修正探针卡及卡盘板间的平行性的装置及方法

摘要

本发明提供一种用来修正晶片探测器的探针卡及卡盘板间的平行性装置及方法。在该方法中，测量该探针卡的倾斜。标识对应该已测得的倾斜在基座及该卡盘板间的间距的复数段位移信息，是相对该基座及该卡盘板间的多个第一位置产生。分别驱动安装在该基座及该卡盘板间的第二位置处的多个致动器，以便使该基座及该卡盘板以不同角度变得彼此远离或变得彼此靠近，直到所感测的位移信息的片段追踪该的位移信息片段，该所感测的位移信息的片段是由安装在该基座及该卡盘板间的第一预设位置处的多个位移传感器输出。

权利要求

1.一种用来修正晶片探测器的探针卡及卡盘板间的平行性的方法，其包含如下步骤：测量该探针卡的倾斜；

产生相对该基座及该卡盘板间的多个第一预设位置的多个的位移信息片段，其标识用来垂直地支撑该卡盘板的基座及该卡盘板间的间距，以对应该探针卡所测得的倾斜；及分别驱动安装在该基座及该卡盘板间的第二预设位置处的多个致动器，以便使该基座及该卡盘板以不同角度变得彼此远离或变得彼此靠近，直到多个的所感测位移信息片段分别追踪该多个的位移信息片段，该多个所感测位移信息片段来自安装在该基座及该卡盘板间的第一预设位置处的多个位移传感器，并通过感测在其安装位置处的基座及该卡盘板间的间距输出，其中该卡盘板追踪该探针卡的倾斜，并且因此该卡盘板及该探针卡彼此平行地布置。

2.如权利要求1的方法，其中该探针卡的倾斜是对通过通过影像装置形成该探针卡的影像所取得的信息测量得到。

3.一种用来修正晶片探测器的探针卡及卡盘板间的平行性的装置，其包含：成像装置，其配置来形成该探针卡的影像；

主要控制装置，其侦测来自该成像装置所输出的成像信息测量该探针卡的倾斜，并产生相对该基座及该卡盘板间的第一预设位置的多个的位移信息片段，其标识用来垂直地支撑该卡盘板的基座及该卡盘板间的间距，以对应该探针卡的测得的倾斜；

多个位移传感器，其分别安装在该基座及该卡盘板间的第一预设位置处，并用来感测在其安装位置处的基座及该卡盘板间的间距，以及输出对应该已感测间距的多个的已感测位移信息片段；

多个致动器，其分别安装在该基座及该卡盘板间的第二预设位置处，并用来允许该基座及该卡盘板在其安装位置处变得彼此远离或彼此靠近；及控制装置，其用来接收来自该主要控制装置的多个的位移信息片段，并驱动该多个致动器直到该多个的已感测位移信息片段追踪该多个的位移信息片段，其中该卡盘板追踪该探针卡的倾斜，并且因此该卡盘板及该探针卡彼此平行地布置。

4.如权利要求3的装置，其中该控制装置包括：

比较器，其用来接收该多个的位移信息片段及该多个的已感测位移信息片段，并输出其比较结果；及比例-积分-微分控制器，其用来输出驱动该多个致动器的驱动命令，直到该比较结果到达默认值为止。

说明书

修正探针卡及卡盘板间的平行性的装置及方法

技术领域

[0001] 本发明一般而言是涉及晶片检测器，且更具体的是关于一种用来修正晶片检测器的探针卡及卡盘板间的平行性的装置及方法。

背景技术

[0002] 晶片探测器是一种用来将晶片上的芯片与测试器连接以测试该晶片上的芯片的装置。

[0003] 在此参考图1简短地描述已知的晶片探测器的建构及操作。

[0004] 晶片探测器100包括：探针卡102、晶片转移装置104、卡盘板106、卡盘转移装置108，及控制装置110。

[0005] 该晶片转移装置104将晶片装载于该卡盘板106上，其中在该晶片上形成多个芯片。

[0006] 该卡盘板106经由该卡盘转移装置108在X、Y及Z方向移动，因此在该探针卡102上所提供的多个探针能够对齐以与该晶片112上所提供该芯片垫进行接触。

[0007] 当该多个探针分别与多个芯片的垫进行接触时，测试器114根据预定程序将测试信号经由该探针卡102提供至该晶片112的芯片上。，而由于该探针卡102提供的该测试器114的该测试信号，该晶片112的芯片可提供输出信号。因此，该测试器114在该晶片112的芯片上执行测试。

[0008] 然而，当该晶片探测器100的探针卡102并非精确地水平放置时，该探针卡102的探针及该晶片112的芯片的垫并非彼此均匀地地接触，因此存在这样一个问题：无法正常地检验该晶片112的该芯片是否故障。

[0009] 为了解决此种问题，在现有技术中，该探针卡102的探针是通过在一Z轴方向(其是一垂直方向)抬高该探针卡102来强制地与该晶片112的芯片接触。然而，此操作是造成该晶片112的芯片的垫以及该探针卡102的探针受损的主要因素。

发明内容

[0010] 技术问题

[0011] 因此，本发明谨记现有技术中所发生的上述问题，且本发明的一个目的是提供一种用来修正晶片探测器的探针卡及该卡盘板间的平行性的装置及方法，其通过根据该晶片探测器的探针卡的倾斜来倾斜该卡盘板，以便允许该探针卡与该卡盘板平行接触。

[0012] 技术解决方案

[0013] 为了达成以上目的，本发明提供一种修正晶片探测器的探针卡及卡盘板间的平行性的方法，其包含如下步骤：测量该探针卡的倾斜；产生针对在该基座及该卡盘板间的多个第一预设位置的多个位移信息片段，其标识用来垂直地支撑该卡盘板的基座及该卡盘板间的间距以对应该探针卡的测得的倾斜；以及分别驱动安装在该基座及该卡盘板间的第二预设位置处的多个致动器，以便该基座及该卡盘板以不同角度变得彼此远离或变得彼此靠近，直到多个的已感测位移信息片段分别追踪该多个的位移信息片段，该多个的已感测位移信息片段来自安装在该基座及该卡盘板间的第一预设位置处的多个位移传感器，并通过感测其安装位置处的该基座及该卡盘板之间的间距来输出，其中该卡盘板追踪该探针卡的倾斜，并且因此该卡盘板及该探针卡彼此平行地布置。

[0014] 有利的影响

[0015] 本发明的优点是探针卡及卡盘板可通过倾斜晶片探测器的卡盘板以对应该探针卡的倾斜来彼此平行地取得接触，因此改善了在一晶片上的芯片上的一测试的效率。

附图说明

[0016] 图1是显示典型的晶片探测器的示意建构的图示；

[0017] 图2是根据本发明的具体实施例显示卡盘板倾斜装置的方块图；

[0018] 图3及图4是根据本发明的具体实施例显示卡盘板倾斜装置的图示；

[0019] 图5是根据本发明的具体实施例显示卡盘板倾斜装置的控制装置详细建构的图示；及

[0020] 图6及图7是根据本发明的具体实施例显示卡盘板倾斜装置的处理程序流程图。

[0021] 【主要组件符号说明】

[0022] 100晶片探测器

[0023] 102探针卡

[0024] 104晶片转移装置

[0025] 106卡盘板

[0026] 108卡盘转移装置

[0027] 110控制装置

[0028] 112晶片

[0029] 114测试器

[0030] 200卡盘板倾斜装置

[0031] 202控制装置

[0032] 204第一位移传感器

[0033] 206第二位移传感器

[0034] 208第三位移传感器

[0035] 210模拟至数字转换器

[0036] 212数字至模拟转换器

[0037] 214第一致动器

[0038] 216第二致动器

[0039] 218第三致动器

[0040] 220通讯模块

[0041] 222主要控制装置

[0042] 224成像装置

[0043] 226存储单元

[0044] 300卡盘板

[0045] 302基座

[0046] 500比较器

[0047] 502比例-积分-微分控制器

具体实施方式

[0048] 最佳模式

[0049] 根据本发明提供的一种用来修正晶片探测器的探针卡及卡盘板间的平行性的方法，其包括如下步骤：测量该探针卡的倾斜；产生相对该基座及该卡盘板间的多个第一预设位置的多个的位移信息片段，其标识用来垂直地支撑该卡盘板的基座及该卡盘板间的间距以对应该探针卡测的倾斜；以及分别驱动安装在该基座及该卡盘板间的第二预设位置处的多个致动器，，以便该基座及该卡盘板以不同角度变得彼此远离或彼此靠近，直到多个的所感测的位移信息片段分别追踪该多个的位移信息片段，该多个所感测的位移信息片段来自安装在该基座及该卡盘板间的第一预设位置处的多个位移传感器，并通过感测在其安装位置处该基座及该卡盘板间的间距来输出，其中该卡盘板追踪该探针卡的倾斜，并且因此该卡盘板及该探针卡彼此平行地布置。

[0050] 发明模式

[0051] 以下将参考图2详细描述根据本发明的具体实施例的晶片探测器的示意建构。

[0052] 晶片探测器包括：卡盘板倾斜装置200、主要控制装置222、成像装置224，及存储单元226。

[0053] 该卡盘板倾斜装置200依照来自该主要控制装置222的倾斜命令将卡盘板倾斜以对应探针卡的倾斜，因此能使该卡盘板与该探针卡平行地接触。

[0054] 该主要控制装置222接收经由该成像装置224形成该探针卡的影像所取得的信息，侦测该探针卡的倾斜度(即：倾斜)，产生倾斜该卡盘板所需的倾斜命令以对应探针卡的倾斜度，并传送该倾斜命令至该卡盘板倾斜装置200。

[0055] 该倾斜命令包括第一至第三位移信息片段，其对应经指定来对应该探针卡倾斜的卡盘板的第一至第三位移传感器204至208。第一至第三位移信息片段可用此方式取得：对应各自倾斜的第一至第三位移传感器204至208的第一至第三位移信息片段经由在制造该晶片探测器时的实验来事先取得并储存在该存储单元226中，或是用此方式取得：第一至第三位移信息片段经由公式计算而得，该公式取自对应倾斜的第一至第三位移传感器204至208的第一至第三位移信息片段之间的相关性。

[0056] 该存储单元226储存各种类型的信息，包括该主要控制装置222的控制程序，特别是由对应该探针卡的各自倾斜的第一至第三位移传感器204至208的第一至第三位移信息片段所组成的倾斜命令。

[0057] 该卡盘板倾斜装置200包括：控制装置202、第一至第三位移传感器204至208、模拟至数字转换器(Analog-to-Digital Converter，ADC)210、数字至模拟转换器(Digital-to-Analog Converter，DAC)212、第一至第三致动器214至218，及通讯模块220。

[0058] 第一至第三位移传感器204至208及第一至第三致动器214至218安装在该卡盘板300及基座302之间，如图3及图4所示。该基座302垂直地支撑该卡盘板300，其中用来垂直地支撑该卡盘板300的工具共同称之为Z轴。

[0059] 第一至第三位移传感器204至208分别安装在与该基座302接触的卡盘板300后表面的三个均等划分位置处。进一步地，第一至第三致动器214至218安装在与该基座302接触的卡盘板300后表面的其它三个均等划分位置处。

[0060] 当第一至第三位移传感器204至208及第一至第三致动器214至218的位置未彼此重叠时，需要初始设定程序，该初始设定程序根据第一至第三致动器214至218的驱动将第一至第三位移传感器204至208的第一至第三已感测位移信息与该卡盘板300的倾斜度相匹配。

[0061] 每一个第一至第三位移传感器204至208在其自身的安装位置处感测该基座302及该卡盘板300间的垂直间距，并根据该感测操作将已感测信号提供给该ADC 210。

[0062] 该ADC 210将自第一至第三位移传感器204至208输出的第一至第三已感测信号转换成第一至第三已感测位移信息片段，并将第一至第三已感测位移信息提供给该控制装置202。

[0063] 该控制装置202产生用于第一至第三致动器214至218的第一至第三驱动命令，该驱动命令允许自第一至第三位移传感器204至208输出的第一至第三已感测位移信息的片段追踪用于第一至第三位移传感器204至208的第一至第三位移信息的片段，该第一至第三位移信息的片段包括在自该主要控制装置222输出的倾斜命令中。用于第一至第三致动器214至218的第一至第三驱动命令经由该DAC 212转换成用于第一至第三致动器214至218的第一至第三驱动信号，并提供给第一至第三致动器214至218。

[0064] 第一至第三致动器214至218增加或减少在其安装位置处在不同角度下的该基座302及该卡盘板300间的垂直间距，以响应来自该控制装置202输出的第一至第三驱动信号，因此使该基座302及该卡盘板300在垂直方向上变得彼此远离或变得彼此靠近。因此，可倾斜该卡盘板300以对应该探针卡的倾斜。

[0065] 该通讯模块220执行该主要控制装置222及该控制装置202之间的通讯。

[0066] 该卡盘板倾斜装置200的控制装置202的建构将参考图5来详细描述。

[0067] 该控制装置202包括：比较器500及比例-积分-微分(Proportional-Integral-Derivative，PID)控制器502。

[0068] 该比较器500比较第一至第三位移信息的片段及来自第一至第三位移传感器204至208输出的第一至第三已感测的位移信息的片段，并将比较结果提供给该PID控制器502。该PID控制器502产生用于第一至第三致动器214至218的第一至第三驱动命令，因此所有比较结果变成“0”，然后将第一至第三驱动命令分别提供给第一至第三致动器214至218。

[0069] 在此方式下，该控制装置202产生控制第一至第三致动器214至218所需的第一至第三驱动命令，因此自第一至第三位移传感器204至208输出的第一至第三已感测位移信息的片段分别追踪第一至第三位移信息的片段。

[0070] 以下参考图6及图7的该流程图描述根据本发明的具体实施例的卡盘板倾斜装置200的操作。

[0071] 首先，参考图6的流程图详细描述该主要控制装置222的操作。

[0072] 在步骤600中，该主要控制装置222在初始程序中通知该卡盘板倾斜装置200的控制装置202初始命令。

[0073] 接下来在步骤602中，该主要控制装置222经由该探针卡的成像来侦测该探针卡的倾斜，(即：该探针卡的倾斜度)其中，该探针卡的成像由该成像装置224来执行。

[0074] 其后在步骤604中，该主要控制装置222自该存储单元226读取用于该卡盘板的倾斜命令，其对应该探针卡的倾斜度，即：自第一至第三位移传感器204至208输出的第一至第三已感测的位移信息的片段所必须追踪的第一至第三位移信息的片段，该主要控制装置222配置来自第一至第三位移信息的卡盘板倾斜命令，并将该卡盘板倾斜命令传送至该卡盘板倾斜装置200。

[0075] 其后，参考图7描述该卡盘板倾斜装置200的操作。

[0076] 在步骤700及702中，该控制装置202初始化第一至第三致动器214至218以回应来自该主要控制装置222的初始命令。

[0077] 其后，当在步骤704中自该主要控制装置222接收该卡盘板倾斜命令时，该控制装置202驱动第一至第三致动器214至218，因此自第一至第三位移传感器204至208输出的第一至第三已感测位移信息的片段分别追踪包括在该卡盘板倾斜命令中的第一至第三位移信息的片段。即，该控制装置202分别比较用于第一至第三位移传感器204至208的第一至第三位移信息的片段(由该主要控制装置222所提供)以及第一至第三已感测位移值(由第一至第三位移传感器204至208所实际感测)，产生用于第一至第三致动器214至218的驱动命令，其使得第一至第三位移信息的片段变得与第一至第三已感测位移值一致，并将该驱动命令提供给第一至第三致动器214至218。

[0078] 产业上可利用性

[0079] 本发明的优点是探针卡及卡盘板可通过倾斜晶片探测器的卡盘板以对应该探针卡的倾斜来彼此平行地接触，因此改善了在晶片上芯片的测试效率。