本發(fā)明涉及電子元器件測(cè)試，尤其是指面向元器件批量測(cè)試的探針裝置、測(cè)試裝置及測(cè)試方法。

背景技術(shù)：

1、晶圓級(jí)元器件測(cè)試是半導(dǎo)體制造流程中的關(guān)鍵步驟，涉及在晶圓完成加工后，利用高度集成的探針裝置將精密測(cè)試機(jī)的電信號(hào)精確注入晶圓表面各元器件的電極上，以激活元器件至通電工作狀態(tài)。隨后，測(cè)試機(jī)高精度地捕獲并分析元器件在工作狀態(tài)下產(chǎn)生的電流、電壓等關(guān)鍵電性能參數(shù)，與預(yù)設(shè)的、基于嚴(yán)格工藝規(guī)范制定的判定標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行對(duì)比分析。此過(guò)程旨在精準(zhǔn)區(qū)分出性能指標(biāo)達(dá)標(biāo)的良品元器件與未達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的不良品。

2、該測(cè)試流程的高效執(zhí)行依賴于測(cè)試機(jī)與probe機(jī)臺(tái)的緊密協(xié)同作業(yè)。測(cè)試探針卡是測(cè)試機(jī)和probe機(jī)臺(tái)協(xié)同作業(yè)的紐帶。測(cè)試機(jī)負(fù)責(zé)將電信號(hào)通過(guò)測(cè)試探針卡發(fā)送到被測(cè)晶圓上的元器件的金屬電極上并通過(guò)測(cè)試探針卡接收元器件電信號(hào)并判定電信號(hào)以及存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。

3、probe機(jī)臺(tái)作為測(cè)試平臺(tái)的物理基礎(chǔ)，需與測(cè)試機(jī)保持實(shí)時(shí)、穩(wěn)定的通信連接，以精確控制晶圓位置并穩(wěn)固支撐測(cè)試探針卡。晶圓測(cè)試的整體效率直接受到測(cè)試探針卡并行測(cè)試能力(即同時(shí)測(cè)量元器件的數(shù)量)以及probe機(jī)臺(tái)索引速度(index?time)的制約。而測(cè)試探針卡的并行測(cè)試能力又受限于測(cè)試機(jī)所能提供的信號(hào)通道數(shù)，這些通道直接決定了同時(shí)可測(cè)試元器件的最大數(shù)量。

4、以含有5萬(wàn)顆元器件的晶圓為例，若測(cè)試機(jī)單次操作僅能同時(shí)監(jiān)測(cè)32顆元器件的電流等參數(shù)，那么完成全晶圓測(cè)試將需進(jìn)行約1500多次的增量測(cè)試與判定過(guò)程。為提升測(cè)試效率，傳統(tǒng)方法傾向于通過(guò)增加測(cè)試機(jī)內(nèi)的資源板卡數(shù)量來(lái)擴(kuò)展信號(hào)通道數(shù)，對(duì)成本控制構(gòu)成挑戰(zhàn)。現(xiàn)總結(jié)現(xiàn)有晶圓級(jí)元器件測(cè)試技術(shù)的缺點(diǎn)如下：

5、第一，測(cè)試效率低下：由于測(cè)試機(jī)單次操作能同時(shí)監(jiān)測(cè)的元器件數(shù)量有限(如上述例子中的32顆)，對(duì)于大規(guī)模元器件的晶圓而言，需要進(jìn)行大量的迭代測(cè)試與判定過(guò)程，導(dǎo)致整體測(cè)試效率低下，增加了生產(chǎn)周期和成本。

6、第二，資源利用率低：在測(cè)試過(guò)程中，測(cè)試機(jī)的部分信號(hào)通道可能在某些時(shí)間段內(nèi)處于空閑狀態(tài)，未能充分利用所有可用資源，進(jìn)一步降低了測(cè)試效率。

7、第三，設(shè)備投資與運(yùn)營(yíng)成本高：為提升測(cè)試效率，傳統(tǒng)方法依賴于增加測(cè)試機(jī)內(nèi)的資源板卡數(shù)量，以擴(kuò)展信號(hào)通道數(shù)。然而，這種做法不僅增加了設(shè)備的初始投資成本，還可能導(dǎo)致后續(xù)運(yùn)營(yíng)成本的上升，包括維護(hù)、升級(jí)和更換部件等費(fèi)用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為此，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的通過(guò)增加測(cè)試機(jī)內(nèi)的資源板卡數(shù)量來(lái)擴(kuò)展信號(hào)通道數(shù)使測(cè)試裝置復(fù)雜，且判定過(guò)程的迭代次數(shù)過(guò)多導(dǎo)致測(cè)試效率低下的問(wèn)題，提供了一種面向元器件批量測(cè)試的探針裝置、測(cè)試裝置及測(cè)試方法，所述探針裝置包括：

2、pcb電路板，所述pcb電路板上設(shè)有呈矩陣陣列分布的多個(gè)測(cè)試單元；

3、以及多個(gè)金屬探針，每個(gè)金屬探針的一端連接所述測(cè)試單元，其另一端連接被測(cè)元器件；

4、其中，所述測(cè)試單元包括led驅(qū)動(dòng)單元、熔斷器和直流電源，所述led驅(qū)動(dòng)單元的輸出端通過(guò)所述金屬探針連接被測(cè)元器件，其輸入端通過(guò)所述熔斷器連接所述直流電源的輸出端。

5、在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述led驅(qū)動(dòng)單元包括第一開(kāi)關(guān)、第一支路、第二支路和發(fā)光二極管，所述發(fā)光二極管設(shè)在所述第一支路上，所述第二支路連接被測(cè)元器件，所述第一開(kāi)關(guān)分別連接所述第一支路和第二支路，用于控制所述第一支路與所述直流電源之間的回路通斷。

6、在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述第一開(kāi)關(guān)為pmos管q1，所述pmos管q1的s極連接于所述直流電源的輸出接口；

7、所述第一支路上還設(shè)有第一電阻r1，所述pmos管q1的d極連接所述第一電阻r1的第一端，所述第一電阻r1的第二端連接所述發(fā)光二極管的正極，所述發(fā)光二極管的負(fù)極連接所述直流電源的gnd端口；

8、所述第二支路上設(shè)有第二電阻r2，所述pmos管q1的g極連接所述第二電阻r2的第一端，所述第二電阻r2的第二端連接被測(cè)元器件的第一端，所述被測(cè)元器件的第二端連接所述直流電源的gnd端口。

9、在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述led驅(qū)動(dòng)單元還包括分壓電阻r3，所述pmos管q1的s極和所述分壓電阻r3的第一端均連接于直流電源的輸出接口，所述分壓電阻r3的第二端引出兩條支路，分別連接所述pmos管q1的g極和所述第二電阻r2的第一端。

10、在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述第二電阻r2的第二端連接所述金屬探針。

11、在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述多個(gè)測(cè)試單元之間均為并聯(lián)連接，且所述多個(gè)金屬探針之間均為并聯(lián)連接。

12、在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述探針裝置還包括探針卡座，所述探針卡座安裝在所述pcb電路板上，且數(shù)量可配置為單個(gè)或多個(gè)；

13、當(dāng)所述探針卡座的數(shù)量為單個(gè)時(shí)，所述探針卡座上設(shè)有多個(gè)安裝孔，所述多個(gè)安裝孔的位置分布匹配所述測(cè)試單元的整體矩陣陣列分布，所述金屬探針設(shè)置在所述安裝孔內(nèi)并連接至測(cè)試單元；

14、當(dāng)所述探針卡座的數(shù)量為多個(gè)時(shí)，每個(gè)探針卡座僅設(shè)有一個(gè)安裝孔，根據(jù)所述測(cè)試單元的數(shù)量增加或減少探針卡座，所述多個(gè)金屬探針逐一安裝在所述安裝孔內(nèi)，連接所述測(cè)試單元。

15、本發(fā)明還提供了一種元器件批量測(cè)試裝置，包括所述的面向元器件批量測(cè)試的探針裝置和信號(hào)收發(fā)器，所述信號(hào)收發(fā)器的信號(hào)發(fā)射端連接所述pcb電路板，所述信號(hào)收發(fā)器的信號(hào)接收端連接所述金屬探針；其中，所述信號(hào)收發(fā)器的信號(hào)發(fā)射端向所述pcb電路板發(fā)送測(cè)試信號(hào)，所述測(cè)試信號(hào)由所述pcb電路板傳遞給所述金屬探針，所述金屬探針將所述測(cè)試信號(hào)傳遞給被測(cè)元器件；所述信號(hào)收發(fā)器的信號(hào)接收端通過(guò)所述金屬探針形成電流信號(hào)回路。

16、基于同一發(fā)明構(gòu)思，本發(fā)明還提供了一種元器件批量測(cè)試方法，利用所述的元器件批量測(cè)試裝置對(duì)被測(cè)元器件進(jìn)行質(zhì)量合規(guī)測(cè)試，包括如下步驟：

17、s1：基于所述測(cè)試單元中的發(fā)光二極管的發(fā)光情況，得到第一測(cè)試結(jié)果；

18、s2：基于所述第一測(cè)試結(jié)果，構(gòu)建一個(gè)數(shù)據(jù)映射表，所述數(shù)據(jù)映射表中的每個(gè)單元格用于存放被測(cè)元器件的位置數(shù)據(jù)和測(cè)試結(jié)果。

19、在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，s1中，所述得到第一測(cè)試結(jié)果的方法如下：

20、獲取電流信號(hào)回路的電流值，判斷所述電流值與預(yù)設(shè)閾值的大?。喝羲鲭娏髦荡笥谒鲱A(yù)設(shè)閾值，被測(cè)元器件被標(biāo)記為不良品，其對(duì)應(yīng)的發(fā)光二極管被點(diǎn)亮；否則，被測(cè)元器件被標(biāo)記為良品，其對(duì)應(yīng)的發(fā)光二極管閉合；

21、獲取所有測(cè)試單元中發(fā)光二極管的發(fā)光結(jié)果，根據(jù)所述發(fā)光結(jié)果得到與之連接的被測(cè)元器件的測(cè)試結(jié)果，即所述第一測(cè)試結(jié)果。

22、本發(fā)明的上述技術(shù)方案相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)：

23、1、測(cè)試效率提高：led矩陣式并聯(lián)測(cè)試電路，真正實(shí)現(xiàn)了多數(shù)量被測(cè)器件同時(shí)測(cè)試，且被測(cè)器件相互獨(dú)立，通過(guò)光學(xué)識(shí)別即可完成快速判定。

24、2、測(cè)試成本降低：測(cè)試效率提高的同時(shí)，不需要額外增加測(cè)試機(jī)資源板卡的數(shù)量，單位測(cè)試時(shí)間、單顆產(chǎn)品的測(cè)試成本大幅降低。

25、3、突破測(cè)試機(jī)資源數(shù)量瓶頸：增加同時(shí)測(cè)量被測(cè)元器件的數(shù)量不再依賴測(cè)試機(jī)的資源數(shù)量。測(cè)試機(jī)只需要提供一路直流電源即可，可通過(guò)針卡的設(shè)計(jì)來(lái)增加同測(cè)數(shù)量。