CN101153878A - 电气讯号连接用变换坐标装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电气讯号连接用变换坐标装置，包括：接触与导通晶圆焊垫以狭隘间距线排列的探针输入端和探针输出端；将探针输出端在略呈平面上，呈现出面排列于稀疏间距上的手段；交叉接触探针输出端及变换配线输入端以进行导通的y向配线群；以及交叉与导通y向配线群输出端的x向配线群。本发明不需通过多层基板技术，便可将狭隘间距线的排列讯号，电气连接于具稀疏电极的低价印刷配线电路板上的效果。

Description

电气讯号连接用变换坐标装置

技术领域

本发明涉及一种用于探针卡等电气讯号连接用变换坐标装置，尤其是有关于从测点，有效将配线配置于探针卡基板之电气讯号连接用变换坐标装置。

背景技术

在LSI等电子设备制程上，都在半导体晶圆上所形成的复数半导体芯片检查电路上使用探针卡；关于探针卡方面，以往本案发明人已提议出使用垂直式探针的各种探针卡；这种探针卡，是在晶圆状态下，让垂直式探针接触排列于半导体芯片上的复数电路端子(焊垫)，经过汇总后即可测量通电的半导体芯片；这种探针卡的现有例则有，例如特开平7-318586号公报、或特开2003-75503号公报所示内容。

在此，将特开平7-318586号公报所示之探针卡，视为现有例后做成如图14所示；此探针卡上的复数探针3，被视为印刷电路板6印刷配线的一部份，而被焊锡于Probe Land部7上；前述Probe Land部7被连接到金属线安装部8a；另一方面，尾销(terminal pin)2，则用印刷配线连接金属线安装部8b；此印刷电路板1是以包含植设尾销2的半导体器件种类所共通设计而成，各种类的不同之处在于，探针3的配置、金属线安装部8a与8b之间的连接方式不同；要将此金属线安装部8a-8b间连接，做成印刷电路板，那么印刷电路板1就必须针对各半导体器件种类进行设计，如此一来就会造成价格相当昂贵；于是，此部分的连接，便用乙烯绝缘线5a、或尤其是有噪声问题时，则用密封线5b连接各半导体器件种类；再者，在上述说明中已说明过，印刷电路板配线只在单面上进行配线，但会逐着多销化而形成出双面或多层配线。

此外，探针卡的特征在于，不依据半导体器件种类，而是以共通设计的印刷电路板所构成之主机板、及不依据半导体种类，而是以共通设计所配置而成；连接于试验器的尾销，则有因应半导体种类而配置的探针、及连接前述探针与前述尾销，并因应半导体器件种类所设计的印刷电路板Child Board(特愿平6-116312)。

以往从这种Child Board到主机板的配线，都是藉由多层基板，将狭隘间距的测点配线，连接于稀疏间距的配在线。

上述的现有探针卡的缺点在于，使用乙烯绝缘线时，会因驱动测量半导体器件，而发生测量噪声；此外，使用耐测量噪声的密封线时，配线径加粗、扩大配线体积后，有时会因配线容许区域的限制，而无法进行同轴配线；而且测量针数会随着多销化而扩大配线工时，而造成线材或焊锡不良，而且测量时发生漏电流的机率也高，且断线情况也多；即使用因应半导体器件种类所设计之印刷电路板构成的ChildBoard，一旦变成多销化时，就会面临到多层化基板的缺点。

发明内容

本发明的目的在于，通过提供一种电气讯号连接用变换坐标装置，在胶膜上规则排列的垂直式测点，垂直接触形成于可挠性排线(flat cable)一端的配线端子端面，并从狭隘间距化之测点排列的讯号线，发展出连接于印刷电路板的手段。

为了解决前述已知问题，本发明电气讯号连接用变换坐标装置，由具备和晶圆焊垫接触导通，并以狭隘间距线排列的探针输入端及探针输出端，以将探针输出端面排列于略呈平面之稀疏间距上的手段、及交叉接触探针输出端与变换配线输入端，以进行导通的y向配线群、与y向配线群输出端交叉导通的x向配线群，以解决前述问题。以此，让例如因应y向的焊垫排列所配置的数个测点，以y向上的狭隘间距，将分散于x向之坐标讯号的探针输出端讯号，视为由y向配线群，而以y向配线输出端分散于y向的讯号配线，而得以将x向配线群输出端的坐标，移往x向配线群之所需位置；因此具有可将变换坐标讯号线，连接于只因应从晶圆上狭隘间距焊垫，进行稀疏讯号配线的低价印刷配线电路板作用。

本发明与现有技术相比，具有以下明显的优势和有益效果：

具有可将变换坐标讯号线，连接于只因应从晶圆上狭隘间距焊垫，进行稀疏讯号配线的低价印刷配线电路板作用；这表示可做成不需要焊锡及多层基板配线、且结构简单的探针卡基板。

本发明之变换配线，不需通过多层基板技术，便可将狭隘间距线的排列讯号，电气连接于具稀疏电极的低价印刷配线电路板上的效果。

附图说明

图1：本发明实施例1部分构成的立体分解图；

图2：为图1的正视图；

图3：本发明实施例1上的测点1正视图；

图4：本发明实施例1上的测点组装5正视图；

图5：从箭头A方向，观看本发明实施例1上的图4测点组装5平面图；

图6：本发明实施例1上的单一y向配线正视图；

图7：本发明实施例1上的y向配线组装平面图；

图8：本发明实施例1上的单一x向配线正视图；

图9：本发明实施例1上的x向配线组装平面图；

图10：从测点探针输入端200-i起，至x向变换输出端S-Do为止的全端子连接平面模式图；

图11：本发明实施例1上的全端子连接图；

图12：本发明实施例2的y向配线结构图；

图13：本发明实施例2的x向配线结构图；

图14：现有探针卡例说明图。

具体实施方式

实施例1：

将依据图1至图11，详细说明本发明实施例1；再者，本发明并未因本实施例，而限定本发明。

图1表示本发明第1实施例上部分构成的立体分解图；此外，图2为图1正视图。

图1及图2上的1-I为测点、200-I为探针输入端、300-i-m为探针输出端、6-M为y向配线、M-At为y向配线输入端、M-Bt为y向配线输出端、7为x向配线、S-Co为x向配线输入端、S-Do为x向配线输出端、10为芯片、11为焊垫、12为印刷电路板、13为印刷电路板输入端、14为印刷电路板配线、15为印刷电路板输出端、16为POGO Pin、17为POGO Pin Ring。再者，x向、y向为图1中x-y坐标所示方向。

芯片10上有焊垫11；芯片10被配置于晶圆上；测点1为探针输入端200-i，且将探针输出端300-i-m视之为电气连接端。测点1方面，将于图3进行详述；y向配线6为y向配线输入端M-At，将y向配线输出端M-Bt视之为电气连接端。关于y向配线6-M方面，将于图6行详述；x配线7为x向配线输入端S-Co，将x向配线输出端S-Do视之为电气连接端。关于x向配线7方面，将于图9进行详述；印刷电路板12为印刷电路板输入端13，并将印刷电路板输出端15穿过印刷电路板配线14，以进行电气连接；印刷电路板输入端13，形成于图1之印刷电路板12的内面；而POGO Pin16受到POGO Pin Ring17所支撑。

在组装状态下，各压接了探针输出端300-i-m与y向配线输入端M-At、y向配线输出端M-Bt与x向配线输入端S-Co、x向配线输出端S-Do与印刷电路板输入端13、印刷电路板输出端15与POGO Pin16，以力求导通。检查时，焊垫11移往z向，并让探针输入端200-i与焊垫11接触，以力求导通。

图1及图2是为了简化说明，而只揭示因应单一测点1-i的部分图，但在实际构成上，测点1被层迭数片于y向，y向配线6被层迭数片于x向，x向配线7也被层迭数片于y向；焊垫11也同于测点1一样，被复数配置于y向。

因此，检查时，焊垫11则移往z向，通过接触探针输入端200-i和焊垫11，以导通焊垫11和探针输入端200-i、导通探针输出端300-i-m和y向配线输入端M-At、导通y向配线输出端M-Bt与x向配线输入端S-Co、导通x向配线输出端S-Do和印刷电路板输入端13，印刷电路板输出端15和POGO Pin16，最后则让焊垫11和POGOPin16通电。因此，通过POGO Pin16和外部试验器(国式未揭)进行通电。

以下将针对上述构成之本发明第1实施例上的构成，说明其动作与作用。6-M为y向配线；y向配线6包含：树脂胶膜60、y向变换配线f t(t＝1～6)、固定部67。y向变换配线ft包含：y向变换配线输入端A t、y向变换配线输出端Bt、y向变换配线ft、弹簧部kt。M为薄膜上所构成之y向配线6的编号；例如6-1为第1片的y向配线。此外，1-At(t＝3)为构成于第1片y向配线中的第3个y向变换配线输入端。换言之，开头数字为薄膜编号，”-”以下为品名(A)和配线网配置编号(t)；y向变换配线ft、y向变换配线输出端Bt、y向变换配线ft、弹簧部kt也以相同方式予以表示。

7-S(S＝1～6)为x向配线Sub组装；7为x向配线。x向配线7包含：树脂胶膜70、x向变换配线go(o＝1～6)、固定部77。x向变换配线go包含：x向变换配线输入端Co、x向变换配线输出端Do、x向变换配线go，弹簧部ho。S为薄膜(sheet)上所构成之x向配线7上的编号；例如7-1为第1片x向配线。此外，1-Co(o＝3)为第1片x向配线中所构成的第3个x向变换配线输入端。换言之，开头上的数字为薄膜编号，”-”以下表示品名(A)和配线网配置编号(o)；x向变换配线go，x向变换配线输出端Do，x向变换配线go，弹簧部ho也以相同方式予以表示。

实施例2在实施例1上，具有在自由设计阶段上，可选择y向配线输入端和输出端配线结构，及x向配线输入端和输出端配线的结构；由前述的可选择性，无论以何种顺序排列探针输入端200-i，仍可在x向变换配线输出端之所需位置进行配线。

图3为本实施例1上的测点1正视图；图4是以垂直方向(以下称为「y向)所需间距，在纸面上排列数列测点1，再将测点层迭组装5的探针部做成图示后的正视图。

图3上的1-i为测点；测点1-i包含：树脂胶膜43、固定部41，探针42-i。探针42-i包含：探针输入端200-i、探针输出端300-i-m、变形部400-i、弹簧部500-i。

测点1-i上的固定部41处，其探针42-i被黏着固定于树脂胶膜43；树脂胶膜43为树脂系绝缘材料(例如聚亚酰胺最佳)；探针42-i为导通材(例如铍铜最佳)；固定部41为同于探针42-i之导通材。

探针输入端200-i所输入的电气讯号，是通过变形部400-i、及弹簧部500-i输出到探针输出端300-i-m。探针输出端300-i-m的特征在于，从树脂胶膜43顶边，朝z向突出，并配合弹簧部500-i具有的弹性，而与其它电气接点确实进行电气连接。因此，从探针输入端200-i输入的电气讯号，则能通过探针输出端300-i-m，确实传达至其它电气接点。

固定部41上具有压入棒(圆棒，图式未揭)的压入孔；将棒压入于此孔后，再以测点1之所需间距进行层迭固定。

图4上的1-i(i＝1～12)为测点；1-i为具有同于图3说明的测点1功能。42-i为探针、200-i为探针输入端、300-i-m为探针输出端；以y向所需的间距层迭出测点1-i，其探针输入端200-i前端的高度，在z向等高。此外，探针输出端300-i-m前端高度也于z向等高；而且探针输出端300-i-m在x向上有间距p的位相差。

在本发明实施例中，为方便起见，而用图3所示之测点及测点组装作说明，但并未因此而限定测点方式及结构，探针输出端在x向上如有具备间距p位相差的测点组装，即适用本发明。

实际上，图4上的测点组装5，是由更多的测点1-i，1-2...1-12所构成，本图则以测点1-1至1-4作表示，其它测点则省略说明。

如图5所示，是从箭头A方向，观察图4测点组装5的平面图。图5所示测点组装5包含了测点SuB组装5-N(N＝1～6)；N为测点Sub组装的配置编号；i为测点的配置编号；测点1-i(i＝1～24)是在y向上，以间距q所层迭而成，Sub组装5-N的N＝1用于因应i＝1～4、N＝2用于因应i＝5～8，N＝用于因应i＝9～12，N-4用于因应i＝13～16，N＝5用于因应i＝17～20，N＝6用于因应i＝21～24；本实施例1形成出6个群组。此外，探针1-i-m为1前述N的配置编号和因应，i为测点全数流水号，m为群组内的配置编号；图5上的i＝1～24，m＝1～4中的i＝1～4则省略说明；探针输入端200-i被1直线排列于x向；探针输出端300-i-m(i＝1～24，m＝1～4)的x向位置为i＝n＝1时(n，n+4，n+8，n+12，n+16，n+20)表示位于相同直线上，(n+2，n+6，n+10，n+14，n+18，n+22)表示位于相同直线上，(n+3，n+7，n+11，n+15，n+19，n+23)表示位于相同在线；图5表示i＝10。

如图6所示，为本发明实施例1上的单一y向配线正视图。图6上的6-M为y向配线；y向配线6包含：树脂胶膜60、y向变换配线ft(t＝1～6)、固定部67。y向变换配线ft包含：y向变换配线输入端A t、y向变换配线输出端Bt、y向变换配线ft、弹簧部kt。M为薄膜上所构成之y向配线6的编号；例如6-1表示第1片y向配线。此外，1-At(t＝3)表示第1片y向配线中所构成之第3个y向变换配线输入端；换言之，开头数字为薄膜编号，”-”以下表示品名(A)和配线网的配置编号(t)；y向变换配线ft，y向变换配线输出端Bt，y向变换配线ft，弹簧部kt也以相同涵义予以表示。

y向配线6是将y向变换配线ft、及固定部67黏着固定于树脂胶膜60上；树脂胶膜60为树脂系绝缘材料(例如聚亚酰胺最佳)；y向变换配线ft为导通材(例如铍铜最佳)；本发明之固定部67是同于y向变换配线ft的导通材。

y向变换配线输入端At，形成出于z向等高的配置，而且以间距Q间隔配置于y向；此间距Q同于图5所说明之间距Q；此外，y向变换配线输入端At乃至y向变换配线输入端At的特征在于，从树脂胶膜60底边，朝z向突出，并与其它电气接点确实进行电气连接；y向变换配线输出端Bt，形成出于z向等高的配置，而且y向变换配线输出端Bt，以间距Qb间隔配置各y向上；弹簧部kt具弹性，且与其它电气接点之间产生接触力后，即确实进行电气连接。

y向变换配线ft，存在于弹簧部kt和y向变换配线输出端Bt之间；y向变换配线ft朝水平方向展开时，会对z向呈位相差z，因此不与各配线部进行交错，只在远离任意距离y的位置上，可用充分宽阔的间距Qb，配设y向变换配线输出端Bt的y向变换配线输入端At。

此时，如图6所示，y向变换配线ft朝水平方向展开时，会朝左右分开，以抑制z向的位相差z总数，并可降低y向配线6的整体高度h，本实施例是以分成左右后再实行。

固定部67具有棒(圆棒，图式未揭)的压入孔；将棒压入此孔后，再以所需间距层迭固定y向配线6。

图7为y向配线组装平面图；y向配线6-M包含：y向变换配线输入端M-At(M＝1～4、M以下亦同)、y向变换配线输出端M-Bt、y向变换配线M-ft等；位置则同于图6单一y向配线正视图，所说明之固定部67，y向变换配线输出端Bt位置亦同。此外，y向变换配线输入端M-At位置，不同于图6单一y向配线正视图所说明的位置，并以p表示位置的不同量。

如图8所示，为本发明实施例1上的单一x向配线正视图。7-S(S＝1～6)为x向配线Sub组装；7为x向配线；x向配线7包含：树脂胶膜70、x向变换配线go(o＝1～6)、固定部77。x向变换配线go包含：x向变换配线输入端Co、x向变换配线输出端Do、x向变换配线go、弹簧部ho。S为薄膜上所构成之x向配线7的编号；例如7-1表示第1片x向配线。此外，1-Co(o＝3)表示第1片x向配线中，所构成之第3个x向变换配线输入端。换言之，开头数字为薄膜编号，”-”以下表示品名(A)和配线网的配置编号(o)；x向变换配线go，x向变换配线输出端Do，x向变换配线go，弹簧部ho也以相同涵义予以表示。

x向变换配线go存在于弹簧部ho和x向变换配线输出端Do之间；y向变换配线go朝水平方向展开，会对z向呈位相差z，因此不与各配线部进行交错，只在远离任意距离x的位置上，可用充分宽阔的间距Pb，配设x向变换配线输出端Do的x向变换配线输入端Co。

x向变换配线go存在于弹簧部ho和x向变换配线输出端Do之间；x向变换配线go朝水平方向展开，会对z向呈位相差z，因此不与各配线部进行交错，只在远离任意距离x的位置上，可用充分宽阔的间距P，配设x向变换配线输出端Do的x向变换配线输入端Co。

如图9所示，为x向配线组装平面图。x向配线Sub组装7-1乃至7-6相同；换言之，图8单一x向配线正视图所说明的固定部75，同于x向变换配线输入端Co及x向变换配线输出端Do位置。

如图10所示，为测点探针输入端200-i起至x向变换输出端S-Do全端子连接平面模式图。例如，依序表示测点Sub组装5-6(N＝6)→测点1-26(i＝24)→y向配线Sub组装6-4(M＝4)→y向配线输入端4-A6(t＝6)→y向输出端4-B6(t＝6)→x向输出端6-D4(o＝4)连接顺序。

如图11所示，为本发明实施例1上的全端子连接图。图11为实施例1上全端子连接状态，且与图10所说明之内容有关，如同表右侧箭头所示，同列上下具连接关系。

实施例2：

以下将依据图12及13所示，详细说明本发明实施例2。实施例2在实施例1上，具有在自由设计阶段上，可选择y向配线输入端和输出端配线结构，及x向配线输入端和输出端配线的结构。藉由前述的可选择性，无论以何种顺序排列探针输入端200-i，仍可在x向变换配线输出端之所需位置进行配线。

以下说明从实施例1和实施例2，y向变换配线输入端，改变y向变换配线输出端时的情况。

实施例1方面

A1→B1，A2→B2，A3→B3、A4→B4、A5→B5，A6→B6

实施例2方面

A1→B1，A2→B2，A3→B5，A4→B6，A5→B4、A6→B3

实施例1是欲从中心部y向变换配线输入端，而在外部y向变换配线输出端上进行配线、及发生配线间干涉时的情况。

如图12所示，为本发明实施例2的y向配线。图12上为了避开如前述说明的干涉问题，而在y向变换配线ft上形成出绝缘膜69，绝缘膜69上有制作窗69(1)，69(2)，...69(6)，y向变换配线输入端，可通过此窗到达，且得以和y向变换配线输出端连接。

窗

69(1)  69(2)  69(3)  69(4)  69(5)  69(6)

y向变换配线输出端

2-B1  2-B2  2-B5  2-B6  2-B4  2-B3

y向变换配线输入端

2-A1  2-A2  2-A3  2-A4  2-A5  2-A6

如图13所示，为本发明实施例2的x向配线。

窗

79(1)  79(2)  79(3)  79(4)

x向变换配线输入端

5-C1  5-C2  5-C3  5-C4

x向变换配线输出端

5-D4  5-D3  5-D1  5-D2

图12是将y向配线6-M(＝2)的y向变换配线输入端2-A3，连接于y向变换配线输出端2-B5。

通过这种绝缘膜进行连接配线、而必须避免导通，且连接于y向变换配线ft时，可藉由蚀刻技术或网印技术轻易达成。

同样的，如图13所示，可由x向配线，通过窗79(1)乃至窗(4)，从S-Co选择性的导通连接于S-Do。

如上述说明所示，由本发明的变换配线，让规则排列于胶膜的垂直式测点，垂直接触形成于可挠性排线一端的配线端子端面；让以狭隘间距线排列的讯号线，不需通过多层基板技术，便可在具有稀疏电极的低价印刷配线电路板上，发挥电气连接的效果，并从狭隘间距化的测点排列中，发展出将讯号线连接于印刷电路板的技术；再者，亦具有不需焊锡的配线效果。

本发明已基于图式所示之最佳实施例进行说明，但只要是熟悉该项技术者，即可在不脱离本发明思想的情况下轻易作各种变更及改变；本发明亦包含该变更例。

Claims (6)

1.一种电气讯号连接用变换坐标装置，其特征在于包括：

接触与导通晶圆焊垫以狭隘间距线排列的探针输入端和探针输出端；

将探针输出端在略呈平面上，呈现出面排列于稀疏间距上的手段；

交叉接触探针输出端及变换配线输入端以进行导通的y向配线群；以及

交叉与导通y向配线群输出端的x向配线群。

2.如权利要求1所述的变换坐标装置，其特征在于：层迭测点时，探针输出端子部的各配置位置呈概略等间距偏位，并由群组化，尽可能将该输出端子部排列成稀疏面，而形成于各树脂胶膜上。

3.如权利要求1所述的电气讯号连接用变换坐标装置，其特征在于：形成于x向配线群及y向配线群各配线为树脂胶膜上，x向配线群输入端、x向配线群输出端、y向配线群输入端、y向配线群输出端，是从树脂胶膜外周突出。

4.如权利要求1所述的电气讯号连接用变换坐标装置，其特征在于：将复数探针输出端配置于直线上，并与形成于一片树脂胶膜上的数条y向配线进行连接。

5.如权利要求1所述的电气讯号连接用变换坐标装置，其特征在于：将y向配线群输出端配置于直线上，并与形成于一片树脂胶膜上的数条x向配线进行连接。

6.如权利要求1所述的电气讯号连接用变换坐标装置，其特征在于：由将夹住绝缘胶膜的配线图样做成复数结构，而具备可选择讯号输出对象的手段。

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