集成電路測試插座的測試接口的自動清潔機構及清潔方法

2023-06-20 21:43:26 2

專利名稱：集成電路測試插座的測試接口的自動清潔機構及清潔方法
技術領域：
本發明是有關一種集成電路(IC)測試插座的測試接口的清潔機構及清潔方法，尤指一種具自動清潔功能的ic測試插座測試接口的清潔機構及 清潔方法。
背景技術：
半導體製造的最後一個製程為測試，測試製程可分為初步測試與最終 測試，其主要目的除了發現半導體組件的瑕疵之外，也將依規格劃分半導 體組件的等級。在測試半導體組件例如晶片的過程中，測試接口，例如探針，會與半導體組件上的接腳，例如焊墊(pad)或錫球(solder ball), 進行電性接觸，以測試該半導體組件的相關電性能，以及評估其功能是否 正常。圖1所示為一般用來測試BGA (Ball Grid Array,球柵數組封裝)型 式的晶片特性的一晶片針測機系統，其包含晶片測試分類機(Handler) 6、 晶片承載裝置及測試機臺的測試頭(Tester Head) 7。晶片測試分類機6 位於測試頭7上方，而晶片承載裝置安裝於測試頭7上。該晶片承載裝置包 含有一測試電路板(Load Board) 8與一測試基座(Socket Base或Docking Plate) 9。該測試基座9用於收容一對應測試插座(Socket,圖中未顯示)。 該測試插座，為連接待測晶片10的錫球101與測試頭7上的訊號傳送接點的 一轉換接口，其內設有若干個伸縮設計的探針(Pogo Pin，圖中未顯示)， 用以與收容固持在其內的待測晶片10底部的錫球101進行電接觸。該測試 電路板8通過該測試插座內的探針與待測晶片10進行電連接，以測試該芯 片10的性能是否正常。該分類機6具有一吸持裝置61，其一端連接一機械臂(圖中未顯示)，另一端設有一真空吸嘴62可吸取一待測晶片10。該分 類機6的作業流程，依序為將待測晶片10自待測區移至測試機臺的測試區 內，再利用其上的吸持裝置61將待測晶片10吸取且移動至測試區內的測試 插座內進行測試。另外，該測試基座9設於測試電路板8的上方，其上對應 吸持裝置61的定位孔63設有定位銷91。當該吸持裝置61吸取待測晶片10至 該測試電路板8作測試時，其上的定位孔63可與定位銷91接合，以達成定 位。但是，由於待測晶片10底面的錫球101是由金屬材料所製成，因此， 當該錫球101暴露於空氣中時，易產生氧化。另外，在一些製造過程中的 有機材料也可能沈積在錫球101上。因此，在重複測試過程中，探針尖端 在反覆接觸錫球101後，金屬氧化物及其它在錫球101上的材料會堆積在探 針尖端。當這些雜質累積一定數量時，會影響探針尖端的特性，使得測試 結果變得不準確，進而影響到測試的準確度與測試良率。因此，探針在使 用一段時間後，必須要進行清除其針尖表面的殘屑的工作，以維持其良好 狀態。若探針尖端已汙損得較為嚴重，有時甚至還需更換整個測試插座。探針的清潔方法一般是利用刷子等工具人工清潔。此種方法需將測試 頭7與分類機6分離後再拆除測試基座9，如此才能將測試插座取下來進行 清潔動作，甚至還必須移動分類機6後才可進行。當清潔動作完成後，又 需反向重複上述動作，重新完成產品設定的動作，如此將造成生產線停頓 一段時間。若重新設定後，仍未能解決問題，則可能需再一次重複以上的 動作，甚至第三次，不僅浪費時間與人力，亦嚴重影響測試效率及產出。綜上所述，先由的人工清潔測試接口的方式存在以下四方面的缺陷1. 清潔時機完全依賴主觀人為判斷，故不能及時清潔已汙損的測試 接口，導致測試結果為不良品數提高，相對也提高其重測率，進而降低測 試效率；2. 清潔方法人工執行清潔之動作，其清潔質量參差不齊，且清潔時 需分離測試頭與分類機，浪費人力、時間，增加操作者之機臺維護負擔， 降低測試效率；3. 測試良率及效率因無自動化功能，完全需依賴人工執行判斷與清 潔之動作，故造成測試良率不穩定之現象，良率差異增大，重測率提高， 測試效率下降；4. 測試接口的使用壽命人工清潔的方式由於清潔時機不易把握及清潔質量參差不齊，故會影響到測試接口的使用壽命。鑑於上述缺陷，有必要提供一種具自動清潔功能的測試接口的清潔機 構及清潔方法。發明內容本發明的主要目的在於提供一種利用一清潔組件清潔IC測試插座的測試接口的自動清潔機構，其結構簡單、操作簡便，可達成對測試接口的 自動、及時、高效的清潔。本發明的另一目的在於提供一種利用一清潔組件清潔ic測試插座的測試接口的自動清潔方法，以達成對測試接口的自動、及時、高效的清潔， 以降低重測率，提高測試效率，並延長測試接口的使用壽命。依據本發明的主要目的而提供的集成電路(ic)測試插座的測試接口的自動清潔機構，是應用於一IC測試機系統，該自動清潔機構包含一清潔組件夾持裝置，其可移動地設置於ic測試插座的上方，該夾持裝置具有一面向IC測試插座的底面；以及一清潔組件，其可分離地依附於該夾持裝置的底面，該清潔組件的形 狀與IC測試插座的用於承載IC的收容部的形狀相匹配；其中，通過該夾持裝置相對IC測試插座的移動，依附於其底面的該清 潔組件可達成對IC測試插座的測試接口的自動清潔功能。依據本發明的較佳實施例，其中，該清潔組件是由一本體與一清潔片 所組成，該清潔片黏貼於該本體的底面。該清潔組件的本體的形狀與待測 IC的形狀相同，其為一仿真集成電路(dummy IC)。該清潔組件存放於IC 測試機系統的測試區旁邊的一存放緩衝區內。該清潔片可為一砂紙或水砂 紙。依據本發明的較佳實施例，其中，該夾持裝置可相對ic測試插座作垂直及橫向運動，其為一用於晶片測試分類機的晶片吸持裝置，通過真空吸 力吸持該清潔組件。該夾持裝置包含一本體及設於本體內的一吸嘴，該本體設有定位孔，用來與收容ic測試插座的測試基座的定位銷相結合。 依據本發明的較佳實施例，其中，該ic測試插座的測試接口為若干個探針。依據本發明的另一目的而提供的ic測試插座的測試接口的自動清潔方法，其應用於一IC測試機系統，該自動清潔方法包含下列步驟提供一清潔組件夾持裝置，將其設置於ic測試插座的上方，該夾持裝置具有一面向IC測試插座的底面；提供一清潔組件，其形狀與IC測試插座的用於承載IC的收容部的形狀 相匹配；將該清潔組件可分離地依附於該夾持裝置的底面；以及 使該夾持裝置相對IC測試插座移動，以此使依附於其底面的該清潔組 件可達成對IC測試插座的測試接口的自動清潔功能。依據本發明的較佳實施例，其中，該提供一清潔組件的步驟包含提供 一本體與一清潔片，並黏貼該清潔片於該本體的底面。該清潔組件的本體 的形狀與待測IC的形狀相同，其為一仿真集成電路(dummy IC)。該清潔 組件存放於IC測試機系統的測試區旁邊的一存放緩衝區內。依據本發明的較佳實施例，其中，該夾持裝置可相對IC測試插座作垂 直及橫向運動。該夾持裝置為用於晶片測試分類機的晶片吸持裝置，其通 過真空吸力吸持該清潔組件。依據本發明的較佳實施例，其中，該提供一夾持裝置的步驟包含提供 一本體以及於該本體內設置一吸嘴。該本體設有定位孔，用來與收容IC測 試插座的測試基座的定位銷相結合。與現有技術相比，本發明的IC測試插座的測試接口的自動清潔方式通 過對測試機臺的自動設定，可及時清潔已汙損的測試接口，更具時效性與 便利性，且清潔質量較均勻，清潔時無須分離測試頭與分類機。通過機臺的該自動清潔功能，可提高測試良率及測試效率，並可延長測試接口的 使用壽命。


圖l顯示一現有的晶片針測機系統的側視圖。圖2顯示本發明自動清潔機構應用於圖l所示的晶片針測機系統的實 施例分解示意圖。圖3顯示圖2實施例的組合圖。圖4及圖5顯示本發明自動清潔機構相對測試插座內的探針的動作方 式示意圖。圖6詳細顯示了清潔組件底面的清潔片研磨探針尖端的動作示意圖。 圖7顯示本發明自動清潔方法的流程圖。
具體實施方式
本發明的集成電路(IC)測試插座的測試接口的自動清潔機構及清潔 方法可適用於一IC測試機系統，例如圖l所示的晶片針測機系統。圖2與圖3顯示本發明IC測試插座的測試接口的自動清潔機構(以下簡 稱自動清潔機構)應用於圖l所示的晶片針測機系統的實施例示意圖，其 中圖2為分解圖，而圖3為圖2的組合圖。如圖2與圖3所示，本發明自動清 潔機構包含一清潔組件夾持裝置1及一清潔組件2。該清潔組件夾持裝置l 可通過機械臂可移動地設置於IC測試插座3的上方，該夾持裝置l為一吸持 裝置，通過真空吸力吸持該清潔組件2。該夾持裝置l包含一本體ll及設於 本體11內的一吸嘴12。該本體11內部設有一空氣管路13至該吸嘴12，通過 該空氣管路13提供吸氣，形成吸取清潔組件2的吸力，以將清潔組件2吸附 於其底面14。該本體11外緣更設有若干個定位孔15，用來與收容IC測試插 座3的測試基座4上的對應定位銷41相結合，以使晶片針測機系統的分類機 與測試頭兩者之間實現定位，以進行後續晶片測試作業。由於該清潔組件 吸持裝置l其結構及控制與作動方式與現有晶片針測機系統的分類機的晶片吸取裝置(夾具)基本相同，故在此不再進一步贅述。該清潔組件2為一獨立組件，可分離地依附於該夾持裝置1的底面14， 以進行對測試插座3內的測試接口，即探針5的清潔動作。該清潔組件2可 存放於IC測試機系統的測試區旁邊的一存放緩衝區內，以供夾持裝置l吸 取及使用後存放。該清潔組件2的形狀與測試插座3用於承載待測IC的收容 部31的形狀相匹配。該清潔組件2是由一本體21與一清潔片22所組成，該 清潔片22黏貼於該本體21的底面23。該清潔組件2的本體21的形狀與待測 IC的形狀相同，其為一不包含晶片的仿真集成電路(dummy IC)，其結構 也包括一電路板24及自電路板24凸伸出的一封膠體25 。該仿真集成電路通 常是用於在新購測試設備、新制測試冶具、新封裝廠IC第一次上線等情形 時，使該等仿真集成電路在測試機構上不斷空跑，以作堵塞率(Jam Rate) 的堵塞測試，使實際測試時發生堵塞的情況降至最低，進而避免造成IC外 觀不良或損壞。該清潔片22可為一砂紙或水砂紙，如圖6中所示，其包含 多層結構，其中之一為緩衝層221，其底部以植砂技術植有許多用以研磨 探針5的細小砂粒222。該清潔片22可由市面購得，如日本NHK、美國3M公司製造的精密清潔片。圖4及圖5所示為本發明自動清潔機構相對測試插座3內的探針5的動 作方式示意圖。其清潔作業流程依序為將清潔組件2自存放緩衝區移至 測試機臺的測試區內，再通過清潔組件夾持裝置1將清潔組件2吸取且移動 至測試區內的測試插座3內，以利用清潔組件2底面的清潔片22對測試插座 3內的探針5進行清潔的動作。在清潔片22與探針5接觸前，夾持裝置l本體 11上所設的定位孔15與測試基座4上的定位銷41對應接合，以達成定位。 在預設的清潔動作與次數完成後，夾持裝置1將清潔組件2放回存放緩衝區 內，以供下次使用或直接捨棄。本發明自動清潔機構的夾持裝置1可吸取帶動清潔組件2底面的清潔 片22相對設置於測試插座3內的探針5以預設的次數與速度作垂直及橫向 運動，以清潔針尖51。該清潔組件夾持裝置l的這些預設的垂直及橫向運 動可通過修改測試機臺的程序而達成。本發明自動清潔機構的清潔時機可由操作者自行設定，或設定機臺在己進行一定的晶片測試次數後自動執行 清潔，或者設定機臺在晶片測試良率下降至一特定百分點後自動執行清 潔。圖6詳細顯示了清潔組件2底面的清潔片22研磨探針5尖端51的動作示 意圖。如圖6中箭頭所示，清潔片22在夾持裝置1的帶動下，可以預設次數 與速度，利用其底部砂粒222的粗糙表面與探針5尖端51表面接觸而磨擦， 達成自動清潔針尖51表面殘屑的效果。該清潔片22的垂直運動可研磨針尖 51表面，而其微小的橫向運動則可平滑針尖51表面。圖7所示為本發明IC測試插座的測試接口的自動清潔方法的流程圖， 其包含下列步驟(1) 提供一清潔組件夾持裝置，將其設置於IC測試插座的上方，該夾 持裝置具有一面向IC測試插座的底面；(2) 提供一清潔組件，其形狀與IC測試插座的用於承載待測IC的收容 部的形狀相匹配；(3) 將該清潔組件可分離地依附於該夾持裝置的底面；以及(4) 使該夾持裝置相對IC測試插座移動，以此使依附於其底面的該清 潔組件達成對IC測試插座的測試接口的自動清潔功能。其中，該提供一清潔組件的步驟包含提供一本體與一清潔片，並黏貼 該清潔片於該本體的底面。該清潔組件的本體的形狀與待測IC的形狀相同, 其為一仿真集成電路。該清潔組件可存放於IC測試機系統的測試區旁邊的 一存放緩衝區內。該夾持裝置可相對測試插座作垂直及橫向運動。該夾持裝置為一吸持 裝置，通過真空吸力吸持該清潔組件。在較佳實施例中，該夾持裝置為一 晶片測試分類機上的晶片吸持裝置。上述提供一夾持裝置的步驟包含提供一本體以及於本體內設置一吸 嘴。該本體設有定位孔，用來與收容IC測試插座的測試基座的定位銷相結 合。如上所述，本發明提供的自動清潔機構及清潔方法，可達成對測試插座的測試接口的自動、及時、高效的清潔。該自動清潔機構構造簡單、操作簡便，其清潔組件夾持裝置i為現有ic測試機系統的分類機的一部分，原來僅用來夾持欲測試的IC，而在本發明中，更可用來夾持一清潔組件，以通過清潔組件上的清潔片的材質特性與磨擦力量來達成在線自動清潔IC測試接口的目的，故本發明充分利用了已有的資源，實施容易，極具便利性。通過本發明的在線自動清潔方式，測試插座不需從生產在線移出即 可進行清潔的動作，可減少生產線停頓時間，同時也可延長測試接口的使 用壽命。綜上所述，與現有的人工清潔方式相比，本發明的自動清潔方式具有以下四方面的優點1. 清潔時機不依主觀人為判斷，而通過測試機臺的自動設定，故能 及時清潔已汙損的測試接口，更具時效性與便利性，可降低重測率，進而 提高測試效率；2. 清潔方法通過機臺依設定自動執行清潔的動作，其清潔質量較均勻，且清潔時無須分離測試頭與分類機，可節省人力、時間，提高測試效 率；3. 測試良率及效率因機臺具有依設定自動清潔的功能，故能及時有 效地進行清潔的動作，故測試良率較穩定，良率差異較小，重測率下降， 測試效率提高；4. 測試接口的使用壽命機臺自動清潔的方式由於清潔時機把握較好 及清潔質量較均勻，故可延長測試接口的使用壽命。需說明的是，本發明的自動清潔機構及清潔方法可適用於各類IC測試 機系統的各式分類機，如P&P Handler, Gravity Handler等，而不限於所揭 示的實施例。清潔組件與夾持裝置的依附方式並不限於真空吸取的方式， 且測試接口也不限於探針接口。因此，本發明具有普遍的適用性。
權利要求
1.一種集成電路測試插座的測試接口的自動清潔機構，其應用於一集成電路測試機系統，其特徵在於所述自動清潔機構包含一清潔組件夾持裝置及一清潔組件，所述清潔組件夾持裝置，可移動地設置於集成電路測試插座的上方，所述夾持裝置具有一面向集成電路測試插座的底面；清潔組件可分離地依附於所述夾持裝置的底面，所述清潔組件的形狀與集成電路測試插座的用於承載集成電路的收容部的形狀相匹配；通過所述夾持裝置相對集成電路測試插座的移動，依附於其底面的所述清潔組件可達成對集成電路測試插座的測試接口的自動清潔功能。
2. 如權利要求l所述的自動清潔機構，其特徵在於所述清潔組件是 由一本體與一清潔片所組成，所述清潔組件本體的形狀與所述集成電路測試插座的測試接口所欲測試的集成電路的形狀相同，所述清潔片黏貼於所 述本體的底面。
3. 如權利要求2所述的自動清潔機構，其特徵在於所述清潔組件的 本體為一仿真集成電路，所述集成電路測試機系統的測試區旁邊設置有一 存放緩衝區，所述清潔組件未使用時存放於所述存放緩衝區內。
4. 如權利要求l所述的自動清潔機構，其特徵在於所述夾持裝置為 一吸持裝置，通過真空吸力吸持所述清潔組件。
5. 如權利要求l所述的自動清潔機構，其特徵在於所述夾持裝置為 一用於晶片測試分類機的晶片吸持裝置。
6. 如權利要求l所述的自動清潔機構，其特徵在於所述夾持裝置包 含一本體及設於本體內的一吸嘴，所述本體設有定位孔，所述集成電路測試機系統包括收容集成電路測試插座的測試基座，所述基座具有定位銷， 所述定位孔用來與所述定位銷相結合。
7. 如權利要求l所述的自動清潔機構，其特徵在於所述集成電路測 試插座的測試接口為若干個探針。
8. —種集成電路測試插座的測試接口的自動清潔方法，其應用於一 集成電路測試機系統，所述自動清潔方法包含下列步驟-提供一清潔組件夾持裝置，將其設置於集成電路測試插座的上方，所 述夾持裝置具有一面向集成電路測試插座的底面；提供一清潔組件，其形狀與集成電路測試插座的用於承載集成電路的 收容部的形狀相匹配；將所述清潔組件可分離地依附於所述夾持裝置的底面；以及使所述夾持裝置相對集成電路測試插座移動，以此使依附於其底面的 所述清潔組件對集成電路測試插座的測試接口自動清潔。
9. 如權利要求8所述的自動清潔方法，其特徵在於所述提供一清潔 組件的步驟包含提供一本體與一清潔片，所述清潔組件的本體的形狀與集 成電路測試插座的測試接口所欲測試的集成電路的形狀相同，並黏貼所述 清潔片於所述本體的底面。
10. 如權利要求9所述的自動清潔方法，其特徵在於所述清潔組件 的本體為一仿真集成電路，所述集成電路測試機系統的測試區旁邊設置有一存放緩衝區，所述清潔組件未使用時存放於所述存放緩衝區內。
11. 如權利要求8所述的自動清潔方法，其特徵在於所述夾持裝置 可相對集成電路測試插座作垂直運動或橫向運動。
12. 如權利要求8所述的自動清潔方法，其特徵在於所述提供一夾 持裝置的步驟包含提供一本體以及於本體內設置一吸嘴，所述本體設有定 位孔，所述集成電路測試機系統包括收容集成電路測試插座的測試基座， 所述基座具有定位銷，所述定位孔用來與所述定位銷相結合。
全文摘要
一種集成(IC)電路測試插座的測試接口的自動清潔機構及清潔方法。該自動清潔機構是應用於一IC測試機系統，其包含一清潔組件夾持裝置及一清潔組件。夾持裝置可移動地設置於IC測試插座的上方，清潔組件可分離地依附於該夾持裝置的底面，清潔組件的形狀與IC測試插座的用於承載IC的收容部的形狀相匹配；通過該夾持裝置相對IC測試插座的移動，依附於其底面的清潔組件可達成對IC測試插座的測試接口的自動清潔功能。該清潔組件由一本體與一清潔片組成。本發明的自動清潔方法，可達成對測試插座的測試接口的自動、及時、高效的清潔，測試插座不需從生產在線移出即可進行清潔的動作，可減少生產線停頓時間，同時也可延長測試接口的使用壽命。
文檔編號B24B27/033GK101249630SQ20081008637
公開日2008年8月27日 申請日期2008年3月25日 優先權日2008年3月25日
發明者盧忻傑, 胡朝雄 申請人:日月光半導體製造股份有限公司