发明名称 依从性探针装置
摘要 一种机械式依从性探针用于电连结至微电子元件的接触衬垫。探针可用于晶圆层面进行积体电路的老化测试。额外应用包括测试积体电路的探针卡及倒装晶片的容座。探针之一种配置包括一探针梢端(81),其系夹持于由细长扁平弹簧(83)横向凸起的延伸臂(82)上。弹簧藉支柱(85)支持于基材(89)上方,使探针梢端可响应探针梢端的接触力而于垂直方向自由移动。探针梢端的偏转受板簧弯折及扭转挠曲之依从性限制。探针梢端的机械依从性允许探针排齐于积体电路上接触衬垫并非精准平面处的接触衬垫。
申请公布号 TW498162 申请公布日期 2002.08.11
申请号 TW089112199 申请日期 2000.06.21
申请人 PHICOM公司 发明人 汤姆斯H 狄史提法诺
分类号 G01R1/06 主分类号 G01R1/06
代理机构 代理人 恽轶群 台北巿南京东路三段二四八号七楼;陈文郎 台北巿南京东路三段二四八号七楼
主权项 1.一种与微电子装置的接触衬垫做电连结用之探针,该探针包含:(a)一导电材料薄片附有一顶面及一底面;(b)一基材附有一顶面及一底面;(c)电气终端设置于该基材顶面上;(d)导电支柱,其各自于一端连结至薄片底面而于另一端连结至基材顶面上的电气终端之一,因此薄片系支持于高于基材顶面的某个距离;(e)一导电梢端附有一底座系设置于薄片顶面上,以及附有一顶面高于薄片顶面,如此导电梢端顶面适合电连结至接触衬垫;(f)其中该导电梢端系设置于薄片上距离通过各支柱的虚拟线一定距离,如此梢端系藉由扭转弯曲薄片而于垂直方向移动。2.如申请专利范围第1项之探针,其中该薄片为实质上平坦的金属箔具有最长维度为150至1500微米及厚度为10至75微米。3.如申请专利范围第1项之探针,其中该薄片为金属薄膜,其厚度于探针梢端正下方该区为最大。4.如申请专利范围第1项之探针,其中该导电材料为一种选自由钼、钨、铌、镍、钛、铍-铜、不锈钢及其合金组成的组群之金属。5.如申请专利范围第1项之探针,其中导电梢端顶面系由一种选自由钨、汰合金、铑、铼、锇、帕里尼(Palinet)7.镍、铬及此等材料之合金组成的组群之硬质金属制成。6.如申请专利范围第1项之探针,进一步包括电路图样位在导电梢端下方且电连结至薄长条。7.如申请专利范围第1项之探针,其中该梢端包含再现一角锥形凹坑蚀刻于单晶矽表面。8.如申请专利范围第1项之探针,其中该梢端包含薄金属凸部镀敷于比薄片更高的实质上垂直缘。9.如申请专利范围第1项之探针,其中该梢端包含金属球形截面。10.如申请专利范围第1项之探针,其中该梢端包含硬质金属薄膜由支柱支持,支柱已经经过蚀刻因而使硬质金属薄膜凹割而暴露出硬质金属薄膜底面。11.如申请专利范围第1项之探针,其中该支柱为电镀金属支柱。12.如申请专利范围第1项之探针,进一步包括一种弹性介电材料设置于导电材料薄片与基材顶面间。13.如申请专利范围第12项之探针,其中该弹性介电材料系选自由聚矽氧、氟聚矽氧、氟化碳及胺基甲酸酯弹性体组成的组群。14.一种用于对微电子装置上的接触衬垫做电连结的探针,该探针包含:(a)一薄而细长的导电材料长条附有一顶面及一底面;(b)支持长条之一第一端及一第二端;(c)一导电梢端附有一基极系设置于长条顶面上,其中该梢端系凸起超出细长条顶面;(d)其中该导电梢端系设置于距该导电长条之第一端以及距该导电长条之第二端一定距离,也设置于距连结于第一端的支持件中心至于第二端的支持件中心的虚拟线一定距离;(e)如此该导电梢端系藉弯曲细长条而于垂直方向移动。15.如申请专利范围第14项之探针,其中该长条之弯曲包括以连结第一端支持件中心至第二端支持件中心的虚拟线为中心扭转弯曲长条。16.如申请专利范围第14项之探针,其中该薄长条包括一导电薄片、一金属薄膜及一介定材料薄膜设置于其间,此处该金属薄膜系连结至地电路。17.如申请专利范围第14项之探针,其中该薄长条包含一平坦金属片,该金属片被图样化因此图样系于平行长条方向弯曲。18.如申请专利范围第14项之探针,其中该第一支持件包含一第一金属支柱及第二支持件包含一第二金属支柱。19.一种操作微电子装置之容座,各装置具有实质平坦面且有一接触衬垫阵列设置于其上,该容座包含:(a)一基材具有一顶面及一底面;(b)复数挠性探针用以与接触衬垫做电连结,其中该等探针系设置成一阵列于基材顶面上;(c)电路装置连结至挠性探针,藉此当当挠性探针连结至接触衬垫时微电子装置可被作动;(d)其中各该挠性探针包含一细长导电材料长条附有一第一端及一第二端,此处该长条系由至少一支柱支持于第一端及至少一支柱支持于第二端;以及(e)其中探针梢端系设置于距第一端及距第二端某个距离因此探针梢端系设置于距连结第一端支柱矩心至第二端支柱矩心的虚拟线预定距离。20.如申请专利范围第19项之容座,其中该接触衬垫阵列为接触衬垫之规则区域阵列。21.如申请专利范围第19项之容座,其中该接触衬垫阵列为接触衬垫之线性列。22.如申请专利范围第19项之容座,其中该基材系由矽材制成。23.如申请专利范围第20项之容座,其中该微电子装置为复数积体电路排列于一未经切晶粒的矽晶圆上。24.如申请专利范围第20项之容座,其中该矽材料为厚度200微米至1000微米之矽晶圆。25.如申请专利范围第19项之容座,其中该基材系由陶瓷材料制成。26.如申请专利范围第25项之容座,其中该基材为一种金属-陶瓷多层结构,藉此各探针系连结至微电子装置用以测试与老化测试的电路装置。27.如申请专利范围第19项之容座,进一步包括一接地电极其系结合入该基材顶面于实质上位于薄细长条下方的一区。图式简单说明:第1图显示先前技术悬臂探针之剖面图。第2A及2B图显示先前技术挠性膜探针之剖面图。第3A及3B图显示先前技术制造于矽晶圆上的探针之视图,此处第3A图为探针之平面顶视图及第3B图为探针之剖面图。第4A至4C图显示先前技术之挠性支柱探针。第5图显示根据本发明之依从性探针之视图。第6图显示根据本发明之另一依从性探针之配置之视图。第7A至7C图显示依从性探针之具体实施例,此处第7A图为顶视平面图,第7B图为探针静止时之剖面图,及第7C图为探针当由力F作用时之剖面图。第8A图显示挠性探针之一具体实施例之视图,此时探针梢端系由直接垂直作用力F作用。第8B图显示第8A图探针梢端随着作用于探针梢端之力量的改变之偏转。第9A至9C图显示依从性探针之具体实施例,此处第9A图为顶视平面图,第9B图为探针静止时之剖面图,以及第9C图为探针由力F作用时之剖面图。第10图显示依从性探针及其连结电路之实施例之视图。第11图显示带有接地平面之依从性探针之具体实施例之视图。第12A至12C图显示依从性探针带有其电路连结之具体实施例,此处第12A图为顶视平面图,第12B图为探针静止时之剖面图以及第12C图为当探针受力F作用时之剖面图。第13A至13C图显示根据本发明之依从性探针之另一种设计之顶视平面图。第14A至14D图显示根据本发明之依从性探针之另一种设计之顶视平面图。第15A图显示用于带有区域阵列接触之元件进行晶圆层面老化测试用之接触探头。第15B图显示第15A图用于具有区域阵列接触之元件之接触探头之选定区域的顶视平面图。第16A图显示带有区域阵列接触之元件进行晶圆层面测试用之探针卡。第16B图显示第16A图用于带有区域阵列接触之元件之探针卡的选定区域之顶视平面图。第17A图显示操作带有区域阵列接触之微电子元件用之容座。第17B图显示第17A图用于带有区域阵列接触之装置之容座的选定区域之顶视平面图。第18A至18D图显示根据本发明之用于依从性探针结构之探针梢端。
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