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用于集成电路测试的纳米管探针结构

阅读:732发布:2020-05-12

专利汇可以提供用于集成电路测试的纳米管探针结构专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且一种用于集成 电路 测试的奈米管探针结构,包括有一 基板 及至少一连接于该基板的探测板,该探测板相对于待测晶片处设有探测元件,该探测元件由多根纳米 碳 管构成。,下面是用于集成电路测试的纳米管探针结构专利的具体信息内容。

1、一种用于集成电路测试的纳米管探针结构,系用以测试晶圆上的晶片, 其特征在于包括:一基板;至少一连接于前述基板的探测板,该探测板相对 于待测晶片处设有探测元件,该探测元件由多根纳米管构成。
2、根据权利要求1所述的纳米管探针结构,其特征在于该基板设有探测 晶片的电路及导线
3、根据权利要求1所述的纳米管探针结构,其特征在于该探测板为利于 纳米碳管生长的耐高温的材料构成。
4、根据权利要求1所述的纳米管探针结构,其特征在于该纳米碳管具备 挠曲能
5、根据权利要求1所述的纳米管探针结构,其特征在于该纳米碳管系对 应待测晶片位置,以丛集方式生长形成。
6、根据权利要求1所述的纳米管探针结构,其特征在于该探测板与基板 间以导线相连。

说明书全文

技术领域:

本实用新型是一种用于集成电路测试的纳米管探针结构,尤指一 种由纳米管取代传统探针的纳米管探针结构。

背景技术:

一般的集成电路(IC)测试可分为两阶段:封装前的晶圆片品级 测试(Wafer Sort/Circuit Probing Test)及封装后的成品终极测试 (Package/Final Test),晶圆片品级测试又分为裸晶晶圆及铅或金凸 加工晶圆测试两类。随着单位面积电路密度增加、功能增强的设计 趋势,I/O(Input,Output)脚数跟着增加,使集成电路后段封装制程 成本亦随之增加。为避免晶圆测试的不稳定(如误宰或误放)造成成 本的浪费,因此,封装前的晶圆测试的完整性及可靠度,日趋重要。 目前常用于晶圆测试探针卡大致可分为三大类型:悬臂式探针、垂直 式探针及薄膜探针。悬臂式探针卡,请参阅图1,在基板1’上设置多 个悬臂式探针元件3’,每一探测元件3’分别对应一待探测晶片(chip) 5上之焊点(pad),悬臂式探针卡为晶圆上最常用的方法,技术成熟 且最具成本效益,但针对焊点(pads)采矩阵式排列的晶片(chip), 如Flip Chip(覆晶封装),悬臂式探针卡已遭遇瓶颈,因为悬臂式探 针卡仅适用于焊点(pad)分布于晶片(chip)周围的排列,因此针对 焊点(pad)采取矩阵式排列的晶片(chip),势必另寻其它的替代方 案。

垂直式探针卡,如所谓的“Cobra”探针卡,基本制作方法是在 两片平行的基板上依据焊点(pad)的位置放置垂直的细探针,藉探 针收到垂直下压焊点(pad)或凸块时所产生的弹来形成接触点, 但随着I/O(Input,Output)脚数的增加以及焊点间距的缩小,此种 “Cobra”探针卡易产生相邻探针间的短路,而影响测试的稳定性。 另一种垂直式探针测试卡(如美国专利案US6426236),请参阅图2, 是在基板1”上相对应晶片5的焊点(pad)处均设有没有弹性的探测 元件3”,藉探测元件3”与晶片5(chip)上的焊点(pad)或凸块(bump) 接触,此种垂直式探针卡可避免“Cobra”探针卡相邻探针间的短路 的问题,但如果凸块的高低差变异较大时,则可能产生接触不良的问 题。

另有薄膜式探针卡(如美国专利案US5623214),可适用于焊点(pad) 间距较小的测试需求,但不适用于焊点(pad)采取矩阵式排列的晶片(chip)。

发明内容:

本实用新型要解决的技术问题在于解决上述现有技术的缺失,避免 缺失的存在,提供一种用于集成电路测试的纳米管探针结构,确保探针 与每一待测晶片(chip)上的焊点(pads)接触且保持良好的导电性

本实用新型的技术解决方案是:一种用于集成电路测试的纳米管 探针结构,其特点是它包括有一基板及至少一连接于前述基板的探测 板,该探测板相对于待测试晶片处设有探针元件,且该探测元件由多 根纳米碳管所构成。

1991年科学家宣布成功合成一种新的碳结构,这是一种极细针 状多层的碳管,管径约在1纳米到30纳米(10-9m)之间,即是所谓 的纳米碳管,由于其特殊结构使其具备特异的物理及化学性质,因而 展开了许多新的应用,纳米碳管的制作可用两根石墨电极,在氦气或 氩气的环境中,以直流电场放电而产生,亦可利用聚焦的高能激光, 使高温的石墨挥发后生成,另外也可利用高温炉中由、钴及镍等金 属颗粒,裂解乙炔或甲烷来制造纳米碳管,纳米碳管良好的导电性及 热传导性、高抗拉强度及挠曲能力,使其可广泛应用于物理、化学、 材料、生物等不同领域,利用纳米碳管细长、导电性及弹性的优点, 可作为微探针或微电极。

有关本实用新型的详细说明及技术内容,现配合附图说明如下:

附图说明:

图1习知探针平面示意图1。

图2习知探针平面示意图2。

图3是本实用新型平面示意图。

图4和图5为图3放大动作示意图。

具体实施方式:

请参阅图3所示,图3为本实用新型平面示意图,如图所示:本 实用新型是一种用于半导体测试的纳米管探针结构,该探针结构包括 有一基板1及至少一连接于前述基板1的探测板2,该探测板2相对 于待测试晶片5处(参见图4)设有探测元件3,该探测元件3为多 根纳米碳管4所构成。

该基板1设有探测晶片5所需的电路及导线(图中未示),且该 基板1并可连接至外部电脑或控制系统(图中未示)。由于前述的基 板1内设有电路及导线,无法抵抗高温,然而纳米碳管4的生长需在 高温环境下,因此,利用一可耐高温材质制成的探测板2作为纳米碳 管4生长所需的基础,前述纳米碳管4对应于待测晶片5上的焊点 (Pad)或凸块位置,以丛集方式生长形成。为了将探测结果传达至 外部控制系统,该探测板2与基板1之间以导线相连。由于纳米碳管 4尺寸微小,可于相对晶片5焊点(Pad)或凸块位置处生长出多根 纳米碳管4,确保每一晶片5上的所有焊点(Pads)或凸块至少有一 根纳米碳管4接触而进行测试,加上纳米碳管4优异的导电性,可提 升测试的准确度。

请同时参阅4、图5所示,图4和图5为本实用新型的放大动作 示意图,如图所示:在探测板2相对每一待测晶片5上的所有焊点 (Pads)或凸块处均设有探测元件3,此一探测元件3由多根纳米碳 管4所构成,该纳米碳管4对应于待测晶片5上的焊点(Pads)或凸 块位置,以丛集方式生长形成,因此,每一晶片5上的焊点(Pads) 或凸块位置均对应多根纳米碳管4,当基板1及探测板2接受外部系 统控制进行探测时,则基板1及探测板2会降下,直至纳米碳管4接 触到晶片5,此时,虽然每一纳米碳管4生成的高度不一,但是由于 其尺寸微小,因此,每一晶片5均对应多根纳米碳管4,,每一晶片5 上的焊点(Pads)或凸块位置只要有一根纳米碳管4接触到,即可进 行探测,解决习知技术因为每一晶片上的焊点(Pads)或凸块位置只 有一相对的探针时只要未产生接触即造成断路(Open)而无法完成测 试,加上纳米碳管4优良的导电性,将可大幅提高探测的准确率,此 外,因为奈米碳管4具备优异的挠曲能力,可提供足够的over travel (即纳米碳管4在碰到凸块(bump)后可再往下降低的距离),可避 免在晶片(chip)5上凸块间因高低差过大所产生的接触不良。

虽然纳米技术已经受到科学界重视,但是在实际应用上仍然遇到 许多瓶颈,包括操控性及易受污染的缺失尚待解决,然而纳米碳管确 实为科学家解决了许多长久以来的问题,而且纳米碳管因为尺寸微小 及物理性、化学性特殊,可提供产业界应用。目前纳米碳管应用领域 主要为发光元件平面显示器、高效电晶体、气体感测器及超强韧材料, 并无应用于半导体晶片测试的探针,因此,本实用新型利用纳米碳管 尺寸微小、导电性优良及高挠曲能力,将纳米碳管应用于半导体晶片 测试,将可有效解决因晶片间距缩小导致探测精确度不高的问题。

惟以上所述者,仅为本实用新型较佳实施例而已,当不能以此限 定本实用新型实施的范围,即大凡依本实用新型申请所作的均等变化 与修饰,皆应仍属本实用新型专利的保护范围。

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