彈性凸塊針測座及其制造方法技術

本發明專利技術彈性凸塊針測座及其制造方法，主要藉由晶圓凸塊制程（Ｗａｆｅｒ　Ｂｕｍｐｉｎｇ　Ｐｒｏｃｅｓｓ）來制作彈性凸塊針測座，藉由彈性凸塊的結構來取代習有的探針結構，不僅制作上較方便省時，且彈性凸塊高度相同具有較佳的共面性，而其座落位置與晶片的各針測點位置完全一致，不會有傳統探針偏斜造成測試不良的情況發生，并且利用晶圓凸塊制程可制作出窄間距的彈性凸塊針測座以供測試窄間距晶片的電性。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術有關一種，目的在藉由晶圓凸塊制程(Wafer Bumping Process)來制作針測座，藉由 彈性凸塊的結構來取代習有的探針卡的探針結構。
技術介紹
在半導體產業中，集成電路的生產，主要分為三個階段硅晶片 的制造、集成電路的制作、以及集成電路的封裝(package)等。集成 電路的封裝就是完成集成電路成品的最后步驟。封裝的目的在于提供 晶片與印刷電路板(Printed Circuit Board,PCB )或是與其它組件之間的 電性連接的媒介，以及提供保護晶片的功用。在晶圓制造完成后，便需進入晶圓測試的階段以確保其功能，晶 圓測試是利用測試機臺與探針卡(Probe Card)來測試晶圓上每一個晶 片，以確保晶片的電氣特性與效能是依照設計規格制造出來的。探針 卡在半導體集成電路晶圓片(wafer )測試上，特別是在高速(High-speed )電子組件的晶圓級量產測試環節中非常關鍵，其應用在集成電路(IC) 尚未封裝前，對棵晶以探針做功能測試，篩選出不良品，再進行之后 的封裝工程。測試過程首先于測試機臺上將晶圓上的晶片定位，再將 探針卡固定在測試機臺上，以使晶片上的針測點(焊墊)對準探針卡的探針，并與的接觸。請參閱圖1至圖3，為目前市面上常見的環氧樹脂探針卡(Epoxy probe card)的俯視圖及其剖面圖。探針卡l包括有一電路板12乃形成一 中空處以測試晶片、復數導線13電性連接于該電路板12的偵觀'J線路 121、 一環狀的絕緣探針座14設于該電路板12的內側、以及復數探針 (Probe needle) 15各自焊接于該導線13的末端。該探針15乃借著絕緣的 樹脂16固定于該探針座14上，并且分別與晶片2的針測點21 (焊墊或金屬4凸塊)電性*接觸，以對晶片2輸入訊號并接收訊號。 但習有探針卡卻存在有下列缺點1 、其探針卡的制作利用顯微鏡透過光罩的輔助將彎好角度的探針 以人工方式擺放探針于晶片針測點(焊墊或金屬凸塊)的相對應位置并 貼附在環氧樹脂上，接著在貼配制程將探針卡上做探針和導線連接， 其制作過程繁復，且以人工方式擺放不良率較高。2、 使用一段時間探針易歪斜、因磨損變短，容易在測試時造成針 測點(焊墊或金屬凸塊)缺角或接觸不良，因該探針在進行測試時，探 針的尖端容易對針測點(焊墊或金屬凸塊)造成損傷，且尖銳的探針與 針測點(焊墊或金屬凸塊)之間容易接觸不良，而造成誤判。3、 若探針斷裂需要維修時，要先從貼附在環氧樹脂上將斷針取出， 然后重新擺放新探針及重新以環氧樹脂固定，接著在探針卡上做探針 和導線連接，維修不易。且磨損到一定程度需重新制作新探針卡，制 作費用高與交期長(從設計到完工約10 12工作天左右)。4、 然而隨著晶片功能不斷的強化，以及外觀不斷的細小化高密度 電路接點乃是必然的趨勢，相對的為其進行測試也就愈來愈復雜困難， 而習有的探針卡技術已無法配合制作窄間距的探針卡設置，并且容易 產生信號交互干擾而失真的情形，無法適用于高密度電路接點的晶片， 并對于具有窄間距焊墊或金屬凸塊的集成電路電性測試已漸面臨瓶 頸。
技術實現思路
本專利技術的主要目的即在提供一種彈性凸塊針測卡及其制造方法， 目的在藉由晶圓凸塊制程(Wafer Bumping Process)來制作針測座，藉由 彈性凸塊的結構來取代習有的探針結構。具體而言，本專利技術具有下列功效1、 以晶圓凸塊制程制作彈性凸塊當做探針卡的探針，具有相當好 的共面性，亦即所有彈性凸塊的高度在同一水平上。2、 以晶圓凸塊制程制作彈性凸塊當做探針卡的探針，其所有彈性5凸塊的座落位置與晶片的各針測點位置完全一致，不會有傳統探針卡 的探針偏斜造成測試不良的情況發生。3、 彈性凸塊針測座受損時，直接將整顆晶片做更換，不需要傳統 探針卡以人工方式擺放探針，因此維修上較為方便與省時，相對成本 也較低。4、 制作一片6"或8"晶圓就可以產出數十顆甚至數百顆的彈性凸塊 針測座，若臨時彈性凸塊疊損需制作新探針座時，可立即在短時間內 完成新^"測座的制作。5、 可用晶圓凸塊制程制作窄間距(如20um以下，比傳統探針卡的 極限25um更小)的彈性凸塊。附圖說明圖1為習有探針卡的結構示意圖； 圖2為習有探針卡與晶片的使用狀態示意圖； 圖3為習有探針的結構立體圖； 圖4為本專利技術中針測座的結構示意圖； 圖5為本專利技術中針測座與晶片的使用狀態示意圖； 圖6為本專利技術中針測座與電路板的結構示意圖； 圖7為本專利技術中針測座的另一結構示意圖； 圖8為本專利技術中針測座的再一結構示意圖； 圖9A-I為本專利技術中制造針測座的流程結構示意圖； 圖10A ~ C為本專利技術中制造針測座的另 一 流程結構示意圖； 圖11A ~ E為本專利技術中制造針測座的再一流程結構示意圖。圖號說明探針卡l 電路板12 偵測線路121 導線13 探針座14 探針15 樹脂16 晶片2 針測點21 針測座3彈性凸塊31導電層33底層35重配置焊墊32 重配置線路層34 電路板4 打線42第一感光材料層51 光阻53第二感光材料層54偵測線; 各41 基材5線路層52開口53具體實施例方式本專利技術，該針測座3為硅晶圓或氧 化硅晶圓，而該針測座3至少包含有復數彈性凸塊31以及重配置焊 墊32,如圖4及圖5所示，其中，各彈性凸塊31設于針測座3上，該 彈性凸塊31為低楊式系數(小于500Mpa)的材料，且各彈性凸塊31與 晶片2的各針觀'J點(焊墊或金屬凸塊)21形成鏡面對應，而各重配置焊墊 32上i殳導電層33，該導電層33的材質可以為金。請同時參閱圖6所示，該針測座3設置于一電路板4上，該電路板4 上并設有復數偵測線路41,各重配置焊墊32構成彈性凸塊31與偵測線 路41的連接，如圖所示的實施例中，各重配置焊墊32與偵測線路41藉 由打線42連接，而各重配置焊墊32與各彈性凸塊31藉由重配置線路層 34連接，以彈性凸塊31取代習有探針的結構，使各彈性凸塊31得以與 晶片2的各針測點(焊墊或金屬凸塊)21接觸，以對晶片2輸入訊號并接收 訊號，進而完成測試，以確保晶片的電氣特性與效能是依照設計規格 制造出來的；當然，亦可于各彈性凸塊31上方進一步設有導電層33， 如圖7所示，該導電層33設于覆蓋于彈性凸塊31的重配置線路層34上 方，而該導電層33可以與該針測點(焊墊或金屬凸塊)為相同的材質(例 如可以為金)，可避免導電層33過度磨損，延長使用壽命；再者，可視 測試需要提高彈性凸塊的高度，如圖7所示，于各彈性凸塊31下方可進 一步設有一底層35，或者如圖8所示，每一個彈性凸塊31下方可設有相 對應的底層35,以提高各彈性凸塊31的高度，當然，該底層35的材質可使用與彈性凸塊3 l相同或不相同的材質。而本專利技術中彈性凸塊針測座的制造方法，其至少包含有下列步驟步驟A、提供一基材5，該基材3可以為硅晶圓或氧化硅晶圓，并于 該基材5上涂布第 一感光材料層51 ，該第 一感光材料層51可以為低楊式 系數(小于500Mpa)的材料，如圖9A所示。步驟B、于該基材5上進行曝光、顯影后，并加以熟化或硬化，以 形成與晶片的各針測點相互對應的復數彈性凸塊31 ，如圖9B所示。步驟C、于該基材5上沉積(可包含有蒸鍍或濺鍍方式)一導電金屬的 本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種彈性凸塊針測座，其至少包含有：　復數彈性凸塊，各彈性凸塊設于針測座上，且各彈性凸塊與晶片的各針測點形成鏡面對應；　復數重配置焊墊，復數重配置焊墊與各彈性凸塊連接。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：陸頌屏，黃崑永，鄭宇凱，陳孟祺，
申請(專利權)人：福葆電子股份有限公司，
類型：發明
國別省市：71[中國|臺灣]