CN101329366B - 一种探针短路防止结构的制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种探针短路防止结构的制作方法，该防止结构为一绝缘的隔离结构，各隔离结构可嵌合于一探针针体或设于该探针座于各探针间间隔的对应位置，赋予各探针在使用时具有相互隔离的功效。

Description

一种探针短路防止结构的制作方法

技术领域

本发明涉及一种短路防止结构，特别是关于一种用于并列式探针的短路防止结构。

背景技术

现有的检测探针常用于晶圆的芯片在封装测试阶段的组件性能检测，为了达到测试时间缩短的目的，封装测试厂商经常利用并列试探针以减少测试时间。所谓并列式探针，是多个检测探针并行排列而成；且由于芯片的量测接点间隔距离相当接近，因此，各检测探针的间距也必须相当接近。一般而言，该并列式探针进行芯片性能检测时，将该并列式探针以垂直或略微倾斜接触各探针对应的量测接点，以进行量测。

然而，由于各探针之间的距离相当接近，若该并列式探针接触芯片的量测接点表面时因测试表面不平整、阻装或制程误差等因素造成一侧向力干扰，将可能使两两相邻的探针相互接触而造成邻近的探针形成短路；因此，遂有一种具有固定隔离设计的并列式探针，用以解决上述问题，如图13所示。

参考图13，该具有固定隔离设计的并列式探针80包含多个并行排列的探针81，以及附着固定在两两相邻的探针之间的隔离块82，因此，当该具有隔离设计的并列式探针80直接接触一晶圆90的量测接点92时，即使各探针81以倾斜角度接触各量测接点92时，各探针81也不会相互接触短路。

但是该晶圆90的各量测接点92常因为制造流程的差异，导致各量测接点92的水平高度并不相同；而由于该具有隔离设计的并列式探针80的各探针81受隔离块82的限制而无法自由活动，当各量测接点92的高度差异大时，可能衍生某些探针81无法接触其对应之量测接点的问题92。

请参考图14，是一具有隔离手臂的探针结构，可解决前述各探针80的活动受到该隔离块82限制而导致无法与各高度不同的量测接点92的问题，其将多个量测探针84置于两两隔离手臂85之间，藉此，即可同时避免各量测探针84于量测时接触而短路，且也赋予该量测探针84具备一定的纵向活动能力，而进一步解决量测接点92高度不同而导致无法量测的问题。

虽然前述的具有隔离手臂的探针结构可达到上述的功效，但是如图8所示，该隔离手臂85的数量必须与量测探针84对应，而具有结构复杂的问题。另外，请参考图15及图16，其是一具有隔离块的挠曲形对向式探针86，其中，当该对向式探针86于接触量测接点92时，由于两两相对的对向式探针86的相互接触面分别设有一绝缘层87，使成对的对向式探针86使用时不相互接触而造成短路，如图16所示；但是该对向式探针86的结构，然而对于侧向并列式高密度探针数组并无法达到防止短路的功效。

发明内容

本发明的目的是提供一种为解决既有具有隔离设计的并列式探针因探针受到固定隔离块限制导致探针无法接触量测接点的问题，及该具有隔离手臂的探针结构复杂的问题，以及对向式隔离层无法避免并列式高密度探针数组侧向短路的问题，本发明是一种探针短路防止结构，其是一非导电块状材料，各隔离结构固定嵌合于一探针针体，其宽度略大于各探针自由端的宽度，且各隔离结构的宽度方向朝各邻近的探针凸出延伸，且不与邻近的探针固定连接。由于各探针相互分离且其间均以隔离结构预防短路，使各探针使用时，可适用于不同高度的芯片的量测接点；且该隔离结构也可免除各探针在量测时相互接触短路的问题，并且又有结构简单的优点；因此，本发明的该探针短路防止结构，其不仅赋予各探针具有不同高度量测接点以及在量测时不会短路的优点，且由于隔离结构的结构简单，更可提升各探针的排列密度，而可进一步达到更佳的效能。

附图说明

图1为本发明的第一较佳实施例立体图；

图2为本发明的第二较佳实施例立体图；

图3为本发明的第三较佳实施例立体图；

图4为本发明的第四较佳实施例立体图；

图5为本发明的第五较佳实施例立体图；

图6A为本发明具有三角截面的隔离凸缘；

图6B为本发明具有短条状截面的隔离凸缘；

图6C为本发明具有长条状截面的隔离凸缘；

图6D为本发明具有位置交错的隔离块；

图6E为本发明具有位置对称且呈长条状的隔离块；

图6F为本发明具有位置对称且呈短条状的隔离块；

图7为本发明的第六较佳实施例立体图；

图8为本发明的第六较佳实施例立体图；

图9为本发明的第六较佳实施例立体图；

图10为本发明的第六较佳实施例立体图；

图11为本发明的制程流程示意图；

图12为本发明的另一制程流程示意图；

图13是现有的隔离设计的并列式探针立体图；

图14是现有的具有隔离手臂的探针结构立体图；

图15是现有的具有隔离块的挠曲形对向式探针的侧视图；

图16是现有的具有隔离块的挠曲形对向式探针的使用示意图。

图中：

10探针座

12导电部

14凹槽

15隔离凸缘

16隔离块

17容置槽

20探针数组

22探针

24隔离块

30探针数组

32探针

34隔离块

36牺牲层

40探针座

52牺牲层

62探针第一局部

64探针第二局部

66探针结构

80并列式探针

81探针

82隔离块

84量测探针

85隔离手臂

86对向式探针

87绝缘块

90晶圆

92量测接点

具体实施方式

请参考图1，是本发明的一探针短路防止结构的第一较佳实施例，其包含一探针座10以及一探针数组20，其中，该探针数组20包含多个探针22以及多个隔离块24。

该探针座10包含多个导电部12，各导电部12之间相互隔离，且可作为连接外部讯号线(未标示于图中)的接点。

该多个探针22具有导电性以及弹性变形能力，且可成形为任一外形，例如L形、长杆状等，以本较佳实施例为例，长度方向具有多个弯折的L形，各探针22包含一悬臂部以及一接触部，且各探针22的接触部分别与一导电部12电性连接固定，且各探针22的悬臂部形可成形为直径较细的针尖结构，以便于接触外部一芯片的量测接点。

该多个隔离块24为不导电的材质制成，例如陶瓷、氧化物、氮化物、高分子材料或光阻材料等，且其可依据设计以不同制程完成，例如雷射加工、热压成形、印刷或蚀刻，其中，当该隔离块24为感光材料如光阻等形成时，其制程方式是以光微影制程完成，而当该隔离块24以非感光材料如前述陶瓷等材料时，其制程可选用雷射加工或热压成形等；以本较佳实施例为例，每个探针22包含两个隔离块24；其中，各隔离块24可分别置于该探针22的任意位置且其宽度大于各探针22的宽度，以本较佳实施例为例，嵌置于该探针22的自由端，使该隔离块24的宽度方向，朝各探针22的间隔方向延伸凸出，并且，置于不同探针22的隔离块24与邻近的探针22不相互固定连接。

请参考图2，为本发明的探针短路防止结构的第二较佳实施例，其中，其在每两相邻的探针22可择一设有隔离块24，该隔离块24嵌于探针22的自由端且其宽度大于各探针22，使各隔离块24可朝邻近的探针22方向凸出该探针22，并且不与邻近的探针22固定连接。

请参考图3，为本发明的探针短路防止结构的第三较佳实施例，该探针座10包含一凹槽14以及凸设于该凹槽14内的多个隔离块16；该探针22为具有弹性变形能力的长杆，且各隔离块16置于各探针22的间隔的对应位置，其宽度略小于各探针22的间隔宽度，且穿入各探针22的间隔内，使该隔离块16在各探针22受压迫时，具有隔离的效果；该各隔离块16亦可设于各探针22的间隔下方，当各探针22受压迫时才进入各隔离块16之间的间隔，以提供防止探针侧向短路的效果。本发明中，隔离块在广义上又可以称为隔离结构。

请参考图4，为本发明的探针短路防止结构的第四较佳实施例，是在该凹槽14的边缘朝各探针22自由端的间隔凸设一隔离凸缘15，使该隔离凸缘15穿入各探针22的间隔内，且各隔离凸缘15的截面可呈任意外形，以本较佳实施例为例，呈三角形。

请参考图5，为本发明的探针短路防止结构的第五较佳实施例，是在该探针座10对应各探针22的自由端的投影位置凹设多个容置槽17，各容置槽17的宽度略宽于各探针22的自由端宽度，使各探针22在使用时，可压入其对应的容置槽17，故使该容置槽17的槽壁自然形成各探针22的隔离效果。

请参考图6A～C，各隔离凸缘15的宽度略小于探针22的间距，且其截面亦可呈为任意外形，如三角形、短杆状或长杆状。

请参考图6D～F，各隔离块16可设于各探针22的间隔的对应位置的任意位置。

由于各探针22的一端分别固定在该探针座10，且其自由端并无与相邻针体有固定连结，因此，各探针22在使用时具有自由的活动性能，可对应不同高度的量测接点；另外，各探针22之间具备结构简单的不同型态的隔离方式，因此可避免与邻近的探针22接触。

请参考图7、图8、图9以及图10，是本发明的探针短路防止结构的第六较佳实施例，其包含一探针数组30以及一探针座40，所述探针座40以及探针座10通常也可以被称为探针座，其中，该探针数组30包含多个探针32以及固定在特定探针32的多个隔离块34。该探针32可依据设计呈任意外形，如第一较佳实施例的多个弯折的L形或如第三较佳实施例的长杆状或具有挠曲弯折的杆体，以本较佳实施例为例，是一长杆状；该探针座40是一任意外形的立体结构，以本较佳实施例，是一立体长方形。该探针32具有弹性变形能力，其一端固定设在该探针座40。该隔离块34可依据设计对应嵌设于各探针32杆身、设于不相邻的探针32杆身或自由端顶并朝其相邻的探针32侧边凸出，避免各探针32在使用时相互接触，如图7及图8所示；或者，该隔离块34可固定凸设在特定探针32与相邻探针32的表面，例如，每一探针32的同一侧表面凸设有一隔离块34，如图9所示；或者，在不相邻的每一探针32的两侧边各凸设一隔离块34，如图10所示；如此，可避免该探针数组30在使用时因相互接触而造成短路。另外，上述实施例的结构可以光微影制程(photolithography)或半导体制程搭配电铸等制程完成，请参考图11，为本发明的探针短路防止结构中，该隔离块34嵌设在该探针32杆体的一制程步骤示意图；该制程步骤可依据探针32形状或该隔离块34的外形与位置不同而略有不同，此制程步骤至少包含三个步骤分别为：

A.第一光微影制程，在一基板的特定位置形成特定外形的一探针第一局部62在一牺牲层52；其中，该牺牲层52是光阻等具有感旋光性材料形成；该探针第一局部62以电铸、化学镀、填涂导电材质或气相沈积的方式形成；

B.第二光微影制程，在该探针第一局部62的上层形成一隔离块34于该探针第一局部62的表面局部。其中，该隔离块34除可以光微影制程完成之外，亦可以雷射加工、热压成形、印刷或蚀刻等方式定义一非感旋光性的材质以形成该隔离块34；

C.第三光微影制程，在该探针第一局部62的对应位置上方形成一探针第二局部64，使该探针第一局部62与该探针第二局部64形成一探针；

D.将该牺牲层52去除。

另外，请再参考图12，为本发明的探针短路防止结构中，其中该隔离块34设于一基板与该探针32形成分离，其可包含两个步骤如下：

第一光微影制程，在一基板上的一牺牲层54形成一隔离块34；

第二光微影制程，在该牺牲层54上，形成一探针结构66；

其中，可在最后步骤再将该牺牲层54去除，且该探针结构66亦可与该隔离块34设在同一层。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理和发明精神的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种探针短路防止结构的制作方法，该探针短路防止结构是非导电材质形成的一隔离结构，其固定在多个并行排列探针中的至少一探针的结构中且凸出于该探针的宽度方向，其特征在于，上述探针短路防止结构的制作方法包含有以下步骤：

A.在一基板上的一牺牲层以电铸、化学镀、填涂导电材质或气相沉积的方式形成一探针第一局部；

B.于该探针第一局部的表面局部以光微影制程、雷射加工、热压成形、印刷或蚀刻的方式形成上述的隔离结构；

C.在该探针第一局部的对应位置上方形成一探针第二局部，使该探针第一局部与该探针第二局部形成上述的探针，并将该牺牲层去除，使该隔离结构与该探针一体成形。

2.如权利要求1所述的探针短路防止结构的制作方法，其特征在于，其中，该隔离结构固定在多个并行排列的探针中每一探针的结构中，且该隔离结构朝相邻探针方向凸出并与相邻探针具一间隔。

3.如权利要求1所述的探针短路防止结构的制作方法，其特征在于，其中，该隔离结构固定在多个并行排列的探针中每不相邻的探针的结构中，且该隔离结构朝相邻探针方向凸出并与相邻探针具一间隔。

4.如权利要求1、2或3所述的探针短路防止结构的制作方法，其特征在于，该探针包含一针体部分以及一接触部。

5.如权利要求4所述的探针短路防止结构的制作方法，其特征在于，该隔离结构设于该针体部分。

6.如权利要求4所述的探针短路防止结构的制作方法，其特征在于，该隔离结构设于该接触部。

7.如权利要求1、2、3所述的探针短路防止结构的制作方法，其特征在于，其中，每一设有隔离结构的该探针设有多个该隔离结构。

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