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機械與航太工程研究所1

大綱(1)簡介nnnnnnn(2)技術回顧(3)本發明之結構(4)本發明之特點(5)模擬分析(6)結論(7)權利金預估機械與航太工程研究所2

1.簡介IC晶圓在製造完成後，無論是邏輯IC或記憶體IC的DRAM/SRAM/FLASH等，都會立即進行裸晶測試或預燒(Burn-in)的製程。nn將不良品(Baddie)在封裝前即予以剔除避免不良品進入封裝，造成不必要的成本增加。因此裸晶測試，在半導體業扮演著重要角色。機械與航太工程研究所3

2.技術回顧(1)Epoxyring水平式針測卡n探針金屬常採用具高韌性之鈹銅合金，探針被Epoxy支撐著，探針間最小距離可達125um多為邊緣式排列而不易做成矩陣排列。n機械與航太工程研究所4

2.技術回顧(2)雙壓電加熱驅動陣列式微懸臂探針n微懸臂以基材為座，由金屬層、SiO2及加熱層組成，加熱時因金屬層熱膨脹係數大於SiO2，使得微懸臂向SiO2層彎曲機械與航太工程研究所5

(1)針尖隨懸臂彎曲生縱向變形外，也會發生橫向位移而造成接觸不穩定。(2)有橫向位移，無法測試小尺寸鋁墊或金/錫凸塊。(3)針尖容易黏附雜物，不易清潔，容易造成功能喪失(4)測試過的鋁墊，有刮痕後續打線或長凸塊會有問題(5)懸臂長度達400~600um，佔據空間大，無法測試高密度鋁墊，也不適於2排或3排鋁墊之晶片。機械與航太工程研究所6

3.本發明之結構(1)：側視圖機械與航太工程研究所7

3.本發明之結構(2)：立體圖n機械與航太工程研究所8

3.本發明之結構(3)：分解圖機械與航太工程研究所9

3.本發明之結構(4)：探針與壓力感測器整合圖機械與航太工程研究所10

3.本發明之結構(5):壓力感測器示意圖機械與航太工程研究所11

3.本發明之結構(6):探針分布在晶粒外圍機械與航太工程研究所12

3.本發明之結構(7):探針為陣列式機械與航太工程研究所

3.本發明之結構(8):探針為直線式分佈機械與航太工程研究所14

3.本發明之結構(9):針測卡探針及壓力感測器分佈圖機械與航太工程研究所15

4.本發明之特點(1)垂直式探針空間較小,晶圓級一次測完nn(2)每根探針都有隔離地線設計,串音交連信號小(3)有壓力感測器,可測探針接觸晶片之壓力(5)垂直式探針接線短,寄生電感小,適用於高頻(6)微機電製程容易製作,品質易控制nnnnnn(7)基板膨脹係數與晶片相同可用於燒入測試(8)針頭有錐狀設計,可測試墊及凸塊(9)探針只接觸墊周圍,不會影響後續打線製程機械與航太工程研究所16

5.模擬分析(1):探針的變形量與應力運用模擬軟體ANSYS分析，當探針承受外加負荷時，計算探針生的應力與彈性層變形量。nnn不同的探針結構，承受不同負荷，作用在不同厚度之彈性緩衝層(聚亞醯氨，Polyimide)，有不同的應力與變形量。測試溫度對探針結構應力之熱耦合效應也納入分析研究。機械與航太工程研究所17

5.模擬分析(2):探針結構n簡化成四個部分:n1.探針突出尖端，由、及鋁材組成。n2.探針彈性層，由聚亞醯氨(Polyimide)組成。n3.基材導通層，由鋁、及金披，再用錫鉛合金以表面接著技術接合組成。n4.印刷電路板層，由銅、、金及FR-4組成。機械與航太工程研究所18

5.模擬分析(3):探針各部材料之物性表3-1材料特性機械與航太工程研究所19

5.模擬分析(4):模擬條件(1)作用力:4~10(g)(2)上層彈性層厚:8~28(um)(3)下層彈性層厚:8,16,24(um)(4)探針截面:20(um)x20(um)(5)以ANSYS模擬變形與主應力之情況(6)探針為左右對稱，故模型只取半邊。機械與航太工程研究所20

5.模擬分析(5):針軸方向變形量與應力曲線機械與航太工程研究所21

5.模擬分析(6):不同負載作用於不同彈性層厚度之結果機械與航太工程研究所22

5.模擬分析(7):針截面積尺寸變分析結果探針之針尖尺寸變化，由10(um)增加到30(um)，作用力為10(g)。而上層彈性層厚度與下層彈性層厚度nn維持為28(um)及16(um)。針尖底部鋁層厚度為1(um)。則模擬變形量與主應力的變化，最大nn針軸變形量可達5.