基板整平治具、整平方法及探针卡技术

本发明专利技术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。

【技术实现步骤摘要】
基板整平治具、整平方法及探针卡
本专利技术涉及探针卡
，尤指一种基板整平治具、整平方法及探针卡。
技术介绍
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)ProbeCard)与垂直式探针卡(VerticalProbeCard)。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C4Pad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SurfaceMountedTechnology)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。
技术实现思路
本专利技术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。本专利技术提供的技术方案如下：本专利技术在第一方面提供了一种基板整平治具，包括：承载平台，用于承载附有多个锡球的基板；锁定装置，用于将附有多个锡球的基板锁定于所述承载平台；整平装置，包括驱动机构和研磨机构；所述研磨机构位于所述基板的上方，且平行于所述承载平台；其中，在所述驱动机构的驱动下，所述研磨机构用于研磨所述锡球上表面的焊点处，使多个所述焊点均位于同一平面。本专利中，承载平台用于水平放置基板，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焊接平面上，且该平面和承载平台平行，如此，可确保所有的焊点均能够和PCB测试板的锡面充分接触。也即是说，通过本专利的研磨机构研磨出的平面，和理想状态的基板平行，如此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。进一步优选地，所述驱动机构包括一升降件和一组装于所述升降件的驱动电机；所述研磨机构包括一组装于所述驱动电机驱动端的研磨轮；所述研磨轮背对所述驱动端的一面为一平整的研磨面；其中，当所述研磨面接触所述锡球上表面的焊点处时，所述驱动电机驱动所述研磨轮转动，以研磨所述锡球的焊点，且在研磨的过程中，所述升降件带动所述驱动电机和所述研磨轮往下运动，以将多个所述焊点均研磨呈处于同一平面的状态。进一步优选地，所述锁定装置包括一支架和一设于所述支架的限位网板；所述支架组装于所述承载平台的边缘；所述限位网板平行于所述承载平台，用于锁定所述基板；其中，所述限位网板被配置为至少让位于所述基板最低处的锡球上端的焊点经其网孔延伸至其外侧；及所述锡球延伸至所述限位网板外侧的焊点用于供所述研磨轮研磨。进一步优选地，所述限位网板平行于所述研磨轮的研磨面；其中，当多个所述焊点均研磨呈处于同一平面的状态时，该平面高于所述限位网板的上端面或和所述限位网板的上端面重合；和/或所述限位网板可上下调节地组装于所述支架，且可固定于沿所述支架运动过程中的任一位置。本专利技术在第二方面还提供了一种基板整平方法，在上述的基板整平治具上实施如下步骤：将附有多个锡球的基板组装于承载平台上；通过锁定装置将附有多个锡球的基板锁定于承载平台；驱动机构驱动研磨机构运行，以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。进一步优选地，还包括如下步骤：对基板上研磨后的多个锡球的焊点进行清洁。本专利技术在第三方面还提供了一种探针卡，包括基板、PCB测试板及多个探针，所述基板由上述的基板整平方法制作而成；所述基板通过焊点与所述PCB测试板进行焊接固定，以实现和所述PCB测试板电气互连；及多个所述探针依次插设于所述基板的导引孔内，用于和芯片电气互连，以引出芯片讯号。进一步优选地，所述基板与所述PCB测试板进行焊接固定后，所述基板的平整度误差小于或等于50微米，及所述锡球的焊点和所述基板的距离小于或等于120微米。本专利技术的技术效果在于：1、本专利中，承载平台用于水平放置基板，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焊接平面上，且该焊接平面和承载平台平行，如此，可确保所有的焊点均能够和PCB测试板的锡面充分接触。也即是说，通过本专利的研磨机构研磨出的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基板整平治具，其特征在于，包括：/n承载平台，用于承载附有多个锡球的基板；/n锁定装置，用于将附有多个锡球的基板锁定于所述承载平台；/n整平装置，包括驱动机构和研磨机构；/n所述研磨机构位于所述基板的上方，且平行于所述承载平台；/n其中，在所述驱动机构的驱动下，所述研磨机构用于研磨所述锡球上表面的焊点处，使多个所述焊点均位于同一平面。/n

【技术特征摘要】
1.一种基板整平治具，其特征在于，包括：
承载平台，用于承载附有多个锡球的基板；
锁定装置，用于将附有多个锡球的基板锁定于所述承载平台；
整平装置，包括驱动机构和研磨机构；
所述研磨机构位于所述基板的上方，且平行于所述承载平台；
其中，在所述驱动机构的驱动下，所述研磨机构用于研磨所述锡球上表面的焊点处，使多个所述焊点均位于同一平面。


2.根据权利要求1所述的基板整平治具，其特征在于，
所述驱动机构包括一升降件和一组装于所述升降件的驱动电机；
所述研磨机构包括一组装于所述驱动电机驱动端的研磨轮；
所述研磨轮背对所述驱动端的一面为一平整的研磨面；
其中，当所述研磨面接触所述锡球上表面的焊点处时，所述驱动电机驱动所述研磨轮转动，以研磨所述锡球的焊点，且在研磨的过程中，所述升降件带动所述驱动电机和所述研磨轮往下运动，以将多个所述焊点研磨呈处于同一平面的状态。


3.根据权利要求2所述的基板整平治具，其特征在于，
所述锁定装置包括一支架和一设于所述支架的限位网板；
所述支架组装于所述承载平台的边缘；
所述限位网板平行于所述承载平台，用于锁定所述基板；
其中，所述限位网板被配置为至少让位于所述基板最低处的锡球上端的焊点经其网孔延伸至其外侧；及所述锡球延伸至所述限位网板外侧的焊点用于供所述研磨轮研磨。


4.根据权利要求3所...

【专利技术属性】
技术研发人员：张振明，罗雄科，陶克文，
申请(专利权)人：上海泽丰半导体科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31