探针卡与其制作方法
【专利摘要】本发明提供一种探针卡与其制作方法，该探针卡包含配线基板、转接部、至少一电子元件与至少一探针。配线基板具有相对的晶圆侧与测试侧。配线基板包含至少一焊点，焊点位于晶圆侧上。转接部位于晶圆侧上，且转接部具有至少一贯穿孔于其中。贯穿孔暴露出配线基板的焊点。电子元件的焊点端电连接焊点，电子元件相对焊点端的转接端电连接转接部；探针电连接转接部，以此在集成电路的元件封装前便可取得可靠的测试结果。
【专利说明】探针卡与其制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及集成电路领域，具体是有关于一种探针卡与其制作方法。
【背景技术】
[0002] 随着集成电路的快速发展，具有高密度元件的集成电路为业界发展的趋势。为了 确保集成电路的良率，测试集成电路为一不可或缺的过程。而用以测试集成电路的装置，其 通常利用探针接触集成电路的元件，传输电信号加以测试，而测试信号也从早期的低工作 频率而进阶到高工作频率。
[0003] -般当集成电路的元件在完成封装后，集成电路的元件本身的电性可能会因封装 材质与/或结构而受影响。然而一般的元件在测试完成后才会进行封装工艺，如此一来封 装所造成的电性改变通常无法在测试过程中得知，也因此如何在封装前便取得可靠的测试 结果为目前业界努力解决的问题。
【发明内容】
[0004] 本发明目的在于提供一种探针卡，包含配线基板、转接部、至少一电子元件与至少 一探针。配线基板具有相对的晶圆侧与测试侧。配线基板包含至少一焊点，焊点位于晶圆 侧上。转接部位于晶圆侧上，且转接部具有至少一贯穿孔于其中。贯穿孔暴露出配线基板 的焊点。电子元件的焊点端电连接焊点，电子元件相对焊点端的转接端电连接转接部。探 针电连接转接部。
[0005] 在本发明一或多个实施例中，转接部包含基材与至少一转接单元。基材位于晶圆 侧上，且贯穿孔位于基材中。转接单元位于基材相对于配线基板的一面上，并毗邻贯穿孔设 置。电子元件的转接端与探针均电连接转接单元。
[0006] 在本发明一或多个实施例中，基材的材质为绝缘材料。探针卡还包含背胶，位于配 线基板与基材之间。
[0007] 在本发明一或多个实施例中，转接单元、电子元件与探针的数量皆为多个，且转接 单元彼此绝缘。任一的电子元件的转接端与转接单元其中一者以及探针其中一者电连接。
[0008] 在本发明一或多个实施例中，上述的探针卡还包含固持件，用以固持探针，使得固 持件与探针共同组成探针模块。转接部呈环状或弧状而位于探针模块的外围。
[0009] 在本发明一或多个实施例中，电子元件为表面贴装元件（Surface Mounted Device ；SMD) 〇
[0010] 本发明的另一态样提供一种探针卡的制作方法，包含下列步骤：（应了解到，在本 实施例中所提及的步骤，除特别叙明其顺序者外，均可依实际需要调整其前后顺序，甚至可 同时或部分同时执行。）
[0011] (1)提供配线基板。
[0012] (2)制作转接部。
[0013] (3)将转接部设置于配线基板的晶圆侧上，使得配线基板的至少一焊点自转接部 的贯穿孔暴露出来。
[0014] (4)将至少一电子元件的焊点端电连接至配线基板的焊点，并将电子元件相对焊 点端的转接端电连接至转接部。
[0015] (5)将至少一探针电连接至转接部。
[0016] 在本发明一或多个实施例中，上述的制作方法还包含：
[0017] (6)提供探针模块。探针模块包含固持件与探针。固持件固持探针，再将探针模块 固设于晶圆侧。
[0018] 在本发明一或多个实施例中，上述的步骤（2)可包含下列子步骤：
[0019] (2. 1)提供原料基板。
[0020] (2. 2)于原料基板中形成贯穿孔。
[0021] 在本发明一或多个实施例中，上述的原料基板包含基材与导体层。导体层位于基 材上。上述的步骤（2)可还包含下列子步骤：
[0022] (2. 3)去除至少部分的导体层，使得导体层分隔为多个彼此绝缘的转接单元。
[0023] 在本发明一或多个实施例中，上述的步骤（2)可包含下列子步骤：
[0024] (3. 1)以背胶将转接部贴合于配线基板的晶圆侧上。
[0025] 上述的探针卡因于探针与信号源之间串联一电子元件，因此可模拟待测元件于封 装后的电性改变。更甚者，因电子元件的焊点端与转接端分别连接配线基板的焊点与转接 部，电子元件可实质平躺于转接部上，因此可加强电子元件的结构强度，如此一来，当探针 卡于清针或测试时，电子元件的剥落情形便可大幅改善。
【专利附图】
【附图说明】
[0026] 图1绘示依照本发明一实施例的探针卡的底视图。
[0027] 图2绘示沿图1的线段2-2的剖面图。
[0028] 图3绘示图1的区域P的局部放大图。
[0029] 图4绘示图1的探针卡的制作方法流程图。
[0030] 图5绘示图1的配线基板的底视图。
[0031] 图6绘示沿图5的线段6-6的剖面图。
[0032] 图7绘示图1的转接部的底视图。
[0033] 图8绘示沿图7的线段8-8的剖面图。
[0034] 图9绘示本发明另一实施例的转接部的底视图。
[0035] 附图标记
[0036] 100 :配线基板 102:晶圆侧
[0037] 104 :测试侧 106、206、456 :开口
[0038] 110:焊点区 120 :走线区
[0039] 122 :导线 130 :测试区
[0040] 132 :测试焊点 200 :转接部
[0041] 210 :基材 212 :贯穿孔
[0042] 214 :面 220 :转接单元
[0043] 300:电子元件 302 :焊点端
[0044] 304 :转接端 400 :探针模块
[0045] 410:探针 450:固持件
[0046] 2-2、6-6、8-8 :线段 P :区域
[0047] S100、S200、S300、S400、S500、S600 :步骤
[0048] 112:焊点
【具体实施方式】
[0049] 以下将以附图揭露本发明的多个实施例，为明确说明起见，许多实务上的细节将 在以下叙述中一并说明。然而，应了解到，这些实务上的细节不应用以限制本发明。也就是 说，在本发明部分实施例中，这些实务上的细节是非必要的。此外，为简化附图起见，一些习 知惯用的结构与元件在附图中将以简单示意的方式绘示之。
[0050] 请同时参照图1至图3,其中图1绘示依照本发明一实施例的探针卡的底视图，图 2绘示沿图1的线段2-2的剖面图，图3绘示图1的区域P的局部放大图。请先参照图1与 图2。探针卡包含配线基板100、转接部200、至少一电子元件300与至少一探针410。配线 基板100通常是指印刷电路板。配线基板100具有相对的晶圆侧102与测试侧104。转接 部200位于晶圆侧102上。应注意的是，图1的转接部200相对于配线基板100的尺寸仅 为例示，其目的主要为用以突显转接部200上的结构细节，然而本发明并不以此为限。本领 域相关技术人员，应视实际需要，弹性设计转接部200相对于配线基板100的尺寸。接着请 参照图2与图3。配线基板100包含至少一焊点112,焊点112位于晶圆侧102上。转接部 200具有至少一贯穿孔212于其中。贯穿孔212暴露出配线基板100的焊点112。电子元 件300的焊点端302电连接焊点112,且电子元件300相对焊点端302的转接端304电连接 转接部200。探针410电连接转接部200。
[0051] 在本实施例中，测试信号可自配线基板100上的焊点112,经由电子元件300而传 输至转接部200。通过电子元件300的配置，可以在测试信号传送的过程中，模拟成待测元 件于封装后的特性，因此即使待测元件为于未封装的状态下进行测试，仍可以可靠的推估 封装后测试结果。另一方面，因电子元件300的焊点端302与转接端304分别连接配线基 板100的焊点112与转接部200,即电子元件300可实质平躺于转接部200上，因此可加强 电子元件300的结构强度。如此一来，当探针卡于清针或测试时，电子元件300的剥落情形 便可大幅改善。应注意的是，上述的"实质平躺"可表示电子元件300的延伸方向与转接部 200的表面214的法线不平行，例如以图3而言，电子元件300的延伸方向可与面214的法 线实质平行。
[0052] 请持续参照图2与图3。在一或多个实施例中，转接部200可包含基材210与至少 一转接单元220。基材210位于配线基板100的晶圆侧102上，且贯穿孔212位于基材210 中。转接单元220位于基材210相对于配线基板100的面214上，并毗邻贯穿孔212设置， 而探针410与电子元件300的转接端304均电连接转接单元220。因此自配线基板100的 焊点112传输的测试信号，可经由电子元件300而传输至转接部200的转接单元220,接着 测试信号再经由转接单元220而传输至探针410。上述的基材210的材质可为绝缘材料，而 转接单元220的材质可为导体，例如铜箔。
[0053] 接着请同时参照图1与图3。在一或多个实施例中，转接单元220、电子元件300 与探针410的数量皆为多个。转接单元220彼此绝缘，且任一电子元件300的转接端304 与转接单元220其中一者以及探针410其中一者电连接。换言之，每一电子元件300皆电 连接配线基板100的单一焊点112、转接部200的单一转接单元220以及单一探针410的针 尾，因此每支探针410皆可得到相对应的测试信号，如此的设计能够提供不同探针410不同 的测试信号。
[0054] 接着请回到图1与图2。在一或多个实施例中，探针卡可还包含固持件450。固持 件450用以固持探针410,使得固持件450与探针410共同组成探针模块400。承上所述，在 具有多个探针410的实施例中，为了方便测试待测元件，可通过固持件450以固定探针410 之间之间距。如此一来，不但可避免探针模块400因随意移动而损坏探针410,亦可固定各 探针410的垂直距离以方便进行测试。
[0055] 请回到图2。在一或多个实施例中，探针卡还包含背胶500,位于配线基板100与 基材210之间，用以将转接部200贴合于配线基板100的晶圆侧102上。应注意的是，上述 的背胶500仅为例示，并非用以限制本发明。本领域相关技术人员，应视实际需要，弹性选 择转接部200固定于配线基板100的晶圆侧102的方式。
[0056] 接着请回到图3。如上所述，电子元件300能够实质平躺于转接部200的表面上，因 此在一或多个实施例中，电子元件300可以表面贴装元件（SurfaceMounted Device ;SMD) 实现。表面贴装元件以焊接方式即可固定，因此能加强电子元件300的结构强度。再加上 表面贴装元件亦具有质量轻巧的优点，即使探针卡包含大量的电子元件300,也不致于造成 探针卡的负担。另外，虽然在本实施例中，电子元件300为一电阻或电感，然而在其他的实 施例中，电子元件300亦可为电容，本发明不以此为限。
[0057] 接着请参照图4,其绘示图1的探针卡的制作方法流程图。首先进行步骤S100,提 供配线基板。请同时配合参照图5与图6,其中图5绘示图1的配线基板100的底视图，图 6绘示沿图5的线段6-6的剖面图。在本实施例中，制作者可先决定欲使用的配线基板100 的类型。举例而言，配线基板100可选择使用现成的泛用板。泛用板是指批量制作的印刷 电路板，其内部线路为统一制作，在应用于各种不同的待测元件时，泛用板在配合不同的电 路设计、不同的探针摆针方式及不同的探针针尾端与泛用板焊点电连接方式，即可对各种 不同的待测元件进行测试。制作者可先决定欲制作的探针卡的尺寸，接着根据探针卡的尺 寸而选择配线基板100的泛用板规格，以简化探针卡的工艺。然而上述的泛用板仅为例示， 并非用以限制本发明。在其他的实施例中，配线基板100也可由制作者自行制作而成。
[0058] 在一或多个实施例中，配线基板100由圆心沿着径向方向可依序定义出焊点区 110、走线区120与测试区130。在配线基板100的测试侧104上，测试区130部分设置有至 少一个测试焊点132。这些测试焊点132可电连接测试机（未绘出），以将测试机的测试信 号传输至配线基板100。而在配线基板100的晶圆侧102上，焊点区110部分设置有焊点 112。测试焊点132与焊点112通过导线122(配线基板100的内部走线）而电连接。具体 而言，导线122于测试区130中与测试焊点132连接，经过走线区120,而在焊点区110与焊 点112连接。如此一来，测试机所提供的测试信号可依序由测试焊点132、导线122而传输 至焊点112。应注意的是，图5的焊点区110、走线区120与测试区130的尺寸皆仅为例示， 其目的主要为用以突显焊点区110的结构细节，然而本发明并不以此为限。本领域相关技 术人员，应视实际需要，弹性设计焊点区110、走线区120与测试区130的尺寸。
[0059] 接着进行图4的步骤S200,制作转接部。请同时配合参照图7与图8,其中图7绘 示图1的转接部200的底视图，图8绘示沿图7的线段8-8的剖面图。在本实施例中，制作 者可先提供一原料基板，再在原料基板上形成贯穿孔212与转接单元220。详细而言，原料 基板可包含基材210与导体层，其中导体层位于基材210上。因此制作者可先行在原料基 板中形成贯穿孔212,之后再去除部分的导体层，使得导体层分隔为多个彼此绝缘的转接单 元220。然而上述的工艺顺序仅为例示，并非用以限制本发明。在其他的实施例中，制作者 亦可先行制作转接单元220,接着再进行形成贯穿孔212的工艺。
[0060] 上述的基材210的材质可为绝缘材料，而导体层的材质可为铜箔。形成贯穿孔 212与去除至少部分的导体层的步骤皆可通过电脑数值控制工具机（Computer Numerical Control Machine Tool ；CNC Machine Tool)达成。
[0061] 接着进行图4的步骤S300,并同时配合参照图1与图2,将转接部200设置于配线 基板100的晶圆侧102上，使得配线基板100的至少一焊点112自转接部200的贯穿孔212 暴露出来。详细而言，因配线基板100的焊点区110才设置有焊点112,因此转接部200可 对齐焊点区110设置。至于设置方式，制作者可选择以背胶500将转接部200贴合于配线 基板100的晶圆侧102上，例如先将背胶500涂布于转接部200,再将转接部200压合于配 线基板100 ;也或者是先将背胶500涂布于配线基板100的晶圆侧102上，再将转接部200 压合于配线基板100上皆可。然而上述的设置方式仅为例示，并非用以限制本发明。本领 域相关技术人员，可视实际需要，弹性选择将转接部200设置于配线基板100的晶圆侧102 上的方式。
[0062] 接着进行图4的步骤S400,并同时配合参照图3,将至少一电子元件300的焊点端 302电连接至配线基板100的焊点112,并将电子元件300相对焊点端302的转接端304电 连接至转接部200,例如以图3而言，电子元件300的转接端304可电连接至转接部200的 转接单元220。其中电子元件300的焊点端302与转接端304例如可以焊接方式分别连接 至焊点112与转接单元220,然而本发明不以此为限。
[0063] 接着进行图4的步骤S500,并同时配合参照图1与图2,将至少一探针410电连接 至转接部200,例如以图2而言，探针410可电连接至转接部200的转接单元220。探针410 可以焊接方式连接至转接单元220,然而本发明不以此为限。如此一来，即完成了探针卡的 工艺。因此当探针卡与测试机（未绘示）电连接后，测试机的测试信号即可依序通过测试 焊点132、导线122、焊点112、电子元件300、转接单元220、探针410而传输至待测元件上， 以通过电子元件300模拟待测元件于封装后的的特性。
[0064] 在一或多个实施例中，制作者可选择进行图4的步骤S600,提供探针模块。请同 时配合参照图1与图2,详细而言，探针模块400包含固持件450与探针410,固持件450用 以固持探针410,再将探针模块400固设于晶圆侧102。因此若探针模块400的探针410为 多个时，制作者可在将探针模块400固设于晶圆侧102后，再一一将探针410个别连接于对 应的转接单元220,以完成探针卡的工艺。另外虽然在图4中，步骤S600在步骤S100与步 骤S400之间进行，然而在其他的实施例中，步骤S600亦可于步骤S400与步骤S500之间进 行，本发明不以此为限。
[0065] 在一或多个实施例中，转接部200可呈环状而位于探针模块400的外围，即转接部 200的圆心具有开口 206,使得固持件450可穿过转接部200的开口 206而连接至配线基板 100。然而在其他的实施例中，请参照图9,转接部200亦可呈弧状而位于探针模块400的部 分外围，本发明不以此为限。另一方面，开口 206的形状与尺寸亦可配合配线基板100的焊 点区110的焊点112规划作适当设计。
[0066] 请同时参照图1与图5。在一或多个实施例中，配线基板100可具有开口 106,且 固持件450可具有开口 456。当探针卡制作完成时，开口 106与456在垂直方向可至少部 分重叠，即以自配线基板100的测试侧1〇4(如图2所绘示）往探针410方向观看时，一测 试员可观察到位于开口 456中的探针410的尖端。如此一来，当探针卡被用于测试待测元 件时，测试员即可由探针卡的开口 106与456看见探针410的位置，而进行探针410与待测 元件的对位，以利于测试工作的进行。然而本发明不以此为限，在其他的对位方式中，开口 106与456也可不存在。
[0067] 虽然本发明已以实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域相关技 术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范 围当视上附的权利要求书所界定者为准。
【权利要求】
1. 一种探针卡，其特征在于，所述探针卡包含： 一配线基板，具有相对的一晶圆侧与一测试侧，且所述配线基板包含至少一焊点，所述 焊点位于所述晶圆侧上； 一转接部，位于所述晶圆侧上，且所述转接部具有至少一贯穿孔于其中，所述贯穿孔暴 露出所述配线基板的所述焊点； 至少一电子元件，所述电子元件的一焊点端电连接所述焊点，所述电子元件相对所述 焊点端的一转接端电连接所述转接部；以及 至少一探针，电连接所述转接部。
2. 根据权利要求1所述的探针卡，其特征在于，所述转接部包含： 一基材，位于所述晶圆侧上，且所述贯穿孔位于所述基材中；以及 至少一转接单元，位于所述基材相对于所述配线基板的一面上，并毗邻所述贯穿孔设 置，其中所述电子元件的所述转接端与所述探针均电连接所述转接单元。
3. 根据权利要求2所述的探针卡，其特征在于，所述基材的材质为绝缘材料，所述探针 卡还包含一背胶，位于所述配线基板与所述基材之间。
4. 根据权利要求2所述的探针卡，其特征在于，所述转接单元、所述电子元件与所述探 针的数量皆为多个，且所述这些转接单元彼此绝缘，任一的所述这些电子元件的所述转接 端与所述这些转接单元其中一者以及所述这些探针其中一者电连接。
5. 根据权利要求1所述的探针卡，其特征在于，所述探针卡还包含： 一固持件，固持所述探针，使得所述固持件与所述探针共同组成一探针模块；以及 其中所述转接部呈环状或弧状而位于所述探针模块的外围。
6. 根据权利要求1所述的探针卡，其特征在于，所述电子元件为表面贴装元件。
7. -种探针卡的制作方法，其特征在于，所述制造方法包含： 提供一配线基板； 制作一转接部； 将所述转接部设置于所述配线基板的一晶圆侧上，使得所述配线基板的至少一焊点自 所述转接部的一贯穿孔暴露出来； 将至少一电子元件的一焊点端电连接至所述配线基板的所述焊点，并将所述电子元件 相对所述焊点端的一转接端电连接至所述转接部；以及 将至少一探针电连接至所述转接部。
8. 根据权利要求7所述的制作方法，其特征在于，所述制造方法还包含： 提供一探针模块，其中所述探针模块包含一固持件与所述探针，所述固持件固持所述 探针，再将所述探针模块固设于所述晶圆侧。
9. 根据权利要求7所述的制作方法，其特征在于，制作所述转接部的步骤包含： 提供一原料基板；以及 于所述原料基板中形成所述贯穿孔。
10. 根据权利要求9所述的制作方法，其特征在于，所述原料基板包含： 一基材；以及 一导体层，位于所述基材上；以及 其中制作所述转接部的步骤还包含： 去除至少部分的所述导体层，使得所述导体层分隔为多个彼此绝缘的转接单元。
11.根据权利要求7所述的制作方法，其特征在于，将所述转接部设置于所述配线基板 的所述晶圆侧上的步骤包含： 以背胶将所述转接部贴合于所述配线基板的所述晶圆侧上。
【文档编号】G01R1/067GK104215801SQ201410022273
【公开日】2014年12月17日 申请日期:2014年1月17日 优先权日:2013年6月4日
【发明者】陈秋桂, 罗际昊 申请人:旺矽科技股份有限公司