CN113533939B - 用于芯片测试的探针台 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种用于芯片测试的探针台，包括本体、位于本体下方的支撑板、用于与待测试芯片接触的探针和动点接触探头，所述探针、动点接触探头分别安装于支撑板两端，所述支撑板中部与本体之间通过一竖直设置的第二弹性件连接，一垂直于支撑板长度方向的第一销轴通过一转接座安装于所述支撑板上方位于探针与第二弹性件之间的区域，一处于拉伸状态的第一弹性件的下端与第一销轴连接，所述第一弹性件的上端与本体内并位于第二销轴、第三销轴上方的第四销轴连接，使得第一轴承、第二轴承、第三轴承和第四轴承各自的动圈与第一销轴外圆周面保持压持接触。本发明解决了由于探针台的疲劳性导致的长期使用过程中测试数据不稳定、不一致的问题。

Description

用于芯片测试的探针台

技术领域

本发明涉及一种用于芯片测试的探针台，属于芯片测试技术领域。

背景技术

在光通信行业激光器的生产测试环节中，COC老化制程前，还需要进行单个激光器芯片（Laser Diode，LD）的光电性能测试，以便在老化前进行一次激光器芯片（LD）性能的筛选，将性能有问题的激光器提前挑选出来，从而提高COC老化后的整体良率。

在光通信单个激光器芯片（LD）的测试过程中，探针的稳定性扮演着非常重要的角色，由于单个芯片尺寸非常小（一般在300μm范围），测试探针在接触芯片过程中，或多或少会推动芯片的位置或角度发生偏移，一旦芯片的位置和角度出现变化，就会直接影响到后续测试指标的稳定性和测试效率，而且测试探针的压力稳定性，也会直接反馈到测试数值的稳定性，对于大批量生产测试环节，一个探针要检测大量的芯片，且需要对同一个芯片进行多次检测，加电探针组件的稳定性和耐久性，会直接影响到测试数据的一致性和重现性，因此测试过程中对用于芯片测试的探针台的长期稳定性提出了非常严苛的要求。

发明内容

发明人发现：探针作用在芯片上的压力变化，会导致接触电阻的变化，从而影响测试数据的一致性，在长时间的测试过程中，如果压力变化过大，会导致无法区分测试结果的变化是芯片本身还是机台带来的，导致测试结果失去可比较性。基于上述发现，本发明的目的是提供一种用于芯片测试的探针台，该用于芯片测试的探针台解决了由于探针台的疲劳性导致的长期使用过程中测试数据不稳定、不一致的问题。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种用于芯片测试的探针台，包括本体、位于本体下方的支撑板、用于与待测试芯片接触的探针和动点接触探头，所述探针、动点接触探头分别安装于支撑板两端，所述支撑板中部与本体之间通过一竖直设置的第二弹性件连接，所述本体下端面一侧设置有一位于动点接触探头上方并与动点接触探头对应的静点接触探头；

一垂直于支撑板长度方向的第一销轴通过一转接座安装于所述支撑板上方位于探针与第二弹性件之间的区域，位于本体下端面另一侧的下凸块上设置有与所述第一销轴平行的第二销轴和第三销轴，此第二销轴、第三销轴位于第一销轴上方并位于其两侧，且第二销轴、第三销轴各自两端均从下凸块前后侧延伸出，所述第二销轴两端安装有第一轴承、第二轴承，所述第三销轴两端安装有第三轴承、第四轴承，位于下凸块前侧的第一轴承、第三轴承与第一销轴一端的外圆周面贴合，位于下凸块后侧的第二轴承、第四轴承与第一销轴另一端的外圆周面贴合，一处于拉伸状态的第一弹性件的下端与第一销轴连接，所述第一弹性件的上端与本体内并位于第二销轴、第三销轴上方的第四销轴连接，使得第一轴承、第二轴承、第三轴承和第四轴承各自的动圈与第一销轴外圆周面保持压持接触。

上述技术方案中进一步改进的方案如下：

1. 上述方案中，所述支撑板位于动点接触探头与转接座之间区域安装有一挂杆，所述本体上设置有一挂孔，所述第二弹性件两端分别连接到挂杆和挂孔上。

2. 上述方案中，所述支撑板位于动点接触探头与转接座之间区域安装有一挂杆，一升降杆位于本体的导向通道内，所述第二弹性件两端分别连接到所述挂杆上和升降杆下端，一旋转杆下端与升降杆的上端连接，用于驱动升降杆在竖直方向上移动。

3. 上述方案中，所述导向通道与升降杆接触的表面设置有至少一对定位销和供定位销嵌入的定位线凹槽。

4. 上述方案中，所述支撑板远离动点接触探头的一端安装有一悬臂，所述探针通过一探针座安装于悬臂远离支撑板一端。

5. 上述方案中，所述悬臂进一步包括竖板和与竖板上端连接的水平板，所述竖板下端与支撑板连接，所述水平板远离竖板一端安装有探针座。

6. 上述方案中，安装于支撑板上表面的所述转接座具有前后设置的前挡板和后挡板，所述前挡板和后挡板上均开有一第一通孔，所述第一销轴两端分别位于前挡板、后挡板各自的第一通孔内。

7. 上述方案中，所述前挡板和后挡板上均开有2个位于第一通孔两侧的导向凹槽，所述第二销轴、第三销轴各自的两个末端嵌入对应的导向凹槽内。

8. 上述方案中，所述第一轴承和第三轴承位于下凸块与前挡板之间，所述第二轴承和第四轴承分别位于下凸块与后挡板之间。

9. 上述方案中，位于下凸块的竖向通孔内的第一弹性件上端与第一销轴位于前挡板和后挡板之间的中间区域连接。

由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：

1、本发明用于芯片测试的探针台，其在安装有探针且可转动的支撑板上安装垂直于支撑板长度方向的第一销轴，并在第一销轴上方两侧设置固定于本体上的第二、第三销轴，再在第二、第三销轴的两端安装与第一销轴贴合的四个轴承，最后通过第一弹性件拉紧支撑板上的第一销轴与本体内的第四销轴，使得四个轴承的外圈保持与第一销轴外圆周面的压持接触并可以相对转动，消除了现有技术中存在的疲劳性问题，有利于准确设置水平和竖直方向的位置参数，且在长期、高频率的使用后仍能保持初始压力设定值的稳定，从而提高检测数据的稳定性、重复性、可比较性和一致性，也克服了探针与芯片脱离时，探针存在竖直方向的微小抖动的缺陷，从而有利于缩短相邻检测之间的时间，提高检测效率并避免对芯片的不必要的损坏；还消除了探针在水平方向的微小旋转偏移，保证检测数据的准确性，进一步提高检测数据的稳定性、重复性、可比较性和一致性。

2、本发明用于芯片测试的探针台，其支撑板位于动点接触探头与转接座之间区域安装有一挂杆，一升降杆位于本体的导向通道内，所述第二弹性件两端分别连接到所述挂杆上和升降杆下端，一旋转杆下端与升降杆的上端连接，用于驱动升降杆在竖直方向上移动，方便对探针下压力的调节，从而大大扩展了应用对象，实现了对不同芯片进行测试时，探针对芯片压力的准确性，适应范围广；进一步的，其导向通道与升降杆接触的表面设置有至少一对定位销和供定位销嵌入的定位线凹槽，可有效避免通过旋转杆进行调节时升降杆跟转，保证调节的精度和稳定性。

附图说明

附图1为本发明用于芯片测试的探针台的结构正视图；

附图2为本发明用于芯片测试的探针台的局部结构示意图；

附图3为图2中结构的分解示意图；

附图4为本发明用于芯片测试的探针台一个方向上的局部结构剖视图；

附图5为本发明用于芯片测试的探针台另一个方向上的局部结构剖视图；

附图6为本发明用于芯片测试的探针台的局部结构仰视图；

附图7为本发明用于芯片测试的探针台中支撑板一端的结构示意图；

附图8为本发明用于芯片测试的探针台实施例2中的局部结构剖视图。

以上附图中：1、本体；2、支撑板；31、动点接触探头；32、静点接触探头；4、悬臂；41、竖板；42、水平板；5、探针座；51、探针；6、转接座；61、前挡板；62、后挡板；7、第一通孔；8、导向凹槽；9、第一销轴；10、下凸块；11、第二销轴；12、第三销轴；13、第一轴承；14、第二轴承；15、第三轴承；16、第四轴承；17、竖向通孔；18、第一弹性件；19、第四销轴；20、挂杆；21、升降杆；211、挂孔；22、导向通道；23、第二弹性件；24、旋转杆；251、定位销；252、定位线凹槽。

具体实施方式

在本专利的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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发明和简化描述，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发明的限制；术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；此外，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，可以具体情况理解上述术语在本专利的具体含义。

实施例1：一种用于芯片测试的探针台，包括本体1、位于本体1下方的支撑板2、用于与待测试芯片接触的探针51和动点接触探头31，所述探针51、动点接触探头31分别安装于支撑板2两端，所述支撑板2中部与本体1之间通过一竖直设置的第二弹性件23连接，所述本体1下端面一侧设置有一位于动点接触探头31上方并与动点接触探头31对应的静点接触探头32；

一垂直于支撑板2长度方向的第一销轴9通过一转接座6安装于所述支撑板2上方位于探针51与第二弹性件23之间的区域，位于本体1下端面另一侧的下凸块10上设置有与所述第一销轴9平行的第二销轴11和第三销轴12，此第二销轴11、第三销轴12位于第一销轴9上方并位于其两侧，且第二销轴11、第三销轴12各自两端均从下凸块10前后侧延伸出，所述第二销轴11两端安装有第一轴承13、第二轴承14，所述第三销轴12两端安装有第三轴承15、第四轴承16，位于下凸块10前侧的第一轴承13、第三轴承15与第一销轴9一端的外圆周面贴合，位于下凸块10后侧的第二轴承14、第四轴承16与第一销轴9另一端的外圆周面贴合，一处于拉伸状态的第一弹性件18的下端与第一销轴9连接，所述第一弹性件18的上端与本体1内并位于第二销轴11、第三销轴12上方的第四销轴19连接，使得第一轴承13、第二轴承14、第三轴承15和第四轴承16各自的动圈与第一销轴9外圆周面保持压持接触。

上述支撑板2位于动点接触探头31与转接座6之间区域安装有一挂杆20，上述本体1上设置有一挂孔211，上述第二弹性件23两端分别连接到挂杆20和挂孔211上；上述挂杆20设置于支撑板2的通孔内；上述第一弹性件18、第二弹性件23均为弹簧；

上述支撑板2远离动点接触探头31的一端安装有一悬臂4，上述探针51通过一探针座5安装于悬臂4远离支撑板2一端；上述悬臂4进一步包括竖板41和与竖板41上端连接的水平板42，上述竖板41下端与支撑板2连接，上述水平板42远离竖板41一端安装有探针座5。

实施例2：一种用于芯片测试的探针台，包括本体1、位于本体1下方的支撑板2、用于与待测试芯片接触的探针51和动点接触探头31，所述探针51、动点接触探头31分别安装于支撑板2两端，所述支撑板2中部与本体1之间通过一竖直设置的第二弹性件23连接，所述本体1下端面一侧设置有一位于动点接触探头31上方并与动点接触探头31对应的静点接触探头32，当探针与待测试芯片接触时，动点接触探头随支撑板转动远离静点接触探头，动、静点接触探头由相互接触的初始状态变为相互分离状态，芯片测试的控制系统接收到动、静点接触探头相互分离的信号后，执行上电操作使探针与芯片电导通，继而对芯片进行各项参数的测试；

一垂直于支撑板2长度方向的第一销轴9通过一转接座6安装于所述支撑板2上方位于探针51与第二弹性件23之间的区域，位于本体1下端面另一侧的下凸块10上设置有与所述第一销轴9平行的第二销轴11和第三销轴12，此第二销轴11、第三销轴12位于第一销轴9上方并位于其两侧，且第二销轴11、第三销轴12各自两端均从下凸块10前后侧延伸出，所述第二销轴11两端安装有第一轴承13、第二轴承14，所述第三销轴12两端安装有第三轴承15、第四轴承16，位于下凸块10前侧的第一轴承13、第三轴承15与第一销轴9一端的外圆周面贴合，位于下凸块10后侧的第二轴承14、第四轴承16与第一销轴9另一端的外圆周面贴合，一处于拉伸状态的第一弹性件18的下端与第一销轴9连接，所述第一弹性件18的上端与本体1内并位于第二销轴11、第三销轴12上方的第四销轴19连接，使得第一轴承13、第二轴承14、第三轴承15和第四轴承16各自的动圈与第一销轴9外圆周面保持压持接触，。

上述支撑板2位于动点接触探头31与转接座6之间区域安装有一挂杆20，一升降杆21位于本体1的导向通道22内，上述第二弹性件23两端分别连接到上述挂杆20上和升降杆21下端，一旋转杆24下端与升降杆21的上端连接，用于驱动升降杆21在竖直方向上移动；

上述导向通道22与升降杆21接触的表面设置有两对定位销251和供定位销251嵌入的定位线凹槽252，且2个定位销251之间、2个定位线凹槽252之间呈对称设置；

上述定位销251位于升降杆21的侧表面，上述定位线凹槽252位于导向通道22的内壁上；

安装于支撑板2上表面的上述转接座6具有前后设置的前挡板61和后挡板62，上述前挡板61和后挡板62上均开有一第一通孔7，上述第一销轴9两端分别位于前挡板61、后挡板62各自的第一通孔7内；

上述前挡板61和后挡板62上均开有2个位于第一通孔7两侧的导向凹槽8，上述第二销轴11、第三销轴12各自的两个末端嵌入对应的导向凹槽8内；

上述第一轴承13和第三轴承15位于下凸块10与前挡板61之间，上述第二轴承14和第四轴承16分别位于下凸块10与后挡板62之间；

位于下凸块10的竖向通孔17内的第一弹性件18上端与第一销轴9位于前挡板61和后挡板62之间的中间区域连接。

采用上述用于芯片测试的探针台时，一般将探针台安装于驱动机构（如三轴运动平台）上，移动探针台使探针与待测试的芯片接触，探针对芯片施加向下的压力的同时受到来自芯片的向上的反作用力，带动支撑板转动，安装于支撑板上的动点接触探头向下移动，由与静点接触探头接触的初始状态变为与静点接触探头分开的状态，表示探针已经对芯片施加了合适的压力，此时，芯片测试的控制系统执行上电操作使探针与芯片电导通、对芯片进行各项参数的测试，测试完成后，支撑板在第二弹性件的作用下反向转动，恢复至初始的水平位置，同时动点接触探头与静点接触探头接触；

在长期对大量芯片进行测试、支撑板往复转动的过程中，通过第一弹性件使得安装于支撑板上的第一销轴与其两侧、两端且安装于本体上的四个轴承贴合，在保证支撑板可以以第一销轴为支点顺畅转动的同时，实现对第一销轴的精确限位，使得支撑板只能转动而不会发生其他方向上的偏移；消除了采用弹片的现有技术中存在的疲劳性问题，有利于准确设置水平和竖直方向的位置参数，在长期、高频率的使用后，仍能保持初始压力设定值的稳定，从而提高了检测数据的稳定性、重复性、可比较性和一致性，也克服了探针与芯片脱离时，探针存在竖直方向的微小抖动的缺陷，从而有利于缩短相邻检测之间的时间，从而提高了检测效率并避免对芯片的不必要的损坏；

进一步的，同时也消除了探针在水平方向的微小旋转偏移，保证了检测数据的准确性，进一步提高了检测数据的稳定性、重复性、可比较性和一致性；

还有，方便对探针下压力的调节，从而大大扩展了应用对象，实现了对不同芯片进行测试时，探针对芯片压力的准确性，适应范围广；进一步的，其导向通道与升降杆接触的表面设置有至少一对定位销和供定位销嵌入的定位线凹槽，可有效避免通过旋转杆进行调节时升降杆跟转，保证调节的精度和稳定性。

本发明用于芯片测试的探针台，可扩展到半导体芯片测试的其他行业，用途不仅限于光通信行业，所有需要用到用于芯片测试的探针台的行业，都可以同步扩展使用，适应范围广。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于芯片测试的探针台，包括本体（1）、位于本体（1）下方的支撑板（2）、用于与待测试芯片接触的探针（51）和动点接触探头（31），其特征在于：所述探针（51）、动点接触探头（31）分别安装于支撑板（2）两端，所述支撑板（2）中部与本体（1）之间通过一竖直设置的第二弹性件（23）连接，所述本体（1）下端面一侧设置有一位于动点接触探头（31）上方并与动点接触探头（31）对应的静点接触探头（32）；

一垂直于支撑板（2）长度方向的第一销轴（9）通过一转接座（6）安装于所述支撑板（2）上方位于探针（51）与第二弹性件（23）之间的区域，位于本体（1）下端面另一侧的下凸块（10）上设置有与所述第一销轴（9）平行的第二销轴（11）和第三销轴（12），此第二销轴（11）、第三销轴（12）位于第一销轴（9）上方并位于其两侧，且第二销轴（11）、第三销轴（12）各自两端均从下凸块（10）前后侧延伸出，所述第二销轴（11）两端安装有第一轴承（13）、第二轴承（14），所述第三销轴（12）两端安装有第三轴承（15）、第四轴承（16），位于下凸块（10）前侧的第一轴承（13）、第三轴承（15）与第一销轴（9）一端的外圆周面贴合，位于下凸块（10）后侧的第二轴承（14）、第四轴承（16）与第一销轴（9）另一端的外圆周面贴合，一处于拉伸状态的第一弹性件（18）的下端与第一销轴（9）连接，所述第一弹性件（18）的上端与本体（1）内并位于第二销轴（11）、第三销轴（12）上方的第四销轴（19）连接，使得第一轴承（13）、第二轴承（14）、第三轴承（15）和第四轴承（16）各自的动圈与第一销轴（9）外圆周面保持压持接触。

2.根据权利要求1所述的用于芯片测试的探针台，其特征在于：所述支撑板（2）位于动点接触探头（31）与转接座（6）之间区域安装有一挂杆（20），所述本体（1）上设置有一挂孔（211），所述第二弹性件（23）两端分别连接到挂杆（20）和挂孔（211）上。

3.根据权利要求1所述的用于芯片测试的探针台，其特征在于：所述支撑板（2）位于动点接触探头（31）与转接座（6）之间区域安装有一挂杆（20），一升降杆（21）位于本体（1）的导向通道（22）内，所述第二弹性件（23）两端分别连接到所述挂杆（20）上和升降杆（21）下端，一旋转杆（24）下端与升降杆（21）的上端连接，用于驱动升降杆（21）在竖直方向上移动。

4.根据权利要求3所述的用于芯片测试的探针台，其特征在于：所述导向通道（22）与升降杆（21）接触的表面设置有至少一对定位销（251）和供定位销（251）嵌入的定位线凹槽（252）。

5.根据权利要求1或3或4所述的用于芯片测试的探针台，其特征在于：所述支撑板（2）远离动点接触探头（31）的一端安装有一悬臂（4），所述探针（51）通过一探针座（5）安装于悬臂（4）远离支撑板（2）一端。

6.根据权利要求5所述的用于芯片测试的探针台，其特征在于：所述悬臂（4）进一步包括竖板（41）和与竖板（41）上端连接的水平板（42），所述竖板（41）下端与支撑板（2）连接，所述水平板（42）远离竖板（41）一端安装有探针座（5）。

7.根据权利要求1或3或4所述的用于芯片测试的探针台，其特征在于：安装于支撑板（2）上表面的所述转接座（6）具有前后设置的前挡板（61）和后挡板（62），所述前挡板（61）和后挡板（62）上均开有一第一通孔（7），所述第一销轴（9）两端分别位于前挡板（61）、后挡板（62）各自的第一通孔（7）内。

8.根据权利要求7所述的用于芯片测试的探针台，其特征在于：所述前挡板（61）和后挡板（62）上均开有2个位于第一通孔（7）两侧的导向凹槽（8），所述第二销轴（11）、第三销轴（12）各自的两个末端嵌入对应的导向凹槽（8）内。

9.根据权利要求7所述的用于芯片测试的探针台，其特征在于：所述第一轴承（13）和第三轴承（15）位于下凸块（10）与前挡板（61）之间，所述第二轴承（14）和第四轴承（16）分别位于下凸块（10）与后挡板（62）之间。

10.根据权利要求7所述的用于芯片测试的探针台，其特征在于：位于下凸块（10）的竖向通孔（17）内的第一弹性件（18）上端与第一销轴（9）位于前挡板（61）和后挡板（62）之间的中间区域连接。

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