CN106885928B - 探针卡及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种探针卡及其制造方法。探针卡包含电路板、接地片、信号导体、信号针前段与接地导体。电路板具有至少一信号接点与至少一接地接点于其下表面。接地片位于电路板的下表面，并电连接接地接点。接地片具有至少一开口，且此开口暴露出信号接点。信号导体通过接地片的开口，电连接信号接点。信号针前段电连接信号导体，且此信号针前段呈悬臂针型态。接地导体与信号导体之间具有间距，且此接地导体电连接接地片。通过接地片的存在，接地导体将可以更方便地通过接地片而接地。通过实施本发明，可降低高频信号在传输的过程中所产生的反射损耗以及接地导体焊错的风险。

Description

探针卡及其制造方法

技术领域

本发明涉及探针卡制造技术领域，尤其是有关于一种探针卡及其制造方法。

背景技术

探针卡的主要目的是通过其探针直接与待测物(如芯片)上的焊垫或是凸块接触，配合周边测试机台与软件控制而达到自动化量测目的，并进一步地筛选出不良品。在使用时，通常是通过测试机台发送测试信号，经探针卡到待测物，再由待测物回送测试结果信号，经探针卡到测试机台进行分析。

发明内容

本发明的一技术态样在于提供一种探针卡，其于电路板的焊点区提供接地片，藉此方便接地导体电连接接地片而接地。

根据本发明一个或多个实施方式，一种探针卡包含电路板、接地片、信号导体、信号针前段与接地导体。电路板具有至少一信号接点与至少一接地接点于其下表面。接地片位于电路板的下表面，并电连接接地接点。接地片具有至少一开口，且此开口暴露出信号接点。信号导体通过接地片的开口，电连接信号接点。信号针前段电连接信号导体，且此信号针前段呈悬臂针型态。接地导体与信号导体之间具有间距，且此接地导体电连接接地片。

根据本发明一个或多个实施方式，一种探针卡的制造方法包含：在接地片中制作至少一开口；将接地片设置至电路板的待测物侧的焊点区上，其中接地片中的开口暴露出电路板上的至少一信号接点；电连接接地片与电路板上的接地接点；以及组装至少一探针组至电路板，其中探针组的信号导体通过接地片中的开口，电连接信号接点，且探针组的接地导体电连接接地片。

在测试高频信号时，为了让测试针具有适合的特性阻抗，制造者可在信号导体的周围设置接地导体。通过接地导体与信号导体之间的间距与介质，可以适当地调整信号导体的特性阻抗，藉此达到良好的阻抗匹配，并避免高频信号在传输的过程中产生反射损耗。在设计上，接地导体要电连接至接地电位，例如位于电路板下表面的接地接点，而信号导体则要电连接至信号接点，但由于电路板的电路设计有许多考虑，因此电路板上的信号接点与接地接点并不一定会在邻近的位置。如果信号接点与接地接点之间的相对位置不佳，例如过远，就可能会让接地导体的绕线路径过长且复杂。这样过长的绕线容易造成电路板与信号导体之间的阻抗匹配不连续。这种阻抗匹配不连续会对测试传输高频信号有影响。再者，在制作探针卡时，过于复杂的绕线也会增加制作的复杂度，使得接地导体容易有焊错接地接点的风险。

因此，在本发明一个或多个实施方式中，电路板的下表面上可设置接地片，此接地片设置在电路板下表面的焊点区上，且具有多个开口暴露出信号接点。由于接地片就位在信号接点的周围，因此信号导体与接地导体不需要过长且过于复杂的绕线，就可以分别电连接信号接点与接地片。此外，由于接地导体绕线的距离很短，因此阻抗匹配的不连续部分将得以缩短，进而降低高频信号在传输的过程中所产生的反射损耗。再者，在制作探针卡时，因为接地导体绕线的复杂度降低，因此接地导体焊错的风险也会降低。

附图说明

图1绘示依照本发明一个或多个实施方式的探针卡的俯视图。

图2绘示图1的局部2的底视图。

图3绘示沿图2的剖面线3的剖面图。

图4绘示沿图3的剖面线4的剖面图。

图5绘示依照本发明另一个或多个实施方式的同轴套筒针的剖面图，其剖面位置与图4相同。

图6绘示依照本发明另一个或多个实施方式的同轴套筒针的剖面图，其剖面位置与图4相同。

图7绘示依照本发明另一个或多个实施方式的同轴套筒针的剖面图，其剖面位置与图4相同。

图8绘示依照本发明另一个或多个实施方式的探针卡的剖面图，其剖面位置与图3相同。

图9绘示依照本发明另一个或多个实施方式的探针卡的局部底视图。

图10绘示沿图9的剖面线10的剖面图，其中同轴线并未剖开。

图11绘示依照本发明另一个或多个实施方式的探针卡的剖面图，其剖面位置与图10相同。

图12绘示沿图11的剖面线12的剖面图。

附图标号

2：局部

3：剖面线

4：剖面线

10：剖面线

12：剖面线

100：探针卡

110：电路板

120：接地片

122：开口

125：绝缘层

130：信号针前段

142：信号导体

144：接地导体

146：介电层

150：针座

152：接地部

S：信号接点

G：接地接点

I1：空隙

I2：空隙

具体实施方式

以下将以图式揭露本发明的多个实施方式，为明确说明起见，许多实际上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，应了解到，这些实际上的细节不应用以限制本发明。也就是说，在本发明部分实施方式中，这些实际上的细节是非必要的。此外，为简化图式起见，一些已知惯用的结构与元件在图式中将以简单示意的方式绘示之。

图1绘示依照本发明一个或多个实施方式的探针卡100的俯视图。图2绘示图1的局部2的底视图。图3绘示沿图2的剖面线3的剖面图。如图1～图3所示，一种探针卡100包含电路板110、接地片120、信号导体142、信号针前段130与接地导体144。电路板110具有至少一信号接点S与至少一接地接点G于其下表面。接地片120位于电路板110的下表面，并电连接接地接点G。接地片120具有至少一开口122，且此开口122暴露出信号接点S。信号导体142通过接地片120的开口122，电连接信号接点S。信号针前段130电连接信号导体142，且此信号针前段130呈悬臂针型态。接地导体144与信号导体142之间具有间距，且此接地导体144电连接接地片120。上述的电路板110的下表面为待测物侧，而上表面则为测试机侧。

在测试高频信号时，为了让测试针具有适合的特性阻抗，制造者可在信号导体142的周围设置接地导体144。通过接地导体144与信号导体142之间的间距与介质，可以适当地调整信号导体142的特性阻抗，藉此达到良好的阻抗匹配，并避免高频信号在传输的过程中产生反射损耗。在设计上，接地导体144要电连接至接地接点G，而信号导体142则要电连接至信号接点S，但由于电路板110的电路设计有许多考虑，因此电路板110上的信号接点S与接地接点G并不一定会在邻近的位置。如果信号接点S与接地接点G之间的相对位置不佳，例如过远，就可能会让接地导体144的绕线路径过长且复杂。这样过长的绕线容易造成电路板110与信号导体142之间的阻抗匹配不连续。这种阻抗匹配不连续会对测试传输高频信号有影响。再者，在制作探针卡时，过于复杂的绕线也会增加制作的复杂度，使得接地导体容易有焊错接地接点的风险。

因此，在本发明一个或多个实施方式中，电路板110的下表面上可设置接地片120，此接地片120设置在电路板110下表面的焊点区上，且具有多个开口122暴露出信号接点S。由于接地片120就位在信号接点S的周围，因此信号导体142与接地导体144不需要过长且过于复杂的绕线，就可以分别电连接信号接点S与接地片120。此外，由于接地导体144绕线的距离很短，因此阻抗匹配的不连续部分将得以缩短，进而降低高频信号在传输的过程中所产生的反射损耗。再者，在制作探针卡100时，因为接地导体144绕线的复杂度降低，因此接地导体144焊错的风险也会降低。

上述的接地片120的材质可为任何导体。更具体地说，上述的接地片120的材质可为金属，例如：铜。具体实施时，上述的接地片120可为铜箔。此接地片120与电路板110之间可具有绝缘层125，藉此提供接地片120与电路板110之间的绝缘。具体实施时，上述的绝缘层125可为粘胶，例如：黑胶、树脂或双面胶带。如此一来，绝缘层125不但可以提供接地片120与电路板110之间的绝缘，还可以粘合接地片120与电路板110。

由于信号接点S与接地片120的电位不同，因此两者之间要保持电性绝缘，以避免短路的发生。在本发明一个或多个实施方式中，接地片120具有开口122以暴露出信号接点S，且此开口122的侧壁与信号接点S之间保持一绝缘空间，藉此让信号接点S与接地片120之间维持电性绝缘。

上述的信号导体142、接地导体144与信号针前段130实际上可为同轴套筒针，且此同轴套筒针可呈悬臂针型态。更具体地说，信号导体142与信号针前段130可为一体连接的针芯。亦即，信号导体142与信号针前段130的材质相同，且两者之间并没有明显的交界。信号针前段130包含针尖部分与针身的前段部分，而信号导体142则包含针身的后段部分与针尾。

图4绘示沿图3的剖面线4的剖面图。如图3～图4所示，接地导体144围绕信号导体142。更具体地说，一介电层146可直接形成在信号导体142的侧壁上，且接地导体144可直接形成在介电层146的侧壁上。如此一来，介电层146将位于接地导体144与信号导体142之间，以维持接地导体144与信号导体142之间的间距，并提供适当地介电特性。

图5～图7绘示依照本发明另多个实施方式的同轴套筒针的剖面图，其剖面位置与图4相同。如图4～图7所示，虽然图4绘示介电层146、接地导体144与信号导体142之间不具有空隙，但此并不限制本发明，实际上接地导体144可呈套筒状套设于介电层146与信号导体142外，且接地导体144与介电层146之间可以具有空隙I1(如图5所绘示)。或者，接地导体144可呈套筒状套设于信号导体142外。接地导体144形成于介电层146的侧壁上，且介电层146与信号导体142之间可以具有空隙I2(如图6所绘示)。抑或，介电层146可呈套筒状套设于信号导体142外，接地导体144可呈套筒状套设于介电层146外，三者之间均可以具有空隙I1、I2(如图7所绘示)。

回到图3。在本发明一个或多个实施方式中，电路板110上可具有针座150，此针座150连接信号针前段130至电路板110，藉此至少固定信号针前段130与电路板110的相对位置。上述的针座150的材质可为绝缘材料。在部分实施方式中，针座150的表面也可以选择性的具有接地部152。接地导体144可电连接接地片120与接地部152，藉此提供更好的阻抗匹配。应了解到，针座150表面的接地部152并非必要元件，在部分实施方式中，接地导体144也可以电连接接地片120即可，或者电连接接地片120与邻近的接地针。

应了解到，虽然图3绘示接地部152设置于针座150的表面，但此并不限制本发明。在本发明另一个或多个实施方式中，接地部152亦可设置于针座150的内部(如图8所绘示)，本发明所属技术领域中普通技术人员，应视实际需要，弹性选择接地部152的实施方式。

除了同轴套筒针外，本发明部分实施方式也可以应用鉲针接同轴线的方式来实现适当的阻抗匹配。图9绘示依照本发明另一个或多个实施方式的探针卡100的局部底视图。图10绘示沿图9的剖面线10的剖面图，其中同轴线并未剖开。如图9～图10所示，图9～图10的信号针前段130呈悬臂针型态。更具体地说，信号针前段130可为悬臂针的针尖部分与针身的前段部分，后段则利用同轴线电连接至电路板110。同轴线的线芯即信号导体142，接地层即接地导体144，而线芯与接地层之间的绝缘护套即为介电层146。在本发明一个或多个实施方式中，信号针前段130与信号导体142的材质可不同。举例来说，信号针前段130因为考虑到要接触待测物，因此可选用机械强度较高的导体，信号导体142因为考虑要方便连接信号针前段130，因此可选用机械强度较低的导体。信号针前段130与信号导体142两者并非一体连接，其连接方式可为例如焊接。同样地，信号导体142的一端电连接信号接点S，另一端电连接信号针前段130。信号针前段130可以通过针座150固定在电路板110上。接地导体144的一端电连接接地片120，另一端可以电连接针座150上的接地部152，也可以不直接连接接地电位，或电连接其他的接地电位，例如邻近的接地针。

此外，上述的信号针前段130的侧壁可选择性地被一绝缘层所覆盖，藉此避免两相邻的信号针发生短路。具体实施时，此绝缘层可为例如绝缘漆。

除了同轴套筒针与鉲针接同轴线外，本发明部分实施方式也可以用信号针加接地线的方式来实现适当的阻抗匹配。图11绘示依照本发明另一个或多个实施方式的探针卡的剖面图，其剖面位置与图10相同。图12绘示沿图11的剖面线12的剖面图。如图11～图12所示，在本发明部分实施方式中，上述的信号导体142与信号针前段130实际上可为测试针，例如悬臂针。也就是说，信号导体142可一体连接信号针前段130。亦即，信号导体142与信号针前段130的材质相同，且两者之间并没有明显的交界。信号针前段130包含针尖部分与针身的前段部分，而信号导体142则包含针身的后段部分与针尾。

接地导体144可为一端电连接接地片120的接地线。接地导体144的至少部分侧壁可被介电层146所覆盖。接地导体144与介电层146的组合可贴附在信号导体142的侧壁，藉此提供信号导体142适当的阻抗匹配。同样地，接地导体144的另一段可以电连接针座150上的接地部152，也可以不直接连接接地电位，或电连接其他的接地电位，例如邻近的接地针。当然，接地导体144一端的设置位置也可以选择在针座150内部，而接地部152也可设置在针座内部，使接地导体144的一端在针座150内部直接连接接地部152，而接地部152会再电连接接地电位，例如接地接点G或接地针。

本发明另一技术态样为上述探针卡100的制造方法。请参阅图1～图12，根据本发明一个或多个实施方式，一种探针卡100的制造方法包含：在接地片120中制作至少一开口122。此开口122的制造方式例如可以是剪裁、刀模冲型，或类似的切削加工方法。上述的接地片120的材质可为导体，例如铜。具体实施时，上述的接地片120可为铜箔。

接着，制造者可将接地片120设置至电路板110的待测物侧的焊点区上，其中接地片120中的开口122暴露出电路板110上的至少一信号接点S。将接地片120设置至电路板110的方式例如可以是以粘胶将接地片120粘合至电路板110的待测物侧的焊点区上。上述的粘胶例如可为黑胶、树脂或双面胶带。为了确保绝缘，在将接地片120设置至电路板110后，开口122的侧壁与信号接点S之间保持一绝缘空间。

接着，制造者可电连接接地片120与电路板110上的至少一接地接点G。举例来说，制造者可以打线连接或者焊接的方式电连接接地片120与接地接点G。

接着，制造者可组装至少一信号针前段130、至少一信号导体142与至少一接地导体144至电路板110。在此信号针前段130、信号导体142与接地导体144可视为一探针组，此探针组例如可以是同轴套筒针(如图2～图8所绘示)、鉲针接同轴线(如图9～图10所绘示)、信号针加接地线(如图11～图12所绘示)或其他能够实现阻抗匹配的探针组。上述的探针组可先和针座150结合，然后再结合至电路板110上。接着，制造者可分别将信号导体142与接地导体144电连接至信号接点S与接地片120，便可完成探针卡100的制作。

虽然本发明已以实施方式揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟习此技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视申请专利范围所界定者为准。

Claims (15)

1.一种探针卡，其特征在于，所述探针卡包含：

一电路板，具有至少一信号接点与至少一接地接点于其下表面；

一接地片，位于所述电路板的下表面，并电连接所述接地接点，所述接地片具有至少一开口，所述接地片的所述开口暴露出所述信号接点；

至少一信号导体，所述信号导体包含针身的后段部分与针尾，所述信号导体的所述针尾通过所述接地片的所述开口，电连接所述信号接点；

至少一信号针前段，包含针尖部分与所述针身的前段部分，且电连接所述信号导体，所述信号针前段呈悬臂针型态；以及

至少一接地导体，与所述信号导体之间具有一间距，且所述接地导体电连接所述接地片。

2.如权利要求1所述的探针卡，其特征在于，所述探针卡更包含：

一绝缘层，位于所述接地片与所述电路板之间。

3.如权利要求1所述的探针卡，其特征在于，所述探针卡更包含：

一粘胶，粘合所述接地片与所述电路板，其中所述粘胶为黑胶、树脂或双面胶带。

4.如权利要求1所述的探针卡，其特征在于，所述接地片为铜箔。

5.如权利要求1所述的探针卡，其特征在于，所述开口的侧壁与所述信号接点之间保持一绝缘空间。

6.如权利要求1所述的探针卡，其特征在于，所述接地导体围绕所述信号导体。

7.如权利要求1所述的探针卡，其特征在于，所述信号导体一体连接所述信号针前段，且所述信号导体与所述信号针前段的材质相同。

8.如权利要求1所述的探针卡，其特征在于，所述接地导体呈套筒状套设于所述信号导体外。

9.如权利要求1所述的探针卡，其特征在于，所述探针卡更包含：

一介电层，介于所述接地导体与所述信号导体之间。

10.如权利要求1所述的探针卡，其特征在于，所述信号导体与所述信号针前段的材质不同，且所述信号导体焊接至所述信号针前段。

11.如权利要求1所述的探针卡，其特征在于，所述接地导体呈线状；以及

所述探针卡更包含：一介电层，覆盖所述接地导体的至少部分侧壁，且所述接地导体与所述介电层贴附在所述信号导体的侧壁。

12.如权利要求1所述的探针卡，其特征在于，所述探针卡更包含：

一针座，连接所述信号针前段至所述电路板。

13.一种探针卡的制造方法，其特征在于，所述探针卡的制造方法包含：

在一接地片中制作至少一开口；

将所述接地片设置至一电路板的待测物侧的焊点区上，其中所述接地片中的所述开口暴露出所述电路板上的至少一信号接点；

电连接所述接地片与所述电路板上的至少一接地接点；以及

组装至少一探针组至所述电路板，其中所述探针组的一信号导体的针尾通过所述接地片中的所述开口，电连接所述信号接点，且所述探针组的一接地导体电连接所述接地片。

14.如权利要求13所述的探针卡的制造方法，其特征在于，将所述接地片设置至所述电路板的步骤包含：

以一粘胶将所述接地片粘合至所述电路板的待测物侧的焊点区上。

15.如权利要求13所述的探针卡的制造方法，其特征在于，在将所述接地片设置至所述电路板后，所述开口的侧壁与所述信号接点之间保持一绝缘空间。

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