CN101164152A

CN101164152A - 探针卡及其制造方法

Info

Publication number: CN101164152A
Application number: CNA2006800091150A
Authority: CN
Inventors: 李亿基
Original assignee: Phicom Corp
Current assignee: Soulbrain ENG Co Ltd
Priority date: 2005-03-21
Filing date: 2006-03-20
Publication date: 2008-04-16
Also published as: TWI292827B; KR100592214B1; WO2006101327A1; US20080157792A1; JP2008536109A; DE112006000623T5; TW200641360A

Abstract

一种探针卡，包括第一微探头(MPH)、第二MPH及探针。该第一MPH包括第一导电线路，所述第一导电线路中输入测试信号用于测试具有外端子的对象。所述第二MPH包括分别与该第一导电线路电连接并且相对应于该外端子排列的第二导电线路。该第二MPH与该第一MPH可拆分地结合。该探针分别与该第二导电线路电连接，从而分别与该外端子接触。由此，根据该对象的替换，仅需将该第二MPH替换为新的，从而节省了制造该探针卡的时间及成本。

Description

探针卡及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种探针卡及其制造方法。本发明尤其涉及一种用于测试电子设备(诸如半导体设备)电特性的探针卡及制造该探针卡的方法。

背景技术

一般地，在对半导体基底进行多种处理以形成半导体设备之后，会对该半导体设备进行探针测试以从所制造的半导体设备中选出正常的半导体设备。然后对该正常的半导体设备执行封装处理以形成半导体封装。

该探针测试中，探针卡的探针分别与该半导体设备的外端子(如电极焊盘)接触。测试器通过该探针向外端子提供测试信号。该测试器接收从该外端子输出的电信号。该测试器根据所接收的电信号判定该半导体设备的正常性。

用于该探针测试的探针卡包括印刷电路板(PCB)，所述印刷电路板具有该电信号流经的电路；微探头(MPH)，所述微探头组合在所述PCB的底面且与所述电路电连接；以及探针，所述探针与所述MPH电连接且与所述半导体设备的外端子接触。

图1为示出现有探针卡的剖视图。图2为示出图1的PCB及MPH的放大剖视图。

参见图1及2，现有的探针卡100包括PCB102、MPH106及探针108。

PCB 102包括多个电接触部130，所述电接触部与测试器120电连接用于生成通过电连接122的测试电流。此外，PCB 102包括从电接触部130延伸的导电线路(conductive trace)150。

MPH106置于PCB 102之下。该MPH106包括通过导电部件152与PCB102的导电线路150电连接的导电线路154。

探针108与MPH106导电线路154连接。探针108分别与半导体设备160的电极焊盘162接触。

在此，为了使探针108分别与电极焊盘162接触，MPH106的导电线路154的数量与排列必须与半导体设备160的电极焊盘162的数量与排列相应。

然而，该现有探针卡的MPH为单个部件。由此，为了测试包括不同数量及/或排列的外端子的新对象，须用具有与该新对象的外端子相对应的导电线路的新MPH来替换该MPH。从而，为了测试该新对象的电特性，需要附加地制造该新的MPH。

特别地，随着从单个半导体基底所获得的半导体设备数量的增加，用于同时测试该半导体设备的MPH可具有多层结构，例如，20层结构。相比之下，可将该测试器标准化，以使无论该对象的外端子的数量为多少及/或如何排列，测试信号流经的测试器电连接不会有变化。因此，无论该对象的外端子的数量为多少及/或如何排列，仍然继续使用该与测试器电连接的MPH上层。然而，如前所述，由于该现有MPH为不可分开的单个部件，需要根据该对象的变化以新的MPH代替该MPH。

此外，该单个MPH是通过依次堆叠该20层而制得。由此，该现有MPH的平整度较差。当使用平整度较差的MPH来测试该对象时，并不是所有的探针都可与该对象的外端子接触。由此，使用该平整度较差的MPH进行测试处理其可靠性较低。

此外，制造该MPH的时间占制造该探针卡总时间的至少约70％。由此，因制造该新的MPH，制造新探针卡的成本及时间显著增加。从而，将通过该电测试的半导体设备发送的时间可能延迟。

发明内容

本发明的实施例提供了一种探针卡，其根据对象的替换将其中一部分替换为新的。

本发明的实施例亦提供了一种制造上述探针卡的方法。

根据本发明第一方面的探针卡，包括第一微探头(MPH)、第二MPH及探针。该第一MPH包括第一导电线路，所述第一导电线路中输入测试信号用于测试具有外端子的对象。所述第二MPH包括分别与该第一导电线路电连接并且相对应于该外端子排列的第二导电线路。该第二MPH与该第一MPH可拆分地结合。该探针分别与该第二导电线路电连接，从而分别与该外端子接触。

根据本发明另一方面的探针卡制造方法中，制备第一MPH，其包括第一导电线路，所述导电线路中输入测试信号用于测试具有外端子的对象。制备第二MPH，其包括与所述外端子相应的第二导电线路。可拆分地结合所述第一MPH及第二MPH以使所述第一导电线路与所述第二导电线路分别电连接。用于分别与所述外端子接触的探针分别与所述第二导电线路电连接。

根据本发明，所述MPH包括两个可拆分的探头以使根据所述对象的替换而仅将所述第二MPH替换为新的。由此，节省了制造所述探针卡的时间及成本。此外，当所述探针卡具有多层结构之时，无需将该具有多层结构的探针卡整个替换为新的。这样，该具有多层结构的探针卡可具有较高的平整度。

附图说明

结合附图并参看本发明的详细说明，会清楚本发明的上述及其他特点和优点，其中：

图1为示出现有探针卡的剖视图；

图2为示出图1的印刷电路板(PCB)及MPH(MPH)的放大剖视图；

图3为示出本发明第一实施例的探针卡的分解剖视图；

图4为示出图3探针卡的结合剖视图；

图5为示出本发明第二实施例的探针卡的剖视图；

图6为示出图5的第一MPH的平面图；

图7及8为示出该图5探针卡的水平线调整的剖视图；

图9为示出了本发明第三实施例的探针卡制造方法的流程图；

图10为图9方法中探针形成步骤的流程图。

具体实施方式

参见示出本发明实施例的附图，下文将更详细地描述本发明。然而，本发明可以以许多不同的形式实现，并且不应解释为受在此提出的实施例的限制。更确切地，提出这些实施例以达成充分及完整公开，并且使本技术领域的技术人员完全了解本发明的范围。这些附图中，为清楚起见，可能放大了层的尺寸及相对尺寸。

应理解，当将元件或层称为“在其上”、与另一元件或层“连接”或“耦合”之时，其可以为直接在其上、与其它元件或层连接或耦合，或者存在居于其中的元件或层。与此相反，当将元件称为”直接在其上”、与另一元件或层“直接连接”或“直接耦合”，并不存在居于其中的元件或层。整份说明书中类似标号是指类似的元件。如本文中所使用的，术语“及/或”包括一或多个相关的所列项目的任何或所有组合。

应理解，尽管本文中使用第一、第二等来描述多个元件、组件、区域、层及/或部分，但这些元件、组件、区域、层及/或部分并不限于这些术语。这些术语仅用于一个元件、组件、区域、层或部分与另一个元件、组件、区域、层或部分区别开来。由此，下文所称之第一元件、组件、区域、层或部分可称为第二元件、组件、区域、层及/或部分，而不脱离本发明的教导。

空间相对的表述，如“在...之下(beneath)”、“在...下方(below)”、“下(lower)”、“在...上方(above)”、“上(upper)”等，在本文中使用这些表述以容易地表述如图所示的一个元件或部件与另一元件或部件的关系。应理解，这些空间相对的表述除图中所示方位之外，还意欲涵盖该设备在使用或工作中的不同方位。例如，若图中的该设备翻转，描述为“在其它元件或部件之下”、“在其它元件或部件下方”的元件则会确定为“在其它元件或部件上方”。由此，该示范性的表述“在...下方”可同时涵盖“在...上方”与“在...下方”两者。该设备可为另外的定向(旋转90度或其它定向)，并且本文中所使用的这些空间相对的表述亦作相应的解释。

本文中所使用的表述仅用于描述特定的实施例，并且并不意欲限制本发明。如本文中所述的，单数形式的冠词意欲包括复数形式，除非其上下文明示。还应理解，当本说明书中使用表述“包括”之时，明确说明了存在有所描述的部件、整体、步骤、操作、元件及/或组件，但并不排除一或多个其它部件、整体、步骤、操作、元件、组件及/或它们的组群的存在或添加。

除非另行详细说明，本文所使用的所述术语(包括科技术语)的意思与本技术领域的技术人员所通常理解的一致。还应理解，诸如一般字典中所定义的术语应解释为与相关技术领域中的意思一致，并且不应解释为理想化的或过度刻板的含义，除非在文中另有明确定义。

实施例1

图3为示出本发明第一实施例探针卡的分解剖视图。图4为示出图3探针卡的结合剖视图。

参见图3及图4，本实施例的探针卡包括印刷电路板(PCB)500、第一微探头(MPH)200、第二MPH300及探针330。

PCB500包括用于从测试器(未示)接收测试信号的电路(未示)，所述信号用于测试对象的电特性，所述对象诸如为具有电极焊盘610作为外端子的半导体设备600。

第一MPH200与PCB500的底面结合。第一MPH200具有多层结构。此外，第一MPH200包括诸如陶瓷的绝缘材料。第一MPH200的顶面上形成有与该PCB500的电路电连接的电接触部210。第一MPH200还包括分别与电接触部210电连接的多个第一导电线路220。第一导电线路220暴露于第一MPH200的底面。

在此，第一导电线路220的数量及排列与该PCB500的电路的数量及排列相对应。由于该PCB500的电路与该测试器的标准化电路相对应，第一导电线路220可为标准化的。由此，尽管半导体设备600替换为新的，但无需将PCB500及第一MPH200替换为新的。

第二MPH300与第一MPH200的底面可拆分地结合。第二MPH300具有多层结构。此外，第二MPH300包括诸如陶瓷的绝缘材料。在此，该第二MPH300的绝缘材料与该第一MPH200的绝缘材料基本相同。第二MPH300包括分别与第一导电线路220电连接的多个第二导电线路320。第二导电线路320暴露于第二MPH300的底面。

在此，为了让探针330分别与电极焊盘610形成接触，必须将第二导电线路320设置为其数量及排列与半导体设备600的电极焊盘610的数量及排列相对应。即，当半导体设备600变为新的之时，须制造新的第二MPH，所述第二MPH的新的第二导电线路的数量及排列与该新的半导体设备的新的数量及排列相对应。

因此，根据本实施例，当半导体设备600变为新的之时，仅将第二MPH300替换为新的，而不用将第一MPH200替换为新的。

使用结合部件将该第一及第二MPH200及300互相可拆分地结合。本实施例中，该结合部件包括置于第一及第二导电线路220及320之间的导电部件230。导电部件230的例子包括诸如焊料的弹性金属。当该焊料用作导电部件230之时，通过焊接工艺将第一及第二导电线路220及320互相可拆分地结合。反之，为了将第二MPH300从第一MPH200拆下，去除该焊料以断开第一及第二导电线路220及320之间的连接。

探针330分别与暴露于该MPH300的底面的第二导电线路320电连接。各探针330与半导体设备600的各电极焊盘610接触。由此，探针330的数量及排列与电极焊盘610的数量及排列相应。在此，探针330位于第二导电线路320上。当该第二导电线路320的数量及排列与电极焊盘610的数量及排列相应之时，探针330的数量及排列自动与电极焊盘610的数量及排列相应。

通过PCB500、第一导电线路220、第二导电线路320及探针330向电极焊盘610提供由测试器生成的测试信号，以测试半导体设备600的电特性。

根据本实施例，该MPH包括两个可拆分的探头。由此，当该对象改变为新的之时，仅需将该第二MPH替换为新的，而不需将该标准化的第一MPH替换为新的。由此，仅需制造与该新对象相应的该新的第二MPH而无需制造整个探针卡。因此，可节省制造该探针的时间及成本。

此外，由于仅需将该第二MPH替换为新的，该具有多层结构的探针卡的平整度较佳。因此，该探针可精确地与该外端子接触从而改善了使用该探针卡的测试方法的可靠性。

实施例2

图5为示出本发明第二实施例探针卡的剖视图。图6为示出图5的第一MPH的俯视图。图7及图8为示出该图5探针卡的水平线调整的剖视图。

本实施例的探针卡包括的元件与该实施例1的探针卡的元件基本相同，不同之处在于该第一及第二MPH的结合结构。由此，相同的附图标记指代相同的元件，并且，简明起见，省略了关于该相同元件的进一步阐述。

参见图5，将螺钉400用作结合部件将第一MPH200与第二MPH300互相结合。将螺钉400以垂直方向从第一MPH200的顶面插入第一MPH200及第二MPH300。

第一导电线路220与第二导电线路320之间放置有导电部件450。导电部件450与第一导电线路220及第二导电线路320电接触，但该接触与该实施例1的结合结构不同。第一MPH200与第二MPH300之间放置有用于容纳导电部件450的支撑板410。由此，亦将螺钉400插入该支撑板410中。

在此，螺钉400的作用为调节第一MPH200及第二MPH300的水平线以及可拆分地将第二MPH300结合到第一MPH200上。

如图6所示，三只螺钉400插入第一MPH200及第二MPH300的三个边缘部。例如，如图7所示，当第二MPH300相对于该对象的水平面倾斜之时，放置在高于该水平面的平面上的探针330可能无法与该电极焊盘接触。这样，该平面上邻近该探针330的螺钉400下降以使该第二MPH300的水平线与该对象的水平面基本平行，如图8所示。

实施例3

图9为示出了本发明第三实施例的探针卡制造方法的流程图。图10为图9方法中探针形成步骤的流程图。

参见图9，步骤S710中，制备该具有第一导电线路的第一MPH。特别地，在具有孔的第一绝缘层上形成金属层以用该金属层填满该孔。对该金属层进行刻图以形成第一子线路。在第二绝缘层上实施与第一绝缘层上所实施的基本相同或类似的加工过程来形成第二子线路。根据该所需第一MPH中堆叠绝缘层的数量，在多个绝缘层上重复执行上述步骤。依次堆叠这些绝缘层以使这些子线路互相电接触，藉此完成该具有多层结构的第一MPH。在此，该第一导电线路的排列与PCB中的标准化电路的排列相同。

步骤S720中，执行与形成该第一MPH基本相同的步骤以形成具有第二导电线路的第二MPH。在此，该第二导电线路的数量及排列与该对象的外端子的数量及排列相对应。即，尽管该第一导电线路的数量及排列与该对象的数量及排列并不相对应，但必须将该第二导电线路的数量及排列设置为与该对象的数量及排列相对应。由此，当该对象替换为新的之时，仅需将该第二MPH替换为新的而无需将该第一MPH替换为新的。

步骤S730，该第一及第二MPH互相可拆分地结合并且分别将该第一导电线路与该第二导电线路电连接。

在此，可在该第一与第二导电线路之间放置诸如焊料的导电部件。在该导电部件上执行焊接处理以将该第一与第二MPH互相结合。或者，可将该螺钉插入该第一与第二MPH的边缘部中以将该第一与第二MPH互相可拆分地结合。此外，可在该第一与第二MPH之间插入该用于容纳该导电部件的支撑板。该螺钉然后插入第一和第二MPH以及支撑板中。

步骤S740中，分别在该第二导电线路上形成与该对象的外端子接触的该探针。

特别地，参见图10，步骤S750中，牺牲基底上形成有图形。在此，该图形可包括由光刻工艺形成的光阻图形。即，在该牺牲基底上形成有光阻膜。然后对该光阻膜进行曝光及显影以形成该光阻图形。

步骤S760中，使用该图形作为蚀刻掩膜对该牺牲基底进行部分蚀刻以在该牺牲基底的表面部分形成凹陷。在此，各该凹陷的形状与各该探针相对应。

步骤S770中，以导电材料填充该凹陷以形成该凹陷中的该探针。该导电材料的例子包括诸如铜、铝等的金属。

步骤S780中，随后将该探针与该第二导电线路连结。

步骤S790中，随后去除该牺牲基底以完成包括该第一及第二MPH及该探针的该探针卡。

根据本发明，该MPH包括两个可拆分的探头。由此，当该对象替换为新的之时，仅需将该第二MPH替换为新的。由此，可节省制造该探针卡的时间及成本。

此外，由于仅将该第二MPH替换为新的，并且继续使用该平整度较好的第一MPH，具有该多层结构的该探针卡的平整度较好。

业已描述了本发明的较佳实施例，应注意，本技术领域的技术人员按照前述教导可作出修改及改变。因此，应理解，可在由所附的权利要求所限定的范围之内对在此揭露的本发明特定实施例作出改变。

Claims

1.一种探针卡，包括：

包括第一导电线路的第一微探头(MPH)，所述导电线路中输入有测试信号，所述测试信号用于测试具有外端子的对象；

与所述第一MPH可拆分地结合的第二MPH，所述第二MPH包括与所述第一导电线路电连接并且与所述外端子相对应的第二导电线路；及

与所述第二导电线路电连接的探针，所述探针与所述外端子接触。

2.如权利要求1所述的探针卡，进一步包括置于所述第一与第二导电线路之间以使所述第一与第二线路互相电连接的导电部件。

3.如权利要求2所述的探针卡，其特征在于，所述导电部件包括弹性金属。

4.如权利要求3所述的探针卡，其特征在于，所述弹性金属包括焊料。

5.如权利要求2所述的探针卡，进一步包括置于所述第一与第二MPH之间以容纳所述导电部件的支撑板。

6.如权利要求1所述的探针卡，进一步包括插入于所述第一与第二MPH之间以使所述第一与第二MPH互相可拆分地结合的结合部件。

7.如权利要求6所述的探针卡，其特征在于，所述连结部件包括三个垂直插入于所述第一及第二MPH的三个边缘部以调整所述第一及第二MPH水平线的螺钉。

8.一种制造探针卡的方法，包括：

制备第一MPH，其包括第一导电线路，所述导电线路中输入有测试信号，所述测试信号用于测试具有外端子的对象；

制备第二MPH，其包括与所述外端子相对应的第二导电线路；

可拆分地结合所述第一MPH与第二MPH以使所述第一导电线路与所述第二导电线路电连接；及

在所述第二导电线路上形成探针，所述探针与所述外端子接触。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，结合所述第一与第二MPH包括使用导电部件电连接所述第一及第二导电线路。

10.如权利要求8所述的方法，其特征在于，使用至少一个螺钉使所述第一及第二MPH互相结合。

11.如权利要求8所述的方法，其特征在于，形成所述探针包括：

在牺牲基底上形成图形；

在所述牺牲基底的表面部分使用所述图形作为蚀刻掩膜对所述牺牲基底部分蚀刻以形成凹陷，所述凹陷的形状与所述探针的形状相对应；

将导电材料填充到所述凹陷中，以在所述凹陷中形成探针；

分别将所述探针与所述第二导电线路连结；及

去除所述牺牲基底。