集成微触针及其生产方法.pdf

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摘要
申请专利号:

CN01123196.3

申请日:

2001.06.15

公开号:

CN1330401A

公开日:

2002.01.09

当前法律状态:

撤回

有效性:

无权

法律详情:

发明专利申请公布后的视为撤回|||公开|||实质审查的生效申请日:2001.6.15

IPC分类号:

H01L21/66; G01R1/073

主分类号:

H01L21/66; G01R1/073

申请人:

株式会社爱德万测试;

发明人:

吉田春雄; 前田泰宏; 宫川嘉英

地址:

日本东京都

优先权:

2000.06.15 JP 179423/2000

专利代理机构:

柳沈知识产权律师事务所

代理人:

马高平;李晓舒

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内容摘要

本发明允许检测封装前高密度LSI的高速信号,其中具有电极以例如150μm的量级分隔开。穿过终端支架11形成的用于终端的同轴传输线13,安排成二维阵列。连接到传输线13一端的是微触针18的一端,如导电须,而传输线13的另一端穿过结构与接线端11支架相似的连接板,连接到三维向上逐渐放宽结构的传输线块61上。传输线块61保持用于中继的高频传输线62,一端连接到同轴传输线13的另一端上,并且具有临近传输线之间的间隔在另一个上端放宽。传输线62分隔得宽的上端连接到性能板上。微触针18在长度上大约为0.3到0.5mm

权利要求书

1: 集成微触针装置,包括: 终端支架,具有多个终端高频传输线,能够传输形成在其中的直流电 流;和 多个微触针,在所述终端支架的一侧表面上,一端连接到相应终端高频 传输线的一端上。
2: 根据权利要求1的集成微触针装置,其特征在于,包括传输线块,在 支架的另一侧表面上,可拆卸地安装到所述终端支架上,所述传输线块具有 中继高频传输线,在所述终端支架的另一侧表面上,一端连接到相应终端高 频传输线的另一端,中继高频传输线之间的间隔在另一端放宽,而大于所述 终端高频传输线之间的间隔。
3: 根据权利要求2的集成微触针装置,其特征在于,所述终端支架是板 形的,所述终端高频传输线二维分布,并且所述传输线块是三维上逐渐放宽 的结构。
4: 根据权利要求3的集成微触针装置,其特征在于,所述传输线块的中 继高频传输线就高频而言彼此屏蔽。
5: 根据权利要求3的集成微触针装置,其特征在于,在关于所述终端支 架的所述一侧表面通常相同的方向上,所述微触针倾斜地伸出。
6: 根据权利要求3的集成微触针装置,其特征在于,所述终端支架的所 述终端高频传输线就高频而言彼此屏蔽。
7: 根据权利要求3的集成微触针装置,其特征在于,所述终端支架可拆 卸地安装到所述传输线块上,所述终端支架和所述传输线块提供有定位装 置,用于彼此对齐。
8: 根据权利要求3的集成微触针装置,其特征在于,所述中继高频传输 线在电路长度上相等。
9: 根据权利要求3的集成微触针装置,其特征在于,所述传输线块是三 维块,包括多个压合块,一个在另一个上堆叠,每个所述压合块具有所述中 继高频传输线,安排成二维阵列。
10: 生产集成微触针装置的方法,包括: 形成终端支架的步骤,终端支架具有多个终端高频传输线,形成分散阵 列,能够传输形成在其中的直流电流;和 将多个微触针并列安排在薄基底上,并将多个基底以倾斜方式一个在另 一个上堆叠,而形成组合的基底组件的步骤,每个基底具有所述微触针装置 安排其上; 将所述组合的基底组件的微触针装置的一端,安排到所述终端支架的相 应终端高频传输线的一端的步骤;和 溶解并去除所述组合的基底组件的基底的步骤。
11: 根据权利要求10的方法,其特征在于,形成终端支架的所述步骤包 括: 传输线形成步骤,在矩形绝缘基底的一侧表面上,平行形成多个高频传 输线; 绝缘形成步骤,所述矩形绝缘基底上的绝缘层具有所述高频传输线形成 其上; 将所述传输线形成步骤和所述绝缘形成步骤重复预定次数的步骤,来形 成绝缘块,其中绝缘块包括排成阵列的多列高频传输线块;和 切割所述绝缘块的步骤,来得到多个所述终端支架,其中切割的厚度相 应于所述高频传输线长度横向的所述终端高频传输线长度。
12: 根据权利要求10的方法,其特征在于,包括: 形成传输线块的步骤,其中包括中继高频传输线,所述中继高频传输线 使它们的一端放置在块的一侧平面上,并且与所述终端支架的终端高频传输 线相同分布排列,并且使它们的另一端间隔得更宽,大于所述终端高频传输 线之间的间隔;和 相对并可拆卸地安装所述传输线块的一侧平面和所述终端支架与所述 微触针相对一侧的表面的步骤,并将所述终端高频传输线与相应的中继高频 传输线彼此连接。
13: 根据权利要求12的方法,其特征在于,形成传输线块的所述步骤包 括: 制备薄绝缘基底的步骤,其中薄绝缘基底具有一个较短侧和相对的一个 较长侧,并且在所述薄绝缘基底的一侧表面上,安排并形成所述中继高频传 输线,使所述中继高频传输线的一端和另一端,各自放置在所述较短侧和所 述较长侧上,并且当从较短侧向较长侧伸出时,使临近高频传输线之间的间 隔逐渐增加; 堆叠并安装多个所述薄绝缘基底的步骤,其中薄绝缘基底一侧表面具有 所述中继高频传输线,以较短侧彼此接触,而较长侧通过衬垫介入临近较长 侧之间,彼此临近;并且 使所述叠式薄绝缘基底的所述较短侧平坦的步骤。

说明书


集成微触针及其生产方法

    【技术领域】

    本发明涉及微触针装置,其中具有集成的微触针,例如用于检测封装前半导体集成电路的工作,并检测封装的超微型半导体集成电路的工作,还涉及生产这种微触针装置的方法。

    背景技术

    传统的微触针装置被设计与半导体集成电路接触,用于在封装前检查半导体集成电路的工作,传统的微触针装置与针尖相似,并且适于探测低速信号。结果,这种类型的传统微触针装置在设计上没有特殊考虑,如使通过信号传输线的特性阻抗一致。

    这已经导致产生一些问题,如当这种微触针装置用于向半导体集成电路传输,并从半导体集成电路接收高速信号时产生反射和串扰。

    市售的微触针装置地实例是Cascade Microwave公司销售的微波探测器,它将信号传输线的概念结合其中,设计来探测高速信号。它包括由第一块和第二块构成的框架,其中第一块安装有输入微触针,和第二块安装有输出微触针,并且被设计来探测半导体集成电路上的一对点。然而,这个微波探测器需要很长时间来检测半导体集成电路上的很多点,并且不能够同时检测多个点的工作。

    过去已经公开了用于同时探测多个点的多通道探测装置,例如标题为“用于检测IC电路的探测组件”的日本专利申请特许公开第321170/95号(美国专利申请序列号为08/247,874)而被公开。这个探测组件包括一层绝缘膜,具有弹性薄金属片形成在其一侧,和多个金属布线图案并列形成在其另一侧,其相同侧上每个布线图案的一端,超过绝缘膜层邻近侧突起大约0.76mm,来形成探测尖(微触针)。尽管没有特别描述,从“对地线提供适当电抗特性”的陈述中可以认为,金属片和多个金属布线图案可以各自组成微带传输线,从而假定能够使很多针同时探测整个半导体集成电路,而保持高频传输线的特性。

    然而,以这种集成微触针装置,由于细微的针间距,并且微触针特别细小,微触针磨损可能相对快,并且在重复使用时各针变得不均匀,从而需要替换整个形成了包括微触针的多个布线图案的薄片。在这种情况下,由于在传统的集成微触针装置中,如前述日本专利申请特许公开中所揭示的,包括布线图案的薄片相对大并且相对昂贵,替换这种昂贵的薄片将投入相当高的成本。

    此外,注意到前述集成微触针装置这样的问题,即对穿过临近布线图案传输的信号解码,其间会发生干扰,也就是通道之间的干扰,因为布线图案彼此靠近,而没有屏障介入期间。

    而且,微触针排列成一或两行,并安排来探测沿矩形半导体集成电路每侧布置的焊点。

    已经发现,用于在封装的超微型半导体集成电路上执行检测功能的集成微触针装置,也同样具有与上面的讨论相似的问题。

    由此,本发明的目的是提供微触针装置,即使它具有例如间隔150μm量级的细微针间距,并具有大量的针,它也可以廉价地制成,并且本发明还提供生产这种微触针装置的方法。

    本发明的另一个目的是提供微触针装置,它可以容易地,并且以相对低的成本被另一个替换,并且提供生产这种微触针装置的方法。

    本发明的内容

    在根据本发明的集成微触针装置中,终端支架具有多个用于终端的高频传输线(此后它将被称为“终端高频传输线”),能够传输形成其中的直流电流。在终端支架的一侧表面,微触针的一端与相应终端高频传输线的一端连接。

    根据本发明的另一个实施例,在支架的另一侧表面,传输线块可拆卸地安装到终端支架上。传输线块具有多个用于中继的高频传输线(此后它将被称为“中继高频传输线”),安排成阵列。中继高频传输线的一端安排在终端高频传输线之间并具有相同间隔,并且连接到相应终端高频传输线的另一端上。在它们的另一端,中继高频传输线之间的空间放宽,而大于终端高频传输线之间的空间。

    根据本发明的又一个实施例,终端支架是板状,终端高频传输线是二维分布的,并且传输线块是三维逐渐放宽的结构。

    根据本发明的又一个实施例,中继高频传输线就高频而言彼此屏蔽。

    根据本发明的又一个实施例,终端高频传输线就高频而言彼此屏蔽。

    在另一方面,本发明提供用于生产集成微触针装置的方法,包括:

    制备具有终端高频传输线的终端支架,其中高频传输线能够传输形成其中的直流电流;

    在薄基底上安排微触针,并且以倾斜方式彼此将基底一个堆叠在另一个上,来形成组合的基底组件,每个基底具有微触针安排其上;

    将组合的基底组件上微触针的一端,连接到相应终端高频传输线的一端;并且

    溶解并去除组合的基底组件的基底。

    【附图说明】

    图1说明了本发明的一个实施例,其中图1A是沿图1B的线1A-1A的剖视图,而图1B是图1A的底视图;

    图2A-2E是相应于图1A的剖视图,并且说明了生产图1中终端支架11方法的步骤;

    图3A-3F是示意图,显示了将微触针18的总体粘合到图1中的终端支架11上的步骤;

    图4是剖视图,说明了本发明的实施例在使用中的方式;

    图5A-5C是示意图,显示了制成具有共面传输线的终端支架11的步骤;

    图6是透视图,说明了制成终端支架11过程中的步骤,其中终端支架11具有微带传输线;

    图7是透视图,说明了本发明的一实施例,其中传输线块61与一个集成微触针装置31相结合;

    图8A-8D是示意图,显示了制成传输线块61的步骤,其中传输线块61上接有共面传输线;

    图9是剖视图,说明了本发明的另一个实施例,其中传输线块61与一个集成微触针装置31相结合;

    图10A-10D是示意图,显示了制成另一种形式的传输线块61的步骤;而

    图11是剖视图,说明了本发明的又一个实施例,其中传输线块与一个集成微触针装置相结合。

    【具体实施方式】

    图1A和1B说明了根据本发明的集成微触针装置的一个实施例。

    这个实施例中的终端支架11包括矩形基底12,具有多个用于终端的高频传输线形成其中,并排列成矩阵的形式。用于终端的每个高频传输线13,被设计来使直流电流穿过其中。在说明的实施例中,终端高频传输线13构成为同轴传输线,而基底12由导电材料制成,如金属。基底12具有通孔14形成其中,在每个通孔14中,中心导体15沿其中心轴被接收。中心导体15与通孔14的内周边表面之间的间隙,填充有绝缘层16,来完成同轴传输线13,它具有导电基底12用作外导体。

    在终端支架11的一侧表面上,每个微触针18的一端连接到相应一个终端高频传输线13上,而使直流电流穿过。在这个实施例中,微触针18的一端连接相应中心导体15的一端。微触针18最好关于中心导体15倾斜地延伸。特别地,当中心导体15定向,而垂直于水平面19伸出时,微触针18关于水平面19的角度θ最好可以为30°到60°。

    基底12在适当的位置,如显示的四个角形成有定位孔22,用于安装在性能板上,例如用于与检测装置连接。

    终端高频传输线13的数量实际可以很大,如在几十到几百×几十到几百的数量级上。基底12可以具有300μm的厚度D1,微触针18的间隔(间距)D2可以为大约150μm,通孔14的内径可以是80μm,而微触针18的长度L1可以是30到50μm。

    终端高频传输线13的特性阻抗可以为50Ω,例如使它与到半导体集成电路检测装置连接线的特性阻抗匹配,其中传输线13连接到半导体集成电路检测装置上。对于同轴传输线,特性阻抗依靠外导体的内径、中心导体的外径及它们之间的绝缘介质的介电常数。

    可选地,电绝缘材料如陶瓷,可以用于形成基底12,并且可以通过将金属汽相沉积其上,而使通孔14的内周边表面金属化,由此形成用于同轴传输线的外导体。

    现在将参考图2描述用于生产微触针装置方法的实施例。

    基底12可以由金属材料制成,如Al、Cu、黄铜或相似,或者由导电材料制成,包括注入杂质,如硼的硅基板,并且基底12在终端高频传输线13形成的位置,如图2A所显示,由光蚀刻过程形成有圆形通孔14。应该注意,图2中的剖视图对应图1A。在这步中,尽管在图2中未画出,如在图1B中看到的,定位孔22可以同时穿过基底形成。

    如图2B所示,下一步例如通过CVD(chemical vapor depositon,即化学汽相沉积)过程,将以绝缘层16,如SiO2填充通孔14,然后由光蚀刻过程,穿过绝缘材料层与通孔14同心地形成中心孔径24,如在图2C中显示的。然后,通过镀金或铜,或汽相沉积金或铜,中心孔径24被填充有中心导体15,如图2D所示。可选地,通过将金属丝插入孔径,并且将它们以玻璃密封地封装,实现将中心导体15嵌入中心孔径24。这样,可以构成图1中的终端支架11。

    微触针的整体可以如后制成:如图3A所示,薄基底25形成有多个间隔相等的平行定位凹槽26。定位凹槽26的间距D3做得等于微触针18的间距D2。基底25的宽度W1大约等于微触针18的长度L1。定位凹槽26最好是V型凹槽,并且可以通过使用用于基底25的硅晶体板,并且使用形成图样的方法和硅晶体的各向异性,而容易地形成定位凹槽26。

    然后,如图3B所示,微触针18沿着每个定位凹槽26导向插入时,插入其中。对于微触针18,能够使用导电须(须状单晶)、镀金丝玻璃、弹性金属丝如磷黄铜线、或任何其它适当的材料,它们的直径为20到30μm,在坚硬而有弹性的同时能够导电。为了保持微触针18定位在定位凹槽26的适当位置,绝缘材料如SiO2的保持膜27,可以通过CVD过程形成在基底25上,如图3C所示。微触针18当嵌入基底25与保持膜27之间时,保持在适当位置。

    多个基底25这样具有多个微触针18保持其上,多个基底25彼此堆叠,使它们以微触针18的纵向距离D4连续交错,并且以黏合剂粘合在一起,如环氧基有机粘合剂或聚酰亚胺基有机黏合剂介入临近的板之间,而形成组合的组件28,如图3D所示。确定位移距离,当组合的组件水平定向时,使微触针18关于水平面形成的角θ确定预定的值(30°到60°)。

    下一步是通过加工,使组合的组件28的上表面和下表面平坦,当接触面放置在相同平面时,来暴露微触针18的相对端,如图3E所示。在这点上,预先选择定位凹槽26的间距、基底25的厚度、凹槽26的深度和保持膜27的厚度,使安排成矩阵形式的微触针18在列方向和行方向上的间距,与同轴传输线13的中心导体15各自在列方向和行方向上的间距一致,其中同轴传输线13支持在终端支架11上。

    然后,通过将微触针18的端面与相联系的中心导体15的端面,彼此相邻地热焊接或冷焊接,具有上表面和下表面平坦的组合的组件28(图3E)与终端支架11(图2D)粘合在一起。然后,基底25和保持膜27被化学溶解并去除。在这点上,中心导体15可以由镀有金的导体这样的材料形成,它对化学反应敏感,并且通过化学蚀刻,使用能够分别溶解它们的化学溶剂,来分别去除基底25和保持膜27。如果需要,终端支架11可以被抗蚀材料遮盖,其中在基底25和保持膜27溶解掉之前,抗蚀材料保护支架抵抗化学冲击。应该理解,如图1所示的集成微触针装置从这个过程中得到。中心导体15的端面最好超过终端支架11的平面(基底12)而轻微突起,来实现并保证中心导体15与微触针18之间的良好粘合。

    在上述实施例中,当对终端支架11的基底12采用导电材料时,可以使用电绝缘材料如陶瓷,来形成基底12。在这种情况下,如图2A所示然后来形成通孔14,可以通过在其上汽相沉积金或相似物,来形成外导体29,如图2E所示,使通孔14的内周边表面金属化,然后通过与此前参考图2B-2D描述的那些相似的过程,在外导体29内形成中心导体15和绝缘层16。

    如图4所示,定位针33从半导体集成电路检测装置的信号处理性能板32上突起,其中半导体集成电路检测装置安装到终端支架11相应的定位孔22中,并且通过同轴传输线13(终端高频传输线)连接到性能板32的同轴类型的通孔34中,根据本发明的集成微触针装置31可移去地安装在性能板32上。通过集成微触针装置31的微触针18外端接触被检测的半导体集成电路35上的相应焊点(电极)36,来执行检测。这里应该注意,焊点(电极)36包括用于施加DC(直流)偏压的电极、用于施加检测信号(传输)的电极和探测(接收)电极。安排使性能板32的同轴类型的通孔34与终端高频传输线13在它们的特性阻抗上彼此匹配。与具有大约0.3到0.5mm的非常短长度的微触针18结合,这提供了高速检测信号到焊点36的满意传输,和高速检测信号从焊点36返回到性能板32的满意传输。与具有施加偏压的那个微触针18相连接的那个同轴类型的通孔34,连接到性能板32的传输线图样37上。

    在上述实施例中,当采用同轴类型的传输线用于终端高频传输线时,应该理解,可以使用任何类型的其它传输线,只要它能够传输高频信号和DC信号。例如,可以采用共面传输线。在那种情况下,如图5A所示,宽地线42和窄信号线43通过在铜膜或金膜上形成图样,交替地形成在绝缘基底41上,如Si3N4基底、陶瓷基底或玻璃基底,例如使每一个信号线42和相对侧附近的两个地线42一起,协作形成共面传输线44。然后,例如通过化学汽相沉积或汽相沉积过程将SiO2沉积其上,绝缘层45形成在这些多个平行的共面传输线44上,并且在绝缘层45上,共面传输线44相似地形成。交替形成共面传输线44和绝缘层45的步骤被重复,直到得到共面传输线和绝缘层的所需组合的组件。安排使传输线44的间距和数量在图中从水平和垂直上看来,都与微触针18的所需阵列的间距和数量一致。

    然后,传输线的这个组合的组件可以切割成厚度D1,相应于共面传输线44长度横向上所需终端支架11的厚度,如图5A的虚线所示,来得到多个终端支架11,它具有共面传输线44作为终端高频传输线13。

    图5B是相应于图1A的剖视图,但说明了具有终端共面传输线的终端支架11。相对厚的基底41和46形成在组合的组件下部和上部,各自如图5A所示,在切割组件之前或之后,定位孔22可以形成在终端支架11中。应该明白,从地线42和信号线43阵列的方向看去,临近的共面传输线44之间地线42的出现,足以减小临近共面传输线44之间的干扰。从图5A中共面传输线44的垂直堆叠方向看去,如果共面传输线44之间有任何干扰发生的话,那么共面传输线44可以以两个连续绝缘层45交替地分开,其中连续绝缘层45具有地线导体层47介入其间,如图5C中部分所示。

    可选地,微带传输线可以用作终端高频传输线13。在这种情况下,将参考图6描述生产终端支架11的方法。像终端高频传输线13由共面传输线组成的情况一样,包括导体层的地线层48通过汽相沉积铜或金,形成在绝缘基底41上。然后,绝缘层49例如通过汽相沉积SiO2形成在地线层48上,并且在绝缘层49上形成多个平行的、间隔的信号传输线51,来组成微带传输线52,其上形成有另一个绝缘层53。连续形成地线层48、绝缘层49、信号传输线51和绝缘层53的步骤被重复,直到得到地线层、微带传输线和绝缘层的所需组合的组件。然后,这个组合的组件可以被切割成信号传输线44长度横向上的厚度D1,而得到多个终端支架11,其中终端支架11具有微带传输线52,作为终端高频传输线13。

    在可选实施例中,聚酰亚胺膜可以用于形成图5和6中的绝缘层,其中应用了导体膜,如铜膜。然后,可以处理导体膜,而形成共面传输线44或信号传输线51,或可以不用处理而制成地线层。这种共面传输线或信号传输线与地线层然后一个在另一个上堆叠,并热焊接到一起而制备形成组合的组件,如图5A或图6所示。

    为了实现上述集成微触针装置与性能板之间的连接,同样为了保持满意的高频特性,需要可拆卸地将传输线块附着到终端支架11上。特别如图7所示,例如传输线块61可拆卸地安装到集成微触针装置31与微触针18相对的一侧,其中微触针18以二维阵列分布。传输线块61使高频传输线62放置其中,用于中继,其一端连接到集成微触针装置31的相应终端高频传输线13,其另一端与位于块61与集成微触针装置31相对的端面61a。安排用于中继的高频传输线62,随着线从集成微触针装置31伸出,使临近接线之间的间隔逐渐增加,直到在块61的端面61a处临近的中继高频传输线62之间的间隔变为连接终端支架11相对端面的那些的10倍,而特性阻抗在整个传输线62上保持一致。而且,中继高频传输线62同样能够传输DC信号,并且在特性阻抗上适于与终端高频传输线13匹配。

    下面,将描述生产传输线块61的方法。在一个实施例中,如图8A所示,首先制备陶瓷的薄绝缘基底63,它具有例如一个较短侧和一个相对的较长侧。基底63具有整体安装片64,从较短侧63a的相对侧伸出而形成。多个共面传输线65一端放置在较短侧63a上,而另一端放置在较长侧63b上,多个共面传输线65由金属,如铜、金或相似物,通过光蚀刻或厚膜印刷过程,形成在基底63的一个侧表面上。特别地,宽地线65a和窄信号线65b交替地安排,使每一个信号线65b和在其相对侧的临近的两个地线65a,结合而形成共面传输线65。

    共面传输线65的数量做得与集成微触针装置31的微触针18,沿针阵列的列(行)方向的数量相等,而在较短侧63a上的传输线的间距做得与微触针18沿列(行)方向的间距相等。在另一端也就是在较长侧63b的一端,共面传输线65的间隔最大,如是较短侧63a的大约10倍(尽管为了方便画图,在图中没有成比例地画出)。在这种情况下,信号线65b的宽度做成常数,而同时,每一个信号线65b和相对侧两个地线65a之间的间隔也做成常数,以保证共面传输线65的特性阻抗大致保持为常数。结果,当从较短侧63a向较长侧63b伸出时,每个地线65a在宽度上逐渐放宽。然而如果需要,如在图8A的一个位置上由虚线代表显示的,每个地线65a可以提供有缝隙66,它从地线相对端之间的大致中点开始,并当它靠近较长侧63b时在宽度上放宽,而使地线65a的宽度有效地保持常数。而且,尽管较短侧63a做成直的,较长侧63b做成曲线,它关于较短侧63a凹陷,而使所有共面传输线65在路径长度上相等,这样在信号传播时间上相等。

    根据需要,导体如铜的层67通过汽相沉积,形成在基底63的另一侧表面上,例如图8B所示。然后,这样得到的基底63一个在另一个后连续堆叠,其中基底63具有很多共面传输线65形成其上,并以它们的较短侧63a彼此接触,而较长侧63b通过陶瓷或玻璃的衬垫68例如介入临近的较长侧之间而彼此临近,这样将多个基底63粘合在一起,如图8C所示。通过使用有机黏合剂,如环氧基或聚酰亚胺基粘合剂,使粘合有效。或当具有低绝缘常数,如陶瓷或玻璃的衬垫68介入其间时,通过加热和加压使粘合有效。然后,在它们直接(没有衬垫)粘合到一起的一侧,使组合的基底63的端面平坦,如图8D所示来完成传输线块61。

    被堆叠的基底63的数量做得与集成微触针装置31的微触针沿着针阵列的行(或列)方向的数量相等,并且在平坦端面61b上,共面传输线65在基底63堆叠方向上的间距,做得与微触针18沿着针阵列的行(或列)的间距相等。换句话说,各自基底63的厚度被预先选择,而满足这个要求。

    这样构成的传输线块61重叠在终端支架11上,并且定位针71穿过定位孔69和终端支架11的对齐定位孔22(图1),而使传输线块61和终端支架11彼此对齐,其中定位孔69穿过其相对侧的每个叠式基底63的安装片64而形成,如图7所示,来保证终端支架11的终端高频传输线13和相应的块61的中继高频传输线62,彼此接触并连接。在可选实施例中,如图9所示,在结构上与终端支架11相似的连接板72,可以预先安装在传输线块61的连接端面61b,用于与集成微触针装置31连接。连接板72具有定位针71固定其上并从其上伸出。对于这个连接板72,终端支架11可拆卸地安装有定位针71,其中定位针71穿过接线端11的定位孔22,而与相联系的高频传输线彼此对齐并连接。应该明白,这种安排方便了集成微触针装置31的更换。作为用于产生共面传输线65作为中继高频传输线62的可选方法,如图10A所示,形成地线的凹槽和形成信号线的凹槽,可以以相似于图8A所示的图样形成在基底63上,并且金属层形成在基底63的其中形成凹槽的表面上。然后使表面平坦并研磨,而在凹槽中提供交替的地线65a和信号线65b。以前面联系图8描述的相同方式,可以执行下面的过程。

    下面,将描述中继高频传输线62包括同轴传输线的情况。如图10B和10C所示,多个矩形凹槽75的每个在形状上相应于方形同轴传输线剖面一半,以临近凹槽之间的间隔逐渐变宽的图样,多个矩形凹槽75形成在基底63的一侧表面上,凹槽75的内表面以金或铜金属化,来形成外导体76,然后以绝缘材料77如SiO2,通过汽相沉积填充凹槽75。然后,中心导体78通过印刷或光蚀刻过程,沿其中心轴形成在每个凹槽75中的绝缘材料77上。在图10B中为了易于看到,中心导体78显示为虚线。制备这样构成的多个基底63,其中基底63具有纵向裂开的矩形同轴传输线半体形成其上,并且基底63以它们的表面彼此成对地连接在一起,其中该表面具有凹槽75形成其中,如图10D所示,彼此粘合使方形传输线的每对纵向分裂的矩形半体配合在一起,而形成方形同轴传输线。这完成了基底63的配合组件81,其中基底63具有多个方形同轴传输线79,其一端更宽地分开,而在另一端更接近。以它们的一端彼此接触,而另一端一个在另一个后堆叠,并以它们的一端彼此接触,而以另一端通过介入其间的衬垫彼此相邻的方式粘合在一起,多个这样配合的基底组件81一个在另一个上堆叠,像图8C所示的方式。然后,使组合的基底81在它们直接(没有衬垫)粘合在一起的一侧端面平坦,像图8D所示的方式,来完成传输线块61。应该理解,圆形同轴传输线可以以相似于上面描述的,与同轴传输线剖面上的方形相联系的方式而构成。

    在另一个可选实施例中,中继高频传输线62可以由微带传输线相似地构成。在这种情况下,尽管未画出也可以容易地明白,可以以相似于图8A显示的共面传输线65的方式,只需要信号线形成在基底63的一侧表面上,并且需要导体层67作为面对基底63另一侧表面上的地线形成。

    中继高频传输线62分开得很宽的端,连接到与集成微触针装置31相对的传输线块61的一侧上相应性能板的接线端(电极)上。为了实现连接,如图11所示,传输线块61与集成微触针装置31相对的端面61c在性能板32与平坦的端面61a相对接触前,可以研磨平坦,而变得与传输线块61在集成微触针装置31一侧的端面61a平行,使中继高频传输线62连接到相联系的电极上。在这种情况下,由于路径长度的差异,信号在中继高频传输线62之间传播时间的差异,可以通过将延迟线插入性能板32中来补偿,而使整个信号传播时间相等。

    在上述实施例中,当说明集成微触针装置31时,是以微触针18安排成二维阵列为例说明的,应该理解,它们可以安排成一维阵列。相联系的传输线块61,可以是具有中继高频传输线62安排成二维阵列的一个,如图8A、10A、10D所示。而且,当说明微触针18倾斜附着时,它们可以定向,而垂直地接触被检测的半导体集成电路的焊点(电极)。

    作为附加选择,

    (a)传输线块61可以以超声振动而微动,来促使微触针18刮擦被检测的半导体集成电路的电极36,来毁坏其上的任何氧化膜,用于减小电极36与微触针18之间接触电阻。

    (b)可以提供冷却机制,用于将从被检测的半导体集成电路的电极36上传导的任何热量,通过辐射从微触针18消散到传输线块61上。

    (c)监视照相机可以安装在传输线块61的一侧或任何其它适当的位置,来识别被检测的半导体集成电路基底上的标记,并且可以提供导向机构,来保证微触针18被导向到被检测的半导体集成电路的电极36上。

    可以从前面的描述中明白,本发明提供下面的优点:

    (1)本发明能够实现微触针,允许有效地检测封装前半导体集成电路的工作,或检测目前技术的封装的超微型半导体集成电路。它能够实现具有150μm量级针距的微触针,和多达几千通道的针数量。

    (2)允许探测高速信号,因为信号传输线的特性阻抗保持为常数,直到它们刚到达微触针18之前,以检测被检测的半导体集成电路的电极36。

    (3)不仅允许检测信号和测量信号的传输,而且允许DC偏压应用到被检测的半导体集成电路上。

    (4)还能够将基底中的微触针18集成为相应于被检测的半导体集成电路电极阵列的二维阵列。

    (5)在集成微触针装置31的终端支架11上提供有导向凹槽或导向针的情况下,或者当被检测的半导体集成电路的类型改变,或者当微触针18磨损时,整个集成微触针装置31可以被容易地替换,并且被容易地调整和用于对齐。

    (6)在使用传输线块61的情况下,集成微触针装置31的终端高频传输线13之间的间隔,可以二维地或三维地放宽,来实现与性能板的连接。

    (7)在微触针18倾斜安装的实施例中,每次微触针18与半导体集成电路的电极接触时,微触针弹性地弯曲,导致接触点的位移,通过微触针刮擦电极来毁坏电极上的氧化膜,由此建立更好的电接触。

    (8)在应用同轴传输线或共面传输线作为终端高频传输线13或中继高频传输线62的情况下,能够防止临近传输线之间发生干扰。

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资源描述

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本发明允许检测封装前高密度LSI的高速信号,其中具有电极以例如150m的量级分隔开。穿过终端支架11形成的用于终端的同轴传输线13,安排成二维阵列。连接到传输线13一端的是微触针18的一端,如导电须,而传输线13的另一端穿过结构与接线端11支架相似的连接板,连接到三维向上逐渐放宽结构的传输线块61上。传输线块61保持用于中继的高频传输线62,一端连接到同轴传输线13的另一端上,并且具有临近传输线之。

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