用于探針防護(hù)件的導(dǎo)板和設(shè)置有導(dǎo)板的探針防護(hù)件的制作方法
【專利摘要】【目的】本發(fā)明的目的是提供一種用于探針防護(hù)件的導(dǎo)板，其設(shè)置有以緊密節(jié)距間隔布置的微細(xì)通孔并能夠獲得改進(jìn)的強(qiáng)度?！緲?gòu)造】用于探針防護(hù)件的導(dǎo)板(100)設(shè)置有：金屬基底(110)；第一絕緣層(120)；以及金屬層(130)。金屬基底(110)包括：多個通孔(111)，探針能夠通過該通孔插入；和通孔(111)的內(nèi)壁面。第一絕緣層(120)具有筒狀，并且設(shè)置于金屬基底(110)中的通孔(111)的內(nèi)壁面。金屬層(130)設(shè)置在第一絕緣層(120)上。
【專利說明】用于探針防護(hù)件的導(dǎo)板和設(shè)置有導(dǎo)板的探針防護(hù)件

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于引導(dǎo)探針的、用于探針卡的導(dǎo)板和設(shè)置有導(dǎo)板的探針卡。

【背景技術(shù)】
[0002]這種類型的用于探針卡的導(dǎo)板具有用于容納探針通過并引導(dǎo)探針的導(dǎo)孔(參照專利文獻(xiàn)I)。絕緣樹脂板用在用于探針卡的導(dǎo)板中。
[0003]引用文獻(xiàn)列表
[0004]專利文獻(xiàn)
[0005]專利文獻(xiàn)1:日本特開平10-026635號公報


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]技術(shù)問題
[0007]近年來，隨著半導(dǎo)體器件的高度集成，探針已越來越微細(xì)。根據(jù)探針的外部形狀，用于探針卡的導(dǎo)板還具有更微細(xì)的導(dǎo)孔。以緊密節(jié)距形成微細(xì)導(dǎo)孔要求減小用于探針卡的導(dǎo)板的厚度。然而，用于探針卡的導(dǎo)板的厚度的減小導(dǎo)致用于探針卡的導(dǎo)板的強(qiáng)度降低。
[0008]鑒于上述情況，作出本發(fā)明，并且本發(fā)明的目的是提供一種以緊密節(jié)距具有微細(xì)的通孔并且同時抑制導(dǎo)板的強(qiáng)度降低的、用于探針卡的導(dǎo)板。還提供一種包括導(dǎo)板的探針卡。
[0009]解決問題的方案
[0010]為了解決上述問題，本發(fā)明的用于探針卡的導(dǎo)板包括金屬基底和第一絕緣層。金屬基底包括多個通孔和通孔的內(nèi)壁，該多個通孔適于容納探針通過。具有筒狀的第一絕緣層位于金屬基底的通孔的各個內(nèi)壁上。
[0011]因為該方面的用于探針卡的導(dǎo)板包括金屬基底，所以可以在維持導(dǎo)板的強(qiáng)度的同時，減小導(dǎo)板的厚度。這使得容易在金屬基底中以緊密節(jié)距形成微細(xì)通孔。即使在使探針接觸通孔的內(nèi)壁時，通孔的內(nèi)壁上的筒狀第一絕緣層也可以防止探針經(jīng)由金屬基底而彼此導(dǎo)通。
[0012]用于探針卡的導(dǎo)板可以還包括位于各個第一絕緣層上的金屬層。在該方面的用于探針卡的導(dǎo)板中，通過通孔容納的探針可以接觸金屬層。然而，第一絕緣層介于金屬層與金屬基底之間，可以防止探針經(jīng)由金屬基底而彼此電導(dǎo)通。
[0013]用于探針卡的導(dǎo)板可以還包括金屬基底的主表面和背面上的第二絕緣層。
[0014]本發(fā)明的第一探針卡包括上述任意一個方面的用于探針卡的導(dǎo)板、布線板以及多個探針。布線板被布置為面向用于探針卡的導(dǎo)板。布線板包括設(shè)置在對應(yīng)于通孔的位置處的多個電極。探針通過導(dǎo)板的通孔而被容納。探針均包括與一個電極接觸的第一端、與第一端相對的第二端以及位于第一端與第二端之間的彈性變形部。彈性變形部被構(gòu)造為由于第二端上的負(fù)荷而彈性變形，以便允許探針與導(dǎo)板接觸。
[0015]該方面的探針卡可以提供與上述用于探針卡的導(dǎo)板大致相同的有益效果。而且，在探針卡的探針的第二端與半導(dǎo)體晶片或半導(dǎo)體器件的相應(yīng)電極接觸，并且負(fù)荷施加到第二端時，高頻電流流過探針，從而產(chǎn)生焦耳熱。如果探針的尺寸微細(xì)，則這種焦耳熱可能導(dǎo)致探針的熔裂和脆裂。然而，上述探針設(shè)置有具有金屬基底的導(dǎo)板。當(dāng)探針接觸導(dǎo)板時，可以通過金屬基底發(fā)散探針中的焦耳熱。因此，如果探針的尺寸微細(xì)，也可以抑制探針的熔裂和脆裂。
[0016]本發(fā)明的第二探針卡包括上述任意一個方面的用于探針卡的導(dǎo)板、布線板以及多個探針。布線板被布置為面向?qū)О濉２季€板包括設(shè)置在對應(yīng)于通孔的位置處的多個電極。探針通過導(dǎo)板的通孔而被容納、與導(dǎo)板接觸、并且與電極接觸。
[0017]該方面的探針卡可以提供與上述用于探針卡的導(dǎo)板大致相同的有益效果。而且，當(dāng)探針卡的探針與半導(dǎo)體晶片或半導(dǎo)體器件的相應(yīng)電極接觸時，高頻電流流過探針，從而產(chǎn)生焦耳熱。如果探針的尺寸微細(xì)，則這種焦耳熱可能導(dǎo)致探針的熔裂和脆裂。然而，探針與包括金屬基底的導(dǎo)板接觸，使得可以通過金屬基底發(fā)散探針中的焦耳熱。因此，如果探針的尺寸微細(xì)，也可以抑制探針的熔裂和脆裂。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1A是根據(jù)本發(fā)明的第一實施方式的用于探針卡的導(dǎo)板的示意性平面圖；
[0019]圖1B是導(dǎo)板的沿著圖1A中的線1B-1B截取的剖視圖；
[0020]圖2是例示制造導(dǎo)板的步驟的剖視圖；
[0021]圖3A是根據(jù)本發(fā)明的第一實施方式的探針卡的示意性剖視圖；
[0022]圖3B是圖3A所示的探針卡的部分3B的放大圖；
[0023]圖3C是在測試探針卡時探針卡的部分3B的放大圖；
[0024]圖4A是根據(jù)本發(fā)明的第二實施方式的用于探針卡的導(dǎo)板的示意性平面圖；
[0025]圖4B是導(dǎo)板的沿著圖4A中的線4B-4B截取的剖視圖；
[0026]圖5是例示用于制造導(dǎo)板的步驟的剖視圖。

【具體實施方式】
[0027]下面將描述本發(fā)明的第一實施方式和第二實施方式。
[0028]第一實施方式
[0029]首先，參照圖1A和圖1B，描述根據(jù)本發(fā)明的第一實施方式的用于探針卡的導(dǎo)板。如圖1A和圖1B所示的用于探針卡的導(dǎo)板100包括金屬基底110、多個第一絕緣層120以及多個金屬層130。下面將詳細(xì)描述導(dǎo)板100的這些組成部分。
[0030]金屬基底110由熱膨脹系數(shù)(熱膨脹系數(shù)為2ppm/°C至10ppm/°C )與半導(dǎo)體晶片或半導(dǎo)體器件的熱膨脹系數(shù)相等或接近的金屬制成。例如，金屬基底I1可以由鋁(Al)、銅(Cu)、鎳(Ni)、或包括這些金屬中的任意一種的合金制成。合金可以是鋁和銅的合金、鋁和鎳的合金、銅和鎳的合金、鋁、銅和鎳的合金、N1-Fe合金等。金屬基底110具有多個通孔111和通孔111的內(nèi)壁112。通孔111貫穿金屬基底110的厚度。通孔111均是圓柱形或多棱柱(例如，四棱柱)的形狀。通孔111具有這種內(nèi)部形狀:允許通過該通孔111插入要描述的探針卡的探針200 (參照上述圖3B和圖3C)。通孔111設(shè)置在與半導(dǎo)體晶片或半導(dǎo)體器件的電極的位置對應(yīng)的位置處。
[0031]第一絕緣層120形成在金屬基底110的通孔111的各個內(nèi)壁112上。第一絕緣層120是電絕緣膜，例如，諸如聚酰亞胺和環(huán)氧樹脂等有機(jī)材料的電沉積膜、或S12、硅氮化物等的濺射膜。第一絕緣層120的形狀是符合通孔111的內(nèi)部形狀的筒狀(具有圓形剖面或多邊形剖面的筒狀)。
[0032]金屬層130形成在金屬基底110的通孔111的各個第一絕緣層120上。金屬層130的形狀是符合第一絕緣層120的內(nèi)部形狀的筒狀(具有圓形剖面或多邊形剖面的筒狀)。金屬層130可以由諸如Rh或Ni基合金等的硬金屬制成。金屬層130保護(hù)第一絕緣層120。
[0033]下面將參照圖2描述具有上述構(gòu)造的、用于探針卡的導(dǎo)板100的制造方法。首先，制備陶瓷或硅(Si)基板10。使基板10經(jīng)受電鍍，以在上面形成銅犧牲層20。將抗蝕劑30涂敷在犧牲層20的頂部。然后，使用掩模對抗蝕劑30進(jìn)行曝光及顯影，以制成多個孔口31ο
[0034]然后，使抗蝕劑30的孔口 31經(jīng)受電鍍，以將銅填充在孔口 31中。此后，去除抗蝕劑30，留下缺口 31中填充的銅，用作圓柱形形狀的柱(post)40。然后，經(jīng)由噴涂或電沉積，在犧牲層20上形成抗蝕劑50。然后，使抗蝕劑50經(jīng)受曝光和顯影，以形成露出柱40的圖案。在柱40的外表面上進(jìn)行電鍍，以形成諸如Rh或Ni基合金等的硬金屬的鍍層60。將負(fù)電壓施加到鍍層60，以經(jīng)由電沉積在鍍層60上形成絕緣膜70。去除抗蝕劑50。
[0035]此后，使?fàn)奚鼘?0經(jīng)受電鍍，以在犧牲層20上形成N1-Fe鍍層80。該步驟導(dǎo)致柱40、鍍層60以及絕緣膜70嵌入在N1-Fe鍍層80中。此后，在N1-Fe鍍層80的圖2所示的上面上進(jìn)行研磨并且在絕緣膜70和鍍層60的圖2所示的上端上進(jìn)行研磨。因此，柱40的如圖所示的上端從絕緣膜70和鍍層60露出，并且絕緣層70和鍍層60形成為筒狀。
[0036]然后，將基板10、犧牲層20、柱40、鍍層60、絕緣膜70以及N1-Fe鍍層80浸漬在蝕刻劑中。蝕刻劑選擇性地溶解銅(Cu)，以便蝕刻犧牲層20和柱40，并且從N1-Fe鍍層80去除基板10。因此，獲得用于探針卡的導(dǎo)板100。經(jīng)受研磨的N1-Fe鍍層80形成金屬基底110，并且通過去除柱40而制成的孔是通孔111。由筒組成的絕緣膜70用作第一絕緣層120，并且由筒組成的鍍層60用作金屬層130。應(yīng)當(dāng)注意的是，只要N1-Fe鍍層80是具有與半導(dǎo)體晶片或半導(dǎo)體器件相等或接近的熱膨脹系數(shù)的金屬的鍍層，就可以以任意方式修改N1-Fe鍍層80。
[0037]以下參照圖3A至3C描述根據(jù)本發(fā)明的第一實施方式的探針卡。圖3A所示的探針卡包括兩個上述用于探針卡的導(dǎo)板、多個探針200、間隔件300、布線板400、中間板500、多個彈簧探針600、主電路板700以及加強(qiáng)板800。下面將詳細(xì)描述探針卡的這些組成部分。為了便于說明，兩個導(dǎo)板被如下識別:附圖標(biāo)記是“a”的導(dǎo)板表示在探針200的遠(yuǎn)端側(cè)的、用于探針卡的導(dǎo)板及其子元件，而附圖標(biāo)記是“b”的導(dǎo)板表示在探針200的近端側(cè)的、用于探針卡的導(dǎo)板及其子元件。
[0038]主電路板700是印刷電路板。主電路板700具有第一面和與第一面相對的第二面。主電路板700的第一面設(shè)置有多個電極710。主電路板700的第二面在其外邊緣處設(shè)置有多個外部電極720。電極710經(jīng)由主電路板700的第一面和/或第二面上和/或主電路板700內(nèi)部的導(dǎo)線(未示出)連接到外部電極720。
[0039]加強(qiáng)板800是比主電路板700硬的板狀部件(加強(qiáng)板800可以是由不銹鋼板或類似材料的板)。加強(qiáng)板800被旋擰到主電路板700的第二面。加強(qiáng)板800用于抑制主電路板700的卷起。
[0040]中間基板500被固定到主電路板700的第一面，以便布置在主電路板700與布線板400之間。多個通孔510延伸貫穿中間基板500的厚度。通孔510設(shè)置在與主電路板700的電極710位置對應(yīng)的位置處。
[0041]布線板400是空間變換器(ST:Space Transformer)板。布線板400用未示出的固定螺釘固定到主電路板700和加強(qiáng)板800，以便如圖3A至圖3C所示在中間板500下方并平行于主電路板700而延伸。布線板400具有第一面和與第一面相對的第二面。布線板400的第一面在與用于探針卡的導(dǎo)板100a、100b的通孔IllaUllb對應(yīng)的位置處設(shè)置有多個電極410。布線板400的第二面設(shè)置有間隔地布置的多個電極420。電極420位于通過主電路板700的電極710的各個鉛垂線上。電極410經(jīng)由布線板400的第一面和/或第二面上和/或布線板400內(nèi)部的多根導(dǎo)線(未示出)連接到電極420。
[0042]彈簧探針600容納在中間基板500的通孔510中，以便插入在主電路板700的電極710與布線板400的電極420之間。由此，彈簧探針600電連接在電極710與電極420之間。
[0043]除了用于探針卡的導(dǎo)板10b具有的外部尺寸小于用于探針卡的導(dǎo)板10a的外部尺寸之外，用于探針卡的導(dǎo)板100a、100b具有與用于探針卡的導(dǎo)板100相同的構(gòu)造。如圖3A所示，用于探針卡的導(dǎo)板10a用螺栓和螺母以與布線板400間隔開且平行于布線板400的方式固定到布線板400。間隔件300插入在用于探針卡的導(dǎo)板10a的相反兩端與布線板400之間。用于探針卡的導(dǎo)板10b用螺栓和螺母以與布線板400平行且與布線板400間隔開的方式固定到布線板400，以便布置在布線板400與用于探針卡的導(dǎo)板10a之間。用于探針卡的導(dǎo)板10a的通孔Illa在鉛垂線方向上(如圖3A至圖3C所示的垂直方向)相對于用于探針卡的導(dǎo)板10b的各個通孔Illb以間隔開的關(guān)系布置。
[0044]如圖3B所示，探針200均包括第一端210、第二端220以及彈性變形部230。每個第一端210 (每個探針200的縱長端)通過用于探針卡的導(dǎo)板10b的關(guān)聯(lián)通孔Illb被容納，并且可與通孔Illb的金屬層130b接觸。第一端210接觸并焊接到布線板400的關(guān)聯(lián)電極410。換言之，探針200的第一端210通過焊接固定到電極410。每個第二端220(每個探針200的另一個縱長端)(即，第一端210的相反端)通過用于探針卡的導(dǎo)板10a的關(guān)聯(lián)通孔Illa被容納，并且可與通孔Illa的金屬層130a接觸。第二端220是可與半導(dǎo)體晶片或半導(dǎo)體器件的電極接觸的部分。每個彈性變形部230設(shè)置在第一端210與第二端220之間，并且大致彎曲成C形。
[0045]上述探針卡安裝到測試器(未示出)的探針上，并且用于測量作為如下所述的半導(dǎo)體晶片或半導(dǎo)體器件的測量對象I (參照圖3C)的電特性。具體地，探針使探針卡與測量對象I彼此面對，然后彼此靠近。然后，探針卡的探針200的第二端220分別與測量對象I的電極Ia接觸，測量對象I的電極Ia分別按壓探針200的第二端220 (即，負(fù)荷施加于第二端220上)。然后，使探針200的彈性變形部230彈性變形，以彎曲，使得探針200大致彎曲。被彎曲的探針200的第一端210傾斜，以與用于探針卡的導(dǎo)板10b的金屬層130b的上端(如圖3C所示)分別接觸，而探針200的第二端220傾斜，以與用于探針卡的導(dǎo)板10a的金屬層130a的下端(如圖3C所示)分別接觸。該狀態(tài)允許測試器對測量對象I的電特性進(jìn)行測量。
[0046]在如上所述的探針卡中，因為用于探針卡的導(dǎo)板100a、100b包括分別作為基底材料的金屬基底110a、110b，所以可以在維持導(dǎo)板100a、100b的強(qiáng)度的同時減小導(dǎo)板100a、10b的厚度。因此，微細(xì)通孔11 la、11 Ib可以以緊密節(jié)距容易地分別形成在金屬基底110a、IlOb 中。
[0047]另外，第一絕緣層120b、120a和金屬層130b、130a以該順序?qū)盈B在金屬基底110、IlOa的通孔IllbUlla的內(nèi)壁112a、112b上。換言之，各個第一絕緣層120b存在于各個通孔Illb的內(nèi)壁112b與各個金屬層130b之間，并且各個第一絕緣層120a存在于各個通孔Illa的內(nèi)壁112a與各個金屬層130a之間。這使得即使使探針200的第一端210和第二端220與金屬層130b、130a接觸時，也可以防止探針200經(jīng)由金屬基底IlObUlOa而彼此導(dǎo)通。另外，當(dāng)探針200的第二端220與測量對象I的電極Ia分別接觸時，高頻電流流過探針200，從而在探針200內(nèi)產(chǎn)生焦耳熱。應(yīng)當(dāng)注意的是，在產(chǎn)生焦耳熱的時段期間，各個探針200的第一端210和第二端220與金屬基底IlObUlOa的通孔111b、Illa的金屬層130b、130a接觸。因此，可以通過金屬基底IlObUlOa發(fā)散探針200中的焦耳熱。因此，可以抑制由于這種焦耳熱而引起的熔裂和脆裂。被發(fā)散的焦耳熱還有助于增大流過探針200的電流值。
[0048]另外，金屬基底IlOaUlOb由具有與半導(dǎo)體晶片或半導(dǎo)體器件的熱膨脹系數(shù)相等或接近的熱膨脹系數(shù)的金屬制成。因此，即使探針卡在熱環(huán)境下用于測量半導(dǎo)體晶片或半導(dǎo)體器件的電特性時，該熱也使用于探針卡的導(dǎo)板100a、100b以與半導(dǎo)體晶片或半導(dǎo)體器件相同或相似的方式膨脹。如果用于探針卡的導(dǎo)板100a、100b以與半導(dǎo)體晶片或半導(dǎo)體器件非常不同的方式熱膨脹，則被用于探針卡的導(dǎo)板10a的通孔Illa引導(dǎo)的探針200的第二端220會相對于半導(dǎo)體晶片或半導(dǎo)體器件的電極進(jìn)行位移。這種位移會造成探針200對于半導(dǎo)體晶片或半導(dǎo)體器件的接觸失敗。然而，這種可能性可以在本探針卡中降低。另外，通過使金屬基底110’接地，可以實現(xiàn)去噪。
[0049]第二實施方式
[0050]接著，將參照圖4A和圖4B描述根據(jù)本發(fā)明的第二實施方式的用于探針卡的導(dǎo)板。圖4A和圖4B所示的用于探針卡的導(dǎo)板100’具有金屬基底110’、多個第一絕緣層120’以及多個第二絕緣層130’。下面將詳細(xì)描述導(dǎo)板100’的這些組成部分。
[0051]金屬基底110’由具有與半導(dǎo)體晶片(未示出)或半導(dǎo)體器件(未示出)的熱膨脹系數(shù)相等或接近的熱膨脹系數(shù)(熱膨脹系數(shù)為4ppm/°C至10ppm/°C)的金屬制成。例如，金屬基底110’可以由N1-Fe合金制成。金屬基底110’具有多個通孔111’和通孔111’的內(nèi)壁112’。通孔111’貫穿金屬基底110’的厚度。通孔111’均是圓柱形狀或多棱柱(例如，四棱柱)形狀。通孔111’具有這種內(nèi)部形狀:允許通過該通孔111’插入要描述的探針卡的探針200 (參照上述圖3B和圖3C)。通孔111’設(shè)置在與半導(dǎo)體晶片或半導(dǎo)體器件的電極的位置對應(yīng)的位置處。
[0052]通過在金屬基底110’的外表面(即，上表面(權(quán)利要求書中的主表面)、下表面(權(quán)利要求書中的背面)以及外周面)和通孔111’的內(nèi)壁112’上的熱氧化，形成絕緣氧化膜層。金屬基底110’的外表面上形成的絕緣氧化膜層(厚度:0.5μm至2μm)將稱為第二絕緣層130’，并且通孔111’的內(nèi)壁112’上形成的絕緣氧化膜層將稱為第一絕緣層120’。第一絕緣層120’和第二絕緣層130’彼此連續(xù)。第一絕緣層120’是符合通孔111’的內(nèi)部形狀的筒狀(具有圓形或多邊形剖面的筒狀)。第一絕緣層120’和第二絕緣層130’電絕緣。
[0053]下面將參照圖5描述具有上述構(gòu)造的用于探針卡的導(dǎo)板100’的制造方法。首先，制備陶瓷或硅(Si)基板10’。使基板10’經(jīng)受電鍍，以在上面形成銅犧牲層20’。將抗蝕劑30’涂敷在犧牲層20’的頂部。然后，使用掩模對抗蝕劑30’進(jìn)行曝光及顯影，以在犧牲層20’上形成多個抗蝕劑柱31’(即，去除抗蝕劑30’的除了抗蝕劑柱31’之外的部分)。
[0054]然后，對犧牲層20’執(zhí)行電鍍，并在犧牲層20’上形成N1-Fe鍍層40’。該步驟導(dǎo)致將抗蝕劑柱31’嵌入在N1-Fe鍍層40’中。此后，對N1-Fe鍍層40’的所示上表面進(jìn)行研磨，以便從N1-Fe鍍層40’露出抗蝕劑柱31’的如圖5所示的上端。然后，去除抗蝕劑柱31’，以在N1-Fe鍍層40’中制成通孔41’。
[0055]將基板10’、犧牲層20’、N1-Fe鍍層40’浸漬在蝕刻劑中。蝕刻劑選擇性地溶解銅(Cu)，以便蝕刻犧牲層20’，并且從N1-Fe鍍層40’去除基板10’。另選地，替代蝕刻犧牲層20’，還可以從犧牲層20’物理地去除基板10’并且從N1-Fe鍍層40’物理地去除犧牲層20’。此后，在400°C至800°C溫度下在含有氧氣的惰性氣體中加熱N1-Fe鍍層40’，用于熱氧化N1-Fe鍍層40’的外表面(即，上表面(主表面)、下表面(背面)以及外周面)和通孔41’的內(nèi)壁。這是如何獲得用于探針卡的導(dǎo)板100’。N1-Fe鍍層40’形成金屬基底110’，并且通孔41’形成通孔111’。經(jīng)由熱氧化形成在N1-Fe鍍層40’的外表面上的絕緣氧化膜層形成第二絕緣層130’，并且形成在通孔41’的內(nèi)壁上的絕緣氧化膜層形成第一絕緣層120’。N1-Fe鍍層40’可以被修改為具有與半導(dǎo)體晶片或半導(dǎo)體器件的熱膨脹系數(shù)相等或接近的熱膨脹系數(shù)的任意金屬鍍層。
[0056]為了便于說明，以下參照圖3A至圖3C描述根據(jù)本發(fā)明的第二實施方式的探針卡。除了本探針卡具有兩個用于探針卡的導(dǎo)板100’而不具有用于探針卡的導(dǎo)板100a、100b之夕卜，該探針卡具有與第一實施方式的探針卡相同的構(gòu)造。下面將詳細(xì)描述差異，而將不描述交疊特征。
[0057]用于探針卡的兩個導(dǎo)板100’彼此的區(qū)別在于:一個用于探針卡的導(dǎo)板100’具有比另一個用于探針卡的導(dǎo)板100’小的外部尺寸。代替用于探針卡的導(dǎo)板100b，使用一個用于探針卡的導(dǎo)板100’，并且代替用于探針卡的導(dǎo)板100a，使用另一個用于探針卡的導(dǎo)板100’。具體地，另一個用于探針卡的導(dǎo)板100’用螺栓和螺母以與布線板400間隔開并平行于布線板400的方式固定到布線板400。間隔件300插入在用于探針卡的另一個導(dǎo)板100’的相反兩端與布線板400之間。用于探針卡的一個導(dǎo)板100’用螺栓和螺母以與布線板400平行且與布線板400間隔開的方式固定到布線板400，以便布置在布線板400與用于探針卡的另一個導(dǎo)板100’之間。用于探針卡的一個導(dǎo)板100’的通孔111’在鉛垂線方向(如圖3A至圖3C所示的垂直方向)相對于另一個導(dǎo)板100’的各個通孔111’以間隔開的關(guān)系布置。
[0058]各個探針200的第一端210通過用于探針卡的一個導(dǎo)板100’的關(guān)聯(lián)通孔111’被容納，并可與通孔111’的第一絕緣層120’接觸。各個探針200的第二端220通過用于探針卡的另一個導(dǎo)板100’的關(guān)聯(lián)通孔111’被容納，并可與通孔111’的第一絕緣層120’接觸。
[0059]上述探針卡被安裝在測試器(未示出)的探針上，并且用于測量作為半導(dǎo)體晶片或半導(dǎo)體器件的測量對象1(為了便于說明，參照圖3C)的電特性。具體地，探針使探針卡與測量對象I彼此面對，然后彼此靠近。然后，探針卡的探針200的第二端220分別與測量對象I的電極Ia接觸，測量對象I的電極Ia分別按壓探針200的第二端220 ( S卩，負(fù)荷被施加于第二端220上)。然后，使探針200的彈性變形部230彈性變形，以彎曲，使得探針200大致彎曲。使被彎曲的探針200的第一端210和第二端220分別接觸用于探針卡的一個和另一個導(dǎo)板100’的第一絕緣層120’的上端和下端(為了便于說明，參照圖3C所示)。該狀態(tài)允許測試器測量測量對象I的電特性。
[0060]在如上所述的探針卡中，因為用于探針卡的導(dǎo)板100’包括作為它們的基底材料的金屬基底110’，所以可以在維持導(dǎo)板100’的強(qiáng)度的同時減小導(dǎo)板100’的厚度。這使得可以在金屬基底110’中以緊密節(jié)距形成微細(xì)通孔111’。
[0061]另外，第一絕緣層120’形成在金屬基底110’的通孔111’的內(nèi)壁112’上。這使得即使在探針200的第一端210和第二端220與第一絕緣層120’接觸時，也可以防止探針200經(jīng)由金屬基底110’而彼此導(dǎo)通。另外，當(dāng)探針200的第二端220與測量對象I的電極Ia分別接觸時，高頻電流流過探針200，從而在各個探針200中產(chǎn)生焦耳熱。應(yīng)當(dāng)注意的是，在產(chǎn)生焦耳熱的時段期間，各個探針200的第一端210和第二端220與金屬基底110’的通孔111’的第一絕緣層120’接觸。因此，可以通過金屬基底110’發(fā)散探針200中的焦耳熱。因此，如果探針200的尺寸微細(xì)，也可以抑制由于這種焦耳熱而引起的探針200的熔裂和脆裂。被發(fā)散的焦耳熱還有助于增大流過探針200的電流值。
[0062]另外，金屬基底110’由具有與半導(dǎo)體晶片或半導(dǎo)體器件的熱膨脹系數(shù)相等或接近的熱膨脹系數(shù)的金屬制成。因此，在探針卡在熱環(huán)境下用于測量這種半導(dǎo)體晶片或半導(dǎo)體器件的電特性的情況下，用于探針卡的導(dǎo)板100’以與半導(dǎo)體晶片或半導(dǎo)體器件相同或相似的方式膨脹。如果用于探針卡的導(dǎo)板100’以與半導(dǎo)體晶片或半導(dǎo)體器件非常不同的方式熱膨脹，則被用于探針卡的導(dǎo)板100’的通孔111’引導(dǎo)的探針200的第二端220會相對于半導(dǎo)體晶片或半導(dǎo)體器件的電極進(jìn)行位移。這種位移會造成探針200未能與半導(dǎo)體晶片或半導(dǎo)體器件接觸。然而，這種可能性可以在本探針卡中被降低。另外，通過使金屬基底110’接地，可以實現(xiàn)去噪。
[0063]上述用于探針卡的導(dǎo)板和上述探針卡不限于上述實施方式，而可以在權(quán)利要求書的范圍內(nèi)任意地修改。下文將詳細(xì)描述修改例。
[0064]在上述第一實施方式和第二實施方式中，用于探針卡的導(dǎo)板的金屬基底由具有與半導(dǎo)體晶片或半導(dǎo)體器件的熱膨脹系數(shù)相等或接近的熱膨脹系數(shù)的金屬制成。然而，構(gòu)成金屬基底的金屬不限于上述第一實施方式和第二實施方式中描述的金屬，而可以是其他金屬。另外，可以對金屬基底的通孔的內(nèi)壁進(jìn)行任意修改，只要金屬基底的通孔的內(nèi)壁上至少設(shè)置有筒狀的第一絕緣層即可。例如，一個或多個其他層(金屬層、絕緣層等)可以設(shè)置在各個第一絕緣層上。第一實施方式的第一絕緣層120可以被修改為通過熱氧化金屬基底110的通孔111的內(nèi)壁而形成的絕緣氧化膜層。第二實施方式的第一絕緣層120’可以被修改為層疊在金屬基底110’的通孔111’的內(nèi)壁上的聚酰亞胺、環(huán)氧樹脂等的有機(jī)電沉積膜，或S12、氮化娃等的派射膜。
[0065]在上述的第二實施方式中，作為絕緣氧化膜層的第二絕緣層130’形成在金屬基底110’的上表面、下表面以及外周面上。然而，它們可以被修改為任意構(gòu)造:金屬基底110’的上表面(主表面)、下表面(背面)以及外周面中的至少一個設(shè)置有第二絕緣層。例如，通過對金屬基底的外周面進(jìn)行遮掩而熱氧化金屬基底，作為絕緣氧化膜層的第二絕緣層可以僅設(shè)置形成在上表面和下表面上。還可以在金屬基底110’的上表面、下表面以及外周面中的至少一個上層疊第二絕緣層。進(jìn)一步地，可以通過對金屬基底110’的上表面、下表面以及外周面進(jìn)行遮掩，僅在金屬基底的通孔的內(nèi)壁上設(shè)置作為絕緣氧化膜層的第二絕緣層。
[0066]在上述第一實施方式中，金屬層130是符合第一絕緣層120的內(nèi)部形狀的筒狀。然而，可以省略金屬層。另選地，金屬層可以被修改為在第一絕緣層上的任意層。例如，金屬層可以僅設(shè)置在第一絕緣層的部分上(可與探針接觸的部分上)。金屬層可以是除了諸如Rh或Ni基合金等的硬金屬之外的金屬。
[0067]在上述第一實施方式和第二實施方式中，探針200均包括第一端210、第二端220以及彈性變形部230。然而，可以以任意方式修改探針，只要探針可以通過形成在根據(jù)上述第一實施方式或第二實施方式或一個修改例的用于探針卡的導(dǎo)板中的通孔而被容納即可。例如，探針可以是直線狀或懸臂形狀的針。而且，在這種情況下，各個探針的第一縱長端和第二縱長端中的至少一個可以通過根據(jù)上述第一實施方式或第二實施方式或一個修改例的用于探針卡的導(dǎo)板中所形成的通孔而插入。
[0068]在第一實施方式中，探針200可與用于探針卡的導(dǎo)板的通孔的內(nèi)壁上的第一絕緣層接觸，而在第二實施方式中，探針200可與用于探針卡的導(dǎo)板的第一絕緣層上的金屬層接觸。然而，探針可以不與用于探針卡的導(dǎo)板的通孔的內(nèi)壁上的第一絕緣層接觸，也不與第一絕緣層上的金屬層接觸。另選地，探針可以總是與用于探針卡的導(dǎo)板的通孔的內(nèi)壁上的第一絕緣層接觸，或與第一絕緣層上的金屬層接觸(即，探針可以總是與導(dǎo)板接觸)。
[0069]可以省略彈性變形部。在第一實施方式和第二實施方式中，探針200的彈性變形部230通常是C形。然而，彈性變形部可以是在探針的第二端在負(fù)荷下以便與根據(jù)上述第一實施方式或第二實施方式或一個修改例的用于探針卡的導(dǎo)板的通孔的第一絕緣層或金屬層接觸時允許彈性變形的任意形狀。例如，彈性變形部可以大致是L形，或具有相對于第一端和第二端的縱長方向傾斜的部分的形狀。
[0070]探針卡可以不設(shè)置中間板500、彈簧探針600、主電路板700、和/或加強(qiáng)板800。另外，布線板可以或可以不連接到另一個板(包括主電路板)。布線板自身可以用作主電路板。布線板可以經(jīng)由彈簧探針600或諸如常用探針和電纜等的任意公知連接裝置電連接到另一個電路板?？梢詫哂锌偸桥c導(dǎo)板接觸的探針的探針卡進(jìn)行如該段中描述的任意修改。
[0071]應(yīng)當(dāng)理解的是，上述實施方式的用于探針卡的導(dǎo)板和探針卡的組成部分的材料、形狀、尺寸、數(shù)量、排布以及其他構(gòu)造僅以示例的方式描述，并且如果可以執(zhí)行類似功能，則可以以任意方式修改。
[0072]附圖標(biāo)記列表
[0073]100、100a、100b:用于探針卡的導(dǎo)板
[0074]110、110a、110b:金屬基底
[0075]111、111a、Illb:通孔
[0076]112、112a、112b:通孔的內(nèi)壁
[0077]120、120a、120b:第一絕緣層
[0078]130、130a、130b:金屬層
[0079]100’:用于探針卡的導(dǎo)板
[0080]110’:金屬基底
[0081]111’:通孔
[0082]112’:通孔的內(nèi)壁
[0083]120’:第一絕緣層
[0084]130’:第二絕緣層
[0085]200:探針
[0086]210:第一端
[0087]220:第二端
[0088]230:彈性變形部
[0089]300:間隔件
[0090]400:布線板
[0091]500:中間板
[0092]600:彈簧探針
[0093]700:主電路板
[0094]800:加強(qiáng)板
【權(quán)利要求】
1.一種用于探針卡的導(dǎo)板，所述導(dǎo)板包括: 金屬基底，該金屬基底包括多個通孔和所述通孔的內(nèi)壁，所述通孔適于容納探針穿過該通孔；以及 具有筒狀的第一絕緣層，該第一絕緣層位于所述金屬基底的所述通孔的各個內(nèi)壁上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于探針卡的導(dǎo)板，該導(dǎo)板還包括位于各個所述第一絕緣層上的金屬層。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于探針卡的導(dǎo)板，該導(dǎo)板還包括位于所述金屬基底的主表面和背面上的第二絕緣層。
4.一種探針卡，該探針卡包括: 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任意一項所述的用于探針卡的導(dǎo)板； 布線板，所述布線板被布置為面向所述用于探針卡的導(dǎo)板，所述布線板包括布置在對應(yīng)于所述通孔的位置處的多個電極；以及 多個探針，所述多個探針通過所述導(dǎo)板的所述通孔而被容納， 其中， 所述探針均包括: 與一個所述電極接觸的第一端； 與所述第一端相反的第二端；以及 位于所述第一端與所述第二端之間的彈性變形部，所述彈性變形部被構(gòu)造為由于所述第二端上的負(fù)荷而彈性變形，以便允許所述探針與所述導(dǎo)板接觸。
5.一種探針卡，該探針卡包括: 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任意一項所述的用于探針卡的導(dǎo)板； 布線板，所述布線板被布置為面向所述導(dǎo)板，所述布線板包括設(shè)置在對應(yīng)于所述通孔的位置處的多個電極；以及 多個探針，所述多個探針通過所述導(dǎo)板的所述通孔而被容納，所述探針與所述導(dǎo)板接觸并與所述電極接觸。
【文檔編號】G01R1/073GK104508499SQ201380040382
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2013年7月25日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月1日
【發(fā)明者】木村哲平, 樊利文 申請人:日本電子材料株式會社