[发明专利]一种具有ZIF连接器之针测卡与其装配方法、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之针测卡与测试设备，且特别涉及其上具有ZIF连接器之针测卡结构与针测卡装配方法。

背景技术

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，如公知技术中之美国专利US6292005与台湾专利TW460703所披露。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。

请参照图1A，为晶片测试系统示意图。控制系统10发出测试信号，传递到测试头(本技术领域一般称之为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用以与ZIF连接器18连接，以传递测试信号至针测卡19(probe card)，其中此针测卡19与ZIF连接器18之间具有间隙(如图1B所示之A)。关于ZIF连接器母座17与ZIF连接器18之连接方式，如公知技术中之美国专利US6184698、US6398570、US6478596与台湾专利TW475984所披露。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承载在运动平台22上，通过运动平台22之移动，使得待测晶片21与针测卡19下方的针测触须20接触，以执行测试，并将测试信号回传至控制系统10。

请参照图1B，为公知技术中，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(golden finger)202，用来与ZIF连接器母座17做信号传递。另外，金手指202延伸至ZIF连接器18下方，向外斜伸呈散射状，并以与针测卡19上的焊点(pad，图中未示出)接触而传收信号。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与一定之预压力，如此阻抗匹配(impedance match)才得以固定而得到稳定的测试信号。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。

请参照图1C，其为另一公知技术US6642729的ZIF连接器结构示意图，固定销(即铆钉)1251与1253设于ZIF连接器下方，以将ZIF连接器连接至针测卡并固定之。

请参照图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之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，然而倘若施力稍有不慎，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之问题。

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具有凹陷部之针测卡结构，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、多个设置于此针测基板第二表面之凹陷部、多个ZIF连接器与多个可拆卸调节之锁合组件。针测基板呈圆盘板状，具有多组垂直贯穿此针测基板第一表面与凹陷部之第一贯穿孔，第一贯穿孔朝向针测基板中心以环状排列。此外，多个ZIF连接器朝向针测基板中心、以环状排列在针测基板表面，且每一个ZIF连接器皆具有多个平行排列的第二贯穿孔。多个可拆卸调节之锁合组件自上述针测基板之凹陷部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之表面。