TWI825981B - 測試系統及其測試裝置與測試方法 - Google Patents

Abstract

本案提供一種包括壓力源、流體控制模組、測試座及開關閥組件的測試裝置。流體控制模組包含連接於壓力源的流量控制器、壓力計及分流道。測試座包括下壓組件、下壓底座、針測座、測試基座及測試載盤，下壓組件連接下壓底座及針測座並能相對測試基座線性位移，且測試基座包括第一流道及第二流道，第一流道連接流量控制器。測試基座上設置測試載盤，半導體元件的輸入端及輸出端貫穿測試載盤穿入第一流道及第二流道。開關閥組件包含開關閥以控制壓力計量測壓力值的管道範圍。本案另提供一種測試方法以及包含前述測試裝置的測試系統。

Description

測試系統及其測試裝置與測試方法

本案與半導體元件的測試有關，特別是關於流量感應器的測試裝置、測試方法及測試系統。

按，半導體元件出廠前通常都需要經過測試確保其各種功能都能正確執行，以確保半導體元件之品質。以流量感應器來說，流量感應器所需測試的不僅是各種電性測試，其更涉及流量感應的驗證，而一般流量感應器的測試多透過人力進行少量化的測試，鮮少有高效率的測試裝置、系統或方法，因而有待改善。

本案提供一種測試裝置，適於測試複數半導體元件，各半導體元件分別包括輸入端及輸出端，測試裝置包括壓力源、流體控制模組、測試座及開關閥組件。流體控制模組包含連接於壓力源的流量控制器、壓力計及分流道。流量控制器具有輸入埠。分流道的一端連接於輸入埠。測試座包含下壓組件、下壓底座、針測座、測試基座及測試載盤。下壓組件連接下壓底座及針測座並能相對測試基座線性位移。測試基座包括複數第一流道及複數第二流道，各第一流道分別連接一個流量控制器。測試載盤設置於測試基座上，各半導體元件的輸入端及輸出端貫穿測試載盤並分別 穿入第一流道及第二流道。開關閥組件包含第一開關閥、第二開關閥及切換開關閥。第一開關閥連接於第二流道。第二開關閥連接於第一流道與流量控制器之間，且壓力計連接於第二開關閥與測試基座之間。切換開關閥連接於第二開關閥、流量控制器及分流道的另一端。

藉此，本案測試裝置可批量驗證半導體元件之封裝是否破損、流經半導體元件之流體流量以及通過半導體元件的輸入端及輸出端的流體壓力差，且透過流體控制模組的配置，確保提供準確的流體進入半導體元件，增加半導體元件的電性測試的精度。

一些實施例中，測試裝置更包含控溫模組，控溫模組包含控溫源、第一控溫裝置及第二控溫裝置，第一控溫裝置連接控溫源及流體控制模組，第二控溫裝置連接控溫源及壓力源。

一些實施例中，測試裝置更包含氣密件，分別設置於每一第一流道及每一第二流道內，且各半導體元件的輸入端及輸出端分別抵接於一個氣密件。

一些實施例中，前述第一控溫裝置的一面包含冷卻流道，控溫源輸出冷卻水進入冷卻流道，流體控制模組設置於第一控溫裝置的另一面。

一些實施例中，測試裝置更包含風扇設置於第一控溫裝置上並面對流量控制器。

一些實施例中，前述第二控溫裝置包含第一管體及第二管體，第一管體連接於壓力源，第二管體連接控溫源並且包覆第一管體。

一些實施例中，前述控溫源輸出冷卻水進入該第二管體。

一些實施例中，測試裝置更包含基座，流體控制模組及測試座設置於基座上。

一些實施例中，測試裝置更包含儲存槽，設置於壓力源與流量控制器之間。

一些實施例中，測試裝置更包含壓力調節閥，設置於壓力源及儲存槽之間。

一些實施例中，測試裝置更包含流量計，設置於第二流道用以連接第一開關閥。

本案另提供一種用於測試裝置的測試方法，適於測試複數半導體元件，各半導體元件分別包括輸入端及輸出端，測試裝置包含壓力源、流體控制模組、測試座及開關閥組件。壓力源用以輸出流體。流體控制模組連接於壓力源並包含流量控制器、壓力計、分流道及流量計。流量控制器連接於壓力源並具有輸入埠。分流道的一端連接於輸入埠。測試座包含下壓組件、下壓底座、針測座、測試基座及測試載盤。下壓組件連接下壓底座及針測座並能相對測試基座線性位移，且針測座包含複數探針。測試基座包括複數第一流道及複數第二流道，各第一流道分別連接一個流量控制器，各第二流道內分別設置一個流量計。測試載盤設置於測試基座上，各半導體元件的輸入端及輸出端貫穿測試載盤並分別穿入第一流道及第二流道。開關閥組件包含第一開關閥、第二開關閥及切換開關閥。第一開關閥連接於第二流道內的流量計。第二開關閥連接於第一流道與流量控制器之間，且壓力計連接於第二開關閥與測試基座之間。切換開關閥連接於第二開關閥、流量控制器及分流道的另一端。而測試裝置的測試方法包 含輸入流體步驟、控制開關閥組件步驟、驗證輸入流體步驟、測試半導體元件電性步驟以及取得半導體元件電性測試結果步驟。輸入流體步驟是開啟壓力源使壓力源向測試座輸出流體。控制開關閥組件步驟是控制第一開關閥、第二開關閥及切換開關閥之啟閉。驗證輸入流體步驟是可選擇式地利用壓力計或流量計測量管路或半導體元件內壓力或流量變化。測試半導體元件電性步驟是下壓組件帶動針測座下壓，致使針測座上的探針接觸測試載盤上的半導體元件。取得半導體元件電性測試結果步驟是根據測試半導體元件電性步驟獲得半導體元件之測量結果。

一些實施例中，前述取得半導體元件電性測試結果步驟完成後，若判定為電性測試異常值，即進行重測半導體元件步驟，重測半導體元件步驟包含重新執行控制開關閥組件步驟、驗證輸入流體步驟、測試半導體元件電性步驟及取得半導體元件電性測試結果步驟。

一些實施例中，前述控制開關閥組件步驟中，控制第一開關閥及第二開關閥關閉。

一些實施例中，完成前述控制開關閥組件步驟後，驗證輸入流體步驟是控制壓力計測量第一開關閥與該第二開關閥之間封閉管路內壓力，判別半導體元件的封裝氣密性。

一些實施例中，前述控制開關閥組件步驟中，控制第一開關閥及第二開關閥開啟，且控制切換開關閥關閉分流道，流體從流量控制器經切換開關閥流入第二開關閥、測試座，流體由第一開關閥流出測試裝置。

一些實施例中，完成前述控制開關閥組件步驟後，驗證輸入流體步驟是控制流量計量測經半導體元件之輸出端之流量。

一些實施例中，完成控制開關閥組件步驟後，驗證輸入流體步驟是控制壓力計量測經半導體元件之輸入端的壓力值，藉以比對半導體元件之輸出端之壓力值，獲得半導體元件之輸入端與輸出端的壓力差。

一些實施例中，前述控制開關閥組件步驟中，控制第一開關閥及第二開關閥開啟，切換開關閥關閉流量控制器連接之管路，而同時控制切換開關閥開啟分流道，待流體由分流道流入第一開關閥及測試座，管路內流體達到預定壓力後，接續控制切換開關閥關閉分流道及控制流量控制器停止輸出流量。

一些實施例中，完成前述控制開關閥組件步驟後，壓力計測量流量控制器與第一開關閥之間的管路內壓力值，判別流量控制器與第一開關閥之間的管路氣密性。

本案另提供一種測試系統，包含如前述之測試裝置、分類機台、取放上蓋機構以及移行機構。取放上蓋機構設置於測試裝置的一側，用以置放或分離上蓋於測試載盤。分類機台設置於取放上蓋機構的一側，用以處理半導體元件之進料、分類及包裝之作業。移行機構設置於分類機台、取放上蓋機構及測試座之一側，用以將測試載盤運行於分類機台、取放上蓋機構及測試座之間。

D:半導體元件

D1:輸入端

D2:輸出端

D3:電連接區

10:壓力源

20:流體控制模組

21:流量控制器

211:輸入埠

22:壓力計

23:承放架

24:流量計

25:分流道

30:測試座

31:測試載盤

311:上蓋

3111:穿孔

312:下蓋

3121:第一定位孔

3122:第二定位孔

32:測試基座

321:第一流道

322:第二流道

323:第一側面

324:第二側面

325:頂面

326:底面

33:氣密件

34:下壓底座

341:針測座

342:探針

35:下壓組件

36:驅動源

40:控溫模組

41:控溫源

42:第一控溫裝置

43:第二控溫裝置

431:第一管體

432:第二管體

44:風扇

50:開關閥組件

51:第一開關閥

52:第二開關閥

53:切換開關閥

60:儲存槽

70:壓力調節閥

80:基座

90:測試系統

92:分類機台

900:測試裝置

922:移行機構

9221:第一移行機構

9222:第二移行機構

9223:第三移行機構

923:取放上蓋機構

S01:輸入流體步驟

S02:控制開關閥組件步驟

S03:驗證輸入流體步驟

S04:測試半導體元件電性步驟

S05:取得半導體元件電性測試結果步驟

S06:重測半導體元件步驟

[圖1]為本案測試裝置之一實施例的架構圖。

[圖2]為本案測試裝置的測試座之一實施例的剖面示意圖。

[圖3]為圖2中圈選處3的局部放大示意圖。

[圖4]為本案測試裝置的測試座與流體控制模組設置於基座之實施例的示意圖。

[圖5]為本案測試裝置另一實施例的架構圖。

[圖6]為使用本案測試裝置進行測試的測試方法之一實施例的流程圖。

[圖7]為本案測試裝置的流體控制模組之一實施例的示意圖。

[圖8]為包含本案測試裝置的測試系統之一實施例的示意圖。

參閱圖1及圖2，圖1為本案測試裝置之一實施例的架構圖；圖2為本案測試裝置的測試座之一實施例的剖面示意圖。本案測試裝置900適於在一次測試流程下測試複數半導體元件D。半導體元件D可為電子式之流量感應器(Flow Sensor)或壓差感應計(Differential Pressure Sensor)，其中流量感應器是用以感測流量的裝置，而壓差感應計可用以量測兩個不同特定環境壓力差值。一些實施例中，半導體元件D包括輸入端D1及輸出端D2，待測流量之流體由輸入端D1進入半導體元件D後由輸出端D2輸出以測量流體之流量。另於一實施例中，半導體元件D之輸入端D1及輸出端D2可分別連通不同的壓力環境，以量測流體進入半導體元件D之輸入端D1及離開輸出端D2之壓力差值。

參閱圖1，值得說明的是，根據圖1主要是繪示各模組之間的流體之連接，並非限制其外觀結構上的連接。一些實施例中，各模組之間可以透過管路實現流體的連接。測試裝置900包括壓力源10、流體控制模組20、測試座30以及開關閥組件50。流體控制模組20連接於壓力源10， 測試座30連接於流體控制模組20，開關閥組件50連接於壓力源10與測試座30。壓力源10用以輸出流體並配合流體控制模組20、測試座30及開關閥組件50進行半導體元件D的測試。

藉此，本案測試裝置900可批量驗證半導體元件D之封裝是否破損，流經半導體元件D之流體流量以及通過半導體元件D的輸入端D1及輸出端D2的流體壓力差，且透過流體控制模組20的配置，確保提供準確的流體進入半導體元件D，增加半導體元件D的電性測試之精度。

參閱圖1至圖4，流體控制模組20連接於壓力源10並包含複數流量控制器21、複數壓力計22及複數分流道25。各流量控制器21分別連接於壓力源10，且流量控制器21具有輸入埠211，分流道25的一端連接於輸入埠211。測試座30包含下壓組件35、下壓底座34、針測座341、測試基座32及測試載盤31，下壓組件35連接下壓底座34及針測座341並能相對測試基座32線性位移，且測試基座32包括複數第一流道321以及複數第二流道322，各第一流道321分別連接流量控制器21，測試載盤31設置於測試基座32上，各半導體元件D的輸入端D1及輸出端D2貫穿測試載盤31並分別穿入第一流道321及第二流道322。開關閥組件50包含第一開關閥51、第二開關閥52及切換開關閥53。第一開關閥51連接於第二流道322。第二開關閥52連接於第一流道321與流量控制器21之間，且壓力計22連接於第二開關閥52與測試座30之間。切換開關閥53連接於第二開關閥52、流量控制器21與分流道25的另一端。

壓力源10輸出的流體視半導體元件D所能檢測之流體而定。一些實施例中，半導體元件D為氣體流量感應器，此些實施例中，壓 力源10輸出的流體為氣體。

參閱圖1及圖2，流體控制模組20用以控制來自壓力源10的流體精準輸入半導體元件D以確保量測精準度。一些實施例中，流體控制模組20的流量控制器21為MFC(Mass Flow Controller)。此些實施例中，流量控制器21位於壓力源10與測試座30之間，用以接收來自壓力源10的流體並調控流體的流量至預設值，再將精準調控流量後的流體輸入測試座30中的半導體元件D進行檢測。

參閱圖1及圖2，流體控制模組20的壓力計22連接於壓力源10並位於壓力源10與半導體元件D之間，用以感測由壓力源10與半導體元件D間的流體之流體壓力。因此，透過壓力計22與開關閥組件50的第一開關閥51、第二開關閥52或切換開關閥53之不同開關設定，而能測得半導體元件D的封裝狀態、半導體元件D的流量驗證或是特定管路的系統驗證。

參閱圖2及圖3，測試座30能搭載半導體元件D進行電性測試。一些實施例中，半導體元件D包括電連接區D3，輸入端D1及輸出端D2位於電連接區D3的一側，而電連接區D3的另一側具有複數電連接點。

參閱圖2及圖3，一些實施例中，測試座30更包含複數氣密件33，每一第一流道321及每一第二流道322內分別設置一個氣密件33，且各半導體元件D的輸入端D1及輸出端D2穿入第一流道321及第二流道322內時分別抵接於氣密件33，藉此，避免半導體元件D的輸入端D1及輸出端D2在測試過程中發生漏氣的狀況，確保測試精準度。

參閱圖2至圖4，一些實施例中，下壓組件35設置於測試基座32的一側並可相對測試基座32線性位移。此些實施例中，下壓底座34 連接針測座341，下壓組件35可帶動下壓底座34與針測座341線性位移至測試基座32，測試載盤31可分離地設置於測試基座32上並能容設半導體元件D。參閱圖2及圖3，於此，針測座341包含複數探針342用以接觸半導體元件D的電連接區D3之電接觸點以進行測試。於此，由於針測座341是線性位移靠近半導體元件D並以探針342下壓接觸半導體元件D進行測試，當探針342下壓接觸半導體元件D進行測試時將會對半導體元件D施予下壓力，使半導體元件D的輸入端D1及輸出端D2更為緊密地壓靠於氣密件33，而能更為確保半導體元件D與測試基座32間的氣密性，確保量測精準度。

參閱圖3及圖4，一些實施例中，測試座30可以更包含驅動源36，驅動源36設置於下壓組件35上方，以驅動下壓組件35相對測試基座32及測試載盤31線性位移，當驅動源36驅動下壓組件35靠近測試載盤31時，下壓組件35帶動針測座341靠近測試載盤31，並得以透過針測座341上的探針342接觸半導體元件D的電連接區D3之電接觸點以對測試載盤31上的半導體元件D進行電性測試。

參閱圖2，一些實施例中，測試基座32為立方體板塊結構並包括第一側面323、第二側面324、頂面325及底面326，第一側面323相對於第二側面324，頂面325相對於底面326並分別垂直銜接於第一側面323與第二側面324之間。此些實施例中，第一流道321呈L形並貫穿頂面325及第一側面323，第二流道322呈L形並貫穿頂面325及第二側面324。且每一第一流道321間隔並列於第二流道322的一側。

參閱圖2及圖3，測試載盤31搭載複數半導體元件D以便於半 導體元件D的移載。一些實施例中，測試載盤31包含上蓋311及下蓋312，上蓋311與下蓋312配合夾持複數半導體元件D。此些實施例中，下蓋312為板片結構並包含複數第一定位孔3121及複數第二定位孔3122，半導體元件D抵靠於下蓋312的一側，且半導體元件D的輸入端D1通過第一定位孔3121穿出於下蓋312的另一側，輸出端D2通過第二定位孔3122穿出下蓋312的另一側。

參閱圖2及圖3，上蓋311為板片結構並包含複數穿孔3111，上蓋311可分離地設置於下蓋312的一側，且上蓋311的各穿孔3111位置對應各半導體元件D的位置以供針測座341的探針342由穿孔3111接觸半導體元件D的電連接區D3進行測試。一些實施例中，上蓋311與下蓋312之間設置可相對套接的凹凸結構，藉以使上蓋311得以定位於下蓋312並覆蓋於半導體元件D上方以避免半導體元件D脫出。

參閱圖1至圖3，於此，測試載盤31係可分離地設置於測試基座32的頂面325，如此一來，由測試載盤31下蓋312穿出的各半導體元件D的輸入端D1及輸出端D2即能對應穿入測試基座32的第一流道321及第二流道322位於頂面325的一端。進一步地，壓力源10即能連接於第一流道321的另一端，藉以使壓力源10輸出的流體由第一流道321的另一端進入第一流道321，流體經由第一流道321及半導體元件D的輸入端D1進入半導體元件D，流體受半導體元件D感測流量後由輸出端D2輸出並進入第二流道322後排出。

參閱圖3，一些實施例中，氣密件33為O型環。此些實施例中，氣密件33設置於第一流道321及第二流道322內靠近頂面325之處，且 測試基座32在鄰近第一流道321及第二流道322的位置分別設置一凹槽，用以容置氣密件33，並避免氣密件33在第一流道321或第二流道322中位移，藉以在半導體元件D的輸入端D1及輸出端D2***第一流道321及第二流道322內時壓抵氣密件33，確保第一流道321、第二流道322與半導體元件D之間的氣密性，避免第一流道321、第二流道322與半導體元件D之間因氣密性不足影響驗證精度。

參閱圖5，一些實施例中，測試裝置900更包含控溫模組40，控溫模組40是能控制壓力源10輸入的流體及流體控制模組20保持於預設溫度，以降低溫度對於測試結果的影響，提高測試精準度。一些實施例中，控溫模組40的控溫源41為冷水機(Chiller)。此些實施例中，控溫源41能輸出預設溫度的液體。

一些實施例中，控溫模組40包含控溫源41及分別連接於控溫源41的第一控溫裝置42及第二控溫裝置43，第一控溫裝置42連接流體控制模組20，第二控溫裝置43連接壓力源10。

參閱圖5，第一控溫裝置42連接於控溫源41及流體控制模組20以控制流體控制模組20的溫度。一些實施例中，第一控溫裝置42為一溫控板，具體而言，溫控板型態的第一控溫裝置42為一平板結構且於平板結構中設置循環冷卻流道，控溫源41輸出的預設溫度液體輸入第一控溫裝置42的循環冷卻流道，而流體控制模組20的流量控制器21設置於第一控溫裝置42的表面。藉此，當控溫源41持續輸入預設溫度的液體即能使溫控板保持於預設溫度，維持流量控制器21於預設溫度狀態下運作，避免溫度造成流量控制器21的失準。

參閱圖5，第二控溫裝置43連接於控溫源41及壓力源10以控制壓力源10輸出的流體溫度。一些實施例中，第二控溫裝置43包含第一管體431及第二管體432。此些實施例中，第一管體431連接壓力源10，壓力源10透過第一管體431輸出流體，第二管體432包覆於第一管體431外，藉此，控溫源41輸出特定溫度的液體於第二管體432內，第二管體432內預設溫度的液體保持第一管體431內的流體維持於預設溫度。

一些實施例中，第一開關閥51、第二開關閥52及切換開關閥53分別為氣動切換閥(Pneumatic valve)而能控制所設置位置的流道啟閉。此些實施例中，參閱圖1及圖2，第一開關閥51連接於第二流道322的另一端，即第一開關閥51設置於第二流道322的出口端，以控制第二流道322連通於外界的啟閉。

參閱圖1及圖2，第二開關閥52連接於第一流道321與流量控制器21之間，即第二開關閥52設置於第一流道321的入口端以控制第一流道321的啟閉，此外，壓力計22位於第二開關閥52與測試基座32之間，且壓力計22與第一流道321連接，而使壓力計22能量測輸入第一流道321的流體壓力。

切換開關閥53連接於第二開關閥52、流量控制器21及分流道25的另一端，使切換開關閥53可以自由選擇由流經流量控制器21的流體或直接來自於壓力源10的流體經由分流道25直接流向第二開關閥52。

參閱圖2並配合圖5，一些實施例中，為再更提高測試裝置900的測試精準度，流體控制模組20更包含流量計24，流量計24連接於測試基座32的第二流道322之另一端，且流量計24與第一開關閥51於測試座 30的另一側連接，透過流量計24得以測量由測試基座32的第二流道322輸出的流體流量，藉此，透過流量計24與流量控制器21的配合，由流量控制器21在第一流道321輸入特定流量的流體，而流量計24在第二流道322檢測流出流體的流量，以確認流體流量是否符合測試需求，精準控制流經半導體元件D的流體流量，提高測試精準度。

藉此，測試裝置900得以對半導體元件D進行流量驗證或是封裝破損的檢測。以下說明測試裝置900進行流量驗證或是封裝破損檢測的方法。

參閱圖1、圖2及圖6，本案透過前述測試裝置900進行的測試方法包含輸入流體步驟S01、控制開關閥組件步驟S02、驗證輸入流體步驟S03、測試半導體元件電性步驟S04、取得半導體元件電性測試結果步驟S05以及重測半導體元件步驟S06。

輸入流體步驟S01是開啟壓力源10使壓力源10輸入特定壓力的流體，流體進入測試基座32並通過半導體元件D；控制開關閥組件步驟S02是控制第一開關閥51、第二開關閥52及切換開關閥53的啟閉；驗證輸入流體步驟S03可利用壓力計22或流量計24測量管路或半導體元件D之輸入端D1與輸出端D2壓力或流量變化；測試半導體元件電性步驟S04為當量測流體流經半導體元件D時，利用下壓組件35帶動針測座341下壓，致使針測座341上的探針342接觸測試載盤31上的半導體元件D，藉此，探針342可量測半導體元件D產生的電性訊號；取得半導體元件電性測試結果步驟S05是根據測試半導體元件電性步驟S04將電性訊號後送至測試機(Tester)判讀，獲得半導體元件D電性測量結果；若取得半導體元件電性 測試結果步驟S05完成後，若判定為電性測試異常值，即進行重測半導體元件步驟S06，其中重測半導體元件步驟S06為依序執行上述之控制開關閥組件步驟S02、驗證輸入流體步驟S03、測試半導體元件電性步驟S04及取得半導體元件電性測試結果步驟S05，再次確認管路或半導體元件D有無因破損而漏氣造成流體壓力或流量的變異後，進行後續半導體元件D電性測試與判讀測試結果。

參閱圖1、圖2及圖6，一些實施例中，當要進行半導體元件D的封裝驗證時，輸入流體步驟S01是開啟壓力源10使壓力源10輸入特定壓力的流體至測試座30，且第一開關閥51、第二開關閥52及切換開關閥53為開啟狀態，其中流體可直接由切換開關閥53進入第一流道321或是流經流量控制器21再透過切換開關閥53進入第一流道321，進而使流體流過第一開關閥51及切換開關閥53之間的管路並使管路達到一預定的壓力狀態，控制開關閥組件步驟S02是控制第一開關閥51及第二開關閥52關閉，使第一開關閥51及第二開關閥52成為關閉狀態，第一開關閥51與第二開關閥52之間的管路成為封閉迴路，進而使流體不會從第一開關閥51及第二開關閥52洩漏，使壓力源10輸出流體預定的壓力暫時維持在第一開關閥51及第二開關閥52之間的區域，其中預定的壓力例如是大於正常大氣壓；於此，驗證輸入流體步驟S03時，壓力計22就能讀取第一開關閥51與第二開關閥52之間封閉迴路內的壓力值，藉以判斷第一開關閥51及第二開關閥52之間的管路或半導體元件D的封裝是否破損漏氣。當壓力計22量測第一開關閥51與第二開關閥52之間封閉迴路內的壓力值下降時，由於第一開關閥51與第二開關閥52之間包含測試載盤31及半導體元件D的接合，如此可 得知半導體元件D與測試載盤31接合處可能發生漏氣或是半導體元件D本體具有漏氣狀況；反之，當第一開關閥51與第二開關閥52之間封閉迴路內的壓力值沒有下降時，則可得知第一開關閥51與第二開關閥52之間測試載盤31及半導體元件D的接合正常，且半導體元件D的封裝並無破損的情形。

參閱圖1、圖2及圖6，一些實施例中，當要驗證測試管路是否損壞或漏氣時，輸入流體步驟S01是開啟壓力源10使壓力源10輸入特定壓力的流體進入管路內；控制開關閥組件步驟S02係控制第二開關閥52為開啟狀態而第一開關閥51為關閉的狀態，切換開關閥53先切換關閉流量控制器21之出口，使壓力源10輸出的流體可直接由分流道25經切換開關閥53，流過第一開關閥51、測試座30及第二開關閥52間的管路，使得管路內的壓力藉由分流道25快速充滿管路，藉此管路內達到一預定的壓力狀態。

之後，待管路內達到預定的壓力後，控制切換開關閥53關閉分流道25，同時控制流量控制器21的流量為零，即流量控制器21無法輸出流體。於此，流量控制器21與第一開關閥51之間成為封閉迴路，進而使壓力不會從與第一開關閥51及流量控制器21洩漏，使壓力源10輸出流體預定的壓力暫時維持在第一開關閥51及流量控制器21之間的區域，其中預定的壓力是大於正常大氣壓；接著，驗證輸入流體步驟S03採用壓力計22可以測得流量控制器21與第一開關閥51之間的管路壓力，藉此得知在流量控制器21與第一開關閥51之間的管路可能因破損或疲乏，而產生漏氣時即能測得壓降而能即時進行維護。當壓力計22測量第一開關閥51與流量控制器21之間封閉迴路內的壓力值下降時，由於第一開關閥51與流量控制器 21之間包含第二開關閥52、壓力計22及測試座30與管路的連接，可以查驗管路與第二開關閥52、壓力計22及測試座30的連接狀態或是第一開關閥51與流量控制器21之間的管路狀態，進而判斷管路可能的破損位置，並加以處理漏氣的問題；在一實施例中，搭配前述第一開關閥51與第二開關閥52之間封閉迴路內的壓力值查驗的方法，更能進一步快速分段判斷管路可能的漏氣位置是在第一開關閥51與第二開關閥52之間或是第二開關閥52與流量控制器21之間的位置，而快速解決漏氣的問題。

參閱圖1、圖2及圖6，本發明之實施例中，當要驗證流經半導體元件D的流量或壓差值是否為正常時，輸入流體步驟S01是開啟壓力源10使壓力源10輸入的流體至測試座30，控制開關閥組件步驟S02是控制第一開關閥51、第二開關閥52及切換開關閥53為開啟狀態，其中切換開關閥53為向流量控制器21開啟，流體由壓力源10流過流量控制器21進入切換開關閥53，流量控制器21將流體調整為各種符合測試需求的特定流量及對應的特定壓力後，由切換開關閥53流入第一流道321進入測試基座32，接著從半導體元件D的輸入端D1進入半導體元件D，再由半導體元件D的輸出端D2流出測試基座32的第二流道322，再從第一開關閥51流出，並藉由流量計24量測半導體元件D的輸出端D2流出的流量值。

然本發明不限於此，上述控制開關閥組件步驟S02，可控制第一開關閥51、第二開關閥52及切換開關閥53將特定壓力輸入至半導體元件D的輸入端D1並藉由測試座30與第二開關閥52之間的壓力計22量測流體輸入半導體元件D的輸入端D1的壓力值。另流體輸入半導體元件D的輸出端D2的壓力值，因連通流量計24一側的外部環境壓力，可視為1大氣 壓(atm)，因此本發明之測試方法係可比對並獲得半導體元件D的輸入端D1與輸出端D2的壓力差值，用以確認提供壓力值來判斷半導體元件D的輸入端D1與輸出端D2的壓力差值，是否為設定的壓力差值。

當上述控制開關閥組件步驟S02與驗證輸入流體步驟S03完成，確認半導體元件D及管路內的流量或壓力值為正常，無發生損壞或漏氣的現象，則接續進行測試半導體元件電性步驟S04，測試半導體元件電性步驟S04為下壓底座34帶動針測座341下壓，致使針測座341上的探針342接觸測試載盤31上的半導體元件D，當特定流量的流體流經半導體元件D時，半導體元件D會因流過的流量不同，相應產生不同的電性訊號，再透過探針342接觸半導體元件D的電連接區D3擷取電性訊號。

取得半導體元件電性測試結果步驟S05是根據測試半導體元件電性步驟S04將電性訊號後送至測試機(Tester)判讀，獲得半導體元件D電性測量結果，以判斷半導體元件D的電性為正常或是異常，因此藉由本發明精準控制流體輸入半導體元件D的流量或壓力值，得到半導體元件D的精確的電性測試結果。

承上，若完成取得半導體元件電性測試結果步驟S05，測試半導體元件D的電性的結果為異常，則會進入一重測半導體元件步驟S06，重測半導體元件步驟S06為依序重新執行控制開關閥組件步驟S02、驗證輸入流體步驟S03、測試半導體元件電性步驟04及取得半導體元件電性測試結果步驟S05，以重新驗證半導體元件D的封裝狀態與壓力差值或特定管路的流量值，確認管路或半導體元件D無破損或管路發生洩漏的情形，再續行測試半導體元件電性步驟S04及取得半導體元件電性測試結果 步驟S05，以重新判斷半導體元件D的電性是否為正常。

參閱圖2及圖5，一些實施例中，由於測試基座32可容置複數半導體元件D，為提高測試流程的速度，測試裝置900還包含儲存槽60連接於壓力源10與流量控制器21之間。藉此，壓力源10輸出的流體可預先儲存於儲存槽60內，儲存槽60內儲存複數半導體元件D測試所需的流體量，如此一來，當要對複數半導體元件D進行測試時，儲存槽60可快速地一次輸出所需流體量，不須等待壓力源10逐次地對半導體元件D輸入流體，而能提高測試效率。

參閱圖5，在測試裝置900包含儲存槽60的一些實施例中，為提高測試的判別性，測試裝置900還包含壓力調節閥70，壓力調節閥70連接於壓力源10與儲存槽60之間。此些實施例中，壓力調節閥70可將來自於壓力源10的流體調變壓力至預設壓力值後再儲存於儲存槽60，藉此使儲存槽60輸出的流體壓力值為調變後之壓力值，而能便於測試結果的判別(例如壓力源10輸出3-5bar的流體，壓力調節閥70將壓力源10輸出的流體調變至2bar後儲存至儲存槽60，藉此，特定大量調變壓力後流體能容置於儲存槽60。

值得說明的是，參閱圖2、圖5及圖6，在測試裝置900包含儲存槽60的一些實施例中，輸入流體步驟S01時，壓力源10輸入的流體經儲存槽60儲存後一次性地快速進入測試基座32，藉此調變壓力後之流體經由多個獨立之管路同時流入測試載盤31的多個半導體元件D。藉此，測試座30得以一次快速地對複數半導體元件D進行測試，提高測試效率。

參閱圖2、圖5及圖7，一些實施例中，為便於測試裝置900 的配置，流體控制模組20與第一控溫裝置42可組合成為模組化結構。此些實施例中，流體控制模組20更包含承放架23，承放架23內設置一第一控溫裝置42以及複數流量控制器21與複數壓力計22。於此，流量控制器21與壓力計22的數量分別對應一個測試載盤31上所能承載的半導體元件D之數量，也就是說，例如測試載盤31上一次可承載六個半導體元件D，則流體控制模組20的承放架23內即設置六個流量控制器21與六個壓力計22以分別對配合各半導體元件D進行測試。

參閱圖7，在流體控制模組20包含承放架23的一些實施例中，溫控板型態的第一控溫裝置42設置於承放架23的底側，各流量控制器21設置於第一控溫裝置42上並位於承放架23內，壓力計22設置於承放架23內的頂側，藉此使流體控制模組20與第一控溫裝置42組合成為模組化之外觀而能便於使用空間的配置。

參閱圖7，在流體控制模組20包含承放架23的一些實施例中，控溫模組40更包含風扇44。此些實施例中，風扇44設置於承放架23的底側並位於第一控溫裝置42的一端。具體而言，風扇44設置於第一控溫裝置42上與流量控制器21相同一側的一端並朝向流量控制器21，藉此，第一控溫裝置42除了配合控溫源41提供的循環冷卻水對流量控制器21進行控溫之外，風扇44更能提供循環空氣以迅速將流量控制器21及承放架23內的熱量快速帶走，提高流量控制器21的運作溫度控制精準度，使流量控制器21的運作溫度與流體的溫度相同或相近，減少溫度對流量控制器21的影響，進而確保流量控制器21的運作精度。

參閱圖5、圖7，在流體控制模組20包含流量計24的一些實 施例中，流量計24亦能設置於承放架23內，並與流量控制器21相同地設置於第一控溫裝置42相同的一面上，藉此提供模組化的結構，且透過第一控溫裝置42及風扇44的設置，使流量計24的運作溫度與測試流體的溫度相同或相近，減少溫度對流量計24的影響，進而確保流量計24的運作精度。

參閱圖4，一些實施例中，測試裝置900更包含基座80，此些實施例中，測試座30與流體控制模組20設置於基座80上，藉此得以減少連接至測試座30與流體控制模組20的管路之高低差，提高壓力計22之量測精準度。

參閱圖2及圖8，一些實施例中，本案測試裝置900能配合分類機台92，建構為完整自動化之測試系統90。其中測試系統90包含分類機台92、取放上蓋機構923以及移行機構922。取放上蓋機構923設置於測試裝置900的一側，用以置放或分離上蓋311於測試載盤31。分類機台92設置於取放上蓋機構923的一側，用以處理半導體元件D之進料、分類及包裝之作業。移行機構922設置於分類機台92、取放上蓋機構923及測試座30之一側，用以將測試載盤31運行於分類機台92、取放上蓋機構923及測試座30之間。測試載盤31可透過移行機構922，將測試載盤31置放於測試座30內或由測試座30內取出，另可將完成測試之測試載盤31送入分類機台92，進行後續分類等作業。於一實施例中，分類機台92可為習用轉塔式之分類架構，具有將待測試或已測試的半導體元件D取放測試載盤31之間，及兼具有進料、分類及包裝之作業站點，故不在此贅述。

參閱圖2及圖8，一些實施例中，移行機構922包含第一移行機構9221、第二移行機構9222以及第三移行機構9223。此實施例中，第 一移行機構9221可運行於第二移行機構9222、第三移行機構9223及分類機台92之間。第一移行機構9221可視需要將置放未經測試或已測試之半導體元件D之測試載盤31，移載至第二移行機構9222或第三移行機構9223，進行測試載盤31置放或取出上蓋311之作業或測試載盤31載入及載出測試座30，且第一移行機構9221亦可將經過測試之測試載盤31運回至分類機台92。

參閱圖2及圖8，第二移行機構9222位於取放上蓋機構923之一側，當第一移行機構9221經由第二移行機構9222將測試載盤31上裝載未經測試的半導體元件D傳送至取放上蓋機構923，測試載盤31可透過取放上蓋機構923將上蓋311蓋合於測試載盤31，此外，第二移行機構9222亦可將測試載盤31上裝載已測試的半導體元件D傳送至取放上蓋機構923，將上蓋311分離於測試載盤31的下蓋312，且完成分離上蓋311之測試載盤31可同樣地依序藉由第二移行機構9222及第一移行機構9221將完成測試且分離上蓋311之測試載盤31送回分類機台92。

參閱圖2及圖8，第三移行機構9223可運行於多個測試座30之間，第三移行機構9223可藉由第一移行機構9221取得蓋合上蓋311之測試載盤31並移載至特定之測試座30內進行測試或同樣地將已測試完成之測試載盤31，由測試座30取出測試載盤31，並藉由前述之第一移行機構9221及第二移行機構9222，運送測試載盤31至取放上蓋機構923及分類機台92，完成自動化測試之流程。

藉此，測試裝置900透過與移行機構922及分類機台92的配合而能提供完整的自動化測試系統90，提高測試效率。

雖然本揭露已以一些實施例揭露如上，然其並非用以限定本揭露，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本揭露之精神及範圍內，當可作些許更動及潤飾。因此本案之專利保護範圍須視本說明書所附之申請專利範圍所界定者為準。

900:測試裝置

10:壓力源

20:流體控制模組

21:流量控制器

211:輸入埠

22:壓力計

25:分流道

30:測試座

321:第一流道

322:第二流道

50:開關閥組件

51:第一開關閥

52:第二開關閥

53:切換開關閥

Claims (21)

1. 一種測試裝置，適於測試複數半導體元件，各該半導體元件分別包括一輸入端及一輸出端，該測試裝置包括： 一壓力源，用以輸出一流體； 一流體控制模組，連接於該壓力源，包含： 複數流量控制器，連接於該壓力源，各該流量控制器分別具有一輸入埠； 複數壓力計；以及 複數分流道，各該分流道的一端分別連接於一個該輸入埠； 一測試座，包括一下壓組件、一下壓底座、一針測座、一測試基座及一測試載盤，該下壓組件係連接該下壓底座及該針測座並能相對該測試基座線性位移，其中： 該測試基座，包括複數第一流道及複數第二流道，各該第一流道分別連接一個該流量控制器；以及 該測試載盤，設置於該測試基座上，各該半導體元件的該輸入端及該輸出端貫穿該測試載盤並分別穿入該第一流道及該第二流道；以及 一開關閥組件，包含： 一第一開關閥，連接於該第二流道； 一第二開關閥，連接於該第一流道與該流量控制器之間，且該壓力計連接於該第二開關閥與該測試基座之間；以及 一切換開關閥，連接於該第二開關閥、該流量控制器及該分流道的另一端。
2. 如請求項1所述之測試裝置，更包含一控溫模組，該控溫模組包含一控溫源、一第一控溫裝置及一第二控溫裝置，該第一控溫裝置連接該控溫源及該流體控制模組，該第二控溫裝置連接該控溫源及該壓力源。
3. 如請求項1所述之測試裝置，其中更包含複數氣密件，分別設置於每一該第一流道及每一該第二流道內，且各該半導體元件的該輸入端及該輸出端分別抵接於一個該氣密件。
4. 如請求項2所述之測試裝置，其中該第一控溫裝置的一面包含一冷卻流道，該控溫源輸出冷卻水進入該冷卻流道，該流體控制模組設置於該第一控溫裝置的另一面。
5. 如請求項4所述之測試裝置，更包含複數風扇，設置於該第一控溫裝置上並面對該流量控制器。
6. 如請求項2所述之測試裝置，其中該第二控溫裝置包含一第一管體及一第二管體，該第一管體連接於該壓力源，該第二管體連接該控溫源並且包覆該第一管體。
7. 如請求項6所述之測試裝置，其中該控溫源輸出冷卻水進入該第二管體。
8. 如請求項1所述之測試裝置，更包含一基座，該流體控制模組及該測試座設置於該基座上。
9. 如請求項1所述之測試裝置，更包含一儲存槽，設置於該壓力源與該流量控制器之間。
10. 如請求項9所述之測試裝置，更包含一壓力調節閥，設置於該壓力源及該儲存槽之間。
11. 如請求項1所述之測試裝置，更包含一流量計，設置於該第二流道，用以連接該第一開關閥。
12. 一種用於測試裝置的測試方法，適於測試複數半導體元件，各該半導體元件分別包括一輸入端及一輸出端，該測試裝置包含： 一壓力源，用以輸出一流體； 一流體控制模組，連接於該壓力源，包含： 複數流量控制器，連接於該壓力源，各該流量控制器分別具有一輸入埠； 複數壓力計； 複數分流道，各該分流道的一端分別連接於一個該輸入埠；以及 複數流量計； 一測試座，包括一下壓組件、一下壓底座、一針測座、一測試基座及一測試載盤，該下壓組件係連接該下壓底座及該針測座並能相對該測試基座線性位移，且該針測座包含複數探針，其中： 該測試基座，包括複數第一流道及複數第二流道，各該第一流道分別連接一個該流量控制器，各該第二流道內分別設置一個該流量計；以及 該測試載盤，設置於該測試基座上，各該半導體元件的該輸入端及該輸出端貫穿該測試載盤並分別穿入該第一流道及該第二流道；以及 一開關閥組件，包含： 一第一開關閥，連接於該第二流道內的該流量計； 一第二開關閥，連接於該第一流道與該流量控制器之間，且該壓力計連接於該第二開關閥與該測試基座之間；以及 一切換開關閥，連接於該第二開關閥、該流量控制器及該分流道的另一端； 該測試裝置的測試方法包含： 一輸入流體步驟，開啟該壓力源使該壓力源向該測試座輸出該流體； 一控制開關閥組件步驟，控制該第一開關閥、該第二開關閥及該切換開關閥之啟閉； 一驗證輸入流體步驟，可選擇式地利用該壓力計或該流量計測量管路或該半導體元件內壓力或流量變化； 一測試半導體元件電性步驟，該下壓組件帶動該針測座下壓，致使該針測座上的該些探針接觸該測試載盤上的該半導體元件；以及 一取得半導體元件電性測試結果步驟，根據該測試半導體元件電性步驟，獲得該半導體元件之測量結果。
13. 如請求項12所述之測試方法，其中該取得半導體元件電性測試結果步驟完成後，若判定為電性測試異常值，即進行一重測半導體元件步驟，該重測半導體元件步驟包含重新執行該控制開關閥組件步驟、該驗證輸入流體步驟、該測試半導體元件電性步驟及該取得半導體元件電性測試結果步驟。
14. 如請求項12所述之測試方法，其中該控制開關閥組件步驟中，控制該第一開關閥及該第二開關閥關閉。
15. 如請求項14所述之測試方法，其中完成該控制開關閥組件步驟後，該驗證輸入流體步驟係控制該壓力計測量該第一開關閥與該第二開關閥之間封閉管路內壓力，判別該半導體元件的封裝氣密性。
16. 如請求項12所述之測試方法，其中該控制開關閥組件步驟中，控制該第一開關閥及該第二開關閥開啟，且控制該切換開關閥關閉該分流道，該流體從該流量控制器經該切換開關閥流入該第二開關閥、該測試座，該流體由該第一開關閥流出該測試裝置。
17. 如請求項16所述之測試方法，其中完成該控制開關閥組件步驟後，該驗證輸入流體步驟係控制該流量計量測經該半導體元件之該輸出端之流量。
18. 如請求項16所述之測試方法，其中完成該控制開關閥組件步驟後，該驗證輸入流體步驟係控制該壓力計量測經該半導體元件之該輸入端的壓力值，藉以比對該半導體元件之該輸出端之壓力值，獲得該半導體元件之該輸入端與該輸出端的壓力差。
19. 如請求項12所述之測試方法，其中該控制開關閥組件步驟中，控制該第一開關閥關閉及該第二開關閥開啟，該切換開關閥關閉該流量控制器連接之管路，而同時控制該切換開關閥開啟該分流道，待流體由該分流道流入該第一開關閥及該測試座，管路內流體達到一預定壓力後，接續控制該切換開關閥關閉該分流道及控制該流量控制器停止輸出流量。
20. 如請求項19所述之測試方法，其中，完成該控制開關閥組件步驟後，該壓力計測量該流量控制器與該第一開關閥之間的管路內壓力值，判別該流量控制器與該第一開關閥之間的管路的氣密性。
21. 一種測試系統，包含： 如請求項1所述之測試裝置； 一取放上蓋機構，設置於該測試裝置的一側，用以置放或分離一上蓋於該測試載盤； 一分類機台，設置於該取放上蓋機構的一側，用以處理各該半導體元件之進料、分類及包裝之作業；以及 一移行機構，設置於該分類機台、該取放上蓋機構及該測試座之一側，用以將該測試載盤運行於該分類機台、該取放上蓋機構及該測試座之間。