CN102621360A - 探针板布线结构 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种用于晶圆级测试的探针板。该探针板包括：间距转换器，其中嵌入有第一供电/接地线和第一信号线，其中，第一供电/接地线和第一信号线配置为在第一表面上具有第一布线间距，在第二表面上具有第二布线间距，第二布线间距基本小于第一布线间距；印刷电路板，配置为接合到间距转换器的第一表面，其中，印刷电路板包括嵌入在印刷电路板中并且连接到第一供电/接地线和第一信号线的第二供电/接地线和第二信号线；以及导电线，配置为使得印刷电路板的表面远离间距转换器的第一表面，其中，每条导电线都包括第一端和第二端，第一端连接到一条第二信号线，第二端连接到印刷电路板的不同位置。

Description

探针板布线结构
相关申请的交叉参考
本申请涉及以下共同转让的美国专利申请，其全部内容结合在此作为参考：美国专利申请第12/982,541号，申请日为2010年12月30日，发明人为Yung-Hsin Kuo和Wensen Hung，标题为“HIGH FREQUENCYPROBING SRUCTURE”(代理人卷号：TSMC2010-0887/24061.1655)。
技术领域
本发明涉及半导体领域，更具体地，涉及探针板布线结构。
背景技术
在半导体制造的后期工艺中要进行晶圆探针测试，为的是在晶圆切割之前，对集成电路(IC)管芯进行检验和分类。在晶圆探针测试中，使用了探针板，该探针板配置为将测试器连接到晶圆，从而进行测试。探针板包括基板，该基板与印刷电路板(PCB)电性互连。在标准探针板中，PCB和基板需要针对将要进行测试的晶圆类型而进行特别的设计。在新产品大量生产，而相应的标准探针板尚未完成的情况下，就要利用临时探针板进行晶圆测试。这种临时探针板通过手工布线，从基板布线到PCB。基板的线间距较小，并且挤在较小的面积中。在基板拥挤的布线面积中进行手工布线增加了布线的难度，并且降低了布线的可重复性。例如，布线长度控制得较差会导致探针板的电性能不均匀并且不可靠。因此，由临时探针板产生的相应测试结果降低了测试结果的质量，产生了不准确的测试数据。因此，亟需一种探针板结构及其制造方法来解决上述问题。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种探针板，包括：间距转换器，其中嵌入有第一供电/接地线和第一信号线，其中，第一供电/接地线和第一信号线配置为在第一表面上具有第一布线间距，在第二表面上具有第二布线间距，第二布线间距基本小于第一布线间距；印刷电路板，配置为接合到间距转换器的第一表面，其中，印刷电路板包括第二供电/接地线和第二信号线，嵌入在印刷电路板中，并且连接到第一供电/接地线和第一信号线；以及导电线，配置为使得印刷电路板的表面远离间距转换器的第一表面，其中，每条导电线都包括第一端和第二端，第一端连接到第二信号线中的一条，第二端连接到印刷电路板的不同位置。
其中，第一供电/接地线、第一信号线、第二供电/接地线、和第二信号线配置为针对多种类型的晶圆的标准设计，导电线配置为针对特定类型的晶圆。
其中，导电线包含金属和金属合金中的一种。
其中，导电线通过手工焊接连接到印刷电路板。
其中，导电线包括用于信号和对应的接地回路布线的同轴电缆。
其中，导电线包括柔性带状电缆。
其中，一条导电线连接到形成在印刷电路板上的电子元件。
其中，第一布线间距在大约30微米到大约200微米的范围内；以及第二布线间距等于或者大于1mm。
此外，本发明还提供了一种晶圆测试系统，包括：探针板，设计为测试晶圆，探针板包括：间距转换器，其中嵌入有第一供电/接地线和第一信号线，印刷电路板，接合到间距转换器，并且嵌入有第二供电/接地线和第二信号线，第二供电/接地线和第二信号线分别连接到第一供电/接地线和第一信号线，以及导电线，每条导电线的两端都连接到印刷电路板的表面，印刷电路板远离间距转换器；晶圆探针器，设计为支撑待测的晶圆，并且控制探针板进行晶圆测试；以及测试器，通过连接电缆连接到探针板。
其中，第一供电/接地线、第一信号线、第二供电/接地线、和第二信号线配置为针对多种类型的晶圆的标准设计，导电线配置为针对特定类型的晶圆。
其中，每条导电线都包括第一端和第二端，第一端连接到第二信号线中的一条，第二端连接到印刷电路板上远离第一端的位置上。
其中，第二端连接到连接电缆。
其中，第一供电/接地线和第一信号线配置为在第一表面上具有第一布线间距，在第二表面上具有第二布线间距，第二布线间距基本小于第一布线间距。
其中，第二供电/接地线和第二信号线分别连接到第一供电/接地线和第一信号线。
其中，导电线包括金属和金属合金中的一种，并且通过手工焊接连接到印刷电路板。
其中，导电线包括用于信号和对应的接地回路布线的同轴电缆。
其中，导电线包括柔性带状电缆。
此外，还提供了一种制造探针板的方法，包括：将间距转换器接合到印刷电路板，在印刷电路板中嵌入有信号线；以及在印刷电路板上形成导电线，其中，每条导电线都具有第一端和第二端，第一端接合到信号线中的一条，第二端接合到印刷电路板的不同区域，其中，信号线配置为针对多种类型的晶圆的标准设计，导电线配置为针对特定类型的晶圆。
其中，形成导电线的步骤包括：将导电线通过手工焊接接合到印刷电路板。
其中，形成导电线的步骤包括：形成导电线，导电线选自包含同轴电缆和柔性带状电缆的组。
附图说明
根据以下结合附图的详细描述可以最好地理解本发明。需要强调的是，根据工业中的标准实践，各种不同部件没有按比例绘制，并且只是用于图示的目的。实际上，为了使论述清晰，可以任意增加或减小各种部件的数量和尺寸。
图1是根据本发明的各个方面所形成的晶圆级测试系统的一个实施例的示意图。
图2是将要通过图1中所示的晶圆级测试系统进行测试的半导体晶圆的俯视图。
图3-图7示出了与根据本发明的各个实施例所形成的图1中所示的晶圆级测试系统中相结合的探针板的示意图。
具体实施方式
应该理解，以下公开内容提供了许多用于实施所公开的不同特征的不同实施例或实例。以下描述组件和配置的具体实例以简化本发明。当然，这仅仅是实例，并不是用于限制本发明。另外，本公开的内容可以在不同实例中重复参考标号和/或字母。这种重复是为了简化和清晰的目的，并且没有在本质上表示各个实施例和/或所讨论配置之间的关系。此外，在以下论述中，第一元件形成在第二元件上方或者之上可以包括第一元件和第二元件通过直接接触形成的实施例，还可以包括将附加元件插入到第一元件和第二元件之间，从而使得第一元件和第二元件可以不直接接触的实施例。
图1是根据本发明的各个方面所形成的晶圆级测试系统(或者晶圆测试系统)100的一个实施例的示意图。晶圆级测试系统100设计为针对不同目的在各个阶段对半导体晶圆102进行测试，这些阶段包括验收(acceptance)测试、特性测试、腐蚀(burn-in)/应力测试、或者产品测试。示例性半导体晶圆102进一步在图2的俯视图中示出。半导体晶圆102包括基板104，比如硅基板。可选地，基板104可以包含另一种元素半导体，比如锗。基板104还可以包含化合物半导体，比如锗硅、碳化硅、砷化镓、砷化铟、氮化镓、和磷化铟。基板104可以包含合金半导体，比如硅锗碳化物、镓砷磷化物、和铟镓磷化物。基板104可以包括外延层。例如，基板的外延层可以位于块状半导体(bulk semiconductor)上方。而且，基板104可以包括绝缘体上半导体(semiconductor-on-insulator，SOI)结构。例如，基板可以包括埋氧(BOX)层，该埋氧(BOX)层通过诸如注氧隔离(SIMOX)的工艺形成。
基板104可以包括各种p型掺杂区域和/或n型掺杂区域，该p型掺杂区域和/或n型掺杂区域通过诸如离子注入和/或离子扩散的工艺形成。基板104中的这些掺杂区域可以提供各种功能器件或者元件，比如金属氧化物半导体(MOS)晶体管、成像传感器、和上述的组合。基板104可以包括横向隔离元件，该横向隔离元件将形成在基板104上的各个器件分隔开。例如，基板104包括浅沟槽隔离(STI)，该浅沟槽隔离通过包括光刻图案化工艺、蚀刻、和介电材料沉积的工艺形成。基板104可以进一步至少部分地包括结合在一起的多个经过图案化的介电层和经过图案化的导电层，从而形成互连，该互连配置为将各个p型掺杂区域和n型掺杂区域以及其他功能元件相连接。例如，基板104可以包括一部分多层互连(MLI)结构和位于MLI结构中的层间介电(ILD)。
半导体晶圆102包括多个管芯111-126。管芯111-126中的每个管芯都包括带有各种电子元件的集成电路(IC)，通过配制和连接而形成功能电路或者电子器件。在各个实施例中，集成电路包括场效应晶体管(FET)、发光二极管(LED)、成像传感器、存储器件、大功率晶体管、或者高频器件。在各个实例中，形成在晶圆102的管芯中的集成电路包括高频器件，比如蓝牙器件或者3G通信器件。
管芯111-126中的每个管芯还包括多个接合焊盘(未示出)，该多个接合焊盘可以与探针板电接触。通过测试管芯111-126而获得各个电性参数。在晶圆102上，管芯111-126通过多个划片道(scribe street，或称为划片槽)128分隔开。划片道128是将要在后续工艺中进行切割的晶圆102上的区域，切割该区域，从而将管芯111-126分隔开并且封装为IC管芯。在一个实例中，在划片道128中设置多个测试键。每个测试键都包括多个测试焊盘，这些测试焊盘可以与探针板电接触。
再次参考图1，晶圆测试系统100包括晶圆探针器130，该探针器130设计为支撑晶圆102和探针板132，并且进一步设计为控制该探针板132，从而使得该探针板132可以接近晶圆102，并且接触晶圆的每个管芯而进行测试。在另一实施例中，可以通过所公开的晶圆测试系统100测试诸如多个管芯的子集中的并联的(in parallel)数个管芯。更具体地来说，根据各个实例，通过晶圆测试系统100测试并联的一组2个、4个、8个、或者16个管芯。
晶圆测试系统100包括探针板132，该探针板132位于晶圆102上，并且配置为通过与探针板132集成在一起的多个针状物(或者探针)134接触晶圆102。多个针状物134可操作性地与晶圆102中一个管芯的接合焊盘电接触，从而产生测试电流/电压，并且收集测试结果。在一个实施例中，针状物134包含钨或者钨/铼合金。在另一实施例中，针状物134包含铍铜或者钯。在又一实施例中，每个针状物134的一端都变细称为尖头。
探针板132提供了接口，用来将晶圆102通过连接电缆138连接到测试模块(或者测试器)136。测试器136包括电性测试电路，用来提供测试信号，并且从晶圆102采集测试结果。测试器136进一步包括基于计算机的控制系统，用来控制测试过程；协调晶圆探针130、探针板132、和电性测试电路之间的测试事件(test event)；以及分析测试结果，从而评估晶圆102。
晶圆测试系统100可以进一步包括测试头(未示出)，用来通过晶圆探针器130固定探针板132，并且启动探针板132的步进(stepping)控制。晶圆测试系统100可以进一步包括探针接口板(PIB，未示出)，该探针接口板配置在测试头和探针板132之间。PIB可以在测试器136和探针板132之间提供电连接。在测试期间，测试头(PIB)和探针板132装配在一起。为了启动或者增强晶圆测试系统100，该晶圆测试系统100可以附加地包括其他元件，比如弹簧接触装置。
参考图3，将进一步详细描述探针板132。探针板132包括间距转换器140。该间距转换器140的结构和材料可以由多层有机(MLO)材料或者多层陶瓷(MLC)材料形成。在一个实施例中，MLO材料包括双马来酰亚胺三嗪(BT)或者玻璃纤维增强环氧树脂层压板。
间距转换器140包括各种导电线142，用于供电、接地、和信号互连，比如供电和接地线142a以及输入/输出信号线(或者信号线、或者I/O线)142b。在一个实施例中，导电线142由MLO材料或者MLC材料形成。导电线142包括导电线144的第一部分，该导电线144的第一部分配置在间距转换器140的下部，并且连接到多个针状物134。导电线144的第一部分配置有较小间距，用来与多个针状物134对准。多个针状物134能够通过移动探针板132与晶圆102的接合焊盘对准。在一个实施例中，导电线144的第一部分的间距处于大约30微米和大约200微米之间的范围。导电线142还包括导电线146的第二部分，该导电线146的第二部分配置在间距转换器140的上部，并且连接到导电线144的第一部分。该导电线146的第二部分配置有较大间距，该较大间距明显大于较小间距。在一个实施例中，导电线146的第二部分的间距为大约1mm或者更大。这样，间距转换器140提供了接口，该接口将布线间距从较小间距转换为较大间距，从而使得具有较小间距的针状物和接合焊盘可以适当连接到较大间距，并且可以适当转换到较大间距，用于进一步连接到连接电缆138。在又一实施例中，当从垂直于间距转换器140的方向看去时，信号线142b配置在间距转换器140的中部区域中，供电和接地线142a配置在间距转换器140的外围区域中。
如图3所示，探针板132进一步包括印刷电路板(PCB)150，该印刷电路板(PCB)150配置为邻接间距转换器140，并且电连接到间距转换器140。PCB 150包括导电线152，比如供电和接地线152a和信号线152b。在一个实施例中，PCB 150与环氧树脂材料复合，该环氧树脂材料中嵌入有导电线152。
PCB 150的供电和接地线152a连接到间距转换器140的上部中的间距转换器140的供电和接地线142a。PCB 150的信号线152b连接到间距转换器140的上部中的间距转换器140的信号线142b。在一个实施例中，PCB150的信号线152b配置在PCB 150的中部区域中，PCB 150的供电和接地线152a配置在PCB 150的外围区域中。供电和接地线152a配置在PCB 150中，从而使得连接电缆138可以适当地其相连接。特别地，供电和接地线152a配置为标准设计，从而使得，当在晶圆测试系统100中进行测试时，PCB 150能够适用于各类产品晶圆。PCB 150的信号线152b无法配置为标准设计而适用于各类产品晶圆，这是由于每种类型的产品晶圆可能具有不同的信号线设计，比如信号线的数量、信号线的配置、和信号线的信号特性。在更具体的实例中，两类产品晶圆可以具有不同的信号线方案，从而可以具有不同的连接方式。在本实施例中，PCB 150的信号线152b和间距转换器140的信号线142b设计为将所有信号从测试区域(包括一个或者多个管芯)中的晶圆102的接合焊盘连接到PCB 150的前表面。
如上所述，信号线152b无法适用于各类产品晶圆。将附加导电线156添加到PCB 150，从而适合于特定类型的产品晶圆。附加导电线156由金属线制成，比如铜线、金线、银线或者金属合金线。附加导电线156通过诸如手工焊接的手工技术(手工布线)固定在PCB 150的前表面上。附加导电线156可以根据特定类型的晶圆或者晶圆产品进行定制，因此，导电线156还称为定制导电引线(定制导电线)。在图3中，附加导电线156包括示例性线156a、156b、和156c。
附加导电线156将嵌入在PCB 150中的信号线152b连接到PCB 150的一个区域，该区域为了电连接到连接电缆138而保留和设计。在PCB 150的前表面，每条导电线156都包括第一端和第二端，该第一端连接到一条信号线152b，该第二端连接到PCB 150的不同位置，从而使得第二端可以适当地连接到连接电缆138，并且进一步连接到测试器136。第二端的位置与产品晶圆的类型有关。在这种情况下，探针板132针对该类产品晶圆而具体设计。在一个实施例中，附加导电线156通过诸如球栅阵列的接合元件连接到PCB 150。每条附加导电线156都具有两端，该两端固定并且接合到相应的焊料球。
因此，探针板132包括嵌入在间距转换器140中的接地/供电线142a和嵌入在PCB 150中的接地/供电线152a，用来在通过测试器136进行测试期间，向晶圆提供接地和供电。接地/供电线142a和152a针对各类产品晶圆进行设计。探针板132还包括嵌入在间距转换器140中的信号线142b和嵌入在PCB 150中的信号线152b。信号线142b和信号线152b针对各类产品晶圆进行设计。探针板132进一步包括附加导电线156，该附加导电线156形成在PCB 150的前表面上。附加导电线156特别针对于某类产品晶圆，并且手工形成在PCB 150的前表面上。信号线142b和信号线152b、以及附加导电线156在通过测试器136进行测试期间，将信号源提供到晶圆。
因为嵌入的接地/供电线142和信号线152针对各类产品晶圆进行设计，并且分别结合在间距转换器140和PCB 150中，所以在间距转换器140和PCB 150形成期间，该间距转换器140和PCB 150就制造为标准设计，并且可以用于测试各类产品晶圆。然而，附加导电线156针对某类产品晶圆而具体进行设计，并且与PCB 150手工结合，使得探针板132能够特别针对于该类产品晶圆。
通过实施上述设计和制造方案，探针板132针对于某类产品晶圆而特别定制，从而在质量和性能明显得到改进。特别地，每条附加导电线156的两端都连接到PCB 150的前表面上的不同位置。PCB 150的线间距明显要大得多，从而使得手工控制(比如手工焊接)要容易得多。测试的可靠性和测试信号的完整性得到了改进。相反，在现有的带有手工布线的探针板中，通过手工焊接将每条线的一端焊接到间距转换器，另一端焊接到PCB。通过将线穿过间距转换器的孔，将焊接到间距转换器的一端焊接到带有较小线间距的间距转换器的表面。由于线间距较小，因此手工焊接非常困难，从而使焊接质量和可靠性弱化。
图4是根据一个或者多个实施例形成的探针板160的另一实施例的示意图。探针板160可以用在晶圆测试系统100中，作为探针板132。
探针板160包括间距转换器140。间距转换器140的结构和材料可以由MLO材料或者MLC材料制成。间距转换器140包括各种用于供电、接地、和信号互连的导电线142，比如供电和接地线142a、和信号线142b。在一个实施例中，导电线142由MLO或者MLC材料形成。
导电线142包括导电线144的第一部分，该导电线144的第一部分配置在间距转换器140的下部，并且连接到多个针状物134。导电线144的第一部分配置有较小间距，用来与多个针状物134对准。多个针状物134能够通过移动探针板132与晶圆102的接合焊盘对准。在一个实施例中，导电线144的第一部分的间距处于大约10微米和大约100微米之间的范围。
导电线142还包括导电线146的第二部分，该导电线146的第二部分配置在间距转换器140的上部，并且连接到导电线144的第一部分。该导电线146的第二部分配置有较大间距，该较大间距明显大于较小间距。在一个实施例中，导电线146的第二部分的间距为大约1mm或者更大。
导电线142进一步包括一个或者多个嵌入的导电板162。嵌入的板162具有二维几何结构，该二维几何结构的面积较大。嵌入的板162结合在导电线142中，从而增强了供电和接地线的完整性。在一个实施例中，该嵌入的板具有多个层。
如图4所示，探针板132进一步包括PCB 150，该PCB 150邻接到间距转换器140，并且电连接到该间距转换器140。PCB 150类似于图3中的PCB 150。例如，PCB 150包括导电线152，比如供电和接地线152a和信号线152b。在一个实施例中，PCB 150与环氧树脂材料复合，该环氧树脂材料中嵌入有导电线152。与图3中的PCB 150不同，图4中的PCB 150的导电线152进一步包括一个或者多个嵌入的导电板164。嵌入的板164具有二维几何结构，该二维几何结构的面积较大。嵌入的板164结合在导电线152中，从而增强了供电和接地线的连接完整性。在一个实施例中，该嵌入的板具有多个层。
另外，与图3中的PCB 150不同，图4中的PCB 150包括一个或者多个形成在PCB 150前表面上的元件166。电子元件166可以是有源的或者无源的。例如，该电子器件166包括电容器或者电阻器。
将附加导电线156添加到PCB 150，从而适用于特定类型的产品晶圆。附加导电线156由金属线制成，比如铜线、金线、银线或者金属合金线。附加导电线156通过诸如手工焊接的手工技术置于PCB 150的前表面上。在图4中，附加导电线156包括示例性线156a、156b、156c、和156d。在一个实例中，附加导电线156a连接到一个电子元件166。
在所示实施例中，间距转换器140和PCB 150接合在一起。导电线142和导电线152通过诸如焊料球168的接合元件相连接。
图5示出了根据另一实施例形成的探针板170的示意图。探针板170类似于图3中的探针板132，不同之处在于探针板170包括专用的I/O布线上的接地回路布线，从而完成阻抗控制。例如，探针板170包括配置在PCB150前表面上的示例性附加导电线156a、156b、和172。在一个实施例中，附加导电线172包括配置在同轴线中的I/O线和对应的接地回路线，从而控制阻抗行为。
图6是根据另一实施例所形成的探针板176的示意图。探针板176类似于图3中的探针板132，不同之处在于附加导电线156利用其他技术形成。在本实施例中，附加导电线156包括柔性带状电缆、比如示例性柔性带状电缆178a、178b、和178c。柔性带状电缆利用对应的接合技术配置在PCB 150的前表面上。探针板176使用带有诸如差分布线对(differentialwiring pair)的成对布线组(pair wiring group)的柔性带状电缆。在一个实施例中，柔性带状电缆产生出了临界保护轨迹布局来保护柔性电路上的I/O信号。
图7是根据另一实施例中的本发明的各个方面所形成的探针板180的示意图。探针板180包括标准设计的间距转换器140和PCB 150。探针板180进一步包括配置在PCB 150前表面上的定制的导电线156。间距转换器140、PCB 150、和定制的导电线156类似于图3-图6中所示的对应的探针板。
在所示实施例中，定制的导电线156包括金属线，该金属线通过手工布线配置到PCB 150。在一个实施例中，如图5中所示，定制的导电线156包括同轴电缆，用来结合I/O接地回路，从而完成阻抗控制。在另一实施例中，如图6中所示，定制的导电线156包括柔性扁平电缆，用于特殊的I/O引线，从而保护柔性电路上的I/O信号。
在一个实施例中，如图4中所示，探针板180可以进一步包括焊料球，该焊料球配置为将PCB 150的供电线、接地线，和信号线与间距转换器140相连接。探针板180进一步包括针状物模块182，该针状物模块182与间距转换器140和PCB 150集成在一起。针状物模块182包括多个配置为阵列的针状物(探针)184，用来匹配将要进行测试的晶圆中的接合焊盘。针状物184通过基体186(比如Mylar保持器)固定。在一个实例中，针状物184与一个管芯中的接合焊盘相匹配。探针板180能够测试并联的多个管芯。在这种情况下，针状物184与多个(比如2个、4个、8个、或者16个)管芯的接合焊盘相匹配。在一个实施例中，针状物184包含钨或者钨/铼合金。在另一实施例中，针状物184包含铍铜或者钯。在又一实施例中，每个针状物184的一端都变细成为尖头。
探针板180可以进一步包括一个或者多个定位板(未示出)，比如顶部定位板和底部定位板，配置为分别位于间距转换器140的上方和下方。探针板180可以附加地包括一个或者多个隔离物，位于针状物模块182和底部定位板之间，用于固定和距离控制。
尽管本发明提供了用于在晶圆测试系统中进行晶圆级测试的定制的探针板的各种实施例，但是还可能存在其他实施例而不违背本发明的精神。在一个实例中，柔性扁平电缆设计为形成信号线和连接到信号线的接地回路线，用于阻抗控制。在另一实施例中，导电板嵌入在图5中所示的探针板170的间距转换器140和PCB 150中。在另一实施例中，I/O同轴电缆用于形成图4中所示的探针板160的I/O布线接地回路。
在一个实施例中，为了增强连接效果，并且降低接触电阻，可选地或者附加地结合带有较大面积的各种供电/接地板。供电/接地板包括导电表面，该导电表面的面积和尺寸明显大于供电/接地线的面积和尺寸，从而有效地降低了接触电阻。在图3和图7中所示的探针板中，PCB 150的供电/接地线152a连接到间距转换器140的供电/接地线142a，供电/接地板可以嵌入在PCB 150中，形成在PCB 150的表面上，嵌入在间距转换器140中，和/或形成在间距转换器140的表面上。例如，将供电/接线板嵌入在PCB 150中，并且连接到供电/接地线152a。在另一实例中，供电/接线板形成在PCB150和间距转换器140的表面上，并且进行对准，从而使得连接在PCB 150和间距转换器140之间的供电/接地线穿过上述供电/接线板。而且，可以利用焊料球将PCB 150和间距转换器140通过表面上的上述供电/接线板间接接合在一起，或者将PCB 150和间距转换器140通过表面上的上述供电/接线板直接接合在一起。
在另一实施例中，探针板并不限于测试产品晶圆。探针板包括标准设计的间距转换器140和PCB 150，用来测试各类晶圆，还包括附加导电线，针对某类晶圆进行定制。因此，在制造探针板的一个实施例中，将间距转换器140和PCB 150接合在一起。然后，将定制的导电线配制在PCB 150的前表面上。特别地，将每个定制的导电线的一端接合到PCB 150中的一条信号线，另一端接合到PCB 150的另一位置。在另一实施例中，当正式的探针板无法利用时，公开的探针板可以用于临时晶圆测试。在另一实施例中，晶圆测试系统和对应的探针板可以用于同时测试多个管芯。在这种情况下，探针板配置为测试并联的多个管芯。
在带有定制探针板的图1中的晶圆测试系统100的各个实施例中，可以带来各种优点，其中，图1中的晶圆测试系统100带有诸如图3到图7中所示出的定制探针板。在一个实施例中，由于所公开的方案，附加导电线配制在带有可以控制的I/O线长度的PCB 150的前表面上，由一个测试中的器件(DUT)到另一个DUT所得到的测试是一致的并且可靠的。特别地，当由所公开的方案并且用作晶圆测试的形成各个定制的探针板时，由于从一个探针板到另一个探针板的I/O线长度得到了良好的控制，因此将由DUT到DUT所产生的变化最小化。
在另一实施例中，由于在布线间距较大的PCB 150的前表面上布线，使得布线效果明显得到改进。在形成定制的探针板的制造工艺期间，因为间距转换器140和PCB 150根据标准设计进行制造，并且在带有较大布线间距的定制设计的PCB 150的前表面上形成有附加导电线，所以明显降低了制造难度。
在另一实施例中，由于PCB上的布线间距较大，因此很容易修理探针板。在另一实施例中，由于阻抗可控，并且I/O沟道(channel)上的布线的电感较低，因此所公开的探针板能够进行高频测试。在又一实施例中，随着测试性能的增强，所公开的探针板保持了电源完整性和信号完整性。在又一实施例中，定制的探针板使得沟道能够针对I/O信号而重新布线。例如，所公开的探针板易于针对另一类产品晶圆的晶圆级测试而修改为另一种定制形式。然而，供电和接地线是固定的。
因此，本发明提供了一种用于晶圆级测试的探针板。该探针板包括：间距转换器，带有第一供电/接地线和第一信号线，该第一供电/接地线和第一信号线嵌入在间距转换器中，其中，第一供电/接地线和第一信号线配置为在第一表面上具有第一布线间距，在第二表面上具有第二布线间距，第二布线间距明显小于第一布线间距；印刷电路板，配置为接合到间距转换器的第一表面，其中，印刷电路板包括第二供电/接地线和第二信号线，该第二供电/接地线和第二信号线嵌入在印刷电路板中，并且连接到第一供电/接地线和第一信号线；以及导电线，配置为使得印刷电路板的表面远离间距转换器的第一表面，其中，每条导电线都包括第一端和第二端，第一端连接到一条第二信号线，第二端连接到印刷电路板的不同位置。
在一个实施例中，第一供电/接地线和信号线配置为针对多种类型的晶圆的标准设计，导电线配置为针对特定的某种类型的晶圆。在另一实施例中，导电线包含金属和金属合金中的一种。在又一实施例中，导电线通过手工焊接固定到印刷电路板。在另一实施例中，导电线包括用于信号布线和对应的接地回路布线的同轴电缆。在又一实施例中，导电线包括柔性扁平电缆。在又一实施例中，一条导电线连接到形成在印刷电路板上的电子元件。探针板可以进一步包括导电板，该导电板嵌入在间距转换器和印刷电路板的至少一种中。在一个实例中，第一布线间距处于大约30微米到大约200微米；并且第二布线间距等于或者大于1mm。
本发明还提供了一个晶圆测试系统的实施例。该晶圆测试系统包括：探针板，设计为测试晶圆，探针板包括：间距转换器，带有第一供电/接地线和第一信号线，该第一供电/接地线和第一信号线嵌入在间距转换器中，印刷电路板，接合到间距转换器，并且嵌入有第二供电/接地线和第二信号线，该第二供电/接地线和第二信号线分别连接到第一供电/接地线和第一信号线，以及导电线，每条导电线的两端都固定到印刷电路板的表面，印刷电路板远离间距转换器；该晶圆测试系统进一步包括：晶圆探针器，设计为支撑将要进行测试的晶圆，并且控制探针板进行晶圆测试；以及测试器，通过连接电缆连接到探针板。
在晶圆测试系统中，第一供电/接地线、第一信号线、第二供电/接地线、和第二信号线配置为针对多种类型的晶圆的标准设计，导电线配置为针对某种类型的晶圆。每条导电线都包括第一端和第二端，第一端连接到一条第二信号线，第二端固定到印刷电路板上远离第一端的位置上。第二端连接到连接电缆。第一供电/接地线和第一信号线配置为在第一表面上具有第一布线间距，在第二表面上具有第二布线间距，第二布线间距明显小于第一布线间距。第二供电/接地线和第二信号线分别连接到第一供电/接地线和第一信号线。
在一个实施例中，导电线包括金属和金属合金中的一种，并且通过手工焊接固定到印刷电路板。在另一实施例中，导电线包括用于信号布线和对应的接地回路布线的同轴电缆。在又一实施例中，导电线包括柔性扁平电缆。
本发明还提供了一种制造探针板的方法。该方法包括：将间距转换器接合到印刷电路板；以及在印刷电路板上形成导电线，其中，每条导电线都具有第一端和第二端，第一端接合到一条信号线，第二端接合到印刷电路板的不同区域。信号线配置为针对多种类型的晶圆的标准设计，导电线配置为针对某种类型的晶圆。
在一个实施例中，形成导电线的步骤包括：将导电线通过手工焊接接合到印刷电路板。在另一实施例中，形成导电线的步骤包括：形成导电线，导电线选自包含同轴电缆和柔性扁平电缆的组。
上面论述了多个实施例的部件，使得本领域普通技术人员可以更好地理解本发明的各个方面。本领域普通技术人员应该理解，可以很容易地使用本发明作为基础来设计或修改其他用于执行与本文所介绍实施例相同的目的和/或实现相同优点的处理和结构。本领域普通技术人员还应该意识到，这种等效构造并不背离本发明的精神和范围，并且在不背离本发明的精神和范围的情况下，可以进行多种变化、替换以及改变。

Claims (10)

1.一种探针板，包括：
间距转换器，其中嵌入有第一供电/接地线和第一信号线，其中，所述第一供电/接地线和所述第一信号线配置为在第一表面上具有第一布线间距，在第二表面上具有第二布线间距，所述第二布线间距基本小于所述第一布线间距；
印刷电路板，配置为接合到所述间距转换器的所述第一表面，其中，所述印刷电路板包括第二供电/接地线和第二信号线，嵌入在所述印刷电路板中，并且连接到所述第一供电/接地线和所述第一信号线；以及
导电线，配置为使得所述印刷电路板的表面远离所述间距转换器的所述第一表面，其中，每条所述导电线都包括第一端和第二端，所述第一端连接到所述第二信号线中的一条，所述第二端连接到所述印刷电路板的不同位置。
2.根据权利要求1所述的探针板，其中，所述第一供电/接地线、所述第一信号线、所述第二供电/接地线、和所述第二信号线配置为针对多种类型的晶圆的标准设计，所述导电线配置为针对特定类型的晶圆。
3.根据权利要求1所述的探针板，其中，所述导电线包含金属和金属合金中的一种。
4.根据权利要求1所述的探针板，其中，所述导电线通过手工焊接连接到所述印刷电路板。
5.根据权利要求1所述的探针板，其中，所述导电线包括用于信号和对应的接地回路布线的同轴电缆。
6.根据权利要求1所述的探针板，其中，所述导电线包括柔性带状电缆。
7.根据权利要求1所述的探针板，其中，一条所述导电线连接到形成在所述印刷电路板上的电子元件。
8.根据权利要求1所述的探针板，其中，
所述第一布线间距在大约30微米到大约200微米的范围内；以及
所述第二布线间距等于或者大于1mm。
9.一种晶圆测试系统，包括：
探针板，设计为测试晶圆，所述探针板包括：
间距转换器，其中嵌入有第一供电/接地线和第一信号线，
印刷电路板，接合到所述间距转换器，并且嵌入有第二供电/接地线和第二信号线，所述第二供电/接地线和所述第二信号线分别连接到所述第一供电/接地线和所述第一信号线，以及
导电线，每条所述导电线的两端都连接到所述印刷电路板的表面，所述印刷电路板远离所述间距转换器；
晶圆探针器，设计为支撑待测的所述晶圆，并且控制所述探针板进行晶圆测试；以及
测试器，通过连接电缆连接到所述探针板。
10.一种制造探针板的方法，包括：
将间距转换器接合到印刷电路板，在所述印刷电路板中嵌入有信号线；以及
在所述印刷电路板上形成导电线，其中，每条所述导电线都具有第一端和第二端，所述第一端接合到所述信号线中的一条，所述第二端接合到所述印刷电路板的不同区域，其中，所述信号线配置为针对多种类型的晶圆的标准设计，所述导电线配置为针对特定类型的晶圆。
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