CN100552456C - 具有多层弹性的微机电探针卡 - Google Patents

Abstract

一种具有多层弹性的微机电探针卡，主要包含一基板以及多个微机电探针。该些微机电探针设置于该基板的多个探测垫上，每一微机电探针包含多个第一层桥状元件、一第二层桥状元件以及一探触尖端。该些第一层桥状元件及该第二层桥状元件呈ㄇ形截面，其各自具有两墩部以及一梁部，该第二层桥状元件的该些墩部分别设置于该些第一层桥状元件的该梁部上，该探触尖端设置于该第二层桥状元件的该梁部上。由该些第一层桥状元件及该第二层桥状元件的堆叠组合，以使该探触尖端在探触晶片上的凸块或焊垫时具有较大的伸缩缓冲力及抗压性。

Description

具有多层弹性的微机电探针卡

【技术领域】

本发明有关于一种微机电探针卡(MEMS probe card)，特别有关于一种具有多层弹性的微机电探针卡。

【背景技术】

半导体组件于封装前需先经过测试，其是将一晶片放置于垂直探针测试机台内，再以探针卡的多个探针探触该晶片上的输出/输入讯号端的多个凸块，然而在该晶片上设置该些凸块会有工艺误差，因此该些凸块的高度会有些许的不同，尤其是须经回焊步骤以使形状改变成球状的凸块，其高度误差较大，为确保该些探针皆能有效电性接触该些凸块，该些探针会被设计成具有弹性，以利于该些探针同时接触该些凸块。

如图1所示，公知的美国专利证号第6084420号揭示一种微机电探针卡，其是在一探测垫110上设置有一微机电探针120，该微机电探针120具有多个桥状元件121、多个支撑部122及一探触尖端123。该些桥状元件121为水平向的T字型，其为单层伞状排列，每一桥状元件121的一头部121a左右两端分别连接该些支撑部122，该些桥状元件121的一尾部121b相互一体连接，该探触尖端123设置于该些桥状元件121的该尾部121b，由该些桥状元件121及该些支撑部122撑高该些探触尖端123，以使该微机电探针120具有纵向的弹性，然而该些桥状元件121的排列为单层，对于弹性缓冲的效果有限，且伞状的排列方式造成空间利用的浪费，相对减少设置该微机电探针120的数目。

【发明内容】

本发明的主要目的在于提供一种具有多层弹性的微机电探针卡，一基板设置有多个微机电探针，每一微机电探针包含多个第一层桥状元件、至少一第二层桥状元件以及一探触尖端。该些ㄇ形截面的第一层桥状元件具有两第一墩部以及一第一梁部，该ㄇ形截面的第二层桥状元件的两第二墩部分别设置于该些第一层桥状元件的该第一梁部上，该探触尖端设置于该第二层桥状元件的一第二梁部上。由该些第一层桥状元件及第二层桥状元件的迭设，使得该探触尖端具有较大的缓冲力及抗压性，并可增加该些微机电探针的配置数量。

本发明的次一目的在于提供一种具有多层弹性的微机电探针卡，该些第一层与该第二层桥状元件为镍、金、铜、钨、钛或其合金以电镀方法形成H形配置，以使该些微机电探针具有较大的弹性，以探触共平面不良的晶片上的凸块或焊垫。

依据本发明，一种具有多层弹性的微机电探针卡主要包含主要包含一基板以及多个微机电探针。该基板具有多个探测垫，该些微机电探针设置于该些探测垫上，每一微机电探针包含多个第一层桥状元件、至少一第二层桥状元件以及一探触尖端。其中，每一第一层桥状元件呈ㄇ形截面并具有两第一墩部以及一第一梁部，该第二层桥状元件呈ㄇ形截面并具有两第二墩部以及一第二梁部，该第二层桥状元件的该些第二墩部分别设置于该些第一层桥状元件的该第一梁部上，该探触尖端设置于该第二层桥状元件的该第二梁部上。

【附图说明】

图1：公知弹性微机电探针卡的探针立体放大图。

图2：依据本发明的第一具体实施例，一种具有多层弹性的微机电探针卡的截面示意图。

图3：依据本发明的第一具体实施例，该具有多层弹性的微机电探针卡的基板上视图。

图4：依据本发明的第一具体实施例，该具有多层弹性的微机电探针卡的探针立体放大图。

图5：依据本发明的第一具体实施例，该具有多层弹性的微机电探针卡的探针上视图。

图6：依据本发明的第一具体实施例，沿图4中的6-6方向的截面示意图。

图7：依据本发明的第一具体实施例，沿图4中的7-7方向的截面示意图。

图8：依据本发明的第二具体实施例，另一种具有多层弹性的微机电探针的立体放大图。

图9：依据本发明的第二具体实施例，该具有多层弹性的微机电探针的上视图。

主要组件符号说明

110探测垫  120微机电探针  121桥状元件

121a头部   121b尾部       122支撑部

123探触尖端

200微机电探针卡

210基板        211探测垫

220微机电探针  221第一层桥状元件  221a第一墩部

221b第一梁部   222第二层桥状元件  222a第二墩部

222b第二梁部   223探触尖端

230印刷电路板

310微机电探针  311第一层桥状元件  311a第一墩部

311b第一梁部   312第二层桥状元件  312a第二墩部

312b第二梁部   313第三层桥状元件  313a第三墩部

313b第三梁部   314探触尖端

【具体实施方式】

请参阅图2及图3，在本发明的第一具体实施例中，一种具有多层弹性的微机电探针卡200，其主要包含一基板210以及多个微机电探针220。该基板210具有多个探测垫211，该基板210可为陶瓷基板或硅基板，以作为该微机电探针卡200的一探测头，该基板210可设置于一印刷电路板230。该些微机电探针220设置于该些探测垫211上，该些微机电探针220对应一晶片的多个凸块，该些微机电探针220可为矩阵方式排列。其中，每一微机电探针220包含多个第一层桥状元件221、至少一第二层桥状元件222以及一探触尖端223，该些第一层桥状元件221的材质为镍、金、铜、钨、钛或其合金，该些第一层桥状元件221可在该基板210上形成图案化的光致抗蚀剂层，并进行曝光显影、电镀及移除光致抗蚀剂层等步骤后形成，且该第二层桥状元件222的材质与形成方法可相同于该些第一层桥状元件221。该微机电探针220的细部描述请参阅图4、5、6及图7，图4为本实施例中，该具有多层弹性的微机电探针卡的探针立体放大图，图6为沿图4中的探针在6-6方向的截面示意图，图7为沿图4中的探针在7-7方向的截面示意图，该些第一层桥状元件221可为平行排列，每一第一层桥状元件221呈ㄇ形截面，且该第一层桥状元件221并具有两第一墩部221a以及一第一梁部221b，如图2所示，该些第一墩部221a设置于该基板210的该些焊垫211，该第一梁部221b的两端分别连接于该些第一墩部221a。该第二层桥状元件222亦呈ㄇ形截面并具有两第二墩部222a以及一第二梁部222b，该些第二墩部222a分别设置于该些第一层桥状元件221的该第一梁部221b上，如图5所示，该些第一层桥状元件221与该第二层桥状元件222为H形配置。该探触尖端223设置于该第二层桥状元件222的该第二梁部222b上，该探触尖端223的材质硬度大于该些第一层桥状元件221与该第二层桥状元件222，其为钨或其合金，并可以电镀方法制成。由该些第一层桥状元件221与该第二层桥状元件222排列所形成的H形配置，使设置于其上的该探触尖端223具有有较大的弹性，以利于该微机电探针卡200的该些微机电探针220能弹性接触晶片上的凸块或焊垫，以改善因凸块或焊垫不平整而造成测试困难问题。

请参阅图8，在本发明的另一具体实施例中，一种具有多层弹性的微机电探针卡主要包含一基板(图未绘出)以及多个微机电探针310，其中每一微机电探针310包含多个第一层桥状元件311、多个第二层桥状元件312、一第三层桥状元件313及一探触尖端314。该些第一层桥状元件311为平行排列，每一第一层桥状元件311呈ㄇ形截面并具有两第一墩部311a以及一第一梁部311b，该些第二层桥状元件312亦为平行排列，其与该些第一层桥状元件311为垂直对应排列，每一第二层桥状元件312呈ㄇ形截面并具有两第二墩部312a以及一第二梁部312b，该些第二层桥状元件312的该些第二墩部312a分别设置于该些第一层桥状元件311的该第一梁部311b上，一第三层桥状元件313呈ㄇ形截面并具有两第三墩部313a以及一第三梁部313b，该第三层桥状元件313的该些第三墩部313a分别设置于该些第二层桥状元件312的该第二梁部312b上。较佳地，该些第一层桥状元件311的体积大于该些第二层桥状元件312及该第三层桥状元件313，使该些第一层桥状元件311具有较佳的支撑力。请参阅图9，在本实施例中，该些第一层桥状元件311与该些第二层桥状元件312为II字型排列，而该些第二层桥状元件312与该第三层桥状元件313为H形配置。该探触尖端314设置于该第三层桥状元件313的该第三梁部313b上，该些第一层桥状元件311、该些第二层桥状元件312、该第三层桥状元件313与该探触尖端314由多层图案化的光致抗蚀剂逐层曝光显影并逐层电镀后，再移除该些多层光致抗蚀剂所形成，该些第一层桥状元件311、该些第二层桥状元件312、该第三层桥状元件313的材质为镍、金、铜、钨、钛或其合金，而该探触尖端314的材质则为硬度较高的钨或其合金。本实施例中，三层桥状元件的排列方法有助于增加该些微机电探针310的弹性，以降低晶片上凸块或焊垫共平面不良而造成电性接触困难的问题，尤其是用以探触一已封装晶片上的凸块，例如晶片级芯片尺寸封装构造的焊球。

本发明的保护范围当视后附的权利要求所界定者为准，任何熟知此项技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内所作的任何变化与修改，均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1、一种具有多层弹性的微机电探针卡，包含：

一基板，其具有多个探测垫；以及

多个微机电探针，其设置于该些探测垫上，每一微机电探针包含：

两个第一层桥状元件，其中每一第一层桥状元件呈∏形截面并具有两个第一墩部以及一第一梁部；

一第二层桥状元件，其呈∏形截面并具有两个第二墩部以及一第二梁部，该第二层桥状元件的该两个第二墩部分别设置于该两个第一层桥状元件的第一梁部上；以及

一探触尖端，其设置于该第二层桥状元件的该第二梁部上。

2、如权利要求1所述的具有多层弹性的微机电探针卡，其另包含有一印刷电路板。

3、如权利要求1所述的具有多层弹性的微机电探针卡，其中该两个第一层桥状元件与该第二层桥状元件为H形配置。

4、如权利要求1所述的具有多层弹性的微机电探针卡，其中该些微机电探针为矩阵排列。

5、如权利要求1所述的具有多层弹性的微机电探针卡，其中该两个第一层桥状元件为平行排列。

6、一种具有多层弹性的微机电探针卡，包含：

一基板，其具有多个探测垫；以及

多个微机电探针，其设置于该些探测垫上，每一微机电探针包含：

两个第一层桥状元件，每一第一层桥状元件呈∏形截面并具有两个第一墩部以及一第一梁部；

两个第二层桥状元件，每一第二层桥状元件呈∏形截面并具有两个第二墩部以及一第二梁部，每个第二层桥状元件的该两个第二墩部分别设置于该两个第一层桥状元件的第一梁部上；

一第三层桥状元件，其截面呈∏形截面并具有两个第三墩部以及一第三梁部，该第三层桥状元件的该两个第三墩部分别设置于该两个第二层桥状元件的第二梁部上；以及

一探触尖端，其设置于该第三层桥状元件的该第三梁部上。

7、如权利要求6所述的具有多层弹性的微机电探针卡，其中另包含有一印刷电路板。

8、如权利要求6所述的具有多层弹性的微机电探针卡，其中该两个第一层桥状元件与该两个第二层桥状元件为II字型排列，且该两个第二层桥状元件与该第三层桥状元件为H形配置。

9、如权利要求6所述的具有多层弹性的微机电探针卡，其中该些微机电探针为矩阵排列。

10、如权利要求6所述的具有多层弹性的微机电探针卡，其中该两个第一层桥状元件为平行排列，并且该两个第二层桥状元件为平行排列。

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