模組化的探針卡裝置的製作方法

2023-05-24 05:30:41

專利名稱：模組化的探針卡裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型系提供一種半導體電子晶片製作、測試裝置，尤指一種模組化的探針
卡裝置。
背景技術：
目前半導體技術發展趨勢是發展300mm(12時)製程技術，縮小線寬使得每片晶圓(wafer)可容納更多晶片(chip)，如此將可有效降低製造成本、提高生產率。因此，大面積探針卡技術需求相當迫切。 傳統大面積針測(probing for large area)用的探針卡技術，如臺灣新型專利M311030，以空間轉換裝置(space transformer)上的微探針(又稱為微探針基板)連接待測的晶片(Dut， Die under testing)及測試機臺，空間轉換裝置為多層線路基板(Multi-layer wiring board)，其具有將線路間距(pitch)放大的功能，一般空間轉換裝置可為多層陶瓷基板(如LTCC/low temperature cofired ceramics orHTCC/hightemperature cofired ceramics)、多層線路基板(如PCB or multi-layerorganicssubstrate)或內含線路的矽基板或陶瓷基板等。另本專利特別是應用在多層陶瓷基板、內含線路的矽基板及陶瓷基板。 但是，這類探針卡在發展大面積針測技術時，如多層陶瓷基板很難製作300mm大，
且製作成本高，另300mm大的基板上製作探針(probes)很難維持高良率。 因此，針對上述公知結構所存在的問題點，如何開發一種更具理想實用性的創新
結構，實消費者所殷切企盼，亦系相關業者須努力研發突破的目標及方向。 有鑑於此，創作人本於多年從事相關產品的製造開發與設計經驗，針對上述的目
標，詳加設計與審慎評估後，終得一確具實用性的本實用新型。

發明內容本實用新型目的在於，提供一種模組化的探針卡裝置，以解決上述的傳統技術問題點，以小面積、模組化微探針基板(module probe substrate with small area)組立成大面積微探針基板，克服大面積基板製作困難問題、有效降低成本；通過模組化設計，可提高探針生產良率，且當探針卡使用過程中發生局部損壞時僅需更換所屬區域的單元，無須整組汰換，可以節省整組汰換的成本浪費。
解決問題的技術特點提供一種模組化的探針卡裝置，其特徵在於，包含有[0009] 數模組化微探針基板，該數模組化微探針基板均包含有一基板，該基板正面布植數個微探針，且微探針的位置與待測裸晶的測試墊互相對應； —印刷電路板，該印刷電路板設有數電氣接點與該基板背面數電氣接點互相對應； —電氣連接裝置，該電氣連接裝置連接於該基板與該印刷電路板間；以及，[0012] —固定裝置，該固定裝置結合至該印刷電路板的下面。[0013] 其中，該固定裝置更包括一上固定座及一下固定座，該印刷電路板夾於該上固定座及該下固定座之間。 其中，該電氣連接裝置設數支用以將該基板電子訊號連接至該印刷電路板上的彈性針。 其中，該電氣連接裝置相應於該模組化微探針基板而設成一模組化結構。 其中，該電氣連接裝置亦包含一彈性針固定座，該彈性針固定座具有兩端開口大
小不同的數通孔，數具大小不同的大端及小端的彈性針由上述小開口置入該通孔中，該彈
性針的該大端與印刷電路板電氣接點連接，該彈性針的小端與該模組化微探針基板電氣接
點連接。 其中，該電氣連接裝置設成一模組化結構。 其中，該電氣連接裝置包含具有弧度的數彈性針，其組裝在一第一固定板與一第
二固定板之間，該電氣連接裝置組裝在該印刷電路板與該模組化微探針基板之間。 其中，該電氣連接裝置設成一模組化的電氣連接裝置。 其中，該電氣連接裝置包括在該印刷電路板上粘結的一導電膠，該印刷電路板上有數個電氣連接凸點，該模組化微探針基板上有與該印刷電路板對應的數個電氣連接凸點，上述兩組電氣連接凸點通過對位、施加壓力而全部構成電氣連接。[0021 ] 其中，該電氣連接裝置設成一模組化結構。 據此，以小面積、模組化微探針基板(module probe substrate with small area)組立成大面積微探針基板，如此將可克服大面積基板製作困難問題、有效降低成本；又因模組化設計，可提高探針生產良率，且當探針卡使用過程中發生局部損壞時僅需更換所屬區域的單元，無須整組汰換。可以節省整組汰換的成本浪費。 對照先前技術的功效先前技術的探針卡在發展大面積針測技術時，因多層基板很難製作300mm大，且製作成本高，另300mm大的基板上製作探針(probes)很難維持高良率。局部損壞時也要整組汰換。而本實用新型以小面積、模組化微探針基板組立成大面積微探針基板，如此將可克服大面積基板製作困難問題、有效降低成本；又因模組化設計，可提高探針生產良率，且當探針卡使用過程中發生局部損壞時僅需更換所屬區域的單元，無須整組汰換。可以節省整組汰換的成本浪費。 有關本實用新型所採用的技術、手段及其功效，茲舉一較佳實施例並配合圖式詳細說明於後，相信本實用新型上述的目的、構造及特徵，當可由之得一深入而具體的了解。

圖1 :本實用新型的其一實施例平面示意圖。[0026] 圖2 :本實用新型的另一實施例平面示意圖。[0027] 圖3 :本實用新型的又一實施例平面示意圖。[0028] 圖4 :本實用新型的再一實施例平面示意圖。[0029] 圖5 :本實用新型的又再一實施例平面示意圖。
具體實施方式參閱圖1所示，本實用新型系提供一種模組化的探針卡裝置。該模組化的探針卡裝置，包含有 數模組化微探針基板11，該數模組化微探針基板11包含有數基板，該基板可為多層陶瓷基板(Multi-layer ceramics)、內含線路的矽基板或陶瓷基板111，該基板111正面布植數個微探針112，且微探針112的位置與待測裸晶的測試墊(testing pads) 18互相對應，並經由基板111線路放大功能將其背面的電氣接點與印刷電路板15電氣接點互相對應，該基板111提供線路放大、良好的平坦度及剛性； —印刷電路板(PCB) 15，該印刷電路板15設有數電氣接點與該基板111背面的電氣接點互相對應； —電氣連接裝置20，該電氣連接裝置20連接基板111與印刷電路板15間；[0034] 數調整機構，該每組模組化微探針基板11皆搭配一組調整機構，如該調整機構可為差動螺絲17，即模組化微探針基板11背面設數個差動螺絲17，可通過調動該差動螺絲17而個別調整每一模組化微探針基板ll，使該探針卡1與一測試機臺可維持良好的共平面度(co-planarity); —固定裝置，該固定裝置包括一上固定座14及一下固定座16，因該印刷電路板15是FR-4材料，基本上具有一定的翹曲度，本實用新型設計有上固定座14及下固定座16，該上固定座14及該下固定座16將該印刷電路板15夾於其間，並將該印刷電路板15調整出較佳的平坦度，再經由電氣連接裝置20上的彈性針(pogopins) 13補償該印刷電路板15不佳的平坦度，並將該基板111上的電子訊號連接至該印刷電路板15上。[0036] 參閱圖2所示，系本實用新型的另一實施例，該電氣連接裝置20 (如圖1所示)亦可配合該模組化微探針基板11而設成為一模組化的電氣連接裝置20A，以降低該電氣連接裝置20製作的困難。 參閱圖3所示，系本實用新型的又一實施例，將電氣連接裝置20B的彈性針固定座21製作成兩端開口大小不同的數通孔211，通孔211兩端分別為大開口 2111及小開口2112 ;再將兩端大小不同具大端222及小端221的彈性針22由小開口 2112置入通孔211中，此設計可使得在組裝前整個電氣連接裝置20B不易散落。由於印刷電路板15(如圖1所示)的電氣接點尺寸較大，因此將彈性針22針頭較大的大端222與印刷電路板15電氣接點連接，針頭較小的小端221與模組化微探針基板11電氣接點連接；通過連接過程中彈通過性針22的變形可以印刷電路板(PCB) 15與模組化微探針基板11之間因平行度與平坦度差異，使得印刷電路板(PCB) 15與模組化微探針基板11相對連接的電氣接點都可以有良好的電氣連接。 本實用新型的該電氣連接裝置20B亦可改用模組化設計以降低製作困難。[0039] 參閱圖4所示，系本實用新型的再一實施例。該電氣連接裝置20C系包含有，利用本身已具有弧度的數彈性針23，將其組裝在兩片固定板之間，兩片固定板分別為第一固定板24與第二固定板25，使其容易固定具有弧度的彈性針23，並且方便組裝在該印刷電路板15(如圖1所示)與該模組化微探針基板11之間。因此可利用這種彈性針23來克服印刷電路板15與模組化微探針基板11之間平坦度的差異，使得印刷電路板15與模組化微探針基板11相對連接的電氣接點都可以有良好的電氣連接。 本實用新型的該電氣連接裝置20C亦可改用模組化設計以降低製作困難。 參閱圖5所示，系本實用新型的又再一實施例。該電氣連接裝置20D系包含有，在
5該印刷電路板15上先粘一導電膠26，其上有數個電氣連接凸點151，另在該模組化微探針基板11上有與該印刷電路板15對應的數個電氣連接凸點113，將兩者對位、施加特定壓力使得所有電氣連接凸點151、113全部都獲得良好的電氣連接。且因這類導電膠26具有軸向可電氣導通、側向絕緣的優點，如異方性導電膠，另這導電膠26具有彈性，仍可補償印刷電路板15與模組化微探針基板11之間平坦度的差異。另印刷電路板15及模組化微探針基板11上的電氣連接凸點151、113可為錫鉛凸塊(solder bumps)或金凸塊(golden bumps)。[0042] 本實用新型的該電氣連接裝置20D亦可改用模組化設計以降低製作困難。[0043] 前文系針對本實用新型的較佳實施例為本實用新型的技術特徵進行具體的說明；熟悉此項技術的人士當可在不脫離本實用新型的精神與原則下對本實用新型進行變更與修改，而該等變更與修改，皆應涵蓋於本申請專利範圍所界定的範疇中。
權利要求一種模組化的探針卡裝置，其特徵在於，包含有數模組化微探針基板，該數模組化微探針基板均包含有一基板，該基板正面布植數個微探針，且微探針的位置與待測裸晶的測試墊互相對應；一印刷電路板，該印刷電路板設有數電氣接點與該基板背面數電氣接點互相對應；一電氣連接裝置，該電氣連接裝置連接於該基板與該印刷電路板間；以及，一固定裝置，該固定裝置結合至該印刷電路板的下面。
2. 如權利要求1所述的模組化的探針卡裝置，其特徵在於，該固定裝置更包括一上固 定座及一下固定座，該印刷電路板夾於該上固定座及該下固定座之間。
3. 如權利要求2所述的模組化的探針卡裝置，其特徵在於，該電氣連接裝置設數支用 以將該基板電子訊號連接至該印刷電路板上的彈性針。
4. 如權利要求1所述的模組化的探針卡裝置，其特徵在於，該電氣連接裝置相應於該 模組化微探針基板而設成一模組化結構。
5. 如權利要求1所述的模組化的探針卡裝置，其特徵在於，該電氣連接裝置亦包含一 彈性針固定座，該彈性針固定座具有兩端開口大小不同的數通孔，數具大小不同的大端及 小端的彈性針由上述小開口置入該通孔中，該彈性針的該大端與印刷電路板電氣接點連 接，該彈性針的小端與該模組化微探針基板電氣接點連接。
6. 如權利要求5所述的模組化的探針卡裝置，其特徵在於，該電氣連接裝置設成一模 組化結構。
7. 如權利要求1所述的模組化的探針卡裝置，其特徵在於，該電氣連接裝置包含具有 弧度的數彈性針，其組裝在一第一固定板與一第二固定板之間，該電氣連接裝置組裝在該 印刷電路板與該模組化微探針基板之間。
8. 如權利要求7所述的模組化的探針卡裝置，其特徵在於，該電氣連接裝置設成一模 組化的電氣連接裝置。
9. 如權利要求1所述的模組化的探針卡裝置，其特徵在於，該電氣連接裝置包括在該 印刷電路板上粘結的一導電膠，該印刷電路板上有數個電氣連接凸點，該模組化微探針基 板上有與該印刷電路板對應的數個電氣連接凸點，上述兩組電氣連接凸點通過對位、施加 壓力而全部構成電氣連接。
10. 如權利要求9所述的模組化的探針卡裝置，其特徵在於，該電氣連接裝置設成一模 組化結構。
專利摘要一種模組化的探針卡裝置，該數模組化微探針基板正面布植數個微探針，一印刷電路板，設有數連接點，與具有線路放大功能的該基板背面數連接點互相對應，以電氣連接裝置連接基板與印刷電路板，且可分別調整每一模組化微探針基板的相對位置，使該探針卡與一測試機臺可維持良好的共平面度及微探針可準確接觸待測晶片的測試墊，該上固定座及該下固定座將該印刷電路板夾於其間，並將該印刷電路板調整出較佳的平坦度，再經電器連接裝置將該基板上的電子訊號連接至該印刷電路板上。如此，可克服大面積基板製作困難問題、有效降低成本；且當探針卡使用過程中發生局部損壞時僅需更換所屬區域的單元，無須整組汰換，可以節省整組汰換的成本浪費。
文檔編號G01R1/073GK201438196SQ20092015400
公開日2010年4月14日 申請日期2009年5月8日 優先權日2009年5月8日
發明者呂弘智, 王宏傑, 黃雅如 申請人:技鼎股份有限公司