專利名稱：探針板布線結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體領(lǐng)域，更具體地，涉及探針板布線結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
在半導(dǎo)體制造的后期エ藝中要進(jìn)行晶圓探針測(cè)試，為的是在晶圓切割之前，對(duì)集成電路(IC)管芯進(jìn)行檢驗(yàn)和分類。在晶圓探針測(cè)試中，使用了探針板，該探針板配置為將測(cè)試器連接到晶圓，從而進(jìn)行測(cè)試。探針板包括基板，該基板與印刷電路板(PCB)電性互連。在標(biāo)準(zhǔn)探針板中，PCB和基板需要針對(duì)將要進(jìn)行測(cè)試的晶圓類型而進(jìn)行特別的設(shè)計(jì)。在新產(chǎn)品大量生產(chǎn)，而相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)探針板尚未完成的情況下，就要利用臨時(shí)探針板進(jìn)行晶圓測(cè)試。這種臨時(shí)探針板通過手工布線，從基板布線到PCB。基板的線間距較小，并且擠在較小的面積中。在基板擁擠的布線面積中進(jìn)行手工布線增加了布線的難度，并且降低了布線的可重復(fù)性。例如，布線長(zhǎng)度控制得較差會(huì)導(dǎo)致探針板的電性能不均勻并且不可靠。因此，由臨時(shí)探針板產(chǎn)生的相應(yīng)測(cè)試結(jié)果降低了測(cè)試結(jié)果的質(zhì)量，產(chǎn)生了不準(zhǔn)確的測(cè)試數(shù)據(jù)。因此，亟需ー種探針板結(jié)構(gòu)及其制造方法來解決上述問題。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種探針板，包括間距轉(zhuǎn)換器，其中嵌入有第一供電/接地線和第一信號(hào)線，其中，第一供電/接地線和第一信號(hào)線配置為在第一表面上具有第一布線間距，在第二表面上具有第二布線間距，第二布線間距基本小于第一布線間距；印刷電路板，配置為接合到間距轉(zhuǎn)換器的第一表面，其中，印刷電路板包括第二供電/接地線和第二信號(hào)線，嵌入在印刷電路板中，并且連接到第一供電/接地線和第一信號(hào)線；以及導(dǎo)電線，配置為使得印刷電路板的表面遠(yuǎn)離間距轉(zhuǎn)換器的第一表面，其中，每條導(dǎo)電線都包括第一端和第二端，第一端連接到第二信號(hào)線中的一條，第二端連接到印刷電路板的不同位置。其中，第一供電/接地線、第一信號(hào)線、第二供電/接地線、和第二信號(hào)線配置為針對(duì)多種類型的晶圓的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，導(dǎo)電線配置為針對(duì)特定類型的晶圓。其中，導(dǎo)電線包含金屬和金屬合金中的ー種。其中，導(dǎo)電線通過手工焊接連接到印刷電路板。其中，導(dǎo)電線包括用于信號(hào)和對(duì)應(yīng)的接地回路布線的同軸電纜。其中，導(dǎo)電線包括柔性帶狀電纜。
其中，一條導(dǎo)電線連接到形成在印刷電路板上的電子元件。其中，第一布線間距在大約30微米到大約200微米的范圍內(nèi)；以及第ニ布線間距等于或者大于1mm。 此外，本發(fā)明還提供了ー種晶圓測(cè)試系統(tǒng)，包括探針板，設(shè)計(jì)為測(cè)試晶圓，探針板包括間距轉(zhuǎn)換器，其中嵌入有第一供電/接地線和第一信號(hào)線，印刷電路板，接合到間距轉(zhuǎn)換器，并且嵌入有第二供電/接地線和第二信號(hào)線，第二供電/接地線和第二信號(hào)線分別連接到第一供電/接地線和第一信號(hào)線，以及導(dǎo)電線，每條導(dǎo)電線的兩端都連接到印刷電路板的表面，印刷電路板遠(yuǎn)離間距轉(zhuǎn)換器；晶圓探針器，設(shè)計(jì)為支撐待測(cè)的晶圓，并且控制探針板進(jìn)行晶圓測(cè)試；以及測(cè)試器，通過連接電纜連接到探針板。其中，第一供電/接地線、第一信號(hào)線、第二供電/接地線、和第二信號(hào)線配置為針對(duì)多種類型的晶圓的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，導(dǎo)電線配置為針對(duì)特定類型的晶圓。其中，每條導(dǎo)電線都包括第一端和第二端，第一端連接到第二信號(hào)線中的一條，第ニ端連接到印刷電路板上遠(yuǎn)離第一端的位置上。其中，第二端連接到連接電纜。其中，第一供電/接地線和第一信號(hào)線配置為在第一表面上具有第一布線間距，在第二表面上具有第二布線間距，第二布線間距基本小于第一布線間距。其中，第二供電/接地線和第二信號(hào)線分別連接到第一供電/接地線和第一信號(hào)線。其中，導(dǎo)電線包括金屬和金屬合金中的ー種，并且通過手工焊接連接到印刷電路板。其中，導(dǎo)電線包括用于信號(hào)和對(duì)應(yīng)的接地回路布線的同軸電纜。其中，導(dǎo)電線包括柔性帶狀電纜。此外，還提供了一種制造探針板的方法，包括將間距轉(zhuǎn)換器接合到印刷電路板，在印刷電路板中嵌入有信號(hào)線；以及在印刷電路板上形成導(dǎo)電線，其中，每條導(dǎo)電線都具有第一端和第二端，第一端接合到信號(hào)線中的一條，第二端接合到印刷電路板的不同區(qū)域，其中，信號(hào)線配置為針對(duì)多種類型的晶圓的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，導(dǎo)電線配置為針對(duì)特定類型的晶圓。其中，形成導(dǎo)電線的步驟包括將導(dǎo)電線通過手工焊接接合到印刷電路板。其中，形成導(dǎo)電線的步驟包括形成導(dǎo)電線，導(dǎo)電線選自包含同軸電纜和柔性帶狀電纜的組。


根據(jù)以下結(jié)合附圖的詳細(xì)描述可以最好地理解本發(fā)明。需要強(qiáng)調(diào)的是，根據(jù)エ業(yè)中的標(biāo)準(zhǔn)實(shí)踐，各種不同部件沒有按比例繪制，并且只是用于圖示的目的。實(shí)際上，為了使論述清晰，可以任意増加或減小各種部件的數(shù)量和尺寸。圖I是根據(jù)本發(fā)明的各個(gè)方面所形成的晶圓級(jí)測(cè)試系統(tǒng)的ー個(gè)實(shí)施例的示意圖。圖2是將要通過圖I中所示的晶圓級(jí)測(cè)試系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試的半導(dǎo)體晶圓的俯視圖。圖3-圖7示出了與根據(jù)本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例所形成的圖I中所示的晶圓級(jí)測(cè)試系統(tǒng)中相結(jié)合的探針板的示意圖。
具體實(shí)施例方式應(yīng)該理解，以下公開內(nèi)容提供了許多用于實(shí)施所公開的不同特征的不同實(shí)施例或?qū)嵗Ｒ韵旅枋鼋M件和配置的具體實(shí)例以簡(jiǎn)化本發(fā)明。當(dāng)然，這僅僅是實(shí)例，并不是用于限制本發(fā)明。另外，本公開的內(nèi)容可以在不同實(shí)例中重復(fù)參考標(biāo)號(hào)和/或字母。這種重復(fù)是為了簡(jiǎn)化和清晰的目的，并且沒有在本質(zhì)上表示各個(gè)實(shí)施例和/或所討論配置之間的關(guān)系。此外，在以下論述中，第一元件形成在第二元件上方或者之上可以包括第一元件和第ニ元件通過直接接觸形成的實(shí)施例，還可以包括將附加元件插入到第一元件和第二元件之間，從而 使得第一元件和第二元件可以不直接接觸的實(shí)施例。圖I是根據(jù)本發(fā)明的各個(gè)方面所形成的晶圓級(jí)測(cè)試系統(tǒng)(或者晶圓測(cè)試系統(tǒng))100的一個(gè)實(shí)施例的示意圖。晶圓級(jí)測(cè)試系統(tǒng)100設(shè)計(jì)為針對(duì)不同目的在各個(gè)階段對(duì)半導(dǎo)體晶圓102進(jìn)行測(cè)試,這些階段包括驗(yàn)收(acceptance)測(cè)試、特性測(cè)試、腐蝕(burn-in)/應(yīng)カ測(cè)試、或者產(chǎn)品測(cè)試。示例性半導(dǎo)體晶圓102進(jìn)ー步在圖2的俯視圖中示出。半導(dǎo)體晶圓102包括基板104,比如娃基板?？蛇x地，基板104可以包含另一種兀素半導(dǎo)體，比如錯(cuò)?；?04還可以包含化合物半導(dǎo)體，比如鍺硅、碳化硅、神化鎵、神化銦、氮化鎵、和磷化銦?；?04可以包含合金半導(dǎo)體，比如硅鍺碳化物、鎵砷磷化物、和銦鎵磷化物?；?04可以包括外延層。例如，基板的外延層可以位于塊狀半導(dǎo)體(bulk semiconductor)上方。而且，基板104可以包括絕緣體上半導(dǎo)體(semiconductor-on-insulator, SOI)結(jié)構(gòu)。例如，基板可以包括埋氧(BOX)層，該埋氧(BOX)層通過諸如注氧隔離(SMOX)的エ藝形成?；?04可以包括各種p型摻雜區(qū)域和/或n型摻雜區(qū)域，該p型摻雜區(qū)域和/或n型摻雜區(qū)域通過諸如離子注入和/或離子擴(kuò)散的エ藝形成?；?04中的這些摻雜區(qū)域可以提供各種功能器件或者元件，比如金屬氧化物半導(dǎo)體(MOS)晶體管、成像傳感器、和上述的組合?；?04可以包括橫向隔離元件，該橫向隔離元件將形成在基板104上的各個(gè)器件分隔開。例如，基板104包括淺溝槽隔離(STI)，該淺溝槽隔離通過包括光刻圖案化エ藝、蝕刻、和介電材料沉積的エ藝形成?；?04可以進(jìn)ー步至少部分地包括結(jié)合在一起的多個(gè)經(jīng)過圖案化的介電層和經(jīng)過圖案化的導(dǎo)電層，從而形成互連，該互連配置為將各個(gè)P型摻雜區(qū)域和n型摻雜區(qū)域以及其他功能元件相連接。例如，基板104可以包括一部分多層互連(MLI)結(jié)構(gòu)和位于MLI結(jié)構(gòu)中的層間介電(ILD)。半導(dǎo)體晶圓102包括多個(gè)管芯111-126。管芯111-126中的每個(gè)管芯都包括帶有各種電子元件的集成電路(1C)，通過配制和連接而形成功能電路或者電子器件。在各個(gè)實(shí)施例中，集成電路包括場(chǎng)效應(yīng)晶體管(FET)、發(fā)光二極管(LED)、成像傳感器、存儲(chǔ)器件、大功率晶體管、或者高頻器件。在各個(gè)實(shí)例中，形成在晶圓102的管芯中的集成電路包括高頻器件，比如藍(lán)牙器件或者3G通信器件。管芯111-126中的每個(gè)管芯還包括多個(gè)接合焊盤(未示出)，該多個(gè)接合焊盤可以與探針板電接觸。通過測(cè)試管芯111-126而獲得各個(gè)電性參數(shù)。在晶圓102上，管芯111-126通過多個(gè)劃片道(scribe street，或稱為劃片槽)128分隔開。劃片道128是將要在后續(xù)エ藝中進(jìn)行切割的晶圓102上的區(qū)域，切割該區(qū)域，從而將管芯111-126分隔開并且封裝為IC管芯。在一個(gè)實(shí)例中，在劃片道128中設(shè)置多個(gè)測(cè)試鍵。每個(gè)測(cè)試鍵都包括多個(gè)測(cè)試焊盤，這些測(cè)試焊盤可以與探針板電接觸。再次參考圖1，晶圓測(cè)試系統(tǒng)100包括晶圓探針器130，該探針器130設(shè)計(jì)為支撐晶圓102和探針板132，并且進(jìn)一步設(shè)計(jì)為控制該探針板132，從而使得該探針板132可以接近晶圓102，并且接觸晶圓的每個(gè)管芯而進(jìn)行測(cè)試。在另ー實(shí)施例中，可以通過所公開的晶圓測(cè)試系統(tǒng)100測(cè)試諸如多個(gè)管芯的子集中的并聯(lián)的(in parallel)數(shù)個(gè)管芯。更具體地來說，根據(jù)各個(gè)實(shí)例，通過晶圓測(cè)試系統(tǒng)100測(cè)試并聯(lián)的ー組2個(gè)、4個(gè)、8個(gè)、或者16個(gè)管芯。 0035]晶圓測(cè)試系統(tǒng)100包括探針板132，該探針板132位于晶圓102上，并且配置為通過與探針板132集成在一起的多個(gè)針狀物(或者探針)134接觸晶圓102。多個(gè)針狀物134可操作性地與晶圓102中一個(gè)管芯的接合焊盤電接觸，從而產(chǎn)生測(cè)試電流/電壓，并且收集測(cè)試結(jié)果。在一個(gè)實(shí)施例中，針狀物134包含鎢或者鎢/錸合金。在另ー實(shí)施例中，針狀物134包含鈹銅或者鈀。在又一實(shí)施例中，每個(gè)針狀物134的一端都變細(xì)稱為尖頭。探針板132提供了接ロ，用來將晶圓102通過連接電纜138連接到測(cè)試模塊(或者測(cè)試器)136。測(cè)試器136包括電性測(cè)試電路，用來提供測(cè)試信號(hào)，并且從晶圓102采集測(cè)試結(jié)果。測(cè)試器136進(jìn)ー步包括基于計(jì)算機(jī)的控制系統(tǒng)，用來控制測(cè)試過程；協(xié)調(diào)晶圓探針130、探針板132、和電性測(cè)試電路之間的測(cè)試事件(test event);以及分析測(cè)試結(jié)果，從而評(píng)估晶圓102。晶圓測(cè)試系統(tǒng)100可以進(jìn)一歩包括測(cè)試頭(未示出)，用來通過晶圓探針器130固定探針板132，并且啟動(dòng)探針板132的步進(jìn)(st印ping)控制。晶圓測(cè)試系統(tǒng)100可以進(jìn)ー步包括探針接ロ板(PIB，未示出)，該探針接ロ板配置在測(cè)試頭和探針板132之間。PIB可以在測(cè)試器136和探針板132之間提供電連接。在測(cè)試期間，測(cè)試頭(PIB)和探針板132裝配在一起。為了啟動(dòng)或者增強(qiáng)晶圓測(cè)試系統(tǒng)100，該晶圓測(cè)試系統(tǒng)100可以附加地包括其他元件，比如彈簧接觸裝置。參考圖3，將進(jìn)ー步詳細(xì)描述探針板132。探針板132包括間距轉(zhuǎn)換器140。該間距轉(zhuǎn)換器140的結(jié)構(gòu)和材料可以由多層有機(jī)(MLO)材料或者多層陶瓷(MLC)材料形成。在一個(gè)實(shí)施例中，MLO材料包括雙馬來酰亞胺三嗪(BT)或者玻璃纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹脂層壓板。間距轉(zhuǎn)換器140包括各種導(dǎo)電線142，用于供電、接地、和信號(hào)互連，比如供電和接地線142a以及輸入/輸出信號(hào)線(或者信號(hào)線、或者I/O線)142b。在一個(gè)實(shí)施例中，導(dǎo)電線142由MLO材料或者M(jìn)LC材料形成。導(dǎo)電線142包括導(dǎo)電線144的第一部分，該導(dǎo)電線144的第一部分配置在間距轉(zhuǎn)換器140的下部，并且連接到多個(gè)針狀物134。導(dǎo)電線144的第一部分配置有較小間距，用來與多個(gè)針狀物134對(duì)準(zhǔn)。多個(gè)針狀物134能夠通過移動(dòng)探針板132與晶圓102的接合焊盤對(duì)準(zhǔn)。在一個(gè)實(shí)施例中，導(dǎo)電線144的第一部分的間距處于大約30微米和大約200微米之間的范圍。導(dǎo)電線142還包括導(dǎo)電線146的第二部分，該導(dǎo)電線146的第二部分配置在間距轉(zhuǎn)換器140的上部，并且連接到導(dǎo)電線144的第一部分。該導(dǎo)電線146的第二部分配置有較大間距，該較大間距明顯大于較小間距。在一個(gè)實(shí)施例中，導(dǎo)電線146的第二部分的間距為大約Imm或者更大。這樣，間距轉(zhuǎn)換器140提供了接ロ，該接ロ將布線間距從較小間距轉(zhuǎn)換為較大間距，從而使得具有較小間距的針狀物和接合焊盤可以適當(dāng)連接到較大間距，并且可以適當(dāng)轉(zhuǎn)換到較大間距，用于進(jìn)ー步連接到連接電纜138。在又一實(shí)施例中，當(dāng)從垂直于間距轉(zhuǎn)換器140的方向看去時(shí)，信號(hào)線142b配置在間距轉(zhuǎn)換器140的中部區(qū)域中，供電和接地線142a配置在間距轉(zhuǎn)換器140的外圍區(qū)域中。如圖3所示，探針板132進(jìn)ー步包括印刷電路板(PCB) 150，該印刷電路板(PCB) 150配置為鄰接間距轉(zhuǎn)換器140，并且電連接到間距轉(zhuǎn)換器140。PCB 150包括導(dǎo)電線152，比如供電和接地線152a和信號(hào)線152b。在一個(gè)實(shí)施例中，PCB 150與環(huán)氧樹脂材料復(fù)合，該環(huán)氧樹脂材料中嵌入有導(dǎo)電線152。PCB 150的供電和接地線152a連接到間距轉(zhuǎn)換器140的上部中的間距轉(zhuǎn)換器140的供電和接地線142a。PCB 150的信號(hào)線152b連接到間距轉(zhuǎn)換器140的上部中的間距轉(zhuǎn)換器140的信號(hào)線142b。在一個(gè)實(shí)施例中，PCB150的信號(hào)線152b配置在PCB 150的中部區(qū)域中，PCB 150的供電和接地線152a配置在PCB 150的外圍區(qū)域中。供電和接地線152a配置在PCB 150中，從而使得連接電纜138可以適當(dāng)?shù)仄湎噙B接。特別地，供電和接地線152a配置為標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，從而使得，當(dāng)在晶圓測(cè)試系統(tǒng)100中進(jìn)行測(cè)試時(shí)，PCB 150能夠適用于各類產(chǎn)品晶圓。PCB 150的信號(hào)線152b無法配置為標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)而適用于各類產(chǎn)品晶圓，這是由于每種類型的產(chǎn)品晶圓可能具有不同的信號(hào)線設(shè)計(jì)，比如信號(hào)線的數(shù)量、信號(hào)線的配置、和信號(hào)線的信號(hào)特性。在更具體的實(shí)例中，兩類產(chǎn)品晶圓可以具有不同的信號(hào)線方案，從而可以具有不同的連接方式。在本實(shí)施例中，PCB 150的信號(hào)線152b和間距轉(zhuǎn)換器140的信號(hào)線142b設(shè)計(jì)為將所有信號(hào)從測(cè)試區(qū)域(包括一個(gè)或者多個(gè)管芯)中的晶圓102的接合焊盤連接到PCB 150的前表面。 如上所述，信號(hào)線152b無法適用于各類產(chǎn)品晶圓。將附加導(dǎo)電線156添加到PCB150，從而適合于特定類型的產(chǎn)品晶圓。附加導(dǎo)電線156由金屬線制成，比如銅線、金線、銀線或者金屬合金線。附加導(dǎo)電線156通過諸如手工焊接的手工技術(shù)(手工布線)固定在PCB 150的前表面上。附加導(dǎo)電線156可以根據(jù)特定類型的晶圓或者晶圓產(chǎn)品進(jìn)行定制，因此，導(dǎo)電線156還稱為定制導(dǎo)電引線(定制導(dǎo)電線)。在圖3中，附加導(dǎo)電線156包括示例性線 156a、156b、和 156c。附加導(dǎo)電線156將嵌入在PCB 150中的信號(hào)線152b連接到PCB 150的ー個(gè)區(qū)域，該區(qū)域?yàn)榱穗娺B接到連接電纜138而保留和設(shè)計(jì)。在PCB 150的前表面，每條導(dǎo)電線156都包括第一端和第二端，該第一端連接到一條信號(hào)線152b，該第二端連接到PCB 150的不同位置，從而使得第二端可以適當(dāng)?shù)剡B接到連接電纜138，并且進(jìn)一步連接到測(cè)試器136。第ニ端的位置與產(chǎn)品晶圓的類型有夫。在這種情況下，探針板132針對(duì)該類產(chǎn)品晶圓而具體設(shè)計(jì)。在一個(gè)實(shí)施例中，附加導(dǎo)電線156通過諸如球柵陣列的接合元件連接到PCB 150。每條附加導(dǎo)電線156都具有兩端，該兩端固定并且接合到相應(yīng)的焊料球。因此，探針板132包括嵌入在間距轉(zhuǎn)換器140中的接地/供電線142a和嵌入在PCB 150中的接地/供電線152a，用來在通過測(cè)試器136進(jìn)行測(cè)試期間，向晶圓提供接地和供電。接地/供電線142a和152a針對(duì)各類產(chǎn)品晶圓進(jìn)行設(shè)計(jì)。探針板132還包括嵌入在間距轉(zhuǎn)換器140中的信號(hào)線142b和嵌入在PCB 150中的信號(hào)線152b。信號(hào)線142b和信號(hào)線152b針對(duì)各類產(chǎn)品晶圓進(jìn)行設(shè)計(jì)。探針板132進(jìn)ー步包括附加導(dǎo)電線156，該附加導(dǎo)電線156形成在PCB 150的前表面上。附加導(dǎo)電線156特別針對(duì)于某類產(chǎn)品晶圓，并且手工形成在PCB 150的前表面上。信號(hào)線142b和信號(hào)線152b、以及附加導(dǎo)電線156在通過測(cè)試器136進(jìn)行測(cè)試期間，將信號(hào)源提供到晶圓。因?yàn)榍度氲慕拥?供電線142和信號(hào)線152針對(duì)各類產(chǎn)品晶圓進(jìn)行設(shè)計(jì)，并且分別結(jié)合在間距轉(zhuǎn)換器140和PCB 150中，所以在間距轉(zhuǎn)換器140和PCB 150形成期間，該間距轉(zhuǎn)換器140和PCB 150就制造為標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，并且可以用于測(cè)試各類產(chǎn)品晶圓。然而，附加導(dǎo)電線156針對(duì)某類產(chǎn)品晶圓而具體進(jìn)行設(shè)計(jì)，并且與PCB 150手工結(jié)合，使得探針板132能夠特別針對(duì)于該類產(chǎn)品晶圓。
通過實(shí)施上述設(shè)計(jì)和制造方案，探針板132針對(duì)于某類產(chǎn)品晶圓而特別定制，從而在質(zhì)量和性能明顯得到改進(jìn)。特別地，每條附加導(dǎo)電線156的兩端都連接到PCB 150的前表面上的不同位置。PCB 150的線間距明顯要大得多，從而使得手エ控制(比如手工焊接)要容易得多。測(cè)試的可靠性和測(cè)試信號(hào)的完整性得到了改進(jìn)。相反，在現(xiàn)有的帶有手工布線的探針板中，通過手工焊接將每條線的一端焊接到間距轉(zhuǎn)換器，另一端焊接到PCB。通過將線穿過間距轉(zhuǎn)換器的孔，將焊接到間距轉(zhuǎn)換器的一端焊接到帶有較小線間距的間距轉(zhuǎn)換器的表面。由于線間距較小，因此手工焊接非常困難，從而使焊接質(zhì)量和可靠性弱化。圖4是根據(jù)一個(gè)或者多個(gè)實(shí)施例形成的探針板160的另ー實(shí)施例的示意圖。探針板160可以用在晶圓測(cè)試系統(tǒng)100中，作為探針板132。探針板160包括間距轉(zhuǎn)換器140。間距轉(zhuǎn)換器140的結(jié)構(gòu)和材料可以由MLO材料或者M(jìn)LC材料制成。間距轉(zhuǎn)換器140包括各種用于供電、接地、和信號(hào)互連的導(dǎo)電線142，比如供電和接地線142a、和信號(hào)線142b。在一個(gè)實(shí)施例中，導(dǎo)電線142由MLO或者M(jìn)LC材料形成。導(dǎo)電線142包括導(dǎo)電線144的第一部分，該導(dǎo)電線144的第一部分配置在間距轉(zhuǎn)換器140的下部，并且連接到多個(gè)針狀物134。導(dǎo)電線144的第一部分配置有較小間距，用來與多個(gè)針狀物134對(duì)準(zhǔn)。多個(gè)針狀物134能夠通過移動(dòng)探針板132與晶圓102的接合焊盤對(duì)準(zhǔn)。在一個(gè)實(shí)施例中，導(dǎo)電線144的第一部分的間距處于大約10微米和大約100微米之間的范圍。導(dǎo)電線142還包括導(dǎo)電線146的第二部分，該導(dǎo)電線146的第二部分配置在間距轉(zhuǎn)換器140的上部，并且連接到導(dǎo)電線144的第一部分。該導(dǎo)電線146的第二部分配置有較大間距，該較大間距明顯大于較小間距。在一個(gè)實(shí)施例中，導(dǎo)電線146的第二部分的間距為大約Imm或者更大。導(dǎo)電線142進(jìn)ー步包括ー個(gè)或者多個(gè)嵌入的導(dǎo)電板162。嵌入的板162具有ニ維幾何結(jié)構(gòu)，該ニ維幾何結(jié)構(gòu)的面積較大。嵌入的板162結(jié)合在導(dǎo)電線142中，從而增強(qiáng)了供電和接地線的完整性。在一個(gè)實(shí)施例中，該嵌入的板具有多個(gè)層。如圖4所示，探針板132進(jìn)ー步包括PCB 150，該P(yáng)CB 150鄰接到間距轉(zhuǎn)換器140，并且電連接到該間距轉(zhuǎn)換器140。PCB 150類似于圖3中的PCB 150。例如，PCB 150包括導(dǎo)電線152，比如供電和接地線152a和信號(hào)線152b。在一個(gè)實(shí)施例中，PCB 150與環(huán)氧樹脂材料復(fù)合，該環(huán)氧樹脂材料中嵌入有導(dǎo)電線152。與圖3中的PCB 150不同，圖4中的PCB150的導(dǎo)電線152進(jìn)ー步包括ー個(gè)或者多個(gè)嵌入的導(dǎo)電板164。嵌入的板164具有ニ維幾何結(jié)構(gòu)，該ニ維幾何結(jié)構(gòu)的面積較大。嵌入的板164結(jié)合在導(dǎo)電線152中，從而增強(qiáng)了供電和接地線的連接完整性。在一個(gè)實(shí)施例中，該嵌入的板具有多個(gè)層。另外，與圖3中的PCB 150不同，圖4中的PCB 150包括ー個(gè)或者多個(gè)形成在PCB150前表面上的元件166。電子元件166可以是有源的或者無源的。例如，該電子器件166包括電容器或者電阻器。將附加導(dǎo)電線156添加到PCB 150，從而適用于特定類型的產(chǎn)品晶圓。附加導(dǎo)電線156由金屬線制成，比如銅線、金線、銀線或者金屬合金線。附加導(dǎo)電線156通過諸如手工焊接的手工技術(shù)置于PCB 150的前表面上。在圖4中，附加導(dǎo)電線156包括示例性線156a、156b、156c、和156d。在一個(gè)實(shí)例中，附加導(dǎo)電線156a連接到一個(gè)電子兀件166。在所示實(shí)施例中，間距轉(zhuǎn)換器140和PCB 150接合在一起。導(dǎo)電線142和導(dǎo)電線152通過諸如焊料球168的接合元件相連接。圖5示出了根據(jù)另ー實(shí)施例形成的探針板170的示意圖。探針板170類似于圖3中的探針板132，不同之處在于探針板170包括專用的I/O布線上的接地回路布線，從而完成阻抗控制。例如，探針板170包括配置在PCB 150前表面上的示例性附加導(dǎo)電線156a、156b、和172。在一個(gè)實(shí)施例中，附加導(dǎo)電線172包括配置在同軸線中的I/O線和對(duì)應(yīng)的接地回路線，從而控制阻抗行為。圖6是根據(jù)另ー實(shí)施例所形成的探針板176的示意圖。探針板176類似于圖3中的探針板132，不同之處在于附加導(dǎo)電線156利用其他技術(shù)形成。在本實(shí)施例中，附加導(dǎo)電線156包括柔性帶狀電纜、比如示例性柔性帶狀電纜178a、178b、和178c。柔性帶狀電纜利用對(duì)應(yīng)的接合技術(shù)配置在PCB 150的前表面上。探針板176使用帶有諸如差分布線對(duì)(differential wiring pair)的成對(duì)布線組(pair wiring group)的柔性帶狀電纜。在一個(gè)實(shí)施例中，柔性帶狀電纜產(chǎn)生出了臨界保護(hù)軌跡布局來保護(hù)柔性電路上的I/O信號(hào)。圖7是根據(jù)另ー實(shí)施例中的本發(fā)明的各個(gè)方面所形成的探針板180的示意圖。探針板180包括標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的間距轉(zhuǎn)換器140和PCB 150。探針板180進(jìn)ー步包括配置在PCB150前表面上的定制的導(dǎo)電線156。間距轉(zhuǎn)換器140、PCB 150、和定制的導(dǎo)電線156類似于圖3-圖6中所示的對(duì)應(yīng)的探針板。在所示實(shí)施例中，定制的導(dǎo)電線156包括金屬線，該金屬線通過手工布線配置到PCB 150。在一個(gè)實(shí)施例中，如圖5中所示，定制的導(dǎo)電線156包括同軸電纜，用來結(jié)合I/O接地回路，從而完成阻抗控制。在另ー實(shí)施例中，如圖6中所示，定制的導(dǎo)電線156包括柔性扁平電纜，用于特殊的I/O引線，從而保護(hù)柔性電路上的I/O信號(hào)。在一個(gè)實(shí)施例中，如圖4中所示，探針板180可以進(jìn)一歩包括焊料球，該焊料球配置為將PCB 150的供電線、接地線，和信號(hào)線與間距轉(zhuǎn)換器140相連接。探針板180進(jìn)ー步包括針狀物模塊182，該針狀物模塊182與間距轉(zhuǎn)換器140和PCB 150集成在一起。針狀物模塊182包括多個(gè)配置為陣列的針狀物(探針)184，用來匹配將要進(jìn)行測(cè)試的晶圓中的接合焊盤。針狀物184通過基體186 (比如Mylar保持器)固定。在一個(gè)實(shí)例中，針狀物184與一個(gè)管芯中的接合焊盤相匹配。探針板180能夠測(cè)試并聯(lián)的多個(gè)管芯。在這種情況下，針狀物184與多個(gè)(比如2個(gè)、4個(gè)、8個(gè)、或者16個(gè))管芯的接合焊盤相匹配。在一個(gè)實(shí)施例中，針狀物184包含鶴或者鶴/錸合金。在另ー實(shí)施例中，針狀物184包含鈹銅或者鈕。在又一實(shí)施例中，每個(gè)針狀物184的一端都變細(xì)成為尖頭。探針板180可以進(jìn)一歩包括ー個(gè)或者多個(gè)定位板(未示出)，比如頂部定位板和底部定位板，配置為分別位于間距轉(zhuǎn)換器140的上方和下方。探針板180可以附加地包括一 個(gè)或者多個(gè)隔離物，位于針狀物模塊182和底部定位板之間，用于固定和距離控制。盡管本發(fā)明提供了用于在晶圓測(cè)試系統(tǒng)中進(jìn)行晶圓級(jí)測(cè)試的定制的探針板的各種實(shí)施例，但是還可能存在其他實(shí)施例而不違背本發(fā)明的精神。在一個(gè)實(shí)例中，柔性扁平電纜設(shè)計(jì)為形成信號(hào)線和連接到信號(hào)線的接地回路線，用于阻抗控制。在另ー實(shí)施例中，導(dǎo)電板嵌入在圖5中所示的探針板170的間距轉(zhuǎn)換器140和PCB 150中。在另ー實(shí)施例中，I/O同軸電纜用于形成圖4中所示的探針板160的I/O布線接地回路。 在一個(gè)實(shí)施例中，為了增強(qiáng)連接效果，并且降低接觸電阻，可選地或者附加地結(jié)合帶有較大面積的各種供電/接地板。供電/接地板包括導(dǎo)電表面，該導(dǎo)電表面的面積和尺寸明顯大于供電/接地線的面積和尺寸，從而有效地降低了接觸電阻。在圖3和圖7中所示的探針板中，PCB 150的供電/接地線152a連接到間距轉(zhuǎn)換器140的供電/接地線142a，供電/接地板可以嵌入在PCB 150中，形成在PCB 150的表面上，嵌入在間距轉(zhuǎn)換器140中，和/或形成在間距轉(zhuǎn)換器140的表面上。例如，將供電/接線板嵌入在PCB 150中，并且連接到供電/接地線152a。在另ー實(shí)例中，供電/接線板形成在PCB150和間距轉(zhuǎn)換器140的表面上，并且進(jìn)行對(duì)準(zhǔn)，從而使得連接在PCB 150和間距轉(zhuǎn)換器140之間的供電/接地線穿過上述供電/接線板。而且，可以利用焊料球?qū)CB 150和間距轉(zhuǎn)換器140通過表面上的上述供電/接線板間接接合在一起，或者將PCB 150和間距轉(zhuǎn)換器140通過表面上的上述供電/接線板直接接合在一起。在另ー實(shí)施例中，探針板并不限于測(cè)試產(chǎn)品晶圓。探針板包括標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的間距轉(zhuǎn)換器140和PCB 150，用來測(cè)試各類晶圓，還包括附加導(dǎo)電線，針對(duì)某類晶圓進(jìn)行定制。因此，在制造探針板的一個(gè)實(shí)施例中，將間距轉(zhuǎn)換器140和PCB 150接合在一起。然后，將定制的導(dǎo)電線配制在PCB 150的前表面上。特別地，將每個(gè)定制的導(dǎo)電線的一端接合到PCB150中的一條信號(hào)線，另一端接合到PCB 150的另一位置。在另ー實(shí)施例中，當(dāng)正式的探針板無法利用時(shí)，公開的探針板可以用于臨時(shí)晶圓測(cè)試。在另ー實(shí)施例中，晶圓測(cè)試系統(tǒng)和對(duì)應(yīng)的探針板可以用于同時(shí)測(cè)試多個(gè)管芯。在這種情況下，探針板配置為測(cè)試并聯(lián)的多個(gè)管芯。在帶有定制探針板的圖I中的晶圓測(cè)試系統(tǒng)100的各個(gè)實(shí)施例中，可以帶來各種優(yōu)點(diǎn)，其中，圖I中的晶圓測(cè)試系統(tǒng)100帶有諸如圖3到圖7中所示出的定制探針板。在一個(gè)實(shí)施例中，由于所公開的方案，附加導(dǎo)電線配制在帶有可以控制的I/O線長(zhǎng)度的PCB 150的前表面上，由一個(gè)測(cè)試中的器件(DUT)到另ー個(gè)DUT所得到的測(cè)試是一致的并且可靠的。特別地，當(dāng)由所公開的方案并且用作晶圓測(cè)試的形成各個(gè)定制的探針板時(shí)，由于從ー個(gè)探針板到另ー個(gè)探針板的I/O線長(zhǎng)度得到了良好的控制，因此將由DUT到DUT所產(chǎn)生的變化最小化。在另ー實(shí)施例中，由于在布線間距較大的PCB 150的前表面上布線，使得布線效果明顯得到改進(jìn)。在形成定制的探針板的制造エ藝期間，因?yàn)殚g距轉(zhuǎn)換器140和PCB 150根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)進(jìn)行制造，并且在帶有較大布線間距的定制設(shè)計(jì)的PCB 150的前表面上形成有附加導(dǎo)電線，所以明顯降低了制造難度。在另ー實(shí)施例中，由于PCB上的布線間距較大，因此很容易修理探針板。在另ー實(shí)施例中，由于阻抗可控，并且I/O溝道(channel)上的布線的電感較低，因此所公開的探針板能夠進(jìn)行高頻測(cè)試。在又一實(shí)施例中，隨著測(cè)試性能的增強(qiáng)，所公開的探針板保持了電源完整性和信號(hào)完整性。在又一實(shí)施例中，定制的探針板使得溝道能夠針對(duì)I/O信號(hào)而重新布線。例如，所公開的探針板易于針對(duì)另ー類產(chǎn)品晶圓的晶圓級(jí)測(cè)試而修改為另ー種定制形式。然而，供電和接地線是固定的。因此，本發(fā)明提供了ー種用于晶圓級(jí)測(cè)試的探針板。該探針板包括間距轉(zhuǎn)換器，帶有第一供電/接地線和第一信號(hào)線，該第一供電/接地線和第一信號(hào)線嵌入在間距轉(zhuǎn)換器中，其中，第一供電/接地線和第一信號(hào)線配置為在第一表面上具有第一布線間距，在第ニ表面上具有第二布線間距，第二布線間距明 顯小于第一布線間距；印刷電路板，配置為接合到間距轉(zhuǎn)換器的第一表面，其中，印刷電路板包括第二供電/接地線和第二信號(hào)線，該第ニ供電/接地線和第二信號(hào)線嵌入在印刷電路板中，并且連接到第一供電/接地線和第一信號(hào)線；以及導(dǎo)電線，配置為使得印刷電路板的表面遠(yuǎn)離間距轉(zhuǎn)換器的第一表面，其中，每條導(dǎo)電線都包括第一端和第二端，第一端連接到一條第二信號(hào)線，第二端連接到印刷電路板的不同位置。在一個(gè)實(shí)施例中，第一供電/接地線和信號(hào)線配置為針對(duì)多種類型的晶圓的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，導(dǎo)電線配置為針對(duì)特定的某種類型的晶圓。在另ー實(shí)施例中，導(dǎo)電線包含金屬和金屬合金中的ー種。在又一實(shí)施例中，導(dǎo)電線通過手工焊接固定到印刷電路板。在另ー實(shí)施例中，導(dǎo)電線包括用于信號(hào)布線和對(duì)應(yīng)的接地回路布線的同軸電纜。在又一實(shí)施例中，導(dǎo)電線包括柔性扁平電纜。在又一實(shí)施例中，一條導(dǎo)電線連接到形成在印刷電路板上的電子元件。探針板可以進(jìn)一歩包括導(dǎo)電板，該導(dǎo)電板嵌入在間距轉(zhuǎn)換器和印刷電路板的至少ー種中。在一個(gè)實(shí)例中，第一布線間距處于大約30微米到大約200微米；并且第二布線間距等于或者大于1mm。本發(fā)明還提供了一個(gè)晶圓測(cè)試系統(tǒng)的實(shí)施例。該晶圓測(cè)試系統(tǒng)包括探針板，設(shè)計(jì)為測(cè)試晶圓，探針板包括間距轉(zhuǎn)換器，帶有第一供電/接地線和第一信號(hào)線，該第一供電/接地線和第一信號(hào)線嵌入在間距轉(zhuǎn)換器中，印刷電路板，接合到間距轉(zhuǎn)換器，并且嵌入有第ニ供電/接地線和第二信號(hào)線，該第二供電/接地線和第二信號(hào)線分別連接到第一供電/接地線和第一信號(hào)線，以及導(dǎo)電線，每條導(dǎo)電線的兩端都固定到印刷電路板的表面，印刷電路板遠(yuǎn)離間距轉(zhuǎn)換器；該晶圓測(cè)試系統(tǒng)進(jìn)ー步包括晶圓探針器，設(shè)計(jì)為支撐將要進(jìn)行測(cè)試的晶圓，并且控制探針板進(jìn)行晶圓測(cè)試；以及測(cè)試器，通過連接電纜連接到探針板。在晶圓測(cè)試系統(tǒng)中，第一供電/接地線、第一信號(hào)線、第二供電/接地線、和第二信號(hào)線配置為針對(duì)多種類型的晶圓的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，導(dǎo)電線配置為針對(duì)某種類型的晶圓。每條導(dǎo)電線都包括第一端和第二端，第一端連接到一條第二信號(hào)線，第二端固定到印刷電路板上遠(yuǎn)離第一端的位置上。第二端連接到連接電纜。第一供電/接地線和第一信號(hào)線配置為在第一表面上具有第一布線間距，在第二表面上具有第二布線間距，第二布線間距明顯小于第一布線間距。第二供電/接地線和第二信號(hào)線分別連接到第一供電/接地線和第一信號(hào)線。在一個(gè)實(shí)施例中，導(dǎo)電線包括金屬和金屬合金中的ー種，并且通過手工焊接固定到印刷電路板。在另ー實(shí)施例中，導(dǎo)電線包括用于信號(hào)布線和對(duì)應(yīng)的接地回路布線的同軸電纜。在又一實(shí)施例中，導(dǎo)電線包括柔性扁平電纜。本發(fā)明還提供了一種制造探針板的方法。該方法包括將間距轉(zhuǎn)換器接合到印刷電路板；以及在印刷電路板上形成導(dǎo)電線，其中，每條導(dǎo)電線都具有第一端和第二端，第一端接合到一條信號(hào)線，第二端接合到印刷電路板的不同區(qū)域。信號(hào)線配置為針對(duì)多種類型的晶圓的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，導(dǎo)電線配置為針對(duì)某種類型的晶圓。在一個(gè)實(shí)施例中，形成導(dǎo)電線的步驟包括將導(dǎo)電線通過手工焊接接合到印刷電路板。在另ー實(shí)施例中，形成導(dǎo)電線的步驟包括形成導(dǎo)電線，導(dǎo)電線選自包含同軸電纜和柔性扁平電纜的組。
上面論述了多個(gè)實(shí)施例的部件，使得本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以更好地理解本發(fā)明的各個(gè)方面。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)該理解，可以很容易地使用本發(fā)明作為基礎(chǔ)來設(shè)計(jì)或修改其他用于執(zhí)行與本文所介紹實(shí)施例相同的目的和/或?qū)崿F(xiàn)相同優(yōu)點(diǎn)的處理和結(jié)構(gòu)。本領(lǐng)域普通技術(shù)人 員還應(yīng)該意識(shí)到，這種等效構(gòu)造并不背離本發(fā)明的精神和范圍，并且在不背離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以進(jìn)行多種變化、替換以及改變。
權(quán)利要求
1.一種探針板，包括 間距轉(zhuǎn)換器，其中嵌入有第一供電/接地線和第一信號(hào)線，其中，所述第一供電/接地線和所述第一信號(hào)線配置為在第一表面上具有第一布線間距，在第二表面上具有第二布線間距，所述第二布線間距基本小于所述第一布線間距； 印刷電路板，配置為接合到所述間距轉(zhuǎn)換器的所述第一表面，其中，所述印刷電路板包括第二供電/接地線和第二信號(hào)線，嵌入在所述印刷電路板中，并且連接到所述第一供電/接地線和所述第一信號(hào)線；以及 導(dǎo)電線，配置為使得所述印刷電路板的表面遠(yuǎn)離所述間距轉(zhuǎn)換器的所述第一表面，其中，每條所述導(dǎo)電線都包括第一端和第二端，所述第一端連接到所述第二信號(hào)線中的一條，所述第二端連接到所述印刷電路板的不同位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的探針板，其中，所述第一供電/接地線、所述第一信號(hào)線、所述第二供電/接地線、和所述第二信號(hào)線配置為針對(duì)多種類型的晶圓的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，所述導(dǎo)電線配置為針對(duì)特定類型的晶圓。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的探針板，其中，所述導(dǎo)電線包含金屬和金屬合金中的一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的探針板，其中，所述導(dǎo)電線通過手工焊接連接到所述印刷電路板。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的探針板，其中，所述導(dǎo)電線包括用于信號(hào)和對(duì)應(yīng)的接地回路布線的同軸電纜。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的探針板，其中，所述導(dǎo)電線包括柔性帶狀電纜。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的探針板，其中，一條所述導(dǎo)電線連接到形成在所述印刷電路板上的電子元件。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的探針板，其中， 所述第一布線間距在大約30微米到大約200微米的范圍內(nèi)；以及 所述第二布線間距等于或者大于1mm。
9.一種晶圓測(cè)試系統(tǒng)，包括 探針板，設(shè)計(jì)為測(cè)試晶圓，所述探針板包括 間距轉(zhuǎn)換器，其中嵌入有第一供電/接地線和第一信號(hào)線， 印刷電路板，接合到所述間距轉(zhuǎn)換器，并且嵌入有第二供電/接地線和第二信號(hào)線，所述第二供電/接地線和所述第二信號(hào)線分別連接到所述第一供電/接地線和所述第一信號(hào)線，以及 導(dǎo)電線，每條所述導(dǎo)電線的兩端都連接到所述印刷電路板的表面，所述印刷電路板遠(yuǎn)離所述間距轉(zhuǎn)換器； 晶圓探針器，設(shè)計(jì)為支撐待測(cè)的所述晶圓，并且控制所述探針板進(jìn)行晶圓測(cè)試；以及 測(cè)試器，通過連接電纜連接到所述探針板。
10.一種制造探針板的方法，包括 將間距轉(zhuǎn)換器接合到印刷電路板，在所述印刷電路板中嵌入有信號(hào)線；以及 在所述印刷電路板上形成導(dǎo)電線，其中，每條所述導(dǎo)電線都具有第一端和第二端，所述第一端接合到所述信號(hào)線中的一條，所述第二端接合到所述印刷電路板的不同區(qū)域，其中，所述信號(hào)線配置為針對(duì)多種類型的晶圓的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，所述導(dǎo)電線配置為針對(duì)特定類型的晶圓。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種用于晶圓級(jí)測(cè)試的探針板。該探針板包括間距轉(zhuǎn)換器，其中嵌入有第一供電/接地線和第一信號(hào)線，其中，第一供電/接地線和第一信號(hào)線配置為在第一表面上具有第一布線間距，在第二表面上具有第二布線間距，第二布線間距基本小于第一布線間距；印刷電路板，配置為接合到間距轉(zhuǎn)換器的第一表面，其中，印刷電路板包括嵌入在印刷電路板中并且連接到第一供電/接地線和第一信號(hào)線的第二供電/接地線和第二信號(hào)線；以及導(dǎo)電線，配置為使得印刷電路板的表面遠(yuǎn)離間距轉(zhuǎn)換器的第一表面，其中，每條導(dǎo)電線都包括第一端和第二端，第一端連接到一條第二信號(hào)線，第二端連接到印刷電路板的不同位置。
文檔編號(hào)G01R1/067GK102621360SQ20121002032
公開日2012年8月1日 申請(qǐng)日期2012年1月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月27日
發(fā)明者洪文興, 郭永炘 申請(qǐng)人:臺(tái)灣積體電路制造股份有限公司