[發(fā)明專利]一種面向超高溫工作環(huán)境下芯片測試的MEMS探針結(jié)構(gòu)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110051010.8
• 申請日: 2021-01-14
• 公開（公告）號: CN112858884B
• 公開（公告）日: 2022-07-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 于海超
• 申請（專利權(quán)）人: 強一半導體（蘇州）有限公司
• 主分類號: G01R31/28
• 分類號: G01R31/28;G01R1/073
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明一種面向超高溫工作環(huán)境下芯片測試的MEMS探針結(jié)構(gòu)屬于精密測試計量、微機電系統(tǒng)、IC芯片測試及探針卡技術(shù)領(lǐng)域；所述結(jié)構(gòu)從上到下依次設(shè)置PCB板、轉(zhuǎn)接板和復合探針頭結(jié)構(gòu)，復合探針頭結(jié)構(gòu)包括上導板，中間導板和下導板，探針穿過上導板和中間導板后，從下導板伸出；探針包括安裝在上導板的上部探針，穿過中間導板的中部探針和安裝在下導板的下部探針；上部探針和下部探針具有熱脹冷縮特性；中部探針具有熱縮冷脹特性；本發(fā)明作為面向超高溫工作環(huán)境下芯片測試的MEMS探針結(jié)構(gòu)及測試方法中的一項關(guān)鍵技術(shù)，有利于確保超高溫工作環(huán)境下，大尺寸或多測試點芯片測試過程中，裸芯與探針之間有效接觸，進而有利于對該芯片進行測試。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明一種面向超高溫工作環(huán)境下芯片測試的MEMS探針結(jié)構(gòu)屬于精密測試計量、微機電系統(tǒng)、IC芯片測試及探針卡技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

探針卡是一種用于對裸芯進行測試的設(shè)備。通過將探針接觸到裸芯的焊盤或觸點形成電連接，并通過向芯片寫入測試程序，從而測試芯片的性能。

實現(xiàn)測試的一項關(guān)鍵技術(shù)是要求探針必須全部接觸到裸芯的焊盤或觸點上，這就對所有探針端部是否在同一平面提出了非常高的要求。在本申請中，探針端部在同一平面內(nèi)的程度定義為探針平面度。對于小尺寸且探針數(shù)量不多的探針卡，探針平面度比較容易把控，而對于大尺寸或探針數(shù)量較多的探針卡，探針平面度就難以把控，如果探針平面度低，就會出現(xiàn)部分探針有效接觸到裸芯，而其他探針則接觸不到裸芯的問題，造成整體接觸不良，芯片測試失敗。

為了解決上述問題，我們可以增加裸芯與探針卡之間的壓力，讓已經(jīng)有效接觸到裸芯的探針彎曲，從而使得接觸不到裸芯的探針有效接觸。然而，這又會產(chǎn)生新的技術(shù)問題，對于MEMS探針卡，探針與探針之間的距離非常接近，在探針發(fā)生彎曲的情況下，就非常容易出現(xiàn)彎曲探針接觸到其他探針的情況，形成探針短路，進而造成測試失敗，嚴重時甚至損壞測試芯片和探針卡。

針對探針彎曲而容易出現(xiàn)短路的問題，我們可以借鑒申請?zhí)?01711115635.6的發(fā)明專利《垂直式探針卡之探針裝置》所公開的結(jié)構(gòu)，在該申請中，探針裝置包括了一種導板組合結(jié)構(gòu)，通過中間導板的限制，使得所有探針只能向同一方向彎曲，從而有效避免了探針之間的短路問題。

這種帶有導板組合結(jié)構(gòu)的探針卡可以實現(xiàn)大部分工況下的裸芯測試工作，然而，還有部分裸芯測試工作無法完成，原因如下：為了使測試真實有效，我們需要確保裸芯測試環(huán)境與芯片工作環(huán)境相一致，不同芯片具有不同的工作溫度，有些芯片在100攝氏度左右的高溫環(huán)境下工作，而有些芯片在200攝氏度的超高溫環(huán)境下工作。對于那些超高溫環(huán)境下工作的芯片，我們同樣需要在相同溫度環(huán)境下完成測試，由于受到探針材料的限制，在如此超高溫環(huán)境下，探針將失去彈性，如果堅持用中間導板等結(jié)構(gòu)或方法去彎曲探針，則會造成探針塑性變形無法回彈，不僅無法完成裸芯的測試工作，而且嚴重時會損壞探針卡。

可見，借鑒發(fā)明專利《垂直式探針卡之探針裝置》所提供的解決方案，雖然能夠適用于大多數(shù)裸芯的測試工作，然而對于超高溫工作環(huán)境下的芯片，仍然無法確保大尺寸或多測試點芯片測試過程中，裸芯與探針之間有效接觸。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述問題，本發(fā)明公開了一種面向超高溫工作環(huán)境下芯片測試的MEMS探針結(jié)構(gòu)，作為面向超高溫工作環(huán)境下芯片測試的MEMS探針結(jié)構(gòu)及測試方法中的一項關(guān)鍵技術(shù)，有利于確保超高溫工作環(huán)境下，大尺寸或多測試點芯片測試過程中，裸芯與探針之間有效接觸，進而有利于對該芯片進行測試。

本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的：

一種面向超高溫工作環(huán)境下芯片測試的MEMS探針結(jié)構(gòu)，從上到下依次設(shè)置PCB板、轉(zhuǎn)接板和復合探針頭結(jié)構(gòu)，所述復合探針頭結(jié)構(gòu)包括上導板，中間導板和下導板，探針從轉(zhuǎn)接板開始，穿過上導板和中間導板后，從下導板伸出；其中，上導板，中間導板和下導板由絕緣材料制成，探針由金屬導電材料制成；

所述探針包括安裝在上導板的上部探針，穿過中間導板的中部探針和安裝在下導板的下部探針；