[發明專利]基于彈性聚合物材料的微電子機械系統探針卡轉接板

有效

• 申請號: 201310298248.6
• 申請日: 2013-07-16
• 公開（公告）號: CN103412163A
• 公開（公告）日: 2013-11-27
• 發明（設計）人: 陳迪;袁濤;謝耀;林彬彬;崔大祥
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: G01R1/067
• 分類號: G01R1/067
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 郭國中

技術領域

本發明涉及集成電路測試技術領域，具體是一種基于彈性聚合物材料的微電子機械系統探針卡轉接板，用于集成電路芯片測試。

背景技術

晶圓級測試是集成電路芯片封裝測試環節中的關鍵步驟，通過早期放棄有缺陷的元件，可以避免不必要的后道封裝成本。對于信號完整性和散熱性有較高要求的芯片，封裝成本往往超過芯片的制造成本。

進行晶圓級半導體集成電路測試的測試設備包括:測試機、探針臺、探針臺母板、彈性轉接板和探針卡。進行測試時，測試機產生的電信號經由探針臺母板、彈性轉接板和探針卡輸入到探針臺上的被測器件，然后再將器件對輸入信號的響應返回到測試機。

探針臺母板通過轉接板可與不同類型的探針卡連接，同樣類型的探針卡也可以通過彈性轉接板與不同測試機臺母板進行連接。而且，當探針卡出現缺陷時，通過彈性轉接板可以進行方便的更換。

目前，已報道了多種采用不同方法實現的MEMS探針卡轉接板。如BenjaminN.Eldridge等人在專利“Electronic?components?with?plurality?of?contoured?microelectronic?spring?contacts”(公開號:US2007/0269997A1，申請日:2007年7月17日)中提到采用金屬懸臂梁結構制作MEMS探針卡轉接板。Akira?TAMURA在專利“Interposer?and?electronic?device”(公開號:US2011/0073355A1，申請日：2010年9月17日)中提到采用金屬簡支梁結構制作MEMS探針卡轉接板。

隨著半導體制造技術的發展，芯片尺寸越來越小，而工作頻率從20MHz到目前的超過4GHz，引腳數也超過了1000根，傳輸線密度大幅提升。靠傳統手工插入懸臂梁或簡支梁方式制備的探針卡轉接板已經不能滿足現代集成電路測試的要求。

如何在保證獲得正確測試結果的前提下，能同時測試的芯片數更多，是目前高密度芯片測試階段所極欲突破的關鍵問題。而探針卡轉接板正是這一關鍵問題中重要的一環。

發明內容

本發明針對現有技術的不足，提供一種基于彈性聚合物材料的微電子機械系統探針卡轉接板，具有加工工藝簡單，引腳排布密度高，易于批量化生產的特點。

為實現這一目的，本發明利用彈性聚合物材料形成探針卡與轉接板接觸時所需的彈性，省去了手工插入彈簧針的繁瑣過程。本發明提供的基于彈性聚合物材料的微電子機械系統探針卡轉接板可直接與測試機臺母板和探針卡相連接，簡化了工藝，提高了成品率。

本發明是通過以下技術方案實現的。

一種基于彈性聚合物材料的微電子機械系統探針卡轉接板，包括:第一觸點、第一金屬導線、第一金屬種子層、第一彈性聚合物層、第一金屬結構、基片、基片金屬結構、第二彈性聚合物層、第二金屬結構、第二金屬種子層、第二金屬導線以及第二觸點，其中，所述第一彈性聚合物層和第二彈性聚合物層分別設置于基片的上表面和下表面，所述第一彈性聚合物層、第二彈性聚合物層和基片上相對應位置處分別設有通孔，所述第一金屬結構、第二金屬結構和基片金屬結構分別設置于第一彈性聚合物層、第二彈性聚合物層和基片的通孔中，且第一金屬結構、第二金屬結構和基片金屬結構兩兩接觸;所述第一彈性聚合物層的裸露面上設有第一金屬種子層，所述第一金屬種子層至少部分與第一金屬結構相接觸，所述第一金屬種子層的裸露面上設有第一金屬導線，所述第一金屬導線的裸露面上設有第一觸點;所述第二彈性聚合物層的裸露面上設有第二金屬種子層，所述第二金屬種子層至少部分與第二金屬結構相接觸，所述第二金屬種子層的裸露面上設有第二金屬導線，所述第二金屬導線的裸露面上設有第二觸點。

所述第一觸點和第二觸點材料均為金屬材料。

所述第一金屬導線和第二金屬導線材料均為金屬銅或鎳。

所述第一金屬種子層和第二金屬種子層材料均為金屬銅或鉻銅。

所述第一彈性聚合物層和第二彈性聚合物層材料均為聚二甲基硅氧烷。

所述第一金屬結構和第二金屬結構材料均為金屬銅或者鎳。

所述基片材料為陶瓷片或PCB片。

所述基片金屬結構材料為金屬銅或者鎳。

所述第一觸點與探針臺母板相接觸，所述第二觸點與探針卡相接觸。