探针组合体制造技术

本发明专利技术公开了一种探针组合体，具有构成母材的树脂胶膜、形成于树脂胶膜上并包含垂直探针的导电体所构成的导电图样、具有直线或曲线形状且能使其一端为固定端而另端为连接垂直探针的导电梁、以及与导电梁呈概略平行延伸的变形梁，前述导电梁与变形梁以机械性加强固定于垂直探针附近，且由具有平行弹簧结构的单撑梁所构成；此外，前述导电梁与变形梁具有导电性或非导电性的电气特性，使层迭数片前述内含垂直探针树脂胶膜的复数梁合成型探针组合体得以实施。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种LSI等电子设备(device)制程中，用于检测半导体晶圆所形成 的数个半导体芯片电路时，使用在探测器(prober)装置的一种探针组合体；特别是 涉及，当排列在半导体芯片上的电路端子(焊垫(pad))在晶圆状态下与探针垂直接 触，以用来汇总测量半导体芯片在电气导通探测(probing test)时，所使用于探测 器装置的一种复数梁合成型探针组合体。
技术介绍
电子设备伴随着半导体技术的进步而提升了积体度，并在半导体晶圆上所形成 的各半导体芯片中，增加了电路配线所能运用的区域，进而使各半导体芯片上的电 路端子(焊垫)量增加、继而縮小焊垫面积及使焊垫间距狭小化，让焊垫排列愈趋细 微化发展；同时，在半导体芯片未封装前，即呈裸晶状态时用以内置于电路板等的 芯片尺寸封装(CSP)方式已渐成主流，其在分割半导体芯片前，会进行晶圆状态特性 的确认及良否判定。特别是将焊垫排列做成细微化(狭隘间距化)的问题在于，对电子设备进行电气 特性测试或检査电路时，必须让接触半导体芯片的焊垫，获得电气导通的探针结构， 以符合焊垫排列的细微化，因此为了因应焊垫排列的细微化进步，便使用了各种测量手段。举例来说，在被检査的半导体芯片焊垫与检査装置之间，因应外力产生的弹性 变形而设有以区域排列数个针状探针的探针组合体等技术手段；在此种以探针组合 体电气连接半导体芯片测试电路的手段后，会再搭配使用一种称为「探针卡」的印 刷配线电路板。一般而言，在探针卡上采用具单撑梁悬臂(cantilever)结构的针状探针时，接 触半导体芯片焊垫的探针前端部分会呈现狭隘间距；但连接探针卡的根部，是从前端部分将探针呈放射状扩散配置而使间距加粗，再以焊锡等连接手段将探针黏合于 探针卡的电路端子；但在接触焊垫时，此悬臂结构的前端会偏往水平方向滑移而伤 及焊垫，此外，也会从焊垫脱落而导致低测量成品率等问题；况且只能逐一测量每 一个芯片，因此在安装每1只探针时便会出现精度上的误差，进而难以将接触压控 制一定程度等问题。 此外，另有替代这种悬臂结构的垂直式探针，换言之，就是将探针垂直固定于 探针卡电路端子上的垂直式探针，需以同等间距间隔，构成半导体芯片上的焊垫间 距和探针卡上的电路端子间距；但在印刷配线电路板的探针卡上，将电路图做成细 微化时，则具有制造技术上的瓶颈，因此难以符合电路端子所能运用的面积、配线 宽幅与焊垫间距等要求；再者，可焊锡的间距间隔也有瓶颈，即无法随着细微化， 而让垂直式探针对准半导体芯片的焊垫间距垂直固定于探针卡上。在探针卡上，其平面区域会因电路端子面积及其它电路配线宽幅而扩大占有比 率，并妨碍电路端子的狭隘间距化；于是在探针卡上使用多层印刷配线电路板，并 将电路端子排列成格子状或2列千鸟型，再由通过通孔(through hole)电气连接层 间配线，以维持垂直式探针只数的手段；但会扩大此通孔所占空间，且通孔的存在 也会形成妨碍电路端子排列狭隘间距的原因；若将垂直式探针固定于探针卡时，除 了难以将电路端子做成狭隘间距外，还需在焊锡作业上使用高度技术及庞大人力工 时，而使价格上扬；为了解决这些问题，本专利技术人等便提出垂直式探针组合体、及 利用垂直式探针组合体的探测器装置(参阅专利文献l及专利文献2)。本专利技术人等所提出昔式的垂直式探针组合体，是将铜薄板贴在如专利文献2的 图22所示呈缎带状(长方形状)的树脂胶膜面上，并通过蚀刻(etching)技术，让此 铜薄板在树脂胶膜面上形成具有弯曲部的垂直式铜探针，再层迭数片附设于此探针 的树脂胶膜后，即共构结成垂直式探针组合体。此垂直式探针组合体是属于层迭树脂胶膜的结构，可在极为狭隘的区域内配置 数只探针；此外，在树脂胶膜上设有朝长方向细长展延的开口部，探针具有将端子 设置于前端、且在上下关系中具有以所定间隔隔开间距，让垂直部中途沿着开口部 边缘，对垂直部弯曲成交叉方向的弹性变形部，让探针前端部形成，以树脂胶膜的 开口部和探针的弹性变形部，吸收因接触焊垫时的压力所造成的变形结构。由此可知，针对捡测时如何将探针及施加于树脂胶膜上的压力疏导，本专利技术人 等已藉由树脂胶膜开口部的大小、形状及探针的弯曲形状等技术手段提议出各种形 状；此外，最近更提议将导电图样做成用复数梁合成型探针组合体所形成连结环 (link)结构的探针；但，即使得以提供适用于狭隘间距化的探针组合体，也会因树 脂胶膜或探针加工工序的繁杂，进而面临高成本的问题。专利文献1:特开2000-338133号公报。专利文献2:特开2004-274010号公报。如上述所示，本专利技术人等用已提议的胶膜层迭型垂直式探针组合体所做的探测 器装置，属于可测量狭隘间距化的焊垫间距，例如可是为针对45;im间距以下(举例 来说20um间距)的半导体芯片进行测量的一种装置；而且在组装探针时，不需使 用焊锡或树脂等固定手段便可自动组装，进而可以低成本来进行量产；另于接触芯 片焊垫时，可垂直涵盖整体以具有对全体探针产生均等控制接触压的一大优点。然而，在构成前述现有的探针组合体中缺乏磁封(sealed)功能，因此在检测高频用设备时，会具有扩大静电容量导致无法测量等适用问题。此外，在检测具有矩形状排列及焊垫的复数芯片时，由于邻接芯片的焊垫间隔较小，以致于产生z方向(即垂直方向，以下说明内容皆相同)重迭时，较易因平行弹簧连结环等机构的设置而扩大垂直探针的身长、纵弯曲及变形等问题。
技术实现思路
本专利技术首要目的在于，将形成于树脂胶膜的垂直探针形状做成近似悬臂结构、 且表面积小的单纯结构以形成单撑梁结构，其具有縮小静电容量的电气特性，再由 增设对静电容量无影响的变形梁结构，使导电梁和变形梁之间会形成平行弹簧结构， 进而得以在垂直探针上进行并进动作，以扩大超速传动(over drive)等机械特性的 一种探针组合体。本专利技术的第二个目的能提供减少形成树脂胶膜开口部等制作工数及轻松加工的 复数梁合成型探针组合体。此外，本专利技术的第3个目的是在于使LSI等电子设备制程上，尤其是指在晶圆 状态状态下，可让垂直式探针接触排列在多芯片上的电路端子(焊垫)，以便作半导 体芯片的电气导通的探测测试，及作为液晶亮灯检测专用探针的探针组合体。本专利技术是采用以下技术手段实现的为达到本专利技术的目的，复数梁合成型探针组合体包含构成母材的树脂胶膜、 形成于树脂胶膜并由包含垂直探针的导电体所构成的导电图样、具有直线或曲线形 状且能使一端为固定端而另端连接垂直探针的导电梁、以及与导电梁呈概略平行延 伸的l个或复数个变形梁，前述导电梁与变形梁以机械性加强固定于垂直探针附近， 形成具有平行弹簧结构的单撑梁；此外，前述导电梁与变形梁具有导电性及非导电 性的电气特性，藉由层迭数张具有前述垂直探针的树脂胶膜，得以让前述垂直探针 的前端部汇总接触半导体芯片的电极焊垫，用以检测半导体芯片电路。本专利技术还可以采用以下技术手段实现复数梁合成型探针组合体，包含构成母材的树脂胶膜、形成于树脂胶膜上并由 包含垂直探针的导电体所构成的导电图样、形成具有平行四边形形状的平行弹簧连结环机构、与前述垂直探针相连接的导电梁、以及一体附设于此导电梁上的2个或2 个以上的变形梁，前述导电梁在电气绝缘的状态下，于前述平行弹簧连结环机构部 分设置本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种探针组合体，具复数梁合成型，其特征在于包括：　　　　构成母材的树脂胶膜；　　　　形成于树脂胶膜上并由包含垂直探针的导电体所构成的导电图样；　　　　具有直线或曲线形状且能使一端为固定端而另端为连接垂直探针的导电梁；以及　　　　与前述导电梁呈概略平行延伸的１个或复数个变形梁；　　　　前述导电梁与变形梁以机械性加强固定于垂直探针附近，形成具有平行弹簧结构的单撑梁；前述导电梁与变形梁具有导电性及非导电性的电气特性；　　　　由层迭数片前述内含垂直探针的树脂胶膜，并让前述垂直探针的前端部汇总接触半导体芯片的电极焊垫，以检测半导体芯片电路。

【技术特征摘要】
JP 2006-8-7 特愿2006-2395441. 一种探针组合体，具复数梁合成型，其特征在于包括 构成母材的树脂胶膜；形成于树脂胶膜上并由包含垂直探针的导电体所构成的导电图样； 具有直线或曲线形状且能使一端为固定端而另端为连接垂直探针的导电梁；以及与前述导电梁呈概略平行延伸的1个或复数个变形梁；前述导电梁与变形梁以机械性加强固定于垂直探针附近，形成具有平行弹簧结 构的单撑梁；前述导电梁与变形梁具有导电性及非导电性的电气特性；由层迭数片前述内含垂直探针的树脂胶膜，并让前述垂直探针的前端部汇总接 触半导体芯片的电极焊垫，以检测半导体芯片电路。2. 如权利要求1所述的探针组合体，其特征在于所述导电图样是由1条或数 条接地线、以及1条或复条讯号线所构成。3. 如权利要求1所述的探针组合体，其特征在于在维持所述平行弹簧连结环 机构所形成的相关位置状态下，以朝z方向设置复数个平行弹簧构成连结环位置。4. 如权利要求1所述的探针组合体，其特征在于在所述复数梁合成型探针组 合体上，以导电图样中面积较大的图样作为导电梁及变形梁的固定端。5. 如权利要求1所述的探针组合体，其特征在于将所述邻接讯号线区分群组 后再加以配置。6. 如权利要求1所述的探针组合体，其特征在于由加入2个或2个以上的导 电图样加入平行弹簧结构，构成具有平行弹簧连结环机构的各平行弹簧型探针，使 一端上具有前述垂直探针，而另一端则朝水平方向延伸成悬臂结构，以作为支撑部。7. 如权利要求1所述的探针组合体，其特征在于2个或2个以上的导电图样所 加入的平行弹簧结构，是属于弯曲变形的连结环机构。8. 如权利要求1所述的探针组合体，其特征在于在前述平行弹簧所构成的2 对向导电图样之间的树脂胶膜上，设有开口部。9. 如权利要求1所述的探针组合体，其特征在于在平行弹簧支撑部附近的树 脂胶膜上设有缺n，得以使平行弹簧进行并进运动。10. 如权利要求1所述的探针组合体，其特征在于通过连接前述垂直探针之间 的连结环机构及导电图样，可同时具有接触电路板连接焊垫的端子部。11. 如权利要求1所述的探针组合体，其特征在于前述端子部在层迭内含有垂 直探针的树脂胶膜时，是以等间距偏离各配置位置的方式实施，以便于各树脂胶膜上形成配线部。12. 如权利要求1所述的探针组合体，其特征在于所述端子部附近的导电图样 上，设有弯曲部。13. 如权利要求1所述的探针组合体，其特征在于所述连结环机构及端子部附 近设有切口部，以作为悬臂结构。14. 如权利要求l所述的探针组合体，其特征在于所述复数梁合成型探针组合体于水平方向倾斜角度e以形成连结环结构，并可由改变此角度e，以改变垂直探针及被检查晶圆上的焊垫间的划线量。15. 如权利要求1所述的探针组合体，其特征在于所述探针组合体内可插入不 同长度的导电图样、或导电配线和该探针组合体孔的支撑棒，及稀疏分布的电路板 电极、及可进行电气连接的1列或2列并行的垂直探针。16. 如权利要求1所述的探针组合体，其特征在于所述探针组合体具有长度不同的导电图样或导电配线，及稀疏分布的输出端子。17. 如权利要求1所述的探针组合体，其特征在于所述探针组合体具有长度不 同的接地部输出端子，及稀疏分布的接地部输出端子。18. 如权利要求l或5所述的探针组合体，其特征在于所述垂直探针附近具有 定位仿真部，并设有贯通该定位仿真部和树脂胶膜的贯通孔，让连结仿真部的一端， 通过近接垂直探针，而让垂直探针和连结仿真部及定位仿真部，成相同平面。19. 如权利要求1或5所述的探针组合体，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：木本军生，
申请(专利权)人：木本军生，
类型：发明
国别省市：JP[日本]