[發(fā)明專利]基板整平治具、整平方法及探針卡

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110294568.9
• 申請(qǐng)日: 2021-03-19
• 公開（公告）號(hào): CN113059483A
• 公開（公告）日: 2021-07-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張振明;羅雄科;陶克文
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海澤豐半導(dǎo)體科技有限公司
• 主分類號(hào): B24B37/10
• 分類號(hào): B24B37/10;B24B37/30;B24B37/34;B24B41/02;B24B47/12;B24B1/00;G01R1/073
• 代理公司: 上海碩力知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 31251
• 代理人: 林曉青

本發(fā)明專利公開了一種基板整平治具、整平方法及探針卡，基板整平治具包括承載平臺(tái)、鎖定裝置和整平裝置。承載平臺(tái)用于承載基板。鎖定裝置用于將基板鎖定于承載平臺(tái)。整平裝置的研磨機(jī)構(gòu)位于基板的上方，且平行于承載平臺(tái)。在驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)下，研磨機(jī)構(gòu)用于研磨錫球上表面的焊點(diǎn)處，使多個(gè)焊點(diǎn)均位于同一平面。本專利中，承載平臺(tái)使得基板能夠和研磨機(jī)構(gòu)充分接觸，確保研磨機(jī)構(gòu)能夠充分研磨錫球上表面的焊點(diǎn)處，使多個(gè)焊點(diǎn)均位于同一平面，進(jìn)而可確保所有的焊點(diǎn)均能夠和PCB測(cè)試板的錫面充分接觸?？稍诤艽蟪潭壬咸岣呋逶诤附佑赑CB測(cè)試板后的平整度，使得整個(gè)基板的平整度誤差縮小至50um以內(nèi)，進(jìn)而可大大提高制成的探針卡的測(cè)試性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及探針卡技術(shù)領(lǐng)域，尤指一種基板整平治具、整平方法及探針卡。

背景技術(shù)

在半導(dǎo)體領(lǐng)域，探針卡用于在制造晶圓階段對(duì)接口進(jìn)行測(cè)試分析，通過連接測(cè)試機(jī)，以和芯片進(jìn)行信號(hào)傳輸，對(duì)芯片參數(shù)進(jìn)行測(cè)試。探針卡將探針與芯片上的焊墊直接接觸，引出芯片訊號(hào)，配合周邊測(cè)試儀器與軟件控制達(dá)到自動(dòng)化量測(cè)的目的。探針卡廣泛應(yīng)用于內(nèi)存、邏輯、消費(fèi)、驅(qū)動(dòng)、通訊IC等科技產(chǎn)品的晶圓測(cè)試，屬半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)中相當(dāng)細(xì)微的一環(huán)。當(dāng)IC設(shè)計(jì)完成后，會(huì)下單給晶圓代工廠進(jìn)行制作。晶圓制作完成后而尚未切割封裝之際，為確保晶圓良率及避免封裝的浪費(fèi)，須執(zhí)行晶圓電性測(cè)試及分析制程。探針卡與測(cè)試機(jī)構(gòu)成測(cè)試回路，于IC封裝前，以探針測(cè)晶粒，篩選出電性功能不良的芯片，避免不良品造成后段制造成本的浪費(fèi)。

隨著晶圓技術(shù)的不斷提升，探針卡的種類不斷更新，目前晶圓測(cè)試廠廣泛用于晶圓測(cè)試的探針卡為懸臂式探針卡(Cantilever(Epoxy)Probe Card)與垂直式探針卡(Vertical Probe Card)。特別是懸臂探針卡使用較普及，主要特點(diǎn)是可更換單根探針以用于大電流測(cè)試，而垂直探針卡的特點(diǎn)在于能帶來(lái)更高的能力及效能。隨著半導(dǎo)體晶圓工藝進(jìn)階到28nm以下，垂直探針卡對(duì)小于150um間距的測(cè)試有著顯著的成本及性能優(yōu)勢(shì)。垂直探針卡主要有PCB測(cè)試板(Loadboard),空間轉(zhuǎn)換器(MLO/MLC基板)，探針(MEMS探針、cobra探針等)三個(gè)主要部件組成。在垂直方向與水平方向的精密度決定了探針卡的基本性能，包含PCB測(cè)試板測(cè)試區(qū)的平整度，空間轉(zhuǎn)換器焊接到PCB測(cè)試板的焊接平整度，垂直探針的長(zhǎng)度尺寸均勻性，待測(cè)芯片的C4 Pad平整度。目前空間轉(zhuǎn)換器在業(yè)界常規(guī)的平面度誤差控制在100um左右，優(yōu)秀的平面度誤差控制在50um左右。而空間轉(zhuǎn)換器焊接到PCB測(cè)試板的焊接平整度誤差要求小于50um。意味著在焊接過程中不但不能增加翹曲變形的幅度，而且還要將空間轉(zhuǎn)換器已經(jīng)存在翹曲變形量降低在50um以內(nèi)。

參見圖1和圖2，影響空間轉(zhuǎn)換器焊接到PCB測(cè)試板的焊接平整度主要因素為：空間轉(zhuǎn)換器存在變形，基板在印刷錫膏后厚度存在100um左右的誤差。而植球用的錫球的高度直徑又是均勻一致的，在植球工序完成后，空間轉(zhuǎn)換器整個(gè)焊接面凹凸不平，不能呈現(xiàn)出一個(gè)平面狀態(tài)。

現(xiàn)有技術(shù)中，參見圖3，為了達(dá)到空間轉(zhuǎn)換器焊接到PCB測(cè)試板的焊接平整度誤差小于50um的要求，目前SMT(表面貼裝技術(shù)Surface Mounted Technology)在空間轉(zhuǎn)換器在焊接到PCB載板上時(shí)，通常是在空間轉(zhuǎn)換器表面放置一個(gè)壓塊，通過壓塊的重量，在回流焊錫膏熔化時(shí)強(qiáng)行將基板上的錫球與PCB載板上的錫膏熔為一體。但因所需壓塊在回流焊受熱時(shí)變形，壓塊在基板分布的力無(wú)法達(dá)到每個(gè)焊點(diǎn)均勻一致，造成受力點(diǎn)大的焊點(diǎn)在回流焊后溢錫連錫。而且焊接后基板表面平整度介于50-100um，無(wú)法滿足平整度要求。

因此，如何有效提高空間轉(zhuǎn)換器焊接面的平整度，使得空間轉(zhuǎn)換器在焊接于PCB測(cè)試板后，整個(gè)空間轉(zhuǎn)換器的平整度的誤差縮小至50um以內(nèi)，進(jìn)而提高制成的探針卡的測(cè)試性能，一直是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員亟待解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種基板整平治具、整平方法及探針卡，基板整平治具用于研磨錫球上表面的焊點(diǎn)處，使多個(gè)錫球的焊點(diǎn)均位于同一平面，有效提高基板在焊接于PCB測(cè)試板后的平整度，使得整個(gè)基板的平整度誤差縮小至50um以內(nèi)，進(jìn)而可在很大程度上提高制成的探針卡的測(cè)試性能。