一种用于晶圆测试的高速高密测试装置的制作方法

1.本技术涉及晶圆测试技术领域，特别涉及一种用于晶圆测试的高速高密测试装置。

背景技术：

2.晶圆测试在整个芯片制作流程中处于晶圆制造和封装之间。晶圆制作完成之后，成千上万的未封装的芯片规则的分布满整个晶圆。由于晶圆尚未进行划片封装，芯片的管脚全部裸露在外，这些极微小的管脚需要通过更细的探针来与测试机台连接。
3.目前在晶圆测试上采用探针连接到被测芯片的管脚焊盘，信号完整性控制上非常困难，探针和焊盘的直接接触在电气性能上有局限，容易产生漏电和接触电阻，这对于高精度的信号测量带来巨大的影响。对于高速信号和高精度信号的测试，往往需要采用专业的高速探针方案，从测试机台到探针的链路上高速、高密度、高精密的信号连接会大大增加硬件的成本。
4.现有方案大都是通过弹簧针连接，通过弹簧针与探针卡背面的焊盘弹性接触连接，为了保证全部弹簧针都有效接触上，弹簧针的弹性压力需要大于一定值比如30g/pin，这样针数越多，测试机与探针卡的正压力或保持力要求越大，无法适用现在越来越高密度的测试要求。而且越来越多数量的弹簧针，无法保证全部可靠连接，极端情况下很容易造成弹簧针的损坏、烧毁等。

技术实现要素：

5.本技术实施例提供一种用于晶圆测试的高速高密测试装置，以解决相关技术中晶圆测试中探针和焊盘的直接接触在电气性能上有局限，容易产生漏电和接触电阻，不利于高精度的信号测量的问题。
6.本技术实施例提供了一种用于晶圆测试的高速高密测试装置，包括：
7.高速高密连接器，其包括若干第一插接件和若干第二插接件，各所述第一插接件和各所述第二插接件之间通过同轴线缆连接；
8.测试机，所述测试机设有多块向被测晶圆发出测试信号的信号测试板，所述信号测试板上设有若干连接第一插接件的第一板端连接器；
9.探针卡，所述探针卡上设有若干连接第二插接件的第二板端连接器，以及固定在探针卡上与被测晶圆连接的若干探针。
10.在一些实施例中：所述高速高密连接器还包括固定若干所述第一插接件的下固定板，若干所述第一插接件在下固定板上沿线性阵列排列；
11.所述第一插接件上设有安装孔，所述安装孔内间隙配合有将第一插接件固定在下固定板上的螺钉。
12.在一些实施例中：所述第二板端连接器的侧壁上设有将第二板端连接器固定在探针卡上的铆接板，所述铆接板上设有将第二板端连接器铆接在探针卡上的铆钉；
13.所述铆接板在第二板端连接器的侧壁上非对称设置，相邻的两个第二板端连接器之间的铆接板沿第二板端连接器的长度方向交错间隔排列。
14.在一些实施例中：所述高速高密连接器还包括固定若干所述第二插接件的上固定板，若干所述第二插接件在上固定板上圆周排列；
15.所述第二插接件上设有安装孔，所述安装孔内间隙配合有将第二插接件固定在上固定板上的螺钉。
16.在一些实施例中：所述第一插接件插槽的槽口设有倒角或圆角，所述第一板端连接器的插头设有锥形导向头。
17.在一些实施例中：所述第二插接件插槽的槽口设有倒角或圆角，所述第二板端连接器的插头设有锥形导向头。
18.在一些实施例中：各所述第一插接件的插槽内至少设有两层连接第一板端连接器的触点弹片，所述第一插接件的各层触点弹片以先后顺序分别与第一板端连接器插拔连接。
19.在一些实施例中：各所述第二插接件的插槽内至少设有两层连接第二板端连接器的触点弹片，所述第二插接件的各层触点弹片以先后顺序分别与第二板端连接器插拔连接。
20.在一些实施例中：所述测试机还包括顶部开口四周封闭的机箱，多块所述信号测试板间隔排列插接在机箱内。
21.在一些实施例中：所述探针卡为圆形结构，若干所述第二板端连接器在探针卡上呈放射状圆周均布排列。
22.本技术提供的技术方案带来的有益效果包括：
23.本技术实施例提供了一种用于晶圆测试的高速高密测试装置，由于本技术的高速高密测试装置设置了高速高密连接器，其包括若干第一插接件和若干第二插接件，各第一插接件和各所述第二插接件之间通过同轴线缆连接；测试机，该测试机设有多块向被测晶圆发出测试信号的信号测试板，信号测试板上设有若干连接第一插接件的第一板端连接器；探针卡，该探针卡上设有若干连接第二插接件的第二板端连接器，以及固定在探针卡上与被测晶圆连接的若干探针。
24.因此，本技术高速高密测试装置的测试机和探针卡之间通过高速高密连接器连接，高速高密连接器设置了若干第一插接件和若干第二插接件，各第一插接件和各第二插接件之间通过同轴线缆连接。高速高频测试信号通过测试机的信号测试板发出，经过高速高密连接器的映射关系连接后将信号准确连接到探针卡对应的探针上，从而实现对晶圆的测试。
25.本技术的高速高密测试装置的高速高密连接器的映射关系排列可灵活定义，通过设计调整同轴线缆的线序来快速实现不同测试方案需求，相较现有弹簧针连接方案的设计定义更加灵活快捷。高速高密连接装置的高速高密连接器对高速高频信号的链路损失较小，减少了现有弹簧针连接方案多个链路的信号链路损失，提高了测试设备信号完整性和可靠性。
26.本技术高速高密测试装置的测试机和探针卡之间通过高速高密连接器连接，是解决测试机与探针卡信号连接的一种结构应用，尤其针对现在高速、高密度信号的测试趋势，
要求针卡用尽量少的测试次数覆盖晶圆上的全部未封装的芯片,在面积有限的圆环区域布置多达30000个信号，有效保证探针卡和测试机的信号可靠性连接，保证信号完整性和设备的可维护性，提高测试效率，降低测试设备的测试成本。
27.本技术的高速高密测试装置的高速高密连接器还包括固定若干第一插接件的下固定板，若干第一插接件在下固定板上沿线性阵列排列；第一插接件上设有安装孔，安装孔内间隙配合有将第一插接件固定在下固定板上的螺钉。第一插接件和第一板端连接器进行对接时，第一插接件能够在下固定板上相对于螺钉做自适应位置调整，以实现第一插接件与第一板端连接器的自适应对中，实际应用中能保证多达100-200组第一插接件和第一板端连接器同时准确、可靠对接。
28.本技术的高速高密测试装置的高速高密连接器的第一板端连接器的侧壁上设有将第二板端连接器固定在探针卡上的铆接板，铆接板上设有将第二板端连接器铆接在探针卡上的铆钉；铆接板在第二板端连接器的侧壁上非对称设置，相邻的两个第二板端连接器之间的铆接板沿第二板端连接器的长度方向交错间隔排列。第二板端连接器与探针卡通过铆钉机械结构安装，结构安装简单，更换和可维护性强。铆接板设计位置采用非对称结构排列，在横向或竖向规则排列以及圆周排布时能形成避位结构，单位面积的区域能提高第二板端连接器布置密度，有效提高测试密度。
29.本技术的高速高密测试装置的高速高密连接器还包括固定若干第二插接件的上固定板，若干第二插接件在上固定板上圆周排列；第二插接件上设有安装孔，安装孔内间隙配合有将第二插接件固定在上固定板上的螺钉。第二插接件和第二板端连接器进行对接时，第二插接件能够在上固定板上相对于螺钉做自适应位置调整，以实现第二插接件与第二板端连接器的自适应对中，实际应用中能保证多达100-200组第二插接件和第二板端连接器同时准确、可靠对接。
30.本技术的高速高密测试装置的高速高密连接器的第一插接件插槽的槽口设有倒角或圆角，第一板端连接器的插头设有锥形导向头。第一插接件和第一板端连接器进行对接时，第一板端连接器在锥形导向头与第一插接件插槽的槽口的导向对位下实现第一插接件的自适应对中。第二插接件插槽的槽口设有倒角或圆角，第二板端连接器的插头设有锥形导向头。第二插接件和第二板端连接器进行对接时，第二板端连接器在锥形导向头与第二插接件插槽的槽口的导向对位下实现第二插接件的自适应对中。
31.本技术的高速高密测试装置的各第一插接件的插槽内至少设有两层连接第一板端连接器的触点弹片，第一插接件的各层触点弹片以先后顺序分别与第一板端连接器插拔连接。各第二插接件的插槽内至少设有两层连接第二板端连接器的触点弹片，第二插接件的各层触点弹片以先后顺序分别与第二板端连接器插拔连接。若干第一插接件与若干第一板端连接器对接时，以及若干第二插接件与若干第二板端连接器对接时降低了接触阻力和摩擦力，从而实现低插拔力结构连接，在整机界面整体连接时保证整体插拔力较小，保证连接的可靠性。
附图说明
32.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例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为本技术实施例的结构框图；
34.图2为本技术实施例的结构示意图；
35.图3为本技术实施例高速高密连接器和探针卡的结构示意图；
36.图4为本技术实施例第二插接件和第二板端连接器的连接示意图；
37.图5为本技术实施例第二板端连接器与探针卡的结构示意图；
38.图6为本技术实施例多个第二板端连接器的排布示意图；
39.图7为本技术实施例第二插接件的结构示意图；
40.图8为本技术实施例第二板端连接器的结构示意图。
41.附图标记：
42.1、高速高密连接器；2、探针卡；3、测试机；11、第一插接件；12、第二插接件；13、同轴线缆；14、上固定板；15、侧围板；16、螺钉；17、触点弹片；18、插槽；19、倒角；21、第二板端连接器；22、探针；23、插头；24、铆钉；25、铆接板；31、信号测试板；32、第一板端连接器；33、机箱。
具体实施方式
43.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
44.本技术实施例提供了一种用于晶圆测试的高速高密测试装置，其能解决相关技术中晶圆测试中探针和焊盘的直接接触在电气性能上有局限，容易产生漏电和接触电阻，不利于高精度的信号测量的问题。
45.参见图1至图3所示，本技术实施例提供了一种用于晶圆测试的高速高密测试装置，包括：
46.高速高密连接器1，该高速高密连接器1包括若干第一插接件11和若干第二插接件12，各第一插接件11和各第二插接件12之间通过同轴线缆13连接。测试机3，该测试机3设有多块向被测晶圆发出测试信号的信号测试板31，信号测试板31上设有若干连接第一插接件11的第一板端连接器32，测试机3还包括顶部开口四周封闭的机箱33，多块信号测试板31间隔排列插接在机箱33内。探针卡2，该探针卡2上设有若干连接第二插接件12的第二板端连接器21，以及固定在探针卡2上与被测晶圆连接的若干探针22。探针卡2为圆形结构，若干第二板端连接器21在探针卡2上呈放射状圆周均布排列。
47.本技术实施例高速高密测试装置的测试机3和探针卡2之间通过高速高密连接器1连接，高速高密连接器1设置了若干第一插接件11和若干第二插接件12，各第一插接件11和各第二插接件12之间通过同轴线缆13连接。高速高频测试信号通过测试机3的信号测试板31发出，经过高速高密连接器1的映射关系连接后将信号准确连接到探针卡2对应的探针22上，从而实现对晶圆的测试。
48.本技术实施例的高速高密测试装置的高速高密连接器1的映射关系排列可灵活定
义，通过设计调整同轴线缆13的线序来快速实现不同测试方案需求，相较现有弹簧针连接方案的设计定义更加灵活快捷。高速高密连接装置的高速高密连接器1对高速高频信号的链路损失较小，减少了现有弹簧针连接方案多个链路的信号链路损失，提高了测试设备信号完整性和可靠性。
49.在一些可选实施例中：参见图1所示，本技术实施例提供了一种用于晶圆测试的高速高密测试装置，该高速高密测试装置的高速高密连接器1还包括固定若干第一插接件11的下固定板，若干第一插接件11在下固定板上沿线性阵列排列。在第一插接件11上设有安装孔，安装孔内间隙配合有将第一插接件11固定在下固定板上的螺钉16。
50.本技术实施例的第一插接件11和第一板端连接器32进行对接时，第一插接件11能够在下固定板上相对于螺钉16做自适应位置调整，以实现第一插接件11与第一板端连接器32的自适应浮动对中，实际应用中能保证多达100-200组第一插接件11和第一板端连接器32同时准确、可靠对接。
51.在一些可选实施例中：参见图5、图6和图8所示，本技术实施例提供了一种用于晶圆测试的高速高密测试装置，该高速高密测试装置的第二板端连接器21的侧壁上设有将第二板端连接器21固定在探针卡2上的铆接板25，铆接板25上设有将第二板端连接器21铆接在探针卡2上的铆钉24。铆接板25在第二板端连接器21的侧壁上非对称设置，相邻的两个第二板端连接器21之间的铆接板25沿第二板端连接器21的长度方向交错间隔排列。
52.本技术实施例的高速高密测试装置的第二板端连接器21与探针卡2通过铆钉24机械结构安装，结构安装简单，更换和可维护性强。铆接板25设计位置采用非对称结构排列，第二板端连接器21在横向或竖向规则排列以及圆周排布时能形成避位结构，单位面积的区域能提高第二板端连接器21布置密度，有效提高测试密度。
53.在一些可选实施例中：参见图1、图2和图7所示，本技术实施例提供了一种用于晶圆测试的高速高密测试装置，该高速高密测试装置的高速高密连接器还包括固定若干第二插接件12的上固定板14，若干第二插接件12在上固定板14上圆周排列。第二插接件12上设有安装孔，安装孔内间隙配合有将第二插接件12固定在上固定板14上的螺钉16。上固定板14和下固定板相互平行且间隔设置，在上固定板14和下固定板的四周围设有侧围板15，上固定板14、下固定板和侧围板15之间围成容纳同轴线缆13的空腔。
54.本技术实施例的第二插接件12和第二板端连接器21进行对接时，第二插接件12能够在上固定板14上相对于螺钉16在水平方向做自适应位置调整，以实现第二插接件12与第二板端连接器21的自适应浮动对中，实际应用中能保证多达100-200组第二插接件12和第二板端连接器21同时准确、可靠对接。
55.在一些可选实施例中：参见图4所示，本技术实施例提供了一种用于晶圆测试的高速高密测试装置，该高速高密测试装置的第一插接件11的插槽18的槽口设有倒角19或圆角，第一板端连接器32的插头23设有锥形导向头。第二插接件12的插槽18的槽口设有倒角19或圆角，第二板端连接器21的插头23设有锥形导向头。
56.本技术实施例的第一插接件11和第一板端连接器32进行对接时，第一板端连接器32在锥形导向头与第一插接件11的插槽18的槽口的导向对位下实现第一插接件11的自适应对中，以实现第一插接件11和第一板端连接器32进行浮动对接。第二插接件12和第二板端连接器21进行对接时，第二板端连接器21在锥形导向头与第二插接件12的插槽18的槽口
的导向对位下实现第二插接件12的自适应对中，实现第二插接件12和第二板端连接器21进行浮动对接。
57.在一些可选实施例中：参见图4所示，本技术实施例提供了一种用于晶圆测试的高速高密测试装置，该高速高密测试装置的各第一插接件11的插槽18内至少设有两层连接第一板端连接器32的触点弹片17，第一插接件11的各层触点弹片以先后顺序分别与第一板端连接器32插拔连接。各第二插接件12的插槽18内至少设有两层连接第二板端连接器21的触点弹片17，第二插接件12的各层触点弹片17以先后顺序分别与第二板端连接器21插拔连接。
58.本技术实施例的若干第一插接件11与若干第一板端连接器32对接时，以及若干第二插接件12与若干第二板端连接器21对接时降低了接触阻力和摩擦力，从而实现低插拔力结构连接，在整机界面整体连接时保证整体插拔力较小，保证连接的可靠性。
59.工作原理
60.本技术实施例提供了一种用于晶圆测试的高速高密测试装置，由于本技术的高速高密测试装置设置了高速高密连接器1，其包括若干第一插接件11和若干第二插接件12，各第一插接件11和各第二插接件12之间通过同轴线缆13连接；测试机3，该测试机3设有多块向被测晶圆发出测试信号的信号测试板31，信号测试板31上设有若干连接第一插接件11的第一板端连接器32；探针卡2，该探针卡2上设有若干连接第二插接件12的第二板端连接器21，以及固定在探针卡2上与被测晶圆连接的若干探针22。
61.因此，本技术高速高密测试装置的测试机3和探针卡2之间通过高速高密连接器1连接，高速高密连接器1设置了若干第一插接件11和若干第二插接件12，各第一插接件11和各第二插接件12之间通过同轴线缆13连接。高速高频测试信号通过测试机3的信号测试板31发出，经过高速高密连接器1的映射关系连接后将信号准确连接到探针卡2对应的探针22上，从而实现对晶圆的测试。
62.本技术的高速高密测试装置的高速高密连接器1的映射关系排列可灵活定义，通过设计调整同轴线缆13的线序来快速实现不同测试方案需求，相较现有弹簧针连接方案的设计定义更加灵活快捷。高速高密连接装置的高速高密连接器1对高速高频信号的链路损失较小，减少了现有弹簧针连接方案多个链路的信号链路损失，提高了测试设备信号完整性和可靠性。
63.在本技术的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
64.需要说明的是，在本技术中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那
些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
65.以上所述仅是本技术的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本技术。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本技术的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本技术将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

技术特征：

1.一种用于晶圆测试的高速高密测试装置，其特征在于，包括：高速高密连接器(1)，其包括若干第一插接件(11)和若干第二插接件(12)，各所述第一插接件(11)和各所述第二插接件(12)之间通过同轴线缆(13)连接；测试机(3)，所述测试机(3)设有多块向被测晶圆发出测试信号的信号测试板(31)，所述信号测试板(31)上设有若干连接第一插接件(11)的第一板端连接器(32)；探针卡(2)，所述探针卡(2)上设有若干连接第二插接件(12)的第二板端连接器(21)，以及固定在探针卡(2)上与被测晶圆连接的若干探针(22)。2.如权利要求1所述的一种用于晶圆测试的高速高密测试装置，其特征在于：所述高速高密连接器(1)还包括固定若干所述第一插接件(11)的下固定板，若干所述第一插接件(11)在下固定板上沿线性阵列排列；所述第一插接件(11)上设有安装孔，所述安装孔内间隙配合有将第一插接件(11)固定在下固定板上的螺钉(16)。3.如权利要求1所述的一种用于晶圆测试的高速高密测试装置，其特征在于：所述第二板端连接器(21)的侧壁上设有将第二板端连接器(21)固定在探针卡(2)上的铆接板(25)，所述铆接板(25)上设有将第二板端连接器(21)铆接在探针卡(2)上的铆钉(24)；所述铆接板(25)在第二板端连接器(21)的侧壁上非对称设置，相邻的两个第二板端连接器(21)之间的铆接板(25)沿第二板端连接器(21)的长度方向交错间隔排列。4.如权利要求1所述的一种用于晶圆测试的高速高密测试装置，其特征在于：所述高速高密连接器(1)还包括固定若干所述第二插接件(12)的上固定板(14)，若干所述第二插接件(12)在上固定板(14)上圆周排列；所述第二插接件(12)上设有安装孔，所述安装孔内间隙配合有将第二插接件(12)固定在上固定板(14)上的螺钉(16)。5.如权利要求1所述的一种用于晶圆测试的高速高密测试装置，其特征在于：所述第一插接件(11)插槽(18)的槽口设有倒角(19)或圆角，所述第一板端连接器(32)的插头(23)设有锥形导向头。6.如权利要求1所述的一种用于晶圆测试的高速高密测试装置，其特征在于：所述第二插接件(12)插槽(18)的槽口设有倒角(19)或圆角，所述第二板端连接器(21)的插头(23)设有锥形导向头。7.如权利要求1所述的一种用于晶圆测试的高速高密测试装置，其特征在于：各所述第一插接件(11)的插槽(18)内至少设有两层连接第一板端连接器(32)的触点弹片(17)，所述第一插接件(11)的各层触点弹片(17)以先后顺序分别与第一板端连接器(32)插拔连接。8.如权利要求1所述的一种用于晶圆测试的高速高密测试装置，其特征在于：各所述第二插接件(12)的插槽(18)内至少设有两层连接第二板端连接器(21)的触点弹片(17)，所述第二插接件(12)的各层触点弹片(17)以先后顺序分别与第二板端连接器(21)插拔连接。9.如权利要求1所述的一种用于晶圆测试的高速高密测试装置，其特征在于：所述测试机(3)还包括顶部开口四周封闭的机箱(33)，多块所述信号测试板(31)间隔
排列插接在机箱(33)内。10.如权利要求1所述的一种用于晶圆测试的高速高密测试装置，其特征在于：所述探针卡(2)为圆形结构，若干所述第二板端连接器(21)在探针卡(2)上呈放射状圆周均布排列。

技术总结

本申请涉及一种用于晶圆测试的高速高密测试装置，包括：高速高密连接器，其包括若干第一插接件和若干第二插接件，各所述第一插接件和各所述第二插接件之间通过同轴线缆连接；测试机，所述测试机设有多块向被测晶圆发出测试信号的信号测试板，所述信号测试板上设有若干连接第一插接件的第一板端连接器；探针卡，所述探针卡上设有若干连接第二插接件的第二板端连接器，以及固定在探针卡上与被测晶圆连接的若干探针。本申请的高速高密连接装置的高速高密连接器对高速高频信号的链路损失较小，减少了现有弹簧针连接方案多个链路的信号链路损失，提高了测试设备信号完整性和可靠性。提高了测试设备信号完整性和可靠性。提高了测试设备信号完整性和可靠性。