CN201166674Y - 缓冲式垂直探针卡 - Google Patents

Abstract

缓冲式垂直探针卡，用于检测半导体芯片电特性的探针卡。其特征是该探针卡设有平坦度调整机构和缓冲机构，其平坦度调整机构由加强板、平坦度调整栓、手柄、陶瓷结构、PCB板上下排列结合组成；其缓冲机构是由定位销、孔阵板、点阵PCB、平面构件、结构固定板组成。其优点是：垂直探针接触芯片PAD时，在陶瓷圆盘间隙中形成S形状，这种探针的缓冲功能减少了探针对芯片PAD带来损伤的几率；ESD检测是反复进行的，对探针的疲劳特性的改良可延长垂直探针的寿命；垂直探针的长度一致，所以在半导体芯片检测中干扰少、导电性能均匀；由于使用了陶瓷材料，对温度变形小；第五，点阵PCB可以分立单独安装，所以受损垂直探针的替换容易，对位简易。

Description

缓冲式垂直探针卡

所属技术领域

本发明涉及一种用于检测半导体芯片电特性探针卡，特别是一种有关在检测晶圆状态的芯片时，通过缓冲机构使芯片受力均匀分散，抑制芯片损伤，并可同时检测多数芯片的缓冲式垂直探针卡。这种探针卡，在液晶显示器(LCD)及等离子显示器(PDP)制造领域中也是必不可少的。

背景技术

在对于合格的芯片封装前，通常要实行电特性检测(Electrical diesorting：EDS)，依据EDS检测结果，对合格芯片才可进行封装。而这种EDS检测，是由内装有各种测量软件和检测仪器的检测机(TESTER)及装载有探针卡的探针台(Prober station)来实现的。在检测时，探针卡的每一个探针与半导体芯片PAD是直接接触的，实现半导体晶圆中的芯片PAD及检测机(TESTER)电连接，从而实现对半导体芯片的电特性检测目的。但是，目前技术中因为固定探针卡的材料是环氧树脂，而环氧树脂对温度的变化非常敏感，所以效直点(alignpoint)易扭曲，时常超出PAD的测量范围或平坦度出现差异，从而容易发生不导通(open fail)现象，所以可同测的芯片数量是有限的；另外，还因为探针的长度不一致，芯片的受力不均匀，不仅容易给PAD带来损伤，而且还存在信号传达速度不一致的问题，加上PCB(printed circuit board：PCB)焊接中使用的助焊剂容易发生虚焊等问题。

发明内容

为了克服现有技术存在的问题，本发明提供了一种带缓冲结构的垂直探针，并以探针及芯片PAD的对位精度来保证检测质量。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：缓冲式垂直探针卡，包括PCB板、探针，其特征是该探针卡设有平坦度调整机构和缓冲机构，其平坦度调整机构由加强板、平坦度调整栓、手柄、陶瓷结构、PCB板上下排列结合组成；其缓冲机构是由定位销、孔阵板、点阵PCB、平面构件、结构固定板组成；所说的平坦度调整机构的加强板上有若干个孔；所说的探针卡可平行放置垂直安装，可有若干个平面构件；垂直探针与PCB板之间用液体焊锡焊接固定，点阵PCB板与垂直探针信号相连，并分立安装，垂直探针与PCB板之间用液体焊锡焊接固定。

本使用新型缓冲式垂直探针卡具有以下优点：第一，垂直探针接触芯片PAD时，在陶瓷圆盘间隙中形成S形状，这种探针的缓冲功能减少了探针对芯片PAD带来损伤的几率；第二，ESD检测是反复进行的，对探针的疲劳特性的改良可延长垂直探针的寿命；第三，垂直探针的长度一致，所以在半导体芯片检测中干扰少、导电性能均匀；第四，由于使用了陶瓷材料，对温度变形小；第五，点阵PCB可以分立单独安装，所以受损垂直探针的替换容易，对位简易。

附图说明

图1是本实用新型缓冲式垂直探针卡第一个实施例的剖面图；

图2是本实用新型缓冲式垂直探针卡第一个实施例的斜视分解示意图；

图3是本实用新型缓冲式垂直探针卡第二个实施例的剖面图；

图4是本实用新型缓冲式垂直探针卡第二个实施例的斜视分解示意图；

图5是图1所示的探针卡所用PCB平面图；

图6、图7是如图1所示探针卡中拿掉PCB后的剖面图；

图8、图9是本实用新型缓冲式垂直探针与半导体芯片的PAD接触时出现的形状剖面图；

图10是分立安装点阵PCB示意图。

下面结合附图对本实用新型做详细的说明：

为了满足上面所述目的而发明的缓冲式垂直探针卡，由若干个孔形成的加强板；平行位于上述加强板下面的PCB；平行位于PCB下面的陶瓷结构物；垂直于上述加强板、PCB、陶瓷结构物并把这些排列结合、可调整平坦度的调整机构；垂直放入于上述陶瓷结构物并焊接固定在上述PCB上的垂直探针；平行于上述陶瓷结构物，使固定在陶瓷结构物上的垂直探针单一方向移动的留有间隙的陶瓷圆盘；垂直于上述PCB、陶瓷结构物的定位销构成：

它们具体是加强板1、加强板固定板2，平坦度调整栓3、陶瓷构件4、定位销5、平面结构6、7、液体焊接点8、液体硅胶9、10、点阵PCB 11、孔阵板12、垂直探针13、14、结构固定板15、手柄16、PCB板17、陶瓷螺丝18、陶瓷圆盘19。

实施例1：

如图1、图2所示，陶瓷圆盘(19)上镶有PCB板(17)，在这镶有PCB板的陶瓷圆盘上下组成平坦度调整机构，该机构由是由加强板(1)、加强板固定板(2)、平坦度调整栓(3)、手柄(16)及镶有PCB板(17)的圆盘(19)、陶瓷构件(4)平行放置垂直组合而成。加强板(1)上有若干个孔，陶瓷螺丝(18)连接加强板固定板(2)，加强板固定板(2)与加强板(1)之间是平坦度调整栓(3)，加强板侧面连接手柄(16)。镶有PCB板(17)的圆盘(19)平行位于加强板(1)的下面。陶瓷构件(4)垂直于加强板，焊接固定于PCB板(17)上的垂直探针(7)平行固定于上述陶瓷结构件(4)，陶瓷圆盘(19)留有间隙，使垂直探针单一方向移动，定位销(5)垂直于陶瓷机构(4)。加强板(1)用于加强PCB板和垂直探针的强度并防止弯曲，而上述定位销用于正确排列陶瓷构件内的部零部件。垂直探针最好使用钨针或合金探针，用液体焊锡固定PCB为好，陶瓷圆盘用硅胶固定为好。在这里硅胶可起到垂直型探针的1次缓冲作用。因垂直型探针接触到芯片时，在垂直探针及PAD上集中受力，容易导致PAD受损。为了防止芯片PAD的受损，利用硅胶固定垂直型探针，并使垂直探针在陶瓷圆盘间隙中有效范围内成S型，从而既起缓冲作用，又防止异物参入。此时垂直探针的厚度范围在20-80UM之间较适宜。陶瓷圆盘最好使用一个以上，在该发明使用了三个，但不局限使用数量。陶瓷圆盘的坐标值就是为测量芯片PAD的坐标，决定垂直探针的工作点。

实施例2

如附图3、图4所示，本实用新型的的第2次实施，在PCB板(17)和陶瓷构造物(4)之间设置了点阵PCB板(11)，而该点阵PCB板与垂直探针(7)是信号相连的，并且是分立安装的，所以不同于当前一体型的圆盘结构，损坏的探针及点阵PCB可随时简易替换，还可使探针容易对位。此外，介于上述PCB板(17)和点阵PCB(11)之间又设置有孔阵板(12)，这种机构是用于PCB板(17)及点阵PCB(11)之间形成信号导通。如图5所示，该探针卡用PCB内部配置有相应探针卡所需的信号传送回路。图6、图7是将该探针卡中除去PCB后的剖视图。如图所示垂直探针(7)不在进行ESD检测时，保持垂直的一字型，垂直探针(7)下部的突出部位是用液体硅胶(9)、(10)固定的，此部位起1次缓冲作用；图8、图9是垂直探针与半导体芯片PAD接触时的形状剖面图，如图所示垂直探针与半导体芯片PAD接触并施加压力时，在陶瓷圆盘(19)间隙中形成S形状的同时产生第2次缓冲。上述垂直探针可使用钨针或合金探针，而垂直探针与PCB固定最好使用液体焊锡，此外用液体硅胶将垂直探针与陶瓷圆盘固定，垂直探针的厚度应在30～80um之间。上述陶瓷圆盘至少使用一个，并多备几个印刷电路板及陶瓷结构件之间的分立安装的点阵PCB及孔阵板.

图10是可分立安装的点阵PCB(11)的示意图，如图所示，一个个点阵PCB(11)是按一定的规律分立安装设置的，所以垂直探针(7)受损时，把包含受损垂直探针的点阵PCB分离后替换探针就比较容易了，另外探针对位也比较方便。通常分立安装利用4~10个点阵PCB就可实现一个探针卡。

Claims (1)

1、一种缓冲式垂直探针卡，包括PCB板、探针，其特征是该探针卡设有平坦度调整机构和缓冲机构，其平坦度调整机构由加强板、平坦度调整栓、手柄、陶瓷结构、PCB板上下排列结合组成；其缓冲机构是由定位销、孔阵板、点阵PCB、平面构件、结构固定板组成；所说的平坦度调整机构的加强板上由若干个孔形成；可平行放置垂直安装若干个平面构件；垂直探针与PCB板之间用液体焊锡焊接固定；点阵PCB板与垂直探针信号相连，可分立安装。

Images