CN102012470B - 封装基板的电性测试转接板及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种封装基板的电性测试转接板及其方法，所述转接板的表面直接形成适当尺寸的接垫做为凸垫状接触点，凸垫状接触点具有较小的排列间距及适当的凸出高度等尺寸设计，使凸垫状接触点能顺利接触一基板的一防焊层的开口内的接垫，特别适用于检测具有微小接垫间距的基板。因此，本发明的转接板具有提高测试极限及扩大适用范围的效果。

Description

封装基板的电性测试转接板及其方法

【技术领域】

本发明是有关于一种封装基板的电性测试转接板及其方法，特别是有关于一种利用凸垫状接触点来检测接点阵列(LGA)型封装基板的电性测试转接板及其方法。

【背景技术】

现今，半导体封装产业为了满足各种高密度封装的需求，逐渐发展出各种不同型式的封装构造，其中常见具有基板(substrate)的封装构造包含球栅阵列封装构造(ball grid array，BGA)、针脚阵列封装构造(pin grid array，PGA)、接点阵列封装构造(land grid array，LGA)或基板上芯片封装构造(board onchip，BOC)等。在球栅阵列封装构造(BGA)中，所使用的基板在制作之后必需先通过电性测试的程序检测断路/短路(open/short)合格，才能进一步用以结合半导体芯片，并进行后续打线(wire bonding)或凸块(bumping)程序、封胶(molding)程序以及结合焊球(solder ball)程序。

请参照图1所示，其揭示一种现有球栅阵列封装构造用基板的测试装置，其主要包含一探针卡11及一转接板12，并可用以检测一基板13是否有断路/短路(open/short)的缺陷。所述探针卡11上具有数个探针孔111，每一探针孔111内插设有一探针112，并装设有一弹簧113及一导电杆114，所述探针112的顶端凸出至所述探针孔111外。所述转接板12是一电路板，其一表面设有数个探针量测点121，所述探针量测点121通过所述转接板12的内部电路对应连接到另一表面上的数个柱状或球状接触点122。在利用所述测试装置测试所述基板13时，所述基板13放置于所述转接板12的一侧，且所述基板13的球垫131接触所述转接板12的接触点122。同时，所述转接板12的探针量测点121接触所述探针卡11的探针112。因此，所述探针卡11的探针112即可用以检测所述基板13是否有断路/短路(open/short)的缺陷。

如上所述，由于现有球栅阵列封装构造用基板13的球垫131排列具有较大间距(通常大于0.9mm)，因此上述测试装置的转接板12在设计所述接触点122的排列配置时并不会发生技术问题，且所述接触点122能顺利的接触各球垫131来进行电性测试。另一方面，为了满足更高密度的封装需求，针对某些产品，封装业者逐渐采取接点阵列封装构造(LGA)的设计来取代现有球栅阵列封装构造。一般接点阵列封装构造用的基板具有间距更小的接垫排列设计，其接垫间距通常小于0.9mm(毫米)以下，同时其接垫的高度又小于接垫周边的防焊层(solder mask)的高度。然而，由于上述转接板12的接触点122通常是呈柱状或球状且具有一定的长宽尺寸，在所述接触点122的尺寸无法进一步缩减的情况下，所述接触点122的排列间距无法对应缩小至匹配于接点阵列封装构造用的基板的接垫间距，而且所述接触点122的端部也无法顺利接触到此类型基板的接垫表面。结果，造成现有测试装置的转接板12规格不适用于检测接点阵列封装构造用的基板，并导致此类型的基板在测试上遇到技术瓶颈。

故，有必要提供一种封装基板的电性测试转接板及其方法，以解决现有技术所存在的问题。

【发明内容】

本发明的主要目的在于提供一种封装基板的电性测试转接板及其方法，其中转接板的表面直接形成适当尺寸的接垫(pad)做为凸垫状接触点，凸垫状接触点具有较小的排列间距及适当的凸出高度等尺寸设计，故能用以顺利检测具有微小接垫间距的基板(如接点阵列型封装基板)，因此有利于提高转接板的测试极限及扩大转接板的适用范围。

本发明的次要目的在于提供一种封装基板的电性测试转接板及其方法，其可以将具有凸垫状接触点的一转接板搭配原本具有柱状或球状接触点的另一转接板一起使用，使原本的测试装置在不更改设计下也能用以检测具有微小接垫间距的基板，因此有利于降低机台购置成本及扩大转接板的使用多样性。

为达成本发明的前述目的，本发明提供一种封装基板的电性测试转接板，其特征在于：所述转接板包含：一电路板，具有一第一表面及一第二表面；数个量测点，排列在所述第一表面上；数个凸垫状接触点，排列在所述第二表面上；以及，数个内部电路，位于所述电路板内，各所述内部电路对应连接各所述量测点及各所述凸垫状接触点；其中所述凸垫状接触点的表面用以接触检测一基板的一表面的数个接垫，所述基板的表面另具有一防焊层，所述防焊层开设数个开口裸露所述接垫，且所述凸垫状接触点的宽度小于所述防焊层的开口内径及所述凸垫状接触点的凸出高度大于所述接垫与防焊层之间的高度差。

在本发明的一实施例中，所述基板为接点阵列型封装基板。

在本发明的一实施例中，所述基板的各二相邻接垫之间的间距等于或小于0.9毫米(mm)。

在本发明的一实施例中，所述接垫表面与所述防焊层表面之间的高度差介于10至30微米(um)之间。

在本发明的一实施例中，所述凸垫状接触点的凸出高度小于所述凸垫状接触点的宽度，以形成凸垫状构造，且所述凸垫状接触点的宽度介于50至60微米(um)之间。

在本发明的一实施例中，所述凸垫状接触点或所述量测点的表面具有一镀金层。

在本发明的一实施例中，所述内部电路使所述量测点相对于所述凸垫状接触点形成向外扇出(fan-out)排列。

再者，本发明提供另一种封装基板的电性测试方法，其特征在于：所述方法包含：提供一探针卡及一转接板，其中所述探针卡具有数个凸出的探针，所述转接板的二表面分别排列有数个量测点及数个凸垫状接触点；将所述探针卡的探针电性导通至所述转接板的量测点，及将所述转接板的凸垫状接触点接触一基板的一表面的数个接垫，其中所述基板的表面另具有一防焊层，所述防焊层开设数个开口裸露所述接垫，且所述凸垫状接触点的宽度小于所述防焊层的开口内径及所述凸垫状接触点的凸出高度大于所述接垫与防焊层之间的高度差；以及，利用所述探针卡及转接板对所述基板进行电性测试。

在本发明的一实施例中，所述转接板与基板之间另包含一导电胶片，所述转接板的凸垫状接触点通过所述导电胶片间接接触所述基板的表面的接垫。

在本发明的一实施例中，所述探针卡与转接板之间另包含一辅助转接板，所述辅助转接板的二表面分别具有数个量测点及数个柱状或球状接触点，其中所述探针卡的探针接触所述辅助转接板的量测点，而所述辅助转接板的柱状或球状接触点接触所述转接板的量测点。

【附图说明】

图1是一现有的球栅阵列封装构造用基板的测试装置的剖视图。

图2是本发明第一实施例封装基板的测试装置的剖视图。

图2A是本发明图2的局部放大图。

图3是本发明第一实施例封装基板的测试装置的使用示意图。

图4是本发明第二实施例封装基板的测试装置的剖视图。

图5是本发明第三实施例封装基板的测试装置的剖视图。

【具体实施方式】

为让本发明上述目的、特征及优点更明显易懂，下文特举本发明较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下：

本发明主要提供一种用于封装基板的测试装置中的电性测试转接板，以优选应用于检测具有微小接垫间距的基板。本发明所述的具有微小接垫间距的基板是指接垫间距小于0.9mm(毫米)以下的基板，例如：优选为用以检测接点阵列型(LGA)封装基板。

请参照图2及2A所示，本发明第一实施例的封装基板的测试装置包含一探针卡21及一转接板22，其用以检测一基板23是否有断路/短路(open/short)的缺陷。本发明并不限制所述探针卡21的规格种类，在本实施例中，所述探针卡21上具有数个探针孔211，每一探针孔211内插设有一探针212，并装设有一弹簧213及一导电杆214，其中所述弹簧213位于所述探针212及导电杆214之间，所述弹簧213提供弹性偏压使所述探针212的顶端能凸出至所述探针孔211外。所述导电杆214电性连接所述弹簧213及探针212，并且通过电线(未标示)电性连接至外部检测装置(未绘示)，以便通入电流或输出电性讯号。

请再参照图2及2A所示，本发明第一实施例的转接板22本身是一多层印刷电路板或多层陶瓷电路板，其可选择利用现有电路板的增层(build-up)法或积层压合(1amination)法来制造。所述转接板22的电路板具有一第一表面(下表面)及一第二表面(上表面)，并包含数个量测点221、数个凸垫状接触点222及数个内部电路223。所述量测点221是排列在所述第一表面上的数个裸露接垫，其宽度及间距等尺寸并不加以限制。本发明可通过电镀、图案化光刻胶及蚀刻的程序来形成所述量测点221，所述量测点221的材质较佳为铜、铝、镍或其合金，但并不限于此。所述量测点221的表面优选具有一镀金(Au)层(未绘示)，以防止其表面氧化。所述凸垫状接触点222排列在所述第二表面上，在本发明中，所述凸垫状接触点222的凸出高度小于所述凸垫状接触点222的宽度，以形成扁平的凸垫状(pad)构造，其形态与尺寸比例不同于图1所示的现有柱状或球状接触点112的形态与尺寸比例。所述凸垫状接触点222相对于所述第二表面的凸出高度将依下文所述基板23的规格来设计，而所述凸垫状接触点222的宽度(或最大外径)介于50至60微米(um)之间，例如为50微米。本发明同样可通过电镀、图案化光刻胶及蚀刻的程序来形成具有适当凸出高度及宽度的凸垫状接触点222。所述凸垫状接触点222的材质较佳为铜、铝、镍或其合金，但并不限于此。所述凸垫状接触点222的表面另优选具有一镀金层(未绘示)，以防止其表面氧化。再者，所述内部电路223位于所述转接板22的电路板内，各所述内部电路223的一端对应连接于各所述量测点221，及各所述内部电路223的另一端对应连接于各所述凸垫状接触点222。通过所述内部电路223的连接，所述量测点221相对于所述凸垫状接触点222将形成向外扇出(fan-out)排列。所述量测点221的表面亦优选具有一镀金层(未绘示)，以防止其表面氧化。

请再参照图2及2A所示，本发明第一实施例的探针卡21及转接板22用以检测的基板23优选为接点阵列型(LGA)封装基板，所述基板23的一表面具有数个接垫231及一防焊层232，其中各二相邻接垫231之间的间距优选为等于或小于0.9毫米(mm)，例如为0.5毫米或以下。同时，各二相邻凸垫状接触点222之间的间距则对应于上述尺寸。所述防焊层232开设数个开口(未标示)，所述接垫231裸露于所述防焊层232的开口中，所述开口所裸露的接垫231的宽度通常小于0.5毫米，例如为0.3毫米或以下。在本实施例中，所述接垫231的厚度(高度)约介于30至40微米(um)之间，例如35微米。所述防焊层232的厚度(高度)约介于50至60微米(um)之间，例如50微米，即所述接垫231的高度小于所述接垫231周边的防焊层232的高度。再者，所述接垫231表面与所述防焊层232之间的高度差通常控制在介于10至30微米(um)之间，例如15微米。同时，在本发明中，所述凸垫状接触点222的凸出高度必需控制为大于所述接垫231与防焊层232之间的高度差，同时所述凸垫状接触点222的宽度(介于50至60微米之间)必需控制为小于所述防焊层232的开口的内径(介于0.1至0.5毫米之间)。如此，所述凸垫状接触点222方能伸入所述防焊层232的开口中并接触所述接垫231的表面。

请参照图2、2A及3所示，本发明第一实施例的封装基板的测试装置可用于检测封装基板，其中封装基板的电性测试方法包含下列步骤：提供一探针卡21及一转接板22，其中所述探针卡21具有数个凸出的探针212，所述转接板22的二表面分别排列有数个量测点221及数个凸垫状接触点222，所述凸垫状接触点222的凸出高度小于所述凸垫状接触点222的宽度，以形成凸垫状构造；将所述探针卡21的探针212接触及电性导通至所述转接板22的量测点221，及将所述转接板22的凸垫状接触点222接触一基板23的一表面的数个接垫231；以及，利用所述探针卡21及转接板22对所述基板23进行电性测试。在上述方法中，所述凸垫状接触点222的凸出高度大于所述接垫231与防焊层232之间的高度差，同时所述凸垫状接触点222的宽度小于所述防焊层232的开口的内径。因此，所述凸垫状接触点222能伸入所述防焊层232的开口中并接触所述接垫231的表面，以顺利检测所述基板23是否有断路/短路(open/short)的缺陷。当用以检测具有不同接垫231排列设计的基板23时，本发明只需重新设计所述转接板23的凸垫状接触点222及内部电路223，而不需更换所述探针卡21。再者，在检测所述基板23的其中一表面的接垫231之后，本发明亦可利用同一台测试装置进行检测所述基板23的另一表面的接垫(未标示)；或者，本发明亦可同时使用二台相同规格的测试装置同时对所述基板23的二表面的接垫进行检测，以提高检测效率。

请参照图4所示，本发明第二实施例的封装基板的测试装置相似于本发明第一实施例，并沿用相同图号，但第二实施例的差异特征在于：所述第二实施例的转接板22与基板23之间另包含一导电胶片24，所述导电胶片24是一具可挠性但无黏性的软质橡胶片，其内部具有导电粒子。因此，当所述转接板22的凸垫状接触点222通过压迫所述导电胶片24而间接接触所述基板23的表面的接垫231时，所述凸垫状接触点222可通过所述导电胶片24的导电粒子电性连接所述接垫231。如此，所述凸垫状接触点222不但受其表面的镀金层保护来防止氧化或磨损，且亦进一步利用所述导电胶片24来保护所述凸垫状接触点222，以避免所述凸垫状接触点222直接碰撞接触所述接垫231而可能造成的损伤，当测试装置使用一段时间后，仅需更换所述导电胶片24，而所述转接板22则可继续使用，因而有利于相对延长所述转接板22的使用寿命。

请参照图5所示，本发明第三实施例的封装基板的测试装置相似于本发明第一实施例，并沿用相同图号，但第三实施例的差异特征在于：所述第三实施例的探针卡21与转接板22之间另包含一辅助转接板25，所述辅助转接板25的二表面分别具有数个量测点251及数个柱状或球状接触点252，且所述辅助转接板25内具有数个内部线路253用以对应连接所述量测点251及柱状或球状接触点252。所述柱状或球状接触点252的形状不同于本发明的转接板22的凸垫状接触点222的形状，而所述柱状或球状接触点252的长宽尺寸也明显大于所述凸垫状接触点222的长宽尺寸。当使用所述探针卡21、辅助转接板25及转接板22来检测所述基板23时，所述探针卡21的探针212接触所述辅助转接板25的量测点251，所述辅助转接板25的柱状或球状接触点252接触所述转接板22的量测点221，及所述转接板22的凸垫状接触点222接触所述基板23的接垫231。在本实施例中，除了本发明的转接板22之外，所述探针卡21及辅助转接板25属于现有测试装置的构件，因此本发明可使原本的测试装置在不更改机台设计下，通过本发明的转接板22的再次转接而能用以检测具有微小接垫间距的基板23，因此有利于降低机台购置成本及扩大转接板的使用多样性。

如上所述，相较于图1的现有测试装置的转接板12的柱状或球状接触点122具有不适用于检测接点阵列封装构造用基板的技术缺点，图2至5的本发明通过在所述转接板22的表面直接形成适当尺寸的接垫(pad)做为凸垫状接触点222，所述凸垫状接触点222具有较小的排列间距及适当的凸出高度等尺寸设计，故能用以顺利检测具有微小接垫间距的基板23(如接点阵列型封装基板)，因此确实有利于提高所述转接板22的测试极限及扩大所述转接板22的适用范围。

本发明已由上述相关实施例加以描述，然而上述实施例仅为实施本发明的范例。必需指出的是，已公开的实施例并未限制本发明的范围。相反地，包含于权利要求书的精神及范围的修改及均等设置均包括于本发明的范围内。

Claims (8)

1.一种封装基板的电性测试转接板，其特征在于：所述转接板包含：

一电路板，具有一第一表面及一第二表面；

数个量测点，排列在所述第一表面上；

数个凸垫状接触点，排列在所述第二表面上，所述凸垫状接触点的凸出高度小于所述凸垫状接触点的宽度，以形成凸垫状构造；及

数个内部电路，位于所述电路板内，各所述内部电路对应连接各所述量测点及各所述凸垫状接触点；

其中所述凸垫状接触点的表面用以接触检测一基板的一表面的数个接垫，所述基板为接点阵列型封装基板，所述基板的各二相邻接垫之间的间距等于或小于0.9毫米，所述基板的表面另具有一防焊层，所述防焊层开设数个开口裸露所述接垫，所述接垫的高度小于所述接垫周边的防焊层的高度，且所述凸垫状接触点的宽度小于所述防焊层的开口内径及所述凸垫状接触点的凸出高度大于所述接垫与防焊层之间的高度差。

2.如权利要求1所述的封装基板的电性测试转接板，其特征在于：所述接垫表面与所述防焊层表面之间的高度差介于10至30微米之间。

3.如权利要求1所述的封装基板的电性测试转接板，其特征在于：所述凸垫状接触点的宽度介于50至60微米之间。

4.如权利要求1所述的封装基板的电性测试转接板，其特征在于：所述凸垫状接触点或所述量测点的表面具有一镀金层。

5.如权利要求1所述的封装基板的电性测试转接板，其特征在于：所述内部电路使所述量测点相对于所述凸垫状接触点形成向外扇出排列。

6.一种封装基板的电性测试方法，其特征在于：所述方法包含：

提供一探针卡及一转接板，其中所述探针卡具有数个凸出的探针，所述转接板的二表面分别排列有数个量测点及数个凸垫状接触点，所述凸垫状接触点的凸出高度小于所述凸垫状接触点的宽度，以形成凸垫状构造；

将所述探针卡的探针电性导通至所述转接板的量测点，及将所述转接板的凸垫状接触点接触一基板的一表面的数个接垫，所述基板为接点阵列型封装基板，所述基板的各二相邻接垫之间的间距等于或小于0.9毫米，其中所述基板的表面另具有一防焊层，所述防焊层开设数个开口裸露所述接垫，所述接垫的高度小于所述接垫周边的防焊层的高度，且所述凸垫状接触点的宽度小于所述防焊层的开口内径及所述凸垫状接触点的凸出高度大于所述接垫与防焊层之间的高度差；及

利用所述探针卡及转接板对所述基板进行电性测试。

7.如权利要求6所述的封装基板的电性测试方法，其特征在于：所述转接板与基板之间另包含一导电胶片，所述转接板的凸垫状接触点通过所述导电胶片间接接触所述基板的表面的接垫。

8.如权利要求6所述的封装基板的电性测试方法，其特征在于：所述探针卡与转接板之间另包含一辅助转接板，所述辅助转接板的二表面分别具有数个量测点及数个柱状或球状接触点，其中所述探针卡的探针接触所述辅助转接板的量测点，而所述辅助转接板的柱状或球状接触点接触所述转接板的量测点。

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