一种晶圆探针台发明专利

专利名称：一种晶圆探针台

专利类型：发明专利

专利申请号：CN202011005550.4

专利申请（专利权）人：广东凯迪微智能装备有限公司
权利人地址：广东省东莞市大朗镇洋乌村景富东路38号A1栋3楼302

专利发明（设计）人：江永

专利摘要：本发明公开了一种晶圆探针台，包括一结构主体，所述结构主体包括测试箱及设于所述测试箱内的晶圆检测装置；所述晶圆检测装置包括检测台，所述检测台上设有滑轨组，所述滑轨组上设有晶圆承载台，所述晶圆承载台一侧设有探针卡影像装置，所述检测台上还设有探针卡承载台，所述探针卡承载台位于所述晶圆承载台上方，所述探针卡承载台前方设有晶圆影像装置；通过晶圆影像装置、探针影像装置及滑轨组的组合作用，实现晶圆承载台及探卡承载台的精准移动，使得探针卡上的探针能够与每颗晶圆对准接触，实现对每颗晶圆的精准测试，有利于精装区分符合参数的晶圆与不符合参数的晶圆。

主权利要求：
1.一种晶圆探针台，其特征在于，包括一结构主体，所述结构主体包括测试箱及设于所述测试箱内的晶圆检测装置；
所述晶圆检测装置包括检测台，所述检测台上设有滑轨组，所述滑轨组上设有晶圆承载台，所述晶圆承载台一侧设有探针卡影像装置，所述检测台上还设有探针卡承载台，所述探针卡承载台位于所述晶圆承载台上方，所述探针卡承载台前方设有晶圆影像装置；
所述滑轨组包括固定设置于所述检测台上的Y轴轴向滑轨，所述Y轴轴向滑轨上设有与之垂直连接的X轴轴向滑轨，所述X轴轴向滑轨上设有与之滑动连接的晶圆承载移动座，所述晶圆承载移动座上设有升降台，所述晶圆承载台位于所述升降台上；
所述晶圆承载台包括晶圆承载盘下设有实现旋转的旋转组件及实现升降的升降组件，所述旋转组件包括第二闭环进步电机及第二高精度丝杆，所述第二闭环进步电机与所述第二高精度丝杆驱动连接，所述第二高精度丝杆与所述晶圆承载盘紧密连接，所述升降组件包括与所述旋转组件固定连接的高精度花键轴，所述高精度花键轴底部中心设有Z轴轴向高精度丝杆，所述Z轴轴向高精度丝杆末端设有与之驱动连接的Z轴轴向闭环进步电机；
所述探针卡承载台包括探针卡承载台支撑架，所述探针卡承载台支撑架上设有探针卡承载面板，所述探针卡承载面板中心设有探针卡夹持机构，所述探针卡夹持机构上夹持有探针卡；
所述探针卡影像装置包括固定连接板，所述固定连接板上设有实现探针卡特征点寻找的探针卡低倍CCD及实现探针卡特征点精准定位的高倍CCD；
所述晶圆影像装置包括纵向支撑件及设于所述纵向支撑件上的横梁，所述横梁内设有实现晶圆特征点寻找的晶圆低倍CCD及实现晶圆特征点精准定位的晶圆高倍CCD，并且所述横梁靠近所述探针卡承载台一侧设有实现晶圆厚度测量的高精度位移传感器；
所述检测台与所述测试箱底部固定连接，并且所述检测台为矩形结构的大理石检测台；
所述Y轴轴向滑轨上设有与之驱动连接的Y轴轴向直线驱动电机，所述X轴轴向滑轨上设有与之驱动连接的X轴轴向直线驱动电机；
所述探针卡承载台支撑架包括四组支撑腿及两组倾斜设置的升降杆，且四组所述支撑腿上设有实现所述探针卡水平度调节的升降调节机构；
所述探针卡承载面板中心设有环形结构的探针卡固定盘，所述探针卡固定盘中心设有矩形槽，所述探针卡夹持机构位于所述矩形槽两侧实现所述探针卡的固定夹持。
2.根据权利要求1所述的一种晶圆探针台，其特征在于：所述固定连接板上设有与之第一高精度丝杆，所述第一高精度丝杆底端设有与之驱动连接的第一闭环进步电机，并且所述固定连接板垂直设置于所述晶圆承载台一侧并通过螺丝与所述晶圆承载移动台固定连接。
3.根据权利要求1所述的一种晶圆探针台，其特征在于：所述纵向支撑件包括两组，其中一组所述纵向支撑件上设有与之垂直固定连接的锁紧件。
4.根据权利要求1所述的一种晶圆探针台，其特征在于：所述横梁内设有矩形安装腔，所述晶圆低倍CCD与所述晶圆高倍CCD位于所述矩形安装腔，并且所述矩形安装腔内设有多组实现所述晶圆低倍CCD与所述晶圆高倍CCD固定安装的限位组件。
5.根据权利要求1所述的一种晶圆探针台，其特征在于：所述纵向支撑件与所述探针卡承载台支撑架分别通过螺丝与所述检测台实现固定连接。
6.根据权利要求1所述的一种晶圆探针台，其特征在于：所述测试箱前板上设有电控箱及控制按钮，所述测试箱顶部设有三色灯，所述测试箱底部设有脚轮，所述脚轮由四组地脚杯与四组滑轮组成。 说明书 : 一种晶圆探针台技术领域[0001] 本发明涉及硅晶片测试技术领域，具体为一种晶圆探针台。背景技术[0002] 晶圆测试是芯片制造产业中一个重要组成部分，是主要的芯片良品率统计方法之一。探针台主要应用于半导体行业、光电行业、集成电路以及元器件的质量测试。随着科技的发展，元器件的体积越来越小，通常将多个元器件集成于晶圆上以形成待测件，方便后续进行检测。检测方式通常为：用带电的探针来导通待检测元器件的正负极，再根据元器件的工作情况来判断被检测的元器件是否合格。[0003] 市场上现有的晶圆探针台上的探针卡无法自动移动实现精准定位，使得探针卡上的探针无法精准的与每颗晶粒上的焊垫接触测试，无法精准的区分合格与不合格的晶粒，不便于后续对晶粒进行封装。发明内容[0004] 本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种晶圆探针台。[0005] 本发明通过以下技术方案来实现上述目的，一种晶圆探针台，包括一结构主体，所述结构主体包括测试箱及设于所述测试箱内的晶圆检测装置；[0006] 所述晶圆检测装置包括检测台，所述检测台上设有滑轨组，所述滑轨组上设有晶圆承载台，所述晶圆承载台一侧设有探针卡影像装置，所述检测台上还设有探针卡承载台，所述探针卡承载台位于所述晶圆承载台上方，所述探针卡承载台前方设有晶圆影像装置；[0007] 所述滑轨组包括固定设置于所述检测台上的Y轴轴向滑轨，所述Y轴轴向滑轨上设有与之垂直连接的X轴轴向滑轨，所述X轴轴向滑轨上设有与之滑动连接的晶圆承载移动座，所述晶圆承载移动座上设有升降台，所述晶圆承载台位于所述升降台上；[0008] 所述晶圆承载台包括晶圆承载盘下设有实现旋转的旋转组件及实现升降的升降组件，所述旋转组件包括第二闭环进步电机及第二高精度丝杆，所述第二闭环进步电机与所述第二高精度丝杆驱动连接，所述第二高精度丝杆与所述晶圆承载盘紧密连接，所述升降组件包括与所述旋转组件固定连接的高精度花键轴，所述高精度花键轴底部中心设有Z轴轴向高精度丝杆，所述Z轴轴向高精度丝杆末端设有与之驱动连接的Z轴轴向闭环进步电机；[0009] 所述探针卡承载台包括探针卡承载台支撑架，所述探针卡承载台支撑架上设有探针卡承载面板，所述探针卡承载面板中心设有探针卡夹持机构，所述探针卡夹持机构上夹持有探针卡；[0010] 所述探针卡影像装置包括固定连接板，所述固定连接板上设有实现探针卡特征点寻找的探针卡低倍CCD及实现探针卡特征点精准定位的高倍CCD；[0011] 所述晶圆影像装置包括纵向支撑件及设于所述纵向支撑件上的横梁，所述横梁内设有实现晶圆特征点寻找的晶圆低倍CCD及实现晶圆特征点精准定位的晶圆高倍CCD，并且所述横梁靠近所述探针卡承载台一侧设有实现晶圆厚度测量的高精度位移传感器。[0012] 进一步的，所述检测台与所述测试箱底部固定连接，并且所述检测台为矩形结构的大理石检测台。[0013] 进一步的，所述Y轴轴向滑轨上设有与之驱动连接的Y轴轴向直线驱动电机，所述X轴轴向滑轨上设有与之驱动连接的X轴轴向直线驱动电机。[0014] 进一步的，所述探针卡承载台支撑架包括四组支撑腿及两组倾斜设置的升降杆，且四组所述支撑腿上设有实现所述探针卡水平度调节的升降调节机构。[0015] 进一步的，所述探针卡承载面板中心设有环形结构的探针卡固定盘，所述探针卡固定盘中心设有矩形槽，所述探针卡夹持机构位于所述矩形槽两侧实现所述探针卡的固定夹持。[0016] 进一步的，所述固定连接板上设有与之第一高精度丝杆，所述第一高精度丝杆底端设有与之驱动连接的第一闭环进步电机，并且所述固定连接板垂直设置于所述晶圆承载台一侧并通过螺丝与所述晶圆承载移动台固定连接。[0017] 进一步的，所述纵向支撑件包括两组，其中一组所述纵向支撑件上设有与之垂直固定连接的锁紧件。[0018] 进一步的，所述横梁内设有矩形安装腔，所述晶圆低倍CCD与所述晶圆高倍CCD位于所述矩形安装腔，并且所述矩形安装腔内设有多组实现所述晶圆低倍CCD与所述晶圆高倍CCD固定安装的限位组件。[0019] 进一步的，所述纵向支撑件与所述探针卡承载台支撑架分别通过螺丝与所述检测台实现固定连接。[0020] 进一步的，所述测试箱前板上设有电控箱及控制按钮，所述测试箱顶部设有三色灯，所述测试箱底部设有脚轮，所述脚轮由四组地脚杯与四组滑轮组成。[0021] 本发明的有益效果是：[0022] （1）通过晶圆影像装置、探针影像装置及滑轨组的组合作用，实现晶圆承载台及探卡承载台的精准移动，使得探针卡上的探针能够与每颗晶圆对准接触，实现对每颗晶圆的精准测试，有利于精装区分符合参数的晶圆与不符合参数的晶圆；[0023] （2）通过高精度位移传感器的设置，实现对晶圆厚度的测量，以确保探针卡上的探针能够精准的与每一颗晶圆上的焊垫接触，实现对每一个晶圆进行测试，提高了测试精准度；[0024] （3）通过在支撑腿上水平度调节的升降调节机构，保证了探针卡的水平度，以确保探针卡上的探针能够精准的与每一颗晶圆上的焊垫接触，提高了测试精准度；[0025] （4）通过滑轨组、高精度丝杆及闭环步进电机的设置，以确保晶圆承载台的移动速度与移动精准度。附图说明[0026] 图1为本发明中晶圆检测装置结构示意图；[0027] 图2为本发明中测试箱结构示意图；[0028] 图3为本发明中探针卡承载台结构示意图；[0029] 图4为本发明中滑轨组结构示意图；[0030] 图5为本发明中晶圆承载台结构示意图；[0031] 图6为本发明中探针卡影像装置结构示意图；[0032] 图7为本发明中晶圆影像装置结构示意图。具体实施方式[0033] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。[0034] 如图1‑7所示，本实施例中一种晶圆探针台，包括一结构主体，所述结构主体包括测试箱3及设于所述测试箱3内的晶圆检测装置6；所述晶圆检测装置6包括检测台12，所述检测台12上设有滑轨组11，所述滑轨组11上设有晶圆承载台9，所述晶圆承载台9一侧设有探针卡影像装置10，所述检测台12上还设有探针卡承载台7，所述探针卡承载台7位于所述晶圆承载台9上方，所述探针卡承载台7前方设有晶圆影像装置8；所述滑轨组11包括固定设置于所述检测台12上的Y轴轴向滑轨41，所述Y轴轴向滑轨42上设有与之垂直连接的X轴轴向滑轨41，所述X轴轴向滑轨41上设有与之滑动连接的晶圆承载移动座39，所述晶圆承载移动座39上设有升降台38，所述晶圆承载台9位于所述升降台38上；所述晶圆承载台9包括晶圆承载盘33下设有实现旋转的旋转组件及实现升降的升降组件，所述旋转组件包括第二闭环进步电机35及第二高精度丝杆34，所述第二闭环进步电机35与所述第二高精度丝杆34驱动连接，所述第二高精度丝杆34与所述晶圆承载盘33紧密连接，所述升降组件包括与所述旋转组件固定连接的高精度花键轴32，所述高精度花键轴32底部中心设有Z轴轴向高精度丝杆37，所述Z轴轴向高精度丝杆37末端设有与之驱动连接的Z轴轴向闭环进步电机36；所述探针卡承载台7包括探针卡承载台支撑架13，所述探针卡承载台支撑架13上设有探针卡承载面板15，所述探针卡承载面板15中心设有探针卡夹持机构18，所述探针卡夹持机构18上夹持有探针卡17；所述探针卡影像装置10包括固定连接板28，所述固定连接板28上设有实现探针卡特征点寻找的探针卡低倍CCD27及实现探针卡特征点精准定位的高倍CCD31；所述晶圆影像装置8包括纵向支撑件20及设于所述纵向支撑件20上的横梁22，所述横梁22内设有实现晶圆特征点寻找的晶圆低倍CCD26及实现晶圆特征点精准定位的晶圆高倍CCD25，并且所述横梁22靠近所述探针卡承载台7一侧设有实现晶圆厚度测量的高精度位移传感器24。[0035] 本实施例中，所述检测台12与所述测试箱3底部固定连接，并且所述检测台12为矩形结构的大理石检测台；所述Y轴轴向滑轨42上设有与之驱动连接的Y轴轴向直线驱动电机43，所述X轴轴向滑轨41上设有与之驱动连接的X轴轴向直线驱动电机40；所述探针卡承载台支撑架13包括四组支撑腿及两组倾斜设置的升降杆14，且四组所述支撑腿上设有实现所述探针卡17水平度调节的升降调节机构16；所述探针卡承载面板15中心设有环形结构的探针卡固定盘19，所述探针卡固定盘19中心设有矩形槽，所述探针卡夹持机构18位于所述矩形槽两侧实现所述探针卡17的固定夹持；所述固定连接板28上设有与之第一高精度丝杆29，所述第一高精度丝杆29底端设有与之驱动连接的第一闭环进步电机30，并且所述固定连接板28垂直设置于所述晶圆承载台9一侧并通过螺丝与所述晶圆承载移动台39固定连接；所述纵向支撑件20包括两组，其中一组所述纵向支撑件20上设有与之垂直固定连接的锁紧件21；所述横梁22内设有矩形安装腔23，所述晶圆低倍CCD26与所述晶圆高倍CCD25位于所述矩形安装腔23，并且所述矩形安装腔23内设有多组实现所述晶圆低倍CCD26与所述晶圆高倍CCD25固定安装的限位组件；所述纵向支撑件20与所述探针卡承载台支撑架13分别通过螺丝与所述检测台12实现固定连接；所述测试箱3前板上设有电控箱2及控制按钮5，所述测试箱3顶部设有三色灯4，所述测试箱3底部设有脚轮1，所述脚轮1由四组地脚杯与四组滑轮组成。[0036] 工作原理：本实施例中晶圆探针台主要由晶圆承载台、探卡承载台、晶圆影像装置、探针影像装置及滑轨组组成，通过人工上料至晶圆承载台上，通过滑轨组轴向移动，将晶圆通过晶圆影像装置调节定位，再通过探针影像装置与探针卡上的探针调整实现精准定位，然后通过精准的移动晶圆承载台，以确保探针卡上的探针能够精准的与每颗晶圆上的焊垫接触实现逐个测试，经过测试后探针台将参数特性不符合要求的芯片记录下来，在进入封装工序前予以剔除，只对符合参数特性的晶圆进行封装。[0037] 于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。[0038] 此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

专利地区：广东

专利申请日期：2020-09-22

专利公开日期：2024-07-26

专利公告号：CN112014711B