[發明專利]接觸構件及其制造方法

無效

• 申請號: 01123371.0
• 申請日: 2001-07-18
• 公開（公告）號: CN1397805A
• 公開（公告）日: 2003-02-19
• 發明（設計）人: 西奧多·A·庫利;詹姆斯·W·費雷姆
• 申請（專利權）人: 株式會社鼎新
• 主分類號: G01R1/073
• 分類號: G01R1/073;G01R31/26;H01R12/02;H01R12/30;H01R13/03
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司
• 代理人: 蹇煒

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本發明涉及一種接觸構件，用于與接觸目標比如接觸墊、或者電路或電器的引線建立電連接。更具體地說，本發明涉及一種用于探針卡的接觸構件，該探針卡用于以改進的頻率帶寬、針距和接觸性能及可靠性來測試半導體晶片、半導體芯片、封裝半導體器件、模塊插槽、印刷電路板等。

???????????????發明的背景技術

在測試高密度和高速電子器件如LSI和VLSI電路時，必須用高性能的接觸構件，如探針接觸器或探測接觸器。本發明的接觸構件不局限于應用到半導體晶片和小片的測試和老化，而是還可用于封裝的半導體器件、印刷電路板等的測試和老化。本發明的接觸構件也可用于更普通的地方，包括IC引線，IC封裝和其它電連接。然而為了便于說明，本發明主要參照半導體晶片的測試而進行說明。

在被測的半導體器件是半導體晶片形式的情況下，半導體測試系統如IC測試儀通常連接到基片支撐架，如自動晶片探測器，以自動地測試半導體晶片。圖1中給出了這樣一個例子，其中，半導體測試系統有一測試頭100，它通常處于一分離的箱體中并通過一束電纜110電連接到測試系統。測試頭100和基片支撐架400通過馬達510驅動的控制器500互相機械連接和電連接在一起。被測的半導體晶片由基片支撐架400自動裝配到測試頭100的測試位置。

在測試頭100上，由半導體測試系統產生的測試信號提供給被測的半導體晶片。由被測半導體晶片(形成在半導體晶片上的IC電路)產生的最終輸出信號傳送到半導體測試系統。在半導體測試系統中，比較輸出信號與期望信號，以確定半導體晶片上的IC電路是否工作正常。

在圖1中，測試頭100和基片支撐架400由一接口組件140連接，接口組件140包括操作板120(見圖2)、同軸電纜、彈簧針和連接器，操作板120是一印刷電路板，具有測試頭的電連接件單獨連接的電路連接部分。在圖2中，測試頭100包括大量的與半導體測試系統的測試槽(測試針)數目相應的印刷電路板150。每一印刷電路板150都有一連接器160，以接收操作板120上的相應接觸端子121。“蛙狀”環130裝在操作板120上，以精確確定對應于基片支撐架400的接觸位置。蛙狀環130有大量的接觸針141，如ZIF連接器或彈簧針，通過同軸電纜124連接到接觸端子121。

如圖2所示，測試頭100放在基片支撐架400的上面，并通過接口組件140機械和電連接到基片支撐架。在基片支撐架400中，被測半導體晶片300裝在卡盤180上。在本例中，探針卡170裝在被測的半導體晶片300的上面。探針卡170具有大量的探針接觸器(如懸臂或針)190與接觸目標如被測半導體晶片的IC電路的電路端子或接觸墊接觸。

探針卡170的電端子或接觸座(接觸墊)與蛙狀環130的接觸針141電連接。接觸針141通過同軸電纜124與操作板120上的接觸端子121連接。操作板上的接觸端子121又與測試頭100的印刷電路板150連接。而且，印刷電路板150通過電纜110與半導體測試系統連接，電纜110有比如幾百根內部電纜。

在這種結構下，探針接觸器190接觸夾板180上的半導體晶片300的表面(接觸目標)，對半導體晶片300加一測試信號，并接收來自晶片300的最終輸出信號。來自被測的半導體晶片300的最終輸出信號與半導體測試系統產生的期望數據進行比較，以確定半導體晶片300上的IC電路是否工作正常。

圖3是圖2中探針卡170的仰視圖。在該例中探針卡170有一環氧樹脂環，上面設有大量的被稱為針或懸臂的探針接觸器190。當圖2中裝有半導體晶片300的卡盤180向上移動時，懸臂190的尖端將接觸到晶片300上的墊或突起(接觸目標)。懸臂190的末端連接著導線194，導線194再與形成在探針卡170上的傳輸線(未示出)連接。傳輸線與大量電極(接觸墊)197相連，這些電極與圖2中的彈簧針141具有連接關系。

通常，探針卡170由多層聚酰亞胺片構成，具有接地層，電源層，在許多層上具有信號傳輸線。如本技術領域所公知的那樣，每一信號傳輸線被設計成具有一特征電阻如50歐姆，以在探針卡170中平衡分布參數，即聚酰亞胺的介電常數和磁導率，數據通路的電感和電容。這樣，數據線就是與晶片300間建立高頻傳輸帶寬的電阻匹配線路，以提供穩態的電流以及由該器件的瞬態輸出切換產生的高電流峰值。為了消除噪音，探針卡上電源層和接地層之間安裝了電容193和195。