TWI454710B - Probe card and its manufacturing method - Google Patents

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TWI454710B TW101134326A TW101134326A TWI454710B TW I454710 B TWI454710 B TW I454710B TW 101134326 A TW101134326 A TW 101134326A TW 101134326 A TW101134326 A TW 101134326A TW I454710 B TWI454710 B TW I454710B
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Description

探針卡及其製造方法
本發明係與測試裝置有關，更詳而言之是指一種探針卡及其製造方法。
以探針卡作為一測試機與一待測電子物之間的高頻測試訊號傳輸介面的技術雖已普遍被使用。惟，該現行已知的探針卡結構經常面臨有以下問題：
一、受制於電子產品迷你化，且使用功能日趨增加的趨勢，使得探針卡上用以供與探針抵接的導接點之設計越來越小，造成許多既有的探針無法準確地與該等導接點接抵，致有檢測接觸不良的情形發生。
二、如晶圓類之待測電子物，隨著其面積的加大(如十二吋超大型晶圓)，相對使得探針卡結構須使用多片的IC(Integrated Circuit)載板設於電路板上。但上述該等IC載板透過迴焊固定於電路板上時，熔融之銲錫總會造成該等IC載板一定幅度之偏移，使得IC載板上之導接點無法準確地與探針對位，而容易有檢測接觸不良的情形發生。
有鑑於此，本發明之主要目的在於提供一種探針卡，可準確地使其導接點與探針電性連接。另外，本發明更提供有上述 之探針卡的製造方法。
緣以達成上述目的，本發明所提供探針卡用以與複數個探針接抵；該探針卡包含有一基板、至少兩個IC載板以及複數個探針墊；其中，該等IC載板設於該基板上，且間隔一預定距離；該等IC載板設於該基板上，且間隔一預定距離；各該IC載板上具有複數個導接點；該等探針墊以導電材料製成，且分別鍍設於該等IC載板上，且分別與各該導接點連接，而遮蔽各該導接點，並於各該IC載板上圍成一佈針區；該等探針墊用以分別與各探針接抵；另外，相鄰之該IC載板的該等佈針區之間的間隙，大於各該佈針區之寬度。
依據上述構思，相鄰之該IC載板的該等佈針區之間的間隙係大於2倍的各該佈針區之寬度。
依據上述構思，各該IC載板上之該等探針墊之間的間距不大於40微米。
依據上述構思，該基板具有一印刷電路板，且該印刷電路板上佈設有電路佈局；另外，該等IC載板之導接點與該印刷電路板之電路佈局電性連接。
依據上述構思，該基板更具有一多層陶瓷板；該多層陶瓷板設於該印刷電路板上；另外，該等IC載板設於該多層陶瓷板上，且該等IC載板之導接點透過該多層陶瓷板與該印刷電路板之電路佈局電性連接。
依據上述構思，更具有一固定架，設於該基板上，且位於 該等IC載板之上方；另外，該等探針穿設於該固定架上，且其一端凸出於該固定架。
依據上述構思，該探針卡更包含有一層絕緣材料充填於該等探針墊之間。
依據上述構思，位於各該IC載板上相同位置之該等探針墊，其中心點位置之偏移差距小於25微米。
依據上述構思，本發明提供有一種探針卡之製造方法包含有下列步驟：A.取得至少兩個IC載板，且各該IC載板上具有複數個導接點；B.於各該IC載板上形成一層限制層，該限制層上具有複數個穿孔，且該等穿孔分別正對各該導接點；C.鍍設導電材料於該等IC載板上，使導電材料填滿該等穿孔，而形成複數個與該穿孔形狀相同之探針墊；D.研磨鍍設於該等IC載板上之該等探針墊，使各該探針墊的頂面與該限制層的頂面呈同一平面；E.將該等IC載板固定於一基板上，且該等IC載板之間具有一定間距。
依據上述構思，於步驟B中，是以微顯影技術於各該IC載板上形成具有複數個穿孔之限制層。
依據上述構思，於步驟B中，該限制層上之該等穿孔間的 間距不大於40微米。
依據上述構思，於步驟E之前，先將該等IC載板上之各該限制層移除，使該等IC載板上留下複數個探針墊。
依據上述構思，該基板具有一印刷電路板，且該印刷電路板上佈設有電路佈局；於步驟E中，更將該等IC載板之導接點與該印刷電路板之電路佈局電性連接。
依據上述構思，該基板更具有一多層陶瓷板，且該多層陶瓷板設於該印刷電路板上；於步驟E中，該等IC載板設於該多層陶瓷板上，並透過該多層陶瓷板與該印刷電路板之電路佈局電性連接。
依據上述構思，於步驟E之前，該等探針墊於各該IC載板上圍成一佈針區；且於步驟E中，將該等IC載板固定於該基板上時，相鄰之該IC載板上的佈針區之間的間隙大於各該佈針區之寬度。
依據上述構思，於步驟E中，該等IC載板係以迴焊之方式固定於該基板上，且位於各該IC載板上相同位置之探針墊，其中心點位置之偏移差距小於25微米。
依據上述構思，於步驟E之後，更包含一步驟：
F.將一固定架設置於該基板上，且該固定架位於該等IC載板之上方。
藉此，透過上述設計，便可使探針準確地與該探針卡之該等導接點電性連接。
為能更清楚地說明本發明，茲舉較佳實施例並配合圖示詳細說明如後。
請參閱圖1，本發明提供有一種本發明提供有一種探針卡之製造方法包含有下列步驟：
A.取得至少兩個IC載板。請參閱圖2，各該IC載板10之其中一面具有複數個導接點12供偵測用之探針抵接；各該IC載板10之另外一面則具有複數個接點13分別與對應之各該導接點12電性連接。一般而言，該IC載板10主要是用以提供空間轉換的功能。簡單來說，該IC載板10之該等導接點12之間的間隔(Pitch)較小，而該等接點13之間的間隔較大。另外，於本實施例中，該等IC載板10係取自於客戶端所提供之公用多層有機板(Multi-Layer Organic；MLO)，意即，本發明所用之該等IC載板10，為客戶端於產品封裝時所使用之公用封裝基板，而非再行開模製作。如此一來，透過使用客戶端所提供之公板作為本發明之探針卡的空間轉換板，將可有效地達到節省成本之目的。
B.請參閱圖3，於各該IC載板10上形成一層限制層14，該限制層14上具有複數個穿孔141，且該等穿孔141分別正對各該導接點12；於本實施例中，是先於各該IC載板10上塗佈一層光阻後，再以微顯影技術於各該IC載板10上 留下具有複數個穿孔141之光阻來形成該限制層14，且該限制層14之厚度T不小於10微米，而該限制層14上之該等穿孔141間的間距D不大於40微米。
C.請參閱圖4，鍍設導電材料於該等IC載板10上，使導電材料填滿該等穿孔141，而形成複數個探針墊(probe pad)16；D.請參閱圖5，研磨鍍設於該等IC載板10上之該等探針墊16，使各該探針墊16的頂面與該限制層14的頂面呈同一平面。而後，請參閱圖6，移除該等IC載板10上之各該限制層14，使該等IC載板10上留下複數個與該穿孔141形狀相同之探針墊16，且該等探針墊16圍成一佈針區A。
E.請參閱圖7與圖8，將該等IC載板10固定於一基板20上，使位於各該IC載板10上相同位置之該等探針墊16中心點之位置偏移差距H小於25微米，且各該IC載板10佈針區A與相鄰之IC載板10佈針區A之間的間隙P大於各該佈針區A之寬度K(即各該佈針區A其中一側之探針墊16邊緣與相反側上之探針墊16邊緣之間的距離)，一般來說，間隙P係大於2倍的各該佈針區A之寬度K。另外，於本實施例中，該基板20具有一印刷電路板22以及一多層陶瓷板(Multi-Layer Ceramic；MLC)24。該印刷電路板22上佈設有電路佈局(圖未示)。該多層陶瓷板24設於該印刷電路板22上，且與該電路佈局電性連接。藉此，該等IC 載板10迴銲於該多層陶瓷板24上，而使該等導接點12透過該等接點13與該多層陶瓷板24電性連接後，該等導接點12便可透過該多層陶瓷板24與該印刷電路板22上之電路佈局電性連接。該多層陶瓷板24係迴銲於印刷電路板22上，或者藉由中間插入物(Interposer)使該多層陶瓷板24與該印刷電路板22上之電路佈局電性連接。該多層陶瓷板24的兩面具有接點，一面的接點與IC載板10的接點13電性連接，另一面的接點與該印刷電路板22的電路佈局電性連接，而該多層陶瓷板24一面的接點(與接點13電性連接)間距可以等於該多層陶瓷板24另一面接點(與該印刷電路板22的電路佈局電性連接)間距，如圖7所示，當然，該多層陶瓷板24也可提供空間轉換的功能，即該多層陶瓷板24一面的接點間距小於該多層陶瓷板24另一面的接點間距。
藉此，透過上述製造方法便可取得如圖7所示之一探針卡，其探針墊16用以供分別與各探針100接抵，且該等探針墊16呈柱狀且頂面為平面之設計，將可使探針100準確地與各該探針墊16接抵。
另外，該等探針墊16之間的間隙不大於40微米，且厚度不小於10微米之設計，便可有效地擴大各該探針墊16之表面積與物理強度，進而使探針100與各該探針墊16接抵時，避免發生短路或是刺穿探針墊16之情形。
再者，請參閱圖8，當該等IC載板10透過迴焊固定於該多層陶瓷板24上時，即使熔融之銲錫造成該等IC載板10一定幅度之偏移，該等探針100仍可分別透過較大表面積之各該探針墊16，與對應之各該導接點12電性連接。
如此一來，進行檢測時，該印刷電路板22將被設置於一檢測機台(圖未示)上，該檢測機台所產生之測試訊號，將由該印刷電路板22之電路佈局至該多層陶瓷板24，再由該多層陶瓷板24至該等IC載板10上，並透過該等IC載板10上之各該探針墊16到對應之探針100，而後，再由探針100傳遞到待測物(Device under test，DUT)(圖未示)進行檢測。而測試訊號之回傳，則由透過與該待測物接抵之另一探針100，以相反之路徑將測試訊號回傳至該檢測機台。
另外，由於各該IC載板10是屬於上方該等導接點12間的間隔較窄、下方該等接點13之間的間隔較寬之設計，使得該佈針區A將形成於各該IC載板10之中央位置處，此將導致有多個代測物待檢測時，相鄰之待測物將無法同時進行檢測，而無法達到多工之目的。於是，透過各該IC載板10佈針區A與相鄰之IC載板10佈針區A之間的間隙P大於各該佈針區A之寬度K之設計，將可於每次檢測時，被檢測的待測物之間，間隔有一個或多個待測物；如此一來，透過跳過一個或多個待測物之方式，便可達到多工檢測之目的，而被跳過檢測之待測物，則於其它次檢測時再行檢測即可。
值得一提的是，於上述步驟B中，該限制層14可選用絕緣材料製成。如此一來，於步驟D中，則改為不將該等IC載板10上之各該限制層14移除。並於步驟E中，直接將具有該限制層14的IC載板10(如圖5)固定於該基板20上。而上述設計之目的在於，可使該等探針墊16之間充填有絕緣材料，進而達到提昇該等探針墊16之間的絕緣效果，而可避免探針100於檢測時發生相鄰之探針墊16相互干擾而短路之情形。
另外，於步驟E之後，更可包含一步驟：
F.請參閱圖9，將一固定架30設置於該基板20上，且該固定架30位於該等IC載板10之上方，用以供複數個探針100穿設，且穿設後之該等探針100的一端凸出於該固定架30，另一端則分別與各該探針墊16接抵。
藉此，透過固定架30之設計，故可固定該等探針100之位置外，更可使該等探針100能準確地與對應之該探針墊16接抵，而不會有檢測接觸不良的情形發生。
以上所述僅為本發明較佳可行實施例而已，舉凡應用本發明說明書及申請專利範圍所為等效結構與方法之變化，理應包含在本發明之專利範圍內。
10‧‧‧IC載板
12‧‧‧導接點
13‧‧‧接點
14‧‧‧限制層
141‧‧‧穿孔
16‧‧‧探針墊
20‧‧‧基板
22‧‧‧印刷電路板
24‧‧‧多層陶瓷板
30‧‧‧固定架
100‧‧‧探針
A‧‧‧佈針區
K‧‧‧寬度
P‧‧‧間隙
T‧‧‧厚度
D‧‧‧間距
H‧‧‧偏移差距
圖1為本發明較佳實施例製造方法的流程圖；圖2至圖6為各製造過程各步驟之示意圖；圖7為本發明較佳實施例探針卡的結構圖；圖8為圖7之俯視圖；圖9揭示於圖7之架構下增設固定架。
10‧‧‧IC載板
12‧‧‧導接點
13‧‧‧接點
16‧‧‧探針墊
22‧‧‧印刷電路板
221‧‧‧電路佈局
24‧‧‧多層陶瓷板
100‧‧‧探針
A‧‧‧佈針區
K‧‧‧寬度
P‧‧‧間距

Claims (18)

  1. 一種探針卡，用以與複數個探針接抵；該探針卡包含有：一基板；至少兩個IC載板，設於該基板上，且間隔一預定距離；各該IC載板上具有複數個導接點；以及複數個探針墊，以導電材料製成，且分別鍍設於該等IC載板上，且分別與各該導接點連接，而遮蔽各該導接點，並於各該IC載板上圍成一佈針區；該等探針墊用以分別與各探針接抵；另外，相鄰之該IC載板的該等佈針區之間的間隙，大於各該佈針區之寬度。
  2. 如請求項1所述探針卡，其中，相鄰之該IC載板的該等佈針區之間的間隙係大於2倍的各該佈針區之寬度。
  3. 如請求項1所述探針卡，其中，各該IC載板上相鄰之探針墊之間的間隙不大於40微米。
  4. 如請求項1所述探針卡，其中，各該探針墊之厚度不小於10微米。
  5. 如請求項1所述探針卡，其中，該基板具有一印刷電路板，且該印刷電路板上佈設有電路佈局；另外，該等IC載板之導接點與該印刷電路板之電路佈局電性連接。
  6. 如請求項5所述探針卡，其中，該基板更具有一多層陶瓷板；該多層陶瓷板設於該印刷電路板上；另外，該等IC載板設於該多層陶瓷板上，且該等IC載板之導接點透過該多層陶瓷板與該 印刷電路板之電路佈局電性連接。
  7. 如請求項1所述探針卡，更具有一固定架，設於該基板上，且位於該等IC載板之上方；另外，該等探針穿設於該固定架上，且其一端凸出於該固定架。
  8. 如請求項1所述探針卡，更包含有一層絕緣材料充填於該等探針墊之間。
  9. 如請求項1所述探針卡，其中，位於各該IC載板上相同位置之該等探針墊，其中心點位置之偏移差距小於25微米。
  10. 一種探針卡之製造方法，包含有下列步驟：A.取得至少兩個IC載板，且各該IC載板上具有複數個導接點；B.於各該IC載板上形成一層限制層，該限制層上具有複數個穿孔，且該等穿孔分別正對各該導接點；C.鍍設導電材料於該等IC載板上，使導電材料填滿該等穿孔，而形成複數個探針墊；D.研磨鍍設於該等IC載板上之該等探針墊，使各該探針墊的頂面與該限制層的頂面呈同一平面；E.將該等IC載板固定於一基板上，且該等IC載板之間具有一定間距。
  11. 如請求項10所述探針卡之製造方法，其中，於步驟B中，是以微顯影技術於各該IC載板上形成以光阻製成之具有複數個穿孔之限制層。
  12. 如請求項10所述探針卡之製造方法，其中，於步驟B中，該限制層上之該等穿孔間的間距不大於40微米。
  13. 如請求項10所述探針卡之製造方法，其中，於步驟E之前，先將該等IC載板上之各該限制層移除，使該等IC載板上留下複數個探針墊。
  14. 如請求項10所述探針卡之製造方法，其中，該基板具有一印刷電路板，且該印刷電路板上佈設有電路佈局；於步驟E中，更將該等IC載板之導接點與該印刷電路板之電路佈局電性連接。
  15. 如請求項14所述探針卡，其中，該基板更具有一多層陶瓷板，且該多層陶瓷板設於該印刷電路板上；於步驟E中，該等IC載板設於該多層陶瓷板上，並透過該多層陶瓷板與該印刷電路板之電路佈局電性連接。
  16. 如請求項10所述探針卡之製造方法，其中，於步驟E之前，該等探針墊於各該IC載板上圍成一佈針區；且於步驟E中，將該等IC載板固定於該基板上時，相鄰之該IC載板上的佈針區之間的間距大於各該佈針區之寬度。
  17. 如請求項10所述探針卡之製造方法，其中，於步驟E之後，更包含一步驟：F.將一固定架設置於該基板上，且該固定架位於該等IC載板之上方。
  18. 如請求項10所述探針卡之製造方法，其中，於步驟E中，該等IC載板係以迴焊之方式固定於該基板上，且位於各該IC載 板上相同位置之探針墊，其中心點位置之偏移差距小於25微米。
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