CN101025426B - 探针组合体 - Google Patents

Abstract

一种将形成于树脂胶膜的垂直探针形状视为悬臂结构的探针组合体；其蚀刻加工黏着铜箔的树脂胶膜，形成含垂直探针之导电部，导电部形成出具有平行弹簧结构之平行四边形连接环；将层迭数枚内置垂直探针的树脂胶膜，让垂直探针前端部接触半导体芯片的电极焊垫，以执行半导体芯片电路检查。此外，提供适当变形部分的面排列式组装接触子机构；其将受试电路的电路端子格子坐标轴倾斜一定角度后再配置薄板状接触子，让平行弹簧前端在格子的数个间距上保有长度空间，以防与其它接触子干涉，且让变形动作方向具一定宽幅与长度，以由平行弹簧，在探针前端进行垂直动作，还可在水平方向上取得长材料，扩大与挠曲相关的材料占有空间。

Description

探针组合体

技术领域

本发明涉及在LSI等电子设备(device)制程上，用于检查形成于半导体晶圆(wafer)的数个半导体芯片电路的探测器(prober)装置的探针组合体；特别涉及在晶圆状态下让垂直型探针接触被排列于半导体芯片上的电路端子(焊垫(pad))，汇总测量半导体芯片的电气导通，而用于探测测试(probing test)的探测器装置的探针组合体。

背景技术

电子设备随着半导体技术的进步而提升了积体度，且在形成于半导体晶圆上的各半导体芯片中，也增加了电路架线所占区域，因而增加各半导体芯片上的电路端子(焊垫)数，且随着缩小焊垫面积及焊垫间距(pad pitch)的狭小，而不断着手进行细微的焊垫排列；同时，在不将半导体芯片容纳于封装(package)的情况下，直接在裸晶状态下内置于电路板等的芯片尺寸封装(CSP)方式已持续成为主流，因此需在分割半导体芯片前，以晶圆状态确认特性及判定良否判定。

特别是将焊垫排列做成细微化(狭隘间距化)的问题在于，对电子设备进行电气特性测试或检查电路时，必须让接触半导体芯片的焊垫，为获得电气导通的探针结构，符合焊垫排列的细微化，因此为了因应焊垫排列的细微化进步，而使用各种测量手段。

举例来说，在被检查半导体芯片焊垫与检查装置之间，夹杂对外力呈弹性变形的弹性变形部，且区域排列数个针状探针的探针组合体的手段；电气连接此探针组合体与半导体芯片测试电路的手段，则用称为探针卡的打印配线基板。

一般而言，在探针卡上采用具单持梁悬臂(cantolever)结构的针状探针时，接触半导体芯片焊垫的探针前端部分就是狭隘间距；但连接探针卡的根部，是从前端部分朝放射状的配置探针，因此可将间距加粗，并可用焊锡等连接手段将探针黏着于探针卡的电路端子；但在接触焊垫时，这种悬臂结构前端会朝水平方向滑移而伤及焊垫，此外，因从焊垫脱落而招徕降低测量成品率等问题；再者，只能逐一测量每1个芯片，且在安装每1只探针时有精度上的差异，而具有难以将接触压控制在一定程度的问题。

替代这种悬臂结构的垂直型探针，换言之，将探针垂直固定于探针卡电路端子上的垂直型探针上，需以同等间距间隔，构成半导体芯片上的焊垫间距和探针卡上的电路端子间距；但在打印配线基板的探针卡上，要将电路图样做成细微化则有制造技术上的极限，因此难以符合电路端子所占面积、配线宽幅与焊垫间距的要求；再者，可焊锡的间距间隔也有极限，因此无法随着细微化，而让垂直型探针对准半导体芯片的焊垫间距垂直固定于探针卡上。

在探针卡上，除了电路端子面积之外，平面区域还会因电路配线宽幅扩大占有比率，而妨碍电路端子的狭隘间距；于是便采用在探针卡上使用多层打印配线基板，并将电路端子排列成格子状或2列千鸟型，再藉由通孔(through hole)电气连接层间配线，以维持垂直型探针只数的手段；但因扩大此通孔所占空间，因此通孔的存在也成为妨碍电路端子排列狭隘间距的原因；要将垂直型探针固定于探针卡时，除了难以将电路端子做成狭隘间距之外，就连焊锡作业也需高度技术与庞大的人事工数，因而让价格居高不下；为了解决这些问题，本发明人等提议垂直型探针组合体，并已提议使用垂直型探针组合体的探测器装置(参阅专利文献1及专利文献2)。

专利文献1：日本特开2004-274010号公报

专利文献2：日本特开2005-300545号公报

发明内容

本发明的第一个目的在于提供，将悬臂结构探针形成于树脂胶膜面，以减少形成树脂胶膜开口部等制作工数及轻松加工的垂直型探针组合体。

本发明的第二个目的在于提供，以低成本进行量产，此外可对芯片焊垫进行垂直整体接触，因此可获得对所有探针均等控制接触压优点的垂直型探针组合体。

本发明的第三个目的在于提供，为了在树脂胶膜面上形成悬臂结构探针而蚀刻铜箔时，不去除蚀刻导电部以外的所定部分，且藉由从导电部电气切离此蚀刻的残余部分以作为拟真部，以力求补强树脂胶膜的垂直型探针组合体。

本发明的第四目的个目的在于提供，提升导电部与拟真部绝缘性的垂直型探针组合体。

本发明通过提供一种探针组合体，将铜薄板黏贴于带状(ribbon)(长方形状)树脂胶膜(film)面上，再藉由蚀刻(etching)此铜薄板，以便在树脂胶膜面上形成出具有弯曲部的垂直型铜探针，层迭数枚附设此探针的树脂胶膜，以构成出垂直型探针组合体。

本发明是采用以下技术手段实现的：

此垂直型探针组合体属于层迭树脂胶膜的结构，因此可在极为狭隘的区域中配置数个探针；此外，树脂胶膜上设有朝长方向细长展延的开口部，探针具有将端子设置于前端、且在上下关系中具有以所定间隔隔开间距，让垂直部中途沿着开口部边缘，对垂直部弯曲成交叉方向的弹性变形部，让探针前端部形成出，以树脂胶膜的开口部和探针的弹性变形部，吸收因接触焊垫时的压力所造成的变形结构。

针对测量时如何对探针及树脂胶膜施加压力以进行分散，而由树脂胶膜开口部的大小、形状与探针弯曲形状提议各种形状；但就算得以提供符合狭隘间距的探针组合体，也会因树脂胶膜或探针加工繁杂，而让成本居高不下；于是，本发明便提供可减少形成树脂胶膜开口部等制作工数及轻松加工的垂直型探针组合体，以便让形成树脂胶膜的探针形状，接近悬臂结构的单纯结构。

此外，弹性变形部具有选择多数形状的可能性，并可由和x轴呈一定角度，以配置自由选定输入部和输出部相对位置关系的弹性变形部形状的接触子，及配置小间距格子的接触子组合体。

在用黏着铜箔的树脂胶膜，在蚀刻加工铜箔的树脂胶膜上，形成含垂直探针的导电部，以层迭数枚附垂直探针的树脂胶膜，并让垂直探针前端部整体接触半导体芯片的电极焊垫，以执行半导体芯片检查电路的探针组合体上，让包含垂直探针的导电部，形成出具平行弹簧的平行四边形的连接环(link)。

如上述所言，使用已提议的胶膜层迭型垂直型探针组合体所做的探测器装置，属于可测量狭隘间距化的焊垫间距，例如45μm间距以下(举例来说：20μm间距)半导体芯片的装置；而且组装探针时，不需通过焊锡或树脂固定手段便可自动组装，因此可用低成本进行量产，此外可对芯片焊垫进行垂直整体接触，因此可获得对所有探针均等控制接触压的一大优点。

本发明除了发挥这些优点的同时，也属于让形成于树脂胶膜上的探针形状，成为接近悬臂结构的单纯结构，因此可提供减少形成树脂胶膜开口部等制作工数及轻松加工的垂直型探针组合体。

本发明的特征在于，用黏着铜箔的树脂胶膜，在蚀刻加工铜箔的树脂胶膜上，形成含垂直探针的导电部，以层迭数枚内置垂直探针的树脂胶膜，并让垂直探针前端部整体接触半导体芯片的电极焊垫，以执行半导体芯片检查电路的探针组合体上，让包含前述垂直探针的导电部，形成出具平行弹簧结构的平行四边形的连接环机构；本发明是在1个树脂胶膜上配置数个探针，以层迭数个树脂胶膜。

此外，本发明具备前述平行弹簧结构的平行四边形连接环机构的一端上有前述垂直探针，以便将另一端视为固定支撑部，而朝水平方向延长的悬臂结构；此外，本发明变更例的特征在于，前述平行弹簧朝挠曲方向弯曲变形的连接环机构；再者，本发明的状态，也可针对因应前述平行弹簧内部空间的树脂胶膜部分，设置或不设置开口部。

此外，本发明通过连接环机构及导电部连接于前述垂直探针上，同时具备检查装置电路板连接焊垫和接触端子部；前述端子部是在层迭内置探针树脂胶膜时，以等间距错开各配置位置的方式形成出各树脂胶膜；另外，前述端子部附近导电部，则设有弯曲部；此外，本发明型态的一的特征在于，前述连接环机构与端子部之间，具有在附近设置切口部的悬臂结构；此外，本发明的其它型态的特征在于，蚀刻前述铜箔时，不去除蚀刻导电部以外的所定部分，且由从导电部电气切离所形成的拟真(dummy)部，以作为树脂胶膜的补强构件；另外，本发明的其它型态特征在于，将绝缘性黏着剂，填充于前述导电部与拟真部之间的树脂胶膜面。

本发明与现有技术相比，具有以下明显的优势和有益效果。

相较于现有问题中的悬臂针前端垂直方向动作，本发明的探针组合体是藉由在内置探针树脂胶膜上，将垂直探针结构视为平行弹簧结构，以减少水平方向的移动距离；这表示，即使半导体芯片的焊垫面积极为细小，也可适用悬臂结构的探针；此外，习有垂直探针需随着狭隘间距而变细，虽然在弯曲部上具有弹性强度是的极限，但本发明即使不设置弯曲部，也可藉由使用平行弹簧的悬臂结构，以充分因应弹性强度；再者，不需做出如同弯曲部般的复杂结构，因此可轻松蚀刻加工铜箔，并可削减生产成本。

本发明的接触子组合体属于，事先让构成悬臂的平行弹簧形状变形以呈现连接环结构，此时也可缩小垂直探针前端部的移动量；此外，事先变形时，上述移动量具有和倾斜角度θ呈比例的关系，因此可在设计上，以不改变平行弹簧部变形量的情况选择移动量；换言之，属于可配合使用者规格决定摩擦量的结构。

本发明最好让垂直探针面和定位拟真部面为相同面；此外，最好是即使朝垂直探针z向进行探测动作，也不在定位拟真部上发挥极大力道作用；这是因探针必须进行独立动作所致；可由让连结拟真部形成于磁带(tape)上，以缩小y向的弯曲。

附图说明

图1：本发明相关垂直探针动作说明图；

图2：本发明相关垂直探针的第1实施例平面图；

图3：本发明相关垂直探针的第2实施例平面图；

图4：层迭本发明第2实施例相关垂直探针的探针组合体说明侧视图；

图5：本发明相关垂直探针的第3实施例平面图；

图6：本发明相关垂直探针的第4实施例平面图；

图7：本发明第4实施例相关垂直探针基础端附近的部分放大图；

图8：本发明第4实施例中，轻松形成相同平面的部分图；

图9：本发明相关树脂接触子组合体的图例平面图；

图10：本发明相关数个树脂接触子组合体配置顺序平面图；

图11：本发明相关数个树脂接触子组合体的组装侧视图；

图12：本发明相关数个树脂接触子组合体端子部、与配线板上连接焊垫的对置关系侧视图；

图13：本发明数个树脂接触子组合体端子部、与配线板上连接焊垫的因应关系图。；

图14：将本发明相关数个树脂接触子组合体排列成4边的焊垫对置状态侧视图；

图15：本发明第6实施例相关树脂与探针复合体磁带组合体右半部分正视图；

图16：本发明第6实施例的相关以组装单位呈现树脂、组装探针复合体磁带正视图；

图17：本发明第6实施例的层迭配置数个树脂、组装探针复合体磁带状态侧视图；

图18：本发明第6实施例的相关用于求出垂直探针最大板幅imax说明图；

图19：本发明第6实施例中，放大图18所示探针端子与芯片焊垫的接触部分的部分放大侧视图；

图20：本发明第6实施例中，表示焊垫排列与排列插销层迭体的相对关系位置图；

图21：本发明第6实施例中，决定图20所示焊垫排列与排列插销层迭体的相对关系位置状态下，所制作的探针组合体外观构成侧视图；

图22：将本发明探针组合体固定于PC板的构成探针组合体维持机构分解侧视图；

图23：构成图22所示探针组合体维持机构图，(a)为平面图、(c)为侧视图；

图24：在图22及图23所示探针组合体维持机构中，(a)为探针组合体与探针组合体维持机构配置关系的部分剖面分解侧视图、(b)为放大探针前端部端子与因应芯片焊垫的接触部分侧视图、(c)为放大探针圆弧状基础端部侧视图。

具体实施方式

以下将参阅图式，说明本发明的实施例；图1(a)、(b)、(c)用于说明各垂直探针前端部动作原理图；在这些图式中，符号11为支撑垂直探针的悬臂，且从以前便利用此结构以支撑垂直探；12为垂直探针、13为芯片或半导体芯片等受检设备焊垫部、14为支撑悬臂11及连接环(后述)16的支撑部、15本发明所提议的平行弹簧，以作为支撑垂直探针12构件、16是藉由平行弹簧15所构成的平行四边形连接环；再者，垂直探针12的前端部，在接触焊垫部13之前皆维持垂直状态。

图1(a)中被安装于长度L悬臂11前端部的垂直探针12，是将前端部垂直对置于焊垫部13上方，另一端呈安装于支撑部14的水平状态；接下来，为了检查而上升焊垫部13、或下降支撑部14后，会接触垂直探针12前端部与焊垫部13上方，长度L悬臂11则以计算后约为(1/3)L位置为中心进行旋转(换言之，就是挠曲变形)；此时，垂直探针12前端部则接触焊垫部13上方，同时对该焊垫部13上方相对性的以距离d0大幅移往长方向；其结果为，垂直探针12的前端部便从焊垫部13脱落，且削到焊垫部13上方而留下伤痕。

为了消除此弊害，本发明便将悬臂11的结构部分，视为如图1(b)所示平行弹簧15的平行四边形的连接环16，并提议让连接环16的一端具有接触部的垂直探针12；根据此连接环结构，即使在垂直探针12施加同于图1(a)垂直方向的接触载重，也会因由平行弹簧15所构成的连接环16结构，让朝向垂直探针12前端部长方向进行相对移动量d1变成d1＜d0，而得以控制在极为些微的移动量。

图1(c)表示事先变形构成悬臂11的平行弹簧15形状的连接环16结构，此时朝垂直探针12前端部长方向的相对移动量d2则变成d2＜d0，而得以控制在极为些微的移动量。

接下来，关于应用图1(b)及(c)说明原理，且附设本发明相关垂直探针12的树脂胶膜(以下简称为「内置探针胶膜」)第1实施例方面，则以图2平面图做说明；图2上的符号25表示树脂胶膜，且具有朝向长方向(图2左右方向)延伸的带状；此树脂胶膜25几乎是覆盖垂直探针12及平行弹簧15所构成的连接环16所支撑，通常都是将数个垂直探针12及连接环16结合体，配置树脂胶膜25的长方向；连接环16支撑部14，是藉由树脂胶膜的一部份与构成；如图2所示形成于树脂胶膜面的平行弹簧结构探针，使用的是厚度20μm的铍(beryllium)铜薄板，且将此铜薄板黏贴于厚度5μm的聚亚酰胺(polyimide)树脂胶膜后再进行蚀刻加工而成。

此内置探针胶膜是将垂直探针12、及垂直探针12维持在一端的平行弹簧15、及在另一端支撑平行弹簧15的支撑部14所形成，且只有垂直探针12前端部，些微突出于树脂胶膜25外；平行弹簧15的尺寸方面，举例来说，如图2所示1只弹簧宽幅a为20μm，连接环16的整体宽幅b为0.4～1mm；通常，在因应平行弹簧15内部空间的树脂胶膜25部分上设有开口部，并采用减少平行弹簧15弹性系数对策；但如上述例所言，平行弹簧15宽幅狭隘时，也可不在平行弹簧15间的树脂胶膜上设置开口部，而是让树脂胶膜本身具耐变形强度的方式，只加工铜薄板以增强平行弹簧15的结构。

图3为内置探针胶膜第2实施例平面图；此图中的25表示树脂胶膜；此树脂胶膜25具备除了垂直探针12前端部之外，可容纳整体探针构成的带状型态；平行弹簧15在一端上具备垂直探针12，另一端则具备支撑部14；平行弹簧15则形成出对水平方向，倾斜角度θ1的连接环结构树脂及探针复合体磁带50；且为图1(c)事例的变形结构例。

此外，从支撑部14到基础端则形成出导电配线31；此导电配线31是经由弯曲部22朝垂直方向到达延伸端子部17；从导电配线31到端子部17的部分，则在相反于垂直探针12侧上，在检查装置之间进行接触动作，及进行用于收受讯号的配置；端子部17则接触检查装置端电路板18的连接焊垫19，并在垂直探针12之间形成电气连接部的方式，通过弯曲部22所形成；此外，还设有层迭数枚此内置探针树脂胶膜25时，贯通层迭树脂胶膜的树脂胶膜25定位、及形成固定部的支撑棒贯通孔20；层迭数枚具备垂直探针12的树脂胶膜25者就是探针组合体(另称「接触子组合体」)；再者，本实施例的特征在于，相当于平行弹簧15间树脂胶膜25开口部的部分中，保有取代设置开口，并将铜箔视为拟真部21，以提高树脂胶膜25及平行弹簧15耐变形强度的补强板功能；以下将垂直探针12、平行弹簧15、端子部17、弯曲部22组合体统称为「导电探针」。

同样的，支撑部14上则设置具备导电部功能的平行弹簧24，此支撑部14部分的平行弹簧24间，则藉由设置拟真部23以发挥补强板的功能；另外，支撑部14也藉由设置平行弹簧24，以便于电气连接电路板18的连接焊垫19时，得以随着弯曲部22让端子部17也能呈现出弹力变形，以轻松进行电气连接；此外，支撑部14上则藉由设置导电部24，以决定电气连接电路板18连接焊垫19的距离，同时藉由具备一常数值以上的长度，以便固定平行弹簧15；此外，配线24中有空洞的部分，是用于缩小静电容量值；再者，空洞中的拟真部23，用于强固探针结构的手段。

图4表示层迭图3所说明的内置探针胶膜的状态图；但图4中并未出示树脂胶膜图示，而属于只层迭探针与平行弹簧及支撑部部分状态；从图4可得知，层迭内置探针胶膜时，则以等间距p挪动形成电气连接部的端子部17相位的方式，在各树脂胶膜25上形成出事先挪动端子部17的配置；当设置连接端子部17的电路板18电气连接部的连接焊垫19时，为了轻松配置连接焊垫19，而对准事先朝倾斜方向配置的连接焊垫19。

图5表示本发明第3实施例平面图。本实施例的特征在于，在树脂胶膜25上形成平行弹簧15形成的部分上，设置开口部28及切入口29、及在用于电气连接电路板18的端子部17部分上也设置切入口30；如图5所示，黏贴于树脂胶膜25的铜箔，属于分离形成于导电部部分、及兼具补强部功能的电气拟真部26，27部分；导电部部分的一端则形成出垂直探针12，另一端则形成接触电路板18电气连接部的连接焊垫19的端子部17；之所以设置拟真部26、27的理由在于，铜箔厚度为20μm，相对之下树脂胶膜25的厚度只有5μm之薄，因此是用于保持内置探针胶膜的变形强度(换言之，不让树脂胶膜25变形)。

此外，垂直探针12则形成出具备平行弹簧15的连接环机构，平行弹簧15间的树脂胶膜25部分则设有开口部28，此外也藉由设置和连接环机构呈平行的切入口29，以形成出整体上含垂直探针12的悬臂结构；另外，沿着端子部17设有切入口30，端子部17也是依据切入口长度形成出悬臂结构；藉由平行弹簧机构让探针部形成悬臂结构，便可大幅取得导电配线31的宽幅，因此相较于在习有结构的一只垂直探针中途设置弯曲部的结构，有助于更加提高树脂胶膜25的变形强度；此外，也藉由将端子部17做成悬臂结构，而得以在电气连接电路板18与垂直探针12时，只要通过弹性接触便可进行连接，因此可轻松组装电路板18与探针组合体。

此外，在衔接垂直探针12与端子部17的导电配线31与拟真部26、27间隙中，注入用于维持电气绝缘性与胶膜强度的绝缘黏着剂32，以作为补强用隔板；再者，垂直探针12附近的树脂胶膜25上，则钻出当层迭树脂胶膜25时，用于定位及固定的支撑棒穿孔20。

图6为本发明第4实施例平面图；本实施例的特征在于，在树脂胶膜上形成平行弹簧的部分上设置开口部及切入口、及在用于电气连接电路板的端子部分上也设有切入口；如图所示，黏贴于树脂胶膜25的铜箔，则分离形成于导电部部分、及兼具补强部功能的电气拟真部分；导电部部分的一端则形成出垂直探针12，另一端则形成接触电路板18电气连接部的连接焊垫19的端子部17；之所以设置拟真部26、27的理由在于，铜箔厚度为20μm，相对的下树脂胶膜25的厚度只有5μm之薄，因此是用于保持内置探针胶膜的变形强度；此外，拟真部27被坚固夹持固定于上端固定板46与电路板18中；导电配线31与拟真部27之间填充了黏着剂32，导电配线31则填充黏着剂26；故得以坚固固定平行弹簧15固定部的导电配线11；黏着剂26不需黏着剂，也可以是同于胶膜的材料；胶膜剂则以聚亚酰胺等较为适当。

此外，垂直探针12则形成出具备平行弹簧15的连接环机构，平行弹簧15间的树脂胶膜25部分则设有开口部28，此外也藉由设置和连接环机构呈平行的切入口29，以形成出含垂直探针12的悬臂结构；另外，沿着端子部17设有切入口30，端子部17也是依据切入口长度形成出悬臂结构；藉由平行弹簧机构让探针部形成悬臂结构，便可大幅取得导电配线31的宽幅，因此相较于在习有结构的一只垂直探针中途设置弯曲部的结构，有助于更加提高树脂胶膜的变形强度；导电配线31属于在导电部24中，没有空间与拟真部23的形状；此外，也藉由将端子部17做成悬臂结构，而得以在电气连接电路板与垂直探针时，只要通过弹性接触便可进行连接，因此可轻松组装电路板与接触子组合体。

此外，在衔接垂直探针12与端子部17的导电配线31与拟真部26、27间隙中，注入用于维持电气绝缘性与胶膜强度的绝缘黏着剂32，以作为补强用隔板；再者，垂直探针12附近的树脂胶膜25上，则钻出当层迭树脂胶膜25时，用于定位及固定的支撑棒穿孔20；此支撑棒37的贯穿功能方面，已在上述专利文献2(特开2005-300545号公报)做说明，在此则省略说明。

图7为图6垂直探针12附近的部分放大图；在图7上驱动探测垂直探针12时，当垂直探针12前端有z向的差异时，可通过支撑棒37将力量传达至其它垂直探针12。

本实施例用于防止发生这种情况；图7中的41为外定位拟真部、42为内定位拟真部、43为树脂胶膜变形部；外定位拟真部41及内定位拟真部42位于相当接近垂直探针12的位置；内定位拟真部42与树脂胶膜25则在同轴上设有空孔20；支撑棒37则以压入嵌合孔20的方式，依据层迭间距定位被插入的树脂胶膜25及外定位拟真部41；此树脂胶膜25、内定位拟真部42及外定位拟真部41，可藉由邻近垂直探针12的距离，减少介于垂直探针12位移的距离，故可高精度组装前端。

在上述构成中，当焊垫部下降，且通过探测动作朝同时作动数个垂直探针12的z向的纸面下方压下时，当垂直探针12的前端z向有出现后，便在支撑棒37上发挥力道作用；外定位拟真部41与内定位拟真部42之间的树脂胶膜变形部43，就是用于缩小这种力道；图7中的树脂胶膜变形部43上，虽未描绘出缺口，但也可适当设置用于决定弹簧常数的缺口。

在本实施例中，垂直探针12面K与外定位拟真部41面S，以相同面为最佳；此外，即使在垂直探针12的z向上有探测动作，最好不在外定位拟真部41上发挥极大力道；这是因探针必须独立动作所致。

图8为轻松形成相同平面的部分图；其特征为，图8上的34为连结拟真部；该连结拟真部34存在于垂直探针12和定位拟真部33之间；树脂材料35位于定位拟真部33和连结拟真部34之间；拟真部36位于连结拟真部34和垂直探针12之间，负责发挥增强强度功能；垂直探针12附近有定位拟真部33，并藉由让贯通该定位拟真部33与胶膜25的贯通孔20及连结拟真部34的一端，接近垂直探针12，以轻松让垂直探针12、连结拟真部34与定位拟真部33形成出相同平面。

图8型态则同于图6、图7型态一样，垂直探针12面K定位拟真部33的面S为相同面最佳；此外，垂直探针12的z向上即使有探测动作，也以不在定位拟真部33上发挥极大力量为最佳；这是因各探针必须具独立动作性；藉由在磁带上形成出连结拟真部34，以缩小(或防止)树脂胶膜25乃至磁带的y向弯曲。

从z向来看，连结拟真部34与定位拟真部33朝x向具有较长的共有部分，垂直探针12与连结拟真部34面，朝相同面内进行正确动作，而在组装其它接触子上，难以通过孔20及支撑棒发生传达力。

以下将以图式9乃至图式13，说明本发明第5实施例；图9表示组装树脂接触子；图9中的39表示相当于第1实施例等所示的垂直探针12的导电探针、40为树脂胶膜；此外，15为平行弹簧、31为导电配线；因简化图式，故省略拟真部等，但实际上发挥了实际功能；树脂胶膜40功能则同于树脂胶膜25；左右两侧各有1个导电探针39，故由合计2个配置的组装接触子38所构成。

图10表示按照数个组装顺序，配置不同导电配线31长度的组装接触子38；图10表示不同导电配线31长度的组装接触子38较短顺序中，依序为38-1、38-2、38-3···38-1···重复配置的组装接触子38。

图11为本发明相关数个组装接触子38的组装侧视图；图11表示组装图10所示的组装接触子38，并将支撑棒37插入于孔20；孔20与支撑棒37是藉由压入，以决定组装接触子38之间隔定位。

图12表示本发明相关数个组装接触子38端子部与配线板上连接焊垫的对置状态图；图12上则对置组装接触子38端子部17与连接焊垫19。

图13表示端子部17与连接焊垫19因应关系；层迭导电配线31长度不同的组装接触子38时，则如图13所示呈现出层迭间距和配线长度的差异关系；并可藉此在电路板18的粗间距连接焊垫19上，连接端子部17。

图14表示排列于本发明相关4边，而与焊垫呈对置的树脂组装接触子；图14表示层迭图12及图13所示数个组装接触子38，以连接呈4变形对置2边排列的焊垫，剩余的2边则以直交大致相同的数个组装接触子38以进行配置；44为晶圆、45为矩形上有焊垫的芯片；如图14所示，并列成矩形状的垂直探针12，与矩形上有焊垫的芯片45呈对置。

图15表示局部改变本发明第2实施例的本发明第6实施例图；再者，为了说明本发明相关垂直探针第2实施例，而将图3中的50视为树脂与探针复合体磁带(电路板18、连接焊垫19除外)；51为配线部、52为输入部。

图15表示有数个树脂与探针复合体磁带50的树脂与探针复合体磁带组合体的右半部分图；图15中配置了和图3所示的树脂与探针复合体磁带50大略相等的树脂与探针复合体磁带50-1、树脂与探针复合体磁带50-2、树脂·金属复合体磁带50-3····、树脂与探针复合体磁带50-N；并以改变高度方向与水平方向位置的状态，配置各树脂与探针复合体磁带平行弹簧15-1、15-2、15-3、···15-N；此外，因应图3所示高度h的h-1、h-2、h-3、h-N高度，各因应图1 5树脂与探针复合体磁带；同样的，导电配线31-1、51-2、51-3、51-N长度不同，但压黏连接电路板18、电极及端子；电极间的距离为S；弯曲部22是为了让压黏力均匀所设置的弹簧；端子部17高度各为V-1、V-2、V-3、V-N；端子部17高度不同的原因在于，以电气连接方式，将端子部17-1、17-2、17-3、···17-N连接于电路板18电极上。

图15中，是藉由在不同空间里，朝高度方向配置平行弹簧15-1、平行弹簧15-2、15-3、15-N，而在与焊垫间距无关的情况下，扩大平行弹簧15-1、15-2、15-N长度1及宽b的选择自由度。

以图15所示imax间隔，配置输入部52-1、输入部52-2、输入部52-3、···输入部52-N。

图15中的平行弹簧15-1、平行弹簧15-2、平行弹簧15-3、平行弹簧15-N会因尺寸相同，而在输入部52-1、输入部52-2、输入部52-3、···输入部52-N上，发挥相同接触力的作用后，会在平行弹簧15-1、平行弹簧15-2、平行弹簧15-3、平行弹簧15-N上产生相同变形。

图16表示组装单位的树脂与探针复合体磁带组合体图；图16中的①、②、③、④各表示树脂与探针复合体磁带组合体；图16上的树脂与探针复合体磁带组合体的右半部份配置于右侧；此外，与树脂与探针复合体磁带组合体的右半部份，呈左右对称的树脂与探针复合体磁带组合体的左半部份被配置于左侧；树脂胶膜25为共通零组件；图16上的输入部是以符号52做表示；树脂与探针复合体磁带组合体①上的左右所有输入部52-1①、输入部52-2①、輸入部52-3①、···输入部52-N①的中心间距同于imax；图16的②、③、④，也是同样采取52-1、52-2···的排列。

树脂与探针复合体磁带组合体的右半部份的右侧上，配置与树脂与探针复合体磁带组合体的右半部份，呈左右对称的树脂与探针复合体磁带组合体的左半部份；这是因配线于两侧的配线数几乎相同所致。

同样的，还有树脂与探针复合体磁带组合体②、树脂与探针复合体磁带组合体③及树脂与探针复合体磁带组合体④。

图16中的树脂与探针复合体磁带组合体①、②、③、④的关系，是以树脂与探针复合体磁带组合体①输入部52-1①为标准，树脂与探针复合体磁带组合体②输入部52-1②，则配置于朝右方向移动尺寸r的位置(换言之，位移位置)；同样的，以树脂与探针复合体磁带组合体①的输入部52-1①为标准，将树脂与探针复合体磁带组合体③输入部52-1③，配置于朝右方向移动尺寸2r的位置，以树脂与探针复合体磁带组合体①输入部52-1①为标准，将树脂与探针复合体磁带组合体④输入部52-1④，配置于朝右方向移动尺寸3r的位置；相对之下，孔20则通过所有树脂与探针复合体磁带组合体①、②、③、④而位于同一条在线；左右上的端子部17-1、端子部17-2、端子部17-3、端子部17-N(参阅图15)，位于和连接焊垫19呈适当对置的位置；导电配线31-1、导电配线31-2、导电配线31-3、导电配线31-N的长度，属于让上述连接焊垫19与端子部17-1、端子部17-2、端子部17-3、端子部17-N呈对置的长度。

通过所有树脂与探针复合体磁带组合体①、②、③、④的孔20，位于从中心线起算左右相等的尺寸位置上。

图17表示树脂与探针复合体磁带组合体的层迭状态侧视图；图17的树脂与探针复合体磁带组合体①、与图16的树脂与探针复合体磁带组合体①表示相同的零组件；如图17所示，通过所有树脂与探针复合体磁带组合体①、②、③、④，将支撑棒37插入孔20，再予以压入固定。

图18-图20为求出垂直探针12最大板幅imax的说明图；首先，图中记号如下所示。

P：格子间距(芯片焊垫54排列间距)

i：可占有的插销宽幅

i max：树脂与探针复合体磁带50上输入部52之间距

n：i max的占有格子间距数

tf：胶膜厚(如图20所示)

tc：探测针的厚度

kS：树脂与探针复合体磁带50间的间距

r：邻接树脂与探针复合体磁带50输入部52的转换间距宽幅。

图18表示针对将垂直探针12设置成格子状的芯片焊垫54，倾斜θ°的配置情况；格子点的1-1，1-2，  ···，2-3，2-4，表示芯片焊垫54的位置。

图18上是将芯片焊垫54的格子间距视为P、将占有垂直探针线宽i的芯片焊垫54格子间距数视为n后，θ则成立以下关系：

Tanθ＝P/(n×P)

此时，关于芯片焊垫54格子点1-4，2-1，则并排于同一条在线；其间距i max则用以下数式予以求出：

i max＝((n×P)²+P²)^0.5

i max尺寸同于图16树脂与探针复合体磁带组合体①所示的i max；垂直探针12线宽i只要是

i＜imax

即可，相较于P可获得充分的大数值；这表示，即使扩大垂直探针12的高度h时，也可制作耐纵弯曲的结构体。

此外，将在倾斜0°状态下的格子点1-3，1-4间的y向相位差视为Ks后，则用以下数式予以求出：

Ks＝P×sinθ

Ks同于层迭图16树脂与探针复合体磁带组合体时的间距。

同样的，将在倾斜θ°状态下的格子点1-3，1-4间的x向相位差视为r后，则用以下数式予以求出：

r＝P×cosθ

r尺寸同于图16树脂与探针复合体磁带组合体所示的r尺寸。

图19为立体检视图18模式图的立体图；图19垂直探针12与图18垂直探针12的零组件相同。

图20表示焊垫排列与插销层迭体排列之间的相对关系位置图。

图20中以虚线所示的格子的格子点1-1，1-2····3-3、3-4，表示LSI的焊垫位置，图上端的并行线是层迭探测针所形成的器件磁带，器件磁带厚度为Ks；图中排列的区域数组(area array)，表示在1-1～3-4矩阵中，20个焊垫中的1个LSI；由于LSI被做成整个晶圆面，因而省略图式说明，但数组持在遍布于前后左右与晶圆面上。

图16的输入部52-1①同于图20的1-4。

次表表示图16输入部与图20坐标编号。

图16组合体No.    图16        图20坐标

①               52-3①      1-4

②               52-2②      2-1

③               52-3③      1-3

④               52-3④      1-2

⑤               52-2⑤      1-1

此方式的特征在于，具有让探测针接触区域数组排列焊垫时，只将图20所示的两者相对关系位置倾斜成角度θ以便接触的技术；此角度θ是将焊垫排列间距视为P，i的占有格子间距数视为n后，再以下列数式做决定：

Tanθ＝P/(n×P)

其它数值也可用以下数式予以算出：

i max＝((n×P)²+P²)^0.5

r＝P×cosθ

将数枚垂直探针第2实施例配置于树脂胶膜25上；改变垂直探针12的高度h以取得阶层结构，并藉由转换成水平而予以配置后，即可配置出不损及平行弹簧15形状与功能的数个探针；树脂胶膜25在x向与y向长度上并无理论上的限制，因此可自由设定平行弹簧15的弹簧宽a、连接环16的整体宽幅b、连接环16长度l；此外，相较于芯片上的芯片焊垫54间隔i max，可大幅取得电路板18连接焊垫19的间隔P’。

图21表示决定图20所示焊垫排列、及插销层迭体排列的相对关系位置状态所制作的探针组合体外观构成侧视图；从此图可明确出，各探针端子被排列成因应格子状的排列焊垫。

图22及图23为第2实施例变更例，表示将探针组合体固定于PC板的型态图；在这些图式中，图22是藉由探针组合体维持机构61，将探针组合体60固定于PC板62的状态分解侧视图；图23(a)是藉由探针组合体维持机构61，将探针组合体60固定于PC板62的状态平面图；图23(b)是藉由探针组合体维持机构61，将探针组合体60固定于PC板62状态下的侧视图；构成探针组合体60的各垂直探针12，则让各前端部端子接触几乎载置于PC板62中央部，以因应芯片45的焊垫13；此外，此例探针组合体60中的各垂直探针12，是将各基础端部(设有端子部17的部分)扩展成圆弧状，且让基础端部端子与端子间隔大于前端部端子；可藉此轻松进行将芯片45上进行高密度排列的焊垫13讯号，取出于检查电路装置等检查电路18的配线；再者，如图22所示，扩展成圆弧状的各垂直探针12的基础端部，受限于藉由导轨构件63所支撑的位置。

图24属于在图22及图23所示探针组合体60的支撑结构上，垂直探针12前端部端子与因应芯片45焊垫13的接触部分、及将垂直探针12扩展成圆弧状的基础端部详细构成图；此图中的图24(a)是剖断部分探针组合体60与探针组合体维持机构61及PC板62的配置关系的分解侧视图；图24(b)表示放大垂直探针12前端部端子、及因应芯片45的焊垫13接触部分的侧视图；图24(c)属于放大扩展垂直探针12圆弧状的基础端部侧视图；如这些图式所示，各垂直探针12是让各前端部端子接触高密度配置的芯片45的焊垫13，同时以规定间隔隔开各基础端部距离的方式扩展成圆弧状；可藉此轻松进行在芯片45上，将来自于高密度排列的焊垫13讯号，取出于检查电路装置等检查电路的配线。

从上述可知，包含本提议的内置探针树脂胶膜，可适用于因应半导体设备狭隘间距的检查电路装置(探测器)上，举例来说以直径300mm将半导体芯片形成出数十～数百个晶圆的整体检查上，也充分具备追随功能。

此外，由将现有弹簧插销式探针卡中无法实现的120μm间距探针卡做成产品，而得以对市场提供探测针与磁带层迭方式的新型探针卡，LSI制造商可在刚完成前制工程后，以晶圆级进行LSI检查；

因此，开发部门可用晶圆级进行功能测试，并带来缩短开发时间、降低开发成本的一大优点；此外，还可提供以下优点，让制造部门具备合理工程，早期发现不良的LS，以提升良品率等产能。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案；因此，尽管本说明书参照上述的各个实施例对本发明已进行了详细的说明，但是，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换；而一切不脱离发明的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (8)

1.一种探针组合体，其特征在于：使用黏着铜箔的树脂胶膜，再对前述铜箔蚀刻加工，使树脂胶膜形成含有垂直探针的导电部，而前述含有垂直探针的导电部形成出具有平行弹簧结构的平行四边形连接环机构，再以层迭数枚内置垂直探针的树脂胶膜，让该垂直探针的前端部接触半导体芯片的电极焊垫，来执行半导体芯片的电路检查。

2.如权利要求1所述之探针组合体，其特征在于：具有平行弹簧结构的平行四边形连接环机构的一端具有垂直探针，另一端具有以水平方向延伸、与树脂胶膜连接、以供支撑平行弹簧用的支撑部。

3.如权利要求1所述之探针组合体，其特征在于：连接环机构的平行弹簧为弯曲变形。

4.如权利要求1所述之探针组合体，其特征在于：平行弹簧之间的树脂胶膜上设有开口部。

5.如权利要求1所述之探针组合体，其特征在于：平行弹簧之间的树脂胶膜未设有开口部。

6.如权利要求1所述之探针组合体，其特征在于：蚀刻前述铜箔时，在未去除导电部以外部分的情况下形成拟真部，以作为树脂胶膜的补强构件。

7.如权利要求6所述之探针组合体，其特征在于：在导电部与拟真部之间的树脂胶膜面上，填充绝缘性黏着剂。

8.如权利要求1所述之探针组合体，其特征在于：平行弹簧形成出只对水平方向倾斜角度θ的连接环结构，并可藉由改变此角度θ，以变更探针和晶圆上之焊垫间的摩擦量。

Images