CN103185819A

CN103185819A - 探针卡及其制作方法

Info

Publication number: CN103185819A
Application number: CN2012102142031A
Authority: CN
Inventors: 蔡俊严; 薛念宗
Original assignee: Novatek Microelectronics Corp
Current assignee: Novatek Microelectronics Corp
Priority date: 2011-12-27
Filing date: 2012-06-26
Publication date: 2013-07-03
Anticipated expiration: 2032-06-26
Also published as: US9279831B2; CN103185819B; KR101381802B1; US20130162281A1; JP2013137296A; KR20130075642A

Abstract

本发明公开了一种探针卡，包括有一电路板及一集成电路测试接口。该集成电路测试接口包括有一第一探针组，设置于该电路板的一端，以及一第二探针组，设置于该电路板的另一端，其中该第一探针组与该第二探针组彼此分离，而可独立装配或拆卸于该电路板，以及该第一探针组及该第二探针组分别包括有一探针座，设置于该电路板上；多个探针，其为悬臂式探针；以及一包覆层，用来包覆该多个探针，并固定于该探针座的一面。

Description

探针卡及其制作方法

技术领域

本发明涉及一种探针卡及其制作方法，尤其涉及一种用以测试晶粒或集成电路成品的探针组，且具重复使用性、可快速替换及扩充的探针卡及其制作方法。

背景技术

一般而言，集成电路（integrated circuit，IC）产品先通过电路布局设计，接着进入半导体厂进行半导体制程以及集成电路的制作，待完成晶圆（wafer）的制作后，再利用探针卡（probe card）进行针测。测试良好或经修复过的晶粒（chip）会在切割后进行后续接线以及封装等步骤，而已完成封装的晶粒最后仍须利用探针卡进行最终测试以确认良品，亦即，在集成电路产品的制作过程中，需通过使用探针卡的探针传送用以测试受测物（如晶粒或集成电路成品）的测试信号，以判断受测物是否有损坏。

在公知技术中，探针卡制作方式是同时将所需的探针依针层由低而高设置于一用以固定探针的探针组，以确保每一探针维持一定的水平。举例来说，请参考图1，图1为公知一探针卡10的结构示意图。探针卡10包括有一电路板100及一集成电路测试接口102。详细来说，电路板100中央具有一槽孔，而邻近槽孔处具有多个第一孔洞100a，用来通过多个螺丝104，固定集成电路测试接口102的内部组件。集成电路测试接口102用来测试晶粒及集成电路成品，其是由一补强板106及一探针组108所组成。补强板106的上、下两面分别包括多个第二孔洞106a、106b，设置于电路板100中央的槽孔，用来加强固定探针组108。探针组108是由一探针座110、一包覆层112及多个探针114所组成。其中，多个探针114依针层由低而高设置于包覆层112（如环氧树脂）中，用来传输测试晶粒及集成电路成品的测试信号及回传测试结果。包覆层112连接于探针座110（如陶瓷加强环），并通过多个螺丝116及多个螺帽118，固定于补强板106下。

当进行针测时，探针卡10可用来测试受测物，并判断受测物是否有损坏。然而，由于探针卡10的多数探针设置于用以固定探针的探针组108，因此当多数探针损耗至报废程度时，使用者无法仅更换受损的探针以重复使用探针卡10，而需购买新的探针卡。在此情形下，势必提高使用成本，也不利于资源的有效利用。

因此，如何改善公知探针卡无法有效利用的缺点，已成为业界所努力的目标之一。

发明内容

因此，本发明的主要目的即在于提供一种用以测试晶粒或集成电路成品的探针组的探针卡及其制作方法，其具重复使用性、可快速替换及扩充的优点。

本发明公开一种探针卡，包括有一电路板及一集成电路测试接口。该集成电路测试接口包括有一第一探针组，设置于该电路板的一端，以及一第二探针组，设置于该电路板的另一端，其中该第一探针组与该第二探针组彼此分离，而可独立装配或拆卸于该电路板，以及该第一探针组及该第二探针组分别包括有一探针座，设置于该电路板上；多个探针，其为悬臂式探针；以及一包覆层，用来包覆该多个探针，并固定于该探针座的一面。

本发明还公开一种探针卡，包括有一电路板及一集成电路测试接口。该集成电路测试接口包括有一第一探针组，设置于该电路板的一端，以及一第二探针组，设置于该电路板的另一端。

在此配合下列图示、实施例的详细说明及权利要求书，将上述及本发明的其它目的与优点详述在后。

附图说明

图1为一公知探针卡的结构示意图。

图2A为本发明实施例一探针卡的仰视结构示意图。

图2B为图2A所示的探针卡的剖视结构示意图。

图3A至第3D图为图2B的探针卡的制造与装配的操作流程的一实施例。

图4至图7为本发明不同实施例探针卡的结构示意图。

图8为本发明实施例一探针卡的结构示意图。

图9为图8的探针卡的另一实施例的结构示意图。

其中，附图标记说明如下：

10、20、40、50、60、70、80、90 探针卡

21、806、808 测试端

100、200、400、800 电路板

100a、106a、106b、200a、206a、206b、孔洞212a、212b、218a、218b、400a

102、202 集成电路测试接口

104、116、204、224、226、700 螺丝

106、206、500、600 补强板

108、208、210、802、804、900、902、探针组904

110、212、218、502、504 探针座

112、214、220、602、604 包覆层

114、216、222 探针

118、228、230 螺帽

具体实施方式

请参考图2A及图2B，图2A为本发明实施例一探针卡20的仰视结构示意图，图2B为沿图2A所示的虚线的探针卡20的剖视结构示意图。探针卡20用于测试制作完成的晶圆（wafer）及集成电路（integrated circuit，IC）成品，测试操作者可通过一测试端（single site）21输出测试信号或接收测试结果，以判断是否有损坏的晶粒（chip）或组件。如图2B所示，探针卡20包括一电路板200及一集成电路测试接口202。集成电路测试接口202主要包括探针组208，设置于电路板200的一端，以及另一探针组210，设置于电路板200的另一端，其中，探针组208、210彼此分离。

更具体而言，电路板200中央可形成有一槽孔，而邻近槽孔处可形成有多个第一孔洞200a，用来通过多个螺丝204，固定集成电路测试接口202的内部组件。集成电路测试接口202用来测试晶粒及集成电路成品，其可由一补强板206、探针组208、210所组成。补强板206的上、下两面可包括多个第二孔洞206a、206b，其设置于电路板200中央的槽孔，用来固定探针组208、210。探针组208、210可分别设置于补强板206下的相对两端，用来传输测试信号及回传测试结果。

换言之，探针组208、210彼此分离，而可独立装配或拆卸于补强板206。借此，当探针组208及/或探针组210损耗至报废程度时，可通过更换受损的探针组（208及/或210），而重复使用探针卡20以进行测试。

图2B也显示探针组208与210细部结构的实施例。在此实施例中，探针组208、210为悬臂式探针组。探针组208是由一探针座212、一包覆层214及多个探针216所组成，而类似地，探针组210是由一探针座218、一包覆层220及多个探针222所组成。多个探针216、222用来传输测试信号及回传测试结果，其依照针层由低而高分别设置于包覆层214、220中，借此包覆层214、220可加强固定多个探针216、222。探针座212、218分别连接包覆层214、220，用来加强固定包覆层214、220的整体结构。此外，探针座212、218上、下两面可分别形成有对应于补强板206下的多个第二孔洞206b的多个第三孔洞212a、212b、218a、218b，以通过多个螺丝224、226及多个螺帽228、230，锁接至补强板206的相对两端。简单来说，探针座212与探针座218间分离而非连接设置，而包覆层214、220可分别连接于探针座212或探针座218，因此探针组208、210可以独立地装配、拆卸及制造（细节将在以下描述）。

需注意的是，图2A及图2B用以说明本发明的概念，本领域的技术人员当可据以做不同的变化与修饰，而不限于此。举例来说，在图2B中，电路板200可以是任何形式的印刷电路板，如长形、圆形、方形等，视使用者需求而定。补强板206可由金属材料制成，如铝、不绣钢等，也可为多个探针组208、210组合成为一个母体。另外，此处的实施例以补强板206下的其中两侧设置探针组208、210，但不限于此。在其它实施例中，除了在补强板206下的相对两侧（譬如左右两侧）设置探针组208、210外，也可在补强板206下的另外两相对侧（譬如前后两侧），依照类似的结构，设置多组探针组。举例来说，若需测试四边均有待测焊垫（pad）的四方形芯片如系统单芯片（System on chip，SOC）时，可在补强板206下设置四组可独立装配、拆卸及制造的探针组，以进行测试。

除此之外，探针座212、218可由具防漏电特性的材质所制成，如陶瓷加强环，其除了通过多个螺丝224、226锁接至补强板206外，也可依据不同制程连接于补强板206。包覆层214、220可由热固性材质所制成，如环氧树脂。另外，在本发明实施例中，多个探针216譬如为输入接脚，用来输入测试信号；而多个探针222譬如为输出接脚，用来输出测试结果。在其它实施例中，多个探针216、222可作为输入接脚、输出接脚或其组合，而关于调整多个探针216、222的水平差异，可以通过固定多个探针222的水平，进而调整多个探针216的水平。原因在于，输出端探针数（多个探针222）较输入端（多个探针216）多，因此固定输出端探针的水平以调整输入端探针的水平较容易。然而，也可固定多个探针216的水平，进而调整多个探针222的水平。此等衍生应用应是本领域的技术人员所熟知的技艺。

关于图2B所示的探针卡20的实施例的制造与装配方式，请参考图3A至图3D，图3A至图3D为探针卡20的制造与装配的操作流程的一实施例。需注意的是，图3A至图3D用以说明本发明实施例探针卡20的制造与装配概念，本领域的技术人员当可据以做不同的变化与修饰，而不限于此。

首先，如图3A所示，将多个螺丝224、226分别穿入探针座212、218底部的多个第三孔洞212b、218b，并将多个探针216、222依照针层由低而高分别设置于包覆层214、220中。接着，将探针座212、218沿图3A所示的虚线方向移动，以黏着于包覆层214、220上方，进而形成如图3B所示的探针组208、210。在此情形下，探针组208、210可以独立设计与制造，而非传统上将探针组208、210相连接并同时制造。亦即若后续有相同排列组合的探针组210（输出接脚）时，通过将探针组208（输入接脚）直接拆卸，并装上新产品的探针组，即可进行测试，同时使探针组210具重复使用性。反之，探针组210也可单独拆卸，而使得探针组208具重复使用性。

接着，如图3C所示，将探针组208、210的多个探针216、222焊接于电路板200下方。然后，如图3D所示，将补强板206下设置于电路板200中央的槽孔，同时使探针组208、210的多个螺丝224、226穿过补强板206下的多个第二孔洞206b，而多个螺丝224、226尾端穿过补强板206上的多个第二孔洞206a。接着，将多个螺丝204锁接至补强板206上及电路板200的多个第一孔洞200a，以固定补强板206。最后，将多个螺帽228、230分别锁接于多个螺丝224、226尾端，以固定补强板206及探针组208、210，进而完成探针卡20的制作。在此情形下，探针组208、210除了可独立设计与制造之外，也可独立装配至电路板200。此外，当进行拆卸时，通过松开多个螺帽228及/或230，并将焊接至电路板200的探针216及/或222加以解焊，即可拆下探针组208及/或210。因此，当探针组208及/或探针组210损耗至报废程度时，可以仅更换受损的探针组，即可重复使用探针卡20，以进行测试。

需注意的是，图2B用以说明本发明的其中一实施例探针卡20的结构示意图，本领域的技术人员当可据以做不同的变化与修饰，而不限于此。举例来说，请参考图4至图7，图4至图7为本发明的其它不同实施例探针卡40、50、60、70的结构示意图。探针卡40、50、60、70的架构分别与探针卡20相似，故相同组件沿用相同符号。探针卡40与探针卡20不同之处在于探针卡40除了未包括探针卡20的补强板206之外，探针卡40的一电路板400的中央也未包括槽孔。因此，探针组208、210的多个螺丝224、226直接穿过电路板400的多个第一孔洞400a，并将多个螺帽228、230锁接于多个螺丝224、226尾端，因而不需补强板，即可完成探针卡40的制作。探针卡50与探针卡20不同之处在于探针卡50的一补强板500的厚度较探针卡20的补强板206薄，而探针座502、504的高度较探针座212、218高。探针卡60与探针卡20不同之处在于探针卡60的一补强板600的厚度较探针卡20的补强板206薄，而包覆层602、604的高度较包覆层214、220高。探针卡70与探针卡20不同之处在于探针卡70将多个螺丝700由电路板200下锁接至电路板200及补强板206，此等变化仍属本发明的范畴，同样可在探针组损耗至报废程度时，仅更换受损的探针组，即可重复使用探针卡。

总而言之，在上述不同实施例中，探针组208、210都可独立制造并分别设置于电路板200下面的相对两端。此外，通过松开多个螺帽228、230，并将焊接至电路板200的多个探针216或/及222加以解焊，即可拆下探针组208与210当中一者或两者。因此，当探针组损耗至报废程度时，可单独更换受损的探针组，不需更换所有的探针卡，即可重复进行测试。

另一方面，在图2A中，探针卡20仅包括单一测试端21，实际上，在其它实施例中，探针卡20也可包括多个测试端。举例来说，请参考图8，图8为本发明实施例一探针卡80的结构示意图。探针卡80与探针卡20不同之处在于探针卡80为一双测试端（dual site）探针卡。探针卡80包括有一电路板800、探针组802、804以及测试端806、808。电路板800具有两个槽孔，分别用来与探针组802、804相结合。其中探针组802与传统探针组的结构大致相同（即不具重复使用性的探针组），而探针组804与探针卡20的探针组210的结构大致相同，在此不赘述。此外，由于测试端806、808都可用来传输测试信号及回传测试结果，因此探针卡80为双测试端探针卡。探针卡80为探针卡20的衍生变化，因此详细制作及变化方式可参考前述。同样地，探针组802、804也可分别装配与拆卸，或独立设计与制作。因此，当探针组802及/或探针组804损耗至报废程度时，通过更换探针组（802及/或804），即可重复使用探针卡80以进行测试。同理，在具有两个以上测试端的多测试端（multi-site）探针卡中，不同测试端及其不同排列方式也可通过同样的组合概念来分开制作，再组合完成。

需注意的是，图8用以说明本发明实施例的双测试端探针卡，本领域的技术人员当可据以做不同的变化与修饰，而不限于此。举例来说，请参考图9，图9为本发明实施例一探针卡90的结构示意图。探针卡90的架构与探针卡80相似，故相同组件沿用相同符号。探针卡90与探针卡80不同之处在于探针卡90包括探针组900、902及904，其中探针组900与传统探针组的结构大致相同，而探针组902、904与探针卡80的探针组804的结构大致相同，此等变化仍属本发明的范畴，同样可在探针组损耗至报废程度时，仅更换受损的探针组，即可重复使用探针卡。另外，值得注意的是，虽然图8与图9的实施例中，双测试端探针卡的其中一侧为一传统探针组，另一侧则为与探针组804结构相似的一或两个探针组。然在，其它实施例中，也可以在双测试端探针卡的两侧都设置与探针组804结构相似的两个探针组，换言之，总共具有四个探针组。此外，上述双测试端探针卡的结构与变化更可推广至多测试端探针卡，在此为简明起见，不再赘述之。

在公知技术中，探针卡的制作方式是同时将所有的探针依照针层由低而高设置于用以固定探针的单一探针组，因此公知探针卡在进行晶圆测试、成品测试的过程中，当探针发生损耗至报废程度时，即需要更换整组探针卡，才可进行测试。相较之下，本发明提出一种可以独立装配、拆卸，甚至可以独立设计与制造多个探针组的探针卡。因此，当探针损坏、损耗至报废程度时，仅需更换受损的探针组，不需更换整组探针卡，即可再次进行测试，并降低使用成本。

综上所述，本发明的探针组彼此分离，且可独立装配或拆卸。因此，当探针组的多数探针受损时，使用者仅需更换受损的探针组，不需更换整组探针卡，即可进行测试，借此除了降低使用成本的外，也可使探针卡具重复使用性。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种探针卡，包括有：

一电路板；以及

一集成电路测试接口，包括有：

一第一探针组，设置于该电路板的一端，以及

一第二探针组，设置于该电路板的另一端，其中

该第一探针组与该第二探针组彼此分离，而可独立装配或拆卸于该电路板，以及

该第一探针组及该第二探针组分别包括有：

一探针座，设置于该电路板上；

多个探针，其为悬臂式探针；以及

一包覆层，用来包覆该多个探针，并固定于该探针座的一面。

2.如权利要求1所述的探针卡，其特征在于，该电路板包括多个第一孔洞，对应于该第一探针组及该第二探针组的多个固定位置。

3.如权利要求2所述的探针卡，其特征在于，该第一探针组及该第二探针组各自的该探针座包括有至少一第二孔洞，对应于该电路板的该多个第一孔洞中至少一第一孔洞。

4.如权利要求3所述的探针卡，其特征在于，该第一探针组及该第二探针组分别还包括有至少一螺丝，每一螺丝的一端穿过该探针座的一第二孔洞及该电路板的一第一孔洞，另一端卡持在该探针座的该第二孔洞。

5.如权利要求4所述的探针卡，其特征在于，该集成电路测试接口还包括至少一螺帽，用来于该至少一螺丝穿过该探针座的该至少一第二孔洞及该电路板的该至少一第一孔洞时，锁付该至少一螺丝。

6.如权利要求1所述的探针卡，其特征在于，

该电路板还形成有一槽孔；以及

该集成电路测试接口还包括有一补强板，设置于该电路板的该槽孔，其中

该第一探针组，设置于该补强板的一端，以及

该第二探针组，设置于该补强板的另一端。

7.如权利要求1所述的探针卡，其特征在于，

该电路板还形成有其它至少一槽孔，

该探针卡还包括有其它至少一个集成电路测试接口，分别设置于该电路板的该至少一槽孔；以及

该其它至少一集成电路测试接口当中每一者还包括有一补强板，分别设置于该电路板的该其它至少一槽孔当中的一者，其中

该第一探针组，设置于该补强板的一端，以及

该第二探针组，设置于该补强板的另一端。

8.如权利要求7所述的探针卡，其特征在于，该槽孔与该其它至少一槽孔环绕一几何形状方式形成于该电路板上。

9.一种探针卡，包括有：

一电路板；以及

一集成电路测试接口，包括有：

一第一探针组，设置于该电路板的一端，以及

一第二探针组，设置于该电路板的另一端。

10.如权利要求9所述的探针卡，其特征在于，该第一探针组与该第二探针组彼此分离，而可独立装配或拆卸。

11.如权利要求9所述的探针卡，其特征在于，该第一探针组及该第二探针组分别包括有：

一探针座，设置于该电路板上；

多个探针；以及

12.如权利要求11所述的探针卡，其特征在于，该电路板包括多个第一孔洞，对应于该第一探针组及该第二探针组的多个固定位置。

13.如权利要求12所述的探针卡，其特征在于，

该第一探针组及该第二探针组各自的该探针座包括有至少一第二孔洞，

对应于该电路板的该多个第一孔洞中至少一第一孔洞，以及

该第一探针组及该第二探针组分别还包括有至少一螺丝，每一螺丝的一端穿过该探针座的一第二孔洞及该电路板的一第一孔洞，另一端卡持在该探针座的该第二孔洞。

14.如权利要求13所述的探针卡，其特征在于，该集成电路测试接口还包括至少一螺帽，用来于该至少一螺丝穿过该探针座的该至少一第二孔洞及该电路板的该至少一第一孔洞时，锁付该至少一螺丝。

15.如权利要求11所述的探针卡，其特征在于，该多个探针为悬臂式。

16.如权利要求11所述的探针卡，其特征在于，该探针座是由陶瓷加强环所制成。

17.如权利要求11所述的探针卡，其特征在于，该包覆层是由环氧树酯所制成。

18.如权利要求9所述的探针卡，其特征在于，

该电路板还形成有一槽孔；以及

该第一探针组，设置于该补强板的一端，以及

该第二探针组，设置于该补强板的另一端。

19.如权利要求18所述的探针卡，其特征在于，该第一探针组及该第二探针组分别包括有：

一探针座，设置于该电路板上；

多个探针；以及

20.如权利要求19所述的探针卡，其特征在于，该补强板包括多个第一孔洞，对应于该第一探针组及该第二探针组的多个固定位置。

21.如权利要求20所述的探针卡，其特征在于，

该第一探针组及该第二探针组各自的该探针座还包括有至少一第二孔洞，对应于该补强板的该多个第一孔洞中至少一第一孔洞，以及

该第一探针组及该第二探针组分别还包括有至少一螺丝，每一螺丝的一端穿过该探针座的一第二孔洞及该补强板的一第一孔洞，另一端卡持在该探针座的该第二孔洞。

22.如权利要求21所述的探针卡，其特征在于，该集成电路测试接口还包括至少一螺帽，用来于该至少一螺丝穿过该探针座的该至少一第二孔洞及该补强板的该至少一第一孔洞时，锁付该至少一螺丝。

23.如权利要求18所述的探针卡，其特征在于，

该电路板还形成有其它至少一槽孔，

该第一探针组，设置于该补强板的一端，以及

该第二探针组，设置于该补强板的另一端。

24.如权利要求23所述的探针卡，其特征在于，该槽孔与该其它至少一槽孔环绕一几何形状方式形成于该电路板上。

25.如权利要求24所述的探针卡，其特征在于，该几何形状是一四边形。

26.如权利要求9所述的探针卡，其特征在于，该集成电路测试接口还包括有：

一第三探针组，设置于该电路板的更另一端，以及

一第四探针组，设置于该电路板的再更另一端。