CN112782438A - 磁吸式探针卡装置 - Google Patents

Abstract

本发明为一种磁吸式探针卡装置，包括一探针卡及一测试座。探针卡包括复数探针设置在基板上，且探针向下延伸至基板下表面，每一探针上表面镀有一磁性层。测试座则对应探针卡设置，测试座包括一晶圆测试平台及一电磁铁，电磁铁设置于晶圆测试平台下方，电磁铁能产生磁力，以将复数探针吸附至晶圆测试平台，令复数探针接触到晶圆测试平台上的晶圆，以进行晶圆检测。本发明可利用磁力吸附探针接触到晶圆，能有效确保复数探针都接触晶圆探测点，且避免探针被过度施力，减少探针结构的疲劳或断裂，同时减少晶圆测试接点上针痕的产生程度。

Description

磁吸式探针卡装置

技术领域

本发明涉及一种测量装置的技术，特别是指一种磁吸式探针卡装置。

背景技术

探针卡测试装置为一种连接待测晶圆与电子测试***，以对晶圆上的多个待测试点进行测试的装置。探针卡测试装置在进行检测时，探针卡测试装置的探针须与待测晶圆形成良好的电接触，令电子测试***能发出的信号，能确实的传递至待测晶圆，以进行待测晶圆的晶粒检测。

由于半导体技术逐渐发展，使待测晶圆上的测试晶粒被做得越来越小，相对的待测试点的密集程度相对提高。以微发光二极管显示器(micro-LED)来说，其尺寸已可降到0.1毫米(mm)以下。当然作为测试待测晶圆上待测试点的探针卡测试装置上的探针，也相对地被制作的越来越精细，分布也必须越来越密集。且为了实现量产的需要，探针数量也被调整到最大值，在微发光二极管显示器(micro-LED)的应用上，探针的数量至少要大于500针，才能符合实际检测的实用性。

以目前常见的探针卡测试装置来说，如垂直式探针卡(MEMS)测试装置或悬臂式(Cantilever)探针卡测试装置，在进行晶粒检测时，都采用机械力将探针卡下压，令探针接触到待测晶圆上的测试接点，但由于待测晶圆待测表面水平度的差异，探针卡测试装置在施予一定的压力时，部分探针可能不会接触到待测晶圆的测试接点，又可能部分探针被施压的程度过大，以致于在待测晶圆的测试接点产生过大针痕。且探针被施压的程度过大，也会导致探针变形或磨损，长期下来探针结构易疲劳断裂，此时就需对探针卡进行维修或更换，提升检测的成本。除此之外，探针的机械变形不一，也会导致接触电阻的差异，进而影响测量电性结果的准确性。

有鉴于此，本发明遂针对上述现有技术的缺失，提出一种磁吸式探针卡装置，其可利用磁力吸附探针，来确保所有的探针，都能够均匀施力接触到待测物件的测试点上，以有效克服上述的问题。

发明内容

本发明的主要目的在提供一种磁吸式探针卡装置，其可利用磁力吸附探针，能确保所有探针都能接触到待测晶圆，以进行晶圆检测。

本发明的另一目的在提供一种磁吸式探针卡装置，其利用磁力吸附探针能避免探针被过度施力，减少探针的变形，进而减少探针结构的疲劳或断裂，能提升探针的耐用度，同时减少晶圆测试接点上针痕的产生。

为达上述的目的，本发明提供一种磁吸式探针卡装置，包括一探针卡以及一测试座对应探针卡设置。探针卡包括一基板及复数探针，复数探针设置在基板上，且向下延伸至基板下表面，每一探针上镀有一磁性层。测试座则包括一晶圆测试平台及一电磁铁，电磁铁设置于晶圆测试平台下方，电磁铁能产生磁力，以将复数探针吸附至晶圆测试平台。

在本实施例中，每一探针包括一连接部以及一测试部连接设置，且测试部垂直于连接部，磁性层铺设于连接部上，且对应设置测试部的位置。

在本实施例中，磁吸式探针卡装置更包括一控制器连接探针卡以及测试座，控制器控制测试座的电磁铁产生磁力，令探针卡的复数探针吸附至晶圆测试平台，控制器并控制探针卡接收及传递测试信号。

在本实施例中，探针卡的基板上更设有一测试开口，复数探针以环设或阵列的方式设置在测试开口内。

在本实施例中，探针卡的基板上设有复数导线，复数导线分别连接复数探针以及控制器。

本发明利用磁力吸附探针，能确保所有探针都能接触到晶圆，且能避免探针被过度施力，减少探针的变形，进而减少探针结构的疲劳或断裂，能提升探针的耐用度，同时可减少晶圆的测试接点上针痕的轨迹。

底下凭借具体实施例详加说明，当更容易了解本发明的目的、技术内容、特点及其所达成的功效。

附图说明

图1是本发明的装置架构侧视图。

图2是本发明的探针卡剖面示意图。

图3是本发明的使用状态示意图。

附图标记说明：1-磁吸式探针卡装置；10-探针卡；12-基板；120-测试开口；122-导线；14-探针；140-测试部；142-连接部；144-磁性层；20-测试座；22-晶圆测试平台；24-电磁铁；30-机台；32-移动装置；40-晶圆；50-控制器。

具体实施方式

本发明为一种磁吸式探针卡装置，可提供利用磁力吸附探针卡的技术，可确保所有探针都能接触到晶圆，且利用磁力吸附探针能避免探针被过度施力，减少探针的变形，进而减少探针结构产生疲劳或断裂，提升探针的耐用度，同时能减少测试接点上针痕的产生轨迹。

为说明本发明如何达到上述的功效，接下来将进一步说明本发明的技术。首先请参照图1，本发明磁吸式探针卡装置1的结构包括一探针卡10、一测试座20、一机台30及一控制器50，探针卡10及测试座20安装在机台30上，且探针卡10位于测试座20的上方，机台30连接控制器50，控制器50可为带有显示器的计算机，以提供使用者通过控制器50操作探针卡10、测试座20及机台30的作动，控制器50更可通过操作机台30，以令测试座20对应探针卡10移动。

请参照图1与图2，接着说明探针卡10的结构，在本实施例中，探针卡10包括一基板12及复数探针14，在本实施例中，基板12为绝缘基板，基板12上设有一测试开口120，探针14可供设置在基板12上，且环设或阵列的方式设置在测试开口120内，探针14并向下延伸至基板12下表面。基板12上更设有复数导线122，复数导线122分别连接复数探针14以及控制器50，通过导线122可将控制器50产生的信号传递给探针14，也可将探针14接收到的信号传递回控制器50。

请持续参照图2，以详细说明探针的结构，在本实施例中，每一探针14包括一连接部142以及一测试部140连接设置，且测试部140垂直于连接部142，并延伸向下延伸至基板12的下表面。其中连接部142上且对应连接测试部140的位置，镀设有一磁性层144，在本实施例中，磁性层144为导磁材料，如镍层、钴层或铑层等具有磁性的金属层，但不限于此等材料或其合金，通过磁性层144的设置，令每一探针14都能被具有磁力的物件吸附。除此，磁性层144除了可供设置在连接部142上，且对应连接测试部140的位置之外，当然也可包覆探针14的连接部142，但露出部分测试部140，令探针14的测试部140接触晶圆上的测试点，以对晶圆进行检测。

接着请回复参照图1，以说明测试座20的结构，测试座20包括一晶圆测试平台22及一电磁铁24。晶圆测试平台22可提供乘载测试晶圆，令探针卡10的探针14接触晶圆，以进行晶圆检测。电磁铁24则设置于晶圆测试平台22下方，电磁铁24能接收控制器50的控制产生磁力，将具有磁性层144的探针14吸附至晶圆测试平台22上，以接触晶圆的测试接点，以进行晶圆检测。

机台30上更设有移动装置32，移动装置32也连接控制器50，以通过控制器50控制移动装置32，移动装置32提供测试座20设置，以控制测试座20相对于探针卡10上下前后左右移动。控制器50更可控制测试座20的电磁铁24产生磁力，令探针卡10上的复数探针14吸附至晶圆测试平台22。

在说明完本发明磁吸式探针卡装置1的结构后，接续请参照图3，以说明磁吸式探针卡装置1检测晶圆的使用状态。在进行晶圆检测时，首先将测试晶圆40设置在晶圆测试平台22上，接着控制器50控制机台30的移动装置32的X轴及Y轴，令测试座20前后左右移动，使测试座20上的晶圆40待测点可刚好对应探针卡10的探针14的位置，接着再控制测试座20的Z轴，以向上往探针卡10移动，直到探针卡10上的探针14快要接近测试晶圆40时停止，如探针14与测试晶圆40距离0.1毫米以内才停止，但该距离大于0毫米。接着控制器50控制电磁铁24启动，以产生磁力吸附探针14，由于本实施例中所有的探针14上都设有磁性层144，使得所有探针14都被磁力吸附，以接触到测试晶圆40上的待测点。值得注意的是，本实施例通过电磁力控制探针14接触晶圆40，磁吸力施力的方式，不同于传统凭借机械形变施压的方式，因此通过本实施例的技术能大幅减少探针14的形变幅度，且可排除探针14过度形变造成探针的机械疲劳，甚或断裂的风险，同时也能减少探针14在晶圆上产生针痕的轨迹。

在探针14接触到晶圆40待测点后，控制器50即可产生测试信号，以通过探针14将测试信号传递至晶圆40后，再通过探针14接收晶圆40回传的测试信号给控制器50，令控制器50分析回传的测试信号，以完成晶圆40的检测。

综上所述，本发明利用磁力吸附探针，能确保所有探针都能接触到晶圆，且能避免探针被过度施力，减少探针的变形，进而减少探针结构的疲劳或断裂，能提升探针的耐用度，同时可减少晶圆的测试接点上针痕的轨迹。

以上说明对本发明而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员理解，在不脱离权利要求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，但都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种磁吸式探针卡装置，其特征在于，包括：

一探针卡，包括一基板及复数探针，该复数探针设置在该基板上，且向下延伸至该基板下表面，每一该探针上镀有一磁性层；以及

一测试座，对应该探针卡设置，该测试座包括一晶圆测试平台及一电磁铁，该电磁铁设置于该晶圆测试平台下方，该电磁铁产生的磁力能够吸附该复数探针至该晶圆测试平台。

2.如权利要求1所述的磁吸式探针卡装置，其特征在于：该磁性层为镍层、钴层或铑层。

3.如权利要求1所述的磁吸式探针卡装置，其特征在于：每一该探针包括一连接部以及一测试部，且该测试部垂直连接于该连接部，该磁性层铺设于该连接部上且对应设置有该测试部的位置。

4.如权利要求1所述的磁吸式探针卡装置，其特征在于：还包括一控制器，其连接该探针卡以及该测试座，该控制器控制该测试座的该电磁铁以产生磁力，令该晶圆测试平台能够吸附该探针卡的该复数探针，该控制器能够控制该探针卡接收及传递测试信号。

5.如权利要求1所述的磁吸式探针卡装置，其特征在于：该探针卡的该基板上设有一测试开口，该复数探针以环设或阵列的方式设置在该测试开口内。

6.如权利要求4所述的磁吸式探针卡装置，其特征在于：该探针卡的该基板上设有复数导线，该复数导线分别连接该复数探针以及该控制器。

7.如权利要求1所述的磁吸式探针卡装置，其特征在于：还包括一机台，该探针卡及该测试座设置于该机台上，且该机台上设有一移动装置，该移动装置连接该测试座，以控制该测试座移动。

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