CN105277757A - 降低镜头模块环境温度的装置及其方法 - Google Patents

Abstract

一种降低镜头模块环境温度的装置及其方法，该装置包括有：一针测机、一光传感器、一感应控制单元以及一散热单元。其中，针测机内具有一承载盘，镜头模块用以量测置放于承载盘上的一待测晶片；光传感器用以侦测镜头模块的光源是否开启；散热单元电连接光传感器。当光传感器侦测到镜头模块光源开启，感应控制单元便输出一控制讯号，进而开启散热单元对镜头模块散热。由此，本发明可改善镜头模块所处环境的热囤积现象，降低镜头模块量测的误差。

Description

降低镜头模块环境温度的装置及其方法

技术领域

本发明是关于一种降低镜头模块(CCD)环境温度的装置及其方法，尤其指一种适用于测试半导体组件晶片的降低镜头模块环境温度的装置及其方法。

背景技术

公知测试半导体组件晶片的针测机系提供特定电流及电压等测试讯号，通过探针卡等测试接口，将特定电流及电压传递至半导体组件晶片，以确认半导体组件晶片的电性是否为正常。于半导体组件晶片测试过程中，针测机的镜头影像感应模块(CCD：ChargeCoupledDevice，下称镜头模块)需要量测半导体组件晶片与探针的间距，而镜头模块(CCD)常会受到测试设备内的承载盘(Chuck)长时间高温烘烤而导致量测半导体组件晶片与探针的间距时，产生误差。亦即，镜头模块会受到附近环境温度影响，导致量测时产生误差，而非半导体组件晶片与探针的实际间距。

请参阅图1，是公知针测机的立体示意图，该针测机主要包括有：一镜头单元26、一探针卡10(probecard)及一传输单元30。其中，镜头单元26具有一固定架27及固设于固定架27上的一镜头模块28；探针卡10上具有复数探针11(probeneedle)；传输单元30具有一承载盘25、一纵向滑板38及一横向滑板36，承载盘25固设于纵向滑板38上，承载盘25可供探针卡10置放，纵向滑板38可由二纵向轨道37而纵向滑移于横向滑板36上，横向滑板36也可藉由二横向轨道35而横向滑移。因此，设置于承载盘25上的探针卡10可由传输单元30而滑动于镜头单元26下方。

当镜头模块摆放于空间狭小且密闭式的针测机内部空间时，探针卡10上方的镜头模块28容易受到承载盘25长时间加热烘烤下所产生的热囤积，而影响镜头模块28在影像辨识的准确度。

为证明镜头模块会到所处环境的温度影响，特将承载盘移至镜头模块下方作实验，实验数据如图2所示。图2是探针内镜头模块经烘烤后的时间与量测高度变化图，图2的横轴表示镜头模块所处环境的加热时间，亦即承载盘的加热时间由0至30分，图2的纵轴表示镜头模块量测半导体组件晶片与探针的间距，于0分时与30分时所量测的待测晶片与探针卡的间距变化分别为775微米(μm)及793微米(μm)，故从图2中可发现，经热烘烤后量测误差不断变大，经热烘烤30分钟后由未热烘烤的0微米(μm)变异增大为18微米(μm)，可得知镜头模块在高温烘烤后，会产生量测误判的情形。

因此，于半导体组件晶片测试过程中，当利用镜头模块量测待测晶片的定位、索引(Index)及厚度，而镜头模块系处在高温的环境时，容易产生准位异常现象，使镜头模块误判高度、间距而造成过度补偿性问题，会造成探针的针偏、撞针、晶片刮伤等情形，严重影响测试的准确度，也容易造成晶片的损坏，并非十分理想，尚有改善的空间。

本发明的申请人原因于此，本于积极发明创作的精神，亟思一种可以解决上述问题的「降低镜头模块环境温度的装置及其方法」，几经研究实验终至完成本发明。

发明内容

本发明的目的是提供一种降低镜头模块环境温度的装置，利用光传感器、感应控制单元及散热单元，可使镜头模块光源于开启时，散热单元即可开启对镜头模块散热，以改善热囤积现象，降低镜头模块量测的误差。

本发明的又一目的是提供一种降低镜头模块环境温度的装置，能在不变动针测机主结构的情况下，又可让产线使用上可以更加便利，大幅提升测试效率，并且可增加探针的耐用性，降低探针的针偏、撞针及晶片刮伤等情形。

为实现上述目的，本发明提供的降低镜头模块环境温度的装置包括有：一针测机、一镜头模块、一光传感器、一感应控制单元以及一散热单元。其中，针测机(prober)内具有一承载盘，镜头模块是用以量测置放于承载盘上的一待测晶片(wafer)；光传感器用以感应镜头模块的镜头模块光源是否开启，感应控制单元电连接光传感器；散热单元电连接感应控制单元，并紧邻镜头模块设置。其中，当光传感器侦测到镜头模块光源开启，感应控制单元便输出一控制讯号，进而开启散热单元对镜头模块散热。

此外，当光传感器侦测到镜头模块光源关闭，感应控制单元输出一控制讯号，进而关闭散热单元，不对镜头模块散热。上述控制讯号可为一开启/关闭切换讯号，当镜头模块光源开启，散热单元接收到感应控制单元所输出的控制讯号，也跟着开启对镜头模块进行散热；而当镜头模块光源关闭，散热单元接收到感应控制单元所输出的控制讯号，也跟着关闭。亦即，当镜头模块开启量测时，散热单元便开启以对镜头模块进行散热，而当镜头模块关闭不量测时，散热单元也跟着关闭。

本发明另一实施例的降低镜头模块环境温度的装置包括有：一针测机、一镜头模块、一温度传感器、一感应控制单元以及一散热单元。其中，针测机内具有一承载盘，镜头模块是用以量测置放于承载盘上的一待测晶片；温度传感器用以侦测镜头模块的温度，感应控制单元电连接温度传感器；散热单元电连接感应控制单元，并紧邻镜头模块设置。其中，当温度传感器侦测到镜头模块的温度高于一目标温度，感应控制单元便输出一控制讯号，进而开启散热单元对镜头模块散热。上述目标温度可为摄氏45度或其他默认值。

此外，当温度传感器侦测到镜头模块的温度低于该目标温度，感应控制单元便输出一控制讯号，进而关闭散热单元，不对镜头模块散热。亦即，上述控制讯号可为一开启/关闭切换讯号，当温度传感器侦测到镜头模块的温度高于目标温度，散热单元接收到感应控制单元所输出的控制讯号，也跟着开启对镜头模块进行散热；而当温度传感器侦测到镜头模块的温度低于该目标温度，散热单元接收到感应控制单元所输出的控制讯号，也跟着关闭。

上述散热单元可为一开关阀，开关阀具有一入口及一出口，开关阀的入口与一气体供应装置相连，开关阀的出口朝向该镜头模块，能当光传感器侦测到镜头模块光源开启，感应控制单元便输出一控制讯号，进而开启开关阀，引导气体供应装置的气体直接对镜头模块进行散热。或者当温度传感器侦测到镜头模块的温度高于目标温度，感应控制单元便输出一控制讯号，进而开启开关阀，引导气体供应装置的气体直接对镜头模块进行散热。

上述散热单元可为一散热风扇，散热风扇是朝向镜头模块，能当光传感器侦测到镜头模块光源开启，感应控制单元便输出一感应讯号，进而开启散热风扇，直接对镜头模块进行散热。或者当温度传感器侦测到镜头模块的温度高于目标温度，感应控制单元便输出一控制讯号，进而开启散热风扇，直接对镜头模块进行散热。

本发明的降低镜头模块环境温度的装置可还包括有一散热鳍片，散热鳍片是固设于镜头模块上，可用以增加该镜头模块的散热面积，进而可降低该镜头模块的温度。

本发明的降低镜头模块环境温度的装置可还包括有一隔热片，隔热片固设于镜头模块与承载盘之间，可用以隔绝承载盘的高温，进而可降低该镜头模块的温度。

本发明另提供一种降低镜头模块环境温度的方法，包括有：

步骤A：提供一具有一镜头模块及一承载盘的一针测机、一光传感器、一与光传感器电连接的感应控制单元以及一与感应控制单元电连接的散热单元。

步骤B：光传感器侦测镜头模块的光源是否开启。

步骤C：若是的话，感应控制单元输出一控制讯号以开启散热单元；若不是的话，感应控制单元输出一控制讯号以关闭散热单元。

上述控制讯号可为一开启/关闭切换讯号，当光传感器侦测到镜头模块光源开启，散热单元接收到感应控制单元所输出的控制讯号，也跟着开启对镜头模块进行散热；而当光传感器侦测到镜头模块光源关闭，散热单元接收到感应控制单元所输出的控制讯号，也跟着关闭。

本发明另一实施例的降低镜头模块环境温度的方法，包括有：

步骤A：提供一具有一镜头模块及一承载盘的一针测机、一温度传感器、一与温度传感器电连接的感应控制单元以及一与感应控制单元电连接的散热单元。

步骤B：温度传感器侦测镜头模块的温度是否高于一目标温度。

步骤C：若是的话，感应控制单元输出一控制讯号以开启散热单元；若不是的话，感应控制单元输出一控制讯号以关闭散热单元。

上述控制讯号可为一开启/关闭切换讯号，当温度传感器侦测到镜头模块的温度高于目标温度，散热单元接收到感应控制单元所输出的控制讯号，也跟着开启对镜头模块进行散热；而当温度传感器侦测镜头模块的温度低于一目标温度，散热单元接收到感应控制单元所输出的控制讯号，散热单元也跟着关闭。

附图说明

图1是公知针测机的立体示意图。

图2是探针内镜头模块经热烤后的时间与量测高度变化图。

图3是本发明第一较佳实施例的降低镜头模块环境温度的系统架构图。

图4是本发明第二较佳实施例的降低镜头模块环境温度的系统架构图。

图5是本发明第三较佳实施例的降低镜头模块环境温度的系统架构图。

图6是本发明第四较佳实施例的降低镜头模块环境温度的系统架构图。

图7是本发明第五较佳实施例的降低镜头模块环境温度的系统架构图。

图8是本发明第六较佳实施例的降低镜头模块环境温度的系统架构图。

图9是本发明第一较佳实施例的降低镜头模块环境温度的流程图。

图10是本发明第二较佳实施例的降低镜头模块环境温度的流程图。

附图中符号说明：

10探针卡；11探针；25承载盘；26镜头单元；27固定架；28镜头模块；30传输单元；35横向轨道；36横向滑板；37纵向轨道；38纵向滑板；4,5,6,7,8,9针测机；41镜头模块；411镜头模块光源；42光传感器；43感应控制单元；44散热单元；45主控制器；46承载盘；47载台；48基座；54开关阀；55气体供应装置；64散热风扇；71散热鳍片；81隔热片；91温度传感器。

具体实施方式

请参阅图3，是本发明第一较佳实施例的降低镜头模块环境温度的系统架构图，本实施例的降低镜头模块环境温度的针测机4内除具有一镜头模块41、一主控制器45、一承载盘46、一载台47及一基座48等基本结构之外，且另具有一光传感器42、一感应控制单元43及一散热单元44。其中，载台47组设于基座48上，承载盘46组设于载台47，主控制器45可控制承载盘46及载台47的滑移，以使镜头模块41可量测置放于承载盘46上的一待测晶片(wafer)，该种结构属公知技术，不再赘述。

本实施例的镜头模块41是用以量测针测机4内置放于承载盘46上的待测晶片(wafer)，镜头模块41具有一镜头模块光源411；光传感器42则用以感应镜头模块光源411是否开启；感应控制单元43电连接光传感器42；散热单元44电连接感应控制单元43，并紧邻镜头模块41设置。其中，当光传感器42侦测到镜头模块光源411开启，感应控制单元43便输出一控制讯号，进而开启散热单元44对镜头模块散热41。

此外，本实施例当光传感器42侦侧到镜头模块光源411关闭，便输出一感应讯号，进而关闭散热单元44，不对镜头模块41进行散热。亦即，本实施例的感应讯号为一开启/关闭切换信号，可用以切换散热单元44的开启或关闭。

经实验验证，本实施例与前述图2的公知时间与量测高度变化图相互比较，于相同条件下，本实施例的镜头模块41处于承载盘46由摄氏25度升温至摄氏120度，且烘烤3小时的稳定环境下，其待测晶片与探针卡的间距变化经量测仅有4微米(μm)，远小于未加装散热单元44前的变化达到18微米(μm)，甚至本实施例于烘烤23小时下，其间距变化也仅有4微米(μm)，显示本实施例于针测机4内加装散热单元44下，确能有效改善热囤积现象。

由此，本实施例可利用光传感器42与散热单元44，可使镜头模块41的镜头模块光源411光源于开启时，散热单元44即可开启对镜头模块41散热，可改善镜头模块41所处环境的热囤积现象，降低镜头模块41量测的误差。此外，本实施例也能在不变动针测机4的主结构的情况下，又可让产线使用上可以更加便利，大幅提升测试效率，并且可增加探针的耐用性，降低探针的针偏、撞针及晶片刮伤等情形。

请参阅图4，是本发明第二较佳实施例的降低镜头模块环境温度的系统架构图，本实施例与第一实施例的系统架构大致相同，其差异仅在于本实施例的针测机5内除具有一镜头模块41、一主控制器45、一承载盘46、一载台47及一基座48等基本结构之外，另具有一光传感器42、一感应控制单元43及一开关阀54。

本实施例的开关阀54，该开关阀54的入口与一气体供应装置55相连，开关阀54的出口则朝向镜头模块41。以此，当光传感器42侦测到镜头模块光源411开启，感应控制单元43便输出一控制讯号，进而开启开关阀54引导气体供应装置55的气体直接对镜头模块41散热。此外，当光传感器42侦侧到镜头模块光源411关闭，便输出一感应讯号，进而关闭开关阀54，不对镜头模块41进行散热。

本实施例也如同第一实施例，可改善镜头模块41附近环境的热囤积现象，降低镜头模块41量测的误差。此外，因原测试机5本就具有气体供应装置55，不需额外加装，故本实施例也能在不变动针测机5的主结构的情况下，可让产线使用上可以更加便利，大幅提升测试效率，并且可增加探针的耐用性，降低探针的针偏、撞针及晶片刮伤等情形。

请参阅图5，是本发明第三较佳实施例的降低镜头模块环境温度的系统架构图，本实施例与第一实施例的系统架构大致相同，其差异仅在于本实施例的针测机6内除具有一镜头模块41、一主控制器45、一承载盘46、一载台47及一基座48等基本结构之外，另具有一光传感器42、一感应控制单元43及一散热风扇64。亦即，本实施例的散热单元为散热风扇64。

由此，当光传感器42侦测到镜头模块光源411开启，感应控制单元43便输出一控制讯号，进而开启散热风扇64对镜头模块散热41。此外，当光传感器42侦侧到镜头模块光源411关闭，便输出一感应讯号，进而关闭散热风扇64，不对镜头模块41进行散热。本实施例也如同第一实施例，可改善镜头模块41附近环境的热囤积现象，降低镜头模块41量测的误差。

请参阅图6，是本发明第四较佳实施例的降低镜头模块环境温度的系统架构图，本实施例与第一实施例的系统架构大致相同，其差异仅在于本实施例的针测机7除具有一镜头模块41、一主控制器45、一承载盘46、一载台47、一基座48、一光传感器42、一感应控制单元43及一散热单元44等基本结构之外，较第一实施例多具有一散热鳍片71，散热鳍片71可固设于镜头模块41上，用以增加该镜头模块41的散热面积。

由此，本实施例如同第一实施例一样，当光传感器42侦测到镜头模块光源411开启，感应控制单元43便输出一控制讯号，进而开启散热单元44对镜头模块散热41。而当光传感器42侦侧到镜头模块光源411关闭，便输出一感应讯号，进而关闭散热单元44，不对镜头模块41进行散热。

本实施例也如同第一实施例，可改善镜头模块41附近环境的热囤积现象，降低镜头模块41量测的误差，且因于镜头模块41上多设有散热鳍片71，故可更改善镜头模块41附近环境的热囤积现象，降低镜头模块41量测的误差。

请参阅图7，是本发明第五较佳实施例的降低镜头模块环境温度的系统架构图，本实施例与第一实施例的系统架构大致相同，其差异仅在于本实施例的针测机8除具有一镜头模块41、一主控制器45、一承载盘46、一载台47、一基座48、一光传感器42、一感应控制单元43及一散热单元44等基本结构之外，较第一实施例多具有一隔热片81，隔热片81可固设于镜头模块41与承载盘46之间，用以隔绝承载盘46的热源，减少热源传递至镜头模块41。

由此，本实施例如同第一实施例一样，当光传感器42侦测到镜头模块光源411开启，感应控制单元43便输出一控制讯号，进而开启散热单元44对镜头模块散热41。而当光传感器42侦侧到镜头模块光源411关闭，便输出一感应讯号，进而关闭散热单元44，不对镜头模块41进行散热。

本实施例也如同第一实施例，可改善镜头模块41附近环境的热囤积现象，降低镜头模块41量测的误差，且因于镜头模块41与承载盘46之间多设有隔热片81，故可减少承载盘46的热源传递至镜头模块41，可更改善镜头模块41附近环境的热囤积现象，降低镜头模块41量测的误差。

请参阅图8，是本发明第六较佳实施例的降低镜头模块环境温度的系统架构图，本实施例与第一实施例的系统架构大致相同，其差异仅在于本实施例的针测机9是利用温度传感器91侦测镜头模块41的温度是否高于一目标温度，而决定散热单元44是否要开启，而非如第一实施例是利用光传感器42侦测该镜头模块光源411开启或关闭，来决定散热单元44是否要开启。

本实施例的降低镜头模块环境温度的针测机9内除具有一镜头模块41、一主控制器45、一承载盘46、一载台47及一基座48等基本结构之外，且另具有一温度传感器91、一与温度传感器91电连接的感应控制单元43及一与感应控制单元43电连接的散热单元44。

于本实施例中，当温度传感器91侦测镜头模块41的温度高于一目标温度，感应控制单元43便输出一控制讯号以开启散热单元44，对该镜头模块41进行散热。另当温度传感器91侦测到该镜头模块41的温度低于该目标温度，感应控制单元43便输出控制讯号以关闭散热单元44，不对镜头模块41进行散热。

在本实施例中，该目标温度为摄氏45度。亦即，以摄氏45度作为散热单元44开启或关闭的界限。本实施例也如同第一实施例一样，可改善镜头模块41附近环境的热囤积现象，降低镜头模块41量测的误差。

请参阅图9，是本发明第一较佳实施例的降低镜头模块环境温度的流程图，并请一并参阅图3。本实施例的降低镜头模块环境温度的流程图包括有下述步骤：

步骤SA：提供一具有一镜头模块41及一承载盘46的一针测机4、一光传感器42、一与该光传感器42电连接的感应控制单元43、以及一与该感应控制单元43电连接的散热单元44。

步骤SB：光传感器42侦测镜头模块41的镜头模块光源411是否开启。

步骤SC：若镜头模块41的镜头模块光源411开启的话，感应控制单元43输出一控制讯号以开启散热单元44(步骤SC1)，对镜头模块41进行散热；若镜头模块41的镜头模块光源411关闭的话，感应控制单元43输出一控制讯号以关闭该散热单元44(步骤SC2)，不对镜头模块41进行散热。在本实施例中，感应讯号为一开启/关闭切换信号。

由此，本方法可改善镜头模块41附近环境的热囤积现象，降低镜头模块41量测的误差。此外，本方法也能在不变动针测机4的主结构的情况下，又可让产线使用上可以更加便利，大幅提升测试效率，并且可增加探针的耐用性，降低探针的针偏、撞针及晶片刮伤等情形。

请参阅图10，是本发明第二较佳实施例的降低镜头模块环境温度的流程图，并请一并参阅图8。本实施例的降低镜头模块环境温度的流程图包括有下述步骤：

步骤SA：提供一具有一镜头模块41及一承载盘46的一针测机9、一温度传感器91、一与该温度传感器91电连接的感应控制单元43、以及一与该感应控制单元43电连接的散热单元44。

步骤SB：该温度传感器91侦测该镜头模块41的温度是否高于一目标温度。

步骤C：若温度传感器91侦测镜头模块41的温度高于目标温度，感应控制单元43输出一控制讯号以开启散热单元44(步骤SC1)，对镜头模块41进行散热；若温度传感器91侦测镜头模块41的温度未高于目标温度，感应控制单元43输出一控制讯号以关闭散热单元44(步骤SC2)，不对镜头模块41进行散热。在本实施例中，感应讯号为一开启/关闭切换信号。

由此，本方法也如同第一实施例的流程图可改善镜头模块41附近环境的热囤积现象，降低镜头模块41量测的误差。此外，本方法也能在不变动针测机9的主结构的情况下，又可让产线使用上可以更加便利，大幅提升测试效率，并且可增加探针的耐用性，降低探针的针偏、撞针及晶片刮伤等情形。

上述实施例仅是为了方便说明而举例而已，本发明所主张的权利范围自应以申请的权利要求范围所述为准，而非仅限于上述实施例。

Claims (17)

1.一种降低镜头模块环境温度的装置，设置于具有一承载盘的一针测机内，包括：

一镜头模块，用以检测置放于该承载盘上的一待测晶片，该镜头模块具有一镜头模块光源；

一光传感器，用以感应该镜头模块光源是否开启；

一感应控制单元，电连接该光传感器；以及

一散热单元，电连接该感应控制单元；其中，当该光传感器侦测到该镜头模块光源开启，该感应控制单元输出一控制讯号以开启该散热单元。

2.一种降低镜头模块环境温度的装置，设置于具有一承载盘的一针测机内，包括：

一镜头模块，用以检测置放于该承载盘上的一待测晶片；

一温度传感器，用以侦测该镜头模块的温度；

一感应控制单元，电连接该温度传感器；以及

一散热单元，电连接该感应控制单元；其中，当该温度传感器侦测到该镜头模块的温度高于一目标温度，该感应控制单元输出一控制讯号以开启该散热单元。

3.如权利要求1或2所述降低镜头模块环境温度的装置，其中，该散热单元为一开关阀，该开关阀的入口与一气体供应装置相连，该开关阀的出口朝向该镜头模块。

4.如权利要求1或2所述降低镜头模块环境温度的装置，其中，该散热单元为一散热风扇，其朝向该镜头模块。

5.如权利要求1或2所述降低镜头模块环境温度的装置，其中，包括有一散热鳍片，固设于该镜头模块，以增加该镜头模块的散热面积。

6.如权利要求1或2所述降低镜头模块环境温度的装置，其中，包括有一隔热片，固设于该镜头模块与该承载盘之间。

7.如权利要求1所述降低镜头模块环境温度的装置，其中，当该光传感器侦测该镜头模块光源关闭，该感应控制单元输出该控制讯号以关闭该散热单元。

8.如权利要求2所述降低镜头模块环境温度的装置，其中，当该温度传感器侦测到该镜头模块的温度低于该目标温度，该感应控制单元输出该控制讯号以关闭该散热单元。

9.如权利要求2所述降低镜头模块环境温度的装置，其中，该目标温度为摄氏45度。

10.如权利要求1或2所述降低镜头模块环境温度的装置，其中，该控制讯号为一开启/关闭切换讯号。

11.一种降低镜头模块环境温度的方法，包括：

步骤A：提供一具有一镜头模块及一承载盘的一针测机、一光传感器、一与该光传感器电连接的感应控制单元、以及一与该感应控制单元电连接的散热单元；

步骤B：该光传感器侦测该镜头模块的光源是否开启；以及

步骤C：若是，该感应控制单元输出一控制讯号以开启该散热单元；若不是，该感应控制单元输出一控制讯号以关闭该散热单元。

12.一种降低镜头模块环境温度的方法，包括：

步骤A：提供一具有一镜头模块及一承载盘的一针测机、一温度传感器、一与该温度传感器电连接的感应控制单元、以及一与该感应控制单元电连接的散热单元；

步骤B：该温度传感器侦测该镜头模块的温度是否高于一目标温度；以及

步骤C：若是，该感应控制单元输出一控制讯号以开启该散热单元；若不是，该感应控制单元输出一控制讯号以关闭该散热单元。

13.如权利要求11或12所述降低镜头模块环境温度的方法，其中，该散热单元为一开关阀，该开关阀的入口与一气体供应装置相连，该开关阀的出口朝向该镜头模块。

14.如权利要求11或12所述降低镜头模块环境温度的方法，其中，该散热单元为一散热风扇，其朝向该镜头模块。

15.如权利要求11或12所述降低镜头模块环境温度的方法，其中，该控制讯号为一开启/关闭切换讯号。

16.如权利要求11或12所述降低镜头模块环境温度的方法，其中，该镜头模块固设有一散热鳍片，以增加该镜头模块的散热面积。

17.如权利要求11或12所述降低镜头模块环境温度的方法，其中，该镜头模块与该承载盘之间具有一用以隔热的隔热片。