CN2574215Y

CN2574215Y - 用于集成电路测试的纳米管探针结构

Info

Publication number: CN2574215Y
Application number: CN 02260482
Authority: CN
Inventors: 许明慧
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2002-10-08
Filing date: 2002-10-08
Publication date: 2003-09-17
Anticipated expiration: 2012-10-08

Abstract

一种用于集成电路测试的奈米管探针结构，包括有一基板及至少一连接于该基板的探测板，该探测板相对于待测晶片处设有探测元件，该探测元件由多根纳米碳管构成。

Description

用于集成电路测试的纳米管探针结构

技术领域：

本实用新型是一种用于集成电路测试的纳米管探针结构，尤指一种由纳米碳管取代传统探针的纳米管探针结构。

背景技术：

一般的集成电路(IC)测试可分为两阶段：封装前的晶圆片品级测试(Wafer Sort/Circuit Probing Test)及封装后的成品终极测试(Package/Final Test)，晶圆片品级测试又分为裸晶晶圆及锡铅或金凸块加工晶圆测试两类。随着单位面积电路密度增加、功能增强的设计趋势，I/O(Input，Output)脚数跟着增加，使集成电路后段封装制程成本亦随之增加。为避免晶圆测试的不稳定(如误宰或误放)造成成本的浪费，因此，封装前的晶圆测试的完整性及可靠度，日趋重要。目前常用于晶圆测试探针卡大致可分为三大类型：悬臂式探针、垂直式探针及薄膜探针。悬臂式探针卡，请参阅图1，在基板1’上设置多个悬臂式探针元件3’，每一探测元件3’分别对应一待探测晶片(chip)5上之焊点(pad)，悬臂式探针卡为晶圆上最常用的方法，技术成熟且最具成本效益，但针对焊点(pads)采矩阵式排列的晶片(chip)，如Flip Chip(覆晶封装)，悬臂式探针卡已遭遇瓶颈，因为悬臂式探针卡仅适用于焊点(pad)分布于晶片(chip)周围的排列，因此针对焊点(pad)采取矩阵式排列的晶片(chip)，势必另寻其它的替代方案。

垂直式探针卡，如所谓的“Cobra”探针卡，基本制作方法是在两片平行的基板上依据焊点(pad)的位置放置垂直的细探针，藉探针收到垂直下压焊点(pad)或凸块时所产生的弹力来形成接触点，但随着I/O(Input，Output)脚数的增加以及焊点间距的缩小，此种“Cobra”探针卡易产生相邻探针间的短路，而影响测试的稳定性。另一种垂直式探针测试卡(如美国专利案US6426236)，请参阅图2，是在基板1”上相对应晶片5的焊点(pad)处均设有没有弹性的探测元件3”，藉探测元件3”与晶片5(chip)上的焊点(pad)或凸块(bump)接触，此种垂直式探针卡可避免“Cobra”探针卡相邻探针间的短路的问题，但如果凸块的高低差变异较大时，则可能产生接触不良的问题。

另有薄膜式探针卡(如美国专利案US5623214)，可适用于焊点(pad)间距较小的测试需求，但不适用于焊点(pad)采取矩阵式排列的晶片(chip)。

发明内容：

本实用新型要解决的技术问题在于解决上述现有技术的缺失，避免缺失的存在，提供一种用于集成电路测试的纳米管探针结构，确保探针与每一待测晶片(chip)上的焊点(pads)接触且保持良好的导电性。

本实用新型的技术解决方案是：一种用于集成电路测试的纳米管探针结构，其特点是它包括有一基板及至少一连接于前述基板的探测板，该探测板相对于待测试晶片处设有探针元件，且该探测元件由多根纳米碳管所构成。

1991年科学家宣布成功合成一种新的碳结构，这是一种极细针状多层的碳管，管径约在1纳米到30纳米(10^-9m)之间，即是所谓的纳米碳管，由于其特殊结构使其具备特异的物理及化学性质，因而展开了许多新的应用，纳米碳管的制作可用两根石墨电极，在氦气或氩气的环境中，以直流电场放电而产生，亦可利用聚焦的高能激光，使高温的石墨挥发后生成，另外也可利用高温炉中由铁、钴及镍等金属颗粒，裂解乙炔或甲烷来制造纳米碳管，纳米碳管良好的导电性及热传导性、高抗拉强度及挠曲能力，使其可广泛应用于物理、化学、材料、生物等不同领域，利用纳米碳管细长、导电性及弹性的优点，可作为微探针或微电极。

有关本实用新型的详细说明及技术内容，现配合附图说明如下：

附图说明：

图1习知探针平面示意图1。

图2习知探针平面示意图2。

图3是本实用新型平面示意图。

图4和图5为图3放大动作示意图。

具体实施方式：

请参阅图3所示，图3为本实用新型平面示意图，如图所示：本实用新型是一种用于半导体测试的纳米管探针结构，该探针结构包括有一基板1及至少一连接于前述基板1的探测板2，该探测板2相对于待测试晶片5处(参见图4)设有探测元件3，该探测元件3为多根纳米碳管4所构成。

该基板1设有探测晶片5所需的电路及导线(图中未示)，且该基板1并可连接至外部电脑或控制系统(图中未示)。由于前述的基板1内设有电路及导线，无法抵抗高温，然而纳米碳管4的生长需在高温环境下，因此，利用一可耐高温材质制成的探测板2作为纳米碳管4生长所需的基础，前述纳米碳管4对应于待测晶片5上的焊点(Pad)或凸块位置，以丛集方式生长形成。为了将探测结果传达至外部控制系统，该探测板2与基板1之间以导线相连。由于纳米碳管4尺寸微小，可于相对晶片5焊点(Pad)或凸块位置处生长出多根纳米碳管4，确保每一晶片5上的所有焊点(Pads)或凸块至少有一根纳米碳管4接触而进行测试，加上纳米碳管4优异的导电性，可提升测试的准确度。

请同时参阅4、图5所示，图4和图5为本实用新型的放大动作示意图，如图所示：在探测板2相对每一待测晶片5上的所有焊点(Pads)或凸块处均设有探测元件3，此一探测元件3由多根纳米碳管4所构成，该纳米碳管4对应于待测晶片5上的焊点(Pads)或凸块位置，以丛集方式生长形成，因此，每一晶片5上的焊点(Pads)或凸块位置均对应多根纳米碳管4，当基板1及探测板2接受外部系统控制进行探测时，则基板1及探测板2会降下，直至纳米碳管4接触到晶片5，此时，虽然每一纳米碳管4生成的高度不一，但是由于其尺寸微小，因此，每一晶片5均对应多根纳米碳管4，，每一晶片5上的焊点(Pads)或凸块位置只要有一根纳米碳管4接触到，即可进行探测，解决习知技术因为每一晶片上的焊点(Pads)或凸块位置只有一相对的探针时只要未产生接触即造成断路(Open)而无法完成测试，加上纳米碳管4优良的导电性，将可大幅提高探测的准确率，此外，因为奈米碳管4具备优异的挠曲能力，可提供足够的over travel(即纳米碳管4在碰到凸块(bump)后可再往下降低的距离)，可避免在晶片(chip)5上凸块间因高低差过大所产生的接触不良。

虽然纳米技术已经受到科学界重视，但是在实际应用上仍然遇到许多瓶颈，包括操控性及易受污染的缺失尚待解决，然而纳米碳管确实为科学家解决了许多长久以来的问题，而且纳米碳管因为尺寸微小及物理性、化学性特殊，可提供产业界应用。目前纳米碳管应用领域主要为发光元件平面显示器、高效电晶体、气体感测器及超强韧材料，并无应用于半导体晶片测试的探针，因此，本实用新型利用纳米碳管尺寸微小、导电性优良及高挠曲能力，将纳米碳管应用于半导体晶片测试，将可有效解决因晶片间距缩小导致探测精确度不高的问题。

惟以上所述者，仅为本实用新型较佳实施例而已，当不能以此限定本实用新型实施的范围，即大凡依本实用新型申请所作的均等变化与修饰，皆应仍属本实用新型专利的保护范围。

Claims

1、一种用于集成电路测试的纳米管探针结构，系用以测试晶圆上的晶片，其特征在于包括：一基板；至少一连接于前述基板的探测板，该探测板相对于待测晶片处设有探测元件，该探测元件由多根纳米碳管构成。

2、根据权利要求1所述的纳米管探针结构，其特征在于该基板设有探测晶片的电路及导线。

3、根据权利要求1所述的纳米管探针结构，其特征在于该探测板为利于纳米碳管生长的耐高温的材料构成。

4、根据权利要求1所述的纳米管探针结构，其特征在于该纳米碳管具备挠曲能力。

5、根据权利要求1所述的纳米管探针结构，其特征在于该纳米碳管系对应待测晶片位置，以丛集方式生长形成。

6、根据权利要求1所述的纳米管探针结构，其特征在于该探测板与基板间以导线相连。