用于探测具有突起的接触元件的晶片的探测卡制造技术

提供了一种用于接触一具有突起的接触元件的电子元件的探测卡。具体说，本发明专利技术可用于接触一具有弹性接触元件、如弹簧的半导体晶片。将一探测卡设计成具有与晶片上的接触元件相配合的端子。在一较佳实施例中，端子是柱销。在一较佳实施例中，端子包括一适合于反复接触的接触材料。在一尤为优选的实施例中，将一间隔变换器制成在其一侧具有接触柱销，并在其相对侧具有端子。一具有弹簧接触件的插入器将该间隔变换器的相对侧上的一接触件连接于一探测卡上相应的端子，该端子进而连接于一可以与一诸如传统测试器之类的测试装置相连的端子。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于接触具有突起的接触结构的电子元件的装置。本专利技术尤其适合于探测具有弹性接触结构的晶片。
技术介绍
在制造半导体器件的技术中已众所周知，对某些器件要在其尚未从晶片上分离之前先就其某些功能度进行测试。传统上，这是用一探测卡和一探头来实现。附图说明图1中示出了一代表性的探测卡。该探测卡安装于一探头中，该探头进而高精度地检测探测卡的位置和取向以及待测试的晶片的位置和取向，然后使这两者精确地对齐。探测卡进而连接于一测试器，从而在测试器与晶片上的一或多个器件之间提供连接。测试器可给测试中的器件(DUT)通电，并评价该器件的性能。该过程可根据需要重复，用以基本上测试晶片上的每个器件。通过测试标准的器件才供进一步加工。一种特别有用的探测卡是利用弹性元件来接触晶片。这种探测卡示于图1中。该探测卡详细描述于名为“将探测卡组件的探头尖端整平的方法”的经普通转让的美国专利No.5,974,662中，其相应的PCT申请以WO 96/15458于1996年5月23日公开。半导体器件系在半导体晶片上制造，但必须经分离并连接于外部装置以实现功能。多年来，连接半导体的标准方法是以通常为铝材料的衬垫来制造半导体器件。这些衬垫通常用丝焊连接于较大的结构，该结构通常是引线框架。引线框架可以安装在一合适的外壳中，该外壳通常由陶瓷或塑料制成。外壳上的连接部的间隔设计成与一电路板或其它诸如插座之类的匹配装置相配合。这些年来，在外壳方面的创新使外壳中的间隔相对较小，并且引线脚的数量更高。在BGA外壳中，可以看到显著不同于这种外壳范例的变化。在此，接触点是可软熔材料的球粒。一般是使用焊料，使外壳可定位在一接触区域，然后经加热而使焊料软熔，从而提供可靠的电气连接。这一相同的原理可用在芯片级场合，以在接触区域上形成小突起。常用的工艺是制成C4球(可控塌陷芯片连接法)。传统的探测卡是设计成接触传统的接合衬垫，该接合衬垫通常是铝。图1的新型探测卡可用于这一用途。鉴于许多原因，探测C4球是较为复杂的，但图1的探测卡也可很好地适用于此用途。现在已经有新型的外壳，它允许直接在半导体晶片上形成小的弹性接触结构。这是几个专利的主题，包括于1998年11月3日颁发的美国专利5,829,128。这里在图2中示出了一示例性的实施例，即晶片208，它具有连接于端子226的弹簧224。已经披露有一种大型接触器，用于接触一构制有弹性接触元件的半导体晶片的局部或全部。在1997年1月15日提交的、经普通转让的待批美国专利申请No.08/784,862中描述了固定和老化工艺，该申请整个援引在此供参考。相应的PCT申请以WO 97/43656在1997年11月20日公开。专利技术概要本专利技术提供了一种用于探测具有突起的接触元件的半导体晶片的探测卡。具体说，本专利技术可用于接触弹性接触元件，诸如弹簧。将一探测卡设计成具有与晶片上的接触元件相配合的端子。在一较佳实施例中，端子是柱销。在一较佳实施例中，端子包括一适合于反复接触的接触材料。在一尤为优选的实施例中，将一间隔变换器制成在其一侧具有接触柱销，并在其相对侧具有端子。一具有弹簧接触件的插入器将该间隔变换器的相对侧上的一接触件连接于一探测卡上相应的端子，该端子进而连接于一可以与一诸如传统测试器之类的测试装置相连的端子。本专利技术的一个目的在于提供一种用于探测具有突起的接触元件的半导体器件的探测卡。本专利技术的另一个目的在于对一具有突起的接触元件的电子元件进行探测。该电子元件可包括一带外壳的半导体，诸如一BGA外壳。通过以下的描述及附图，可以更成分地理解本专利技术的上述和其它的目的和优点以及一示例性实施例的细节。附图简述图1表示一用于探测传统半导体器件的探测卡。图2表示一用于探测具有突起的接触元件的半导体器件的探测卡。图3表示用于探测具有突起的接触元件的半导体器件的探测卡的第二个图4到9表示用于形成适用于本专利技术的探测卡中的一柱销的工艺的诸步骤。图10和11表示本专利技术的与一具有行程止动保护件的晶片一起使用的装置。较佳实施例的描述图1的探测卡组件已在上述经普通转让的美国专利No.5,974,662中作了详细的描述。该图是5,974,662专利的图5，该专利使用的是500系列的标号，而在这里重新标号为100系列。参见图2，图1的探测卡组件经略微修改而用于新的用途。相同的构件包括安装于一探头(未图示)中的支承探测卡102。插入器112包括弹簧114和相应的弹簧116，它们通过插入器相连接，使相应的端子110和120电气连接。在间隔变换器106中，相应的端子120和222(图1中的122)相连接。探测卡102支承连接电路，因而一测试引线可连接于一相应的端子110，然后通过114、116、120和222(或122)接纳来自一半导体器件的连接部。在图1中，弹性接触元件124连接于端子122，并与半导体晶片108上的端子126相接触。在图2中，半导体晶片208具有端子226，这些端子进而具有突起的接触元件，在这里是弹性接触元件224，它们可与相应端子222的相应接触区域相接触，从而实现一个通到测试器的回路。测试器可对一个连接的半导体器件通电，以评价该器件的功能性。具有弹簧114和116的插入器112压靠于端子110和120上。通过将间隔变换器106克服插入器112的弹簧力而朝探测卡102压，即使端子110和端子120的弹簧114、弹簧116的尖端的平面度不佳，插入器也可保持与各个相应的端子110和120接触。而且，在各构件的弹性极限范围内，间隔变换器可相对于探测卡而倾斜，以允许在某些尺寸下的对准。可非常精确地调节差动螺钉138和136，以使间隔变换器118的表面相对于探测卡102重新定向。因此，可使任何相应连接于间隔变换器的元件定向。图1中的弹簧124和图2中的端子222的尖端可以相对于半导体晶片而作高精度地定位。参见图3，图中可以看到图2诸构件的另一实施例。主要的构件的功能与参照图2所描述的相同。间隔变换器324支承端子336和335，它们适当地相连接。插入器325支承弹性接触元件334和333。探测卡321支承端子332和331，它们适当地相连接。通常，来自测试器的一引线将连接于端子331，该端子进而连接于端子332，然后通过弹性接触元件333和334连接于端子335，最后连接于相应的端子336。支承弹簧320将间隔变换器324保持压靠于插入器325和探测卡321上。定向装置322以上述方式工作，精调间隔变换器相对于探测卡321的取向。图3更大范围地示出了半导体晶片310，它在这里具有几个不同的半导体器件311。在此，示出了一单个的半导体器件，它几乎与相应的端子336相连。通过使半导体晶片310朝探测卡321移动，可使一微弹簧接触件336与相应端子336的接触区域直接而紧密地接触，并因此而连接于一相应的测试器引线。在测试后，可对半导体晶片重新定位，使另一个半导体器件与探测卡组件上的相应端子相接触。图4示出了制造柱销结构的一特别优选的方法。制造插入器、间隔变换器和探测卡的细节详细描述于经普通转让的美国专利No.5,974,662中以及该专利所引用的早先申请中。参见图4，在结构400中，支承基底405包括端子410、互连件420和端子415。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种探测卡组件，包括：一探测卡（３２１），它包括多个电气接触件（３３１，３３２）；一探测基底（３２４），它具有多个接触衬垫（３３６），该接触衬垫设置用来接触一待探测器件（３１０）的突起的接触元件（３０１）；一第二基底 （３２５），它设置在探测卡和探测基底之间并与它们间隔开；以及多个细长的互连元件（３３３，３３４），它们通过探测卡和探测基底之间的第二基底提供柔性的电气连接，从而使电气接触件与接触衬垫相接触。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：BN埃尔德里奇，GW格鲁伯，GL马蒂厄，
申请(专利权)人：佛姆法克特股份有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]