[發(fā)明專利]探針

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110129286.X
• 申請(qǐng)日: 2011-05-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102313827A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-01-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 木本軍生
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 木本軍生
• 主分類號(hào): G01R1/067
• 分類號(hào): G01R1/067
• 代理公司: 北京維澳專利代理有限公司 11252
• 代理人: 馬鐵良

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明是有關(guān)于在LSI等設(shè)備制程上，使用晶圓上所形成之多數(shù)芯片回路檢查的接觸子(探針)；特別是有關(guān)于針對(duì)芯片上所排列的電極焊墊，而以晶圓狀態(tài)接觸探針，并藉由芯片電氣導(dǎo)通，實(shí)施構(gòu)成晶圓之回路檢查的探針卡(probe?card)上所內(nèi)置之相關(guān)探針結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

隨著半導(dǎo)體技術(shù)日新月異的進(jìn)步，提升了設(shè)備的集成度，也在半導(dǎo)體晶圓上所形成的各半導(dǎo)體芯片上，增加了回路接線所占區(qū)域，也因而增加了各半導(dǎo)體芯片上的焊墊(pad)數(shù)、縮小焊墊面積，并縮窄焊墊間距。

此半導(dǎo)體晶圓上的半導(dǎo)體芯片檢查方式而言，是在受檢半導(dǎo)體芯片的焊墊與檢測(cè)設(shè)備之間，使用排列多數(shù)對(duì)外力具彈性變形部之針狀探針的探針卡。

將焊墊排列做成細(xì)微化及窄間距化的問(wèn)題在于，必須將半導(dǎo)體芯片接觸焊墊以獲得電氣導(dǎo)通的探針結(jié)構(gòu)，做成符合焊墊排列細(xì)微化的小型、高密度狀。

另外，縮小焊墊面積的問(wèn)題在于，用鋁合金膜形成焊墊的Memory?LSI或Logic?LSI等上，必須藉由探針尖端之水平方向的擦凈(scrub)動(dòng)作，而破壞存在于焊墊表面的氧化皮膜，以獲得電氣導(dǎo)通，這種擦凈動(dòng)作不僅可防止探針尖端自焊墊脫落，還可藉由對(duì)焊墊面積擴(kuò)大擦凈痕的面積，以防發(fā)生打線接合(wire?bonding)不良，因此務(wù)必細(xì)微控制擦凈量。

一般的探針結(jié)構(gòu)屬于，擁有懸臂(cantilever)結(jié)構(gòu)的針狀探針；在既有的懸臂結(jié)構(gòu)中，尖端垂直方向位移量(過(guò)量驅(qū)動(dòng)(over?drive)量)與尖端水平位移量的擦凈量之間則具協(xié)調(diào)(trade-off)關(guān)系。

換言之，要以不損及焊墊的方式確保適度的壓緊力，且為了同時(shí)對(duì)多數(shù)焊墊確實(shí)賦予一定程度的壓緊力，以吸收垂直方向尺寸的誤差，就需要較大的過(guò)量驅(qū)動(dòng)量；因此必須加大懸臂梁長(zhǎng)，此時(shí)就會(huì)面臨到高密度化的問(wèn)題。

反之，若做成縮小梁長(zhǎng)的小型化，便無(wú)法確保較大的過(guò)量驅(qū)動(dòng)量，同時(shí)也會(huì)面臨到難以對(duì)多數(shù)焊墊確實(shí)賦予一定程度的壓緊力問(wèn)題。

另一方面，預(yù)測(cè)將朝更窄間距(20μm以下)發(fā)展的液晶(LCD)驅(qū)動(dòng)用LSI焊墊，主要是由難以生成氧化皮膜的鍍金所形成；對(duì)這種LCD驅(qū)動(dòng)LSI焊墊，使用上述擦凈設(shè)計(jì)而成的探針，反而會(huì)削掉焊墊材料「金」，如此一來(lái)不僅要定期清潔探針尖端，還會(huì)因附著金屬屑而造成探針破損或?qū)ú涣嫉葐?wèn)題。

有鑒于上述背景，因而在探針的技術(shù)要求上采用可(1)因應(yīng)焊墊排列窄間距化的高密度探針、(2)確保較大的過(guò)量驅(qū)動(dòng)、(3)在包含擦凈功能的探針接觸部附近的舉動(dòng)，同時(shí)進(jìn)行細(xì)微控制(約為2μm以下)；因此本發(fā)明人等，便實(shí)施日本專利公開(kāi)2008-122356號(hào)公報(bào)、及日本專利公開(kāi)2009-036744號(hào)公報(bào)上所記載的提案。

日本專利公開(kāi)2008-122356號(hào)公報(bào)發(fā)明是藉由采用平行彈簧結(jié)構(gòu)的探針結(jié)構(gòu)，以取代傳統(tǒng)懸臂結(jié)構(gòu)，并持續(xù)確保較大的過(guò)量驅(qū)動(dòng)量，而得以在焊墊與探針的接觸部附近，進(jìn)行水平方向舉動(dòng)的細(xì)微控制；再者，可藉由在平行彈簧結(jié)構(gòu)的尖端部連接旋轉(zhuǎn)變形部，實(shí)現(xiàn)細(xì)微控制擦凈動(dòng)作量的結(jié)構(gòu)。

日本專利公開(kāi)2009-036744號(hào)公報(bào)發(fā)明的特征在于，平行彈簧結(jié)構(gòu)上至少有1對(duì)水平懸臂梁呈相對(duì)的平行梁距，沿著水平方向進(jìn)行連續(xù)或不連續(xù)變化，而得以細(xì)微控制水平方向的舉動(dòng)。

但對(duì)于LCD驅(qū)動(dòng)LSI上無(wú)須擦凈動(dòng)作的LSI而言，使用既有擦凈設(shè)計(jì)的探針，不僅會(huì)產(chǎn)生擦凈動(dòng)作而削掉焊墊材料「金」，還需定期清潔，因而造成導(dǎo)通不良等問(wèn)題。

另外，在以往需擦凈動(dòng)作的鋁電極焊墊上，使用以往需進(jìn)行擦凈動(dòng)作而設(shè)計(jì)的探針，不僅會(huì)造成電極焊墊表面的氧化皮膜出現(xiàn)不必要的剝離，還會(huì)破壞電極焊墊材料，因而需定期清潔，此外也會(huì)造成打線接合不良的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的首要目的在于解決這些問(wèn)題，提供極力排除探針尖端的水平擦凈動(dòng)作，且透過(guò)最小限度的接觸力，而得以獲得電氣導(dǎo)通的探針。

本發(fā)明的第二個(gè)目的在于，提供具有進(jìn)行主要垂直移動(dòng)動(dòng)作的平行彈簧變形結(jié)構(gòu)部、及設(shè)置于垂直探針延長(zhǎng)部分，修正因前述平行彈簧變形結(jié)構(gòu)部的舉動(dòng)而產(chǎn)生的水平位移，讓水平位移盡可能接近零功能的水平小幅變形結(jié)構(gòu)部的探針。