TWI638414B

TWI638414B - 晶圓測試介面組件及其嵌埋被動元件之轉接介面板結構

Info

Publication number: TWI638414B
Application number: TW106129526A
Authority: TW
Inventors: 吳克興; 呂智韋
Original assignee: 中華精測科技股份有限公司
Priority date: 2015-08-14
Filing date: 2015-08-14
Publication date: 2018-10-11
Also published as: TW201810484A

Abstract

本發明公開一種晶圓測試介面組件及其嵌埋被動元件之轉接介面板結構，嵌埋被動元件之轉接介面板結構包括一轉接基板、一被動元件、一黏著層以及一線路層，轉接基板包括兩個芯層以及一開槽，該被動元件設置於該開槽中，該黏著層的一部分夾置於該兩個芯層之間，且該黏著層的另一部分經熔融而填充於該開槽中以結合該被動元件，該線路層設置於該轉接基板上，並通過該開槽以接觸該被動元件之一電極。

Description

晶圓測試介面組件及其嵌埋被動元件之轉接介面板結構

本發明涉及晶圓測試領域，特別是指一種晶圓測試介面組件及其嵌埋被動元件之轉接介面板結構。

在半導體產業的製造流程上，主要可分成IC設計、晶圓製程、晶圓測試及晶圓封裝四大步驟。而其中所謂的晶圓測試步驟，就是對晶圓上的每顆晶粒進行電性特性檢測，以檢測出並淘汰晶圓上的不合格晶粒。更進一步來說，當進行晶圓測試時，主要是利用晶圓探針卡上的探針刺入晶粒上的接觸墊(Pad)以形成電性接觸，然後再將經由探針所測得的測試訊號送往自動測試設備(ATE)進行分析與判斷，以取得晶圓上的每顆晶粒的電性特性測試結果，如此一來，便可防止“晶圓於上游製程產生缺陷後仍繼續加工至完成品產出”之情事。

由於探針卡不易製造且造價昂貴，目前業界多利用“晶圓測試用連接器直接接觸晶圓”的電性導通方式來取代習用“以昂貴的探針卡連接探頭與載板”的電性導通方式。晶圓測試用連接器主要包括一轉接介面板(Interposer)與一PCB母板(Probe card PCB)，而上述兩者之間常使用錫球焊接的方式以形成電性接點。隨著半導體製程技術的進步，半導體元件的尺寸愈來愈小，而積體電路也愈來愈精密，使得晶圓層級的分析量測越趨困難。除了積體電路運作時的準確性及效率必需提高之外，晶圓、半導體元件及積體電路的測試技術是在諸多新元件、製程技術及新材料開發等，所不可或缺之重要技術，特別是晶圓層級的測試更為重要。

本發明所要解決的技術問題在於，針對現有技術的不足提供一種晶圓測試介面組件及其嵌埋被動元件之轉接介面板結構，其能減少被動元件佈局時的走線距離，同時提升高頻訊號完整性。

為了解決上述的技術問題，本發明所採用的其中一技術方案是：一種嵌埋被動元件之轉接介面板結構，其包括一轉接基板、一被動元件、一黏著層以及一線路層。該轉接基板具有兩個芯層以及一開槽，該被動元件設置於該開槽中，該黏著層的一部分夾置於該兩個芯層之間，且該黏著層的另一部分經熔融而填充於該開槽中以結合該被動元件，該線路層設置於該轉接基板上，並通過該開槽以接觸該被動元件之一電極。

為了解決上述的技術問題，本發明所採用的另外一技術方案是：一種晶圓測試介面組件，其包括一PCB母板以及一上述的嵌埋被動元件之轉接介面板結構。該PCB母板上具有一第一焊墊陣列，該線路層包括一相對於該第一焊墊陣列的第二焊墊陣列，且該第一焊墊陣列與該第二焊墊陣列透過一導電凸塊陣列相互連接。

本發明的其中一有益效果在於，本發明所提供的晶圓測試介面組件及其嵌埋被動元件之結構，其能透過“將被動元件(如：電容、電阻、電感等元件)直接內埋在轉接介面板”的技術特徵，以有效縮短被動元件到IC的距離，並減少訊號損失及訊號失真，進而提升高頻訊號的完整度。據此，轉接介面板適於朝線路高密度積集、微小化及多功能化設計發展。

為使能更進一步瞭解本發明的特徵及技術內容，請參閱以下有關本發明的詳細說明與圖式，然而所提供的圖式僅用於提供參考與說明，並非用來對本發明加以限制。

A‧‧‧晶圓測試介面組件

100‧‧‧轉接介面板結構

10‧‧‧轉接基板

10a‧‧‧第一表面

10b‧‧‧第二表面

12‧‧‧黏著層

14a、14b‧‧‧芯層

16、16’‧‧‧開槽

18‧‧‧間隙

20‧‧‧被動元件

22‧‧‧被動元件本體

24‧‧‧第一端電極

242‧‧‧第一電極基部

244‧‧‧第一電極延伸部

26‧‧‧第二端電極

262‧‧‧第二電極基部

264‧‧‧第二電極延伸部

30a‧‧‧第一導電層

30b‧‧‧第二導電層

40a‧‧‧第一線路層

P1‧‧‧第一焊墊陣列

40b‧‧‧第二線路層

P2‧‧‧第二焊墊陣列

T‧‧‧內連接金屬結構

200‧‧‧PCB母板

C1‧‧‧第一接觸墊陣列

S1‧‧‧導電凸塊陣列

300‧‧‧測試載板

C2‧‧‧第二接觸墊陣列

S2‧‧‧導電凸塊陣列

圖1為本發明嵌埋被動元件之轉接介面板結構的製造方法的流程示意圖。

圖2至圖6為本發明第一實施例之嵌埋被動元件之轉接介面板結構的製造過程示意圖。

圖7至圖10為本發明第二實施例之嵌埋被動元件之轉接介面板結構的製造過程示意圖。

圖11為根據本發明之圓測試介面組件的示意圖。

為了因應IC及晶圓測試板的節距(pitch)越做越小，本發明提供一種構造新穎且適用於晶圓測試設備之測試裝置(或稱測試組件)的轉接介面板結構，其與目前主流的轉接介面板相比，由於被動元件(如電容)的配置為埋入基板內的設計，因此可以有效縮短被動元件到IC的距離，亦即縮短電性傳導路徑，並減少訊號損失及訊號失真，進而提升高頻訊號的完整度。

再者，被動元件可以被轉接介面板主體之中的黏著層所結合固定，且其對外電性連接為採取直接和線路層作接觸的設計，所以不需要利用介電層(dielectric)來保持線路與各層之間的絕緣性，且可以符合薄型化和小型化的需求，使得應用層面更廣。

以下是通過特定的具體實施例來說明本發明所公開有關“晶圓測試介面組件及其嵌埋被動元件之轉接介面板結構”的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所公開的內容瞭解本發明的優點與效果。本發明可通過其他不同的具體實施例加以施行或應用，本說明書中的各項細節也可基於不同觀點與應用，在不悖離本發明的構思下進行各種修改與變更。另外，本發明的附圖僅為簡單示意說明，並非依實際尺寸的描繪，事先聲明。以下的實施方式將進一步詳細說明本發明的相關技術內容，但所公開的內容並非用以限制本發明的保護範圍。

〔第一實施例〕

請參閱圖1，為本發明之嵌埋被動元件之轉接介面板結構的製造方法的流程示意圖。並請配合參閱圖2至圖6，為製造過程示意圖。

如圖1所示，所述嵌埋被動元件之轉接介面板結構的製造方法包括：步驟S100，提供一轉接基板，轉接基板具有一黏著層，且轉接基板中形成有一開槽；步驟S102，在開槽中設置一被動元件，然後對轉接基板施予熱處理，使黏著層發生熱融且部分填充於開槽中以結合被動元件；以及步驟S104，在轉接基板上形成一線路層，且線路層通過開槽以接觸被動元件之一電極。

請配合參閱圖2及圖3，步驟S100中，轉接基板10具有彼此相對的第一表面10a及第二表面10b，轉接基板10之主體可包括一黏著層12及兩個分別形成於黏著層12之相對二面上的芯層14a、14b；其中黏著層12可為非導電環氧樹脂層(non-conductive epoxy layer)或非導電膠膜(non-conductive adhesive film)，芯層14a、14b可為絕緣層或介電芯層，然本發明之實施範圍並不限制於此。

步驟S100於實際實施時，可先將兩個芯層14a、14b分別接合於黏著層12之相對二面上，同時亦可配合施加適當外力，以將黏著層12與兩個芯層14a、14b結合在一起，形成芯層14a/黏著層12/芯層14b之層疊結構；然後再利用雷射或蝕刻方式鑽孔，以在轉接基板10中形成至少一個貫穿第一和第二表面10a、10b的開槽16。

須說明的是，轉接基板10中之開槽16的成型方式並不限制於直接對所述層疊結構進行鑽孔；舉例來說，亦可利用雷射或蝕刻方式鑽孔，預先在黏著層12及兩個芯層14a、14b中分別形成深度較淺的開槽，如此便可透過將黏著層12夾置於芯層14a、14b 之間的方式，以成型出至少一個深度較深的開槽16。

雖然圖3所示的轉接基板10中，開槽16的數量僅有一個，但是對於本實施例之其他實施態樣，開槽16的數量可以有兩個或兩個以上，所以說圖3所示開槽16的數量僅供舉例之用，並非用以限制本發明之實施範圍。

請配合參閱圖4，步驟S102中，被動元件20包括一被動元件本體22與分別設置於被動元件本體22兩端的第一端電極24及第二端電極26，以電容(capacitor)為例，被動元件本體22為電容芯子，第一和第二端電極24、26則為電容的正、負電極；而透過電容內埋在轉接基板10內的設計，除了可縮短電容到IC的距離，改善電感效應的影響外，還可增加基板線路佈線自由度。須說明的是，本實施例所用被動元件20並不限定於電容器；實際上根據不同的測試需求，被動元件20可包括電容器、電感器(inductor)、電阻器(resistor)及濾波器(fillter)之中的其中一種。

步驟S102於實際實施時，被動元件20係以直立方式容置於開槽16中，被動元件20與開槽16在結構上相匹配，其中直立的被動元件20之高度與開槽16之深度大致相等，且被動元件20與開槽16之間具有一間隙18；然後將轉接基板10置於熱環境下以使黏著層12發生熱融，其中部分熔融的黏著層12會沿著開槽16壁面流動，並填充於間隙18，以將被動元件20固定於開槽16中。本實施例中，所述熱環境包括用熱空氣、紅外燈或烘箱來形成，然本發明之實施範圍並不限制於此。值得說明的是，熱融後的黏著層12賦有可黏接性，若結合被動元件20後再結晶化，可得到較高的黏接強度。

更進一步地說，被動元件20的第一和第二端電極24、26大致呈U狀，其中第一端電極24具有一第一基部242及一由第一基部242延伸所形成的第一延伸部244，第二端電極26具有一第二基部262及一由第二基部262延伸所形成的第二延伸部264；被動元件20在對外電性連接之設計上，其第一基部242可以從轉接基板10之第一表面10a外露，第二基部262則可以從轉接基板10之第二表面10b外露，也就是說，填充於間隙18的黏著層12的一部分圍繞包覆被動元件20的整個周邊邊緣及第一和第二延伸部262、264。

雖然圖4所示的轉接基板10中，被動元件20的數量僅有一個，但實際上被動元件20的數量可以有兩個或兩個以上，所以說，圖4所示被動元件20的數量僅供舉例之用，並非用以限制本發明之實施範圍；附帶一提，被動元件20的數量須與開槽16的數量相同。

請配合參閱圖5及圖6，步驟S104中，轉接基板10之第一表面10a上形成有第一線路層40a，且第一線路層40a的至少一部分與被動元件20之第一端電極24的第一基部242接觸；轉接基板10之第二表面10b上並形成有第二線路層40b，且第二線路層40b的至少一部分與被動元件20之第二端電極26的第二基部262接觸。據此，轉接基板10內部不需要額外設置盲孔(Blind hole)、埋孔(Buried hole)來構成被動元件20之對外電性連接的接點。

步驟S104於實際實施時，如圖5所示，可根據製程需求而選擇利用濕式成膜方法、物理方法或化學方法，預先在轉接基板10之第一表面10a上形成第一導電層30a，同時在第二表面10b上形成第二導電層30b，然本實施例並不限定形成第一和第二導電層30a、30b的方法及材料；舉例來說，可採用的濕式成膜方法有印刷法及塗佈法等，物理方法有真空沉積法、濺鍍法及離子鍍法等，化學方法有化學氣相沉積(CVD)及電漿輔助化學氣相沉積(PECVD)等；第一和第二導電層30a、30b之材料可為銅、銀、金、鎳等導電金屬，或為混合有機物之高分子導電材料，然本發明之實施範圍並不限制於此。然後，如圖6所示，可利用微影暨蝕刻製程移除一部分的第一和第二導電層30a、30b，以形成圖案化的第一和第二線路層40a、40b。

在完成上述之步驟S100至步驟S104後，即完成嵌埋被動元件20之轉接介面板結構100的基礎架構。實際上在製作第一和第二線路層40a、40b的過程中，可進一步在轉接基板10中形成多數個貫穿第一和第二表面10a、10b的內連接金屬結構T，用於使第一線路層40a和第二線路層40b互相連接導通，以形成訊號導通路徑；然本實施例並不限定內連接金屬結構T的構造及型式。

〔第二實施例〕

請參閱圖1，並請配合參閱圖7至圖10。本實施例與第一實施例的不同之處在於，如圖7及圖8所示，首先，被動元件20係以水平方式容置於開槽16’中，如此被動元件20在對外電性連接之設計上，其第一端電極24的第一延伸部244可以從轉接基板10之第一表面10a外露，第二端電極26的第二延伸部264則可以從轉接基板10之第二表面10b外露；另外，填充於間隙18的黏著層12圍繞包覆被動元件20的整個周邊邊緣及第一和第二基部261、262。雖然水平的被動元件20之高度較直立的被動元件20之高度為低，但由於本實施例之轉接基板10的開槽16’的深度相對較淺，因此水平的被動元件20之高度與開槽16’之深度大致相等。如圖9及圖10所示，然後，第一線路層40a同時接觸第一延伸部244的一部分與第二延伸部246的一部分，且第二線路層40b同時接觸第一延伸部244的另一部分與第二延伸部246的另一部分。

值得注意的是，與前一實施例相比，本實施例之轉接介面板結構100用於晶圓測試介面時，被動元件20(如：電容)到IC的距離更近，提升了測試訊號傳輸之頻寬和效能。

如上所述，已詳細地說明了本發明所提供的嵌埋被動元件之轉接介面板結構100的特徵及優點，接下來將進一步介紹應用所述轉接介面板結構100的圓測試介面組件。請參閱圖11，為根據本發明之圓測試介面組件的示意圖。如圖所示，晶圓測試介面組件A包括一轉接介面板結構100、一PCB母板200及一測試載板300。

當進行如晶圓製造過程中的線上品質測試或晶圓製造過程後的品質測試時，轉接介面板結構100可藉由一導電凸塊陣列S1(如：錫球陣列)結合於PCB母板200上，且測試載板300可藉由另一導電凸塊陣列S2結合於轉接介面板結構100上。更詳細地說，轉接介面板結構100的第一線路層40a包括第一焊墊陣列P1，第二線路層40b包括第二焊墊陣列P2，而部分位於相對應位置的第一和第二焊墊陣列P1、P2分別連接被動元件20的第一和第二端電極24、26，或者係分別連接內連接金屬結構T兩端；PCB母板200上具有第一接觸墊陣列C1，其藉由導電凸塊陣列S1與第二焊墊陣列P2互相連接導通，測試載板300具有第二接觸墊陣列C2，其藉由導電凸塊陣列S2與第一焊墊陣列P1互相連接導通。

〔實施例的可行功效〕

首先，本發明實施例所提供的晶圓測試介面組件及其嵌埋被動元件之結構，其能透過“將被動元件(如：電容、電阻、電感等元件)直接內埋在轉接介面板”的技術特徵，以有效縮短被動元件到IC的距離，並減少訊號損失及訊號失真，進而提升高頻訊號的完整度。據此，轉接介面板適於朝線路高密度積集、微小化及多功能化設計發展。

再者，被動元件能直接由轉接介面板主體之中的黏著層所結合固定，且轉接介面板之線路層能直接接觸到被動元件之端電極，所以不需要利用介電層來保持線路與各層之間的絕緣性，且轉接介面板內部亦不需要配置額外的盲孔(Blind hole)、埋孔(Buried hole)等內部互連元件來構成被動元件對外之電性連接點。據此，可以符合薄型化和小型化的需求，使得應用層面更廣。

以上所公開的內容僅為本發明的優選可行實施例，並非因此侷限本發明的申請專利範圍，所以凡是運用本發明說明書及圖式內容所做的等效技術變化，均包含於本發明的申請專利範圍內。

Claims

一種嵌埋被動元件之轉接介面板結構，包括：一轉接基板，該轉接基板具有兩個芯層以及一開槽；一被動元件，該被動元件設置於該開槽中；一黏著層，該黏著層的一部分夾置於該兩個芯層之間，且該黏著層的另一部分經熔融而填充於該開槽中以結合該被動元件；以及一線路層，該線路層設置於該轉接基板上，並通過該開槽以接觸該被動元件之一電極；其中，該被動元件包括一被動元件本體與分別設置於該被動元件本體兩端的一第一端電極及一第二端電極，該第一端電極具有一第一基部及一由該第一基部延伸所形成的第一延伸部，且該第一基部從該第一表面外露，該第二端電極具有一第二基部及一由該第二基部延伸所形成的第二延伸部，且該第二基部從該第二表面外露。
一種嵌埋被動元件之轉接介面板結構，包括：一轉接基板，該轉接基板具有兩個芯層以及一開槽；一被動元件，該被動元件設置於該開槽中；一黏著層，該黏著層的一部分夾置於該兩個芯層之間，且該黏著層的另一部分經熔融而填充於該開槽中以結合該被動元件；以及一線路層，該線路層設置於該轉接基板上，並通過該開槽以接觸該被動元件之一電極；其中，該被動元件包括一被動元件本體與分別設置於該被動元件本體兩端的一第一端電極及一第二端電極，該第一端電極具有一第一基部及一由該第一基部延伸所形成的第一延伸部，該第二端電極具有一第二基部及一由該第二基部延伸所形成的第二延伸部，而該第一延伸部的一部分及該第二延伸部的一部分從該第一表面外露，且該第一延伸部的另一部分及該第二延伸部的另一部分從該第二表面外露。
如請求項1或2所述的嵌埋被動元件之轉接介面板結構，其中該黏著層的該另一部分填充於該被動元件與該開槽之間的一間隙。
如請求項1或2所述的嵌埋被動元件之轉接介面板結構，其中該轉接基板具有一第一表面及一相對於該第一表面的第二表面，且該開槽貫穿該第一表面及該第二表面。
如請求項1所述的嵌埋被動元件之轉接介面板結構，其中該黏著層的該另一部分圍繞包覆該被動元件的整個周邊邊緣、該第一延伸部及該第二延伸部。
如請求項5所述的嵌埋被動元件之轉接介面板結構，其中該線路層包括一第一線路層及一第二線路層，該第一線路層設置於該第一表面上，且該第一線路層與該第一基部接觸，該第二線路層設置於該第二表面上，且該第二線路層與該第二基部接觸。
如請求項2所述的嵌埋被動元件之轉接介面板結構，其中該黏著層的該另一部分圍繞包覆該被動元件的整個周邊邊緣、該第一基部及該第二基部。
如請求項7所述的嵌埋被動元件之轉接介面板結構，其中該線路層包括一第一線路層及一第二線路層，該第一線路層設置於該第一表面上，且該第一線路層與該第一延伸部的一部分及該第二延伸部的一部分接觸，該第二線路層設置於該第二表面上，且該第二線路層與該第一延伸部的另一部分及該第二延伸部的另一部分接觸。
一種晶圓測試介面組件，包括：一PCB母板，該PCB母板上具有一第一焊墊陣列；以及一如請求項1或2項中任一項所述的嵌埋被動元件之轉接介面板結構，其中該線路層包括一相對於該第一焊墊陣列的第二焊墊陣列，且該第一焊墊陣列與該第二焊墊陣列透過一導電凸塊陣列相互連接。