[发明专利]探针卡组件的热控制

说明书

本发明提供包括测试头和探针卡组件的示例测试系统，所述探针卡组件连接到测试头。探针卡组件包括：具有电触点的探针卡，连接到探针卡以向探针卡赋予刚性的加强件，以及对探针卡组件的至少一部分进行加热的加热器。探测器被配置为将待测设备(DUT)移动到与探针卡组件的电触点接触。

技术领域

本说明书整体涉及控制测试系统中的探针卡组件的温度。

背景技术

测试单元可包括在待测设备(DUT)(诸如晶圆)之间来回路由测试信号的测试头。测试头包括称为探针卡组件的接口以与DUT建立电和机械连接。探测器将DUT移动到与探针卡组件接触以执行测试。

通常，DUT处于比探针卡组件更高的温度。由于该温度差，探针卡组件中的探针卡在与DUT接触时可翅曲，这可对DUT的连接产生不利的影响。此前，为了降低DUT与探针卡组件之间的温度差，探针卡组件经受长时间的热空气浸泡。该浸泡可根据情况持续若干小时。该时长的浸泡可延迟测试。

发明内容

示例性测试系统包括测试头以及连接到测试头的探针卡组件。探针卡组件包括：具有电触点的探针卡、连接到探针卡以向探针卡赋予刚性的加强件、以及对探针卡组件的至少一部分进行加热的加热器。探测器被配置为将待测设备(DUT)移动到与探针卡组件的电触点接触。示例性测试系统可单独地或以任何适当的组合包括下列特征中的一者或多者。

加强件和探针卡可由具有不同热膨胀系数的材料制成。加热器可被配置为向加强件赋予足够热量，使得因加热引起的加强件的膨胀与因加热引起的探针卡的膨胀基本上匹配。加热器可安装在加强件上、加强件内部和/或探针卡上。加热器可为或包括电阻加热器。

示例性测试系统可包括温度传感器，该温度传感器感测探针卡的温度；以及控制器，该控制器从温度传感器接收表示探针卡的温度的信息，并且部分地基于该信息来输出控制信号以控制加热器，从而加热加强件。控制信号还可基于以下因素中的一者或多者：加强件的模量、加强件的厚度、加强件的形状、加强件的热膨胀系数、加强件的泊松比、探测器的接口的直径、探针卡的模量、探针卡的厚度、探针卡的泊松比或探针卡的温度。

控制信号可为或包括脉宽调制(PWM)控制信号。PWM控制信号的占空比可至少部分地基于表示探针卡的温度的信息。

温度传感器可为或包括热电偶、热敏电阻器或电阻式温度检测器中的一者或多者。温度传感器可在探针卡上和/或在加强件上。加热器可被配置为加热加强件以将探针卡的翘曲限制在预定量内。

示例性测试系统可包括温度传感器，该温度传感器在探针卡组件浸泡在热空气中期间感测探针卡组件的温度；以及控制器，该控制器从温度传感器接收表示探针卡组件的温度的信息，并且部分地基于该信息来输出控制信号以控制加热器，使得与探针卡组件相关联的温度和热流在一段时间内保持基本恒定。

示例性方法包括检测探针卡组件中的探针卡的温度，其中探针卡组件包括：具有电触点的探针卡、连接到探针卡以向探针卡赋予刚性的加强件、以及对加强件进行加热的加热器。示例性方法还包括检测加强件的温度；以及基于所检测到的探针卡和加强件的温度来控制加热器以向加强件赋予热量。示例性方法可单独地或以任何适当的组合包括下列特征中的一者或多者。

加热器可被配置为向加强件赋予足够热量，使得因加热引起的加强件的膨胀与因加热引起的探针卡的膨胀基本上匹配。示例性方法可包括输出控制信号以控制加热器。控制信号可基于所检测到的温度并且还基于以下因素中的一者或多者：加强件的模量、加强件的厚度、加强件的形状、加强件的热膨胀系数、加强件的泊松比、探测器的接口的直径、探针卡的模量、探针卡的厚度、探针卡的泊松比或探针卡的温度。控制加热器可包括向加热器提供脉宽调制(PWM)控制信号，其中PWM控制信号的占空比至少部分地基于所检测到的温度。