一种半导体集成电路通用测试探针座的制作方法

1.本发明涉及半导体集成电路测试设备开发技术领域，具体是指一种半导体集成电路通用测试探针座。


背景技术：

2.现有技术在对半导体集成电路进行破坏性失效分析时，需对器件封装表面进行decap处理，同时将器件引出端飞线后施加电压进行测试，随着当前封装工艺的飞速发展，以及高分子材料的广泛应用，半导体集成电路在规模和封装形式上都实现了巨大的突破，其中以bga、csp、wlcsp等先进封装为主要方向。
3.为了确保分析时对半导体集成电路失效区域的精准定位，需要通过测试座对失效器件开封后进行光、电或热学等一系列分析，即破坏性分析。但大部分采用bga、csp、wlcsp等封装工艺的失效器件其引出端无法常规引出，对其部分端口进行分析时，需要额外添加飞线来完成测试，但在引出和连接飞线时容易导致失效器件出现二次损伤，以及引出后界面倾斜不利于后期分析成像观察等现象，都会直接影响后期破坏性分析结果。
4.因此，由于部分先进封装半导体集成电路引出端无法常规引出，且存在飞线引出后分析过程中易出现二次损伤的问题，已不能满足先进封装半导体集成电路的失效分析需求，我们需要开发一种即可对先进封装半导体集成电路实现有效分析测试，还不会对器件引出端造成损伤的通用测试探针座，以满足半导体集成电路的分析需求。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于解决现有的半导体集成电路在破坏性失效分析过程中存在的上述问题，提供一种即可对先进封装半导体集成电路实现有效分析测试，还不会对器件引出端造成损伤的半导体集成电路通用测试探针座。
6.一种半导体集成电路通用测试探针座，包括测试架，均匀的设置在测试架上用于支撑测试架的四根支撑脚，活动设置在测试架上的两块测试夹板，均匀的分布在测试架上并位于测试夹板下方的多个可伸缩的针式测试引导装置，以及对称设置在测试架的两端上的两根驱动杆；多个所述针式测试引导装置为相对设置；两根所述驱动杆分别与测试架螺纹连接；两块所述测试夹板中的其中一块通过轴承座与两根所述驱动杆中的其中一根活动连接，另一块测试夹板通过轴承座与另一根驱动杆活动连接，所述驱动杆与轴承座的轴芯套连接后伸入测试夹板内，驱动杆可在测试夹板内360
°
转动；两块所述测试夹板共同形成一个夹持台，所述测试夹板能在驱动杆的带动下水平往返运动。
7.作为本发明的一种优选方案，所述测试架的两横臂内侧面上分别设置有一条滑槽，所述测试夹板安装在滑槽内并能沿滑槽水平滑动；该测试架的两横臂外侧面上分别设置有一个以上外接孔，测试架的两横臂上臂面上分别设置有与外接孔连通的一个以上杆套安装孔，且每个外接孔和杆套安装孔内均设置有绝缘套，绝缘套的内套臂上设置有螺纹；所述针式测试引导装置安装在杆套安装孔内并伸入外接孔内；所述测试架的两端分别设置有
一个螺纹孔，所述驱动杆水平安装在螺纹孔内并与螺纹孔螺纹连接；所述外接孔、杆套安装孔的数量与针式测试引导装置数量相同。
8.作为本发明的一种优选方案，两块所述测试夹板两邻的两端上分别设置有承接台，两个所述承接台之间形成一个放置腔；所述测试夹板与滑槽的连接端上设置有滑臂，且滑臂与滑槽滑动连接；所述测试夹板的底部设置有空腔；测试夹板在远离承接台的一端上水平设置有一个通孔，该通孔与空腔连通，所述轴承座安装在测试夹板的通孔处，该轴承座的内轴孔与通孔连通，所述驱动杆穿过通孔伸入空腔内；所述测试夹板的底部还设置有用于密封空腔的盖板。
9.作为本发明的一种优选方案，所述驱动杆由夹板驱动螺杆，限位驱动螺杆，以及设置在夹板驱动螺杆与限位驱动螺杆之间的轴臂组成；所述夹板驱动螺杆穿过螺纹孔并与螺纹孔螺纹连接，所述轴臂与轴承座连接，所述限位驱动螺杆位于测试夹板的空腔内，且该限位驱动螺杆上设置有与其螺纹连接的限位块，该限位块能在限位驱动螺杆的带动下在空腔内水平移动。
10.作为本发明的一种优选方案，所述夹板驱动螺杆位于测试架外的一端上设置有驱动旋钮。
11.进一步的，所述针式测试引导装置包括万向引导座，活动设置在万向引导座上具有球头的万向杆，水平设置在万向杆上并能横向移动的测试臂，以及倾斜设置在测试臂的前端上并能上下移动的测试引针；所述万向引导座安装在杆套安装孔内，所述测试引针能伸入两个所述承接台之间形成的放置腔内。
12.进一步的，所述万向引导座包括万向杆套，设置在万向杆套内的压力弹簧，以及与万向杆套螺纹连接的万向杆套螺母；所述万向杆套为双头外螺纹空心座，且该万向杆套的一端为具有收缩口的锥形螺纹头，另一端设置有接电孔；所述万向杆套设置有接电孔的一端安装在杆套安装孔内，且接电孔与外接孔对称；所述万向杆的球头端安装在万向杆套的具有收缩口的锥形螺纹头内，该万向杆能360
°
旋转和摆动。
13.作为本发明的一种优选方案，所述万向杆上水平设置有试臂安装孔，万向杆的顶部设置有与试臂安装孔连通的锁紧螺纹孔；所述测试臂水平安装在试臂安装孔内并能横向运动，在锁紧螺纹孔内设置有用于固定测试臂的测试臂定位螺栓。
14.作为本发明的一种优选方案，所述测试臂的远离万向杆的一端上设置有斜孔和与斜孔连通的限位孔；所述测试引针安装在斜孔内并能上下移动，限位孔内设置有用于固定测试引针的测试引针固定螺栓。
15.本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：
16.本发明通过设置的多个可伸缩的针式测试引导装置，能在无需人工引出和额外添加飞线的情况下，实现对可正常引出和无法正常引出的半导体集成电路进行多site同步分析，降低了半导体集成电路样品分析过程中可能引入的二次损伤，使半导体集成电路的破坏性分析更加无损、可控，确保了半导体集成电路后期分析结果的成像观测，很好的解决了现有的半导体集成电路测试座存在易导致半导体集成电路二次损伤的问题。
附图说明
17.图1为本发明的整体结构图。
18.图2为本发明的横向剖面图。
19.图3为本发明的纵向剖面图。
20.图4为本发明的仰视结构图。
21.图5为本发明的测试架的结构示意图。
22.图6为本发明的测试夹板的结构示意图。
23.图7为本发明的测试夹板的剖视图。
24.图8为本发明的驱动杆的结构示意图。
25.图9为本发明的万向引导座的爆炸图。
26.图10为本发明的测试臂的结构示意图。
27.上述附图中的附图标记为:1—测试架，1-1—滑槽，1-2—螺纹孔，1-3—杆套安装孔，1-4—外接孔，2—测试夹板，2-1—承接台，2-2—滑臂，2-3—空腔，2-4—通孔，2-5—盖板，3—测试臂，3-1—斜孔，3-2—限位孔，4—测试引针，5—万向杆套螺母，6—驱动杆，6-1—夹板驱动螺杆，6-2—限位驱动螺杆，6-3—轴杆，7—轴承座，8—驱动旋钮，9—支撑脚，10—限位块，11—万向杆套，12—万向杆，121—试臂安装孔，122—锁紧螺纹孔，13—测试臂定位螺栓，14—绝缘套，15—压力弹簧，16—接电孔，17—测试引针固定螺栓。
具体实施方式
28.下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
29.实施例1
30.如图1～图10所示，本发明的半导体集成电路通用测试探针座，包括测试架1，支撑脚9，测试夹板2，针式测试引导装置，以及驱动杆6。具体的，支撑脚9的数量为四根，该四根支撑脚9均匀的设置在测试架1上，支撑脚9用于支撑测试架1，使测试架1的下方具有足够的设备安装和运行空间。实际安装时，支撑脚9通过螺钉固定在测试架1上。测试夹板2的数量为两块，两块测试夹板2活动设置在测试架1上，两块所述测试夹板2共同形成一个夹持台。针式测试引导装置为多个可伸缩的引导装置，该多个针式测试引导装置均匀的分布在测试架1上并位于测试夹板2下方，即多个针式测试引导装置均匀的分布在测试架1的下架臂上，多个针式测试引导装置为相对设置，即每个针式测试引导装置的引导端相对。
31.所述驱动杆6的数量为两根，该两根驱动杆6对称设置在测试架1的两端上，两根驱动杆6分别与测试架1螺纹连接。实际安装时，两根驱动杆6中的一根安装在测试架1的其中一端，另一根安装在测试架1的另一端，其两根驱动杆6相互对称。两块测试夹板2中的其中一块通过轴承座7与两根所述驱动杆6中的其中一根活动连接，另一块测试夹板2通过轴承座7与另一根驱动杆6活动连接，即两块测试夹板2上分别设置有一个轴承座7。安装时，驱动杆6与轴承座7的轴芯套连接后伸入测试夹板2内，驱动杆6可在测试夹板2内360
°
转动，而测试夹板2能在驱动杆6的带动下水平往返运动。
32.如图5所示，所述测试架1的两横臂内侧面上分别设置有一条滑槽1-1，该滑槽1-1作为测试夹板2的运行轨道，即测试夹板2安装在滑槽1-1内并能沿滑槽1-1水平滑动。测试架1的两横臂外侧面上分别设置有一个以上外接孔1-4，测试架1的两横臂上臂面上分别设置有与外接孔1-4连通的一个以上杆套安装孔1-3，外接孔1-4、杆套安装孔1-3的数量与针式测试引导装置数量相同。使用时，该外接孔1-4用于连接电性能测试设备的外接线头，针
式测试引导装置安装在杆套安装孔1-3内并伸入外接孔1-4内。为了使用的安全性，在每个外接孔1-4和杆套安装孔1-3内均设置有绝缘套14，绝缘套14的内套臂上设置有螺纹，电性能测试设备的外接线头与安装在外接孔1-4内的绝缘套14螺纹连接后，该电性能测试设备的外接线头与伸入杆套安装孔1-3内的针式测试引导装置连接，且该针式测试引导装置作为电性能测试设备的引导装置。绝缘套14可有效的防止测试座带电，并确保测试的准确性。
33.其中，在测试架1的两端分别设置有一个螺纹孔1-2。驱动杆6水平安装在螺纹孔1-2内并与螺纹孔1-2螺纹连接。使用时，通过顺时针和逆时针拧动驱动杆6，可使驱动杆6在测试架1上水平往返运动，即驱动杆6能带动测试夹板2在测试架1水平往返运动。
34.如图6和图7所示，两块测试夹板2的两邻两端上分别设置有承接台2-1，两个所述承接台2-1之间形成一个放置腔，该放置腔用于放置待测的半导体集成电路。使用时，通过顺时针和逆时针拧动两根驱动杆6，可调整放置腔的大小，即当同时顺时针拧动两根驱动杆6时，放置腔收缩，此时半导体集成电路被夹持在放置腔内，当同时逆时针拧动两根驱动杆6时，放置腔扩展，此时半导体集成电路可拿取。测试夹板2与滑槽1-1的连接端上设置有滑臂2-2，且滑臂2-2与滑槽1-1滑动连接。如图7所示，测试夹板2的底部设置有空腔2-3。测试夹板2在远离承接台2-1的一端上水平设置有一个通孔2-4，该通孔2-4与空腔2-3连通，轴承座7安装在测试夹板2的通孔2-4处，该轴承座7的内轴孔与通孔2-4连通。安装时，驱动杆6穿过通孔2-4伸入空腔2-3内。测试夹板2的底部还设置有用于密封空腔2-3的盖板2-5。盖板2-5通过螺钉固定在测试夹板2上。
35.如图8所示，驱动杆6由夹板驱动螺杆6-1，限位驱动螺杆6-2，以及轴臂6-3组成。具体的，夹板驱动螺杆6-1穿过螺纹孔1-2并与螺纹孔1-2螺纹连接。轴臂6-3设置在夹板驱动螺杆6-1与限位驱动螺杆6-2之间，轴臂6-3与轴承座7连接，使驱动杆6可在轴承座7的作用下在测试夹板2上360
°
转动。限位驱动螺杆6-2位于测试夹板2的空腔2-3内，且该限位驱动螺杆6-2上设置有与其螺纹连接的限位块10，该限位块10能在限位驱动螺杆6-2的带动下在空腔2-3内水平移动，该限位块10用于限定测试夹板2的行程，同时可制止驱动杆6的行程。生产时，夹板驱动螺杆6-1、限位驱动螺杆6-2、轴臂6-3通过焊接的方式固为一体。
36.使用时，当同时逆时针拧动两根驱动杆6时，夹板驱动螺杆6-1向测试架1外侧运动，两块测试夹板2同时向测试架1的端部移动，两块测试夹板2之间的间距增大，此时，限位驱动螺杆6-2带动限位块10向测试夹板2具有承接台2-1的一端移动，当两块测试夹板2内的限位块10均与测试夹板2的空腔2-3的靠近承接台2-1的腔壁接触时，两块测试夹板2之间的间距为最大，此时驱动杆6转动停止。当同时顺时针拧动两根驱动杆6时，夹板驱动螺杆6-1向测试架1内运动，两块测试夹板2同时向测试架1的中心部位移动，两块测试夹板2之间的间距缩小，此时，限位驱动螺杆6-2带动限位块10向测试夹板2具有轴承座7的一端移动，当两块测试夹板2内的限位块10均与测试夹板2的空腔2-3的靠近轴承座7的腔壁接触时，两块测试夹板2之间的间距为最小，此时驱动杆6转动停止。
37.为了便于拧动驱动杆6，如图8所示，在夹板驱动螺杆6-1位于测试架1外的一端上设置有驱动旋钮8。驱动旋钮8套在驱动螺杆6-1上与驱动螺杆6-1通过螺纹连接固定或螺钉固定。
38.如图3所示，所述针式测试引导装置包括万向引导座，万向杆12，测试臂3，以及测试引针4。具体的，万向引导座安装在杆套安装孔1-3内，且万向引导座与杆套安装孔1-3螺
纹连接，该万向引导座伸入外接孔1-4内。万向杆12活动设置在万向引导座上，该万向杆12具有球头，且万向杆12的球头端位于万向引导座内。测试臂3水平设置在万向杆12上并能横向移动。测试引针4倾斜设置在测试臂3的前端上并能上下移动。使用时，测试引针4在能伸入两个所述承接台2-1之间形成的放置腔内。
39.如图9，所示，万向杆12上水平设置有试臂安装孔121，万向杆12的顶部设置有与试臂安装孔121连通的锁紧螺纹孔122。安装时，测试臂3水平安装在试臂安装孔121内并能横向运动，在锁紧螺纹孔122内设置有用于固定测试臂3的测试臂定位螺栓13。
40.如图10所示，所述测试臂3的远离万向杆12的一端上设置有斜孔3-1和与斜孔3-1连通的限位孔3-2。安装时，测试引针4安装在斜孔3-1内并能上下移动，限位孔3-2内设置有用于固定测试引针4的测试引针固定螺栓17。
41.如图9所示，所述万向引导座包括万向杆套11，压力弹簧15，以及万向杆套螺母5。具体的，万向杆套11为双头外螺纹空心座，且该万向杆套11的一端为具有收缩口的锥形螺纹头，另一端设置有接电孔16。万向杆套11设置有接电孔16的一端安装在杆套安装孔1-3中的绝缘套14内并伸入外接孔1-4内，且安装后接电孔16与外接孔1-4保持对称。使用时，电性能测试设备的外接线头与万向杆套11的接电孔16连接。万向杆12的球头端安装在万向杆套11的具有收缩口的锥形螺纹头内，该万向杆12能360
°
旋转和摆动。压力弹簧15设置在万向杆套11内，具体安装时，压力弹簧15的一端与万向杆套11内预置的定位环接触，另一端通过隔板与万向杆12的球头端滚动连接。万向杆套螺母5套在万向杆套11上并与万向杆套11螺纹连接，该万向杆套螺母5用于调整万向杆套11的收缩口大小，以实现对万向杆12的球头端的固定，同时可防止万向杆12的球头端从万向杆套11内脱落。
42.本发明具体使用时，将待测半导体集成电路放置在两块测试夹板2之间形成一个放置腔内，使待测半导体集成电路的引出面向下，同时顺时针拧动驱动杆6，使放置腔收缩将半导体集成电路固定在放置腔内。固定好待测半导体集成电路后，根据待测半导体集成电路的引出位置，转动万向杆12，拧动测试臂定位螺栓13，使测试臂3可水平移动，以便调整测试臂3的长度，同时拧动测试引针固定螺栓17，使测试引针4可上下移动，以调整测试引针4的高度，使测试引针4与半导体集成电路的引出端接触，如果半导体集成电路的引出端为无法常规引出的，则将测试引针4插入半导体集成电路的引出口，使测试引针4与半导体集成电路的引出面接触，锁紧测试引针固定螺栓17和测试臂定位螺栓13。将电性能测试设备的外接线头通过外接孔1-4与万向杆套11连接后，测试安装完成。
43.根据上述安装后，便可通过设置的多个可伸缩的针式测试引导装置，能在无需人工引出和额外添加飞线的情况下，实现对可正常引出和无法正常引出的半导体集成电路进行多site同步分析，降低了半导体集成电路样品分析过程中可能引入的二次损伤，使半导体集成电路的破坏性分析更加无损、可控，确保了半导体集成电路后期分析结果的成像观测，很好的解决了现有的半导体集成电路测试座存在易导致半导体集成电路二次损伤的问题。
44.如上所述，便可很好的实现本发明。

技术特征：
1.一种半导体集成电路通用测试探针座，其特征在于，包括测试架(1)，均匀的设置在测试架(1)上用于支撑测试架(1)的四根支撑脚(9)，活动设置在测试架(1)上的两块测试夹板(2)，均匀的分布在测试架(1)上并位于测试夹板(2)下方的多个可伸缩的针式测试引导装置，以及对称设置在测试架(1)的两端上的两根驱动杆(6)；多个所述针式测试引导装置为相对设置；两根所述驱动杆(6)分别与测试架(1)螺纹连接；两块所述测试夹板(2)中的其中一块通过轴承座(7)与两根所述驱动杆(6)中的其中一根活动连接，另一块测试夹板(2)通过轴承座(7)与另一根驱动杆(6)活动连接，所述驱动杆(6)与轴承座(7)的轴芯套连接后伸入测试夹板(2)内，驱动杆(6)可在测试夹板(2)内360
°
转动；两块所述测试夹板(2)共同形成一个夹持台，所述测试夹板(2)能在驱动杆(6)的带动下水平往返运动。2.根据权利要求1所述的半导体集成电路通用测试探针座，其特征在于，所述测试架(1)的两横臂内侧面上分别设置有一条滑槽(1-1)，所述测试夹板(2)安装在滑槽(1-1)内并能沿滑槽(1-1)水平滑动；该测试架(1)的两横臂外侧面上分别设置有一个以上外接孔(1-4)，测试架(1)的两横臂上臂面上分别设置有与外接孔(1-4)连通的一个以上杆套安装孔(1-3)，且每个外接孔(1-4)和杆套安装孔(1-3)内均设置有绝缘套(14)，绝缘套(14)的内套臂上设置有螺纹；所述针式测试引导装置安装在杆套安装孔(1-3)内并伸入外接孔(1-4)内；所述测试架(1)的两端分别设置有一个螺纹孔(1-2)，所述驱动杆(6)水平安装在螺纹孔(1-2)内并与螺纹孔(1-2)螺纹连接；所述外接孔(1-4)、杆套安装孔(1-3)的数量与针式测试引导装置数量相同。3.根据权利要求2所述的半导体集成电路通用测试探针座，其特征在于，两块所述测试夹板(2)两邻的两端上分别设置有承接台(2-1)，两个所述承接台(2-1)之间形成一个放置腔；所述测试夹板(2)与滑槽(1-1)的连接端上设置有滑臂(2-2)，且滑臂(2-2)与滑槽(1-1)滑动连接；所述测试夹板(2)的底部设置有空腔(2-3)；测试夹板(2)在远离承接台(2-1)的一端上水平设置有一个通孔(2-4)，该通孔(2-4)与空腔(2-3)连通，所述轴承座(7)安装在测试夹板(2)的通孔(2-4)处，该轴承座(7)的内轴孔与通孔(2-4)连通，所述驱动杆(6)穿过通孔(2-4)伸入空腔(2-3)内；所述测试夹板(2)的底部还设置有用于密封空腔(2-3)的盖板(2-5)。4.根据权利要求3所述的半导体集成电路通用测试探针座，其特征在于，所述驱动杆(6)由夹板驱动螺杆(6-1)，限位驱动螺杆(6-2)，以及设置在夹板驱动螺杆(6-1)与限位驱动螺杆(6-2)之间的轴臂(6-3)组成；所述夹板驱动螺杆(6-1)穿过螺纹孔(1-2)并与螺纹孔(1-2)螺纹连接，所述轴臂(6-3)与轴承座(7)连接，所述限位驱动螺杆(6-2)位于测试夹板(2)的空腔(2-3)内，且该限位驱动螺杆(6-2)上设置有与其螺纹连接的限位块(10)，该限位块(10)能在限位驱动螺杆(6-2)的带动下在空腔(2-3)内水平移动。5.根据权利要求4所述的半导体集成电路通用测试探针座，其特征在于，所述夹板驱动螺杆(6-1)位于测试架(1)外的一端上设置有驱动旋钮(8)。6.根据权利要求5所述的半导体集成电路通用测试探针座，其特征在于，所述针式测试引导装置包括万向引导座，活动设置在万向引导座上具有球头的万向杆(12)，水平设置在万向杆(12)上并能横向移动的测试臂(3)，以及倾斜设置在测试臂(3)的前端上并能上下移动的测试引针(4)；所述万向引导座安装在杆套安装孔(1-3)内，所述测试引针(4)能伸入两个所述承接台(2-1)之间形成的放置腔内。
7.根据权利要求6所述的半导体集成电路通用测试探针座，其特征在于，所述万向引导座包括万向杆套(11)，设置在万向杆套(11)内的压力弹簧(15)，以及与万向杆套(11)螺纹连接的万向杆套螺母(5)；所述万向杆套(11)为双头外螺纹空心座，且该万向杆套(11)的一端为具有收缩口的锥形螺纹头，另一端设置有接电孔(16)；所述万向杆套(11)设置有接电孔(16)的一端安装在杆套安装孔(1-3)内，且接电孔(16)与外接孔(1-4)对称；所述万向杆(12)的球头端安装在万向杆套(11)的具有收缩口的锥形螺纹头内，该万向杆(12)能360
°
旋转和摆动。8.根据权利要求7所述的半导体集成电路通用测试探针座，其特征在于，所述万向杆(12)上水平设置有试臂安装孔(121)，万向杆(12)的顶部设置有与试臂安装孔(121)连通的锁紧螺纹孔(122)；所述测试臂(3)水平安装在试臂安装孔(121)内并能横向运动，在锁紧螺纹孔(122)内设置有用于固定测试臂(3)的测试臂定位螺栓(13)。9.根据权利要求8所述的半导体集成电路通用测试探针座，其特征在于，所述测试臂(3)的远离万向杆(12)的一端上设置有斜孔(3-1)和与斜孔(3-1)连通的限位孔(3-2)；所述测试引针(4)安装在斜孔(3-1)内并能上下移动，限位孔(3-2)内设置有用于固定测试引针(4)的测试引针固定螺栓(17)。

技术总结
本发明公开了一种半导体集成电路通用测试探针座，其特征在于，包括测试架(1)，支撑脚(9)，测试夹板(2)，针式测试引导装置，以及对称设置在测试架(1)的两端上的两根驱动杆(6)。本发明通过设置的多个可伸缩的针式测试引导装置，能在无需人工引出和额外添加飞线的情况下，实现对可正常引出和无法正常引出的半导体集成电路进行多SITE同步分析，降低了半导体集成电路样品分析过程中可能引入的二次损伤，使半导体集成电路的破坏性分析更加无损、可控，确保了半导体集成电路后期分析结果的成像观测，很好的解决了现有的半导体集成电路测试座存在易导致半导体集成电路二次损伤的问题。存在易导致半导体集成电路二次损伤的问题。存在易导致半导体集成电路二次损伤的问题。


技术研发人员：仇跃涵 冯志麟 韩玉 陈广顺 刘玉迪
受保护的技术使用者：江苏七维测试技术有限公司
技术研发日：2023.07.13
技术公布日：2023/10/6