专利名称：球阵列式测试卡的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种球阵列式测试卡，特别是一种可用以测试晶圆级封装元件的球阵列式测试卡。
然而，目前的IC元件不论是采用哪一种型态的封装技术，绝大部分都是先进行切割，之后再封所切割的晶粒个体进行封装与测试。在上述先切割之后再进行封装、测试的封装技术中，因为必须不断地对切割后的晶粒重复进行封装与测试，不仅会增加制程上的烦琐与复杂，更会造成IC元件在进行封装与测试时成本的增加。
为了减少晶圆封装制程的复杂度，在美国专利US5,323,051中揭露了一种晶圆型态的封装技术。上述专利的主要特点在于先对晶圆进行封装之后，再对晶粒进行切割，最后再对经过切割之后的晶粒个体进行测试。因为上述的封装技术只需要对晶圆进行一次封装就可以将晶圆内部的晶粒封装完成，而不需要像现有技术必须先将晶粒由晶圆之中切割下来，再逐一地针对所切割下来的晶粒进行封装，因此，在上述专利中的封装技术可以省去很多重复的封装步骤。但是，在目前对于封装元件的测试步骤中，主要仍是采用先切割之后再逐一对晶粒进行测试的方法。例如在台湾专利公告第415664号的专利中所揭露的测试装置中，所测试的晶粒都是先经过切割与封装后的晶粒。诸如此类的测试装置无论在测试速度上如何改良，都无法避免必须不断重复地执行将晶粒放入测试装置、进行测试以及将晶粒由测试装置中取出等三个动作。对于测试厂商而言，不断地重复放入、测试与取出的动作，无论是在人力利用或是机器的使用上，都可说是一种时间与成本上的浪费。
因此，如何提供一种可以应用于测试晶圆型态的封装元件的测试装置，以大量地降低晶圆型态的封装元件在进行测试时所需要的时间与成本，已是一项相当重要的课题。
根据以上所述的目的，本发明提供了一种球阵列式测试卡。本发明的球阵列式测试卡包含一万用板，一接触板以及一插槽座。上述的万用板可以结合于一测试机之上。上述的万用板是一种圆形的平板状结构并设有各种不同的信号通道接触点，其中上述不同的信号通道接触点可以用来测试不同的待测元件。上述的接触板结合于上述的万用板之上。上述接触板的表面装设有多条导线，其中上述导线的一端与上述万用板的一测试电路通道接触点耦合，而上述导线的另一端是一种凸块，并以阵列形式形成于上述接触板的表面。上述的插槽座是一种方形的平板结构，上述插槽座的表面装设有至少一丛区，且每个丛区具有多组pogo探针，并以球阵列方式排列。上述pogo探针的一端可以与上述接触板表面的凸块耦合，而上述pogo探针的另一端则为一爪状的探测端。
本发明的球阵列式测试卡可以利用丛区的探测端与封装元件的测试点相结合，使得封装元件内部所产生的信号可以经由插槽座的pogo探针与接触板的导线传送至万用板，并利用万用板的信号通道接触点将信号传递至一测试机台，以提供测试机台对封装元件的内部电路进行测试。由于每一个丛区的尺寸与所测试的封装元件的尺寸相当，因此，如果在插槽座所装设的丛区数目越多，则每次测试卡所能测试的封装元件数目便相对地越多。如果将插槽座的尺寸设计成与晶圆相同，而其表面的丛区数目也与晶圆的晶粒相当，并将丛区的探针对应于晶粒的锡球，则根据本发明的球阵列式测试卡将可以应用于晶圆型态的封装元件，并在一次的测试过程中完成所有晶粒的测试。因此，本发明可以先进行测试，再进行切割，以降低测试成本。此外，由于本发明可以在一次的测试过程中完成所有晶粒的测试，因此根据本发明的球阵列式测试卡可以提高封装元件的测试效率。
为了呈现本发明的特征，在本说明书中的各个元件并未依照其真实的尺寸来描述，又，本发明中各个元件的尺寸、形状等物理性质并不受限于本发明书中的描述。
本发明之一较佳实施例是一种可同时测试多个待测元件的测试卡，其主要特征是利用设置在插槽座表面的多个丛区所形成的探针与测试点互相结合，再对封装元件内部的电路进行测试，使其可以在一次的测试过程中完成多个封装元件的测试，以提升测试的效率并降低测试的成本。
图1为一晶圆型态的封装元件示意图。由图1中可知，一封装元件(例如，一晶圆型态的封装元件10)可以是由多个晶粒11所组成。晶粒11之间可以由切割线12来加以隔开，其中每一个晶粒11表面均设有金属垫13，并以锡球14做为引脚，使得晶圆型态的封装元件10的内部电路可以通过锡球14来与外界导通。同样地，当晶圆型态的封装元件10在进行测试的时候，必须利用一测试机(未显示于图中)并通过锡球14来对晶圆型态的封装元件10的内部电路进行测试。由于所使用的封装元件测试机为现有技术，且非为本发明的重点所在，因此在本说明书中将不再加以赘述。
参考图2，图2为本发明的球阵列式测试卡的示意图(下侧视图)。在测试过程中，测试机必须通过测试卡才能够对晶圆型态的封装元件10的内部的元件进行测试，上述的测试卡可以利用pogo探针来接收待测晶圆型态的封装元件10所传送的信号，再将信号传回测试机以进行测试。
本发明的球阵列式测试卡20包括一万用板21，一接触板22，以及一插槽座23。万用板21可以为一圆形平板结构，并可结合于测试机之上。测试对象可包括不同形式的元件，例如晶片尺寸封装元件(chipscale package；CSP)，薄层元件(laminated device)，被动元件，或基层板等封装元件。只要封装元件内部的信号可以被传送至万用板21，就可以利用万用板21内部的电路测试通道接触点24来对封装元件进行测试。接触板22则是一方形平板结构，可结合于万用板21之上。万用板21与接触板22可以通过螺栓或任何方式来结合。接触板22的表面装设有多条向外成放射状的导线25，上述导线25的一端可以与万用板21的一测试电路通道接触点24耦合。所耦合的测试电路通道接触点24可以根据所测试封装元件的形式来加以选择。导线25的另一端可以是一接点251，并以阵列形式来形成于接触板22的表面上。上述的接点251最好是一金属凸块。
参照图3A与图3B，插槽座23可以是由一上夹板23 1与一下夹板232来组合而成的方形平板结构，插槽座23的表面具有多个丛区233。每一个丛区233可以由多个pogo探针234以阵列形式方式排列而成。上夹板231与下夹板232的内部则是以微钻孔技术来形成多个可供pogo探针234插入的插孔235，并在上夹板231与下夹板232结合之后将pogo探针234限制�。渲猩鲜鰌ogo探针234的一端可以耦合于接触板22表面的接点251，而pogo探针234的另一端则为突出的探测端，上述探测端的末端形状可以是一爪状结构。
本发明的球阵列式测试卡21可以利用丛区233的pogo探针234的探测端来与晶圆型态的封装元件10的锡球14相结合，使得晶圆型态的封装元件10的内部电路所产生的信号，可以通过插槽座23的pogo探针234以及接触板22的导线25来传送至万用板21，并使用万用板21所连接的测试电路通道接触点24来对封装元件的内部电路进行测试。其中插槽座23的丛区233面积与所测的封装元件IC尺寸相当。因此，若插槽座23所装设的丛区233数目越多，则每一次测试卡20所能测试的晶圆形态的封装元件10的数目便相对地增加。举例来说，假如所设计的插槽座23具有四个丛区233，则本实施例的球阵列式测试卡便可以同时对四个封装元件IC进行测试，而不必像过去必须逐次进行四次封装元件的测试。
参考图4，本发明也可以将插槽座23设计成与一晶圆型态的封装元件10相同的尺寸。在插槽座23表面的丛区233数目也与晶圆型态的封装元件10中的晶粒11数目完全相同，而且每一个丛区233的pogo探针234各自对应于晶圆型态的封装元件10的锡球14。在上述的范例中，接触板22的尺寸与接点251的设计也必须一并进行调整。如此一来，本发明的球阵列式测试卡20可以应用于晶圆型态的封装元件10，使得一片晶圆可以先进行封装之后再对晶圆型态的封装元件10中的每一个晶粒11进行测试，使得上述的晶圆可以先在一次的测试过程中完成所有晶粒11的测试，再进行晶粒11的切割，而不必像现有技术一样，必须先完成切割之后，再进行晶粒11的封装与测试。因此，本发明的测试卡20不仅可以有效地提升测试效率和降低测试成本，更可以增加市场上的竞争力。
综合以上所述，本发明提供一种球阵列式测试卡，上述的球阵列式测试卡包含一具有各种不同测试信号通道接触点的万用板，可以用来测试不同形式的待测元件，一具有多条导线的接触板，其中上述导线的一端可以分别与上述万用板的一测试信号通道接触点耦合，且上述导线的另一端可以在接触板表面形成多个接点，以及由多个丛区所组成的一插槽座，其中上述的每一丛区包含多个pogo探针。上述的pogo探针具有一连接端与一探测端，其中上述的连接端可以与上述接触板的接点耦合，且上述的探测端可以与球阵列封装元件表面的锡球耦合，使得球阵列封装元件内部的电路信号可以传送至万用板的测试信号通道接触点，进而可以传至一测试机台以进行测试。由于本发明可以直接对晶圆型态的封装元件进行测试，并在测试完成后进行晶粒的切割，所以，本发明可以提升晶圆型态的封装元件的测试效率并降低测试成本。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用以限定本发明的保护范围；凡其它未脱离本发明所揭示的精神下所完成的等效改变或修饰，均应包含在权利要求书所述的范围内。
权利要求
1.一种球阵列式测试卡，其特征在于，该球阵列式测试卡包含一万用板，其中该万用板包含多组测试信号通道接触点，用以传递一待测元件的一测试信号至一测试机，其中，该待测元件的表面具有多组测试点；一接触板，该接触板的表面装设多条导线，该等导线的一端分别与该万用板的一测试信号通道接触点耦合，该等导线的另一端在该接触板的表面形成多个接点；以及一第一插槽座，该第一插槽座的表面具有至少一第一丛区，其中该每一第一丛区由多个pogo探针所组成，该等pogo探针具有一连接端分别与该接触板的该等接点耦合，与一探测端分别与该待测元件表面的该等测试点耦合，使得该待测元件的一内部电路的该测试信号可以传送至该万用板的该等测试信号通道接触点，再经由该等测试信号通道接触点将该测试信号传至该测试机以进行测试。
2.如权利要求1所述的球阵列式测试卡，其特征在于，进一步包含一第二插槽座位于该万用板与该接触板之间，该第二插槽座的表面具有至少一第二丛区，其中该等第二丛区的一端与该接触板的该等导线耦合，该等第二丛区的另一端与该万用板的该等测试信号通道接触点耦合，使得该待测元件的该测试信号可以从该接触板传送至该第二插槽座，再传送至该万用板。
3.如权利要求1所述的球阵列式测试卡，其特征在于，该接触板依据所测试的该封装元件的一形式，将导线耦合至该形式的该等测试电路通道接触点。
4.如权利要求1所述的球阵列式测试卡，其特征在于，该接触板为一方形平板结构，其中该方形平板结构的四个角落分别利用螺栓与该万用板结合。
5.如权利要求1所述的球阵列式测试卡，其特征在于，该接触板表面所形成的该等接点是金属凸块。
6.如权利要求1所述的球阵列式测试卡，其特征在于，该等丛区与一晶圆的晶粒相当，以便可以直接对一晶圆级的封装元件进行电路测试。
7.如权利要求1所述的球阵列式测试卡，其特征在于，该待测封装元件可以是晶片尺寸封装元件(chip scale package；CSP)、薄层元件(laminated device)、被动元件或基层板。
8.如权利要求1所述的球阵列式测试卡，其特征在于，该插槽座的该等探针的探测端是一爪状结构，使其可以与该待测封装元件表面的该等测试点稳定结合，其中该等测试点可是锡球或金属凸块。
9.如权利要求1所述的球阵列式测试卡，其特征在于，该插槽座由一上夹板与一下夹板组合而成，该插槽座的每一个丛区包含多个可供pogo探针插入的插孔，并在该上夹板与该下夹板结合后将该等pogo探针固定于该等插孔之中。
10.如权利要求9所述的球阵列式测试卡，其特征在于，该等丛区的插孔利用微钻孔技术制造而成。
全文摘要
本发明涉及一种球阵列式测试卡，包含一具有各自不同测试信号通道接触点的万用板，一具有多条导线的接触板，以及由多个丛区所组成的一插槽座，其中上述的每一丛区包含多个pogo探针，由于本发明可以直接对晶圆型态的封装元件进行测试，并在测试完成之后进行晶粒的切割，所以，本发明可以提升晶圆型态的封装元件的测试效率并降低测试成本。
文档编号G01R31/26GK1453842SQ0211818
公开日2003年11月5日 申请日期2002年4月24日 优先权日2002年4月24日
发明者王誌荣, 洪乾耀 申请人:裕沛科技股份有限公司
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