CN116223865A - Mems悬臂探针及制备方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种MEMS悬臂探针及制备方法，涉及半导体测试技术领域，其包括探针本体，探针本体的针尾侧面设有若干均匀排布的微槽，微槽用于挂锡，探针本体的针尾端部设有若干均匀排布的凹槽；当针尾端部与焊盘之间进行焊接时，若干均匀排布的凹槽用于形成在针尾端部和焊盘之间均匀排布的间隙，以供液体锡膏流动。通过设置微槽，使得锡膏在MEMS悬臂探针上均匀且足量的分布，减少MEMS悬臂探针和焊盘之间通过激光焊接出现的挂锡不足的问题，并通过设置针尾端部上若干均匀排布的凹槽，有利于液态锡膏在针尾端部和焊盘之间的均匀流动，保证液态锡膏流动的均匀性。

Description

MEMS悬臂探针及制备方法

技术领域

本申请涉及半导体测试技术领域，具体涉及一种MEMS悬臂探针及制备方法。

背景技术

随着电子设备的不断发展，当下对于芯片的需求也越来越大。芯片的产出需要经过两道重要的检测步骤，晶圆测试和功能测试，这些测试对于MEMS悬臂探针卡的需求量非常大。当下MEMS悬臂探针卡的制作，针尾和电路板之间的焊接存在较大的困难。焊接过程中由于焊盘上的焊接密度大、可操作间距小，易出现沾锡不均匀、锡的流动不均匀等问题，导致探针与焊点之间的结合力不足，出现探针移位，在测试过程中无法覆盖芯片上需要测试的PAD点，无法实现测试过程应有的FOCUS值，有待改善。

因此，需要一种新的MEMS悬臂探针，能够提高沾锡的均匀性，保证焊接过程中锡流动的均匀性，进而提高MEMS悬臂探针卡制作的良品率。

发明内容

有鉴于此，本说明书实施例提供一种MEMS悬臂探针及制备方法，能够有效提高沾锡时锡的均匀性，保证焊接过程中锡流动的均匀性，进而提高MEMS悬臂探针制作的良品率。

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MEMS悬臂探针，包括探针本体，探针本体的针尾侧面设有若干均匀排布的微槽，微槽用于挂锡，探针本体的针尾端部设有若干均匀排布的凹槽；

当针尾端部与焊盘之间进行焊接时，若干均匀排布的凹槽用于形成在针尾端部和焊盘之间均匀排布的间隙，以供液体锡膏流动。

优选的，针尾表面电镀有金层，金层的表面粗糙度为0.6-1μm。

优选的，凹槽呈拱形结构，凹槽的开口宽度在40-50μm之间，凹槽的深度在10-20μm之间。

优选的，微槽呈月牙形，若干微槽于针尾侧面上呈鱼鳞状均匀排布。

优选的，微槽的深度在5-7μm的范围之间。

优选的，金层电镀于以针尾为起点，朝针尖方向0-100μm的区域上。

优选的，金层电镀于以针尾为起点，朝针尖方向0-60μm的区域上。

本说明书实施例还提供一种MEMS悬臂探针的制备方法，步骤如下：

S1，激光切割片材，得到若干MEMS悬臂探针粗胚，其中，若干MEMS悬臂探针粗胚在切割后的片材上通过连接筋相互连接，且MEMS悬臂探针粗胚的针尾端部通过激光切割得到若干凹槽；

S2，激光加工MEMS悬臂探针粗胚的针尾侧面，蚀刻出若干微槽；

S3，在MEMS悬臂探针粗胚的表面旋涂光敏胶；

S4，通过光刻机去除MEMS悬臂探针粗胚的针尾上的光敏胶，其中，光敏胶去除以MEMS悬臂探针粗胚的针尾为起点，向针尖方向0-100μm的区域；

S5，将金层电镀于切割后的片材；

S6，清洗切割后的片材；

S7，激光切割连接筋，得到若干MEMS悬臂探针。

优选的，片材的材质选用铜合金，片材厚度的均匀性在-2μm至+2μm之间。

优选的，光敏胶去除以MEMS悬臂探针粗胚的针尾为起点，向针尖方向0-60μm的区域。

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、通过设置微槽，使得锡膏在MEMS悬臂探针上均匀且足量的分布，减少MEMS悬臂探针和焊盘之间通过激光焊接出现的挂锡不足的问题；

2、通过设置针尾端部上若干均匀排布的凹槽，有利于液态锡膏在针尾端部和焊盘之间的均匀流动，保证液态锡膏流动的均匀性。

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为本申请中的MEMS悬臂探针的结构示意图；

图2为本申请中的针尾处的结构放大示意图；

图3为本申请中的片材的示意图；

图4为本申请中的MEMS悬臂探针制备的流程示意图。

附图标记：1、探针本体；101、针尾；102、悬臂；103、针尖；2、微槽；3、凹槽。

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。

鉴于此，发明人通过对MEMS悬臂探针卡的制作进行深入研究及改进探索，发现：MEMS悬臂探针的针尾和电路板之间的焊接存在较大的困难，焊接过程中由于焊盘上的焊接密度大、可操作间距小，易出现沾锡不均匀、锡的流动不均匀等问题。

基于此，本说明书实施例提出了一种MEMS悬臂探针卡：如图1所示，包括探针本体1，探针本体1的针尾101端部和针尾101侧面分别设置有若干凹槽3以及若干微槽2，通过均匀排布的微槽2，实现针尾101侧面的均匀挂锡，通过均匀排布的凹槽3，实现针尾101和焊盘之间锡膏的均匀流动。

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和图2所示，本说明书实施例提供一种MEMS悬臂探针，包括探针本体1，探针本体1包括依次连接的针尾101、悬臂102以及针尖103。

针尾101厚度方向上的两个侧面分别设置有若干均匀排布的微槽2，微槽2呈月牙形，针尾101每一侧面上的若干微槽2均呈鱼鳞状均匀分布。每个微槽2的深度均在5-7μm的范围之间。进一步的，微槽2的深度在5μm。

针尾101表面电镀有金层，金层的表面粗糙度为0.6-1μm。金层电镀于以针尾101为起点，朝针尖103方向0-100μm的区域上。进一步的，金层电镀于以针尾101为起点，朝针尖103方向0-60μm的区域上。

实际使用时，针尾101上均匀排布的微槽2以及保证在一定表面粗糙度范围内的金层，可以有效的提高锡膏在针尾101上的粘附能力，使得锡膏均匀且稳定的挂在针尾101上，进而实现均匀挂锡。

针尾101端部开设有若干凹槽3，若干凹槽3于针尾101端部上沿针尾101的宽度方向依次均匀排布。凹槽3呈拱形结构，凹槽3远离针尖103方向的开口处宽度在40μm-50μm之间，凹槽3开口至凹槽3槽底的深度在10-20μm之间。进一步的，凹槽3的开口宽度为40μm，凹槽3的深度为10μm。

实际针尾101和焊盘之间进行焊接时，针尾101端部上开设的若干凹槽3，会在针尾101端部和焊盘焊接面之间形成若干个沿针尾101宽度方向依次均匀排布的间隙。依次均匀排布并且具有足够空间的间隙，可以有效的使得液体锡膏在焊盘和针尾101之间均匀流动，使得液体锡膏在焊盘和针尾101之间分布的更加均匀。当MEMS悬臂探针整体和焊盘之间焊接完毕后，MEMS悬臂探针和焊盘上的焊点之间具有更好的结合力，同时焊接稳定性更好，减少MEMS悬臂探针移位的发生，进而能够实现测试过程中应有的FOCUS值。

在其它实施例中，凹槽3还可以呈梯形结构或者矩形结构。

本说明书实施例还提供一种MEMS悬臂探针的制备方法，如图3和图4所示，步骤如下：

S1，激光切割片材，得到若干MEMS悬臂探针粗胚。其中，若干MEMS悬臂探针粗胚在切割后的片材上通过连接筋相互连接，且MEMS悬臂探针粗胚的针尾101端部通过激光切割得到若干凹槽3。

在本实施例中，片材的材质选用铜合金，片材的长宽尺寸为60*60mm，片材的厚度范围在30μm-40μm之间，片材的厚度均匀性在-2μm至+2μm之间。

具体加工前，先通过CAD设计切割图纸，再根据设计的切割图纸，使用飞秒激光对片材进行加工，切割出MEMS悬臂探针粗胚和MEMS悬臂探针粗胚的针尾101处的若干凹槽3，保留片材上连接MEMS悬臂探针粗胚的连接筋。

激光切割的参数：激光波长343nm，脉冲宽度300-500fs，激光频率500kHz，激光功率0.7-1W，切割速度300mm/s，切割次数40-44。

S2，激光加工MEMS悬臂探针粗胚的针尾101侧面，蚀刻出若干微槽2。

具体加工前，先通过CAD设计针尾101侧面上的微槽2的形状、尺寸、位置及数量，再根据设计图纸，使用飞秒激光对MEMS悬臂探针粗胚的针尾101侧面进行加工，蚀刻出针尾101侧面上的若干微槽2。

激光加工的参数：激光波长343nm，脉冲宽度300-500fs，激光频率1800kHz，激光功率1.5-1.7W，切割速度800mm/s，切割次数18-20。

S3，在MEMS悬臂探针粗胚的表面旋涂光敏胶。

旋开过程的参数如下：添液量10g，转速1000rpm，时间25s。

涂匀过程的参数如下：转速1500rpm，时间60s。

S4，通过光刻机去除MEMS悬臂探针粗胚的针尾101上的光敏胶。

其中，光敏胶的去除通过光刻机执行，光敏胶去除以MEMS悬臂探针粗胚的针尾101为起点，向针尖103方向0-100μm的区域。进一步的，光敏胶去除以MEMS悬臂探针粗胚的针尾101为起点，向针尖103方向0-60μm的区域。

S5，将金层电镀于所述切割后的片材。

由于针尾101上0-60μm的区域已经去除了光敏胶，且其它区域均旋涂有光敏胶，因此电镀过程中，金层不会电镀于涂有光敏胶的区域，而是只针对针尾101无光敏胶的区域进行电镀。

电镀参数如下：电流0.8A/dm²，时间20min。

S6，清洗切割后的片材。

将完成电镀后的片材上的光敏胶通过药水清洗去除。

S7，激光切割连接筋，得到若干MEMS悬臂102探针。

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5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，对于后面说明的方法实施例而言，由于其与产品是对应的，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0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MEMS悬臂探针，其特征在于，包括探针本体(1)，所述探针本体(1)的针尾(101)侧面设有若干均匀排布的微槽(2)，所述微槽(2)用于挂锡，所述探针本体(1)的针尾(101)端部设有若干均匀排布的凹槽(3)；

当所述针尾(101)端部与焊盘之间进行焊接时，若干均匀排布的凹槽(3)用于形成在针尾(101)端部和焊盘之间均匀排布的间隙，以供液体锡膏流动。

2.根据权利要求1所述的MEMS悬臂探针，其特征在于，所述针尾(101)表面电镀有金层，所述金层的表面粗糙度为0.6-1μm。

3.根据权利要求1所述的MEMS悬臂探针，其特征在于，所述凹槽(3)呈拱形结构，所述凹槽(3)的开口宽度在40-50μm之间，所述凹槽(3)的深度在10-20μm之间。

4.根据权利要求1所述的MEMS悬臂探针，其特征在于，所述微槽(2)呈月牙形，若干所述微槽(2)于所述针尾(101)侧面上呈鱼鳞状均匀排布。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的MEMS悬臂探针，其特征在于，所述微槽(2)的深度在5-7μm的范围之间。

6.根据权利要求2所述的MEMS悬臂探针，其特征在于，所述金层电镀于以所述针尾(101)为起点，朝针尖(103)方向0-100μm的区域上。

7.根据权利要求6所述的MEMS悬臂探针，其特征在于，所述金层电镀于以所述针尾(101)为起点，朝针尖(103)方向0-60μm的区域上。

8.一种MEMS悬臂探针的制备方法，其特征在于，步骤如下：

S1，激光切割片材，得到若干MEMS悬臂探针粗胚，其中，若干所述MEMS悬臂探针粗胚在切割后的片材上通过连接筋相互连接，且所述MEMS悬臂探针粗胚的针尾(101)端部通过激光切割得到若干凹槽(3)；

S2，激光加工所述MEMS悬臂探针粗胚的针尾(101)侧面，蚀刻出若干微槽(2)；

S3，在所述MEMS悬臂探针粗胚的表面旋涂光敏胶；

S4，通过光刻机去除所述MEMS悬臂探针粗胚的针尾(101)上的光敏胶，其中，光敏胶去除以所述MEMS悬臂探针粗胚的针尾(101)为起点，向针尖(103)方向0-100μm的区域；

S5，将金层电镀于所述切割后的片材；

S6，清洗所述切割后的片材；

S7，激光切割所述连接筋，得到若干MEMS悬臂(102)探针。

9.根据权利要求8所述的MEMS悬臂探针的制备方法，其特征在于，所述片材的材质选用铜合金，所述片材厚度的均匀性在-2μm至+2μm之间。

10.根据权利要求8所述的MEMS悬臂探针的制备方法，其特征在于，所述光敏胶去除以所述MEMS悬臂探针粗胚的针尾(101)为起点，向针尖(103)方向0-60μm的区域。

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