用于IC测试之具有高弹性悬臂之弹簧探针制造技术

本发明专利技术是具有一悬臂之探针，由一固定锚将该探针连接于一个底座上，该悬臂之朝向该底座之表面、或该底座朝向该悬臂之表面为具有接触点之阶梯，当对悬臂施压时会使该接触点接触该底座；或是，该悬臂之表面及／或该底座之表面呈曲线状。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用以测试电子电路的装置，特别是指但不限定于一种排列在半导体晶片上的集成电路探针装置。
技术介绍
由于许多排列在半导体晶片上的集成电路(Integrated Circuits，IC)可能无法正常运作，因此要求在封装该IC前或包含该IC在多芯片模块(Multi-Chip Module，MCM)前先作测试处理，该装置自一测试器传送电力及信号至该IC，此为大家所熟知的探针卡。传统的探针卡通过固定在悬臂上之细尖针状物至一印刷电路板(Printed Circuit Board，PCB)上的方式来传送该电子信号至该IC的焊垫。上述探针指针在后面简称为探针，该探针一般是利用电化学刻蚀(electro-chemically etching)的方式由钨(tungsten)、铜(copper)、钯(palladium)或其合金之金属线制成。当探测时，该探针与IC焊垫(IC bond pads)进行物理接触并且刮除(scratch)该IC焊垫。刮除(scratching)是一种为了使探针与焊垫达到良好的电子接触状态的重要步骤，因为通常该IC焊垫是被一原生绝缘氧化膜所覆盖。由于IC变得日益复杂，且多层测试(multi-die testing)已成为基准，因此探针卡上之探针数量也不断地在增加，同样的，焊垫的大小及其间距也为了符合缩小之IC而相对减小，以上所提及之悬臂式探针卡。由于是由精密的手工制造，因此未能充分满足目前主流趋势的需求。其它水平式探针则大量借助于半导体制造的方式来生产，如Eldridge，et al.在美国专利第5,832,601号中所描述之利用半导体封装焊线机(wire bonder)制程来制造探针骨架之方法；Smith，et.Al.在美国专利第5,613,861号中所描述之利用阴极喷镀法(sputtering)制造薄膜弹簧的方法；以及Cohen在美国专利第6,027,630号中所描述之方法则是利用蒸镀(deposition)技术及牺牲金属层(sacrificial metal layers)的选择性移除方法来制造3D立体结构。然而，目前还未有一种装置利用沿着整个探针之长度来散布所应用之均匀弯曲应力(bending stress)，以达到在有限的空间内产生更多弹性(resiliency)之目的，比方说在进行晶片层测试时。
技术实现思路
本专利技术系有关于一种具弹性之弹簧探针，当完全被挠曲(deflected)至或接近该弹簧物的屈服强度(yield strength)时，利用沿着该整个弹簧之长度之最大弯曲应力(bending stress)来控制其挠度(deflection)。本专利技术之一实施例在于，该探针具有一弹簧悬臂；一底座，藉由一固定锚将该底座连接于该悬臂之一端；一尖端，设置于该悬臂之另一端；其中该悬臂朝向该底座之表面具有一阶梯之表面。在本专利技术之另一实施例中，该底座朝向该悬臂之表面具有一阶梯之表面。在本专利技术之另一实施例中，该悬臂朝向该底座之表面及/或该底座朝向该悬臂之表面系呈曲线状。本专利技术中另一实施例为，一种包含将晶片黏着之焊垫与该探针之探针头相互对准；驱动该晶片进入该探针头，并对该晶片进行电子测试。附图说明由具体实施例配合所附的图式详加说明，当更容易了解本专利技术之目的、
技术实现思路
、特点及其所达成之功效。图1是本专利技术一实施例所述的探针示意图；图2是本专利技术图1所示探针之透视图；图3是本专利技术图1所示之弹簧呈挠曲状态之示意图；图4是本专利技术用黏着于一空间转换器的多个弹性弹簧；图5是根据本专利技术之另一实施例所述之探针；图6是说明具有一组相互搭配底座/悬臂之探针；图7是根据本专利技术实施例所述之使用探针方法之流程图。具体实施例方式以下说明内容在于提供此具有一般技术之人士能够实施本专利技术，并且提供此特别申请案之内容及其需求。对于熟悉此项技术之人士而言，针对实施例所做的不同修改是浅显易懂的，且在此所定义之通称构造可适用于其它实施例及应用，而不会脱离本专利技术的精神及范围。因此，本专利技术并非仅限制于所述之实施例，而是涵盖包括这里公开的原理、特点和精神的最大范围。图1及图2为本专利技术之一实施例。特别是一种具有悬臂之弹簧探针100，其包含有利用美国专利第6,027,630所述之电镀技术所制成之复数层(multiple layer)。该探针100包含有一悬臂110，并由一固定锚150将该悬臂110连接于一底座140上，该固定锚150是位于该悬臂110之一端。一尖端120设置在该悬臂110之另一端。该尖端120是由一硬质贵金属(hard precious metal)所制成，如铑(rhodium)，同时，该悬臂110是由导电性强的金属制成，如电沉积物镍(Ni)。然而，并不排除使用其它化合物来制造。该悬臂110的上下两个表面包含有多个阶梯状构造。位于该下表面的多个阶梯具有多个接触点130(比方说有9个接触点)，当该探针100与底座140相接合时，则该接触点130与该底座140相接触。在一实施例中，当离该固定锚150的距离越远，则该接触点130的间距就相对减少。根据本专利技术的另一实施例，该悬臂110通过控制挠度曲线(deflectioncurve)，散布弯曲应力(bending stress)在整个探针100之长度上，如图3所示，当悬臂110挠曲(deflects)时，一个或多个接触点130与该底座140相接触，因此，可避免邻接于该固定锚150结构之悬臂承受过应力(overstress)，同时，在悬臂110上所产生的弹性能(elastic energy)会沿着整个悬臂110之长度而储存。如图4所示，该多个探针100被黏着于一空间转换器200(space transformer)上，该空间转换器200依次黏着至印刷电路版(PCB)上，组成该探针卡。满应力梁(fully-stressed beams)是现有技术。而机械教课书中也曾讨论过有关抛物状悬臂梁(parabolic-shaped cantilever beam)，它能产生均匀散布的最大正向应力(normal stress)(如忽略剪应力，ignoring shear stress)，然而，满应力梁(fully-stressed beams)通常与企图减轻重量、节省材料、及/或减少惯性力矩(moment of inertia)有相互关系，而本专利技术中之探针100却完全没有上述的考虑。本专利技术之实施例与传统的满应力梁(fully-stressed beams)主要有三点不同。1.本专利技术之实施例不是满应力，只是几乎是满应力，因为该悬臂2包含有平面层(flat layer)和有限数量的接触点130。因此，即使采用理想均匀状态来设计该悬臂110，其弯曲应力也不会完全均匀。2.由于上述原因，传统满应力梁(fully-stressed beams)会因此改变其剖面系数(section module)，移去不必要的材料。在本专利技术中，实现其最大应力均匀性主要是利用挠度曲线的控制，而不是着重于其剖面系数(section module)的改变。此举将转变为更好的弹性及载流量(current carrying capacity)，因为仅少部分的材料从位于该尖端120下的悬臂110上移去。该材料本身不但可适用于储存本文档来自技高网...

【技术保护点】
一探针，该探针包括：一弹簧悬臂；一底座，由一固定锚将该底座连接于该悬臂的一端；以及一个尖端，设置于该悬臂的另一端；其中该悬臂朝向该底座之表面具有一个阶梯的表面。

【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：菲利浦麦，
申请(专利权)人：JEM美国公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]