具有分段的衬底的探针卡制造技术

提供了一种用于测试半导体小片的探针卡。所述探针卡包括：安装盘；以及多个衬底部分，由安装盘支撑。多个衬底部分由安装盘通过框架支撑。通过这种结构，可以提供由单个较小衬底部分的组合形成的相对较大尺寸的探针卡。因此，通过单个较小衬底部分的良好属性确保了大尺寸探针卡的理想的平整度特性、制造特性、以及位置容差。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于测试集成电路的装置。更特别地，本专利技术涉及 一种用于半导体集成电路的晶片测试的探针卡。
技术介绍
在半导体集成电路制造中，通常在制造期间以及出货之前测试 集成电路("IC"),以确保正常的操作。晶片测试是公知的测试技 术，其通常用于安装有晶片的半导体IC (或多个小片(dice))的 产品观'H式，其中，在自动测i式装置(automatic test equipment, ATE) 与安装于晶片上的每个IC之间建立临时电流，以证明IC的正常性 片测试中使用的示例性部件包括ATE测试板(例如，连接至 ATE的多层印刷电路板)，其在ATE与探针卡之间来回传送测试信示例性探针卡是通常包含用于与IC晶片上的一系列连接端子 (或小片接触部(die contact))建立电接触的数百个设置的探针的 印刷电路板。公知的探针卡还可包括衬底或所谓的空间变压器，其 将探针与印刷电路板电连接。空间变压器可包括多层陶瓷衬底、多层有机物衬底等。将多个柔性探针中的每一个安装至空间变压器的 安装面是7>知的。通常，通过半导体制造领域内普通技术人员7>知 的常规镀敷或蚀刻技术，优选地，将探针安装在形成于衬底上的金 属焊盘上以进行导电。制作探针卡的一个难点在于，期望将空间变压器衬底的安装面维持在严格的平整度容差内，使与IC连接端子相连接的探针针尖部位置的不期望的变化最小化。对于建立和维持每个探针针尖与被 测试芯片的端子之间相同的接触状况，探针组件内所有探针针尖的 严格位置容差是非常重要的。位置容差影响探针针尖相对于相应端子的位置，以及在探针与IC连接端子之间建立良好的电连接所需要的力。为了严格地控制探针针尖的位置容差，要求这些探针的安 装面尽可能的平齐。对于大型探针卡而言，要求大型探针卡可以适应大量的半导体 小片的同时测试，或者大型单件半导体小片的测试，从而提高测试 处理的效率。然而，由于揮:针卡和衬底的尺寸增加，使得高效地制 作具有良好平整度特性的衬底变得更加困难。例如，随着衬底材料被折叠(lap)成期望结构，会产生或消除剩余应力。衬底材料的应力状态的变化进而会导致衬底的扭曲，随着衬底增大，会导致大量 的平整度偏差。另外，与制作过程中具有相同的缺陷率并制作较小 的衬底工件的产品处理中出现的不可恢复的缺陷相比，相对较大的 衬底工件中不可恢复的缺陷会导致更多的浪费，因此降低了效率。 更进一步的，随着探针卡和衬底尺寸增加，探针针尖的位置偏离期 望的正常位置的变化还会随着衬底曝露于温度变化并承受村底材 料的热膨胀特性系数导致的膨胀和收缩而增大。因此，期望提供一种探针卡和衬底，其具有相对较大的尺寸， 并且结合了良好的平整度特性、良好的制造特性、以及能够在该探 针卡的期望操作温度范围内保持良好的位置容差
技术实现思路
才艮据本专利技术的示例性实施例，提供了一种用于测试半导体小片的探针卡。该探针卡包括安装盘；以及多个衬底部分(segment), 由安装盘支撑。根据本专利技术的另一示例性实施例，提供了一种探针卡。该探针 卡包括印刷电路板，其包括多个导电焊盘。该探针卡还包括探 针衬底，支撑多个衬底元件。探针元件可导电地连接至多个导电焊 盘中的每一个。^果4十衬底包括多个衬底部分。附图说明出于示出本专利技术的目的，图中示出了本专利技术目前优选的形式； 然而，应当理解，本专利技术并不限定于所示出的具体布置和手段。在 附图中图l是现有技术中包含多个半导体小片的晶片的平面图；图1A是图1的半导体晶片的半导体小片的放大细节图；图2是示出了通过框架连接至安装盘的衬底的上表面的现有技 术中纟冢针卡的局部示意平面图；图3是^4居本专利技术示例性实施例的揮:针卡的局部示意平面图；图4是沿着图3的线3-3取图3的探针卡的示意横截面图，其 示出了安装于框架中的衬底部分的组件；图5示出了具有使用水性环氧树脂(compliant epoxy )在框架 中定位衬底部分的框架的图3和4的框架的放大细节图； 图6是示出了通过将弹性偏置件用于在框架中定位衬底部分的 图3和图4的才医架的》文大细节图；图8是根据本专利技术示例性实施例的探针卡的示意横截面图； 图9是根据本专利技术示例性实施例的另一探针卡的示意^t截面图；图10是根据本专利技术示例性实施例的再一个探针卡的示意横截 面图；以及图11是根据本专利技术示例性实施例的另一探针卡的示意横截面图。具体实施方式根据本专利技术的示例性实施例，提供了用于测试半导体小片的探 针卡。该探针卡包括安装盘；以及通过框架连接至安装盘的多个 衬底部分。例如，该框架包括至少一个偏置件，用于将每个衬底部 分偏置到相对于框架的第一位置，并弹性地适应衬底部分的热膨月长 和收缩。此外，框架可用具有低热膨"长系凄t的材并牛制成。参照附图，首先参照图1、 1A和2，在现有技术已知的，提供 了适合在具有多个半导体小片22的半导体晶片20的测试中使用的 探针卡10。每个半导体小片22具有多个小片接触部24(尽管图1A 中示出了少量的4妄触部，^f旦应该明白，小片22中可以包含4壬意凝: 量的小片接触部)。现有技术的探针卡10包括安装盘30和通过框 架50连接至安装盘30的衬底40。在晶片测试技术中，衬底40还 可以是指例如"空间变压器"。安装盘30可以是指例如与衬底40 电连通的印刷电路板。尽管这里所描述的特定附图中示出的衬底(例如，衬底40)相 比于对应的安装盘和/或PCB (例如，安装盘30)具有相对4交大的 尺寸，^旦应该明白，这是出于清晰示出的目的。应该明白，所示出 的部件的相对尺寸与本专利技术无关，并且在特定的#1针卡中，衬底(例 如，空间变压器)明显小于PCB。多个探针42安装在衬底40的安装面44上。例如，探针42由 诸如铝或铜的导电金属制成。在半导体晶片20的测试期间，晶片 20与探针卡10之间的相对移动导致探针42的针尖与受到测试的半 导体小片22的接触部24之间的电接触。使探针42的针尖彼此之 间非常精确地相对定位对于确保在晶片测试期间探针卡10的正常 操作是很重要的。衬底40可包括例如多层陶瓷材料、多层有机物材料等。衬底 40具有宽度dl和长度d2。在这种现有技术的衬底中，安装面44 呈波形，这可以由制造衬底40的处理产生，也可以由衬底40的后 续处理产生。如果探针42安装于不平整的安装面44上，则安装面 44的波形将会降低探针针尖相对于小片接触部24定位的精确度。 波度大小将是衬底40的整体尺寸的函凄t。例如，如果衬底40的剩 余应力将导致沿衬底40的中心轴0.5度的偏斜，则安装面44移出 理想平面位置的距离将随着与中心轴的距离增大。在探针42损坏前，通常仅能适应有限的偏斜度。因此，随着 探针卡尺寸的增大，期望探针42可适应的波形通常也增大，可以 想到，期望适应的波形会超过纟罙针42可适应的偏寺+等级。另外， 随着衬底40尺寸的增大，由于落入制造公差之外的衬底40通常要 被丢弃，所以废品量也会上升。 除了安装面44的波形之外，衬底40与半导体晶片20之间不 同的热膨胀也会导致探针针尖相对于小片接触部24的不精确定位。 由于不同的热膨胀特性会随着衬底40的尺寸增加而增加，会导致 探针针尖距离其正常位置的位移增大，例如，因为晶片通常包括硅， 而衬底通常包括诸如陶本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种探针卡，包括：安装盘；以及多个衬底部分，由所述安装盘支撑。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：斯科特R威廉斯，巴哈德尔图纳博伊卢，安霍塔伊源，
申请(专利权)人：SV探针私人有限公司，
类型：发明
国别省市：SG[新加坡]