用于探針卡的空間轉(zhuǎn)換器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于探針卡的空間轉(zhuǎn)換器的制造方法，包含有下列步驟：a)在一第一基板上固設(shè)多個(gè)第二基板，并使得第一基板與各第二基板電性連接；b)利用微影技術(shù)在各第二基板上設(shè)置一具有多個(gè)穿孔的絕緣強(qiáng)化層；c)在各穿孔內(nèi)分別形成一與第二基板固定并電性連接的導(dǎo)電塊；由于導(dǎo)電塊是在第一、二基板固定后才形成，因此導(dǎo)電塊的位置可避免受到基板相接時(shí)產(chǎn)生的位移影響，而且，該制造方法更可在步驟c)之后將導(dǎo)電塊平坦化；由此，該制造方法可使探針接設(shè)于導(dǎo)電塊時(shí)不需再調(diào)整位置及平整度。
【專利說明】用于探針卡的空間轉(zhuǎn)換器的制造方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明與用于探針卡的空間轉(zhuǎn)換器有關(guān)，特別是指一種用于探針卡的空間轉(zhuǎn)換器的制造方法。

【背景技術(shù)】
[0002]探針卡通常包含有一用于直接與測試機(jī)臺的訊號傳輸接點(diǎn)電性連接的主電路板，以及一固設(shè)于該主電路板下表面的空間轉(zhuǎn)換器(space transformer ;簡稱ST)。該空間轉(zhuǎn)換器的上表面具有多個(gè)間距較大的導(dǎo)電接點(diǎn)，用于與該主電路板電性連接。該空間轉(zhuǎn)換器的下表面則凸伸出多個(gè)間距較小的導(dǎo)電接點(diǎn)，用于接設(shè)多個(gè)探針，使得各探針的針距相當(dāng)小而可對尺寸相當(dāng)小的電子元件進(jìn)行點(diǎn)測。
[0003]一般探針卡的空間轉(zhuǎn)換器通常為一具有多層結(jié)構(gòu)的電路板，通過其各層的布線設(shè)計(jì)而使得上、下表面的導(dǎo)電接點(diǎn)間距不同。然而，單一電路板式的空間轉(zhuǎn)換器通常需要層數(shù)很多、厚度很大的電路板，該電路板不但制造上較為困難，且通常為依照待測物電性接點(diǎn)排列方式而對應(yīng)設(shè)計(jì)的專用電路板，因此成本較高。
[0004]市面上另一種空間轉(zhuǎn)換器由一面積較大的第一基板及多個(gè)面積較小的第二基板所組成，該第一基板的上、下表面分別具有間距較大的導(dǎo)電接點(diǎn)及間距較小的導(dǎo)電接點(diǎn)，各該第二基板上表面的導(dǎo)電接點(diǎn)與第一基板下表面的導(dǎo)電接點(diǎn)相配合，各該第二基板的下表面則具有用于接設(shè)探針的間距更小的導(dǎo)電接點(diǎn)。由此，將各第二基板上表面的導(dǎo)電接點(diǎn)電性導(dǎo)通地固設(shè)于該第一基板下表面的導(dǎo)電接點(diǎn)，即可形成空間轉(zhuǎn)換器，且此種空間轉(zhuǎn)換器采用的電路板(意即第一、二基板)不但厚度較小而較容易制造，且針對不同的待測物只要替換不同的第二基板即可，意即，不同規(guī)格的空間轉(zhuǎn)換器可使用相同的第一基板。
[0005]上述由多個(gè)基板所組成的空間轉(zhuǎn)換器中，各該第二基板通常是由錫球回焊(reflow)而固定于該第一基板，而且，各該第二基板接設(shè)的探針用于同時(shí)對多個(gè)待測物進(jìn)行點(diǎn)測，例如晶圓即將分別切割成一晶粒的多個(gè)區(qū)塊即可視為多個(gè)待測物，而需分別通過一該第二基板接設(shè)的探針進(jìn)行點(diǎn)測；意即，該空間轉(zhuǎn)換器為一種多待測物用空間轉(zhuǎn)換器(Mult1-DUT(device under test)ST)。
[0006]然而，各該第二基板在進(jìn)行回焊時(shí)容易從預(yù)定的位置稍微位移，造成各該第二基板的相對位置無法對應(yīng)于各待測物的電性接點(diǎn)所排列的相對位置，而且，各該第二基板在進(jìn)行回焊時(shí)也容易傾斜，造成其接設(shè)的探針的點(diǎn)測端高度參差不齊。因此，上述空間轉(zhuǎn)換器在設(shè)置探針時(shí)還必須再利用調(diào)整機(jī)構(gòu)調(diào)整探針的位置及平整度，進(jìn)而增加探針卡制程的復(fù)雜度。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]針對上述問題，本發(fā)明的主要目的在于提供一種用于探針卡的空間轉(zhuǎn)換器的制造方法，其用于制造由多個(gè)基板組成的空間轉(zhuǎn)換器，且該空間轉(zhuǎn)換器所接設(shè)的探針不需再調(diào)整位置及平整度，因此可降低探針卡制程的復(fù)雜度。
[0008]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明所提供的一種用于探針卡的空間轉(zhuǎn)換器的制造方法，包含有下列步驟:a)在一第一基板上固設(shè)多個(gè)第二基板，并使得所述第一基板與各所述第二基板電性連接；b)利用微影技術(shù)在各所述第二基板上設(shè)置一絕緣強(qiáng)化層，且各所述絕緣強(qiáng)化層具有多個(gè)穿孔；c)在各所述穿孔內(nèi)分別形成一與所述第二基板固定并電性連接的導(dǎo)電塊。
[0009]上述本發(fā)明的技術(shù)方案中，在所述步驟c)之后還將各所述導(dǎo)電塊平坦化。
[0010]所述第一基板為多層陶瓷板，各所述第二基板為多層有機(jī)板。
[0011]所述步驟c)通過電鍍形成各所述導(dǎo)電塊。
[0012]所述步驟c)為先設(shè)置一與所述第一基板電性連接的導(dǎo)電件及一包覆所述導(dǎo)電件的治具，所述治具包含有至少一容置槽；再將電解液注入所述容置槽，進(jìn)而通過電鍍在各所述絕緣強(qiáng)化層的穿孔內(nèi)形成各所述導(dǎo)電塊。
[0013]所述治具包含有一上構(gòu)件及一下構(gòu)件，所述第一基板及所述導(dǎo)電件被夾持在所述上構(gòu)件與所述下構(gòu)件之間。
[0014]所述治具更包覆所述第一基板及所述第一基板與各所述第二基板的接合處，且所述治具包含有多個(gè)所述容置槽，各所述容置槽分別形成在各所述絕緣強(qiáng)化層上。
[0015]所述治具分別隔著一擋水件而壓抵于各所述絕緣強(qiáng)化層。
[0016]各所述第二基板容設(shè)于單一個(gè)所述容置槽中。
[0017]所述治具隔著一擋水件而壓抵于所述第一基板。
[0018]所述步驟c)中，在將電解液注入所述容置槽之前，更在各所述第二基板與所述第一基板之間黏設(shè)防水膠，以避免電解液接觸所述第一基板與各所述第二基板的接合處。
[0019]所述步驟c)之后還具有一步驟d)，以去除各所述絕緣強(qiáng)化層。
[0020]采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明由于各導(dǎo)電塊是在第一、二基板固定后才形成，因此各導(dǎo)電塊的位置可避免受到基板相接時(shí)產(chǎn)生的位移影響，只要步驟b)的微影制程中，將各穿孔的位置形成對應(yīng)于探針?biāo)柙O(shè)置的位置(待測物電性接點(diǎn)的位置)，則各導(dǎo)電塊的位置將形成對應(yīng)于探針?biāo)柙O(shè)置的位置，如此，探針接設(shè)于各導(dǎo)電塊時(shí)則不需再調(diào)整位置。
[0021]而且，本發(fā)明的制造方法更可在步驟c)之后將各導(dǎo)電塊平坦化，由此，即使各導(dǎo)電塊形成時(shí)形狀有差異或因第二基板傾斜而隨之傾斜，前述平坦化程序可使各導(dǎo)電塊用于接設(shè)探針之處相互對齊，進(jìn)而避免造成探針的點(diǎn)測端不平整。
[0022]在前述用于探針卡的空間轉(zhuǎn)換器的制造方法中，各第二基板為容設(shè)于單一容置槽中。治具可隔著一擋水件而壓抵于第一基板；而且，在將電解液注入容置槽之前，更可在各第二基板與第一基板之間黏設(shè)防水膠，以避免電解液接觸第一基板與各第二基板的接合處。如此一來，第一、二基板的電性連接處可受到防水膠保護(hù)而避免因接觸電解液而損壞，但若各接合處已填充有不導(dǎo)電的接合劑(underfill)則不需黏設(shè)防水膠；而第一基板的其他導(dǎo)電部位則受到該治具保護(hù)而可避免因接觸電解液而損壞；擋水件則可更進(jìn)一步地避免電解液由治具與第一基板之間的縫隙流到前述需受治具保護(hù)的部位。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]圖1是本發(fā)明一較佳實(shí)施例所提供的用于探針卡的空間轉(zhuǎn)換器的剖視示意圖；
[0024]圖2是具有本發(fā)明該較佳實(shí)施例所提供的空間轉(zhuǎn)換器的探針卡的剖視示意圖；
[0025]圖3及圖4分別是本發(fā)明該較佳實(shí)施例所提供的用于探針卡的空間轉(zhuǎn)換器的制造方法的步驟a)的俯視示意圖及剖視示意圖；
[0026]圖5至圖7是本發(fā)明該較佳實(shí)施例所提供的用于探針卡的空間轉(zhuǎn)換器的制造方法的步驟b)的過程剖視示意圖；
[0027]圖8至圖10是本發(fā)明該較佳實(shí)施例所提供的用于探針卡的空間轉(zhuǎn)換器的制造方法的步驟c)的過程剖視示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0028]現(xiàn)舉以下實(shí)施例并結(jié)合附圖對本發(fā)明的詳細(xì)結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)、組裝或使用方式進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0029]如圖1所示的本發(fā)明一較佳實(shí)施例所提供的用于探針卡的空間轉(zhuǎn)換器10的剖視不意圖，空間轉(zhuǎn)換器10主要包含有一第一基板11、多個(gè)第二基板12,以及多個(gè)從各第二基板12凸伸而出的導(dǎo)電塊13。
[0030]如圖2所示的具有空間轉(zhuǎn)換器10的探針卡20的剖視示意圖，其中，空間轉(zhuǎn)換器10的第一基板11為電性導(dǎo)通地設(shè)置于一用于直接與測試機(jī)臺(圖中未示)電性連接的主電路板22，各導(dǎo)電塊13則用于分別接設(shè)一探針24，使得各探針24能經(jīng)由空間轉(zhuǎn)換器10及主電路板22而與測試機(jī)臺相互傳輸訊號?？上攵鲗?dǎo)電塊13若配合待測物(圖中未示)的導(dǎo)電接點(diǎn)位置而設(shè)置，則各探針24只要設(shè)于各導(dǎo)電塊13即可符合待測物導(dǎo)電接點(diǎn)的位置，本發(fā)明所提供的空間轉(zhuǎn)換器的制造方法即主要為了達(dá)成前述目的。
[0031]以下將以空間轉(zhuǎn)換器10為例說明本發(fā)明所提供的用于探針卡的空間轉(zhuǎn)換器的制造方法，空間轉(zhuǎn)換器10的制造方法包含有下列步驟:
[0032]a)請參閱圖3及圖4,圖3及圖4分別為此步驟的俯視示意圖及剖視示意圖,此步驟是在第一基板11上固設(shè)各第二基板12，并使得第一基板11與各第二基板12電性連接。
[0033]詳而言之，第一基板11的上表面111及下表面112 (本實(shí)施例中所稱“上”、“下”是指圖式所示的狀態(tài)而言，而非實(shí)際使用狀態(tài))，以及各第二基板12的上表面121及下表面122，分別具有多個(gè)導(dǎo)電接點(diǎn)(圖中未示)，且各第二基板12下表面122的導(dǎo)電接點(diǎn)是通過格狀數(shù)組(Ball Grid Array ;簡稱BGA)的錫球14經(jīng)由回焊(reflow)而電性導(dǎo)通地固定于第一基板11上表面111的導(dǎo)電接點(diǎn)。
[0034]第一基板11及各第二基板12可分別為多層陶瓷板(Mult1-Layer Ceramic ;簡稱MLC)及多層有機(jī)板(Mult1-Layer Organic ;簡稱MLO)，使得第一基板11具有比各第二基板12更大的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，但各基板11、12的種類并不以此為限。在本實(shí)施例中，第二基板12的數(shù)量為四個(gè)，即，空間轉(zhuǎn)換器10所制成的探針卡可同時(shí)對四個(gè)待測物進(jìn)行點(diǎn)測，然而，第二基板12的數(shù)量也可依需求而調(diào)整。
[0035]b)請參閱圖5至圖7，圖5至圖7為此步驟的過程剖視示意圖，此步驟是利用微影技術(shù)(photolithography)在各第二基板12上設(shè)置一絕緣強(qiáng)化層15，且各絕緣強(qiáng)化層15具有多個(gè)穿孔152。
[0036]意即，此步驟是先在各第二基板12的上表面121涂布一層光阻16，再提供一與所要制成的空間轉(zhuǎn)換器10的導(dǎo)電塊13形狀對應(yīng)的光罩17，光罩17的圖樣(pattern)為對應(yīng)于待測物電性接點(diǎn)的圖樣，并使光線隔著光罩17照射各光阻16以進(jìn)行曝光制程，最后再將各光阻16顯影，則各光阻16即成為各具有多個(gè)穿孔152的絕緣強(qiáng)化層15，且各穿孔152的位置實(shí)質(zhì)上對應(yīng)著待測物電性接點(diǎn)的位置。
[0037]c)請參閱圖8至圖10，圖8至圖10為此步驟的過程剖視示意圖，此步驟是在各穿孔152內(nèi)分別形成與第二基板12固定并電性連接的導(dǎo)電塊13 (如圖10所示)。各導(dǎo)電塊13可利用圖8或圖9所示的方式并通過電鍍而形成。
[0038]圖8所示的方式是先設(shè)置一與第一基板11下表面112的導(dǎo)電接點(diǎn)電性連接的導(dǎo)電件18 (例如銅片)，并利用一治具19 (由上、下構(gòu)件191、192組成)包覆導(dǎo)電件18、第一基板11，以及第一基板11與各第二基板12的接合處(即各錫球14及其連接的導(dǎo)電接點(diǎn))，且治具19在各絕緣強(qiáng)化層15上分別形成一容置槽194，各容置槽194與其所處的絕緣強(qiáng)化層15的穿孔152連通；再將電解液(圖中未示)注入各容置槽194，即能以導(dǎo)電件18及各第二基板12上表面121的導(dǎo)電接點(diǎn)為正、負(fù)極而進(jìn)行電鍍，進(jìn)而在各穿孔152內(nèi)形成各導(dǎo)電塊
13。在此步驟中，各錫球14及其連接的導(dǎo)電接點(diǎn)，以及第一基板11下表面112的導(dǎo)電接點(diǎn)與導(dǎo)電件18，受治具19保護(hù)而可避免因接觸電解液而損壞。治具19更可分別隔著一擋水件31 (例如O形環(huán))而壓抵于各絕緣強(qiáng)化層15，以避免電解液由治具19與絕緣強(qiáng)化層15之間的縫隙流到前述需受治具19保護(hù)的部位。
[0039]圖9所示的方式是先在各第二基板12與第一基板11之間黏設(shè)一圈防水膠32，并在第一基板11設(shè)置一與其下表面112的導(dǎo)電接點(diǎn)電性連接的導(dǎo)電件18，以及一包覆導(dǎo)電件18的治具19’(由上、下構(gòu)件191’、192’組成)，且治具19’在第一基板11上形成一容設(shè)各第二基板12的容置槽194’;再將電解液注入容置槽194’，進(jìn)而通過電鍍而在各絕緣強(qiáng)化層15的穿孔152內(nèi)形成各導(dǎo)電塊13。值得一提的是，實(shí)際進(jìn)行電鍍時(shí)，是將圖9所示的裝置整個(gè)浸入電解液，因此，即使容置槽194’的高度并未超過各穿孔152，各穿孔152也能充滿電解液進(jìn)而通過電鍍形成各導(dǎo)電塊13。
[0040]如此一來，各錫球14及其連接的導(dǎo)電接點(diǎn)受到防水膠32保護(hù)，且第一基板11下表面112的導(dǎo)電接點(diǎn)與導(dǎo)電件18受到治具19’保護(hù)，因而可避免因接觸電解液而損壞。然而，若在步驟a)時(shí)各錫球14之間及外圍已填充有不導(dǎo)電的接合劑(underfill),則此步驟可不黏設(shè)防水膠32。治具19’更可隔著一擋水件33 (例如O形環(huán))而壓抵于第一基板11，以避免電解液由治具19’與第一基板11之間的縫隙流到前述需受治具19’保護(hù)的部位。
[0041]d)去除各絕緣強(qiáng)化層15，即可形成如圖1所示的空間轉(zhuǎn)換器10。然而，此制造方法也可不具有步驟d)，意即也可留下各絕緣強(qiáng)化層15。
[0042]在本發(fā)明所提供的用于探針卡的空間轉(zhuǎn)換器的制造方法中，由于各導(dǎo)電塊13是在第一、二基板11、12相互固定后才形成，因此各導(dǎo)電塊13的位置可避免受到基板11、12相接時(shí)產(chǎn)生的位移影響，只要將各導(dǎo)電塊13形成于探針24所需設(shè)置的位置，即可讓探針24精確對應(yīng)待測物的導(dǎo)電接點(diǎn)的位置。
[0043]而且，前述的制造方法更可在步驟c)之后先將各導(dǎo)電塊13平坦化，然后才執(zhí)行步驟d)(或者不執(zhí)行步驟d)而保留絕緣強(qiáng)化層15，以強(qiáng)化導(dǎo)電塊13的附著力)；由此，即使各導(dǎo)電塊13形成時(shí)形狀有差異，或者因第二基板12固定于第一基板11時(shí)傾斜而導(dǎo)致導(dǎo)電塊13隨之傾斜，前述平坦化程序可使各導(dǎo)電塊13用來接設(shè)探針24的頂面132相互對齊，進(jìn)而避免造成探針24的點(diǎn)測端242不平整。
[0044]綜上所述，本發(fā)明所提供的用于探針卡的空間轉(zhuǎn)換器的制造方法用于制造由多個(gè)基板組成的空間轉(zhuǎn)換器，且該制造方法的主要特點(diǎn)在在基板固定之后才形成用于接設(shè)探針的導(dǎo)電塊，并可在形成導(dǎo)電塊之后對導(dǎo)電塊進(jìn)行平坦化，以使探針在接設(shè)于該空間轉(zhuǎn)換器的導(dǎo)電塊時(shí)不需再調(diào)整位置及平整度，進(jìn)而降低探針卡制程的復(fù)雜度。
[0045] 最后，必須再次說明，本發(fā)明在前述實(shí)施例中所揭示的構(gòu)成元件，僅為舉例說明，并非用來限制本案的專利保護(hù)范圍，其他等效元件的替代或變化，也應(yīng)為本案的專利保護(hù)范圍所涵蓋。
【權(quán)利要求】
1.一種用于探針卡的空間轉(zhuǎn)換器的制造方法，其特征在于包含有下列步驟: a)在一第一基板上固設(shè)多個(gè)第二基板，并使得所述第一基板與各所述第二基板電性連接; b)利用微影技術(shù)在各所述第二基板上設(shè)置一絕緣強(qiáng)化層，且各所述絕緣強(qiáng)化層具有多個(gè)穿孔； c)在各所述穿孔內(nèi)分別形成一與所述第二基板固定并電性連接的導(dǎo)電塊。
2.如權(quán)利要求1所述的用于探針卡的空間轉(zhuǎn)換器的制造方法，其特征在于:在所述步驟c)之后還將各所述導(dǎo)電塊平坦化。
3.如權(quán)利要求1所述的用于探針卡的空間轉(zhuǎn)換器的制造方法，其特征在于:所述第一基板為多層陶瓷板，各所述第二基板為多層有機(jī)板。
4.如權(quán)利要求1所述的用于探針卡的空間轉(zhuǎn)換器的制造方法，其特征在于:所述步驟c)通過電鍍形成各所述導(dǎo)電塊。
5.如權(quán)利要求4所述的用于探針卡的空間轉(zhuǎn)換器的制造方法，其特征在于:所述步驟c)為先設(shè)置一與所述第一基板電性連接的導(dǎo)電件及一包覆所述導(dǎo)電件的治具，所述治具包含有至少一容置槽；再將電解液注入所述容置槽，進(jìn)而通過電鍍在各所述絕緣強(qiáng)化層的穿孔內(nèi)形成各所述導(dǎo)電塊。
6.如權(quán)利要求5所述的用于探針卡的空間轉(zhuǎn)換器的制造方法，其特征在于:所述治具包含有一上構(gòu)件及一下構(gòu)件，所述第一基板及所述導(dǎo)電件被夾持在所述上構(gòu)件與所述下構(gòu)件之間。
7.如權(quán)利要求5或6所述的用于探針卡的空間轉(zhuǎn)換器的制造方法，其特征在于:所述治具更包覆所述第一基板及所述第一基板與各所述第二基板的接合處，且所述治具包含有多個(gè)所述容置槽，各所述容置槽分別形成在各所述絕緣強(qiáng)化層上。
8.如權(quán)利要求7所述的用于探針卡的空間轉(zhuǎn)換器的制造方法，其特征在于:所述治具分別隔著一擋水件而壓抵于各所述絕緣強(qiáng)化層。
9.如權(quán)利要求5或6所述的用于探針卡的空間轉(zhuǎn)換器的制造方法，其特征在于:各所述第二基板容設(shè)于單一個(gè)所述容置槽中。
10.如權(quán)利要求9所述的用于探針卡的空間轉(zhuǎn)換器的制造方法，其特征在于:所述治具隔著一擋水件而壓抵于所述第一基板。
11.如權(quán)利要求9所述的用于探針卡的空間轉(zhuǎn)換器的制造方法，其特征在于:所述步驟c)中，在將電解液注入所述容置槽之前，更在各所述第二基板與所述第一基板之間黏設(shè)防水膠，以避免電解液接觸所述第一基板與各所述第二基板的接合處。
12.如權(quán)利要求1所述的用于探針卡的空間轉(zhuǎn)換器的制造方法，其特征在于:所述步驟c)之后還具有一步驟d)，以去除各所述絕緣強(qiáng)化層。
【文檔編號】G01R1/073GK104076172SQ201410037002
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2014年1月24日 優(yōu)先權(quán)日:2013年3月26日
【發(fā)明者】周冠軍, 徐火剛, 楊惠彬, 王千魁 申請人:旺矽科技股份有限公司