探针组合体制造技术

一种将形成于树脂胶膜的垂直探针形状视为悬臂结构的探针组合体；其蚀刻加工黏着铜箔的树脂胶膜，形成含垂直探针之导电部，导电部形成出具有平行弹簧结构之平行四边形连接环；将层迭数枚内置垂直探针的树脂胶膜，让垂直探针前端部接触半导体芯片的电极焊垫，以执行半导体芯片电路检查。此外，提供适当变形部分的面排列式组装接触子机构；其将受试电路的电路端子格子坐标轴倾斜一定角度后再配置薄板状接触子，让平行弹簧前端在格子的数个间距上保有长度空间，以防与其它接触子干涉，且让变形动作方向具一定宽幅与长度，以由平行弹簧，在探针前端进行垂直动作，还可在水平方向上取得长材料，扩大与挠曲相关的材料占有空间。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及在LSI等电子设备(device)制程上，用于检查形成于半导体晶圆(wafer)的数个半导体芯片电路的探测器(prober)装置的探针组合体；特别涉及在晶圆状态下让垂直型探针接触被排列于半导体芯片上的电路端子(焊垫(pad))，汇总测量半导体芯片的电气导通，而用于探测测试(probing test)的探测器装置的探针组合体。
技术介绍
电子设备随着半导体技术的进步而提升了积体度，且在形成于半导体晶圆上的各半导体芯片中，也增加了电路架线所占区域，因而增加各半导体芯片上的电路端子(焊垫)数，且随着缩小焊垫面积及焊垫间距(pad pitch)的狭小，而不断着手进行细微的焊垫排列；同时，在不将半导体芯片容纳于封装(package)的情况下，直接在裸晶状态下内置于电路板等的芯片尺寸封装(CSP)方式已持续成为主流，因此需在分割半导体芯片前，以晶圆状态确认特性及判定良否判定。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查电路时，必须让接触半导体芯片的焊垫，为获得电气导通的探针结构，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，而使用各种测量手段。举例来说，在被检查半导体芯片焊垫与检查装置之间，夹杂对外力呈弹性变形的弹性变形部，且区域排列数个针状探针的探针组合体的手段；电气连接此探针组合体与半导体芯片测试电路的手段，则用称为探针卡的打印配线基板。一般而言，在探针卡上采用具单持梁悬臂(cantolever)结构的针状探针时，接触半导体芯片焊垫的探针前端部分就是狭隘间距；但连接探针卡的根部，是从前端部分朝放射状的配置探针，因此可将间距加粗，并可用焊锡等连接手段将探针黏着于探针卡的电路端子；但在接触焊垫时，这种悬臂结构前端会朝水平方向滑移而伤及焊垫，此外，因从焊垫脱落而招徕降低测量成品率等问题；再者，只能逐一测量每1个芯片，且在安装每1只探针时有精度上的差异，而具有难以将接触压控制在一定程度的问题。替代这种悬臂结构的垂直型探针，换言之，将探针垂直固定于探针卡电路端子上的垂直型探针上，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；但在打印配线基板的探针卡上，要将电路图样做成细微化则有制造技术上的极限，因此难以符合电路端子所占面积、配线宽幅与焊垫间距的要求；再者，可焊锡的间距间隔也有极限，因此无法随着细微化，而让垂直型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，除了电路端子面积之外，平面区域还会因电路配线宽幅扩大占有比率，而妨碍电路端子的狭隘间距；于是便采用在探针卡上使用多层打印配线基板，并将电路端子排列成格子状或2列千鸟型，再藉由通孔(through hole)电气连接层间配线，以维持垂直型探针只数的手段；但因扩大此通孔所占空间，因此通孔的存在也成为妨碍电路端子排列狭隘间距的原因；要将垂直型探针固定于探针卡时，除了难以将电路端子做成狭隘间距之外，就连焊锡作业也需高度技术与庞大的人事工数，因而让价格居高不下；为了解决这些问题，本专利技术人等提议垂直型探针组合体，并已提议使用垂直型探针组合体的探测器装置(参阅专利文献1及专利文献2)。专利文献1日本特开2004-274010号公报专利文献2日本特开2005-300545号公报
技术实现思路
本专利技术的第一个目的在于提供，将悬臂结构探针形成于树脂胶膜面，以减少形成树脂胶膜开口部等制作工数及轻松加工的垂直型探针组合体。本专利技术的第二个目的在于提供，以低成本进行量产，此外可对芯片焊垫进行垂直整体接触，因此可获得对所有探针均等控制接触压优点的垂直型探针组合体。本专利技术的第三个目的在于提供，为了在树脂胶膜面上形成悬臂结构探针而蚀刻铜箔时，不去除蚀刻导电部以外的所定部分，且藉由从导电部电气切离此蚀刻的残余部分以作为拟真部，以力求补强树脂胶膜的垂直型探针组合体。本专利技术的第四目的个目的在于提供，提升导电部与拟真部绝缘性的垂直型探针组合体。本专利技术通过提供一种探针组合体，将铜薄板黏贴于带状(ribbon)(长方形状)树脂胶膜(film)面上，再藉由蚀刻(etching)此铜薄板，以便在树脂胶膜面上形成出具有弯曲部的垂直型铜探针，层迭数枚附设此探针的树脂胶膜，以构成出垂直型探针组合体。本专利技术是采用以下技术手段实现的此垂直型探针组合体属于层迭树脂胶膜的结构，因此可在极为狭隘的区域中配置数个探针；此外，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，让探针前端部形成出，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。针对测量时如何对探针及树脂胶膜施加压力以进行分散，而由树脂胶膜开口部的大小、形状与探针弯曲形状提议各种形状；但就算得以提供符合狭隘间距的探针组合体，也会因树脂胶膜或探针加工繁杂，而让成本居高不下；于是，本专利技术便提供可减少形成树脂胶膜开口部等制作工数及轻松加工的垂直型探针组合体，以便让形成树脂胶膜的探针形状，接近悬臂结构的单纯结构。此外，弹性变形部具有选择多数形状的可能性，并可由和x轴呈一定角度，以配置自由选定输入部和输出部相对位置关系的弹性变形部形状的接触子，及配置小间距格子的接触子组合体。在用黏着铜箔的树脂胶膜，在蚀刻加工铜箔的树脂胶膜上，形成含垂直探针的导电部，以层迭数枚附垂直探针的树脂胶膜，并让垂直探针前端部整体接触半导体芯片的电极焊垫，以执行半导体芯片检查电路的探针组合体上，让包含垂直探针的导电部，形成出具平行弹簧的平行四边形的连接环(link)。如上述所言，使用已提议的胶膜层迭型垂直型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45μm间距以下(举例来说20μm间距)半导体芯片的装置；而且组装探针时，不需通过焊锡或树脂固定手段便可自动组装，因此可用低成本进行量产，此外可对芯片焊垫进行垂直整体接触，因此可获得对所有探针均等控制接触压的一大优点。本专利技术除了发挥这些优点的同时，也属于让形成于树脂胶膜上的探针形状，成为接近悬臂结构的单纯结构，因此可提供减少形成树脂胶膜开口部等制作工数及轻松加工的垂直型探针组合体。本专利技术的特征在于，用黏着铜箔的树脂胶膜，在蚀刻加工铜箔的树脂胶膜上，形成含垂直探针的导电部，以层迭数枚内置垂直探针的树脂胶膜，并让垂直探针前端部整体接触半导体芯片的电极焊垫，以执行半导体芯片检查电路的探针组合体上，让包含前述垂直探针的导电部，形成出具平行弹簧结构的平行四边形的连接环机构；本专利技术是在1个树脂胶膜上配置数个探针，以层迭数个树脂胶膜。此外，本专利技术具备前述平行弹簧结构的平行四边形连接环机构的一端上有前述垂直探针，以便将另一端视为固定支撑部，而朝水平方向延长的悬臂结构；此外，本专利技术变更例的特征在于，前述平行弹簧朝挠曲方向弯曲变形的连接环机构；再者，本专利技术的状态，也可针对因应前述平行弹簧内部空间的树脂胶膜部分，设置或不设置开口部。此外，本专利技术通过连接环机构及导电部连接于前述垂直探针上，同时具备检查装置电路板连接焊垫和接触端子部；前述端子部是在层迭内置探针树脂胶膜时，以等间距错开各配置位置的方式形成出各树脂胶膜；本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种探针组合体，其特征在于：使用黏着铜箔的树脂胶膜，再对前述铜箔蚀刻加工，使树脂胶膜形成含有垂直探针的导电部，而前述含有垂直探针的导电部形成出具有平行弹簧结构的平行四边形连接环机构，再以层迭数枚内置垂直探针的树脂胶膜，让该垂直探针的前端部接触半导体芯片的电极焊垫，执行半导体芯片的电路检查。

【技术特征摘要】
JP 2006-2-19 2006-073505;JP 2006-2-22 2006-081729;1.一种探针组合体，其特征在于使用黏着铜箔的树脂胶膜，再对前述铜箔蚀刻加工，使树脂胶膜形成含有垂直探针的导电部，而前述含有垂直探针的导电部形成出具有平行弹簧结构的平行四边形连接环机构，再以层迭数枚内置垂直探针的树脂胶膜，让该垂直探针的前端部接触半导体芯片的电极焊垫，执行半导体芯片的电路检查。2.根据权利要求1所述的探针组合体，其特征在于具有平行弹簧结构的平行四边形连接环机构的一端具有垂直探针，另一端以水平方向延伸至支撑部的悬臂结构。3.根据权利要求1所述的探针组合体，其特征在于连接环机构的平行弹簧为弯曲变形。4.根据权利要求1所述的探针组合体，其特征在于平行弹簧之间的树脂胶膜上设有开口部。5.根据权利要求1所述的探针组合体，其特征在于平行弹簧之间的树脂胶膜未设有开口部。6.根据权利要求1所述的探针组合体，其特征在于由连接环机构及导电部，连接在垂直探针之间，同时具有接触电路板连接焊垫的端子部。7.根据权利要求6所述的探针组合体，其特征在于在层迭内置探针树脂胶膜的端子部，以等间距位移的方式配置位置，且形成于各树脂胶膜。8.根据权利要求6所述的探针组合体，其特征在于端子部附近的导电部设有弯曲部。9.根据权利要求6所述的探针组合体，其特征在于连接环机构及端子部附近设有切入口的悬臂结构。10.根据权利要求1所述的探针组合体，其特征在于蚀刻前述铜箔时，在未去除导电部以外部分的情况下形成拟真部，以作为树脂胶膜的补强构件。11.根据权利要求10所述的探针组合体，其特征在于在导电部与拟真部之间的树脂胶膜面上，填充绝缘性黏着剂。12.根据权利要求1所述的探针组合体，其特征在于平行弹簧形成出只对水平方向倾斜角度θ的连接环结构，并可由改变此角度θ，以变更探针和晶圆上的焊垫间的摩擦量。13.根据权利要求10所述的探针组合体，其特征在于垂直探针附近有定位拟真部，而由贯通该定位拟真部与胶膜的孔、和连结拟真部的一端接近垂直探针，以轻松让垂直探针、连结拟真部与定位拟真部形成出相同平面。14.根据权利要求13所述的探针组合体，其特征在于连结拟真部面与垂直探针面在相同面内正确动作，而不易在其它组装接触子上，通过孔及支撑棒而传达力道。15.一种探针组合体，包括长度不同的导电部、或具导电配线的数个树脂组装接触子、及插入于该树脂组装接触子孔的支撑棒，而得以和广大分布的电路板电极进行电气连接的1列或数列排列的垂直探针。16.根据权利要求15所述的探针组合体，其特征在于以直交垂直探针的方式予以配置。17.根据权利要求16所述的探针组合体，其特征在于连接固定处于电气绝缘状态的1个或1个以上的树脂材料及...

【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]