自动化测试装备中的探针卡组件制造技术

本发明专利技术公开了用于自动测试装备(ATE)的竖直型探针卡组件中的探针引脚布置。在一些实施方案中，在相邻探针引脚之间设有一个或多个附加导电区域。所述附加导电区域可减小连接到相邻探针卡焊盘的探针引脚之间的间距，并且可进而减小所述两个探针卡焊盘之间的互感，并提供改进的阻抗匹配。在一个实施方案中，所述附加导电区域是短探针引脚。在另一个实施方案中，所述附加导电区域是竖直探针引脚上的突起。所述附加导电区域是竖直探针引脚上的突起。所述附加导电区域是竖直探针引脚上的突起。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】自动化测试装备中的探针卡组件
[0001]相关专利申请的交叉引用
[0002]本申请根据35 U.S.C.
§
120要求于2019年12月24日提交的名称为“自动化测试装备中的探针卡组件(PROBE CARD ASSEMBLY IN AUTOMATED TEST EQUIPMENT)”的美国专利申请序列号16/726,649的优先权的权益，并且作为其继续，该美国专利申请以引用的方式全文并入本文。

技术介绍

[0003]电子部件诸如半导体设备、电路和印刷电路板(PCB)组件在其制造期间和之后使用测试系统诸如自动化测试装备(ATE)来进行频繁测试。为了执行这些测试，ATE可包括生成或测量测试信号的仪器，使得可在特定被测设备(DUT)上测试一系列操作状况。例如，仪器可生成施加到半导体设备的一定模式的数字或模拟信号，并且可测量作为响应的来自半导体设备的数字或模拟信号。
[0004]在一些情况下，在晶圆级测试半导体设备。晶圆级的测试具有若干益处，包括在将装置切割为半导体管芯并封装之前测试和验证设备作为已知的良好管芯。晶圆可含有许多设备，并且在不必重新加载另一个晶圆的情况下允许测试大量彼此接近的设备，这可减少测试时间并增加制造产量。
[0005]每个被测设备含有暴露的连接结构，诸如焊盘或凸块，这些连接结构可用作测试点，在测试点处可对晶圆上的DUT施加或测量测试信号。ATE使用包含多个探针引脚阵列的探针卡组件与设备交接。每个探针引脚在自由端具有微型探针，用于与DUT的测试点进行电接触，其中探针引脚的相对端电连接至印刷电路板上的焊盘，印刷电路板可以是测试仪的一部分，或者可以是探针卡组件的一部分，探针卡组件进而电连接到测试仪。有时，探针卡组件包括一个以上彼此竖直堆叠以形成探针卡的电路板。探针卡组件内的机械支撑件固定探针引脚，并将引脚压靠在探针卡中的印刷电路板上，使得能够在板与引脚之间进行接触。为了与晶圆进行电接触，晶圆探测器将晶圆压靠在探针上，使得针尖与设备上的测试点进行物理接触和电接触。一旦探针已经与晶圆上的测试点和电耦合至测试仪的焊盘都接触，测试过程就可以开始。

技术实现思路

[0006]本文公开了用于自动测试装备(ATE)的竖直型探针卡组件中的探针引脚布置。在一些实施方案中，在相邻探针引脚之间设有一个或多个附加导电区域。所述附加导电区域可减小连接到相邻探针卡焊盘的探针引脚之间的间距，并且可进而减小所述两个探针卡焊盘之间的互感，并提供改进的阻抗匹配。在一个实施方案中，附加导电区域是短探针引脚。在另一个实施方案中，所述附加导电区域是竖直探针引脚上的突起。
[0007]根据一些实施方案，一种用于测试具有多个晶圆焊盘的晶圆的探针卡组件。所述探针卡组件包括在表面上具有多个探针卡焊盘的板；第一探针引脚，所述第一探针引脚包括与所述多个探针卡焊盘中的第一探针卡焊盘接触并且在垂直于所述表面的第一方向上
延伸的第一导电区域。所述第一探针引脚被配置为接触晶圆焊盘。所述探针卡组件还包括邻近所述第一导电区域并且电连接到所述第一探针卡焊盘的第二导电区域。所述第二导电区域被配置为当所述探针引脚接触所述晶圆焊盘时，通过介电材料与所述晶圆焊盘分离。
[0008]根据一些实施方案方案，提供了一种用于测试晶圆的探针卡组件。所述晶圆具有多个晶圆焊盘。所述探针卡组件包括在表面上具有多个探针卡焊盘的板；多个探针引脚，所述多个探针引脚沿垂直于所述表面的第一方向延伸穿过基板；所述多个探针引脚中的第一探针引脚与所述多个探针卡焊盘中的第一探针卡焊盘接触。所述第一探针引脚具有被配置为接触所述多个晶圆焊盘中的第一晶圆焊盘的针。所述多个探针引脚中的第二探针引脚邻近所述第一探针引脚。所述第二探针引脚与所述多个探针卡焊盘中的第二探针卡焊盘接触，并且具有被配置为接触所述多个晶圆焊盘中的第二晶圆焊盘的针。所述探针卡组件还包括与第一探针引脚相邻的导电区域。所述导电区域电连接到所述第一探针卡焊盘，并且被配置为当所述第一探针引脚接触所述第一晶圆焊盘时，通过介电材料与所述第一晶圆焊盘分离。
[0009]根据一些实施方案，提供了一种用于自动化测试装备的中介层。所述中介层包括具有第一表面的基板和从所述第一表面沿第一方向偏移的第二表面；多个弹簧引脚，所述多个弹簧引脚在所述基板内并且在所述第一方向上拉长。所述多个弹簧引脚的第一部分包括第一电感；所述多个弹簧引脚的第二部分包括高于所述第一电感的第二电感。所述第一部分包括通过介电材料与所述第一表面分离的导电区域。
[0010]上述为由所附权利要求书限定的本专利技术的非限制性内容。
附图说明
[0011]各种方面和实施方案将结合以下附图描述。应当理解，附图未必按比例绘制。在附图中，不同图中所示的每个相同或近乎相同的部件由相同的标号表示。为了清晰起见，并非对每张附图中的每个部件都进行了标记。
[0012]图1是根据本申请的各方面的示例性测试系统的高级示意图；
[0013]图2为根据一些实施方案的探针卡组件100的示意图；
[0014]图3B示出了根据在相邻探针引脚之间没有附加导电区域的实施方案，布置在DUT和如图2所示的探针卡组件内的电路板之间的部件的剖视图；
[0015]图3A为如图3B所示的电路板的底表面的局部俯视图；
[0016]图4B示出了根据一些实施方案的在相邻探针引脚之间具有附加导电区域的探针卡组件的示例性实施方式的剖视图；
[0017]图4A为如图4B所示的电路板的底表面的局部俯视图；
[0018]图4C为作为图4B中所示的探针卡组件的变形的实施方案的剖视图；
[0019]图5B示出了根据一些实施方案的在相邻探针引脚之间具有附加导电区域的探针卡组件的另一个示例性实施方式的剖视图；
[0020]图5A为如图5B所示的电路板300的底表面320的局部俯视图；
[0021]图6B示出了根据一些实施方案的图4B所示实施方案的变型的剖视图；
[0022]图6A为如图6B所示的电路板的局部俯视图；
[0023]图7B示出了根据一些实施方案的图5B所示实施方案的变型的剖视图；
[0024]图7A为如图7B所示的电路板300的局部俯视图。
具体实施方式
[0025]在竖直型探针卡组件中，探针引脚阵列各自从晶圆表面垂直或“竖直”布置，其中探针引脚的自由端用于接触晶圆的晶圆焊盘。在晶圆上测试DUT期间，晶圆焊盘用作测试点。此类竖直型探针卡组件中的探针引机械地固定自一个或多个导向板内，并且通常与DUT上的晶圆焊盘以相同间距布置，使得在每个探针引脚的自由端处的探针将在测试期间落在对应的晶圆焊盘上。探针引脚的相对端各自与电路板的表面上的对应探针卡焊盘接触，该电路板是探针卡组件内的探针卡的一部分。探针卡焊盘和探针引脚用于经由探针卡中的电路板将DUT上的测试点与测试仪其余部分中的电路电交接。
[0026]本申请的方面涉及一种探针卡组件内的新型探针引脚布置，使得可减少相邻竖直探针引脚之间的电感以在高频本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于测试具有多个晶圆焊盘的晶圆的探针卡组件，所述探针卡组件包括：板，所述板在表面上具有多个探针卡焊盘；第一探针引脚，所述第一探针引脚包括与所述多个探针卡焊盘中的第一探针卡焊盘接触的第一导电区域，并且在垂直于所述表面的第一方向上延伸，所述第一探针引脚被配置为接触晶圆焊盘；第二导电区域，所述第二导电区域邻近所述第一导电区域并且电连接到所述第一探针卡焊盘，其中当所述探针引脚接触所述晶圆焊盘时，所述第二导电区域被配置为通过介电材料与所述晶圆焊盘分离。2.根据权利要求1所述的探针卡组件，其中：所述第二导电区域包括与所述探针卡焊盘接触的第一端。3.根据权利要求2所述的探针卡组件，其中所述第二导电区域是长度比所述第一探针引脚短的第二探针引脚，并且其中：所述第一探针引脚包括被配置为接触所述晶圆焊盘的针，并且所述第二探针引脚包括第二端，所述第二端被配置为面向所述晶圆焊盘并且通过所述介电材料与所述晶圆焊盘分离。4.根据权利要求3所述的探针卡组件，所述探针卡组件还包括将所述第二探针引脚的第二端连接到所述第一探针引脚的桥接件。5.根据权利要求3所述的探针卡组件，所述探针卡组件还包括具有第一孔和第二孔的导向板，其中所述第一探针引脚设置在所述第一孔中并且所述第二探针引脚设置在所述第二孔中。6.根据权利要求5所述的探针卡组件，其中：所述第二孔部分地填充有所述介电材料，使得所述第二探针引脚的第二端邻接所述第二孔中的所述介电材料。7.根据权利要求6所述的探针卡组件，其中所述导向板包括所述介电材料。8.根据权利要求2所述的探针卡组件，其中所述第二探针引脚被布置为使得所述第二导电区域沿垂直于所述晶圆的表面的方向在所述晶圆的表面上的投影至少部分地在所述晶圆焊盘的边界之外。9.根据权利要求1所述的探针卡组件，其中所述第二导电区域是所述第一探针引脚上在平行于所述板的表面的第二方向上的突起。10.根据权利要求9所述的探针卡组件，其中所述第一探针引脚具有被配置为接触所述晶圆焊盘的针，并且其中所述针的直径小于沿所述第二方向的所述突起的宽度。11.根据权利要求10所述的探针卡组件，所述探针卡组件还包括导向板，所述导向板具有所述第一探针引脚设置在其中的通孔，其中所述通孔包括符合所述突起形状的形状。12.根据权利要求11所述的探针卡组件，其中所述突起的形状沿平行于所述第一方向的平面的横截面是矩形的，并且其中所述突起包括面向所述板的表面的平坦表面，并且被配置为当所述第一探针引脚接触所述晶圆焊盘时通过介电材料与所述晶圆焊盘分离。13.一种用于测试具有多个晶圆焊盘的晶圆的探针卡组件，所述探针卡组件包括：在表面上具有多个探针卡焊盘的板；多个探针引脚，所述多个探针引脚沿垂直于所述表面的第一方向延伸穿过基板；
所述多个探针引脚中的第一探针引脚，所述第一探针引脚与所述多个探针卡焊盘中的第一探针卡焊盘接触，并且具有被配置为接触所述多个晶圆焊盘中的第一晶圆焊盘的针，邻近所述第一探针引脚的所述多个探针引脚中的第二探针引脚，其中所述第二探针引脚与所述多个探针卡焊...

【专利技术属性】
技术研发人员：布赖恩，
申请(专利权)人：泰瑞达公司，
类型：发明
国别省市：