探針卡及其製造方法
2023-05-28 16:35:26
探針卡及其製造方法
【專利摘要】本發明公開了一種探針卡，用以與多個探針抵接；探針卡包含有基板、至少兩個IC載板以及多個探針墊；其中，IC載板設於基板上，且間隔預定距離；各IC載板上具有多個導接點；探針墊分別鍍設於IC載板上，且分別與各導接點連接，而遮蔽各導接點，並在各IC載板上圍成布針區；探針墊用以分別與探針抵接。另外，本發明還公開了探針卡的製造方法。
【專利說明】探針卡及其製造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及測試裝置，尤其涉及一種探針卡及其製造方法。
【背景技術】
[0002]以探針卡作為測試機與待測電子物之間的高頻測試信號傳輸接口的技術雖已普遍使用。但是，現有的探針卡結構經常面臨以下問題:
[0003]一、受制於電子產品迷你化，且使用功能日趨增加，使得探針卡上用以供與探針抵接的導接點的設計越來越小，造成許多現有的探針無法準確地與這些導接點抵接，導致檢測接觸不良的情形發生。
[0004]二、如晶圓類待測電子物，隨著其面積的加大(如十二英寸超大型晶圓)，相對使得探針卡結構須使用多片的IC(Integrated Circuit)載板設於電路板上。但上述這些IC載板通過回焊固定於電路板上時，熔融的焊錫總會造成這些IC載板一定程度的偏移，使得IC載板上的導接點無法準確地與探針對位，而容易有檢測接觸不良的情形發生。
【發明內容】
[0005]有鑑於此，本發明的主要目的在於提供一種探針卡，可準確地使其導接點與探針電性連接。另外，本發明還提供了上述探針卡的製造方法。
[0006]為達成上述目的，本發明所提供的探針卡用以與多個探針抵接；探針卡包含有基板、至少兩個IC載板以及多個探針墊；其中，IC載板設於基板上，且間隔預定距離；各1(:載板上具有多個導接點；探針墊可用導電材料製成，且分別鍍設於IC載板上。探針墊分別與各導接點連接，而遮蔽各導接點，並在各IC載板上圍成布針區。探針墊用以分別與各探針抵接。另外，相鄰的該IC載板的布針區之間的間隙大於各布針區的寬度。
[0007]依據上述構思，相鄰的IC載板的等布針區之間的間隙大於2倍的各布針區的寬度。
[0008]依據上述構思，各IC載板上的探針墊之間的間距不大於40微米。
[0009]依據上述構思，基板具有印刷電路板，且印刷電路板上布設有電路布局；另外，IC載板的導接點與印刷電路板的電路布局電性連接。
[0010]依據上述構思，基板還具有多層陶瓷板；多層陶瓷板設於印刷電路板上；另外，IC載板設於多層陶瓷板上，且IC載板的導接點通過多層陶瓷板與印刷電路板的電路布局電性連接。
[0011]依據上述構思，探針卡還具有固定架。固定架設於基板上，且位於IC載板的下方。
[0012]依據上述構思，探針卡還包含填充於探針墊之間的絕緣材料層。
[0013]依據上述構思，位於各IC載板上相同位置的探針墊，其中心點位置的偏移差距小於25微米。
[0014]依據上述構思，本發明提供了一種探針卡的製造方法，該方法包含有下列步驟:
[0015]A.取得至少兩個IC載板，且各IC載板上具有多個導接點；[0016]B.在各IC載板上形成一層限制層，限制層上具有多個穿孔，且穿孔分別正對各導接點；
[0017]C.在IC載板上鍍設導電材料，使導電材料填滿穿孔，而形成多個與穿孔形狀相同的探針墊；
[0018]D.研磨鍍設於IC載板上的探針墊，使各探針墊的頂面與限制層的頂面呈同一平面；
[0019]E.將IC載板固定在基板上，且IC載板之間具有預定距離。
[0020]依據上述構思，在步驟B中，採用微顯影技術在各IC載板上形成具有多個穿孔的限制層。
[0021]依據上述構思，在步驟B中，限制層上的穿孔間的間距不大於40微米。
[0022]依據上述構思，在步驟E之前，先將IC載板上的各限制層移除，使IC載板上留下多個探針墊。
[0023]依據上述構思，基板具有印刷電路板，且印刷電路板上布設有電路布局；在步驟E中，將IC載板的導接點與印刷電路板的電路布局電性連接。
[0024]依據上述構思，該基板還具有多層陶瓷板，且多層陶瓷板設於印刷電路板上；在步驟E中，IC載板設於多層陶瓷板上，並通過多層陶瓷板與印刷電路板的電路布局電性連接。
[0025]依據上述構思，在步驟E之前，探針墊在各IC載板上圍成布針區；且在步驟E中，將IC載板固定於基板上時,相鄰的IC載板上的布針區之間的間隙大於各布針區的寬度。
[0026]依據上述構思，在步驟E中，IC載板以回焊的方式固定於基板上，且位於各IC載板上相同位置的探針墊，其中心點位置的偏移差距小於25微米。
[0027]依據上述構思，在步驟E之後，還包含步驟:
[0028]F.將固定架設置於基板上，且固定架位於IC載板的下方。
[0029]藉此，通過上述設計，便可使探針準確地與探針卡的導接點電性連接。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0030]圖1為本發明較佳實施例製造方法的流程圖；
[0031]圖2至圖6為各製造過程各步驟的示意圖；
[0032]圖7為本發明較佳實施例探針卡的結構圖；
[0033]圖8為圖7的俯視圖；
[0034]圖9為在圖7的架構下增設固定架。
【具體實施方式】
[0035]以下將以附圖公開本發明的多個實施方式，為明確說明起見，許多具體細節將在以下敘述中一併說明。然而，應了解到，這些具體細節不應用以限制本發明。也就是說，在本發明部分實施方式中，這些具體細節是非必要的。此外，為簡化附圖起見，一些現有慣用的結構與元件在附圖中將以簡單示意的方式表示。
[0036]請參閱圖1，本發明提供一種探針卡的製造方法包含有下列步驟:
[0037]A.取得至少兩個IC (集成電路)載板。請參閱圖2，各IC載板10的其中一面具有多個導接點12供檢測用的探針抵接；各IC載板10的另外一面則具有多個接點13分別與對應的各導接點12電性連接。一般而言，IC載板10主要是用以提供空間轉換的功能。簡單來說，IC載板10的導接點12之間的間隔(Pitch)較小，而接點13之間的間隔較大。另外，在本實施例中，IC載板10取自於客戶端所提供的公用多層有機板(Mult1-Layer Organic ；MLO)，亦即，本發明所用的這些IC載板10，為客戶端在產品封裝時所使用的公用封裝基板，而非另行開模製作。上述所提及的「產品」指的是晶圓(wafer)中的1C，也就是本發明探針卡(如圖7)在使用時所量測的待測物。如此一來，通過使用客戶端所提供的公板作為本發明的探針卡的空間轉換板，將可有效地達到節省成本的目的。
[0038]B.請參閱圖3，在各IC載板10上形成一層限制層14，限制層14上具有多個穿孔141，且穿孔141分別正對各導接點12 ;在本實施例中，是先在各IC載板10上塗布一層光阻後，再採用微顯影技術在各IC載板10上留下具有多個穿孔141的光阻來形成限制層14，且限制層14的厚度T不小於10微米，而限制層14上的穿孔141間的間距D不大於40微米。
[0039]C.請參閱圖4，在IC載板10上鍍設導電材料，使導電材料填滿穿孔141，而形成多個探針墊(probe pad) 16 ；
[0040]D.請參閱圖5，研磨鍍設於IC載板10上的探針墊16，使各探針墊16的頂面與限制層14的頂面呈同一平面。而後，請參閱圖6，移除IC載板10上的各限制層14，使IC載板10上留下多個與穿孔141形狀相同的探針墊16，且探針墊16圍成布針區A。
[0041]E.請參閱圖7與圖8，將IC載板10固定在基板20上，且相鄰的IC載板10間隔預定距離，使位於各IC載板10上相同位置的探針墊16中心點的位置偏移差距H小於25微米，且各IC載板10布針區A與相鄰的IC載板10布針區A之間的間隙P大於各布針區A的寬度K(即各布針區A其中一側的探針墊16邊緣與相反側上的探針墊16邊緣之間的距離)，一般來說，間隙P大於2倍的各布針區A的寬度K。另外，在本實施例中，基板20具有印刷電路板22以及多層陶瓷板(Mult1-Layer Ceramic ;MLC)24。印刷電路板22上布設有電路布局(圖中未示出)。多層陶瓷板24設於印刷電路板22上，且與電路布局電性連接。藉此，IC載板10回焊在多層陶瓷板24上，而使導接點12通過接點13與多層陶瓷板24電性連接後，導接點12便可通過多層陶瓷板24與印刷電路板22上的電路布局電性連接。多層陶瓷板24回焊於印刷電路板22上，或者通過中間插入物(Interpose!.)使多層陶瓷板24與印刷電路板22上的電路布局電性連接。多層陶瓷板24的兩面具有接點，一面的接點與IC載板10的接點13電性連接，另一面的接點與印刷電路板22的電路布局電性連接，而多層陶瓷板24 —面的接點(與接點13電性連接)間距可以等於多層陶瓷板24另一面接點(與印刷電路板22的電路布局電性連接)間距，如圖7所示，當然，多層陶瓷板24也可提供空間轉換的功能，即多層陶瓷板24 —面的接點間距小於該多層陶瓷板24另一面的接點間距。
[0042]藉此，通過上述製造方法便可取得如圖7所示的探針卡，其探針墊16用以分別與各探針100抵接，且探針墊16呈柱狀且頂面為平面的設計，將可使探針100準確地與各探針墊16抵接。
[0043]另外，探針墊16之間的間隙不大於40微米，且厚度不小於10微米的設計，便可有效地擴大各探針墊16的表面積與物理強度，進而使探針100與各探針墊16抵接時，避免發生短路或是刺穿探針墊16的情形。[0044]再者，請參閱圖7與圖8，當IC載板10通過回焊固定於多層陶瓷板24上時，即使熔融的焊錫造成IC載板10 —定程度的偏移，探針100仍可分別通過較大表面積的各探針墊16，與對應的各導接點12電性連接。
[0045]如此一來，進行檢測時，印刷電路板22設置於檢測機臺(圖中未示出)上，檢測機臺所產生的測試信號，將由印刷電路板22的電路布局至多層陶瓷板24，再由多層陶瓷板24至IC載板10上，並通過IC載板10上的各探針墊16到對應的探針100，而後，再由探針100傳遞到待測物(Device under test,DUT)(圖中未示出)進行檢測。而測試信號的回傳，則由通過與該待測物抵接的另一探針100，以相反的路徑將測試信號回傳至檢測機臺。
[0046]另外，由於各IC載板10採用上方導接點12間的間隔較窄、下方接點13之間的間隔較寬的設計，使得布針區A形成在各IC載板10的中央位置處，這樣導致有多個待測物待檢測時，相鄰的待測物將無法同時進行檢測，而無法達到多工的目的。於是，通過各IC載板10布針區A與相鄰的IC載板10布針區A之間的間隙P大於各布針區A的寬度K的設計，可在每次檢測時，被檢測的待測物之間，間隔有一個或多個待測物；如此一來，通過跳過一個或多個待測物的方式，便可達到多工檢測的目的，而被跳過檢測的待測物，則於其它次檢測時再行檢測即可。
[0047]值得一提的是，在上述步驟B中，限制層14可選用絕緣材料製成。如此一來，在步驟D中，則改為不將IC載板10上的各限制層14移除。並在步驟E中，直接將具有限制層14的IC載板10(如圖5)固定於基板20上。而上述設計的目的在於，可使探針墊16之間填充有絕緣材料，進而達到提升探針墊16之間的絕緣效果，從而可以避免探針100在檢測時發生相鄰的探針墊16相互幹擾而短路的情形。
[0048]另外，在步驟E之後，還可包含步驟:
[0049]F.請參閱圖9，將固定架30設置於基板20上，且固定架30位於IC載板10的下方。此外，固定架30至少部分位於IC載板10下方的多層陶瓷板24上，可確保多層陶瓷板24與印刷電路板22電性連接。另一方面，探針100外側的探針頭110可鎖緊在印刷電路板22上(圖中未示出)，探針頭110可供探針100貫穿進而定位探針100的位置。
[0050]藉此，通過固定架30的設計，可使探針100準確地與對應的探針墊16抵接，而不會有檢測接觸不良的情形發生。
[0051]雖本發明已經以實施方式公開如上，然其並非用以限定本發明，任何本領域普通技術人員，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作各種變動與潤飾，因此本發明的保護範圍當視權利要求書所界定者為準。
【權利要求】
1.一種探針卡，用以與多個探針抵接；其特徵在於，該探針卡包含有: 基板； 至少兩個IC載板，其設於上述基板上，且間隔預定距離；上述各IC載板上具有多個導接點；以及 多個探針墊，其分別鍍設於上述IC載板上，且分別與上述各導接點連接，而遮蔽上述各導接點，並在上述各IC載板上圍成布針區；上述探針墊用以分別與各探針抵接；另外，相鄰的上述IC載板的上述布針區之間的間隙，大於各上述布針區的寬度。
2.如權利要求1所述探針卡，其特徵在於，相鄰的所述IC載板的所述布針區之間的間隙大於2倍的所述各布針區的寬度。
3.如權利要求1所述探針卡，其特徵在於，所述各IC載板上相鄰的所述探針墊之間的間隙不大於40微米。
4.如權利要求1所述探針卡，其特徵在於，所述各探針墊的厚度不小於10微米。
5.如權利要求1所述探針卡，其特徵在於，所述基板具有印刷電路板，且該印刷電路板上布設有電路布局；另外，所述IC載板的所述導接點與該印刷電路板的電路布局電性連接。
6.如權利要求5所述探針卡，其特徵在於，所述基板還具有多層陶瓷板；該多層陶瓷板設於所述印刷電路板上；另外，所述IC載板設於該多層陶瓷板上，且所述IC載板的所述導接點通過該多層陶瓷板與所述印刷電路板的電路布局電性連接。
7.如權利要求1所述探針卡，其特徵在於，還具有固定架，其設於所述基板上，且位於所述IC載板的下方。
8.如權利要求1所述探針卡，其特徵在於，還包含有填充於所述探針墊之間的絕緣材料層。
9.如權利要求1所述探針卡，其特徵在於，位於所述各IC載板上相同位置的所述探針墊，其中心點位置的偏移差距小於25微米。
10.一種探針卡的製造方法，其特徵在於，包含有下列步驟: A.取得至少兩個IC載板，且各IC載板上具有多個導接點； B.在上述各IC載板上形成一層限制層，該限制層上具有多個穿孔，且該穿孔分別正對上述各導接點； C.在上述IC載板上鍍設導電材料，使導電材料填滿上述穿孔，而形成多個探針墊； D.研磨鍍設於上述IC載板上的上述探針墊，使上述各探針墊的頂面與上述限制層的頂面呈同一平面； E.將上述IC載板固定在基板上，且上述IC載板之間具有預定距離。
11.如權利要求10所述探針卡的製造方法，其特徵在於，在步驟B中，採用微顯影技術在所述各IC載板上形成以光阻製成的具有所述穿孔的限制層。
12.如權利要求10所述探針卡的製造方法，其特徵在於，在步驟B中，所述限制層上的所述穿孔間的間距不大於40微米。
13.如權利要求10所述探針卡的製造方法，其特徵在於，在步驟E之前，先將所述IC載板上的所述各限制層移除，使所述IC載板上留下所述探針墊。
14.如權利要求10所述探針卡的製造方法，其特徵在於，所述基板具有印刷電路板，且該印刷電路板上布設有電路布局；在步驟E中，還將所述IC載板的所述導接點與該印刷電路板的電路布局電性連接。
15.如權利要求14所述探針卡的製造方法，其特徵在於，所述基板還具有多層陶瓷板，且該多層陶瓷板設於所述印刷電路板上；在步驟E中，所述IC載板設於該多層陶瓷板上，並通過該多層陶瓷板與所述印刷電路板的電路布局電性連接。
16.如權利要求10所述探針卡的製造方法，其特徵在於，在步驟E之前，所述探針墊在所述各IC載板上圍成布針區；且在步驟E中，將所述IC載板固定在所述基板上時，相鄰的所述IC載板上的上述布針區之間的間距大於上述各布針區的寬度。
17.如權利要求10所述探針卡的製造方法，其特徵在於，在步驟E之後，還包含步驟: F.將固定架設置於所述基板上，且該固定架位於所述IC載板的下方。
18.如權利要求10所述探針卡的製造方法，其特徵在於，在步驟E中，所述IC載板以回焊的方式固定在所述基板上， 且位於所述各IC載板上相同位置的所述探針墊，其中心點位置的偏移差距小於25微米。
【文檔編號】G01R1/073GK103675369SQ201310303035
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年7月18日 優先權日:2012年9月19日
【發明者】李忠哲, 吳堅州, 陳宗毅, 陳明祈 申請人:旺矽科技股份有限公司