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TW202527629A - 電性連接裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明之課題係能夠容許大容量電流，能夠較短地形成多個電源用路徑及接地用路徑，能夠較大地抑制配線電阻值。作為解決手段，將檢查裝置與被檢查體間電性連接的電性連接裝置中，具備具有複數與被檢查體電極端子電性接觸，將與檢查裝置連接的基板電極與電極端子間電性的接觸件的多層配線基板、多層配線基板係具有金屬芯構件，金屬芯構件係配置在被檢查體的電極端子中存在電源用端子和接地用端子中的任一者或雙方的位置為特徵。

Description

電性連接裝置
本發明係關於電性連接裝置，例如可以適用於在半導體晶圓上形成的各半導體積體電路的通電試驗等電性檢查中使用的探針卡等的電性連接裝置。
例如AI(Artificial Intelligence)處理方向的半導體等係由於電晶體的增加，消耗電力變大，有實施使全部電晶體同時動作的測試的情形。
又，區域陣列(Area Array)型的元件係由於電極端子(PAD)的數量變多，所以可以設想瞬間流動的電流量也變高。例如，雖然也有容許電流超過1000A的要求，但以往的探針卡處於不能追隨其的狀態。
以往，為了使大容量的電流有效地流過目標部位，已知有在基板上設置母線(Bus bar)的方法。母線係電阻小之故，可以流過大電流。
又，在專利文獻1中，記載通過在PCB基板的通孔中填充銅並進行埋孔來降低配線電阻的情況。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1] 日本特開2006-339349號公報
[發明欲解決之課題] 但是，用於探針卡的空間轉換器(ST)基板係由於配線密度高，要求微細的電路之故，必須是薄膜。因此，不能僅在特定電源用路徑、接地(GND)用路徑中佔據層數。又，由於焦耳熱而發熱，因此如果對策不充分，則產品會被破壞。
在使用母線的情況下，可以考慮在基板上面黏貼銅板的構造。但是，如果將母線貼附到基板下面，則也會影響探針的佈局。更且，ST基板IO和其他電源等也需要配線，並且要求為薄膜之故，難以在ST基板的內層設置母線。
又，如專利文獻1所示，在通孔中填充銅的程度下，難以應對超過1000A的顧客要求。
因此，需要能夠容許大容量電流，能夠縮短形成多個電源用路徑及接地用路徑，能夠大幅抑制配線電阻值的電性連接裝置。 [為解決課題之手段]
為了解决該課題，本發明係將檢查裝置、與被檢查體間電性連接的電性連接裝置，具備具有複數與被檢查體電極端子電性接觸，將與檢查裝置連接的基板電極與電極端子間電性的接觸件的多層配線基板、多層配線基板係具有金屬芯構件，金屬芯構件係配置在被檢查體的電極端子中存在電源用端子和接地用端子中的任一者或雙方的位置為特徵。 [發明效果]
根據本發明，能夠容許大容量電流，能夠較短地形成多個電源用路徑及接地用路徑，能夠較大地抑制配線電阻值。
(A)主要實施形態 以下，將關於本發明之電性連接裝置之實施形態，參照圖面，詳細加以說明。
在該實施形態中，例示為了檢查在形成於半導體晶圓上的複數半導體積體電路中規定的電性特性，將本發明的電性連接裝置應用於安裝在測試器上的探針卡的情況。
(A-1)電性連接裝置之構成 圖2係顯示關於實施形態之電性連接裝置之構成之構成圖。圖1係顯示關於實施形態之探針基板之構成之構成圖。
在圖2中，關於實施形態的電性連接裝置10係具有探針基板1、配線基板2。探針基板1係設置在配線基板2的下面。
又，在圖1及圖2中，圖示電性連接裝置10的主要構成構件，但並不限定於圖示的構件，實際上也具備未圖示的構件。
電性連接裝置10係在被檢查體83和測試器(檢查裝置)TE之間收發電性信號，電性連接裝置10係具有與被檢查體83的電極端子84電性接觸的接觸件(探針)6。例如，電性連接裝置10係可以應用於探針卡等，在該情況下，例示垂直型探針卡的情況。
電性連接裝置10係安裝在測試器TE的測試頭上，在檢查時，使對應的電性接觸件6與被檢查體83的各電極端子84電性接觸，使測試器TE與被檢查體83之間電性連接。
即，在檢查時，電性連接裝置10係將來自測試器TE的電性信號經由電性接觸件6提供給被檢查體83的電極端子84，並且經由電性接觸件6將來自被檢查體83的電性信號，電性連接裝置10係提供給測試器TE。如此，通過電性連接裝置10電性連接被檢查體83和測試器TE之間，測試器TE能夠檢查被檢查體83的電性特性。
被檢查體83係經由測試器TE檢查電力特性的對象物。例如，被檢查體83係形成在半導體晶圓上的殼體前的半導體積體電路。尤其，在該實施形態中，假設被檢查體83如AI處理對應的半導體積體電路(IC晶片裝置)等具有多數電晶體，檢查時的容許電流高。被檢查體83的形狀係沒有特別限定，例如俯視為矩形、三角形等。
被檢查體83係例如被放置在與多軸載物臺等驅動部81連接的卡盤82的上面，經由驅動部81的驅動，能夠調整卡盤82上的被檢查體83的位置。在檢查時，使卡盤82上的被檢查體83與電性連接裝置10的電性接觸件6相對接近，被檢查體83的各電極端子84與對應的電性接觸件6電性接觸。
[配線基板2] 配線基板2係例如由聚醯亞胺等合成樹脂材料形成的略圓形板狀的印刷基板。配線基板2係第1基板的一例。
在配線基板2的一方面(例如上面)形成有印刷配線，設置有電阻、電容器等電子零件。在配線基板2的外緣部，為了與測試器TE的電路連接而設置有複數測試器連接部(未圖示)，各測試器連接部與配線基板2上的印刷配線連接。
例如，在配線基板2上形成有沿板厚方向(Z軸方向)貫通的複數貫通孔(通孔)。在貫通孔中插通導電性連接件，與基探針基板1上的連接端子17連接。由此，能夠藉由導電性連接件在配線基板2與存在於配線基板2的下面的探針基板1之間電性連接。
[插針基板1] 探針基板1係支持複數電性接觸件6的基板。探針基板1也被稱為探針頭，為第2基板的一例。在該實施形態中，例示探針基板1支持作為電性接觸件6的垂直型探針的情況，但電性接觸件6不限於此。
探針基板1係例如由聚醯亞胺等合成樹脂材料形成的多層基板，在複數基板之間形成有配線路徑。
電性接觸件6係例示垂直型探針的情況，但也可為懸臂型探針。電性接觸件6的另一方端部(例如上端)係與設置在探針基板1的一方面(如下面)的連接端子18連接，又，在檢查時，電性接觸件6的一方端部(如下端)係與被檢查體83的電極端子84電性接觸。
(A-2)有關探針基板1 在圖1中，探針基板1係大致具有第1多層配線層11、和第2多層配線層12。
第1多層配線層11和第2多層配線層12的形狀雖沒有特別限定，例如形成為俯視為矩形的矩形板狀。
在探針基板1中，第1多層配線層11係形成為複數層的基板，在複數基板之間形成有作為配線路徑的第1訊號電路13。第1訊號電路13係能夠經由與配線基板2連接連接端子17與配線基板2間電性連接。 又，形成第1多層配線層11的各層的基板的厚度係可以分別為相同的厚度，或也可以為不同的厚度，用接著材等接合材接合。
又，由複數基板形成的第1多層配線層11係在其大致中央部，從一方面到另一方面形成有貫通孔150，在該貫通孔150上設置有由銅形成的芯構件15。
將芯構件15插通貫通孔150的方法雖沒有特別限定，例如可以使用在第1多層配線層11中形成貫通孔150後，在該貫通孔150中插通芯構件15，用接著材等黏著貫通孔150的壁面151和芯構件15的外周面的方法。在貫通孔150中插通的狀態下，芯構件15係相對於第1多層配線層11的兩面分別成為同一面。即，以不產生段差的方式設置芯構件15。
芯構件15係例如是由銅、銅合金等具有導電性的金屬形成的構件。芯構件15的形狀係可為圓柱、橢圓柱、三角柱、四角柱等多角柱等。在該實施形態中，假設芯構件15係由銅形成的圓柱構件的情況。
然而，如果電阻值小，能夠容許大容量的電流，則芯構件15的材質不限於銅，也可以是其他金屬。又，為了防止氧化，也可用金屬皮膜(例如金的被膜等)覆蓋芯構件15的表面。
在探針基板1中，第2多層配線層12係形成為複數層的基板，設置在設有芯構件15的第1多層配線層11的另一方面(例如下面)。形成第2多層配線層12的各層的基板的厚度係可分別為相同的厚度或不同的厚度。
在第2多層配線層12的另一面(例如下面)，設置有複數電性接觸件6。
在此，如圖3所示，被檢查體83係AreaArray型的IC晶片裝置的情況下，被檢查體83的電極端子84係形成在格子狀多個形成。
如圖3所示，被檢查體83係作為電極端子84具有訊號信號用的訊號用端子841、電源用端子(VDD-PAD)或接地用端子(GND-PAD)842。在此，為了便於說明，將後者的電極端子稱為電源用或接地用的電極端子842。
如此，在被檢查體83中有2種電極端子84，與此等種類相匹配，電性接觸件6有與訊號用端子841電性接觸的訊號用接觸件61、和與電源用或接地用電極端子842電性接觸的電源用或接地用接觸件62。
第2多層配線層12係在複數基板之間，形成有作為配線路徑的第2訊號電路14，第2訊號電路14與電性接觸件6中的訊號用接觸件61連接，並且與第1多層配線層11的第1訊號電路13連接。即，第1訊號電路13係經由第2訊號電路14與訊號用接觸件61電性連接。
換言之，在檢查時，訊號用接觸件61與被檢查體83的訊號用端子841電性接觸，對被檢查體83的訊號用端子841的電性信號係藉由第1訊號電路13及第2訊號電路14、和訊號用接觸件61被收發。
又，第2多層配線層12係作為連接設置在第1多層配線層11上的芯構件15、與電源用或接地用接觸件62之間的貫通連接路徑而形成有通孔(via)16。
由於芯構件15係電阻值小、允許大容量的電流的導體，所以經由通孔16連接芯構件15和電源用或接地用接觸件62，能夠向被檢查體83供給大容量的電流。換言之，在被檢查體83的檢查時，即使在瞬間流過大容量的電流時也能夠使其追隨。
又，芯構件15、電源用或接地用接觸件62、被檢查體83的電源用或接地用的電極端子842的位置關係係如圖3所示，在Z軸方向上處於對應的位置關係。
即，由於電源用或接地用接觸件62、和芯構件15位於電源用或接地用的電極端子842的正上方，所以能夠使通過通孔16的導通路徑最短。如此，能夠將包含通孔16的配線電阻抑制得較大，能夠流過大容量的電流。
換言之，對於存在於芯構件15的正下方領域(存在領域)R內的電源用或接地用的電極端子842，通過通孔16以最短路徑相對於電源用或接地用接觸件62而導通。
另一方面，對於存在於芯構件15的正下方領域(存在領域)R外的電源用或接地用的電極端子842，第2多層配線層12的第2訊號電路14與電源用或接地用接觸件62連接，經由電源用或接地用接觸件62與第2訊號電路14導通。
(A-3)實施形態之效果 如上所述，根據本實施形態，探針基板1係將設置有芯構件15的第1多層配線層11和在其下面與第2多層配線層12接合者，對於芯構件15的存在領域R內的電源用或接地用接觸件62，通過通孔16使導通路徑最短，從而能夠有效地使大容量的電流導通。其結果，即使容許電流值大，也能夠進行檢查對應。
又，根據該實施形態，由於在探針基板1中的第1多層配線層11上設置芯構件，進而在其下面上設置第2多層配線層12，所以即使要求高配線密度和薄膜的探針基板，也能夠設置與母線相同的芯構件。
(B)其他之實施形態 於上述實施形態中，雖言陳各種之變形實施形態，但本發明亦適用於以下之變形實施形態。
(B-1)圖4係顯示關於變形實施形態之探針基板之構成之構成圖。
上述圖1的探針基板1係例示設置1個芯構件15的情況，而圖4所示的探針基板1A例示設置電源用芯構件15A和接地用芯構件15B的情況。
如此，在設置2個芯構件(電源用芯構件15A、接地用芯構件15B)情況下，具備與電源用接觸件61A和電源用芯構件15A連接的電源用通孔16A、與接地用接觸件61B和接地用芯構件15B連接的接地用通孔16B，能夠區別電源用和接地用而流過電流。由此，電源用和接地用也能夠對應不同的電位。
(B-2)圖5係顯示關於變形實施形態之探針基板之構成之構成圖。
在上述實施形態中，例示配線基板2與探針基板1電性連接，大容量的電流從配線基板2向芯構件15供給的情況。
與此相對，圖5的探針基板1B在芯構件15上設置新的連接端子5，從新設置的電源51向連接端子5供給電流。由此，能夠新形成包含電源51的電源用及接地用電路。
例如，從芯構件15的上部進行螺絲固定，利用該螺絲作為連接端子5，通過粗線與電源51連接，也能夠應對大容量的電流。
10:電性連接裝置 2:配線基板 5:連接端子 1,1A及1B:探針基板 11:第1多層配線層 12:第2多層配線層 13:第1訊號電路 14:第2訊號電路 15:芯構件 15A:電源用芯構件 15B:接地用芯構件 16:通孔 16A:電源用通孔 16B:接地用通孔 17:連接端子 18:連接端子 6:電性接觸件 61:訊號用接觸件 61A:電源用接觸件 61B:接地用接觸件 62:接地用接觸件 51:電源 81:驅動部 82:吸著盤 83:被檢查體 84:電極端子 150:貫通孔 151:壁面 841:訊號用端子 842:電極端子
[圖1]顯示關於實施形態之探針基板之構成之構成圖。 [圖2]顯示關於實施形態之電性連接裝置之構成之構成圖。 [圖3]在實施形態中，說明被檢查體電極端子與芯構件的位置關係的說明圖。 [圖4]顯示關於變形實施形態之探針基板之構成之構成圖(其1)。 [圖5]顯示關於變形實施形態之探針基板之構成之構成圖(其2)。
1:探針基板
6:電性接觸件
11:第1多層配線層
12:第2多層配線層
13:第1訊號電路
14:第2訊號電路
15:芯構件
16:通孔
17:連接端子
18:連接端子
61:訊號用接觸件
62:接地用接觸件
150:貫通孔
151:壁面

Claims (3)

  1. 一種電性連接裝置，將檢查裝置與被檢查體間電性連接的電性連接裝置，其特徵係: 具備具有複數與前述被檢查體電極端子電性接觸，將與前述檢查裝置連接的基板電極與前述電極端子間電性的接觸件的多層配線基板、 前述多層配線基板係具有金屬芯構件， 前述金屬芯構件係配置在前述被檢查體的電極端子中存在電源用端子和接地用端子中的任一者或雙方的位置。
  2. 如請求項1記載之電性連接裝置，其中，前述多層配線基板係具備 在複數之基板層間，具有第1訊號電路，在貫通孔設置前述金屬芯構件的第1多層配線層、 在前述第1多層配線層之一方面側，在複數基板層間，具有第2訊號電路的第2多層配線層； 前述第2多層配線層係具有 各自前述金屬芯構件之存在領域內的前述電源用端子和接地用端子，係具有與前述電源用端子接觸的電源用接觸件、與前述接地用端子接觸的接地用接觸件、及分別與前述金屬芯構件電性連接的貫通連接路徑。
  3. 如請求項2記載之電性連接裝置，其中，前述第2多層配線層係 各自前述金屬芯構件之存在領域外的前述電源用端子和接地用端子，係通過前述第1訊號電路及前述第2訊號電路，與前述電源用接觸件和前述接地用接觸件連接。
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