TWI380024B - - Google Patents

Description

、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明是有關於LSI等電子設備製造過程中，用於檢測半 導體晶圓上形成的數個半導體晶片電路時，所使用探測器裝置 的-雜顺合體；制是有關於，當排列在半導體晶片上的 電路端子(焊墊)在晶圓狀態下與探針垂直接觸，已絲匯總測 量半導體⑼在魏通綱時，所使驗獅器裝置的探針組 合體。 【先前技術】 電子設備伴隨著半導體的進步而提升了積體度，並在半導 體晶圓上所形成的各半導體晶片中，也增加了電路配線所能運 用的區域，進而使各半導體晶片上焊墊量增加、繼而縮小焊墊 的面積已使焊侧職小化’讓焊墊湖越趨細微化發展。預 估近年焊墊的間距可能小至20/zm。 同時半導體晶片未封裝前，即成裸晶狀態時用已内置於電 路板等的；尺寸封裝枝(CSP)已漸駐流，其在分割半導 體曰曰片則會進行晶圓狀態特性的確認以及良否判定。 舉例來說’在被檢查的半導體晶片焊墊檢查裝置間，因外 力產生的彈性變形而設有以排列數個針狀探針的探針組合體 等技術手段；在此種以探測針組合體以電氣連接半導體晶片測 試電路的方法後’會再搭配一種稱為探針卡的印刷配線電路 1380024 板。 ’這個探測卡的構成，是以接觸測試裝置的測試接頭，這個 測試接頭須有測試接頭電路板的探針形狀以及具有與端子間 距的互換性。 隨著焊塾間距狹小化和數個晶片同時測試的需纟，探針的 方式也從縣的W樑㈣的方式，再加上在板上配置由金屬 細線所形成探針的針型探測卡（專利文獻υ。在區塊上配置刀 刃狀探針的探針卡（專利文獻2)。數個平形延伸的帶狀配線形 成像電氣絕緣性膠卷般的薄片雜的一邊，以各個酉己線的一部 分為探針的要件，而提出薄片探針組合體(探針薄>〇(專利文 獻3)等的探測卡。 用傳統的單揮樑懸臂的方式來檢查一個或是少數的晶 片’和轉體晶片焊墊接觸的探針前端部&間距狹窄，但連接 探針卡的根部’是從前端部分將探針成放射狀擴散配置而使間 距加粗，再以焊錫等連接手法將探針黏合於探針卡的電路端 子，配線的問題不多。 但疋’像上述例子中的焊墊間距狹小化和為了達到數個晶 片同時檢測要求的探針構造的話，固定探針的電路配線端子也 有探針排列的間距，也就是說要和被檢查的焊塾射彳的間距一 的。舌疋/又辦法的，要符合探針排列處的高密度配線化。 圖7為針對傳統探測卡的電路配置的構成例子。在圖7 ί S1 6 的。（專利文獻3)。 圖8為探針端子周邊的配置圖樣。圖8被檢查晶片的焊 塾對應變換配線基板30上的探針端子32-1(例如在探針薄板 上的端子）是以間距20/im排列。因為由這個探針端子的配線 分配較粗的間距的圖樣，變換配線基板30的第1層37-1上通 過圖樣34~丨，接續層間導通用通孔351的區域351a。從區域 351a經過通孔35丨’通過變換配線基板30的第2層37-2以後 的導電圖樣以及通孔，圖樣幅度擴散，變換配線基板的第1)層 37 η ’也就疋配置在裏面（檢查裝置側)層中。 而且，甴探測端子32-2 ,通過同樣的變換配線基板3〇的 第一層37-1上的圖樣34-2，接續通孔352的區域352a。從區 域352a經過通孔352，通過變換配線基板30的第2層37_2 以後的導f®樣以及通孔’赚幅賴散，變換崎基板的第 η層37-n，也就是配置在内層中（檢查裝置侧）。 如上述，由對應被檢查晶片41使用探針端子的圖樣配線 和多層基板，為了變換為較粗的圖樣配線，有關各自的探針端 子接續的通扎的區域需配置於探針端子處的同—層上。 專利文獻1 :日本特開2006-003191號公報。 專利文獻2 :日本特開2006-340654號公報。 專利文獻3 :日本特開2006-183392號公報。 但是’區域的配置若包含至探針區外的話會妨礙多針化， 1380024 也會衍生出數個^同時戦化無法實行的問題。 再者各個探針端子的配線長度也會有顯著的差異，也合 衍生出電阻的整合問題。 曰 本發明解料_戦械，探_子_喊集令 題、進而提供便宜的探測卡為目的。 【發明内容】 本發明，是使用具有金屬銅箱接著的樹脂薄膜，將前述 金屬鋪_綱加卫後，於樹㈣膜上會形成以含有探針 機能之導所構成的導樣，而在層疊數片，又或可讓 前述探針的前端部彙餘接觸朗設置料導體^的電極 焊塾’且在檢測半導體晶片電路贿雜合體上，藉由與前 述探針的導電®樣接續，和前述探針同-平㈣且第一方向 ⑽直角座標系的z方向）的相反側，有接觸於電路基板接續 用區域的電氣端子部為特徵。 因為以探針的導賴樣接續，和前述探針同-平面内且 第一方向（XYZJ：角座標系的z方向）的相反側，有接觸於電路 基板接續用區域的電氣端子部為特徵，#由探針輸出端子根 據探針樹脂薄膜不同位置的突出，變換配線基板上的探針測 輸出、入的魏軒，因為可以事先在探針樹輯膜裡改變 位置，可以產生不用像探針先端排列以及傳統的實施例子裡 需要依靠前端的配線圖樣，而是可自行決定的效果。 1380024 因此，層疊探針樹脂薄膜時，前述電氣端子部的第3方 向（XYZ直角座標系的y方向）的間隔為一個前述探針樹脂薄 膜厚度之數倍，根獅述探針細旨_騎疊，達到準確的 決定y方向間距的效果。 本發明的特徵在於，層疊又或是排列探針樹脂薄膜時， 在前述電氣端子部的第3方向（y方向）的間距，與電路基板上 接續用區域的一部分又或是全部一致的配置。 因此，層疊又或是排列探針樹脂薄膜時，在前述電氣端 子部的第3方向（y方向）的間距，與電路基板上接續用區域的 一部分又或是全部一致的配置為特徵，因此可以對應任意y 方向的間距。 【實施方式】 以下，將參晒式的同時，說明本發明實麵態；再者並 未因本實施型態而限定本發明。 第1實施型態： 圖1為本發明第1實施型態的探針構造說明圖（剖面 圖）。在圖1中，10為探針組、411為被檢測晶片、421a以及 421b為一個被檢測晶片的411上的相對焊墊（圖為周邊排列 焊塾的例子）、31為變換配線基板、355a與356a為變換配線 基板上的探針側輸出、入的電氣端子。 再者，探針組10中，樹脂薄膜11為了檢測焊墊421a， 以蝕刻探針以及導体的方法，製成具有探針的樹脂薄膜n， 1380024 樹脂薄膜12是為了檢測焊墊421b，以蝕刻探針以及導體的方 法所製成具有探針的樹脂薄膜11。171〜173為支撐著具有探 針的樹脂薄膜的支撐棒剖面圖。 具有探針的樹脂薄膜11的製作方法以及構成在圖2中詳 細的說明。在圖2(a)中，樹脂薄膜（例如聚亞醯酸樹脂）ιιι 上連接著金屬銅箔（例如鈹銅）’這個銅箔上以钮刻法加工形 成導電圖樣112。導電圖樣112裡，由平行樑U3a以及狹縫 • 114形成本實施例子中13個連結環結構，加上缺口 U9a和缺 口 119b的平行彈簧作用來實施探針動作。 此平行彈簧作用為’平行配置數個大約同一形狀的樑， 以共通不會變形的支撐物固定著這些樑的兩端，當一邊以支 撐物固定，而另一邊的支撐物移動時，在一定範圍内進行並 進動作之物。在本實施例中固定部113b為垂直探針n3c向 XYZ直角座標系的z方向，進行擴大超速傳動作用的部份。 垂直探針113c的前端接續旋轉變形部115，焊墊開始接 觸旋轉變形部的探針先端部116,接著往垂直方向推上去-定 ㈣擴大超速伽制後’雜變形部115隨著擴大超速傳 動作用的進行，以旋轉中心115c開始順時針旋轉，進行磨擦 作用。 而另一方面，固定部113b的延長線上，從樹脂薄膜ηι設 置犬出的輸出端子117’藉著吊臂部U3d以及缺口 119a的彈 跳力’推撞到變換配絲板上的探針測輸出、入電氣端子 356a。 f S3 12 不 圖2(b)為輸出端子117的位置。各個對應的變換配線基 板上的探針側輸人出電器端子的位置合對，輸出端子H Τ3、Τ4是錯開的，可個別製作，，這些不同種類的探針 構成’在同-種樹脂薄膜上以_法製作，將之切斷後 同種類的探針構成也可能以低成本製作。 而且’在具有探針的樹脂薄膜u上，藉由印刷有絕緣性

的樹脂’销㈣地謂置觀部118，來雜有具有探針的 樹脂薄膜其必要的剛性。 下述的圖3為依支撐棒171等的剖面形狀設置的。設置 在 119c、119d 上。 有關具有探針的樹脂薄膜12，可與具有探針的樹脂薄膜 11相同的製作方法，可針對探針先端部126和輸出端子127 -同平行彈簧制，設定不同方向位置。而且，這些不同種 類的探針構成在同一個樹脂薄膜上以蝕刻法製作的話，因為

之後可以切斷，不同種類的探針構成，也可以用低價的做出 成品。 圖2為層積各個具有探針的樹脂薄膜。圖3為探針組1〇 以及探針組合體1的製作。探針組10以及探針組合體1的製 作在圖3中詳細說明。 圖3探針組1〇-1為被檢測晶片411對應的探針群組合 體，和探針組1〇~1同一個構成的探針組10_2(無圖示）為被 檢測晶片412對應的探針群組合體。同樣的，組合這些探針 組10-n ’應構成對應η個被檢測晶片的探針組合體1。

ί SI 13 這些探針群藉著沿支撐棒17卜173等整列插入，可決定 f Z方向的精確的位置，支撐棒17卜173成為探針先端部116 等以及輸出端子117等的壓力的支點。 在各個探針組的XYZ直角座標系的x、y方向上整列或是 固定，例如圖3(a)中固定薄板15、16。固定薄板15，在樹脂 薄膜151中焊墊421a、421b等對應各個焊墊的位置上，如圖 3(b)所示’若設置寬度st比探針樹脂薄膜的厚度&大，且 比知墊的寬度Dt小的狹縫151a’藉此使狹縫通過探針樹脂薄 膜的探針先端部分處，便可以決定焊墊的位置。 另一方面，固定薄板16 ,在樹脂薄膜161變換配線基板 上的探針侧輸出、入電氣端355a、356a的位置上，設置比探 針樹脂薄膜厚度稍大的狹縫，藉此使狹縫通過探針樹脂薄膜 的輸出端子部處’而可決定輸出入電氣端子的位置。 下個圖4為動作說明。圖4為，從探針組1〇上部（檢查 基板側）所示之圖（一部分的透視圖）。晶片焊墊（亦即探針先 知排列）、變換配線基板上的探針側輸出入焊塾的排列（亦即 探針樹脂薄膜輸出的排列），表示相對關係。 如圖4所示’變換配線基板上的探針側輸出入焊墊，既 然能在探針樹脂薄膜内來變換輸出位置，不用像探針先端排 列’以及傳統的實施例子裡，需要依靠前端的配線圖樣（圖8 的34-1)，而是可自行決定。 因此，變換配線基板上的探針側輸出、入端子的XYZ直 角座標系的y方向的間距Py，為根據固定薄板15而可任意決 1380024 定，又或是藉由直接重疊探針樹脂薄膜，而也可與探針樹脂 薄膜的y方向厚度相同。 為了在XYZ直角座標系的X方向的間距Ρχ為圖樣設計上 了月b區域間最小地間隔，被檢測的間隔範圍内全部，可能可 以分配必要的區域。 圖4所示，為變換配線基板上的輸出、入電氣端子孔 上的區域。如圖6所示，圖樣配線上的中繼區域，也可能與 # 變換配線的圖樣設計相合而可以選擇。 第2實施型態： 圖5為本發明的第2實施型態中的探針構造。在圖5中 ”圖2的相異點為探針樹脂溥膜輸出端子的形狀。 士圖6為探針樹脂薄膜13的製作方法以及構成。在圖6中， 樹脂薄膜(例如聚亞醯酸樹脂）131上連接著金屬銅结（例如 鈹銅）’ 個銅揭上以侧法加工形成導電圖樣132。導電圖 樣132裡，由平行標133以及狹縫134形成本實施例子中13 個連接環結構，加上缺欠的139a的平行彈簧_來實施探針 動作。 *且’垂直探針133c先端接續旋轉變形部135，隨著擴 大超速傳動個，賤轉Μ撕為巾叫始做順時針的旋 轉’開始進行磨擦作用。 而且，探針樹脂_ 13上，藉由印刷有絕緣性的樹脂， 在適當的地方增置補強部118，來保持探針樹脂薄膜其必要的 剛性。 [S3 15 另一方面，固定部133b的延長線上，從樹脂薄膜131設 置突出的輸出端子137，是可能插入變換配線基板上通孔371 。而且，輸出端子137的z方向長度為塾換被線板的 θ二不多相同，設定為比父方向寬度的通孔371的内徑還 要稍微大-些。另外’藉由在輸出端子中央m縫n 兩_端子137a間的方向作用彈跳力，可能壓入通孔。 藉由上述說_輸出端子_狀，如圖6表示，可以對 應有通孔輕換配絲板。而且，有關探針細旨薄膜13，可 #有探針的樹脂薄膜U、12相同的製作方法，這些不同種 類的探針構成在同—個樹脂薄膜上以_法製作的話，因為 之後可以靖，不囉類的探針構成也可以祕價的做出成 品0 如上述說明，使用連接著銅箔類之金屬銅箔的樹脂薄 膜’將上述樹脂薄膜的金屬銅箔蝕刻加工，樹脂薄膜上形成 =有探針之導電體的導電圖樣，層叠數片此具探針的探針樹 脂薄膜，使半導體晶片的焊墊’接觸探針的前端部，為了進 行半導體晶片的電路檢測，在探針組合體上，藉由探針的輸 出端子，突出在不同探針樹脂薄膜上，變換配線基板上的探 針側輸出、入電氣端子，既然探針樹脂薄膜内可以變換輸出 位置，不用像探針先端排列，以及傳統的實施例子裡，需要 依靠前端的配線圖樣，而是可自行決定的。 依據本發明的探針組合體的話，根據各LSI的電路設計， 可以隨意的對應多種焊墊配置，以及焊墊間距的變化，可以 1380024 有效的在檢測基板上，配置探針端子處的密集的配線圖樣， 可提供低價的探針組合體。 本發明是基於圖式的最佳實施型態予以說明，但只要是 熟習該項技術者，都可在不脫離發明思想的情況下，輕易進 行各種變更與改變；本發明亦包含該變更例。 【圖式簡單說明】 圖1 ·本發明第1實施型態中某個探針組合立體構造側視 圖。 圖2.本發明第1實施型態中某個探針組合構造側視圖。 圖3.本發明第1實施型態中某個探針組合構造斜視圖。 圖4 .本發明第丨實施型態中某個探針組合構造和焊墊配 置關係平面圖。 圖5:本發明第2實施型態中某個探針組合構造側視圖。 圖6 :本發明第2實施型態中某個探針組合構造和焊墊配 置關係平面圖。 圖7.傳統實施型態中探測卡概略構造側面圖。 圖8:傳統實施型態中探針端子周邊構造平面圖。 【主要元件符號說明】 I 探針組合體 1〇 探針組 II 樹脂薄膜 III 樹脂薄膜 112 導電圖樣 113a 平行樑 113b 固定部 H3c 垂直探針 1380024

113d 吊臂部 114 狹縫 115 變形部 115c 旋轉中心 116 探針先端部 117 輸出端子 118 補強部 119a 缺口 119b 缺口 119c 缺口 119d 缺口 12 樹脂薄膜 126 探針先端部 127 輸出端子 13 探針樹脂薄膜 131 樹脂薄膜 132 導電圖樣 133 平行樑 133b 固定部 133c 垂直探針 134 狹縫 [S3 19 1380024

135 變形部 135c 旋轉中心 137 輸出端子 137a 端子 137s 狭縫 139a 平行彈簧 15 固定薄板 151 樹脂薄膜 151a 狹縫 16 固定薄板 161 樹脂薄膜 171 支撐棒 172 支撑棒 173 支撐棒 2 探測卡 21 探測卡基板 211 測試接頭 30 變換配線基板 301 探針 302 探針排列固定機能 31 變換配線基板 ί S3 20 1380024 351 通孔 352 通孔 355a 輸出、入電氣端子 356a 輸出、入電氣端子 371 通孔 41 晶圓 411 被檢測晶片 421a 焊墊 421b 焊墊 43 變換配線

[S3 21

Claims (1)

1. 丄獨024 101年10月2千日修正替換頁 十、申請專利範圍： 一' -—— 1. 一種探針組件，其特徵在於包括： 具有金屬銅箔接著的樹脂薄膜； 於前述樹脂薄膜上的金屬銅驗刻加工，以由含有探針 機能之導電體所構成的導制樣，形成探針樹脂薄膜； 層疊或是併列設置數片前述探針樹脂薄膜，並使半導體 晶片的焊塾接觸前述探針的前端部，以進行半導體晶片的電 路檢測的探針組合體；以及 以前述探針間的導電圖樣接續，與前述探針同一平面内 且第1方向（Z方向）相反側’設置與電路基板上接續用區域 接觸的電氣端子部。 2. 如請求項1所述的探針組件，其中，所述電氣端子部 的第1方向（Z方向）的長度和前述電路絲的厚度大致相 同，第2方向（X方向）的寬度設定為比設置於前述電路基板 上的通孔内徑大。 3. 如請求項1或2所述的探針紐件，其中，所述探針樹 月曰薄膜’在各自以第2方向（X方向）的配置位置，與電路基 板上接_區域的-部分或全部—致，使各探針樹脂薄膜有 各自獨立的位置。 4. 如請求項1或2所述的探針組件，其中，所述探針樹 脂薄膜為層疊時，前述電氣端子部的第3方向（y方向）的間 22 1380024 _ 丨1。1年日修正替換頁 隔’為-個探針樹脂薄膜厚度的數倍。 s y5.如請求項1或2所述的探針組件，其中，所述探針樹 脂薄膜’在前述電氣端子部的第3方向(y方向）的間距，與 電路基板上接續__—部分或是全部—致的配置。、 6. 如請求項1所述的探針組件，其中，前述請求項第j 至^項’不論是哪—項中具備所述電氣端子部的前述探針樹 脂薄膜，最少也和丨個請求射記载具有魏端子部的前述 探針樹脂麵，是關—種樹_膜製造。 7. 如請求項1或2所述的探針組件，其中，探針組合體 中:有至少-個與鄰接焊塾方向（y方向）的焊塾寬度^樣 或是小的狹縫’且比探針的焊塾接觸處的剖面形狀大，並設 有探針排列用固定薄板。 8·如請求項7所述的探針組件，其中，數個能供前述探 針排列用固定薄板設置的狹縫’設於被檢測半導體晶片的各 個焊塾之一部分或是全部的對應位置處。 9. 如請求項7所述陳針組件，其中，前述探針排列用 固定薄板為樹脂薄膜。 10. 如請求項7所述的探針組件，其中，前述探針排列用 固定薄板㈣縫’崎過事先設置探針組合體的各個先端部。 11. 如請求項1或2所述的探針組件’其中，探針組合體 中，設置至少有與轉焊钱度_，或是比、特寬度還小 23 101年10月2+日修正替換頁 的狭縫且比則述電氣端子部的電路基板接觸部處的剖面形 狀大更配置有電氣端子排列用固定薄板。 有番！^2·如請求項11‘所述的探針組件’其中，前述數個配置 二氣端子排觸固㈣板的狹縫，^於電路基板的各個區 '的-部分或是全部對應的位置。 挪 4項11所述的探針組件，其中，前述電氣端子 非列用固定薄板為樹脂薄膜。 排/4.如吻求項11所述的探針組件其中，前述電氣端子 先^固μ板的狹縫’能通過事先設置探針組合體的各個 24