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半導(dǎo)體元件測(cè)試裝置、測(cè)試方法及該測(cè)試裝置制造方法

文檔序號(hào):7214792閱讀:152來(lái)源:國(guó)知局
專利名稱:半導(dǎo)體元件測(cè)試裝置、測(cè)試方法及該測(cè)試裝置制造方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體元件測(cè)試裝置及其制造方法,且特別涉及一種接 觸式測(cè)試工藝的半導(dǎo)體元件測(cè)試裝置及其制造方法。
背景技術(shù)
隨著科技不斷的進(jìn)步,各式電子產(chǎn)品不斷推陳出新,同時(shí)帶動(dòng)了半導(dǎo)體 產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展。半導(dǎo)體元件為一種極精密且昂貴的電子元件,不良的半導(dǎo) 體元件難以返工或理清不良原因。因此,在半導(dǎo)體元件的制造過(guò)程或出貨前 夕,均必須經(jīng)過(guò)一連串嚴(yán)格的測(cè)試工藝,以確保半導(dǎo)體元件的品質(zhì)。
一^:半導(dǎo)體元件測(cè)試裝置包括測(cè)試基板,測(cè)試基板具有測(cè)試接點(diǎn)。測(cè)試 接點(diǎn)接觸式電學(xué)連接半導(dǎo)體元件的導(dǎo)電凸塊,并進(jìn)行各項(xiàng)電學(xué)測(cè)試。 一般而
言,焊接式電學(xué)連接相當(dāng)?shù)夭环奖悖踔量赡芷茐陌雽?dǎo)體元件或測(cè)試基板。 因此,大多數(shù)半導(dǎo)體元件的測(cè)試工藝均采用接觸式電學(xué)連接,而非焊接式電 學(xué)連接。
然而,在測(cè)試工藝中,導(dǎo)電凸塊與測(cè)試接點(diǎn)之間可能因接觸不良而造成 測(cè)試精準(zhǔn)度大幅降低。造成導(dǎo)電凸塊與測(cè)試接點(diǎn)之間接觸不良的原因相當(dāng)?shù)?多,諸如導(dǎo)電凸塊長(zhǎng)短不一致、導(dǎo)電凸塊寬度不一致、測(cè)試接點(diǎn)磨損或測(cè)試 基板形變等因素。這些變化因素難以掌握,經(jīng)常造成測(cè)試工藝嚴(yán)重的錯(cuò)誤, 并降低測(cè)試工藝的精準(zhǔn)度。傳統(tǒng)上透過(guò)多次重復(fù)測(cè)試,以確保測(cè)試工藝的精 準(zhǔn)度,但卻大幅增加工藝工時(shí)。因此,如何提升半導(dǎo)體元件測(cè)試工藝的精準(zhǔn) 度實(shí)為目前研發(fā)的一個(gè)重要方向。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體元件測(cè)試裝置、測(cè)試方法及該測(cè)試裝置的制造方 法。依據(jù)本發(fā)明提供的一個(gè)觀點(diǎn),利用具導(dǎo)電性及彈性的導(dǎo)電高分子彈性構(gòu) 件作為導(dǎo)電接墊,使得半導(dǎo)體元件在測(cè)試過(guò)程中,可與半導(dǎo)體元件測(cè)試裝置 保持良好的電學(xué)連接,而不會(huì)受到導(dǎo)電凸塊長(zhǎng)度不一致、導(dǎo)電凸塊寬度不一
致或基板磨損等因素的影響,更大幅提高測(cè)試工藝的精準(zhǔn)度。.
根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的一個(gè)觀點(diǎn),提供一種半導(dǎo)體元件測(cè)試裝置,該半導(dǎo) 體元件測(cè)試裝置包括基板及導(dǎo)電高分子彈性構(gòu)件。導(dǎo)電高分子彈性構(gòu)件設(shè)置 于基板上。導(dǎo)電高分子彈性構(gòu)件界定接收空間,而接收空間用以接收半導(dǎo)體 元件的導(dǎo)電凸塊,以測(cè)試半導(dǎo)體元件。
根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的另 一觀點(diǎn),提供一種半導(dǎo)體元件測(cè)試裝置的制造方 法,該半導(dǎo)體元件測(cè)試裝置的制造方法包括以下步驟。提供基板。形成導(dǎo)電 高分子彈性層于基板上,導(dǎo)電高分子彈性層設(shè)有接收空間。其中,接收空間 用以接收半導(dǎo)體元件的導(dǎo)電凸塊,以測(cè)試半導(dǎo)體元件。
根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的再一觀點(diǎn),提供一種半導(dǎo)體元件測(cè)試裝置。半導(dǎo)體 元件測(cè)試裝置包括基板及導(dǎo)電高分子彈性構(gòu)件。導(dǎo)電高分子彈性構(gòu)件設(shè)置于 基板上。導(dǎo)電高分子彈性構(gòu)件包括設(shè)有兩側(cè)接觸位置的接收元件。接收元件 可因受外力向外展開(kāi),并在外力移除后向內(nèi)彈回。
根據(jù)本發(fā)明的另一觀點(diǎn),提出一種半導(dǎo)體元件的測(cè)試方法。該測(cè)試方法 包括以下步驟。提供半導(dǎo)體元件,半導(dǎo)體元件具有至少導(dǎo)電凸塊。提供設(shè)有 導(dǎo)電高分子彈性構(gòu)件的基板。導(dǎo)電高分子彈性構(gòu)件設(shè)有接收空間,且導(dǎo)電高 分子彈性構(gòu)件與測(cè)試機(jī)臺(tái)電學(xué)相連。將半導(dǎo)體元件的導(dǎo)電凸塊,插入于接收 空間內(nèi),使導(dǎo)電凸塊與導(dǎo)電高分子彈性構(gòu)件建立信號(hào)交換的連接關(guān)系。提供 電予半導(dǎo)體元件,使半導(dǎo)體元件可透過(guò)導(dǎo)電高分子彈性構(gòu)件,傳信號(hào)予測(cè)試
機(jī)臺(tái)。以測(cè)試機(jī)臺(tái)判讀信號(hào),并依據(jù)預(yù)定規(guī)格,決定半導(dǎo)體元件的功能是否正常。
為讓上述本發(fā)明通過(guò)實(shí)施例可揭示的可能優(yōu)點(diǎn),以及本發(fā)明其他優(yōu)點(diǎn)能 更清晰下文將以實(shí)施例,配合附圖作進(jìn)一步說(shuō)明。


圖1示出依照本發(fā)明第一實(shí)施例的半導(dǎo)體元件測(cè)試裝置及半導(dǎo)體元件的
示意圖2示出圖1的半導(dǎo)體元件測(cè)試裝置及半導(dǎo)體元件的電學(xué)連接示意圖; 圖3示出依照本發(fā)明第一實(shí)施例的半導(dǎo)體元件測(cè)試裝置的制造方法的流 程圖4A 4I示出圖3的各步驟示意圖;圖5示出依照本發(fā)明第二實(shí)施例的半導(dǎo)體元件測(cè)試裝置的示意圖; 圖6示出依照本發(fā)明第二實(shí)施例的半導(dǎo)體元件測(cè)試裝置的制造方法的流 程圖7A~ 7B示出圖6的各步驟示意圖8示出依照本發(fā)明另一種半導(dǎo)體元件測(cè)試裝置的示意圖9示出依照本發(fā)明另 一種半導(dǎo)體元件測(cè)試裝置的示意圖IO示出依照本發(fā)明另一種半導(dǎo)體元件測(cè)試裝置的示意圖;以及
圖11示出依照本發(fā)明另一種半導(dǎo)體元件測(cè)試裝置的示意圖。
附圖標(biāo)記說(shuō)明
100、 200、 300、 400、 500:半導(dǎo)體元件測(cè)試裝置110、 510:基板 111、 511a、 511b:基一反引線112:基板貫穿導(dǎo)體 120、 220、320、 420導(dǎo)電高分子彈性構(gòu)件
121、 421:絕緣高分子彈性體121a:彈性體開(kāi)口
122、 322、 422:導(dǎo)電層123:彈性體貫穿導(dǎo)體
124、 224、 324、 424:接收空間124a、 324a:側(cè)壁
128:光刻膠層128a:光刻膠開(kāi)口
129:種子導(dǎo)電層425:裂縫
卯0:半導(dǎo)體元件910:導(dǎo)電柱
D124a、 D124b:接收空間的寬度D124c:接收空間的最小徑長(zhǎng)
D910:導(dǎo)電柱的最大徑長(zhǎng)F210:回復(fù)力
F910:擠壓力R122:圓滑轉(zhuǎn)角
具體實(shí)施方式
第一實(shí)施例
請(qǐng)參照?qǐng)D1,其示出依照本發(fā)明第一實(shí)施例的半導(dǎo)體元件測(cè)試裝置100 及半導(dǎo)體元件900的示意圖。半導(dǎo)體元件測(cè)試裝置100包括基板110及至少 一個(gè)導(dǎo)電高分子彈性構(gòu)件120。導(dǎo)電高分子彈性構(gòu)件120設(shè)置于基板IIO上。 導(dǎo)電高分子彈性構(gòu)件120界定接收空間124。通常,因待測(cè)半導(dǎo)體元件900 通常具有多根導(dǎo)電凸塊(Bump)待測(cè)試(在本實(shí)施例為導(dǎo)電柱),故對(duì)應(yīng)的導(dǎo)電 高分子彈性構(gòu)件120,也為多個(gè)。在此,為了方便說(shuō)明,僅以一個(gè)半導(dǎo)體元 件卯O的導(dǎo)電柱,以及一個(gè)導(dǎo)電高分子彈性構(gòu)件120作說(shuō)明。
在本實(shí)施例中的導(dǎo)電高分子彈性構(gòu)件120,實(shí)由絕緣高分子彈性體121 及導(dǎo)電層122所構(gòu)成。絕緣高分子彈性體121設(shè)置于基板IIO上,導(dǎo)電層122 設(shè)于絕緣高分子彈性體121上。絕緣高分子彈性體121具有彈性。
同時(shí),在本實(shí)施例中的絕緣高分子彈性體121為雙峰結(jié)構(gòu),而導(dǎo)電層 122,沿著絕緣高分子彈性體121的外形鋪設(shè),亦呈現(xiàn)雙峰的形狀。在雙峰 之間設(shè)有接收空間124。但實(shí)際上,導(dǎo)電高分子彈性構(gòu)件120,并不必然是 雙峰結(jié)構(gòu),其頂端亦可為平面,只要該導(dǎo)電高分子彈性構(gòu)件120中,設(shè)有該 4妻收空間124即可。而導(dǎo)電層122沿著4妄收空間124的至少一個(gè)側(cè)壁124a 配置。在本實(shí)施例中,導(dǎo)電層122沿接收空間123的相對(duì)兩側(cè)壁124a配置。
請(qǐng)參照?qǐng)D2,其揭示圖1的半導(dǎo)體元件測(cè)試裝置100及半導(dǎo)體元件900 的電學(xué)連接示意圖。接收空間124用以接收半導(dǎo)體元件900的導(dǎo)電柱910, 以測(cè)試半導(dǎo)體元件卯O。由于導(dǎo)電高分子彈性構(gòu)件120具有彈性,使得接收 空間124具有一定程度的彈性縮放能力。因此,當(dāng)導(dǎo)電柱910插入接收空間 124時(shí),接收空間124可以向外擴(kuò)張,以接收導(dǎo)電柱910。藉此,即可使導(dǎo) 電柱910與半導(dǎo)體元件900接觸式電學(xué)連接。在本實(shí)施例中,導(dǎo)電高分子彈 性構(gòu)件120,在導(dǎo)電柱910插入時(shí),因受力向兩側(cè)展開(kāi)。并在導(dǎo)電柱910移 去時(shí),因所受力移除,而向內(nèi)彈回。
也就是說(shuō),在本實(shí)施例中,圖1的接收空間124的寬度D124a略小于圖 2的接收空間124的寬度D124b。接收空間124可縮放于寬度D124a及寬度 D124b之間。
其中,該導(dǎo)電高分子彈性構(gòu)件120,在本實(shí)施例使用聚二曱基硅氧烷 (PDMS),其彈性模量在0.2-9.4 MPA,優(yōu)選為0.7 3.0 MPA。而基板IIO 在本實(shí)施例使用陶瓷為材料,其彈性模量在10-100 GPA之間。所以基板IIO 的彈性,小于導(dǎo)電高分子彈性構(gòu)件120的彈性,以支持導(dǎo)電凸塊的插入。
另外,導(dǎo)電高分子彈性構(gòu)件120的膨脹系數(shù),約為60 350 PPM,而較 常使用的,在攝氏溫度零下五十五至至一百五十五度之間,其膨脹系數(shù)為 300PPM。而基板110的膨脹系數(shù),則約為3-5PPM。
同時(shí),本實(shí)施例的半導(dǎo)體元件900以半導(dǎo)體芯片(Chip)為例作說(shuō)明。 然本領(lǐng)域技術(shù)人員均可明了 ,半導(dǎo)體元件900及其導(dǎo)電柱910并不局限在此, 該導(dǎo)電凸塊,亦可以是其他形式的導(dǎo)電機(jī)構(gòu),例如焊球(solderball)。此外, 此半導(dǎo)體芯片可以為晶片的棵芯片、切割后的芯片,或是已完成封裝的芯片 結(jié)構(gòu)。
另一方面來(lái)說(shuō),如圖2所示,導(dǎo)電高分子彈性構(gòu)件120包括設(shè)有至少兩
側(cè)接觸位置的接收元件。其中,接收元件兩側(cè)接觸位置之間,即界定上述的
接收空間124。當(dāng)半導(dǎo)體元件900的導(dǎo)電柱910插入接收空間124時(shí),導(dǎo)電 柱910則擠壓接收元件的兩側(cè)接觸位置。接收元件受到導(dǎo)電柱910的擠壓力 F910后,并向外展開(kāi)。同時(shí),接收元件施加回復(fù)力F210于導(dǎo)電柱910上, 以穩(wěn)固地夾持導(dǎo)電柱910。當(dāng)導(dǎo)電柱910離開(kāi)接收空間124時(shí),導(dǎo)電柱910 所施加的擠壓力F910移除,使得接收元件向內(nèi)彈回。
如上所述,導(dǎo)電層122具有導(dǎo)電性且絕緣高分子彈性體121具有彈性。 當(dāng)導(dǎo)電柱910插入接收空間124時(shí),導(dǎo)電柱910的兩側(cè)抵靠著導(dǎo)電層122, 絕緣高分子彈性體121產(chǎn)生形變,使得導(dǎo)電柱910與導(dǎo)電層122之間緊密抵 靠而沒(méi)有任何間隙。不僅接觸面積大幅增加,更減少接觸不良的機(jī)會(huì)。
優(yōu)選地,如圖1所示,接收空間124的最小徑長(zhǎng)D124c小于導(dǎo)電柱910 的最大徑長(zhǎng)D910。使得導(dǎo)電柱910插入接收空間124時(shí),導(dǎo)電柱910不會(huì) 過(guò)松,且導(dǎo)電柱910與側(cè)壁124a之間沒(méi)有間隙。接收空間124的最小徑長(zhǎng) D124c,可依據(jù)導(dǎo)電柱910的最大徑長(zhǎng)C910及絕緣高分子彈性體121的可 形變量來(lái)設(shè)定,以獲得導(dǎo)電柱910與側(cè)壁124a的最佳接觸效果。
再者,如圖1的虛線區(qū)域所示,導(dǎo)電層122具有兩個(gè)圓滑轉(zhuǎn)角R122。 圓滑轉(zhuǎn)角R122設(shè)置于接收空間124的底部與側(cè)壁之間。其中圓滑轉(zhuǎn)角R122 的曲率半徑大于0.05毫米(mm)。藉此,可避免應(yīng)力不易集中于導(dǎo)電層122 的轉(zhuǎn)角處,進(jìn)而降低導(dǎo)電層122斷裂的機(jī)會(huì)。
此外,基板110更包括基板引線111及基板貫穿導(dǎo)體(conductive via) 112。導(dǎo)電層122及基板引線111配置于基板110的相對(duì)的兩個(gè)側(cè)面。基板 貫穿導(dǎo)體112貫穿基板110,以電學(xué)連接導(dǎo)電層123及基板引線Ul。導(dǎo)電 高分子彈性構(gòu)件120更包括彈性體貫穿導(dǎo)體123。彈性體貫穿導(dǎo)體123貫穿 絕緣高分子彈性體121,以電學(xué)連接導(dǎo)電層122及基板貫穿導(dǎo)體112。其中, 本實(shí)施例的彈性體貫穿導(dǎo)體123及導(dǎo)電層122為一體成型的結(jié)構(gòu)。當(dāng)導(dǎo)電柱 910插入接收空間124時(shí),通過(guò)導(dǎo)電層122、彈性體貫穿導(dǎo)體123及基板貫 穿導(dǎo)體112,即可使導(dǎo)電柱910與基板引線111電學(xué)連接。
據(jù)此,可進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明所提供半導(dǎo)體元件測(cè)試方法的實(shí)施例。請(qǐng)參 圖1與圖2,在晶片的芯片上設(shè)妥導(dǎo)電柱910后,可在芯片切割前或是切割
后,將芯片上的導(dǎo)電柱910,插入上述揭示的導(dǎo)電高分子彈性構(gòu)件120所界 定的接收空間124內(nèi),使得半導(dǎo)體元件900的信號(hào),可以通過(guò)導(dǎo)電柱910、 導(dǎo)電高分子彈性構(gòu)件120、彈性體貫穿導(dǎo)體123及基板貫穿導(dǎo)體112,與基 板引線111構(gòu)成機(jī)械與電學(xué)連接,而測(cè)試裝置100則再與測(cè)試機(jī)臺(tái),亦即自 動(dòng)測(cè)試i殳備(Automati c Test Equipment , ATE)相連。
而后,經(jīng)由該電學(xué)連接,供電并測(cè)試該半導(dǎo)體元件900,以決定其是否 符合預(yù)設(shè)規(guī)格。在此,半導(dǎo)體元件900,可與基板引線111所建立連接關(guān)系, 可以是以電流、電壓或是信號(hào),代表邏輯的零或一。當(dāng)ATE收到半導(dǎo)體元 件900傳來(lái)的信號(hào),將依據(jù)預(yù)定的規(guī)格,決定半導(dǎo)體元件900的功能是否正 常。最后再依據(jù)功能判定的結(jié)果,以物理或電學(xué)的方式標(biāo)示該半導(dǎo)體元件900 的好壞,并對(duì)好的半導(dǎo)體元件900執(zhí)行進(jìn)一步的工藝。
而該基板引線111,除連接到ATE以外,亦可連到PC板的產(chǎn)品應(yīng)用端, 作應(yīng)用端測(cè)試(Application Test)。
因此,此測(cè)試方法,在晶片切割前,即可作晶片層面的測(cè)試(Wafer Level Test),而不需等到芯片封裝后才測(cè)試,可大幅省下不良芯片的封裝成本。
實(shí)際上執(zhí)行測(cè)試時(shí),在半導(dǎo)體元件900上的導(dǎo)電柱910,不一定要與導(dǎo) 電高分子彈性構(gòu)件120作機(jī)械式接觸,也可以只要有信號(hào)交換即可,重點(diǎn)在 于透過(guò)該導(dǎo)電高分子彈性構(gòu)件120與導(dǎo)電柱910的信號(hào)交換連接關(guān)系,可以 使測(cè)試機(jī)臺(tái)接收到半導(dǎo)體元件900的信號(hào),進(jìn)而決定半導(dǎo)體元件900的好壞。
以下搭配流程圖及結(jié)構(gòu)圖,說(shuō)明本發(fā)明第 一實(shí)施例的半導(dǎo)體元件測(cè)試裝 置100的制造方法。
請(qǐng)參照?qǐng)D3及圖4A~4I,圖3示出依照本發(fā)明第一實(shí)施例的半導(dǎo)體元 件測(cè)試裝置100的制造方法的流程圖。圖4A 4I示出圖3的各步驟示意圖。 在本實(shí)施例中,半導(dǎo)體元件測(cè)試裝置100的制造方法雖以圖3及圖4A-4I
的制造方法并不局限在此。
首先,請(qǐng)參照?qǐng)D4A,在步驟301中,提供基板UO。本實(shí)施例的基板 110選自于由陶瓷基板、玻璃纖維基板(FR4)所組成的組。并且基板100 包括基板引線111及基板貫穿導(dǎo)體112?;遑灤?dǎo)體112貫穿基板110的 相對(duì)兩個(gè)表面。
接著,實(shí)施步驟302 步驟309,形成導(dǎo)電高分子彈性層于基板10上。 其中導(dǎo)電高分子彈性層可以是單一層結(jié)構(gòu),也可以是復(fù)合層結(jié)構(gòu)。在本實(shí)施 例中,導(dǎo)電高分子彈性層為復(fù)合層結(jié)構(gòu),由絕緣高分子彈性體及導(dǎo)電層所構(gòu)
成。步驟302至步驟309則分述如下
請(qǐng)參照?qǐng)D4B,在步驟302中,形成絕緣高分子彈性體121于基板110 上。其中,絕緣高分子彈性體121的材質(zhì)選自于由聚二甲基硅氧烷(PDMS)、 橡膠及其組合所組成的組。并且,此步驟可選用澆鑄(Casting)的方式形成 絕緣高分子彈性體121。然而,絕緣高分子體121的形成方式,可依據(jù)不同 的材質(zhì),選取不同的優(yōu)選形成方式。
在此實(shí)施例中,絕緣高分子彈性體121為雙峰結(jié)構(gòu),雙峰之間即形成接 收空間124。絕緣高分子彈性體121具有彈性體開(kāi)口 121a,彈性體開(kāi)口 12la 暴露出基板貫穿導(dǎo)體112。
請(qǐng)參照?qǐng)D4C,在步驟303中,使用離子源預(yù)洗(Plasma Pre-trea加ent) 基板IIO及絕緣高分子彈性體121。此步驟用以確保絕緣高分子彈性體121 表面的潔凈度。若絕緣高分子彈性體121的潔凈度較差時(shí),極有可能影響導(dǎo) 電層122 (導(dǎo)電層122示出于圖1及圖2)與絕緣高分子彈性體121的粘著 性。嚴(yán)重時(shí),經(jīng)過(guò)導(dǎo)電柱910 (導(dǎo)電柱910示于圖l及圖2)多次插拔后, 更可能導(dǎo)致導(dǎo)電層122發(fā)生脫離的現(xiàn)象。
請(qǐng)參照?qǐng)D4D,在步驟304中,濺射種子導(dǎo)電層129于絕緣高分子彈性 體121及基板110上。其中,種子導(dǎo)電層129整面性濺射于絕緣高分子彈性 體121及基板110上。在此步驟中,由于濺射工藝的沉積速度較慢,且種子 導(dǎo)電層129作為后續(xù)電鍍工藝的種子層。因此僅需濺射一層薄薄的種子導(dǎo)電 層129,而不需要太厚的種子導(dǎo)電層129。雖然濺射所花需的工藝時(shí)間較長(zhǎng), 由于不需濺射太厚的種子導(dǎo)電層129,故此步驟并不會(huì)花費(fèi)太多的工藝時(shí)間。
再者,在此步驟中,種子導(dǎo)電層129更形成于彈性體開(kāi)口 121a內(nèi)。也 就是說(shuō),種子導(dǎo)電層129透過(guò)基板貫穿導(dǎo)體112,電學(xué)連接于另一側(cè)面的基 板引線111。
而種子導(dǎo)電層129的材質(zhì)為,可選自于由鈦(Ti)、銅(Cu)、鈦-銅合
金(Ti/Cu)及其組合所組成的組。
請(qǐng)參照?qǐng)D4E,在步驟305中,涂布光刻膠層128于種子導(dǎo)電層129上。 請(qǐng)參照?qǐng)D4F,在步驟306中,以掩模500圖案化光刻膠層128,以使光
刻膠層128具有光刻膠開(kāi)口 128a。其中光刻膠開(kāi)口 128a不僅涵蓋接收空間
124,更涵蓋基板貫穿導(dǎo)體121的區(qū)域。
請(qǐng)參照?qǐng)D4G,在步驟307中,以種子導(dǎo)電層129為電極,電鍍導(dǎo)電層 !22于光刻膠開(kāi)口 128a內(nèi),直到導(dǎo)電層122具有所需的厚度為止。其中,導(dǎo) 電層122的材質(zhì)為可選自于由鈥(Ti)、銅(Cu)、鈦-銅合金(Ti/Cu)及其 組合所組成的組。 一般而言,電鍍的速度快于濺射的速度,因此大部分的導(dǎo) 電層122可在此步驟中完成。
請(qǐng)參照?qǐng)D4H,在步驟308中,移除光刻膠層128。
請(qǐng)參照?qǐng)D41,在步驟309中,移除導(dǎo)電層122以外的種子導(dǎo)電層129。 至此,步驟304 ~步驟309即形成導(dǎo)電層122于絕緣高分子彈性體121上。 透過(guò)上述的步驟,即可形成含有導(dǎo)電層122及絕緣高分子彈性體121的導(dǎo)電 高分子彈性構(gòu)件120。
第二實(shí)施例
本實(shí)施例揭示一半導(dǎo)體元件測(cè)試裝置200及其制造方法,其與第一實(shí)施 例的半導(dǎo)體元件測(cè)試裝置IOO及其制造方法不同之處,主要在于導(dǎo)電高分子 彈性構(gòu)件220直接由導(dǎo)電高分子材料所構(gòu)成,其余相同之處并不再贅述。請(qǐng) 參照?qǐng)D5,其示出依照本發(fā)明第二實(shí)施例的半導(dǎo)體元件測(cè)試裝置200的示意 圖。在本實(shí)施例中,導(dǎo)電高分子彈性構(gòu)件220并非由導(dǎo)電層及絕緣高分子彈 性體所組成,而是直接由導(dǎo)電高分子材料所構(gòu)成。
其中,導(dǎo)電高分子材料是一種接近金屬導(dǎo)電性的高分子材料。相較于金 屬,高分子材料具有低密度、低價(jià)格、高可加工性等優(yōu)點(diǎn)。 一般而言,導(dǎo)電 高分子材料可分為導(dǎo)電純高分子材料或?qū)щ姀?fù)合高分子材料。純高分子導(dǎo)電 高分子材料通過(guò)7T鍵電子的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)電。主要包括聚乙炔類導(dǎo)電高分子材料、 聚噻吩類導(dǎo)電高分子材料、聚吡咯類導(dǎo)電高分子材料以及聚笨胺類導(dǎo)電高分 子材料。導(dǎo)電復(fù)合高分子材料則通過(guò)在高分子中摻雜金屬或碳類導(dǎo)電添加物 (如活性炭、碳纖維、碳納米管等),使得普通高分子材料也可以具有導(dǎo)電 性質(zhì)。
此類導(dǎo)電高分子材料兼具導(dǎo)電性及彈性,使得導(dǎo)體元件測(cè)試裝置200的 制造過(guò)程更加容易。以下以流程圖并搭配各步驟示意圖詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)施例的 半導(dǎo)體元件測(cè)試裝置200的制造方法。
請(qǐng)同時(shí)參照?qǐng)D6及圖7A 7B,圖6示出依照本發(fā)明第二實(shí)施例的半導(dǎo)
體元件測(cè)試裝置200的制造方法的流程圖。圖7A 7B示出圖6的各步驟示意圖。
首先,如圖7A所示,在步驟601中,提供基板IIO。
接著,如圖7B所示,在步驟602中,以導(dǎo)電高分子材料形成導(dǎo)電高分 子彈性構(gòu)件220于基板110上。在此步驟中,直接將導(dǎo)電高分子材料形成具 有接收空間224的導(dǎo)電高分子彈性構(gòu)件220。因此,本實(shí)施例的導(dǎo)電高分子 構(gòu)件200則不具有彈性體貫穿導(dǎo)體。當(dāng)半導(dǎo)體元件的導(dǎo)電柱插入接收空間 224時(shí),導(dǎo)電柱與導(dǎo)電高分子彈性構(gòu)件220接觸后,導(dǎo)電蛀與基板引線lll 則直接透過(guò)導(dǎo)電高分子彈性構(gòu)件220及基板貫穿導(dǎo)體121而電學(xué)連接。
另外,對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言,皆可明了本發(fā)明并不限于上述的實(shí)施 方式。如圖8所示,接收空間324亦可直接暴露基板110。在此,導(dǎo)電高分 子彈性構(gòu)件320的接收空間324直接暴露基板110,并且,導(dǎo)電層322不僅 沿著接收空間324的相對(duì)的兩個(gè)側(cè)壁324a,也沿著基板110配置。
因?yàn)椋瑴y(cè)試多是半導(dǎo)體芯片多個(gè)導(dǎo)電柱一起進(jìn)行,因此,提供半導(dǎo)體元 件測(cè)試裝置400由多個(gè)導(dǎo)電高分子彈性構(gòu)件420所組成,如圖9所示作說(shuō)明。 在此,半導(dǎo)體元件測(cè)試裝置400由多個(gè)直線排列的導(dǎo)電高分子彈性構(gòu)件420 所構(gòu)成。各個(gè)導(dǎo)電高分子彈性構(gòu)件420對(duì)應(yīng)于各個(gè)導(dǎo)電柱(未示于圖9中)。 各導(dǎo)電高分子彈性構(gòu)件420界定接收空間424,接收空間424為平行于基板 IIO的長(zhǎng)條狀結(jié)構(gòu)。
而各個(gè)導(dǎo)電高分子彈性構(gòu)件420包括導(dǎo)電層422及絕緣高分子彈性體 421,各個(gè)導(dǎo)電層422設(shè)置于各個(gè)絕緣高分子彈性體421上。各個(gè)導(dǎo)電層422 之間留有一定的間隙,使得各個(gè)導(dǎo)電層422電學(xué)隔離。并且各個(gè)絕緣高分子 彈性體421之間具有裂縫425,使得各個(gè)絕緣高分子彈性體422結(jié)構(gòu)分離。 也就是說(shuō),各個(gè)導(dǎo)電高分子彈性構(gòu)件420結(jié)構(gòu)分離且電學(xué)隔離。
當(dāng)導(dǎo)電柱插入各個(gè)導(dǎo)電高分子彈性構(gòu)件420時(shí),由于各個(gè)導(dǎo)電高分子彈 性構(gòu)件420結(jié)構(gòu)分離,故各個(gè)導(dǎo)電高分子彈性構(gòu)件420不會(huì)相互影響。因此 各個(gè)導(dǎo)電柱與各個(gè)導(dǎo)電高分子彈性構(gòu)件420可保持良好的接觸。
再者,由于各個(gè)導(dǎo)電高分子彈性構(gòu)件420電學(xué)隔離,故各個(gè)導(dǎo)電柱插入 各個(gè)導(dǎo)電高分子彈性構(gòu)件420時(shí),并不會(huì)發(fā)生短路的現(xiàn)象。
請(qǐng)?jiān)賲⒄請(qǐng)D10,在本發(fā)明提供的實(shí)施例中,基板510的內(nèi)層導(dǎo)線亦可作 進(jìn)一步的變化,例如基板510的內(nèi)層導(dǎo)線511a、 511b,可直接設(shè)置于接收空
間124下。且基板510的內(nèi)層導(dǎo)線511a亦可延伸在其他不同層的位置。
另外,因內(nèi)層導(dǎo)線511a、 511b,可向外延伸,使得亦可直接連接到基板 貫穿導(dǎo)柱之間的距離,可以小于測(cè)試板上導(dǎo)線之間的距離,并可將導(dǎo)線向外 延伸的排列形狀,設(shè)為如扇形排列(Fan-Out),使測(cè)試板的導(dǎo)線距離放大,而 可利用對(duì)線距要求較低的設(shè)備運(yùn)作。
請(qǐng)?jiān)賲D11,如前所述,在上述實(shí)施例中,雖然絕緣高分子彈性體121 為雙峰結(jié)構(gòu),并其并不必然是如此結(jié)構(gòu),其頂端亦可為平面,只要該導(dǎo)電高 分子彈性構(gòu)件120中,設(shè)有該接收空間124,可使半導(dǎo)體元件900的導(dǎo)電柱 可電學(xué)連接到該導(dǎo)電高分子彈性構(gòu)件120即可。而且,在該接收空間124下 方,亦可直接連接到基板貫穿導(dǎo)柱112,再與基板引線lll相連,而不需要 經(jīng)過(guò)通過(guò)彈性體貫穿導(dǎo)體123。
本發(fā)明上述實(shí)施例所揭露的半導(dǎo)體元件測(cè)試裝置、測(cè)試方法及該測(cè)試裝 置制造方法,利用具導(dǎo)電性及彈性的導(dǎo)電高分子彈性構(gòu)件作為導(dǎo)電接墊,不 僅使得半導(dǎo)體元件在測(cè)試過(guò)程中,可與半導(dǎo)體元件測(cè)試裝置保持良好的電學(xué) 連接,而不會(huì)受到導(dǎo)電柱長(zhǎng)度不一致、導(dǎo)電柱寬度不一致或基板磨損等因素 的影響,更大幅提高測(cè)試工藝的精準(zhǔn)度。
綜上所述,雖然本發(fā)明已以優(yōu)選實(shí)施例揭露如上,然其并非用以限定本 發(fā)明》本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域中普通技術(shù)人員,在不脫離本發(fā)明的精神和范圍 內(nèi),當(dāng)可作各種的更動(dòng)與潤(rùn)飾,例如,在上述實(shí)施例中揭示的半導(dǎo)體元件導(dǎo) 電柱(Pillar bump),其實(shí)只是導(dǎo)電凸塊(bump)的一種,亦可使用其他導(dǎo)電凸 塊,例如焊料凸塊(solder bump)。因此,本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)由后附的權(quán)利 要求所界定的為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1. 一種半導(dǎo)體元件測(cè)試裝置,包括基板;以及導(dǎo)電高分子彈性構(gòu)件,設(shè)置于該基板上,該導(dǎo)電高分子彈性構(gòu)件界定接收空間,而該接收空間用以接收半導(dǎo)體元件的導(dǎo)電凸塊,以測(cè)試該半導(dǎo)體元件。
2. 如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體元件測(cè)試裝置,其中該導(dǎo)電高分子彈性 構(gòu)件由絕緣高分子彈性體及導(dǎo)電層所構(gòu)成,該絕緣高分子彈性體設(shè)置于該基 板上,該導(dǎo)電層設(shè)于該絕緣高分子彈性體上。
3. 如權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體元件測(cè)試裝置,其中該絕緣高分子彈性 體的材質(zhì)選自于由聚二曱基硅氧烷、橡膠及其組合所組成的組。
4. 如權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體元件測(cè)試裝置,其中該導(dǎo)電層沿該接收 空間的相對(duì)的兩個(gè)側(cè)壁配置。
5. 如權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體元件測(cè)試裝置,其中該接收空間暴露該 基板,該導(dǎo)電層沿著該接收空間的相對(duì)的兩個(gè)側(cè)壁及該基板配置。
6. 如權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體元件測(cè)試裝置,其中該基板包括 基板引線,該導(dǎo)電層及該基板引線配置于該基板的相對(duì)的兩個(gè)側(cè)面;以及基板貫穿導(dǎo)體,貫穿該基板,以電學(xué)連接該導(dǎo)電層及該基板引線。
7. 如權(quán)利要求6所述的半導(dǎo)體元件測(cè)試裝置,其中該導(dǎo)電高分子彈性 構(gòu)件更包括彈性體貫穿導(dǎo)體,貫穿該絕緣高分子彈性體,以電學(xué)連接該導(dǎo)電層及該 基板貫穿導(dǎo)體。
8. 如權(quán)利要求6所述的半導(dǎo)體元件測(cè)試裝置,其中該基板貫穿導(dǎo)體, 設(shè)于該接收空間下方。
9. 如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體元件測(cè)試裝置,其中該半導(dǎo)體元件測(cè)試 裝置包括多個(gè)導(dǎo)電高分子彈性構(gòu)件,該導(dǎo)電高分子彈性構(gòu)件結(jié)構(gòu)分離且電學(xué)隔離。
10. 如權(quán)利要求9所述的半導(dǎo)體元件測(cè)試裝置,其中各個(gè)該導(dǎo)電高分子 彈性構(gòu)件界定接收空間,該接收空間設(shè)為平行于該基板的長(zhǎng)條狀結(jié)構(gòu)。
11. 如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體元件測(cè)試裝置,其中該導(dǎo)電高分子彈性 構(gòu)件由導(dǎo)電高分子材料所構(gòu)成。
12. 如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體元件測(cè)試裝置,其中該導(dǎo)電層具有兩個(gè) 圓滑轉(zhuǎn)角,該圓滑轉(zhuǎn)角設(shè)置于該接收空間的底部與側(cè)壁之間。
13. 如權(quán)利要求12所述的半導(dǎo)體測(cè)試裝置,其中該圓滑轉(zhuǎn)角的曲率半 徑大于0.05毫米。
14. 一種半導(dǎo)體元件測(cè)試裝置的制造方法,包括 提供基板;以及形成導(dǎo)電高分子彈性層于該基板上,該導(dǎo)電高分子彈性層設(shè)有接收空間,其中,該接收空間用以接收半導(dǎo)體元件的導(dǎo)電凸塊,以測(cè)試該半導(dǎo)體元件。
15. 如權(quán)利要求14所述的制造方法,其中該導(dǎo)電高分子彈性層為單一 層結(jié)構(gòu),該單一層結(jié)構(gòu)由導(dǎo)電高分子材料所構(gòu)成。
16. 如權(quán)利要求14所述的制造方法,其中該導(dǎo)電高分子彈性層為復(fù)合 層結(jié)構(gòu),該復(fù)合層由絕緣高分子彈性體及導(dǎo)電層所構(gòu)成,形成該導(dǎo)電高分子 彈性層的該步驟更包括形成該絕緣高分子彈性體于該基板上;以及 形成該導(dǎo)電層于該絕緣高分子彈性體上。
17. 如權(quán)利要求16所述的制造方法,其中形成該絕緣高分子彈性體的 該步驟以澆鑄的方式形成該絕緣高分子彈性體。
18. 如權(quán)利要求16所述的制造方法,其中該絕緣高分子彈性體的材質(zhì) 選自于由聚二曱基硅氧烷、橡膠及其組合所組成的組。
19. 如權(quán)利要求16所述的制造方法,其中在形成該絕緣高分子彈性體 的步驟后,該制造方法更包括離子源預(yù)洗該基板及該絕緣高分子彈性體。
20. 如權(quán)利要求16所述的制造方法,其中形成該導(dǎo)電層的該步驟更包括濺射種子導(dǎo)電層于該絕緣高分子彈性體及該基板上; 涂布光刻膠層于該種子導(dǎo)電層上; 圖案化該光刻膠層,以使該光刻膠層具有光刻膠開(kāi)口;以該種子導(dǎo)電層為電極,電鍍?cè)搶?dǎo)電層于該光刻膠開(kāi)口內(nèi); 移除該光刻膠層;以及 移除該導(dǎo)電層以外的該種子導(dǎo)電層。
21. 如權(quán)利要求20所述的制造方法,其中該基板包括基板引線及基板 貫穿導(dǎo)體,該導(dǎo)電層及該基板引線的配置于該基板的相對(duì)的兩個(gè)側(cè)面,該基 板貫穿導(dǎo)體貫穿該基板,并電學(xué)連接該基板引線,該絕緣高分子彈性體具有 彈性體開(kāi)口,該彈性體開(kāi)口暴露出該基板貫穿導(dǎo)體,在濺射該種子導(dǎo)電層的 該步驟中,該種子導(dǎo)電層更形成于該彈性體開(kāi)口內(nèi)。
22. 如權(quán)利要求21所述的制造方法,其中該光刻膠開(kāi)口更涵蓋該基板 貫穿導(dǎo)體的區(qū)域。
23. 如權(quán)利要求20所述的制造方法,其中該種子導(dǎo)電層的材質(zhì)選自于 由鈦、銅、鈦-銅合金及其組合所組成的組。
24. 如權(quán)利要求14所述的制造方法,其中該基板選自于由陶資基板、 玻璃纖維基板所組成的組。
25. —種半導(dǎo)體元件測(cè)試裝置,包括 基板;以及導(dǎo)電高分子彈性構(gòu)件,設(shè)置于該基板上,且該導(dǎo)電高分子彈性構(gòu)件包括 設(shè)有兩側(cè)接觸位置的接收元件,可因受外力向外展開(kāi),并在外力移除后 向內(nèi)彈回。
26. 如權(quán)利要求25所述的半導(dǎo)體元件測(cè)試裝置,其中該接收元件的兩 側(cè)接觸位置之間界定接收空間。
27. 如權(quán)利要求25所述的半導(dǎo)體元件測(cè)試裝置,其中該導(dǎo)電高分子彈 性構(gòu)件由絕緣高分子彈性體及導(dǎo)電層所構(gòu)成,該絕緣高分子彈性體設(shè)置于該 基板上,該導(dǎo)電層設(shè)于該絕緣高分子彈性體上。
28. 如權(quán)利要求27所述的半導(dǎo)體元件測(cè)試裝置,其中該絕緣高分子彈 性體的材質(zhì)選自于由聚二甲基硅氧烷、橡膠及其組合所組成的組。
29. —種半導(dǎo)體元件的測(cè)試方法,包括 提供半導(dǎo)體元件,該半導(dǎo)體元件具有至少一個(gè)導(dǎo)電凸塊;提供設(shè)有導(dǎo)電高分子彈性構(gòu)件的基板;該導(dǎo)電高分子彈性構(gòu)件設(shè)有接收 空間,且該導(dǎo)電高分子彈性構(gòu)件與測(cè)試機(jī)臺(tái)電學(xué)相連;將該半導(dǎo)體元件的該導(dǎo)電凸塊插入于該接收空間內(nèi),使該導(dǎo)電凸塊與該導(dǎo)電高分子彈性構(gòu)件建立信號(hào)交換的連接關(guān)系;供電予該半導(dǎo)體元件,使該半導(dǎo)體元件可透過(guò)該導(dǎo)電高分子彈性構(gòu)件,傳信號(hào)予該測(cè)試機(jī)臺(tái);以及該測(cè)試機(jī)臺(tái)判讀該信號(hào),并依據(jù)預(yù)定規(guī)格,決定該半導(dǎo)體元件的功能是 否正常。
30. 如權(quán)利要求29所述的半導(dǎo)體元件的測(cè)試方法,其中在插入該導(dǎo)電 凸塊的步驟中,該導(dǎo)電凸塊抵靠于該接收空間的側(cè)壁,且該接收空間向外擴(kuò)張。
31. 如權(quán)利要求29所述的半導(dǎo)體元件的測(cè)試方法,其中在提供該半導(dǎo) 體元件的步驟中,該半導(dǎo)體元件設(shè)于晶片上。
32. 如權(quán)利要求29所述的半導(dǎo)體元件的測(cè)試方法,其中在提供該半導(dǎo) 體元件的步驟中,該半導(dǎo)體元件為棵芯片。
33. 如權(quán)利要求29所述的半導(dǎo)體元件的測(cè)試方法,其中該導(dǎo)電高分子 彈性構(gòu)件由絕緣高分子彈性體及導(dǎo)電層所構(gòu)成,該絕緣高分子彈性體設(shè)置于 該基板上,而該導(dǎo)電層設(shè)于該絕緣高分子彈性體上。
34. 如權(quán)利要求33所述的半導(dǎo)體元件的測(cè)試方法,其中該基板包括基 板引線及基板貫穿導(dǎo)體;該基板引線,設(shè)于基板相對(duì)于該導(dǎo)電層的另一側(cè)面; 而該基板貫穿導(dǎo)體貫穿該基板,以電學(xué)連接該導(dǎo)電層及該基板引線。
35,如權(quán)利要求33所述的半導(dǎo)體元件的測(cè)試方法,其中位于該接收空間 底部的該導(dǎo)電層兩側(cè),設(shè)有圓滑轉(zhuǎn)角。
36. 如權(quán)利要求34所述的半導(dǎo)體元件的測(cè)試方法,其中該基板貫穿導(dǎo)體 設(shè)于該接收空間下方。
37. 如權(quán)利要求29所述的半導(dǎo)體元件的測(cè)試方法,其中當(dāng)該導(dǎo)電凸塊插 入該接收空間時(shí),該導(dǎo)電凸塊與該導(dǎo)電高分子彈性構(gòu)件為電學(xué)連接。
全文摘要
本發(fā)明揭示了一種半導(dǎo)體元件測(cè)試裝置、測(cè)試方法及該測(cè)試裝置制造方法。半導(dǎo)體元件測(cè)試裝置包括基板及導(dǎo)電高分子彈性構(gòu)件。導(dǎo)電高分子彈性構(gòu)件設(shè)置于基板上。導(dǎo)電高分子彈性構(gòu)件界定接收空間,而接收空間用以接收半導(dǎo)體元件的導(dǎo)電凸塊,以測(cè)試半導(dǎo)體元件。
文檔編號(hào)H01L21/66GK101207057SQ20061016757
公開(kāi)日2008年6月25日 申請(qǐng)日期2006年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月22日
發(fā)明者周輝星, 王志堅(jiān), 王志平, 阿杜·拉吒, 馬朝輝 申請(qǐng)人:先進(jìn)封裝技術(shù)私人有限公司
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