TWI537565B - 探針卡 - Google Patents

Description

探針卡 【相關申請案之交互參照資料】

本申請案主張2011年6月2日向韓國智慧財產局提出申請之韓國專利申請案號10-2011-0053118之優先權，其整體揭露內容於此併入作通用之參考。

本發明是有關於一種探針卡，且特別是有關於一種能藉由碰觸待測試之晶片焊墊而於具有狹小節距之一晶片焊墊上執行測試之探針卡。

一般而言，透過用以使一電路圖案及一接觸焊墊形成在一晶圓上以供用以將具有電路圖案與接觸焊墊之晶圓組裝成一個半導體晶片之測試與組裝程序用之製程，可能製造出半導體裝置。

測試過程係在製程與組裝程序之間被執行，用以藉由施加一電信號至形成於晶圓上之接觸焊墊來測試晶圓之電性特徵。這種測試過程係被執行以檢驗晶圓缺陷並在組裝程序期間移除晶圓之一缺陷部分。

測試設備(稱為一測試器，其施加一電信號至一晶圓)與另一種測試設備(被稱為一探針卡，其作為在晶圓與測試器之間的一介面)係主要用於測試過程。探針卡可包括：一印刷電路板，其接收從測試器所施加之一電信號；以及複數個探針，其接觸形成於晶圓上之一接觸焊墊。

最近的高密度半導體晶片透過製程導致一晶圓上之一電路圖案之高度整合，因此，在鄰近接觸焊墊之間的一間隙(亦即，在焊墊之間的一節距)變得更狹小。習知之探針卡藉由使用彎曲部分向外伸出之探測針來執行測試，從而其使測試具有一狹小節距之接觸焊墊變得困難。此外，當接觸焊墊係以一固定間距被配置在一區域中時，難以藉由使用採用探測針之習知探針卡來測試接觸焊墊。

下述說明關於一種能夠藉由使用直立柱狀或球狀探針尖端以取代習知之彎曲探測針來測試半導體晶片之探針卡，其具有以一狹小節距配置在一區域中之接觸焊墊。

在一個一般的實施樣態中，提供一探針卡，包括：複數個探針尖端，每個探針尖端係為球狀或柱狀並具有與待測試之每一個目標晶片焊墊接觸之一上端；一第一空間轉換單元，被設計成具有第一接線與第二接線，第一接線形成於待電性連接至每一個探針尖端之一下端之其之一上表面上，而第二接線形成於待電性連接至形成於上表面上之接線之多層中；一第二空間轉換單元，被設計成具有第三接線與焊墊，第三接線形成於待電性連接至第一空間轉換單元之多層中的第二接線之其之一上表面上，而焊墊配置在電性連接至第三接線之一下表面上；一框架，被設計成用以支撐第二空間轉換單元；一中介片單元，被設計成包括中介片，其係位於形成於框架中之開孔中以支撐第二空間轉換單元，係電性連接至第二空間轉換單元之焊墊並 提供彈性；以及一電路板，被設計成用以支撐中介片單元並傳輸一測試信號至電性連接至電路板之中介片。

框架可能以一預定的間距耦接至第二空間轉換單元與電路板之至少一者。

此些探針尖端可能耦接至一矽晶圓之一上表面，從而可與第一空間轉換單元分開，且矽晶圓可具有複數個介層洞(via-hole)以電性連接探針尖端與下表面上之焊墊且可使下表面上之焊墊電性連接至第一接線。

第一空間轉換單元可能被設計成具有：複數個第一介層洞，用於電性連接各個第二接線與第一接線；以及複數個第二介層洞，用於電性連接各個第二接線至配置在第一空間轉換單元之一下表面上之焊墊，且配置在第一空間轉換單元上之焊墊可能電性連接至第三接線。

第一空間轉換單元可能被設計成具有多層之聚醯亞胺並具有形成於每個層之一上表面上之第二接線之至少一者，而第二空間轉換單元可能被設計成由一矽晶圓所組成並具有複數個介層洞以電性連接第三接線與配置在第二空間轉換單元之下表面上之焊墊。

中介片可能是彈簧針或彎針，其介設於電路板與配置在第二空間轉換單元之下表面上之焊墊之間並提供彈性，且每一個彎針可能藉由整合一第一直立本體、一第二直立本體以及一彎曲本體而形成，第一直立本體待電性連接至配置在第二空間轉換單元之下表面上之焊墊，第二直立本體待電性連接至電路板，而一彎曲本體電性連接在第一與第二直立本體之間以提供彈性。

在另一個一般的實施樣態中，提供一種探針卡，包括：複數個探針尖端，每個探針尖端係為球狀或柱狀並具有與待測試之每一個目標晶片焊墊接觸之一上端；一第一空間轉換單元，被設計成具有第一接線與第二接線，第一接線形成於待電性連接至每一個探針尖端之一下端之其之一上表面上，而第二接線形成於待電性連接至形成於上表面上之接線之多層中；一第二空間轉換單元，被設計成具有第三接線與焊墊，第三接線形成於待電性連接至第一空間轉換單元之多層中的第二接線之其之一上表面上，而焊墊配置在電性連接至第三接線之一下表面上；一框架，被設計成用以支撐第一空間轉換單元及第二空間轉換單元；一中介片單元，被設計成包括中介片，其係位於框架之一周圍以支撐第二空間轉換單元，係電性連接至形成於第二空間轉換單元之多層中之第三接線並提供彈性；以及一電路板，被設計成用以支撐中介片單元與框架，並傳輸一測試信號至電性連接至電路板之中介片。

階梯式地形成於第一空間轉換單元之一端或另一端之第二接線，係壓縮地耦接至階梯式地形成於第二空間轉換單元之一端之第三接線。

在另一個一般的實施樣態中，提供一種探針卡，包括：複數個探針尖端，每個探針尖端係為球狀或柱狀並具有與待測試之每一個目標晶片焊墊接觸之一上端；一第一空間轉換單元，被設計成具有第一接線與第二接線，第一接線形成於待電性連接至每一個探針尖端之一下端之其之一上表面上，而第二接線形成於待電性連接至形成於上 表面上之接線之多層中；一第二空間轉換單元，被設計成具有第三接線與焊墊，第三接線形成於待電性連接至第一空間轉換單元之多層中的第二接線之其之一上表面上，而焊墊配置在電性連接至第三接線之一下表面上；一第一框架，被設計成用以支撐第二空間轉換單元；一第一中介片單元，被設計成包括第一中介片，其係位於形成於第一框架中之開孔中以支撐第二空間轉換單元，係電性連接至第二空間轉換單元之焊墊並提供彈性；一第三空間轉換單元被設計成具有第四接線與第五接線，第四接線形成於待電性連接至第一中介片之下端之其之一上表面上，而第五接線在待電性連接至形成於上表面上之第四接線之多層中；一第二框架，被設計成用以支撐第三空間轉換單元；一第二中介片單元，被設計成包括第二中介片，其係位於形成於第二框架中之開孔中以支撐第二空間轉換單元，係電性連接至第三空間轉換單元之焊墊並提供彈性；以及一電路板，被設計成用以支撐第二中介片單元並傳輸一測試信號至電性連接至電路板之第二中介片。

其他特徵及實施樣態可從下述詳細說明、圖式與申請專利範圍可清楚理解到。

遍及圖式與詳細說明，除非另有說明，否則將理解到相同的圖參考數字表示相同的元件、特徵以及構造。為了清楚、圖例以及便利性起見，可能誇大這些元件之相對尺寸及描述。

下述說明係被提供以幫助讀者獲得於此所說明之方法、設備及/或系統之全面理解。因此，將向那些熟習本項技藝者提出於此所說明之方法、設備及/或系統之各種改變、修改以及等效設計。又，為了增加清楚及簡潔起見，可能省略熟知之功能及構造之說明。

第1圖係為顯示一探針卡之一例子之圖。

參見第1圖，探針卡100可包括複數個探針尖端110、一第一空間轉換單元120、一第二空間轉換單元130、一框架140、一中介片單元150以及一電路板160。

探針尖端110可能與待測試之對應的目標晶片焊墊接觸，且每個探針尖端110可能是球狀或柱狀。舉例而言，每一個探針尖端110之一上端可能與對應的目標晶片焊墊接觸，且每一個探針尖端110之一下端可能連接至第一空間轉換單元120之一上端。雖然第1圖所顯示之探針尖端110係為柱狀，但這係只是為了例子之目的，且探針尖端110之形狀可能改變，包括球狀及任何其他形狀。在複數個探針尖端110之每兩個之間的節距係與在目標晶片焊墊之間的節距相同。亦即，依據本發明之本實施例，即使當待測試之目標晶片焊墊於其間具有狹小節距時，探針尖端110仍可能藉由將探針尖端110之間的節距調整成與目標晶片焊墊之間的節距相同而與對應的目標晶片焊墊接觸。

第一空間轉換單元120可具有第一接線與第二接線，第一接線形成於待電性連接至探針尖端110之下端之第一空間轉換單元120之一上表面上，而第二接線形成於待電性連接至形成於第一空間轉換單元120之上表面上之 第一接線之多層中。舉例而言，第一空間轉換單元120可具有多層之聚醯亞胺，並具有在每個層之一上表面上之一條或多條第二接線。每條第二接線可能經由形成於第一空間轉換單元120之上表面上之接線而電性連接至至少一探針尖端110。然而，第一空間轉換單元120之構造並未受限於上述，且第一空間轉換單元120可能由一種不同材料所組成。第二接線可能經由一第一介層洞而電性連接至第一接線，並經由一第二介層洞而電性連接至形成於第一空間轉換單元120之一下表面上之焊墊。然而，本發明並未受限於上述，且第一空間轉換單元120之電性連接可能藉由除介層洞以外之一種不同裝置(譬如，一接合線或一異方性導電膜等)而實施。第一空間轉換單元120將參考第3圖作更詳細說明。

第二空間轉換單元130可包括第三接線，其形成於一上表面上，上表面電性連接至形成於第一空間轉換單元120中之多層中之第二接線，且第三接線可能電性連接至配置在第二空間轉換單元130之一下表面上之焊墊。第二空間轉換單元130可包括一矽晶圓並具有複數個介層洞135以電性連接第三接線與配置在第二空間轉換單元130之下表面上之焊墊。然而，本發明並未受限於上述，且第二空間轉換單元130可能由一種不同材料所構成，而第三接線可能透過除介層洞以外之一種不同裝置(譬如，一接合線、異方性導電膜等)而電性連接至焊墊。第二空間轉換單元130將參考第3圖作更詳細說明。

框架140可能介設於第二空間轉換單元130與電路板 160之間，用以支撐第二空間轉換單元130。此外，框架140可包括從頂端至下端通過框架140之一開孔，以使中介片單元150被插入其中。框架140可能以一預定的間距耦接至第二空間轉換單元130與電路板160之至少一者。換言之，框架140可能以一預定的間距耦接至第二空間轉換單元130與電路板160之至少一者，俾能確保可讓以下將說明之一中介片155充分自由地移動以提供穩定彈性之一空間。在第1圖所顯示之例子中，框架140係耦接至第二空間轉換單元130，而於其間沒有一間隙，且係以一預定的間距耦接至電路板160，但本發明並未受限於此。框架140可能以一預定的間距耦接至第二空間轉換單元130，並在沒有間距的情況下耦接至電路板160，或框架140可能在有一預定的間距的情況下耦接至電路板160，或以一預定的間距耦接至第二空間轉換單元130。雖然未顯示於第1圖，但是一預定耦接構件(譬如一導引針(guide pin))係被使用來以一預定的間距耦接框架140與第二空間轉換單元130或電路板160。舉例而言，一開孔係形成於框架140與電路板160上，且耦接構件係耦接至開孔，藉此以一預定的間距耦接框架140與電路板160。因為可能使用各種耦接方法，故將省略這些方法之詳細說明。

位於形成於框架140上之開孔內部之中介片單元150可支撐第二空間轉換單元130。中介片單元150可包括一導引框架(譬如一矽晶圓等)與複數個中介片155。導引框架具有通過導引框架之一頂端與底部之複數個開孔，且每一個中介片155將配置在第二空間轉換單元130之下表面 上之焊墊電性連接至電路板160，並提供被插入至導引框架之開孔之彈性。中介片155可能是彈簧針或彎針。每一個彎針可包括一第一直立本體、一第二直立本體以及一彎曲本體，第一直立本體係電性連接至配置在第二空間轉換單元130之下表面上之焊墊，第二直立本體係電性連接至電路板160，而彎曲本體係電性連接至第一直立本體及第二直立本體以提供彈性到那裡。彎針將參考第4圖作更詳細說明。上述所提供的是中介片155(其係為彈簧針或彎針)，但中介片155之形狀並未受限於此。可能使用除中介片155以外之不同元件，只要它們可電性連接配置在第二空間轉換單元130之下表面上之對應的焊墊與電路板160或電性連接它們同時提供彈性即可。

電路板160可支撐中介片單元150與框架140，並傳輸一測試信號至電性連接至電路板160之中介片155。具體而言，電路板160可將施加的測試信號傳輸至中介片155，而中介片155可傳輸測試信號至第二空間轉換單元130。第二空間轉換單元130可接收來自配置在第二空間轉換單元130之下表面上之焊墊之測試信號，並經由介層洞135傳輸測試信號至第三接線。此外，第一空間轉換單元120可經由第二接線將測試信號從第三接線傳輸至第一接線，藉此使電性連接至第一接線之探針尖端110可接收測試信號。探針尖端110允許將測試信號傳輸至待測試之接觸的目標晶片焊墊。

第2(A)至2(C)圖係為顯示第1圖之一探針尖端之例子之圖。

參見第1至2(C)圖，探針尖端110可能屬於如上所述之各種形狀。舉例而言，探針尖端110可能如第2(A)圖所示是一圓柱狀探針尖端110’，如第2(B)圖所示是一球狀探針尖端110”，或如第2(C)圖所示是一方柱狀探針尖端110’”。第2(A)至2(C)圖所顯示之形狀係只為了例子之目的，且探針尖端110之形狀可能改變(舉例而言，多角形柱，具有凹槽之柱等)。

第3圖係為顯示第1圖所顯示之探針卡之探針尖端、第一空間轉換單元以及第二空間轉換單元之放大視圖。

參見第1及3圖，第一空間轉換單元120可包括多條第一接線(未顯示)以及多個焊墊，焊墊位於一上表面上，用以將第一接線電性連接至複數個探針尖端110_1、110_2、110_3、110_4、110_5以及110_6。第一空間轉換單元120可包括一預定的絕緣材料之多層121、122、123以及124，並包括位於每個層之一上表面上之至少一條或更多條第二接線125、126、127、128以及129。然而，第二接線之配置並未受限於每個層之上表面，且第二接線可能被配置在每個層之一下表面上。舉例而言，絕緣材料可能是聚醯亞胺。

電性連接至第一接線之焊墊可能經由對應的第一介層洞311、312、313、314、315以及316而電性連接至各個對應的第二接線125、126、127、128以及129。第二接線125、126、127、128以及129可能經由對應的第二介層洞321、322、323、324以及325連接至第一空間轉換單元120之下表面上的焊墊。此外，形成於第一空間轉換 單元120上之焊墊可能電性連接至第三接線，而第三接線可能電性連接至配置在第二空間轉換單元130之一上表面上的焊墊。第二空間轉換單元130可包括第三介層洞135_1、135_2、135_3、135_4以及135_5，用以電性連接配置在上表面上之焊墊與配置在下表面上之焊墊。配置在第二空間轉換單元130上之焊墊可能電性連接至對應的中介片155，如上參考第1圖所述。

舉例而言，在假設測試信號係經由電路板160與中介片155而傳輸至第二空間轉換單元130之下表面之下，傳輸經由第三介層洞135_1之測試信號可通過第二介層洞321、第二接線125與第一介層洞311並到達探針尖端110_1，而傳輸經由第三介層洞135_2之測試信號可通過第二介層洞322、第二接線126與第一介層洞312，並到達探針尖端110_2。傳輸經由第三介層洞135_3之測試信號可通過第二介層洞323、第二接線127與第一介層洞313並到達探針尖端110_3，而傳輸經由第三介層洞135_4之測試信號可通過第二介層洞323、第二接線127與第一介層洞314並到達探針尖端110_4。亦即，一條第二接線可能電性連接至複數個探針尖端。此外，傳輸經由第三介層洞135_5之測試信號可通過第二介層洞324、第二接線128與第一介層洞315並到達探針尖端110_5，而傳輸經由第三介層洞135_6之測試信號可通過第二介層洞325、第二接線129與第一介層洞316，並到達探針尖端1106。

第3圖顯示探針尖端110、第一空間轉換單元120以及第二空間轉換單元130之一例子，但本發明並未受限於 此。可能提供有一種不同構造，只要探針尖端110、第一空間轉換單元120以及第二空間轉換單元130可傳輸一測試信號即可，如參考第1圖所說明的。

第4圖係為顯示第1圖之中介片之一例子(其係為彎針)之圖。

參見第1及4圖，中介片155可包括整合成為一個本體之一第一直立本體413、一第二直立本體417以及一彎曲本體415。第一直立本體413可能電性連接至配置在第二空間轉換單元130之下表面上的焊墊，而第二直立本體417可能電性連接至電路板160。彎曲本體415可能電性連接在第一直立本體413與第二直立本體417之間並提供彈性。在中介片155如第4圖所示係為一彎針的情況下，形成於導引框架上之開孔之一形狀變成顯著不同於第1圖之開孔之形狀。具體而言，形成於導引框架上之開孔可包括一上部開孔、一下部開孔以及一中間開孔，第一直立本體413被插入上部開孔中，第二直立本體417被插入下部開孔中，而彎曲本體415被插入一中間開孔中。中間開孔可具有一直徑，其寬到足夠彎曲本體415被插入，且即使當彎曲本體145有彈性時，仍能避免其與中間開孔接觸。然而，形成於導引框架上之開孔並不需要具有如第4圖所示之形狀，且只要彎針中介片155可運作同時被插入至開孔，開孔之形狀就可能改變。

第5圖係為顯示一探針卡之另一個例子之圖。

參見第5圖，探針卡500可包括複數個探針尖端510、一第一空間轉換單元520、一第二空間轉換單元530、一 框架540、一中介片單元550以及一電路板560。

探針尖端510可能是球狀或直立柱狀且與待測試之各個對應的目標晶片焊墊接觸。舉例而言，探針尖端510之一上端可能與對應的目標晶片焊墊接觸，而探針尖端510之一下端可能連接至第一空間轉換單元520之一上部。在第5圖中，探針尖端510係為柱狀，但探針尖端510之形狀可能改變，如第2(A)至2(C)圖所示。在每兩個探針尖端510之間的節距可能與在目標晶片焊墊之間的節距相同。

第一空間轉換單元520可具有第一接線與第二接線，第一接線形成於待電性連接至探針尖端510之下端之第一空間轉換單元520之一上表面上，而第二接線形成於待電性連接至形成於第一空間轉換單元520之上表面上之第一接線之多層中。舉例而言，第一空間轉換單元520可具有多層之聚醯亞胺，並具有在每個層之一上表面上之一條或多條第二接線。或者，第一空間轉換單元520可具有由一撓性印刷電路板(FPCB)上之聚醯亞胺所組成之多層，並具有在每個層之一上表面上之一條或多條第二接線。因此，每一條第二接線可能經由形成於第一空間轉換單元520之上表面上之接線而電性連接到至少一探針尖端510。然而，第一空間轉換單元520可能由不同材料所構成，且材料之型式可能改變。第二接線可能經由一介層洞而電性連接至第一接線。第二接線可能透過其他元件(譬如一接合線、一異方性導電膜等)而電性連接至第一接線。第一空間轉換單元520可包括一矽晶圓525，其支撐形成於 多層中之第二接線。第一空間轉換單元520將參考第6圖作更詳細說明。

第二空間轉換單元530可包括在多層中之多條第三接線，其係於第一空間轉換單元520之一端或另一端電性連接至第二接線，第二接線係形成於第一空間轉換單元520之多層中。舉例而言，第二空間轉換單元530可包括多層之聚醯亞胺，並包括在每個層之一上表面上之一條或多條第三接線。或者，第二空間轉換單元530可包括由一撓性印刷電路板(FPCB)上之聚醯亞胺所組成之多層，並具有形成於每個層之上表面上之一條或多條第三接線，而形成第三接線的第二空間轉換單元530可能倒置。換言之，第一空間轉換單元520及第二空間轉換單元530(每個具有形成於多層中之接線)之其中一個係倒置，因此，可獲得與形成於每個層之一下表面上之接線相同的結果。亦即，第二接線與第三接線可能形成於朝相反方向之表面上。第二空間轉換單元530之一端與第一空間轉換單元520之一端或另一端可能被形成為階梯式(stepwise)且壓縮地耦接至彼此。舉例而言，第二空間轉換單元530與第一空間轉換單元520可能在矽晶圓525之一外側或框架540之一上表面上壓縮地耦接至彼此。耦接之方式將參考第6圖作更詳細說明。然而，本發明並未受限於此，且第二空間轉換單元530與第一空間轉換單元520可能以不同方式耦接至彼此，只要第二接線與第三接線可以彼此電性連接即可。第三接線可能電性連接至配置在第二空間轉換單元530之下表面上之焊墊，但本發明並未受限於此。第二空間轉換單 元530可能藉由一種不同裝置(譬如，接合線、異方性導電膜等等)而非藉由介層洞而電性連接至第三接線。

框架540可能介設於第一空間轉換單元520與電路板560之間以及於第二空間轉換單元530與電路板560之間，藉以支撐第一空間轉換單元520及第二空間轉換單元530。在第5圖中，框架540係在沒有一間隙的情況下耦接至第一空間轉換單元520、第二空間轉換單元530與電路板560。然而，本發明並未受限於此，且框架540可能以一預定的間距而耦接至第一空間轉換單元520、第二空間轉換單元530與電路板560之至少一者，如參考第1圖所說明的。

中介片單元550可能被配置在框架540之一周圍上以支撐第二空間轉換單元530。此外，中介片單元550可包括複數個中介片555，其係電性連接至形成於第二空間轉換單元530中之多層中之第三接線並提供彈性。舉例而言，中介片單元550可包括一導引框架(譬如矽晶圓)與複數個第一中介片555，導引框架具有複數個開孔，每個開孔通過導引框架之一頂端與底部，而第一中介片555係被插入至導引框架之開孔。每個中介片555可能是一彈簧針(pogo pin)或一彎針。彎針可包括整合成為一個本體之一第一直立本體、一第二直立本體與一彎曲本體，第一直立本體待電性連接至配置在第二空間轉換單元530之下表面上之一焊墊，第二直立本體待電性連接至電路板560，而一彎曲本體提供彈性給第一直立本體與第二直立本體，同時被連接至第一與第二直立本體。彎針係參考第4圖作更詳 細說明，故將不會重複期詳細說明。在第5圖之例子中，中介片555係為彈簧針或彎針，但本發明並未受限於此。任何其他元件可被使用做為中介片555，只要它們可電性連接配置在第二空間轉換單元530之下表面與電路板560上之對應的焊墊，或電性連接它們，藉以提供彈性即可。

電路板560可支撐中介片單元550與框架540，且能夠傳送一測試信號同時電性連接至中介片555。亦即，電路板560可傳輸所施加的測試信號至中介片555，而中介片555可傳輸測試信號至第二空間轉換單元530。第二空間轉換單元530可經由配置在其之下表面上之焊墊接收測試信號，並傳輸接收的測試信號至第三接線。第一空間轉換單元520可經由第二接線從第三接線傳輸測試信號至第一接線，而電性連接至第一接線之探針尖端510可接收測試信號。探針尖端510可傳輸測試信號至接觸的目標晶片焊墊。

第6圖係為顯示第5圖所顯示之探針卡之探針尖端、第一空間轉換單元以及第二空間轉換單元之一例子之放大視圖。

參見第5及6圖，第一空間轉換單元520可具有在一上表面上之第一接線(未顯示)與電性連接第一接線與探針尖端510_1、…，以及510_6之多個焊墊。接著，第一空間轉換單元520可包括一預定的絕緣材料之多層521_1、521_2、521_3以及521_4，並具有每個層之一上表面上之第二接線523_1、523_2、523_3、523_4、523_5、以及523_6、之至少一者。然而，第二接線之配置可能並不受限於每個 層之一上表面，且第二接線可能形成於每個層之一下表面上。在第一空間轉換單元520之至少一端上，預定的絕緣材料之多層及第二接線可能被形成為階梯式。舉例而言，絕緣材料可能是聚醯亞胺。

第二空間轉換單元530可具有預定的絕緣材料之多層530_1、530_2、530_3、530_4、530_5以及530_6，並具有形成於每個層530_1、530_2、530_3、530_4、530_5以及530_6之一下表面上之第三接線533_1、533_2、533_3、533_4、533_5、533_6之至少一者。第三接線之配置可能並不受限於每個層之下表面，且第三接線可能形成於每個層之一上表面上。在第二空間轉換單元530之至少一端上，預定的絕緣材料之多層與第三接線可能被形成為階梯式。舉例而言，絕緣材料可能是聚醯亞胺。

電性連接至第一接線之焊墊可能經由對應的第一介層洞611、612、613、616、615以及614而電性連接至對應的第二接線523_1、523_2、523_3、523_4、523_5、以及523_6。階梯式地形成於第一空間轉換單元520之一端上之第二接線與階梯式地形成於第二空間轉換單元530之一端上之第三接線533_1、533_2與533_3可能壓縮地耦接並電性連接至彼此。此外，階梯式地形成於第一空間轉換單元520之另一端上之第二接線523_4、523_5與523-6與階梯式地形成於第二空間轉換單元530之另一端上之第三接線533_4、533_5與533_6可能壓縮地耦接並電性連接至彼此。配置在第二空間轉換單元530之下表面上的焊墊可能電性連接至對應的中介片555，如相關於第5圖所 說明的。

舉例而言，在假設測試信號係經由電路板560與中介片555而傳輸至配置在第二空間轉換單元530之下表面上的焊墊之下，傳輸經由第二介層洞621之測試信號可通過第二接線533_1、第一接線523_1與第一介層洞611並到達探針尖端510_1。傳輸經由第二介層洞622之測試信號可通過第二接線533_2、第一接線523_2與第一介層洞612並到達探針尖端510_2。傳輸經由中介片555_3之測試信號可通過第二接線533_3、第一接線523_3與第一介層洞613並到達探針尖端510_3。此外，傳輸經由第二介層洞623之測試信號可通過第二接線533_4、第一接線523_4與第一介層洞616並到達探針尖端510_6。傳輸經由第二介層洞624之測試信號可通過第二接線533_5、第一接線523_5與第一介層洞615並到達探針尖端510_5。傳輸經由中介片555_6之測試信號可通過第二接線533_6、第一接線523_6與第一介層洞614並到達探針尖端510_4。

第6圖所顯示之探針尖端510、第一空間轉換單元520與第二空間轉換單元530係只為了第5圖之例子之目的，且本發明並未受限於此。探針尖端510、第一空間轉換單元520以及第二空間轉換單元530之構造可能改變，只要它們可傳輸一測試信號即可。

第7圖係為顯示一探針卡之另一個例子之圖。

參見第5至7圖，探針卡700可包括複數個開孔與彈性構件570_1、570_2、570_3以及570_4，開孔通過在第一空間轉換單元520與電路板560之間的框架540之一頂 端與底部，而彈性構件570_1、570_2、570_3以及570_4被插入至各個開孔以提供在第一空間轉換單元520與電路板560之間的彈性。彈性構件570_1、570_2、570_3以及570_4可具有第5圖所顯示之中介片555之相同的構造。舉例而言，彈性構件570_1、570_2、570_3以及570_4可能是如與第4圖相關所說明的彈簧針或彎針，但彈性構件570_1、570_2、570_3以及570_4並未受限於此。任何其他元件可能被使用以取代彈性構件，只要它們可提供在第一空間轉換單元520與電路板560之間的彈性即可。

除了提供複數個開孔給框架540且彈性構件570_1、570_2、570_3以及570_4係被插入至各個開孔以外，第7圖所顯示之探針卡700具有第5圖所顯示之探針卡500之相同的構造，從而探針卡700之剩下的元件之詳細說明將不會被重複。

第8圖係為顯示一探針卡之另一個例子之圖。

參見第8圖，探針卡800可包括複數個探針尖端810、一第一空間轉換單元820、一第二空間轉換單元830、一第一框架840、一第一中介片單元850、一第三空間轉換單元860、一第二框架870、一第二中介片單元880以及一電路板890。第8圖所顯示之探針卡800係能夠同時接觸複數個目標晶片焊墊並測試目標晶片焊墊。

探針尖端810(每個係為球狀或直立柱狀)可能與複數個目標晶片焊墊接觸。換言之，第8圖所顯示之探針尖端810可同時接觸複數個目標晶片焊墊。探針尖端810係類似於第1圖所顯示之探針尖端110，故將不會重複其詳細 說明。

第一空間轉換單元820可包括第一接線與第二接線，第一接線形成於待電性連接至探針尖端810之下端之一上表面上，而第二接線形成於待電性連接至形成於第一空間轉換單元820之上表面上之第一接線之多層中。舉例而言，第一空間轉換單元820可包括多層之聚醯亞胺，並具有在每個層之一上表面上之一條或多條第二接線。第一空間轉換單元820係類似於第1圖所顯示之第一空間轉換單元120，故將不會重複其詳細說明。

第二空間轉換單元830可包括第三接線，其形成於待電性連接至第一空間轉換單元820之多層中的第二接線之其之一上表面上。第三接線可能電性連接至配置在第二空間轉換單元830之一下表面上的焊墊。第二空間轉換單元830可能由一矽晶圓所組成，並包括複數個介層洞835以將第三接線電性連接至位於其之下表面上之焊墊，但本發明並未受限於此。第二空間轉換單元830可能由一種不同材料所組成，並包括除介層洞以外之一種不同裝置(譬如接合線、異方性導電膜等)以將第三接線電性連接至焊墊。第二空間轉換單元830係類似於第1圖所顯示之第二空間轉換單元830，故將不會重複其詳細說明。

第一框架840可能介設於第二空間轉換單元830與第三空間轉換單元860之間，藉以支撐第二空間轉換單元830。第一框架840可包括通過第一框架840之一頂端與底部之一開孔，第一中介片單元850可被插入此開孔中。第一框架840可能以一預定的間距耦接至第二空間轉換單 元830與第三空間轉換單元860之至少一者。具體而言，為了確保讓以下將說明之第一中介片單元850之第一中介片855可充分自由地移動以提供穩定彈性之一空間，第一框架840係以一預定的間距耦接至第二空間轉換單元830與第三空間轉換單元860之至少一者。以一預定的間距在第一框架840與空間轉換單元830或860之間的耦接係相關於第1圖作說明，故將不會重複其詳細說明。

位於形成於第一框架840中之開孔內部之第一中介片單元850可支撐第二空間轉換單元830。第一中介片單元850可包括一導引框架(譬如矽晶圓)與複數個第一中介片855，導引框架具有複數個開孔，每個開孔通過導引框架之一頂端與底部，而第一中介片855電性連接配置在第二空間轉換單元830上之焊墊與形成於第三空間轉換單元860之一上表面上之第四接線，提供彈性，並被插入至導引框架之開孔。第一中介片855可能是彈簧針或彎針，其提供在形成於第三空間轉換單元860之上表面上第四接線與配置在第二空間轉換單元830之下表面上之焊墊之間的彈性。彎針係相關於第4圖作詳細說明，且第一中介片855係類似於第1圖所顯示之中介片155，故將不會重複其詳細說明。

第三空間轉換單元860可包括第四接線與第五接線，第四接線形成於待電性連接至第一中介片855之下端之其之一上表面上，而第五接線形成於待電性連接至第四接線之多層中。舉例而言，第三空間轉換單元860可包括多層之聚醯亞胺，並具有在每個層之一上層上之一條或多 條第五接線。亦即，第五接線可能經由形成於第三空間轉換單元860之上表面上之接線而電性連接至各個第一中介片855，但本發明並未受限於此。第三空間轉換單元860可能由一種不同材料所構成。第五接線可能經由介層洞而電性連接至第四接線，且經由介層洞電性連接至配置在第三空間轉換單元860之一下表面上之焊墊，但本發明並未受限於此。第三空間轉換單元860可能經由除介層洞以外之其他元件(譬如接合線，異方性導電膜等等)而電性連接。

第二框架870可支撐第三空間轉換單元860，第二框架870係介設於第三空間轉換單元860與電路板890之間。此外，第二框架870可包括通過其之一頂端與底部之一開孔，第二中介片單元880可能被插入此開孔。第二框架870可能以一預定的間距耦接至第三空間轉換單元860與電路板890之至少一者。具體而言，為了確保讓後來將更詳細說明之第二中介片單元880之第二中介片885可充分自由地移動以提供彈性之一空間，第二框架870可能以一預定的間距耦接至第三空間轉換單元860與電路板890之至少一者。用以以一預定的間距耦接在第二框架870與空間轉換單元860或電路板890之間的構造係相關於第1圖作詳細說明，故將不會重複其詳細說明。

位於形成於第二框架870中之開孔內部之第二中介片單元880可支撐第三空間轉換單元860。第二中介片單元880可包括一導引框架(譬如矽晶圓)與複數個第，二中介片885，導引框架具有通過導引框架之一頂端與底部之複數個開孔，而第二中介片885電性連接配置在第三空間轉 換單元860之下表面上之焊墊與電路板890，提供彈性並被插入至導引框架之開孔。第二中介片885可能是彈簧針或彎針。彎針係相關於第4圖作詳細說明，故將不會重複期詳細說明。上述例子證明第二中介片885為彈簧針或彎針，但本發明並未受限於此。任何其他元件可能使用作為第二中介片885，只要它們可電性連接配置在第三空間轉換單元860之下表面上的對應的焊墊與電路板890或電性連接它們，藉以提供彈性即可。

因為電路板890係電性連接至第二中介片885，所以電路板890可支撐第二中介片單元880及第二框架870並傳輸一測試信號。更詳細而言，電路板890可傳輸施加的測試信號至第二中介片885，而第二中介片885可傳輸測試信號至第三空間轉換單元860。第三空間轉換單元860可經由配置在其之下表面上之焊墊接收測試信號，並經由第五接線傳輸測試信號至第四接線。第一中介片855可傳輸測試信號至第二空間轉換單元830。第二空間轉換單元830可經由配置在其之下表面上之焊墊接收測試信號，並經由介層洞835傳輸接收的測試信號至第三接線。接著，第一空間轉換單元820可經由第二接線從第三接線傳輸測試信號至第一接線，且電性連接至第一接線之探針尖端810可能能夠接收測試信號。因此，探針尖端810係被致能以傳輸測試信號至與探針尖端810接觸之目標晶片焊墊。

第9圖係為顯示一矽晶圓之一例子之圖，探針尖端係耦接至此矽晶圓。

在第1至8圖所顯示之例子中，探針尖端係安裝於第一空間轉換單元上，但它們可能如第9圖所示耦接至矽晶圓920，藉此使它們可以可分離地安裝於第一空間轉換單元上。換言之，參見第1至9圖，探針尖端910可能耦接至矽晶圓920之一上表面。再者，矽晶圓920可包括複數個介層洞930以電性連接探針尖端910與配置在矽晶圓920之一下表面上之焊墊。形成於矽晶圓920上之介層洞930可能在第一空間轉換單元之一上表面上電性連接至第一接線。

第10圖係為顯示藉由使用一探針卡而待測試之一目標晶片之一例子之圖。

參見第1至10圖，目標晶片1000可包括配置在一區域中之複數個焊墊。於此例子中，如參考第1至9圖所說明的複數個探針尖端可能被配置在一區域中，其具有與在目標晶片1000中之複數個焊墊之間的一節距相同的節距。因此，因為在上述例子中，探針尖端是直立柱狀或球狀的，所以即使當焊墊之節距狹小時，仍可輕易地測試目標晶片1000之焊墊。

如上所述，探針卡採用待與待測試之目標晶片焊墊接觸之直立柱狀或球狀的探針尖端，以取代習知之彎曲探測針，俾能縮小被探測針所佔據之一區域或空間，從而可正確地測試包括具有一狹小節距之焊墊之目標晶片。

上述已說明一些例子。然而，吾人應理解可能作出各種修改。舉例而言，如果說明的技術係以一種不同順序被執行及/或如果說明的系統、架構、裝置或電路中之元件係 以一種不同方式被結合及/或藉由其他元件或它們的等效設計被置換或補充，則可能達成適當的結果。因此，其他實施例係落在以下申請專利範圍之範疇之內。

100‧‧‧探針卡

110、110`、110``、110```‧‧‧探針尖端

110_1、110_2、110_3、110_4、110_5、110_6‧‧‧探針尖端

120‧‧‧第一空間轉換單元

121、122、123、124‧‧‧層

125、126、127、128、129‧‧‧第二接線

130‧‧‧第二空間轉換單元

135‧‧‧介層洞

135_1、135_2、135_3、135_4、135_5、135_6‧‧‧第三介層洞

140‧‧‧框架

145‧‧‧彎曲本體

150‧‧‧中介片單元

155‧‧‧中介片

160‧‧‧電路板

311、312、313、314、315、316‧‧‧第一介層洞

321、322、323、324、325‧‧‧第二介層洞

413‧‧‧第一直立本體

415‧‧‧彎曲本體

417‧‧‧第二直立本體

500‧‧‧探針卡

510‧‧‧探針尖端

510_1、510_2、510_3、510_4、510_5、510_6‧‧‧探針尖端

520‧‧‧第一空間轉換單元

521_1、521_2、521_3、521_4‧‧‧層

523_1、523_2、523_3、523_4、523_5、523_6‧‧‧第一接線

523_1、523_2、523_3、523_4、523_5、523_6‧‧‧第二接線

525‧‧‧矽晶圓

530_1、530_2、530_3、530_4、530_5、530_6‧‧‧多層

530‧‧‧第二空間轉換單元

530_1、530_2、530_3、530_4、530_5、530_6‧‧‧層

533_1、533_2、533_3、533_4、533_5、533_6‧‧‧第二接線

533_1、533_2、533_3、533_4、533_5、533_6‧‧‧第三接線

540‧‧‧框架

550‧‧‧中介片單元

555‧‧‧中介片

555_3、555_6‧‧‧中介片

560‧‧‧電路板

570_1、570_2、570_3、570_4‧‧‧彈性構件

611、612、613、614、615、616‧‧‧第一介層洞

621、622、623、624‧‧‧第二介層洞

700‧‧‧探針卡

800‧‧‧探針卡

810‧‧‧探針尖端

820‧‧‧第一空間轉換單元

830‧‧‧第二空間轉換單元

835‧‧‧介層洞

840‧‧‧第一框架

850‧‧‧第一中介片單元

855‧‧‧第一中介片

860‧‧‧第三空間轉換單元

870‧‧‧第二框架

880‧‧‧第二中介片單元

885‧‧‧第二中介片

890‧‧‧電路板

910‧‧‧探針尖端

920‧‧‧矽晶圓

930‧‧‧介層洞

1000‧‧‧目標晶片

第1圖係為顯示一探針卡之一例子之圖。

第2(A)至2(C)圖係為顯示第1圖所顯示之一探針尖端之例子之圖。

第3圖係為顯示第1圖所顯示之一探針卡之一探針尖端、一第一空間轉換單元及一第二空間轉換單元之放大視圖。

第4圖係為顯示第1圖之一中介片之一例子(其係為一彎針)之圖。

第5圖係為顯示一探針卡之另一個例子之圖。

第6圖係為顯示第5圖所顯示之一探針卡之一探針尖端、一第一空間轉換單元以及一第二空間轉換單元之一例子之放大視圖。

第7圖係為顯示一探針卡之另一個例子之圖。

第8圖係為顯示一探針卡之另一個例子之圖。

第9圖係為顯示一矽晶圓之一例子之圖，探針尖端係耦接至此矽晶圓。

第10圖係為顯示藉由使用一探針卡而待測試之一目標晶片之一例子之圖。

100‧‧‧探針卡

110‧‧‧探針尖端

120‧‧‧第一空間轉換單元

135‧‧‧介層洞

130‧‧‧第二空間轉換單元

140‧‧‧框架

150‧‧‧中介片單元

155‧‧‧中介片

160‧‧‧電路板

Claims (17)

1. 一種探針卡，包括：複數個探針尖端，每個探針尖端係為球狀或柱狀並具有與待測試之每一個目標晶片焊墊接觸之一上端；一第一空間轉換單元，被設計成具有多條第一接線與多條第二接線，該些第一接線形成於待電性連接至各該探針尖端之一下端之其之一上表面上，而該些第二接線形成於待電性連接至形成於該上表面上之該些接線之多層中；一第二空間轉換單元，被設計成具有多條第三接線與多個焊墊，該些第三接線形成於待電性連接至該第一空間轉換單元之多層中的該些第二接線之其之一上表面上，而該些焊墊配置在電性連接至該些第三接線之一下表面上；一框架，被設計成用以支撐該第二空間轉換單元；一中介片單元，被設計成包括多個中介片，其係位於形成於該框架中之多個開孔中以支撐該第二空間轉換單元，係電性連接至該第二空間轉換單元之該些焊墊並提供彈性；以及一電路板，被設計成用以支撐該中介片單元並傳輸一測試信號至電性連接至該電路板之該些中介片；其中該第一空間轉換單元係被設計成具有複數個第一介層洞以電性連接該各個第二接線與該些第一接線，以及複數個第二介層洞以電性連接該各個第二接線至配置在該第一空間轉換單元之一下表面上的多個焊墊，且配置在該第一空間轉換單元上之該些焊墊係電性連接至該些第三接線。
2. 如申請專利範圍第1項所述之探針卡，其中該框架係以一預定的間距耦接至該第二空間轉換單元與該電路板之至少一者。
3. 如申請專利範圍第1項所述之探針卡，其中該些探針尖端係耦接至一矽晶圓之一上表面，從而可與該第一空間轉換單元分開，且該矽晶圓具有複數個介層洞以電性連接該些探針尖端與該下表面上之該些焊墊且可使該下表面上之該些焊墊電性連接至該第一接線。
4. 如申請專利範圍第1項所述之探針卡，其中該第一空間轉換單元係被設計成具有多層之聚醯亞胺並具有形成於每個層之一上表面上之該些第二接線之至少一者，而該第二空間轉換單元係被設計成由一矽晶圓所組成並具有複數個介層洞以電性連接該些第三接線與配置在該第二空間轉換單元之該下表面上的該些焊墊。
5. 如申請專利範圍第1項所述之探針卡，其中該些中介片係為彈簧針或彎針，其係介設於該電路板與配置在該第二空間轉換單元之該下表面上之該些焊墊之間並提供彈性，且各該彎針係藉由整合一第一直立本體、一第二直立本體以及一彎曲本體而形成，該第一直立本體待電性連接至配置在該第二空間轉換單元之該下表面上之該焊墊，該第二直立本體待電性連接至該電路板，而該彎曲本體電性連接在該第一與該第二直立本體之間以提供彈性。
6. 一種探針卡，包括：複數個探針尖端，每個探針尖端係為球狀或柱狀並具有與待測試之每一個目標晶片焊墊接觸之一上端； 一第一空間轉換單元，被設計成具有複數條第一接線與複數條第二接線，該些第一接線形成於待電性連接至各該探針尖端之一下端之其之一上表面上，而該些第二接線形成於待電性連接至形成於該上表面上之該些接線之多層中；一第二空間轉換單元，被設計成具有複數條第三接線與複數個焊墊，該些第三接線形成於待電性連接至該第一空間轉換單元之多層中的該些第二接線之其之一上表面上，而該些焊墊配置在電性連接至該些第三接線之一下表面上；一框架，被設計成用以支撐該第一空間轉換單元與該第二空間轉換單元；一中介片單元，被設計成包括多個中介片，其係位於該框架之一周圍以支撐該第二空間轉換單元，係電性連接至形成於該第二空間轉換單元之多層中之該些第三接線並提供彈性；以及一電路板，被設計成用以支撐該中介片單元與該框架，並傳輸一測試信號至電性連接至該電路板之該些中介片；其中該第一空間轉換單元係被設計成包括複數個第一介層洞以電性連接該些第一接線與該些第二接線，該第二空間轉換單元係被設計成包括複數個第二介層洞以電性連接該些第三接線與配置在該第二空間轉換單元之該下表面上之該些焊墊，且該些中介片係電性連接至配置在該第二空間轉換單元之該下表面上之該些焊墊。
7. 如申請專利範圍第6項所述之探針卡，其中階梯式地形成於該第一空間轉換單元之一端或另一端之該些第二接線係壓縮地耦接至階梯式地形成於該第二空間轉換單元之一端之該些第三接線。
8. 如申請專利範圍第7項所述之探針卡，其中該第一空間轉換單元係被設計成包括形成於一撓性印刷電路板上之多層之聚醯亞胺並具有形成於每個層之一上表面上之該些第二接線之至少一者，該第二空間轉換單元係被設計成包括多層之聚醯亞胺並具有形成於每個層之一上表面上之該些第三接線之至少一者，且該第二空間轉換單元係為倒置。
9. 如申請專利範圍第6項所述之探針卡，其中該些探針尖端係耦接至一矽晶圓，從而可與該第一空間轉換單元分開，且該矽晶圓具有複數個介層洞以電性連接該些探針尖端與該下表面上之該些焊墊且可使該下表面上之該些焊墊電性連接至該第一接線。
10. 如申請專利範圍第6項所述之探針卡，其中該第一空間轉換單元與該第二空間轉換單元係整合成為一個本體。
11. 如申請專利範圍第6項所述之探針卡，其中該第一空間轉換單元係被設計成包括待耦接至該框架之一上表面之一矽晶圓並支撐多層中之該些第二接線。
12. 如申請專利範圍第6項所述之探針卡，其中該框架係被設計成包括多個彈性構件，其位於通過在該第一空間轉換單元與該電路板之間的該框架之一頂端與底部 之複數個開孔之每一個中，用以提供在該第一空間轉換單元與該電路板之間的彈性。
13. 如申請專利範圍第6項所述之探針卡，其中該些中介片係為彈簧針或彎針，且各該彎針係藉由整合一第一直立本體、一第二直立本體以及一彎曲本體而形成，該第一直立本體待耦接至該第二空間轉換單元之該下表面，該第二直立本體待耦接至該電路板之該上表面，而該彎曲本體介設於該第一與該第二直立本體之間以提供彈性。
14. 一種探針卡，包括：複數個探針尖端，每個探針尖端係為球狀或柱狀並具有與待測試之每一個目標晶片焊墊接觸之一上端；一第一空間轉換單元，被設計成具有複數條第一接線與複數條第二接線，該些第一接線形成於待電性連接至各該探針尖端之一下端之其之一上表面上，而該些第二接線形成於待電性連接至形成於該上表面上之該些接線之多層中；一第二空間轉換單元，被設計成具有複數條第三接線與複數個焊墊，該些第三接線形成於待電性連接至該第一空間轉換單元之多層中的該些第二接線之其之一上表面上，而該些焊墊配置在電性連接至該些第三接線之一下表面上；一第一框架，被設計成用以支撐該第二空間轉換單元；一第一中介片單元，被設計成包括多個第一中介片， 其係位於形成於該第一框架中之多個開孔中以支撐該第二空間轉換單元，係電性連接至該第二空間轉換單元之該些焊墊並提供彈性；一第三空間轉換單元，被設計成具有多條第四接線與多條第五接線，該些第四接線形成於待電性連接至該些第一中介片之下端之其之一上表面上，而該些第五接線在待電性連接至形成於該上表面上之該些第四接線之多層中；一第二框架，被設計成用以支撐該第三空間轉換單元；一第二中介片單元，被設計成包括多個第二中介片，其係位於形成於該第二框架中之多個開孔中以支撐該第二空間轉換單元，係電性連接至該第三空間轉換單元之多個焊墊並提供彈性；以及一電路板，被設計成用以支撐該第二中介片單元並傳輸一測試信號至電性連接至該電路板之該些第二中介片；其中該第一空間轉換單元係被設計成包括複數個第一介層洞以電性連接該各個第二接線與該些第一接線與複數個第二介層洞以將該各個第二接線電性連接至配置在該第一空間轉換單元之一下表面上之多個焊墊，而配置在該第一空間轉換單元上之該些焊墊係電性連接至該些第三接線。
15. 如申請專利範圍第14項所述之探針卡，其中該些探針尖端係耦接至一矽晶圓之一上表面，從而與該第一空間轉換單元可分開，且該矽晶圓具有複數個介層洞以電性連接該些探針尖端與該下表面上之該些焊墊且可使該 下表面上之該些焊墊電性連接至該第一接線。
16. 如申請專利範圍第14項所述之探針卡，其中該第一空間轉換單元係被設計成包括多層之聚醯亞胺並具有形成於每個層之一上表面上之該些第二接線之至少一者，該第二空間轉換單元係被設計成由一矽晶圓所組成並包括複數個介層洞以電性連接該些第三接線與配置在該第二空間轉換單元之該下表面上之該些焊墊，而該第三空間轉換單元係被設計成具有形成於一撓性印刷電路板上之多層之聚醯亞胺並具有形成於每個層之一上表面上之該些第二接線之至少一者。
17. 如申請專利範圍第14項所述之探針卡，其中該第一框架係以一預定的間距耦接至該第二空間轉換單元與該第三空間轉換單元之至少一者，而該第二框架係以一預定的間距耦接至該第三空間轉換單元與該電路板之至少一者。