[发明专利]基板整平治具、整平方法及探针卡

说明书

本发明专利公开了一种基板整平治具、整平方法及探针卡，基板整平治具包括承载平台、锁定装置和整平装置。承载平台用于承载基板。锁定装置用于将基板锁定于承载平台。整平装置的研磨机构位于基板的上方，且平行于承载平台。在驱动机构的驱动下，研磨机构用于研磨锡球上表面的焊点处，使多个焊点均位于同一平面。本专利中，承载平台使得基板能够和研磨机构充分接触，确保研磨机构能够充分研磨锡球上表面的焊点处，使多个焊点均位于同一平面，进而可确保所有的焊点均能够和PCB测试板的锡面充分接触。可在很大程度上提高基板在焊接于PCB测试板后的平整度，使得整个基板的平整度误差缩小至50um以内，进而可大大提高制成的探针卡的测试性能。

技术领域

本发明涉及探针卡技术领域，尤指一种基板整平治具、整平方法及探针卡。

背景技术

在半导体领域，探针卡用于在制造晶圆阶段对接口进行测试分析，通过连接测试机，以和芯片进行信号传输，对芯片参数进行测试。探针卡将探针与芯片上的焊垫直接接触，引出芯片讯号，配合周边测试仪器与软件控制达到自动化量测的目的。探针卡广泛应用于内存、逻辑、消费、驱动、通讯IC等科技产品的晶圆测试，属半导体产业中相当细微的一环。当IC设计完成后，会下单给晶圆代工厂进行制作。晶圆制作完成后而尚未切割封装之际，为确保晶圆良率及避免封装的浪费，须执行晶圆电性测试及分析制程。探针卡与测试机构成测试回路，于IC封装前，以探针测晶粒，筛选出电性功能不良的芯片，避免不良品造成后段制造成本的浪费。

随着晶圆技术的不断提升，探针卡的种类不断更新，目前晶圆测试厂广泛用于晶圆测试的探针卡为悬臂式探针卡(Cantilever(Epoxy)Probe Card)与垂直式探针卡(Vertical Probe Card)。特别是悬臂探针卡使用较普及，主要特点是可更换单根探针以用于大电流测试，而垂直探针卡的特点在于能带来更高的能力及效能。随着半导体晶圆工艺进阶到28nm以下，垂直探针卡对小于150um间距的测试有着显著的成本及性能优势。垂直探针卡主要有PCB测试板(Loadboard),空间转换器(MLO/MLC基板)，探针(MEMS探针、cobra探针等)三个主要部件组成。在垂直方向与水平方向的精密度决定了探针卡的基本性能，包含PCB测试板测试区的平整度，空间转换器焊接到PCB测试板的焊接平整度，垂直探针的长度尺寸均匀性，待测芯片的C4 Pad平整度。目前空间转换器在业界常规的平面度误差控制在100um左右，优秀的平面度误差控制在50um左右。而空间转换器焊接到PCB测试板的焊接平整度误差要求小于50um。意味着在焊接过程中不但不能增加翘曲变形的幅度，而且还要将空间转换器已经存在翘曲变形量降低在50um以内。

参见图1和图2，影响空间转换器焊接到PCB测试板的焊接平整度主要因素为：空间转换器存在变形，基板在印刷锡膏后厚度存在100um左右的误差。而植球用的锡球的高度直径又是均匀一致的，在植球工序完成后，空间转换器整个焊接面凹凸不平，不能呈现出一个平面状态。

现有技术中，参见图3，为了达到空间转换器焊接到PCB测试板的焊接平整度误差小于50um的要求，目前SMT(表面贴装技术Surface Mounted Technology)在空间转换器在焊接到PCB载板上时，通常是在空间转换器表面放置一个压块，通过压块的重量，在回流焊锡膏熔化时强行将基板上的锡球与PCB载板上的锡膏熔为一体。但因所需压块在回流焊受热时变形，压块在基板分布的力无法达到每个焊点均匀一致，造成受力点大的焊点在回流焊后溢锡连锡。而且焊接后基板表面平整度介于50-100um，无法满足平整度要求。

因此，如何有效提高空间转换器焊接面的平整度，使得空间转换器在焊接于PCB测试板后，整个空间转换器的平整度的误差缩小至50um以内，进而提高制成的探针卡的测试性能，一直是本领域普通技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种基板整平治具、整平方法及探针卡，基板整平治具用于研磨锡球上表面的焊点处，使多个锡球的焊点均位于同一平面，有效提高基板在焊接于PCB测试板后的平整度，使得整个基板的平整度误差缩小至50um以内，进而可在很大程度上提高制成的探针卡的测试性能。