[发明专利]基于硅通孔及重布线路层的空间转换基体及制备方法

说明书

本发明提供一种基于硅通孔及重布线路层的空间转换基体及制备方法，包括：具有硅通孔的基底，其表面覆盖有具有开口的二氧化硅层；重布电子线路层，其包括第一、第二连接面及电子布线层结构，第一连接面具有第一间距的第一电子连接，第一电子连接通过开口与硅通孔连接，第二连接面具有第二间距的第二电子连接，且第二间距大于第一间距，硅通孔上形成有探针连接层，第二电子连接上形成有金属凸点；插入电路板，与重布电子线路层接合。本发明提供了与晶圆制造工艺兼容的空间转换基体的先进结构和制造流程，可同步不断缩小的晶圆和晶片微尺度电子连接，满足下一代高性能应用芯片、笔记本电脑和服务器芯片等晶圆和晶片电子测试的需求。

技术领域

本发明属于半导体测试设备领域，特别是涉及一种基于硅通孔及重布线路层的空间转换基体的结构及其制备方法，以用于先进探针卡的制造实现微电子制造环节中晶圆和晶片的电学测试

背景技术

在半导体产业链中，晶圆和晶片测试提供了晶圆的电性功能上的测试，反馈测试数据给晶圆厂的前端制造流程以改进工艺或保证良率；同时晶圆测试可以在硅芯片进入最后封装前先行过滤掉电性功能不良的硅晶片，以避免不良品增加制造成本。探针卡是晶圆和晶片测试这个环节的核心组件，其提供了晶圆/硅芯片和测试仪器之间的电学连接。在整个探针卡中，空间转换基体是其中的核心组件。空间转换基体在整个探针卡中起到了电子连接间距转换和电信号传输的功能，同时提供足够的机械/力学强度，以支撑测试过程中施加的几百至上千牛顿的作用力。

目前，在晶圆和晶片测试领域，已知的空间转换基体是由多层陶瓷基体和多层有机聚积层经过层压和切割实现的。如多层陶瓷基体，是由高温或者低温共烧陶瓷经过多层层压，经过共烧制作的，通常称为多层陶瓷空间转换基体(multi-layer ceramic,MLC)。对于多层有机聚积层(multi-layer organic,MLO)，它是基于传统电子封装基体经过多个步骤的层压和切割实现的。

由多层陶瓷基体和多层有机聚积层经过层压和切割实现的空间转换基体，他们通常使用低端的光刻，激光刻蚀技术生成微孔阵列，受限于材料和工艺的局限性，其最小线宽L2/间距 L1一般分别是20微米/20微米，最小可至15微米/15微米，如图1所示，这样就限制了空间转换基体满足下一代高性能应用芯片(AP)晶圆和晶片测试的需求。高性能应用芯片(AP)上电子互连的最小间距已经从150微米缩小到90微米～80微米(um)，并会进一步缩小至50微米及以下，电子互联数目也从几百增加到几千，需要更好的制造工艺以满足下一代高性能应用芯片，笔记本电脑和服务器芯片晶圆和晶片电子测试的需求。

与此同时，由多层陶瓷基体和多层有机聚积层经过层压和切割实现的空间转换基体，每一层都需要较长的制造时间，这会严重影响制造时间，降低制造效率。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种基于硅通孔及重布线路层的空间转换基体及其制备方法，用于解决现有技术中的空间转换基体尺度缩放的限制和制造成本高昂，制造周期长的问题，以满足下一代或几代晶圆和晶片电学测试的需求。