探针卡的制作方法
【专利摘要】一种探针卡，包括基板、至少一个焊垫以及至少一个探针结构。基板具有相对的第一表面与第二表面，且具有贯穿基板的至少一个贯穿孔。焊垫配置在基板中。探针结构配置在基板的第一表面上。探针结构包括至少一个探针，探针穿过贯穿孔而在基板的第二表面上与焊垫连接。在本发明所提出的探针卡中，由于探针穿过基板的贯穿孔而在基板的第二表面上与焊垫连接，因此使用者可更容易地进行连接操作及调整连接操作时所需的探针长度，以利于连接操作的进行，进而使得探针卡在制作上较为简单。
【专利说明】探针卡
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种检测装置，且特别涉及一种探针卡。
【背景技术】
[0002]集成电路芯片(integrated circuit chip, IC chip)的电性测试在半导体制程的各阶段中都是相当重要的。每一个IC芯片在晶片与封装型态都必须接受检测以确保其电性功能。
[0003]晶片测试(wafer test)是使测试机台与探针卡(probe card)构成检测回路,将探针卡上的探针直接与晶片上的焊垫(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检测机台作分析与判断。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。
[0004]传统的探针卡将探针直接焊接于印刷电路板表面，借此电性连接探针和焊垫。然而，此种焊接方法在焊接操作上较不便利且困难度较高，而使得探针卡的制作不易。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是提供一种探针卡，其在制作上较为简单。
[0006]为实现上述目的，本发明提供一种探针卡，包括基板、至少一个焊垫以及至少一个探针结构。基板具有相对的第一表面与第二表面，且具有贯穿基板的至少一贯穿孔。焊垫配置在基板中。探针结构配置在基板的第一表面上。探针结构包括至少一个探针，探针穿过贯穿孔而在基板的第二表面上与焊垫连接。
[0007]依照本发明的一实施例所述，在上述的探针卡中，贯穿孔可贯穿焊垫。
[0008]依照本发明的一实施例所述，在上述的探针卡中，探针与焊垫的连接方式例如是焊接。
[0009]依照本发明的一实施例所述，在上述的探针卡中，探针结构更包括基座。基座配置在基板的第一表面上，且探针可配置在基座上。
[0010]依照本发明的一实施例所述，在上述的探针卡中，基座的材料例如是陶瓷。
[0011]依照本发明的一实施例所述，在上述的探针卡中，探针包括针尖部。针尖部位于基座上方，且针尖部与基座的表面的法线方向的夹角例如是介于0°至10°之间。
[0012]依照本发明的一实施例所述，在上述的探针卡中，探针例如是经由粘着剂而固定
于基座上。
[0013]依照本发明的一实施例所述，上述的探针卡更包括支撑装置。支撑装置包括支撑板及至少一个支撑柱。支撑柱配置在支撑板上。支撑板配置在基板的第二表面下方，且支撑柱穿过基板以承载基座。
[0014]依照本发明的一实施例所述，在上述的探针卡中，探针的材料例如是钨、铼、铍铜合金、金、银或钼。[0015]依照本发明的一实施例所述，在上述的探针卡中，基板例如是印刷电路板。
[0016]基于上述，在本发明所提出的探针卡中，由于探针穿过基板的贯穿孔而在基板的第二表面上与焊垫连接，因此使用者可更容易地进行连接操作及调整连接操作时所需的探针长度，以利于连接操作的进行，进而使得探针卡在制作上较为简单。此外，当探针结构具有多根探针时，由于本发明所提出的探针卡是在第二表面上将探针与焊垫连接，因此可使得各探针的长度趋近于最短及等长，从而提升测试信号的电性。
[0017]为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图式作详细说明如下。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1为本发明的第一实施例的探针卡的剖面示意图。
[0019]图2为本发明的第二实施例的探针卡的剖面示意图。
[0020]其中，附图标记说明如下:
[0021]10、20:探针卡
[0022]100>200:基板
[0023]102:第一表面
[0024]104:第二表面
[0025]106、206:贯穿孔
[0026]110、210:焊垫
[0027]120:探针结构
[0028]122:探针
[0029]124:基座
[0030]126:粘着剂
[0031]128:针尖部
[0032]130:焊料
[0033]140:支撑装置
[0034]142:支撑板
[0035]144:支撑柱
[0036]D:法线方向
[0037]α:夹角
【具体实施方式】
[0038]图1为本发明的第一实施例的探针卡的剖面示意图。
[0039]请参照图1，探针卡10包括基板100、至少一个焊垫110以及至少一个探针结构120。基板100例如是印刷电路板。基板100具有相对的第一表面102与第二表面104，且具有贯穿基板100的至少一个贯穿孔106。
[0040]在本实施例中，贯穿孔106例如是借由贯穿焊垫110而贯穿基板100，所以使得贯穿孔106及焊垫110可共同使用基板100的同一面积。因此，基板100不需要额外的面积来配置贯穿孔110，因此可进一步地提升基板100的面积利用率。亦即，在设计基板100上的电路图案时，本实施例的贯穿孔106的配置方法可使得电路图案具有更大的设计弹性。
[0041]焊垫110配置在基板100中。焊垫110的材料例如是铜或铝。焊垫110的形成方法例如是电镀或其他适合的方法。焊垫Iio可延伸至基板100的第二表面104上，进而使得焊垫110覆盖基板100的部分第二表面104，然而本发明并不以此为限。在另一实施例中，焊垫110亦可仅形成于基板100中而不覆盖基板100的表面。在其他实施例中，焊垫110可仅延伸至基板100的第一表面102上，或者焊垫110可同时延伸至基板100的第一表面102及第二表面104上。
[0042]探针结构120配置在基板100的第一表面102上。探针结构包括至少一根探针122，探针122穿过贯穿孔106而在基板100的第二表面104上与焊垫110连接。探针122的材料例如是钨、铼、铍铜合金、金、银、钼或其他适合的材料。当探针结构120具有多根探针122时，探针122可设置成单层结构或多层堆叠结构。在本实施例中，探针122是以设置成单层结构为例进行说明。当设置成单层结构的探针122发生损坏时，可轻易地对探针122进行更换。
[0043]在本实施例中，探针122与焊垫110的连接方式例如是焊接。举例来说，可借由焊料130来进行探针122与焊垫110之间的焊接。焊料130的材料例如是锡、镍、银、铅或其他适合的材料。由于焊垫110与基板100的电路图案为电性连接，因此探针结构120可利用探针122连接至焊垫110而与基板100的电路图案作电性连接，进而形成检测回路。
[0044]此外，在进行连接探针122与焊垫110的连接操作(如焊接)时，使用者往往需要操作空间以进行上述的连接操作。然而，因为在基板100的第一表面102上配置有多个探针结构120，探针结构120的存在将减少使用者的操作空间而不利于使用者进行上述连接操作。相较之下，由于在基板100的第二表面104上并没有配置探针结构120，因此在连接探针122与焊垫110之前，可先将探针122穿过贯穿孔106而露出于第二表面104，进而使得使用者可在第二表面104上进行探针122与焊垫110之间的连接操作。换句话说，若先将探针122穿过贯穿孔106并在基板100的第二表面104上进行探针122与焊垫110之间的连接操作，此种方法可提供使用者更大的操作空间以更容易并更精确地连接探针122与焊垫110。此外，当探针结构120具有多根探针122时，由于上述方法是将探针122穿过贯穿孔106后，再进行探针122与焊垫110之间的连接操作，可使得探针122的长度趋近于最短及等长，从而提升测试信号的电性。
[0045]另外，由于本实施例的探针122是穿过贯穿孔106而在基板100的第二表面104上与焊垫110进行连接，因此本实施例可利用贯穿孔106的设计来使得各探针122之间具有一定的距离，并进一步地防止各探针122互相接触而产生电路短路的问题。换句话说，本实施例不需使用绝缘套管即可防止探针122之间产生电路短路的问题，进而可节省使用绝缘套管所花费的成本。
[0046]在本实施例中，探针结构120更可包括基座124，基座124配置在基板100的第一表面102上，且探针122配置在基座124上。基座124的作用为承载探针122，进而使得在探针卡10的制作过程中或在后续使用探针122以检测芯片的过程中，探针122不会因为应力作用而变形。基座124的材料例如是陶瓷或其他绝缘材料，因此可避免探针122发生电路短路的问题。探针122例如是经由粘着剂126而固定于基座124上，借此可避免探针122因为受到应力而产生变形或位移等情形。粘着剂126的材料例如是环氧树脂。探针122包括针尖部128，针尖部128位于基座124上方，且针尖部128与基座124的表面的法线方向D的夹角α介于0°至10°之间。
[0047]此外，探针卡10更包括支撑装置140。支撑装置140的材料例如是经淬火处理的钢。支撑装置140包括支撑板142及至少一个支撑柱144。支撑柱144配置在支撑板142上。支撑板142与支撑柱144例如为可为一体成形或借由焊接等方式进行连接以构成支撑装置140。支撑板142配置140在基板100的第二表面104下方，支撑柱142穿过并突出基板100以承载基座124。在检测芯片的过程中，基板100可能会因此为温度变化而产生热变形，因此基座124有可能因为基板100的热变形而偏离原来的位置。然而，借由支撑装置140可将基座124固定在一定的位置，并可避免在检测芯片时探针结构120因为基板100的热变形而产生位置偏移的问题。
[0048]基于上述实施例可知，由于探针122是穿过贯穿孔106而在基板100的第二表面104上与焊垫110连接，因此使用者可更容易地进行连接操作及调整进行连接时所需的探针长度，进而使得探针卡在制作上较为简单。此外，当探针结构120具有多根探针122时，由于本实施例的探针卡10是在第二表面104上将探针122与焊垫110连接，因此可使得各探针122的长度趋近于最短及等长，从而提升测试信号的电性。
[0049]图2为本发明的第二实施例的探针卡的剖面示意图。请参照图2，图2的探针卡20与图1的探针卡10的相异之处在于:探针卡20的贯穿孔206并不直接贯穿焊垫210，而是仅贯穿基板200。换句话说，焊垫210是配置于贯穿孔206周围，而探针122穿过贯穿孔206后，在基板200的第二表面104上与焊垫210连接。除此之外，在探针卡20与探针卡10中，相同的构件使用相同标号表示，故于此不再赘述。
[0050]基于上述实施例可知，由于探针卡20亦是将探针122穿过贯穿孔206而在基板200的第二表面104上与该焊垫连接，因此探针卡20亦具有制作上较为简单的优点。
[0051]综上所述,上述实施例的探针卡至少具有下列特点。上述实施例的探针卡较容易进行探针与焊垫之间的连接操作，并进而使得探针卡在制作上较为简单。此外，当上述实施例的探针卡的探针结构具有多根探针时，探针的长度趋近于最短及等长，从而提升测试信号的电性。
[0052]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，任何本领域普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围当视所附的权利要求范围所界定者为准。
【权利要求】
1.一种探针卡，其特征在于，包括: 基板，具有相对的第一表面与第二表面，且具有贯穿该基板的至少一贯穿孔； 至少一焊垫，配置在该基板中；以及 至少一探针结构，配置在该基板的该第一表面上，其中该至少一探针结构包括至少一探针，该至少一探针穿过该贯穿孔而在该基板的该第二表面上与该焊垫连接。
2.如权利要求1所述的探针卡，其中该至少一贯穿孔贯穿该焊垫。
3.如权利要求1所述的探针卡，其中该至少一探针与该至少一焊垫的连接方式包括焊接。
4.如权利要求1所述的探针卡，其中该探针结构还包括基座，该基座配置在该基板的该第一表面上，且该至少一探针配置在该基座上。
5.如权利要求4所述的探针卡，其中该基座的材料包括陶瓷。
6.如权利要求4所述的探针卡,其中该至少一探针包括针尖部,该针尖部位于该基座上方，且该针尖部与该基座的表面的法线方向的夹角介于0°至10°之间。
7.如权利要求4所述的探针卡，其中该至少一探针经由粘着剂而固定于该基座上。
8.如权利要求4所述的探针卡，还包括支撑装置，该支撑装置包括支撑板及至少一支撑柱，该至少一支撑柱配置在该支撑板上，该支撑板配置在该基板的该第二表面下方，且该至少一支撑柱穿过该基板以承载该基座。
9.如权利要求1所述的探针卡，其中该至少一探针的材料包括钨、铼、铍铜合金、金、银或钼。
10.如权利要求1所述的探针卡，其中该基板包括印刷电路板。
【文档编号】G01R1/073GK103941049SQ201310021497
【公开日】2014年7月23日 申请日期:2013年1月21日 优先权日:2013年1月21日
【发明者】陈光宇 申请人:华邦电子股份有限公司