CN107305217A - 探针卡 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种探针卡，其包括：多个导电探针；一第一基板；一探针固定座，设置于该第一基板上，并用以固定该多个导电探针；一第二基板，包含一连接该多个导电探针的电路；以及一电源传输线与一信号传输线，该电源传输线与该信号传输线均连接该第一基板与该电路。

Description

探针卡
技术领域
本发明涉及一种探针卡，特别是关于一种可提供最佳信号完整度(Signalintegrity)与电源完整度(Power integrity)的探针卡。
背景技术
在集成电路元件的制造过程中，晶粒切割或元件封装之前会进行电性测试，这一过程通常通过探针卡将测试机(Tester)所提供的电源信号与测试信号传输给待测元件(Device Under Testing，简称DUT)；其中，电源信号用以供给待测元件所需电源，测试信号用以检测待测元件。
现有技术中的探针卡10如图1所示，其结构主体为印刷电路板12，并通过探针固定座13将导电探针11固定于印刷电路板12上。电源传输线15与信号传输线16则分别由印刷电路板12连接到各个导电探针11。此外，考虑待测元件常需进行高频测试(例如，超过1.6Gbps的测试信号频率)，为使电源信号能提供足够的瞬时电流(Transient current)，去耦电容(De-coupling Capacitor)Cdc会被焊接在印刷电路板12上，并连接于电源传输线15之间，以补强待测元件在高频测试时所需的瞬时电流。
然而，如此设置的去耦电容Cdc不仅只能对上述瞬时电流提供有限的补强效果，甚至很可能增加电源信号的直流电位飘移(DC offset)，从而造成待测元件的误动作。因此，有必要发展新的探针卡技术，使得待测元件进行高频测试时，电源信号可能发生的瞬时电流和电位飘移等问题可被有效的抑制。
发明内容
本发明的目的之一在于解决待测元件进行高频测试时，电源信号可能发生的瞬时电流和电位飘移等问题，以提供更佳的信号完整度与电源完整度。
根据本发明的一方面，一实施例提供一种探针卡，其包括：多个导电探针；一第一基板；一探针固定座，设置于该第一基板上，并用以固定该多个导电探针；一第二基板，包含一连接该多个导电探针的电路；以及一电源传输线与一信号传输线，该电源传输线与该信号传输线均连接该第一基板与该电路。
在一实施例中，该探针卡还包含：多条用以连接该电路与该多个导电探针的导线，多条导线的长度小于该电源传输线或该信号传输线长度的四分之一。
在一实施例中，该电源传输线为一对双绞线，该信号传输线为一同轴缆线。
在一实施例中，该多个导电探针包含第一探针、第二探针、第三探针及第四探针，该电源传输线包含第一传输线及第二传输线，该信号传输线包含第三传输线及第四传输线，该电路使得该第一传输线连接该第一探针，该第二传输线连接该第四探针，该第三传输线连接该第二探针，该第四传输线连接该第三探针，且该电路包含：一连接该第一探针与该第四探针的去耦电容；一连接该第三传输线与该第二探针的第一电阻；一连接该第四传输线与该第三探针的第二电阻；及一连接该第三传输线与该第四传输线的第三电阻。
在一实施例中，该多个导电探针包含第一探针、多个第二探针、多个第三探针及第四探针，该电源传输线包含第一传输线及第二传输线，该信号传输线包含第三传输线及第四传输线，该电路使得该第一传输线连接该第一探针，该第二传输线连接该第四探针，该第三传输线连接该多个第二探针，该第四传输线连接该多个第三探针，且该电路包含：一连接该第一探针与该第四探针的去耦电容；多个第一电阻，分别连接该第三传输线与对应的该第二探针；多个第二电阻，分别连接该第四传输线与对应的该第三探针；及一连接该第三传输线与该第四传输线的第三电阻。
在一实施例中，该电路还包含：一连接该第一传输线与该第一探针的电源调节器。
附图说明
图1为现有技术中的探针卡的结构示意图；
图2为根据本发明实施例探针卡的结构示意图；
图3为第一例的第二基板电路的电路图；
图4为第二例的第二基板电路的电路图；
图5为第三例的第二基板电路的电路图。
附图标记说明：100-探针卡；110-导电探针；111-第一探针；112-第二探针；113-第三探针；114-第四探针；120-第一基板；130-探针固定座；140-第二基板；145、146、147-电路；150-电源传输线；151-第一传输线；152-第二传输线；160-信号传输线；161-第三传输线；162-第四传输线；170-电源调节器；180-导线；R1、R2、R3-电阻；Cdc-去耦电容。
具体实施方式
为对本发明的特征、目的及功能有更进一步的认知与了解，兹配合图式详细说明本发明的实施例如后。在所有的说明书及图示中，将采用相同的元件编号以指定相同或类似的元件。
在各个实施例的说明中，当一元素被描述是在另一元素的「上方/上」或「下方/下」，指直接地或间接地在该另一元素之上或之下的情况，其可能包含设置于其间的其他元素；所谓的「直接地」指其间并未设置其他中介元素。「上方/上」或「下方/下」等的描述以图式为基准进行说明，但亦包含其他可能的方向转变。所谓的「第一」、「第二」、及「第三」用以描述不同的元素，这些元素并不因为此类谓辞而受到限制。为了说明上的便利和明确，图式中各元素的厚度或尺寸以夸张或省略或概略的方式表示，且各元素的尺寸并未完全为其实际的尺寸。
图2为根据本发明实施例探针卡100的结构示意图。该探针卡100包含：多个导电探针110、一第一基板120、一探针固定座130、一第二基板140、一电源传输线150以及一信号传输线160。该第一基板120可以是多层印刷电路板，作为该探针卡100的主体结构。该探针固定座130本身是设置并固定于该第一基板120上，用以将该多个导电探针110固定于该第一基板120上。该第二基板140亦可以是多层印刷电路板，以提供待测元件电性测试所需的电路；上述电路的主要功用是确保待测元件电性测试的信号完整度电路与电源完整度，其至少会包含一去耦电容。上述电路的输入端会连接到该电源传输线150与该信号传输线160，其输出端会连接到该多个导电探针110。该电源传输线150用以将测试机所提供的电源信号经由该第一基板120传输给上述电路，该信号传输线160用以将测试机所提供的测试信号经由该第一基板120传输给上述电路。
当进行集成电路元件的电性测试时，该多个导电探针110的针尖端会点触待测元件的测试垫片(Testing pad)，以将测试机所提供的信号传输给待测元件。该多个导电探针110的另一端连接上述该第二基板140电路的输出端。藉此，外部测试机所提供的电源信号可依序通过该第一基板120、该电源传输线150、该第二基板140及该多个导电探针110传送给待测元件，其所提供的测试信号则依序通过该第一基板120、该信号传输线160、该第二基板140及该多个导电探针110传送给待测元件。请注意，本发明的特征之一在于：使该第二基板140尽可能地靠近待测元件(或是该多个导电探针110)；藉此，设置于该第二基板140上的去耦电容可就近补充待测元件在高频测试时所需电源信号的瞬时电流。
如图2所示，多个导线180会设置于该第二基板140与该多个导电探针110之间，用以将上述该第二基板140电路的输出端连接至该多个导电探针110。为了实现上述特征“使该第二基板140尽可能地靠近该多个导电探针110”，我们可使该多个导电探针与该第二基板之间的空间距离远小于该电源传输线150或该信号传输线160的长度。在本实施例中，该多条导线180的长度小于或等于该电源传输线150或该信号传输线160长度的四分之一，上述四分之一的比例为用以教示的示范实施例，当不能以之限制本发明的范围。藉此，可实现该去耦电容就近补充待测元件在高频测试时所需的瞬时电流。此外，为确保待测元件在高频测试时电性测试的信号完整度，该信号传输线160可采用同轴缆线；另一方面，为确保待测元件在高频测试时电性测试的电源完整度，该电源传输线150可采用双绞线，也比较不会干扰到其他的电源或信号信道。
如上所述，该第二基板140上的电路至少会包含一去耦电容，而以下说明其可能的实施例。图3为第一例的第二基板140电路145的电路图。如图所示，该多个导电探针110包含第一探针111、第二探针112、第三探针113及第四探针114，该电源传输线150包含第一传输线151及第二传输线152，该信号传输线160包含第三传输线161及第四传输线162，该电路145的布局将会使得该第一传输线151连接该第一探针111，该第二传输线152连接该第四探针114，该第三传输线161连接该第二探针112，该第四传输线162连接该第三探针113。此外，该电路145包含一去耦电容Cdc以及一电阻所组成的匹配电路；该去耦电容Cdc连接该第一探针111与该第四探针114，以就近补充待测元件在高频测试时所需的瞬时电流。该匹配电路包含：一连接该第三传输线161与该第二探针112的电阻R1、一连接该第四传输线162与该第三探针113的电阻R2、以及一连接该第三传输线161与该第四传输线162的电阻R3，通过电阻对信号的衰减作用可降低该信号传输线160在高频测试时的信号反射。
图4为第二例的第二基板140电路146的电路图。如图所示，该多个导电探针110包含第一探针111、多个第二探针112、多个第三探针113及第四探针114，该电源传输线150包含第一传输线151及第二传输线152，该信号传输线160包含第三传输线161及第四传输线162，该电路145的布局将会使得该第一传输线151连接该第一探针111，该第二传输线152连接该第四探针114，该第三传输线161连接该多个第二探针112，该第四传输线162连接该多个第三探针113。该电路146包含一去耦电容Cdc以及一电阻所组成的匹配电路；该去耦电容Cdc连接该第一探针111与该第四探针114，以就近补充待测元件在高频测试时所需的瞬时电流。该匹配电路包含：多个电阻R1、多个电阻R2以及一电阻R3；其中，该多个电阻R1分别连接该第三传输线161与对应的该第二探针112，该多个电阻R2分别连接该第四传输线162与对应的该第三探针113，该电阻R3连接该第三传输线161与该第四传输线162。亦即，本实施例适用于待测元件具有多个信号输入的测试垫片；此外，通过电阻对信号的衰减作用可降低该信号传输线160在高频测试时的信号反射。
图5为第三例的第二基板140电路147的电路图。如图所示，本实施例的电路147基本上与第二例相同，其差异处为本电路147还包含一电源调节器(Regulator)170，其设置于该第一传输线151与该第一探针111之间，可用以增强待测元件在高频测试时所需的瞬时电流，并隔绝外部电源对第二例的电源信号的干扰。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，当不能以之限制本发明的范围。即大凡依本发明权利要求范围所做的均等变化及修饰，仍将不失本发明的要义所在，亦不脱离本发明的精神和范围，故都应视为本发明的进一步实施状况。

Claims (6)

1.一种探针卡，其特征在于，包括：
多个导电探针；
一第一基板；
一探针固定座，设置于该第一基板上，并用以固定该多个导电探针；
一第二基板，包含一连接该多个导电探针的电路；以及
一电源传输线与一信号传输线，该电源传输线与该信号传输线均连接该第一基板与该电路。
2.根据权利要求1所述的探针卡，其特征在于，还包含：多条用以连接该电路与该多个导电探针的导线，多条导线的长度小于该电源传输线或该信号传输线长度的四分之一。
3.根据权利要求1所述的探针卡，其特征在于，该电源传输线为一对双绞线，该信号传输线为一同轴缆线。
4.根据权利要求1所述的探针卡，其特征在于，该多个导电探针包含第一探针、第二探针、第三探针及第四探针，该电源传输线包含第一传输线及第二传输线，该信号传输线包含第三传输线及第四传输线，该电路使得该第一传输线连接该第一探针，该第二传输线连接该第四探针，该第三传输线连接该第二探针，该第四传输线连接该第三探针，
且该电路包含：
一连接该第一探针与该第四探针的去耦电容；
一连接该第三传输线与该第二探针的第一电阻；
一连接该第四传输线与该第三探针的第二电阻；及
一连接该第三传输线与该第四传输线的第三电阻。
5.根据权利要求1所述的探针卡，其特征在于，该多个导电探针包含第一探针、多个第二探针、多个第三探针及第四探针，该电源传输线包含第一传输线及第二传输线，该信号传输线包含第三传输线及第四传输线，该电路使得该第一传输线连接该第一探针，该第二传输线连接该第四探针，该第三传输线连接该多个第二探针，该第四传输线连接该多个第三探针，
且该电路包含：
一连接该第一探针与该第四探针的去耦电容；
多个第一电阻，分别连接该第三传输线与对应的该第二探针；
多个第二电阻，分别连接该第四传输线与对应的该第三探针；及
一连接该第三传输线与该第四传输线的第三电阻。
6.根据权利要求5所述的探针卡，其特征在于，该电路还包含：一连接该第一传输线与该第一探针的电源调节器。
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