[发明专利]探针卡制作方法及其结构

说明书

技术领域

本发明是与探针卡有关，特别是指一种有效防止探针卡漏电流问题的探针卡制作方法及其结构。

背景技术

集成电路晶片测试中，用以传输测试信号的探针卡电路板是供测试机台的测试头点触，以接收测试机台的测试信号并传送至电路板下方近中心处所密集设置的探针上，当各探针对应点触的晶片电子元件接收测试信号后，则通过探针卡回传所对应的电气特性至测试机台以供分析，如此在整个晶片级测试过程中，探针卡电路板的电路传输设计对电子元件的测试结果占有很重要的影响，尤其随着电子科技越趋高速的运作，测试过程需操作于实际对应的高速运作条件，故传输线路的制作更需符合高速信号的操作条件。

以图1所示为美国专利第5808475号所提供的“低电流量测用的半导体探针卡”，该探针卡1结构区分为上方的接触电路板10、下方的探针板12及中间的数个间隔材14，其中，接触电路板10上设置有如同轴传输线结构的测试接点11，可避免接触电路板10本身的介质环境所产生的寄生电阻导致漏电流问题，然由于接触板10为直接供测试机台1’的测试头点触，探针板12为供以设置探针13，若接触板10或探针板12本身没有足够的支撑强度与一定的刚体厚度，当测试机台1’下压且施以应力欲于整个探针卡1结构时，接触板10与探针板12的受力平面则容易因受力而使接触板10或探针板12产生形变的问题，况且当各探针13点触晶片平面时，单独探针板12前端则需不断的承受来自晶片平面产生的反作用力，如此应力作用下，探针板12前端用以设置探针13的平面结构亦容易产生形变。

纵使可如图2所示为现有的另一探针卡2结构，其信号传输过程为经由多层印刷电路板20上所布设的线路21由外至内且由上至下的延伸穿设层叠的电路板20，然后由探针22送出，故电路板20的整体结构强度与其单一受力平面可于承受应力时平均分散此作用力，而减少发生受力所产生形变的问题到可容许的形变范内；然多层印刷电路板20是以多层玻璃纤维材质所压合而成，各层结构上布设有金属线材以形成导线21结构，故制作上不但需耗费相当的成本与工时，且将传输线路21布设于电路板内部时，相邻线路21布设之间的电路板20材质，若以现有的为玻璃纤维(FRP)材质为例，其体积电阻(Volume resistance)约为于1013欧姆.公分，极容易造成漏电流的主因，加上因电路板10各层结构所穿设的导通孔线路210易使信号纵向传递时发生接口反射的能量耗损，如此皆严重影响高频信号的传输特性，而无法符合电子电路元件的高速测试需求。

当考量电路传导于基板内部的漏电流问题及层间介质的能量损耗，虽可将导电线路布设于具有高绝缘阻值以及低介电损耗的陶瓷电路板表面，然后与中心所接设的探针直接电性连接，以改善传输线路之间的漏电流、串音现象以及介质吸收等影响测试信号的传输品质及反应速度问题，但以图3所示于陶瓷基材上形成一探针卡30的导电线路的工艺条件而言，需将整片的铜箔金属31背面沾附粘着胶后贴附于陶瓷基材32上，再以化学蚀刻方式将铜箔金属31图案化成信号传输导线，然化学蚀刻并无法去除铜箔金属31背面的粘着胶，而往往使导线之间有背胶残留，形成导线间漏电流的路径，因而降低集成电路的电测良率并影响集成电路晶片制造的效率。

纵使有如图4所示为中国台湾专利公告第522449号所揭露的一种探针卡35，是提出以机械加工的方式雕刻研磨陶瓷基板36及其上的导电金属37而形成线路图案，使线路之间的间隙深入基板36表面，同时免除了上述导线之间背胶38残留的问题，并利用空气作为线路隔绝的介质，再配合陶瓷基板36所具有高硬度、不易形变且高绝缘性的材质，以增进探针卡的电性与结构品质；然而以机械加工方式先后对导电金属37及陶瓷基板36同时加工亦需以不同的工艺条件分阶段完成，若欲于线路结构上作细微的改变更需精密的机械控制工艺条件，如此工艺复杂度的增加则降低了探针卡的工艺效率，因此如何以最佳的探针卡结构，兼顾探针卡材料选择，以降低电测环境中不必要的漏电流可能，甚至能与工艺效率及成本支出做到最佳的匹配，实为现今高精密度量测工程的一大课题。

发明内容

因此，本发明的主要目的乃在于提供一种低漏电且高强度的探针卡，以最节省的成本支出及简易、高效率的工艺有效提升探针卡的高频测试品质。