专利名称：弹簧针接触垫和应用所述弹簧针接触垫的探针卡的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种探针卡(probe card)，具体地说，是一种应用于探针卡的弹 簧针接触垫(pogo pad)。
背景技术：
晶粒的测试是半导体生产过程中的一项必要工序。随着半导体工艺的发展，晶粒 的尺寸越来越小且电路复杂度越来越高，对于测试的要求亦随之提高。图l为已知探针卡 的上视图。在测试晶粒时，测试机经由测试头上的弹簧针(pogo Pin)与基板12上的弹簧 针接触垫10接触而注入测试信号，所述测试信号经由连接线或基板12中的电路，传递到探 针卡下方的多根探针，所述些探针接触受测晶粒上的焊垫，将测试信号送入受测晶粒，再将 晶粒受测产生的信号经由弹簧针接触垫10和测试头回传给测试机而获得测试结果。 已知探针卡是以多层迭压式制成。在形成最上层的弹簧针接触垫10时，是将整片 的铜箔金属以粘着胶贴附于基板12上，再以化学蚀刻将所述铜箔金属图案化，一次形成多 个弹簧针接触垫IO。图2显示弹簧针接触垫10的细部构造。藉由图案化铜箔金属，I/0接 垫102与屏蔽层104形成在探针卡的基板12上。1/0接垫102用来传递信号，外缘的屏蔽 层104环绕1/0接垫102，提供水平方向的噪声屏蔽功能，减低外来噪声对测试信号造成的 干扰。 然而，化学蚀刻无法完全去除粘着胶，这使得弹簧针接触垫10之间有粘着胶残 留，在相邻通道(cha皿el)间形成漏电流路径，因而降低测试的可靠度。此外，由于那些
弹簧针接触垫io是藉由图案化铜箔金属一次形成在探针卡基板上，例如日本特開平第
2-222156號公開之探针卡，因此不论是在制作时或使用后，一旦部份的弹簧针接触垫10出 现特性不良或衰减的状况，便必须重新制作整张探针卡，無法将各别的弹簧针接触垫10拆 下更换，因此探针卡的成本高昂且交期长。 因此已知的探针卡存在着上述种种不便和问题。
实用新型内容本实用新型的目的，在于提出 一种弹簧针接触垫。 本实用新型的另一 目的，在于提出一种探针卡。 为实现上述目的，本实用新型的技术解决方案是 —种弹簧针接触垫，设置于一探针卡上，供接收测试信号，所述弹簧针接触垫包括
一导电层， 一绝缘层， 一屏蔽层和一 1/0接垫，其特征在于 所述导电层，设在所述绝缘层下； 所述绝缘层，设在所述导电层上； 所述屏蔽层，设在所述绝缘层上； 所述1/0接垫，设在所述绝缘层上； 其中，所述屏蔽层环绕所述I/0接垫，所述测试信号经由所述I/0接垫瑜入所述探针卡。 本实用新型的弹簧针接触垫还可以采用以下的技术措施来进一步实现。 前述的弹簧针接触垫，其中所述导电层、所述屏蔽层与所述I/0接塾具有相同电位。 前述的弹簧针接触垫，其中更包括一底板设在所述导电层下。 前述的弹簧针接触垫，其中更包括一插座设在所述屏蔽层上。 前述的弹簧针接触垫，其中所述插座电性连接所述1/0接垫。 前述的弹簧针接触垫，其中更包括一保护盖设在所述1/0接垫与所述屏蔽层上。 前述的弹簧针接触垫，其中更包括一承载座设在所述保护盖上。 —种探针卡，用于将测试信号注入受测晶粒，所述探针卡包括一基板，一弹簧针接
触垫，一探针和一连接线，其特征在于 所述基板，设有安装槽； 所述弹簧针接触垫，安装于所述安装槽中，供接收所述测试信号； 所述探针，供接触所述受测晶粒； 所述连接线，电性连接所述弹簧针接触垫与所述探针，以传递所述测试信号。 本实用新型的探针卡还可以采用以下的技术措施来进一步实现。 前述的探针卡，其中所述弹簧针接触垫包括 —导电层； —绝缘层，设在所述导电层上； —屏蔽层，设在所述绝缘层上； — I/O接垫，设在所述绝缘层上； 其中，所述屏蔽层环绕所述I/0接垫，所述测试信号经由所述I/0接垫瑜入所述探 针卡。 前述的探针卡，其中所述导电层、所述屏蔽层与所述1/0接垫具有相同电位。 前述的探针卡，其中更包括一插座设在所述屏蔽层上，所述插座电性连接所述1/0 接垫。 —种探针卡，用来将测试信号注入受测晶粒，所述探针卡包括一基板， 一弹簧针接 触垫组，一探针和一连接线，其特征在于 所述基板，设有安装槽； 所述弹簧针接触垫组，由复数个弹簧针接触垫组成，安装于所述安装槽中； 所述探针，供接触所述受测晶粒； 所述连接线，电性连接所述弹簧针接触垫与所述探针，以传递所述测试信号。 前述的探针卡，其中所述弹簧针接触垫包括 —导电层； —绝缘层，设在所述导电层上； —屏蔽层，设在所述绝缘层上； — 1/0接垫，设在所述绝缘层上； 其中，所述屏蔽层环绕所述I/0接垫，所述测试信号经由所述I/0接垫瑜入所述探 针卡。
4[0047] 前述的探针卡，其中所述导电层、所述屏蔽层与所述1/0接垫具有相同电位。 前述的探针卡，其中更包括一底板设在所述导电层下，所述每一弹簧针接触垫组 共享所述底板。 前述的探针卡，其中更包括一插座设在所述屏蔽层上，所述插座电性连接所述1/0 接垫。 采用上述技术方案后，本实用新型的弹簧针接触垫和应用所述弹簧针接触垫的探 针卡具有以下优点1.免除已知的粘着胶问题。2.降低探针卡制造和维修成本。3.进一步降低漏电流，为测试信号提供更好的屏蔽能力。
[0054]图l为已知探针卡的上视图；图2为已知弹簧针接触垫的构造图；图3为本实用新型的弹簧针接触垫一实施例的构造图；图4为本实用新型的弹簧针接触垫另一实施例的构造图；图5为本实用新型的探针卡第一实施例的示意图；图6为嵌合弹簧针接触垫另一实施例的示意图；图7为本实用新型的探针卡第二实施例的示意图；图8为本实用新型的探针卡第三实施例的示意图；图9为本实用新型的弹簧针接触垫的另一实施例示意图；图10为本实用新型应用于插接式弹簧针接触垫的示意图；图11为本实用新型应用于插接式弹簧针接触垫的另一实施例示意图图12为本实用新型的悬臂式探针卡的剖面图；图13为本实用新型的垂直式探针卡的剖面图；图14为本实用新型的微机电探针卡的剖面图。射10弹簧针接触垫1021/0接垫104屏蔽层12基板20弹簧针接触垫2001/0接垫202屏蔽层204绝缘层206导电层208底板22基板220安装槽[0081]222安装槽224安装槽226安装槽25弹簧针接触垫26弹簧针接触垫30薄膜32薄膜34弹簧针接触垫36基材362连接条38弹簧针接触垫40插座42承载座44承载座46保护盖50探针52胶柱54连接线56弹簧针接触垫5601/0接垫562屏蔽层564绝缘层566导电层568底板60基板62弹性部64探针66空间转换器68探针。
具体实施方式
以下结合实施例及其附图对本实用新型作更进一步说明。 为了确保测试的可靠度，探针卡上的漏电流必须尽可能压低。由于电流 I = AV/R，式1 因此，改善漏电流的方法除了消除相邻弹簧针接触垫之间、以及1/0接垫和屏蔽 层之间的漏电流路径，使电阻R尽可能增大之外，亦可以通过降低A V达成。 现请参阅图3，图3为本实用新型的弹簧针接触垫一实施例的构造图。如图所示， I/O接垫200和屏蔽层202在绝缘层204上，其中屏蔽层202环绕I/O接垫200提供水平方 向的噪声屏蔽能力，导电层206在绝缘层204下方，为I/O接垫200提供垂直方向的屏蔽功
6能。在本实施例中，每个弹簧针接触垫20是独立制造的，供设置于一探针卡的基板上，因此 各弹簧针接触垫之间不再有粘着胶残留造成的漏电流路径。此外，本实施例还对屏蔽层202 及导电层206提供与I/O接垫200相同的电位，使A V趋近于零，以进一步降低漏电流，同 时使得屏蔽层202和导电层206得以在水平及垂直方向提供更好的噪声屏蔽功能。 图4显示本实用新型的弹簧针接触垫另一实施例，在导电层206下方设置底板 208，做为与探针卡基板的接触面。 图5显示根据本实用新型的探针卡的第一实施例，基板22上设有多个安装槽220 供安装弹簧针接触垫25。由于弹簧针接触垫20在工作时仅需承受由测试头施加的下压力， 因此安装槽220只要能与弹簧针接触垫25紧密配合，使弹簧针接触垫20不会滑动即可。在 其它实施例中，亦可设置嵌合机构，或配合粘胶将弹簧针接触垫25粘着于基板22上。由于 弹簧针接触垫20是个别制造和安装的，在特性不良或衰减时可以个别更换，不需重新制造 整张探针卡。 图6为另一种将弹簧针接触垫25固定在基板22上的示意图，安装槽222的上缘 内縮而形成滑轨，以便于将弹簧针接触垫25以滑嵌方式安装或移除。 图7是根据本实用新型的探针卡第二实施例的示意图，探针卡的基板22上设有四
个安装槽224，参照图3，复数个具垂直方向屏蔽能力的弹簧针接触垫26设置在薄膜30上，
每块薄膜30形成一组四分之一式的弹簧针接触垫组，当有弹簧针接触垫出现特性不良的
状况时，便更换所述弹簧针接触垫所在处的整组弹簧针接触垫。这种设计虽然会牺牲掉一
些仍可使用的弹簧针接触垫，却可使弹簧针接触垫的更换更为简便快速。 图8是本实用新型的探针卡第三实施例的示意图，基板22上设置四个安装槽226，
但每块薄膜32上改为设置六个弹簧针接触垫34，形成八分之一式的弹簧针接触垫组，保留
快速更换弹簧针接触垫的优点，同时减少被牺牲的弹簧针接触垫数目。 图9是本实用新型的弹簧针接触垫的另一实施例，具垂直方向噪声屏蔽功能的弹
簧针接触垫38设置在环状的基材36上，当要取用弹簧针接触垫38做更换时，剪断连接条
362即可将一个或多个弹簧针接触垫38取下。 参照图4、图7、图8和图9，所述薄膜30、32和基材36可做为弹簧针接触垫的底板 208，使每一弹簧针接触垫组中的弹簧针接触垫具有共享底板。 图10是本实用新型应用于插接式弹簧针接触垫的示意图，插座40设置在屏蔽层 202上并电性连接到I/O接垫200，插座40供插接连接线(图中未示)，以将受测信号传递 给探针。有关插接式弹簧针接触垫的先前技术可参阅日本专利特开第2004-125548号。 图11是本实用新型应用于插接式弹簧针接触垫的另一实施例，保护盖46遮盖在 弹簧针接触垫20上方，其上设有承载座42和44，承载座42及44电性连接弹簧针接触垫 25的屏蔽层，供承接测试头的弹簧针。 图12是本实用新型悬臂式探针卡(cantilever probe card)的剖面图，基板60 下方的悬臂式探针50以胶柱52固定，并以连接线54电性连接到弹簧针接触垫56中的1/ 0接垫560，弹簧针接触垫56的底板568与基板60相接，其上依序为导电层566和绝缘层 564，屏蔽层562在绝缘层564上，环绕I/O接垫560。 图13是本实用新型的垂直式探针卡(vertical probe card)的剖面图，弹性部62 提供探针64下压受测晶粒所需的弹性，每一探针64通过连接线54，电性连接弹簧针接触垫56。 图14是本实用新型的微机电探针卡(MEMS probe card)的剖面图，微机电制程探 针68通过空间转换器(Space transformer) 66转接到连接线54，以和弹簧针接触垫56电 性连接。 以上实施例仅供说明本实用新型之用，而非对本实用新型的限制，有关技术领域 的技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，还可以作出各种变换或变化。因 此，所有等同的技术方案也应该属于本实用新型的范畴，应由各权利要求限定。
权利要求一种弹簧针接触垫，设置于一探针卡的基板上，供接收测试信号，所述弹簧针接触垫包括一导电层，一绝缘层，一屏蔽层和一I/O接垫，其特征在于所述导电层，设在所述绝缘层下；所述绝缘层，设在所述导电层上；所述屏蔽层，设在所述绝缘层上；所述I/O接垫，设在所述绝缘层上；其中，所述屏蔽层环绕所述I/O接垫，所述测试信号经由所述I/O接垫输入所述探针卡。
2. 如权利要求1所述的弹簧针接触垫，其特征在于，所述导电层、所述屏蔽层与所述I/ 0接垫具有相同电位。
3. 如权利要求1所述的弹簧针接触垫，其特征在于，更包括一底板设在所述导电层下。
4. 如权利要求1所述的弹簧针接触垫，其特征在于，更包括一插座设在所述屏蔽层上。
5. 如权利要求4所述的弹簧针接触垫，其特征在于，所述插座电性连接所述I/O接垫。
6. 如权利要求1所述的弹簧针接触垫，其特征在于，更包括一保护盖设在所述1/0接垫 与所述屏蔽层上。
7. 如权利要求6所述的弹簧针接触垫，其特征在于，更包括一承载座设在所述保护盖上。
专利摘要一种弹簧针接触垫，设置于一探针卡上，供接收测试信号，所述弹簧针接触垫包括一导电层，一绝缘层，一屏蔽层和一I/O接垫，其特征在于所述导电层，设在所述绝缘层下；所述绝缘层，设在所述导电层上；所述屏蔽层，设在所述绝缘层上；所述I/O接垫，设在所述绝缘层上；其中，所述屏蔽层环绕所述I/O接垫，所述测试信号经由所述I/O接垫输入所述探针卡。
文档编号H01L21/66GK201464508SQ20092000523
公开日2010年5月12日 申请日期2009年3月18日 优先权日2009年3月18日
发明者何志浩, 宋宏志, 林国栋, 范志芳, 郑雅允, 顾伟正 申请人:旺矽科技股份有限公司