CN115290946A - 一种探针的精密粘合结构、焊接方法及探针卡 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种探针的精密粘合结构、焊接方法及探针卡，用于将探针焊接于空间转换件的焊盘上，两个所述导向片组与所述焊盘一体成型，将所述探针的所述焊接端插入两个所述导向片组之间的所述第一间隔，实现了所述探针的精确定位；两个所述导向片组之间注入焊锡膏，焊接时焊锡膏熔化，在两侧导向片的作用下，使焊锡膏能够均匀地覆盖在所述焊接端的两侧；所述焊接端的多个所述开口区，在激光照射时，使所述焊接端的两侧的焊锡膏能够同时熔化和硬化，免去了所述焊接端两侧的熔化和硬化的时间差造成的虚焊。
Description
技术领域
本发明涉及探针焊接技术领域，具体涉及一种探针的精密粘合结构、焊接方法及探针卡。
背景技术
在半导体晶圆测试阶段，需要对晶圆上的未封装芯片进行测试，探针卡主要用于测试该未封装芯片是否合格。探针卡是一种测试接口，主要对裸芯进行测试。探针卡连接测试机和芯片，通过传输信号对芯片的各项参数进行测试。将探针卡上的探针直接与芯片上的焊垫或凸块直接接触，引出芯片讯号，再配合周边测试仪器与软件控制达到自动化量测的目的。探针卡应用在IC尚未封装前，针对裸晶先以探针做功能测试，筛选出不良品，然后再进行之后的封装工作。因此，探针卡是IC制造中对制造成本影响相当大的重要制程之一。
探针卡在制作过程中需要将探针安装到陶瓷孔内或焊接到陶瓷基板的焊盘上。高端探针卡上使用的MEMS垂直探针的等效直径一般在30um-100um范围内，其特点是尺寸小，焊接位置精密，现有的焊接技术中，通常使用探针的焊接端蘸取焊锡膏，然后放置于焊盘上，再使用激光焊接，在现有的焊接方法中存在以下问题：1）探针的焊接端蘸取的焊锡膏分布不均匀，2）激光只能照射焊接端的一个侧面，使焊接端两侧的焊锡膏熔化和硬化存在时间差。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种使焊锡膏均匀分布、焊接端两侧不存在熔化和硬化时间差的探针的精密粘合结构、焊接方法及探针卡。
一种探针的精密粘合结构，用于将探针焊接于空间转换件的焊盘上，所述探针包括焊接端，所述焊接端设有至少一个开口区；所述焊盘包括焊接面，所述焊接面上设有两个导向片组，两个所述导向片组之间具有第一间隔，所述第一间隔内设有焊锡膏，所述焊接端插入于所述第一间隔内，所述焊接端两侧的所述导向片组使所述开口区两侧不被同时遮挡。
优选地，所述焊接端为具有厚度的片状，所述开口区为向所述焊接端的高度方向延伸的凹槽，多个所述开口区均匀设置于所述焊接端的端面。
优选地，两个所述导向片组包括第一导向片组和第二导向片组，所述第一导向片组与所述第二导向片组平行设置，两个所述导向片组之间的所述第一间隔与所述焊接端的厚度相同。
优选地，所述第一导向片组与所述第二导向片组分别包括多个导向片，同一个所述导向片组中的各个所述导向片依次顺序设置，同一个所述导向片组中的相邻的两个所述导向片之间具有第二间隔，所述第二间隔与所述开口区的宽度相同。
优选地，所述第一导向片组中的多个所述导向片与所述第二导向片组中的多个所述导向片交错设置，使所述焊接端的所述开口区的两端中有一端不被封堵。
优选地，所述开口区的高度小于所述导向片的高度。
优选地，所述导向片为所述焊接面向上方空间的延伸，所述导向片与所述焊接面一体成型。
以及，一种探针的焊接方法，采用如上所述的探针的精密粘合结构，包括如下具体步骤：
探针的焊接端制成，在焊接端上设置多个开口区；
焊盘制成，焊盘的焊接面上设置两个互相平行的导向片组；
将焊锡膏注入在两个导向片组之间的第一间隔；
将所述焊接端插入所述第一间隔；
使用激光照射由焊接面、导向片组和焊接端组成的粘合结构，使焊锡膏熔化；
压紧焊接端，直至粘合结构冷却硬化。
优选地，所述使用激光照射由焊接面、导向片组和焊接端组成的粘合结构，使焊锡膏熔化的具体步骤包括：
激光照射所述粘合结构的一侧；
激光照射至未被遮挡的所述开口处，使所述焊接端另一侧的焊锡膏同时熔化。
以及，一种探针卡，包括依次设置的加固层、PCB电路层、中间介质层、空间转换层和MEMS探针层，所述MEMS探针层包括多个探针，每个所述探针以如上所述的探针的精密粘合结构与所述空间转换层连接。
上述探针的精密粘合结构、焊机方法及探针卡中，两个所述导向片组与所述焊盘一体成型，将所述探针的所述焊接端插入两个所述导向片组之间的所述第一间隔，实现了所述探针的精确定位；两个所述导向片组之间注入焊锡膏，焊接时焊锡膏熔化，在两侧导向片的作用下，使焊锡膏能够均匀地覆盖在所述焊接端的两侧；所述焊接端的多个所述开口区，在激光照射时，使所述焊接端的两侧的焊锡膏能够同时熔化和硬化，免去了所述焊接端两侧的熔化和硬化的时间差造成的虚焊。本发明的方法简单，易于实现，成本低廉，便于推广。
附图说明
图1是本发明实施例的探针的精密粘合结构的结构示意图。
图2是本发明实施例的探针的精密粘合结构的焊盘的结构示意图。
图3是本发明实施例的探针的精密粘合结构的探针的焊接端的结构示意图。
图4是本发明实施例的探针卡的结构示意图。
图5是本发明实施例的探针的焊接方法的流程图。
具体实施方式
本实施例以一种探针的精密粘合结构、焊接方法及探针卡为例，以下将结合具体实施例和附图对本发明进行详细说明。
请参阅图1、图2和图3，示出本发明实施例提供的一种探针的精密粘合结构100，用于将探针10焊接于空间转换件的焊盘20上，所述探针10包括焊接端11，所述焊接端11设有至少一个开口区12；所述焊盘20包括焊接面22，所述焊接面22上设有两个导向片组，两个所述导向片组之间具有第一间隔，所述第一间隔内设有焊锡膏，所述焊接端11插入于所述第一间隔内，所述焊接端11两侧的所述导向片组使所述开口区12两侧不被同时遮挡。
优选地，所述焊接端11为具有厚度的片状，所述开口区12为向所述焊接端11的高度方向延伸的凹槽，多个所述开口区12均匀设置于所述焊接端11的端面。
优选地，两个所述导向片组包括第一导向片组和第二导向片组，所述第一导向片组与所述第二导向片组平行设置，两个所述导向片组之间的所述第一间隔与所述焊接端11的厚度相同。所述第一导向片组与所述第二导向片组分别包括多个导向片21，同一个所述导向片组中的各个所述导向片21依次顺序设置，同一个所述导向片组中的相邻的两个所述导向片21之间具有第二间隔，所述第二间隔与所述开口区12的宽度相同。所述第一导向片组中的多个所述导向片21与所述第二导向片组中的多个所述导向片21交错设置，使所述焊接端11的所述开口区12的两端中有一端不被封堵。
具体地，所述焊接端11的端面具有至少一个所述开口区12，所述开口区12设于所述第二间隔处，即，所述第二间隔使所述开口区12外露。
具体地，所述焊接端11的同一侧的多个所述导向片21的总长度不超出所述焊接端11的长度。
具体地，在本实施例中，所述焊接端11具有均匀设置的三个所述开口区12，依次为第一开口区121、第二开口区122和第三开口区123，所述第一导向片组包括第一导向片211，所述第二导向组包括第二导向片212和第三导向片213；所述第一导向片211的宽度小于所述焊接端11的宽度，所述第一导向片211设于所述焊接端11的中间位置，仅遮挡所述第二开口区122，所述第一开口区121和所述第三开口区123不被所述第一导向片211遮挡；所述第二导向片212和所述第三导向片213之间具有所述第二间隔，所述第二导向片212和所述第三导向片213分别遮挡所述第一开口区121和所述第三开口区123，所述第二间隔使所述第二开口区122不被遮挡。
优选地，所述开口区12的高度小于所述导向片21的高度。
优选地，所述导向片21为所述焊接面22向上方空间的延伸，所述导向片21与所述焊接面22一体成型。
具体地，所述探针10的所述焊接端11的两侧设置有所述导向片组，焊锡膏在所述导向片组的作用下充满所述焊接端11与所述导向片组之间的空隙，使焊锡膏在所述焊接端11均匀分布，且，激光照射至所述开口区12，使所述焊接端11两侧的焊锡膏同时熔化，当激光停止照射后，所述焊接端11两侧的焊锡膏同时开始硬化，避免了所述焊接端11两侧的焊锡膏存在熔化和硬化的时间差。
以及，请参阅图5，示出一种探针10的焊接方法，采用如上所述的探针10的精密粘合结构100，包括如下具体步骤：
步骤S100，探针10的焊接端11制成，在焊接端11上设置多个开口区12。
步骤S200，焊盘20制成，焊盘20的焊接面22上设置两个互相平行的导向片组。
步骤S300，将焊锡膏注入在两个导向片组之间的第一间隔。
步骤S400，将所述焊接端11插入所述第一间隔。
具体地，所述焊接端11插入所述第一间隔后，所述第一间隔内的焊锡膏在所述导向片组的作用下，填充于所述焊接端11与两侧的所述导向片组之间的空隙。
步骤S500，使用激光照射由焊接面22、导向片组和焊接端11组成的粘合结构，使焊锡膏熔化。
具体地，步骤S500中，激光照射所述粘合结构，包括如下具体步骤：
步骤S510，激光照射所述粘合结构的一侧。
步骤S520，激光照射至未被遮挡的所述开口处，使所述焊接端11另一侧的焊锡膏同时熔化。
步骤S600，压紧焊接端11，直至粘合结构冷却硬化。
具体地，两个所述导向片组之间的焊锡膏熔化后形成特定的熔池，所述焊接端11插入熔池内，所述焊接端11的两个侧面和所述开口区12的端面与熔池内的焊锡膏充分接触并结合为一体。
具体地，两个所述导向片组分别设于所述焊接端11的两侧，增大了所述焊接端11与所述焊盘20的所述焊接面22的接触面积，使所述探针10焊接得更加牢固。
以及，请参阅图4，示出一种探针卡200，包括依次设置的加固层210、PCB电路层220、中间介质层230、空间转换层240和MEMS探针层250，所述MEMS探针层250包括多个探针10，每个所述探针10以如上所述的探针10的精密粘合结构100与所述空间转换层240连接。
上述探针的精密粘合结构100、焊机方法及探针卡200中，两个所述导向片组与所述焊盘20一体成型，将所述探针10的所述焊接端11插入两个所述导向片组之间的所述第一间隔，实现了所述探针10的精确定位；两个所述导向片组之间注入焊锡膏，焊接时焊锡膏熔化，在两侧导向片21的作用下，使焊锡膏能够均匀地覆盖在所述焊接端11的两侧；所述焊接端11的多个所述开口区12，在激光照射时，使所述焊接端11的两侧的焊锡膏能够同时熔化和硬化，免去了所述焊接端11两侧的熔化和硬化的时间差造成的虚焊。本发明的方法简单，易于实现，成本低廉，便于推广。
需要说明的是，本发明并不局限于上述实施方式，根据本发明的创造精神，本领域技术人员还可以做出其他变化，这些依据本发明的创造精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。
Claims (10)
1.一种探针的精密粘合结构，用于将探针焊接于空间转换件的焊盘上，其特征在于，所述探针包括焊接端，所述焊接端设有至少一个开口区；所述焊盘包括焊接面，所述焊接面上设有两个导向片组，两个所述导向片组之间具有第一间隔，所述第一间隔内设有焊锡膏，所述焊接端插入于所述第一间隔内，所述焊接端两侧的所述导向片组使所述开口区两侧不被同时遮挡。
2.如权利要求1所述的探针的精密粘合结构，其特征在于，所述焊接端为具有厚度的片状，所述开口区为向所述焊接端的高度方向延伸的凹槽，多个所述开口区均匀设置于所述焊接端的端面。
3.如权利要求2所述的探针的精密粘合结构，其特征在于，两个所述导向片组包括第一导向片组和第二导向片组，所述第一导向片组与所述第二导向片组平行设置，两个所述导向片组之间的所述第一间隔与所述焊接端的厚度相同。
4.如权利要求3所述的探针的精密粘合结构，其特征在于，所述第一导向片组与所述第二导向片组分别包括多个导向片，同一个所述导向片组中的各个所述导向片依次顺序设置，同一个所述导向片组中的相邻的两个所述导向片之间具有第二间隔，所述第二间隔与所述开口区的宽度相同。
5.如权利要求4所述的探针的精密粘合结构，其特征在于，所述第一导向片组中的多个所述导向片与所述第二导向片组中的多个所述导向片交错设置，使所述焊接端的所述开口区的两端中有一端不被封堵。
6.如权利要求4所述的探针的精密粘合结构，其特征在于，所述开口区的高度小于所述导向片的高度。
7.如权利要求4所述的探针的精密粘合结构，其特征在于，所述导向片为所述焊接面向上方空间的延伸，所述导向片与所述焊接面一体成型。
8.一种探针的焊接方法，采用如权利要求1-7任一项所述的探针的精密粘合结构，其特征在于，包括如下具体步骤：
探针的焊接端制成，在焊接端上设置多个开口区；
焊盘制成，焊盘的焊接面上设置两个互相平行的导向片组；
将焊锡膏注入在两个导向片组之间的第一间隔；
将所述焊接端插入所述第一间隔；
使用激光照射由焊接面、导向片组和焊接端组成的粘合结构，使焊锡膏熔化；
压紧焊接端，直至粘合结构冷却硬化。
9.如权利要求8所述的焊接方法，其特征在于，所述使用激光照射由焊接面、导向片组和焊接端组成的粘合结构，使焊锡膏熔化的具体步骤包括：
激光照射所述粘合结构的一侧；
激光照射至未被遮挡的所述开口处，使所述焊接端另一侧的焊锡膏同时熔化。
10.一种探针卡，其特征在于，包括依次设置的加固层、PCB电路层、中间介质层、空间转换层和MEMS探针层，所述MEMS探针层包括多个探针，每个所述探针以权利要求1-7任一项所述的探针的精密粘合结构与所述空间转换层连接。
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