[发明专利]ZIF连接器针测卡及其装配方法、晶片测试系统及测试方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于晶片测试的针测卡与测试设备，特别涉及其中具有ZIF连接器的针测卡结构与针测卡装配方法。

背景技术

随着半导体的晶片制造工艺中，在晶片切割前为了测试晶片上晶粒(die)的良莠，必须使用高性能的针测卡(probe card)来执行晶片测试，如先前技术中的专利号为US6292005的美国专利与专利号为TW460703的台湾专利所揭示者。针测卡上具有精密的接触机构，用来与待测晶片(wafer)做接触，导通电路，并执行电性测试。

请参考图1A，是晶片测试系统示意图。控制系统10发出测试讯号，传递到测试头(业界一般称为tester)12，测试头12上具有主机板(motherboard)15，以及ZIF连接器(Zero Insertion Force Connector，零插入力连接器)母座17。ZIF连接器母座17是用以与ZIF连接器18连接，用于传递测试讯号至针测卡19(probecard)，关于ZIF连接器母座17与ZIF连接器18的连接方式，如先前技术中专利号为US6184698、US6398570、US6478596的美国专利与专利号为TW475984的台湾专利所揭示者。针测卡19(probe card)底部设有针测触须20与ZIF连接器18电性导通，测试承座(Prober)将待测晶片(wafer)21承载于运动平台22上，通过运动平台22的移动，使得晶片21与针测卡19下方的针测触须20接触，以执行测试，并将测试讯号回传至控制系统10。

请参考图1B，是为先前技术中，ZIF连接器18与针测卡19的连结模式。通过铆钉201直接穿透ZIF连接器18与针测卡19而将ZIF连接器18铆接于针测卡19的上表面。ZIF连接器18的两侧各具有一列多个的金手指(goldenfinger)202，用来与ZIF连接器母座17做讯号传递。另外，金手指202延伸至ZIF连接器18下方，向外斜伸呈散射状，并用于与针测卡19上的焊点(pad，图中未显示)接触而传收讯号。传统的铆钉连结模式，于冲压(swage)铆钉201时必须相当精密的控制施力的大小与方向，才可以使得所有金手指202与针测卡19上的焊接点接触后，尚能保持一定的间隙A与一定的预压力，如此阻抗匹配(impedance match)才得以固定而得到稳定的测试讯号。在晶片测试过程中，ZIF连接器18必须经常承受连接器母座17反复插拔的操作，久而久之的金手指202会发生磨耗，间隙A及预压力都会改变，造成金手指202与针测卡(probe card)19的焊点部分接触不良，影响测试效果，而此时即必须对针测卡进行检修。

请参考图1C，为另一先前技术US6642729的ZIF连接器结构示意图，固定销(即铆钉)1251与1253是设于ZIF连接器下方，用于将ZIF连接器连接至针测卡并固定的。

请参考图1D，为ZIF连接器18固定在针测卡19(probe card)上的俯视图，本例有六十四个ZIF连接器18固定在针测卡19上。值得注意的是，在以针测卡19进行测试时，只要有某个ZIF连接器18的金手指与针测卡的间隙或预压力发生不正常变化，则必须将整个针测卡移出测试系统，将该ZIF连接器18更换并重新进行间隙A及预压力的调整。而在更换ZIF连接器18的步骤中，必须先将铆钉头以锐利刀具去除以移除铆钉，然而倘若施力一有不慎，轻则毁损ZIF连接器18，重则伤及针测卡19。针测卡19的结构相当复杂，一般是多层板(multi-layer)构成，通常多达十二层以上，其上的焊点(pad)间距很小，必须以半导体等级的制造工艺加工而成，造价十分昂贵。却往往为了调整拆卸或调整一个ZIF连接器18造成损坏而必须整组报废，成本极高，因此如何方便而有效的连结、更换与调整ZIF连接器与针测卡，乃为产业界亟待解决的问题。

发明内容

为了解决上述问题，本发明主要提出一种晶片测试系统、晶片测试承座及其中所使用的针测卡结构，具有可更换与拆卸调节的ZIF连接器。此针测卡结构包含针测基板、多个ZIF连接器与多个可拆卸调节的锁合元件。针测基板呈圆盘板状，具有多群垂直贯穿的第一贯穿孔，第一贯穿孔是朝向针测基板中心以环状排列的。多个ZIF连接器朝向针测基板中心、以环状排列于针测基板表面，且每一个ZIF连接器皆具有多个平行排列的第二贯穿孔。多个可拆卸调节的锁合元件穿过该第一贯穿孔与第二贯穿孔，而将ZIF连接器锁固于针测基板的表面。