TWI605255B - 堆疊式測試介面板件及其製造方法 - Google Patents

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Description

堆疊式測試介面板件及其製造方法
本發明是有關於一種測試介面板件及其製造方法，且特別是有關於一種堆疊式測試介面板件及其製造方法。
請參照第1A及1B圖，第1A圖是一種習知測試介面板件之側面示意圖，一般未封裝的半導體半成品如晶圓4的良率測試，會利用測試介面板件作為晶圓及測試機台之間不同間距(Pitch)的轉換介面，如該測試介面板件的主要組成結構包括：一整體形成的間距轉換(Space Transformer,ST)板1具有對應該受測晶圓4的輸入/輸出凸塊(I/O Bump)的間距(Pitch)，其屬於較窄間距的規格；以及一印刷電路板(PCB)3，如探針測試載板，具有對應測試機台的探針接點的間距，其屬於較寬間距的規格，該間距轉換板1與該印刷電路板3兩者之間再透過適當的球柵陣列封裝(Ball grid array,BGA)的間距，介面含括ST金屬墊7和PCB金屬焊墊6，以錫球8焊接，進而達到受測晶圓4及測試機台之間兩者信號互連的效果。第1B圖是另一習知測試介面板件之側面示意圖，針對一般已封裝的半導體成品的良率測試，具有一多層載板(Loadboard PCB)5、錫球8、探針2。
惟，受限於製程能力，減少電源(Power)及接地(GND)的配置，電源完整性(Power Integration,PI)品質會變差。另外扇出(fan out)線路的配置集中在該測試載板結構的1~2層中，會增加線路間信號的相互干擾。
因此，需要提出能提升電性品質，降低信號干擾的問題的測試介面板件及其製造方法。
為解決上述習知技術之問題，本發明之一目的在於提供一種堆疊式測試介面板件，透過分板製作該測試介面板件以縮短製作時間，降低層數，提升良率。以及透過利用分級設計降低信號干擾的問題，並因此可增加線寬，改善特性阻抗不穩定的問題，提升傳輸品質。
依據本發明之一實施例的堆疊式測試介面板件包含：一間距轉換板以及一印刷電路板，該間距轉換板係由一微間距轉換板與一寬間距轉換板組成，該微間距轉換板之一側具有數個第一接點用於電性連接一半導體半成品或半導體成品，該寬間距轉換板之一側具有數個第二接點。該印刷電路板之一側係電性連接至該寬間距轉換板的該數個第二接點。該微間距轉換板與該寬間距轉換板兩者垂直向堆疊組成該間距轉換板，且該數個第一接點的間距小於該數個第二接點的間距，該微間距轉換板之另一側設有數個第三接點，該數個第三接點用於電性連接至該寬間距轉換板之另一側，進而分別電性連通該數個第二接點。
依據本發明之該實施例，每一該第三接點為一金屬凸塊並利用焊錫焊接至該寬間距轉換板之該另一側上的焊墊以形成電性連接。
依據本發明之該實施例，每一該第二接點為一金屬凸塊並利用焊錫焊接至該印刷電路板之該側上的焊墊以形成電性連接。
依據本發明之該實施例，該印刷電路板為一探針卡板(Probe card PCB)，用於測試該半導體半成品且其另一側用於電性連接一測試機台。
依據本發明之該實施例，該印刷電路板為一測試載板(Loadboard PCB)，用於測試該半導體成品且其另一側用於電性連接一測試機台。
依據本發明之該實施例，該探針卡板與該間距轉換板兩者之邊緣分別形成至少一邊孔以供固定螺絲貫通，進而與固定螺帽固定。
依據本發明之該實施例，該測試載板與該間距轉換板兩者之邊緣分別形成至少一邊孔以供固定螺絲貫通，進而與固定螺帽固定。
依據本發明之該實施例，每一該金屬凸塊為銅凸塊。
依據本發明之該實施例，該微間距轉換板的該數個第一接點係扇入(fan-in)配置，並於其中至少一該第一接點處設有通孔或盲孔。
依據本發明之該實施例，該寬間距轉換板的該數個第二接點係扇出(fan-out)配置，並於其中至少一該第二接點處設有通孔或盲孔。
本發明之一實施例揭露了一種堆疊式測試介面板件的製造方法，包含以下步驟：分別獨立製作一微間距轉換板以及一寬間距轉換板，其中該微間距轉換板之一側形成數個第一接點用於電性連接一半導體半成品或半導體成品，該寬間距轉換板之一側形成數個第二接點，且該數個第一接點的間距小於該數個第二接點的間距。將該微間距轉換板與該寬間距轉換板兩者垂直向堆疊以組成一間距轉換板，其中該微間距轉換板之另一側設有數個第三接點，該數個第三接點用於電性連接至該寬間距轉換板之另一側，進而分別電性連通該數個第二接點。組裝該間距轉換板至一印刷電路板，且該印刷電路板之一側電性連接至該寬間距轉換板的該數個第二接點。
本發明的堆疊式測試介面板件使用分板製作，以及在寬間距轉換板與微間距轉換板上個別使用通孔或盲孔來達到扇出(fan-out)與扇入(fan-in)的分級設計，來縮短製作間距轉換板所需的時間，並因此降低層數，提升良率與可靠度，以及改善線寬線距較小時檢測、檢修不易的問題，亦可提升傳輸效能。
1、11‧‧‧間距轉換板
2‧‧‧探針
3‧‧‧印刷電路板
4‧‧‧晶圓
5‧‧‧多層載板
6‧‧‧焊墊
7‧‧‧金屬墊
8‧‧‧錫球
10、10’‧‧‧印刷電路板
14‧‧‧固定螺絲
15‧‧‧固定螺帽
30‧‧‧通孔或盲孔
40‧‧‧墊材
41‧‧‧錫膏
110‧‧‧微間距轉換板
111、111’‧‧‧寬間距轉換板
112‧‧‧第一接點
112’‧‧‧第三接點
312‧‧‧第二接點
113、313‧‧‧隔焊層
114、314‧‧‧傳輸路徑
600-602‧‧‧步驟
1100,1110,1100’,1110’‧‧‧邊孔
第1A圖是一種習知測試介面板件之側面示意圖；第1B圖是另一習知測試介面板件之側面示意圖； 第2圖是一種依據本發明之一第一實施例的微間距轉接板之側面示意圖；第3A圖是一種依據本發明之該第一實施例的雙層結構寬間距轉接板之側面示意圖；第3B圖是依據本發明之一第二實施例的多層結構寬間距轉接板示意圖；第4圖是依據本發明之該第一實施例的組合後的間距轉換板之側面示意圖；第5圖是依據本發明之該第一實施例用於未封裝之半導體半成品的堆疊式測試介面板件組裝後之側面示意圖；第6圖是依據本發明之該第一實施例用於封裝之半導體成品的堆疊式測試介面板件組裝後的側面示意圖；以及第7圖是一種依據本發明之一實施例的堆疊式測試介面板件的製造方法流程圖。
為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本發明實施方式作進一步地詳細描述。
請參照第2及3A圖，第2圖是一種依據本發明之一第一實施例的微間距轉接板之側面示意圖，第3A圖是一種依據本發明之該第一實施例的雙層結構寬間距轉接板之側面示意圖，本發明之堆疊式測試介面板件，主要包含：一印刷電路板10及一間距轉換板11，該間距轉換板11是由各自獨立製作形成的一微間距轉換板110與一寬間距轉換板111所組成，該微間距轉換板110之一側具有數個第一接點112用於電性連接一半導體半成品(如晶圓)或半導體成品(如晶片)，該寬間距轉換板111之一側具有數個第二接點312。於本實施例中，該微間距轉換 板110與該寬間距轉換板111兩者垂直向堆疊以組成該間距轉換板11，且該數個第一接點112的間距小於該數個第二接點312的間距，該微間距轉換板110之另一側設有數個第三接點112’，該數個第三接點112’用於分別電性連通至該寬間距轉換板111之該數個第二接點312。
較佳地，每一該第三接點112’為一金屬凸塊(Bump)並利用焊錫焊接至該寬間距轉換板111之該另一側上的焊墊以形成電性連接。在任兩相鄰的該金屬凸塊之間具有一隔焊層113，且如第2圖所示，箭頭記號標出該微間距轉換板110中各金屬凸塊的傳輸路徑114。
第3B圖是依據本發明之一第二實施例的多層結構寬間距轉接板111’示意圖；較佳地，每一該第二接點312為一金屬凸塊。在任兩相鄰的該金屬凸塊之間具有一隔焊層313，且如第3A、3B圖所示，箭頭記號是該寬間距轉換板111中各金屬凸塊的傳輸路徑314。
較佳地，上述每一該金屬凸塊為銅凸塊。
請參照第4圖，第4圖是依據本發明之該第一實施例的組合後的間距轉換板之側面示意圖，該間距轉換板11由一微間距轉換板110與一寬間距轉換板111組成，中間加入墊材40與錫膏41。
請參照第5圖，第5圖是依據本發明之該第一實施例用於未封裝之半導體半成品的堆疊式測試介面板件組裝後之側面示意圖。每一該第二接點312被焊接至該印刷電路板10之該側上的焊墊以形成電性連接。該印刷電路板10為一種探針卡板(Probe card PCB)，用於測試該半導體半成品且其另一側用於電性連接一測試機台。
較佳地，該印刷電路板10與該間距轉換板11兩者之邊緣分別形成至少一邊孔1100、1110以供固定螺絲14貫通，進而與固定螺帽15固定。
請參照第6圖，第6圖是依據本發明之該第一實施例用於封裝之半導體成品的堆疊式測試介面板件組裝後的側面示意圖。每一該第二接點312被焊接至該印刷電路板10’之該側上的焊墊以形成電性連接。該印刷電路板10’為一種測試載板(Loadboard PCB)，用於測試該半導體成品且其另一側用於電性連接一測試機台。
較佳地，該印刷電路板10’與該間距轉換板11兩者之邊緣分別形成至少一邊孔1100’、1110’以供固定螺絲14貫通，進而與固定螺帽15固定。
較佳地，該微間距轉換板110的該數個第一接點112係扇入(fan-in)配置，並於其中至少一該第一接點112處設有通孔或盲孔30。
較佳地，該寬間距轉換板111的該數個第二接點312係扇出(fan-out)配置，並於其中至少一該第二接點312處設有通孔或盲孔30。
請參照第7圖，第7圖是一種依據本發明之一實施例的堆疊式測試介面板件的製造方法流程圖，該製造方法用於製造如第5圖或第6圖所示的堆疊式測試介面板件，包含以下步驟：600：使用半導體微影製程及電鍍製程來分別獨立製作一微間距轉換板與一寬間距轉換板，其中該微間距轉換板與該寬間距轉換板的細部結構是同於如第5圖或第6圖所示的各結構，因此以下不再累述； 這里所指的「分別獨立製作」包括在同時間或不同時間下的個別獨立製作；601：透過該微間距轉換板與該寬間距轉換板之間的數個金屬凸塊，使該微間距轉換板與該寬間距轉換板兩者電性接合並垂直向堆疊以組成一間距轉換板；以及602：透過固定螺絲與固定螺帽將該間距轉換板固定組裝至一印刷電路板(如第5圖的一探針卡板或第6圖的測試載板)並使兩者作電性連接。
依據本發明的堆疊式測試介面板件使用分板製作來縮短製作間距轉換板所需的時間，並因此降低層數，提升良率與可靠度，以及改善線寬線距較小時檢測、檢修不易的問題，亦可提升傳輸效能。
以上該僅為本發明的較佳實施例，並不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。
10‧‧‧印刷電路板
11‧‧‧間距轉換板
14‧‧‧固定螺絲
15‧‧‧固定螺帽
40‧‧‧墊材
41‧‧‧錫骨
1110,1100‧‧‧邊孔

Claims (11)

  1. 一種堆疊式測試介面板件，包含：一間距轉換板，由一微間距轉換板與一寬間距轉換板組成，該微間距轉換板之一側具有數個第一接點用於電性連接一半導體半成品或半導體成品，該寬間距轉換板之一側具有數個第二接點；以及一印刷電路板，其一側電性連接至該寬間距轉換板的該數個第二接點；其中該微間距轉換板與該寬間距轉換板兩者垂直向堆疊組成該間距轉換板，且該數個第一接點的間距小於該數個第二接點的間距，該微間距轉換板之另一側設有數個第三接點，該數個第三接點用於電性連接至該寬間距轉換板之另一側，進而分別電性連通該數個第二接點。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的堆疊式測試介面板件，其中每一該第三接點為一金屬凸塊並以焊錫焊接至該寬間距轉換板之該另一側上的焊墊以形成電性連接。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的堆疊式測試介面板件，其中每一該第二接點為一金屬凸塊並以焊錫焊接至該印刷電路板之該側上的焊墊以形成電性連接。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的堆疊式測試介面板件，其中該印刷電路板為一探針卡板(Probe card PCB)，用於測試該半導體半成品且其另一側用於電性連接一測試機台。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的堆疊式測試介面板件，其中該印刷電路板為一測試載板(Loadboard PCB)，用於測試該半導體成品且其另一側用於電性連接一測試機台。
  6. 如申請專利範圍第4項所述的堆疊式測試介面板件，其中該探針卡板與該間距轉換板兩者之邊緣分別形成至少一邊孔以供固定螺絲貫通，進而與固定螺帽固定。
  7. 如申請專利範圍第5項所述的堆疊式測試介面板件，其中該測試載板與該間距轉換板兩者之邊緣分別形成至少一邊孔以供固定螺絲貫通，進而與固定螺帽固定。
  8. 如申請專利範圍第2或3項所述的堆疊式測試介面板件，其中每一該金屬凸塊為銅凸塊。
  9. 如申請專利範圍第1項所述的堆疊式測試介面板件，其中該微間距轉換板的該數個第一接點係扇入(fan-in)配置，並於其中至少一該第一接點處設有通孔或盲孔。
  10. 如申請專利範圍第1項所述的堆疊式測試介面板件，其中該寬間距轉換板的該數個第二接點係扇出(fan-out)配置，並於其中至少一該第二接點處設有通孔或盲孔。
  11. 一種堆疊式測試介面板件的製造方法，包含以下步驟：分開獨立製作一微間距轉換板以及一寬間距轉換板，其中該微間距轉換板之一側形成數個第一接點用於電性連接一半導體半成品或半導體成品，該寬間距轉換板之一側形成數個第二接點，且該數個第一接點的間距小於該數個第二接點的間距； 將該微間距轉換板與該寬間距轉換板兩者垂直向堆疊以組成一間距轉換板，其中該微間距轉換板之另一側設有數個第三接點，該數個第三接點用於電性連接至該寬間距轉換板之另一側，進而分別電性連通該數個第二接點；以及組裝該間距轉換板至一印刷電路板，且該印刷電路板之一側電性連接至該寬間距轉換板的該數個第二接點。
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