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TWI752688B - 可調型微機電系統（mems）探針卡及其裝配方法 - Google Patents

可調型微機電系統（mems）探針卡及其裝配方法 Download PDF

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TWI752688B
TWI752688B TW109137102A TW109137102A TWI752688B TW I752688 B TWI752688 B TW I752688B TW 109137102 A TW109137102 A TW 109137102A TW 109137102 A TW109137102 A TW 109137102A TW I752688 B TWI752688 B TW I752688B
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Abstract

本發明公開一種可調型微機電系統(MEMS)探針卡。根據實施例，在由上部板以及下部板結合而成且在其內部安裝有多個探針的微機電系統(MEMS)探針卡中，在上部板上形成多個第1針孔，包括形成於第1針孔的一側的第1空間以及形成於第1針孔的另一側的第2空間，上述第1空間的寬度大於第2空間。藉此，可以透過改善探針的彎曲性能而縮短間距，而且可以透過上部板與下部板結合之後的各個第1針孔與第2針孔的位置偏差二進一步提升探針的彎曲性能，從而在與設備接觸時更加彈性地實現彎曲。

Description

可調型微機電系統(MEMS)探針卡及其裝配方法
本發明所公開的內容係有關一種可調型微機電系統(MEMS)探針卡。
除非在本說明書中有明確指示，否則在本部分中進行說明的內容並不是與本申請的申請專利範圍相關的現有技術，並不能因為包含於本部分而被認定為是現有技術。
微機電系統(MEMS，Micro-Electro-Mechanical System)是一種透過微製造技術將機械元件、感測器、執行器以及電子設備集成到如矽基板等普通基板上的系統。
在利用積體電路(IC)製程程序(例如互補金屬氧化物半導體(CMOS)、雙極(Bipolar)或雙極互補金屬氧化物半導體(BICMOS)工程)製造出電子設備的同時，利用為了形成機械以及電子機械裝置而對矽晶圓的特定部分進行選擇性蝕刻或追加全新結構層的可相容的“微加工(micromachining)”工程製造出微機械元件。
微機電系統(MEMS)裝置包括微米級別(米的100萬分之1)單位的微型結構體。
微機電系統(MEMS)技術的重要部分是源自於積體電路(IC)技術。例如，與積體電路相同，微機電系統(MEMS)結構體是以薄膜形態實現並利用光刻方法形成圖案。
而且與積體電路相同，微機電系統(MEMS)結構體是通過一系列的蒸鍍、光刻以及蝕刻在晶圓上進行製造。
微機電系統(MEMS)結構體的複雜性越高，其微機電系統(MEMS)裝置的製造工程的複雜性也會隨之增加。
例如，微機電系統(MEMS)探針的排列能夠被裝配成探針卡。探針卡是電子測試系統與待測半導體晶圓之間的介面。
探針卡在測試系統與晶圓上的回路之間提供電氣路徑，因此可以在對晶圓上的晶片進行切割和封裝之前在晶圓級別上對回路進行有效性檢查以及測試。
如圖1所示，在微機電系統(MEMS)探針卡M中結合有上部板100’以及下部板200’且在其內部安裝有多個探針500’，在各個探針500’的上端結合有微型電子邏輯電路(MLC)700’，在微型電子邏輯電路(MLC)700’上連接有多個矽仲介層750’，矽仲介層750’形成於印刷電路板800’上，而在印刷電路板800’的上部結合有上部固定件900’。
探針800’是一定長度的主體的下端尖銳形成且在上端形成有頭部的導電性針狀體，因為考慮到彎曲彈性而以具有預應力的彎曲一定曲率的狀態結合。
當設備與探針下端的前端部接觸時探針會發生彎曲，而頻繁的彎曲變形會造成疲勞的累積並進一步導致變形或受損的問題。
[先行技術文獻]
(專利文獻1)大韓民國專利申請第10-2008-0000248號。
本發明所公開的內容的目的在於提供一種可以通過改善探針的彎曲性能而縮短間距並藉此解決因為間距的制約而導致的問題的可調型微機電系統(MEMS)探針卡及其裝配方法。
實施例的目的可以透過在由上部板以及下部板結合而成且在其內部安裝有多個探針的微機電系統(MEMS)探針卡中，在上部板上形成多個第1針孔，包括形成於第1針孔的一側的第1空間以及形成於第1針孔的另一側的第2空間，上述第1空間的寬度大於第2空間的可調型微機電系統(MEMS)探針卡達成。
在實施例中，探針包括以一定長度形成的主體、在上述主體的上端形成的頭部以及在主體的下端尖銳形成的前端部，上述主體的寬度a小於厚度b。
根據所公開的實施例，可以透過改善探針的彎曲性能而縮短間距，而且可以透過上部板與下部板結合之後的各個第1針孔與第2針孔的位置偏差而進一步提升探針的彎曲性能，從而在與設備接觸時更加彈性地實現彎曲。
100:上部板
200:下部板
220:第2針孔
310:第1針孔
321:第1空間
322:第2空間
323:第3空間
324:第4空間
500:探針
500b:探針
520:主體
522:凹槽
540:頭部
560:前端部
600:設備
100’:上部板
200’:下部板
500’:探針
700’:微型電子邏輯電路(MLC)
750’:矽仲介層
800’:印刷電路板
900’:上部固定件
a:寬度
b:厚度
M:微機電系統(MEMS)探針卡
圖1係對適用實施例的可調型微機電系統(MEMS)探針卡進行圖示的截面圖。
圖2係對適用實施例的可調型微機電系統(MEMS)探針卡的裝配順序進行圖示的示意圖。
圖3係對適用實施例的探針的變形前以及變形後進行圖示的示意圖。
圖4係對適用實施例的探針的另一實施例進行圖示的正面圖。
接下來，配合圖式對較佳實施例進行詳細的說明如下。
在下述內容中進行說明的實施例只是為了便於具有本發明所屬技術領域具有通常知識者可以輕易地實施本發明，本發明的技術思想以及範疇並不因此而受到限定。
此外，圖式中所圖示的構成要素的大小或形狀等可能會為了說明的明確性以及便利性而進行誇張圖示，而且在考慮到本發明的構成以及作用的前提下做出特殊定義的術語可能會因為使用者、應用者的意圖或慣例而發生變化，而上述術語應以本說明書中的整體內容為基礎做出定義。
圖1係對適用實施例的可調型微機電系統(MEMS)探針卡進行圖示的截面圖，圖2係對適用實施例的可調型微機電系統(MEMS)探針卡的裝配順序進行圖示的示意圖，圖3係對適用實施例的探針的變形前以及變形後進行圖示的示意圖，圖4係對適用實施例的探針的另一實施例進行圖示的正面圖。
如圖1至圖4所示，適用實施例的可調型微機電系統(MEMS)探針卡，在由上部板100以及下部板200結合而成且在其內部安裝有多個探針500的微機電系統(MEMS)探針卡中，在上述上部板100上形成多個第1針孔310，包括形成於第1針孔310的一側的第1空間321以及形成於第1針孔310的另一側的第2空間322，上述第1空間321的寬度大於第2空間322。
在下部板200上形成可供探針500結合的多個第2針孔220。下部板200包括與上部板100的第1空間321對應的第3空間323以及與上部板100的第2空間322對應的第4空間324，上述第4空間324的寬度大於第3空間323。
較佳地，第1針孔310以及第2針孔220透過相互錯位配置而形成位置偏差。借助於如上所述的位置偏差，在上述板100以及下部板200結合時，結合到各個第1針孔310以及第2針孔220中的探針500將進入壓曲狀態。
上述探針500包括以一定長度形成的主體520、在上述主體520的上端形成的頭部540以及在主體520的下端尖銳形成的前端部560，上述主體520的寬度a小於厚度b。
如圖4所示，適用其他實施例的探針500b在主體520的兩側面形成多個凹槽522。
藉此，可以減小形成凹槽522的部位的厚度並增加彈性力，從而提升彎曲特性。
參閱圖3，P1為探針被壓曲之前的狀態，而P2為探針被壓曲之後的狀態。
Figure 109137102-A0305-02-0006-1
在寬度a小於厚度b即a<b的情況下，探針500的壓曲的變形方向為-X、+X方向，即左右彎曲可能比較容易，但是會因為厚度b變大(針的厚度變厚)而導致間距的制約。
Figure 109137102-A0305-02-0006-2
反之，在寬度a以及厚度b相同即a=b的情況下，探針500的壓曲的變形方向將難以預測(-X、+X方向，-Z、+Z方向)。
從而，會因為厚度b變大(幀的厚度變厚)而導致間距的制約。
Figure 109137102-A0305-02-0006-3
較佳地，如圖3的截面圖所示，在寬度a大於厚度b即a>b的情況下，探針500的壓曲的變形方向為-Z、+Z方向。
從而，可以透過厚度b的變小(幀的厚度變薄)而縮短間距。
藉此，可以在縮短間距的同時滿足截面長度a>b的條件。
接下來，將參閱圖2對裝配工程進行說明。
(步驟1)
將上部板100以及下部板200配置成相互相向的狀態。
此時，探針500將處於直線狀態。
(步驟2)
接下來，通過移動上部板100而將其排列成與下部板200一致的狀態。
在上述過程中，探針500的主體520將發生彎曲而進入壓曲狀態。
(步驟3)
當從下部板200的第2針孔220裸露到外部的探針500的前端560與安置在設備600中的晶圓板發生接觸時，在加壓力的作用下探針500的主體520將發生彎曲並進一步加劇其壓曲狀態。
如上所述，因為處於寬度大於厚度的狀態，因此上述探針500的壓曲將主要在前後方向即-Z、+Z方向上發生。
透過如上所述的探針500的厚度差異，可以縮短間距。
雖然結合較佳實施例進行了說明，但是本發明所屬技術領域具有通常知識者可以在不脫離發明的要旨以及範圍的情況下進行各種修改以及變形，而如上所述的變更以及修改都屬於隨附的發明申請專利範圍的範圍之內。
100’:上部板
200’:下部板
500’:探針
700’:微型電子邏輯電路(MLC)
750’:矽仲介層
800’:印刷電路板
900’:上部固定件
M:微機電系統(MEMS)探針卡

Claims (3)

  1. 一種可調型微機電系統(MEMS)探針卡，其特徵在於：在由上部板以及下部板結合而成且在其內部安裝有多個探針的微機電系統(MEMS)探針卡中，在上述上部板上形成多個第1針孔，包括形成於第1針孔的一側的第1空間以及形成於第1針孔的另一側的第2空間，上述第1空間的寬度大於第2空間；其中，上述探針，包括：主體、在上述主體的上端形成的頭部以及在主體的下端尖銳形成的前端部；且，為了控制上述探針的壓曲方向及減少探針的間距，形成上述主體的寬度(a)小於厚度(b)；又，上述探針的主體的兩側面形成多個凹槽，形成凹槽的部位之厚度變薄。
  2. 一種可調型微機電系統(MEMS)探針卡的裝配方法，其特徵在於：在對如請求項1所述的可調型微機電系統(MEMS)探針卡進行裝配的方法中，包括：將上部板以及下部板配置成相互相向的狀態的第1工程；以及，通過移動上述上部板而將其排列成與下部板一致的狀態，在上述過程中探針的主體發生彎曲而進入壓曲狀態的第2工程。
  3. 如請求項2所述的可調型微機電系統(MEMS)探針卡的裝配方法，其中：作為在上述第2工程之後實施的工程，當從上述下部板的第2針孔裸露到外部的探針的前端與安置在設備中的晶圓板發生接觸時探針的主體發生彎曲並進一步加劇其壓曲狀態。
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