TW201913101A - 用於晶圓量測之垂直式探針卡與探針頭 - Google Patents

Abstract

本揭示提供一種用於晶圓量測之垂直式探針卡與探針頭。該探針頭包含：一上載板，包含複數個第一開孔；一下載板，包含複數個第二開孔；以及複數個探針，其中每一探針組裝在彼此對應的其中之一該第一開孔和其中之一該第二開孔中，以及其中該上載板之相鄰的兩個第一開孔之間距不同於該下載板之相鄰的兩個第二開孔之間距。

Description

用於晶圓量測之垂直式探針卡與探針頭

本揭示是關於一種探針頭，特別是關於一種用於晶圓量測之垂直式探針卡及其探針頭。

近年來，隨著電子產品朝向精密與多功能化發展，應用在電子產品內的積體電路之晶片結構也趨於複雜。在晶片的製造中通常係採用批次性的大量生產，因此為了確保晶片的電氣品質，在將晶片進行封裝前會先進行晶片級量測。在現行的晶片製程中，一般係採用探針卡(Probe card)來測試晶片。並且根據探針的型態可分為懸臂式探針卡(cantilever probe card)與垂直式探針卡(vertical probe card)。在使用上，藉由將探針卡的探針電性接觸晶片的接觸墊，再經探針卡的電路板將電氣訊號連接到測試機(Tester)，使測試機傳送測試訊號到晶片或接收來自晶片的輸出訊號，進而達到量測晶片的電氣特性之功效，並且使用者可進一步根據量測的結果將不良晶片剔除，以進行後續的封裝處理。

請參照第1圖，其顯示一種習知之用於垂直式探針卡之探針頭10之結構示意圖。探針頭10是以裝配的方式製作而成，主要包含上載板11(upper die)、下載板12(lower die)、間隔板13、和複數個探針14。上載板11和下載板12上形成有複數個微小的開孔110和120，以及間隔板13為中 空的結構，其中該中空的結構的位置對應於上載板11和下載板12之開孔110和120的位置。藉由將上載板11和下載板12分別鎖附在間隔板13上，並且將每一探針14係貫穿通過上載板11和下載板12之對應的開孔，進而完成探針頭10之組裝。在使用上，探針14之靠近上載板11之一端是用於與垂直式探針卡之測試載板15電性接觸，以及探針14之靠近下載板12之一端是用於與待測晶圓W電性接觸。

如第1圖所示，在習知的探針頭10中，上載板11和下載板12之相鄰兩開孔之間的間距P1會保持相同。然而，隨著電子產品朝向小型化發展，間距P1的大小勢必會隨之微縮，使得開孔與開孔之間的間隔壁的厚度越來越薄。並且，由於加工上的限制，當間距P1小於100微米時，容易發生間隔壁破裂的問題，導致相鄰的探針會彼此接觸進而造成短路。再者，由於組裝上的需求，上載板11之開孔的孔徑通常會比下載板12之開孔的孔徑還大，因此，上載板11在製作上的難度又更高，也具有較高的破孔風險。

有鑑於此，有必要提供一種用於晶圓量測之垂直式探針卡與探針頭，以解決習知技術所存在的問題。

為解決上述技術問題，本揭示之目的在於提供一種用於晶圓量測之垂直式探針卡與探針頭，藉由增加探針頭之上載板的間距，以避免發生破孔而導致探針接觸而短路的問題。

為達成上述目的，本揭示提供一種用於晶圓量測之探針頭，包含：一上載板，包含複數個第一開孔；一下載板，包含複數個第二開孔；以及複數個探針，其中每一探針組裝在彼此對應的其中之一該第一開孔和 其中之一該第二開孔中，以及其中該上載板之相鄰的兩個第一開孔之間距不同於該下載板之相鄰的兩個第二開孔之間距。

於本揭示其中之一較佳實施例中，該上載板之相鄰的兩個第一開孔之間距大於該下載板之相鄰的兩個第二開孔之間距。

於本揭示其中之一較佳實施例中，該下載板之相鄰的兩個第二開孔之間距小於100微米。

於本揭示其中之一較佳實施例中，該探針頭還包含一間隔板，設置在該上載板和該下載板之間，用於使該上載板和該下載板互相間隔一距離。

本揭示還提供一種用於晶圓量測之垂直式探針卡，包含：一電路板；一測試載板，嵌入在該電路板上，包含複數個上接觸墊；一探針頭，包含：一上載板，包含複數個第一開孔；一下載板，包含複數個第二開孔；以及複數個探針，其中每一探針組裝在彼此對應的其中之一該第一開孔和其中之一該第二開孔中；以及一定位治具，組裝在該電路板上，用於將該探針頭定位在該電路板上，使得該探針頭之該複數個探針之一端與該測試載板上之對應的上接觸墊電性接觸，其中該上載板之相鄰的兩個第一開孔之間距不同於該下載板之相鄰的兩個第二開孔之間距。

於本揭示其中之一較佳實施例中，該探針頭之該複數個探針之靠近該上載板之一端與該測試載板電性接觸，以及該探針頭之該複數個探針之靠近該下載板之一端與一待測晶圓電性接觸。

於本揭示其中之一較佳實施例中，該測試載板之相鄰的兩個上接觸墊之間距大於該下載板之相鄰的兩個第二開孔之間距。

相較於習知技術，本揭示藉由將下載板之開孔的間距設置為符合待測晶片之下接觸墊的間距，並且將下載板之開孔的間距設置為大於下載板之開孔的間距，以降低上、下載板之開孔破孔的風險，進而可避免相鄰的探針會彼此接觸進而造成短路的問題。

1‧‧‧垂直式探針卡

10、20‧‧‧探針頭

11、21‧‧‧上載板

210‧‧‧第一開孔

12、22‧‧‧下載板

220‧‧‧第二開孔

13、23‧‧‧間隔板

14、24‧‧‧探針

30‧‧‧定位治具

40‧‧‧電路板

15、50‧‧‧測試載板

501‧‧‧上接觸墊

60‧‧‧機框支撐件

110、120‧‧‧開孔

W‧‧‧待測晶圓

P‧‧‧下接觸墊

P1、P2、P3、P4‧‧‧間距

第1圖顯示一種習知之用於垂直式探針卡之探針頭之結構示意圖；第2圖顯示根據本揭示較佳實施例之垂直式探針卡之零件爆炸示意圖；以及第3圖顯示第2圖之探針卡之結構示意圖。

為了讓本揭示之上述及其他目的、特徵、優點能更明顯易懂，下文將特舉本揭示較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。

請參照第2圖和第3圖，其第2圖顯示根據本揭示較佳實施例之垂直式探針卡1之零件爆炸示意圖，以及第3圖顯示第2圖之探針卡之結構示意圖。垂直式探針卡1主要由探針頭20(Probe Head)、定位治具30、電路板40(PCB)、測試載板50(substrate)及配合之機框支撐件60組合而成，其中測試載板50是嵌入在電路板40上，以及定位治具30是組裝在電路板40上，並且是用於將探針頭20固定且定位在電路板40上。

如第3圖所示，探針頭20包含上載板21(upper die)、下載板22(lower die)、間隔板23、和複數個探針24。上載板21形成有複數個微小的第一開孔210，以及下載板22上形成有複數個微小的第二開孔220。間隔 板23為中空的結構，設置在上載板21和下載板22之間，用於使上載板21和下載板22互相間隔一距離。間隔板23之該中空的結構的位置對應於上載板21和下載板22之第一開孔210和220的位置。在組裝時，先將上載板21和下載板22分別固定在間隔板23上，接著將每一探針24組裝且貫穿通過彼此對應的其中之一第一開孔210和其中之一第二開孔220中，進而完成探針頭20之組裝。

如第3圖所示，測試載板50上設置有複數個上接觸墊501，以及待測晶圓W上同樣設置有複數個下接觸墊P。在使用上，每一探針24之靠近上載板21之一端係與垂直式探針卡1之測試載板50上之對應的上接觸墊501電性接觸，以及靠近下載板22之一端係與待測晶圓W上之對應的下接觸墊P電性接觸。

如第3圖所示，上載板21之相鄰的第一開孔210的間距P2設置為符合測試載板50之相鄰的上接觸墊501的間距P4，並且下載板22之相鄰的第二開孔220的間距P3設置為符合待測晶片W之下接觸墊P的間距，其中上載板21之相鄰的第一開孔210的間距P2以及測試載板50之相鄰的上接觸墊501的間距P4皆不同於下載板22之相鄰的第二開孔220的間距P3。更明確地說，上載板21之相鄰的第一開孔210的間距P1和測試載板50之相鄰的上接觸墊501的間距P4皆大於下載板22之相鄰的第二開孔220的間距P2。因此，對於具有相對較大孔徑的第一開孔210而言，將兩相鄰的第一開孔210的間距P1拉大，可有效地降低製造上的難度。應當理解的是，此種設計的探針頭20特別適合應用在製造下載板22之相鄰的第二開孔220的間距P2小於100微米的產品。

再者，在本揭示之垂直式探針卡1中，由於將上載板21之相鄰的第一開孔210的間距P1增加(例如下載板22之相鄰的第二開孔220的間距P2為100微米，上載板21之相鄰的第一開孔210的間距P1增加為大於100微米)，使得測試載板50之相鄰的上接觸墊501的間距P4也得以相應地增加，因此可一併降低測試載板50的製造難度，進而提升測試載板50的製造良率。

綜上所述，本揭示藉由將下載板之開孔的間距設置為符合待測晶片之下接觸墊的間距，並且將下載板之開孔的間距設置為大於下載板之開孔的間距，以降低上、下載板之開孔破孔的風險，進而可避免相鄰的探針會彼此接觸進而造成短路的問題。

雖然本揭示已用較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本揭示，本揭示所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本揭示之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本揭示之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

Claims (10)

1. 一種用於晶圓量測之探針頭，包含：一上載板，包含複數個第一開孔；一下載板，包含複數個第二開孔；以及複數個探針，其中每一探針組裝在彼此對應的其中之一該第一開孔和其中之一該第二開孔中，以及其中該上載板之相鄰的兩個第一開孔之間距不同於該下載板之相鄰的兩個第二開孔之間距。
2. 如申請專利範圍第1項所述之用於晶圓量測之探針頭，其中該上載板之相鄰的兩個第一開孔之間距大於該下載板之相鄰的兩個第二開孔之間距。
3. 如申請專利範圍第1項所述之用於晶圓量測之探針頭，其中該下載板之相鄰的兩個第二開孔之間距小於100微米。
4. 如申請專利範圍第1項所述之用於晶圓量測之探針頭，其中該探針頭還包含一間隔板，設置在該上載板和該下載板之間，用於使該上載板和該下載板互相間隔一距離。
5. 一種用於晶圓量測之垂直式探針卡，包含：一電路板；一測試載板，嵌入在該電路板上，包含複數個上接觸墊；一探針頭，包含：一上載板，包含複數個第一開孔；一下載板，包含複數個第二開孔；以及複數個探針，其中每一探針組裝在彼此對應的其中之一該第一開孔和其中之一該第二開孔中；以及一定位治具，組裝在該電路板上，用於將該探針頭定位在該電路板上，使得該探針頭之該複數個探針之一端與該測試載板上之對應的上接觸 墊電性接觸，其中該上載板之相鄰的兩個第一開孔之間距不同於該下載板之相鄰的兩個第二開孔之間距。
6. 如申請專利範圍第5項所述之用於晶圓量測之垂直式探針卡，其中該上載板之相鄰的兩個第一開孔之間距大於該下載板之相鄰的兩個第二開孔之間距。
7. 如申請專利範圍第5項所述之用於晶圓量測之垂直式探針卡，其中該下載板之相鄰的兩個第二開孔之間距小於100微米。
8. 如申請專利範圍第5項所述之用於晶圓量測之垂直式探針卡，其中該探針頭還包含一間隔板，設置在該上載板和該下載板之間，用於使該上載板和該下載板互相間隔一距離。
9. 如申請專利範圍第5項所述之用於晶圓量測之垂直式探針卡，其中該探針頭之該複數個探針之靠近該上載板之一端與該測試載板電性接觸，以及該探針頭之該複數個探針之靠近該下載板之一端與一待測晶圓電性接觸。
10. 如申請專利範圍第5項所述之用於晶圓量測之垂直式探針卡，其中該測試載板之相鄰的兩個上接觸墊之間距大於該下載板之相鄰的兩個第二開孔之間距。