Ic測試載板免焊接組裝結構的製作方法

2023-05-10 18:34:31 1

專利名稱：Ic測試載板免焊接組裝結構的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及 一 種ic測試載板免焊接組裝結構。
背景技術：
在半導體產業的製造流程上，主要可分成IC設計、晶圓製程、晶圓測試及晶圓封裝四大步驟。其中所謂的晶圓測試步驟，就是對晶圓上的每顆晶粒進行電性特性檢測，以檢測和淘汰晶圓上的不合格晶粒。進行晶圓測試時，利用晶圓探針卡的探針刺入晶粒上的接點墊(pad)而構成電性接觸，再將經由探針所測得的測試訊號送往自動測試設備(ATE)做分析與判斷，由此可取得晶圓上的每顆晶粒的電性特性測試結果。隨著半導體製程技術的進步，半導體組件的尺寸愈來愈小，集成電路愈來愈精密，半導 體組件從次微米(Sub-Micro)進入深次微米(DeepSub-Micro)的領域，除了集成電路運作時的準確性及效率必需提高之外，晶圓、半導體組件及集成電 路的測試技術是在諸多新組件、製程技術及新材料 開發等，所不可或缺的重要技術，特別是晶圓層級 的測試更為重要。探針及具有多根探針的探針卡 等，為進行晶圓測試時常用的測試設備，然而，由 於半導體組件的尺寸越來越小，集成電路內部的晶 體管密度大幅增加，集積度不斷上升，使得晶圓層 級的分析量測越趨困難。參閱圖1和圖2，傳統測試用IC載板組裝方式，上、下板都須要靠錫球16來進行IC測試母板(1 1 )和 IC測試載板1 2連結的組裝，該IC測試載板12的另一 面設有IC探針錫墊14，當焊點的球體間距(ball pitch) 過小(如小於0。75mm)時，將會影響組裝的成功率， 也往往會發生短路(short)重工的問題。就組裝作業 來看因需要開印刷鋼板、備錫膏、回焊(Reflow)以及 X-Ray檢査設備，所需的成本較高；當需拆卸維修 時，通常採熱風槍吹待拆物，使錫球1 6軟化再拆 除，參閱圖3 ，此方法易導致球腳格列封裝組件錫墊 (BGA Pad) 13 (錫球與IC測試母板的接觸接口 )被拔起或防焊綠漆15剝離而報廢，重工報廢的風險也較大。且隨著IC製程技術不斷提升，所產生的IC顆粒愈來愈小，相對的測試載板焊點間距也愈來愈小，屆時組裝技術將備受考驗此外，就電性的考慮，因錫球16的焊接，導致的電容效應，將產生線路特性阻抗的非連續性，而影響IC電性測試時的高速表現。
由此可見，傳統以錫球焊接作連接組裝的應用 已出現瓶頸。 實用新型內容本實用新型的目的在於提供 一 種測試用IC測試載 板(IC Substrate)的新組裝方式，即一種IC測試載板免焊接組裝結構，有別於傳統以錫球焊接作連接 組裝；除了可避免錫球電容效應對線路特性阻抗非連續的影響外，還可縮短組裝的作業時間，並可經 由客戶直接拆裝維修，提升測試用IC測試載板(IC Substrate)的實用效益。達成上述實用新型的目的，是應用長金屬凸塊方 式嵌入IC測試母板來取代傳統回焊組裝的IC測試載板製作。此IC測試載板運用印刷電路板的製作技術，配合蝕刻及電鍍，長出金屬凸塊；產品一端為連結面的金屬凸塊，另 一 端為測試針扎面，通過金屬凸塊崁入母板(Probe Card PCB)內，訊號也將通過這樣的連結作傳遞，而產品四角的設計，則是作為緩衝彈簧及螺絲置放的螺絲孔。如此，可將IC測試載板固定於IC測試母板(Probe Card 1PCB)上，並通過調整彈簧高度控制板面的平坦度。本實用新型是為改善傳統錫球焊接的組裝，造成 線路特性阻抗非連續使得訊號有衰減與幹擾的問 題，在高頻訊號傳遞上將會有嚴重反射，導致訊號 失真。因此，改由金屬凸塊接觸錫墊的連結，配合 調整彈簧高度，將可依需求任意調整測試所需的平坦度。本實用新型另可避免錫球電容效應對線路特性阻 抗非連續的影響外，更提供簡單的組裝方式，縮短 整個組裝時間。本實用新型主要採用如下所詳述的特徵以為了要 解決上述的問題，而實用新型出-j種IC測試載板免焊接組裝結構，應用長金屬凸塊方式嵌入IC測試母 板(Probe Card PCB)上，以凸塊取代植錫球、回焊 (reflow)的連接組裝，其包括有IC測試母板，其設 有複數個螺絲孔、錫墊和印刷電路；IC測試載板，其設有複數個貫穿孔和IC探針錫墊，該IC測試載板與該IC測試母板連接；至少 一 金屬凸塊，運用印刷電路板的製作技術，在IC測試載板上長出金屬凸塊，測試訊號將通過金屬凸塊連結IC測試母板和IC測試載板；至少一彈簧，通過調整彈簧高度控制該IC測試載板的平坦度和金屬凸塊與IC測試母板的密合度；以及至少一螺絲，其穿過IC測試載板的舟 貝穿孔，其配合螺絲孔和彈簧，將該IC測試載板安置於該IC測試母板上。

請參閱以下有關本實用新型 一 較佳實施例的詳細 說明及其附圖，將可進 一 步了解本實用新型的技術 內容及其目的功效；有關該實施例的附圖為圖1為傳統測試用IC載板組裝方式的組合圖圖2為傳統測試用IC載板組裝方式的分解圖圖3為傳統測試用IC載板組裝方式的剖面圖圖4為IC測試載板免焊接組裝結構的組合圖圖5為IC測試載板免焊接組裝結構的分解圖圖6為IC測試載板免焊接組裝結構的IC測試載板圖； 以及圖7為IC測試載板免焊接組裝結構的剖面圖； 附圖標記11. IC測試母板12. IC測試載板13. 錫墊14. IC探針錫墊15. 防焊綠漆 16 錫球20 貫穿孔21 IC測試母板22 IC測試載板23 錫墊
24 IC探針錫墊25 防焊綠漆26 金屬凸塊27 螺絲28 彈簧29 螺絲孔具體實施方式
為使能對本實用新型的目的，形狀構造裝置特徵及功效作更進 一 步的認識與了解，實施例配合圖 示，詳細說明如下參閱圖4和圖5所示，本實用新型 一 實施例的放 大示意圖，其是一種IC測試載板免焊接組裝結構， 包括有IC測試母板21、 IC測試載板22、至少 一金屬 凸塊26、至少一彈簧28以及至少一螺絲27。為改善傳統錫球焊接的組裝，造成線路特性阻抗非連續使得訊號有衰減與幹擾的問題，在高頻訊號傳遞上將會有嚴重反射，導致訊號失真。因此，改由金屬凸 塊26接觸錫墊23 (金屬凸塊與IC測試母板的接觸接口)的連結，配合調整彈簧28高度，將可依需求任意調整測試所需的平坦度，除可避免錫球電容效應對 線路特性阻抗非連續的影響外，更提供簡單的組裝 方式，縮短整個組裝時間。運用印刷電路板的製作
技術，配合蝕刻及電鍍，在IC測試載板22上長出金 屬凸塊26 ，通過金屬凸塊26來傳遞IC測試母板21和 IC測試載板22的測試訊號，參閱圖6為IC測試載板免 焊接組裝結構的IC測試載板圖。IC測試載板免焊接組裝結構另設有螺絲27以及 彈簧28，參閱圖7為IC測試載板免焊接組裝結構的剖 面圖。螺絲27串過該IC測試載板22四邊的貫穿孔 20，利用該螺絲27將IC測試載板22置於IC測試母板 21的螺絲孔29上，以利於IC測試載板22利用金屬凸 塊26連接IC測試母板21。螺絲27串過該彈簧28，通 過調整彈簧28和螺絲27的高度控制該IC測試載板22 的平坦度。該IC測試載板22設有IC探針錫墊24，其用於與探針連接。本實用新型主要利用IC測試載板22上的金屬凸 塊26 (Bump)，直接嵌入IC測試母板21 (Probe Card PCB)上，再由彈簧28和螺絲27上作調整，達到較佳的平坦度，以利測試接口使用。當需拆卸維修時， 將螺絲27鬆開，將IC測試載板22拆除，參閱圖7，此方法不會導致球腳格列封裝組件錫墊23 (BGA Pad)被拔起或防焊綠漆25剝離而報廢。與一般的焊接組裝技術相互比較，本實用新型可 消除錫球電容效應對線路特性阻抗非連續的影響， 大幅提升電訊號傳輸的頻寬，另可直接簡化IC測試 載板22組裝的流程、工時及成本，提升其實用效益。除此的外本實用新型可提供客戶自行拆裝的簡 便維修。由此可見，應用長金屬凸塊26嵌入IC測試母板 21的組裝技術，不僅可提供測試訊號的完整性，還可縮短組裝流程；在產品應用上，可提供使用者自行拆裝維修，讓整個產品的實用性更有效益。上述詳細說明，乃針對本實用新型實施於IC測試 載板22的測試領域使用，凡未脫離本實用新型技藝精神所為的等效實施或變更，均應包含於本實用新 型的專利範圍中。
權利要求1.一種IC測試載板免焊接組裝結構，其特徵包括有IC測試母板，其設有複數個螺絲孔、錫墊和印刷電路；IC測試載板，其設有複數個貫穿孔和IC探針錫墊，該IC測試載板與該IC測試母板連接；至少一金屬凸塊，其運用印刷電路板的製作技術，在IC測試載板上長出金屬凸塊，測試訊號將通過金屬凸塊連結IC測試母板和IC測試載板；至少一彈簧，通過調整彈簧高度控制該IC測試載板的平坦度和金屬凸塊與IC測試母板的密合度；以及至少一螺絲，其穿過IC測試載板的貫穿孔，配合螺絲孔和彈簧，將該IC測試載板安置於該IC測試母板上。
2. 如權利要求1項所述的IC測試載板免焊接組裝結 構，其特徵是所述螺絲穿過IC測試載板的四 邊的貫穿孔，配合螺絲孔和彈簧，將IC測試載 板固定於IC測試母板上。
專利摘要本實用新型主要為了要解決焊接的問題，而發明出一種IC測試載板免焊接組裝結構，應用長金屬凸塊方式嵌入IC測試母板(Probe Card PCB)上，以凸塊取代植錫球、回焊(reflow)的連接組裝，其包括有IC探針卡；金屬凸塊；IC測試載板；螺絲；螺絲孔；以及彈簧。螺絲串過該螺絲座，配合該螺絲孔利用該螺絲將IC探針卡置於IC測試載板上。螺絲串過該彈簧，通過調整彈簧和螺絲的高度控制該IC測試載板的平坦度。
文檔編號G01R31/26GK201047867SQ20072014709
公開日2008年4月16日 申請日期2007年6月18日 優先權日2007年6月18日
發明者李文聰, 謝開傑 申請人:中華精測科技股份有限公司