CN206945761U - 探针卡及测试*** - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种探针卡及测试***。一种探针卡，包含：设置于所述基板上的探针和金手指，每一个所述探针对应一个金手指，所述探针同测试单元相连接，所述金手指与测试机相连接；所述探针包含第一探针和第二探针；至少一个接通装置，所述接通装置包含第一信号源与第二信号源，所述第一信号源与所述第一探针相连接，所述第二信号源与所述第二探针相连接；所述接通装置还包含一电磁铁。本实用新型的探针卡通过设置电磁铁与磁铁，使得在施加正向电流和反向电流时，电磁铁与磁铁相互吸引或排斥，从而给探针接通不同的电位，因此能够适用于更多的测试环境。本实用新型的探针卡可靠性高，响应速度快。

Description

探针卡及测试***

技术领域

本实用新型涉及半导体测试技术领域，尤其涉及一种探针卡及测试***。

背景技术

在半导体的制造过程中，在晶圆切割成封装芯片之前，需对晶圆中的芯片进行电学性能测试，并将晶圆中不合格的芯片进行标记，然后于后段的封装制程之前将这些标记的芯片舍弃。该测试环节至关重要，其可以确认芯片的性能以对芯片进行筛选，从而降低封装成本。为确保芯片功能和成品率的有效测试，要求测试设备的检测精度始终在制造厂内的规格范围以内，从而需对生产过程中所用的检测仪器进行定期的校准。

其中，探针检测设备是于半导体领域中，对晶圆上的器件进行特性分析而使用的检测的设备。探针检测设备包括测试机、探针台和探针卡(probecard)。测试机用于施加信号以及测量反馈回的信号。探针台的主要功能是对待测芯片进行载入和载出，同时对待测样品及探针卡上的探针进行精确定位。探针卡是晶圆测试中被测芯片和测试机之间的接口，在进行测试时，探针卡上的探针直接与芯片上的焊垫接触，引出芯片信号并将信号反馈于测试机，测试机对探针卡回馈的信号进行分析，从而了解芯片的电性特性，掌握晶圆是否在制造过程中出现缺陷。同样的，为了确保探针检测设备的检测精度，需对探针检测设备进行校准，通常的方法是对探针检测设备进行外校(送至特定校准机构进行校准)或送于机台产商进行校准，校准频率为半年一次或一年一次，每次校准均需花费大量的校准资金。

因此，如何在既可保证探针检测设备的检测精度的情况下，又可适用于多种测试条件，以节省成本，已成为一个不容忽视的问题。

实用新型内容

本实用新型解决的技术问题是提供一种探针卡，能够适用于多种测试条件。

为解决上述技术问题，本实用新型实施例提供一种探针卡，包含：设置于所述基板上的探针和金手指，每一个所述探针对应一个金手指，所述探针同测试单元相连接，所述金手指与测试机相连接；所述探针包含第一探针和第二探针；至少一个接通装置，所述接通装置包含第一信号源与第二信号源，所述第一信号源与所述第一探针相连接，所述第二信号源与所述第二探针相连接；所述接通装置还包含一电磁铁，所述电磁铁与所述第一信号源电连接；所述电磁铁具有第一位置和第二位置，当所述电磁铁位于所述第一位置时与所述第二信号源电连接，当所述电磁铁位于所述第二位置时与所述第二信号源断开连接；电磁铁下方设置有磁铁。

可选的，所述接通装置包含柔性电路板，所述柔性电路板连接所述第一信号源和所述第二信号源。

可选的，所述第一信号源中的信号是正负电流交替的信号，所述第二信号源中的信号是接地信号。

可选的，所述磁铁与所述电磁铁相互吸引时所述电磁铁位于所述第一位置，所述磁铁与所述电磁铁相互排斥时所述电磁铁位于所述第二位置。

可选的，所述接通装置中还包含连接杆，所述连接杆一端连接所述第二信号源，另一端连接处于第一位置的电磁铁。

可选的，所述接通装置中还包含壳体、支撑杆，所述支撑杆与所述壳体固定连接。

可选的，还包含电磁铁固定装置，所述电磁铁固定装置一端连接于所述支撑杆，另一端连接所述电磁铁，所述电磁铁固定装置能相对于所述支撑杆摆动。

可选的，当所述第一信号源的信号是正电流时，所述磁铁与所述电磁铁相互排斥，当所述第一信号源的信号是负电流时，所述磁铁与所述电磁铁相互吸引。

可选的，所述磁铁设置于所述电磁铁位于第一位置的正下方。

本实用新型还包含一种测试***，包括测试机，及设置于所述测试机上的上述任一项所述的探针卡。

与现有技术相比，本实用新型实施例的技术方案具有以下有益效果：

本实用新型的探针卡通过设置电磁铁与磁铁，使得在施加正向电流和反向电流时，电磁铁与磁铁相互吸引或排斥，从而给探针接通不同的电位，因此能够适用于更多的测试环境。本实用新型的探针卡可靠性高，响应速度快。

附图说明

图1是本实用新型一实施例探针卡测试***的示意图；

图2是本实用新型一实施例的探针卡示意图；

图3是本实用新型一实施例的探针卡接通装置示意图；

图4是本实用新型一实施例的探针卡接通装置示意图。

具体实施方式

下面将结合示意图对本实用新型的晶圆测试结构进行更详细的描述，其中表示了本实用新型的优选实施例，应该理解本领域技术人员可以修改在此描述的本实用新型，而仍然实现本实用新型的有利效果。因此，下列描述应当被理解为对于本领域技术人员的广泛知道，而并不作为对本实用新型的限制。

半导体测试行业所用的探针卡的基本结构是将探针的一端通过如焊接的方式，固定在电路板(PCB)上，然后再通过电路板与测试机台连接，另一端直接与晶圆上的每一块测试单元的探点接触，组成一个完整的测试***，即可进行测试。

当对测试单元进行可靠性测试时，需要对该测试单元进行破坏性测试，测试机台将会逐步增大电压，直至测试单元击穿，从而得到测试单元的相关数据，比如最大承载电流、电压等等。

请参考图1，图1为探针卡测试***的示意图，将探针卡测试***放置在晶圆2’上方，探针卡包括基板11’、探针10’以及探针环12’，所述探针10’的探头与位于晶圆2’上的测试单元20’的探点接触，测试机台(图中未示)即可通过基板11’的线路以及连接在电路板线上的探针10’，将信号传递给测试单元20’。

目前，对测试单元进行可靠性测试时，由于测试条件不同需要采用不同的探针卡，以满足测试的需求。比如，针对于大电流测试，需要在探针卡相应的位置上焊接电阻从而保证探针卡不会因为过大的瞬时电流而烧针，确保得到正常的I-V(电流-电压)特性曲线。而对于小电流测试，为保证测试的精度不受影响，应采用不焊接电阻的探针卡，这样可以得到正常的测试结果。如此一来，每年都要针对不同的测量条件购买不同的探针卡，大大增加了成本。

此外，在测试过程中，可能需要交替施加正向电流与反向电流，在特定的测试中，需要探针在正向电流与反向电流时分别连接不同的电位，例如在施加正向电流时连接接地电位，在施加反向电流时连接悬空(floating)电位。而在实际对器件测试时，正向电流与反向电流交替的频率很快，往往在几纳秒之间，无法通过手动调节实现上述这类测试。

针对上述问题，本实用新型提出了一种探针卡，包括：设置于所述基板上的探针和金手指，每一个所述探针对应一个金手指，所述探针同测试单元相连接，所述金手指与测试机相连接；所述探针包含第一探针和第二探针；至少一个接通装置，所述接通装置包含第一信号源与第二信号源，所述第一信号源与所述第一探针相连接，所述第二信号源与所述第二探针相连接；所述接通装置还包含一电磁铁，所述电磁铁与所述第一信号源电连接；所述电磁铁具有第一位置和第二位置，当所述电磁铁位于所述第一位置时与所述第二信号源电连接，当所述电磁铁位于所述第二位置时与所述第二信号源断开连接；电磁铁下方设置有磁铁

本实用新型的探针卡通过设置电磁铁与磁铁，使得在施加正向电流和反向电流时，电磁铁与磁铁相互吸引或排斥，从而给探针接通不同的电位，因此能够适用于更多的测试环境。本实用新型的探针卡可靠性高，响应速度快。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施例做详细的说明。

请参照图2，图2是本实用新型一实施例的探针卡示意图，探针卡包括基板，设置于所述基板上的探针、金手指，所述每一个探针对应一个金手指，所述金手指与测试机连接。探针卡还可以包含探针连接点(图中未标示)，每一个探针对应一个探针连接点。所述探针包含第一探针和第二探针。

探针卡至少包含一个接通装置，所述接通装置包含第一信号源与第二信号源，所述第一信号源与所述第一探针相连接，所述第二信号源与所述第二探针相连接。

请参照图3、图4，图3、图4是本实用新型一实施例的探针卡接通装置示意图，其中，接通装置12包括：壳体，所述壳体的内部对应第一信号源126和第二信号源127分别设置有一引脚，以将所述壳体外部的信号传递至所述壳体的内部；壳体中设置有支撑杆121，所述支撑杆121与所述壳体固定连接。可选地，支撑杆由多个杆子构成，例如包含第一支撑杆121a，第二支撑杆121b，第三支撑杆121c，优选的，第一杆体121a可以以焊接的方式或胶体粘接的方式与壳体固定连接；所述第二杆体121b的一端与所述第一杆体121a的一端连接，所述第二杆体121b的另一端与所述第三支撑杆121c的一端连接，可选地，所述第二杆体121b与所述第三支撑杆121c旋转连接；支撑杆121起固定支撑的作用，用于固定、支撑电磁铁124及电磁铁固定装置125。本实用新型中的支撑杆也可以不用多个支撑杆互相连接的结构，可选地，也可以使用支架结构，只要能起到固定支撑作用，都在本新型的保护范围之内。

第三支撑杆121c上连接有电磁铁固定装置125，电磁铁固定装置125一端连接于所述支撑杆121，可选地，所述电磁铁固定装置125能相对于所述支撑杆摆动，由于磁铁固定装置125能相对于所述支撑杆摆动，当电磁铁124受到力运动时，电磁铁固定装置125也会随之运动，减小电磁铁124的运动阻力。电磁铁固定装置125另一端连接电磁铁124，电磁铁124包括铁芯及缠绕于所述铁芯上的线圈，当有电流通过电磁铁124时，电磁铁会产生磁性，磁性的极性方向可根据右手定则确定。电磁铁产生磁性后，会与后文所述的磁铁产生排斥或者吸引力，从而发生运动。

所述电磁铁124与导线122电连接，所述导线122的一端与第一信号源连接，导线122的另一端与所述第三支撑杆121c连接。即所述电磁铁124与所述第一信号源通过导线122电连接。

本实用新型的一个实施例中，所述电磁铁124下方设置有磁铁129，优选地，所述磁铁129设置在电磁铁124的正下方，设置在正下方位置，两者的互相作用力最大，更有效地控制电磁铁124的运动，从而控制电磁铁124连接的电位。所述电磁铁具有第一位置和第二位置，当所述电磁铁位于所述第一位置时与所述第二信号源电连接，当所述电磁铁位于所述第二位置时与所述第二信号源断开连接；可选地，所述磁铁与所述电磁铁相互吸引时所述电磁铁位于所述第一位置，所述磁铁与所述电磁铁相互排斥时所述电磁铁位于所述第二位置。当然，也可以磁铁与所述电磁铁相互吸引时所述电磁铁位于第二位置，所述磁铁与所述电磁铁相互排斥时所述电磁铁位于所述第一位置。

可选地，接通装置12中还包含连接杆130，所述连接杆130一端连接所述第二信号源，另一端连接处于第一位置的电磁铁.电磁铁124通过连接杆130与第二信号源电连接，当电磁铁124发生运动，远离连接杆130时，电磁铁就与第二信号源断开。

接通装置12包含柔性电路板(PCB)128，所述柔性电路板连接所述第一信号源和所述第二信号源。柔性电路板中的电路向所述第一信号源和所述第二信号源发送第一信号及第二信号，可选地，第一信号源中的信号是正负电流交替的信号，所述第二信号源中的信号是接地信号。正负电流交替信号可以是正弦波电流信号，也可以是正负交替的直流信号。而第二信号源可以也可以是其它电位，当电磁铁受到磁力的排斥或吸引时，与第二信号源发生连接或断开，从而切换电磁铁连接的电位，电磁铁与探针电连接，因此可以切换探针的电位。

可选地，当所述第一信号源126的信号是正电流时，所述磁铁129与所述电磁铁124相互排斥，当所述第一信号源126的信号是负电流时，所述磁铁129与所述电磁铁124相互吸引。

具体地，在本实用新型的一个实施例中，可以将磁铁129靠近电磁铁124的一侧设置为S极，而电流从线圈中自下而上旋转流入，根据右手定则，电磁铁中此时产生极性，靠近磁铁129的一端是S极，远离磁铁的一端是N极，根据同性相斥、异性相吸的原理，电磁铁会受到排斥，从而带动电磁铁固定装置125发生运动，与连接杆130断开连接，与第二信号源断开(如图4所示)。当电流为负时，假设电流仍然从线圈中自下而上旋转流入，此时靠近磁铁129的一端是N极，远离磁铁的一端是S极，则磁铁129吸引电磁铁124，使得电磁铁靠近连接杆130，从而连接第二信号源。因此，能够实现通过电流的方向，选择是否接通第二信号源，从而切换信号。当然，所述磁铁129靠近电磁铁124的一端也可以是N极，电磁铁中的线圈的电流方向也可以是自上而下的，只要电磁铁124能在电流的正负控制下，与第二信号源发生通断，都是可以实现本实用新型的方法。

需要说明的是，本实用新型图3、图4所示的接通装置12仅代表本实用新型的原理，并不限制本实用新型的真实结构，实际设计中，只要能起到示意图中的原理的电路设计，都在本实用新型保护的范围之内。

本实用新型还包含一种测试***，包括测试机，及设置于所述测试机上的上述探针卡。

虽然本实用新型披露如上，但本实用新型并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本实用新型的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (10)

1.一种探针卡，其特征在于，包括：

基板，设置于所述基板上的探针和金手指，每一个所述探针对应一个金手指，所述探针同测试单元相连接，所述金手指与测试机相连接；

所述探针包含第一探针和第二探针；

至少一个接通装置，所述接通装置包含第一信号源与第二信号源，所述第一信号源与所述第一探针相连接，所述第二信号源与所述第二探针相连接；

所述接通装置还包含一电磁铁，所述电磁铁与所述第一信号源电连接；

所述电磁铁具有第一位置和第二位置，当所述电磁铁位于所述第一位置时与所述第二信号源电连接，当所述电磁铁位于所述第二位置时与所述第二信号源断开连接；

电磁铁下方设置有磁铁。

2.如权利要求1所述的探针卡，其特征在于，所述接通装置包含柔性电路板，所述柔性电路板连接所述第一信号源和所述第二信号源。

3.如权利要求2所述的探针卡，其特征在于，所述第一信号源中的信号是正负电流交替的信号，所述第二信号源中的信号是接地信号。

4.如权利要求1所述的探针卡，其特征在于，所述磁铁与所述电磁铁相互吸引时所述电磁铁位于所述第一位置，所述磁铁与所述电磁铁相互排斥时所述电磁铁位于所述第二位置。

5.如权利要求2所述的探针卡，其特征在于，所述接通装置中还包含连接杆，所述连接杆一端连接所述第二信号源，另一端连接处于第一位置的电磁铁。

6.如权利要求1所述的探针卡，其特征在于，所述接通装置中还包含壳体、支撑杆，所述支撑杆与所述壳体固定连接。

7.如权利要求6所述的探针卡，其特征在于，还包含电磁铁固定装置，所述电磁铁固定装置一端连接于所述支撑杆，另一端连接所述电磁铁，所述电磁铁固定装置能相对于所述支撑杆摆动。

8.如权利要求3或4所述的探针卡，其特征在于，当所述第一信号源的信号是正电流时，所述磁铁与所述电磁铁相互排斥，当所述第一信号源的信号是负电流时，所述磁铁与所述电磁铁相互吸引。

9.如权利要求1所述的探针卡，其特征在于，所述磁铁设置于所述电磁铁位于第一位置的正下方。

10.一种测试***，其特征在于，包括测试机，及设置于所述测试机上的如权利要求1～9中任一项所述的探针卡。