[发明专利]结合测试设备和方法

说明书

提供一种结合测试设备和方法。结合测试设备包括：测试工具组件，其包括被构造成在结合测试期间接触结合部的测试工具；挠曲件，其联接到测试工具组件；以及传感器。传感器被构造成：在力施加到挠曲件时，提供挠曲件的第一端相对于挠曲件的第二端的位移的测量值，并且处理器被构造成接收来自传感器的位移信号，并且基于该位移信号以及可选的已知的挠曲件的刚度来确定作用在挠曲件上的力。还提供一种用于结合测试设备的盒、在结合测试设备中测量力的方法以及测量作用在结合测试工具的卡爪上的闭合力的方法。

技术领域

本发明涉及用于测试电子电路(例如PCB或半导体器件)上的结合部的强度的结合测试设备。特别是，本发明涉及用于在结合测试期间测量测试工具上的力的设备。特别优选地，本发明涉及用于在结合测试期间测量测试工具的卡爪上的闭合力的设备。

背景技术

半导体器件非常小，通常是5x 5mm²到50x 50mm²，并且通常包括用于电导体到半导体衬底的结合的许多部位。每个结合部由焊料或金球沉积物(称为“凸块”)、铜柱或粘合到衬底的引线构成。

有必要测量结合部的结合强度，以便确信特定的结合方法是合乎需要的。由于结合部的非常小的尺寸，因此用于测试这些结合部的结合强度的工具必须能够准确地测量非常小的力和偏转。

存在多种不同类型的用于测量结合强度的结合测试。例如，剪力测试通过将剪力施加到结合部的侧面并将结合部从衬底剪下，来测试结合部的剪切强度。拉伸测试通过将球沉积物或嵌入在球沉积物中的引线背离衬底拉动，来测试结合部的拉伸强度。在推压测试中，力或负载在竖直平面中直接向下施加到结合部上。

进行这些测试的机器通常包括能够相对于受测结合部定位的结合测试工具，其为剪力测试工具、推压测试工具或拉伸测试工具，接着，结合部或工具被移动，以便通过测量破坏结合部所需的力来进行测试。

在许多情况中，使用应变计来直接测量在结合测试期间施加在测试工具和结合部之间的力。例如，拉伸工具可以安装在一个或多个水平梁或挠曲件上，使得在测试工具与结合部之间施加竖直拉力会导致挠曲件弯曲。通过将应变计安装在挠曲件上，可以测量作用在测试工具上的力。然而，将应变计安装到挠曲件上是困难且昂贵的过程。

一些类型的结合测试(例如，冷拔球(CBP，Cold Bump Pull)测试)使用的测试工具包括镊状卡爪，用以在施加竖直拉力之前围绕结合部闭合并夹持结合部。在此测试中，测量并控制测试工具卡爪上的闭合力将是需要的，以便确保在每次测试中施加到结合部的闭合力/夹持力的一致性，以及另外地评估结合材料的强度。

闭合测试工具卡爪的现有方法包括：使用气动致动器使筒夹沿着测试工具移动，以施加闭合力并闭合卡爪。筒夹上的气体压力可以变化以改变施加到卡爪的闭合力，但此方法无法为用户提供高的控制度。此方法还使得对卡爪间距的控制非常小，使得卡爪完全打开或完全闭合，并且关于测试工具卡爪施加到结合部的力不提供任何反馈信息。

闭合测试工具卡爪的另一已知方法由XYZTEC(RTM)Condor Sigma系列的结合测试机使用，其中该结合测试机使用电马达来驱动布置在测试工具的任一侧上的一对夹持卡爪，以对测试工具卡爪施加闭合力。XYZTEC结合测试机旨在通过调节通过马达的电流来控制测试工具上的闭合力，同时使用夹持卡爪上的应变计来直接测量所施加的力。该布置既复杂又昂贵。

本发明寻求克服现有技术中的这些缺陷，并且寻求提供一种改进的结合测试设备以及在结合测试设备中测量力的改进的方法。

发明内容

本发明由现在应参照的随附独立权利要求限定。本发明的优选或有利的特征在从属权利要求中限定。

结合测试设备