[發(fā)明專利]基于AOI和超聲成像的半導(dǎo)體探針卡插針方法、裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111159933.1
• 申請日: 2021-09-30
• 公開（公告）號: CN114019348A
• 公開（公告）日: 2022-02-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 徐興光;于海超
• 申請（專利權(quán)）人: 強(qiáng)一半導(dǎo)體（蘇州）有限公司
• 主分類號: G01R31/28
• 分類號: G01R31/28;G01R1/073;G05B19/42;G05B19/421;B25J9/16
• 代理公司: 蘇州創(chuàng)元專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 32103
• 代理人: 馬明渡;潘文斌

本發(fā)明公開了一種基于AOI和超聲成像的半導(dǎo)體探針卡插針方法、裝置、計算機(jī)設(shè)備和存儲介質(zhì)，方法包括：（1）獲得標(biāo)準(zhǔn)插針路徑、獲得探針卡上下兩段的探針孔位置偏差信息、（2）結(jié)合探針孔位置偏差信息在所述標(biāo)準(zhǔn)插針路徑的基礎(chǔ)上進(jìn)行修正以獲得探針卡中各個探針孔的實(shí)際探針插孔路徑；（3）根據(jù)調(diào)整后的實(shí)際探針插孔路徑，依次插針，完成插針動作。裝置包括AOI圖像獲取模塊、三維圖像信息獲取模塊、PC控制模塊。本發(fā)明采用AOI圖像分析方法及三維成像方法，通過人工示教或機(jī)器智能AI分析的方法，確定實(shí)際探針插孔路徑，保證探針的靈活運(yùn)動；采用PC控制模塊進(jìn)行圖像分析和路徑分析方法，不斷優(yōu)化迭代插針路線，確保插針路線的最優(yōu)性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體芯片測試技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種用于高端探針卡生產(chǎn)的基于AOI和超聲成像的半導(dǎo)體探針卡插針方法、裝置、計算機(jī)設(shè)備和存儲介質(zhì)。

背景技術(shù)

在半導(dǎo)體芯片生產(chǎn)過程中，需要用到探針卡對晶圓上芯片進(jìn)行電測，探針卡的是用作芯片電極與測試儀的連接器。探針卡上的探針與芯片的電極接觸，通過進(jìn)行電氣測試來判斷該芯片的性能，從而判斷通過還是不通過。

在晶圓的測試中高度依賴探針卡的可靠性，并且隨著芯片制程的不斷縮短，對高級探針卡的需求也越來越高。為了滿足芯片測試需要，需要微小探針間距的探針卡。高級探針卡的特點(diǎn)就是小間距（30~50μm）、高定位精度、高頻。

根據(jù)電測性能需要，直上直下的插針方法不適用高頻率探針測試需求，所以探針被設(shè)計成彎曲結(jié)構(gòu)，探針的形狀可參考附圖1所示，該探針具有在一個平面上的彎曲變形，定義該彎曲變形方向所在的平面為XZ平面。彎曲結(jié)構(gòu)探針插入探針卡需要彎曲扭轉(zhuǎn)插針，不能直接直上直下插針，成品探針卡及探針卡的其中一個探針空截面可參考附圖2所示。在對目前彎曲結(jié)構(gòu)探針的插針方法的研究過程以及實(shí)現(xiàn)本申請的過程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)中至少存在以下技術(shù)問題：

1、由于探針卡分為上下兩層探針卡（上探針卡、下探針卡），兩層探針卡中具有各自上下對應(yīng)的兩段探針孔，上下探針卡的探針孔的孔截面是一致的，但是由于探針卡加工誤差/上下探針卡安裝誤差等原因，導(dǎo)致上下探針孔會有一定的錯位情況，而且由于沒有兩塊探針卡完全相同，也就是說每塊探針卡的錯位情況也都不一樣，因此無法參照常規(guī)的直上直下的插針方法來應(yīng)用到彎曲結(jié)構(gòu)探針的插針；

2、目前彎曲結(jié)構(gòu)探針的插針只能通過人手工實(shí)現(xiàn)，并且需要不斷培訓(xùn)方可熟練插針，人操作具有一定隨機(jī)性，由于每塊探針卡的錯位情況不一樣，不能保證產(chǎn)品質(zhì)量的一致性。

有鑒于此，如何解決由于彎曲探針的特殊結(jié)構(gòu)在其插針時存在的只能通過人手工實(shí)現(xiàn)、不能保證產(chǎn)品質(zhì)量的一致性等問題，便成為本發(fā)明所要研究解決的課題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種基于AOI和超聲成像的半導(dǎo)體探針卡插針方法、裝置、計算機(jī)設(shè)備和存儲介質(zhì)。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明第一方面提出了一種基于AOI和超聲成像的半導(dǎo)體探針卡插針方法，用于彎曲結(jié)構(gòu)探針的插針，該探針具有在一個平面上的彎曲變形，定義該彎曲變形方向所在的平面為XZ平面，其創(chuàng)新點(diǎn)在于，所述方法包括以下步驟：

（1）獲得標(biāo)準(zhǔn)插針路徑、獲得錯位信息

以一塊具有標(biāo)準(zhǔn)上下兩段探針孔的探針卡為模版，沿標(biāo)準(zhǔn)上下兩段探針孔的XZ平面處剖開，光學(xué)檢測獲取標(biāo)準(zhǔn)上下兩段探針孔的截面圖像信息；

控制機(jī)械手往標(biāo)準(zhǔn)上下兩段探針孔中運(yùn)動插針，獲取插針過程中連續(xù)時序下標(biāo)準(zhǔn)上下兩段探針孔截面圖像中探針與探針孔的位置信息，并對該信息進(jìn)行判定：若探針距離孔壁的距離在設(shè)定值范圍內(nèi)，則判定當(dāng)前時序下的動作為正確的插針運(yùn)動示教點(diǎn)，將該插針運(yùn)動示教點(diǎn)記錄下來并執(zhí)行下一步動作；若探針距離孔壁的距離不在設(shè)定值范圍內(nèi)，則調(diào)整機(jī)械手插入插針的位置，重新進(jìn)行該插針運(yùn)動示教點(diǎn)的確定；重復(fù)以上步驟直至探針完全正確地插入探針孔中，按照時序擬合所有的插針運(yùn)動示教點(diǎn)形成為標(biāo)準(zhǔn)插針路徑；