探针卡及晶圆测试方法

1.本发明属于半导体测试技术领域，具体涉及一种探针卡及晶圆测试方法。


背景技术：

2.探针卡是晶圆测试(wafer test)中被测芯片和测试机之间的接口，在裸芯测试时，通过探针卡上的探针将测试机通讯接口和芯片的pad(焊盘)或者bump(焊盘上的金凸块，应用于倒封装工艺)直接连接起来，使得测试机和芯片直接进行通讯，完成测试机对芯片参数测试。探针卡配合探针台、测试机等测试仪器与软件控制达到自动化晶圆测试的目的。
3.探针卡应用于芯片的中测，可以降低芯片封装所占成本。晶圆加工返回后，无论是用于倒封装工艺还是硬封装应用，在外发加工前，需要进行晶圆中测，目的是在封装前进行裸片测试，发现有不良品，探针台将使用map文件进行标识。在后续倒封装或者硬封装工艺中，按照map文件针对中被测芯片进行贴片或者硬封装，可以节省不必要的封装成本。
4.探针是探针卡的重要组成部分，根据探针的材料及工作频率的不同，有如下分类：1.按照探针材料来划分，常见的有钨探针、钹铜探针及钨铼合金探针；2.按照探针工作频率来划分，探针分为同轴探针和普通探针。
5.现有探针卡需要根据晶圆上焊盘(pad)的位置来布置探针的位置，一种晶圆就需要一种定制的探针卡，这大大增加了探针卡的成本和测试工艺的时间成本。
6.因此，针对上述技术问题，有必要提供一种探针卡及晶圆测试方法。


技术实现要素：

7.有鉴于此，本发明的目的在于提供一种探针卡及晶圆测试方法。
8.为了实现上述目的，本发明一实施例提供的技术方案如下：
9.一种探针卡，所述探针卡包括基板、安装于基板上的若干探针及控制模块，所述探针包括第一状态和第二状态，第一状态和第二状态下探针的长度分别为第一长度和第二长度，且第二长度大于第一长度，所述控制模块用于控制探针在第一状态和第二状态之间切换。
10.一实施例中，所述基板上固定安装有若干框体，框体内封装有导电聚合物材料，所述控制模块为加热模块，加热模块安装于框体上且与导电聚合物材料导热连接。
11.一实施例中，所述探针包括：
12.第一状态，加热模块未工作，导电聚合物材料位于框体内部；
13.第二状态，加热模块工作，导电聚合物材料从框体内流出形成导电聚合物探针。
14.一实施例中，所述基板上固定安装有若干支架，所述支架内固定安装有形状记忆合金探针，所述控制模块为加热模块，加热模块安装于支架内且与形状记忆合金探针导热连接。
15.一实施例中，所述支架上设有若干限位件，限位件之间形成有限位通道，所述形状
记忆合金探针在限位通道内伸缩。
16.一实施例中，所述探针包括：
17.第一状态，加热模块未工作，形状记忆合金探针处于初始状态，长度为第一长度，形状记忆合金探针未伸出限位通道；
18.第二状态，加热模块工作，形状记忆合金探针处于工作状态，长度为第二长度，第二长度大于第一长度，形状记忆合金探针伸出限位通道。
19.一实施例中，所述基板上固定安装有若干支架，所述支架内固定安装有超弹合金探针，所述控制模块为磁力模块和/或电力模块。
20.一实施例中，所述支架上设有若干限位件，限位件之间形成有限位通道，所述支架内设有活动件，所述超弹合金探针包括位于基板和活动件之间的形变部及固定安装于活动件上且在限位通道内伸缩的针尖部，所述磁力模块和/或电力模块对应固定安装于活动件及限位件上。
21.一实施例中，所述探针包括：
22.第一状态，磁力模块和/或电力模块未工作，超弹合金探针处于初始状态，长度为第一长度，超弹合金探针未伸出限位通道；
23.第二状态，磁力模块和/或电力模块工作，超弹合金探针处于工作状态，长度为第二长度，第二长度大于第一长度，超弹合金探针伸出限位通道。
24.本发明一实施例提供的技术方案如下：
25.一种晶圆测试方法，所述晶圆测试方法包括：
26.获取晶圆的表面图像；
27.根据表面图像获取焊盘的位置信息；
28.根据焊盘的位置信息获取探针卡上对应探针的位置信息；
29.通过控制模块控制对应位置信息上的探针切换为工作状态，其余探针为初始状态。
30.本发明具有以下有益效果：
31.本发明中的探针卡通过控制模块实现探针在第一状态和第二状态下的切换，可以根据晶圆上焊盘的分布，进行探针的可重构分布，适用于所有晶圆的测试，大大降低了晶圆测试成本，缩短了晶圆测试周期。
附图说明
32.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
33.图1为本发明中晶圆测试方法的流程示意图；
34.图2a、2b分别为实施例1中探针卡处于第一状态(初始状态)和第二状态(工作状态)的结构示意图；
35.图3a、3b分别为实施例2中探针卡处于第一状态(初始状态)和第二状态(工作状态)的结构示意图；
36.图4a、4b分别为实施例3中探针卡处于第一状态(初始状态)和第二状态(工作状态)的结构示意图。
具体实施方式
37.为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，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，都应当属于本发明保护的范围。
38.本发明公开了一种探针卡，包括基板、安装于基板上的若干探针及控制模块，探针包括第一状态和第二状态，第一状态和第二状态下探针的长度分别为第一长度和第二长度，且第二长度大于第一长度，控制模块用于控制探针在第一状态和第二状态之间切换。
39.参图1所示，本发明还公开了一种晶圆测试方法，包括：
40.获取晶圆的表面图像；
41.根据表面图像获取焊盘的位置信息；
42.根据焊盘的位置信息获取探针卡上对应探针的位置信息；
43.通过控制模块控制对应位置信息上的探针切换为工作状态，其余探针为初始状态。
44.以下结合具体实施例对本发明作进一步说明。
45.实施例1：
46.参图2a、2b所示，本实施例中的基板10上固定安装有若干框体11，框体内封装有导电聚合物材料12，控制模块为加热模块13，加热模块13安装于框体11上且与导电聚合物材料12导热连接。
47.图2a、2b所示分别为探针卡处于第一状态(初始状态)和第二状态(工作状态)的结构示意图，第一状态和第二状态下探针的长度分别为第一长度和第二长度，且第二长度大于第一长度，加热模块13用于控制探针在第一状态和第二状态之间切换，以使对应位置上的导电聚合物材料从框体内流出形成导电聚合物探针。
48.具体地，第一状态下加热模块未工作，导电聚合物材料位于框体内部；第二状态下加热模块工作，导电聚合物材料从框体内流出形成导电聚合物探针。
49.本实施例中的晶圆测试方法，具体包括：
50.s1、获取晶圆的表面图像。
51.s2、根据表面图像获取焊盘的位置信息。
52.获取焊盘(pad)的位置信息后，生成pad位置文件。
53.s3、根据焊盘的位置信息获取探针卡上对应探针的位置信息。
54.通过寻址模块在pad位置文件进行寻址，获取对应探针的位置信息。
55.s4、通过控制模块控制对应位置信息上的探针切换为工作状态，其余探针为初始状态。
56.通过加热模块对对应位置信息上的探针进行加热，导电聚合物材料从框体内流出形成导电聚合物探针。
57.探针卡工作完成后，通过摩擦去除流出框体的导电聚合物材料，恢复至初始状态。
58.实施例2：
59.参图3a、3b所示，本实施例中的基板20上固定安装有若干支架21，支架21内固定安装有形状记忆合金探针22，控制模块为加热模块23，加热模块23安装于支架内且与形状记忆合金探针导热连接。
60.进一步地，本实施例中的支架21上设有若干限位件211，限位件211之间形成有限位通道，形状记忆合金探针在限位通道内伸缩。
61.图3a、3b所示分别为探针卡处于第一状态(初始状态)和第二状态(工作状态)的结构示意图，第一状态和第二状态下探针的长度分别为第一长度和第二长度，且第二长度大于第一长度，加热模块23用于控制探针在第一状态和第二状态之间切换，以使对应位置上的形状记忆合金探针在限位通道内伸缩。
62.具体地，第一状态下加热模块未工作，形状记忆合金探针处于初始状态，长度为第一长度，形状记忆合金探针未伸出限位通道；第二状态下加热模块工作，形状记忆合金探针处于工作状态，长度为第二长度，第二长度大于第一长度，形状记忆合金探针伸出限位通道。
63.本实施例中的晶圆测试方法，具体包括：
64.s1、获取晶圆的表面图像。
65.s2、根据表面图像获取焊盘的位置信息。
66.获取焊盘(pad)的位置信息后，生成pad位置文件。
67.s3、根据焊盘的位置信息获取探针卡上对应探针的位置信息。
68.通过寻址模块在pad位置文件进行寻址，获取对应探针的位置信息。
69.s4、通过控制模块控制对应位置信息上的探针切换为工作状态，其余探针为初始状态。
70.通过加热模块对对应位置信息上的探针进行加热，形状记忆合金探针沿着伸出限位通道伸长。
71.探针卡工作完成后，停止加热，形状记忆合金探针恢复至初始状态。
72.实施例3：
73.参图4a、4b所示，本实施例中的基板30上固定安装有若干支架31，支架内固定安装有超弹合金探针32，控制模块为磁力模块331和/或电力模块332。
74.进一步地，本实施例中的支架上设有若干限位件311，限位件311之间形成有限位通道，支架31内设有活动件312，超弹合金探针32包括位于基板和活动件之间的形变部321及固定安装于活动件上且在限位通道内伸缩的针尖部322，磁力模块331和/或电力模块332对应固定安装于活动件312及限位件311上。
75.图4a、4b所示分别为探针卡处于第一状态(初始状态)和第二状态(工作状态)的结构示意图，第一状态和第二状态下探针的长度分别为第一长度和第二长度，且第二长度大于第一长度，磁力模块331和/或电力模块332用于控制超弹合金探针在第一状态和第二状态之间切换，以使对应位置上的超弹合金探针在限位通道内伸缩。
76.具体地，第一状态下磁力模块和/或电力模块未工作，超弹合金探针处于初始状态，长度为第一长度，超弹合金探针未伸出限位通道；第二状态下磁力模块和/或电力模块
工作，超弹合金探针处于工作状态，长度为第二长度，第二长度大于第一长度，超弹合金探针伸出限位通道。
77.本实施例中的晶圆测试方法，具体包括：
78.s1、获取晶圆的表面图像。
79.s2、根据表面图像获取焊盘的位置信息。
80.获取焊盘(pad)的位置信息后，生成pad位置文件。
81.s3、根据焊盘的位置信息获取探针卡上对应探针的位置信息。
82.通过寻址模块在pad位置文件进行寻址，获取对应探针的位置信息。
83.s4、通过控制模块控制对应位置信息上的探针切换为工作状态，其余探针为初始状态。
84.通过对对应位置信息上的磁力模块和/或电力模块施加磁场力或电场力，将活动件312向下拉伸，超弹合金探针32的形变部321被拉长，从而针尖部322沿着伸出限位通道伸出。
85.探针卡工作完成后，停止对磁力模块和/或电力模块施加磁场力或电场力，超弹合金探针32恢复至初始状态。
86.由以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：
87.本发明中的探针卡通过控制模块实现探针在第一状态和第二状态下的切换，可以根据晶圆上焊盘的分布，进行探针的可重构分布，适用于所有晶圆的测试，大大降低了晶圆测试成本，缩短了晶圆测试周期。
88.对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。
89.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。