[发明专利]探针无效

专利信息
申请号: 201110129286.X 申请日: 2011-05-18
公开(公告)号: CN102313827A 公开(公告)日: 2012-01-11
发明(设计)人: 木本军生 申请(专利权)人: 木本军生
主分类号: G01R1/067 分类号: G01R1/067
代理公司: 北京维澳专利代理有限公司 11252 代理人: 马铁良
地址: 日本国东京都港*** 国省代码: 日本;JP
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摘要:
搜索关键词: 探针
【说明书】:

技术领域

本发明是有关于在LSI等设备制程上,使用晶圆上所形成之多数芯片回路检查的接触子(探针);特别是有关于针对芯片上所排列的电极焊垫,而以晶圆状态接触探针,并藉由芯片电气导通,实施构成晶圆之回路检查的探针卡(probe card)上所内置之相关探针结构。

背景技术

随着半导体技术日新月异的进步,提升了设备的集成度,也在半导体晶圆上所形成的各半导体芯片上,增加了回路接线所占区域,也因而增加了各半导体芯片上的焊垫(pad)数、缩小焊垫面积,并缩窄焊垫间距。

此半导体晶圆上的半导体芯片检查方式而言,是在受检半导体芯片的焊垫与检测设备之间,使用排列多数对外力具弹性变形部之针状探针的探针卡。

将焊垫排列做成细微化及窄间距化的问题在于,必须将半导体芯片接触焊垫以获得电气导通的探针结构,做成符合焊垫排列细微化的小型、高密度状。

另外,缩小焊垫面积的问题在于,用铝合金膜形成焊垫的Memory LSI或Logic LSI等上,必须藉由探针尖端之水平方向的擦净(scrub)动作,而破坏存在于焊垫表面的氧化皮膜,以获得电气导通,这种擦净动作不仅可防止探针尖端自焊垫脱落,还可藉由对焊垫面积扩大擦净痕的面积,以防发生打线接合(wire bonding)不良,因此务必细微控制擦净量。

一般的探针结构属于,拥有悬臂(cantilever)结构的针状探针;在既有的悬臂结构中,尖端垂直方向位移量(过量驱动(over drive)量)与尖端水平位移量的擦净量之间则具协调(trade-off)关系。

换言之,要以不损及焊垫的方式确保适度的压紧力,且为了同时对多数焊垫确实赋予一定程度的压紧力,以吸收垂直方向尺寸的误差,就需要较大的过量驱动量;因此必须加大悬臂梁长,此时就会面临到高密度化的问题。

反之,若做成缩小梁长的小型化,便无法确保较大的过量驱动量,同时也会面临到难以对多数焊垫确实赋予一定程度的压紧力问题。

另一方面,预测将朝更窄间距(20μm以下)发展的液晶(LCD)驱动用LSI焊垫,主要是由难以生成氧化皮膜的镀金所形成;对这种LCD驱动LSI焊垫,使用上述擦净设计而成的探针,反而会削掉焊垫材料「金」,如此一来不仅要定期清洁探针尖端,还会因附着金属屑而造成探针破损或导通不良等问题。

有鉴于上述背景,因而在探针的技术要求上采用可(1)因应焊垫排列窄间距化的高密度探针、(2)确保较大的过量驱动、(3)在包含擦净功能的探针接触部附近的举动,同时进行细微控制(约为2μm以下);因此本发明人等,便实施日本专利公开2008-122356号公报、及日本专利公开2009-036744号公报上所记载的提案。

日本专利公开2008-122356号公报发明是藉由采用平行弹簧结构的探针结构,以取代传统悬臂结构,并持续确保较大的过量驱动量,而得以在焊垫与探针的接触部附近,进行水平方向举动的细微控制;再者,可藉由在平行弹簧结构的尖端部连接旋转变形部,实现细微控制擦净动作量的结构。

日本专利公开2009-036744号公报发明的特征在于,平行弹簧结构上至少有1对水平悬臂梁呈相对的平行梁距,沿着水平方向进行连续或不连续变化,而得以细微控制水平方向的举动。

但对于LCD驱动LSI上无须擦净动作的LSI而言,使用既有擦净设计的探针,不仅会产生擦净动作而削掉焊垫材料「金」,还需定期清洁,因而造成导通不良等问题。

另外,在以往需擦净动作的铝电极焊垫上,使用以往需进行擦净动作而设计的探针,不仅会造成电极焊垫表面的氧化皮膜出现不必要的剥离,还会破坏电极焊垫材料,因而需定期清洁,此外也会造成打线接合不良的问题。

发明内容

本发明的首要目的在于解决这些问题,提供极力排除探针尖端的水平擦净动作,且透过最小限度的接触力,而得以获得电气导通的探针。

本发明的第二个目的在于,提供具有进行主要垂直移动动作的平行弹簧变形结构部、及设置于垂直探针延长部分,修正因前述平行弹簧变形结构部的举动而产生的水平位移,让水平位移尽可能接近零功能的水平小幅变形结构部的探针。

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