专利名称：一种半导体测试用的检测卡的制作方法
技术领域：
本发明是关于一种半导体测试用的检测卡，尤其是关于一种可应用于超低温及高温(-120℃至450℃)半导体测试的检测卡。
背景技术：
图1为现有应用于半导体测试检测卡10的俯视图。如图1所示，检测卡10包含具有中心开口22的电路板12、设置在电路板12上的环状支撑物14、固定在环状支撑物14上的探针16，及电连接于探针16末端的导线26。
图2为现有半导体检测卡10应用于测试半导体芯片30的剖视图。如图2所示，半导体芯片30安置在芯片基座32上，其包含若干个芯片36，而芯片基座32具有加热装置34。探针16经由通道20与电路板12背面的导线26电连接。当进行测试时，芯片基座32将上升使得探针16的尖端与芯片36的垫圈38接触。然而在测试过程中，加热装置34将加热半导体芯片30，热量将经由热辐射传导至检测卡10，或经由探针16尖端热传导至检测卡10。
图3为图2的局部放大图。如图3所示，环状支撑物14具有斜面28，且斜面28与电路板12的表面的夹角θ＝7°。此外，探针16是以环氧树脂24固定在环状支撑物14的斜面28上。
为了确保完成的检测卡探针16的水平位置，不会因使用时间的增加，而产生针位偏移的情况，必须以环氧树脂24将探针16固定在环状支撑物14。在现有检测卡10所使用的材料中，探针16及支撑物14的材料大多为钨(或铼钨合金)及陶瓷。由于钨(或铼钨合金)及陶瓷材料本身都具有耐高温及低温的特性，因此为配合高温测量，目前检测卡10所使用的材料，其主要技术瓶颈大都在于电路板12及环氧树脂24。此外，由于物质的热胀冷缩等特性也会导致低温及高温测量时，检测卡10的材料及探针16的结构产生物理及化学变化，以致测量过程无法顺利进行。
现有检测卡应用在超低温及超高温测量时具有以下缺点电路板无法承受高温目前检测卡所用的电路板又称为PCB板，大部分是具有玻璃纤维的聚酰亚胺(polyimide)或FR-4。其一般的使用温度是介于25℃至85℃范围。当温度超过85℃时，将无法确保检测卡本身的电性仍维持在如室温时一般。此外，这些高纤塑料在长期高温测量下，将产生毒素，除了会危害测量人员的身心健康外，还会因高温而产生变形，无法进行测量。
针位偏移检测卡是测试台与待测芯片的接口，其制作原理乃是依照待测芯片上的芯片位置作为检测卡的针位，以利于在同一时间测量大量的组件。因此，针位的位置的准确与否将直接影响测量水平，由于目前检测卡所使用的材料大多仅适用于室温(25℃至85℃)，而且每种材料都有其本身的膨胀系数，当温度升高或降低至材料可承受的范围外时，膨胀系数将使各种材料产生变化，致使原先的针位水平严重偏移。更甚者，将使探针剥落或发生弯曲，检测卡无法使用。此外，为符合其治具限制(θ＝7°)，现在传统所使用的探针的角度大多为103°。当温度升高或降低时，此角度将会导致针位偏移、探针受损更加严重。
发明内容
为克服现有技术中的不足之处，本发明的目的是提供一种可应用于超低温及高温(-120℃至450℃)半导体测试的检测卡，其利用加压空气调节技术将热量导入或导出检测卡，以实现调节温度的功能。
为达成上述目的，本发明提供一种可应用于超低温及高温(-120℃至450℃)半导体测试的检测卡，其包含一电路板、一支撑物，其设置于该电路板表面、至少一探针，以一粘着物固定在该支撑物上、一盖子，其固设于该电路板上、及至少一流动线路，其设置在该电路板及该盖子形成的空间中。通过将一流体导入该流动线路中形成流动回路以达成调节温度功能。本发明是利用加压空气(或氮气)循环技术将热量导入或导出检测卡，以达成调节温度的功能，进而确保检测卡组件的物理性质及化学性质不会过度变化，以实现检测卡在超低温及超高温(-120℃至450℃)的测量应用。
与现有技术相比，本发明具有以下特点及优点本发明的加压流体调节设计利用压力将流体导入已设计好的空气回路中，通过空气的循环来调节检测卡的电路板、环状支撑物、环氧树脂粘着物及探针的温度。除了将检测卡的温度维持在材料本身所能承受的范围内，本发明进一步通过温度的控制，降低材料因温度变化产生的热胀冷缩所导致的物理性质或化学性质变化。
本发明将探针本身的角度加大为135至180°范围，并将环状支撑物的角度改变为11°至75°范围。不但增加芯片基座与环状支撑物的距离，以减轻温度变化的影响，更有效地解决了在高温或低温测量时，检测卡最常遇到的滑针问题，即针位水平偏移的现象。
本发明将依照附图进行说明，其中图1所示是现有半导体检测卡的俯视图；图2所示是现有半导体检测卡应用于半导体芯片测试的剖视图；图3所示是图2的局部放大图；图4所示是本发明的半导体检测卡的俯视图；图5所示是本发明的半导体检测卡应用于半导体芯片测试的剖视图；及图6所示是本发明检测卡的局部放大图。
图中10 现有的检测卡12 电路板14 支撑物16 探针20 通道22 开口24 粘着物26 导线28 斜面
30 半导体芯片32 芯片基座34 加热装置36 芯片38 垫圈40 检测卡42 电路板44 环状支撑物46 探针50 流动线路52 开口54 流体入口56 通道58 导线60 粘着物70 盖子72 开口74 间隙76 斜面78 悬臂80 尖端82 夹角84 夹角86 半导体芯片88 芯片基座90 加热装置92 芯片94 垫圈具体实施方式
在此本发明将参考附图作更加详细地说明，其中优选实施例将出现在下列叙述中。然而，本发明可以根据许多不同形式具体化，且应不限于优选实施例所揭示的。更确切地说，这些优选实施例的提供仅是用于使本发明的揭示更加完整及彻底，并完全地将本发明的范围表达给熟悉该项技术的人员。在附图中，组件的厚度是为了清楚表达而特别地夸大。请了解当谈论一组件(例如一电路板、导管或探针)“在另一组件上”时，其可为直接在该另一组件上，也可以具有介于中间的组件存在。相应地，当谈论到一组件是“直接在”另一组件上时，则没有任何介于中间的组件存在。
图4为本发明的检测卡40的俯视图。如图4所示，检测卡40包含电路板42、设置在电路板42上的环状支撑物44、固定在环状支撑物上的探针46、电连接于探针46末端的导线58，及设置在电路板42上的空气流动线路50(例如导管)，其中电路板42及环状支撑物44是可耐高温的陶瓷材质。流动线路50包含两个流体入口54及若干个朝向环状支撑物44的开口52，且流动线路50环绕支撑物44、探针46及导线58。
图5是本发明的检测卡40应用于测试半导体芯片86时的剖视图。如图5所示，电路板42具有中心开口54，供操作者目视检测卡40的探针46与半导体芯片86的相对位置。探针46是以粘着物60(例如环氧树脂)固定在环状支撑物44上，并经由通道56电连接于电路板42背面的导线58。本发明的检测卡40也可包含盖子70，而空气流动线路50也可设置在电路板42及盖子70所形成的空间中(例如设置在电路板42上或是设置在盖子70上)。盖子70具有开口72，供探针46与半导体芯片86接触。半导体芯片86安置在芯片基座88上，半导体芯片86包含若干个芯片92，而芯片基座88具有加热装置90。当进行测试时，芯片基座88将上升使得探针46的尖端与芯片92的垫圈94接触。
本发明是利用加压空气调节技术将热量导出检测卡40，完成调节温度的功能并实现检测卡40应用于半导体的高温测试。通过将加压的空气经由流体入口54导入检测卡40，而空气将沿着流动线路50的开口吹向环状支撑物44，再由盖子70与粘着物60形成的间隙74将热量导出检测卡40。如此，在测量半导体芯片80的过程中，即使加热装置90将芯片基座88加热至450℃，本发明通过调整空气的流速及温度，就可使得检测卡40的温度保持在一特定的范围内，进而确保检测卡40上组件的物理性质(例如探针的热膨胀现象)及化学性质(例如环氧树脂的老化)不会发生过度变化，以实现检测卡在超高温450℃的半导体测量中的应用。典型的，导入检测卡40的空气温度约为25℃，而压力是介于0至70kpa范围。此外，当检测卡40用于超低温度测量时，导入检测卡40的流体为摄氏0℃的干燥氮气(nitrogen)，以调节检测卡40的温度。如此，检测卡40的测量温度可达-120℃。
图6是本发明检测卡40的局部放大图。如图6所示，导入检测卡40的流体经由开口52在盖子70与电路板42形成的空间中流动(如箭头所示)，流体与导线48、粘着物60、探针46、环状支撑物44及电路板42进行热交换，再经由盖子70与粘着物60形成的间隙74流出检测卡40，完成检测卡40的温度调节。此外，环状支撑物44具有斜面76，而探针是以粘着物60固定在斜面76上。斜面60与电路板42的表面的夹角84介于11°至75°，较佳的夹角84为45°。探针46可由悬臂78及尖端80构成，悬臂78与尖端80形成一夹角82，而夹角是介于135°至180°范围。此外本发明的探测卡也可采用一体成形，即探针的悬臂与尖端的夹角为180°。通过将固定探针46的环状支撑物44的倾斜角度改变为11°至75°，再将探针46本身的角度也调整为135至180°，造成滑针现象的原因将受到控制。如此，材料因热膨胀现象所导致的位移降低了1/2，有效解决了在高温测量时针位偏移的现象。
本发明的技术内容及技术特点已揭示如上，然而熟悉本项技术的人士仍可能基于本发明的教示及揭示而作种种不背离本发明精神的替换及修饰。因此，本发明的保护范围不应限于实施例所揭示的内容，而应包括各种不背离本发明的替换及修饰，并为本专利申请权利要求书所涵盖。
权利要求
1.一种半导体测试用的检测卡，其特征在于包含一电路板；一支撑物，设置于所述电路板表面；至少一探针，固定于所述支撑物上；及至少一气体流动线路，设置在所述电路板上。
2.根据权利要求1所述的检测卡，其特征在于所述气体流动线路是一导管，且所述导管包含至少一朝向所述支撑物的开口。
3.根据权利要求2所述的检测卡，其特征在于所述导管环绕所述支撑物，且包含若干个朝向所述支撑物的开口。
4.根据权利要求1所述的检测卡，其特征在于所述支撑物具有一斜面，且所述斜面与所述电路板表面的夹角大于11度。
5.根据权利要求1所述的检测卡，其特征在于所述支撑物具有一斜面，且所述斜面与所述电路板表面的夹角小于75度。
6.根据权利要求1所述的检测卡，其特征在于所述支撑物具有一斜面，且所述斜面与所述电路板表面的夹角为45度。
7.根据权利要求1所述的检测卡，其特征在于所述检测卡另包含一盖子，固设于所述电路板上，且所述盖子具有至少一开口以供所述探针与一待测芯片接触。
8.根据权利要求7所述的检测卡，其特征在于所述电路板及所述环状支撑物为陶瓷材质。
9.根据权利要求1所述的检测卡，其特征在于所述探针包含一悬臂及一尖端，且所述悬臂与所述尖端的夹角介于180°至135°之间。
10.一种半导体测试用的检测卡，其特征在于包含一电路板；一支撑物，设置于所述电路板表面；至少一探针，固定于所述支撑物上；一盖子，固设于所述电路板上；及至少一流动线路，设置在所述电路板及所述盖子形成的空间中，所述流动线路可导入一流体，以形成一流动回路从而达成调节温度的功能。
11.根据权利要求10所述的检测卡，其特征在于所述流体的压力小于70kpa。
12.根据权利要求10所述的检测卡，其特征在于所述流体为空气，且其温度为25℃。
13.根据权利要求10所述的检测卡，其特征在于所述流体为氮气，且其温度为0℃。
14.根据权利要求10所述的检测卡，其特征在于所述流动线路为一导管，且所述导管包含至少一朝向所述支撑物的开口。
15.根据权利要求14所述的检测卡，其特征在于所述导管环绕所述支撑物，且包含若干个朝向所述支撑物的开口。
16.根据权利要求10所述的检测卡，其特征在于所述支撑物具有一斜面，且所述斜面与所述电路板表面的夹角大于11度。
17.根据权利要求10所述的检测卡，其特征在于所述支撑物具有一斜面，且所述斜面与所述电路板表面的夹角小于75度。
18.根据权利要求10所述的检测卡，其特征在于所述支撑物具有一斜面，且所述斜面与所述电路板表面的夹角为45度。
19.根据权利要求10所述的检测卡，其特征在于所述电路板、所述支撑物为陶瓷材质。
20.根据权利要求10所述的检测卡，其特征在于所述探针包含一悬臂及一尖端，且所述悬臂与所述尖端的夹角介于180°至135°之间。
全文摘要
本发明揭示一种半导体测试用的检测卡，其包含一电路板、设置于该电路板表面的一支撑物、至少一探针，其以一粘着物固定在该支撑物上、设置在该电路板上的至少一流动线路、及固设于该电路板上的一盖子。本发明通过将一流体，如加压的空气或氮气，导入流动线路中，形成流动回路将热量带入或带出检测卡以达成调节温度功能。
文档编号H01L21/66GK1536635SQ0310915
公开日2004年10月13日 申请日期2003年4月3日 优先权日2003年4月3日
发明者刘俊良, 徐梅淑 申请人:思达科技股份有限公司