專利名稱：電氣連接構(gòu)件的接著強(qiáng)度測(cè)試裝置及其無摩擦校正元件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電氣連接構(gòu)件的接著強(qiáng)度測(cè)試裝置及其無摩擦校正元件，特別涉 及一種電氣連接構(gòu)件的接著強(qiáng)度測(cè)試裝置及其無摩擦校正元件，其中該接著強(qiáng)度測(cè)試裝置 包含一旋轉(zhuǎn)式測(cè)試頭，具有至少兩根探針，分別用以測(cè)試電氣連接構(gòu)件的接著強(qiáng)度。
背景技術(shù)：
半導(dǎo)體元件通常具有供導(dǎo)體接合的位置，這些位置一般具有球形的金球或焊球 (統(tǒng)稱為球體)。為了確認(rèn)接合技術(shù)是否適宜及接著強(qiáng)度是否足夠，必須測(cè)試基板與球體間 的機(jī)械接著強(qiáng)度?，F(xiàn)有技藝為通過一剪力工具施力于該球體的一側(cè)，而為了避免剪力工具 因摩擦基板表面而產(chǎn)生摩擦力，剪力工具的位置必須為可調(diào)式。美國專利US 6，341，530公開了一種剪力測(cè)試工具，具有半圓柱形凹槽，對(duì)應(yīng)于待 測(cè)試的球體(焊球或金球)的外形，以便施加剪力而將球體從基板移開，其可應(yīng)用于測(cè)試直 徑在50至100毫米的球體的接合強(qiáng)度。另，美國專利公開案US 2004/0103726公開了一種 檢視工具(vision system camera)，可安裝到接著強(qiáng)度測(cè)試系統(tǒng)的測(cè)試模塊中，可用以檢 視連接構(gòu)件的剪力測(cè)試，以便有效地提升接著強(qiáng)度的剪力測(cè)試系統(tǒng)的功能。除了球體的接著強(qiáng)度的剪力測(cè)試之外，半導(dǎo)體元件亦需要進(jìn)行導(dǎo)線的接著強(qiáng)度的 拉力測(cè)試。然而，上述現(xiàn)有技藝僅可進(jìn)行剪力測(cè)試，無法進(jìn)行拉力測(cè)試。此外，在剪力測(cè)試 過程，剪力施加于球體，直到球體被移除；在拉力測(cè)試過程，拉力施加于導(dǎo)線，直到導(dǎo)線被移 除。換言之，剪力測(cè)試與拉力測(cè)試二者均為破壞性測(cè)試，無法以完全相同的測(cè)試條件予以重 復(fù)。因此，必須校正測(cè)試工具的施力大小，降低變異。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種電氣連接構(gòu)件的接著強(qiáng)度測(cè)試裝置及其無摩擦校正 元件，其中該接著強(qiáng)度測(cè)試裝置包含一旋轉(zhuǎn)式測(cè)試頭，具有至少兩根探針，分別用以測(cè)試電 氣連接構(gòu)件的接著強(qiáng)度。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，電氣連接構(gòu)件的接著強(qiáng)度測(cè)試裝置包含一平臺(tái)，具有一 個(gè)二維驅(qū)動(dòng)器；一元件固持器，設(shè)置于該平臺(tái)上且經(jīng)配置以固持一電子元件；一直立式驅(qū) 動(dòng)器，設(shè)置于該平臺(tái)上；一懸臂，設(shè)置于該直立式驅(qū)動(dòng)器上；以及一測(cè)試頭，以可旋轉(zhuǎn)方式 連接于該直立式驅(qū)動(dòng)器。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，剪力測(cè)試的無摩擦校正元件包含一基板；兩個(gè)支撐件，設(shè) 置于該基板上；一轉(zhuǎn)軸，設(shè)置于該支撐件之間，該轉(zhuǎn)軸具有兩個(gè)錐形端，該轉(zhuǎn)軸經(jīng)配置以可 旋轉(zhuǎn)方式接觸該支撐件；以及一校正件，固定于該轉(zhuǎn)軸上。上文已相當(dāng)廣泛地概述本發(fā)明的技術(shù)特征，以使下文的本發(fā)明詳細(xì)描述得以獲得 較佳了解。構(gòu)成本發(fā)明的保護(hù)范圍的其它技術(shù)特征將描述于下文。本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域中 具有通常技術(shù)人員應(yīng)了解，可相當(dāng)容易地利用下文揭示的概念與特定實(shí)施例可作為修改或 設(shè)計(jì)其它結(jié)構(gòu)或制程而實(shí)現(xiàn)與本發(fā)明相同的目的。本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識(shí)的技術(shù)人員亦應(yīng)了解，這類等效結(jié)構(gòu)無法脫離所附的權(quán)利要求書所界定的本發(fā)明的精神和范圍。通過參照前述說明及下列附圖，本發(fā)明的技術(shù)特征得以獲得完全了解。


圖1及圖2示出了本發(fā)明的接著強(qiáng)度的測(cè)試裝置；圖3及圖4示出了本發(fā)明的測(cè)試頭；圖5示出了本發(fā)明的測(cè)試頭的旋轉(zhuǎn)操作；圖6示出了本發(fā)明的測(cè)試裝置應(yīng)用于一電子元件的剪力測(cè)試；圖7示出了本發(fā)明的測(cè)試裝置應(yīng)用于一電子元件的拉力測(cè)試；以及圖8示出了本發(fā)明的剪力測(cè)試的無摩擦校正元件。其中，附圖標(biāo)記說明如下10測(cè)試裝置12 平臺(tái)14 二維驅(qū)動(dòng)器16元件固持器18直立式驅(qū)動(dòng)器20 懸臂22 轉(zhuǎn)軸30測(cè)試頭32第一探針34第二探針34A 本體34B 鉤部36連接器37顯微鏡38力傳感器40電子元件42 球體50電子元件52 導(dǎo)線100無摩擦校正元件110 基板112磁性元件120支撐件122磁性元件130 轉(zhuǎn)軸132錐形端140校正件
142 墜件144 磁塊150接觸部152 探針
具體實(shí)施例方式圖1及圖2示出了本發(fā)明的電氣連接構(gòu)件的接著強(qiáng)度測(cè)試裝置10。在本發(fā)明的一 實(shí)施例中，該測(cè)試裝置10包含一平臺(tái)12，具有一個(gè)二維驅(qū)動(dòng)器14 ；一元件固持器16，設(shè)置 于該平臺(tái)12的二維驅(qū)動(dòng)器14上且經(jīng)配置以固持一電子元件；一直立式驅(qū)動(dòng)器18，設(shè)置于 該平臺(tái)12上；一懸臂20，設(shè)置于該直立式驅(qū)動(dòng)器18上；以及一測(cè)試頭30，以可旋轉(zhuǎn)方式連 接于該直立式驅(qū)動(dòng)器18。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，該測(cè)試頭30經(jīng)配置以沿一轉(zhuǎn)軸22旋轉(zhuǎn)， 且該轉(zhuǎn)軸22實(shí)質(zhì)上垂直該懸臂20，亦即該轉(zhuǎn)軸22實(shí)質(zhì)上平行于一水平面。在本發(fā)明的一 實(shí)施例中，該測(cè)試裝置10可配置一控制器(例如電腦)，以便控制該二維驅(qū)動(dòng)器14及該直 立式驅(qū)動(dòng)器18的移動(dòng)。圖3及圖4示出了本發(fā)明的測(cè)試頭30。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，該測(cè)試頭30包含 一第一探針32、實(shí)質(zhì)上垂直于該第一探針32的一第二探針34、及經(jīng)配置以在該測(cè)試頭30 移動(dòng)時(shí)量測(cè)作用于該電子元件的力的力傳感器38。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，該第一探針32 及該第二探針34連接于一連接器36，其進(jìn)一步連接于該力傳感器38。在本發(fā)明的一實(shí)施 例中，該力傳感器38包含一 S形壓電元件。圖5示出了本發(fā)明的測(cè)試頭30的旋轉(zhuǎn)操作。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，該第一探針 32的針尖位置與該第二探針34在沿該轉(zhuǎn)軸22旋轉(zhuǎn)后的針尖位置實(shí)質(zhì)上相同，如此在該測(cè) 試頭30沿該轉(zhuǎn)軸22旋轉(zhuǎn)后無需校正針尖位置，因此操作者無需調(diào)整顯微鏡37即可直接觀 察針尖位置。圖6示出了本發(fā)明的測(cè)試裝置10應(yīng)用于一電子元件40的剪力測(cè)試。在本發(fā)明的 一實(shí)施例中，該電子元件40包含多個(gè)球體42 (例如金球或焊球)，該第一探針32為一剪力 探針，其經(jīng)配置以施加一剪力于該電子元件40的球體42，亦即該剪力探針經(jīng)配置以水平方 式推動(dòng)該球體42。在進(jìn)行測(cè)試之前，該測(cè)試頭30沿著該轉(zhuǎn)軸22旋轉(zhuǎn)，使得該第一探針32 朝向在該元件固持器16上的電子元件40。之后，在進(jìn)行測(cè)試時(shí)，該二維驅(qū)動(dòng)器14以水平方 式持續(xù)地移動(dòng)該元件固持器16，使得該剪力探針32持續(xù)地施加剪力于該球體42直到該球 體42脫離該電子元件40，此時(shí)該力傳感器38即可檢測(cè)施加的剪力大小，其代表該球體42 與該電子元件40上的接著強(qiáng)度。圖7示出了本發(fā)明的測(cè)試裝置10應(yīng)用于一電子元件50的拉力測(cè)試。在本發(fā)明的 一實(shí)施例中，該電子元件50包含一導(dǎo)線52，該第二探針34包含一本體34A及一鉤部34B， 該鉤部34B經(jīng)配置以鉤住該電子元件50的導(dǎo)線52，以便以直立方式拉動(dòng)該導(dǎo)線52。在進(jìn) 行測(cè)試之前，該測(cè)試頭30沿著該轉(zhuǎn)軸22旋轉(zhuǎn)，使得該第二探針34朝向在該元件固持器16 上的電子元件50。之后，在進(jìn)行測(cè)試時(shí)，該直立式驅(qū)動(dòng)器18以直立方式持續(xù)地移動(dòng)該元件 固持器16，使得該第二探針34持續(xù)地施加拉力于該導(dǎo)線52直到該導(dǎo)線52脫離該電子元件 50，此時(shí)該力傳感器38即可檢測(cè)施加的拉力大小，其代表該導(dǎo)線52與該電子元件50的接 著強(qiáng)度。
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圖8示出了本發(fā)明的剪力測(cè)試的無摩擦校正元件100。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，該 無摩擦校正元件100包含一基板Iio ；兩個(gè)支撐件120，設(shè)置于該基板110上；一轉(zhuǎn)軸130， 設(shè)置于該支撐件120之間，該轉(zhuǎn)軸130具有兩個(gè)錐形端132，該轉(zhuǎn)軸130經(jīng)配置以可旋轉(zhuǎn)方 式接觸該支撐件120 ；以及一校正件140，固定于該轉(zhuǎn)軸130上。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，各 支撐件120包含一磁性元件122，且該轉(zhuǎn)軸130實(shí)質(zhì)上垂直該磁性元件122。在本發(fā)明的一 實(shí)施例中，該轉(zhuǎn)軸130主要通過該磁性元件122的磁力作用而置放于該支撐件120之間，且 該轉(zhuǎn)軸130的錐形端132的至少一個(gè)接觸該磁性元件122。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，該校正 件140包含一接觸部150，經(jīng)配置以接觸一探針152 (例如該剪力探針32)，且該轉(zhuǎn)軸130穿 透該校正件140。當(dāng)該剪力探針32移動(dòng)而接觸該校正件140的接觸部150時(shí)，該校正件140擺動(dòng)， 而連接于該剪力探針32的力傳感器38即可檢測(cè)該剪力探針32施加于該接觸部150的力。 在測(cè)試過程中，該剪力探針32反復(fù)地向前及向后移動(dòng)，即重復(fù)地接觸該校正件140的接觸 部150，而力傳感器38即可反復(fù)地檢測(cè)該剪力探針32施加于該接觸部150的力而得到多筆 量測(cè)數(shù)據(jù)。通過檢查量測(cè)數(shù)據(jù)的變化情形即可得知量測(cè)數(shù)據(jù)是否落入一預(yù)定規(guī)格內(nèi)。由于該轉(zhuǎn)軸130主要通過該磁性元件122的磁力作用而置放于該支撐件120之 間，在校正過程中該校正件140擺動(dòng)時(shí)與該支撐件120間的摩擦力可減少至一可忽略的程 度，如此即解決了摩擦力對(duì)校正結(jié)果的影響。特別地，為了將該校正件140與該支撐件120 間的摩擦力降低至一最小值，該轉(zhuǎn)軸130的錐形端132盡可能地予以最小化。在本發(fā)明的 一實(shí)施例中，該校正件包含一墜件142 (plummet)及設(shè)置于該墜件142上一磁塊144，且該基 板110包含一磁性元件112 (例如面向該磁塊144的電磁鐵)。如此，該校正件140的擺動(dòng) 周期可通過該磁塊144及該磁性元件112的磁力作用而予以降低。此外，通過調(diào)整施加于該 磁性元件112的電力，即可調(diào)整該磁塊144及該磁性元件112的磁力大小，如此即可調(diào)整該 墜件142的擺動(dòng)周期，亦即該探針152的校正力可被調(diào)整。本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容及技術(shù)特點(diǎn) 已揭示如上，然而本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識(shí)的人員應(yīng)了解，在不背離所附權(quán)利 要求書所界定的本發(fā)明精神和范圍內(nèi)，本發(fā)明的教示及揭示可作種種的替換及修飾。例如， 上文揭示的許多制程可以不同的方法實(shí)施或以其它制程予以取代，或者采用上述兩種方式 的組合。此外，本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于上文揭示的特定實(shí)施例的制程、機(jī)臺(tái)、制造、 物質(zhì)的成份、裝置、方法或步驟。本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識(shí)的人員應(yīng)了解，基于 本發(fā)明教示及揭示制程、機(jī)臺(tái)、制造、物質(zhì)的成份、裝置、方法或步驟，無論現(xiàn)在已存在或日 后開發(fā)者，其與本發(fā)明實(shí)施例揭示的內(nèi)容是以實(shí)質(zhì)相同的方式執(zhí)行實(shí)質(zhì)相同的功能，而達(dá) 到實(shí)質(zhì)相同的結(jié)果，亦可使用于本發(fā)明。因此，所附的權(quán)利要求書用以涵蓋用以此類制程、 機(jī)臺(tái)、制造、物質(zhì)的成份、裝置、方法或步驟。
權(quán)利要求
一種電氣連接構(gòu)件的接著強(qiáng)度測(cè)試裝置，包含一平臺(tái)，具有一個(gè)二維驅(qū)動(dòng)器；一元件固持器，設(shè)置于該平臺(tái)上且經(jīng)配置以固持一電子元件；一直立式驅(qū)動(dòng)器，設(shè)置于該平臺(tái)上；一懸臂，設(shè)置于該直立式驅(qū)動(dòng)器上；以及一測(cè)試頭，以可旋轉(zhuǎn)方式連接于該直立式驅(qū)動(dòng)器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的接著強(qiáng)度測(cè)試裝置，其中該測(cè)試頭包含一力傳感器，該力傳 感器經(jīng)配置以在該測(cè)試頭移動(dòng)時(shí)量測(cè)作用于該電子元件的力。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的接著強(qiáng)度測(cè)試裝置，其中該力傳感器包含一壓電元件。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的接著強(qiáng)度測(cè)試裝置，其中該壓電元件呈S形。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的接著強(qiáng)度測(cè)試裝置，其中該測(cè)試頭包含一第一探針及一第二 探針，該第二探針實(shí)質(zhì)上垂直于該第一探針。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的接著強(qiáng)度測(cè)試裝置，其中該第一探針的針尖位置與該第二探 針沿一轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)后的針尖位置實(shí)質(zhì)上相同。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的接著強(qiáng)度測(cè)試裝置，其中該第一探針為一剪力探針，經(jīng)配置 以施加一剪力于該電子元件的球體。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的接著強(qiáng)度測(cè)試裝置，其中該剪力探針經(jīng)配置以水平方式推動(dòng) 該球體。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的接著強(qiáng)度測(cè)試裝置，其中該第二探針包含一鉤部，該鉤部經(jīng) 配置以鉤住該電子元件的導(dǎo)線。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的接著強(qiáng)度測(cè)試裝置，其中該鉤部經(jīng)配置以直立方式拉動(dòng)該 導(dǎo)線。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的接著強(qiáng)度測(cè)試裝置，其中該測(cè)試頭經(jīng)配置以沿一轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)， 該轉(zhuǎn)軸實(shí)質(zhì)上垂直該懸臂。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的接著強(qiáng)度測(cè)試裝置，其中該測(cè)試頭經(jīng)配置以沿一轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)， 該轉(zhuǎn)軸實(shí)質(zhì)上平行于一水平面。
13.一種剪力測(cè)試的無摩擦校正元件，包含一基板；兩個(gè)支撐件，設(shè)置于該基板上；一轉(zhuǎn)軸，設(shè)置于該支撐件之間，該轉(zhuǎn)軸具有兩個(gè)錐形端，該轉(zhuǎn)軸經(jīng)配置以可旋轉(zhuǎn)方式接 觸該支撐件；以及一校正件，固定于該轉(zhuǎn)軸上。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的無摩擦校正元件，其中該校正件包含一墜件。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的無摩擦校正元件，其中該無摩擦校正元還包含一磁塊，該 磁塊設(shè)置于該墜件上，該基板包含一面向該磁塊的磁性元件。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的無摩擦校正元件，其中各支撐件包含一磁性元件，該轉(zhuǎn)軸 的一個(gè)錐形端接觸該磁性元件。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的無摩擦校正元件，其中該轉(zhuǎn)軸實(shí)質(zhì)上垂直該磁性元件。
18.根據(jù)權(quán)利要求13所述的無摩擦校正元件，其中該轉(zhuǎn)軸穿透該校正件。
19.根據(jù)權(quán)利要求13所述的無摩擦校正元件，其中該校正件包含一接觸部，該接觸部 經(jīng)配置以接觸一探針。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種電氣連接構(gòu)件的接著強(qiáng)度測(cè)試裝置及其無摩擦校正元件，該電氣連接構(gòu)件的接著強(qiáng)度測(cè)試裝置包含一平臺(tái)，具有一個(gè)二維驅(qū)動(dòng)器；一元件固持器，設(shè)置于該平臺(tái)上且經(jīng)配置以固持一電子元件；一直立式驅(qū)動(dòng)器，設(shè)置于該平臺(tái)上；一懸臂，設(shè)置于該直立式驅(qū)動(dòng)器上；以及一測(cè)試頭，以可旋轉(zhuǎn)方式連接于該直立式驅(qū)動(dòng)器。
文檔編號(hào)G01N19/04GK101887007SQ20101018078
公開日2010年11月17日 申請(qǐng)日期2010年5月14日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月15日
發(fā)明者林文生, 蘇家禾, 陳政杰 申請(qǐng)人:宇創(chuàng)視覺科技股份有限公司