[发明专利]一种复合导引板结构和基于该结构的装针设备及装针方法

说明书

本发明公开了一种复合导引板结构和基于该结构的装针设备及装针方法。本发明中复合导引板结构在传统导引板结构基础上添加了中层导引板，利用中层导引板相对顶层、底层导引板结构的相对位移实现探针的限位，将探针装配过程和探针限位过程解耦，有利于探针装配过程中的插针难度和打孔难度，减少误插、错插对探针造成的损伤，提高装针良率，降低对操作人员技术水平的依赖，同时也避免了传统导引板导引孔过大，限位功能不足或导引孔过小，对探针运动产生阻碍等问题。基于该复合导引板的装针设备及装针方法，可通过控制中层导引板的相对运动，控制实现探针的装配和拆卸更换，提高了系统的可维护性。

技术领域

本发明涉及一种复合导引板结构和基于该结构的装针设备及装针方法，属于探针卡及探针装配技术领域。

背景技术

探针卡是一种用于晶圆测试的测试结构，将测试机的测试信号通过自身传递给被测对象，并将被测对象的响应信号经由自身回传给测试机，实现芯片性能的测试，配合其他测试及分析仪器可以实现完整的芯片优劣、性能高低的测试，实现不良品的筛选，降低不必要的封装成本。

随着半导体技术的不断发展，产品体积不断缩小，晶圆上衬垫分布密度越来越高，面积越来越小，对可用于并行化测试、支持高密度探针分布的垂直式探针需求逐渐增加。为保证探针的定位精度，减少X、Y方向的偏移量，同时对探针进行适宜的限位，探针卡结构中通常使用带有通孔的导引板对探针提供支撑、导引和限位功能。

一般来说，导引板通孔的孔径仅比探针直径多5-10个微米，插针过程中，要求操作人员将数十微米级尺度的探针插入数十微米级尺度的探针孔内，且对装配过程中探针摩擦、弯曲、变形等进行有效控制，防止装配过程中探针受力过大，产生不可恢复的变形、甚至折断。目前探针的装配多采用人工逐针装配的方式，装针技术难度大，装针效率难以提高，对操作人员的技术水平要求高，需要丰富的操作经验。除此之外，一般来说导引板多为上下两层，由于视角问题，操作人员仅能观察到顶层导引板探针孔，需要操作人员凭借经验和手感进行探针的插入，会导致探针装配过程中的误插、错插造成的针损耗增大。上述问题随着探针密度的增加、间距的减小，探针直径的降低会更加严重。

发明内容

本发明的目的在于提供一种复合导引板结构，将探针装配和探针限位过程解耦，降低装针及换针难度，减少误插及错查对探针造成的损伤，削弱装针过程对操作人员的技术水平依赖，提升插针良率和效率。

本发明的另一目的在于通过复合导引板结构降低对导引板打孔能力和打孔精度的要求，降低打孔成本。

本发明还具有一目的，在于提供一种基于复合导引板结构的装针设备及装针方法，提升插针效率和可维护程度。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种复合导引板结构，包括顶层导引板、中层导引板、底层导引板、间隔板、装针固定孔一、装针固定孔二；所述顶层导引板、中层导引板和底层导引板表面均具有容纳探针的装针孔，所述装针孔的孔径大小在X、Y方向上均大于探针X、Y方向截面尺寸；所述底层导引板表面探针孔分布与被测试芯片的针脚或/和焊盘分布一致；所述顶层导引板和底层导引板大小及形状相同，四角分别分布多个对齐的顶层导引板固定孔和底层导引板固定孔；所述间隔板为金属框结构，大小与顶层导引板和底层导引板相同，四角具有与顶层导引板固定孔和底层导引板固定孔对齐的间隔板固定孔；所述装针固定孔一对齐时，所述顶层导引板、中层导引板和底层导引板的探针容纳孔一一对齐，装针固定孔二错位，方便插针；所述装针固定孔二对齐时，所述中层导引板的探针容纳孔相对于顶层导引板和底层导引板的探针容纳孔产生错位，用于对探针进行限位。

上述复合导引板结构，所述中层导引板为四角分别切去一个区域的平板，大小在X、Y方向上分别有一边大于顶层导引板和底层导引板，所述切去区域形状为方形、1/4圆或弧形。

上述复合导引板结构，所述间隔板：