CN103926433B - 探针卡 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种探针卡，其包括探针、电路板和连接装置；其中，所述电路板的中央设有窗口和测试电路，所述测试电路包括包含电阻的第一电路通道以及不含电阻的第二电路通道；所述连接装置设于所述电路板窗口处，所述探针的一段固定连接于所述连接装置上；所述连接装置相对于电路板旋转或移动，以使所述连接装置与所述测试电路中的第一电路通道或所述第二电路通道接触连接。本发明所述的探针卡能同时兼容无电阻和有电阻的信号通道，从而可以满足不同测试类别中对于电路电阻的需求，节省生产成本和简化操作。

Description

探针卡

技术领域

本发明涉及一种半导体领域的测试装置，特别涉及一种电阻可调整的探针卡。

背景技术

在半导体集成电路行业中，在全自动测试系统上进行晶圆级的可靠性测试时通常会使用到探针卡（probecard）来进行辅助测试，现有的探针卡（probecard）是将探针（probe）的一端固定在电路板（PCB）上，然后再通过电路板与测试机台连接，探针（probe）的另一端则与晶圆上的每一块测试单元（DUT：deviceundertest）的探点接触，从而形成一个完整的测试系统。探针卡的作用是通过扎针焊垫，从而使测试机台和被测试结构实现连通。

一般而言，晶片测试的方法是利用多根探针相对应地接触集成电路元件上的电接点（Pad），通过测量集成电路元件的电性特性，以判断集成电路的良莠。当对测试单元进行可靠性测试时，一般需要对该测试单元进行破坏性测试，测试机台通过逐步增加电压，直至测试单元击穿（breakdown），从而得到测试单元的最大承载电流、电压等数据。

由于探针一般采用钨作为材质，如果流经探针的电路瞬间过大，钨极易融化，从而使探针变短，导致探针卡无法再次使用，给生产工作带来了极大的不便。为了满足测试需求，现有的探针卡会根据测试的需要，将探针卡分为有电阻与无电阻两类，如附图1、2中所示，图1中为不带电阻的探针卡，10表示测试电路的电路通道，图2为每根信号通道上都通过串联一个电阻的探针卡，20表示测试电路的电路通道，21则表示电阻。

专利CN1150605C提供一种测试集成电路（IC）芯片的探针卡，包括：印刷电路板，其上具有测试电路，其中央还具有窗口；连接到印刷板上的多个探针，用于探测形成于芯片上的焊盘：围绕印刷电路板的窗口安装的固定环，由此固定连接于印刷电路板上的芯片测试用探针；在与固定环相互交叉的两相邻芯片的接触区附近安装的固定桥，固定某些用于探测靠近两相邻芯片间的线形成的接触焊盘的探针，但是在该专利中并未公开有关串联电阻的探针卡的相关信息，无法满足现有实际生产中的需求。

专利CN101346632B公开了一种探针卡，其包括在检查对象接触从而进行电信号的输入和输出的至少任一方的多个探针以及对应于生成检查用信号的电路构造的配线图案的基板等，但是该专利中仅提及如何减少导线相交叉区域附近设置的屏蔽板，从而抑制在相邻检查对象间的串扰的影响，并未提及加入电阻以保护的探针的相关内容。

由于现有的两种规格的探针卡不能兼容使用，在现有的测试过程中，为了满足不同测试的需要，一般需要给每个机台同时配备上述的有电阻与无电阻的探针卡，在给生产和操作带来了不便且加大的生产成本。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种探针卡，能同时兼容无电阻和有电阻的信号通道，从而可以满足不同测试类别的需求，节省生产成本和简化操作。

为了解决上述的技术问题，本发明具体提供了一种探针卡，其包括探针、电路板和连接装置；

其中，所述电路板的中央设有窗口和测试电路，所述测试电路包括一包含电阻的第一电路通道，一种为不含电阻的第二电路通道；

所述连接装置设于所述电路板窗口处，所述连接装置包括内侧和外侧，所述探针的一端固定连接于所述连接装置的内侧上；

所述连接装置相对于电路板旋转或移动，以使所述连接装置与所述测试电路中的第一电路通道或所述第二电路通道接触连接。

在本发明一个较为优选的实施例中，所述的电路板的中央所设的窗口用于放置待检测的芯片。

在本发明一个较为优选的实施例中，所述的测试电路的排布由实际生产测试需求决定。

在本发明一个较为优选的实施例中，所述的探针卡上还包括固定装置，所述固定装置为若干个设置于所述探针卡上的固定孔，且每个所述固定孔到所述探针卡的几何中心的点的距离相等。

优选地，所述的探针卡上的固定孔之间的距离也相等。

优选地，所述固定孔穿透所述电路板，用于固定所述探针卡。

优选地，每条线段上设置的固定孔的数量根据实际需求决定。

在本发明一个较为优选的实施例中，所述的探针卡的中设有不多于48根探针，对应所述测试电路上48个信号传输电路通道，其中所述的探针还可为小于24个信号传输电路通道。

在本发明一个较为优选的实施例中，所述的探针可随着连接装置的旋转或移动而移动，所述的探针卡通过旋转或移动，实现切换电路板的测试电路中包含电阻的电路通道或不含电阻的电路通道。

在本发明一个较为优选的实施例中，所述的电阻的电阻值不受限制，可根据采用探针卡测试的工艺需要进行调整。

在本发明一个较为优选的实施例中，所述连接装置可顺时针或逆时针旋转90°或旋转180°；

所述连接装置移动可为向上、向下、向左或向右移动，移动的范围由实际的测试需求决定。

在本发明一个较为优选的实施例中，在所述连接装置上，所述的连接装置的外侧设有等距分布的连接口；优选地，上述的连接口可设于所述连接装置外侧的任一个方位。

所述第一电路通道上设有若干个电路通道，其中，第一电路通道上的电路通道优选为小于或等于24个，如24个、18个、12个、6个等等。

所述第二电路通道上设有若干个电路通道，其中，第二电路通道上的电路通道优选为小于或等于24个，如24个、18个、12个、6个等等。

所述的连接装置上设有等距分布的连接口，所述的连接装置的连接口与所述第一电路通道或第二电路通道中的电路通道一一对应连接。

在本发明一个较为优选的实施例中，所述的第一电路通道与第二电路通道中所含的电路通道的数量相等，且位于电路板相对的位置上。

在本发明一个较为优选的实施例中，所述的连接装置与探针连接的另一端上设有等距分布的连接口，所述的连接口与电路板上的电路通道连接，从而形成一个整体的回路，实现测试操作。

本发明所述的探针卡与现有的探针卡相比，将含有包含电阻的电路通道与不含电阻的电路通道汇集于同一个电路板上，既同时满足不同测试的需求，使晶圆测试操作简单，又能减少生产成本。

附图说明

图1为现有技术中不含电阻的电路通道的示意图；

图2为现有技术中包含电阻的电路通道的示意图；

图3为本发明实施例中探针卡示意图；

图4为本发明实施例中含有24个探针的探针卡电路板测试电路旋转切换至包含电阻线路的等效电路图；

图5为本发明实施例中含有24个探针的探针卡电路板测试电路旋转切换至不含电阻线路的等效电路图；

图6为本发明实施例中含有48个探针的探针卡电路板测试电路旋转切换至包含电阻线路的等效电路图；

图7为本发明实施例中含有48个探针的探针卡电路板测试电路旋转切换至不含电阻线路的等效电路图。

具体实施例

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步说明，但不作为本发明的限定。

本发明实施例所述探针卡对晶圆上的芯片进行电信号测试。如图3所示，所述探针卡3包括电路板31、探针32以及连接装置33，所述的探针32的一端固定连接在连接装置33的内侧上，另一端与晶圆芯片接触（未进行图示），所述连接装置33用以将所述探针32集中在一起，以使位于晶圆上对应的探点进行电性接触。

所述的电路板31的中央设有一窗口311，所述的窗口311用于放置待检测的晶圆芯片。

如图3所示，所述的探针卡3上还设有固定装置，所述固定装置为若干个设置于所述探针卡上的固定孔34，且每个所述固定孔34到所述探针卡3的几何中心的点的距离相等，且每个所述固定孔34之间的距离也是相等的。所述固定孔34穿透所述电路板31，用于固定所述探针卡3。

上述的固定装置中所包含的固定孔34，可使探针卡3顺时针或逆时针旋转90°、旋转180°后，仍能对准测试的节点，以便更加节省测试的时间，提高测试的准确度。

在所述的连接装置33上，所述的连接装置33的外侧上设有等距分布的连接口331，如图3中所示，所述连接口331可与电路板31中测试电路的电路通道相连接，从而形成一个整体的回路。所述的连接口331的数量为12个。

在所述电路板31中的测试电路包括含有电阻的第一电路通道以及不含有电阻的第二电路通道，所述的探针32固定在连接装置33上，所述的连接装置33上设有若干个连接口331，所述的,连接装置33上的连接口331与电路板31上的第一电路通道或第二电路通道接触连接，下面结合图3-5做进一步的说明：

在所述探针32上还设有金属接触孔35，所述的金属接触孔的数量与探针孔3中电路板31测试电路中的电路通道数量相同。其中，所述的金属接触孔35数量可以为12个、24个、48个等等。

图4为本发明实施例中探针卡电路板测试电路切换至包含电阻线路的等效电路图，图4中所示的电路图位于图3中所示的电路板31上，其中，图4中所示的测试电路中包括包含电阻42的第一电路通道40以及不含电阻的第二电路通道41；

结合图3、4可知，所述连接装置33的连接口331与第一电路通道40的连接点表示为接触连接点43。

由图3，4中可知，如连接装置33的连接口331与第一电路通道40中所包含的12个电路通道一一对应连接时，则连通含有电阻42的第一电路通道40后，探针卡3的功能切换至串联电阻的电路通道中，适用于对电流过大时进行电性测试，以防止由于电流变大，造成钨材质的探针融化变短，影响再次使用。

图5为本发明实施例中探针卡电路板测试电路，图5中所示的电路图位于图3中所示的电路板31上，将连接装置33顺时针或逆时针旋转180°后，可切换至不含电阻54的第二电路通道50的等效电路图，其中，位于图5中所示的测试电路中包括包含电阻54的第一电路通道51以及不含电阻54的第二电路通道50；

结合图3、5，所述连接装置33的连接口331与第二电路通道50中的12个电路通道连接，表示为图5中接触连接点53。

由图3，5还可得知，当连接装置33的连接口331与第二电路通道50一一对应连接时，探针卡3中芯片的电性测试的测试电路中不含有电阻54，在这种状态下的探针卡3可以用于测试所需的电流较大的芯片。

图6为本发明实施例中含有48个探针的探针卡对应的电路板测试电路，并将连接装置33旋转切换至包含电阻线路的电路板的示意图，其中，由图6中可知，包含电阻60的第一电路通道63，不含电阻60的第二电路通道63。结合图3、图6可知，当固定连接有探针的连接装置33旋转至与包含电阻60的第一电路通道62连接时，连接装置33的连接口331与第一电路通道62中的电路通道一一对应连接的连接点即为图6中的标识61所表示的位置；

同样的，如图7中所示，若当与探针固定连接的连接装置33旋转至与不含电阻70的第二电路通道73连接时，连接装置33的连接口331与第二电路通道73中的电路通道接触连接的连接点，即为图7中的标识71所表示的连接点；

其中，图7中所述的电路图可通过将图6中所示连接位置的连接装置33旋转90°得到。

为了使连接装置33旋转90°后，探针32的方向仍与待测的芯片平行，可以将电路板31同时旋转90°，使探针32的方向与待测芯片保持平行。

在本发明的实施例中，为了使所述的探针卡能更便捷的使用，还可以通过移动的方式，调整连接装置33及其连接口331与相应的电路板测试电路中第一电路通道或第二电路通道的距离，实现连接装置33的连接口331与相应的电路通道连接。所述的移动可以是向上、向下、向左或向右移动，移动的范围根据所需检测的芯片的大小、电路通道的数量以及其他因素决定。

此外，包含电阻的第一电路通道的排布可根据实际生产测试过程中的需求进行调整。

根据实际的测试需求，所述的连接装置上可设置等距分布的连接口，所述连接口可与电路板上的电路通道连接，从而实现电性测试操作。

为了更进一步地配合不同的电性测试需求，所述的连接装置还可与探针连接的相邻的任一端或两端上还设有等距分布的连接口；

所述的连接口的数量可以为小于或等于12个；

所述的连接口与电路板上的电路通道一一对应连接。

本发明实施例中所述的探针卡将包含电阻的电路通道与不含电阻的电路通道汇集于同一个电路板上，既同时满足不同测试的需求，使晶圆测试操作简单，又能减少生产成本。

本发明实施例中所述的探针卡中所包含的电阻的电阻值，可根据采用探针卡测试的实际工艺需要进行调整，例如可以是1000Ω-10000Ω。

以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但其只作为范例，本发明并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对该实用进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。

Claims (7)

1.一种探针卡，其特征在于，包括探针、电路板和连接装置；

其中，所述电路板的中央设有窗口和测试电路，所述测试电路包括一包含电阻的第一电路通道和不含电阻的第二电路通道；

所述连接装置设于所述电路板窗口处，所述连接装置包括内侧和外侧，所述探针的一端固定连接于所述连接装置的内侧上；

所述连接装置相对于电路板旋转或移动，以使所述连接装置与所述测试电路中的第一电路通道或所述第二电路通道接触连接；

还包括固定装置，所述固定装置为若干个设置于所述探针卡上的固定孔，且每个所述固定孔到所述探针卡的几何中心的点的距离相等。

2.根据权利要求1所述的探针卡，其特征在于，所述的固定孔穿透所述电路板。

3.根据权利要求1所述的探针卡，其特征在于，所述的连接装置顺时针或逆时针旋转90°或旋转180°。

4.根据权利要求3所述的探针卡，其特征在于，在所述连接装置上，所述的连接装置的外侧上设有等距分布的连接口。

5.根据权利要求4所述的探针卡，其特征在于，所述第一电路通道上设有若干个电路通道。

6.根据权利要求5所述的探针卡，其特征在于，所述第二电路通道上设有若干个电路通道。

7.根据权利要求6中所述的探针卡，其特征在于，所述的连接装置的连接口与所述第一电路通道或第二电路通道中的电路通道一一对应连接。