CN102466739A - 探针卡 - Google Patents

Abstract

本发明是提供一种探针卡，包括一印刷电路板，其具有一第一接点与一第二接点；一空间转换器，其具有一孔板与顺应性的一第一导线、一第二导线、一第三导线及一第四导线，该孔板具有多个孔洞，在该孔板的下表面上包括一第一导电层、一第二导电层、一第一接触垫及一第二接触垫，该第一导线的两端分别电性连接该第一接点及该第一导电层，该第二导线的两端分别电性连接该第二接点及该第二导电层，该第三导线分别连接该第一导电层及该第一接触垫，该第四导线分别连接该第二导电层及该第二接触垫，该第三导线及该第四导线是藉由穿设于所述孔洞分别连接该第一接触垫及该第二接触垫；以及一电子元件，其位于该孔板的下表面，并电性连接该第一导电层及该第二导电层。

Description

探针卡

技术领域

本发明是关于一种探针卡，特别是指一种垂直式探针卡。

背景技术

在半导体产业当中，晶圆的封装测试乃是非常重要的一环。在进行芯片的封装工程之前，需先对这些芯片做功能测试，以淘汰不良品，避免将有缺陷的芯片继续加工而造成不必要的成本浪费与损失。而探针卡的存在，即是作为测试机台与晶圆间的一个接口，提供从测试机台至晶圆的信号传递路径，以应用在晶圆级的测试工程当中。

因此如何尽可能的提升探针卡的测试品质与效率，乃是本领域不断追求的目标。毕竟对于产品成本动辄数百万至上千万的半导体厂商而言，无论是多细微的良率改善，其造成的影响亦绝对不可忽视。

目前而言，垂直式探针卡结构基本上包括了印刷电路板(PrintedCircuit Board，PCB)、空间转换器以及探针三个部份。印刷电路板上会布满许多的电子元件，电源与信号由印刷电路板上的线路传递至其下的空间转换器，接着再传递至空间转换器下方的探针，而由探针和下方的测试晶圆作接触。这样长的信号传输路径，会对信号造成干扰、并使信号噪声增加、电压不稳定等等。如此一来，将会大大影响到探针卡的测试品质，也破坏了整体测试信号传输的完整性。

而垂直式探针卡的种类则可区分为人工拉线(Hand Wire，HW)、多层陶瓷/多层有机(Multi-Layer Ceramic/Multi-Layer Organic，MLC/MLO)以及整合式电路板(Integrated PCB，INT PCB)等三种架构。

在人工拉线的架构下，空间转换器是由一具有多个通孔的基板，或称孔板来达成空间转换的功能。自印刷电路板连接顺应性的导线经由通孔贯穿孔板的上下表面，而连接至孔板下方的探针；而在多层陶瓷/多层有机的架构下，则是由多层陶瓷基板或是多层有机基板来作为空间转换器。多层陶瓷基板或是多层有机基板的基板内部具有复杂的线路布局与走线，使得基板上下表面的接点得以电性导通。

以人工拉线的架构而言，其中的孔板是内部不具线路布局，孔板上的多个通孔是贯穿孔板的上下表面，各孔板之间的间距小于印刷电路板上各电路结构的接点之间的间距，是以由顺应性的导线一端连接印刷电路板上的接点，另一端穿设孔板上的通孔并使导线固定并集中，可以达到空间转换的目的。而多层陶瓷/多层有机的架构则是通过多层陶瓷基板或多层有机基板内部的线路布局，使基板的上表面连接到印刷电路板大间距的电路结构得以转换成下表面的小间距。然而，多层陶瓷/多层有机的架构在设计与制作上需花费较大的成本与时间，而人工拉线架构则以外接顺应性导线的方式，再利用简单的孔板来固定导线，因此设计与制作成本较低。

整合式电路板的架构，则是将多层陶瓷/多层有机的概念直接整合到印刷电路板上，也就是说，将印刷电路板与空间转换器整合在一起形成一整合式电路板，故整合式电路板本身即具有空间转换的功能。传统的印刷电路板，并无法直接将大间距转换成晶圆级的小间距，但整合式电路板则能够做到这样的转换功能。

综上所述，目前现有的这些技术，都是在印刷电路板上放置许多的电子元件，信号传递路径过长，容易带来许多的缺点。

在美国专利公开第2009/0085593号中，揭露了一种探针结构，其中多个弹簧探针1SIG、1POW、1GND被配置在一探针座3的各个导孔5中，各导孔5内壁则涂布导电层10，探针座3上则具有一电容9，如此一来各弹簧探针被导电层10所包覆，并因此得以和电容9进行电性连接。然而以上结构仅适用于弹簧探针结构，并不适用本案的垂直式探针，或者，与弹簧探针结构作区分，本案的垂直式探针可称为挫屈柱(Buckling Beam)探针，有关于挫屈柱探针的叙述，可以参考美国专利公告第3806801号的说明。若以上结构以挫屈柱探针结构取代弹簧探针，则在测试时，探针需要和待测物进行接触，在待测物作用在探针上的力，将使探针产生挫屈的侧向变形，导致探针与导孔5内壁的摩擦，故长期使用后会使导电层10逐渐受损、剥落，使接触电阻提高。因此这样的结果，会使探针卡电特性不佳、不利于产业上的使用。

所以申请人有鉴于已知技术的缺点，乃经悉心地试验与研究，创作出本发明“探针卡的结构”，以克服上述缺陷。以下为本案的简要说明。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种适用于垂直式探针卡的结构，由改善现有方法所造成的缺点与不足，来达到节省成本、降低不良率以及提升应用领域等功效。

根据本发明的构想，提出一种探针卡，包括一印刷电路板，其具有一第一接点与一第二接点；一空间转换器，其具有一孔板与顺应性的一第一导线、一第二导线、一第三导线及一第四导线，该孔板具有多个孔洞，在该孔板的下表面上包括一第一导电层、一第二导电层、一第一接触垫及一第二接触垫，该第一导线的两端分别电性连接该第一接点及该第一导电层，该第二导线的两端分别电性连接该第二接点及该第二导电层，该第三导线分别连接该第一导电层及该第一接触垫，该第四导线分别连接该第二导电层及该第二接触垫，该第三导线及该第四导线是由穿设所述孔洞分别连接该第一接触垫及该第二接触垫；以及一电子元件，其位于该孔板的下表面，并电性连接该第一导电层及该第二导电层。

较佳地，本发明所提出的探针卡，还包括一探针座，其配置在该空间转换器下，并包括一第一探针与一第二探针，其中该第一探针与该第二探针分别电性连接该第一接触垫与该第二接触垫。

较佳地，本发明所提出的探针卡，其中该第一探针为电源探针及信号探针其中之一，该第二探针为一接地探针。

较佳地，本发明所提出的探针卡，其中该第一探针及该第二探针为挫屈柱探针。

较佳地，本发明所提出的探针卡，其中该电子元件至少为主动元件、被动元件、及无线射频元件其中之一。

根据本发明的另一构想，提出一种探针卡，包括一印刷电路板，其具有一接点；一空间转换器，其具有一孔板与顺应性的一第一导线及一第二导线，该孔板具有多个孔洞，在该孔板的下表面上包括一第一导电层、一第二导电层及一接触垫，该第一导线两端分别电性连接该接点及该第一导电层，该第二导线的两端分别电性连接该第二导电层及该接触垫，该第二导线由穿设于该孔洞中连接该接触垫；以及一电子元件，其位于该孔板的下表面，并电性连接该第一导电层及该第二导电层。

较佳地，本发明所提出的探针卡，还包括一探针座，其配置在该空间转换器下，并包括一探针，其中该探针电性连接该第二导电层。

较佳地，本发明所提出的探针卡，其中该探针为电源探针、信号探针及接地探针的其中之一。

较佳地，本发明所提出的探针卡，其中该二探针为挫屈柱探针。

较佳地，本发明所提出的探针卡，其中该电子元件至少为主动元件、被动元件、及无线射频元件其中之一。

根据本发明的又一构想，提出一种探针卡，包括一印刷电路板，其具有一第一接点与一第二接点；一探针座，在其内部设置一第一导电层及一第二导电层，并分别电性连接该第一接点与该第二接点；一第一探针及一第二探针，其穿设该探针座，并分别电性连接该第一导电层及该第二导电层；以及一电子元件，其位于该探针座内部。

较佳地，本发明所提出的探针卡，还包括一空间转换器，其位于该印刷电路板与该探针座之间。

较佳地，本发明所提出的探针卡，其中该空间转换器为一孔板，并具有多个孔洞以使多条导线穿设其中，由该多条导线使该第一接点电性连接该第一探针，该第二接点电性连接该第二探针。

较佳地，本发明所提出的探针卡，该空间转换器为一多层陶瓷结构的基板或一多层有机结构的基板，并且内部具有一电路结构，由该内部具有一电路结构，使该第一接点电性连接该第一探针，该第二接点电性连接该第二探针。

较佳地，本发明所提出的探针卡，其中该印刷电路板为一整合式电路板。

较佳地，本发明所提出的探针卡，其中该探针座还包含一下导板与一上导板，且该电子元件至少位于该下导板及该上导板其中之一上。

较佳地，本发明所提出的探针卡，其中该探针座还包含多个假探针及多个接触垫，其中当该第一导电层及该第二导电层分别设置在该下导板及该上导板时，由该多个假探针使该第一探针电性连接该第一导电层，由该多个接触垫使该第二探针电性连接该第二导电层。

较佳地，本发明所提出的探针卡，其中该探针座还包含多个假探针，其中当该第一导电层及该第二导电层位于该下导板时，该第一探针与该第二探针分别电性连接对应的假探针，以使该第一探针电性连接该第一导电层，该第二探针电性连接该第二导电层。

较佳地，本发明所提出的探针卡，其中该探针座还包含多个接触垫，其中当该该第一导电层及该第二导电层位于该上导板时，该第一探针与该第二探针通过上导板上的多个接触垫分别电性连接该第一导电层与该第二导电层，以使该第一探针电性连接该第一导电层，该第二探针电性连接该第二导电层。

较佳地，本发明所提出的探针卡，其中该第一探针及该第二探针为挫屈柱探针。

较佳地，本发明所提出的探针卡，第一探针为电源探针及信号探针其中之一，该第二探针为一接地探针。

较佳地，本发明所提出的探针卡，其中该电子元件至少为主动元件、被动元件、及无线射频元件其中之一。

根据本发明的再一构想，提出一种探针卡，包括一印刷电路板，其具有一接点；一探针座，其具有一第一导电层及一第二导电层，该第一导电层电性连接该接点；一探针，其穿设该探针座，并电性连接该第二导电层；以及一电子元件，其位于该探针座内部。

较佳地，本发明所提出的探针卡，还包括一空间转换器，其位于该印刷电路板与该探针座之间。

较佳地，本发明所提出的探针卡，其中该空间转换器为一孔板，并具有多个孔洞以使多条导线穿设其中，该多条导线电性连接该接点及该探针。

较佳地，本发明所提出的探针卡，其中该空间转换器为一多层陶瓷结构的基板或一多层有机结构的基板，并且内部具有一电路结构，使该接点电性连接该探针。

较佳地，本发明所提出的探针卡，其中该印刷电路板为一整合式电路板。

较佳地，本发明所提出的探针卡，其中该探针座还包含一下导板与一上导板，且该电子元件至少位于该下导板及该上导板其中之一上。

较佳地，本发明所提出的探针卡，其中该探针座还包含一假探针及一接触垫，其中当该第一导电层及该第二导电层分别设置在该下导板及该上导板时，由该假探针使该探针电性连接该第一导电层，由该接触垫使该接点电性连接该第二导电层。

较佳地，本发明所提出的探针卡，其中该探针座还包含多个假探针，其中当该第一导电层及该第二导电层位于该下导板时，该探针电性连接该多个假探针的其中之一，以使该探针电性连接该第二导电层。

较佳地，本发明所提出的探针卡，其中该探针座还包含多个接触垫，其中当该第一导电层及该第二导电层位于该上导板时，该探针通过上导板上的多个接触垫的其中之一电性连接该第二导电层。

较佳地，本发明所提出的探针卡，其中该第一探针及该第二探针为挫屈柱探针。

较佳地，本发明所提出的探针卡，其中该探针为电源探针、信号探针及接地探针的其中之一。

较佳地，本发明所提出的探针卡，其中该电子元件至少为主动元件、被动元件、及无线射频元件其中之一。

附图说明

本案将可由以下的实施例说明及附图而得到充分了解，使得熟习本技术的人士可以据以完成的，然本案的实施并非可由下列实施例而被限制其实施型态，其中：

图1(a)是本案第一实施例的探针卡结构示意图。

图1(b)是本案第一实施例的探针卡结构示意图。

图1(c)是图1(a)、(b)的仰视图。

图2是本案第二实施例的探针卡结构示意图。

图3(a)是本案第三实施例的探针卡结构示意图。

图3(b)是本案第三实施例的探针卡结构示意图。

图3(c)是本案第三实施例的探针卡结构示意图。

图4(a)是本案第四实施例的探针卡结构示意图。

图4(b)是本案第四实施例的探针卡结构示意图。

图4(c)是本案第四实施例的探针卡结构示意图。

图5是本案第五实施例的探针卡结构示意图。

图6是本案第六实施例的探针卡结构示意图。

具体实施方式

以下说明本案的第一实施例，请参阅图1(a)、(b)，其为本案所提出的探针卡结构示意图。如图1(a)所示，探针卡1具有一印刷电路板10，其上具有一第一接点101与一第二接点102，在使用探针卡测试待测物时，接点101、102是电性连接测试机，以接收测试机传送的信号。该印刷电路板10中间有一开口，其下为一空间转换器，也就是一孔板11，孔板11具有一上表面及一下表面111以及多个孔洞(未显示)，各孔洞是贯穿孔板11的上下表面，以利顺应性的一第一导线181、一第二导线182、一第三导线183以及一第四导线184垂直穿设其中。于该下表面111上则具有一凹槽12，在凹槽12上具有一第一导电层141及一第二导电层142，且该下表面111上还具有一第一接触垫191及一第二接触垫192。第一导线181的两端分别电性连接第一接点101及第一导电层141，第二导线182的两端分别电性连接第二接点102及第二导电层142，第三导线183分别连接第一导电层141及第一接触垫191，第四导线184分别连接第二导电层142及第二接触垫192，第三导线183及第四导线184是由穿设所述孔洞分别连接第一接触垫191及第二接触垫192。凹槽12中则配置一电子元件13，例如电容，使电子元件13的两接点分别电性连接第一导电层141及第二导电层142。在图1(a)的实施例中，探针卡1的电路连接方式为并联的形式。

而探针卡1还包括一探针座15，其位于该孔板11的下方。探针座15包括一第一探针16与一第二探针17，其分别连接第一接触垫191及第二接触垫192。因此，完整的电路路径乃自第一接点101连接第一导线181，经由第一导电层141、第三导线183及第一接触垫191，最后至第一探针16；而另一条完整的电路路径自第二接点102连接第二导线182，经由第二导电层142、第四导线184及第二接触垫192，最后至第二探针17。同时通过电子元件13的两接点电性连接第一导电层141以及第二导电层142而使电子元件13与两路经并联。

在本实施例中，穿设于孔板11的各导线属于一种外部走线，故其具有所谓顺应性的特征。也就是说，相较于传统的印刷电路板内部设置的固定线路，其有较大的弹性以及变形承受的容忍度。另外，孔板11的下表面111可以不用设置凹槽12，而是在探针座15上设计一孔洞151，如图1(b)所示，用以容纳电子元件13所突出的空间。第一导电层141及第二导电层142依旧设置在下表面111上。

图1(c)所示为图1(a)、(b)的仰视图(不包含探针座15)，从这个角度可以更清楚的了解本实施例中元件的配置关系。在本发明中，电子元件13的数量并无限制，这一点由图1(c)可清楚的获得解释，且其设置的方式当可根据需求或电路设计而做调整。

基本上，从图1(a)、(b)的角度而言，电子元件13设置在孔板11的下方时，维修或者替换元件会较为容易。毕竟孔板11上方满布无数条的线路，无论是检查或是更换元件都会受到许多的阻碍。但若电子元件13位在孔板11下方时，仅需要将探针座15卸下，即可方便的进行作业。

在本实施例中，第一探针16乃是一电源探针及一信号探针其中之一，第二探针17则为一接地探针。当第一探针16是电源探针时，第一接点101是作为电源接点，用以接收测试机传送的电源；而当第一探针16是信号探针时，第一接点101是作为信号接点，用以接收测试机传送的测试信号；第二接点102则作为接地接点。

图1(a)、(b)所展示的实施样态，为在探针卡结构的电路路径上并联设置电子元件，但其实施方式当不限于此。

如图2所示，其为本案的第二实施例，在探针卡结构的串联路径上设置电子元件。探针卡2具有一印刷电路板20，其上具有一接点201。该印刷电路板20中间有一开口，其下为一空间转换器，也就是一孔板21，孔板21具有一上表面及一下表面211以及多个孔洞(未显示)，各孔洞是贯穿孔板21的上下表面，以利顺应性的一第一导线281、一第二导线282垂直穿设其中。于该下表面211上具有一第一导电层241及一第二导电层242，且该下表面211上还具有一接触垫29。第一导线281的两端分别电性连接接点201及第一导电层241，第二导线282的两端分别电性连接第二导电层242及接触垫29，第二导线282是由穿设该孔洞而连接该接触垫29。该下表面211上则配置一电子元件23，例如电阻、集成电路(IC)或二极管，使电子元件23的两接点分别电性连接第一导电层241及第二导电层242。

而探针卡2还包括一探针座25，其位于该孔板21的下方。探针座25包括一探针26，其连接该接触垫29，以及一孔洞251，用以容纳电子元件23所突出的空间。因此，完整的电路路径乃自接点201连接第一导线281，经由第一导电层241通过电子元件23连接第二导电层242，再由第二导线282至接触垫29，最后连接探针26而形成一串联路径。

在本第二实施例中，虽仅展现在探针座25上设计一孔洞251以容纳电子元件23的型态。然而其实施方式当可如图1(a)般做变化，也就是在下表面211设计一凹槽(未显示)取代，而使电子元件23配置在该凹槽中。当然，亦可如前所述具有多个电子元件的配置以及包括合并串、并联路径的实施方式。

此外，探针26可为一电源探针、一信号探针或是一接地探针，而接点201则对应探针26所使用的种类而作为相应的电源接点、信号接点以及接地接点。

在本发明的第一及第二实施例中，为了避免电子元件因外力碰撞而损坏，可以在电子元件之外涂布保护层，例如保护的胶体，保护层也有固定电子元件的功能。

接着说明本案的第三实施例，请参阅图3(a)、(b)、(c)，其为本案所提出的探针卡结构示意图，与第一实施例相同，均是在探针卡结构的电路路径上并联设置电子元件，但与第一实施例的差异的处在于第一实施例是将电子元件设置在孔板的下表面，而第三实施例是将电子元件设置在探针座内部。探针卡3具有一印刷电路板30，其上具有一第一接点301与一第二接点302。探针卡3还包括一探针座32，其内部设置一第一导电层371及一第二导电层372，并分别电性连接第一接点301及第二接点302。该探针座32包括一第一探针34以及一第二探针35，其穿设该探针座32，并分别电性连接第一导电层371与第二导电层372。该探针座32内部则具有一电子元件33，该电子元件33的两端则分别电性连接第一导电层371与第二导电层372。因此，由空间转换器的设置，即孔板31及各导线381、382、383及384的设置，使第一探针34与第一接点301及第一导电层371电性连接而形成一电路路径，而第二探针35与第二接点302及第二导电层372电性连接形成另一电路路径，同时通过电子元件33连接第一导电层371以及第二导电层372而使电子元件33与两路径并联。而这种电路连接的表现方式并不局限，其可分别由以下几种说明来阐释。

如图3(a)-(c)所示，探针卡3于印刷电路板30与探针座32之间还具有一空间转换器，该空间转换器为一孔板31，孔板31具有多个孔洞(未显示)，各孔洞是贯穿孔板31的上下表面，以利具顺应性的一第一导线381、一第二导线382、一第三导线383及一第四导线384垂直穿设其中。该孔板31包括多个接触垫391、392、393、394、395、396。而第一导线381是分别电性连接第一接点301及第三接触垫393，第二导线382分别电性连接第二接点302及第四接触垫394，第三导线383分别电性连接第五接触垫395及第一接触垫391，第四导线384分别电性连接第六接触垫396及第二接触垫392。即由多条导线381-384的布设，可使第一接点301电性连接探针座32的一第一探针34，使第二接点302电性连接探针座32的一第二探针35。

如图3(a)所示，该探针座32还包括一上导板322及一下导板321，以及与第一导电层371和第二导电层372电性连接的多个假探针361、362、363、364，电子元件33则位于下导板321上。而第一导电层371及第二导电层372是设置在下导板321上。而第一探针34与第一接点301，以及第二探针35与第二接点302彼此之间的电性连接乃藉由孔板31及探针座32之间的布局来实现。也就是说，第一接点301到第一探针34的电路路径乃自第一接点301经由第一导线381到第三接触垫393，再经由第一假探针361到第一导电层371，之后经由一第二假探针362到第五接触垫395，再从第三导线383、第一接触垫391至第一探针34；而第二接点302到第二探针35的电路路径自第二接点302经由第二导线382到第四接触垫394，再经由一第三假探针363到第二导电层372，之后经由一第四假探针364到第六接触垫396，再从第四导线384、第二接触垫392至第二探针35。同时通过电子元件33的两接点电性连接第一导电层371以及第二导电层372而使电子元件33与两路径并联。换句话说，该第一探针34与该第二探针35分别电性连接对应的假探针361-364，以使该第一探针34电性连接该第一导电层371，该第二探针35电性连接该第二导电层372。

另外如图3(b)所示，电子元件33可设置在上导板322上，当然两导电层371、372也是设置在上导板322上。此处两导电层371、372与多个接触垫393、394、395、396之间并非通过假探针进行电性连接，而是由上导板322设计多个贯穿的通孔，并填满导电的金属材料或其它可传递信号的导电材料形成导孔，同时其上则为多个接触垫397、398、399及3910，以分别和多个接触垫393、394、395、396之间进行电性连接。第一接点301到第一探针34的电路路径乃自第一接点301经由第一导线381到第三接触垫393，再经由第七接触垫397、导孔到第一导电层371，之后经由导孔、第九接触垫399到第五接触垫395，再从第三导线383、第一接触垫391至第一探针34；而第二接点302到第二探针35的电路路径自第二接点302经由第二导线382到第四接触垫394，再经由第八接触垫398、导孔到第二导电层372，之后经由导孔、第十接触垫3910到第六接触垫396，再从第四导线384、第二接触垫392至第二探针35。同时通过电子元件33的两接点电性连接第一导电层371以及第二导电层372而使电子元件33与两路径并联。换句话说，该第一探针34与该第二探针35通过上导板322上的多个接触垫397-3910分别电性连接该第一导电层371与该第二导电层372，以使该第一探针34电性连接该第一导电层371，该第二探针35电性连接该第二导电层372。

或者亦如图3(c)所示，电子元件33可为两端横跨上下导板322、321的设置方式，则两导电层371、372分别设置在下上导板321、322。第一接点301到第一探针34的电路路径乃自第一接点301经由第一导线381到第三接触垫393，再经由一第五假探针365到第一导电层371，之后经由一第六假探针366到第五接触垫395，再从第三导线383、第一接触垫391至第一探针34；而第二接点302到第二探针35的电路路径自第二接点302经由第二导线382到第四接触垫394，再经由一第十二接触垫3912、导孔到第二导电层372，之后经由导孔、第十一接触垫3911到第六接触垫396，再从第四导线384、第二接触垫392至第二探针35。同时通过电子元件33的两接点电性连接第一导电层371以及第二导电层372而使电子元件33与两路径并联。换句话说，由多个假探针365、366可使第一探针34电性连接该第一导电层371，由多个接触垫3911、3912及其对应的导孔使该第二探针35电性连接该第二导电层372。

简而言之，上述的几种方式基本上在于随着电子元件33至少位于上导板322或下导板311其中之一上的设置，来做出相应的电路路径设计以及元件配置。也可说是看第一导电层371及第二导电层372位于上导板322或下导板311其中之一上的设置，来做出相应的电路路径设计以及元件配置。

在本实施例中，第一探针34乃是一电源探针或是一信号探针，第二探针35则为一接地探针。当第一探针34是电源探针时，第一接点301是作为电源接点，用以接收测试机传送的电源；而当第一探针34是信号探针时，第一接点301是作为信号接点，用以接收测试机传送的测试信号；第二接点302则作为接地接点。

如前所述，传统的探针卡的电子元件是配置在印刷电路板上，这样会造成信号传输路径过长，而对信号造成干扰，并导致信号噪声增加、电压不稳定。因此，如图3(a)-(c)所示，本发明的电子元件33，乃是配置在探针座32之中。由于探针座32的下方就是待测的晶圆，因此通过这种结构，电子元件与待测物间的距离将有效的缩短，同时也提高了电源或是信号传输时的完整性。

由于第一探针34与第二探针35之间，必须维持一固定的距离，如此一来才能够有效的维持信号阻抗匹配的特性，以及传递高品质的高频信号。因此假探针361-366的存在，得以允许第一探针34与第二探针35彼此间保持固定距离时，亦可连接至电子元件33，并再通过导线连接至印刷电路板30上。

再者，本发明所使用的探针均为挫屈柱探针，由假探针的设置或者图3(a)-图3(c)的结构，使各探针可以与电子元件33电性连接，故探针座的导孔内壁并不需要涂布导电层。因此，可以避免美国专利公开第2009/0085593号所产生的缺点，例如探针座的各导孔内壁需涂布导电层，在长期使用下，探针与导孔内壁的摩擦，将使各导孔内壁导电层逐渐受损、剥落，使接触电阻提高。

故本发明所提出的结构，不但拉近了电子元件33与待测物之间的距离，同时假探针361-366更能保护高频信号的阻抗匹配的特性，如此一来大幅提升了探针卡3的品质与稳定性。

在前述第三实施例的内容与附图中，是以并联电路路径的方式配置电子元件。而同样的，其亦可以串联电路的方式来连接电子元件，如图4(a)-(c)所示，其为本案的第四实施例。探针卡4具有一印刷电路板40，其上具有一接点401。探针卡4还包括一探针座42，其具有一第一导电层471及一第二导电层472，该第一导电层471电性连接接点401。该探针座42包括一探针44，其穿设该探针座42，并电性连接该第二导电层472。该探针座42内部则具有一电子元件43，该电子元件43的两端则分别电性连接第一导电层471与第二导电层472。因此，通过前述的电路连接关系可知，在本第四实施例中，是表示探针卡4中串联电路的实施方式。

如图4(a)所示，探针卡4于印刷电路板40以及探针座42之间还具有一空间转换器，也就是一孔板41，孔板41具有多个孔洞(未显示)，各孔洞是贯穿孔板41的上下表面，以利具顺应性的一第一导线481与一第二导线482垂直穿设其中。因此，完整的电路路径乃自接点401连接第一导线481，再经由一第二接触垫492、一第一假探针461到第一导电层471，之后通过电子元件43连接第二导电层472，再通过一第二假探针462、一第三接触垫493、第二导线482至第一接触垫491，最后连接探针44而形成一串联路径。换句话说，探针座42还包含多个假探针461、462，该探针44电性连接该多个假探针的其中之一，即第二假探针462，以使探针44电性连接第二导电层472。

当然，这种电路连接的表现方式亦同样没有局限，也就是说，电子元件43的设置除了如图4(a)所示位于下导板421上之外，亦可设置在上导板422之上，或是横跨两导板421、422的配置方式。也可说是看第一导电层471及第二导电层472位于上导板422或下导板421其中之一上的设置，来做出相应的电路路径设计以及元件配置。如图4(b)所示，其所展示的乃是将电子元件43设置在上导板422之上。此处两导电层471、472与多个接触垫492、493之间并非通过假探针进行电性连接，而是由上导板422设计多个贯穿的通孔，并填满导电的金属材料或其它可传递信号的导电材料形成导孔，同时其上则为多个接触垫494、495，以分别和多个接触垫492、493之间进行电性连接。因此，完整的电路路径乃自接点401连接第一导线481至第二接触垫492，再经由第四接触垫494通过导孔连接到第一导电层471，之后通过电子元件43连接第二导电层472，再经由导孔、第五接触垫495连接第三接触垫493，并经由第二导线482至第一接触垫491，最后连接探针44而形成一串联路径。换句话说，该接点401通过多个接触垫492、494电性连接该第一导电层471，该探针44通过多个接触垫493、495电性连接该第二导电层472，并经由电子元件43以使整个电路路径串联在一起。

另外，如图4(c)所示，电子元件43可为两端横跨上下导板422、421的设置方式，则两导电层471、472分别设置在下上导板421、422。因此，完整的电路路径乃自接点401连接第一导线481至第二接触垫492，再经由第六接触垫496通过导孔连接到第二导电层472，之后通过电子元件43连接第一导电层471，再经由假探针463连接第三接触垫493，并经由第二导线482至第一接触垫491，最后连接探针44而形成一串联路径。换句话说，由假探针463可使探针44电性连接该第一导电层471，由接触垫496及其对应的导孔使接点401电性连接该第二导电层472，并经由电子元件43以使整个电路路径串联在一起。

探针44可为一电源探针、一信号探针或是一接地探针，而接点401则对应探针44所使用的种类而作为相应的电源接点、信号接点以及接地接点。

当然在第三、第四实施例中，电子元件的配置方式亦同样不限于仅为单一，多个电子元件的配置以及包括合并串、并联的实施方式亦为可能。当然如此一来，导电层、各种探针以及导线的配置亦需增加，但只要电路的设计具有存在的可能性，即可应用于本发明所提出的探针卡的结构当中。

接着说明本案的第五实施例，请参阅图5，其为本案所提出的探针卡结构示意图。与第三、第四实施例不同处，在于空间转换器的部分由一多层陶瓷(Multi-Layer Ceramic，MLC)或是多层有机(Multi-Layer Organic，MLO)的基板51取代孔板及导线形式的人工拉线的架构。基板51内部具有一电路结构52，可使印刷电路板50上的一第一接点501电性连接探针座53的一第一探针55，使印刷电路板50上的一第二接点502电性连接探针座53的一第二探针56。第一接点501到第一探针55的电路路径乃自第一接点501经由印刷电路板50的内部线路，经过基板51内部的电路结构52到探针座53中的第一导电层571，而第一导电层571再由基板51内部的电路结构52电性连接至第一探针55；第二接点502到第二探针56的电路路径是自第二接点502经由印刷电路板50的内部线路，经过基板51内部的电路结构52到探针座53中的第二导电层572，第二导电层572再经由基板51内部的电路结构52电性连接至第二探针56。同时通过电子元件54的两接点电性连接第一导电层571以及第二导电层572而使电子元件54与两路径并联。

同样的，在本第五实施例中，电路的路径亦可为并联、串联或是合并串、并联的实施方式。此外，多个电子元件的配置同样可应用于本实施例中，且电子元件54除了设置于下导板531上之外，亦可设置于上导板532，或是跨两导板531、532的设置方式。并且，在并联路径上，第一探针55乃是一电源探针或是一信号探针，第二探针56则为一接地探针。当第一探针55是电源探针时，第一接点501是作为电源接点，用以接收测试机传送的电源；而当第一探针55是信号探针时，第一接点501是作为信号接点，用以接收测试机传送的测试信号；第二接点502则作为接地接点。而串联时，单一的探针则可为一电源探针、一信号探针或是一接地探针，而接点则对应探针所使用的种类而作为相应的电源接点、信号接点以及接地接点。

接着说明本案的第六实施例，请参阅图6，其为本案所提出的探针卡结构示意图。与第三到第五实施例不同处，在于空间转换器的部分由一整合式电路板60取代MLC/MLO基板以及人工拉线的架构。因此，电路的路径是由整合式电路板60上的第一接点601电性连接探针座62的第一探针64，以及整合式电路板60上的第二接点602电性连接探针座62的第二探针65。

第一接点601到第一探针64的电路路径乃自第一接点601经由整合式电路板60内部的电路结构61电性连接至第一导电层661，再经由整合式电路板60内部的电路结构61电性连接至第一探针64；第二接点602到第二探针65的电路路径是自第二接点602经由整合式电路板60内部的电路结构61电性连接至第二导电层662，再经由整合式电路板60内部的电路结构61电性连接至第二探针65。同时通过电子元件63的两接点电性连接第一导电层661以及第二导电层662而使电子元件63与两路径并联。

同样的，在本第六实施例中，电路的路径亦可为并联、串联或是合并串、并联的实施方式。并且，多个电子元件的配置亦同样可应用于本实施例中，且电子元件63除了设置于下导板624上之外，亦可设置于上导板622，或是跨下、上导板621、622的设置方式。并且，在并联路径时，第一探针64乃是一电源探针或是一信号探针，第二探针65则为一接地探针。当第一探针64是电源探针时，第一接点601是作为电源接点，用以接收测试机传送的电源；而当第一探针64是信号探针时，第一接点601是作为信号接点，用以接收测试机传送的测试信号；第二接点602则作为接地接点。而串联时，单一的探针则可为一电源探针、一信号探针或是一接地探针，而接点则对应探针所使用的种类而作为相应的电源接点、信号接点以及接地接点。

本发明的主要目的在于改善已知技术中，过长的传输路径造成信号的干扰与噪声的增加等问题。因此，由拉近电子元件与待测物的距离，也就是将电子元件设置在探针座之中或其上表面、或是探针座上方的基板，本发明所提出的探针卡的结构具有限流、去耦合、稳定电压、优秀的阻抗匹配特性、提高电磁兼容性以及降低电磁干扰等优点。

此外，电子元件亦可包含主动元件、被动元件或是无线射频元件等。主动元件可为IC芯片、二极管等；被动元件可包含电容、电阻、电感或变压器等；而无线射频元件可包含过滤器、平衡-不平衡转换器或是双工器等。

本案实为一难得一见、值得珍惜的罕见发明，惟以上所述的，仅为本发明的较佳实施列，当不能以之限定本发明所实施的范围。即凡是依本发明申请专利范围所作的均等变化与修饰，皆应仍属于本发明权利要求涵盖的范围。

Claims (20)

1.一种探针卡，包括：

一印刷电路板，其具有一第一接点与一第二接点；

一空间转换器，其具有一孔板与顺应性的一第一导线、一第二导线、一第三导线及一第四导线，该孔板具有多个孔洞，在该孔板的下表面上包括一第一导电层、一第二导电层、一第一接触垫及一第二接触垫，该第一导线的两端分别电性连接该第一接点及该第一导电层，该第二导线的两端分别电性连接该第二接点及该第二导电层，该第三导线分别连接该第一导电层及该第一接触垫，该第四导线分别连接该第二导电层及该第二接触垫，该第三导线及该第四导线是由穿设所述孔洞分别连接该第一接触垫及该第二接触垫；以及

一电子元件，其位于该孔板的下表面，并电性连接该第一导电层及该第二导电层。

2.如权利要求1所述的探针卡，还包括：

一探针座，其配置在该空间转换器下，并包括一第一探针与一第二探针，其中该第一探针与该第二探针分别电性连接该第一接触垫与该第二接触垫，其中该第一探针为电源探针及信号探针其中之一，该第二探针为一接地探针，该第一探针及该第二探针为挫屈柱探针。

3.一种探针卡，包括：

一印刷电路板，其具有一接点；

一空间转换器，其具有一孔板与顺应性的一第一导线及一第二导线，该孔板具有多个孔洞，在该孔板的下表面上包括一第一导电层、一第二导电层及一接触垫，该第一导线两端分别电性连接该接点及该第一导电层，该第二导线的两端分别电性连接该第二导电层及该接触垫，该第二导线由穿设于该孔洞中连接该接触垫；以及

一电子元件，其位于该孔板的下表面，并电性连接该第一导电层及该第二导电层。 

4.如权利要求3所述的探针卡，还包括：

一探针座，其配置在该空间转换器下，并包括一探针，其中该探针电性连接该第二导电层，其中该探针为电源探针、信号探针及接地探针的其中之一，该探针为挫屈柱探针。

5.一种探针卡，包括：

一印刷电路板，其具有一第一接点与一第二接点；

一探针座，在其内部设置一第一导电层及一第二导电层，并分别电性连接该第一接点与该第二接点；

一第一探针及一第二探针，其穿设该探针座，并分别电性连接该第一导电层及该第二导电层；以及

一电子元件，其位于该探针座内部，并电性连接该第一导电层及该第二导电层。

6.如权利要求5所述的探针卡，还包括：

一空间转换器，其位于该印刷电路板与该探针座之间；

其中该空间转换器为一孔板，并具有多个孔洞以使多条导线穿设其中，由该多条导线使该第一接点电性连接该第一探针，该第二接点电性连接该第二探针。

7.如权利要求5所述的探针卡，还包括：

一空间转换器，其位于该印刷电路板与该探针座之间；

其中该空间转换器为一多层陶瓷结构的基板或一多层有机结构的基板，并且内部具有一电路结构，使该第一接点电性连接该第一探针，该第二接点电性连接该第二探针。

8.如权利要求5所述的探针卡，其中该探针座还包含一下导板与一上导板，且该电子元件位于该上、下导板或该下导板及该上导板其中之一上。

9.如权利要求8所述的探针卡，其中该探针座还包含多个假探针及多个接触垫，其中该第一导电层及该第二导电层分别设置在该下导板及该上导板，由该多个假探针使该第一探针电性连接该第一导电层，由该多个接触垫使该第二探针电性连接该第二导电层。

10.如权利要求8所述的探针卡，其中该探针座还包含多个假探针，其中该第一导电层及该第二导电层位于该下导板，该第一探针与该第二探 针分别电性连接对应的假探针，以使该第一探针电性连接该第一导电层，该第二探针电性连接该第二导电层。

11.如权利要求8所述的探针卡，其中该探针座还包含多个接触垫，其中该第一导电层及该第二导电层位于该上导板，该第一探针与该第二探针通过上导板上的多个接触垫分别电性连接该第一导电层与该第二导电层，以使该第一探针电性连接该第一导电层，该第二探针电性连接该第二导电层。

12.如权利要求5所述的探针卡，其中该第一探针及该第二探针为挫屈柱探针，该第一探针为电源探针及信号探针其中之一，该第二探针为一接地探针。

13.一种探针卡，包括：

一印刷电路板，其具有一接点；

一探针座，其具有一第一导电层及一第二导电层，该第一导电层电性连接该接点；

一探针，其穿设该探针座，并电性连接该第二导电层；以及

一电子元件，其位于该探针座上内部，并电性连接该第一导电层及该第二导电层。

14.如权利要求13所述的探针卡，还包括：

一空间转换器，其位于该印刷电路板与该探针座之间；

其中该空间转换器为一孔板，并具有多个孔洞以使多条导线穿设其中，该多条导线电性连接该接点及该探针。

15.如权利要求13所述的探针卡，还包括：

一空间转换器，其位于该印刷电路板与该探针座之间；

其中该空间转换器为一多层陶瓷结构的基板或一多层有机结构的基板，并且内部具有一电路结构，使该接点电性连接该探针。

16.如权利要求13所述的探针卡，其中该探针座还包含一下导板与一上导板，且该电子元件位于该上、下导板或该下导板及该上导板其中之一上。

17.如权利要求16所述的探针卡，其中该探针座还包含一假探针及一接触垫，其中该第一导电层及该第二导电层分别设置在该下导板及该上导 板，由该假探针使该探针电性连接该第一导电层，由该接触垫使该接点电性连接该第二导电层。

18.如权利要求16所述的探针卡，其中该探针座还包含多个假探针，其中该第一导电层及该第二导电层位于该下导板，该探针电性连接该多个假探针的其中之一，以使该探针电性连接该第二导电层。

19.如权利要求16所述的探针卡，其中该探针座还包含多个接触垫，其中该第一导电层及该第二导电层位于该上导板，该探针通过上导板上的多个接触垫的其中之一电性连接该第二导电层。

20.如权利要求13所述的探针卡，其中该探针为挫屈柱探针，该探针为电源探针、信号探针及接地探针的其中之一。 

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