專利名稱：一種半導(dǎo)體測(cè)試用的檢測(cè)卡的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種半導(dǎo)體測(cè)試用的檢測(cè)卡，尤其是關(guān)于一種可應(yīng)用于超低溫及高溫(-120℃至450℃)半導(dǎo)體測(cè)試的檢測(cè)卡。
背景技術(shù)：
圖1為現(xiàn)有應(yīng)用于半導(dǎo)體測(cè)試檢測(cè)卡10的俯視圖。如圖1所示，檢測(cè)卡10包含具有中心開口22的電路板12、設(shè)置在電路板12上的環(huán)狀支撐物14、固定在環(huán)狀支撐物14上的探針16，及電連接于探針16末端的導(dǎo)線26。
圖2為現(xiàn)有半導(dǎo)體檢測(cè)卡10應(yīng)用于測(cè)試半導(dǎo)體芯片30的剖視圖。如圖2所示，半導(dǎo)體芯片30安置在芯片基座32上，其包含若干個(gè)芯片36，而芯片基座32具有加熱裝置34。探針16經(jīng)由通道20與電路板12背面的導(dǎo)線26電連接。當(dāng)進(jìn)行測(cè)試時(shí)，芯片基座32將上升使得探針16的尖端與芯片36的墊圈38接觸。然而在測(cè)試過(guò)程中，加熱裝置34將加熱半導(dǎo)體芯片30，熱量將經(jīng)由熱輻射傳導(dǎo)至檢測(cè)卡10，或經(jīng)由探針16尖端熱傳導(dǎo)至檢測(cè)卡10。
圖3為圖2的局部放大圖。如圖3所示，環(huán)狀支撐物14具有斜面28，且斜面28與電路板12的表面的夾角θ＝7°。此外，探針16是以環(huán)氧樹脂24固定在環(huán)狀支撐物14的斜面28上。
為了確保完成的檢測(cè)卡探針16的水平位置，不會(huì)因使用時(shí)間的增加，而產(chǎn)生針位偏移的情況，必須以環(huán)氧樹脂24將探針16固定在環(huán)狀支撐物14。在現(xiàn)有檢測(cè)卡10所使用的材料中，探針16及支撐物14的材料大多為鎢(或錸鎢合金)及陶瓷。由于鎢(或錸鎢合金)及陶瓷材料本身都具有耐高溫及低溫的特性，因此為配合高溫測(cè)量，目前檢測(cè)卡10所使用的材料，其主要技術(shù)瓶頸大都在于電路板12及環(huán)氧樹脂24。此外，由于物質(zhì)的熱脹冷縮等特性也會(huì)導(dǎo)致低溫及高溫測(cè)量時(shí)，檢測(cè)卡10的材料及探針16的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生物理及化學(xué)變化，以致測(cè)量過(guò)程無(wú)法順利進(jìn)行。
現(xiàn)有檢測(cè)卡應(yīng)用在超低溫及超高溫測(cè)量時(shí)具有以下缺點(diǎn)電路板無(wú)法承受高溫目前檢測(cè)卡所用的電路板又稱為PCB板，大部分是具有玻璃纖維的聚酰亞胺(polyimide)或FR-4。其一般的使用溫度是介于25℃至85℃范圍。當(dāng)溫度超過(guò)85℃時(shí)，將無(wú)法確保檢測(cè)卡本身的電性仍維持在如室溫時(shí)一般。此外，這些高纖塑料在長(zhǎng)期高溫測(cè)量下，將產(chǎn)生毒素，除了會(huì)危害測(cè)量人員的身心健康外，還會(huì)因高溫而產(chǎn)生變形，無(wú)法進(jìn)行測(cè)量。
針位偏移檢測(cè)卡是測(cè)試臺(tái)與待測(cè)芯片的接口，其制作原理乃是依照待測(cè)芯片上的芯片位置作為檢測(cè)卡的針位，以利于在同一時(shí)間測(cè)量大量的組件。因此，針位的位置的準(zhǔn)確與否將直接影響測(cè)量水平，由于目前檢測(cè)卡所使用的材料大多僅適用于室溫(25℃至85℃)，而且每種材料都有其本身的膨脹系數(shù)，當(dāng)溫度升高或降低至材料可承受的范圍外時(shí)，膨脹系數(shù)將使各種材料產(chǎn)生變化，致使原先的針位水平嚴(yán)重偏移。更甚者，將使探針剝落或發(fā)生彎曲，檢測(cè)卡無(wú)法使用。此外，為符合其治具限制(θ＝7°)，現(xiàn)在傳統(tǒng)所使用的探針的角度大多為103°。當(dāng)溫度升高或降低時(shí)，此角度將會(huì)導(dǎo)致針位偏移、探針受損更加嚴(yán)重。

發(fā)明內(nèi)容
為克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，本發(fā)明的目的是提供一種可應(yīng)用于超低溫及高溫(-120℃至450℃)半導(dǎo)體測(cè)試的檢測(cè)卡，其利用加壓空氣調(diào)節(jié)技術(shù)將熱量導(dǎo)入或?qū)С鰴z測(cè)卡，以實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)溫度的功能。
為達(dá)成上述目的，本發(fā)明提供一種可應(yīng)用于超低溫及高溫(-120℃至450℃)半導(dǎo)體測(cè)試的檢測(cè)卡，其包含一電路板、一支撐物，其設(shè)置于該電路板表面、至少一探針，以一粘著物固定在該支撐物上、一蓋子，其固設(shè)于該電路板上、及至少一流動(dòng)線路，其設(shè)置在該電路板及該蓋子形成的空間中。通過(guò)將一流體導(dǎo)入該流動(dòng)線路中形成流動(dòng)回路以達(dá)成調(diào)節(jié)溫度功能。本發(fā)明是利用加壓空氣(或氮?dú)?循環(huán)技術(shù)將熱量導(dǎo)入或?qū)С鰴z測(cè)卡，以達(dá)成調(diào)節(jié)溫度的功能，進(jìn)而確保檢測(cè)卡組件的物理性質(zhì)及化學(xué)性質(zhì)不會(huì)過(guò)度變化，以實(shí)現(xiàn)檢測(cè)卡在超低溫及超高溫(-120℃至450℃)的測(cè)量應(yīng)用。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下特點(diǎn)及優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明的加壓流體調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)利用壓力將流體導(dǎo)入已設(shè)計(jì)好的空氣回路中，通過(guò)空氣的循環(huán)來(lái)調(diào)節(jié)檢測(cè)卡的電路板、環(huán)狀支撐物、環(huán)氧樹脂粘著物及探針的溫度。除了將檢測(cè)卡的溫度維持在材料本身所能承受的范圍內(nèi)，本發(fā)明進(jìn)一步通過(guò)溫度的控制，降低材料因溫度變化產(chǎn)生的熱脹冷縮所導(dǎo)致的物理性質(zhì)或化學(xué)性質(zhì)變化。
本發(fā)明將探針本身的角度加大為135至180°范圍，并將環(huán)狀支撐物的角度改變?yōu)?1°至75°范圍。不但增加芯片基座與環(huán)狀支撐物的距離，以減輕溫度變化的影響，更有效地解決了在高溫或低溫測(cè)量時(shí)，檢測(cè)卡最常遇到的滑針問(wèn)題，即針位水平偏移的現(xiàn)象。


本發(fā)明將依照附圖進(jìn)行說(shuō)明，其中圖1所示是現(xiàn)有半導(dǎo)體檢測(cè)卡的俯視圖；圖2所示是現(xiàn)有半導(dǎo)體檢測(cè)卡應(yīng)用于半導(dǎo)體芯片測(cè)試的剖視圖；圖3所示是圖2的局部放大圖；圖4所示是本發(fā)明的半導(dǎo)體檢測(cè)卡的俯視圖；圖5所示是本發(fā)明的半導(dǎo)體檢測(cè)卡應(yīng)用于半導(dǎo)體芯片測(cè)試的剖視圖；及圖6所示是本發(fā)明檢測(cè)卡的局部放大圖。
圖中10 現(xiàn)有的檢測(cè)卡12 電路板14 支撐物16 探針20 通道22 開口24 粘著物26 導(dǎo)線28 斜面
30 半導(dǎo)體芯片32 芯片基座34 加熱裝置36 芯片38 墊圈40 檢測(cè)卡42 電路板44 環(huán)狀支撐物46 探針50 流動(dòng)線路52 開口54 流體入口56 通道58 導(dǎo)線60 粘著物70 蓋子72 開口74 間隙76 斜面78 懸臂80 尖端82 夾角84 夾角86 半導(dǎo)體芯片88 芯片基座90 加熱裝置92 芯片94 墊圈具體實(shí)施方式
在此本發(fā)明將參考附圖作更加詳細(xì)地說(shuō)明，其中優(yōu)選實(shí)施例將出現(xiàn)在下列敘述中。然而，本發(fā)明可以根據(jù)許多不同形式具體化，且應(yīng)不限于優(yōu)選實(shí)施例所揭示的。更確切地說(shuō)，這些優(yōu)選實(shí)施例的提供僅是用于使本發(fā)明的揭示更加完整及徹底，并完全地將本發(fā)明的范圍表達(dá)給熟悉該項(xiàng)技術(shù)的人員。在附圖中，組件的厚度是為了清楚表達(dá)而特別地夸大。請(qǐng)了解當(dāng)談?wù)撘唤M件(例如一電路板、導(dǎo)管或探針)“在另一組件上”時(shí)，其可為直接在該另一組件上，也可以具有介于中間的組件存在。相應(yīng)地，當(dāng)談?wù)摰揭唤M件是“直接在”另一組件上時(shí)，則沒(méi)有任何介于中間的組件存在。
圖4為本發(fā)明的檢測(cè)卡40的俯視圖。如圖4所示，檢測(cè)卡40包含電路板42、設(shè)置在電路板42上的環(huán)狀支撐物44、固定在環(huán)狀支撐物上的探針46、電連接于探針46末端的導(dǎo)線58，及設(shè)置在電路板42上的空氣流動(dòng)線路50(例如導(dǎo)管)，其中電路板42及環(huán)狀支撐物44是可耐高溫的陶瓷材質(zhì)。流動(dòng)線路50包含兩個(gè)流體入口54及若干個(gè)朝向環(huán)狀支撐物44的開口52，且流動(dòng)線路50環(huán)繞支撐物44、探針46及導(dǎo)線58。
圖5是本發(fā)明的檢測(cè)卡40應(yīng)用于測(cè)試半導(dǎo)體芯片86時(shí)的剖視圖。如圖5所示，電路板42具有中心開口54，供操作者目視檢測(cè)卡40的探針46與半導(dǎo)體芯片86的相對(duì)位置。探針46是以粘著物60(例如環(huán)氧樹脂)固定在環(huán)狀支撐物44上，并經(jīng)由通道56電連接于電路板42背面的導(dǎo)線58。本發(fā)明的檢測(cè)卡40也可包含蓋子70，而空氣流動(dòng)線路50也可設(shè)置在電路板42及蓋子70所形成的空間中(例如設(shè)置在電路板42上或是設(shè)置在蓋子70上)。蓋子70具有開口72，供探針46與半導(dǎo)體芯片86接觸。半導(dǎo)體芯片86安置在芯片基座88上，半導(dǎo)體芯片86包含若干個(gè)芯片92，而芯片基座88具有加熱裝置90。當(dāng)進(jìn)行測(cè)試時(shí)，芯片基座88將上升使得探針46的尖端與芯片92的墊圈94接觸。
本發(fā)明是利用加壓空氣調(diào)節(jié)技術(shù)將熱量導(dǎo)出檢測(cè)卡40，完成調(diào)節(jié)溫度的功能并實(shí)現(xiàn)檢測(cè)卡40應(yīng)用于半導(dǎo)體的高溫測(cè)試。通過(guò)將加壓的空氣經(jīng)由流體入口54導(dǎo)入檢測(cè)卡40，而空氣將沿著流動(dòng)線路50的開口吹向環(huán)狀支撐物44，再由蓋子70與粘著物60形成的間隙74將熱量導(dǎo)出檢測(cè)卡40。如此，在測(cè)量半導(dǎo)體芯片80的過(guò)程中，即使加熱裝置90將芯片基座88加熱至450℃，本發(fā)明通過(guò)調(diào)整空氣的流速及溫度，就可使得檢測(cè)卡40的溫度保持在一特定的范圍內(nèi)，進(jìn)而確保檢測(cè)卡40上組件的物理性質(zhì)(例如探針的熱膨脹現(xiàn)象)及化學(xué)性質(zhì)(例如環(huán)氧樹脂的老化)不會(huì)發(fā)生過(guò)度變化，以實(shí)現(xiàn)檢測(cè)卡在超高溫450℃的半導(dǎo)體測(cè)量中的應(yīng)用。典型的，導(dǎo)入檢測(cè)卡40的空氣溫度約為25℃，而壓力是介于0至70kpa范圍。此外，當(dāng)檢測(cè)卡40用于超低溫度測(cè)量時(shí)，導(dǎo)入檢測(cè)卡40的流體為攝氏0℃的干燥氮?dú)?nitrogen)，以調(diào)節(jié)檢測(cè)卡40的溫度。如此，檢測(cè)卡40的測(cè)量溫度可達(dá)-120℃。
圖6是本發(fā)明檢測(cè)卡40的局部放大圖。如圖6所示，導(dǎo)入檢測(cè)卡40的流體經(jīng)由開口52在蓋子70與電路板42形成的空間中流動(dòng)(如箭頭所示)，流體與導(dǎo)線48、粘著物60、探針46、環(huán)狀支撐物44及電路板42進(jìn)行熱交換，再經(jīng)由蓋子70與粘著物60形成的間隙74流出檢測(cè)卡40，完成檢測(cè)卡40的溫度調(diào)節(jié)。此外，環(huán)狀支撐物44具有斜面76，而探針是以粘著物60固定在斜面76上。斜面60與電路板42的表面的夾角84介于11°至75°，較佳的夾角84為45°。探針46可由懸臂78及尖端80構(gòu)成，懸臂78與尖端80形成一夾角82，而夾角是介于135°至180°范圍。此外本發(fā)明的探測(cè)卡也可采用一體成形，即探針的懸臂與尖端的夾角為180°。通過(guò)將固定探針46的環(huán)狀支撐物44的傾斜角度改變?yōu)?1°至75°，再將探針46本身的角度也調(diào)整為135至180°，造成滑針現(xiàn)象的原因?qū)⑹艿娇刂?。如此，材料因熱膨脹現(xiàn)象所導(dǎo)致的位移降低了1/2，有效解決了在高溫測(cè)量時(shí)針位偏移的現(xiàn)象。
本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容及技術(shù)特點(diǎn)已揭示如上，然而熟悉本項(xiàng)技術(shù)的人士仍可能基于本發(fā)明的教示及揭示而作種種不背離本發(fā)明精神的替換及修飾。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍不應(yīng)限于實(shí)施例所揭示的內(nèi)容，而應(yīng)包括各種不背離本發(fā)明的替換及修飾，并為本專利申請(qǐng)權(quán)利要求書所涵蓋。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體測(cè)試用的檢測(cè)卡，其特征在于包含一電路板；一支撐物，設(shè)置于所述電路板表面；至少一探針，固定于所述支撐物上；及至少一氣體流動(dòng)線路，設(shè)置在所述電路板上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測(cè)卡，其特征在于所述氣體流動(dòng)線路是一導(dǎo)管，且所述導(dǎo)管包含至少一朝向所述支撐物的開口。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的檢測(cè)卡，其特征在于所述導(dǎo)管環(huán)繞所述支撐物，且包含若干個(gè)朝向所述支撐物的開口。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測(cè)卡，其特征在于所述支撐物具有一斜面，且所述斜面與所述電路板表面的夾角大于11度。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測(cè)卡，其特征在于所述支撐物具有一斜面，且所述斜面與所述電路板表面的夾角小于75度。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測(cè)卡，其特征在于所述支撐物具有一斜面，且所述斜面與所述電路板表面的夾角為45度。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測(cè)卡，其特征在于所述檢測(cè)卡另包含一蓋子，固設(shè)于所述電路板上，且所述蓋子具有至少一開口以供所述探針與一待測(cè)芯片接觸。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的檢測(cè)卡，其特征在于所述電路板及所述環(huán)狀支撐物為陶瓷材質(zhì)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測(cè)卡，其特征在于所述探針包含一懸臂及一尖端，且所述懸臂與所述尖端的夾角介于180°至135°之間。
10.一種半導(dǎo)體測(cè)試用的檢測(cè)卡，其特征在于包含一電路板；一支撐物，設(shè)置于所述電路板表面；至少一探針，固定于所述支撐物上；一蓋子，固設(shè)于所述電路板上；及至少一流動(dòng)線路，設(shè)置在所述電路板及所述蓋子形成的空間中，所述流動(dòng)線路可導(dǎo)入一流體，以形成一流動(dòng)回路從而達(dá)成調(diào)節(jié)溫度的功能。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的檢測(cè)卡，其特征在于所述流體的壓力小于70kpa。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的檢測(cè)卡，其特征在于所述流體為空氣，且其溫度為25℃。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的檢測(cè)卡，其特征在于所述流體為氮?dú)?，且其溫度?℃。
14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的檢測(cè)卡，其特征在于所述流動(dòng)線路為一導(dǎo)管，且所述導(dǎo)管包含至少一朝向所述支撐物的開口。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的檢測(cè)卡，其特征在于所述導(dǎo)管環(huán)繞所述支撐物，且包含若干個(gè)朝向所述支撐物的開口。
16.根據(jù)權(quán)利要求10所述的檢測(cè)卡，其特征在于所述支撐物具有一斜面，且所述斜面與所述電路板表面的夾角大于11度。
17.根據(jù)權(quán)利要求10所述的檢測(cè)卡，其特征在于所述支撐物具有一斜面，且所述斜面與所述電路板表面的夾角小于75度。
18.根據(jù)權(quán)利要求10所述的檢測(cè)卡，其特征在于所述支撐物具有一斜面，且所述斜面與所述電路板表面的夾角為45度。
19.根據(jù)權(quán)利要求10所述的檢測(cè)卡，其特征在于所述電路板、所述支撐物為陶瓷材質(zhì)。
20.根據(jù)權(quán)利要求10所述的檢測(cè)卡，其特征在于所述探針包含一懸臂及一尖端，且所述懸臂與所述尖端的夾角介于180°至135°之間。
全文摘要
本發(fā)明揭示一種半導(dǎo)體測(cè)試用的檢測(cè)卡，其包含一電路板、設(shè)置于該電路板表面的一支撐物、至少一探針，其以一粘著物固定在該支撐物上、設(shè)置在該電路板上的至少一流動(dòng)線路、及固設(shè)于該電路板上的一蓋子。本發(fā)明通過(guò)將一流體，如加壓的空氣或氮?dú)猓瑢?dǎo)入流動(dòng)線路中，形成流動(dòng)回路將熱量帶入或帶出檢測(cè)卡以達(dá)成調(diào)節(jié)溫度功能。
文檔編號(hào)H01L21/66GK1536635SQ0310915
公開日2004年10月13日 申請(qǐng)日期2003年4月3日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月3日
發(fā)明者劉俊良, 徐梅淑 申請(qǐng)人:思達(dá)科技股份有限公司