專利名稱：芯片針測機的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于制造液晶顯示面板輔助裝置，特別是一種芯片針測機。
背景技術：
液晶硅晶顯示面板(liquid crystal on silicon，LCOS)不僅具有小畫素尺寸、高亮度及高解析度等技術優(yōu)勢，還具有制程簡單、成本低廉及體積小等優(yōu)點。因此，液晶硅晶顯示面板已被廣泛地應用在手提攝影機、能上網的手機等的手攜式個人通訊影音設備及投影電視及多媒體投影機等的影音器材。
如圖1、圖2所示，習知制作液晶硅晶顯示面板制造時，首先，提供半導體基板10；并且半導體基板10包含數個芯片14，而各芯片14均包含用來作為液晶硅晶顯示面板16的畫素電路的主動式矩陣電路(active matrix array，未顯示)及用來將液晶硅晶顯示面板16電連接至外部電路的數個焊墊26。接著，于半導體基板10的表面形成配向膜20a；隨后再于各芯片14的周邊區(qū)域形成框膠圖案22。
接著，提供與半導體基板10平行相對的玻璃基板12，并于透明基板12的表面上依序形成導電光阻層18及配向膜20b。導電光阻層18用來作為共通電極及彩色濾光片，而配向膜20a、20b均用來調整液晶分子的排列方向，其包含聚醯亞胺(polyimide)樹脂、二氧化硅(SiO2)或氮化硅(SiNx)等材料。然后，進行壓合制程(assembly process)，以使玻璃基板12經由各框膠圖案22而黏合至半導體基板10上，隨后再沿玻璃基板12上的切割道13及半導體基板10上的切割道11，將玻璃基板12與半導體基板10切割成各個液晶硅晶顯示面板16。之后進行灌晶制程，將液晶分子灌入玻璃基板12與半導體基板10之間，以于玻璃基板12與半導體基板10之間形成液晶分子層24，從而完成各個液晶硅晶顯示面板16。最后，進行封裝制程，以將各個液晶硅晶顯示面板16封裝成各種電子裝置所需的顯示元件。
值得注意的是，由于將導電光阻層18形成于玻璃基板12上及將玻璃基板12黏合至半導體基板10的制程良率低，因此，液晶硅晶顯示面板16時常會產生缺陷，從而降低顯示品質或無法顯示畫面。然而如圖2所示，對于未封裝的液晶顯示面板16而言，玻璃基板12的導電光阻層18與半導體基板10的接觸墊26位于相反兩側，而目前通用的針測機(prober)的設計無法對此種元件進行電性測試，因此這些在封裝前便產生缺陷的液晶硅晶顯示面板16，通常在封裝完成后才會被檢測出來，因而增加封裝成本并降低封裝品質。是故，尋求可用來測試未封裝的液晶硅晶顯示面板16的針測機，便是解決上述問題的重要關鍵。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種能檢驗未封裝半導體品質、降低封裝制程成本、提升封裝制程良率的芯片針測機。
本發(fā)明用來測試包含分別設有第一、二接觸墊的第一、二基板及設置于第一、二基板之間的液晶分子層的至少一液晶硅晶顯示面板；它包含承載座、設置于承載座表面上的托盤及裝設于托盤上方的探針卡；托盤包含用來承置至少一未封裝的液晶硅晶顯示面板的至少一凹槽及裝設于凹槽一側可導電的連接結構；第二連接結構包含用來與第一接觸墊電性接觸的第一部分及與第一部分電連接的第二部分；探針卡設置于托盤上，其包含用以電性接觸第二接觸墊與連接結構第二部分的至少兩支探針。
其中液晶硅晶顯示面板第一基板與第二基板部分重疊，且第一接觸墊位于未與第二基板重疊的第一基板表面上；第二接觸墊位于未與第一基板重疊的第二基板表面。
第二基板為半導體基板；第一基板為透明基板。
位于第一基板上的第一接觸墊為導電光阻層；位于第二基板上的第二接觸墊為焊墊。
第一基板為半導體基板；第二基板為透明基板。
位于第一基板上的第一接觸墊為焊墊；位于第二基板上的第二接觸墊為導電光阻層。
連接結構的第二部分為接觸墊。
連接結構的第一部分為導電性夾具。
連接結構的第一部分包含至少一導電性探針。
連接結構第一部分為設置于托盤表面的接觸墊。
托盤的每一凹槽內放置一個未封裝的液晶硅晶顯示面板。
托盤的每一凹槽內放置相連的數個未封裝的液晶硅晶顯示面板。
一種芯片針測機，它用來測試包含至少一第一接觸墊及至少一第二接觸墊的芯片；它包含承載座、設置于承載座表面上的托盤及裝設于托盤上方的探針卡；托盤包含用來承置至少一未封裝芯片的至少一凹槽及裝設于凹槽一側可導電的連接結構；連接結構包含用來與第一接觸墊電性接觸的第一部分及與第一部分電連接的第二部分；探針卡設置于托盤上，其包含用以電性接觸第二接觸墊與連接結構第二部分的至少兩支探針。
未封裝的芯片為未封裝的液晶硅晶顯示面板。
未封裝的液晶硅晶顯示面板包含透明基板、與透明基板部分重疊的半導體基板、設置于透明基板與半導體基板之間的液晶分子層、設于透明基板表面上并且部分位于透明基板與液晶分子之間的導電光阻層及至少一設于未與透明基板重疊的半導體基板表面上的焊墊。
第一接觸墊為導電光阻層；第二接觸墊為焊墊。
第一接觸墊為焊墊；第二接觸墊為導電光阻層。
連接結構的第二部分為設置于托盤表面上的接觸墊。
與第二部分電連接的第一部分為導電性夾具。
與第二部分電連接的第一部分包含至少一導電性探針。
與第二部分電連接的第一部分為設置于托盤表面上的接觸墊。
托盤的每一凹槽內放置一個未封裝的芯片。
托盤的每一凹槽內放置相連的數個未封裝的芯片。
由于本發(fā)明包含承載座、設置于承載座表面上的托盤及裝設于托盤上方的探針卡；托盤包含用來承置至少一未封裝的液晶硅晶顯示面板的至少一凹槽及裝設于凹槽一側可導電的連接結構；第二連接結構包含用來與第一接觸墊電性接觸的第一部分及與第一部分電連接的第二部分；探針卡設置于托盤上，其包含用以電性接觸第二接觸墊與連接結構第二部分的至少兩支探針。相較于習知技術，本發(fā)明具有包含有凹槽及設于凹槽一側的連接結構的托盤，并且，由于探針卡上的各個探針可經由連接結構，而電性接觸于未封裝的液晶硅晶顯示面板上，因此，本發(fā)明可對未封裝的液晶硅晶顯示面板進行電性測試，即本發(fā)明可先檢驗未封裝的液晶硅晶顯示面板的顯示品質，進而判別液晶硅晶顯示面板是否可用以顯示畫面，若液晶硅晶顯示面板可用以顯示畫面，則繼續(xù)進行后續(xù)的封裝制程；但若測試結果顯示液晶硅晶顯示面板無法用來顯示畫面，則直接報廢液晶硅晶顯示面板或進行重做制程，不僅能檢驗未封裝半導體品質，而且降低封裝制程成本、提升封裝制程良率，從而達到本發(fā)明的目的。


圖1、為習知制作液晶硅晶顯示面板的方法示意圖。
圖2、為未封裝的液晶硅晶顯示面板結構示意側視圖。
圖3、為本發(fā)明局部結構示意圖。
圖4、為本發(fā)明托盤結構示意俯視圖。
圖5、為本發(fā)明使用狀態(tài)示意圖。
圖6、為本發(fā)明托盤結構示意俯視圖(連接結構第一部分包含至少一導電性探針)。
圖7、為本發(fā)明托盤結構示意俯視圖(連接結構第一部分為接觸墊)。
圖8、為本發(fā)明托盤結構示意俯視圖(包含分別承置一個未封裝液晶硅晶顯示面板的數個凹槽)。
圖9、為本發(fā)明托盤結構示意俯視圖(包含分別承置數個未封裝液晶硅晶顯示面板的數個凹槽)。
圖10、為數個相連的未封裝的液晶硅晶顯示面板結構示意俯視圖。
具體實施例方式
本發(fā)明芯片針測機30用來測試至少一未封裝液晶硅晶顯示面板16。
未封裝液晶硅晶顯示面板16包括第一基板12、第二基板10及設置于第一、二基板12、10之間的液晶分子層24。第一基板12為透明基板，其上設有為第一接觸墊的導電光阻層18。第二基板10為半導體基板，其上設有為焊墊的第二接觸墊26。第一、二基板12、10部分重疊。第一接觸墊位于未與第二基板10重疊的第一基板12表面。第二接觸墊26位于未與第一基板10重疊的第二基板10表面。
第一基板12亦可為半導體基板；第二基板10為透明基板。位于第一基板12上的第一接觸墊26為焊墊。位于第二基板10上的第二接觸墊為導電光阻層18。
本發(fā)明芯片針測機30亦可用來測試包含至少一第一接觸墊及第二接觸墊的至少一未封裝的芯片。未封裝芯片可為未封裝液晶硅晶顯示面板16。芯片。
未封裝的液晶硅晶顯示面板16包含透明基板12、與透明基板12部分重疊的半導體基板10、設置于透明基板12與半導體基板10之間的液晶分子層24、設于透明基板12表面上并且部分位于透明基板12與液晶分子層24之間的導電光阻層18及至少一設于未與透明基板12重疊的半導體基板10表面上的焊墊26。
如圖3所示，本發(fā)明芯片針測機30包含腔體(未顯示于圖3)、設置于腔體的內的承載座(chuck)32、設置于承載座32表面上的托盤(tray)34、裝設于托盤34上方的探針卡(probe card)36及用來控制探針卡36的控制結構38。
探針卡36包含用以電性接觸待測芯片的數支探針361。此外，芯片針測機30內部包含定位結構(未顯示于圖3)，定位結構用來測定承載座32或托盤34的位置，并使承載座32與托盤34移動至正確的位置，而芯片針測機30內部的其它細部結構與一般芯片針測機例如TSK UF200相似，便不多贅述。
如圖4、圖5所示，托盤34包含凹槽40、覆蓋于凹槽40內壁的絕緣材料層41及裝設于凹槽40一側可導電的連接結構42。
凹槽40位于托盤34的中央部位，并用來承置未封裝的液晶硅晶顯示面板16。
連接結構42具有第一部分421及與第一部分421電連接的第二部分422。在本發(fā)明的最佳實施例中，第一部分421為導電性夾具(conductive clamp)，其由導電性極佳的金屬，例如金構成。第二部分422為接觸墊(contact pad)，其由銅金屬構成并經由鎖定結構46，例如螺絲固定于托盤34上。
絕緣材料層41則是由陶瓷材料所構成。此外，托盤34另包含三支導位銷(guide pin)44及兩個位于凹槽40底部的孔洞48。
導位銷44用來將托盤34以可移除的方式固定于承載座32的表面上。
孔洞48貫穿托盤34而通達承載座32的表面。
因此在電性測試過程中，芯片針測機30內的真空環(huán)境可將托盤34及液晶硅晶顯示面板16緊密地吸引并固定于承載座32表面上，以避免液晶硅晶顯示面板16在電性測試過程中脫落。
如圖5所示，當芯片針測機30欲進行電性測試于未封裝的液晶硅晶顯示面板16時，首先利用機器或人工將未封裝的液晶硅晶顯示面板16裝入托盤34的凹槽40內，并使導電性夾具421夾住玻璃基板12，而讓導電性夾具421電性接觸玻璃基板12表面的導電性光阻層18；隨后將托盤34固定于承載座32表面上；然后，進行芯片對準步驟(wafer alignment step)，利用前述的定位結構測定并移動承載座32與托盤34的位置，以使半導體基板10的接觸墊26位于正確的待測位置，必須注意的是，用于對準的接觸墊26兩側必須具有相同的圖案，才可確保此芯片對準步驟的精準度。隨后，進行探針對準步驟(needle alignment step)，以校準各探針361的位置，待各探針361校準完成后，再將各探針361分別電性接觸接觸墊26及連接結構42為接觸墊的第二部分422。最后，控制結構38向探針卡36輸入預定測試程式(test program)，使探針卡36依據預定測試程式利用各探針361將電子訊號輸入至接觸墊26及連接結構42為接觸墊的第二部分422，并由連接結構42為接觸墊的第二部分422將電子訊號經由為導電性夾具的第一部分421傳遞至導電性光阻層18，以進行液晶硅晶顯示面板16的電性測試，而電性測試的結果則再經由各探針361回傳至控制結構38，并由控制結構38處理分析電性測試的結果。
相較于一般的芯片測試機，本發(fā)明的芯片測試機30具有可拆卸的托盤34，并且托盤34上設有凹槽40及連接結構42。連接結構42包含為導電性夾具第一部分421及為接觸墊的第二部分422。值得注意的是，由于連接結構42為導電性夾具的第一部分421電連接至托盤34表面的為接觸墊的第二部分422，并可電性接觸玻璃基板12表面的導電性光阻層18，因此探針卡36上的各個探針361便可經由電性接觸接觸墊26與連接結構42為接觸墊的第二部分422，而得以測量未封裝的液晶硅晶顯示面板16的電性表現，進而判別液晶硅晶顯示面板16是否可用以顯示畫面，若液晶硅晶顯示面板16可用以顯示畫面，則繼續(xù)進行后續(xù)的封裝制程；但若測試結果顯示液晶硅晶顯示面板16無法用來顯示畫面，則直接報廢液晶硅晶顯示面板16或進行重做制程(rework)，如此便可降低封裝制程的成本，并提升封裝制程的良品率。
此外，如圖3、圖4、圖5所示的托盤34并非本發(fā)明唯一的實施方式。
亦可如圖6所示，托盤34a包含有凹槽40、覆蓋于凹槽40的內壁的絕緣材料層41及裝設于凹槽40一側且可導電的連接結構42a。
凹槽40位于托盤34a的中央部位并用來承置未封裝的液晶硅晶顯示面板16。
連接結構42a包含第一部分421a、第二部分422a及電連接于第一部分421a與第二部分422b的導線423。
第一部分421a包含至少一導電性探針。
第二部分422a為接觸墊。
第一部分421a的導電性探針可經由導線423與為接觸墊的第二部分422b電連接。并且，第一部分421a的各導電性探針421用來電性接觸玻璃基板12表面的導電性光阻層18，因此探針卡36上的各個探針361便可經由電性接觸接觸墊26及連接結構42a為接觸墊的第二部分422a，而得以測量未封裝的液晶硅晶顯示面板16的電性表現。
亦可如圖7所示，托盤34b包含有凹槽40、覆蓋于凹槽40的內壁的絕緣材料層41及裝設于凹槽40一側且可導電的連接結構42b。
凹槽40位于托盤34b的中央部位并用來承置未封裝的液晶硅晶顯示面板16。
連接結構42b包含第一部分421b及電連接第二部分422b及與第一部分421b電連接的第二部分422b。
第一、二部分421b、422b皆為接觸墊。
為接觸墊的第一部分421b用來電性接觸玻璃基板12表面的導電性光阻層18，因此探針卡36上的各個探針361便可經由電性接觸接觸墊26及連接結構42b為接觸墊的第二部分422b，而得以測量未封裝的液晶硅晶顯示面板16的電性表現。
亦可如圖8所示，托盤34c包含以矩陣排列的方式設于其內的數個凹槽40及分別固定于各凹槽40一側的數個可導電的連接結構。值得注意的是，每一個凹槽40均用來承置一個未封裝的液晶硅晶顯示面板16，而各連接結構可以是圖3、圖6、圖7所示的任何一種連接結構42(42a、42b)，因此本實施例的芯片針測機30可同時載入數個液晶硅晶顯示面板16，然后再一一對各液晶硅晶顯示面板16進行電性測試，如此一來，更可減少更換托盤的時間。不過，必須留意的是，每一個液晶硅晶顯示面板16均必須經過芯片對準步驟之后，才可利用探針卡36進行電性測試，以確保各液晶硅晶顯示面板16的位置正確。
如圖9、圖10所示，托盤34d包含有數個平行的凹槽40d及分別固定于各凹槽40d一側的數個可導電的連接結構42。并且，每一個凹槽40d均系用來承置數個相連的未封裝的液晶硅晶顯示面板16，而各連接結構42包含為導電性夾具的第一部分421及為接觸墊的第二部分422。值得注意的是，由于每一個凹槽40d內的各液晶硅晶顯示面板16的玻璃基板12彼此相連，所以為導電性夾具的第一部分421只要夾住每一個凹槽40d內的其中一個液晶硅晶顯示面板16的玻璃基板12即可，然后便可將托盤34d固定于承載座32表面，并對每一凹槽40d內的各液晶硅晶顯示面板16進行電性測試。不過，必須留意的是，每一個凹槽40d內的第一個液晶硅晶顯示面板16必須經過芯片對準步驟的后，才可利用探針卡36對各凹槽40d內的各液晶硅晶顯示面板16進行電性測試。相同地，本實施例的芯片針測機30可同時載入數個液晶硅晶顯示面板16，然后再一一對各液晶硅晶顯示面板16進行電性測試，如此，便可減少更換托盤34的時間。另一方面，為連接結構42的第一部分可為導電性夾具，亦可更換成導電性探針或接觸墊。
此外，在上述的各實施例中，連接結構42(42a、42b)的第一部分421(421a、421b)電性接觸玻璃基板12的導電光阻層18，然而本發(fā)明并不限于此，本發(fā)明亦可將液晶硅晶顯示面板16以倒置的方式裝入本發(fā)明的芯片針測機30的凹槽40內，以使連接結構42(42a、42b)的第一部分421(421a、421b)電性接觸半導體基板10表面的焊墊26，不過此時必須借由定位結構(未顯示)來讓第一部分421(421a、421b)可精確地對準半導體基板10表面的各個焊墊26。
相較于習知技術，本發(fā)明的芯片針測機30具有可拆卸的托盤34(34a、34b、34c、34d)，而托盤34(34a、34b、34c、34d)包含有凹槽40(40a、40b、40c)及設于凹槽40(40a、40b、40c)的一側的連接結構42(42a、42b)。并且，由于探針卡36上的各個探針361可經由連接結構42(42a、42b)，而電性接觸于未封裝的液晶硅晶顯示面板16上，因此，本發(fā)明的芯片針測機30可對未封裝的液晶硅晶顯示面板16進行電性測試。此外，由于芯片針測機30可對未封裝的液晶硅晶顯示面板16進行電性測試，因此本發(fā)明可先檢驗未封裝的液晶硅晶顯示面板16的顯示品質，然后再進行封裝制程，因而可降低封裝制程的成本，并提升封裝制程的良品率。
權利要求
1.一種芯片針測機，它用來測試包含分別設有第一、二接觸墊的第一、二基板及設置于第一、二基板之間的液晶分子層的至少一液晶硅晶顯示面板；其特征在于它包含承載座、設置于承載座表面上的托盤及裝設于托盤上方的探針卡；托盤包含用來承置至少一未封裝的液晶硅晶顯示面板的至少一凹槽及裝設于凹槽一側可導電的連接結構；第二連接結構包含用來與第一接觸墊電性接觸的第一部分及與第一部分電連接的第二部分；探針卡設置于托盤上，其包含用以電性接觸第二接觸墊與連接結構第二部分的至少兩支探針。
2.根據權利要求1所述的芯片針測機，其特征在于所述的液晶硅晶顯示面板第一基板與第二基板部分重疊，且第一接觸墊位于未與第二基板重疊的第一基板表面上；第二接觸墊位于未與第一基板重疊的第二基板表面。
3.根據權利要求2所述的芯片針測機，其特征在于所述的第二基板為半導體基板；第一基板為透明基板。
4.根據權利要求2或3所述的芯片針測機，其特征在于所述的位于第一基板上的第一接觸墊為導電光阻層；位于第二基板上的第二接觸墊為焊墊。
5.根據權利要求2所述的芯片針測機，其特征在于所述的第一基板為半導體基板；第二基板為透明基板。
6.根據權利要求5所述的芯片針測機，其特征在于所述的位于第一基板上的第一接觸墊為焊墊；位于第二基板上的第二接觸墊為導電光阻層。
7.根據權利要求1所述的芯片針測機，其特征在于所述的連接結構的第二部分為接觸墊。
8.根據權利要求1或7所述的芯片針測機，其特征在于所述的連接結構的第一部分為導電性夾具。
9.根據權利要求1或7所述的芯片針測機，其特征在于所述的連接結構的第一部分包含至少一導電性探針。
10.根據權利要求1或7所述的芯片針測機，其特征在于所述的連接結構第一部分為設置于托盤表面的接觸墊。
11.根據權利要求1所述的芯片針測機，其特征在于所述的托盤的每一凹槽內放置一個未封裝的液晶硅晶顯示面板。
12.根據權利要求1所述的芯片針測機，其特征在于所述的托盤的每一凹槽內放置相連的數個未封裝的液晶硅晶顯示面板。
13.一種芯片針測機，它用來測試包含至少一第一接觸墊及至少一第二接觸墊的芯片；其特征在于它包含承載座、設置于承載座表面上的托盤及裝設于托盤上方的探針卡；托盤包含用來承置至少一未封裝芯片的至少一凹槽及裝設于凹槽一側可導電的連接結構；連接結構包含用來與第一接觸墊電性接觸的第一部分及與第一部分電連接的第二部分；探針卡設置于托盤上，其包含用以電性接觸第二接觸墊與連接結構第二部分的至少兩支探針。
14.根據權利要求13所述的芯片針測機，其特征在于所述的未封裝的芯片為未封裝的液晶硅晶顯示面板。
15.根據權利要求14所述的芯片針測機，其特征在于所述的未封裝的液晶硅晶顯示面板包含透明基板、與透明基板部分重疊的半導體基板、設置于透明基板與半導體基板之間的液晶分子層、設于透明基板表面上并且部分位于透明基板與液晶分子之間的導電光阻層及至少一設于未與透明基板重疊的半導體基板表面上的焊墊。
16.根據權利要求15所述的芯片針測機，其特征在于所述的第一接觸墊為導電光阻層；第二接觸墊為焊墊。
17.根據權利要求15所述的芯片針測機，其特征在于所述的第一接觸墊為焊墊；第二接觸墊為導電光阻層。
18.根據權利要求15所述的芯片針測機，其特征在于所述的連接結構的第二部分為設置于托盤表面上的接觸墊。
19.根據權利要求18所述的芯片針測機，其特征在于所述的與第二部分電連接的第一部分為導電性夾具。
20.根據權利要求18所述的芯片針測機，其特征在于所述的與第二部分電連接的第一部分包含至少一導電性探針。
21.根據權利要求18所述的芯片針測機，其特征在于所述的與第二部分電連接的第一部分為設置于托盤表面上的接觸墊。
22.根據權利要求13所述的芯片針測機，其特征在于所述的每一凹槽內放置一個未封裝的芯片。
23.根據權利要求13所述的芯片針測機，其特征在于所述的每一凹槽內放置相連的數個未封裝的芯片。
全文摘要
一種芯片針測機。為提供一種能檢驗未封裝半導體品質、降低封裝制程成本、提升封裝制程良率的制造液晶顯示面板輔助裝置，提出本發(fā)明，它包含承載座、設置于承載座表面上的托盤及裝設于托盤上方的探針卡；托盤包含用來承置至少一未封裝的液晶硅晶顯示面板的至少一凹槽及裝設于凹槽一側可導電的連接結構；第二連接結構包含用來與第一接觸墊電性接觸的第一部分及與第一部分電連接的第二部分；探針卡設置于托盤上，其包含用以電性接觸第二接觸墊與連接結構第二部分的至少兩支探針。
文檔編號G02F1/1333GK1715941SQ20041005006
公開日2006年1月4日 申請日期2004年6月29日 優(yōu)先權日2004年6月29日
發(fā)明者葉啟鴻, 徐同忠, 劉頌斌, 楊莊明 申請人:聯華電子股份有限公司