探针卡与测试方法技术

本发明专利技术公开一种探针卡与测试方法。该探针卡整合了具有不同冲程的多个探针。当面对待测物上的不同高度的接点时，此具有不同冲程的多个探针可同时接触此不同高度的接点，以对待测物进行测试。此外，应用此探针卡的测试方法也被提出。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种测试装置以及测试方法，且特别是涉及一种适于测试半导体元件的探针卡以及应用此探针卡的测试方法。
技术介绍
集成电路芯片(integrated circuit chip, IC chip)的电性测试在半导体制作工艺(semiconductor process)的各阶段中都是相当重要的。每一个IC芯片在晶片(wafer) 与封装(package)型态都必须接受测试以确保其电性功能(electrical function) 0晶片测试(wafer test)是使测试机台与探针卡(probe card)构成测试回路，将探针卡上的探针(probe pin)直接与晶片上的接垫(pad)或凸块(bump)接触，以利用探针探测晶片上的各个芯片，从而引出芯片信号，并将此芯片信号数据送往测试机台作分析与判断。如此一来，可在封装步骤之前，事先滤除电性与功能不良的芯片，以避免不良品的增加而提高封装制造成本。随着半导体制作工艺与封装技术的多元化发展，针对晶片测试的特殊需求也日益增加。然而，现有探针卡仅适于对同平面的接点进行检测，若是受测对象表面具有高度差， 则须将测试流程分为多个阶段，以分别对不同高度的接点进行测试。例如晶片在进行凸块制作工艺前可能先通过接垫对芯片进行测试，或者将数据写入到芯片内。待完成凸块制作工艺之后，再通过凸块对芯片进行另一次测试。如此，测试流程较为繁复，也相对增加制作工艺的负担。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种探针卡，其可同时通过不同平面上的接点对待测物进行测试，有助于缩短测试流程，提高制作工艺效率。此探针卡包括一座体、多个第一探针(pogo pin)以及多个第二探针。所述多个第一探针与第二探针插置于座体内，并且相互平行。各第一探针与第二探针分别具有一第一伸缩端(retractable tip)与一第二伸缩端，突出于座体的一表面。并且，各第一伸缩端的一第一端面实质上齐平于各第二伸缩端的一第二端面，且各第一伸缩端具有一第一冲程 (stroke)大于各第二伸缩端的一第二冲程。在本专利技术的一实施例中，各第一伸缩端的第一针头的形状不同于各第二伸缩端的第二针头的形状。例如，第一针头为冠状，而第二针头为尖头。在本专利技术的一实施例中，各第一伸缩端与座体的表面之间具有一初始距离，大于或等于675微米(μ m)。在本专利技术的一实施例中，所述探针卡适于对一半导体元件进行测试。所述半导体元件具有一半导体基材以及位于半导体基材上的多个第一接点与多个第二接点。第一接点的顶部相对于半导体基材具有一第一高度。第二接点的顶部相对于半导体基材具有一第二高度。第一高度大于第二高度，且第一探针对应于第一接点设置，而第二探针对应于第二接点设置。在本专利技术的一实施例中，所述第一冲程为0T，且OT = H+H1+0T1, H为第一高度与第二高度的差值，Hl为各第一接点之间的高度误差量，OTl为各第二探针对相应的第二接点施加一预压力所需的最大冲程。在本专利技术的一实施例中，各第一伸缩端的第一端面与座体的表面之间具有一初始距离。此初始距离的最小值为Lmin，且Lmin = 0T+C+L1，其中C为第一探针的第一伸缩端与第二探针的第二伸缩端的共平面度，而Ll为座体的表面与第一接点的最小距离。此处的共平面度是指被测表面对理想平面的变动量，而理想平面的方位应符合最小条件，即其方位应使被测表面对理想平面的最大变动量为最小。在本专利技术的一实施例中，所述多个第一接点包括多个凸块，而所述多个第二接点包括位于凸块外围的多个接垫。在本专利技术的一实施例中，各第一伸缩端在第一端面的第一针头为冠状，而各第二伸缩端在第二端面的第二针头为尖头。本专利技术还提出应用所述探针卡来测试所述半导体元件的方法。此测试方法包括下列步骤(1)将探针卡朝向半导体元件移动，其中各第一探针的第一伸缩端先与相应的第一接点接触，并朝向座体收缩，然后各第二探针的第二伸缩端与相应的第二接点接触；以及 (2)同时通过第一探针与第二探针及其相应的第一接点与第二接点，对半导体元件进行测试ο在本专利技术的一实施例中，所述测试方法还包括在步骤(1)之前进行一凸块制作工艺，以在半导体基材的多个凸块垫上形成所述多个第一接点。在本专利技术的一实施例中，所述测试方法还包括在凸块制作工艺之前对半导体元件进行初步测试。在本专利技术的一实施例中，所述步骤( 还通过第二探针与第二接点写入一数据至半导体元件中。在本专利技术的一实施例中，所述测试方法还包括在步骤( 之后裁切半导体基材以移除第二接点。为让本专利技术的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附附图作详细说明如下。附图说明图1为本专利技术的一实施例的一种探针卡示意图；图2A与图2B为应用图1的探针卡对半导体元件进行测试的示意图；图3A 图3C为本专利技术的一实施例的一种测试流程图；图4A 图4D为本专利技术的一实施例的另一种测试流程图。主要元件符号说明100 探针卡110:座体112:表面120 第一探针122 第一伸缩端122a:第一端面130 第二探针132 第二伸缩端132a 第二端面200 半导体元件209 凸块垫210 半导体基材220 凸块230 接垫C 第一探针的第一伸缩端与第二探针的第二伸缩端的共平面度H 凸块与接垫之间的高度差Hl 凸块之间因制作工艺产生的高度误差量OT 第一探针的第一冲程OTl 第二探针对接垫施加预压力所需的最大冲程L 第一伸缩端与座体的表面之间的初始距离Ll 座体的表面与凸块的最小距离310:晶片312 芯片314 接垫320 凸块410:晶片412 芯片414 接垫420 凸块490 探针具体实施例方式请参照图1，其绘示依照本专利技术的一实施例的一种探针卡100。所述探针卡100包括座体110、多个第一探针120以及多个第二探针130。座体110主要用以固定第一探针 120、第二探针130，其后可能连接电路板、转接板等用于测试常见的元件(图未绘示)。第一探针120与第二探针130分别插置于座体110内，且实质上相互平行。各第一探针120 与各第二探针130分别具有一第一伸缩端122与一第二伸缩端132，突出于座体110的一表面112，且各第一伸缩端122的一第一端面12 实质上齐平于各第二伸缩端132的一第二端面132a。在本实施例中，各第一伸缩端122具有可相对于座体110伸缩的一第一冲程，各第二伸缩端132具有可相对于座体110伸缩的一第二冲程，且第一冲程大于第二冲程。换言之，本实施例的探针卡100整合了具有不同冲程的第一探针120与第二探针 130。当待测物上具有不同高度的接点时，此具有不同冲程的第一探针120与第二探针130 可同时接触不同高度的接点，以对待测物进行测试。换言之，本实施例的探针卡100可同时对具有不同高度的接点的各类型元件进行测试。请参照图2A与图2B，其绘示应用图1的探针卡100对一半导体元件200进行测试的示意图。如图2A所示，半导体元件200例如是一半导体晶片，其包括半导体基材210以及位于半导体基材210上的多个凸块220以及接垫230。图2A为探针卡接触半导体元件200 之前的示意图。一般而言，凸块220高于接垫230，例如凸块220的顶部与接垫230的顶部之间具有高度差H。因此，具有较大冲程的第一探针120对应于本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种探针卡，包括座体；多个第一探针，插置于该座体内，该些第一探针相互平行，且各该第一探针具有第一伸缩端，该第一伸缩端突出于该座体的一表面；以及多个第二探针，插置于该座体内，该些第二探针与该些第一探针相互平行，且各该第二探针具有第二伸缩端，该第二伸缩端突出于该座体的该表面，各该第一伸缩端的一第一端面实质上齐平于各该第二伸缩端的一第二端面，且各该第一伸缩端具有第一冲程大于各该第二伸缩端的第二冲程。2.如权利要求1所述的探针卡，其中各该第一伸缩端的第一针头的形状不同于各该第二伸缩端的第二针头的形状。3.如权利要求2所述的探针卡，其中各该第一针头为冠状，而各该第二针头为尖头。4.如权利要求1所述的探针卡，其中各该第一伸缩端与该座体的该表面之间具有一初始距离，该初始距离大于或等于675微米。5.如权利要求1所述的探针卡，适于对一半导体元件进行测试，该半导体元件具有半导体基材以及位于该半导体基材上的多个第一接点与多个第二接点，其中该些第一接点的顶部相对于该半导体基材具有第一高度，该些第二接点的顶部相对于该半导体基材具有第二高度，该第一高度大于该第二高度，该些第一探针对应于该些第一接点设置，而该些第二探针对应于该些第二接点设置。6.如权利要求5所述的探针卡，其中该第一冲程为0T，且OT= H+H1+0T1, H为该第一高度与该第二高度的差值，Hl为各该第一接点之间的高度误差量，OTl为各该第二探针对相应的该第二接点施加一预压力所需的最大冲程。7.如权利要求6所述的探针卡，其中各该第一伸缩端的该第一端面与该座体的该表面之间具有一初始距离，该初始距离的最小值为Lmin，且Lmin = 0T+C+L...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹育诚，
申请(专利权)人：日月光半导体制造股份有限公司，
类型：发明
国别省市：