专利名称：一种载有可转移的探针阵列的芯片结构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种载有探针阵列的芯片，特别涉及一种载有可转移的探针阵列
的芯片结构。
背景技术：
随着半导体制造技术的不断发展，芯片的良率已日益被关注，通常半导体晶圆上 的芯片都有良率问题，晶圆级或单个芯片的电气测试对于提前标定排除次品以及最后封装 产品良率至关重要。目前，晶圆级电气测试采用的是专门的探针卡，但由于探针的制造，装 配的复杂性以及高可靠性的要求，此类探针卡往往造价昂贵，且探针的尺寸难以进一步縮 小以满足晶圆上焊球不断縮小的间距(尤其是〈150微米以下 > 及不断增加焊球数的要求。 因而，此类探针卡在芯片的电气测试上存在着一定的局限性，需要进一步的改进。

实用新型内容本实用新型的目的在于改进现有技术的不足提供一种载有可转移的探针阵列的 芯片，从而可以将标准的封装基板转变成为可用于电气测试的探针卡，以改变芯片电气测 试依赖定制探针卡的情况，大大降低电气测试成本。 本实用新型的目的通过以下技术方案来实现 —种载有可转移的探针阵列的芯片结构，包括硅衬底；刻蚀于硅衬底中的沟槽，沟
槽的表面依次设有一高分子牺牲层、金属探针，所述金属探针的下方设有一焊球。 金属探针的截面为任意形状，金属探针为硬质金属，如镍，铬，铜，钨等金属或硬质
合金，并具有锋利的针尖。 本实用新型可转移探针芯片上的探针可以多种形式存在，其制备方法是在硅晶 圆衬底上刻蚀有沟槽，在沟槽表面上涂覆一层可加热分解的高分子牺牲层，利用电镀工艺 在高分子牺牲层上依次形成探针主体结构和焊球。然后将晶圆切割成单个芯片。形成传统 的焊接底盘基础上增加一段不附着在封装基板上的柔性的弯曲金属互连结构。其使用时将 所述芯片键合到一片标准的封装基板上，在键合加热过程中，高分子牺牲层被分解，探针脱 离与所述芯片的粘附，从而通过凸点焊球焊接并转移至所述的封装基板上的焊盘上。 本实用新型的优点在于 本实用新型的探针芯片结构简单，成本低廉，使用本实用新型的探针芯片可以是 普通的封装基板变为具有探针结构的探针卡，从而使晶圆电气测试不再需要昂贵的订制探 针卡，降低晶圆电气测试成本。另外，由于该探针制备工艺简单，可以提供各种探针形状，更 细密间距的探针阵列来满足更加细密的芯片引脚焊球凸点间距要求。

图1为本实用新型探针芯片的结构截面示意图； 图2为常用的标准倒装芯片用的封装基板的结构截面示意图；2/2页 图3为本实用新型探针芯片键合至标准倒装芯片用的封装基板上的截面示意图； 图4为本实用新型探针芯片键合至标准倒装芯片用的封装基板上后，由于高分子 牺牲层被分解而使芯片衬底脱离探针的示意图； 图5为本实用新型实施例1结构示意图； 图6为本实用新型实施例2结构示意图； 图7为本实用新型实施例3结构示意图； 图8为载有探针阵列的封装基板用于测试晶圆或芯片上焊球凸点的示意图。
具体实施方式
图1为本实用新型一种载有可转移的探针阵列的芯片的结构截面示意图；该芯片
结构为硅衬底l，刻蚀于硅衬底1中的沟槽2，沟槽2的表面依次设有一高分子牺牲层3、 金属探针4，金属探针4的下方设有一焊球5。 高分子牺牲层3可以是一种由液相涂覆或气相沉积所产生的高分子聚合物薄膜 材料，如聚合碳化物薄膜。当加热到一定温度下，此类牺牲层可以分解为气相产物。 图2为常用的标准倒装芯片用的封装基板的结构截面示意图，图3为本实用新型 探针阵列的芯片键合至标准倒装芯片用的封装基板上的截面示意图； 如图4所示，当该探针芯片键合至标准倒装芯片用的封装基板上后，由于高分子 牺牲层被加热分解，芯片衬底可以与探针阵列脱离，从而使探针阵列转移至封装基板上。 图5，图6，图7分别为不同形状的探针实施例结构示意图，当探针阵列转移至标准 倒装芯片用的封装基板上后，该基板变为具有探针结构的测试卡，本实用新型的探针形状 可为三角形，弯曲的长条形及线性等。 如图8所示，具有探针结构的封装基板可以用于与待测晶圆或芯片对准连接而进 行电气测试。
权利要求一种载有可转移的探针阵列的芯片结构，其特征在于包括硅衬底，刻蚀于硅衬底中的沟槽，所述沟槽的表面依次设有一高分子牺牲层、金属探针，所述金属探针的下方设有一焊球。
2. 如权利要求1所述的一种载有可转移的探针阵列的芯片结构，其特征在于所述沟 槽为倒V字形状。
3. 如权利要求1所述的一种载有可转移的探针阵列的芯片结构，其特征在于所述金 属探针的纵截面为三角形、弯曲的长条形、弯曲的线形。
4. 如权利要求3所述的一种载有可转移的探针阵列的芯片结构，其特征在于所述的 金属探针为硬质金属。
5. 如权利要求4所述的一种载有可转移的探针阵列的芯片结构，其特征在于所述的 硬质金属为镍，铬，铜，钨。
专利摘要本实用新型涉及一种载有可转移的探针阵列的芯片结构，包括硅衬底，刻蚀于硅衬底中的沟槽，所述沟槽的表面依次设有一高分子牺牲层、金属探针，所述金属探针的下方设有一焊球。该芯片上的探针可通过简单的键合方式转移至标准的封装基板焊盘上，从而实现对具有球阵列芯片进行电气测试，使得一个标准的封装基板变成为一个芯片检测载体，大大降低专用探针卡设备的成本。
文档编号G01R1/02GK201477115SQ20092017143
公开日2010年5月19日 申请日期2009年8月18日 优先权日2009年8月18日
发明者党兵 申请人:党兵