TW201407168A - 無導線的表面處理之測試載板結構的製造方法 - Google Patents

Abstract

本發明提出無導線的表面處理之測試載板結構的製造方法，可透過金屬薄膜取代導線的方式，減少製程加工中所產生的問題。本發明並改良導線連接的方式，可提高製程良率及增進生產效率。

Description

無導線的表面處理之測試載板結構的製造方法

本發明在於提供一種使用在垂直式探針卡的測試載板結構的製造方法，尤指一種無導線的表面處理之測試載板結構的製造方法。

一般而言，垂直式探針卡(Vertical Probe Card,VPC)的結構如圖1所示，包括一測試載板結構1、一探針卡母板2、多個錫球3、一探針座4和多個探針5。而測試載板結構1的型式可為多層陶瓷載板(Multi-Layer Ceramic Substrate,MLC)或多層有機載板(Multi-Layer Organic Substrate,MLO)。如圖2所示，對於測試載板結構1的測試面(Test Side)上的金屬墊12，表面處理皆需經由焊接面(BGA Side)上的焊點網路(Net)導電沉積鎳金金屬。但遇到迴路測試(Loop Back Test)時，其測試設計是在測試載板結構1上的測試面安排相連的菊花鏈(Daisy Chain)。由於該設計只在測試載板結構1的測試面，故表面處理無法透過焊接面導引電流進行電鍍，而導致需透過拉導線的方式進行，除線路設計麻煩外，也容易因為線路間距過小，導致對於導線的覆膜或蝕刻的製程加工皆不易而造成報廢。

請參考圖3A至圖3F所示，為習知技術的測試載板結構的製造方法。首先，如圖3A所示，提供一基底10，並形成一電鍍金屬14於該基底10的表面上，在電鍍金屬14的下方則為多個用於傳送信號的金屬導通孔11。之後，如圖3B所示，形成光阻層16於該電鍍金屬14 上。接下來，如圖3C所示，進行蝕刻製程以圖案化該電鍍金屬14。再來，如圖3D所示，形成圖案化的光阻層16，光阻層16中形成多個分別對應該些金屬墊的溝槽。接著，如圖3E所示，進行電鍍鎳金層17於該些溝槽中。最後，如圖3F所示，進行蝕刻製程即完成習知技術的測試載板結構。

然而，由於習知技術的測試載板結構除線路設計麻煩外，在微間距的條件下設計導線，由於兩金屬墊的間距過小時，容易因藥液噴灑導致光阻層脫離，而造成蝕刻後短路，且在後續的表面處理因間距不足，而無法蝕刻導線。另外，習知技術的測試載板結構，需透過人工的加工，將測試面表層的獨立網路與週遭的金屬墊或導線做互連，透過與焊接面的網路導引，將電流導至表層，使金屬墊都有表面處理到。但在人工的加工上，很容易因為人為疏失，導致有的金屬墊未連接，而影響其製程良率。

本發明之目的在於改善導線蝕刻不易的問題，本發明的方法是採用金屬薄膜的製程進行加工，以金屬薄膜取代較厚的導線，降低過蝕或咬蝕到表面處理層的風險。本發明並可改良導線連接的方式，不需在PCB線路設計之後再進行人工拉導線，透過製程或工法的方式，免除人工拉導線的費時與風險。

本發明提出一種無導線的表面處理之測試載板結構的製造方法，其包括以下步驟：提供一基底，基底具有多個金屬導通孔，濺鍍一金屬薄膜層於基底的表面上 。形成多個電鍍金屬於金屬薄膜層上且分別對應該些金屬導通孔，進行研磨製程及去除無覆蓋電鍍金屬的金屬薄膜層，最後進行抗氧化及提升硬度的表面處理。

本發明另提出一種無導線的表面處理之測試載板結構的製造方法，其包括以下步驟：提供一基底，基底的表面具有多個金屬墊。形成一絕緣層於基底的表面上，絕緣層具有多個盲孔分別連通該些金屬墊。形成多個無電鍍金屬分別位於該些盲孔之中，再進行研磨製程，最後進行抗氧化及提升硬度的表面處理。

本發明再提出一種無導線的表面處理之測試載板結構的製造方法，其包括以下步驟：提供一基底，基底的表面具有多個金屬墊。形成一絕緣層於基底的表面上，絕緣層具有多個盲孔分別連通該些金屬墊。濺鍍一金屬薄膜層於絕緣層及該些盲孔的表面上，形成多個電鍍金屬分別位於該些盲孔之中。進行研磨製程及去除位於絕緣層表面上的金屬薄膜層，最後進行抗氧化及提升硬度的表面處理。

綜上所述，透過本發明的無導線的表面處理之測試載板結構的製造方法，以金屬薄膜取代較厚的導線，能夠減少製程風險及缺陷產生。另外，可改良導線連接的方式，提高製程良率且增進生產效率。除此之外，還可避免接觸面過低而造成探針接觸不到或是經其它作業所導致的裸露銅面的問題，減少於測試過程中形成氧化物飄移所導致測試結果的不穩定。

為使能更進一步瞭解本發明之特徵及技術內容，請參閱以下有關本發明之詳細說明與附圖，然而所附圖式 僅提供參考與說明用，並非用來對本發明加以限制者。

[第一實施例]

本發明提供一種無導線的表面處理之測試載板結構的製造方法，請參考圖4A至圖4E所示，其包括以下步驟：首先，如圖4A所示，提供一基底10，基底10具有多個金屬導通孔11，該導通孔型式可為盲孔或通孔，並濺鍍一金屬薄膜層13於該基底10的表面上，以使金屬薄膜層13覆蓋該些金屬導通孔11的上方。其中，金屬薄膜層13的材質係選自由鎳鉻合金、銅、鈦及鎢所組成的群組，然而金屬薄膜層13的材質並不加以限定。

之後，如圖4B所示，形成光阻層16於該金屬薄膜層13上，光阻層16的材質可為感光材料，然而光阻層16的材質並不加以限定。並對光阻層16進行曝光及顯影以形成圖案化的光阻層16，因此光阻層16中形成多個分別對應該些金屬導通孔11的溝槽。更進一步地說，形成光阻層16於該金屬薄膜層13上的方式，可採用乾膜壓膜或濕膜塗佈的方式進行，再經由曝光以定義圖案，以及顯影的製程去除有進行曝光製程的光阻層16，即可形成該些溝槽。

接下來，如圖4C所示，進行電鍍製程以使電鍍金屬14沉積於光阻層16的溝槽之中，電鍍金屬14的材質可為銅亦或是其他可進行電鍍的金屬，然而電鍍金屬14的材質並不加以限定。接著再去除光阻層16，如圖4D所示，即可形成多個電鍍金屬14於該金屬薄膜層13 上，且分別對應該些金屬導通孔11。並且，進行研磨製程以得到較佳的平坦度，以及去除無覆蓋該些電鍍金屬14的金屬薄膜層13。

最後，如圖4E所示，進行抗氧化及提升硬度的表面處理，亦即可透過化學方式或電鍍方式，以形成具有抗氧化及提升硬度功效的鎳金層17於該些電鍍金屬14上，即完成測試載板結構1的製程。在本實施例中，由於該金屬導線採濺鍍金屬薄膜的方式，可控制其濺鍍銅厚縮減至小於1um，除了容易蝕刻之外，於後續的表面處理採包覆性的金屬沉積方式，將可以降低銅離子遷移的問題。

[第二實施例]

本發明提供一種無導線的表面處理之測試載板結構的製造方法，請參考圖5A至圖5F所示，其包括以下步驟：首先，如圖5A所示，提供一基底10，基底10的表面上具有多個金屬墊12。之後，如圖5B所示，形成一絕緣層18於該基底10的表面上，絕緣層18形成的方式可透過壓合或塗佈的方式而成，且絕緣層18覆蓋該些金屬墊12。接著，如圖5C所示，形成多個盲孔於該絕緣層18中，且該些盲孔分別連通該些金屬墊12。其中，形成該些盲孔的方式可視絕緣層18而決定，如絕緣層18是透過壓合的方式所形成，則形成該些盲孔的方式可採用雷射鑽孔的加工而成，如絕緣層18是為感光材料，則形成該些盲孔的方式可採用曝光及顯影而成，以使得絕緣層18中具有多個盲孔。

如圖5D所示，形成多個無電鍍金屬15分別位於該些盲孔之中，透過無電鍍加工使得無電鍍金屬15沉積於盲孔內，且由於該沉積的反應為化學反應，故可依照反應的時間來控制沉積的厚度，其中無電鍍金屬15的材質可為鎳亦或是其他可進行無電鍍的金屬，然而無電鍍金屬15的材質並不加以限定。接下來，如圖5E所示，進行研磨製程以得到較佳的平坦度。最後，如圖5F所示，進行抗氧化及提升硬度的表面處理，亦即可透過化學方式或電鍍方式，以形成具有抗氧化及提升硬度功效的鎳金層17於該些無電鍍金屬15上，即完成測試載板結構1的製程。

[第三實施例]

本發明提供一種無導線的表面處理之測試載板結構的製造方法，請參考圖6A至圖6H所示，其包括以下步驟：首先，如圖6A所示，提供一基底10，基底10的表面具有多個金屬墊12。之後，如圖6B所示，形成一絕緣層18於該基底10的表面上，絕緣層18形成的方式可透過壓合或塗佈的方式而成，且絕緣層18覆蓋該些金屬墊12。接著，如圖6C所示，形成多個盲孔於該絕緣層18中，且該些盲孔分別連通該些金屬墊12。其中，形成該些盲孔的方式可視絕緣層18而決定，如絕緣層18是透過壓合的方式所形成，則形成該些盲孔的方式可採用雷射鑽孔的加工而成，如絕緣層18是為感光材料，則形成該些盲孔的方式可採用曝光及顯影而成，以使得絕緣層18中具有多個盲孔。

如圖6D所示，濺鍍一金屬薄膜層13於該絕緣層18上及該些盲孔的表面上。更詳細地說，因為直接在銅面上濺鍍一層銅薄膜，其結合力不佳，所以必須先濺鍍一層種晶層(Seed Layer)，本實施例採底銅上濺鍍一層鎳鉻合金薄膜，然而因為鎳鉻合金薄膜的電阻值較高，其導電性較差，故須再濺鍍一層銅薄膜，以利後續鍍銅，其中鎳鉻合金薄膜可以提供較佳的結合力。另外，金屬薄膜層13亦可以選擇單一的金屬材質，例如可為鈦或鎢等，金屬薄膜層13材質的選擇是依照與絕緣層18的結合能力做為考量，然而金屬薄膜層13的材質並不加以限定。

如圖6E所示，形成多個電鍍金屬14分別位於該些盲孔之中，電鍍金屬14的材質可為銅亦或是其他可進行電鍍的金屬，然而電鍍金屬14的材質並不加以限定。更詳細地說，可先形成一光阻層16於該金屬薄膜層13的表面，並圖案化該光阻層16以露出該些盲孔，再進行電鍍製程以形成電鍍金屬14於該些盲孔之中。其中，在進電鍍槽鍍銅時，電鍍槽為高銅含量及低硫酸的藥液所組成，且配合填孔相對應的添加劑，可提高盲孔內銅沉積的效率，當沉積的銅高於絕緣層18的高度時，即可停止電鍍。

如圖6F所示，去除該光阻層16，即可形成多個電鍍金屬14分別位於該些盲孔之中，並進行研磨製程以得到較佳的平坦度。如圖6G所示，去除位於該絕緣層18表面上的該金屬薄膜層13。如圖6H所示，進行抗氧化及提升硬度的表面處理，亦即可透過化學方式或電鍍 方式，以形成具有抗氧化及提升硬度功效的鎳金層17於電鍍金屬14上，即完成測試載板結構1的製程。

除了上述的實施例之外，對於晶圓測試直接取得的封裝載板(Package Substrate)，其測試面之金屬墊有發現存在無功能金屬墊(No Connective Pad,NC Pad)時，亦可透過本發明中的無電鍍或電鍍方式，產生測試用的金屬墊。

綜上所述，透過本發明的無導線的表面處理之測試載板結構的製造方法，以金屬薄膜取代較厚的導線，能夠減少製程風險及缺陷產生。另外，可改良導線連接的方式，提高製程良率且增進生產效率。除此之外，還可避免接觸面過低而造成探針接觸不到或是經其它作業所導致的裸露銅面的問題，減少於測試過程中形成氧化物飄移所導致測試結果的不穩定。

惟以上所述僅為本創作之較佳實施例，非意欲侷限本創作的專利保護範圍，故舉凡運用本創作說明書及圖式內容所為的等效變化，均同理皆包含於本創作的權利保護範圍內，合予陳明。

1‧‧‧測試載板結構

10‧‧‧基底

11‧‧‧金屬導通孔

12‧‧‧金屬墊

13‧‧‧金屬薄膜層

14‧‧‧電鍍金屬

15‧‧‧無電鍍金屬

16‧‧‧光阻層

17‧‧‧鎳金層

18‧‧‧絕緣層

2‧‧‧探針卡母板

3‧‧‧錫球

4‧‧‧探針座

5‧‧‧探針

圖1為習知技術的垂直式探針卡的結構示意圖。

圖2為習知技術的垂直式探針卡的測試載板之測試面的結構示意圖。

圖3A至3F為習知技術的測試載板結構的製造方法的結構示意圖。

圖4A至4E為本發明第一實施例的測試載板結構的製造方法的結構示意圖。

圖5A至5F為本發明第二實施例的測試載板結構的製造方法的結構示意圖。

圖6A至6H為本發明第三實施例的測試載板結構的製造方法的結構示意圖。

1‧‧‧測試載板結構

10‧‧‧基底

11‧‧‧金屬導通孔

13‧‧‧金屬薄膜層

14‧‧‧電鍍金屬

17‧‧‧鎳金層

Claims (10)

1. 一種無導線的表面處理之測試載板結構的製造方法，其包括以下步驟：提供一基底，該基底具有多個金屬導通孔；濺鍍一金屬薄膜層於該基底的表面上；形成多個電鍍金屬於該金屬薄膜層上且分別對應該些金屬導通孔；進行研磨製程及去除無覆蓋該些電鍍金屬的該金屬薄膜層；以及進行抗氧化及提升硬度的表面處理。
2. 如申請專利範圍第1項所述的無導線的表面處理之測試載板結構的製造方法，其中該金屬薄膜層的材質係選自由鎳鉻合金、銅、鈦及鎢所組成的群組。
3. 如申請專利範圍第1項所述的無導線的表面處理之測試載板結構的製造方法，其中該電鍍金屬的材質為銅。
4. 一種無導線的表面處理之測試載板結構的製造方法，其包括以下步驟：提供一基底，該基底的表面具有多個金屬墊；形成一絕緣層於該基底的表面上，該絕緣層具有多個盲孔分別連通該些金屬墊；形成多個無電鍍金屬分別位於該些盲孔之中；進行研磨製程；以及進行抗氧化及提升硬度的表面處理。
5. 如申請專利範圍第4項所述的無導線的表面處理之測試載板結構的製造方法，其中上述形成該絕緣層是透過壓合或塗佈的方式而成，該些盲孔是透過雷射加工或曝光 的方式而成。
6. 如申請專利範圍第4項所述的無導線的表面處理之測試載板結構的製造方法，其中該無電鍍金屬的材質為鎳。
7. 一種無導線的表面處理之測試載板結構的製造方法，其包括以下步驟：提供一基底，該基底的表面具有多個金屬墊；形成一絕緣層於該基底的表面上，該絕緣層具有多個盲孔分別連通該些金屬墊；濺鍍一金屬薄膜層於該絕緣層及該些盲孔的表面上；形成多個電鍍金屬分別位於該些盲孔之中；進行研磨製程及去除位於該絕緣層表面上的該金屬薄膜層；以及進行抗氧化及提升硬度的表面處理。
8. 如申請專利範圍第7項所述的無導線的表面處理之測試載板結構的製造方法，其中上述形成該絕緣層是透過壓合或塗佈的方式而成，該些盲孔是透過雷射加工或曝光的方式而成。
9. 如申請專利範圍第7項所述的無導線的表面處理之測試載板結構的製造方法，其中該金屬薄膜層的材質係選自由鎳鉻合金、銅、鈦及鎢所組成的群組，該電鍍金屬的材質係為銅。
10. 如申請專利範圍第7項所述的無導線的表面處理之測試載板結構的製造方法，其中上述形成多個電鍍金屬，其包括以下步驟：形成一光阻層於該金屬薄膜層的表面；圖案化該光阻層以露出該些盲孔； 進行電鍍製程以形成該些電鍍金屬於該些盲孔之中；以及去除該光阻層。