| 主权项 |
1.一种以微机电制作技术为基础制作垂直式探针阵列的方法,一次可以大量批次生产探针阵列并且探针与探针间的距离可以调整且控制相当准确,其主要步骤包含:--旋涂一层光阻PR1在平整的基板上,作为之后探针剥离基板的牺牲层;--在光阻PR1上面沉积一电镀晶种层,然后在晶种层上面旋涂另一类型光阻PR2;--选用适当探针类型光罩置于光阻PR2之上,曝光显影得到探针外型凹槽,再进行探针金属电镀工作,然后表面研磨至所规划的探针厚度;--在研磨完成之后的表面继续旋涂光阻PR2,作为第一层跟第二层探针间的中介层,可再配合研磨程序达到更精确的探针与探针间距离;--重覆以上步骤可以陆陆续续得到很多层的探针,在制程良率或探针阵列复杂度考量下,可以针对多层探针实施分层制作,之后再进行探针组装的工作;--制作合适光罩,再配合乾式蚀刻技术(RIE),并选择适当的蚀刻反应气体,蚀刻探针头、尾处的水平方向之间的光阻PR2及晶种层,再以去光阻液,去除在探针头、尾处垂直方向之间的光阻PR2,将探针的头尾部分蚀刻出来裸露悬空,其余探针中段处没有去除的光阻PR2则作为固定探针之用,以利装配;--选择适当的去光阻液,去除光阻PR1使得多层探针阵列能与基板分离,却不致影响到作为探针固定用的光阻PR2。2.依据申请专利范围第1项所称的方法,其中所谓的探针外型可为垂直弹簧式,中段弯曲的型式,可为不同角度与曲率的圆弧或其组合,使其具有较大的柔顺度与较小的容许探针间距。3.依据申请专利范围第1项所称的方法,其中所谓的探针金属,配合电镀晶种层可为镍、镍合金,钨、钨合金,铜、铜合金。4.依据申请专利范围第1项所称的方法,其中所谓的探针类型光罩,配合垂直式探针阵列的排列,依序分层设计每列探针的个别间距,甚至个别探针外型。5.一种微机电制作组装的垂直式探针卡,用来提供高密度积体电路测试时的电气暂时性的连结,其主要的组件系包含:--上,下导盖12,13,分设于空间隔板16(spacer)之两端,形成一可容纳探针阵列的空间,且上,下导盖各设有穿孔阵列,覆盖于探针阵列之上,使探针露出导盖约50-250um,以作为引导探针上下变形的通道,上导盖12主要是让探针能于垂直方向变形时滑动,而下导盖13则是将探针的底端固定;--探针阵列11,设置于球栅阵列(BGA)结构14之上,探针底端直接压合在球栅阵列(BGA)结构14焊垫上面,将线路转换至球栅阵列焊垫,探针中端具有适当的弯曲,使其顶端在与待测IC的焊垫或凸块接触时,可因柱效应而有较大的弹性;--采用类似覆晶球栅阵列(flip-chip BGA)封装方式,将探针阵列视同覆晶,而设计小转大的连接线路于球栅阵列(BGA)结构14之中,并装置在印刷电路板(PCB)15之上,即可将球栅阵列(BGA)结构14接线转换至印刷电路板(PCB)15的大接线,而大接线即可直接连接到测试仪器;--藉由L型夹具18配合固定螺丝17,将球栅阵列(BGA)14结构与印刷电路板(PCB)15接合完毕的组件和探针组件相结合,L型夹具18具有定位凹槽,可以很精确的将探针固定在球栅阵列(BGA)14结构或薄膜基板10上面。6.依据申请专利范围第5项所称的垂直式探针卡,其中所谓的球栅阵列(BGA)14结构,其所用的基板可为低温共烧陶瓷(LTCC)或BT/玻璃基板。7.依据申请专利范围第5项所称的垂直式探针卡,其中所谓的L型夹具18主要目的在固定探针11于球栅阵列(BGA)14结构之上,L型夹具18可配合印刷电路板(PCB)15为L型、半圆形、同心圆型式。8.依据申请专利范围第5项所称的垂直式探针卡,其中所谓的上,下导盖12,13所设之穿孔阵列,可藉由微影蚀刻定义穿孔位置,感应耦合电浆(ICP)33或深离子反应蚀刻(deep-RIE)34做出深孔,与背后湿蚀刻出薄膜等微机电制程来加以完成。9.一种微机电制作组装能侦测探针受力大小的垂直式探针卡,用来提供高密度积体电路测试时的电气暂时性的连结,其主要的组件系包含:--上,下导盖12,13,分设于空间隔板16(spacer)之两端,形成一可容纳探针阵列的空间,且上,下导盖各设有穿孔阵列,覆盖于探针阵列之上,使探针露出导盖约50-250um,以作为引导探针上下变形的通道,上导盖12主要是让探针能于垂直方向变形时滑动,而下导盖13则是将探针的底端固定;--内设压阻的薄膜基板10,装设于球栅阵列(BGA)结构14之上,主要的功能为提供探针受力的大小;--装设压阻的薄膜基板10于球栅阵列(BGA)14结构之上,探针底端直接压合具有压阻的薄膜基板10上面,薄膜基板10上的探针接线与压阻接线藉由打线转换至球栅阵列(BGA)14的焊垫,具空间转换器的功能,探针中端具有适当的弯曲,使其顶端在与待测IC的焊垫或凸块接触时,可因柱效应而有较大的弹性;--采用一般球栅阵列封装方式,将薄膜基板10视同一般裸晶,而设计小转大的连接线路于球栅阵列(BGA)14结构之中,并装置在印刷电路板(PCB)15之上,即可将球栅阵列(BGA)14结构接线转换至印刷电路板(PCB)15的大接线,而大接线即可直接连接到测试仪器;--藉由L型夹具18配合固定螺丝17,将球栅阵列(BGA)14结构与印刷电路板(PCB)15接合完毕的组件和探针组件相结合,L型夹具18具有定位凹槽,可以很精确的将探针固定在薄膜基板10上面。10.依据申请专利范围第9项所称的垂直式探针卡,其中所谓的球栅阵列(BGA)14结构,其所用的基板可为低温共烧陶瓷(LTCC)或BT/玻璃基板。11.依据申请专利范围第9项所称的垂直式探针卡,其中所谓的L型夹具主要目的在固定探针11于设置压阻的薄膜基板10之上,L型夹具18可配合印刷电路板(PCB)15为L型、半圆形、同心圆型式。图式简单说明:图一(a)-(b)习知使用于DIP及QFP等的水平倾斜的探针。图一(a)习知使用DIP排列之水平式探针。图一(b)习知使用QFP排列之水平式探针。图二(a)-(b)本发明之垂直探针阵列与探针台所需的印刷电路板整体组装的情形。图二(a)垂直式探针阵列组装上视图。图二(b)垂直式探针阵列组装正视图。图三 本发明之使用球栅阵列(BGA)封装方式来达成小转大的功能。图四 本发明之球栅阵列(BGA)封装承载的印刷电路板(PCB)。图五 本发明之覆晶封装方式从球栅阵列(BGA)板到印刷电路板(PCB)。图六 本发明之垂直式探针的结构。图七 本发明之垂直式探针的类型。图八 本发明之解析値和模拟値的比较图。图九 本发明之探针应力分布图。图十 本发明之探针弯角的最佳化。图十一 本发明之可行的探针间距及变形量图。图十二(a)-(c)本发明之微探针置于薄膜上的排列方式。图十二(a)薄膜压力感测器一穴对应一支探针型式。图十二(b)薄膜压力感测器一穴对应二支探针型式。图十二(c)薄膜压力感测器一穴对应多支探针型式。图十三(a)-(j)本发明之制作垂直式微探针的程序。图十三(a)基板上旋涂探针PI材料当作牺牲层。图十三(b)牺牲层上溅镀晶种层。图十三(c)晶种层上旋涂探针光阻层,曝光显影之后再进行探针电镀。图十三(d)研磨探针表面,并旋涂探针间中介层光阻。图十三(e)重覆以上步骤得到第二层探针。图十三(f)重覆以上步骤得到第三层探针。图十三(g)探针分层制作,可得不同探针间距及形状。图十三(h)乾式蚀刻去除探针头尾表面光阻与晶种层。图十三(i)去光阻液进行探针头尾裸露悬空。图十三(j)使用去PI光阻液进行探针与基板分离工作。图十四(a)-(d)本发明之制作探针接触力感测薄膜的程序。图十四(a)基板上旋涂光阻曝光显影。图十四(b)制作压阻植入硼或磷并回火沈积氧化层。图十四(c)制作引导探针与压阻导线。图十四(d)基板背部蚀刻完成薄膜压阻的制作。图十五(a)-(c)本发明之上下导盖制作的程序。图十五(a)曝光显影制作适当探针外型光阻并实施穿孔蚀刻步骤。图十五(b)基板背部蚀刻使得蚀刻孔贯穿。图十五(c)配置上下导盖位置以得准确位置。图十六(a)-(e)本发明之探针卡装配过程。图十六(a)进行各排探针组装工作。图十六(b)上下导板中间隔着玻璃并且以阳极结合。图十六(c)使用银胶将探针固定。图十六(d)乾式蚀刻光阻及晶种层。图十六(e)完成组装工作垂直式探针卡。 |
