專利名稱：用于測試半封裝堆疊晶片的測試臂的制作方法
技術領域：
本發(fā)明關于一種測試機臺上的測試臂，尤其是測試臂前端連結(jié)有一內(nèi)部具有檢測晶片的測試頭，以使該測試頭內(nèi)部的該檢測晶片、待測半封裝堆疊晶片及測試座電性相接形成一測試回路，以進行測試待測半封裝堆疊晶片。
背景技術：
由于現(xiàn)今智慧型手機、行動計算產(chǎn)品及各種消費型產(chǎn)品的攜帶型電子產(chǎn)品皆追求 以最低成本在有限占據(jù)面積及最小厚度及重量下的較高半導體功能性及效能；故有廠商針對單獨半導體晶片的整合進行研發(fā)，并發(fā)展出了藉由堆疊晶片或藉由堆疊晶粒封裝而形成一堆疊多封裝總成；而堆疊多封裝總成一般分成兩類，一種為Package-on-Package (PoP),另一種為Package-in-Package (PiP)。以PoP總成結(jié)構(gòu)來講，目前業(yè)界在Icm2的單一晶片上遍布百余個接點，一般在兩層結(jié)構(gòu)下則包含了第一封裝(頂部封裝)及第二封裝(底部封裝)，而第一封裝(頂部封裝)系堆疊于第二封裝(底部封裝)上，每一個封裝表面都具有百余微小接點(錫球)以供焊接，最終透過精密焊接技術將第一封裝與第二封裝彼此之間的接點進行相連接。而目前均藉由人工方式對各待測晶片進行逐一目測、手動測試。在堆疊晶片封裝中，頂部晶片與底部晶片相互堆疊整合時，必須要進行最終測試良率的測試程序，因此在習知堆疊晶片封裝中，則必須以手動方式將個別的頂部晶片置放堆疊于個別的底部晶片之上，再將測試臂下壓抵觸于已堆疊于底部晶片上的頂部晶片的表面，以進行最終測試；但，一旦測試結(jié)果發(fā)生低良率或連續(xù)性錯誤發(fā)生時，將難以辨別是頂部晶片或底部晶片的問題，若無法辨別，尋求其他解決途徑將造成處理步驟復雜化。因此，若是于測試臂前端連結(jié)有一內(nèi)部具有檢測晶片的測試頭，而該檢測晶片系為一正常(Golden Sample)的頂部晶片，因此當測試臂下壓抵觸于待檢測的底部晶片上時，將使檢測晶片與待檢測的底部晶片進行電性連接，以進行一完整的堆疊晶片的檢測；藉此于堆疊晶片封裝前，能夠先將底部晶片分類，將能夠提高堆疊晶片的良率，并可節(jié)省人力成本，如此應為一最佳解決方案。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種測試堆疊晶片(Package-on-Package, PoP)的測試臂(Test Arms)，其結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，能搭配可更換不同規(guī)格的測試頭而達成封裝前分類的功效。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明公開了一種用于測試半封裝堆疊晶片的測試臂，其裝配在半導體測試機臺以測試待測半封裝堆疊晶片，該待測半封裝堆疊晶片的上表面及相對的下表面具有數(shù)個電性接點，其特征在于該測試臂前端連結(jié)一個內(nèi)部具有一檢測晶片的測試頭，該測試頭自該檢測晶片處電性導接并向該待測半封裝堆疊晶片的上表面方向延伸出多個測試探針。
其中，該半導體測試機臺與至少一測試座搭配以形成具有至少一個可供待測半封裝堆疊晶片插置的測試區(qū)，該待測半封裝堆疊晶片的下表面的電性接點于測試時與該測試座形成電性相接。其中，該測試臂向下垂直方向作動進行壓迫使該測試頭的多個測試探針迫緊抵觸于該測試座上的待測半封裝堆疊晶片的上表面的電性接點，使該測試頭內(nèi)部的該檢測晶片、待測半封裝堆疊晶片及測試座電性相接形成一測試回路。其中，該測試頭內(nèi)具有一組與該檢測晶片導熱相接的散熱元件。其中，該組散熱元件至少包括有一散熱微鰭片。其中，該檢測晶片設置在一承載面上，該多個測試探針一端則是貫穿承載面并與 該檢測晶片電性相接，另一端延伸出測試頭。還公開了一種用于測試半封裝堆疊晶片的測試臂，裝配在半導體測試機臺以測試待測半封裝堆疊晶片，該待測半封裝堆疊晶片的上表面及相對的下表面具有數(shù)個電性接點，其特征在于該測試臂前端連結(jié)一個內(nèi)部具有一檢測晶片的測試頭，該測試頭自該檢測晶片處電性導接并向該待測半封裝堆疊晶片的上表面方向形成一組測試接點。其中，該半導體測試機臺與至少一測試座搭配以形成具有至少一個可供待測半封裝堆疊晶片插置的測試區(qū)，該待測半封裝堆疊晶片的下表面的電性接點于測試時與該測試座形成電性相接。其中，該測試臂向下垂直方向作動進行壓迫使該測試頭的多個測試接點迫緊抵觸于該測試座上的待測半封裝堆疊晶片的上表面的電性接點，使該測試頭內(nèi)部的該檢測晶片、待測半封裝堆疊晶片及測試座電性相接形成一測試回路。通過本發(fā)明，實現(xiàn)了以下技術效果I.本發(fā)明在于測試臂前端連結(jié)有一內(nèi)部具有檢測晶片的測試頭，使該測試頭內(nèi)部的該檢測晶片、待測半封裝堆疊晶片及測試座電性相接形成一測試回路。2.本發(fā)明能夠于堆疊晶片封裝前對半堆疊晶片先行測試，將有問題的晶片排除，以提高堆疊晶片的良率；而本發(fā)明使用自動化進行測試流程，對于生產(chǎn)作業(yè)產(chǎn)出效能大大提升。


圖IA為本發(fā)明一種用于測試半封裝堆疊晶片的結(jié)構(gòu)圖；圖IB為本發(fā)明一種用于測試半封裝堆疊晶片的測試臂的測試頭剖面圖；圖2A為本發(fā)明一種用于測試半封裝堆疊晶片的測試臂的下壓部份結(jié)構(gòu)剖面圖；圖2B為本發(fā)明一種用于測試半封裝堆疊晶片的測試臂的下壓部份結(jié)構(gòu)剖面圖；以及圖3A至圖3G為本發(fā)明一種用于測試半封裝堆疊晶片的測試臂的測試運作示意圖。
具體實施例方式有關于本發(fā)明的前述及其他技術內(nèi)容、特點與功效，在以下配合參考圖式的較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現(xiàn)。
請參閱圖IA及圖1B，為本發(fā)明的一種用于測試半封裝堆疊晶片的測試臂的測試臂結(jié)構(gòu)及測試頭剖面圖，該測試臂21裝配在半導體測試機臺以測試待測半封裝堆疊晶片5，而該測試臂21前端連結(jié)一個內(nèi)部具有一檢測晶片221的測試頭22，如圖2A及圖2B可知，該檢測晶片221設置在一承載面222上，而該測試頭22內(nèi)部更具有多個測試探針223，該多個測試探針223 —端則是貫穿承載面222并與該檢測晶片221電性相接，另一端則向該待測半封裝堆疊晶片5的上表面51方向延伸出，因此當該測試臂21向下垂直方向作動時，將壓迫使該測試頭22的多個測試探針223迫緊抵觸于該測試座23上的待測半封裝堆疊晶片5的上表面51的電性接點511，而該待測半封裝堆疊晶片5的下表面52的電性接點521與測試座23電性相接，因此該測試頭22內(nèi)部的該檢測晶片221、待測半封裝堆疊晶片5及測試座23電性相接形成一測試回路。該測試頭22內(nèi)部多個測試探針223可由其它方式替代，譬如透過線材、電性導體一端導接至檢測晶片221，并于另一端向該待測半封裝堆疊晶片5的上表面51方向形成一組用于測試待測半封裝堆疊晶片5的測試接點，或者具有彈性的探針做為連結(jié)檢測晶片221及待測半封裝堆疊晶片5的導體；主要用以達成檢測晶片221、待測半封裝堆疊晶片5及測試座23電性相接形成一測試回路的目的。至于本發(fā)明的測試散熱部分，以下僅列舉可實施的態(tài)樣。關于散熱將可透過測試頭22內(nèi)可設置有一組與該檢測晶片221導熱相接的散熱元件，而該組散熱元件至少包括有一散熱微鰭片(圖中未示)；亦可透過本申請人另一項專利申請中的散熱技術閉回路冷卻循環(huán)系統(tǒng)；閉回路冷卻循環(huán)系統(tǒng)能直接連結(jié)在測試臂21上，包含有一個包括一輸出端及一個輸入端的管道、冷卻裝置、風扇及驅(qū)動源，而該閉回路冷卻循環(huán)系統(tǒng)則能夠循環(huán)交換該測試頭于測試過程所接觸迫緊的待測電子元件所產(chǎn)生的熱能，并以該等風扇帶動氣流對該冷卻裝置進行熱交換以散逸熱能。于本較佳實施例中，該測試臂21透過螺桿、皮帶輪組的傳動，讓測試臂21于測試座23的上方位置作垂直升降的作動，下壓時令測試探針223下降至預定位置迫緊待測半封裝堆疊晶片5 ;測試頭22也同時具備有吸附待測半封裝堆疊晶片5的功能，熟悉本發(fā)明領域人士所知悉以吸嘴、負壓方式等皆可達成。而本發(fā)明主要用于半導體自動化測試機臺，因此在此提供從進料、測試到出料的測試運作示意圖，由圖3A至圖3C中可知，該X-Y軸拾取臂4由進料區(qū)I載有復數(shù)待測半封裝堆疊晶片5載盤11上搬移至少一待測半封裝堆疊晶片5至測試區(qū)2 (該測試區(qū)2具有至少一個可供待測半封裝堆疊晶片5插置的測試座23及測試臂21，而該測試座23系位于一測試板24上)后，并于該測試區(qū)2中進行測試，如圖3D所示，該測試臂21向下垂直方向作動進行壓迫，以使該測試頭22的多個測試探針223迫緊抵觸于該測試座23上的待測半封裝堆疊晶片5的上表面51的電性接點511，并于測試時使該測試頭22內(nèi)部的該檢測晶片221、待測半封裝堆疊晶片5及測試座23電性相接形成一測試回路，以開始進行測試。如同熟悉本發(fā)明領域人士所知悉，檢測機臺將因客戶端需求有所不同配置，有些機種系列同時具有四個、甚至六個測試區(qū)，也可以僅具有單一測試區(qū)，故該X-Y軸拾取臂4能以程式編輯，逐次逐批或逐次逐一將待測半封裝堆疊晶片5放在不同的測試區(qū)2，以達成最佳的測試效能。
測試完成后，如圖3E至圖3F所示，該測試臂21則會上升，該完測半封裝堆疊晶片6能夠由X-Y軸拾取臂4送離該測試區(qū)2 ;最后，如圖3G所示，該X-Y軸拾取臂4將完測半封裝堆疊晶片6搬移至出料區(qū)3后，則能夠?qū)⑼隃y半封裝堆疊晶片6分類于至出料區(qū)3的載盤31上。藉由以上較佳具體實施例的詳述，希望能更加清楚描述本發(fā)明的特征與精神，而并非以上述所揭露的較佳具體實施例來對本發(fā)明的范疇加以限制。相反地，其目的是希望 能涵蓋各種改變及具相等性的安排于本發(fā)明所欲申請的專利范圍的范疇內(nèi)。
權利要求
1.一種用于測試半封裝堆疊晶片的測試臂，其裝配在半導體測試機臺以測試待測半封裝堆疊晶片，該待測半封裝堆疊晶片的上表面及相對的下表面具有數(shù)個電性接點，其特征在于該測試臂前端連結(jié)一個內(nèi)部具有一檢測晶片的測試頭，該測試頭自該檢測晶片處電性導接并向該待測半封裝堆疊晶片的上表面方向延伸出多個測試探針。
2.如權利要求I所述的用于測試半封裝堆疊晶片的測試臂，其特征在于，該半導體測試機臺與至少一測試座搭配以形成具有至少一個可供待測半封裝堆疊晶片插置的測試區(qū)，該待測半封裝堆疊晶片的下表面的電性接點于測試時與該測試座形成電性相接。
3.如權利要求I或2所述的用于測試半封裝堆疊晶片的測試臂，其特征在于，該測試臂向下垂直方向作動進行壓迫使該測試頭的多個測試探針迫緊抵觸于該測試座上的待測半封裝堆疊晶片的上表面的電性接點，使該測 試頭內(nèi)部的該檢測晶片、待測半封裝堆疊晶片及測試座電性相接形成一測試回路。
4.如權利要求I所述的用于測試半封裝堆疊晶片的測試臂，其特征在于，該測試頭內(nèi)具有一組與該檢測晶片導熱相接的散熱元件。
5.如權利要求4所述的用于測試半封裝堆疊晶片的測試臂，其特征在于，該組散熱元件至少包括有一散熱微鰭片。
6.如權利要求I所述的用于測試半封裝堆疊晶片的測試臂，其特征在于，該檢測晶片設置在一承載面上，該多個測試探針一端則是貫穿承載面并與該檢測晶片電性相接，另一端延伸出測試頭。
7.一種用于測試半封裝堆疊晶片的測試臂，裝配在半導體測試機臺以測試待測半封裝堆疊晶片，該待測半封裝堆疊晶片的上表面及相對的下表面具有數(shù)個電性接點，其特征在于該測試臂前端連結(jié)一個內(nèi)部具有一檢測晶片的測試頭，該測試頭自該檢測晶片處電性導接并向該待測半封裝堆疊晶片的上表面方向形成一組測試接點。
8.如權利要求7所述的用于測試半封裝堆疊晶片的測試臂，其特征在于，該半導體測試機臺與至少一測試座搭配以形成具有至少一個可供待測半封裝堆疊晶片插置的測試區(qū)，該待測半封裝堆疊晶片的下表面的電性接點于測試時與該測試座形成電性相接。
9.如權利要求7或8所述的用于測試半封裝堆疊晶片的測試臂，其特征在于，該測試臂向下垂直方向作動進行壓迫使該測試頭的多個測試接點迫緊抵觸于該測試座上的待測半封裝堆疊晶片的上表面的電性接點，使該測試頭內(nèi)部的該檢測晶片、待測半封裝堆疊晶片及測試座電性相接形成一測試回路。
全文摘要
一種用于測試半封裝堆疊晶片的測試臂，裝配在半導體測試機臺以測試待測半封裝堆疊晶片，該待測半封裝堆疊晶片的上表面及相對的下表面具有數(shù)個電性接點，而該測試臂前端連結(jié)一個內(nèi)部具有一檢測晶片的測試頭，該測試頭自該檢測晶片處電性導接并向該待測半封裝堆疊晶片的上表面方向延伸出多個測試探針；藉此，當該測試臂向下壓迫使該測試頭的多個測試探針迫緊抵觸于該測試座上的待測半封裝堆疊晶片的上表面的電性接點，使該測試頭內(nèi)部的該檢測晶片、待測半封裝堆疊晶片及測試座電性相接形成一測試回路，以進行測試待測的半封裝堆疊晶片。
文檔編號H01L21/66GK102655102SQ20121014228
公開日2012年9月5日 申請日期2012年5月10日 優(yōu)先權日2012年5月10日
發(fā)明者陳建名 申請人:致茂電子(蘇州)有限公司