专利名称：探针针压校正方法及其校正设备的制作方法
技术领域：
本发明与点测装置(prober)的探针针压(probing force)的校正方法有关,特别是指一种利用一针压检测电路来校正二探针针压的方法，以使二探针以实质上相同的针压与待测物确实电性接触。本发明也同时涉及一种实施前述探针针压校正方法的校正设备，可确实地校正针压，以利后续的待测物测试作业顺利进行。
背景技术：
点测设备(prober)为一种利用探针(probe)来检测诸如发光二极管等半导体晶粒性能表现或特性参数的设备。在点测作业进行时，假使探针针压(probing force)过大，不但晶粒表面会因针痕过长影响外观检验质量，且可能会造成晶粒表面损伤，也容易造成探针磨损，而一旦针压过小，可能造成探针与晶粒接点接触不良，进而影响点测结果，因此，如何确保探针能以适当的针压抵接晶粒接点，一直是业者关注的议题。传统上，利用搭载于点测装置中的机械式寻边器(edge sensor)，例如在中国台湾第M345241、M382589等新型专利说明书中所揭示的各式各样寻边器，可达成确保探针能确实接触并施加一定压抵力量于待测晶粒的接点的目的。一般而言，这些习用机械式寻边器的结构，大体上包含有一基座、一与该基座之间通过一弹片弹性连接并可相对该基座摆动的摆臂，以及一可调预力施加器，其中，探针固定于该摆臂上，且该可调预力施加器通过磁性吸力、磁性斥力或者弹簧回复力来施加一作用于该基座与该摆臂之间的预力，使该探针在未受力的状态下，二个分别设于该基座与该摆臂上的电性接点可以保持接触而电导通，而一旦探针接触并持续压抵待测晶粒的接点至前述预力被克服的程度时，该摆臂将相对该基座摆动使该二电性接点分离造成断路，因此，通过该可调预力施加器给予特定的预力，并在侦测到前述二电性接点断开时的关键点停止承载晶粒的升降载台上升，即可确保探针在点测作业时已经确实接触并施加一特定压抵力量于待测晶粒的接点上。上述利用机械式寻边器来设定探针针压的方法虽然行之有年，但机械式寻边器在本质上具有若干缺点，例如:连接于基座与摆臂之间的弹片在长期使用下容易弹性疲乏，以致在进行点测作业中，可能需要拆装寻边器以检测并调整施加的预力来校正针压；其次，二个分别设于基座与摆臂上的电性接点在长期使用下容易碳化，不但必须清理保养，且清理完成之后还需要重新校正整个机械式寻边器，徒增作业时间。此外，以一般发光二极管封装模块的点测作业而言，是使用二组机械式寻边器分别夹持住一根探针，并将待测的发光二极管封装模块固定于一可垂直升降的升降载台上，通过该升降载台的上升动作或者各个机械式寻边器同步下降，使待测物的二电性接点分别与前述二探针接触，而进行针压设定及点测作业，然而，前述二探针分别架设在机械式寻边器上时，可能发生针尖位置一高一低的情形，而且承载该待测物的承载面也可能发生本身表面平整度不佳，或者装配时因倾斜以致水平度不佳的问题，因此，待测物随着升降载台上升或者二探针随着机械式寻边器同步下降的过程中，前述二探针可能发生并非同时，而是一前一后抵触在待测物的二电性接点上的情形，以致造成分别施加于该待测物二接点上的针压不平均，甚至发生后接触的探针针压适中而先接触的探针压已经过当的问题。

发明内容
针对上述问题，本发明的主要目的在于提供一种探针针压校正方法，其可使二探针以实质上相同的针压电性接触待测物，而不受二针尖位置差异、待测物承载面的平整度或倾斜度的影响。为达到上述目的，本发明所提供的一种探针针压校正方法，其特征在于包含有下列步骤:a)使一第一探针与一第二探针电性接触一待测物，其中所述第一探针与所述第二探针分别电性耦接至一针压检测电路的一第一接点与一第二接点，所述针压检测电路具有一电源以及与所述电源电连接的一针压检测单元，所述针压检测单元包含有一升压元件以及与所述升压元件并联的一探针连接线路，所述探针连接线路具有所述第一接点与所述第二接点山)使所述第一探针离开所述待测物而与所述待测物电性绝缘；c)撷取所述针压检测单元的跨电压，同时使所述第一探针朝向所述待测物近接位移而再次与所述待测物电性接触，并在侦测到所述针压检测单元的跨电压自一恒定值下降之后，停止所述第一探针的动作；d)使所述第二探针离开所述待测物而与所述待测物电性绝缘；e)撷取所述针压检测单元的跨电压，同时使所述第二探针朝向所述待测物接近位移而再次与所述待测物电性接触，并在侦测到所述针压检测单元的跨电压自一恒定值下降之后，停止所述第二探针的动作。通过以上的探针针压校正方法，在待测物确实与各个探针接触而电连接时，因探针连接线路导通并与升压元件并联，所测量的针压检测单元的跨电压将明显下降，利用此特性，在判断前述跨电压下降之后立即或者在一预定的时间范围内，停止第一探针或第二探针朝向待测物的进给动作，不但可确保各个探针可以一预定的针压确实地与该待测物抵接，更可校正第一与第二探针的针压，使第一与第二探针能以实质相同的针压与该待测物抵接，而不受待测物承载面平整度或倾斜度的影响，且探针针压的设定与校正的方式十分简便。应用本发明所提供的针压检测电路，本发明还可提供另一种探针针压校正方法，其特征在于包含有下列步骤:a)使一第一探针与一第二探针电性接触一待测物，其中所述第一探针与所述第二探针分别电性耦接至一针压检测电路的一第一接点与一第二接点，所述针压检测电路具有一电源以及与所述电源电连接的一针压检测单元，所述针压检测单元包含有一升压元件以及与所述升压元件并联的一探针连接线路，所述探针连接线路具有所述第一接点与所述第二接点山)使所述第一探针上升离开所述待测物而与所述待测物电性绝缘，并通过撷取所述针压检测单元的跨电压，来判断所述第一探针从与所述待测物电性导通转变成电性绝缘的时间点时，所述第一探针的临界位置；c)使所述第一探针下降朝向所述待测物近接位移，并停止于所述临界位置下方一预定距离的一第一接触位置，使所述第一探针再次与所述待测物电性接触；d)使所述第二探针上升离开所述待测物而与所述待测物电性绝缘，并通过撷取所述针压检测单元的跨电压，来判断所述第二探针从与所述待测物电性导通转变成电性绝缘的时间点时，所述第二探针的临界位置；e)使所述第二探针下降朝向所述待测物近接位移，并停止于所述第二探针的临界位置下方实质上与步骤
c)所述的预定距离相同距离的一第二接触位置，使所述第二探针再次与所述待测物电性接触。以上所述本发明的探针针压校正方法中，所述针压检测电路还包含有一与所述电源电连接且与所述针压检测单元串联的分压元件。所述分压元件的电阻值，小于所述针压检测单元的升压元件的电阻值。步骤a)还包含有下列步骤:al)使所述第一探针与所述第二探针间隔对应于所述待测物的上方；a2)撷取所述针压检测单元的跨电压；a3)使所述待测物与所述第一及第二探针相对近接位移，使所述待测物能与所述第一及第二探针能从彼此间隔对应而变成彼此接触而电连接；a4)当侦测到所述针压检测单元的跨电压自一恒定值下降之后，停止所述待测物与所述第一及第二探针相对近接位移。在步骤al)中，所述待测物承置于一升降载台；在步骤a3)中，通过所述升降载台的上升使所述待测物与所述第一及第二探针相对近接位移；而在步骤a4)中，通过停止所述升降载台上升来达到停止所述待测物与所述第一及第二探针相对近接位移。在步骤a4)中，在判断所述针压检测单元的跨电压自所述恒定值下降至一阈值之后，停止所述升降载台上升。在步骤al)中，所述第一探针与所述第二探针分别固定于一第一升降轴与一第二升降轴而对应于所述待测物的上方；在步骤a3)中，通过所述第一升降轴与所述第二升降轴下降达到使所述待测物与所述第一及第二探针相对近接位移；而在步骤a4)中，是通过停止所述第一与所述第二升降轴下降来达到停止所述待测物与所述第一及第二探针相对近接位移。在步骤a4)中，在判断所述针压检测单元的跨电压自所述恒定值下降至一阈值之后，停止所述第一与所述第二升降轴下降。在步骤al)中，所述待测物承置于一升降载台，所述第一探针与所述第二探针分别固定于一第一升降轴与一第二升降轴而对应于所述待测物的上方；在步骤a2)中，通过所述升降载台的上升而使所述待测物与所述第一及第二探针相对近接位移；而在步骤a4)中，通过停止所述升降载台上升来达到停止所述待测物与所述第一及第二探针相对近接位移；在步骤b)中，通过所述第一升降轴上升而使所述第一探针离开所述待测物；在步骤c)中，通过所述第一升降轴下降而使所述第一探针朝向所述待测物近接位移，并通过停止所述第一升降轴下降来停止所述第一探针的动作；在步骤d)中，通过所述第二升降轴上升而使所述第二探针离开所述待测物；在步骤e)中，通过所述第二升降轴下降而使所述第二探针朝向所述待测物近接位移，并通过停止所述第二升降轴下降来停止所述第二探针的动作。在步骤a)中，所述第一探针与所述第二探针分别固定于一第一升降轴与一第二升降轴而对应于所述待测物的上方；在步骤b)中，通过所述第一升降轴上升而使所述第一探针离开所述待测物；在步骤c)中，通过所述第一升降轴下降而使所述第一探针朝向所述待测物近接位移，并通过停止所述第一升降轴下降来停止所述第一探针的动作；在步骤d)中，通过所述第二升降轴上升而使所述第二探针离开所述待测物；在步骤e)中，通过所述第二升降轴下降而使所述第二探针朝向所述待测物近接位移，并通过停止所述第二升降轴下降来停止所述第二探针的动作。通过一与所述针压检测电路电连接的信号转换器来撷取所述针压检测单元的跨电压。本发明还提供了一种实施前述探针针压校正方法的探针针压校正设备，其特征在于包含有:一升降载台，用于承载一待测物；一第一与一第二升降轴，用于分别设置用于点测所述待测物的一第一探针与一第二探针；一针压检测电路，具有一电源以及一与所述电源电连接的针压检测单元，所述针压检测单元包含有一升压元件以及与所述升压元件并联的一探针连接线路，所述探针连接线路具有分别电性耦接于所述第一探针与所述第二探针的一第一接点与一第二接点；一信号转换器，与所述针压检测电路电连接，用于撷取所述针压检测单元的跨电压；一升降控制器，与所述信号转换器、所述升降载台以及所述第一与第二升降轴电性连接，用于根据所述信号转换器所撷取的跨电压数值来控制所述升降载台以及所述第一与第二升降轴的动作。其中，所述针压检测电路还包含有一与所述电源电连接且与所述针压检测单元串联的分压元件。


图1是本发明一较佳实施例所提供的点测系统的示意图，其中显示探针耦接于针压检测电路且待测物尚未与探针接触，用于说明本发明的探针针压校正方法的步骤al)；图2类同图1，显示待测物与探针接触，用于说明本发明的探针针压校正方法的步骤 a4)；图3A至F是示意图，用于说明本发明的探针针压校正方法的各个步骤；图4类同图2，显示探针耦接于一测试电路；图5是该较佳实施例所提供的点测系统的针压检测电路的等效电路示意图；图6A是升降载台的位置以及针压检测单元的跨电压相对时间的关系图；图6B是图6A的部分放大图，用于说明升降载台的位移关系。
具体实施例方式现举以下实施例并结合附图对本发明的结构及功效进行详细说明。申请人:首先在此说明，本发明所提供的探针针压校正方法的主要技术特征，是在一第一探针及一第二探针与一待测物电性接触之后，使该第一探针离开该待测物，之后再使该第一探针往该待测物进给并接触该待测物，过程中，配合撷取一与各个探针电连接的针压检测单元的跨电压，并在侦测到该跨电压自一恒定值下降之后，停止该第一探针的进给动作，使该第一探针可以以适当的针压压抵该待测物。而后，使该第二探针重复该第一探针的前述动作，而完成该第一、二探针的针压校正。详而言之，本发明所提供的探针针压校正方法，包含有以下主要步骤:a)使一第一探针与一第二探针电性接触一待测物，其中该第一探针与该第二探针分别电性耦接至一针压检测电路的一第一接点与一第二接点，该针压检测电路具有一电源以及与该电源电连接的一针压检测单元，该针压检测单元包含有一升压元件以及与该升压元件并联的一探针连接线路，该探针连接线路具有该第一接点与该第二接点山)使该第一探针离开该待测物而与该待测物电性绝缘；c)撷取该针压检测单元的跨电压，同时使该第一探针朝向该待测物近接位移而再次与该待测物电性接触，并在侦测到该针压检测单元的跨电压自一恒定值下降之后，停止该第一探针的动作；d)使该第二探针离开该待测物而与该待测物电性绝缘；e)撷取该针压检测单元的跨电压，同时使该第二探针朝向该待测物近接位移而再次与该待测物电性接触，并在侦测到该针压检测单元的跨电压自一恒定值下降之后，停止该第二探针的动作。换言之，当判断所撷取的跨电压自一恒定值下降之后或下降到达所设定的阈值之后，停止该第一或第二探针朝向该待测物的进给动作，不但可确保各个探针可以一预定的针压确实地与该待测物抵接，更可校正第一与第二探针的针压，使该第一与第二探针能不受待测物的承载面的平整度或倾斜度影响，而能够以实质相同的针压与该待测物抵接，以利进行后续的待测物测试作业。其次，为了达到步骤a)中所谓:“使一第一探针与一第二探针电性接触一待测物”的目的，步骤a)包含有以下细部步骤:al)使该第一探针与该第二探针间隔对应于该待测物的上方；a2)撷取该针压检测单元的跨电压；a3)使该待测物与该第一及第二探针相对近接位移，使该待测物能与该第一与第二探针能从彼此间隔对应而变成彼此接触而电连接；a4)当侦测到该针压检测单元的跨电压自一恒定值下降之后，停止该待测物与该第一及第二探针相对近接位移。以下将先行介绍可以用来实施上述探针针压校正方法的校正设备的详细结构与特点，通过此校正设备，当可对上述方法有更具体的了解。先如图1至图5所示，为本发明第一较佳实施例所提供、可用于实施上述探针针压校正方法的校正设备，其被整合在一可对待测物进行批次点测作业的点测系统10中，点测系统10主要包含有一升降载台12、一针压检测模块14、一检测机16以及一测试机18。升降载台12与一般用于工具机或点测设备中可沿Z轴上下垂直移动或可沿X、Y与Z三轴移动的工作平台相同，升降载台12的顶面用于承载固定一准备进行点测作业的待测物20，待测物20可以是(但不限于)LED芯片、LED封装模块、具有多个芯片的晶圆、用于校正针压的导电块体等物件。如图5所示，在此实施例中，待测物20是以LED封装模块为例。针压检测模块14主要包含有一针压检测电路22以及对应于待测物20的第一接点20a与第二接点20b上方的一第一探针24a与一第二探针24b。针压检测电路22具有一电源(如本实施例所提供的直流电源)26、一与电源26电连接的分压元件(如本实施例所提供的电阻R1)，以及与该分压元件串联的一针压检测单元28。其中，该分压元件具有保护针压检测电路22的回路电流的功用，用于承受针压检测单元28可能产生的短路电流。针压检测单元28包含有一升压元件(如本实施例所提供的电阻R2)以及与该升压元件并联的一探针连接线路30，探针连接线路30具有断开的一第一接点30a与一第二接点30b，该升压元件用于为第一接点30a与第二接点30b提供一特定偏压。此外，针压检测电路22还包含有一一端与第一探针24a电连接的第一开关SWl以及一一端与第二探针24b电连接的第二开关SW2，通过第一、第二开关SWl、SW2，第一接点30a可电性耦接于第一探针24a，而第二接点30b可电性耦接于第二探针24b，使该升压元件所提供的特定偏压可通过第一探针24a及第二探针24b分别输入待测物20的第一接点20a与第二接点20b。再者，升压元件主要设计为克服待测物20的第一接点20a与第二接点20b之间导通所需的能障，或者依待测物20的内部元件特性而触发待测物20运行于特定导通状态所需施加于第一接点20a与第二接点20b之间的操作偏压，电源26及分压元件依照待测物20在导通状态可承受的电流功率而提供最适当的电性规格。因此，在此实施例中，当待测物20为LED封装模块时，若为以LED元件的正、负电极分别与第一接点20a及第二接点20b电连接，则该升压元件所提供的特定偏压则需大于LED元件的顺向导通电压(forward-bias),使LED封装模块导通运行并在第一探针24a及第二探针24b之间存在一等效电阻，该等效电阻包括第一、第二探针24a、24b与第一、第二接点20a、20b的欧姆接触电阻、模块导线线电阻、模块导线与LED元件的欧姆接触电阻以及LED元件的欧姆接触电阻与接面横向电阻，相比于该升压元件有较低甚至接近短路的电阻特性，此时分压元件则需承受较高的直流分压甚至接近电源26的直流电压。故在最为简便的电路设计结构下，申请人实际采用的电源26为可产生5V的直流电源，而该分压元件及升压元件为分别具有可调变或固定为100K及400K欧姆的电阻R1、R2，使第一探针24a及第二探针24b与待测物20的第一接点20a与第二接点20b达到欧姆接触的瞬间，该升压元件可为待测物20提供约4V的操作偏压，使LED元件由截止转为导通状态，并由LED元件的导通电流特性使该升压元件与探针连接线路30的并联等效电阻降低为接近该分压元件甚至近似待测物20的等效电阻，进而降低针压检测电路22中针压检测单兀28的分压。在此必须说明的是，上述第一、二开关SW1、SW2的设置目的，是使各探针24a、24b可快速地切换至与一测试电路(以下将详述)电连接，以利针压校正作业完成后，可快速地切换至一待测物测试作业状态，因此，就本发明所提供的针压校正方法而言，并非必要、不可或缺的元件。其次，上述的探针24a、24b的型态并无特定的限制，例如，可为由探针夹具夹持固定的直线状针体，或者具有预定弯曲角度的弯针。在此实施例中，第一探针24a是通过一第一探针夹具24al固定于一第一升降轴24a2上，由此，第一探针24a可随着第一升降轴24a2的下降或上升动作而相对待测物20的第一接点20a近接位移或离开。而第二探针24b是通过一第二探针夹具24bl而固定于一第二升降轴24b2上，由此，第二探针24b可随着第二升降轴24b2的下降或上升动作而相对待测物20的第二接点20b近接位移或离开。检测机16主要具有一信号转换器32、一升降控制器34以及一接口控制器36。其中信号转换器32为一般用于撷取电压讯号的电位计或进而更转换该电压讯号的模拟/数字信号转换器(A/D converter)，其讯号撷取线路32a跨接于针压检测电路22的针压点测单元28的二端，以撷取并判读针压检测单元28的跨电压。而升降控制器34，与信号转换器32、升降载台12以及第一与第二升降轴24a2、24b2电连接，升降控制器34可控制升降载台12以及第一与第二升降轴24a2、24b2的驱动马达(图中未示)，以控制升降载台12以及第一与第二升降轴24a2、24b2的升降动作。换言之，通过升降控制器34的控制，可使升降载台12带动待测物20，在一待测物20与第一、第二探针24a、24b分离而彼此电性绝缘的预备位置(如图1及图3A所示)，与在一使待测物20与各个探针24a、24b接触而电连接的接触位置(如图2及图3B所示)之间往复位移，而且，在升降控制器34控制升降载台12由该预备位置上升至该接触位置的过程中，升降控制器34更可根据信号转换器32所撷取的电压讯号，判断待测物20是否已经上升到与各个探针24a、24b接触而决定是否应该停止升降载台12的上升动作。同样地，通过升降控制器34的控制，第一升降轴24a2与第二升降轴24b2可分别带动第一探针24a与第二探针24b上升而离开待测物20 (如图3C与图3E所示)，或者自前述离开待测物20的位置下降，而朝向待测物20进给位移，以致分别与待测物20的第一接点20a或第二接点20b电性接触(如图3D与图3F所示)，而且，在第一升降轴24a2或第二升降轴24b2带动第一探针24a或第二探针24b下降位移的过程中，升降控制器34可根据信号转换器32所撷取的电压讯号，判断第一探针24a或者第二探针24b是否已经下降到与待测物20的第一接点20a或第二接点20b接触，进而决定是否应该停止第一升降轴24a2或第二升降轴24b2的下降动作。此外，就接口控制器36而言，接口控制器36为电连接测试机18的一接口控制器38，以利检测机16与测试机18彼此之间控制指令的交换。测试机18主要包含有前述与检测机16的接口控制器36电连接的接口控制器38，以及一与接口控制器38电连接的测试单元40，测试单元40具有一测试电路42，其具有断开的一第一接点42a与一第二接点42b，而且，如图4所示，通过第一、第二开关SW1、SW2的切换动作，第一接点42a可电性耦接于第一探针24a，而第二接点42b可电性耦接于第二探针24b，如此一来，在探针针压校正完成之后，经由前述切换手段，测试机18即可对待测物20进行点测作业，换言之，测试机18并非实现本发明探针针压校正方法的必要设备。以下通过各个图式，对如何利用针压检测电路22来进行针压校正的原理及步骤，以及整合有本发明的针压校正设备的点测系统的作业流程做进一步详细介绍，以使所属技术领域具有通常知识的人士能更加了解本发明的技术特征并得以据以实施本发明。当待测物固定于升降载台12准备进行测试时(如图1所示)，点测系统10的检测机16首先将利用升降控制器34操作升降载台12，使升降载台12可位移并保持在该预备位置。其次，整个点测系统将切换到针压检测模式，即，检测机16将下达控制指令，使第一开关SWl与第二开关SW2同步切换到第一探针24a与探针连接线路30的第一接点30a电性耦接，且第二探针24b与第二接点30b电性耦接的状态(如图1所示)。如此一来，便完成了本发明探针针压校正方法中的步骤al)，也就是说，此时第一探针24a与第二探针24b为分别电性耦接第一接点30a与第二接点30b，且呈现间隔对应待测物20的状态。而后，检测机16便开始进行信号转换器32读取针压检测单元28的跨电压的步骤，即，完成本发明探针针压校正方法中的步骤a2)，此时探针连接线路30呈断路的状态，所量得的跨电压为电阻R2的跨电压。而后，检测机16通过升降控制器34控制升降载台12上升至待测物20的第一与第二接点20a与20b分别与第一与第二探针24a与24b接触而电连接的接触位置(如图2所示)。即，通过升降载台12的上升动作，来实现本发明探针针压校正方法的步骤a3)中所谓“使该待测物与该第一及第二探针相对近接位移”的动作。然而，必须说明的是，实现此步骤的方式并不以此为限，例如可使待测物20固定不动地设置于一工作台上，而使固定有各个探针24a、24b的第一升降轴24a2与第二升降轴24b2同步向下移动，朝向待测物20进给，同样可实现步骤a3)。或者使承载有待测物20的升降载台14与装设有各个探针的第一、第二升降轴24a2、24b2同时动作，彼此朝向对方近接位移，也可实现步骤a3)。在上述进行步骤a3)的过程中，也就是在上述升降载台12的整个上升过程中，信号转换器32持续读取针压检测单元28的跨电压，纵使在待测物20接触各个探针24a与24b之后仍持续读取，此时，升降载台12仍保持在持续上升的状态，以致各探针24a、24b施加在待测物接点20a、20b上的针压将持续增加。
以下将继续说明本发明探针针压校正方法的步骤a4)，即，如何通过判断该针压检测单元的跨电压是否下降，决定是否停止该待测物与该第一及第二探针相对近接位移。在本实施例中，是利用信号转换器32同时撷取针压检测单元28的跨电压并判断该跨电压的数值是否下降到达一预先设定的阈值(threshold value),来决定是否停止升降载台12的上升动作。详而言之，如图5、图6A与图6B所示，在图6A与图6B中，左边纵轴代表升降载台12的位置，右边纵轴表示信号转换器32所测量的针压检测单元28的跨电压，横轴代表时间，而曲线Cl表示升降载台位置与时间的关系曲线，而曲线C2表示跨电压与时间的关系曲线。如图中所示，在时间开始到tl(约略十几毫秒)的区间中，曲线Cl随时间递增，意味着升降载台12自初始位置Xi持续上升，此时由于第一与第二探针24a、24b尚未与待测物20接触，故探针连接线路30呈断路的状态，此时信号转换器32所量得的跨电压为电阻R2的跨电压(约为4V)，故在此区间中，曲线C2呈一直线，即电压保持在一恒定值(constant value)。其次，当第一与第二探针24a、24b与待测物20的第一与第二接点20a、20b接触之后(tl之后)，由于此时信号转换器32所量得的针压检测单元28跨电压，为电阻R2与探针24a、24b本身电阻加上待测物20内电阻并联后的等效电阻的跨电压，因此曲线C2将呈现一明显的电压下降趋势，在此同时，当信号转换器32 —侦测到该跨电压数值由该恒定值下降之后，可立刻通知升降控制器34发出指令控制升降载台12停止上升(停止位置Xf );或者，也可如本实施例所提供的，通知升降控制器34可发出指令控制升降载台12以一较低的上升速率缓步进给，并在一预定时间后停止升降载台12的动作。详而言之，如图6B所示，图6B是图6A的部分放大图，用于说明升降载台的位移关系，当信号转换器32侦测到电压下降时，即控制升降载台12缓步进给，使各探针24a、24b施加在待测物接点20a、20b上的针压缓步增加，而后，当信号转换器32撷取并判断针压检测单元28的跨电压数值下降到达一预先设定的阈值Vt时，对应于时间t2，即立刻通知升降控制器34发出指令控制升降载台12停止上升(停止位置Xf )，使待测物20可保持在与各个探针24a与24b确实接触的状态(即探针24a与24b以特定的针压确实抵接待测物的接点20a与20b)。在此需说明的是，阈值Vt的设定可根据探针、待测物的种类、封装模块结构或其他需要而定，实际上，若预定的阈值设定更低至使第一、第二探针24a、24b与第一、第二接点20a、20b之间存在最小的欧姆接触电阻(针压检测单元28的跨电压接近曲线C2的末端水平渐进线)，则探针的针压将相对提高(因为升降载台的上升量将增加)，反之，若阈值设定更高，针压将相对降低(因为升降载台停止的时间提早)。此外，申请人曾经就传统使用机械式寻边器的针压设定方法与此方法进行比较，实验结果显示，使用此方法进行针压设定，当跨电压到达所述预定的阈值Vt即停止升降载台上升的时间点t2，比利用机械式寻边器通过其二电性接点跳脱断开而停止升降载台上升的时间点t3约提早了 5ms左右，换言之，本发明具有较佳的反应速度，可避免针压过负荷的情况发生，有效提升待测物表面针痕的外观检验质量，且降低待测物表面损伤与探针磨损的缺陷。在完成本发明探针针压校正方法的步骤a4)之后，此时第一与第二探针24a、24b理论上应该是以实质相同的针压分别抵压且电性接触着待测物20的第一接点20a与第二接点20b，然而，由第一与第二探针24a、24b架设时可能发生针尖位置一高一低而不在同一平面的情形，或者承载待测物20的升降载台12的承载面有平整度不佳的情形，或者前述承载面有设置倾斜的问题，凡此种种情况都可能造成第一与第二探针24a、24b并非同时，而是一先一后抵压待测物20的第一接点20a与第二接点20b，以致造成分别施加于第一接点20a与第二接点20b上的针压不平均，甚至发生后接触的探针针压适中而先接触的探针压已经过当的情形。本发明的探针针压校正方法的主要技术特征步骤b)至步骤e)，即在于解决上述可能发生的问题，即，解决已经与待测物电性接触的二探针可能存在的上述问题。至于如何达到使该第一、二探针与该待测物电性接触的方法，并不以上述所揭示的步骤al)至步骤a4)为限，例如，可以以手动或其他自动控制的方式驱动升降载台，而达到前述目的，而且，可以目视或其他种方式来判断探针是否与待测物确实接触，并不限于上述利用针压检测电路22的判断方式。以下继续介绍针压校正步骤b)至步骤e)。如图3A至图3F所示，其中图3A与图3B分别显示本发明的步骤al)与步骤a4)。之后，如图3C所示，进行本发明的步骤b)，SP，通过升降控制器34控制第一升降轴24a2上升，使第一探针24a得以自原本与第一接点20a接触的状态离开待测物20，而变成与待测物20的第一接点20a电性绝缘。此时，由于探针连接线路30再次回到断路的状态，因此信号转换器32所量得的跨电压再次变成电阻R2的跨电压，即图6A中曲线C2在时间tl之前所显示的恒定电压值(约4V)。而后，再进行本发明的步骤c)，通过升降控制器34控制第一升降轴24a2下降，使第一探针24a得以自原本离开待测物20的状态朝向待测物20的第一接点20a近接位移，直到再次与待测物20的第一接点20a抵压而电性接触(如图3D所示)。在此过程中，信号转换器32持续撷取针压检测单元28的跨电压，而在第一探针24a接触第一接点20a之后，利用步骤a4)中所述同样的判断原则，也就是当信号转换器32再次侦测到针压检测单元28的跨电压自该恒定值下降之后或下降至一阈值之后，升降控制器34将发出指令停止第一升降轴24a2的下降动作，进而停止第一探针24a继续下降压抵第一接点20a，如此一来，第一探针24a可以适当的针压确实与待测物20的第一接点20a再次接触。而后，如图3E所示，进行本发明的步骤d)，S卩，通过升降控制器34控制第二升降轴24b2上升，使第二探针24b得以自原本与第二接点20b接触的状态离开待测物20，变成与待测物20的第二接点20b电性绝缘。此时，由于探针连接线路30再次回到断路的状态，因此信号转换器32所量得的跨电压将再次回到前述的恒定值。最后，再进行本发明的步骤e)，通过升降控制器34控制第二升降轴24b2下降，使第二探针24b得以自原本离开待测物20的状态朝向待测物20的第二接点20b近接位移，直到再次与待测物20的第二接点20b抵压而电性接触(如图3F所示)。而在第二探针24b接触第二接点20b之后，利用同样的判断原则，当信号转换器32再次侦测到针压检测单元28的跨电压自该恒定值下降之后或下降至一阈值之后，升降控制器34将发出指令停止第二升降轴24b2的下降动作，进而停止第二探针24b继续下降压抵第二接点20b，如此一来，第二探针20b可以适当的针压确实与该待测物20的第二接点20b再次接触。通过上述的步骤b)至步骤e)，因第一探针20a与第二探针20b是利用相同的判断原则停止进给，因此，可以校正步骤a4)中第一与第二探针24a、24b的针压，使第一与第二探针24a、24b能以实质相同的针压，分别与该待测物的第一与第二接点20a、20b抵接，而不受待测物承载面平整度或倾斜度的影响。在上述步骤完成之后，即可进行待测物的测试作业，即，检测机16将下达控制指令，使第一开关SWl与第二开关SW2同步切换到使第一探针24a与测试电路42的第一接点42a电性耦接，且第二探针24b与第二接点42b电性耦接的状态(如图4所示)。之后，检测机16将通过其接口控制器36发出指令，经由接口控制器38通知测试机18进行点测作业。再者，在测试机18完成点测作业之后，升降载台12即下降回到预备位置，而且第一与第二开关SW1、SW2将进行切换，使第一探针24a及第二探针24b分别与该针压检测电路的第一接点30a与第二接点30b电性耦接(如图1所示)，以准备另一梯次的待测物点测作业。由以上陈述可知，本发明所提供的探针针压校正方法利用简单的针压检测电路22，配合针压检测单元28的跨电压读取与判断，即可确保探针24a、24b以实质上相同的适当针压电性抵接待测物20，因此，整个针压的设定与校正的方式可谓十分简便。其次，利用前述针压校正方法，并配合一开关切换手段，本发明可提供一种十分简便且快速的点测方法。此外，在利用上述检测系统进行待测物的批次点测时，并不需要在每一梯次的点测作业中都进行步骤b)至步骤e)的校正步骤，因为在第一次校正步骤完成之后，该第一、二探针的位置固定不动而只进行步骤al)至步骤a2)，第一、二探针24a、24b应该仍能保持以实质上相同的针压电性抵接待测物20，当然，在后续梯次的测试作业中，可随时进行步骤b)至步骤e)的校正程序。另一方面，在上述所揭示的实施例中，用于实施本发明的针压校正方法的校正设备，是整合在一应用于一般LED模块只需一对探针进行点测作业的点测系统中，然而，本发明的针压校正方法，也可应用于需使用多对探针的点测系统中，例如应用于待测物为包含有多个芯片的晶圆的点测作业中，或者应用于单一电性接点需要一对探针进行点测作业的高功率发光二极管芯片的点测作业中，此时，该第一、二探针是点触在该高功率发光二极管芯片的单一电性接点上。此外，在上述实施例中，第一、二探针24a、24b是分别固定在第一、二升降轴24a2、24b2上，可受升降控制器34控制做下降或上升的动作，然而，实际上第一、二探针24a、24b也可分别固定在一可往复位移的一维线性位移机构上，并通过手动或自动的方式来控制第一、二探针24a、24b的动作。再者，应用本发明所提供的针压检测电路22的技术特征，配合第一、二升降轴24a2、24b2的一维线性位移控制，本发明更可提供另一种探针针压校正方法，其包含有下列步骤:首先，进行步骤a)，使第一探针24a与第二探针24b电性接触待测物20，此步骤与前述第一种探针针压校正方法的步骤a)相同。如图2所示，此时第一、二探针24a、24b分别固定在受一维线性位移机构(例如，但不限于音圈马达(voice coilmotor))所驱动的第一、二升降轴 24a2、24b2 上。其次，进行步骤b)，使第一探针24a上升离开待测物20而与待测物20电性绝缘，在此过程中，通过信号转换器32撷取针压检测单元28的跨电压，来判断第一探针24a从与待测物20电性导通转变成电性绝缘的时间点时，第一探针24a的临界位置；也就是，在侦测到该跨电压由第一、二探针24a、24b呈电性导通的一低电位，上升至第一、二探针24a、24b呈断路(第一探针24a上升而与待测物20的第一接点20a绝缘)的一高电位(即，前述的电压恒定值)时，纪录前述跨电压开始上升时的时间点，也就是，第一探针24a从与待测物20电性导通转变成电性绝缘的时间点，所对应的第一升降轴24a2的位置，此位置即为第一探针24a刚离开待测物20的第一接点20a而与待测物20刚好电性绝缘的临界位置。而后，进行步骤c)，使第一探针24a下降而朝向待测物20近接位移，并停止于前述临界位置下方一预定进给量(即一预定距离)的一第一接触位置，使第一探针24a再次与待测物20的第一接点20a电性接触；即，利用升降控制器34控制第一升降轴24a2带着第一探针24a朝向待测物20进给下降，并使第一探针24a停定在比前述临界位置低一个前述预定距离的接触位置，如此，可确保第一探针24a以一定的针压再次与待测物20的第一接点20a电性接触。在此需说明的是，前述第一探针24a的临界位置或者接触位置(即低于该临界位置一预定距离的位置)，可利用位置传感器，例如(但不限于)光学尺(linear scale)来测量。同理，第二探针24b的临界位置或者接触位置也可利用位置传感器，例如(但不限于)光学尺来测量。而后，进行步骤d)，使第二探针24b上升离开待测物20而与待测物20的第二接点20b电性绝缘，并通过撷取针压检测单元28的跨电压，来判断第二探针24b从与待测物20电性导通转变成电性绝缘的时间点时，第二探针24b的临界位置；由于此步骤d)判断第二探针24b临界位置的原理与上述步骤b)中所记载的类似，因此申请人在此不再赘述。最后，进行步骤e)，使第二探针24b下降朝向待测物20近接位移，并停止于第二探针24b的临界位置下方与步骤c)所采用的预定距离相同距离的一第二接触位置，使第二探针24b再次与待测物20电性接触。如此一来，通过升降控制器34或其他方式，控制步骤c)与步骤e)中第一探针24a与第二探针24b的停定位置分别于该第一、二接触位置，即，都控制在低于其临界位置相同预定距离的位置处，即可确保第一与第二探针24a、24b能以实质相同的针压与待测物20的第一、二接点20a、20b分别抵接，而不会受二探针24a、24b针尖位置差异、待测物承载面的平整度或倾斜度的影响。换言之，此处所揭示的第二种探针针压校正方法，同样可以达到本发明的目的，而且，此种方法特别适用于(但不限于)，接点并未受设置有保护钝化层(passivation layer)的待测物的点测作业。综上所述，利用本发明所揭示的针压检测电路以及跨电压撷取与判断步骤，本发明提供了一种十分简单且确实的针压校正方法，以及一种可实施前述方法的针压校正设备。然而，必须加以说明的是，本案发明说明及图式中所揭示的用于实施前述方法的针压校正设备，仅是示例性的列举说明其可被整合于一点测设备中，并非以此限制实施本发明的针压校正方法的校正设备的结构，换言之，举凡各种替代性的设备修改或构件整合，例如，将点测机16与测试机18整合成一兼具跨电压撷取与判断、升降控制、针压检测模式与测试模式切换机制以及测试电路的控制机台，也应被本案的专利保护范围所涵盖。
权利要求
1.一种探针针压校正方法，其特征在于包含有下列步骤: a)使一第一探针与一第二探针电性接触一待测物，其中所述第一探针与所述第二探针分别电性耦接至一针压检测电路的一第一接点与一第二接点，所述针压检测电路具有一电源以及与所述电源电连接的一针压检测单元，所述针压检测单元包含有一升压元件以及与所述升压元件并联的一探针连接线路，所述探针连接线路具有所述第一接点与所述第二接占.b)使所述第一探针离开所述待 测物而与所述待测物电性绝缘； c)撷取所述针压检测单元的跨电压，同时使所述第一探针朝向所述待测物近接位移而再次与所述待测物电性接触，并在侦测到所述针压检测单元的跨电压自一恒定值下降之后，停止所述第一探针的动作； d)使所述第二探针离开所述待测物而与所述待测物电性绝缘； e)撷取所述针压检测单元的跨电压，同时使所述第二探针朝向所述待测物接近位移而再次与所述待测物电性接触，并在侦测到所述针压检测单元的跨电压自一恒定值下降之后，停止所述第二探针的动作。
2.一种探针针压校正方法，其特征在于包含有下列步骤: a)使一第一探针与一第二探针电性接触一待测物，其中所述第一探针与所述第二探针分别电性耦接至一针压检测电路的一第一接点与一第二接点，所述针压检测电路具有一电源以及与所述电源电连接的一针压检测单元，所述针压检测单元包含有一升压元件以及与所述升压元件并联的一探针连接线路，所述探针连接线路具有所述第一接点与所述第二接占.b)使所述第一探针上升离开所述待测物而与所述待测物电性绝缘，并通过撷取所述针压检测单元的跨电压，来判断所述第一探针从与所述待测物电性导通转变成电性绝缘的时间点时，所述第一探针的临界位置； c)使所述第一探针下降朝向所述待测物近接位移，并停止于所述临界位置下方一预定距离的一第一接触位置，使所述第一探针再次与所述待测物电性接触； d)使所述第二探针上升离开所述待测物而与所述待测物电性绝缘，并通过撷取所述针压检测单元的跨电压，来判断所述第二探针从与所述待测物电性导通转变成电性绝缘的时间点时，所述第二探针的临界位置； e)使所述第二探针下降朝向所述待测物近接位移，并停止于所述第二探针的临界位置下方实质上与步骤c)所述的预定距离相同距离的一第二接触位置，使所述第二探针再次与所述待测物电性接触。
3.如权利要求1或2所述的探针针压校正方法，其特征在于:所述针压检测电路还包含有一与所述电源电连接且与所述针压检测单元串联的分压元件。
4.如权利要求3所述的探针针压校正方法，其特征在于:所述分压元件的电阻值，小于所述针压检测单元的升压元件的电阻值。
5.如权利要求1或2所述的探针针压校正方法，其特征在于:步骤a)还包含有下列步骤: al)使所述第一探针与所述第二探针间隔对应于所述待测物的上方； a2)撷取所述针压检测单元的跨电压；a3)使所述待测物与所述第一及第二探针相对近接位移，使所述待测物能与所述第一及第二探针能从彼此间隔对应而变成彼此接触而电连接； a4)当侦测到所述针压检测单元的跨电压自一恒定值下降之后，停止所述待测物与所述第一及第二探针相对近接位移。
6.如权利要求5所述的探针针压校正方法，其特征在于:在步骤al)中，所述待测物承置于一升降载台；在步骤a3)中，通过所述升降载台的上升使所述待测物与所述第一及第二探针相对近接位移；而在步骤a4)中，通过停止所述升降载台上升来达到停止所述待测物与所述第一及第二探针相对近接位移。
7.如权利要求6所述的探针针压校正方法，其特征在于:在步骤a4)中，在判断所述针压检测单元的跨电压自所述恒定值下降至一阈值之后，停止所述升降载台上升。
8.如权利要求5所述的探针针压校正方法，其特征在于:在步骤al)中，所述第一探针与所述第二探针分别固定于一第一升降轴与一第二升降轴而对应于所述待测物的上方；在步骤a3)中，通过所述第一升降轴与所述第二升降轴下降达到使所述待测物与所述第一及第二探针相对近接位移；而在步骤a4)中，是通过停止所述第一与所述第二升降轴下降来达到停止所述待测物与所述第一及第二探针相对近接位移。
9.如权利要求8所述的探针针压校正方法，其特征在于:在步骤a4)中，在判断所述针压检测单元的跨电压自所述恒定值下降至一阈值之后，停止所述第一与所述第二升降轴下降。
10.如权利要求5所述的探针针压校正方法，其特征在于:在步骤al)中，所述待测物承置于一升降载台，所述第一探针与所述第二探针分别固定于一第一升降轴与一第二升降轴而对应于所述待测物的上方；在步骤a2)中，通过所述升降载台的上升而使所述待测物与所述第一及第二探针相对近接位移；而在步骤a4)中，通过停止所述升降载台上升来达到停止所述待测物 与所述第一及第二探针相对近接位移；在步骤b)中，通过所述第一升降轴上升而使所述第一探针离开所述待测物；在步骤c)中，通过所述第一升降轴下降而使所述第一探针朝向所述待测物近接位移，并通过停止所述第一升降轴下降来停止所述第一探针的动作；在步骤d)中，通过所述第二升降轴上升而使所述第二探针离开所述待测物；在步骤e)中，通过所述第二升降轴下降而使所述第二探针朝向所述待测物近接位移，并通过停止所述第二升降轴下降来停止所述第二探针的动作。
11.如权利要求1或2所述的探针针压校正方法，其特征在于:在步骤a)中，所述第一探针与所述第二探针分别固定于一第一升降轴与一第二升降轴而对应于所述待测物的上方；在步骤b)中，通过所述第一升降轴上升而使所述第一探针离开所述待测物；在步骤c)中，通过所述第一升降轴下降而使所述第一探针朝向所述待测物近接位移，并通过停止所述第一升降轴下降来停止所述第一探针的动作；在步骤d)中，通过所述第二升降轴上升而使所述第二探针离开所述待测物；在步骤e)中，通过所述第二升降轴下降而使所述第二探针朝向所述待测物近接位移，并通过停止所述第二升降轴下降来停止所述第二探针的动作。
12.如权利要求1或2所述的探针针压校正方法，其特征在于:通过一与所述针压检测电路电连接的信号转换器来撷取所述针压检测单元的跨电压。
13.—种探针针压校正设备，其特征在于包含有:一升降载台，用于承载一待测物； 一第一与一第二升降轴，用于分别设置用于点测所述待测物的一第一探针与一第二探针； 一针压检测电路，具有一电源以及一与所述电源电连接的针压检测单元，所述针压检测单元包含有一升压元件以及与所述升压元件并联的一探针连接线路，所述探针连接线路具有分别电性耦接于所述第一探针与所述第二探针的一第一接点与一第二接点； 一信号转换器，与所述针压检测电路电连接，用于撷取所述针压检测单元的跨电压；一升降控制器，与所述信号转换器、所述升降载台以及所述第一与第二升降轴电性连接，用于根据所述信号转换器所撷取的跨电压数值来控制所述升降载台以及所述第一与第二升降轴的动作。
14.如权利要求13所述的探针针压校正设备，其特征在于:所述针压检测电路还包含有一与所述电源电连接且与所述针压检测单元串联的分压元件。
全文摘要
本发明涉及一种探针针压校正方法，其在一第一探针及一第二探针与一待测物电性接触之后，使该第一探针离开该待测物之后，再往该待测物进给并接触该待测物，过程中，撷取一与各个探针电连接的针压检测单元的跨电压，并在侦测到该跨电压自一恒定值下降之后，停止该第一探针的进给动作。最后，使该第二探针重复该第一探针的前述动作，由此，可确保各个探针能以实质上相同的针压与该待测物确实电性接触。本发明还同时公开了一种可实施前述针压校正方法的探针针压校正设备。
文档编号G01R1/067GK103207293SQ201210462130
公开日2013年7月17日 申请日期2012年11月16日 优先权日2012年1月12日
发明者范维如, 刘永钦, 洪嘉宏, 陈兴洲 申请人:旺矽科技股份有限公司