CN116148512A - 存储探针卡的组装方法及安装结构 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种存储探针卡的组装方法及安装结构，涉及半导体测试技术领域，步骤如下：S100，制作若干陶瓷模组；S200，制作模组载板，在模组载板上通过光刻工艺加工出若干标识图形；S300，制作通孔；S400，贴装陶瓷模组，通过自动贴装机将若干陶瓷模组一一贴合于模组载板上，使陶瓷模组上若干定位孔一一对齐于对应标识图形中的若干定位孔；S500，将模组载板与金属结构件之间通过若干金属导柱连接；S600，通过低温固化胶固化每个陶瓷模组和金属导柱的连接端；S700，分离模组载板和陶瓷模组。通过上述步骤，能够有效的降低制作工艺难度和成本，提高良品率和安装效率，并且满足晶圆测试的高精度要求。

Description

存储探针卡的组装方法及安装结构

技术领域

本申请涉及半导体测试技术领域，具体涉及一种存储探针卡的组装方法及安装结构。

背景技术

12英寸的存储探针卡是存储芯片晶圆级测试必备工具。由于存储芯片的晶圆测试需要经过严苛的高低温测试，为了达到较高的测试精度，需要存储探针卡的探针针尖受高低温影响产生的位置变化与芯片焊盘受高低温影响产生的位置变化保持一致，故而需要通过存储探针卡中的陶瓷基板或者金属结构件实现高低温的热膨胀匹配。

目前12英寸存储探针卡主要有两种结构：一、使用整块HTCC或LTCC工艺制作的12英寸多层陶瓷基板，通过陶瓷基板的热膨胀系数与被测晶圆的热膨胀系数匹配，使得存储探针卡的探针针尖的位置变化与芯片焊盘的位置变化保持一致，但此结构在制作工艺上的难度较大、良品率极低且成本高昂；二、将陶瓷基板做成与被测芯片尺寸对应的独立陶瓷模块，每个陶瓷模块集成4-10个芯片测试单元，陶瓷模块制作完成后安装在金属结构件上，通过金属结构件的热膨胀系数与被测晶圆的热膨胀系数匹配，，使得存储探针卡的探针针尖的位置变化与芯片焊盘的位置变化保持一致，但此结构需要在金属结构件上安装100-500个陶瓷模块，整体安装效率低。

因此，需要一种新的存储探针卡结构及组装方法，能够有效的降低制作工艺难度和成本，提高良品率和安装效率。

发明内容

有鉴于此，本说明书实施例提供一种存储探针卡的组装方法及安装结构，可以有效的降低存储探针卡的制作工艺难度和成本，提高良品率和安装效率。

本说明书实施例提供以下技术方案：

本说明书实施例提供一种存储探针卡的组装方法，步骤如下：

S100，制作若干陶瓷模组，在每个陶瓷模组上均加工出至少三个定位孔；

S200，制作模组载板，在模组载板上通过光刻工艺加工出若干标识图形，若干标识图形与若干陶瓷模组一一对应，每个标识图形均包括与对应陶瓷模组相匹配的至少三个定位孔及识别点；

S300，制作通孔，将模组载板上的每个定位孔均加工成通孔；

S400，贴装陶瓷模组，通过自动贴装机将若干陶瓷模组一一贴合于模组载板上，使陶瓷模组上若干定位孔一一对齐于对应标识图形中的若干定位孔；

S500，将模组载板与金属结构件之间通过若干金属导柱连接，其中，若干金属导柱与模组载板上的若干定位孔一一对应，金属导柱一端固定于金属结构件，金属导柱的另一端与陶瓷模组上的定位孔以及模组载板上的定位孔依次同轴连接；

S600，通过低温固化胶固化每个陶瓷模组和金属导柱的连接端；

S700，分离模组载板和陶瓷模组。

优选的，在步骤S300和步骤S400之间设置有步骤S301：在陶瓷模组的一面贴合热解膜，其中，热解膜背离陶瓷模组的另一面用于贴合在模组载板上；

在步骤S600和S700之间还设置有步骤S601:加热热解膜，加热温度在120摄氏度至130摄氏度之间。

优选的，步骤S500包括：

自动贴装机通过CCD相机识别标识图形中的识别点，将陶瓷模组贴合有热解膜的一面贴合于对应标识图形上，使陶瓷模组上若干定位孔一一对齐于对应标识图形中的若干定位孔。

优选的，在步骤S500之前设置有步骤S101：利用镍铁合金制作金属导柱。

优选的，步骤S101和步骤S500之间设置有步骤S102:将金属导柱的一端加工出螺纹，螺纹用于供金属导柱与金属结构件之间螺纹连接。

优选的，步骤S102和步骤S500之间设置有步骤S103:对金属导柱表面进行防氧化处理。

本说明书实施例还提供一种存储探针卡安装结构，包括模组载板、金属结构件、若干陶瓷模组以及若干金属导柱；

若干陶瓷模组被配置为：通过自动贴装机识别模组载板上的若干标识图形，一一对应贴合于模组载板上；

每个陶瓷模组均设有至少三个定位孔，若干金属导柱与若干陶瓷模组上的定位孔一一对应；

每根金属导柱均一端固定于金属结构件上，另一端与陶瓷模组上的对应定位孔固定连接。

优选的，金属结构件的材质为钨钢合金，平面度小于0.03mm。

优选的，陶瓷模组的平面度小于10μm。

优选的，陶瓷模组用于贴合模组载板的面上贴合有热解膜。

与现有技术相比，本说明书实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到的有益效果至少包括：

1、预先通过光刻工艺在模组载板上制作若干标识图形，再通过自动贴装机将若干陶瓷模组精准的贴合于模组载板上的对应位置，通过模组载板保障若干陶瓷模组之间的位置度和平面度，使得加工出的存储探针卡具有极高的安装精度，满足晶圆测试的高精度要求；

2、通过自动贴装机将若干陶瓷模组在模组载板上完成预定位，再通过金属导柱实现与金属结构件的连接，之后再分离模组载板，即可完成整个存储探针卡的制作，进而有效的降低了存储探针卡的制作工艺难度和成本，提高整体安装效率；

3、陶瓷模组和金属结构件之间通过金属导柱连接，由于每根金属导柱均可单独更换，因此陶瓷模组和金属结构件之间的平行度，可以通过调节金属导柱来保障，进而能够有效的提高存储探针卡制作的良品率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1是本申请中的一种存储探针卡的组装方法的流程示意图；

图2是本申请中的一种存储探针卡的安装结构的爆炸示意图。

附图标记：1、模组载板；2、金属结构件；3、陶瓷模组；4、金属导柱。

具体实施方式

下面结合附图对本申请实施例进行详细描述。

以下通过特定的具体实例说明本申请的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本申请的其他优点与功效。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。本申请还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本申请的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

要说明的是，下文描述在所附权利要求书的范围内的实施例的各种方面。应显而易见，本文中所描述的方面可体现于广泛多种形式中，且本文中所描述的任何特定结构及/或功能仅为说明性的。基于本申请，所属领域的技术人员应了解，本文中所描述的一个方面可与任何其它方面独立地实施，且可以各种方式组合这些方面中的两者或两者以上。举例来说，可使用本文中所阐述的任何数目和方面来实施设备及/或实践方法。另外，可使用除了本文中所阐述的方面中的一或多者之外的其它结构及/或功能性实施此设备及/或实践此方法。

还需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本申请的基本构想，图式中仅显示与本申请中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

另外，在以下描述中，提供具体细节是为了便于透彻理解实例。然而，所属领域的技术人员将理解，可在没有这些特定细节的情况下实践。

有鉴于此，发明人通过对存储探针卡的结构以及制作工艺进行深入研究及改进探索，发现现有存储探针卡在制作工艺上难度较大、成本较高且良品率较低。

基于此，本说明书实施例提出了一种存储探针卡的安装结构，包括模组载板、金属结构件、若干陶瓷模组以及若干金属导柱，通过光刻工艺在模组载板上制作出与若干陶瓷模组一一对应的标识图形，利用自动贴装机将若干陶瓷模组一一贴合于模组载板上，再通过若干金属导柱连接金属结构件和若干陶瓷模组，最后分离模组载板，即可完成存储探针卡的制作。通过光刻工艺制作的标识图形和自动贴装机，保障若干陶瓷模组在模组载板上贴合的位置度、贴合精度以及安装效率；通过模组载板保障若干陶瓷模组的平面度；再利用金属导柱的可更换性，一方面，方便陶瓷模组和金属结构件之间的连接，降低整个存储探针卡的制作工艺难度和制作成本，另一方面，方便调节陶瓷模组和金属结构件之间的平行度，即使陶瓷模组的安装存在问题，也可以通过更换或调节金属导柱解决，进而有效的提高存储探针卡制作的良品率。

以下结合附图，说明本申请各实施例提供的技术方案。

如图1所示，本说明书实施例提供一种存储探针卡的组装方法，步骤如下：

S100，制作若干陶瓷模组，在每个陶瓷模组上均加工出至少三个定位孔。

在本实施例中，选用外形尺寸为18*18*1.65mm的陶瓷板作为陶瓷模组。每个陶瓷模组上均加工出四个定位孔，四个定位孔分别位于陶瓷模组的四个边角，每个定位孔的孔径均为1.65±0.01mm，且每个定位孔均为通孔，每个陶瓷模组上的相邻定位孔之间的中心距均为10±0.01mm。

在其他实施例中，每个陶瓷模组上也可以加工三个定位孔或者大于三个的其它数量。

S200，制作模组载板，在模组载板上通过光刻工艺加工出若干标识图形，若干标识图形与若干陶瓷模组一一对应，每个标识图形均包括与对应陶瓷模组相匹配的至少三个定位孔及识别点。

在本实施例中，选用直径为12寸，厚度为1mm，平面度小于10μm的硅片作为模组载板。每个标识图形均包括四个定位孔及四个CCD识别点，定位孔的孔径公差为1.65±0.002mm。每个标识图形中的四个定位孔均与对应陶瓷模组上的四个定位孔一一对应，CCD识别点供自动贴装机的相机识别。

在其它实施例中，标识图形中的定位孔也可以为其它数量，只要与对应陶瓷模组上的定位孔数量相同，并且能够保障陶瓷模组和对应标识图形对齐即可，在此不做过多限定。

S300，制作通孔，将模组载板上的每个定位孔均加工成通孔。

将模组载板上的若干定位孔一一通过激光钻孔工艺加工成通孔，使得模组载板上若干通孔的位置度小于0.005mm，模组载板上每个通孔的孔径公差为±0.002mm。

S301，在陶瓷模组的一面贴合热解膜。其中，热解膜背离陶瓷模组的另一面用于贴合在模组载板上。

在本实施例中，采用热解温度为120摄氏度，膜厚度为0.25mm，剥离强度小于30gf/inch的热解膜。

S400，贴装陶瓷模组，通过自动贴装机将若干陶瓷模组一一贴合于模组载板上，使陶瓷模组上若干定位孔一一对齐于对应标识图形中的若干定位孔。

在本实施例中，自动贴装机通过CCD相机识别CCD识别点，将陶瓷模组贴合有热解膜的一面贴合于模组载板上，并使陶瓷模组上的若干定位孔一一对齐于对应标识图形中的若干定位孔，完成陶瓷模组于模组载板上的初步定位。

S500，将模组载板与金属结构件之间通过若干金属导柱连接，其中，若干金属导柱与模组载板上的若干定位孔一一对应，金属导柱一端固定于金属结构件，金属导柱的另一端与陶瓷模组上的定位孔以及模组载板上的定位孔依次同轴连接。

在本实施例中，金属结构件上设置有若干定位螺孔，金属结构件上的若干定位螺孔与模组载板上的若干通孔在位置上一一对应。将金属导柱的一端加工出螺纹，通过螺纹连接的方式，将若干金属导柱一一对应螺纹连接于金属结构件上的若干定位螺孔中，实现金属导柱与金属结构件之间的连接。

在其它实施例中，金属导柱和金属结构件之间的连接方式还可以为铆接及焊接等。

S600，通过低温固化胶固化每个陶瓷模组和金属导柱的连接端。

在本实施例中，低温固化胶通过点胶机一一注入至陶瓷模组上的各个定位孔中，胶水填充深度1-1.3mm，低温固化胶的固化温度小于100摄氏度。

S601，加热热解膜，加热温度在120摄氏度至130摄氏度之间。

在本实施例中，将装配好的整体结构放置于烤箱内烘烤，烤箱温度设定在125±5摄氏度，烘烤时间30分钟，通过烘烤加热，使得模组载板和陶瓷模组之间粘性降低，便于陶瓷模组和模组载板之间的分离。

S700，分离模组载板和陶瓷模组。

在步骤S500之前还依次设置有步骤S101、S102及S103，即在制作加工陶瓷模组及模组载板的同时，制作加工金属导柱，具体步骤如下：

S101，利用镍铁合金制作金属导柱。

在本实施例中，金属导柱为多段台阶导柱，一端用于连接模组载板上的通孔以及陶瓷模组上的定位孔，另一端用于连接金属结构件上的定位螺孔。

S102，将金属导柱的一端加工出螺纹，螺纹用于供金属导柱与金属结构件之间螺纹连接。

S103，对金属导柱表面进行防氧化处理。

在本实施例中，采用镍金对金属导柱表面进行防氧化处理。

在其他实施例中，也可以采用镍钯金对金属导柱表面进行防氧化处理。

通过以上步骤：

一、实现了陶瓷模组在模组载盘上的自动化贴合，利用光刻工艺加工出的标识图形，使得陶瓷模组的贴合位置具有极高精确性，并通过模组载盘对陶瓷模组的预定位，保障了陶瓷模组于金属导柱及金属结构件上安装后的精度和平面度，能够满足晶圆测试的高精度要求，整体安装效率得到了有效的提高，进而有效的降低了存储探针卡的制作工艺难度和成本。

二、通过金属导柱连接陶瓷模组和金属结构件，金属导柱和金属结构件之间为可拆卸连接，进而可以通过更换或调节金属导柱，对陶瓷模组的平面度进行调节，进而能够有效提高存储探针卡制作的良品率。

本说明书实施例还提供了一种存储探针卡安装结构，如图2所示，包括模组载板1、金属结构件2、若干陶瓷模组3以及若干金属导柱4。

陶瓷模组3选用外形尺寸为18*18*1.65mm的陶瓷板，陶瓷模组3的平面度小于10μm。每个陶瓷模组3上均加工出四个定位孔，四个定位孔分别位于陶瓷模组3的四个边角，每个定位孔的孔径均为1.65±0.01mm，且每个定位孔均为通孔，每个陶瓷模组3上的相邻定位孔之间的中心距均为10±0.01mm。

在其它实施例中，每个陶瓷模组3上的定位孔也可以为三个或者大于三个的其它数量。

模组载板1选用直径12寸，厚度1mm，平面度小于10μm的圆形硅片。模组载板1上通过光刻工艺加工有若干个标识图形，若干标识图形一一对应于若干陶瓷模组3。每个标识图形均至少包括三个定位孔以及三个CCD识别点。

在本实施例中，每个标识图形均包括四个定位孔以及四个CCD识别点。每个标识图形中的四个定位孔均与对应陶瓷模组3上的四个定位孔一一对应。

金属导柱4为多段台阶导柱，通过镍铁合金制作。金属导柱4的一端设有外螺纹，表面通过镀镍金进行防氧化处理。

金属结构件2选用厚度为5mm，平面度小于0.03mm的钨钢合金板体。金属结构件2的端面上设有若干定位螺孔，定位螺孔的位置度为0.05mm，孔径公差为±0.030mm。

陶瓷模组3用于贴合在模组载盘的端面上贴合有热解膜。若干陶瓷模组3通过自动贴装机，根据对应的标识图形，一一对应贴合于模组载盘上，且陶瓷模组3上的四个定位孔一一对齐于对应标识图形中的四个定位孔。

贴合有若干陶瓷模组3的模组载盘和金属结构件2之间通过若干金属导柱4连接。金属导柱4一端通过螺纹连接于定位螺孔，金属导柱4的另一端依次同轴连接于陶瓷模组3上的定位孔以及模组载盘上的定位孔。金属导柱4和陶瓷模组3上的定位孔之间通过低温固化胶固定。

完成整个安装结构的装配后，加热热解膜并分离模组载板1，即可完成整个存储探针卡的制作。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例侧重说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于后面说明的产品实施例而言，由于其与方法是对应的，描述比较简单，相关之处参见系统实施例的部分说明即可。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种存储探针卡的组装方法，其特征在于，步骤如下：

S100，制作若干陶瓷模组，在每个所述陶瓷模组上均加工出至少三个定位孔；

S200，制作模组载板，在所述模组载板上通过光刻工艺加工出若干标识图形，若干所述标识图形与若干所述陶瓷模组一一对应，每个所述标识图形均包括与对应陶瓷模组相匹配的至少三个定位孔及识别点；

S300，制作通孔，将所述模组载板上的每个定位孔均加工成通孔；

S400，贴装陶瓷模组，通过自动贴装机将若干陶瓷模组一一贴合于模组载板上，使所述陶瓷模组上若干定位孔一一对齐于对应标识图形中的若干定位孔；

S500，将所述模组载板与金属结构件之间通过若干金属导柱连接，其中，若干金属导柱与模组载板上的若干定位孔一一对应，所述金属导柱一端固定于金属结构件，所述金属导柱的另一端与陶瓷模组上的定位孔以及模组载板上的定位孔依次同轴连接；

S600，通过低温固化胶固化每个陶瓷模组和金属导柱的连接端；

S700，分离所述模组载板和陶瓷模组。

2.根据权利要求1所述的存储探针卡的组装方法，其特征在于，在步骤S300和步骤S400之间设置有步骤S301：在陶瓷模组的一面贴合热解膜，其中，所述热解膜背离陶瓷模组的另一面用于贴合在模组载板上；

在步骤S600和S700之间还设置有步骤S601:加热热解膜，加热温度在120摄氏度至130摄氏度之间。

3.根据权利要求2所述的存储探针卡的组装方法，其特征在于，步骤S500包括：

自动贴装机通过CCD相机识别标识图形中的识别点，将陶瓷模组贴合有热解膜的一面贴合于对应标识图形上，使所述陶瓷模组上若干定位孔一一对齐于对应标识图形中的若干定位孔。

4.根据权利要求1所述的存储探针卡的组装方法，其特征在于，在步骤S500之前设置有步骤S101：利用镍铁合金制作金属导柱。

5.根据权利要求4所述的存储探针卡的组装方法，其特征在于，步骤S101和步骤S500之间设置有步骤S102:将金属导柱的一端加工出螺纹，所述螺纹用于供金属导柱与金属结构件之间螺纹连接。

6.根据权利要求5所述的存储探针卡的组装方法，其特征在于，步骤S102和步骤S500之间设置有步骤S103:对金属导柱表面进行防氧化处理。

7.一种存储探针卡安装结构，其特征在于，包括模组载板、金属结构件、若干陶瓷模组以及若干金属导柱；

若干所述陶瓷模组被配置为：通过自动贴装机识别模组载板上的若干标识图形，一一对应贴合于所述模组载板上；

每个所述陶瓷模组均设有至少三个定位孔，若干所述金属导柱与若干陶瓷模组上的定位孔一一对应；

每根所述金属导柱均一端固定于金属结构件上，另一端与陶瓷模组上的对应定位孔固定连接。

8.根据权利要求7所述的存储探针卡安装结构，其特征在于，所述金属结构件的材质为钨钢合金，平面度小于0.03mm。

9.根据权利要求7所述的存储探针卡安装结构，其特征在于，所述陶瓷模组的平面度小于10μm。

10.根据权利要求7所述的存储探针卡安装结构，其特征在于，所述陶瓷模组用于贴合模组载板的面上贴合有热解膜。

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