電連接載具一起使用，該 電連接載具可為電路載板（Load Board) (2)(如第二圖 所示者）丨電極板（3 )(如第四圖所示者），且該電^ 接載具上並具有複數電連接件，#中該電連接載具為電路 載板（2 )時，該些電連接件為設於該電路載板（2 )上 9 1294152 的接點（4)，該電連接載具為電極板（3)時，該些電 連接件則為設於電極板（3 )中之探針連接件（5 )。 有關本發明穩壓測試治具（1 )之組成構造，係包含 一基座（1〇)、一探針定位板（2〇)、數探針（3〇 )、數緩衝彈簧（4〇)、一下承座（5〇)及數定位螺 栓（6 〇 )，其中： ”亥基座（10)包含一容置槽（1 1)位於中間且開 口朝上 '數固定孔（1 2)環列於該容置槽（i i)外圍 處’以及數個固接孔（1 3)分布於該容置槽（1 1)槽 底向下延伸，該些固定孔（1 2 )係供固定螺栓（1 7 ) 穿《又/、中’作為固定該基座（1〇)之用，該些固接孔（ 1 3 )則用以提供該些定位螺栓（6 〇 )固設之用，該基 座（1 0 )可為單一個體或由數塊體配合螺栓組設而成， 並以該谷置槽（1 1 )提供一電極板（3)置設其中，該 電極板（3 )中間部位縱向設有複數金屬探針連接件（5 )’於外圍部位設有數個置放孔（6 )供緩衝彈簧（4 〇 )置入其中，且該基座（1Q)中相對於容置槽（11) 下方設有-通孔（19)連通容置槽（11)，使該金屬 探針連接件（5)底端可伸至該通孔（19)中，並透過 外接導線（9 )電性連接測試系統，該基座（i 〇 )並可 利用數固定騎（i 7 )穿過基座（i 〇 )固設於測試系 統之機台上，或者，該基座（i 〇 )尚可分割為上座體（ 15)及下座體（16)，並將電路載板（2)夾持其中 ’且藉由數固定螺栓（1 7 )予以固定。 1294152 该探針定位板（2 Ο )係裝設於該基座（i 〇 )之容 置槽（11)中，抵罪於電極板（3)或電路載板（2) 上，並可進一步藉由數螺栓（2 i )予以固定，該探針定 位板（2 0 )上設有複數個探針定位孔（2 2 )以及數容 置孔（2 3 )分布於該些探針定位孔（2 2 )之外圍處， 該些捸針定位孔（2 2 )並分別提供一探針（3 〇 )以其 下端部裝設其中，又該些容置孔（2 3)係提供緩衝彈箬 (4 0 )置入其中。 • 該些探針（3 0 )係分別以其下端部插設於該探針定 位板（2 0)之各探針定位孔（22)，上端部則分別向 上伸出該探針定位板（2 0 )頂面，|中，如第四圖所示 之較佳實施例，當該探針定位板（2 〇 )裝設於電極板（ 3 )頂面時’使該些探針（3 Q)下端分別抵接該電極板 γ3)上之一相對應探針連接件（5)，如第二圖所示之 車乂佳實施例’當該探針定位板（2 Q )設於電路載板（2 ·)頂面時’该些棟針（3 〇 )則分別抵接該電路載板（2 )山上表面上相對應之接點（4 )，且該些探針（3 0 )上 端具有觸接端（3 1 )，用以與待測半導體 點接觸導通之用。 — 接 該些緩衝彈簧（4 0 )係分別置入該探針定位板（2 )之今置孔（2 3)中，並以底端抵靠於電路載板 上（如第二圖所示者），或是向下通過該電極板（3) 置放孔（6)後，抵靠於基座（1〇)的容置槽（1工） 底面上（如第四圖所示者），該些緩衝彈簧（40)上端 11 1294152 並分別伸出該探針定位板（2 Ο )頂面。 1该下承座（5 Q )係裝設於基座（1 G )的容置槽（ 复1):位於該探針定位板（2〇)上方，為該些緩衝彈 保 )托頂其底面，與該探針定位板（2 〇 )頂面間 :持一活動空間（57)，使其可上下升降活動，該下承 丄（5 0 )中設有複數探針孔（5 i )、_定位槽（5 2 )以及複數對位孔（53) ’該定位#(52)設於該下

^座、（5 〇 )頂部’並涵括該些探針孔（5 1 )的佈設範 相連通’且對應於待測半導體元件之形狀，用以提供待 測半導體元件置入定位之用，該些探針孔（5丄）分別提 供-探針（30)對應置入其中，且在該下承s(5〇) 未下降時，該探針（3 〇 )上端的觸接 :出至定位槽⑴”，該些對位孔（53;= 疋位槽（5 2 )外圍處，並分別對應一緩衝彈簧（4 〇 ) ，用以分別提供定位螺栓（6 〇 )穿設其中。 剛述之下承座（50)可為一座體（54)及一環狀 框體（5 5 )組設於該座體（5 4 )頂面上所構成，並利 用該環狀框體（5 5 )之内部空間對應於待測半導體元件 形狀，用以形成提供待測半導體元件置入定位用之定位槽 (5 2 )，且藉此組合式構造設計，使該下承座（5 〇 ) 可藉由更換不同規格的環狀框體（55)，而能適用於多 種不同規格的半導體元件檢測之用。 邊些定位螺栓（6 0 )係分別由上而下穿過該下承座 (5 0 )之對位孔（5 3 )、緩衝彈簧（4 〇 )、電路載 12 1294152 板（2 )(或電極板（3 ))後鎖固於該基座（丄〇 )之 固接孔（13)中。 則述下承座（5 〇 )之各對位孔（5 3 )中可裝設一 耐磨材貝製成之無給油襯套（5 6 )，提供該定位螺栓（ 6 〇 )牙過其巾’確保該測試治具（丄）長時間使用後， 避免因磨損而偏位’用以維持測試作業之精確性，又該基 座（1 〇 )之固接孔（1 3 )中可裝設一螺接護套（丄8 )，提供該定位螺栓（6〇)螺接固定其中。

本發明所設計之測試治具應用料$體元件測試系 時’其係結合電極板（3 )或電路載板（2 )組設於測 系統之機台上，並使該些探針直接或間接電性連接該測 系統，以該測試治具⑴結合電路載板（2)之實施 為例、’如第五、六圖所示，其應用於半導體元件之測試 程係為： 先利用下壓頭以負壓吸附手段吸起待測半 、，日 士人 Ω ^ . 至該測試治具（1 )之下承座（5 0 )之定位槽（5 中定位後，再停止負壓吸附作用，此日寺，因該些探針 〇)上端觸接端（31)在該下承座（5〇)未下移 係不凸伸人該定位豸（5 2 )中與半導體元件（7 ) 之接點接觸’故能避免該些探針刺擊半導體元件底面 而損壞。 — 其次’透過該下壓頭（8 )對該待測半導體元 夕圍部位施以-向下機械壓力’以及透過該下壓頭 P提供JL壓氣體壓力作用於該待測半導體元件（7 13 1294152 )内圍部位，將待測半導體元件（7)平穩地職於該下 承座（5 0 ) _L，藉以避免待測半導體元件翹曲而使i上 之晶片、被動元件或鲜點等裂開、剝離或移位等。、 之後，再進一步克服該些緩衝彈簧（40)向上頂抵 下承座（5 0 )之彈力（機械壓力大於該緩衝彈簧〇 )之彈力’且該彈力大於正氣體塵力），而使該待測半 導體元件（7)隨同下承座（5〇)㈣該些緩衝彈簧（ 4 0 )下移，進而使該些探針（3 〇 )上端的觸接端㈡ 1 )與該待測半導體元件（7 ) &面相對應之接點接觸， 再由該m式系、统透過該些探針（3 〇 )對該待測半導體元 件（7 )進行功能性檢測，判斷該半導體元件（7 )之功 能是否正確’之後’停止該下壓頭對半導體元件（7 )之 機械施壓及正壓供氣，改以負壓抽氣手段吸取檢測後半導 體兀件（7) #至預定位置處，而完成一半導體元件之檢 測作業。 【圖式簡單說明】

第一圖係本發明半導體元件穩壓測試方法之流程示意 圖0 弟二、三圖係本發明穩壓測試治具之第一較佳實施例 之前視剖面示意圖及俯視平面示意圖。 第四圖係本發明穩壓測試治具之第二較佳實施例之前 視剖面示意圖。 第五、六圖係本發明穩壓測試治具之第一較佳實施例 之使用狀態參考圖。 14 1294152 第七、八圖係習知半導體元件被移置測試系統之測試 治具中進行檢測之平面示意圖。 【主要元件符號說明】 (1 )測試治具 (2 )電路載板 (3 )電極板 (4 )接點 (5 )探針連接件 (6 )置放孔 (7 )半導體元件 (9 )導線 (8 )下壓頭 (10)基座 (1 1 )容置槽 (1 2 )固定孔 (1 3 )固接孔 (1 4 )通孔 (1 5 )上座體 (1 6 )下座體 (1 7 )固定螺栓 (1 8 )螺接護套 (19)通孔 (2 0 )探針定位板 (2 1 )螺栓 (2 2 )探針定位孔 (2 3 )容置孔 (3 0 )探針 (4 0 )緩衝彈簧 (3 1 )觸接端 (5 0 )下承座 (5 1 )探針孔 (5 2 )定位槽 (5 3 )對位孔 (5 4 )座體 (5 5 )環狀框體 (5 6 )襯套 (6 0 )定位螺栓 (5 7 )活動空間 (7 0 )測試治具 (7 2 )探針 (7 1 )定位槽 15 1294152 (8 Ο )下壓頭 (9 Ο )半導體元件

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Claims (1)

1294152 十、申請專利範圍： 1 .-種半導體元件㈣測試方法，包含： 用下[頭以負壓吸附手段吸起待測半導體元 測試治呈Φ箱令由〜， 千移至 八中預疋處疋位，再停止負壓吸附作用； 利用Lx機械施壓手段對待測 位施以一機械壓力； r ^ ::用下壓頭内部以正星供氣手段對該待測半導 内圍錢施以正職體壓力，與㈣械施壓手㈣步

’該正I供氣手段所使用之氣體壓力小於機械遷力 待測半導體元件平貼於測試治且之 更該 口，、之測忒工作面，使該待測 導體凡件底面之複數接點分別與該測試工作 之探針接觸； 對應 體 確 一由測试系、统透過測試治具中的複數探針對該待測半導 几件進行功能性檢測，判斷該半導體元件之功能是否正 以及停止機械施壓及正壓供氣，並改以負壓抽氣手严 籲吸取檢測後半導體元件移至預定位置處。 又 ^ 2·如申請專利範圍第1項所述之半導體元件穩壓測 4方法，其中於機械施壓手段及正壓供氣手段同步進行時 X尚可透過測試治具提供一相反方向之穩壓作用力，該穩 壓作用力之力量大小介於機械施壓作用力與正壓氣體壓力 之間，使待測半導體元件於穩壓狀態下與測試治具中之複 數探針接觸。 3 種穩壓測試治具，係結合測試系統的電連接載 17 1294152 具，電性連接與該電連接載具之電連接件，提供半導體元 件測試之用，該穩壓測試治具包含·· 一基座，包含一開口朝上之容置槽及數個固接孔分布 於虡谷置槽槽底，該基座可供該電連接載具伸設其中，使 其電連接件位於容置槽内； 探針疋位板，組設於該基座之容置槽中，並抵靠於 X電連接載具上，該探針定位板中設有複數個探針定位孔 以及數容置孔分布於該些探針定位孔之外圍處； • 數探針，分別插設於該探針定位板之各探定位孔，電 連接该電連接載具中相對應之電連接件，且該些探針上端 部伸出該探針定位板頂面； 數緩衝彈音，分別置設該探針定位板之容置孔中，其 上端伸出探針定位板頂面； 一下承座，裝設於該基座的容置槽中位於該探針定位 板上方，為該些緩衝彈簧托頂其底面，且與該探針定位板 頂面間保持一可上下升降活動之空間，該下承座中設有複 春數探針孔、-定位槽以及複數對位孔，該定位槽設於該下 承座頂部，並涵括該些探針孔的佈設範圍相連通，該些探 針孔分別提供一探針對應置入其中，且在該下承座未下降 時，該探針上端的觸接端不凸伸出至定位槽中，該些對位 孔分佈於該定位槽外圍處，分別對應一緩衝彈簧之位置； 數定位螺栓，係分別穿過該下承座之對位孔、緩衝彈 黃’再鎖固於該基座之固接孔中。 4 ·如申請專利範圍第3項所述之穩壓測試治具，其 18 1294152 中，f矢一—— -

狀框體組設於該座體頂面上 間形成該定位槽。 3或4項所述之穩壓測試治具 礼中裝設有無給油襯套，供該 ，其中， 定位螺栓穿過其中。 6如申明專利範圍第3或4項所述之穩壓測試治具 ’其中’该基座之固接孔中裝設一螺接護套，提供該定位 螺栓螺設其中。 7 ·如申請專利範圍第5項所述之穩壓測試治具，其 中’該基座之固接孔中裝設一螺接護套，提供該定位螺栓 螺設其中。 十一、圖式： 如次頁 19 1294152 七、指定代表圖： (一） 本案指定代表圖為：第（一）圖。 (二） 本代表圖之元件符號簡單說明：無 八、本案若有化學式時，請揭示最能顯示發明特徵的化學式