TWI331220B - - Google Patents

Description

1331220 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係與探針卡有關，特別是指一種有效防止探針 卡漏電流問題之探針卡製作方法。 5【先前技術】 隨著積體電路高密度化及元件尺寸縮小化的演進，電 性量測的精密度有更高級數的要求，電測用探針卡則需於 基材選用及電路製成上考量更多的因素，如基材絕緣性、 機械應力的承受度能力、線路圖案精確度、寄生電阻電容 10效應及導線間的漏電流問題，皆為電測探針卡供應商所需 配合改善的方向，以第八圖所示一般於探針卡9〇表面上形 成導電線路的製程條件而言，需將整片的鋼箔金屬91背面 沾附黏者膠後貼附於電路板基材92上，再以化學姓刻方式 將銅箔金屬91圖案化成訊號傳輸導線，然化學蝕刻並無= I5去除銅箔金屬91背面之黏著膠，而使導線之間有背膠殘 留，形成導線間漏電流的路徑，因而降低積體電路之電測 良率並影響積體電路晶圓製造的效率。 、 縱使有如第九圖所示為台灣專利公告第522449號所揭 路之-種探針卡95 ’係提出以機械加工之方式雕刻研磨陶 2〇瓷基板96及其上之導電金屬97而形成線路圖案，使線路 之間的間隙深入基材96表面，同時免除了上述導線之間背 ，殘留的問題，並利用空氣作為線路隔絕的介質，再配合 高硬度、不易形變且高絕緣性的材質，以增進探針卡的^ 性與結構品質LX機械加卫方式料電金屬97及陶究 4 f叫同的製雜件分階狀成，若欲 此製的改變更需精密的控㈣程條件，如 了善j 的增加則降低了探針卡的製程效率；另外為 選擇丄具有高絕緣性及低撓曲度的優點，材料的 2即㈣有限’雖以喊材料為最佳的實用選擇，但 =面臨材料成本支出昂責的問題，因此如何以最佳的探 =卡結構，兼顧探針卡材料選擇，以降低電測環境中不必 P漏電流可能，甚至能與製程效率及成本支出做到最佳 的匹配’實為現今高精密度量測工程的-大課題。 【發明内容】 因此，本發明之主要目的乃在於提供一種低漏電探針 卡之製作方法，以最節省的成本支出及簡易、高效率的製 程，有效防止訊號傳輸線路之間的漏電流問題。 為達成前揭目的，本發明所提供一種探針卡之製作方 法，係形成一電路板，再將該電路板與多數條訊號線及一 探針組模組製成，該電路板為由下而上疊置組合製成之一 支撐層、一絕緣層及一導電層，其中該支撐層為不易產生 形變之一高硬度材質以形成，該絕緣層為以與該支撐層大 小形狀相當之絕緣材，於該絕緣材之表面向下凹設有特定 深度及圖案之多數個溝槽所形成，該導電層為以多數個金 屬片貼附於該k緣層之凸部所形成，因此相鄰各該金屬片 之間可藉由該溝槽達到電性絕緣的效果；將各該訊號線之 兩端分別電性連接該金屬片及該探針組之探針，則可形成 ===:針卡’同時有效防止電測訊號傳 【實施方式】 以下，效配合圖示列舉若干較佳實施例，用以對本 發明之L構與功效作詳細說明，其中所用圖示之簡要說 明如下： 第一圖係本發明所提供第-較佳實關之電路板分解立 體圖； 第二圖係上述第-較佳實施例所提供探針卡之分解立體 圖； 第二圖係上述第一較佳實施例所提供探針卡之上視圖； 第四圖係上述第-較佳實施例所提供探針卡之結構示意 圖； 第五圖係上述第-較佳實施例所提供探針組之底視圖； 第六圖係本發明所提供第二較佳實施例之結構示意圖； 第七圖係上述第二較佳實施例之上視圖。 請參閱如第一圖所示為本發明第一較佳實施例所提供 之一電路板1，為由下而上疊置組合製成之一支撐層⑴、 一絕緣層20及一導電層30，其製作方法為： a.備製一相當於晶圓尺寸大小之基材，於該基材中心 穿設有一測試孔11，因此形成該支撐層1〇 ,該基材係為不 易產生形變之高硬度材質，於美國材料與試驗學會 1331220 (American Society for Testing and Materials，ASTM )所定 義測試下具有每平方公分大於100公斤之彎曲強度 (flexural strength)規格，一般有相當厚度之金屬或陶瓷材 料大致即可符合此高硬度的需求，或亦可使用本實施例中 5 所提供如耐燃性積層板材第四級(Flame Resistant laminates level-4，FR-4)或第五級（FR-5)等之玻璃纖維板（Glass Epoxy)； b.備製一與該支撐層i〇大小形狀相當之絕緣材，該絕 緣材於美國材料與試驗學會所定義測試下具有每平方公分 10大於的13次方歐姆之表面電阻（surface resistivity)規 格； c. 對應於該支樓層1〇之測試孔11於該絕緣材中心穿 設大小相當之一測試孔21 ; d. 於該絕緣材周圍之區域自表面向下凹設有特定深度 15及圖案之多數個溝槽22，因此形成該絕緣層20，該些溝槽 22可對應形成多數個凸部23，且該些凸部23之表面近似 特定之電路圖案以放射狀環繞於該絕緣材周圍， 因而可區 分多數個第一及第二貼附面231、232 ;本實施例中所提供 該絕緣材為如聚乙烯（PE)、高分子聚乙烯（UPE)、聚丙 稀（PP)、ABS樹脂、鐵氟龍（PTEE)、聚甲基丙烯酸曱酯 (PMMA)或聚氣乙烯（pvc)等一般普通廉價的工程塑 膠因此可以一般機械加工方式形成該些溝槽22，或者可 使用光阻材料以微影製程方式形成該些溝槽22，皆可達成 本發明所需形成該絕緣層2〇之目的； 7 1備製—導電鋼落將之圖案化形成多數個與該些凸部 應於不Γ形狀相#之金屬片31 ’該些金屬片31則依照對 311、 5之凸部23表面形狀而區分有第一、第二金屬片 八及鎖固環32,該些第一及第二金屬片311、312 二’應貼附於各該第一及第二貼附面23卜232，該鎖固 該電路板1供螺絲鎖固之對應位置，因此形成該導 電層30。 "月參閱如第二至第四圖所示為本實施例所提供該電路 板1與多數條訊號線4〇及一探針組5〇模組製成之一懸臂 10式探針卡2，其中： 於該電路板1之支樓層10及絕緣層20上更同時穿設 多數個穿孔101、201 ’各該穿孔1〇卜2〇1之孔徑相當於各 該訊號線40之線徑，可供該些訊號線4〇穿過該電路板i， 各該訊號線40為同轴傳輸線之結構，具有一軸心金屬4〇1 15及依序以同轴環繞之一絕緣材、一接地環4〇2及一保護層， 因此將各該訊號線之軸心金屬401及接地環402分別電性 連接該第一及第二金屬片31卜312,使各該第一金屬片3U 及與其電性連接之接地環402構成該電路板1之接地線路 41，各該第二金屬片312及與其電性連接之軸心金屬4〇1 2〇 構成該電路板1之訊號線路42。 請參閱如第四及第五圖所示，該探針組5〇為一般習用 之懸臂式探針結構’係具有一跳線座51、一固定座52及複 數個探針53 ’該跳線座51上設有多數個銲墊51〇，為對應 該些穿孔101、201所設置’供各該訊號線4〇及探針53電 1331220 性連接，該固定座52為具有良好避震性及不具導電性的絕 緣材貝所製成，用以插設並固定各該探針53，該些探針53 皆為具導電性的金屬材料所製成，以針尖部位與待測電子 元件作電性接觸。 5 因此將電測機台之測試頭點觸該電路板1之最外圍於 各該第一友第二金屬片311、312上，該懸臂式探針卡2則 可透過該些訊號線路42以及與其電性連接之該些探針53 傳送電測訊號至待測電子元件，並藉由相鄰所設置之該些 接地線路41以達到電測訊號傳送的完整性；由於相鄰該第 10 —及第二金屬片311、312之間由該絕緣層20之溝槽22達 成電性絕緣之特性，因此能有效防止電測訊號於該懸臂式 探針卡2上傳遞時的漏電流問題，使該懸臂式探針卡2不 但具有很好的電測可靠性，更因以該絕緣層2〇之絕緣特性 及該支撐層10的強度特性同時取代習用之陶瓷材料，使成 15本的支出相對減少且製作線路的工程相對簡化。 另請參閱如第六及第七圖所示為本發明所提供第二較 佳實施例之一垂直式探針卡3,係以如同上述實施例所製成 之一電路板60與多數條訊號線70及一探針組8〇模組 成，其中： 20 該電路板60與上述實施例之電路板丨有相同之製作方 法，可同樣形成有多數個第一、第二金屬片61、62、多數 個溝槽63以及電路板50中央之一測試孔64，該些訊號線 7〇則電性連接該些第一、第二金屬片61、62，並^伸穿"過 該測試孔64以接設至該探針組8〇。 ° 9 該探針組80為一般習用之垂直式探針結構，設於該電 路板60下對應於該測試孔64之處，具有一固定座81及多 數個垂直式探針82穿設該固定座81，該固定座81為具有 良好避震性及不具導電性的絕緣材質所製成，各該探針82 5電性連接該訊號線70，以其針尖部位與待測電子元件作電 性接觸。 因此本實施例同樣可以該電路板60上各該第一及第二 金屬片61、62之最外圍與電測機台電性連接，使該垂直式 探針卡3傳送電測訊號至待測電子元件；使本發明所提^ 1〇之探針卡電路板製作方法可應用於大多習用探針結構，^ 能有效解決電測訊號傳遞線路之間的漏電流問題，僅需以 低成本支出及簡易的製作工程即能提供高品質電測探針 卡。 唯’以上所述者，僅為本發明之較佳可行實施例 15故舉凡應用本發明說明書及申請專利範圍所為之等 變化，理應包含在本發明之專利範圍内。 構 1331220 【圖式簡單說明】 第一圖係本發明所提供第一較佳實施例之電路板分解立 BA fyl · 體圆， 第二圖係上述第一較佳實施例所提供探針卡之分解立體 5圖； 第三圖係上述第一較佳實施例所提供探針卡之上視圖； 第四圖係上述第一較佳實施例所提供探針卡之結構示竜 圖； ’ 第五圖係上述第一較佳實施例所提供探針組之底視圖； } 第六随本發騎提供第二較佳實施例之分解立體圖； 第七圖係上述第二較佳實施例之上視圖； 第八圖係習用探針卡之局部立體示意圖； 第九圖係另一習用探針卡之局部立體示意圖。 11 1331220 【主要元件符號說明】 1、60電路板 3垂直式探針卡 2懸臂式探針卡 10支撐層 101、201 穿孔 5 11、2卜64測試孔 20絕緣層 22、63溝槽 23凸部 231第一貼附面 232第二貼附面 30導電層 31金屬片 311、61第一金屬片 312、62第二金屬片 10 32鎖固環 40、70訊號線 401轴心金屬 402接地環 41接地線路 42訊號線路 60、80探針組 51跳線座 510銲墊 52、81固定座 15 53、82探針 12

Claims (1)

1. 十、申請專利範圍： • m電探針卡之製作方法，包財以下步驟： 製!.形成一支樓層’為不易產生形變之高硬度材質所 b. 於該支撐層上疊置i緣層，該絕緣層為以具絕 5緣特性之板狀材f自表面向下凹設有特定深度之多數個 溝槽’相鄰於該歸槽之該絕緣層表面形成有多數個貼 附面； c. 備製夕數個金屬片，於各該貼附面上貼附該金屬 片， 10 d.備製多數個探針，設於該支撐層下方，各該探針 可用以點觸待測電子元件； e.備製多數條訊號線，將各該訊號線的兩端分別電 性連接至少一該金屬片以及至少一該探針。 2·依據申請專利範圍第1項所述低漏電探針卡之製 15作方法，步驟b中，於該支撐層與絕緣層之近中心處分別 對應穿設有一測試孔，步驟d中，該些探針係對應位於該 測試孔下方。 3 ·依據申清專利範圍第2項所述低漏電探針卡之製 作方法’步驟e之前，對應於該測試孔之周圍，於該絕緣 2〇層及該支撐層上分別設有複數個相互對應之穿孔，各該穿 孔之孔徑約略大於該訊號線之線徑，步驟e中，各該訊號 線穿設該絕緣層及該支撐層之穿孔。 4·依據申請專利範圍第3項所述低漏電探針卡之製 作方法，步驟d中，於該支撐層下方位於該些穿孔與測試 13 =之間α有-m定座，各該探針係以_端與該訊號線相焊 ，穿设該固定座後懸設於該測試孔下方。 5·依據申請專利範圍第2項所述低漏電探針卡之製 =方法’步驟d中，於該測試孔下方設有_@定座，各該 探針係近乎直立穿設_定座_設於制定座下方。 θ .依射請糊範㈣丨項所述低漏電探針卡之製 =法’該絕緣層所勒之㈣係絲面電阻規格於美國 =枓與試驗學會所定義_下每平方公分大於ω 方歐姆。 :·依據申請專利範圍第6項所述低漏電探針卡之製 方法，該絕緣層為以工程塑膠之材質所製成。 、【依據申明專利範圍第7項所述低漏電探針卡之製 步驟b中’係以機械加卫方式形成該些溝槽。 作古土依據申晴專利範圍第6項所述低漏電探針卡之製 作方法，該絕緣層為以光阻材料所製成。 卞取 制作申料鄕圍第9項所述低漏電探針卡之 衣作方法，步驟b中’係以 方式形成該些溝槽。 Μ程（Ph—graphy) 製作方^ 明專利範圍第1項所述低漏電探針卡之 觸用之㈣—曲㈤讓置 公分大於100公斤國材科與試驗學會所定義測試下每平方 之製法依11項所述低漏電探針卡 :’、金屬、陶瓷材料或玻璃纖維板 (Glass Epoxy)等擇一之材質所製成。 13·依據申請專利範圍第1項所述低漏電探針卡之 製作方法，該訊號線為同轴傳輸線，具有一軸心金屬及— 接地環，該接地環為以同軸環繞該軸心金屬，步驟e中， 5係將各該訊號線之軸心金屬及接地環電性分別連接相鄰之 各一該金屬片。 14 . 一種探針卡，可供電測機台電性連接以對待測 電子元件作電性測試，係包括有： 一電路板’具有由下而上依序疊置之一支撐層、一絕 10緣層及一導電層，該支撐層為不易產生形變之高硬度材質 所製成，該絕緣層具有多數個自表面向下凹設有特定深度 之溝槽，相鄰於該些溝槽之該絕緣層表面具有多數個貼附 面，該導電層具有多數個金屬片，分別設於各該貼附面上， 該些金屬片可供上述電測機台電性連接； 15 多數個探針，設於該電路板下方，用以點觸上述待測 電子元件；以及， 夕數條訊號線，穿設該電路板，各該訊號線之兩端分 別電性連接至少一該金屬片及至少一該探針。 15 ·依據申請專利範圍第14項所述之探針卡，該 支撐層與絕緣層之近中心處分別對應具有一測試孔，該些 探針係對應位於該測試孔下方。 16 .依據申請專利範圍第丄5項所述之探針卡，對 應於該測試孔之周圍，該絕緣層及該支撐層上分別具有複 數個相互對應之穿孔’各該穿孔之孔徑約略大於該訊號線 15 1331220 之線徑，各該訊號線係穿設該絕緣層及該支撐層之穿孔。 17依據申請專利範圍第16項所述之探針卡，更 具有一固定座，設於該支#層下方位於該些穿孔與測試孔 之間’各該探針係穿設制定座，—端與該訊號線相焊接， 5另一端懸設於該測試孔下方。 18依據申請專利範圍第15項所述之探針卡，更 具有-固定座’設於該測試孔下方，各該探針係近乎直立 穿設該固定座以懸設於該固定座下方。 19 ·依據申請專利範圍第i 4項所述之探針卡，該 ίο絕緣層所選用之材質係為表面電阻規格於美國材料與試驗 學會所^_試下每平方公分大於1G的13次方歐姆。 ^ 2 〇 .依據申請專利範圍第i 9項所述之探針卡，該 絕緣層為以工程塑膠或光阻材料等擇一之材質所製成。 21 .依據申請專利範圍第i 4項所述之探針卡，該 支撐層所選用之材質係為彎曲強度（也如抑）規格 於美國材料與試驗學會所定義測試下每平方公分大於1〇〇 公斤。 2 2 ·依據申請專利範圍第21項所述之探針卡，該 支撐層為以金屬、陶竟材料或玻璃纖維板（Glass Epoxy) 20等擇一之材質所製成。 2 3 ·依據申請專利範圍第14項所述之探針卡，該 訊號線為同軸傳輸線，具有一轴心金屬及一接地環，該接 地％為以同軸環繞該軸心金屬，各該訊號線之軸心金屬及 接地環係分別電性連接於相鄰之各一該金屬片。 16