专利名称：探针卡的电性接触装置的制作方法
技术领域：
本发明是与探针卡的电性接触装置有关，特别是指一种结构强度较佳的电性接触装置。
背景技术：
在半导体芯片的制造过程中，当芯片制造完成但尚未进行封装制程的前，通常必须先经过一检测程序测试芯片的电路功能；检测程序是利用一探针卡的电性接触装置设于测试机台与芯片之间，电性接触装置具有若干探针，由各探针分别抵接于芯片的焊垫，使测试机的测试信号可来回传送于芯片与测试机之间。
一种现有的电性接触装置80，如图28所示，包含有一基座81，以及若干设于基座81的探针82，各探针82的第一端83是以接合的方式焊设于基座81的表面，而探针82的第二端84则朝基座81的一沟槽85上方延伸，第二端84是用以接触芯片的焊垫，由探针82与基座81之间的结构，使得探针82本身具有弹性，当芯片的各焊垫抵压于各第二端84时，各探针82可较为确实地抵接于各焊垫。
再如另一种已知的电性接触装置90，如图29所示，其亦包含有一基座91以及若干探针92，探针92的第一端93是直接成形于基座91表面，而第二端94位于基座91的一沟槽95上方，藉以使各探针92的结构同样具有弹性，可利用各第二端94用以接触芯片的焊垫。
然而，由于半导体芯片的结构尺寸越来越小，芯片具有的焊垫数量越来越多，相对地使得电性接触装置必须在单位面积内所具有的探针数量也越来越多，进而使探针与基座之间可用于相互结合的区域越来越小，在长期反复地进行芯片的测试工作时，探针与基座的结合处容易产生破坏现象，造成探针分离于基座，使电性接触装置发生故障的情形。
发明内容
因此，本发明的主要目的乃在于提供一种探针卡的电性接触装置，其所具有的各探针的结构强度较佳，在长期反复地进行测试工作时，各探针较不易产生破坏现象，使电性接触装置不易故障。
为达成前揭目的，本发明所提供一种探针卡的电性接触装置，其特征在于，包含有一基座，该基座具有一表面，以及一凹陷于该表面的容槽，该容槽成形出至少一邻接于该表面的壁面，且于该等壁面设有至少一定位部；以及至少一探针，各该探针包含有一第一端以及一第二端，各该第一端是设于该基座的各定位部，使各该第二端朝该容槽延伸。
其中该定位部是凹陷于该壁面以及该顶面。
其中该基座于对应各该定位部的侧面分别形成出至少一凸部，而各该探针的第一端则具有至少一凹部，该探针是以各凹部对应于该基座的各凸部地嵌设于该定位部。
其中各该探针的第一端的截面形状对应于各该定位部的截面形状。
其中该基座于对应各该定位部的侧面成形出至少一沟槽，各该沟槽的延伸方向概略平行于该顶面，而各该探针外周则具有至少一嵌条，各该探针可利用各该嵌条嵌入各该沟槽，使得各该探针设于该基座。
其中各该探针的顶面或底面设有一凸垣，该凸垣的延伸方向概同于各该嵌条，该凸垣是嵌设于该基座的沟槽。
其中该定位部的截面形状是呈不规则状，而各该探针的截面形状则对应于该定位部的截面形状。
其中该容槽是自该顶面贯穿于该基座。
其中该基座的容槽成形出一第一壁面以及一第二壁面，该第二壁面凸伸于该第一壁面。
其中该基座另具有至少一延伸部，各该延伸部是自各该定位部朝该容槽方向延伸，各该探针是设于各该定位部与各该延伸部。
其中各该延伸部具有二相互间隔的侧壁，各该探针是设于该二侧壁之间。
其中各该延伸部是设于各该定位部内，且朝该容槽方向延伸，各该探针设于各该延伸部的顶面或底面。
其中各该探针的顶侧或底侧另设有一凸垣。
其中各该延伸部与各该定位部之间另设有一导电部，各该导电部是用以作为接地。
本发明一种探针卡的电性接触装置，其特征在于，包含有一基座，该基座具有一表面，以及一凹陷于该表面的容槽，该表面设有至少一定位部，该定位部亦凹陷于该表面；以及至少一探针，各该探针包含有一第一端以及一第二端，各该第一端是设于该基座的各定位部，使各该第二端朝该容槽延伸。
其中该基座于对应各该定位部的侧面分别形成出至少一凸部，而各该探针的第一端则具有至少一凹部，该探针是以各凹部对应于该基座的各凸部地嵌设于该定位部。
其中各该探针的第一端的截面形状对应于各该定位部的截面形状。
其中该基座于对应各该定位部的侧面成形出至少一沟槽，各该沟槽的延伸方向概略平行于该顶面，而各该探针外周则具有至少一嵌条，各该探针可利用各该嵌条嵌入各该沟槽，使得各该探针设于该基座。
其中各该探针的顶面或底面设有一凸垣，该凸垣的延伸方向概同于各该嵌条，该凸垣是嵌设于该基座的沟槽。
其中该定位部的截面形状是呈不规则状，而各该探针的截面形状则对应于该定位部的截面形状。
其中该容槽是自该顶面贯穿于该基座。
本发明一种电性接触装置的制法，其特征在于，包含有下列步骤a.制备一基座，该基座具有一顶面以及一底面；b.自该基座的顶面蚀刻出一呈凹陷状的第一空间；c.于该基座的第一空间与顶面施行光阻成形以及微电铸制程，使该基座成形出多数探针与多层牺牲层，各该探针具有一第一端与一第二端，该第二端具有一接触部；d.于该基座的底面蚀刻出一容槽，该容槽的位置对应于该等探针的第二端下方；以及e.移除各该牺牲层，即可于该基座形成出各该探针，各该探针的第一端是设于该基座，各该探针的第二端则朝该容槽延伸。
其中该基座是可利用硅材质、SOI基座、介电基座，或是表面具有介电材质的基座所制成。
其中于该步骤b之后，是可于该基座与各该探针相互结合的表面预先铺设介电材质，使各该探针保持绝缘状态。
其中于该步骤d时，是利用一第一蚀刻制程自该基座顶面蚀刻出一第一壁面，再利用一第二蚀刻制程自该基座的底面蚀刻出一第二壁面，并使该基座成形出该容槽，而该第一壁面是凸伸于该第二壁面。
其中该步骤b的蚀刻制程亦可以激光加工方式取代。
由此，本发明即可利用探针与基座相互结合的构造，使整体电性接触装置的结构强度较佳，达到在进行长期反复的测试工作，各探针较不易产生破坏现象，而且电性接触装置不易故障的目的。
以下，配合附图列举若干较佳实施例，用以对本发明的结构与功效做详细说明，其中所用各图式的简要说明如下，其中图1是本发明第一较佳实施例的立体图；图2是图1中2-2剖线的剖视图；图3是本发明第一较佳实施例的制法示意图；图4是本发明第一较佳实施例的制法示意图；图5是本发明第一较佳实施例的制法示意图；图6是本发明第一较佳实施例的制法示意图；图7是本发明第一较佳实施例的制法示意图；图8是本发明第一较佳实施例的制法示意图；图9是本发明第一较佳实施例的另一实施态样；图10是本发明第二较佳实施例的局部剖面示意图，主要是显示探针与基座相互结合的状态；图11是本发明第三较佳实施例的局部剖面示意图，主要是显示探针与基座相互结合的状态；
图12是本发明第四较佳实施例的局部剖面示意图，主要是显示探针与基座相互结合的状态；图13是本发明第四较佳实施例的另一实施态样；图14是本发明第四较佳实施例的又一实施态样；图15是本发明第五较佳实施例的局部剖面示意图，主要是显示探针与基座相互结合的状态；图16是本发明第六较佳实施例的局部剖面示意图，主要是显示探针与基座相互结合的状态；图17是本发明第六较佳实施例的另一实施态样；图18是本发明第七较佳实施例的局部立体图；19图是图18中19-19剖线的剖视图；图20是本发明第八较佳实施例的局部立体图；图21是图20中21-21剖线的剖视图；图22是本发明第八较佳实施例的一实施态样；图23是本发明第八较佳实施例的另一实施态样；图24是本发明第九较佳实施例的局部立体图；图25是图24中25-25剖线的剖视图；图26是本发明第十较佳实施例的局部立体图；图27是图26中27-27剖线的剖视图。
图28是为一现有电性接触装置的示意图；以及图29是为另一现有电性接触装置的示意图。
具体实施例方式
请参阅图1及图2所示，是为本发明第一较佳实施例所提供探针卡的电性接触装置10，电性接触装置10包含有一基座20以及多数探针30；基座20是以硅制成，基座20具有一顶面21，顶面21中央具有一呈凹陷状的容槽22，容槽22成形出四邻接于顶面21的壁面23，二相对的壁面23分设有多数定位部24，各定位部24是凹陷于各壁面23以及顶面21；基座20内另设有多数导电线路25。
各该探针30是为利用导电材质所制成的杆体，各探针30具有一第一端31以及一第二端32，第一端31的截面形状概同于基座20的定位部24的截面形状，第二端32具有一概呈垂直状的接触部33，各探针30的第一端31是嵌固于各定位部24，探针30与顶面21相互齐平，并且与导电线路25相互电性连通，而各第二端32朝容槽22延伸，各接触部33朝向顶面21的上方。
如图3至图8所示，是为本发明一较佳实施例的电性接触装置10的制造方法，其包含有下列步骤步骤一如图3所示，制备一材质为硅的基座20，使基座20具有一顶面21以及一底面26。
步骤二如图4所示，以蚀刻或是激光加工的方式，自基座20的顶面21成形出一呈凹陷状的第一空间27。
步骤三如图5至图6所示，于基座20的第一空间27与顶面21施行光阻成形以及微电铸制程，使基座20成形出多数探针30与多层牺牲层28，各探针30具有一第一端31与一第二端32，第二端32具有一接触部33；若希望更精确控制探针30的厚度尺寸，可于微电铸制程后，进一步以精密研磨探针30表面，使探针30表面呈平坦化并研磨至所希望的厚度。
步骤四如图7所示，利用等向性干蚀刻或是湿蚀刻方式自基座20的底面26蚀刻出一容槽22，容槽22的位置对应于探针30的第二端32下方。
步骤五如图8所示，移除各牺牲层28，即可于基座20形成出各探针30的结构，各探针30的第一端31是设于基座20，探针30的第二端32则朝容槽22延伸。
基座20除了可利用硅材质制成以外，还可使用SOI(Silicon onInsulator)基座、介电基座，或是表面具有介电材质的基座；而在电铸各探针30之前，亦可于基座20与探针30相互结合的表面预先铺设介电材质，使各探针30确实保持绝缘状态；介电材质的铺设方式可为化学沉积方式，或者是高温炉管生成如氧化硅、氮化硅等材质。
如图7与图8所示，由于自基座20的底面30蚀刻出容槽22时，容槽22的开口尺寸不易控制，若是在移除牺牲层28之后，各探针30悬空于容槽22壁面23的距离皆不相同，就会直接影响到各探针30的弹性、刚性与探针30的阻抗的一致性；为了能较为容易且精确地控制各探针30凸伸于容槽22的长度，使各探针30可弹性变形的长度一致，进而提升探针30的接触阻抗的一致性，如图9所示，可使容槽22’形成出一开口尺寸大于探针30’悬空范围的第一壁面36’，此时探针30’将由定位部24’的侧壁所夹持固定，而探针30’悬空于容槽22’的长度是自一第二壁面37’开始，由于制作定位部24’时的尺寸精度与探针30’的精度一致，因此可较为容易地控制各探针30’凸伸于容槽22’的长度。
经由上述结构与制法的说明，当电性接触装置10应用于一探针卡(图中未示)时，各探针30的接触部33是抵接于一芯片的各焊垫，芯片所下压的力量会推动各探针30的第二端32，使各探针30的第二端32朝容槽22方向移动，探针30身部则呈弯曲状，由各探针30的第一端31嵌固于基座20的各定位部24，各探针30可具有预定弹性，芯片的各焊垫与各探针30之间即可确实地相互抵接；同时，利用定位部24结合于探针30的结构，增加了探针30与基座20相互之间的接触面积，以及可承受应力的部位，各探针30在经过长时间以及多次地与各焊垫相互抵接之后，各第一端31仍可稳固地与各定位部24相互结合，进而发生探针30与基座20相互分离的状况。
由此，本发明即可利用探针与基座相互之间的结构，使整体电性接触装置的结构强度较佳，达到在进行长期反复的测试工作，各探针较不易产生破坏现象，而且电性接触装置不易故障的目的。
上揭实施例中的定位部与各探针相互结合的结构，亦可改为其它形状，同样可达到本发明的目的；如图10所示，是为本发明第二较佳实施例所提供的电性接触装置40，其主要组成构件与第一较佳实施例相同，特点在于基座41于各定位部42的二侧面分别具有一凸部43，各凸部43是呈凸起状，而各探针44的第一端45二外周面则分别具有一凹部46，各探针44是以各凹部46对应于基座41的各凸部43的方式嵌设于定位部42，使探针44与基座41相互结合。
如图11所示，是为本发明第三较佳实施例所提供的电性接触装置50，其特点在于基座51于各定位部52的二侧面56是分别自壁面53呈渐扩状地向内延伸，而各探针54的第一端55的截面形状则对应于定位部52的截面形状，使探针54的第一端55可沿二侧面56嵌入定位部52，并使探针54的身部自壁面53向外侧延伸。
如图12所示，是为本发明第四较佳实施例所提供的电性接触装置60，其特点在于基座61于定位部62的二侧面分别成形出多数沟槽63，各沟槽63的延伸方向概略平行于顶面64，而各探针65外周则具有多数嵌条66，各探针65可利用各嵌条66嵌入各沟槽63的方式，使得探针65设于基座61的定位部62；再如图13及图14所示，探针651的顶面或底面皆可增设一凸垣671，而探针651嵌入基座611的定位部621，即可再增加探针651与基座611之间的结合强度；而探针651底面的凸垣671可先以等向性蚀刻方式形成凸垣671的外型空间后，再以电铸方式成形，而顶面的凸垣671则可利用光阻成形与微电铸制程堆栈成形。
另如图15所示，是为本发明第五较佳实施例所提供的电性接触装置66，特点在于定位部67的截面形状是呈不规则形状，而探针68的截面形状则对应于定位部67的截面形状，由此，探针68仍可与基座69相互结合(唯各探针的不规则形状彼此差异不可过大，以不影响电性规格为原则)。
再如图16所示，是为本发明第六较佳实施例所提供的电性接触装置70，特点在于各探针71的第一端72具有一呈垂直状的嵌合部73，而各定位部74则是凹陷于顶面75，各探针71的嵌合部73嵌固于各定位部74，可使探针71结合于基座76；而同样地，如图17所示，探针711的嵌合部731的截面形状亦可改为概呈梯型，而定位部741的截面形状概同于嵌合部731的截面形状，亦可使探针711与基座761相互嵌合。在本发明所提供的各探针结构中，由于是利用接触部接合于芯片的各焊垫，在整体探针的尺寸精度为可容许范围以内，可另于一基板上一样以微电铸制程独立制作出针尖部，再使针尖部与接触部相互连接，其电铸方式可为压模铸造、以光阻图形化开口做为模具加以电铸成形、在基板上蚀刻出针尖型态的开口加以电铸成形，或者是利用化学蚀刻方式、精密机械加工、激光加工、放电加工等等加工方式，使接触部顶端呈尖形。
为了要增加各探针与基座的接合面积，以及探针的结构强度，如图18及图19所示，是为本发明第七较佳实施例所提供探针卡的电性接触装置400，其结构同样包含有一基座402与至少一探针403，特点在于基座402另具有至少一延伸部404，各延伸部404是以蚀刻方式一体成形于基座402的壁面405，各延伸部404具有二相互间隔的侧壁406，且自各定位部407朝容槽408方向延伸，各探针403则以微电铸制程设于各定位部407与二侧壁406之间，以增加探针403与基座402的结合面积，同时，利用延伸部404的材质结构，使整体悬空于容槽408上的探针403结构较强；而若是基座402为非绝缘体材质制成时，探针403与基座402、延伸部404之间则应设一介电层(如二氧化硅)，用以使探针403绝缘于基座402。
再如图20及图21所示，是本发明第八较佳实施例的电性接触装置500，其结构与第七较佳实施例大致相同，特点在于延伸部501是呈长条状地自定位部502朝容槽503方向延伸，探针504则电铸于延伸部501的顶面与底面，各探针504的顶侧及底侧另分别设有一凸垣部505，以同样可增加探针504的结构强度；而如图22及图23所示，各探针504的凸垣505亦可仅设于探针504的顶侧或是底侧。
另如图24及图25所示，是为本发明第九较佳实施例的电性接触装置600，其结构与第七较佳实施例大致相同，特点在于延伸部601是自定位部602的底侧朝容槽603延伸，探针604则设于延伸部601的顶面。
如图26及图27所示，是为本发明第十较佳实施例的电性接触装置700，其结构与第七较佳实施例大致相同，探针701是设于延伸部702的二侧壁703间，特点则在于二侧壁703外周与定位部704之间另设有一导电部705，由此，除了探针701可用于传输信号以外，导电部705则可作为接地的用途，由此隔绝噪声、增加信号传输频宽。
权利要求
1.一种探针卡的电性接触装置，其特征在于，包含有一基座，该基座具有一表面，以及一凹陷于该表面的容槽，该容槽成形出至少一邻接于该表面的壁面，且于该等壁面设有至少一定位部；以及至少一探针，各该探针包含有一第一端以及一第二端，各该第一端是设于该基座的各定位部，使各该第二端朝该容槽延伸。
2.依据权利要求1所述的探针卡的电性接触装置，其特征在于，其中该定位部是凹陷于该壁面以及该顶面。
3.依据权利要求2所述的探针卡的电性接触装置，其特征在于，其中该基座于对应各该定位部的侧面分别形成出至少一凸部，而各该探针的第一端则具有至少一凹部，该探针是以各凹部对应于该基座的各凸部地嵌设于该定位部。
4.依据权利要求2所述的探针卡的电性接触装置，其特征在于，其中各该探针的第一端的截面形状对应于各该定位部的截面形状。
5.依据权利要求2所述的探针卡的电性接触装置，其特征在于，其中该基座于对应各该定位部的侧面成形出至少一沟槽，各该沟槽的延伸方向概略平行于该顶面，而各该探针外周则具有至少一嵌条，各该探针可利用各该嵌条嵌入各该沟槽，使得各该探针设于该基座。
6.依据权利要求5所述的探针卡的电性接触装置，其特征在于，其中各该探针的顶面或底面设有一凸垣，该凸垣的延伸方向概同于各该嵌条，该凸垣是嵌设于该基座的沟槽。
7.依据权利要求2所述的探针卡的电性接触装置，其特征在于，其中该定位部的截面形状是呈不规则状，而各该探针的截面形状则对应于该定位部的截面形状。
8.依据权利要求1所述的探针卡的电性接触装置，其特征在于，其中该容槽是自该顶面贯穿于该基座。
9.依据权利要求1所述的探针卡的电性接触装置，其特征在于，其中该基座的容槽成形出一第一壁面以及一第二壁面，该第二壁面凸伸于该第一壁面。
10.依据权利要求1所述的探针卡的电性接触装置，其特征在于，其中该基座另具有至少一延伸部，各该延伸部是自各该定位部朝该容槽方向延伸，各该探针是设于各该定位部与各该延伸部。
11.依据权利要求10所述的探针卡的电性接触装置，其特征在于，其中各该延伸部具有二相互间隔的侧壁，各该探针是设于该二侧壁之间。
12.依据权利要求10所述的探针卡的电性接触装置，其特征在于，其中各该延伸部是设于各该定位部内，且朝该容槽方向延伸，各该探针设于各该延伸部的顶面或底面。
13.依据权利要求12所述的探针卡的电性接触装置，其特征在于，其中各该探针的顶侧或底侧另设有一凸垣。
14.依据权利要求10所述的探针卡的电性接触装置，其特征在于，其中各该延伸部与各该定位部之间另设有一导电部，各该导电部是用以作为接地。
15.一种探针卡的电性接触装置，其特征在于，包含有一基座，该基座具有一表面，以及一凹陷于该表面的容槽，该表面设有至少一定位部，该定位部亦凹陷于该表面；以及至少一探针，各该探针包含有一第一端以及一第二端，各该第一端是设于该基座的各定位部，使各该第二端朝该容槽延伸。
16.依据权利要求15所述的探针卡的电性接触装置，其特征在于，其中该基座于对应各该定位部的侧面分别形成出至少一凸部，而各该探针的第一端则具有至少一凹部，该探针是以各凹部对应于该基座的各凸部地嵌设于该定位部。
17.依据权利要求15所述的探针卡的电性接触装置，其特征在于，其中各该探针的第一端的截面形状对应于各该定位部的截面形状。
18.依据权利要求15所述的探针卡的电性接触装置，其特征在于，其中该基座于对应各该定位部的侧面成形出至少一沟槽，各该沟槽的延伸方向概略平行于该顶面，而各该探针外周则具有至少一嵌条，各该探针可利用各该嵌条嵌入各该沟槽，使得各该探针设于该基座。
19.依据权利要求18所述的探针卡的电性接触装置，其特征在于，其中各该探针的顶面或底面设有一凸垣，该凸垣的延伸方向概同于各该嵌条，该凸垣是嵌设于该基座的沟槽。
20.依据权利要求10所述的探针卡的电性接触装置，其特征在于，其中该定位部的截面形状是呈不规则状，而各该探针的截面形状则对应于该定位部的截面形状。
21.依据权利要求10所述的探针卡的电性接触装置，其特征在于，其中该容槽是自该顶面贯穿于该基座。
22.一种电性接触装置的制法，其特征在于，包含有下列步骤a.制备一基座，该基座具有一顶面以及一底面；b.自该基座的顶面蚀刻出一呈凹陷状的第一空间；c.于该基座的第一空间与顶面施行光阻成形以及微电铸制程，使该基座成形出多数探针与多层牺牲层，各该探针具有一第一端与一第二端，该第二端具有一接触部；d.于该基座的底面蚀刻出一容槽，该容槽的位置对应于该等探针的第二端下方；以及e.移除各该牺牲层，即可于该基座形成出各该探针，各该探针的第一端是设于该基座，各该探针的第二端则朝该容槽延伸。
23.依据权利要求22所述的电性接触装置的制法，其特征在于，其中该基座是可利用硅材质、SOI基座、介电基座，或是表面具有介电材质的基座所制成。
24.依据权利要求22所述的电性接触装置的制法，其特征在于，其中于该步骤b之后，是可于该基座与各该探针相互结合的表面预先铺设介电材质，使各该探针保持绝缘状态。
25.依据权利要求22所述的电性接触装置的制法，其特征在于，其中于该步骤d时，是利用一第一蚀刻制程自该基座顶面蚀刻出一第一壁面，再利用一第二蚀刻制程自该基座的底面蚀刻出一第二壁面，并使该基座成形出该容槽，而该第一壁面是凸伸于该第二壁面。
26.依据权利要求22所述的电性接触装置的制法，其特征在于，其中该步骤b的蚀刻制程亦可以激光加工方式取代。
全文摘要
一种探针卡的电性接触装置，包含有一基座以及至少一探针，基座具有一表面，以及一凹陷于表面的容槽，容槽成形出一邻接于表面的壁面，且于壁面设有至少一定位部，各探针包含有一第一端以及一第二端，各第一端是设于基座的各定位部，使各第二端朝容槽延伸。
文档编号H01L21/66GK1948971SQ20051011349
公开日2007年4月18日 申请日期2005年10月14日 优先权日2005年10月14日
发明者陈志忠 申请人:旺矽科技股份有限公司