半導(dǎo)體測試治具的制作方法
【專利摘要】一種半導(dǎo)體測試治具，包括：基底；位于基底上的若干測試針頭，每個測試針頭包括第一測試針，所述第一測試針包括第一本體、位于第一本體一端的第一測試端以及位于第一本體另一端的第一連接端；覆蓋所述第一測試針的第一本體表面的絕緣體；位于絕緣體表面環(huán)繞所述第一測試針的第二測試針，第二測試針與第一測試針同軸，第二測試針包括第二本體、位于第二本體一端的第二測試端以及位于第二本體另一端的第二連接端，所述第二測試端表面與第一測試端表面齊平；與所述第一測試針的第一連接端或者第二測試針的第二連接端電連接的檢測單元。通過檢測單元在進行電學(xué)性能的測試時檢測測試針頭與被測試端子接觸是否良好。
【專利說明】半導(dǎo)體測試治具

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體測試【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種半導(dǎo)體測試治具。

【背景技術(shù)】
[0002]測試制程乃是于IC封裝后，測試封裝完成的產(chǎn)品的電性功能，以保證出廠IC功能上的完整性，并對已測試的產(chǎn)品依其電性功能作分類，作為IC不同等級產(chǎn)品的評價依據(jù)，最后并對產(chǎn)品作外觀檢驗作業(yè)。
[0003]電性功能測試乃針對產(chǎn)品之各種電性參數(shù)進行測試以確定產(chǎn)品能正常運作。
[0004]傳統(tǒng)的同一被測端子上兩點接觸的測試如開爾文測試等，多采用雙頂針或雙金手指平行并列分布的方式，其主要存在以下不足:
[0005]1、制造精度較低:隨著半導(dǎo)體產(chǎn)品尺寸的不斷縮小，被測端子的尺寸以及不同被測端子間的間距也在不斷縮小，為了順應(yīng)這一趨勢，傳統(tǒng)平行并列分布的雙頂針或雙金手指測試方式在其密間距的問題上瓶頸日益突出，精度要求越來越高，有些甚至已無法實現(xiàn)了。
[0006]2、結(jié)構(gòu)強度較弱:為了在被測端子上有限的空間內(nèi)實現(xiàn)兩點接觸測試，頂針或金手指相應(yīng)越來越細，其機械結(jié)構(gòu)強度也越來越弱。
[0007]3、使用壽命較短:傳統(tǒng)的頂針或金手指的測試接觸頭較易受磨損，尤其在精度提出更高要求、機械強度相對較低時，磨損程度更大，進而降低了測試治具的使用壽命。
[0008]4、測試精度較低:為順應(yīng)半導(dǎo)體輕薄短小的發(fā)展需求，越來越細的頂針或金手指所產(chǎn)生的電阻值不斷增大，同時在進行大電流測試時，會產(chǎn)生較大的壓降而影響測試數(shù)值的判斷；另一方面，平行并列分布的雙頂針或雙金手指的也容易因兩者間的位移偏差而產(chǎn)生測試數(shù)值的偏差；此外，傳統(tǒng)并列分布的雙頂針為了縮小兩針間的距離而采用兩個背對斜面的接觸方式，接觸頭容易因其整體結(jié)構(gòu)中彈簧伸縮的扭力而旋轉(zhuǎn)出被測端子進而影響測試精度。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明解決的問題是怎樣提高現(xiàn)有的電學(xué)性能測試的精度和穩(wěn)定性。
[0010]為解決上述問題，本發(fā)明提供一種測試針頭，包括:基底；位于基底上的若干測試針頭，每個測試針頭包括第一測試針，所述第一測試針包括第一本體、位于第一本體一端的第一測試端以及位于第一本體另一端的第一連接端；覆蓋所述第一測試針的第一本體表面的絕緣體；位于絕緣體表面環(huán)繞所述第一測試針的第二測試針，第二測試針與第一測試針同軸，第二測試針包括第二本體、位于第二本體一端的第二測試端以及位于第二本體另一端的第二連接端，所述第二測試端表面與第一測試端表面齊平；與所述第一測試針的第一連接端或者第二測試針的第二連接端電連接的檢測單元，所述檢測單元適于在進行電學(xué)性能的測試時檢測測試針頭與被測試端子接觸是否良好。
[0011]可選的，所述檢測單元包括第一電極和第二電極，所述檢測單元為發(fā)光二極管或指示燈。
[0012]可選的，所述檢測單元的第一電極與第一測試針的第一連接端或者第二測試針的第二連接端電連接，所述檢測單元的第二電極與外部測試電路連接。
[0013]可選的，所述檢測單元的第一電極與第一測試針的第一連接端電連接時，所述基底內(nèi)形成有信號傳輸電路，所述信號傳輸電路包括第一輸入端、第一輸出端、第二輸入端和第二輸出端，所述第一輸出端與檢測單元的第二電極電連接，所述第二輸出端與第二測試針的第二連接端電連接，所述第一輸入端和第二輸入端分別與外部的測試電路電連接。
[0014]可選的，所述檢測單元的第一電極與第二測試針的第二連接端電連接時，所述基底內(nèi)形成有信號傳輸電路，所述信號傳輸電路包括第一輸入端、第一輸出端、第二輸入端和第二輸出端，所述第一輸出端與第一測試針的第一連接端電連接，所述第二輸出端與檢測單元的第二電極電連接，所述第一輸入端和第二輸入端分別與外部的測試電路電連接。
[0015]本發(fā)明還提供一種半導(dǎo)體測試治具，包括:基底；位于基底上的若干測試針頭，每個測試針頭包括，絕緣體，所述絕緣體中具有貫通絕緣體兩個端部的腔室；位于絕緣體的腔室中的第一測試針，所述第一測試針包括第一本體、位于第一本體一端的第一測試端以及位于第一本體另一端的第一連接端；位于腔室中的彈性元件，所述彈性元件與第一測試針連接，適于驅(qū)動所述第一測試針沿腔室上下移動；位于絕緣體側(cè)壁表面環(huán)繞所述第一測試針的第二測試針，第二測試針與第一測試針同軸，第二測試針包括第二本體、位于第二本體一端的第二測試端以及位于第二本體另一端的第二連接端；與所述第一測試針的第一連接端或者第二測試針的第二連接端電連接的檢測單元，所述檢測單元適于在進行電學(xué)性能的測試時檢測測試針頭與被測試端子接觸是否良好。
[0016]可選的，所述檢測單元包括第一電極和第二電極，所述檢測單元為發(fā)光二極管或指示燈。
[0017]可選的，所述檢測單元的第一電極與第一測試針的第一連接端或者第二測試針的第二連接端電連接，所述檢測單元的第二電極與外部測試電路連接。
[0018]可選的，所述絕緣體中的腔室包括第一腔室、位于第一腔室上端的第二腔室、和位于第一腔室下端的第三腔室，所述第一腔室與第二腔室相互貫通，所述第三腔室與第一腔室相互貫通，且第二腔室的寬度和第三腔室的寬度均小于第一腔室的寬度，所述第一測試針穿過第一腔室、第二腔室和第三腔室，所述彈性元件位于第一腔室內(nèi)。
[0019]可選的，所述第一測試針的第一本體上具有限位凸起，所述限位凸起位于第一腔室內(nèi)，彈性元件的一端與限位凸起接觸，彈性元件的另一端與第一腔室的腔室壁底部接觸。
[0020]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)方案具有以下優(yōu)點:
[0021]本發(fā)明半導(dǎo)體測試治具中的測試針頭將第一測試針和第二測試針集成在一個測試針頭上，第二測試針環(huán)繞所述第一測試針，第二測試針和第一測試針之間用絕緣體隔離，從而在保證測試針的尺寸較小的同時，提升測試針的機械強度；另一方面，第一測試針和第二測試針是同軸分布，使得第一測試針和第二測試針之間間距的精度較高，提高了測試的精度；再一方面，相比于現(xiàn)有技術(shù)需要多個測試針(例如雙頂針或金手指)才能進行電學(xué)性能測試，本發(fā)明的一個測試針頭即可進行電學(xué)性能的測試；再一方面，半導(dǎo)體測試治具中包括檢測單元，通過檢測單元可以檢測在測試過程中測試針頭與被測試端子是否接觸良好。
[0022]本發(fā)明的半導(dǎo)體測試治具能實現(xiàn)對待測試封裝結(jié)構(gòu)的多個被測試端子同時進行電學(xué)性能的測試。
[0023]進一步，所述基底中形成有信號傳輸電路，便于測試過程中測試信號的傳輸和獲得，并且提高了半導(dǎo)體測試治具集成度。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]圖1?圖3為本發(fā)明一實施例半導(dǎo)體測試治具的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖4?圖5為本發(fā)明另一實施例半導(dǎo)體測試治具的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實施方式】
[0026]如【背景技術(shù)】所言，現(xiàn)有的頂針或金手指的性能仍有待提高。
[0027]為此，本發(fā)明提供了一種半導(dǎo)體測試治具，包括基底；位于基底上的若干測試針頭，每個測試針頭包括第一測試針，所述第一測試針包括第一本體、位于第一本體一端的第一測試端以及位于第一本體另一端的第一連接端；覆蓋所述第一測試針的第一本體表面的絕緣體；位于絕緣體表面環(huán)繞所述第一測試針的第二測試針，第二測試針與第一測試針同軸，第二測試針包括第二本體、位于第二本體一端的第二測試端以及位于第二本體另一端的第二連接端，所述第二測試端表面與第一測試端表面齊平；與所述第一測試針的第一連接端或者第二測試針的第二連接端電連接的檢測單元，所述檢測單元適于在進行電學(xué)性能的測試時檢測測試針頭與被測試端子接觸是否良好。本發(fā)明半導(dǎo)體測試治具中的測試針頭將第一測試針和第二測試針集成在一個測試針頭上，第二測試針環(huán)繞所述第一測試針，第二測試針和第一測試針之間用絕緣體隔離，從而在保證測試針的尺寸較小的同時，提升測試針的機械強度；另一方面，第一測試針和第二測試針是同軸分布，使得第一測試針和第二測試針之間間距的精度較高，提高了測試的精度；再一方面，相比于現(xiàn)有技術(shù)需要多個測試針(例如雙頂針或金手指)才能進行電學(xué)性能測試，本發(fā)明的一個測試針頭即可進行電學(xué)性能的測試；再一方面，半導(dǎo)體測試治具中包括檢測單元，通過檢測單元可以檢測在測試過程中測試針頭與被測試端子是否接觸良好。
[0028]為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更為明顯易懂，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施例做詳細的說明。在詳述本發(fā)明實施例時，為便于說明，示意圖會不依一般比例作局部放大，而且所述示意圖只是示例，其在此不應(yīng)限制本發(fā)明的保護范圍。此外，在實際制作中應(yīng)包含長度、寬度及深度的三維空間尺寸。
[0029]圖1?圖3為本發(fā)明一實施例半導(dǎo)體測試治具的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4?圖5為本發(fā)明另一實施例半導(dǎo)體測試治具的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0030]請參考圖1，本發(fā)明一實施例中提供了一種半導(dǎo)體測試治具，包括:
[0031]基底200 ；
[0032]位于基底200上的若干測試針頭20，每個測試針頭20包括:第一測試針201，所述第一測試針201包括第一本體、位于第一本體一端的第一測試端21以及位于第一本體另一端的第一連接端22 ;覆蓋所述第一測試針201的第一本體表面的絕緣體202 ;位于絕緣體202表面環(huán)繞所述第一測試針201的第二測試針203，第二測試針203與第一測試針201同軸，第二測試針203包括第二本體、位于第二本體一端的第二測試端23以及位于第二本體另一端的第二連接端24，所述第二測試端23表面與第一測試端31表面齊平；
[0033]與所述第一測試針201的第一連接端22或者第二測試針203的第二連接端24電連接的檢測單元220，所述檢測單元220適于在進行電學(xué)性能的測試時檢測測試針頭與被測試端子接觸是否良好。
[0034]所述第一測試針201的形狀為圓柱體，相應(yīng)的第一測試針201的剖面形狀為圓形，所述絕緣體202的剖面形狀為圓環(huán)形，所述第二測試針203的剖面形狀為圓環(huán)形。需要說明的是，所述第一測試針的剖面形狀可以為其他的形狀，比如所述第一測試針的剖面形狀可以為正多邊形，比如正三角形、正方形。
[0035]在一實施例中，第一測試針201的直徑可以較小，所述第一測試針201的直徑為100納米?500微米，可以為200納米?50微米。相應(yīng)的所述絕緣體202的寬度和第二測試針203的寬度也可以很小，在一實施例中，所述絕緣體202的寬度為80納米?400微米，可以為100納米?10微米，所述第二測試針203的寬度為60納米?300微米，可以為90納米?25微米。
[0036]需要說明的是，在本發(fā)明的其他實施例中，所述第一測試針201的直徑、絕緣體202的厚度和第三測試針203的厚度可以為其他的數(shù)值。
[0037]所述第一測試針201和第二測試針203的材料為銅、金、鎢或者合金材料、或者其他合適的金屬材料或者金屬化合物材料。
[0038]所述絕緣體202用于第一測試針201和第二測試針203之間的電學(xué)隔離，本實施例中，所述絕緣體202的頂部表面與第一測試針201的頂部表面(第一測試端21)和第二測試針203的頂部表面(第二測試端23)齊平，即使得第一測試針201的第一測試端21和第二測試針203的第二測試端23之間沒有空隙，在測試時，防止第一測試針201的第一測試端21或者第二測試針203的第二測試端23因而之間存在間隙在外部的應(yīng)力作用下發(fā)生變形，而使得第一測試針201的第一測試端21和第二測試針203的第二測試端23電接觸，從而影響測試的精度。
[0039]所述絕緣體202可以為單層或多層(彡2層)堆疊結(jié)構(gòu)。
[0040]所述絕緣體202的材料可以為絕緣介質(zhì)材料，比如氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、氮碳化硅、氮碳化硅中的一種或幾種，所述絕緣體的材料還可以為樹脂材料，比如，環(huán)氧樹脂、聚酰亞胺樹脂、聚乙烯樹脂、苯并環(huán)丁烯樹脂或聚苯并惡唑樹脂。
[0041]在一實施例中，從遠離第二測試端23指向第二測試端23的方向，所述第二測試針203的部分本體的寬度逐漸減小。具體請參考圖1，所述第二測試針203的部分本體的寬度，越靠近第二測試端23其寬度越小，在將多跟測試針20用于測試時，使得相鄰測試針頭20的測試端之間的距離增大。
[0042]所述檢測單元220包括第一電極和第二電極，所述檢測單元220可以為具有第一電極和第二電極的發(fā)光二極管或指示燈。在進行測試時，通過檢測單元是否發(fā)光，可以判斷測試針頭20與被測試端子是否接觸良好。
[0043]所述檢測單元220的第一電極與第一測試針201的第一連接端22或者第二測試針203的第二連接端24電連接，所述檢測單元220的第二電極與外部測試電路連接。
[0044]本實施例中，所述檢測單元220的第一電極與第二測試針203的第二連接端24，在具體的實施例中，檢測單元220的第一電極可以通過位于基底200中的一金屬互連線與第二測試針203的第二連接端24電連接，所述基底200內(nèi)形成有信號傳輸電路，所述信號傳輸電路包括第一輸入端、第一輸出端、第二輸入端和第二輸出端，所述第一輸出端與第一測試針的第一連接端電連接，所述第二輸出端與檢測單元的第二電極電連接，所述第一輸入端和第二輸入端分別與外部的測試電路電連接。
[0045]所述測試電路用于提供測試信號，所述信號傳輸電路用于將測試電路產(chǎn)生的測試信號傳輸至第一測試針201和第二測試針203，并將測試過程中獲得的電信號傳輸至測試電路，測試電路對接收的電信號進行處理，獲得測試參數(shù)。
[0046]所述基底200的材料PCB樹脂等，所述第一輸入端和第一輸出端通過位于基底內(nèi)的第一金屬線電連接，所述第二輸入端和第二輸出端通過位于基底200內(nèi)的第二金屬線電連接。
[0047]在一實施例中，所述基底200包括正面和與正面相對的背面，所述基底的背面包括接口區(qū)域，若干第一輸出端和第二輸出端位于基底200的正面,第一輸出端與第一測試針201的第一連接端電連接，第二輸出端與檢測單元220的第二電極電連接，若干第一輸入端和第二輸入端可以集中在基底200背面的接口區(qū)域，使得若干第一輸入端和第二輸入端可以通過一個或多個接口與外部的測試電路相連，簡化了半導(dǎo)體測試治具與外部的測試電路之間的接口電路。在一具體的實施例中，所述基底200可以通過多層PCB樹脂基板壓合形成，每一層PCB樹脂基板均包括若干互連結(jié)構(gòu)，每個互連結(jié)構(gòu)包括貫穿該PCB樹脂基板的通孔互連結(jié)構(gòu)以及位于PCB樹脂基板表面上與通孔互連結(jié)構(gòu)相連的金屬層，多層PCB樹脂基板壓合時，多個互連結(jié)構(gòu)電連接構(gòu)成所述第一金屬線或第二金屬線，因而使得若干第一輸入端和第二輸入端可以集中在基底200背面的接口區(qū)域。
[0048]在另一實施例中，所述基底200包括正面和與正面相對的背面，所述基底的背面包括接口區(qū)域，若干第一輸出端和第二輸出端位于基底200的正面,第一輸出端與第一測試針201的第一連接端電連接，第二輸出端與檢測單元220的第二電極電連接，若干第一輸入端和第二輸入端位于基底200的背面，所述基底200中可以形成貫穿基底200的第一通孔互連結(jié)構(gòu)和第二通孔互連結(jié)構(gòu)，所述第一輸入端和第一輸出端通過位于基底200內(nèi)的第一通孔互連結(jié)構(gòu)電連接，所述第二輸入端和第二輸出端通過位于基底200內(nèi)的第二通孔互連結(jié)構(gòu)電連接；所述基底200的背面上還具有若干第一再布線金屬層和第二再布線金屬層，所述第一再布線金屬層的一端與第一輸入端電連接，第一再布線金屬層的另一端位于接口區(qū)域內(nèi)，所述第二再布線金屬層的一端與第二輸入端電連接，所述第二再布線金屬層的另一端位于接口區(qū)域內(nèi)，接口區(qū)域內(nèi)的第一再布線金屬層和第二再布線金屬層通過一個或多個接口與外部的測試電路相連。
[0049]在另一實施例中，請參考圖2，所述檢測單元220的第一電極與第一測試針201的第一連接端22電連接時，在一具體的實施例中，所述檢測單元220的第一電極通過位于基底200中的一金屬線與第一測試針201的第一連接端22電連接，所述基底內(nèi)還形成有信號傳輸電路，所述信號傳輸電路包括第一輸入端、第一輸出端、第二輸入端和第二輸出端，所述第一輸出端與檢測單元的第二電極電連接，所述第二輸出端與第二測試針的第二連接端電連接，所述第一輸入端和第二輸入端分別與外部的測試電路電連接。
[0050]關(guān)于信號傳輸電路的具體介紹或描述請參考前述實施例，在此不再贅述。
[0051]在本發(fā)明的其他實施例中，所述信號傳輸電路的第一輸出端直接與第一測試針的第一連接端電連接，信號傳輸電路的第二輸出端直接與第二測試針的第二連接端電連接，所述檢測單元串聯(lián)在信號傳輸電路的第一輸出端與外部的測試電路之間，或者所述檢測單元串聯(lián)在信號傳輸電路的第二輸出端與外部的測試電路之間。
[0052]本發(fā)明半導(dǎo)體測試治具中的測試針頭20將第一測試針201和第二測試針203集成在一個測試針頭上，第二測試針203環(huán)繞所述第一測試針201，第二測試針203和第一測試針201之間用絕緣體202隔離，從而在保證測試針的尺寸較小的同時，提升測試針的機械強度；另一方面，第一測試針201和第二測試針203是同軸分布，使得第一測試針201和第二測試針203之間間距的精度較高，并且在測試過程中第一測試針201和第二測試針203之間的間距不會發(fā)生改變，提高了測試的精度；再一方面，相比于現(xiàn)有技術(shù)需要多個測試針(例如雙頂針或金手指)才能進行電學(xué)性能測試，本發(fā)明實施例由于第一測試針201和第二測試針203集成在一個測試針頭上，采用因為本發(fā)明實施例一個測試針頭即可進行電學(xué)性能的測試，再一方面，半導(dǎo)體測試治具中具有與測試針頭20中的第一測試針201或第二測試針203電連接的檢測單元220，在將半導(dǎo)體測試治具應(yīng)用在進行電學(xué)性能的測試時，每個檢測單元220等效于是串聯(lián)在第一測試針201和第二測試針203構(gòu)成的測試電路回路上，通過檢測單元220可以判斷每個測試針頭20是否與對應(yīng)的被測試端子是否接觸良好，比如當(dāng)測試單元220的指示燈亮?xí)r，表示測試針頭20與被測試端子接觸良好；當(dāng)測試單元220的指示燈閃爍時，表示測試針頭與被測試端子接觸不佳；當(dāng)測試單元220的指示燈不亮?xí)r，表示測試針頭中的第一測試針201和第二測試針203中的至少一個與被測試端子未接觸、或是是信號傳輸電路或外部測試電路存在問題。
[0053]在將應(yīng)用本發(fā)明的半導(dǎo)體測試治具進行電學(xué)性能測試時，在一實施例中，可以將本發(fā)明的測試針頭應(yīng)用于電阻測試或大電流測試，將測試針頭20的一端與被測試端子接觸，使第一測試針201的第一測試端21和第二測試針203的第二測試端23表面與被測試端子的表面接觸，并在第一測試針201和第二測試針202之間施加測試電壓，測量通過第一測試針201、第二測試針203、以及被測試端子上的電流，以及通過測試電壓除以電流獲得測試電阻。
[0054]應(yīng)用本發(fā)明的測試針頭20進行電阻的測試時，由于第一測試針201和第二測試針203是同軸的，因而測試電流通過第一測試針201均勻的向四周擴散，流向第二測試針203，即使得第一測試針201和第二測試針203之間的待測試端子的環(huán)形區(qū)域(與絕緣體202接觸的部分)上不同方向流過的電流是平均的，提高了測試的精度。
[0055]在本發(fā)明的其他實施例中，可以將本發(fā)明的測試針頭應(yīng)用于其他形式的電學(xué)性能測試，比如可以應(yīng)用多個測試針頭進行電學(xué)性能的測試，比如測試電流可以從一個測試針頭的第一測試針或第二測試針流向另一個測試針頭的第一測試針或第二測試針，或者測試電路可以從一個測試針頭的第二測試針和第二測試針流向另一個測試針頭的第一測試針和第二測試針。
[0056]參考圖3，圖3為本發(fā)明的半導(dǎo)體測試治具進行電學(xué)性能測試時的結(jié)構(gòu)示意圖，首先將半導(dǎo)體測試治具置于測試機臺中；然后將待測試封裝結(jié)構(gòu)300置于半導(dǎo)體測試治具上，所述待測試封裝結(jié)構(gòu)300上具有若干被測試端子31，所述被測試端子31可以為引腳或者焊盤等，所述被測試端子31的部分表面與對應(yīng)的測試針頭20的測試端(測試端為第一測試針201的第一測試端和第二測試針203的第二測試端)電連接；然后在第一測試針201和第二測試針203之間施加測試信號，進行電學(xué)性能的測試。
[0057]在進行電學(xué)性能的測試時，通過檢測單元220可以判斷每個測試針頭20是否與對應(yīng)的被測試端子是否接觸良好。
[0058]通過本發(fā)明的半導(dǎo)體測試治具可以對封裝結(jié)構(gòu)300的多個被測試端子同時進行電學(xué)性能測試，提高了測試的效率和測試的準(zhǔn)確度。
[0059]需要說明的是，本發(fā)明的半導(dǎo)體測試治具可以應(yīng)用于手動測試(人工加載待測試封裝結(jié)構(gòu))也可以應(yīng)用于自動測試(機器手自動加載待測試封裝結(jié)構(gòu))。
[0060]本發(fā)明另一實施例還提供了一種治具半導(dǎo)體測試治具，具體請參考圖4，所述半導(dǎo)體測試治具，包括:
[0061]基底200 ；
[0062]位于基底上的若干測試針頭20,每個測試針頭20包括:絕緣體202,所述絕緣體202中具有貫通絕緣體202的兩個端部的腔室；位于絕緣體202的腔室中的第一測試針201，所述第一測試針包括第一本體、位于第一本體一端的第一測試端21以及位于第一本體另一端的第一連接端22 ;位于腔室中的彈性元件213，所述彈性元件213與第一測試針201連接，適于驅(qū)動所述第一測試針201沿腔室上下移動；位于絕緣體202側(cè)壁(外側(cè)壁)表面環(huán)繞所述第一測試針201的第二測試針203，第二測試針203與第一測試針201同軸，第二測試針203包括第二本體、位于第二本體一端的第二測試端23以及位于第二本體另一端的弟~■連接端24 ；
[0063]與所述第一測試針201的第一連接端22或者第二測試針203的第二連接端24電連接的檢測單元220，所述檢測單元220適于在進行電學(xué)性能的測試時檢測測試針頭20與被測試端子接觸是否良好。
[0064]所述絕緣體202中的腔室包括第一腔室、位于第一腔室上端的第二腔室、和位于第一腔室下端的第三腔室，所述第一腔室與第二腔室相互貫通，所述第三腔室與第一腔室相互貫通，且第二腔室的寬度和第三腔室的寬度(或尺寸)均小于第一腔室的寬度(或尺寸)，所述第一測試針201穿過第一腔室、第二腔室和第三腔室，所述彈性元件213位于第一腔室內(nèi)。
[0065]相應(yīng)的所述絕緣體202厚度也可以很小，所述絕緣體202的厚度為80納米?400微米，在一具體實施例中絕緣體202的厚度可以為100納米?10微米。
[0066]所述絕緣體202的材料還可以為樹脂材料，比如，環(huán)氧樹脂、聚酰亞胺樹脂、聚乙烯樹脂、苯并環(huán)丁烯樹脂或聚苯并惡唑樹脂等。所述絕緣體202的材料還可以為絕緣介質(zhì)材料，比如氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、氮碳化硅、氮碳化硅中的一種或幾種。
[0067]所述絕緣體202可以為單層或多層堆疊結(jié)構(gòu)。
[0068]所述第一測試針201的第一本體上具有限位凸起211，所述限位凸起211位于第一腔室內(nèi)，彈性元件213的一端與限位凸起211接觸，彈性元件213的另一端與第一腔室底部的腔室壁接觸。
[0069]所述限定凸起211用于在非測試狀態(tài)時(彈性元件213處于伸張狀態(tài)時)，限定第一測試針201的位置，使得第一測試針201的位置相對于第二測試針203的位置保持固定，特別是后續(xù)實施例中，將若干測試針頭應(yīng)用于半導(dǎo)體測試治具時，在非測試狀態(tài)下，若干測試針頭20的第一測試針201都是限定在同一位置(第一測試針201的第一測試端21高度保持一致)，在將待測試封裝結(jié)構(gòu)置于半導(dǎo)體測試治具上時，防止若干第一測試針201的第一測試端21的高度不一致對測試過程和測試結(jié)構(gòu)的影響。
[0070]本實施例中，所述彈性元件213為彈簧，所述第一測試針213穿過彈簧中間的孔洞，彈簧的一端與限位凸起211接觸，彈簧的另一端與第一腔室底部的腔室壁接觸。在非測試狀態(tài)時，所述彈性元件(彈簧)213對限位凸起211產(chǎn)生向上的張力，使得限位凸起211與第一腔室頂部的腔室壁接觸，第一測試針201的第一測試端21表面高于第二測試針203的第二測試端23表面；在進行測試時，待測試封裝結(jié)構(gòu)置于測試針頭上，第一測試針21在外部壓力的作用下向下移動，此時彈性元件(彈簧)213被壓縮，直至第一測試針201的第一測試端21表面與第二測試針203的第二測試端23表面齊平時，第一測試針201停止向下移動，此時，第一測試針201的第一測試端21表面和第二測試針203的第二測試端23表面均與待測試封裝結(jié)構(gòu)上的被測試端子表面接觸。
[0071]所述第一測試針201的尺寸小于第二腔室和第三腔室的尺寸，以使第一測試針201能夠沿腔室內(nèi)上下移動。
[0072]在其他實施例中，所述彈性元件可以為金屬彈片，金屬彈片一端與限位凸起211接觸，金屬彈片的另一端與第一腔室底部的腔室壁接觸。
[0073]所述金屬彈片的材料為銅、鎢等金屬或合金。
[0074]在非測試狀態(tài)時，所述彈性元件(金屬彈片)處于伸直狀態(tài)，此時限位凸起211與第一腔室頂部的腔室壁接觸；在測試狀態(tài)時，所述第一測試針201在外力的作用下向下移動，所述彈性元件(金屬彈片)處于彎曲狀態(tài)。
[0075]在一實施例中，所述彈性元件(金屬彈片)處于伸直狀態(tài)時，所述彈性元件(金屬彈片)距離第一測試針201的側(cè)壁以及與第一腔室的側(cè)壁具有第一距離，此時第一測試針201的第一測試端21表面突出第二測試針202的第二測試端23表面的距離為第二距離。為了使得在進行電學(xué)性能測試時，第一測試針201在受到壓力向下移動時，第一測試針201的第一測試端21表面與第二測試端203的第二測試端23表面平齊，所述第一距離大于第二距離。
[0076]所述金屬彈片可以為單根的金屬條，金屬條的數(shù)量> 2跟，若干金屬條對稱的或等角度的分布在第一測試針周圍，使得第一測試針201各個方向的受到金屬彈片的作用力是均勻性的，第一測試針201上下移動不會受到影響。
[0077]在一實施例中，所述限位凸起211的底部以及第一腔室的頂部的腔室壁內(nèi)具有若干凹槽或通孔，金屬彈片的兩端分別位于對應(yīng)的凹槽或通孔內(nèi)，使得金屬彈片兩端位置固定，防止金屬彈片產(chǎn)生不必要的位移。
[0078]所述第二測試針203位于絕緣體202的側(cè)壁(外側(cè)壁)表面，第二測試針203相對于絕緣體202是固定不動的，且第二測試針203的第二測試端23表面與絕緣體203的頂部表面齊平，本實施例中，第一腔室、第二腔室和第三腔室的腔室壁厚度保持一致，第二腔室的寬度和第三腔室的寬度(或尺寸)均小于第一腔室的寬度(或尺寸)，使得絕緣體202的部分外側(cè)壁(對應(yīng)第一腔室的部分)具有向外的突起，相應(yīng)的第二測試針上具有與凸起對應(yīng)的凹槽，第二測試針203固定在絕緣體202的側(cè)壁(外側(cè)壁)表面時，兩者的接觸面積和黏附力均增加，使得第二測試針203不容易從絕緣體202的側(cè)壁上脫落，增加了測試針的使用壽命。
[0079]所述第一測試針201和第二測試針203的材料為銅、金、鎢或者合金材料、或者其他合適的金屬材料或者金屬化合物材料。第一測試針201的材料和第二測試針203的材料可以相同或不相同。
[0080]在一實施例中，從遠離第二測試端23指向第二測試端23的方向，所述第二測試針203的部分本體的寬度逐漸減小，即越靠近第二測試端23第二測試針的寬度越小，在將多跟測試針20用于測試時，使得相鄰測試針頭20的測試端之間的距離增大。
[0081]所述測試針頭20的數(shù)量大于等于兩個，在一具體的實施例中，所述測試針頭20在基底200上呈行列排布。
[0082]所述第二測試針203的第二連接端24固定在基底200的表面。在一實施例中，可以通過焊接工藝將第二測試針203的第二連接端24固定在基底200的表面。在本發(fā)明的其他實施例中，所述第二測試針203可以通過其它的方式與基底200表面連接。
[0083]所述基底200內(nèi)具有若干通孔216，所述通孔216作為第一測試針201沿腔室上下移動時，第一測試針201的第一連接端22的移動通道。
[0084]所述基底200的背面具有金屬連接端215，第一測試針201的第一連接端22通過一金屬線217與金屬連接端215電連接，所述金屬線216部分位于通孔216內(nèi)。
[0085]本實施例中，所述檢測單元220的第一電極與第二測試針203的第二連接端24，在具體的實施例中，檢測單元220的第一電極可以通過位于基底200中的一金屬互連線與第二測試針203的第二連接端24電連接，所述基底200內(nèi)形成有信號傳輸電路，所述信號傳輸電路包括第一輸入端、第一輸出端、第二輸入端和第二輸出端，所述第一輸出端與第一測試針的第一連接端電連接，所述第二輸出端與檢測單元的第二電極電連接，所述第一輸入端和第二輸入端分別與外部的測試電路電連接。
[0086]在另一實施例中，所述檢測單元220的第一電極與第一測試針201的第一連接端22電連接，在一具體的實施例中，所述檢測單元220的第一電極與金屬線217電連接，檢測單元220的第二電極與金屬連接端215電連接，所述基底內(nèi)還形成有信號傳輸電路，所述信號傳輸電路包括第一輸入端、第一輸出端、第二輸入端和第二輸出端，所述第一輸出端與金屬連接端215電連接，所述第二輸出端與第二測試針的第二連接端電連接，所述第一輸入端和第二輸入端分別與外部的測試電路電連接。
[0087]關(guān)于信號傳輸電路的具體介紹或描述請參考前述實施例，在此不再贅述。
[0088]參考圖5，圖5為本發(fā)明的半導(dǎo)體測試治具進行電學(xué)性能測試時的結(jié)構(gòu)示意圖，首先將半導(dǎo)體測試治具置于測試機臺中；然后裝載待測試封裝結(jié)構(gòu)300，所述待測試封裝結(jié)構(gòu)300上具有若干被測試端子31，所述被測試端子31可以為引腳或焊盤，將待測試封裝結(jié)構(gòu)300置于半導(dǎo)體測試治具上，待測試封裝結(jié)構(gòu)300的被測試端子31先與第一測試針201的第一測試端表面接觸，然后待測試封裝結(jié)構(gòu)300在一定的壓力下下移,相應(yīng)的第一測試針201也在壓力的作用下下移，直至第一測試針201的第一測試端21表面與第二測試針203的第二測試端23表面齊平，此時所述被測試端子31的部分表面與對應(yīng)的測試針頭20的測試端(測試端為第一測試針201的第一測試端和第二測試針203的第二測試端)電連接；然后在第一測試針201和第二測試針203之間施加測試信號，進行電學(xué)性能的測試。
[0089]在本發(fā)明的其他實施例中，也可以在裝載待測試封裝結(jié)構(gòu)300后，待測試封裝結(jié)構(gòu)300保持固定，而半導(dǎo)體測試治具在測試設(shè)備的機械手臂的作用下，使得半導(dǎo)體測試治具上的測試針頭20與待測試封裝結(jié)構(gòu)300的被測試端子30接觸，進行電學(xué)性能側(cè)測試。
[0090]本實施例中，所述檢測單元220包括第一電極和第二電極，所述檢測單元220可以為具有第一電極和第二電極的發(fā)光二極管或指示燈。在進行測試時，第一測試針201的第一測試端21和第二測試針203的第二測試端203與被測試端子31的表面接觸，檢測單元220、第一測試針201、第二測試端203和被測試端子31之間構(gòu)成回路，通過檢測單元220是否發(fā)光，可以判斷測試針頭20與被測試端子31是否接觸良好。
[0091]在電學(xué)性能的測試過程中，由于第一測試針201需要在外部壓力的作用下才能上下移動，但是在裝載待測試封裝結(jié)構(gòu)300時，難以判斷待測試封裝結(jié)構(gòu)300是否裝載到位以及測試針頭20與被測試端子是否接觸良好，過裝載(裝載待測試封裝結(jié)構(gòu)300的實際位置超過目標(biāo)位置)則容易引起測試針頭20的折斷或彎曲，欠裝載(裝載待測試封裝結(jié)構(gòu)300的實際位置未到目標(biāo)位置)則容易帶來接觸不良等影響。在本發(fā)明的其他實施例中，所述檢測單元還可以用于檢測待測試封裝結(jié)構(gòu)是否裝載到位，所述待測試檢測單元包括發(fā)光單元和光敏單元，所述發(fā)光單元適于在有電流流過是向外發(fā)射光，所述發(fā)光單元包括第一電極和第二電極，在具體的實施例中所述發(fā)光單元可以為具有第一電極和第二電極的發(fā)光二極管(比如能發(fā)射紅光的發(fā)光二極管)，所述發(fā)光單元的第一電極與第二電極與測試針頭第一電極與第一測試針的第一連接端或者第二測試針的第二連接端電連接，所述檢測單元的第二電極與外部測試電路連接(具體的連接方式，請參考前述實施例中關(guān)于檢測單元的第一電極和第二電極與測試針頭和信號傳輸電路的連接)，所述光敏單元位于發(fā)光單元一偵U，適于接收發(fā)光單元發(fā)射的光，并產(chǎn)生電信號，并根據(jù)電信號電平的突變來判斷待測試封裝結(jié)構(gòu)300是否裝載到位。具體過程為:在待測試封裝結(jié)構(gòu)裝載之前，由于測試針頭沒有與待測試封裝結(jié)構(gòu)上的被測試端子接觸，光敏單元中產(chǎn)生的電信號為低電平或零電平；然后進行待測試封裝結(jié)構(gòu)300的裝載，待測試封裝結(jié)構(gòu)300的被測試端子31先與第一測試針201的第一測試端21表面接觸,然后待測試封裝結(jié)構(gòu)300在一定的壓力下下移,相應(yīng)的第一測試針201也在壓力的作用下下移，直至第一測試針201的第一測試端21表面與第二測試針203的第二測試端23表面齊平，第一測試針201的第一測試端21表面與第二測試針203的第二測試端23表面均與被測試端子的表面接觸，此時檢測單元220、第一測試針201、第二測試端203和被測試端子31之間構(gòu)成的回路導(dǎo)通，發(fā)光單元向外發(fā)射光，光敏單元同時接收發(fā)光單元發(fā)射的光，并產(chǎn)生電信號，電信號的電平由低電平變?yōu)楦唠娖?，電信號電平的發(fā)生突變，判斷待測試封裝結(jié)構(gòu)300裝載到位，停止待測試封裝結(jié)構(gòu)300的裝載或移動。
[0092]雖然本發(fā)明披露如上，但本發(fā)明并非限定于此。任何本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，均可作各種更動與修改，因此本發(fā)明的保護范圍應(yīng)當(dāng)以權(quán)利要求所限定的范圍為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種半導(dǎo)體測試治具，其特征在于，包括: 基底；位于基底上的若干測試針頭，每個測試針頭包括第一測試針，所述第一測試針包括第一本體、位于第一本體一端的第一測試端以及位于第一本體另一端的第一連接端；覆蓋所述第一測試針的第一本體表面的絕緣體；位于絕緣體表面環(huán)繞所述第一測試針的第二測試針，第二測試針與第一測試針同軸，第二測試針包括第二本體、位于第二本體一端的第二測試端以及位于第二本體另一端的第二連接端，所述第二測試端表面與第一測試端表面齊平； 與所述第一測試針的第一連接端或者第二測試針的第二連接端電連接的檢測單元，所述檢測單元適于在進行電學(xué)性能的測試時檢測測試針頭與被測試端子接觸是否良好。
2.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體測試治具，其特征在于，所述檢測單元包括第一電極和第二電極，所述檢測單元為發(fā)光二極管或指示燈。
3.如權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體測試治具，其特征在于，所述檢測單元的第一電極與第一測試針的第一連接端或者第二測試針的第二連接端電連接，所述檢測單元的第二電極與外部測試電路連接。
4.如權(quán)利要求3所述的半導(dǎo)體測試治具，其特征在于，所述檢測單元的第一電極與第一測試針的第一連接端電連接時，所述基底內(nèi)形成有信號傳輸電路，所述信號傳輸電路包括第一輸入端、第一輸出端、第二輸入端和第二輸出端，所述第一輸出端與檢測單兀的第二電極電連接，所述第二輸出端與第二測試針的第二連接端電連接，所述第一輸入端和第二輸入端分別與外部的測試電路電連接。
5.如權(quán)利要求3所述的半導(dǎo)體測試治具，其特征在于，所述檢測單元的第一電極與第二測試針的第二連接端電連接時，所述基底內(nèi)形成有信號傳輸電路，所述信號傳輸電路包括第一輸入端、第一輸出端、第二輸入端和第二輸出端，所述第一輸出端與第一測試針的第一連接端電連接，所述第二輸出端與檢測單元的第二電極電連接，所述第一輸入端和第二輸入端分別與外部的測試電路電連接。
6.一種半導(dǎo)體測試治具，其特征在于，包括: 基底；位于基底上的若干測試針頭，每個測試針頭包括，絕緣體，所述絕緣體中具有貫通絕緣體兩個端部的腔室；位于絕緣體的腔室中的第一測試針，所述第一測試針包括第一本體、位于第一本體一端的第一測試端以及位于第一本體另一端的第一連接端；位于腔室中的彈性元件，所述彈性元件與第一測試針連接，適于驅(qū)動所述第一測試針沿腔室上下移動；位于絕緣體側(cè)壁表面環(huán)繞所述第一測試針的第二測試針，第二測試針與第一測試針同軸，第二測試針包括第二本體、位于第二本體一端的第二測試端以及位于第二本體另一端的第二連接端； 與所述第一測試針的第一連接端或者第二測試針的第二連接端電連接的檢測單元，所述檢測單元適于在進行電學(xué)性能的測試時檢測測試針頭與被測試端子接觸是否良好。
7.如權(quán)利要求6所述的半導(dǎo)體測試治具，其特征在于，所述檢測單元包括第一電極和第二電極，所述檢測單元為發(fā)光二極管或指示燈。
8.如權(quán)利要求7所述的半導(dǎo)體測試治具，其特征在于，所述檢測單元的第一電極與第一測試針的第一連接端或者第二測試針的第二連接端電連接，所述檢測單元的第二電極與外部測試電路連接。
9.如權(quán)利要求6所述的半導(dǎo)體測試治具，其特征在于，所述絕緣體中的腔室包括第一腔室、位于第一腔室上端的第二腔室、和位于第一腔室下端的第三腔室，所述第一腔室與第二腔室相互貫通，所述第三腔室與第一腔室相互貫通，且第二腔室的寬度和第三腔室的寬度均小于第一腔室的寬度，所述第一測試針穿過第一腔室、第二腔室和第三腔室，所述彈性兀件位于第一腔室內(nèi)。
10.如權(quán)利要求9所述的半導(dǎo)體測試治具，其特征在于，所述第一測試針的第一本體上具有限位凸起，所述限位凸起位于第一腔室內(nèi)，彈性元件的一端與限位凸起接觸，彈性元件的另一端與第一腔室的腔室壁底部接觸。
【文檔編號】G01R1/073GK104316864SQ201410606182
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年10月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月30日
【發(fā)明者】石磊 申請人:南通富士通微電子股份有限公司