专利名称：电子测试装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电子测试装置，尤其涉及多个空间转换基板及探针基板组立的电子测试装置。
背景技术：
集成电路尚未封装前，以电子测试装置(或称探针卡)对裸晶(bare chip)以探针 (probe)做功能测试，筛选出不良品、再进行之后的封装工程。因此，是集成电路制造中对制造成本影响相当大的重要制程；此电子测试装置可使成品的良率由原来的70%提升至 90%，20%的良率贡献度对1 %良率差异都锱铢必较的半导体厂而言，影响甚巨。简言之，此电子测试装置是一测试机台与晶圆间的接口，每一种IC至少需一片相对应的探针卡，而测试的目的是使晶圆切割后、使良品进入下一封装制程并避免不良品继续加工造成浪费。然而目前先进电子测试装置组装主要包含印刷电路板、含多个微探针的探针基板，以及电气连接装置，其中在探针基板上的微探针的空间位置与待测芯片上的测试垫 (testing pad)对应，另其待测芯片上的测试垫间距(pitch)约30um-150um，但印刷电路板的电子接触垫(electric pad)的最小间距约1. 0mm，因此探针基板必须具备有空间转换的功能，也就是，将该探针基面对待测芯片的一面的电子接点的间距经探针基板内部转换，使其间距放大至1. Omm,以对应印刷电路板的电子接触垫。这类的探针基板大多以低温共烧陶瓷(LTCC)或高温共烧陶瓷(HTCC)方式所制作的陶瓷基板，受限于目前的制作技术，最大基板尺寸仅达100mm-150mnK4英寸-6英寸)，且尺寸愈大，其上电子接点位置精度愈难控制。且目前半导体技术发展趋势是发展300mm(12英寸)制程技术并缩小线宽使得每片晶圆(wafer)可容纳更多芯片(chip)，如此将可有效降低制造成本、提高生产率。因此，大面积、高针数、高平行测试的电子测试装置技术需求相当迫切。
实用新型内容本实用新型针对现有技术的弊端，提供一种以小面积、小尺寸的探针基板以及空间转换基板组立成大面积探针基板、高针数、高平行测试的电子测试装置。本实用新型的主要目的是提供一种电子测试装置，该装置包含印刷电路板、上固定装置、多个空间转换基板以及多个探针基板，上固定装置设置于印刷电路板的上表面，包含固定槽、固锁装置以及固定底座，固定底座设置于固定槽中，以特定间距排列，多个空间转换基板装设于固定槽中，以另一特定间距彼此排列，与该印刷电路板电气连接，所述探针基板是以硅基板、玻璃基板或陶瓷基板制成，具有多个微探针，且所述微探针对应于待测试的裸晶的测试垫，所述探针基板分别设置于固定底座上，其中固定底座采用与硅热膨胀系数接近的刚性材料，通常为科伐(Kovar)，并另固定底座及探针基板以该固锁装置固定，并与多个空间转换基板相邻，且与所述空间转换基板电气连接，其中该空间转换基板与该探针基板位于不同水平面，利用以引线接合(wire bonding)的方式连接。电子测试装置在该印刷电路板的下方更包含用于支撑与固定该印刷电路板的下固定座，以及设置于下固定座的多个差动螺丝组，每一差动螺丝组用以个别调整探针基板之间的共平面度，以及相对于测试机台上的待测芯片的相对平面度。空间转换基板的底部具有一电气连接装置，用以电气连接空间转换基板以及印刷电路板。本实用新型的特点在于以小面积、小尺寸的探针基板以及空间转换基板组立成大面积探针基板、高针数、高平行测试的电子测试装置，如此将可克服大面积陶瓷基板制作困难问题、有效降低成本；又因模块化设计，可提高探针生产良率，且当电子测试装置使用过程中发生局部损坏时仅需更换所属区域的单元，无须整组汰换，实质提高的制程弹性及产业应用性，并降低了维护成本。
图1是本实用新型的电子测试装置第一实施例的立体上视图；图2是图1的A区域的放大图；图3是本实用新型的电子测试装置第一实施例的立体下视图；图4是本实用新型的电子测试装置第二实施例的立体上视图；图5是沿图4的B-B’横截的剖面图；以及图6A至图6D是本实用新型电气连接装置的各种结构的示意图。
具体实施方式
以下配合说明书附图对本实用新型的实施方式做更详细的说明，以使本领域技术人员在研读本说明书后能据以实施。参考图1，图1为本实用新型的电子测试装置第一实施例的立体上视图。如图1所示，本实用新型的电子测试装置1包含印刷电路板10、上固定装置20、多个空间转换基板30 以及多个探针基板40，上固定装置20设置于印刷电路板10的上表面，包含固定槽21、固锁装置23以及固定底座25，固定底座25设置于固定槽21中，以特定间距排列，多个空间转换基板30装设于固定槽21中，以另一特定间距彼此排列，与该印刷电路板10电气连接，所述探针基板40是以硅基板、玻璃基板、或陶瓷基板等具平坦、不导电热膨胀系数与硅接近的刚性材料基板所制成，具有多个微探针(未显示)，且所述微探针对应于待测试的裸晶的测试垫，所述探针基板40分别设置于固定底座25上，并以该固锁装置23固定，并与多个空间转换基板30相邻，且与所述空间转换基板30电气连接，其中固定底座25为与硅热膨胀系数接近的刚性材料，通常为科伐(Kovar)。参考图2，图2为图1的A区域的放大图，其中该空间转换基板30与该探针基板 40位于不同水平面，利用多个引线50，以引线接合(wire bonding)的方式电气连接。参考图3，图3为本实用新型的电子测试装置第一实施例的立体下视图。如图3所示，本实用新型的电子测试装置1在该印刷电路板10的下方更包含用于支撑与固定该印刷电路板10的下固定座22，以及设置于下固定座22的多个差动螺丝组27，每一差动螺丝组27用以个别调整探针基板40之间的共平面度，以及相对于测试机台上的待测芯片的相对平面度。参考图4，图4为本实用新型的电子测试装置1第二实施例的立体上视图。如图4 所示，第一实施例与第二实施例的组件大致相同，唯有空间转换基板30与探针基板40的排列方式与第一实施例不同，第二实施例的空间转换基板30面积较大，且与探针基板40是并排排列。由于待测试的裸晶的排列，探针基板40、空间转换基板30的数量和排列方式也可依照需要而改变第一实施例及第二实施简单改变，本实用新型仅说明唯排列方式的示例， 并不限于此。参考图5，图5为沿图4的B-B’横截的剖面图。如图5所示，空间转换基板30与探针基板是藉由引线50以引线接合方式连接，且空间转换基板30的底部具有一电气连接装置60，用以电气连接空间转换基板30以及印刷电路板10。参考图6A至图6D，图6A至图6D为本实用新型电气连接装置60的各种结构的示意图。如图6A所示，本实用新型的电子测试装置的电气连接装置60包含多个探针座62，所述探针座62之间具有贯通的间隙64，以插入T型弹性探针66a，该T型弹性探针66a以其 T型的上端固定在两探针座62之间，且长度略高于探针座62，以将空间转换基板30与印刷电路板10电气连接。如图6B所示，可将图6A中的T型弹性探针66a取代为L型弹性探针 66b，如图6C所示，可将图6A中的T型弹性探针66a取代为S型弹性探针66c。如图6D所示，图6D为本实用新型电气连接装置60的另一种实施方式的示意图。 在图6D中，电气连接装置60包含一基板70，且在该基板70对应于探针基板的位置设置多个凸块72，该凸块72设置于基板的上下表面，且彼此对应。该基板70具有可挠性，例如以硅橡胶材料所制成，能够补偿印刷电路板10因微量翘曲所造成的间隙差异，另外在基板70 设置多个凸块72的位置含有多个导电粒子74，以形成电气连通。本实用新型的特点在于以小面积、小尺寸的探针基板以及空间转换基板组立成大面积探针基板、高针数、高平行测试的电子测试装置，如此将可克服大面积陶瓷基板制作困难问题、有效降低成本；又因模块化设计，可提高探针生产良率，且当电子测试装置使用过程中发生局部损坏时仅需更换所属区域的单元，无须整组汰换，实质提高的制程弹性及产业应用性，并降低了维护成本。以上所述仅为用以解释本实用新型的较佳实施例，并非企图据以对本实用新型做任何形式上的限制，因此，凡有在相同的创作精神下所作有关本实用新型的任何修饰或变更，皆仍应包括在本实用新型意图保护的范畴。
权利要求1.一种电子测试装置，其特征在于，包含 一印刷电路板；一上固定装置，设置于该印刷电路板的一上表面，包含一固定槽以及多个固定底座，且所述固定底座设置于该固定槽中，且以一特定间距排列；多个空间转换基板，装设于该固定槽中，以另一特定间距彼此排列，并与该印刷电路板电气连接；以及多个探针基板，以一刚性材料基板所制成，具有多个微探针，且所述微探针对应于待测试的裸晶的测试垫，所述探针基板分别设置于所述固定底座上，并与所述空间转换基板相邻，且与所述空间转换基板电气连接。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，在该印刷电路板的下方进一步包含用于支撑与固定该印刷电路板的一下固定座，以及设置于该下固定座的多个差动螺丝组，每一差动螺丝组用以个别调整所述探针基板之间的共平面度，以及相对于测试机台上的待测芯片的相对平面度。
3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述空间转换基板与所述探针基板的每一个利用多个引线以引线接合的方式连接。
4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述空间转换基板与所述探针基板位于不同水平面。
5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，进一步包含多个固锁装置以固定所述探针基板。
6.如权利要求1所述的装置，其特征在于，该刚性材料基板为硅基板、玻璃基板或陶瓷基板，且该刚性材料基板不导电、且该刚性材料基板的热膨胀系数接近硅的热膨胀系数。
7.如权利要求1所述的装置，其特征在于，该固定底座为刚性材料，该刚性材料至少包含科伐。
8.如权利要求1所述的装置，其特征在于，每一空间转换基板的底部具有一电气连接装置，用以电气连接空间转换基板以及印刷电路板。
9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，该电气连接装置包含多个探针座，所述探针座之间具有贯通的间隙，并在各该间隙中设置一弹性探针，该弹性探针的长度略高于探针座。
10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，该弹性探针为T型弹性探针。
11.如权利要求9所述的装置，其特征在于，该弹性探针为L型弹性探针。
12.如权利要求9所述的装置，其特征在于，该弹性探针为S型弹性探针。
13.如权利要求9所述的装置，其特征在于，该电气连接装置包含一基板，且在该基板对应于探针基板的位置设置多个凸块，所述凸块设置于该基板的上下表面，且彼此对应，且在该基板设置所述凸块的位置含有多个导电粒子，以形成电气连通。
专利摘要本实用新型提供一种电子测试装置，该装置包含印刷电路板、上固定装置、多个空间转换基板及多个探针基板，上固定装置设置于印刷电路板上，空间转换基板装设于上固定装置中，与印刷电路板电气连接，探针基板具有对应于测试裸晶的测试垫的微探针，且与空间转换基板以引线结合方式连接，透过小面积的探针基板及空间转换基板组立成大面积探针基板、高针数、高平行测试的电子测试装置，可克服大面积陶瓷基板制作困难问题、有效降低成本、提高生产良率、制程弹性及产业应用性，并降低了维护成本。
文档编号H01L21/66GK202134517SQ20112019214
公开日2012年2月1日 申请日期2011年6月9日 优先权日2011年6月9日
发明者王宏杰, 黄雅如 申请人:技鼎股份有限公司