CN110470872A - 导位板及其制造方法和具有所述导位板的探针头 - Google Patents

Abstract

本揭示提供一种导位板及其制造方法和具有所述导位板的探针头。导位板包含：一载板，包含至少一开口；以及一微孔导位板，与所述载板连接且组装在所述载板的所述至少一开口的位置，其中所述微孔导位板包含多个开孔，并且每一开孔是用于与一探针对应组装。

Description

导位板及其制造方法和具有所述导位板的探针头

技术领域

本揭示涉及一种导位板及其制造方法，特别是涉及一种采用多板件组合结构的导位板和具有所述导位板的探针头。

背景技术

探针头(probe head)具有多片导位板用以固定多个探针并以提供一致性作动的机构。现有的单一片导位板为一体成型的结构，且均采用单一种无机绝缘材料制作。为了使导位板具有足够的刚性，市售导位板的材料大多选用氮化硅。

氮化硅材料的价格偏高，且传统的烧结方式无法满足其品质要求，故在生产制造过程中，需使用特殊烧结方式，例如放电等离子烧结。并且，氮化硅在烧结成块后须以研磨方式加工至所需的尺寸及厚度。由于传统的导位板为单一结构，故随着晶圆脚位增加以及为了满足多晶粒晶圆同步测试的需求，导位板的面积将随着探针的数量增加而变大。然而，随着导位板的尺寸越大，其制造价格也越昂贵。特别地，现行技术还难以对大尺寸(例如12吋)的氮化硅基板进行研磨加工，除了研磨机台制作不易以外，其加工品质也难以控制在要求的规范内。另外，为了成功地在导位板上形成微小孔洞，加工条件被限制在需采用短脉冲的飞秒激光进行，所述技术存在一定的失败率，如此，倘若孔洞加工失败则会导致整个导位板报废。上述种种限制都会造成导位板的设计及应用受到局限，且随着导位板的尺寸增加，其加工困难度、材料成本、加工时间皆会随的提高，进而造成制造成本高昂与影响导位板的发展。

有鉴于此，有必要提出一种用于组装在探针头的导位板，以解决现有技术中存在的问题。

发明内容

为解决上述现有技术的问题，本揭示的目的在于提供一种导位板和具有所述导位板的探针头，其中导位板是采用多板件的组合结构，并依照需求使用适当的材料与加工方法，进而解决大尺寸的导位板的制造困难与成本高昂的问题。

为达成上述目的，本揭示提供一种导位板，用于晶圆量测的探针头，包含：一载板，包含至少一开口；以及一微孔导位板，与所述载板连接且组装在所述载板的所述至少一开口的位置，其中所述微孔导位板包含多个开孔，并且每一开孔是用于与一探针对应组装。

本揭示其中之一优选实施例中，所述微孔导位板与所述载板是采用不同的材料。

本揭示其中之一优选实施例中，所述微孔导位板和所述载板的材料包含陶瓷、金属、玻璃、或蓝宝石。

本揭示其中之一优选实施例中，所述导位板还包含一粘贴层，设置在所述载板与所述微孔导位板之间，用于粘接所述微孔导位板与所述载板。

本揭示还提供一种用于晶圆量测的探针头，包含：多个探针；至少一导位板，包含：一载板，包含至少一开口；以及一微孔导位板，与所述载板连接且组装在所述载板的所述至少一开口的位置，其中所述微孔导位板包含多个开孔，并且每一开孔是用于与所述多个探针的其中之一探针对应组装。

本揭示其中之一优选实施例中，所述导位板还包含一粘贴层，设置在所述载板与所述微孔导位板之间，用于粘接所述微孔导位板与所述载板。

本揭示还提供导位板的制造方法，所述导位板用于晶圆量测的探针头，方法包含：提供一载板，其中所述载板包含至少一开口；以及提供一微孔导位板，其中所述微孔导位板包含多个开孔，并且每一开孔是用于与一探针对应组装；以及连接所述载板与所述微孔导位板，其中所述微孔导位板组装在所述载板的所述至少一开口的位置。

本揭示其中之一优选实施例中，所述微孔导位板是以粘接方式组装在所述载板上。

本揭示其中之一优选实施例中，所述微孔导位板的多个开孔的形成方法包含激光穿孔、激光改质蚀刻穿孔、紫外光改质蚀刻穿孔、或等离子穿孔加工法。

相较于先前技术，本揭示通过使探针头的导位板设计为将微孔区域与非微孔区域分开制作接着再组合在一起的多板件的结构。如此，分开制作的板件可依各自需求进行材料的选择，及选择适当地加工方法，以达到最有利的制作方式，进而增加生产良率与降低生产成本。

附图说明

图1显示本揭示的优选实施例的导位板的结构示意图；

图2显示图1导位板的制造流程图；

图3显示本揭示的优选实施例的探针头的零件***图；以及

图4显示图3的探针头的剖面示意图。

具体实施方式

为了让本揭示的上述及其他目的、特征、优点能更明显易懂，下文将特举本揭示优选实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。

请参照图1和图2，图1显示本揭示的优选实施例的导位板10的结构示意图，以及图2显示图1导位板的制造流程图。导位板10是作为用于晶圆量测的探针头的其中一部份零件，其包含载板11、第一微孔导位板12、和第二微孔导位板13。在制造导位板10时，首先，步骤S1，提供载板11，其中载板11内部开设有第一开口110和第二开口111(对应图1的虚线范围)。可选地，载板11上可设置用于与另一元件对应组装的组装孔或对位孔。载板11的材料可选自于金属、陶瓷(包含氮化硅)、蓝宝石、或玻璃等。应当注意的是，由于载板11占了导位板10较大部分的面积，故材料选择上载板11可采用相较于第一微孔导位板12和第二微孔导位板13的价格相对低廉且加工容易的材料制成，如此可有效地降低导位板10整体的制造成本。

如图1和图2所示，接着，进行步骤S2，提供第一微孔导位板12和第二微孔导位板13，其中第一微孔导位板12和第二微孔导位板13分别设有多个第一开孔121和多个第二开孔131。所述多个第一开孔121和第二开孔131是用于使插装在探针头内的多个探针彼此分离，进而避免相邻两探针彼此接触而造成短路或讯号异常。第一微孔导位板12和第二微孔导位板13的材料可选自于金属、陶瓷(包含氮化硅)、蓝宝石、或玻璃等。优选地，第一微孔导位板12和第二微孔导位板13可使用较小尺寸(例如小于12吋)的基材进行加工。可以理解的是，对于小面积的材料加工来说，不但加工机台容易取得，且加工技术的成熟度也较高，进而可有效地提高所述多个第一开孔121和第二开孔131的加工良率。

为了符合探针头的导位板10的品质需求，第一微孔导位板12和第二微孔导位板13的所述多个第一开孔121和第二开孔131可选用飞秒激光穿孔的方式加工。进一步地，为了减少制造过程时间，除了飞秒激光穿孔外，亦可使用激光改质蚀刻穿孔、紫外光改质蚀刻穿孔、或等离子穿孔的其他加工方法来加速第一微孔导位板12和第二微孔导位板13的制作。举例来说，以紫外光改质蚀刻穿孔为例，当第一微孔导位板12和第二微孔导位板13是采用感光材料的情况下，由于感光材料中存有感光剂，其在吸收紫外光能量并经过高温(如600度)热处理后，会在紫外光照射区域产生结晶，使得结晶区与非结晶区在化学药液的蚀刻下有数十倍的反应速率差的特性，藉此以化学药液蚀刻方式，即可一次完成大量微孔的生产，进而有效地减少制造过程时间。又，激光改质蚀刻穿孔即为选择另一适当的基材，并且将紫外光改为激光光的加工方法。另一方面，在制作本揭示的微孔导位板时，可先选用一尺寸较大的基材，在其上同时加工制作多个以阵列排列的微孔导位板，接着选取孔洞状态优良的部分，再对所述部分进行切割以获得开孔品质优良的单一个微孔导位板(如第一微孔导位板12和第二微孔导位板13)。藉此批次性生产多个微孔导位板的方式，可有效地节省导位板10的生产时间。

如图1和图2所示，最后，进行步骤S3，连接载板11、第一微孔导位板12、和第二微孔导位板13。载板11、第一微孔导位板12、和第二微孔导位板13三者为彼此独立的板件。以导位板10整体来看，载板11是位在导位板10的非微孔区域，以及第一微孔导位板12和第二微孔导位板13是位在导位板10的微孔区域，其中第一微孔导位板12是通过精密接合设备而组装在载板11的第一开口110的位置，以及第二微孔导位板13是通过精密接合设备而组装在载板11的第二开口111的位置。优选地，考虑到导位板10整体必须为薄型的板件以利于其应用，故载板11、第一微孔导位板12、和第二微孔导位板13三者是采用贴合的方式粘接。如此，将载板11、第一微孔导位板12、和第二微孔导位板13三者采用分开制作的方式，故可依各自需求进行材料的选择，及选择适当地加工方法，以达到最有利的制作方式，进而增加生产良率与降低生产成本。另一方面，由于载板11、第一微孔导位板12、和第二微孔导位板13三者为彼此独立形成的板件，故在制作上不会因单一个板件的损坏而导致导位板10的报废，进而可降低材料的损耗和制作成本。进一步来说，对于要制作具有大尺寸(例如12吋以上)的导位板10时，载板11优选地可以采用加工容易、平整度佳、且价格低廉的金属材料。并且，大尺寸的载板11上相对可放置较多个微孔导位板。如此，导位板10的尺寸就不会因为材料加工上的限制而难以制作出大尺寸的规格，进而可有效地制作出成品尺寸相对较大的探针头。

请参照图3和图4，图3显示本揭示的优选实施例的探针头2的零件***图，以及图4显示图3的探针头2的剖面示意图。应当注意的是，为了清楚表示，图3和图4并非等以比例绘制。探针头2包含第一间隔板21、第一导位板22、第二间隔板23、第二导位板24、多个探针27。探针头2是用于固定多个探针27并且在晶圆量测时提供一致性作动的机构。

如图3所示，第一导位板22包含第一载板221和两个第一微孔导位板222，其中第一载板221上设置有与两个第一微孔导位板222对应的两个第一开口2210，以及每一第一微孔导位板222设置有多个以阵列排列的第一开孔2220。两个第一微孔导位板222是分别连接在第一导位板22上，且设置在对应于两个第一开口2210的位置。相似地，第二导位板24包含第二载板241和两个第二微孔导位板242，其中第二载板241上设置有与两个第二微孔导位板242对应的两个第二开口2410，以及每一第二微孔导位板242设置有多个以阵列排列的第二开孔2420。两个第二微孔导位板242是分别连接在第二导位板24上，且设置在对应于两个第二开口2410的位置。应当注意的是，在其他不同实施例中，导位板的数量、载板上的开口数量与排布、微孔导位板的数量与排布、微孔导位板上的开孔的数量与排布可依照实际应用而改变，本揭示不局限于此。

如图3所示，为了让所述多个探针27顺利通过，第一间隔板21和第二间隔板23在对应第一导位板22和第二导位板24的微孔区域的位置分别开设有开口。并且，第一间隔板21是用于让第一导位板22和另一元件两者相隔开一特定的距离，以及第二间隔板23是用于让第一导位板22和第二导位板24两者相隔开一特定的距离。又，如图4所示，第一微孔导位板222和第二微孔导位板242的每一第一开孔2220和每一第二开孔2420仅可允许一个探针27通过，如此通过间隔板与开孔之间的隔离，可达到确保相邻两探针27彼此分离不接触的目的。

如图4所示，第一载板221与第一微孔导位板222之间还包含粘贴层25，用于粘接第一载板221与第一微孔导位板222。又，第二载板241与第二微孔导位板242之间还包含另一粘贴层26，用于粘接第二载板241与第二微孔导位板242。可以理解的是，通过胶粘的方式连接第一载板221与第一微孔导位板222，或连接第二载板241与第二微孔导位板242，可达到使第一导位板22和第二导位板24两者间距小于25毫米，进而让探针头2整体具有薄型化的特点。

综上所述，本揭示通过使探针头的导位板设计为将微孔区域与非微孔区域分开制作接着再组合在一起的多板件的结构。如此，分开制作的板件可依各自需求进行材料的选择，及选择适当地加工方法，以达到最有利的制作方式，进而增加生产良率与降低生产成本。再者，由于导位板的微孔区域与非微孔区域为彼此独立形成的板件，故在制作上不会因单一个板件的损坏而导致导位板整体的报废，进而可降低材料的损耗和制作成本。

以上仅是本揭示的优选实施方式，应当指出，对于所属领域技术人员，在不脱离本揭示原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本揭示的保护范围。

Claims (13)

1.一种导位板，用于晶圆量测的探针头，其特征在于，包含：

一载板，包含至少一开口；以及

一微孔导位板，与所述载板连接且组装在所述载板的所述至少一开口的位置，其中所述微孔导位板包含多个开孔，并且每一开孔是用于与一探针对应组装。

2.如权利要求1的导位板，其特征在于，所述微孔导位板与所述载板是采用不同的材料。

3.如权利要求1的导位板，其特征在于，所述微孔导位板和所述载板的材料包含陶瓷、金属、玻璃、或蓝宝石。

4.如权利要求1的导位板，其特征在于，所述导位板进一步包含一粘贴层，设置在所述载板与所述微孔导位板之间，用于粘接所述微孔导位板与所述载板。

5.一种用于晶圆量测的探针头，其特征在于，包含：

多个探针；以及

至少一导位板，包含：

一载板，包含至少一开口；以及

一微孔导位板，与所述载板连接且组装在所述载板的所述至少一开口的位置，其中所述微孔导位板包含多个开孔，并且每一开孔是用于与所述多个探针的其中的一探针对应组装。

6.如权利要求5的用于晶圆量测的探针头，其特征在于，所述微孔导位板与所述载板是采用不同的材料。

7.如权利要求5的用于晶圆量测的探针头，其特征在于，所述微孔导位板和所述载板的材料包含陶瓷、金属、玻璃、或蓝宝石。

8.如权利要求5的用于晶圆量测的探针头，其特征在于，所述导位板还包含一粘贴层，设置在所述载板与所述微孔导位板之间，用于粘接所述微孔导位板与所述载板。

9.一种导位板制造方法，所述导位板用于晶圆量测的探针头，其特征在于，所述导位板制造方法包含：

提供一载板，其中所述载板包含至少一开口；

提供一微孔导位板，其中所述微孔导位板包含多个开孔，并且每一开孔是用于与一探针对应组装；以及

连接所述载板与所述微孔导位板，其中所述微孔导位板组装在所述载板的所述至少一开口的位置。

10.如权利要求9的导位板制造方法，其特征在于，所述微孔导位板是以粘接方式组装在所述载板上。

11.如权利要求9的导位板制造方法，其特征在于，所述微孔导位板与所述载板是采用不同的材料。

12.如权利要求9的导位板制造方法，其特征在于，所述微孔导位板和所述载板的材料包含陶瓷、金属、玻璃、或蓝宝石。

13.如权利要求9的导位板制造方法，其特征在于，所述微孔导位板的所述多个开孔的形成方法包含激光穿孔、激光改质蚀刻穿孔、紫外光改质蚀刻穿孔、或等离子穿孔加工法。