CN116840527A - 探针卡、测试机台以及采用测试机台进行测试的方法 - Google Patents

探针卡、测试机台以及采用测试机台进行测试的方法 Download PDF

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CN116840527A CN202310885318.1A CN202310885318A CN116840527A CN 116840527 A CN116840527 A CN 116840527A CN 202310885318 A CN202310885318 A CN 202310885318A CN 116840527 A CN116840527 A CN 116840527A
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Abstract

本申请提供了一种探针卡、测试机台以及采用测试机台进行测试的方法。所述探针卡包括：第一探针、第二探针、第三探针以及第四探针；以及第一延时模块，所述第一延时模块的一端与所述第一探针电连接，另一端与所述第二探针电连接；第二延时模块，所述第二延时模块的一端与所述第二探针电连接，另一端与所述第三探针电连接；第三延时模块，所述第三延时模块的一端与所述第三探针电连接，另一端与所述第四探针电连接。通过在每两个探针之间设计延时模块，可以延缓电路中电压变大的速度和峰值，让探针卡可以有足够的时间对待测模块进行测量，并且保护探针卡在测试过程中不被损坏。

Description

探针卡、测试机台以及采用测试机台进行测试的方法
技术领域
本申请涉及半导体加工技术领域，尤其涉及一种探针卡、测试机台以及采用测试机台进行测试的方法。
背景技术
在半导体集成电路行业中，在测试机上进行晶圆级的电性测试时通常会使用探针卡来进行辅助测试。借此，即可确保待测物的电气特性与效能是依照设计规格制造出来的，并有效地将不良品筛检出。
探针卡主要是通过其探针直接与待测模块(如芯片)上的焊垫或凸块直接接触，通过测试机台发送测试信号，并经由探针卡而传递至待测模块，再由待测模块回送测试结果信号，并经由探针卡而回到测试机台以进行分析。
由于测试过程中电流通常在30mA以上，并且是恒电流测试，在待测模块失效的瞬间被测金属线断路，回路中电流骤降，恒电流源为维持恒电流状态瞬间增加高电压，造成断路处发生击穿，产生瞬间大电流烧毁探针卡，导致测试无法继续进行，耗费时间。而烧毁的探针卡无法继续使用，需要返厂维修或重新购买，耗费资金。
发明内容
本申请所要解决的技术问题是提供一种探针卡、测试机台以及采用测试机台进行测试的方法，
为了解决上述问题，本申请提供了一种探针卡，包括：第一探针、第二探针、第三探针以及第四探针；以及第一延时模块，所述第一延时模块的一端与所述第一探针电连接，另一端与所述第二探针电连接；第二延时模块，所述第二延时模块的一端与所述第二探针电连接，另一端与所述第三探针电连接；第三延时模块，所述第三延时模块的一端与所述第三探针电连接，另一端与所述第四探针电连接。
在一些实施例中，所述探针卡为垂直式探针卡。
在一些实施例中，所述第一延时模块、第二延时模块以及第三延时模块包括电阻和电容，所述电阻与所述电容通过串联实现电连接。
在一些实施例中，所述电阻的阻值为300～800Ω，所述电容的容量为15～80F。
为了解决上述问题，本申请还提供了一种测试机台，包括上述的探针卡，还包括：待测模块，所述待测模块具有第一焊垫、第二焊垫、第三焊垫以及第四焊垫；所述探针卡与所述待测模块电连接，所述探针卡的多个探针分别与所述待测模块的多个焊垫对应电连接。
在一些实施例中，所述待测模块为芯片。
在一些实施例中，所述第一探针与所述第一焊垫电连接，所述第二探针与所述第二焊垫电连接，所述第三探针与所述第三焊垫电连接，所述第四探针与所述第四焊垫电连接。
在一些实施例中，多个所述探针分别与多个所述焊垫接触实现电连接。
为了解决上述问题，本申请还提供了一种采用测试机台进行测试的方法，采用上述的测试机台，包括如下步骤：将所述第一焊垫电连接至恒电流源，将所述第四焊垫电连接至地端；分别测量所述第二焊垫和所述第三焊垫的电压值。
上述技术方案设计了第一延时模块、第二延时模块以及第三延时模块，并且所述第一延时模块的一端与所述第一探针电连接，另一端与所述第二探针电连接；所述第二延时模块的一端与所述第二探针电连接，另一端与所述第三探针电连接；所述第三延时模块的一端与所述第三探针电连接，另一端与所述第四探针电连接。通过设计所述第一延时模块、所述第二延时模块以及所述第三延时模块，延缓了电路中电压变大的速度和峰值，让探针卡可以有足够的时间对待测模块进行测量，并且保护探针卡在测试过程中不被损坏。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。
附图说明
为了更清楚地说明本申请具体实施方式的技术方案，下面将对本申请的具体实施方式中所需要使用的附图作简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些具体实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
附图1所示是本申请所述探针卡的一具体实施方式的结构示意图；
附图2A～图2D所示是本申请所述探针卡的另一具体实施方式的结构示意图；
附图3所示是本申请所述测试机台一具体实施方式的结构示意图；
附图4A～图4E所示是本申请所述测试机台另一具体实施方式的结构示意图；
附图5所示是本申请所述采用测试机台进行测试的方法一具体实施方式的实施步骤示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本申请具体实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的具体实施方式仅仅是本申请一部分具体实施方式，而不是全部的具体实施方式。基于本申请中的具体实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他具体实施方式，都属于本申请保护的范围。
本申请一具体实施方式提供了一种探针卡。
请参阅图1，其为本申请所述探针卡一具体实施方式的结构示意图。如图1所示，所述探针卡包括：第一探针11、第二探针12、第三探针13以及第四探针14，以及第一延时模块15，第二延时模块16，第三延时模块17。所述第一延时模块15的一端与所述第一探针11电连接，另一端与所述第二探针12电连接；所述第二延时模块16的一端与所述第二探针12电连接，另一端与所述第三探针13电连接；所述第三延时模块17的一端与所述第三探针13电连接，另一端与所述第四探针14电连接。
在实际生产测试中，探针卡测试通常是恒电流测试，并且测试过程中电流通常在30mA以上。在测试过程中，待测模块失效的瞬间，待测模块中的金属线路断路，造成探针卡与待测模块电连接形成的电路中电流骤降，恒电流源为维持恒电流状态瞬间增加高电压，造成断路处发生击穿，而产生瞬间大电流烧毁探针卡，导致测试无法继续进行；并且烧毁的探针卡无法继续使用，需要返厂维修或者重新购买，提高了测试成本。
上述技术方案设计了第一延时模块15、第二延时模块16以及第三延时模块17，并且所述第一延时模块15的一端与所述第一探针11电连接，另一端与所述第二探针12电连接；所述第二延时模块16的一端与所述第二探针12电连接，另一端与所述第三探针13电连接；所述第三延时模块17的一端与所述第三探针13电连接，另一端与所述第四探针14电连接。通过在每两个探针之间增加延时模块，在测试过程中，待测模块失效，探针卡与待测模块电连接形成的电路中电路骤降，恒电流源为了维持恒电流状态瞬间增加高电压，此时由于电路中增加了多个延时模块，延缓了电路中电压变大的速度和峰值，让探针卡可以有足够的时间对待测模块进行测量，并且保护探针卡在测试过程中不被损坏。
在本具体实施方式中，所述探针卡为垂直式探针卡。
下面请一并参阅图2A～图2D，其中，图2A为本申请所述探针卡的另一具体实施方式的结构示意图，图2B为本申请所述探针卡的第一延时模块的结构示意图，图2C为本申请所述探针卡的第二延时模块的结构示意图，图2D为本申请所述探针卡的第三延时模块的结构示意图。
如图2A所示，所述探针卡包括：第一探针21、第二探针22、第三探针23以及第四探针24，以及第一延时模块25，第二延时模块26，第三延时模块27。所述第一延时模块25的一端与所述第一探针21电连接，另一端与所述第二探针22电连接；所述第二延时模块26的一端与所述第二探针22电连接，另一端与所述第三探针23电连接；所述第三延时模块27的一端与所述第三探针23电连接，另一端与所述第四探针24电连接。
在实际生产测试中，探针卡测试通常是恒电流测试，并且测试过程中电流通常在30mA以上。在测试过程中，待测模块失效的瞬间，待测模块中的金属线路断路，造成探针卡与待测模块电连接形成的电路中电流骤降，恒电流源为维持恒电流状态瞬间增加高电压，造成断路处发生击穿，而产生瞬间大电流烧毁探针卡，导致测试无法继续进行；并且烧毁的探针卡无法继续使用，需要返厂维修或者重新购买，提高了测试成本。
上述技术方案设计了第一延时模块25、第二延时模块26以及第三延时模块27，并且所述第一延时模块25的一端与所述第一探针21电连接，另一端与所述第二探针22电连接；所述第二延时模块26的一端与所述第二探针22电连接，另一端与所述第三探针23电连接；所述第三延时模块27的一端与所述第三探针23电连接，另一端与所述第四探针24电连接。通过在每两个探针之间增加延时模块，在测试过程中，待测模块失效，探针卡与待测模块电连接形成的电路中电路骤降，恒电流源为了维持恒电流状态瞬间增加高电压，此时由于电路中增加了多个延时模块，延缓了电路中电压变大的速度和峰值，让探针卡可以有足够的时间对待测模块进行测量，并且保护探针卡在测试过程中不被损坏。
在本具体实施方式中，所述探针卡为垂直式探针卡。
如图2B所示，在本具体实施方式中，所述第一延时模块25包括第一电阻251和第一电容252，所述第一电阻251与所述第一电容252通过串联实现电连接。在本具体实施方式中，所述第一电阻251的阻值为400Ω，所述第一电容252的电容值为35F。在其他具体实施方式中，所述第一电阻251的阻值为300～800Ω，所述第一电容252的电容值为15～80F。
如图2C所示，在本具体实施方式中，所述第二延时模块26包括第二电阻261和第二电容262，所述第二电阻261与所述第二电容262通过串联实现电连接。在本具体实施方式中，所述第二电阻261的阻值为400Ω，所述第二电容262的电容值为35F。在其他具体实施方式中，所述第二电阻261的阻值为300～800Ω，所述第二电容262的电容值为15～80F。
如图2D所示，在本具体实施方式中，所述第三延时模块27包括第三电阻271和第三电容272，所述第三电阻271与所述第三电容272通过串联实现电连接。在本具体实施方式中，所述第三电阻271的阻值为400Ω，所述第三电容272的电容值为35F。在其他具体实施方式中，所述第二电阻271的阻值为300～800Ω，所述第二电容272的电容值为15～80F。
上述技术方案进一步通过设置电阻和电容串联形成延时模块。在测试过程中，待测模块失效，探针卡与待测模块电连接形成的电路中电路骤降，恒电流源为了维持恒电流状态瞬间增加高电压，此时由于电路中的电容具备隔直流通交流的特性，延缓了电路中电压变大的速度和峰值，让探针卡可以有足够的时间对待测模块进行测量，并且保护探针卡在测试过程中不被损坏。
本申请一具体实施方式还提供了一种测试机台。
请参阅图3，其为本申请所述测试机台的一具体实施方式的结构示意图。
如图3所示，所述测试机台包括：待测模块31，探针卡32。所述待测模块31有第一焊垫311、第二焊垫312、第三焊垫313以及第四焊垫314；所述探针卡32与所述待测模块31电连接，所述探针卡32的多个探针分别与所述待测模块31的多个焊垫对应电连接。
在实际生产测试中，探针卡测试通常是恒电流测试，并且测试过程中电流通常在30mA以上。在测试过程中，待测模块失效的瞬间，待测模块中的金属线路断路，造成探针卡与待测模块电连接形成的电路中电流骤降，恒电流源为维持恒电流状态瞬间增加高电压，造成断路处发生击穿，而产生瞬间大电流烧毁探针卡，导致测试无法继续进行；并且烧毁的探针卡无法继续使用，需要返厂维修或者重新购买，提高了测试成本。
上述技术方案设计了第一延时模块325、第二延时模块326以及第三延时模块327，并且所述第一延时模块325的一端与所述第一探针321电连接，另一端与所述第二探针322电连接；所述第二延时模块326的一端与所述第二探针322电连接，另一端与所述第三探针323电连接；所述第三延时模块327的一端与所述第三探针323电连接，另一端与所述第四探针324电连接。通过在每两个探针之间增加延时模块，在测试过程中，待测模块失效，探针卡与待测模块电连接形成的电路中电路骤降，恒电流源为了维持恒电流状态瞬间增加高电压，此时由于电路中增加了多个延时模块，延缓了电路中电压变大的速度和峰值，让探针卡可以有足够的时间对待测模块进行测量，并且保护探针卡在测试过程中不被损坏。
在本具体实施方式中，所述待测模块31为芯片。
在本具体实施方式中，所述探针卡32为垂直式探针卡。
在本具体实施方式中，所述探针卡32包括第一探针321、第二探针322、第三探针323、第四探针324、第一延时模块325、第二延时模块326以及第三延时模块327。所述第一延时模块325的一端与所述第一探针321电连接，另一端与所述第二探针322电连接；所述第二延时模块326的一端与所述第二探针322电连接，另一端与所述第三探针323电连接；所述第三延时模块327的一端与所述第三探针323电连接，另一端与所述第四探针324电连接。
在本具体实施方式中，所述第一探针321与所述第一焊垫311电连接，所述第二探针322与所述第二焊垫312电连接，所述第三探针323与所述第三焊垫313电连接，所述第四探针324与所述第四焊垫314电连接。在本具体实施方式中，多个所述探针分别与多个所述焊垫接触实现电连接。
在本具体实施方式中，所述第一焊垫311电连接至恒电流输出端，所述第四焊垫314电连接至地端。
下面请一并参阅图4A～图4E，其中，图4A为本申请所述测试机台另一具体实施方式的结构示意图，图4B为本申请所述探针卡的第一延时模块的结构示意图，图4C为本申请所述探针卡的第二延时模块的结构示意图，图4D为本申请所述探针卡的第三延时模块的结构示意图，图4E为本申请所述测试机台的等效电路示意图。
如图4A所示，所述测试机台包括：待测模块41，探针卡42。所述待测模块41有第一焊垫411、第二焊垫412、第三焊垫413以及第四焊垫414；所述探针卡42与所述待测模块41电连接，所述探针卡42的多个探针分别与所述待测模块41的多个焊垫对应电连接。
在本具体实施方式中，所述探针卡42包括第一探针421、第二探针422、第三探针423、第四探针424、第一延时模块425、第二延时模块426以及第三延时模块427。所述第一延时模块425的一端与所述第一探针421电连接，另一端与所述第二探针422电连接；所述第二延时模块426的一端与所述第二探针422电连接，另一端与所述第三探针423电连接；所述第三延时模块327的一端与所述第三探针423电连接，另一端与所述第四探针424电连接。
在实际生产测试中，探针卡测试通常是恒电流测试，并且测试过程中电流通常在30mA以上。在测试过程中，待测模块失效的瞬间，待测模块中的金属线路断路，造成探针卡与待测模块电连接形成的电路中电流骤降，恒电流源为维持恒电流状态瞬间增加高电压，造成断路处发生击穿，而产生瞬间大电流烧毁探针卡，导致测试无法继续进行；并且烧毁的探针卡无法继续使用，需要返厂维修或者重新购买，提高了测试成本。
上述技术方案设计了第一延时模块425、第二延时模块426以及第三延时模块427，并且所述第一延时模块425的一端与所述第一探针421电连接，另一端与所述第二探针422电连接；所述第二延时模块426的一端与所述第二探针422电连接，另一端与所述第三探针423电连接；所述第三延时模块427的一端与所述第三探针423电连接，另一端与所述第四探针424电连接。通过在每两个探针之间增加延时模块，在测试过程中，待测模块失效，探针卡与待测模块电连接形成的电路中电路骤降，恒电流源为了维持恒电流状态瞬间增加高电压，此时由于电路中增加了多个延时模块，延缓了电路中电压变大的速度和峰值，让探针卡可以有足够的时间对待测模块进行测量，并且保护探针卡在测试过程中不被损坏。
在本具体实施方式中，所述待测模块41为芯片。
在本具体实施方式中，所述第一探针421与所述第一焊垫411电连接，所述第二探针422与所述第二焊垫412电连接，所述第三探针423与所述第三焊垫413电连接，所述第四探针324与所述第四焊垫414电连接。在本具体实施方式中，多个所述探针分别与多个所述焊垫接触实现电连接。
如图4B所示，所述第一延时模块425包括第一电阻4251和第一电容4252，所述第一电阻4251与所述第一电容4252通过串联实现电连接。在本具体实施方式中，所述第一电阻4251的阻值为450Ω，所述第一电容4252的电容值为50F。在其他具体实施方式中，所述第一电阻4251的阻值为300～800Ω，所述第一电容4252的电容值为15～80F。
如图4C所示，在本具体实施方式中，所述第二延时模块426包括第二电阻4261和第二电容4262，所述第二电阻4261与所述第二电容4262通过串联实现电连接。在本具体实施方式中，所述第二电阻4261的阻值为450Ω，所述第二电容4262的电容值为50F。在其他具体实施方式中，所述第二电阻4261的阻值为300～800Ω，所述第二电容4262的电容值为15～80F。
如图4D所示，在本具体实施方式中，所述第三延时模块427包括第三电阻4271和第三电容4272，所述第三电阻4271与所述第三电容4272通过串联实现电连接。在本具体实施方式中，所述第三电阻4271的阻值为450Ω，所述第三电容4272的电容值为50F。在其他具体实施方式中，所述第二电阻4271的阻值为300～800Ω，所述第二电容4272的电容值为15～80F。
如图4E所示，所述待测模块41所在电路为主路，多个所述延时模块所引入的电阻和电容等效为R1和C1形成支路。在测试过程中，所述第一焊垫411电连接恒电流源信号，所述第四焊垫414电连接至地端。由于支路中存在电容C1，并且电流源为直流，此时支路为断路，主路中的电流I2＝I；当待测模块失效时，主路断路并且电路中电流骤降，恒电流源为了维持恒电流状态会瞬间增加高电压，此时由于支路中的电容C1隔直流通交流的特性，延缓了电压变大的速度和峰值，此时分别测量所述第二焊垫412的电压值V1和所述第三焊垫413的电压值V2，则待测模块41的电阻为：R＝(V1-V2)/I2。
本申请一具体实施方式还提供了一种采用测试机台进行测试的方法。
请参阅图5，其为本申请所述采用测试机台进行测试的方法一具体实施方式的实施步骤示意图。如图5所示，本申请所述采用测试机台进行测试的方法包括：步骤S501，将所述第一焊垫电连接至恒电流源，将所述第四焊垫电连接至地端；步骤S502，分别测量所述第二焊垫和所述第三焊垫的电压值。
在实际生产测试中，探针卡测试通常是恒电流测试，并且测试过程中电流通常在30mA以上。在测试过程中，待测模块失效的瞬间，待测模块中的金属线路断路，造成探针卡与待测模块电连接形成的电路中电流骤降，恒电流源为维持恒电流状态瞬间增加高电压，造成断路处发生击穿，而产生瞬间大电流烧毁探针卡，导致测试无法继续进行；并且烧毁的探针卡无法继续使用，需要返厂维修或者重新购买，提高了测试成本。
上述技术方案所采用的测试机台，在探针卡的每两个探针之间分别增加了延时模块，可以延缓测试电路中电压变大的速度和峰值，让测试机台可以有足够的时间对待测模块进行测量，通过测量所述第二焊垫和所述第三焊垫的电压值，即可计算得到待测模块的电阻值，并且保护探针卡在测试过程中不被损坏。
需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或者操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或者操作之间存在任何这种实际的关系或顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，有语句“还包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
本申请中的各个具体实施方式均采用相关的方式描述，各个具体实施方式之间相同相似的部分互相参见即可，每个具体实施方式重点说明的都是与其他具体实施方式的不同之处。
以上所述仅是本申请的优选实施方式，并非用于限定本申请的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。

Claims (9)

1.一种探针卡，其特征在于，包括：
第一探针、第二探针、第三探针以及第四探针；以及
第一延时模块，所述第一延时模块的一端与所述第一探针电连接，另一端与所述第二探针电连接；
第二延时模块，所述第二延时模块的一端与所述第二探针电连接，另一端与所述第三探针电连接；
第三延时模块，所述第三延时模块的一端与所述第三探针电连接，另一端与所述第四探针电连接。
2.根据权利要求1所述的探针卡，其特征在于，所述探针卡为垂直式探针卡。
3.根据权利要求1所述的探针卡，其特征在于，所述第一延时模块、第二延时模块以及第三延时模块包括电阻和电容，所述电阻与所述电容通过串联实现电连接。
4.根据权利要求3所述的探针卡，其特征在于，所述电阻的阻值为300～800Ω，所述电容的电容值为15～80F。
5.一种测试机台，其特征在于，包括如权利要求1～4中任意一项所述的探针卡，还包括：
待测模块，所述待测模块具有第一焊垫、第二焊垫、第三焊垫以及第四焊垫；
所述探针卡与所述待测模块电连接，所述探针卡的多个探针分别与所述待测模块的多个焊垫对应电连接。
6.根据权利要求5所述的测试机台，其特征在于，所述待测模块为芯片。
7.根据权利要求5所述的测试机台，其特征在于，所述第一探针与所述第一焊垫电连接，所述第二探针与所述第二焊垫电连接，所述第三探针与所述第三焊垫电连接，所述第四探针与所述第四焊垫电连接。
8.根据权利要求5所述的测试机台，其特征在于，多个所述探针分别与多个所述焊垫接触实现电连接。
9.一种采用测试机台进行测试的方法，其特征在于，采用如权利要求5～8中任意一项所述的测试机台，包括如下步骤：
将所述第一焊垫电连接至恒电流源，将所述第四焊垫电连接至地端；
分别测量所述第二焊垫和所述第三焊垫的电压值。
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