專利名稱：緩沖式垂直探針卡的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
緩沖式垂直探針卡所屬技術(shù)領(lǐng)域本發(fā)明涉及一種用于檢測(cè)半導(dǎo)體芯片電特性探針卡，特別是一種有關(guān)在檢 測(cè)晶圓狀態(tài)的芯片時(shí)，通過緩沖機(jī)構(gòu)使芯片受力均勻分散，抑制芯片損傷，并可同時(shí)檢測(cè)多數(shù)芯片的緩沖式垂直探針卡。這種探針卡，在液晶顯示器(LCD)及等離子顯示器(PDP)制造領(lǐng)域中也是必不可少的。
背景技術(shù)：
在對(duì)于合格的芯片封裝前，通常要實(shí)行電特性檢測(cè)(Electrical die sorting :EDS)，依據(jù)EDS檢測(cè)結(jié)果，對(duì)合格芯片才可進(jìn)行封裝。而這種EDS檢 測(cè)，是由內(nèi)裝有各種測(cè)量軟件和檢測(cè)儀器的檢測(cè)機(jī)(TESTER)及裝載有探針卡的 探針臺(tái)(Prober station)來實(shí)現(xiàn)的。在檢測(cè)時(shí)，探針卡的每一個(gè)探針與半導(dǎo)體 芯片PAD是直接接觸的，實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體晶圓中的芯片PAD及檢測(cè)機(jī)(TESTER)電連 接，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)半導(dǎo)體芯片的電特性檢測(cè)目的。但是，目前技術(shù)中因?yàn)楣潭ㄌ?針卡的材料是環(huán)氧樹脂，而環(huán)氧樹脂對(duì)溫度的變化非常敏感，所以效直點(diǎn)(align point)易扭曲，時(shí)常超出PAD的測(cè)量范圍或平坦度出現(xiàn)差異，從而容易發(fā)生不 導(dǎo)通(open fail)現(xiàn)象，所以可同測(cè)的芯片數(shù)量是有限的；另外，還因?yàn)樘结樀?長度不一致，芯片的受力不均勻，不僅容易給PAD帶來損傷，而且還存在信號(hào) 傳達(dá)速度不一致的問題，加上PCB(printed circuit board :PCB)焊接中使用的 助焊劑容易發(fā)生虛焊等問題。 發(fā)明內(nèi)容為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供了一種帶緩沖結(jié)構(gòu)的垂直探針， 并以探針及芯片PAD的對(duì)位精度來保證檢測(cè)質(zhì)量。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是緩沖式垂直探針卡，包括PCB 板、探針，其特征是該探針卡設(shè)有平坦度調(diào)整機(jī)構(gòu)和緩沖機(jī)構(gòu)，其平坦度調(diào)整 機(jī)構(gòu)由加強(qiáng)板、平坦度調(diào)整栓、手柄、陶瓷結(jié)構(gòu)、PCB板上下排列結(jié)合組成； 其緩沖機(jī)構(gòu)是由定位銷、孔陣板、點(diǎn)陣PCB、平面構(gòu)件、結(jié)構(gòu)固定板組成；所 說的平坦度調(diào)整機(jī)構(gòu)的加強(qiáng)板上有若干個(gè)孔；所說的探針卡可平行放置垂直安 裝，可有若干個(gè)平面構(gòu)件；垂直探針與PCB板之間用液體焊錫焊接固定，點(diǎn)陣 PCB板與垂直探針信號(hào)相連，并分立安裝，垂直探針與PCB板之間用液體焊錫 焊接固定。本使用新型緩沖式垂直探針卡具有以下優(yōu)點(diǎn)第一,垂直探針接觸芯片PAD 時(shí)，在陶瓷圓盤間隙中形成S形狀，這種探針的緩沖功能減少了探針對(duì)芯片PAD 帶來損傷的幾率;第二, ESD檢測(cè)是反復(fù)進(jìn)行的，對(duì)探針的疲勞特性的改良可延長 垂直探針的壽命;第三,垂直探針的長度一致，所以在半導(dǎo)體芯片檢測(cè)中干擾少、 導(dǎo)電性能均勻;第四，由于使用了陶瓷材料，對(duì)溫度變形小;第五，點(diǎn)陣PCB可以 分立單獨(dú)安裝，所以受損垂直探針的替換容易，對(duì)位簡(jiǎn)易。

圖1是本實(shí)用新型緩沖式垂直探針卡第一個(gè)實(shí)施例的剖面圖； 圖2是本實(shí)用新型緩沖式垂直探針卡第一個(gè)實(shí)施例的斜視分解示意圖； 圖3是本實(shí)用新型緩沖式垂直探針卡第二個(gè)實(shí)施例的剖面圖； 圖4是本實(shí)用新型緩沖式垂直探針卡第二個(gè)實(shí)施例的斜視分解示意圖； 圖5是圖1所示的探針卡所用PCB平面圖； 圖6、圖7是如圖1所示探針卡中拿掉PCB后的剖面圖； 圖8、圖9是本實(shí)用新型緩沖式垂直探針與半導(dǎo)體芯片的PAD接觸時(shí)出現(xiàn)的 形狀剖面圖；圖10是分立安裝點(diǎn)陣PCB示意圖。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做詳細(xì)的說明 為了滿足上面所述目的而發(fā)明的緩沖式垂直探針卡，由若干個(gè)孔形成的加強(qiáng)板；. 平行位于上述加強(qiáng)板下面的PCB;平行位于PCB下面的陶瓷結(jié)構(gòu)物；垂直于上 述加強(qiáng)板、PCB、陶瓷結(jié)構(gòu)物并把這些排列結(jié)合、可調(diào)整平坦度的調(diào)整機(jī)構(gòu)；垂 直放入于上述陶瓷結(jié)構(gòu)物并焊接固定在上述PCB上的垂直探針；平行于上述陶瓷結(jié)構(gòu)物，使固定在陶瓷結(jié)構(gòu)物上的垂直探針單一方向移動(dòng)的留有間隙的陶瓷圓盤；垂直于上述PCB、陶瓷結(jié)構(gòu)物的定位銷構(gòu)成它們具體是加強(qiáng)板l、加強(qiáng)板固定板2，平坦度調(diào)整栓3、陶瓷構(gòu)件4、定 位銷5、平面結(jié)構(gòu)6、 7、液體焊接點(diǎn)8、液體硅膠9、 10、點(diǎn)陣PCBll、孔陣板 12、垂直探針13、 14、結(jié)構(gòu)固定板15、手柄16、 PCB板17、陶瓷螺絲18、陶 瓷圓盤19。實(shí)施例1:如圖1、圖2所示，陶瓷圓盤(19)上鑲有PCB板(17)，在這鑲有PCB 板的陶瓷圓盤上下組成平坦度調(diào)整機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)由是由加強(qiáng)板(1)、加強(qiáng)板固 定板(2)、平坦度調(diào)整栓(3)、手柄(16)及鑲有PCB板(17)的圓盤(19)、 陶瓷構(gòu)件(4)平行放置垂直組合而成。加強(qiáng)板(1)上有若干個(gè)孔，陶瓷螺絲(18)連接加強(qiáng)板固定板(2)，加強(qiáng)板固定板(2)與加強(qiáng)板(1)之間是平坦 度調(diào)整栓(3)，加強(qiáng)板側(cè)面連接手柄(16)。鑲有PCB板(17)的圓盤(19)平 行位于加強(qiáng)板(1)的下面。陶瓷構(gòu)件(4)垂直于加強(qiáng)板，焊接固定于PCB板(17)上的垂直探針(7)平行固定于上述陶瓷結(jié)構(gòu)件(4)，陶瓷圓盤(19)留 有間隙，使垂直探針單一方向移動(dòng)，定位銷(5)垂直于陶瓷機(jī)構(gòu)(4)。加強(qiáng)板(1)用于加強(qiáng)PCB板和垂直探針的強(qiáng)度并防止彎曲，而上述定位銷用于正確排列陶瓷構(gòu)件內(nèi)的部零部件。垂直探針最好使用鎢針或合金探針，用液體焊錫固定PCB為好，陶瓷圓盤用硅膠固定為好。在這里硅膠可起到垂直型探針的1次 緩沖作用。因垂直型探針接觸到芯片時(shí)，在垂直探針及PAD上集中受力，容易 導(dǎo)致PAD受損。為了防止芯片PAD的受損，利用硅膠固定垂直型探針，并使垂 直探針在陶瓷圓盤間隙中有效范圍內(nèi)成S型，從而既起緩沖作用，又防止異物 參入。此時(shí)垂直探針的厚度范圍在20-80UM之間較適宜。陶瓷圓盤最好使用一 個(gè)以上，在該發(fā)明使用了三個(gè)，但不局限使用數(shù)量。陶瓷圓盤的坐標(biāo)值就是為 測(cè)量芯片PAD的坐標(biāo)，決定垂直探針的工作點(diǎn)。 實(shí)施例2如附圖3、圖4所示，本實(shí)用新型的的第2次實(shí)施，在PCB板(17)和陶 瓷構(gòu)造物(4)之間設(shè)置了點(diǎn)陣PCB板(11)，而該點(diǎn)陣PCB板與垂直探針(7) 是信號(hào)相連的，并且是分立安裝的，所以不同于當(dāng)前一體型的圓盤結(jié)構(gòu)，損壞 的探針及點(diǎn)陣PCB可隨時(shí)簡(jiǎn)易替換，還可使探針容易對(duì)位。此外，介于上述PCB 板(17)和點(diǎn)陣PCB(11)之間又設(shè)置有孔陣板(12)，這種機(jī)構(gòu)是用于PCB板(17) 及點(diǎn)陣PCB(11)之間形成信號(hào)導(dǎo)通。如圖5所示，該探針卡用PCB內(nèi)部配置有相 應(yīng)探針卡所需的信號(hào)傳送回路。圖6、圖7是將該探針卡中除去PCB后的剖視圖。 如圖所示垂直探針(7)不在進(jìn)行ESD檢測(cè)時(shí)，保持垂直的一字型，垂直探針(7) 下部的突出部位是用液體硅膠(9)、 (10)固定的，此部位起l次緩沖作用；圖 8、圖9是垂直探針與半導(dǎo)體芯片PAD接觸時(shí)的形狀剖面圖，如圖所示垂直探針 與半導(dǎo)體芯片PAD接觸并施加壓力時(shí)，在陶瓷圓盤(19)間隙中形成S形狀的同 時(shí)產(chǎn)生第2次緩沖。上述垂直探針可使用鴇針或合金探針，而垂直探針與PCB 固定最好使用液體焊錫，此外用液體硅膠將垂直探針與陶瓷圓盤固定，垂直探 針的厚度應(yīng)在30 80um之間。上述陶瓷圓盤至少使用一個(gè)，并多備幾個(gè)印刷電路板及陶瓷結(jié)構(gòu)件之間的分立安裝的點(diǎn)陣PCB及孔陣板.圖lO是可分立安裝的點(diǎn)陣PCB(ll)的示意圖，如圖所示，一個(gè)個(gè)點(diǎn)陣PCB(ll) 是按一定的規(guī)律分立安裝設(shè)置的，所以垂直探針(7)受損時(shí)，把包含受損垂直探 針的點(diǎn)陣PCB分離后替換探針就比較容易了，另外探針對(duì)位也比較方便。通常 分立安裝利用4 10個(gè)點(diǎn)陣PCB就可實(shí)現(xiàn)一個(gè)探針卡。
權(quán)利要求1、一種緩沖式垂直探針卡，包括PCB板、探針，其特征是該探針卡設(shè)有平坦度調(diào)整機(jī)構(gòu)和緩沖機(jī)構(gòu)，其平坦度調(diào)整機(jī)構(gòu)由加強(qiáng)板、平坦度調(diào)整栓、手柄、陶瓷結(jié)構(gòu)、PCB板上下排列結(jié)合組成；其緩沖機(jī)構(gòu)是由定位銷、孔陣板、點(diǎn)陣PCB、平面構(gòu)件、結(jié)構(gòu)固定板組成；所說的平坦度調(diào)整機(jī)構(gòu)的加強(qiáng)板上由若干個(gè)孔形成；可平行放置垂直安裝若干個(gè)平面構(gòu)件；垂直探針與PCB板之間用液體焊錫焊接固定；點(diǎn)陣PCB板與垂直探針信號(hào)相連，可分立安裝。
專利摘要緩沖式垂直探針卡，用于檢測(cè)半導(dǎo)體芯片電特性的探針卡。其特征是該探針卡設(shè)有平坦度調(diào)整機(jī)構(gòu)和緩沖機(jī)構(gòu)，其平坦度調(diào)整機(jī)構(gòu)由加強(qiáng)板、平坦度調(diào)整栓、手柄、陶瓷結(jié)構(gòu)、PCB板上下排列結(jié)合組成；其緩沖機(jī)構(gòu)是由定位銷、孔陣板、點(diǎn)陣PCB、平面構(gòu)件、結(jié)構(gòu)固定板組成。其優(yōu)點(diǎn)是垂直探針接觸芯片PAD時(shí)，在陶瓷圓盤間隙中形成S形狀，這種探針的緩沖功能減少了探針對(duì)芯片PAD帶來損傷的幾率；ESD檢測(cè)是反復(fù)進(jìn)行的，對(duì)探針的疲勞特性的改良可延長垂直探針的壽命；垂直探針的長度一致，所以在半導(dǎo)體芯片檢測(cè)中干擾少、導(dǎo)電性能均勻；由于使用了陶瓷材料，對(duì)溫度變形?。坏谖?，點(diǎn)陣PCB可以分立單獨(dú)安裝，所以受損垂直探針的替換容易，對(duì)位簡(jiǎn)易。
文檔編號(hào)G01R1/073GK201166674SQ200720016480
公開日2008年12月17日 申請(qǐng)日期2007年12月6日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月6日
發(fā)明者嚴(yán)日東 申請(qǐng)人:沈陽圣仁電子科技有限公司