[发明专利]悬臂式探针卡的探针头结构

说明书

一种悬臂式探针卡的探针头结构，由上而下依序包括电路板、粘固层、多根探针以及隔热陶瓷片，该电路板的下表面具有多个电路接点，该隔热陶瓷片具有斜面，且该斜面是面对该电路板，多根探针分布于该斜面上，该探针一端并与相对应的该电路接点接触，该粘固层位于该隔热陶瓷片与该电路板之间，固定着该探针与该隔热陶瓷片的位置；由此，在晶圆高低温度测试作业中，该探针头底层的该隔热陶瓷片能隔絶热能向上传递，维持该探针在测试作业良好的接触状态，避免高低温测试过程产生晶圆探针刮痕时大时小的问题。

技术领域

本发明涉及一种悬臂式探针卡的技术领域，尤其涉及一种对探针头的结构改良，使之更适用于晶圆高低温测试作业。

背景技术

随着电子产品轻薄化的趋势发展，半导体制造方式朝着晶圆直径变大，元件高密度化与线路缩小的方向前进，复杂化的工艺也导致良率控制不易，测试条件更加严苛。根据对集成电路品质要求，除了以基本电性测试，找出符合规格的产品外，也会进行晶圆高低温测试，在测试中导入各种温度，除了能保障产品的健康，也能检测出可能提前失效的产品，由此挑选出符合应用规格的晶粒，保障出货品质并且通过工艺控管，以达到成本降低的目的。

在执行晶圆高低温测试中，探针头本身也处于高低温的环境中，如何减少温度对探针头精密度的影响，也是提升良率正确性的首要课题。如图1所示，为现有悬臂式探针卡的示意图，该探针卡包括一电路板11、一固定于电路板11底面的一固定环12以及多根利用树脂14(epoxy)呈倾斜状固定于该固定环12底面的探针13，该探针3顶端并与该电路板11电性连接。但此类悬臂式探针卡在进行晶圆高低测试时，具有下列几项缺点：

1.在进行高低温测试时，该探针卡最接近晶圆的部分为该树脂14，在冷热交替测试中，会因热胀冷缩问题，造成晶圆探针刮痕(Wafer Probe Mark)时大时小，影响测试的良率；

2.长期处于冷热交替的测试环境中，会导致树脂14提早老化而崩裂，若掉落于晶圆上，就会造成晶圆损坏(wafer damage)的风险。

3.该探针卡的结构中，该固定环12一般是由金属所构成，热膨胀系数高，热源也容易传递至该处，进而使该固定环12尺寸产生变化，影响探针接触状态及晶圆探针刮痕位置，连带也会影响良率。

随着晶圆线路及间距日渐缩小，元件高密度化，容许误差更小，如何在晶圆高低温测试中，让悬臂式探针卡受温度影响降低，在日后测试作业中将更为重要，于是本发明设计了一悬臂式探针卡的探针头结构。

发明内容

本发明的主要目是提供一种悬臂式探针卡的探针头结构，主要在晶圆高低温测试中，希望将温度对探针卡本身精度的影响降至最低，因此将结构中最接近晶圆热源的构件采用低热膨胀系数的材料所构成，一方面阻断热能的传递，一方面减少因热造成尺寸的变化，因此本发明是采用一隔热陶瓷片位于探针头的最底层，由于该隔热陶瓷片的热胀膨系数低，阻断高低温测试的热传递，进提高测试过程中的良率及准确性。

为达上述的目的，本发明由上而下依序包括电路板、粘固层、多根探针以及隔热陶瓷片，该电路板的下表面具有多个电路接点，该隔热陶瓷片具有斜面，且该斜面是面对该电路板，多个探针分布于该斜面上，该探针一端并与相对应的该电路接点接触，该粘固层位于该隔热陶瓷片与该电路板之间，固定着该探针与该隔热陶瓷片的位置。

本发明中该隔热陶瓷片包括氧化铝、氮化铝、氧化锆等其中至少一种，由此低热膨系数的材料，阻断热能的传递，也能避免尺寸会因温度而变化。

本发明中该粘固层是由树脂或树脂与陶瓷粉末的混合物所构成，无现有金属的固定环结构，热膨胀系数小，也能确保整体探针卡尺寸的稳定性。

综合以上所述，本发明悬臂式探针卡的探针头结构具有下列几项优点：