本發(fā)明涉及電子元器件測試，尤其是指面向元器件批量測試的探針裝置、測試裝置及測試方法。

背景技術(shù)：

1、晶圓級(jí)元器件測試是半導(dǎo)體制造流程中的關(guān)鍵步驟，涉及在晶圓完成加工后，利用高度集成的探針裝置將精密測試機(jī)的電信號(hào)精確注入晶圓表面各元器件的電極上，以激活元器件至通電工作狀態(tài)。隨后，測試機(jī)高精度地捕獲并分析元器件在工作狀態(tài)下產(chǎn)生的電流、電壓等關(guān)鍵電性能參數(shù)，與預(yù)設(shè)的、基于嚴(yán)格工藝規(guī)范制定的判定標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行對比分析。此過程旨在精準(zhǔn)區(qū)分出性能指標(biāo)達(dá)標(biāo)的良品元器件與未達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的不良品。

2、該測試流程的高效執(zhí)行依賴于測試機(jī)與probe機(jī)臺(tái)的緊密協(xié)同作業(yè)。測試探針卡是測試機(jī)和probe機(jī)臺(tái)協(xié)同作業(yè)的紐帶。測試機(jī)負(fù)責(zé)將電信號(hào)通過測試探針卡發(fā)送到被測晶圓上的元器件的金屬電極上并通過測試探針卡接收元器件電信號(hào)并判定電信號(hào)以及存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。

3、probe機(jī)臺(tái)作為測試平臺(tái)的物理基礎(chǔ)，需與測試機(jī)保持實(shí)時(shí)、穩(wěn)定的通信連接，以精確控制晶圓位置并穩(wěn)固支撐測試探針卡。晶圓測試的整體效率直接受到測試探針卡并行測試能力(即同時(shí)測量元器件的數(shù)量)以及probe機(jī)臺(tái)索引速度(index?time)的制約。而測試探針卡的并行測試能力又受限于測試機(jī)所能提供的信號(hào)通道數(shù)，這些通道直接決定了同時(shí)可測試元器件的最大數(shù)量。

4、以含有5萬顆元器件的晶圓為例，若測試機(jī)單次操作僅能同時(shí)監(jiān)測32顆元器件的電流等參數(shù)，那么完成全晶圓測試將需進(jìn)行約1500多次的增量測試與判定過程。為提升測試效率，傳統(tǒng)方法傾向于通過增加測試機(jī)內(nèi)的資源板卡數(shù)量來擴(kuò)展信號(hào)通道數(shù)，對成本控制構(gòu)成挑戰(zhàn)?，F(xiàn)總結(jié)現(xiàn)有晶圓級(jí)元器件測試技術(shù)的缺點(diǎn)如下：

5、第一，測試效率低下：由于測試機(jī)單次操作能同時(shí)監(jiān)測的元器件數(shù)量有限(如上述例子中的32顆)，對于大規(guī)模元器件的晶圓而言，需要進(jìn)行大量的迭代測試與判定過程，導(dǎo)致整體測試效率低下，增加了生產(chǎn)周期和成本。

6、第二，資源利用率低：在測試過程中，測試機(jī)的部分信號(hào)通道可能在某些時(shí)間段內(nèi)處于空閑狀態(tài)，未能充分利用所有可用資源，進(jìn)一步降低了測試效率。

7、第三，設(shè)備投資與運(yùn)營成本高：為提升測試效率，傳統(tǒng)方法依賴于增加測試機(jī)內(nèi)的資源板卡數(shù)量，以擴(kuò)展信號(hào)通道數(shù)。然而，這種做法不僅增加了設(shè)備的初始投資成本，還可能導(dǎo)致后續(xù)運(yùn)營成本的上升，包括維護(hù)、升級(jí)和更換部件等費(fèi)用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為此，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的通過增加測試機(jī)內(nèi)的資源板卡數(shù)量來擴(kuò)展信號(hào)通道數(shù)使測試裝置復(fù)雜，且判定過程的迭代次數(shù)過多導(dǎo)致測試效率低下的問題，提供了一種面向元器件批量測試的探針裝置、測試裝置及測試方法，所述探針裝置包括：

2、pcb電路板，所述pcb電路板上設(shè)有呈矩陣陣列分布的多個(gè)測試單元；

3、以及多個(gè)金屬探針，每個(gè)金屬探針的一端連接所述測試單元，其另一端連接被測元器件；

4、其中，所述測試單元包括led驅(qū)動(dòng)單元、熔斷器和直流電源，所述led驅(qū)動(dòng)單元的輸出端通過所述金屬探針連接被測元器件，其輸入端通過所述熔斷器連接所述直流電源的輸出端。

5、在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述led驅(qū)動(dòng)單元包括第一開關(guān)、第一支路、第二支路和發(fā)光二極管，所述發(fā)光二極管設(shè)在所述第一支路上，所述第二支路連接被測元器件，所述第一開關(guān)分別連接所述第一支路和第二支路，用于控制所述第一支路與所述直流電源之間的回路通斷。

6、在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述第一開關(guān)為pmos管q1，所述pmos管q1的s極連接于所述直流電源的輸出接口；

7、所述第一支路上還設(shè)有第一電阻r1，所述pmos管q1的d極連接所述第一電阻r1的第一端，所述第一電阻r1的第二端連接所述發(fā)光二極管的正極，所述發(fā)光二極管的負(fù)極連接所述直流電源的gnd端口；

8、所述第二支路上設(shè)有第二電阻r2，所述pmos管q1的g極連接所述第二電阻r2的第一端，所述第二電阻r2的第二端連接被測元器件的第一端，所述被測元器件的第二端連接所述直流電源的gnd端口。

9、在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述led驅(qū)動(dòng)單元還包括分壓電阻r3，所述pmos管q1的s極和所述分壓電阻r3的第一端均連接于直流電源的輸出接口，所述分壓電阻r3的第二端引出兩條支路，分別連接所述pmos管q1的g極和所述第二電阻r2的第一端。

10、在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述第二電阻r2的第二端連接所述金屬探針。

11、在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述多個(gè)測試單元之間均為并聯(lián)連接，且所述多個(gè)金屬探針之間均為并聯(lián)連接。

12、在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述探針裝置還包括探針卡座，所述探針卡座安裝在所述pcb電路板上，且數(shù)量可配置為單個(gè)或多個(gè)；

13、當(dāng)所述探針卡座的數(shù)量為單個(gè)時(shí)，所述探針卡座上設(shè)有多個(gè)安裝孔，所述多個(gè)安裝孔的位置分布匹配所述測試單元的整體矩陣陣列分布，所述金屬探針設(shè)置在所述安裝孔內(nèi)并連接至測試單元；

14、當(dāng)所述探針卡座的數(shù)量為多個(gè)時(shí)，每個(gè)探針卡座僅設(shè)有一個(gè)安裝孔，根據(jù)所述測試單元的數(shù)量增加或減少探針卡座，所述多個(gè)金屬探針逐一安裝在所述安裝孔內(nèi)，連接所述測試單元。

15、本發(fā)明還提供了一種元器件批量測試裝置，包括所述的面向元器件批量測試的探針裝置和信號(hào)收發(fā)器，所述信號(hào)收發(fā)器的信號(hào)發(fā)射端連接所述pcb電路板，所述信號(hào)收發(fā)器的信號(hào)接收端連接所述金屬探針；其中，所述信號(hào)收發(fā)器的信號(hào)發(fā)射端向所述pcb電路板發(fā)送測試信號(hào)，所述測試信號(hào)由所述pcb電路板傳遞給所述金屬探針，所述金屬探針將所述測試信號(hào)傳遞給被測元器件；所述信號(hào)收發(fā)器的信號(hào)接收端通過所述金屬探針形成電流信號(hào)回路。

16、基于同一發(fā)明構(gòu)思，本發(fā)明還提供了一種元器件批量測試方法，利用所述的元器件批量測試裝置對被測元器件進(jìn)行質(zhì)量合規(guī)測試，包括如下步驟：

17、s1：基于所述測試單元中的發(fā)光二極管的發(fā)光情況，得到第一測試結(jié)果；

18、s2：基于所述第一測試結(jié)果，構(gòu)建一個(gè)數(shù)據(jù)映射表，所述數(shù)據(jù)映射表中的每個(gè)單元格用于存放被測元器件的位置數(shù)據(jù)和測試結(jié)果。

19、在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，s1中，所述得到第一測試結(jié)果的方法如下：

20、獲取電流信號(hào)回路的電流值，判斷所述電流值與預(yù)設(shè)閾值的大?。喝羲鲭娏髦荡笥谒鲱A(yù)設(shè)閾值，被測元器件被標(biāo)記為不良品，其對應(yīng)的發(fā)光二極管被點(diǎn)亮；否則，被測元器件被標(biāo)記為良品，其對應(yīng)的發(fā)光二極管閉合；

21、獲取所有測試單元中發(fā)光二極管的發(fā)光結(jié)果，根據(jù)所述發(fā)光結(jié)果得到與之連接的被測元器件的測試結(jié)果，即所述第一測試結(jié)果。

22、本發(fā)明的上述技術(shù)方案相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)：

23、1、測試效率提高：led矩陣式并聯(lián)測試電路，真正實(shí)現(xiàn)了多數(shù)量被測器件同時(shí)測試，且被測器件相互獨(dú)立，通過光學(xué)識(shí)別即可完成快速判定。

24、2、測試成本降低：測試效率提高的同時(shí)，不需要額外增加測試機(jī)資源板卡的數(shù)量，單位測試時(shí)間、單顆產(chǎn)品的測試成本大幅降低。

25、3、突破測試機(jī)資源數(shù)量瓶頸：增加同時(shí)測量被測元器件的數(shù)量不再依賴測試機(jī)的資源數(shù)量。測試機(jī)只需要提供一路直流電源即可，可通過針卡的設(shè)計(jì)來增加同測數(shù)量。