專利名稱：懸臂式探針晶元探針卡及其生產(chǎn)方法和探針針尖定位方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種測(cè)試集成電路的測(cè)試工具，特別是一種可用于測(cè)試集成 電路是否運(yùn)作正常的懸臂式探針晶元探針卡及其生產(chǎn)方法和多根探針針尖定 ^f立的方法。
背景技術(shù)：
集成電路(IC)在應(yīng)用前，例如用于線路板， 一般均需要測(cè)試，集成電
路的測(cè)試是在晶元封裝前、封裝后和在焊接在線路板后進(jìn)行。在晶元上測(cè)試
集成電路一般是用探針卡接觸集成電路(IC)上的焊盤(pán)，探針卡的輸入端接
收集成電路輸出的電信號(hào)，集成電路輸出的電信號(hào)為對(duì)輸入信號(hào)的反應(yīng)，輸 入探針卡和集成電路的電信號(hào)一般由信號(hào)發(fā)生器(如自動(dòng)測(cè)試機(jī))所產(chǎn)生。
通過(guò)編寫(xiě)好程序的自動(dòng)測(cè)試機(jī)以對(duì)比從集成電路(IC)輸出的電信號(hào)是否合 格的模式去決定該集成電路(ic)是否合格，然后選擇合格者進(jìn)行封裝。然
而現(xiàn)有的探針卡在自動(dòng)測(cè)試機(jī)對(duì)集成電路測(cè)試時(shí)的速度往往受到兩個(gè)測(cè)試通 道之間的串?dāng)_限制。串?dāng)_包括輸送一個(gè)信號(hào)到一個(gè)測(cè)試通道，此信號(hào)被另一 個(gè)測(cè)試通道接受并輸送。串?dāng)_可以發(fā)生在自動(dòng)測(cè)試機(jī)，測(cè)試裝置(如線路板) 和連接測(cè)試裝置的纟笨針卡。
因此，需要一種新的探針卡去減少串?dāng)_的產(chǎn)生。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于解決上述存在的問(wèn)題，提供一種可有效減少探針間串
擾和控制探針的特性阻抗，且結(jié)構(gòu)筒單的懸臂式探針晶元探針卡及其生產(chǎn)方 法。本發(fā)明還涉及一種可將多根探針的針尖定位在同 一平面的定位方法。
本發(fā)明所述的懸臂式探針晶元探針卡有兩個(gè)屬于一個(gè)總的發(fā)明構(gòu)思的技
術(shù)方案
本發(fā)明的一個(gè)技術(shù)方案是 一種懸臂式探針晶元探針卡，其特點(diǎn)是包括
針，且所述各探針上分別設(shè)有用于減少各探針間串?dāng)_和控制探針的特性阻抗 的套管,所述各套管包括內(nèi)層電介質(zhì)部分和外層導(dǎo)電部分，所述各套管的導(dǎo)電 部分電連接到電路板。
其中，上述探針的外端頭通過(guò)焊接或其它電連接方法連接到電路板上， 該探針的內(nèi)端針尖為向上彎折的可與一個(gè)集成電路的探測(cè)點(diǎn)接觸的彎曲狀接 觸端頭，每根探針可以用環(huán)氧膠或其它已知的連接方法安裝在探針環(huán)上。并 且上述〗罙針環(huán)的頂面可以為平面；也可以為由環(huán)的內(nèi)側(cè)向下傾斜到環(huán)外側(cè)的 斜面。而且為釋放纟果針內(nèi)針尖彎曲部位的分子張力，上述探針的彎曲部位在 折彎期間或折彎后被經(jīng)過(guò)加熱和冷卻處理。
本發(fā)明的另一技術(shù)方案是 一種懸臂式探針晶元探針卡，其特點(diǎn)是包括 若干探針和分別套置所述各探針的相關(guān)部分上的用于減少各探針間串?dāng)_的套 管，所述各套管包括一電介質(zhì)部分和一導(dǎo)電部分，且所述導(dǎo)電部分連^l妄到相 關(guān)電壓。
上述相關(guān)電壓為地層。
該方案中的探針的內(nèi)端針尖為向上彎折的可與一個(gè)集成電路的探測(cè)點(diǎn)接 觸的彎曲狀接觸端頭，并且為釋放探針內(nèi)針尖彎曲部位的分子張力，上述探
針的彎曲部位在折彎期間或折彎后^^皮經(jīng)過(guò)加熱和冷卻處理。
上述兩個(gè)技術(shù)方案中的套管可以是預(yù)先加工好的管體，探針的至少一部
分被套在套管內(nèi)；上述套管還可以是由涂置于上述纟笨針相關(guān)部位的涂覆層形 成。
本發(fā)明所述懸臂式探針晶元探針卡的多根探針針尖定位的方法，包括以 下步驟
(a) 、沿第一個(gè)方向移動(dòng)探針使其針尖在顯微鏡的焦點(diǎn)面；
(b) 、沿與第一個(gè)方向充分垂直的第二和/或第三方向移動(dòng)探針環(huán)，使探
針針尖在顯微鏡的焦點(diǎn)位置；
(c) 、把探針粘接到探針環(huán)上；
(d )、根據(jù)晶元焊盤(pán)位置移動(dòng)探針環(huán)一定值使另 一探針的針尖在顯微鏡 的焦點(diǎn)處與晶元相應(yīng)焊盤(pán)位置對(duì)應(yīng)；
(e) 、移動(dòng)另一探針的針尖到顯微鏡焦點(diǎn)處；
(f) 、把探針粘接到探針環(huán)上；
(g) 、其余探針的安裝重復(fù)(d)、 (e)、 (f)步驟。
本發(fā)明所述懸臂式探針晶元探針卡的生產(chǎn)方法，包括以下步驟
(1) 、將若干探針的針尖末端成形，并使至少2根探針的針尖末端具有 不同的接觸面積；
(2) 、為每一探針做一套管，并使各探針的至少一部分被套管環(huán)繞，每 根套管包含一電介質(zhì)部分和一導(dǎo)電部分；
(3) 、將若干探針連接到探針環(huán)和電路板上，并使各探針的針尖末端定 位在同 一平面和將各套管的導(dǎo)電部分連接到相關(guān)電壓。
其中，將上述探針的針尖末端成形的方法是打磨和/或拋光。 在上述步驟(l)中的針尖末端成型還包括將探針一針尖做成向上彎的
彎曲狀接觸端頭的折彎工序，并且該針尖的彎曲部位在折彎期間或折彎后被
加熱和冷卻以釋》丈彎曲部位的分子張力。
上述針尖彎曲部位^皮加熱和冷卻的方法是將第一電極和第二電極分別 連接到各探針彎曲部位的兩邊，使電流在兩個(gè)電極間通過(guò)探針的彎曲部位流
動(dòng)加熱探針，令探針在彎曲部位的溫度得以釋放在彎曲位置的部分剩余張力， 然后再冷卻探針。
在上述步驟(3)中將各揮:針針尖定位在同一平面的方法包括以下步驟 (a)、沿第一個(gè)方向移動(dòng)纟笨針使針尖在顯微鏡的焦點(diǎn)面； (b )、沿與第 一個(gè)方向充分垂直的第二和/或笫三方向移動(dòng)揮:針環(huán)，使針 尖在顯微鏡的焦點(diǎn)位置；
(c)、把探針粘接到探針環(huán)上；
(d )、根據(jù)晶元焊盤(pán)位置移動(dòng)探針環(huán)一定值使另 一探針的針尖在顯微鏡 的焦點(diǎn)處與晶元相應(yīng)焊盤(pán)位置對(duì)應(yīng)；
(e)、移動(dòng)另一探針使其針尖到顯微鏡焦點(diǎn)處；
(f )、把探針粘接到探針環(huán)上；
(g)、其余探針的安裝重復(fù)(d)、 (e)、 (f)步驟。 本發(fā)明由于采用在探針卡的各探針上套置由內(nèi)層電介質(zhì)部分和外層導(dǎo)電 部分組成的套管及將套管的導(dǎo)電部分連接到相關(guān)電壓的結(jié)構(gòu)，使本發(fā)明在用 于檢測(cè)集成電路時(shí)，可使探針有套管的部分與其它探針信號(hào)隔離而達(dá)到有效 減少各探針間串?dāng)_和控制探針的特性阻抗的目的，從而有效地提高了自動(dòng)測(cè)
試機(jī)對(duì)集成電路的測(cè)試速度和精確度。并且由于本發(fā)明所述的探針卡在生產(chǎn) 時(shí)已將各4笨針的針尖定位在同 一平面，所以針尖末端的面積可以相對(duì)精確控 制。
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn) 一 步的說(shuō)明。


圖1為本發(fā)明的一技術(shù)方案俯視結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為圖1的實(shí)施方案I的剖一見(jiàn)簡(jiǎn)圖； 圖3為圖1的實(shí)施方案II的剖3見(jiàn)簡(jiǎn)圖； 圖4為本發(fā)明中套管的橫截面結(jié)構(gòu)放大示意圖； 圖5為本發(fā)明的另一技術(shù)方案的俯-見(jiàn)結(jié)構(gòu)示意圖； 圖6為圖5的一實(shí)施方案的剖視簡(jiǎn)圖； 圖7為圖5的另一實(shí)施方案的剖視簡(jiǎn)圖； 圖8為本發(fā)明一個(gè)方案的探針卡探針定位的宏觀流程圖； 圖9為本發(fā)明中的一組探針的放大簡(jiǎn)化圖； 圖IO為本發(fā)明一個(gè)方案中探針的針尖通電簡(jiǎn)化圖。
具體實(shí)施例方式
如圖1-圖IO所示，本發(fā)明所述的懸臂式探針晶元探針卡為測(cè)試集成電 路用，本發(fā)明所述探針卡IOO具有兩個(gè)屬于一個(gè)總的發(fā)明構(gòu)思的技術(shù)方案， 其中一個(gè)技術(shù)方案中的探針卡100包括電路板105、連接于所述電路板105 上的探針環(huán)110及若干連接所述探針環(huán)110和電路板105的探針115、套置 于所述^#:針115至少一部分上的用于減少各探針115間串?dāng)_和控制探針 115的特性阻抗的若干套管120,其中所述各^:針115的兩端分別伸出于所述
套管120端部，所述各套管120包括內(nèi)層電介質(zhì)部分140和外層導(dǎo)電部分145， 所述各套管120的導(dǎo)電部分145電連接到電路板105。從圖1至圖7所示， 上述各探針115的外端頭125與電路板105的電接觸點(diǎn)連接，并且探針115 的外端頭125可以焊接或用其它電連接方法連接到電路板105，探針115的 內(nèi)端針尖130向上彎折形成可與被測(cè)試集成電路的探測(cè)點(diǎn)接觸的彎曲狀針 尖。每根探針115可以用環(huán)氧膠或其它已知連接方法安裝在探針環(huán)110上。 本發(fā)明在用于檢測(cè)集成電路時(shí)，探針卡的電路板105可以連接到自動(dòng)測(cè)試機(jī)， 探針卡的探針115可以接觸集成電路的焊盤(pán)，這里所述的焊盤(pán)包括集成電路 上用于線鍵合、球焊接的焊盤(pán)，例如倒裝芯片焊球、錫包陶瓷或塑料焊球等 等。 一個(gè)焊盤(pán)可以包含一個(gè)連接焊接球的焊盤(pán)，焊接盤(pán)簡(jiǎn)稱焊盤(pán)。探針卡可 以設(shè)計(jì)去接受自動(dòng)測(cè)試機(jī)的測(cè)試信號(hào)，通過(guò)纟果針115把測(cè)試信號(hào)傳送到集成 電路，探針卡可以接收集成電路的信號(hào)，傳送該信號(hào)到自動(dòng)測(cè)試機(jī)，該信號(hào) 通過(guò)探針卡去測(cè)試集成電路，自動(dòng)測(cè)試機(jī)通過(guò)輸送到集成電路的信號(hào)及通過(guò) 從集成電路接受到的信號(hào)決定集成電路是否運(yùn)作正常。本發(fā)明在用于^r測(cè)集 成電路時(shí)，由于探針115上套管120的隔離作用而使探針115有套管120的 部分與其它探針115信號(hào)隔離，從而達(dá)到有效減少各探針115間串?dāng)_的目的， 同時(shí)又可通過(guò)套管120內(nèi)的電介質(zhì)層來(lái)控制探針115的特性阻抗。并且套管 120可以是預(yù)先加工好的管體，撰:針115 ;故套在套管120內(nèi)；上述套管120 還可以是由涂置于上述探針115相關(guān)部位的涂覆層形成。上述套管120的導(dǎo) 電部分145可以接到電路板105有一定電壓的導(dǎo)電層。電路板105的導(dǎo)電層 可以為地層，或者為帶有高于或低于地層的電壓的固定電壓層。上述套管120 的導(dǎo)電部分145可以用焊接或其它方法連接到電路板105。上述套管120與
電路板105的優(yōu)選連接方法是通過(guò)焊接的方式焊接到上述電路板105的地層。 上述套管120內(nèi)的〗笨4十115有與電路板105上的導(dǎo)線或自動(dòng)測(cè)試機(jī)測(cè)試工具 的導(dǎo)線或自動(dòng)測(cè)試^L的導(dǎo)線相當(dāng)?shù)奶匦宰杩?。例如在套?20內(nèi)的揮:針115 的特性阻抗可以是50歐姆或類似值。探針115的特征阻抗與其連接的設(shè)備的 特性阻抗相同時(shí)，信號(hào)反射非常小。上述套管120的內(nèi)層電介質(zhì)部分140為 由電介質(zhì)材料制成。上述電介質(zhì)材料為聚酰亞胺或類似物質(zhì)。電介質(zhì)部分140 可以為套管或涂覆層，導(dǎo)電部分145可以為套管或涂覆層。例如電介質(zhì)部分 140可以為聚酰亞胺套管或類似物，導(dǎo)電部分145可以是由電鍍、涂鍍或用 其它方法加在電介質(zhì)部分140上的金屬層。另一個(gè)方法是導(dǎo)電部分145為一 金屬套管，該金屬套管內(nèi)涂上電介質(zhì)或插上電介質(zhì)套管。導(dǎo)電部分可以是由 銅、銅和金、鎳和金、鎳和銀、鎳和金和銀或其它金屬制成。上述金屬層的 優(yōu)選方式是通過(guò)電鍍的方式而包覆于上述電介質(zhì)部分140上的。并且為釋放 探針115內(nèi)端針尖彎曲部位的分子張力，上述探針115的內(nèi)端彎曲部位在折 彎期間或折彎后^皮加熱和冷卻(退火)。此外，上述揮:針環(huán)110的具體形狀可 根據(jù)使用者的需要來(lái)確定，如圖l-圖3所示，上述探針環(huán)110為頂面為平面 的環(huán)體；如圖5-圖7所示，上述探針環(huán)110為頂面為從環(huán)的內(nèi)側(cè)向下傾斜至 環(huán)的外側(cè)的斜面形環(huán)體，上述各探針115沿探針環(huán)IIO的頂斜面斜放。上述 套管120在各探針115上的具體套接方法也可根據(jù)使用者的需要來(lái)定，如圖 1-圖3所示，上述各套管120分別套置于上述各探針115位于電路板105與 ^果針環(huán)110間的部分；如圖5-圖7所示，為使各^果針115間的串?dāng)_減少到最 小，上述套管120可以在靠近探針115的外端頭125的位置充分延伸到靠近 其內(nèi)端針尖130的位置。此時(shí)探針115外端套管120的設(shè)計(jì)使有足夠長(zhǎng)的探
針115部分露出，以使其能與電路板105有良好的電連接，探針115的內(nèi)端 套管120可以在針彎曲處的前方或后方中止。
本發(fā)明的另 一技術(shù)方案中的探針卡，包括若干4果針和分別套置所述各4果 針的相關(guān)部分上的用于減少各探針間串?dāng)_的套管，所述各套管包括一內(nèi)層電 介質(zhì)部分和一外層導(dǎo)電部分，且所述導(dǎo)電部分連接到相關(guān)電壓。本技術(shù)方案 中的相關(guān)電壓為地層。該方案中的探針的內(nèi)端針尖為向上彎折的可與一個(gè)集 成電路的探測(cè)點(diǎn)接觸的彎曲狀接觸端頭，并且為釋放探針內(nèi)針尖彎曲部位的 分子張力，上述探針的彎曲部位在折彎期間或折彎后凈皮經(jīng)過(guò)加熱和冷卻處理。 并且上述套管可以為由預(yù)先加工好的管體形成；上述套管也可由涂置于上述 探針相關(guān)部位的涂覆層形成。上述套管的內(nèi)層電介質(zhì)部分為由電介質(zhì)材料制 成，上述套管的導(dǎo)電部分由金屬材料制成。上述電介質(zhì)材料為聚酰亞胺或類 似物質(zhì)。上述金屬材料可以是由銅、銅和金、鎳和金、鎳和銀、鎳和金和銀 或其它金屬制成。電介質(zhì)部分可以為套管或涂覆層，導(dǎo)電部分出可以為套管 或涂覆層。例如電介質(zhì)部分可以為聚酰亞胺套管或類似物，導(dǎo)電部分可以是 由電鍍、涂鍍或用其它方法加在電介質(zhì)部分上的金屬層。另一個(gè)方法是導(dǎo)電 部分為一金屬套管，該金屬套管內(nèi)涂上電介質(zhì)或插上電介質(zhì)套管。上述金屬 層的優(yōu)選方式是通過(guò)電鍍的方式而包覆于上述電介質(zhì)部分上的。
本發(fā)明中 一技術(shù)方案中所述懸臂式探針晶元探針卡的多根探針針尖定 位的方法，包括以下步驟
(a) 、沿第一個(gè)方向移動(dòng)探針115使其針尖在顯纟效鏡的焦點(diǎn)面；
(b) 、沿與第一個(gè)方向充分垂直的第二和/或第三方向移動(dòng)探針環(huán)110， 使探針115針尖在顯微鏡的焦點(diǎn)位置；(c )、把探針115粘接到探針環(huán)110上；
(d) 、根據(jù)晶元焊盤(pán)位置移動(dòng)探針環(huán)110 —定值使另一擁:針115的針尖 在顯凝:一鏡的焦點(diǎn)處與晶元相應(yīng)焊盤(pán)位置對(duì)應(yīng)；
(e) 、移動(dòng)另一探針115使其針尖到顯微鏡焦點(diǎn)處； (f )、把探針115粘接到探針環(huán)110上；
(g)、其余探針115的安裝重復(fù)(d)、 (e)、 (f)步驟。 本發(fā)明一技術(shù)方案中的懸臂式揮:4f晶元揮:針卡的生產(chǎn)方法，包4舌以下步
驟
(1 )、將若干探針115的針尖末端成形，并使其中至少有2根探針115 的針尖末端有不同的接觸面積；
(2)、為每一探針115做一套管120，并使各探針115的至少一部分被 套管120環(huán)繞，每根套管120包含一電介質(zhì)部分140和一導(dǎo)電部分145;
(3 )、將若干探針115連接到探針環(huán)110和電路板105上，并使各探針 115的針尖末端定位在同一平面和將每根套管120的導(dǎo)電部分連接到相關(guān)電 壓。
在上述生產(chǎn)方法的步驟(1 )中將上述探針115的針尖末端成形的方法是 將針尖末端打磨和/或拋光。這些纟果針115的針尖末端可以有不同的"l矣觸面積 和不同的形狀，如4笨針115的針尖末端可以為圓形、橢圓形、非特定形和其 它形狀。上述探針115的末端被打磨、拋光直至針尖末端達(dá)到所需形狀、尺 寸和接觸面積，如圖9中的500a、 500b、 500c為具有不同接觸面積a、 b、 c 的針尖。探針500a針尖末端的接觸面積要大于500b和500c的接觸面積。有 較大末端接觸面積的探針115可以用于供電(例如VCC、接地或類似用途)，
有較小末端接觸面積的探針115可以用于較供電焊盤(pán)、地焊盤(pán)和類似應(yīng)用電 流較小的集成電路焊盤(pán)。如果探針卡上的各探針115的針尖末端在安裝時(shí)被 安裝在同一平面，則不需再通過(guò)打磨的方式將其打磨成平面了，這樣，針尖 末端的面積可以相對(duì)精確控制。
在上述生產(chǎn)方法的步驟(i)中，探針115針尖末端成型還包括將揮:針
115 —針尖130做成一向上彎成一定角度的彎曲狀接觸端頭的折彎工序，并 且上述探針115的彎曲部位605在折彎期間或折彎后被加熱和冷卻以釋放彎 曲部位的分子張力。如圖10所示，上述彎曲部位605被加熱和冷卻的方法 是將第一電極610a和第二電極610b分別連接到各探針115針尖600彎曲 部位605的兩邊，使電流在兩個(gè)電極間通過(guò)探針115的彎曲部位605流動(dòng)加 熱探針115，令探針在彎曲部位605的溫度得以釋放在彎曲位置的部分剩余 張力，然后再冷卻探針。因?yàn)樵诩訜岬倪^(guò)程中溫度足夠把在彎曲針時(shí)彎位所 產(chǎn)生的內(nèi)部應(yīng)力部分消除。加熱時(shí)將探針115的分子張力充分釋;^文出來(lái)的溫 度叫轉(zhuǎn)換溫度。例如，若纟笨針115為鴒，在彎曲和靠近彎曲的位置可以加熱 到400攝氏度或以上。在探針115加熱后，再讓揮:針115冷卻。在加熱和冷 卻時(shí)，為減少或免除探針115氧化，探針115可以放在氬氣或其它隋性氣體 的環(huán)境中進(jìn)行。并且在加熱和冷卻步驟時(shí)也可固定探針在彎位兩邊，使彎位 角度在很大程度上不因加熱和冷卻而改變。按另一方案，可以將探針115加 溫到轉(zhuǎn)換溫度，此時(shí)被彎曲部位加熱，然后冷卻釋放內(nèi)部應(yīng)力而使其彎位不 會(huì)改變角度。上述探針115為其中的一根，重復(fù)多根探針115的電極接觸步 驟，通電步驟，冷卻步驟和連接步驟。在連接步驟前，若干探針(115)的每 一探針115末端成形其中至少2根末端有不同接觸面積，且裝在探針環(huán)110
和電路板105的探針115末端在同一平面。
將上述備探針115針尖定位在同一平面的方法包括以下步驟
(a) 、沿第一個(gè)方向移動(dòng)探針115使其針尖在顯纟鼓鏡的焦點(diǎn)面；
(b) 、沿與第一個(gè)方向充分垂直的第二和/或第三方向移動(dòng)探針環(huán)110， 使針尖在顯《效#;的焦點(diǎn)位置；
(c )、把探針115粘接到探針環(huán)110上；
(d)、根據(jù)晶元焊盤(pán)位置移動(dòng)探針環(huán)110 —定值使另一探針115的針尖 在顯微鏡的焦點(diǎn)處與晶元相應(yīng)焊盤(pán)位置對(duì)應(yīng)；
(e )、移動(dòng)另 一探針115使其針尖到顯微鏡焦點(diǎn)處；
(f )、把探針115粘接到探針環(huán)110上；
(g)、其余探針115的安裝重復(fù)(d)、 (e)、 (f)步驟。 如圖8所示，為本發(fā)明的一個(gè)技術(shù)方案的標(biāo)準(zhǔn)探針卡的探針安裝的宏觀 流程圖，該流程圖為該發(fā)明的一個(gè)舉例。對(duì)該工藝認(rèn)識(shí)的人可以知道用加、 減組合和/或取代步驟而不與該發(fā)明的精神和理解脫離，由此得出的其它方案 均屬于該發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。權(quán)利要求并不限于該宏觀流程圖。該流程圖 可以用于校準(zhǔn)定位探針卡100上的探針115。其校準(zhǔn)定位的方法是先將探 針環(huán)110和若干探針115放置于X-Y-Z平移臺(tái)上，該平移臺(tái)將探針環(huán)110和 4笨針115向X軸、Y軸和Z軸方向(與X、 Y方向垂直的方向)以調(diào)整揮:4十 環(huán)110和探針115的位置，然后將一個(gè)顯微鏡安裝在能看到探針115的位置 來(lái)觀察探針115，在觀察的同時(shí)探針環(huán)110和探針115由平移臺(tái)推動(dòng)沿Z軸 方向移動(dòng)，當(dāng)探針115的針尖在顯微鏡的焦點(diǎn)面時(shí)固定平移臺(tái)的Z軸，然后 移動(dòng)平移臺(tái)的X軸和Y軸，使一探針115移動(dòng)到指定位置(也叫目標(biāo)位置)，
該探針115的針尖在顯微鏡的焦點(diǎn)位置，把該探針115用環(huán)氧膠固定在探針 環(huán)110上。探針115針尖的指定位置為相對(duì)于針尖與集成電路接觸的焊盤(pán)位 置。探針環(huán)110再被平移臺(tái)的X、 Y軸或X、 Y、 Z軸移動(dòng)一定距離，使下一 個(gè)探針115 (即第二根探針)的針尖在顯微鏡的焦點(diǎn)位置時(shí)，其位置為指定 位置。下一個(gè)探針115位置在顯凝:鏡的焦點(diǎn)處，再將該探針115同樣用環(huán)氧 膠固定在探針環(huán)110上?？芍貜?fù)第二探針115的操作步驟將其它探針115連 接在探針環(huán)110上。
本發(fā)明所列舉的上述方案只是為達(dá)到顯示目的，并不可以理解為對(duì)本發(fā)明 保護(hù)范圍的限制。如本發(fā)明中的揮:針卡可以用于測(cè)試晶元的一個(gè)集成電路； 也可用于測(cè)試晶元的多個(gè)集成電路。并且上述探針卡100在生產(chǎn)時(shí)也可先在 各探針的至少一部分上套上套管120后再進(jìn)行各探針115的針尖末端成型處
屬于該發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種懸臂式探針晶元探針卡，其特征在于包括電路板(105)、連接于所述電路板(105)上的探針環(huán)(110)、若干連接所述探針環(huán)(110)和電路板(105)的探針(115)及套在探針(115)的至少一部分上的可用于減少各探針(115)間的串?dāng)_和控制探針(115)的特性阻抗的套管(120)，所述各套管(120)包括內(nèi)層電介質(zhì)部分(140)和外層導(dǎo)電部分(145)，所述各套管(120)的導(dǎo)電部分(145)電連接到電路板(105)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的懸臂式探針晶元探針卡，其特征在于上述套 管(120)為由預(yù)先加工好的管體形成，或者套管(120)是由涂置于上述探 針(115 )相關(guān)部位的涂覆層形成。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的懸臂式探針晶元探針卡，其特征在于上述套 管(120)的導(dǎo)電部分(145 )與上述電路板(105 )的地層連接。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的懸臂式探針晶元探針卡，其特征在于上述套 管(120)的導(dǎo)電部分(145)與上述電路板(105)的一固定電壓層連接。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的懸臂式探針晶元探針卡，其特征在于上述套 管(120)的導(dǎo)電部分(145 )是通過(guò)焊接的方式連接于上述電路板(105 )上 的。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的懸臂式探針晶元探針卡，其特征在于上述套 管(120)的導(dǎo)電部分(145 )焊接到上述電路板(105 )的地層。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的懸臂式探針晶元探針卡，其特征在于上述套 管(120)的內(nèi)層電介質(zhì)部分(140)為由電介質(zhì)材料制成。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的懸臂式探針晶元探針卡，其特征在于上述電 介質(zhì)材料為聚酰亞胺。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的懸臂式探針晶元探針卡，其特征在于上述套管(120)的導(dǎo)電部分(145)為由金屬材料制成。
10、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的懸臂式探針晶元探針卡，其特征在于上述金 屬材料為銅、銅和金、鎳和金和/或銀。
11、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的懸臂式探針晶元探針卡，其特征在于上述金 屬材料是通過(guò)電鍍的方式而包覆于上述電介質(zhì)部分(140)上的。
12、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的懸臂式探針晶元探針卡，其特征在于上述各 探針(115 )的外端頭(125 )與上述電路板(105 )的電接觸點(diǎn)連接，其內(nèi)端 針尖(130)為向上彎折的可與被測(cè)試集成電路的探測(cè)點(diǎn)接觸的彎曲狀接觸端 頭。
13、 根據(jù)權(quán)利要求12所述的懸臂式探針晶元探針卡，其特征在于上述 探針(115 )的彎曲狀接觸端頭的彎曲部位在折彎期間或折彎后被加熱和冷卻 以釋;^丈彎曲部位的分子張力。
14、 一種懸臂式探針晶元探針卡，其特征在于包括若干探針和分別套置抗匹配的套管，所述各套管包括一電介質(zhì)部分和一導(dǎo)電部分，且所述導(dǎo)電部 分連"l矣到相關(guān)電壓。
15、 根據(jù)權(quán)利要求14所述的懸臂式探針晶元探針卡，其特征在于上述 套管為由預(yù)先加工好的管體形成，或者套管是由涂置于上述探針相關(guān)部位的 涂覆層形成。
16、 根據(jù)權(quán)利要求14所述的懸臂式探針晶元探針卡，其特征在于上述相關(guān)電壓為地。
17、 一種懸臂式探針晶元探針卡的多根探針針尖定位的方法，包括以下 步驟(a) 、沿第一個(gè)方向移動(dòng)探針(115)使其針尖在顯纟鼓鏡的焦點(diǎn)面；(b) 、沿與第一個(gè)方向充分垂直的第二和/或第三方向移動(dòng)探針環(huán)(110), 使探針(115 )針尖在顯微鏡的焦點(diǎn)位置；(c) 、把探針(115)粘接到探針環(huán)(110)上；(d) 、根據(jù)晶元焊盤(pán)位置移動(dòng)探針環(huán)(110) —定值使另一探針(115) 的針尖在顯孩"竟的焦點(diǎn)處與晶元相應(yīng)焊盤(pán)位置對(duì)應(yīng)；(e) 、移動(dòng)另一探針(115)的針尖到顯微鏡焦點(diǎn)處；(f) 、把探針(115)粘接到探針環(huán)(110)上；(g) 、其余探針(115)的安裝重復(fù)(d)、 (e)、 (f)步驟。
18、 一種如權(quán)利要求1所述懸臂式探針晶元探針卡的生產(chǎn)方法，包括以 下步驟(1 )、將若干探針(115 )的針尖末端成型，并使其中至少有2根探針(115 ) 的針尖末端有不同的接觸面積；(2)、為每一探針(115)做一套管(120)，并使各探針(115)的至少 一部分被套管(120)環(huán)繞，每根套管(120)包含一電介質(zhì)部分(140)和一 導(dǎo)電部分(145);(3 )、將若干探針(115 )連接到探針環(huán)(110 )和電路板(105 )上，并 使各探針(115)的針尖末端定位在同一平面和將每根套管(120)的導(dǎo)電部 分連接到相關(guān)電壓。
19、 根據(jù)權(quán)利要求18所述的懸臂式探針晶元4笨針卡的生產(chǎn)方法，其特 征在于將上述探針(115)的針尖末端成型的方法是將針尖末端打磨和/或 拋光。
20、 根據(jù)權(quán)利要求18所述的懸臂式探針晶元探針卡的生產(chǎn)方法，其特 征在于第一探針(115)末端為第一接觸面積，第二揮:針(115)末端為第二 4妄觸面積，第一探針(115)設(shè)計(jì)為大電流應(yīng)用。
21、 根據(jù)權(quán)利要求20所述的懸臂式探針晶元採(cǎi):針卡的生產(chǎn)方法，其特 征在于上述大電流應(yīng)用包括電源和地。
22、 根據(jù)權(quán)利要求18所述的懸臂式探針晶元探針卡的生產(chǎn)方法，其特 征在于將上述各探4十(115)針尖定位在同一平面的方法包括以下步驟(a) 、沿第一個(gè)方向移動(dòng)探針(115)使針尖在顯微鏡的焦點(diǎn)面；(b) 、沿與第一個(gè)方向充分垂直的第二和/或第三方向移動(dòng)探針環(huán)(110)， 4吏針尖在顯微鏡的焦點(diǎn)位置；(c) 、把探針(115)粘接到探針環(huán)(110)上；(d) 、根據(jù)晶元焊盤(pán)位置移動(dòng)探針環(huán)(110) —定值使另一探針(115) 的針尖在顯微鏡的焦點(diǎn)處與晶元相應(yīng)焊盤(pán)位置對(duì)應(yīng)；(e) 、移動(dòng)另一探針(115)的針尖到顯4鼓鏡焦點(diǎn)處；(f) 、把探針(115)粘接到探針環(huán)(110)上；(g) 、其余探針(115)的安裝重復(fù)(d)、 (e)、 (f)步驟。
23、 根據(jù)權(quán)利要求18或19所述的懸臂式探針晶元探針卡的生產(chǎn)方法， 其特征在于在上述步驟(1)中的探針(115 )針尖末端成型還包括將探針一 針尖(130)做成一向上彎的彎曲狀接觸端頭的折彎工序，并且上述彎曲狀接觸端頭的彎曲部位在折彎期間或折彎后被加熱和冷卻以釋放彎曲部位的分子 張力。
24、 根據(jù)權(quán)利要求23所述的懸臂式探針晶元探針卡的生產(chǎn)方法，其特 征在于上述彎曲部位被力。熱和冷卻的方法是將第一電極和第二電極分別接 觸靠近探針(115)彎曲部位，使電流在兩個(gè)電極間通過(guò)探針(115)的彎曲 部位流動(dòng)加熱探針(115 )，令探針(115 )在彎曲部位的溫度得以釋放在彎曲 位置的部分剩余張力，然后冷卻探針(115 )，連接探針(115 )到探針環(huán)(110 ) 和電路板(105)。
25、 根據(jù)權(quán)利要求24所述的懸臂式探針晶元探針卡的生產(chǎn)方法，其特 征在于第一電極和第二電極連接到各探針(115)彎曲部位的兩邊，電流通過(guò) 探針(115)的彎曲部位。
26、 根據(jù)權(quán)利要求21所述的懸臂式探針晶元探針卡的生產(chǎn)方法，其特 征在于上述探針(115)為其中的一根，重復(fù)多根探針(115)的電極接觸步 驟，通電步驟，冷卻步驟和連"f妄步^^驟。
27、 根據(jù)權(quán)利要求26所述的懸臂式探針晶元探針卡的生產(chǎn)方法，其特 征在于上述在連接步驟前，若干探針(115)的每一探針(115)末端成形其 中至少2根末端有不同接觸面積，且裝在探針環(huán)(110)和電路板(105)的 4果4十(115)末端在同一平面。
28、 根據(jù)權(quán)利要求27所述的懸臂式探針晶元探針卡的生產(chǎn)方法，其特 征在于將上述各探針(115)針尖定位在同一平面的方法包括以下步驟(a) 、沿第一個(gè)方向移動(dòng)探針(115)使針尖在顯微鏡的焦點(diǎn)面；(b) 、沿與第一個(gè)方向充分垂直的第二和/或第三方向移動(dòng)探針環(huán)(110)，使針尖在顯微鏡的焦點(diǎn)位置；(c) 、把探針(115)粘接到探針環(huán)(110)上；(d) 、根據(jù)晶元焊盤(pán)位置移動(dòng)4笨針環(huán)(110) —定值使另一探針(115) 的針尖在顯微鏡的焦點(diǎn)處與晶元相應(yīng)焊盤(pán)位置對(duì)應(yīng)；(e) 、移動(dòng)另一探針(115)的針尖到顯微鏡焦點(diǎn)處；(f) 、把探針(115)粘接到探針環(huán)(110)上；(g) 、其余探針(115)的安裝重復(fù)(d)、 (e)、 (f)步驟。
29、根據(jù)權(quán)利要求18所述的懸臂式探針晶元探針卡的生產(chǎn)方法，其特 征在于上述相關(guān)電壓為地。
全文摘要
本發(fā)明所述懸臂式探針晶元探針卡，包括電路板、連接于所述電路板上的探針環(huán)及若干連接所述探針環(huán)和電路板的探針、套置于所述各探針上的套管，所述各套管包括內(nèi)層電介質(zhì)部分和外層導(dǎo)電部分，所述各套管的導(dǎo)電部分電連接到電路板。本發(fā)明由于采用在各探針上套置由內(nèi)層電介質(zhì)部分和外層導(dǎo)電部分組成的套管及將套管的導(dǎo)電部分連接到相關(guān)電壓的結(jié)構(gòu)，使本發(fā)明在用于檢測(cè)集成電路時(shí)，可有效減少探針間串?dāng)_和控制探針的特性阻抗。本發(fā)明還涉及到上述探針卡的生產(chǎn)方法和其多根探針定位的方法。
文檔編號(hào)G01R1/073GK101178414SQ20071016641
公開(kāi)日2008年5月14日 申請(qǐng)日期2007年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月2日
發(fā)明者利安李立史高普高夫, 徐家梧, 丹尼爾 楊 申請(qǐng)人:嘉兆科技有限公司