[发明专利]螺旋接触器及该装置制造方法,以及应用该装置的半导体检测设备和电子元件

说明书

技术领域

本发明包括电子螺旋接触器、所需的半导体检测装置及焊球接触(solder-ball-contact)半导体或其他形成球面式(spherical-ball)电性连接的电子装置的概念。

背景技术

随着更大密度的需求增加及提高半导体集成电路(IC)、装备有一个或以上的IC芯片(以下称作“半导体装置”)的IC封装(以下简称为「封装」)的性能的需求，此创新构思在多种的方式中允许一种更先进的发展阶段。上述方法之一包含由于实际接触面积的微型化(薄化)而使管脚(pin)数增多(较大密度)。利用此新技术增加输入及输出端子的密度，可获得具1000管脚数的封装。因此，此新方法(由于减小尺寸)也将改变电流引线连接，其从顶部及底部或全方位牵入单一底部式(bottom-only)引线连接进一步减小封装的总尺寸。

因此，若半导体装置的整个底部以BGA(球栅阵列(Ball GridArray))接触器排列，则其不会大于封装本身，或利用稍微不同的方法CSP(芯片尺寸封装(Chip Size Package))，具有以栅格结构排列的焊球(代替管脚)其尺寸稍大于实际半导体装置本身，通过利用这些焊球可使间距从0.8mm减小到0.5mm从而增加密度。

而且，焊接探针比传统的探针更轻、更薄及更短允许进一步的微小化及密化并改善电性的传导，但是要确定具备上述特性，也需要用于上述新方法的特殊检测装置。当前的半导体检测装置利用针状(needle-like)探针或计量读取器(meter reader)来完成电子测试和物理式接触半导体装置上的外部电极导线并通过一穿过每个的半导体装置的电流来测量其电特性。此半导体检测方法一般称为晶圆探测且当前用于测量及确认半导体装置是否符合规格。许多的装置全部嵌入于晶圆表面上的栅状结构中且一般使用能包含几百个或更多的独立探测针的探测卡，用以同时测量一个或多个装置，但由于探测卡的的尺寸及当前探测卡技术的微型化的限制，无法一次完成整个晶圆的测量，此测量必须一再地重复移动放置晶圆的平台以允许整个晶圆上所有装置的完整测试。然而，当使用薄化的超微型及小间距管脚的焊接探针时，由于焊球技术的密化而出现当前检测装置的精确性及可靠性的问题。

因此，由于以前的检测装置技术受到上述用于半导体技术类型的检测装置的物理发展的限制，此新技术需要新式检测装置，因为旧的技术不支持焊球密化的需求而不适用。同样地，当前的测量方法需直接将探针接触硅导线而造成对存在的半导体装置的损害，有时则会损坏此装置或降低其使用寿命。但是当焊球由软性的金属材料制成时，利用探针的硬接触将会刮伤焊球的表面或由于焊球的球面自身而使接触不完全而引起电特性损失，从而不符合原先设计所满足的规格。

因此，本发明的目的在于提供一种螺旋接触器、半导体检测装置(插槽、测试板及探测卡)及电子元件(嵌入式插槽、嵌入式连接器)，这些能够应用于微型的半导体装置、封装、超微载芯片及晶圆，用以形成载流电路而在软性焊球上没有毁损及裂缝，并用以应用于焊球的密化及用于在合理价格中实现高可靠度检测。

发明内容

一种方法用于解决所述的问题，本发明的如权利要求1所述的螺旋接触器是一个与半导体装置或具有焊球的电子部件电性连接的接触器，且所述的接触器的特征在于包括从顶部看为螺旋形状的螺旋探针，当与绝缘基底上所述的焊接探针接触以完成与所述的半导体装置或电子装置的电连接时，此探针根据此焊球的形状而变形。

本发明的如权利要求1所述的螺旋探针在无负载的情况下为扁平螺旋形，然而，当半导体装置的焊球或电子部件施压于螺旋探针时，接触区域从半导体探针的中心扩展到外部，因此螺旋部分弯成凹状以包容球。相对于常规探针的点接触，螺旋探针可螺旋般环绕焊球从而形成长而准确的接触，即使有外来物质贴附，可通过沿着焊接探针外围的滑动来去除外来物质，因此，可获得具有高可靠度的稳定的载流接触。

此外，由于螺旋探针针角受压滑移至焊球的外围并切割焊球外围的含氧薄膜，螺旋探针可获得精确的载流。

而且，由于盘绕，螺旋探对于焊球的直径变化和下降具有弹性兼容性。另外，螺旋探针允许焊接探针垂直及水平方向位置发生变化。

根据本发明的权利要求2，其中权利要求1的螺旋接触器包括所述绝缘基底，该绝缘基底的特征在于通过在所述的螺旋探针下方安装凹陷部或通孔而具有可变化的结构。

所述的凹陷部或通孔在焊球施压造成的下降不影响所述的螺旋探针弯曲的条件下保证有足够的空间。