預清潔測試方法及測試卡的製作方法

2023-07-11 19:07:56 1

專利名稱：預清潔測試方法及測試卡的製作方法
技術領域：
本發明是與用以電性檢測電子組件的前置作業及設備有關，更詳而言之是指一種預清潔測試方法。
背景技術：
半導體晶粒、集成電路或其它電子電路的信號承載基板等電子組件的待測墊的電性檢測是否確實，攸關該電子組件的生產良率、成本與品質好壞，由於被檢測的待測墊的表面經常形成因氧化或汙染構成的一隔離膜，或者為避免待測墊表面損傷，製造商會施加一層隔離膜加以保護，該隔離膜通常為不良導體，在測試時若未加去除或去除不乾淨，該隔離膜會阻礙測試探針與受測電子組件中間的接觸通電效果，進而影響電性檢測的精準度。為此，已知技術在使用探針卡進行通電測試時，會施以較大的接觸壓力令其測試探針的針尖以刮除方式破壞該隔離膜，以便測試探針的針尖能確實地與隔離膜下方的良好導電金屬層接觸通電，據以進行電性檢測。然而，上述測試探針既為刮除工具，又為一測試信號傳輸結構，隨著測試時間增加，其針尖部位將堆積該被刮除的隔離膜碎屑，造成測試探針與受測電子組件中間接觸阻抗變動與增加，嚴重者更因高電阻通電發熱導致碎屑燒熔 (fritting)固著於針尖，使測試作業被迫中斷。為此，使用者必須經常性的清潔探針針尖， 因而大幅增加測試時數與生產成本；若有碎屑燒熔固著於針尖的情形發生時，更需要以研磨方式去除該燒熔物質，此時針尖將會因此磨耗縮短，造成探針卡使用壽命縮短。為改善上述缺點，中國臺灣發明專利公告號第567313號「接觸式探針及其製造方法與檢測裝置和檢測方法」提供一種改良技術，請參閱圖1所示，其於每一測試探針1附近增設一流動路徑管2，各流動路徑管2彼此相通且供還原氣體3流通，由預先控制還原氣體 3吹噴受測電子組件4表面的氧化物隔離膜如以產生化學反應並達清潔目的，以便於測試探針1確實點觸受測電子組件4的良好導電金屬表面4b。誠然前述技術雖無熔塊固著於針尖所帶來的問題與缺點，但實際執行上會產生下列問題，即配合該技術的化學管路結構複雜且製作不易；其次，於每次通電測試之前，皆需等待還原氣體3反應完畢後方可使用測試探針1以進行測試，因而拉長測試時間與增加測試成本；再者，氣體化學反應有均勻性分布與批次問題，測試環境溫度也會影響化學反應速度，因而增加化學反應作業的變量；又，通電測試多於高溫環境下進行，檢測機內部電路長期暴露在高溫化學反應環境下容易因此腐蝕損壞，且化學藥劑也容易堆積在測試機內。綜合以上缺點，此類檢測機必須特別設計以避免電性作業與化學反應二者相互影響與幹擾，對此，檢測機結構勢將更為複雜與提高製作成本，且不利維護。

發明內容
有鑑於此，本發明的主要目的在於提供一種預清潔測試方法及測試卡，其有助於提升測試效率，及提高測試裝置的電性測試穩定性。緣以達成上述目的，本發明所提供的預清潔測試方法包括先以一清潔裝置與一待
3測電子組件定位與進行預清潔作業後，再以另一測試裝置與該待測電子組件定位與進行電性測試作業。上述預清潔測試方法可以採用清潔作業在測試生產線上同步進行，或清潔作業進行完畢後再投入測試生產線進行測試兩種。依據上述構想，該同步作業模式的裝置結構包括一本體，及附設於該本體的至少一清潔單元與至少一測試單元，該清潔單元用以刮除該待測電子組件的待測墊表面的隔離膜，並使該待測墊露出一良好導電錶面，再以該測試單元點觸該良好導電錶面進行電性測
試ο進一步地，前述同步作業模式中，該清潔單元可施加較測試單元更大的壓力於該測試墊表面，不但使該清潔單元可提供足夠壓力以刮除該隔離膜外，同時該測試單元可適當輕觸該測試墊表面，提供良好電性接觸但不會刮損測試墊並汙染該測試單元尖端。依據上述構想，本發明在離線作業模式方面，其表面預清潔作業可選自使用一具有多個清潔單元的預清潔裝置去除該待測電子組件的隔離膜，再將該待測電子組件投入測試生產線上，以另一具備多個測試單元的測試裝置進行電性測試。


為能更清楚地說明本發明，以下列舉較佳實施例並配合附圖詳細說明如後，其中圖1為現有接觸式探針的檢測示意圖。圖2為本發明一較佳實施例的流程圖。圖3㈧至圖3(D)為本發明上述較佳實施例使用的預清潔測試作業說明圖標。圖4為一立體圖，為本發明使用的清潔單元結構。圖5為一立體圖，為本發明使用的另一種清潔單元結構。圖6(A)至圖6(D)說明清潔裝置與測試裝置的不同配置方式。圖7㈧至圖7(F)說明同步作業模式的預清潔測試實施方式。圖8為本發明測試卡的一種實施結構。圖9為本發明測試卡的另一種實施結構。圖10(A)至圖10(D)說明離線作業模式的預清潔測試實施方式。
具體實施例方式圖2為本發明的預清潔測試方法步驟，請再配合圖3(A)至圖3(D)，其中步驟a、定位待測電子組件與清潔單元令一待測電子組件20與一清潔裝置10相互定位，如圖3(A)所示，使該待測電子組件20的多個待測墊22對準相應的清潔單元10a。該待測墊22的表面具有一因氧化或汙染所形成的隔離膜24，或是為保護待測墊22所刻意施作的隔離膜M，對電性測試需求而言，該隔離膜M的導電性不佳。於本實施例中，該清潔裝置10設置有多根清潔單元IOa各別與一待測墊22對應，但是實務上亦可以同一清潔單元IOa同時對應多個待測墊22進行清潔作業。步驟b、去除待測墊表面的隔離膜以露出良好導電錶面圖3 (B)揭示本實施例的清潔單元IOa接觸待測墊22表面，並施以一定的接觸壓力F，造成該清潔針尖IOa往前推刮待測墊22表面的隔離膜24，使得隔離膜M下方的良好導電錶面22a顯露於外，此前置作業目的在於去除阻礙電性接觸的隔離膜24，以便後續的通電測試能順利進行。步驟C、定位待測電子組件與測試單元如圖3(C)所示，令該待測電子組件20與一測試裝置11相互定位，使該測試裝置 11上的測試單元Ila各別與相應的待測墊22表面對準；更進一步地，該測試單元Ila必須與該良好導電錶面2 對準，以便進行下一步驟的電性測試，該測試裝置可為已知常用的測試探針卡。步驟d、點測良好導電錶面進行電性測試如圖3(D)所示，令該測試裝置11與該待測電子組件20接觸，使測試單元Ila以適當壓力輕觸待測墊22的良好導電錶面22a以進行電性測試，以判別該待測電子組件20 是否功能正常。以上即為本發明較佳實施例的預清潔測試方法及其結構說明，以下再歸納該方法的優點如下1.測試單元1 Ia不需進行隔離膜M清潔作業，可輕壓接觸該良好導電錶面2 即可完成電性測試，故該測試單元Ila不易沾粘因刮除隔離膜M所產生的碎屑，可避免測試單元Ila與待測墊22中間的接觸阻抗不穩定影響電性測試品質，並可避免碎屑燒融問題； 更進一步的，該測試單元Ila的清潔頻率降低，亦可延長測試裝置11的使用壽命。2.清潔裝置10可單獨地被清潔或更換，以便有效維持良好的清潔與測試效果，同時避免測試裝置11在劇烈的清潔過程中(例如砂紙研磨)受損。上述實施例中，該清潔單元不限定以一對一方式各別針對單一待測墊進行清潔作業，如圖4所示，本發明使用的清潔單元具有一撓性身部30，該撓性身部30 —端固定於清潔裝置上(圖中未示)，另一端則設置有多個清潔尖端3 各別對應待測電子組件34的多個待測墊33，對於微針距的測試需求而言，簡化撓性身部30的製作可節省製作生產成本；更進一步地，該撓性身部30並不限定為懸臂梁形式，凡具備彈性的微結構體均可作為撓性身部30，例如彈簧、多折式彈性結構、垂直式微探針部件等。圖5進一步揭示本發明使用的另一清潔單元是以同一清潔尖端32b同時對多個待測墊33進行清潔作業，對於微針距的測試需求而言，可以更進一步簡化清潔單元的結構複雜度，以降低製作成本。根據上述本發明的預清潔測試方法，依據測試生產線需求有兩種
具體實施例方式
同步作業模式與離線模式。前述的同步作業模式乃指在同一測試機內，針對不同待測電子組件，可同時間進行去除隔離膜與電性測試作業；而離線模式則是指去除隔離膜的清潔作業在測試機外部進行後，再將待測電子組件送入測試機進行電性測試作業。圖6 (A)為上述同步作業模式的一測試卡18的上視圖，該測試卡18設置有多個清潔裝置14與多個測試裝置16，又該清潔裝置14具備有多個清潔單元14a，該測試裝置16 具備有多個測試單元16a。必須說明的是，圖6(A)的清潔裝置14與測試裝置16以並排配置的型態並非唯一的排列方式，也可使用如圖6(B)所示的交錯排列，即測試卡18』的所述清潔單元14a』與測試單元16a』彼此呈交錯安置，又如圖6 (C)、(D)所示的測試卡18」是包括有多排清潔裝置14」與測試裝置16」。前述僅為例示，惟不以此為限，其配置方式端視測試需要而設計，需說明的是，待測電子組件17是被固定不動，而測試卡18則受操控變換位置，以達成清潔與測試作業。當然，改以將測試卡固定不動，而改變操控待測電子組件相對測試卡於兩個位置中間移動時，亦得完成清潔與測試作業。此外，上述實施例中的清潔單元 14a圖標採用單一探針型態作為說明，但實際運用上不受此限制，亦可使用本發明中所提到所有其它形式的清潔單元。接下來將具體說明上述兩種作業模式的實施方式。圖7(A)_(F)為本發明預清潔測試方法的步驟a_d在同步作業模式下的實施例，以下選以圖6(A)所示測試卡18為例，其中圖7(A)揭示先將清潔單元Ha與待測電子組件17A定位，此步驟對應圖2所示的步驟a;至於圖2所示步驟b則對應圖7(B)、(C)，其中圖7(B)揭示待測電子組件17A上移使該清潔單元Ha得以接觸並刮除該待測墊13表面的隔離膜15，圖7 (C)則揭示經過刮除的待測墊13表面露出良好導電錶面13a，並移動該待測電子組件17A至下一作業位置；圖2所示步驟c對應圖7(D)描繪的動作，即揭示完成清潔作業的待測電子組件 17A被移動至測試單元16a下方，另一待測電子組件17B同時被移動至清潔單元14a，此時完成該清潔單元14a、該測試單元16a與待測電子組件17A、17B中間的定位；圖2所示步驟d則對應圖7(E)所描繪的狀態，其揭示再次上移待測電子組件17A、 17B，同時利用測試單元16a的針尖以點觸方式進行待測電子組件17A的電性測試作業，以及待測電子組件17B的預清潔作業(隔離膜去除)；圖7(F)即顯示待測電子組件17A已完成完整的預清潔測試作業，且待測電子組件17B亦完成清潔作業並將進行測試作業。依上述圖7(A)_(F)的操作原則可持續進行多個待測電子組件的同步作業模式； 利用此一同步作業模式，預清潔作業並不會佔用額外的生產作業時間，對既有的測試作業不會造成額外負擔；更進一步地，清潔作業階段至測試作業階段中間的切換時間極短，於待測墊13表面氧化物大幅生成之前即已完成通電測試，有助於提高測試卡的測試穩定性。另外，在圖2步驟d中，上述實施例的清潔單元更可進一步分別設定清潔單元與測試單元接觸待測電子組件的壓力，使清潔單元有足夠的能力完成預清潔作業(刮除隔離膜)，同時避免測試單元(探針)施加過大壓力再次刮損待測墊並汙染該測試單元尖端(探針針尖)；由此，將以下列兩種設計方式達成上述目的。如圖8所示，本發明的清潔單元與測試單元的進一步實施說明，圖中顯示一可實施同步作業模式的一測試卡33，該測試卡33具備一本體21與一基準面21c，該本體21表面配置有多個清潔單元25與測試單元23，該清潔單元25的尖端2 至該基準面21c為一第一距離Li，該測試單元23尖端23a至該基準面21c為一第二距離L2，該第一距離Ll大於該第二距離L2，當該待測電子組件27上移使該清潔單元25與該測試單元23皆與其下方的待測墊四接觸時，該清潔單元25相較於該測試單元23將至少被額外壓縮L1-L2的距離，此時該清潔單元25將可更容易提供相較該測試單元23更大的壓力與其尖端側向滑移量給該待測墊四，使該隔離膜31可收刮除確實的效，而此時該測試單元23仍以輕壓方式接觸待測墊四的良好導電錶面四⑴使該測試單元23不易再度沾粘汙染。此外，圖8結構的優點在於以該基準面21c為準，由於該清潔單元25的尖端突出於該測試單元23的尖端，因此在進行該清潔單元25的清潔維護時，可以使現有的具沾粘性或研磨性的清針墊僅接觸該清潔單元25的尖端進行清理，而較低下的該測試單元23的尖端不會被碰觸或刮傷，造成清潔維護前後的測試品質差異。利用類似圖8結構的設計原理，圖9結構則設計一清潔單元35的彈性常數大於一測試單元37，意即當該待測電子組件39與該清潔單元35與測試單元37接觸時，該清潔單元35將可提供相較該測試單元37更大的壓力給該待測墊36，使該隔離膜38可收刮除確實之效，且該測試單元37仍以輕壓方式接觸待測墊36，使該測試單元37不易再度沾粘汙染。上述各實施例皆在說明本發明的預清潔測試方法的同步作業模式，以下實施例將另行說明本發明的預清潔測試方法的另一作業模式離線作業模式。如圖IO(A)-(D)所示，離線作業模式包括兩部分，其一為預清潔作業，其二為電性測試作業，換言之，亦即在電性測試作業環境外先行將待測電子組件表面的隔離膜去除後， 馬上進入測試生產線進行測試。依據圖2所示的預清潔測試方法流程，其中步驟a對應圖10(A)所描繪結構，其顯示待測電子組件42與一僅具備一清潔單元41的一預清潔裝置40定位；步驟b對應圖10(B)描繪的狀態，即，控制預清潔裝置40下移，造成清潔單元41 的針尖部位接觸並刮除待測電子組件42的待測墊4 表面的隔離膜43 ；步驟c對應圖10 (C)描繪的狀態，即，已刮除隔離膜43的待測電子組件42被一輸送帶輸送至測試生產線，並完成測試裝置50的測試單元51與待測電子組件42的定位動作；步驟d對應圖10(D)描繪的狀態，即，控制測試裝置50的測試單元51下移，並令測試單元51的尖端點觸該待測墊4 表面，據以進行電性測試，並於完成電性測試再控制該測試裝置50上移即告完成。此外，本發明中所提及的各類清潔單元皆可適用於本實施例使用，並不限定為圖中所示的探針形式。以上所述僅為本發明較佳可行實施例而已，凡是應用本發明說明書及申請專利範圍所為的等效結構及製作方法變化，理應包含在本發明的權利要求範圍內。
權利要求
1.一種預清潔測試方法，包含下列步驟定位一清潔單元與一待測電子組件，該待測電子組件具備一待測墊，且該待測墊表面形成一隔離膜；利用該清潔單元以接觸方式去除該隔離膜，使該待測墊露出一良好導電錶面；定位該待測電子組件與一測試單元，使該待測墊的良好導電錶面與該測試單元對準；以該測試單元點觸待測墊的良好導電錶面，據以構成電性連接，並進行電性測試。
2.如權利要求1所述的預清潔測試方法，其中該測試單元電性連接一測試機電路。
3.如權利要求1所述的預清潔測試方法，其中該清潔單元具有至少一清潔尖端以側向滑移方式刮除待測墊的隔離膜。
4.如權利要求1所述的預清潔測試方法，其中該測試單元點觸待測墊的良好導電錶面的方式為移動測試單元接近該待測電子組件。
5.如權利要求1所述的預清潔測試方法，其中該測試單元點觸待測墊的良好導電錶面的方式為移動待測電子組件接近該測試單元。
6.一種預清潔測試方法，包含下列步驟定位一測試卡與一待測電子組件，該測試卡具有清潔裝置與測試裝置，該待測電子組件具備一待測墊，且該待測墊表面形成一隔離膜；利用該測試卡的清潔裝置以接觸方式預先去除部分待測墊上的隔離膜；利用該測試卡的測試裝置以點觸方式接觸該已去除隔離膜的待測墊的良好導電錶面以進行電性測試，同時該測試卡的清潔裝置以接觸方式繼續去除其它待測墊上的隔離膜。
7.如權利要求1所述的預清潔測試方法，其中該測試卡電性連接一測試機電路。
8 如權利要求1所述的預清潔測試方法，是移動該測試卡接近該待測電子組件以進行清潔與電性測試。
9.如權利要求1所述的預清潔測試方法，是移動該待測電子組件接近該測試卡以進行清潔與電性測試。
10.一種測試卡，用以對表面形成一隔離膜的待測電子組件進行清潔與檢測，該測試卡包含一本體；一清潔單元，附設於該本體且包括至少一清潔針尖，該清潔針尖用以刮除該待測電子組件表面的隔離膜；以及一測試單元，附設於該本體且包括至少一針尖，該針尖用以點觸該已刮除隔離膜的待測電子組件的表面。
11.如權利要求10所述的測試卡，其中該本體具有一基準面，該基準面至該清潔單元的清潔針尖頂緣為一第一距離，該基準面至該測試單元的針尖頂緣為一第二距離，其中該第一距離大於該第二距離。
12.如權利要求10所述的測試卡，其中該清潔單元具有一撓性身部，該撓性身部一端連接於該本體，另一端設置有該清潔針尖。
全文摘要
一種預清潔測試方法及測試卡，是用於確保探針卡在長時間電性測試期間與待測電子組件維持良好電性接觸，不因探針針尖累積汙染物造成電性測試不穩定，該預清潔測試方法是於進行電性測試前先以一清潔裝置刮除待測電子組件的待測墊表面的不良導電的隔離膜，使之露出一良好導電錶面後，在良好導電錶面嚴重氧化或受到汙染之前，再以另一測試裝置點測該良好導電錶面進行電性測試，以維持測試裝置的潔淨與測試穩定度；以測試生產線作為區分基準，該預清潔測試方法實施方式分為同步作業模式與離線作業模式兩種。
文檔編號G01R31/00GK102486501SQ20101057776
公開日2012年6月6日 申請日期2010年12月3日 優先權日2010年12月3日
發明者陳志忠 申請人:旺矽科技股份有限公司