CN212060480U - 一种用于半导体器件测试的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供的用于半导体器件测试的装置，包括：用于设置在探针卡上的上盖，所述上盖具有一凹槽，所述凹槽的开口朝向所述探针卡的探针与被测半导体器件接触的区域；所述上盖的壁上设置有至少一个用于供外部气体流入到所述凹槽内的通道。采用上述结构的上盖，使得外部气体能通过通道进入凹槽，并从探针与被测半导体器件接触的区域排出，能够隔离潮湿空气，减少高压产生的电弧。

Description

一种用于半导体器件测试的装置

技术领域

本实用新型涉及半导体测试领域，具体涉及一种用于半导体器件测试的装置。

背景技术

随着电子技术的发展，高压功率半导体器件的应用日趋广泛。因此，诸如IGBT、VDMOS、SJ-MOSFET、Si-C器件、GaN器件等形形色色的高压大功率半导体器件的研发规模越来越大。由于这类器件的工作特点是电压高(1～3千伏甚至更高)、电流大(几十上百安培)，作为研制、生产过程中重要一环的测试技术，因此也面临了新的问题。在高压条件下进行测试时，管脚与管脚之间、探针与探针之间、探针与管脚之间由于高压引起的放电烧毁是测试中必须解决的问题之一。

实用新型内容

本实用新型主要提供一种用于半导体器件测试的装置，以减少高压产生的电弧。

根据第一方面，一种实施例中提供一种用于半导体器件测试的装置,包括：用于设置在探针卡上的上盖，所述上盖具有一凹槽，所述凹槽的开口朝向所述探针卡的探针与被测半导体器件接触的区域；所述上盖的壁上设置有至少一个用于供外部气体流入到所述凹槽内的通道。

所述的用于半导体器件测试的装置，其中，所述通道设置有多个，各个通道均匀分布设置在所述上盖的顶壁和/或侧壁。

所述的用于半导体器件测试的装置，其中，所述通道设置有多个，至少一部分通道连接有用于给气体导流的气体导管，所述气体导管位于所述凹槽内；各个气体导管的导流方向不同，以使气体均匀分布到所述凹槽的各个区域内。

所述的用于半导体器件测试的装置，其中，所述通道包括：进气口，出气口以及气体流道；所述进气口设置在上盖的外壁，用于连接外部供气源，所述进气口通过气体流道连接出气口；所述出气口用于供气体流入到所述凹槽内，各个出气口均匀分布设置在上盖的内壁。

所述的用于半导体器件测试的装置，其中，所述上盖侧壁的底部设置有密封胶圈，用于将上盖与探针卡接触的部位密封。

所述的用于半导体器件测试的装置，其中，所述上盖侧壁的底部设置有环形定位槽，用于安装和定位所述密封胶圈。

所述的用于半导体器件测试的装置，其中，还包括导气管，所述导气管位于所述凹槽内，且与所述通道连接，用于将气体导向探针与被测半导体器件接触的区域。

所述的用于半导体器件测试的装置，其中，所述凹槽的开口大于或等于所述探针与被测半导体器件接触的区域。

所述的用于半导体器件测试的装置，其中，还包括探针卡，所述探针卡包括基板和设置在基板上的探针，所述上盖固定在所述基板上，所述凹槽的开口大于各个探针形成的区域；所述基板将所述凹槽围合成一空腔；所述上盖、上盖与基板之间均密封，使外部气体通过所述通道进入空腔，并从探针与被测半导体器件接触的区域排出。

所述的用于半导体器件测试的装置，其中，还包括与所述通道连通的供气源，所述供气源用于输出干燥气体，使所述空腔形成正压；所述上盖为亚克力上盖或金属上盖；所述上盖通过螺纹紧固件固定在所述基板上；所述凹槽为圆柱形，所述通道设置有多个，由井字型钻孔方式钻孔形成或3D打印形成。

依据上述实施例的用于半导体器件测试的装置，包括：用于设置在探针卡上的上盖，所述上盖具有一凹槽，所述凹槽的开口朝向所述探针卡的探针与被测半导体器件接触的区域；所述上盖的壁上设置有至少一个用于供外部气体流入到所述凹槽内的通道。采用上述结构的上盖，使得外部气体能通过通道进入凹槽，并从探针与被测半导体器件接触的区域排出，能够隔离潮湿空气，减少高压产生的电弧。

附图说明

图1为本申请提供的用于半导体器件测试的装置一实施例的轴测图；

图2为本申请提供的用于半导体器件测试的装置一实施例的剖视图；

图3为本申请提供的用于半导体器件测试的装置一实施例的***图；

图4为本申请提供的用于半导体器件测试的装置中，上盖的透视图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本实用新型作进一步详细说明。其中不同实施方式中类似元件采用了相关联的类似的元件标号。在以下的实施方式中，很多细节描述是为了使得本申请能被更好的理解。然而，本领域技术人员可以毫不费力的认识到，其中部分特征在不同情况下是可以省略的，或者可以由其他元件、材料、方法所替代。在某些情况下，本申请相关的一些操作并没有在说明书中显示或者描述，这是为了避免本申请的核心部分被过多的描述所淹没，而对于本领域技术人员而言，详细描述这些相关操作并不是必要的，他们根据说明书中的描述以及本领域的一般技术知识即可完整了解相关操作。

另外，说明书中所描述的特点、操作或者特征可以以任意适当的方式结合形成各种实施方式。同时，方法描述中的各步骤或者动作也可以按照本领域技术人员所能显而易见的方式进行顺序调换或调整。因此，说明书和附图中的各种顺序只是为了清楚描述某一个实施例，并不意味着是必须的顺序，除非另有说明其中某个顺序是必须遵循的。

本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。

本申请提供的用于半导体器件测试的装置,可应用于高电压半导体器件的测试，利用合理设计的气流通道，在探针与被测器件的接触区域形成压缩空气室，有效改善了探针卡的电压限制和电流限制，下面采用实施例具体说明。

如图1-图3所示，本申请提供的用于半导体器件测试的装置包括探针卡2以及与探针卡2适配的上盖1。探针卡2用于对半导体器件进行测试，半导体器件有很多，例如IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)、VDMOS、SJ-MOSFET、Si-C器件、GaN器件等，这些器件可以以芯片的形式进行测试。本实施例中，探针卡作为一种测试接口，主要对裸芯进行测试，通过连接测试机和芯片，通过传输信号对芯片参数进行测试。探针卡2通常包括基板21和设置在基板21上的探针22，探针22通常有多个。基板21上设置有电路，探针22与基板21上的电路电连接。通常基板21上设置有一测试孔(探针安装孔)23，如图2所示，半导体器件放置在测试孔23附近，各个探针22伸入测试孔23，以与半导体器件的对应管脚接触。探针卡2采用的是常规的探针卡，故不赘述。

上盖1用于设置在探针卡2上，上盖1具有一凹槽11。凹槽11的开口朝向探针卡2的探针与被测半导体器件接触的区域，例如朝向测试孔23，本实施例中，上盖1位于探针卡2上方，故凹槽11的开口朝下。上盖1的壁上设置有至少一个用于供外部气体流入到凹槽11内的通道12。通道12可以是各种形状，只要能将外部的气体输出到凹槽11内即可。本实施例中，通道12采用方便加工的圆柱形，即，其为上盖1的壁上开设的通孔。凹槽11也可以是各种形状，通常采用规则的形状为佳，本实施例为了便于加工，采用圆柱形。具体的，上盖1固定在基板21上，凹槽11的开口大于或等于探针22与被测半导体器件接触的区域，本实施例中，凹槽11的开口大于各个探针22形成的区域，即凹槽11的开口覆盖各个探针22形成的区域，例如开口大于测试孔23。基板21将凹槽11围合成一空腔。上盖1、上盖1与基板21之间均密封，如此，外部气体通过通道12进入空腔后，只能从探针22与被测半导体器件接触的区域排出，避免了潮湿的空气进入探针22附近，以减少高压产生的电弧。外部的气体可以是干燥气体，如压缩空气、氮气或其它适用于绝缘的气体。本实施例中，用于半导体器件测试的装置还包括与通道12连通的供气源(图中未示出)，供气源用于输出干燥气体，使上盖1与基板21形成的空腔中产生正压。本实施例中，供气源输出的干燥气体的气压高于大气压。

上盖1为亚克力上盖、金属上盖或其他轻而坚固的材料加工制成的上盖。上盖1具有顶壁和侧壁。上盖1通过螺纹紧固件15固定在基板21上，为拆装方便，本实施例中，螺纹紧固件15采用螺钉，上盖1的四个角上均设置有螺钉过孔，基板21的对应位置设置有螺纹孔，通过螺钉将上盖1紧密地安装在基板21上。上盖1侧壁的底部设置有密封胶圈14，密封胶圈14用于将上盖1与基板21接触的部位密封，即，密封胶圈14将上盖1侧壁的底部与基板21之间的缝隙进行了密封。本实施例中，上盖1侧壁的底部设置有环形定位槽，用于安装和定位密封胶圈14。采用密封胶圈14进行密封，确保了环境中的气体不会从其他路径进入到空腔中。

通道12可以设置一个，也可以设置多个。通道12包括：进气口121，出气口123以及气体流道122。进气口121设置在上盖1的外壁，可以是上盖1顶壁的外壁，也可以是其侧壁的外壁，本实施例以后者为例进行说明。进气口121用于连接供气源，进气口121通过气体流道122连接出气口123。出气口123用于供气体流入到凹槽11内。各个通道12的进气口121可以共用，即，可以一个进气口121连通多个出气口123，对应的，各个气体流道可以部分共用。本实施例中，出气口123有多个，各个出气口123均匀分布设置在上盖1的内壁，如此，能让气体均匀分布到凹槽11的各个区域内，供气源输出的气体均匀的进入空腔11，有利于减少高压条件下管脚与管脚之间、探针与探针之间、探针与管脚之间产生的电弧。

本实施例中，通道12设置有多个，由井字型钻孔方式钻孔形成或3D打印形成，本实施例以前者为例进行说明。如图4的上盖透视图所示，在同一平面上垂直交叉钻孔，可以一次性形成内部连通的气体通道，由此形成的多个进气口121，除与供气源连接的进气口121之外，其他的进气口121堵塞封闭，因而可以大大简化加工方法。井字形钻孔方式，可以在两个垂直方向上的钻孔数量根据需要选用两个或两个以上。由于采用井字形钻孔加工，通道12是直的，故各个通道12均匀分布设置在上盖1的顶壁和/或侧壁，本实施例以均匀分布在侧壁为例进行说明。

本实施例中，至少一部分通道12连接有用于给气体导流的气体导管，即，至少一部分的出气口123连接有用于给气体导流的气体导管。气体导管位于凹槽11内；各个气体导管的导流方向不同，以使气体更为均匀的分布到凹槽11的各个区域内。

在实际应用中，由于空腔11内部的气体压力高于外部环境的气压，在探针22与被测半导体器件的接触面附近，气流会经过基板21的探针安装孔向外溢出，为避免探针卡外部的潮湿空气可能形成逆向流动进入空腔11，对高压测试性能造成不利影响。为此，凹槽11内还设置有导气管13，导气管13可以设置一根也可以设置多根。导气管13与对应的通道12连接，用于将气体导向探针22与被测半导体器件接触的区域，形成高速喷气效果，以阻止外部潮湿空气进入。导气管13的数量可以根据被测半导体器件的面积大小和管脚分布来确定。本实施例中，导气管13为弯管。

综上所述，本申请通过将干燥其他导入到上盖与探针卡形成的空腔中，在空腔中形成正压，气体进而从探针接触面区域排出，使探针和被测芯片接触的区域形成干燥、均匀的正气压，隔绝了环境中潮湿的气体，绝缘性好，达到了消除高压打火现象的目的。

具有本领域技术的人将认识到，在不脱离本实用新型的基本原理的情况下，可以对上述实施例的细节进行许多改变。因此，本实用新型的范围应根据以下权利要求确定。

Claims (10)

1.一种用于半导体器件测试的装置,其特征在于，包括：用于设置在探针卡上的上盖，所述上盖具有一凹槽，所述凹槽的开口朝向所述探针卡的探针与被测半导体器件接触的区域；所述上盖的壁上设置有至少一个用于供外部气体流入到所述凹槽内的通道。

2.如权利要求1所述的用于半导体器件测试的装置，其特征在于，所述通道设置有多个，各个通道均匀分布设置在所述上盖的顶壁和/或侧壁。

3.如权利要求1所述的用于半导体器件测试的装置，其特征在于，所述通道设置有多个，至少一部分通道连接有用于给气体导流的气体导管，所述气体导管位于所述凹槽内；各个气体导管的导流方向不同，以使气体均匀分布到所述凹槽的各个区域内。

4.如权利要求1-3中任意一项所述的用于半导体器件测试的装置，其特征在于，所述通道包括：进气口，出气口以及气体流道；所述进气口设置在上盖的外壁，用于连接外部供气源，所述进气口通过气体流道连接出气口；所述出气口用于供气体流入到所述凹槽内，各个出气口均匀分布设置在上盖的内壁。

5.如权利要求1所述的用于半导体器件测试的装置，其特征在于，所述上盖侧壁的底部设置有密封胶圈，用于将上盖与探针卡接触的部位密封。

6.如权利要求5所述的用于半导体器件测试的装置，其特征在于，所述上盖侧壁的底部设置有环形定位槽，用于安装和定位所述密封胶圈。

7.如权利要求1所述的用于半导体器件测试的装置，其特征在于，还包括导气管，所述导气管位于所述凹槽内，且与所述通道连接，用于将气体导向探针与被测半导体器件接触的区域。

8.如权利要求1所述的用于半导体器件测试的装置，其特征在于，所述凹槽的开口大于或等于所述探针与被测半导体器件接触的区域。

9.如权利要求1所述的用于半导体器件测试的装置，其特征在于，还包括探针卡，所述探针卡包括基板和设置在基板上的探针，所述上盖固定在所述基板上，所述凹槽的开口大于各个探针形成的区域；所述基板将所述凹槽围合成一空腔；所述上盖、上盖与基板之间均密封，使外部气体通过所述通道进入空腔，并从探针与被测半导体器件接触的区域排出。

10.如权利要求9所述的用于半导体器件测试的装置，其特征在于，还包括与所述通道连通的供气源，所述供气源用于输出干燥气体，使所述空腔形成正压；所述上盖为亚克力上盖或金属上盖；所述上盖通过螺纹紧固件固定在所述基板上；所述凹槽为圆柱形，所述通道设置有多个，由井字型钻孔方式钻孔形成或3D打印形成。

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