TWI889402B

TWI889402B - 測試治具

Info

Publication number: TWI889402B
Application number: TW113122992A
Authority: TW
Inventors: 林定皓; 張喬政; 張謙為
Original assignee: 景碩科技股份有限公司
Priority date: 2024-06-20
Filing date: 2024-06-20
Publication date: 2025-07-01
Also published as: US20250389754A1

Abstract

一種測試治具，包含探針層、第一樹脂層、第一電路層、第二樹脂層、第二電路層、防銲層及銲墊層。探針層包含複數個探針。第一樹脂層位於探針層上，且包含複數個第一開口，第一開口對應於探針。第一電路層位於第一樹脂層上，且與探針層連接。第二樹脂層位於第一電路層上，且包含複數個第二開口。第二電路層位於第二樹脂層上，且與第一電路層電性連接。防銲層位於第二電路層及第二樹脂層上，且包含複數個銲墊開口。銲墊層包含複數個銲墊，銲墊位於銲墊開口中，電性連接第二電路層，銲墊之間的第一間距大於探針之間的第二間距。

Description

測試治具

本發明涉及封裝測試領域，尤其是一種測試治具。

隨著半導體產業的發展，以及電路影像微縮，測試治具的發展，也越來越受到重視。傳統的測試治具，是將探針插設針盤上，再與測試板組合成測試治具，由於隨著電路影像的微縮、間隔的縮減，探針也微縮得更為細小，但配合針盤的孔隙，探針難以完全透過直插的方式裝設，常會採斜插，或是各種彎曲式的探針設計。

但探針的斜插或彎曲式的設計，可能存在組裝有些許誤差，則可能導致與晶圓未接觸，或因過長而導致晶片的刮傷。因此，也導致了探針密度的限制。

發明人發展以電路板的製程，來設置金屬凸塊作為探針，使用影像轉移的方式，透過光阻定義，再以高速電鍍製作，然而，由於電鍍形成凸塊，要達到一致的高度，通常是採磨刷方式。但磨刷的方式在薄板下容易造成擠壓，而造成歪斜。也限制的基板的厚度。

為了解決先前技術所面臨的問題，在此提供一種測試治具。測試治具包含探針層、第一樹脂層、第一電路層、第二樹脂層、第二電路層、防銲層以及銲墊層。探針層包含複數個探針。探針在第一方向等距排列，且沿著第二方向延伸。第一方向大致垂直於第二方向，各探針包含銅核心層以及強化層，強化層包覆於銅核心層的外表面。第一樹脂層位於探針層上，且包含複數個第一開口，第一開口對應於探針。第一電路層位於第一樹脂層的至少一部份上及第一開口中，與探針層連接。

第二樹脂層位於第一電路層及第一樹脂層之上，且包含複數個第二開口。第二電路層位於第二樹脂層的至少一部份上及第二開口中，與第一電路層電性連接。防銲層位於第二電路層及第二樹脂層上，且包含複數個銲墊開口。銲墊層包含複數個銲墊，銲墊位於銲墊開口中，且突出於防銲層，銲墊層電性連接第二電路層，銲墊之間的第一間距大於探針之間的第二間距。

在一些實施例中，測試治具更包含第三樹脂層及重分配電路層，第三樹脂層位於第二電路層及第二樹脂層上，且包含複數個第三開口，重分配電路層位於第三樹脂層的至少一部份上及第三開口中，連接第二電路層與銲墊層。

更詳細地，在一些實施例中，第三開口的間距不同於第二開口的間距。

在一些實施例中，第一開口的間距不同於第二開口的間距。

在一些實施例中，各探針的長度為0.03至0.5mm。

在一些實施例中，各第一間距的大小為0.3至10mm。

在一些實施例中，各第二間距的大小為0.1至1mm。

在一些實施例中，強化層包含鎳。

在一些實施例中，強化層更包含鎢或鎢鎳合金。

在一些實施例中，探針更包含連接座，連接座連接銅核心層及第一電路層，且連接座的面積大於銅核心層。

如同前述各實施例所示，透過倒裝的結構，有助於使得探針的高度齊平、以同方向延伸，而避免了傳統上斜插而造成的各種問題，且能以成熟的電路載板製程來進行製作，更提高了整體的良率及製造成本。

1:測試治具

10:探針層

11:探針

111:銅核心層

113:強化層

115:連接座

20:第一樹脂層

21:第一開口

30:第一電路層

40:第二樹脂層

41:第二開口

50:第二電路層

60:防銲層

61:銲墊開口

70:銲墊層

71:銲墊

80:第三樹脂層

81:第三開口

90:重分配電路層

500:金屬板

510:孔洞

550:終止層

560:銅層

600:支撐載板

610:銅箔層

620:支撐層

650:黏著劑

700:增層結構

730:銅箔層

D1:第一方向

D2:第二方向

G1:第一間距

G2:第二間距

G3:第三間距

G4:第四間距

G5:第五間距

圖1為測試治具第一實施例的剖面圖。

圖2為測試治具第二實施例的剖面圖。

圖3A為測試治具第二實施例的製作逐步流程中一步驟的俯視圖。

圖3B至3O為測試治具第二實施例的製作逐步流程的剖面示意圖。

應當理解的是，元件被稱為「設置」或「連接」於另一元件時，可以表示元件是直接位在另一元件上，或者也可以存在中間元件，透過中間元件連接元件與另一元件。相反地，當元件被稱為「直接設置/連接在另一元件上」或「直接設置/連接到另一元件」時，可以理解的是，此時明確定義了不存在中間元件。

另外，術語「第一」、「第二」、「第三」這些術語僅用於將一個元件、部件、區域、層或部分與另一個元件、部件、區域、層或部分區分開，而非表示其必然的先後順序。此外，諸如「下」和「上」的相對術語可在本文中用於描述一個元件與另一元件的關係，應當理解，相對術語旨在包括除了圖中所示的方位之外的裝置的不同方位。例如，如果一個附圖中的裝置翻轉，則被描述為在其他元件的「下」側的元件將被定向在其他元件的「上」側。此僅表示相對的方位關係，而非絕對的方位關係。

圖1為測試治具一實施例的剖面圖。如圖1所示，在一些實施例中，測試治具1包含探針層10、第一樹脂層20、第一電路層30、第二樹脂層40、第二電路層50、防銲層60、以及銲墊層70。探針層10包含複數個探針11。探針11在第一方向D1等距排列，且沿著第二方向D2延伸。第一方向D1大致垂直於第二方向D2，各探針11包含銅核心層111以及強化層113，強化層113包覆於銅核心層111的外表面，以提高探針11的機械性質。

第一樹脂層20位於探針層10上，且包含複數個第一開口21，第一開口21分別對應於探針11。第一電路層30位於第一樹脂層20的至少一部份上及第一開口21中，與探針層10連接。第二樹脂層40位於第一電路層30及第一樹脂層20之上，且包含複數個第二開口41。第二電路層50位於第二樹脂層40的至少一部份上及第二開口41中，與第一電路層30電性連接。

防銲層60位於第二電路層50及第二樹脂層40上，且包含複數個銲墊開口61。銲墊層70包含複數個銲墊71，銲墊71位於銲墊開口61中，且突出於防銲層60，銲墊層70電性連接第二電路層50，銲墊71之間的第一間距G1大於探針11之間的第二間距G2。換言之，測試治具1採用一種倒裝的結構，使得探針11的方向配合欲測試的元件，採用凸塊式的延伸，而無須配合探針卡製作長度較長的探針，而避免了傳統上斜插造成的各種問題。

圖2為測試治具第二實施例的剖面圖。如圖2所示，測試治具1更包含第三樹脂層80及重分配電路層90，第三樹脂層80位於第二電路層50及第二樹脂層40上，且包含複數個第三開口81，重分配電路層90位於第三樹脂層80的至少一部份上及第三開口81中，電性連接第二電路層50與銲墊層70。在此僅為示例，而非用以限制，實際上，更可以包含多層第三樹脂層80及重分配電路層90。藉由重分配電路層90，可以調整測試治具1的銲墊71的第一間距G1，以配合與所安裝的測試板的接點(圖中未顯示)。在一些實施例中，第三開口81的第三間距G3不同於第二開口41的第四間距G4。進一步地，第一開口21的第五間距G5不同於第二開口41的第四間距G4。

更詳細地，在一些實施例中，各探針11的長度為0.03至0.5mm，較佳為0.05至0.2mm。然而，這僅為示例，而非用以限制。

在一些實施例中，各第一間距G1的大小為0.3至10mm，較佳為0.5至5mm。在一些實施例中，各第二間距G2的大小為0.1至1mm，較佳為0.3至0.6mm。

在一些實施例中，強化層113包含鎳。更詳細地，在一些實施例中，強化層113更包含鎢或鎢鎳合金。藉由鎳、鎢，或其合金，能強化銅核心層111的機械強度。

在一些實施例中，探針11更包含連接座115，連接座115連接銅核心層111及第一電路層30，且連接座115的面積大於銅核心層111。

圖3A為測試治具第二實施例的製作逐步流程中一步驟的俯視圖。圖3B至圖3O為測試治具第二實施例的製作逐步流程的剖面示意圖。圖3B至3O是以第二實施例的結構為基礎下，以圖3A中A-A’剖面進行說明個步驟地進行，僅作為示例，而非用以限制，如圖3A及圖3B所示，同時參考圖2，首先，先準備金屬板500，並在金屬板500上開設有孔洞510，孔洞510孔徑、位置以及金屬板500的厚度(即孔洞510的深度)，為對應於探針11的規格。在此，金屬板500可以由為銅板。

接著，如圖3C所示，在金屬板500的一側黏貼支撐載板600，支撐載板600包含銅箔層610及支撐層620，銅箔層610透過黏著劑650黏貼於金屬板500。如圖3D及圖3E所示，去除孔洞510中的黏著劑650後，鍍上終止層550於金屬板500的表面，終止層550更鍍覆於孔洞510的底面及壁面上。在此，終止層550為鎳、鎢或鎳鎢合金。

如圖3F及圖3G所示，透過電鍍或化鍍，形成銅層560於金屬板500上，並填入孔洞510中。接著，再以影像轉移的方式，去除部分的銅層560。再如圖3H，去除被移除之銅層560下方的終止層550。

如圖3I所示，壓合增層結構700於金屬板500上，增層結構700包含樹脂層(即第一樹脂層20)及銅箔層730。壓合增層結構700壓合於金屬板500的表面。接著如圖3J及圖3K所示，於增層結構700開設有複數個第一開口21，再以電鍍及影像轉移方式形成第一電路層30，銅箔層730成為第一電路層30的一部份。接著如圖3L所示，重複增層的方式，形成第二樹脂層40、第二電路層50、第三樹脂層80、重分配電路層90。再如圖3M所示，形成防銲層60及銲墊層70。

如圖3N所示，去除支撐載板600及黏著劑650。最後，如圖3O所示，以蝕刻的方式去除金屬板500。由於為鎳、鎢或鎳鎢合金的所使用的蝕刻液與銅不相同，因此，終止層550在此可以做為蝕刻中止層，而留下孔洞510中的銅，突出於第一樹脂層20可作為探針11使用，作為銅核心層111、而終止層550也作為保護銅核心層111的強化層113，而部分被第一樹脂層20包覆的，則作為連接座115。由於金屬板500的強度較光阻更強，且不易變形，金屬板500的孔洞510直接定義了探針11的長度、半徑，有助於探針11規格一致性及標準化。

簡而言之，上述實施例利用金屬板500作為製作探針11的模具，並應用傳統製作電路板的影像轉移技術，而使得探針11在同一方向延伸，無須以斜插方式裝設，同時，也不需要磨刷，不會破壞內部的樹脂，而導致金屬線路的擠壓破壞。提高了整體的良率及製造成本。

雖然本發明的技術內容已經以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神所作些許之更動與潤飾，皆應涵蓋於本發明的範疇內，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。