CN103675369A - 探针卡及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种探针卡，用以与多个探针抵接；探针卡包含有基板、至少两个IC载板以及多个探针垫；其中，IC载板设于基板上，且间隔预定距离；各IC载板上具有多个导接点；探针垫分别镀设于IC载板上，且分别与各导接点连接，而遮蔽各导接点，并在各IC载板上围成布针区；探针垫用以分别与探针抵接。另外，本发明还公开了探针卡的制造方法。

Description

探针卡及其制造方法
技术领域
本发明涉及测试装置，尤其涉及一种探针卡及其制造方法。
背景技术
以探针卡作为测试机与待测电子物之间的高频测试信号传输接口的技术虽已普遍使用。但是，现有的探针卡结构经常面临以下问题：
一、受制于电子产品迷你化，且使用功能日趋增加，使得探针卡上用以供与探针抵接的导接点的设计越来越小，造成许多现有的探针无法准确地与这些导接点抵接，导致检测接触不良的情形发生。
二、如晶圆类待测电子物，随着其面积的加大（如十二英寸超大型晶圆），相对使得探针卡结构须使用多片的IC(Integrated Circuit)载板设于电路板上。但上述这些IC载板通过回焊固定于电路板上时，熔融的焊锡总会造成这些IC载板一定程度的偏移，使得IC载板上的导接点无法准确地与探针对位，而容易有检测接触不良的情形发生。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种探针卡，可准确地使其导接点与探针电性连接。另外，本发明还提供了上述探针卡的制造方法。
为达成上述目的，本发明所提供的探针卡用以与多个探针抵接；探针卡包含有基板、至少两个IC载板以及多个探针垫；其中，IC载板设于基板上，且间隔预定距离；各IC载板上具有多个导接点；探针垫可用导电材料制成，且分别镀设于IC载板上。探针垫分别与各导接点连接，而遮蔽各导接点，并在各IC载板上围成布针区。探针垫用以分别与各探针抵接。另外，相邻的该IC载板的布针区之间的间隙大于各布针区的宽度。
依据上述构思，相邻的IC载板的等布针区之间的间隙大于2倍的各布针区的宽度。
依据上述构思，各IC载板上的探针垫之间的间距不大于40微米。
依据上述构思，基板具有印刷电路板，且印刷电路板上布设有电路布局；另外，IC载板的导接点与印刷电路板的电路布局电性连接。
依据上述构思，基板还具有多层陶瓷板；多层陶瓷板设于印刷电路板上；另外，IC载板设于多层陶瓷板上，且IC载板的导接点通过多层陶瓷板与印刷电路板的电路布局电性连接。
依据上述构思，探针卡还具有固定架。固定架设于基板上，且位于IC载板的下方。
依据上述构思，探针卡还包含填充于探针垫之间的绝缘材料层。
依据上述构思，位于各IC载板上相同位置的探针垫，其中心点位置的偏移差距小于25微米。
依据上述构思，本发明提供了一种探针卡的制造方法，该方法包含有下列步骤：
A.取得至少两个IC载板，且各IC载板上具有多个导接点；
B.在各IC载板上形成一层限制层，限制层上具有多个穿孔，且穿孔分别正对各导接点；
C.在IC载板上镀设导电材料，使导电材料填满穿孔，而形成多个与穿孔形状相同的探针垫；
D.研磨镀设于IC载板上的探针垫，使各探针垫的顶面与限制层的顶面呈同一平面；
E.将IC载板固定在基板上，且IC载板之间具有预定距离。
依据上述构思，在步骤B中，采用微显影技术在各IC载板上形成具有多个穿孔的限制层。
依据上述构思，在步骤B中，限制层上的穿孔间的间距不大于40微米。
依据上述构思，在步骤E之前，先将IC载板上的各限制层移除，使IC载板上留下多个探针垫。
依据上述构思，基板具有印刷电路板，且印刷电路板上布设有电路布局；在步骤E中，将IC载板的导接点与印刷电路板的电路布局电性连接。
依据上述构思，该基板还具有多层陶瓷板，且多层陶瓷板设于印刷电路板上；在步骤E中，IC载板设于多层陶瓷板上，并通过多层陶瓷板与印刷电路板的电路布局电性连接。
依据上述构思，在步骤E之前，探针垫在各IC载板上围成布针区；且在步骤E中，将IC载板固定于基板上时，相邻的IC载板上的布针区之间的间隙大于各布针区的宽度。
依据上述构思，在步骤E中，IC载板以回焊的方式固定于基板上，且位于各IC载板上相同位置的探针垫，其中心点位置的偏移差距小于25微米。
依据上述构思，在步骤E之后，还包含步骤：
F.将固定架设置于基板上，且固定架位于IC载板的下方。
借此，通过上述设计，便可使探针准确地与探针卡的导接点电性连接。
附图说明
图1为本发明较佳实施例制造方法的流程图；
图2至图6为各制造过程各步骤的示意图；
图7为本发明较佳实施例探针卡的结构图；
图8为图7的俯视图；
图9为在图7的架构下增设固定架。
具体实施方式
以下将以附图公开本发明的多个实施方式，为明确说明起见，许多具体细节将在以下叙述中一并说明。然而，应了解到，这些具体细节不应用以限制本发明。也就是说，在本发明部分实施方式中，这些具体细节是非必要的。此外，为简化附图起见，一些现有惯用的结构与元件在附图中将以简单示意的方式表示。
请参阅图1，本发明提供一种探针卡的制造方法包含有下列步骤：
A.取得至少两个IC(集成电路)载板。请参阅图2，各IC载板10的其中一面具有多个导接点12供检测用的探针抵接；各IC载板10的另外一面则具有多个接点13分别与对应的各导接点12电性连接。一般而言，IC载板10主要是用以提供空间转换的功能。简单来说，IC载板10的导接点12之间的间隔(Pitch)较小，而接点13之间的间隔较大。另外，在本实施例中，IC载板10取自于客户端所提供的公用多层有机板(Multi-LayerOrganic；MLO)，亦即，本发明所用的这些IC载板10，为客户端在产品封装时所使用的公用封装基板，而非另行开模制作。上述所提及的“产品”指的是晶圆(wafer)中的IC，也就是本发明探针卡(如图7)在使用时所量测的待测物。如此一来，通过使用客户端所提供的公板作为本发明的探针卡的空间转换板，将可有效地达到节省成本的目的。
B.请参阅图3，在各IC载板10上形成一层限制层14，限制层14上具有多个穿孔141，且穿孔141分别正对各导接点12；在本实施例中，是先在各IC载板10上涂布一层光阻后，再采用微显影技术在各IC载板10上留下具有多个穿孔141的光阻来形成限制层14，且限制层14的厚度T不小于10微米，而限制层14上的穿孔141间的间距D不大于40微米。
C.请参阅图4，在IC载板10上镀设导电材料，使导电材料填满穿孔141，而形成多个探针垫(probe pad)16；
D.请参阅图5，研磨镀设于IC载板10上的探针垫16，使各探针垫16的顶面与限制层14的顶面呈同一平面。而后，请参阅图6，移除IC载板10上的各限制层14，使IC载板10上留下多个与穿孔141形状相同的探针垫16，且探针垫16围成布针区A。
E.请参阅图7与图8，将IC载板10固定在基板20上，且相邻的IC载板10间隔预定距离，使位于各IC载板10上相同位置的探针垫16中心点的位置偏移差距H小于25微米，且各IC载板10布针区A与相邻的IC载板10布针区A之间的间隙P大于各布针区A的宽度K(即各布针区A其中一侧的探针垫16边缘与相反侧上的探针垫16边缘之间的距离)，一般来说，间隙P大于2倍的各布针区A的宽度K。另外，在本实施例中，基板20具有印刷电路板22以及多层陶瓷板(Multi-Layer Ceramic；MLC)24。印刷电路板22上布设有电路布局(图中未示出)。多层陶瓷板24设于印刷电路板22上，且与电路布局电性连接。借此，IC载板10回焊在多层陶瓷板24上，而使导接点12通过接点13与多层陶瓷板24电性连接后，导接点12便可通过多层陶瓷板24与印刷电路板22上的电路布局电性连接。多层陶瓷板24回焊于印刷电路板22上，或者通过中间插入物(Interposer)使多层陶瓷板24与印刷电路板22上的电路布局电性连接。多层陶瓷板24的两面具有接点，一面的接点与IC载板10的接点13电性连接，另一面的接点与印刷电路板22的电路布局电性连接，而多层陶瓷板24一面的接点(与接点13电性连接)间距可以等于多层陶瓷板24另一面接点(与印刷电路板22的电路布局电性连接)间距，如图7所示，当然，多层陶瓷板24也可提供空间转换的功能，即多层陶瓷板24一面的接点间距小于该多层陶瓷板24另一面的接点间距。
借此，通过上述制造方法便可取得如图7所示的探针卡，其探针垫16用以分别与各探针100抵接，且探针垫16呈柱状且顶面为平面的设计，将可使探针100准确地与各探针垫16抵接。
另外，探针垫16之间的间隙不大于40微米，且厚度不小于10微米的设计，便可有效地扩大各探针垫16的表面积与物理强度，进而使探针100与各探针垫16抵接时，避免发生短路或是刺穿探针垫16的情形。
再者，请参阅图7与图8，当IC载板10通过回焊固定于多层陶瓷板24上时，即使熔融的焊锡造成IC载板10一定程度的偏移，探针100仍可分别通过较大表面积的各探针垫16，与对应的各导接点12电性连接。
如此一来，进行检测时，印刷电路板22设置于检测机台(图中未示出)上，检测机台所产生的测试信号，将由印刷电路板22的电路布局至多层陶瓷板24，再由多层陶瓷板24至IC载板10上，并通过IC载板10上的各探针垫16到对应的探针100，而后，再由探针100传递到待测物(Device under test，DUT)(图中未示出)进行检测。而测试信号的回传，则由通过与该待测物抵接的另一探针100，以相反的路径将测试信号回传至检测机台。
另外，由于各IC载板10采用上方导接点12间的间隔较窄、下方接点13之间的间隔较宽的设计，使得布针区A形成在各IC载板10的中央位置处，这样导致有多个待测物待检测时，相邻的待测物将无法同时进行检测，而无法达到多工的目的。于是，通过各IC载板10布针区A与相邻的IC载板10布针区A之间的间隙P大于各布针区A的宽度K的设计，可在每次检测时，被检测的待测物之间，间隔有一个或多个待测物；如此一来，通过跳过一个或多个待测物的方式，便可达到多工检测的目的，而被跳过检测的待测物，则于其它次检测时再行检测即可。
值得一提的是，在上述步骤B中，限制层14可选用绝缘材料制成。如此一来，在步骤D中，则改为不将IC载板10上的各限制层14移除。并在步骤E中，直接将具有限制层14的IC载板10(如图5)固定于基板20上。而上述设计的目的在于，可使探针垫16之间填充有绝缘材料，进而达到提升探针垫16之间的绝缘效果，从而可以避免探针100在检测时发生相邻的探针垫16相互干扰而短路的情形。
另外，在步骤E之后，还可包含步骤：
F.请参阅图9，将固定架30设置于基板20上，且固定架30位于IC载板10的下方。此外，固定架30至少部分位于IC载板10下方的多层陶瓷板24上，可确保多层陶瓷板24与印刷电路板22电性连接。另一方面，探针100外侧的探针头110可锁紧在印刷电路板22上(图中未示出)，探针头110可供探针100贯穿进而定位探针100的位置。
借此，通过固定架30的设计，可使探针100准确地与对应的探针垫16抵接，而不会有检测接触不良的情形发生。
虽本发明已经以实施方式公开如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种变动与润饰，因此本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。

Claims (18)

1.一种探针卡，用以与多个探针抵接；其特征在于，该探针卡包含有：
基板；
至少两个IC载板，其设于上述基板上，且间隔预定距离；上述各IC载板上具有多个导接点；以及
多个探针垫，其分别镀设于上述IC载板上，且分别与上述各导接点连接，而遮蔽上述各导接点，并在上述各IC载板上围成布针区；上述探针垫用以分别与各探针抵接；另外，相邻的上述IC载板的上述布针区之间的间隙，大于各上述布针区的宽度。
2.如权利要求1所述探针卡，其特征在于，相邻的所述IC载板的所述布针区之间的间隙大于2倍的所述各布针区的宽度。
3.如权利要求1所述探针卡，其特征在于，所述各IC载板上相邻的所述探针垫之间的间隙不大于40微米。
4.如权利要求1所述探针卡，其特征在于，所述各探针垫的厚度不小于10微米。
5.如权利要求1所述探针卡，其特征在于，所述基板具有印刷电路板，且该印刷电路板上布设有电路布局；另外，所述IC载板的所述导接点与该印刷电路板的电路布局电性连接。
6.如权利要求5所述探针卡，其特征在于，所述基板还具有多层陶瓷板；该多层陶瓷板设于所述印刷电路板上；另外，所述IC载板设于该多层陶瓷板上，且所述IC载板的所述导接点通过该多层陶瓷板与所述印刷电路板的电路布局电性连接。
7.如权利要求1所述探针卡，其特征在于，还具有固定架，其设于所述基板上，且位于所述IC载板的下方。
8.如权利要求1所述探针卡，其特征在于，还包含有填充于所述探针垫之间的绝缘材料层。
9.如权利要求1所述探针卡，其特征在于，位于所述各IC载板上相同位置的所述探针垫，其中心点位置的偏移差距小于25微米。
10.一种探针卡的制造方法，其特征在于，包含有下列步骤：
A.取得至少两个IC载板，且各IC载板上具有多个导接点；
B.在上述各IC载板上形成一层限制层，该限制层上具有多个穿孔，且该穿孔分别正对上述各导接点；
C.在上述IC载板上镀设导电材料，使导电材料填满上述穿孔，而形成多个探针垫；
D.研磨镀设于上述IC载板上的上述探针垫，使上述各探针垫的顶面与上述限制层的顶面呈同一平面；
E.将上述IC载板固定在基板上，且上述IC载板之间具有预定距离。
11.如权利要求10所述探针卡的制造方法，其特征在于，在步骤B中，采用微显影技术在所述各IC载板上形成以光阻制成的具有所述穿孔的限制层。
12.如权利要求10所述探针卡的制造方法，其特征在于，在步骤B中，所述限制层上的所述穿孔间的间距不大于40微米。
13.如权利要求10所述探针卡的制造方法，其特征在于，在步骤E之前，先将所述IC载板上的所述各限制层移除，使所述IC载板上留下所述探针垫。
14.如权利要求10所述探针卡的制造方法，其特征在于，所述基板具有印刷电路板，且该印刷电路板上布设有电路布局；在步骤E中，还将所述IC载板的所述导接点与该印刷电路板的电路布局电性连接。
15.如权利要求14所述探针卡的制造方法，其特征在于，所述基板还具有多层陶瓷板，且该多层陶瓷板设于所述印刷电路板上；在步骤E中，所述IC载板设于该多层陶瓷板上，并通过该多层陶瓷板与所述印刷电路板的电路布局电性连接。
16.如权利要求10所述探针卡的制造方法，其特征在于，在步骤E之前，所述探针垫在所述各IC载板上围成布针区；且在步骤E中，将所述IC载板固定在所述基板上时，相邻的所述IC载板上的上述布针区之间的间距大于上述各布针区的宽度。
17.如权利要求10所述探针卡的制造方法，其特征在于，在步骤E之后，还包含步骤：
F.将固定架设置于所述基板上，且该固定架位于所述IC载板的下方。
18.如权利要求10所述探针卡的制造方法，其特征在于，在步骤E中，所述IC载板以回焊的方式固定在所述基板上，且位于所述各IC载板上相同位置的所述探针垫，其中心点位置的偏移差距小于25微米。
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