Cmos晶圓自動測試直針自動測試插座的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種CMOS晶圓自動測試直針自動測試插座，包括相互配合的燈箱和測試底座，所述底座包括從上到下依次分布的PCB轉接板、測試單元和測試鏡頭，所述測試鏡頭前方設置主要由光源組成的燈箱，其中，所述測試單元包括復數根測試探針以及用以安裝測試探針的探針保持主體、探針保持板和探針保持框，并且，在測試時，被測試晶圓設于測試鏡頭和測試單元之間，且測試鏡頭與光源之間還設有對比圖像。本實用新型實現了CMOS晶圓的自動化測試，同時使CMOS晶圓測試簡單化，測試操作簡單易行，且機械結構簡單，適于多種規格晶圓的測試。
【專利說明】CMOS晶圓自動測試直針自動測試插座
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種CMOS晶圓測試設備，特別是一種CMOS晶圓自動測試直針自動測試插座。
【背景技術】
[0002]CMOS晶圓系通過在硅晶片上加工感光集成電路而形成的光感芯片器件，其廣泛應用于手機，電腦、攝像裝置等設備中。一般來說，CMOS晶圓具有產品電路集成化較高、電路導出所采用錫球之間步距小(0.2mm左右)等特點。
[0003]目前，在CMOS芯片的生產過程中，主要采用將芯片從晶圓上切割下來后，進行單顆芯片進行手動或自動測試，以檢測芯片設計和加工的符合性。
[0004]現有晶圓測試方法主要是借助晶圓針測卡(Wafer Probe Card)而實施，主要有斜針和直針兩種形式，其主要用在非光學芯片測試上，但對于光學晶圓其并不適用，概因在光學晶圓的檢測過程中，需檢測芯片感光區的功能，形成準確的光學圖片對比。
[0005]同時，現有晶圓針測卡一般在芯片PITCH較大時適用，但隨著芯片PITCH的越來越小，其已經無法滿足測試要求。而且，其探針的使用壽命較低，一般只能達到5萬次左右的芯片測試量，而更換探針的操作極其復雜，使得測試成本大大升高。
[0006]另外，在測試線路板要求上，由于現有晶圓針測卡本身電路的要求，電路及其復雜，線路板一般都在10層以上，對電路板的設計和加工提出了很高的要求，局限性很大。
實用新型內容
[0007]本實用新型的目的在于提供一種CMOS晶圓自動測試直針自動測試插座，其能實現對CMOS晶圓的自動、高效、準確的測試，且結構簡單，操作方便，使用壽命長，從而克服了現有技術中的不足。
[0008]為實現上述實用新型目的，本實用新型采用了如下技術方案:
[0009]一種CMOS晶圓自動測試直針自動測試插座，包括相互配合的燈箱和測試底座，所述底座包括從上到下依次分布的PCB轉接板、測試單元和測試鏡頭，所述測試鏡頭前方設置主要由光源組成的燈箱，其中，所述測試單元包括復數根測試探針以及用以安裝測試探針的探針保持主體、探針保持板和探針保持框，并且，在測試時，被測試晶圓設于測試鏡頭和測試單元之間，且測試鏡頭與光源之間還設有對比圖像。
[0010]進一步的，所述被測試晶圓與測試鏡頭之間還分布有用以支承被測試晶圓的鋼化玻璃。
[0011 ] 進一步的，所述光源被置于暗室內。
[0012]進一步的，所述光源采用LED燈板，且所述暗室內還分布有至少一均光板。
[0013]進一步的，所述被測試晶圓中相應的芯片、測試鏡頭與光源光學中心之間的容差在0.03mm以下。
[0014]進一步的，所述底座還包括設備連接板，所述設備連接板設于上蓋與PCB轉接板之間。
[0015]進一步的，所述測試探針內設有彈簧，并且，當上蓋與底座完全蓋合時，所述彈簧被壓縮，并與被測試芯片上的錫球充分接觸。
[0016]進一步的，所述測試鏡頭上端面與被測試晶圓下端面之間的距離小于1.20mm。
[0017]進一步的，所述測試探針采用帶彈簧的半導體測試探針。
[0018]本實用新型的工作原理在于，通過將被測試CMOS晶圓置于該插座內，隨著暗室內光源的明暗變化，CMOS晶圓中相應芯片通過測試鏡頭對圖像的采集，將光學信號輸入CSP芯片中的感光區，將光學信號轉成電流信號，并由“測試探針”將信號傳輸到PCB轉接板，并將電流信號輸入外設測試設備，在外設測試設備內將電流信號轉成數字信號，重新生成圖像信號；通過對適時生成的圖像參數和原有的標準圖像進行對比，判斷是否滿足設計要求。
[0019]前述測試探針采用的是帶彈簧的半導體測試探針(P0G0 PIN)，可實現信號的微衰減，確保了測試的穩定性和可靠性；
[0020]通過設置前述探針保持架，可解決操作人員和機臺操作時放置、CMOS晶圓精確定位問題，同時放置易操作，機臺操作方便性大大增強，通過和測試機臺的配合，滿足產品測試達到產能要求:小時測試量高于4KPCS芯片。
[0021]與現有技術相比，本實用新型至少具有如下優點:實現了 CMOS晶圓的自動化測試，同時使CMOS晶圓測試簡單化，測試操作簡單易行，且機械結構簡單，適于多種規格晶圓的測試。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0022]圖1是本實用新型一較佳實施例的結構示意圖之一；
[0023]圖2是本實用新型一較佳實施例的結構示意圖之二 ；
[0024]圖3是本實用新型一較佳實施例中探針保持主體的結構示意圖；
[0025]圖4是本實用新型一較佳實施例中探針保持板的結構示意圖；
[0026]圖5是本實用新型一較佳實施例中LED燈箱的結構示意圖；
[0027]圖6是本實用新型一較佳實施例中暗室的結構示意圖；
[0028]圖7是本實用新型一較佳實施例中探針保持框的結構示意圖；
[0029]附圖標記說明:設備聯接板1、轉接固定螺絲2、PCB轉接板3、測試單元4、探針保持主體41、測試探針42、探針保持板43、信號轉接連接器5、測試晶圓6、LED燈板7、均光板
8、測試鏡頭9、晶圓測試鋼化玻璃10、暗室11、對比圖像12、探針保持框13、五金件套14、探針定位部15。
【具體實施方式】
[0030]以下結合附圖及一較佳實施例對本實用新型的技術方案作進一步的說明。
[0031 ] 參閱圖1-圖7，本實施例所涉及的一種CMOS晶圓自動測試直針自動測試插座包括相互配合的燈箱(圖中未示出)和測試底座，其中，
[0032]所述底座包括從上到下依次分布的PCB轉接板3、測試單元4和測試鏡頭9，所述測試鏡頭前方設置有主要由光源組成的燈箱，所述測試單元包括復數根測試探針42以及用以安裝測試探針的探針保持主體41、探針保持板43和探針保持框13，并且，在測試時，被測試晶圓設于測試鏡頭和測試單元之間，且測試鏡頭與光源之間還設有對比圖像12。
[0033]作為較為優選的實施方案之一，所述被測試晶圓與測試鏡頭之間還分布有用以支承被測試晶圓的鋼化玻璃。
[0034]進一步的，所述光源被置于暗室內。
[0035]進一步的，所述光源采用LED燈板，且所述暗室內還分布有若干均光板，這些均光板分布于LED燈板與測試鏡頭之間。
[0036]進一步的，所述被測試晶圓中相應芯片、測試鏡頭與光源光學中心之間的容差在
0.03mm以下，實現晶圓中每顆芯片和光學鏡頭之間的準確定位。
[0037]進一步的，所述底座還包括設備連接板1，所述設備連接板設于上蓋與PCB轉接板之間，通過此設備連接板的設置，可使該插座與外設測試設備的聯接簡單化，如，僅僅用螺絲緊固即可。
[0038]前述底座(SOCKET)部分可以采用T0RL0N4203材料，使得防靜電等級達到10140hm.cm等級。
[0039]進一步的，所述測試探針內設有彈簧，并且，當上蓋與底座完全蓋合時，所述彈簧被壓縮，并與被測試芯片上的錫球充分接觸。
[0040]而前述探針保持主體、探針保持板和探針保持框的組合，可使測試探針的放置和取出極為方便，并使得被測試晶圓能自如的放入或取出。
[0041]作為較為優選的實施方案之一，前述測試探針的工作過程可以為:
[0042](1)測試狀態:當測試探針在受壓時(模組放入放置槽內，同時與底座配合的上蓋LID下壓)內部彈簧壓縮，預期設定的壓縮值會使彈簧和被測試晶圓上的錫球充分接觸，而不會將被測試晶圓的上錫球(常規直徑在0.2?0.5mm,高度在0.1?0.25mm)扎破，且不會出現偏斜現象；
[0043](2)非測試狀態:當測試探針在沒受到外力壓制的情況下，保持松弛狀態，如此確保探針處于非受壓狀態，保證探針的使用壽命和壽命期內的導通功能正常，減少測試費用。
[0044]進一步的，所述測試鏡頭上端面與被測試晶圓下端面之間的距離小于1.20mm。
[0045]優選的，所述測試探針可采用帶彈簧的半導體測試探針，如此可以更好的實現對芯片中錫球進行點對點接觸，滿足測試點的導通，在對錫球的測試上滿足準確點接觸，并將信號傳輸至控制系統，系統確認接觸正確。
[0046]并且，若采用帶彈簧的半導體測試探針，其與被測試芯片接觸部的面積可以很方便的控制，使得被測試芯片上錫球因接觸測試探針而損傷區域的直徑的小于錫球直徑的1/4。
[0047]進一步的，通過前述測試單元的組合設計，可使單機、單人的測試效率實現2倍效率提升，測試頻度可以和測試簡單的芯片測試保持一致，小時測試量可高于1?5KPCS。
[0048]藉由本實用新型，可以實現對晶圓進行測試，解決了以往只能將CMOS光學芯片切割后才能進行單顆測試的方式，即在芯片制作前端，即晶圓過程中即可實現測試，大大豐富了測試方式和手段，并且本實用新型能夠提供CSP光學芯片的終測圖像信號，為光學芯片在加工制程中提供了最終鑒定的參數，使得晶圓加工工藝提升的到了較大的證據收集范圍。
[0049]并且，本實用新型還可滿足CMOS芯片測試的高壽命要求，產品壽命達到50萬次以上，同時滿足CMOS信號傳輸的微衰減，確保測試信號傳輸的穩定性和可靠性；以及，滿足測試系統中對光學影像精確定位，判斷測試結果要求。
[0050]另外，基于本實用新型的內容，本領域技術人員還可很容易的想到，通過對不同規格CMOS晶圓系列結構的分析，實現產品設計結構兼容，使得不同CMOS晶圓系列能在不同的測試機臺上實現安裝，測試的兼容。
[0051]需要指出的是，以上實施例僅用于說明本實用新型的內容，除此之外，本實用新型還有其他實施方式。但是，凡采用等同替換或等效變形方式形成的技術方案均落在本實用新型的保護范圍內。
【權利要求】
1.一種CMOS晶圓自動測試直針自動測試插座，包括相互配合的燈箱和測試底座，其特征在于，所述底座包括從上到下依次分布的PCB轉接板、測試單元和測試鏡頭，所述測試鏡頭前方設置有主要由光源組成的燈箱，其中，所述測試單元包括復數根測試探針以及用以安裝測試探針的探針保持主體、探針保持板和探針保持框，并且，在測試時，被測試晶圓設于測試鏡頭和測試單元之間，且測試鏡頭與光源之間還設有對比圖像。
2.根據權利要求1所述的CMOS晶圓自動測試直針自動測試插座，其特征在于，所述被測試晶圓與測試鏡頭之間還分布有用以支承被測試晶圓的鋼化玻璃。
3.根據權利要求1所述的CMOS晶圓自動測試直針自動測試插座，其特征在于，所述光源被置于暗室內。
4.根據權利要求3所述的CMOS晶圓自動測試直針自動測試插座，其特征在于，所述光源采用LED燈板，且所述暗室內還分布有至少一均光板。
5.根據權利要求3所述的CMOS晶圓自動測試直針自動測試插座，其特征在于，所述被測試晶圓中相應的芯片、測試鏡頭與光源光學中心之間的容差在0.03mm以下。
6.根據權利要求1所述的CMOS晶圓自動測試直針自動測試插座，其特征在于，所述底座還包括設備連接板，所述設備連接板設于上蓋與PCB轉接板之間。
7.根據權利要求1所述的CMOS晶圓自動測試直針自動測試插座，其特征在于，所述測試探針內設有彈簧，并且，當上蓋與底座完全蓋合時，所述彈簧被壓縮，并與被測試芯片上的錫球充分接觸。
8.根據權利要求1所述的CMOS晶圓自動測試直針自動測試插座，其特征在于，所述測試鏡頭上端面與被測試晶圓下端面之間的距離小于1.20mm。
9.根據權利要求1所述的CMOS晶圓自動測試直針自動測試插座，其特征在于，所述測試探針采用帶彈簧的半導體測試探針。
【文檔編號】G01R31/26GK203519776SQ201320542953
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年9月3日 優先權日:2013年9月3日
【發明者】朱小剛, 柳慧敏 申請人:蘇州創瑞機電科技有限公司
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