[发明专利]一种衬底的探针卡

说明书

技术领域

本发明涉及用于测试集成电路的装置。更特别地，本发明涉及一种用于半导体集成电路的晶片测试的探针卡。

背景技术

在半导体集成电路制造中，通常在制造期间以及出货之前测试集成电路(“IC”)，以确保正常的操作。晶片测试是公知的测试技术，其通常用于安装有晶片的半导体IC(或多个小片(dice))的产品测试，其中，在自动测试装置(automatic test equipment，ATE) 与安装于晶片上的每个IC之间建立临时电流，以证明IC的正常性能。晶片测试中使用的示例性部件包括ATE测试板(例如，连接至 ATE的多层印刷电路板)，其在ATE与探针卡之间来回传送测试信号。

示例性探针卡是通常包含用于与IC晶片上的一系列连接端子 (或小片接触部(die contact))建立电接触的数百个设置的探针的印刷电路板。公知的探针卡还可包括衬底或所谓的空间变压器，其将探针与印刷电路板电连接。空间变压器可包括多层陶瓷衬底、多层有机物衬底等。将多个柔性探针中的每一个安装至空间变压器的安装面是公知地。通常，通过半导体制造领域内普通技术人员公知的常规镀敷或蚀刻技术，优选地，将探针安装在形成于衬底上的金属焊盘上以进行导电。

制作探针卡的一个难点在于，期望将空间变压器衬底的安装面维持在严格的平整度容差内，使与IC连接端子相连接的探针针尖部位置的不期望的变化最小化。对于建立和维持每个探针针尖与被测试芯片的端子之间相同的接触状况，探针组件内所有探针针尖的严格位置容差是非常重要的。位置容差影响探针针尖相对于相应端子的位置，以及在探针与IC连接端子之间建立良好的电连接所需要的力。为了严格地控制探针针尖的位置容差，要求这些探针的安装面尽可能的平齐。

对于大型探针卡而言，要求大型探针卡可以适应大量的半导体小片的同时测试，或者大型单件半导体小片的测试，从而提高测试处理的效率。然而，由于探针卡和衬底的尺寸增加，使得高效地制作具有良好平整度特性的衬底变得更加困难。例如，随着衬底材料被折叠(lap)成期望结构，会产生或消除剩余应力。衬底材料的应力状态的变化进而会导致衬底的扭曲，随着衬底增大，会导致大量的平整度偏差。另外，与制作过程中具有相同的缺陷率并制作较小的衬底工件的产品处理中出现的不可恢复的缺陷相比，相对较大的衬底工件中不可恢复的缺陷会导致更多的浪费，因此降低了效率。更进一步的，随着探针卡和衬底尺寸增加，探针针尖的位置偏离期望的正常位置的变化还会随着衬底曝露于温度变化并承受衬底材料的热膨胀特性系数导致的膨胀和收缩而增大。

因此，期望提供一种探针卡和衬底，其具有相对较大的尺寸，并且结合了良好的平整度特性、良好的制造特性、以及能够在该探针卡的期望操作温度范围内保持良好的位置容差。

发明内容

根据本发明的示例性实施例，提供了一种用于测试半导体小片的探针卡。该探针卡包括：安装盘；以及多个衬底部分(segment)，由安装盘支撑。

根据本发明的另一示例性实施例，提供了一种探针卡。该探针卡包括：印刷电路板，其包括多个导电焊盘。该探针卡还包括：探针衬底，支撑多个衬底元件。探针元件可导电地连接至多个导电焊盘中的每一个。探针衬底包括多个衬底部分。

附图说明

出于示出本发明的目的，图中示出了本发明目前优选的形式；然而，应当理解，本发明并不限定于所示出的具体布置和手段。在附图中：

图1是现有技术中包含多个半导体小片的晶片的平面图；

图1A是图1的半导体晶片的半导体小片的放大细节图；

图2是示出了通过框架连接至安装盘的衬底的上表面的现有技术中探针卡的局部示意平面图；

图3是根据本发明示例性实施例的探针卡的局部示意平面图；

图4是沿着图3的线3-3取图3的探针卡的示意横截面图，其示出了安装于框架中的衬底部分的组件；

图5示出了具有使用水性环氧树脂(compliant epoxy)在框架中定位衬底部分的框架的图3和4的框架的放大细节图；

图6是示出了通过将弹性偏置件用于在框架中定位衬底部分的图3和图4的框架的放大细节图；

图7是根据本发明示例性实施例的两个相邻衬底部分的顶视图；

图8是根据本发明示例性实施例的探针卡的示意横截面图；

图9是根据本发明示例性实施例的另一探针卡的示意横截面图；

图10是根据本发明示例性实施例的再一个探针卡的示意横截面图；以及