專利名稱：水平式探針卡的探針的制作方法
技術領域：
本發(fā)明是有關于一種用于晶圓針測(Wafer Probe)的探針卡(Probe Card),
且特別是有關于一種具有導電高分子納米鍍膜的水平式探針卡的探針。
背景技術：
探針卡(ProbeCard)是由多層印刷電路板(PCB)所構成，有些超過30層， 其結構復雜并利用許多探針(Probe)個別接觸(或稱探觸)晶圓上一連串的電子 接點(或稱墊片)，每根探針與晶圓的接觸點，都遠比發(fā)絲更細小。其中，探針 卡為應用在集成電路(IC)尚未封裝前，可以借助探針對由晶圓(Wafer)切割而 來的芯片(Die)做功能測試，篩選出不良品，再進行之后的封裝工程，因此， 晶圓針測是集成電路制造中對制造成本影響相當大的重要工藝之一。
由于在現(xiàn)有探針卡的組裝過程中，需要耗費大量人工及時間，且更因為 無法利用批次生產制造的方式而導致制作成本相對地居高不下，舉例來說， 在利用環(huán)氧樹脂環(huán)以固定探針的步驟中，必須透過手工的方式，先確認印刷 電路板上焊墊的位置，然后再借由環(huán)氧樹脂環(huán)的黏性以人工方式逐一將探針 固定在印刷電路板上，最終再以焊錫的方式使探針的一端與印刷電路板作電 性連接，而裸露的一端則用來與待測的芯片上的焊墊接觸以進行電性測試， 而這些繁復的過程使得探針卡的使用壽命成為影響制造成本的因素之一。
此外，隨著探針數(shù)目的增加，采用現(xiàn)有的制造方式使得探針之間的共面 度很低，因此必須限制整體探針卡的探針與針尖的距離，而且在同時測試數(shù) 個待測晶粒時，要維持一致的良率及穩(wěn)定度是相當困難。
另外，針對整體水平式探針卡中的探針與待測晶粒的良好接觸以達到良 好測試品質之間的關系來說，以平面懸臂式探針卡為例，因為其探針的形狀 為長圓柱狀，探針針尖會刮起待測晶粒的氧化層表面以達到良好的接觸，當探針反復多次刮起待測晶粒的表面，探針的針尖就易沾粘，而使得測試品質 變差或是誤測，致測試良率急速下滑。
一般為了解決這一問題，多半采用加
大接觸力(Overdrive)使探針針尖更深入待測晶粒的表面，以達到較佳的接觸 及良好測試品質。但這種現(xiàn)有的解決手段，雖然對于測試良率有一定的成效， 但增加接觸力會使得探針極易破壞待測晶粒的下層結構。尤其在晶圓先進制 程技術(0.13um、 90nm、 65nm…等等)中導入易碎的低介電(low-k dielectrics) 材料時，這種現(xiàn)有的解決手段(即增加接觸力)就更難以應用于這種具有易 碎的低介電材料的晶圓針測及后續(xù)的封裝中，因為低介電及超低介電 (ultm-low-k)材料是應用于O. 13um以下的集成電路制造工藝，要求晶圓針測技 術不能使低介電材料及其下層材料或結構造成變形或破壞。另外，如果采用 清潔探針為解決手段時，將可能因為探針數(shù)目增多或探針間距減少等問題， 而面臨清潔探針的頻率急速增加，且其缺點是降低測試機臺使用率及減低探 針壽命。
上述的水平式探針卡普遍存在探針易沾粘的問題，雖然業(yè)界近來也有研 發(fā)于探針表面設置金屬鍍膜，然而其最多可以解決壽命的問題而仍無法解決 探針沾粘的問題，因此還是無法提升測試良率及測試穩(wěn)定度。

發(fā)明內容
本發(fā)明的主要目的是提供一種水平式探針卡的探針，可使晶圓測試品質 穩(wěn)定，且探針不會沾粘晶粒而達到降低清針頻率，提高測試機臺稼動率以及 提升測試良率，進而降低整體測試成本。
為達成上述目的或是其它目的，本發(fā)明采用如下技術方案 一種水平式 探針卡，包括多數(shù)個探針及導電高分子納米鍍膜，其中這些探針是金屬材質， 裝置于一水平式探針卡上；導電高分子納米鍍膜是鍍于這些探針上。
依照本發(fā)明的較佳實施例中所述的水平式探針卡的探針，上述導電高分 子納米鍍膜是一種具有不沾粘性質的導電性高分子材料。而導電高分子納米 鍍膜的厚度為1 20納米。
依照本發(fā)明的較佳實施例中所述的水平式探針卡的探針，上述用以制造探針的金屬材料是鎳、金、銅、鎢、錸、鈦、鈹、具導電性的金屬材料或其 合金。而探針的結構是金屬微彈簧或金屬線針。
依照本發(fā)明的較佳實施例所述水平式探針卡的探針，上述將導電高分子 納米鍍膜鍍于這些探針上的方法為化學鍍膜工藝方法。而導電高分子納米鍍
膜是鍍在垂直于這些探針的針尖處5 10密耳(mil)的表面上。
相較于現(xiàn)有技術，因為本發(fā)明水平式探針卡的探針表面鍍制有導電高分 子納米鍍膜，這種導電高分子納米鍍膜可有效地使探針具備不沾粘(No Clean)、高導電性、穩(wěn)定接觸電阻(ContactResistance)、延長壽命的優(yōu)良品質。 此外，本發(fā)明水平式探針卡的探針可以使測試品質穩(wěn)定，其利用探針與待測 晶粒間幾乎不產生吸引力的原理，使得探針具有不沾粘特性，而使本發(fā)明具 有降低清針頻率，提高測試機臺稼動率，提升測試良率，以及降低整體測試 成本的優(yōu)點。


圖1是本發(fā)明的水平式探針卡的較佳實施例結構示意圖。 圖2是圖1中探針針尖納米鍍膜的放大示意圖。
具體實施例方式
以下舉出具體實施例以詳細說明本發(fā)明的內容，并以圖示作為輔助說明。
本發(fā)明揭示一種水平式探針卡，包括多數(shù)個探針及導電高分子納米鍍膜， 其中這些探針為金屬材料制成，裝置于水平式探針卡上，而導電高分子納米 鍍膜則鍍于這些探針上。
上述的導電高分子納米鍍膜為具有不沾粘性質的導電性高分子材料，例 如為聚吡咯(Polypyrrole)、聚對苯撐乙烯(Polyparaphenylene)、聚噻吩 (Polythiophene)、聚苯胺(Polyaniline)或上述群組中至少擇一選擇的組合物或其 衍生物，而導電高分子納米鍍膜的厚度例如為1 20納米，更可例如為1 5納米。
上述探針的材質為金屬材料，例如為鎳、金、銅、鎢、錸、鈦、鈹、具 導電性的金屬材料或其合金，而合金例如為錸鎢或鈹銅。探針的結構例如為金屬微彈簧或金屬線針。
上述的導電高分子納米鍍膜鍍于這些探針上的方法例如為化學鍍膜工藝
方法。這種導電高分子納米鍍膜可以鍍在垂直于這些探針的針尖處5 10密耳 (mil)的表面上。
圖l為本發(fā)明的水平式探針卡的較佳實施例結構示意圖，由于水平式探針 卡主要是透過環(huán)氧樹脂環(huán)的技術將數(shù)十根，甚至數(shù)百根的探針安置于基板上， 因此這種探針卡又可稱為環(huán)氧樹脂環(huán)探針卡(Epoxy probe card),如圖1所示， 在此探針卡整體的結構中主要包括探針ll、基板IO、陶瓷環(huán)13及強化體15四 大部份，在圖l中所揭露的探針ll為懸臂式探針的型態(tài)，而基板10的中央則設 計為鏤空，以放置多數(shù)個探針ll，且上述這些組件分別經過設計與機械鉆孔 后，搭配后續(xù)的組裝、黏著膠合、細部調整導線和各階級探針位置等階段， 而完成一水平式探針卡結構。
圖2為圖1中探針針尖納米鍍膜的放大示意圖，本發(fā)明在此實施例中的探 針仍與原探針卡維持共平面，且因為納米鍍膜110的厚度是介于l 20nm，所 以納米鍍膜不會改變探針尺寸，也不會影響高頻量測。不過，由本實施例可 知，不論水平式探針卡的結構如何，根據圖2中所揭露探針11的放大部份結構 可知，只要對探針尖端處表面施以導電高分子納米鍍膜110即可達到本發(fā)明所 要求的效用。
而上述的基板10可選自印刷電路板或是硅基板，而水平式探針ll的材料 則為可導電性的金屬材料或合金，常見的合金材料例如錸鎢、鈹銅。
另外，就信號傳輸?shù)倪^程而言，當水平式探針在進行信號傳輸時，因為 導電高分子納米鍍膜探針具有不沾粘特性，因此探針易于接觸待測晶粒的正 確測試位置，并較無雜質，而使得探針在進行信號傳遞時可避免噪聲而達到 更準確的信號傳遞，.同時提高測試的穩(wěn)定性。
本發(fā)明還可應用于需導入易碎的低介電材料的晶圓先進制程技術 (0.13um、 90nm、 65腦...等等)中，因該晶圓先進制程技術要求晶圓針測技術 不能使低介電材料及其下層材料或結構造成變形或破壞，所以由于本發(fā)明納 米鍍膜探針的不沾粘，而又須在測試機臺設定最低過載(overdrive)，這樣便可達到前述的要求，更可確保具有較好的測試良率及品質。
除此之外，本發(fā)明所揭露的水平式探針卡納米鍍膜結構可以通過例如化 學鍍膜工藝方法制作而成，即在探針表面上直接形成探針納米鍍膜，因此僅 需通過精密鍍膜治具控制探針鍍膜長度，而由于只需借助印刷電路板或是硅 基板的尺寸及探針相對距離，做為精密鍍膜治具的設計參數(shù)，因此本發(fā)明可 以在不變動原探針卡結構的前提下，完成探針卡納米鍍膜的前置作業(yè)，因此 相對地也使得本發(fā)明所揭露的水平式探針卡的探針共平面不致因納米鍍膜的 工藝而改變，這樣對于納米鍍膜工藝的良率、產量上，都有顯著的幫助，進 而也降低了整體工藝所需耗費的工時與成本。
綜上所述，本發(fā)明所提出的一種水平式探針卡的探針，由于其設置有納 米鍍膜而能夠使得水平式探針卡延用于具有高積集度、高腳數(shù)、密間距的機 會，并結合精密鍍膜治具設計與工藝技術以使得本發(fā)明的水平式探針卡的探 針納米鍍膜制作成本與良率皆獲得顯著的進步。
本發(fā)明揭露一種水平式探針卡的探針，其設置于水平式探針卡上，主要 應用于半導體產業(yè)中的晶圓測試，由于此類探針在做晶圓測試時常有沾粘晶 粒的問題，所以本發(fā)明以前所未見的方式，也即在探針表面鍍上導電高分子 納米鍍膜，可以使探針與待測晶粒間幾乎不產生吸引力，使得探針具有不沾 粘特性，而使本發(fā)明具有降低清針頻率，提高測試機臺稼動率，提升測試 率，以及降低整體測試成本的優(yōu)點。
權利要求
1.一種水平式探針卡的探針，其特征在于所述的水平式探針卡包括多數(shù)個探針及導電高分子納米鍍膜，其中這些探針為金屬材料，裝置于所述的水平式探針卡上；導電高分子納米鍍膜是鍍于這些探針上。
2. 如權利要求l所述的水平式探針卡的探針，其特征在于所述的導電 高分子納米鍍膜是一種具有不沾粘性質的導電性高分子材料。
3. 如權利要求2所述的水平式探針卡的探針，其特征在于所述的導電 性高分子材料是聚吡咯、聚對苯撐乙烯、聚噻吩、聚苯胺或上述群組中至少 擇一選擇的組合物或其衍生物。
4. 如權利要求1或3所述的水平式探針卡的探針，其特征在于所述的導 電高分子納米鍍膜的厚度為1 20納米。
5. 如權利要求1或3所述的水平式探針卡的探針，其特征在于所述的導 電高分子納米鍍膜的厚度為1 5納米。
6. 如權利要求l所述的水平式探針卡的探針，其特征在于所述的金屬 材料是鎳、金、銅、鎢、錸、鈦、鈹、具導電性的金屬材料或其合金。
7. 如權利要求6所述的水平式探針卡的探針，其特征在于所述的合金 是錸鉤或鈹銅。
8. 如權利要求l所述的水平式探針卡的探針，其特征在于這些探針的 結構為一金屬微彈簧或一金屬線針。
9. 如權利要求l所述的水平式探針卡的探針，其特征在于所述的導電 高分子納米鍍膜是一種化學鍍膜。
10. 如權利要求l所述的水平式探針卡的探針，其特征在于所述的導電 高分子納米鍍膜是鍍在垂直于這些探針的針尖處5 10密耳的表面上。
全文摘要
本發(fā)明公開一種水平式探針卡(cantilevel probe card，環(huán)氧樹脂環(huán)探針卡)的探針，本發(fā)明的技術手段主要是在水平式探針卡的探針針尖處約5～10密耳的表面上，鍍上納米鍍膜厚度為1～20納米的高導電性高分子材料，經由這種鍍膜過程，本發(fā)明的水平式探針的納米鍍膜可以有效地使探針具備不沾粘、高導電性、降低接觸力、延長壽命的優(yōu)良品質，因此可以提升晶圓測試良率，降低探針清潔的頻率，并且降低整體測試成本。
文檔編號G01R1/073GK101592682SQ200810109529
公開日2009年12月2日 申請日期2008年5月27日 優(yōu)先權日2008年5月27日
發(fā)明者陳彬龍, 陳皇志 申請人:祐邦科技股份有限公司