專利名稱：探針卡檢測系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型是關(guān)于一種探針卡檢測系統(tǒng)，尤指一種檢測探針卡堪用度的系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
當(dāng)硅晶片上的集成電路元件完成制作后，在進行后續(xù)封裝流程前，需經(jīng)過硅晶片 測試流程，以淘汰不良的集成電路元件，使封裝的良率提高。一般而言，硅晶片測試的方法 是利用多根探針相對應(yīng)地接觸集成電路元件上的電接點(Pad)，由此量測集成電路元件的 電性特性，以判別集成電路的良窳。當(dāng)探針卡使用一段時間后會不可避免地發(fā)生探針變形、 磨損的問題，因此需進行探針檢測以判別是否需修補。目前探針卡物理數(shù)據(jù)測量有人工/自動兩種方式，人工檢查僅能通過工具顯微鏡 對每根探針進行測量探針位置變化、探針先端長度(Tiplength)、平坦度(Planarity)等。 現(xiàn)有探針卡檢測方式的缺點在于測量耗時長、測量值不能排除個人視覺誤差。而目前自動 檢測設(shè)備缺點在于不能測量探針先端長度，需以人工檢查互補，形成多任務(wù)位轉(zhuǎn)換，浪費人 力以及檢查時間。尤其關(guān)于平坦度量測是采用接觸式量測，亦即以探針在一檢測治具平面上滑行， 會造成治具材料耗損，也導(dǎo)致形成的凹槽內(nèi)堆積顆粒，因而所測得平坦度被低估。

實用新型內(nèi)容為了解決現(xiàn)有技術(shù)的問題，本實用新型的目的是提供一種探針卡檢測系統(tǒng)。本實用新型的探針卡檢測系統(tǒng)，用于檢測一探針卡的堪用度，檢測系統(tǒng)包括一機 臺、一載放座、一數(shù)據(jù)庫、一影像擷取裝置、一三軸光學(xué)尺及一控制器。上述機臺設(shè)置有一上方三軸位移機構(gòu)，載放座架設(shè)于機臺。上述數(shù)據(jù)庫存有一數(shù) 據(jù)文件，數(shù)據(jù)文件包括有對應(yīng)探針卡上多個區(qū)域的多根探針XY坐標(biāo)信息的多組基準(zhǔn)數(shù)據(jù)。影像擷取裝置與三軸光學(xué)尺固定于上方三軸位移機構(gòu)，控制器電性連接于數(shù)據(jù) 庫、影像擷取裝置及三軸光學(xué)尺。上述載放座可以是樞設(shè)于機臺。檢測系統(tǒng)可還包括與控制器電性連接的一上方電 性量測頭、一下方三軸位移機構(gòu)及一下方電性量測頭，其中上方電性量測頭固定于上方三 軸位移機構(gòu)，下方電性量測頭固定于下方三軸位移機構(gòu)。由此，可同時量測探針卡上接點組 的異常與否。檢測系統(tǒng)可還包括一警示器，與控制器電性連接。警示器例如為一蜂鳴器或一發(fā) 光裝置，以讓工作人員實時得知探針卡量測異常結(jié)果。本實用新型的有益效果本實用新型通過此系統(tǒng)設(shè)計，可避免現(xiàn)有因接觸式量測 探針平坦度所導(dǎo)致治具損耗以及測量結(jié)果不準(zhǔn)確情形，也免除以人工操作顯微鏡進行測量 的費時且不可靠作業(yè)模式。本實用新型可達(dá)到非接觸量測探針卡的探針變形位移及平坦度 的目的。
圖1是本實用新型一較佳實施例的探針卡檢測系統(tǒng)立體圖。圖2是本實用新型一較佳實施例的探針卡檢測系統(tǒng)元件電性連接示意圖。圖3是本實用新型一較佳實施例的探針卡檢測方法流程圖。圖4是本實用新型一較佳實施例的探針卡區(qū)域劃分示意圖。圖5是本實用新型一較佳實施例的探針卡檢測系統(tǒng)量測探針先端長度示意圖。圖6是本實用新型一較佳實施例的探針卡檢測系統(tǒng)量測探針卡接點組電性導(dǎo)通 示意圖。主要元件符號說明機臺10，控制器12，計算單元122，數(shù)據(jù)庫13，三軸光學(xué)尺15，Y軸光學(xué)尺152，上方三軸位移機構(gòu)16，Y 軸位移器 162，172，下方三軸位移機構(gòu)17，下方電性量測頭19，電路板面501，探針載放座11， 比對單元121，
電性量測單元123， 影像擷取裝置14， X軸光學(xué)尺151， Z軸光學(xué)尺153， X軸位移器161，171， Z軸位移器163，173， 上方電性量測頭18， 探針卡50， 探針面502， 上方接點50 , 警示器51， 探針針尖點Pl， 503，下方接點504b，區(qū)域Al，A2，A3，A4，探針轉(zhuǎn)折點P1,探針轉(zhuǎn)折點P2。
具體實施方式
參考圖1與圖2，分別為探針卡檢測系統(tǒng)立體圖及其元件電性連接示意圖。本實用 新型是利用一檢測系統(tǒng)檢測一探針卡的堪用度，圖中示出檢測系統(tǒng)包括一機臺10、一載放 座11、一控制器12、一數(shù)據(jù)庫13、一影像擷取裝置14、一三軸光學(xué)尺15、一上方電性量測頭 18與一下方電性量測頭19。載放座11架設(shè)于機臺10，本例中使用一種可受控翻轉(zhuǎn)的載放 座11。機臺10設(shè)置有一上方三軸位移機構(gòu)16與一下方三軸位移機構(gòu)17，分別位于載放座 11的相反側(cè)。每一個三軸位移機構(gòu)16，17是由一 X軸位移器161，171、一 Y軸位移器162，172、 一 Z軸位移器163，173所構(gòu)成，分別負(fù)責(zé)X軸、Y軸、Z軸三方向的位移任務(wù)。而三軸光學(xué) 尺15是由一 X軸光學(xué)尺151、一 Y軸光學(xué)尺152、一 Z軸光學(xué)尺153所構(gòu)成，分別負(fù)責(zé)X軸、 Y軸、Z軸三方向的位移量測任務(wù)。影像擷取裝置14、三軸光學(xué)尺15及上方電性量測頭18固定于上方三軸位移機構(gòu) 16。下方電性量測頭19固定在下方三軸位移機構(gòu)17。控制器12電性連接于數(shù)據(jù)庫13、影 像擷取裝置14、三軸光學(xué)尺15、兩電性量測頭18，19、兩三軸位移機構(gòu)16，17。實施例中，控制器12與數(shù)據(jù)庫13是整合成一人機接口即計算機型態(tài)。控制器12包括有一比對單元121、一計算單元122及電性量測單元123。數(shù)據(jù)庫 13存有數(shù)據(jù)文件，數(shù)據(jù)文件內(nèi)容包括有對應(yīng)探針卡50上多個區(qū)域的多根探針XY坐標(biāo)信息 的多組基準(zhǔn)數(shù)據(jù)，其表示完好堪用的探針卡狀態(tài)下所測得作為參考基準(zhǔn)的三軸坐標(biāo)信息。參考圖1 3，欲檢測探針卡堪用度可依下列步驟流程進行。在步驟A中，先將待 測探針卡50置放在載放座11而定位，且探針卡50是以具有探針503 —面(稱探針面502) 朝上擺置。步驟B中，復(fù)歸影像擷取裝置14至一坐標(biāo)原點，也就是透過基本預(yù)設(shè)程序來做系 統(tǒng)坐標(biāo)歸零的動作。此處同時另外參考圖4，步驟C中，利用上方三軸位移機構(gòu)16于XY平 面移動影像擷取裝置14至第一個區(qū)域Al，以擷取區(qū)域內(nèi)的多根探針針尖影像。因為探針卡 50的區(qū)域劃分是預(yù)先做好的，例如劃分為N個區(qū)域，則將各區(qū)域依序標(biāo)記為Al AN(圖中 僅示出四個區(qū)域Al，A2，A3，A4做為代表)，故影像擷取裝置14移往各區(qū)域的定位動作是可 以很容易透過設(shè)計程序于控制器12來達(dá)到。步驟D中，透過上方三軸位移機構(gòu)17于Z軸方向移動影像擷取裝置14至獲得第 一個清晰探針針尖影像(對準(zhǔn)探針針尖點Pi操作，見圖幻，接著沿XY平面移動至對應(yīng)清晰 探針針尖影像的探針(以影像擷取裝置鏡頭的標(biāo)線對準(zhǔn)探針針尖)，于此時記錄三軸光學(xué) 尺顯示的一組實測坐標(biāo)數(shù)據(jù)，即包括X軸坐標(biāo)值、Y軸坐標(biāo)值、Z軸坐標(biāo)值。在此步驟中也 于ζ軸方向移動該影像擷取裝置14至獲得第一個清晰探針轉(zhuǎn)折點影像以及記錄一探針轉(zhuǎn) 折點Z坐標(biāo)值，對準(zhǔn)探針轉(zhuǎn)折點P2操作，如圖5所示。在步驟E中，對第一區(qū)域Al的其余探針影像重復(fù)步驟D，以得到單一區(qū)域所有組實 測坐標(biāo)數(shù)據(jù)。在步驟F中，對其余區(qū)域A2 AN的所有探針重復(fù)步驟C E，得到所有區(qū)域 Al AN所有組實測坐標(biāo)數(shù)據(jù)。在步驟G中，一旦得到探針卡50所有探針的實測坐標(biāo)信息，便可透過控制器12的 計算單元122計算所有實測坐標(biāo)數(shù)據(jù)與對應(yīng)的基準(zhǔn)數(shù)據(jù)關(guān)于X坐標(biāo)值的差值與Y坐標(biāo)值的 差值，并計算所有組實測坐標(biāo)數(shù)據(jù)的中位Z坐標(biāo)值與其它Z坐標(biāo)值的差值。X坐標(biāo)值的差值 與Y坐標(biāo)值的差值即代表探針在X坐標(biāo)與在Y坐標(biāo)方向的變化量。在步驟H中，當(dāng)所有探針的X坐標(biāo)與Y坐標(biāo)變化量都已得知，也表示掌握了探針卡 50上探針整體位移分布概況，此時便可透過比對單元121依據(jù)數(shù)據(jù)庫13所設(shè)定就X坐標(biāo)值 方面與Y坐標(biāo)值方面的允許公差進行比對判定，若有任一 X坐標(biāo)差值或Y坐標(biāo)差值超出允 許公差值，就判定不合格，即不堪用。另一方面，就探針平坦度檢測而言，是取所有探針實測坐標(biāo)數(shù)據(jù)中，Z坐標(biāo)值的中 位坐標(biāo)值當(dāng)作一比較基準(zhǔn)，計算其它探針Z坐標(biāo)值與此基準(zhǔn)Z坐標(biāo)值的差值，若有任一差值 超過數(shù)據(jù)庫13所設(shè)定的允許公差值，就判定不合格，即不堪用。此外，在懸臂式探針卡場合中，由上述光學(xué)尺所獲得實測坐標(biāo)數(shù)據(jù)的Z坐標(biāo)值是 以各探針針尖頂端為基礎(chǔ)，若同時也對各探針轉(zhuǎn)折點進行影像對焦以獲得清晰探針影像的 步驟，并記錄此第二 Z坐標(biāo)值，控制器12的計算單元122計算便可利用兩Z坐標(biāo)值依據(jù)簡 單幾何計算而得到探針先端長度(tip length)。也可以在機臺10加裝一警示器51，其與控制器12電性連接。當(dāng)探針卡被判定不 合格時，便控制警示器51發(fā)出警示訊號。例如警示器51為一蜂鳴器則發(fā)出聲響警示訊號；警示器51為一發(fā)光裝置則發(fā)出亮光警示訊號，可呈現(xiàn)閃爍或恒亮的亮光狀態(tài)。此處另外也同時參考圖6。在步驟H之后，更可將載放座11翻轉(zhuǎn)，變成探針卡50 不具有探針503 —面(又稱電路板面501)的接點(稱上方接點504a)朝向影像擷取裝置 14，即步驟I。接著在步驟J中，透過上方三軸位移機構(gòu)16移動固定于其上的上方電性量測頭 18，以及透過下方三軸位移機構(gòu)17移動固定于其上的下方電性量測頭19，同時以兩電性量 測頭18，19分別接觸探針卡50的一接點組(包括上方接點50 及對應(yīng)的下方接點504b)， 進行該接點組的電性導(dǎo)通測試。當(dāng)然，在此例中，下方電性量測頭19也可以是接觸在探針 503上，同樣可達(dá)到電性量測目的。在步驟K中，若該接點組測試結(jié)果正常，進行下一接點組的電性測試；若該接點組 測試結(jié)果不正常，進行結(jié)果記錄并啟動影像擷取裝置14拍攝該接點組。步驟L，針對探針卡 50其余接點組重復(fù)步驟J K。由于電性不良的接點輔以拍攝判斷是否外觀明顯損毀或臟污氧化，將更容易第一 時間確認(rèn)問題點所在。上述實施例僅是為了方便說明而舉例而已，本實用新型所主張的權(quán)利范圍自應(yīng)以 申請專利范圍所述為準(zhǔn)，而非僅限于上述實施例。
權(quán)利要求1.一種探針卡檢測系統(tǒng)，其特征在于，用于檢測一探針卡的堪用度，該檢測系統(tǒng)包括 一機臺，設(shè)置有一上方三軸位移機構(gòu)；一載放座，架設(shè)于該機臺；一數(shù)據(jù)庫，存有一數(shù)據(jù)文件，該數(shù)據(jù)文件包括有對應(yīng)該探針卡上多個區(qū)域的多根探針 XY坐標(biāo)信息的多組基準(zhǔn)數(shù)據(jù)；一影像擷取裝置，固定于該上方三軸位移機構(gòu)；一三軸光學(xué)尺，固定于該上方三軸位移機構(gòu)；以及一控制器，電性連接于該數(shù)據(jù)庫、該影像擷取裝置及該三軸光學(xué)尺。
2.如權(quán)利要求1所述的檢測系統(tǒng)，其特征在于，該載放座是樞設(shè)于該機臺。
3.如權(quán)利要求2所述的檢測系統(tǒng)，其特征在于，還包括與該控制器電性連接的一上方 電性量測頭與一下方電性量測頭及一下方三軸位移機構(gòu)，該上方電性量測頭固定于該上方 三軸位移機構(gòu)，該下方電性量測頭固定于該下方三軸位移機構(gòu)。
4.如權(quán)利要求1所述的檢測系統(tǒng)，其特征在于，還包括一警示器與該控制器電性連接。
5.如權(quán)利要求4所述的檢測系統(tǒng)，其特征在于，該警示器為一蜂鳴器。
6.如權(quán)利要求4所述的檢測系統(tǒng)，其特征在于，該警示器為一發(fā)光裝置。
專利摘要本實用新型有關(guān)于一種探針卡檢測系統(tǒng)，包括一機臺、一載放座、一數(shù)據(jù)庫、一影像擷取裝置、一三軸光學(xué)尺及一控制器。機臺設(shè)置有一上方三軸位移機構(gòu)，載放座架設(shè)于機臺。數(shù)據(jù)庫存有一數(shù)據(jù)文件，數(shù)據(jù)文件包括有對應(yīng)該探針卡上多個區(qū)域的多根探針XY坐標(biāo)信息的多組基準(zhǔn)數(shù)據(jù)。影像擷取裝置與三軸光學(xué)尺固定于上方三軸位移機構(gòu)，控制器電性連接于數(shù)據(jù)庫、影像擷取裝置及三軸光學(xué)尺。由此，可達(dá)到非接觸量測探針卡的探針變形位移及平坦度的目的。
文檔編號G01R35/00GK201897468SQ201020636329
公開日2011年7月13日 申請日期2010年11月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月26日
發(fā)明者郝亞慧 申請人:京隆科技(蘇州)有限公司