專利名稱：水平式探針卡的探針的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)于一種用于晶圓針測(cè)(Wafer Probe)的探針卡(Probe Card),
且特別是有關(guān)于一種具有導(dǎo)電高分子納米鍍膜的水平式探針卡的探針。
背景技術(shù)：
探針卡(ProbeCard)是由多層印刷電路板(PCB)所構(gòu)成，有些超過(guò)30層， 其結(jié)構(gòu)復(fù)雜并利用許多探針(Probe)個(gè)別接觸(或稱探觸)晶圓上一連串的電子 接點(diǎn)(或稱墊片)，每根探針與晶圓的接觸點(diǎn)，都遠(yuǎn)比發(fā)絲更細(xì)小。其中，探針 卡為應(yīng)用在集成電路(IC)尚未封裝前，可以借助探針對(duì)由晶圓(Wafer)切割而 來(lái)的芯片(Die)做功能測(cè)試，篩選出不良品，再進(jìn)行之后的封裝工程，因此， 晶圓針測(cè)是集成電路制造中對(duì)制造成本影響相當(dāng)大的重要工藝之一。
由于在現(xiàn)有探針卡的組裝過(guò)程中，需要耗費(fèi)大量人工及時(shí)間，且更因?yàn)?無(wú)法利用批次生產(chǎn)制造的方式而導(dǎo)致制作成本相對(duì)地居高不下，舉例來(lái)說(shuō)， 在利用環(huán)氧樹(shù)脂環(huán)以固定探針的步驟中，必須透過(guò)手工的方式，先確認(rèn)印刷 電路板上焊墊的位置，然后再借由環(huán)氧樹(shù)脂環(huán)的黏性以人工方式逐一將探針 固定在印刷電路板上，最終再以焊錫的方式使探針的一端與印刷電路板作電 性連接，而裸露的一端則用來(lái)與待測(cè)的芯片上的焊墊接觸以進(jìn)行電性測(cè)試， 而這些繁復(fù)的過(guò)程使得探針卡的使用壽命成為影響制造成本的因素之一。
此外，隨著探針數(shù)目的增加，采用現(xiàn)有的制造方式使得探針之間的共面 度很低，因此必須限制整體探針卡的探針與針尖的距離，而且在同時(shí)測(cè)試數(shù) 個(gè)待測(cè)晶粒時(shí)，要維持一致的良率及穩(wěn)定度是相當(dāng)困難。
另外，針對(duì)整體水平式探針卡中的探針與待測(cè)晶粒的良好接觸以達(dá)到良 好測(cè)試品質(zhì)之間的關(guān)系來(lái)說(shuō)，以平面懸臂式探針卡為例，因?yàn)槠涮结樀男螤?為長(zhǎng)圓柱狀，探針針尖會(huì)刮起待測(cè)晶粒的氧化層表面以達(dá)到良好的接觸，當(dāng)探針?lè)磸?fù)多次刮起待測(cè)晶粒的表面，探針的針尖就易沾粘，而使得測(cè)試品質(zhì) 變差或是誤測(cè)，致測(cè)試良率急速下滑。
一般為了解決這一問(wèn)題，多半采用加
大接觸力(Overdrive)使探針針尖更深入待測(cè)晶粒的表面，以達(dá)到較佳的接觸 及良好測(cè)試品質(zhì)。但這種現(xiàn)有的解決手段，雖然對(duì)于測(cè)試良率有一定的成效， 但增加接觸力會(huì)使得探針極易破壞待測(cè)晶粒的下層結(jié)構(gòu)。尤其在晶圓先進(jìn)制 程技術(shù)(0.13um、 90nm、 65nm…等等)中導(dǎo)入易碎的低介電(low-k dielectrics) 材料時(shí)，這種現(xiàn)有的解決手段(即增加接觸力)就更難以應(yīng)用于這種具有易 碎的低介電材料的晶圓針測(cè)及后續(xù)的封裝中，因?yàn)榈徒殡娂俺徒殡?(ultm-low-k)材料是應(yīng)用于O. 13um以下的集成電路制造工藝，要求晶圓針測(cè)技 術(shù)不能使低介電材料及其下層材料或結(jié)構(gòu)造成變形或破壞。另外，如果采用 清潔探針為解決手段時(shí)，將可能因?yàn)樘结様?shù)目增多或探針間距減少等問(wèn)題， 而面臨清潔探針的頻率急速增加，且其缺點(diǎn)是降低測(cè)試機(jī)臺(tái)使用率及減低探 針壽命。
上述的水平式探針卡普遍存在探針易沾粘的問(wèn)題，雖然業(yè)界近來(lái)也有研 發(fā)于探針表面設(shè)置金屬鍍膜，然而其最多可以解決壽命的問(wèn)題而仍無(wú)法解決 探針沾粘的問(wèn)題，因此還是無(wú)法提升測(cè)試良率及測(cè)試穩(wěn)定度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的是提供一種水平式探針卡的探針，可使晶圓測(cè)試品質(zhì) 穩(wěn)定，且探針不會(huì)沾粘晶粒而達(dá)到降低清針頻率，提高測(cè)試機(jī)臺(tái)稼動(dòng)率以及 提升測(cè)試良率，進(jìn)而降低整體測(cè)試成本。
為達(dá)成上述目的或是其它目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案 一種水平式 探針卡，包括多數(shù)個(gè)探針及導(dǎo)電高分子納米鍍膜，其中這些探針是金屬材質(zhì)， 裝置于一水平式探針卡上；導(dǎo)電高分子納米鍍膜是鍍于這些探針上。
依照本發(fā)明的較佳實(shí)施例中所述的水平式探針卡的探針，上述導(dǎo)電高分 子納米鍍膜是一種具有不沾粘性質(zhì)的導(dǎo)電性高分子材料。而導(dǎo)電高分子納米 鍍膜的厚度為1 20納米。
依照本發(fā)明的較佳實(shí)施例中所述的水平式探針卡的探針，上述用以制造探針的金屬材料是鎳、金、銅、鎢、錸、鈦、鈹、具導(dǎo)電性的金屬材料或其 合金。而探針的結(jié)構(gòu)是金屬微彈簧或金屬線針。
依照本發(fā)明的較佳實(shí)施例所述水平式探針卡的探針，上述將導(dǎo)電高分子 納米鍍膜鍍于這些探針上的方法為化學(xué)鍍膜工藝方法。而導(dǎo)電高分子納米鍍
膜是鍍?cè)诖怪庇谶@些探針的針尖處5 10密耳(mil)的表面上。
相較于現(xiàn)有技術(shù)，因?yàn)楸景l(fā)明水平式探針卡的探針表面鍍制有導(dǎo)電高分 子納米鍍膜，這種導(dǎo)電高分子納米鍍膜可有效地使探針具備不沾粘(No Clean)、高導(dǎo)電性、穩(wěn)定接觸電阻(ContactResistance)、延長(zhǎng)壽命的優(yōu)良品質(zhì)。 此外，本發(fā)明水平式探針卡的探針可以使測(cè)試品質(zhì)穩(wěn)定，其利用探針與待測(cè) 晶粒間幾乎不產(chǎn)生吸引力的原理，使得探針具有不沾粘特性，而使本發(fā)明具 有降低清針頻率，提高測(cè)試機(jī)臺(tái)稼動(dòng)率，提升測(cè)試良率，以及降低整體測(cè)試 成本的優(yōu)點(diǎn)。


圖1是本發(fā)明的水平式探針卡的較佳實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖。 圖2是圖1中探針針尖納米鍍膜的放大示意圖。
具體實(shí)施例方式
以下舉出具體實(shí)施例以詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的內(nèi)容，并以圖示作為輔助說(shuō)明。
本發(fā)明揭示一種水平式探針卡，包括多數(shù)個(gè)探針及導(dǎo)電高分子納米鍍膜， 其中這些探針為金屬材料制成，裝置于水平式探針卡上，而導(dǎo)電高分子納米 鍍膜則鍍于這些探針上。
上述的導(dǎo)電高分子納米鍍膜為具有不沾粘性質(zhì)的導(dǎo)電性高分子材料，例 如為聚吡咯(Polypyrrole)、聚對(duì)苯撐乙烯(Polyparaphenylene)、聚噻吩 (Polythiophene)、聚苯胺(Polyaniline)或上述群組中至少擇一選擇的組合物或其 衍生物，而導(dǎo)電高分子納米鍍膜的厚度例如為1 20納米，更可例如為1 5納米。
上述探針的材質(zhì)為金屬材料，例如為鎳、金、銅、鎢、錸、鈦、鈹、具 導(dǎo)電性的金屬材料或其合金，而合金例如為錸鎢或鈹銅。探針的結(jié)構(gòu)例如為金屬微彈簧或金屬線針。
上述的導(dǎo)電高分子納米鍍膜鍍于這些探針上的方法例如為化學(xué)鍍膜工藝
方法。這種導(dǎo)電高分子納米鍍膜可以鍍?cè)诖怪庇谶@些探針的針尖處5 10密耳 (mil)的表面上。
圖l為本發(fā)明的水平式探針卡的較佳實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖，由于水平式探針 卡主要是透過(guò)環(huán)氧樹(shù)脂環(huán)的技術(shù)將數(shù)十根，甚至數(shù)百根的探針安置于基板上， 因此這種探針卡又可稱為環(huán)氧樹(shù)脂環(huán)探針卡(Epoxy probe card),如圖1所示， 在此探針卡整體的結(jié)構(gòu)中主要包括探針ll、基板IO、陶瓷環(huán)13及強(qiáng)化體15四 大部份，在圖l中所揭露的探針ll為懸臂式探針的型態(tài)，而基板10的中央則設(shè) 計(jì)為鏤空，以放置多數(shù)個(gè)探針ll，且上述這些組件分別經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)與機(jī)械鉆孔 后，搭配后續(xù)的組裝、黏著膠合、細(xì)部調(diào)整導(dǎo)線和各階級(jí)探針位置等階段， 而完成一水平式探針卡結(jié)構(gòu)。
圖2為圖1中探針針尖納米鍍膜的放大示意圖，本發(fā)明在此實(shí)施例中的探 針仍與原探針卡維持共平面，且因?yàn)榧{米鍍膜110的厚度是介于l 20nm，所 以納米鍍膜不會(huì)改變探針尺寸，也不會(huì)影響高頻量測(cè)。不過(guò)，由本實(shí)施例可 知，不論水平式探針卡的結(jié)構(gòu)如何，根據(jù)圖2中所揭露探針11的放大部份結(jié)構(gòu) 可知，只要對(duì)探針尖端處表面施以導(dǎo)電高分子納米鍍膜110即可達(dá)到本發(fā)明所 要求的效用。
而上述的基板10可選自印刷電路板或是硅基板，而水平式探針ll的材料 則為可導(dǎo)電性的金屬材料或合金，常見(jiàn)的合金材料例如錸鎢、鈹銅。
另外，就信號(hào)傳輸?shù)倪^(guò)程而言，當(dāng)水平式探針在進(jìn)行信號(hào)傳輸時(shí)，因?yàn)?導(dǎo)電高分子納米鍍膜探針具有不沾粘特性，因此探針易于接觸待測(cè)晶粒的正 確測(cè)試位置，并較無(wú)雜質(zhì)，而使得探針在進(jìn)行信號(hào)傳遞時(shí)可避免噪聲而達(dá)到 更準(zhǔn)確的信號(hào)傳遞，.同時(shí)提高測(cè)試的穩(wěn)定性。
本發(fā)明還可應(yīng)用于需導(dǎo)入易碎的低介電材料的晶圓先進(jìn)制程技術(shù) (0.13um、 90nm、 65腦...等等)中，因該晶圓先進(jìn)制程技術(shù)要求晶圓針測(cè)技術(shù) 不能使低介電材料及其下層材料或結(jié)構(gòu)造成變形或破壞，所以由于本發(fā)明納 米鍍膜探針的不沾粘，而又須在測(cè)試機(jī)臺(tái)設(shè)定最低過(guò)載(overdrive)，這樣便可達(dá)到前述的要求，更可確保具有較好的測(cè)試良率及品質(zhì)。
除此之外，本發(fā)明所揭露的水平式探針卡納米鍍膜結(jié)構(gòu)可以通過(guò)例如化 學(xué)鍍膜工藝方法制作而成，即在探針表面上直接形成探針納米鍍膜，因此僅 需通過(guò)精密鍍膜治具控制探針鍍膜長(zhǎng)度，而由于只需借助印刷電路板或是硅 基板的尺寸及探針相對(duì)距離，做為精密鍍膜治具的設(shè)計(jì)參數(shù)，因此本發(fā)明可 以在不變動(dòng)原探針卡結(jié)構(gòu)的前提下，完成探針卡納米鍍膜的前置作業(yè)，因此 相對(duì)地也使得本發(fā)明所揭露的水平式探針卡的探針共平面不致因納米鍍膜的 工藝而改變，這樣對(duì)于納米鍍膜工藝的良率、產(chǎn)量上，都有顯著的幫助，進(jìn) 而也降低了整體工藝所需耗費(fèi)的工時(shí)與成本。
綜上所述，本發(fā)明所提出的一種水平式探針卡的探針，由于其設(shè)置有納 米鍍膜而能夠使得水平式探針卡延用于具有高積集度、高腳數(shù)、密間距的機(jī) 會(huì)，并結(jié)合精密鍍膜治具設(shè)計(jì)與工藝技術(shù)以使得本發(fā)明的水平式探針卡的探 針納米鍍膜制作成本與良率皆獲得顯著的進(jìn)步。
本發(fā)明揭露一種水平式探針卡的探針，其設(shè)置于水平式探針卡上，主要 應(yīng)用于半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)中的晶圓測(cè)試，由于此類(lèi)探針在做晶圓測(cè)試時(shí)常有沾粘晶 粒的問(wèn)題，所以本發(fā)明以前所未見(jiàn)的方式，也即在探針表面鍍上導(dǎo)電高分子 納米鍍膜，可以使探針與待測(cè)晶粒間幾乎不產(chǎn)生吸引力，使得探針具有不沾 粘特性，而使本發(fā)明具有降低清針頻率，提高測(cè)試機(jī)臺(tái)稼動(dòng)率，提升測(cè)試 率，以及降低整體測(cè)試成本的優(yōu)點(diǎn)。
權(quán)利要求
1.一種水平式探針卡的探針，其特征在于所述的水平式探針卡包括多數(shù)個(gè)探針及導(dǎo)電高分子納米鍍膜，其中這些探針為金屬材料，裝置于所述的水平式探針卡上；導(dǎo)電高分子納米鍍膜是鍍于這些探針上。
2. 如權(quán)利要求l所述的水平式探針卡的探針，其特征在于所述的導(dǎo)電 高分子納米鍍膜是一種具有不沾粘性質(zhì)的導(dǎo)電性高分子材料。
3. 如權(quán)利要求2所述的水平式探針卡的探針，其特征在于所述的導(dǎo)電 性高分子材料是聚吡咯、聚對(duì)苯撐乙烯、聚噻吩、聚苯胺或上述群組中至少 擇一選擇的組合物或其衍生物。
4. 如權(quán)利要求1或3所述的水平式探針卡的探針，其特征在于所述的導(dǎo) 電高分子納米鍍膜的厚度為1 20納米。
5. 如權(quán)利要求1或3所述的水平式探針卡的探針，其特征在于所述的導(dǎo) 電高分子納米鍍膜的厚度為1 5納米。
6. 如權(quán)利要求l所述的水平式探針卡的探針，其特征在于所述的金屬 材料是鎳、金、銅、鎢、錸、鈦、鈹、具導(dǎo)電性的金屬材料或其合金。
7. 如權(quán)利要求6所述的水平式探針卡的探針，其特征在于所述的合金 是錸鉤或鈹銅。
8. 如權(quán)利要求l所述的水平式探針卡的探針，其特征在于這些探針的 結(jié)構(gòu)為一金屬微彈簧或一金屬線針。
9. 如權(quán)利要求l所述的水平式探針卡的探針，其特征在于所述的導(dǎo)電 高分子納米鍍膜是一種化學(xué)鍍膜。
10. 如權(quán)利要求l所述的水平式探針卡的探針，其特征在于所述的導(dǎo)電 高分子納米鍍膜是鍍?cè)诖怪庇谶@些探針的針尖處5 10密耳的表面上。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)一種水平式探針卡(cantilevel probe card，環(huán)氧樹(shù)脂環(huán)探針卡)的探針，本發(fā)明的技術(shù)手段主要是在水平式探針卡的探針針尖處約5～10密耳的表面上，鍍上納米鍍膜厚度為1～20納米的高導(dǎo)電性高分子材料，經(jīng)由這種鍍膜過(guò)程，本發(fā)明的水平式探針的納米鍍膜可以有效地使探針具備不沾粘、高導(dǎo)電性、降低接觸力、延長(zhǎng)壽命的優(yōu)良品質(zhì)，因此可以提升晶圓測(cè)試良率，降低探針清潔的頻率，并且降低整體測(cè)試成本。
文檔編號(hào)G01R1/073GK101592682SQ200810109529
公開(kāi)日2009年12月2日 申請(qǐng)日期2008年5月27日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月27日
發(fā)明者陳彬龍, 陳皇志 申請(qǐng)人:祐邦科技股份有限公司