CN108710011A - 一种探针卡 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种探针卡，包括：一印刷电路板和一基板，所述印刷电路板和所述基板电气互连，且所述基板上设有与晶元电气互连的基板凸起。本发明直接在基板上设置基板凸起，取代了原有接插件，且基板凸起相比于原有的探针在测试过程中的阻抗可控、降低了损耗，且更好控制其与晶元凸起的接触，实现两者的良好电气互连。

Description

一种探针卡
技术领域
本发明涉及芯片测试领域，尤其涉及一种探针卡。
背景技术
在芯片生产过程中，需要通过测试手段保证芯片的各项功能符合设计要求。而芯片测试又可分成两类测试，第一类是晶元封装前的测试，第二类是晶元封装后的测试。第一类的测试需要使用探针卡进行测试，探针卡又可分为垂直探针卡和悬臂式探针卡。
如图1所示，现有的垂直探针卡包括：一PCB(Printed Circuit Board，印刷电路板)1，一块基板2，一个接插件3，外加一些辅助结构固定件(图中未示出)。使用时，作为载板的PCB(Printed Circuit Board，印刷电路板)1的一面与测试机台互连，测试机台可以提供必需的电源及信号测试设备，PCB 1的另一面与基板2进行互连。基板2的另一面与接插件3互连，接插件3上具有针状的探针4，探针4的一端与接插件3的焊盘接触，另一端会与晶元5上的凸起接触。PCB，基板2以及接插件3的互连为晶元5提供电源、信号等的传输提供媒介，通过测试机的系统控制及信号量测，对芯片的电气性能进行判别，以完成对芯片的筛选。
随着晶元厂的技术革新，晶元生产工艺控制能力已经突破10nm，而7nm/5nm/3nm的生产工艺已经进入试生产或预研阶段。这些生产工艺的技术革新使得芯片尺寸越来越小，晶元上的用于互连的凸起间距也越来越小，这使得接插件3的探针4越做越细。但是，对信号而言，针越细，损耗较大，阻抗不易控制；对电源而言，细针的通流能力有限，这限制了大功率芯片的测试。
发明内容
本发明的目的是提供一种探针卡，可应用于晶元上的凸起间距更小的晶元测试，提高了通流能力，降低损耗，阻抗可控。
本发明提供的技术方案如下：
一种探针卡，包括：一印刷电路板和一基板，所述印刷电路板和所述基板电气互连，且所述基板上设有与晶元电气互连的基板凸起。
在上述技术方案中，基板凸起与探针相比，没有探针两端的接触电阻，且长度比探针短，能够减少信号的损耗、使阻抗可控。
进一步，所述基板凸起与所述晶元上的晶元凸起通过接触式连接实现电气互连。
在上述技术方案中，在测试过程中，采用基板凸起能够较容易的控制其与晶元凸起触良好。
进一步，所述基板与所述基板凸起之间设有重布线层，所述基板和所述基板凸起通过所述重布线层实现电气互连。
进一步，所述基板和所述基板凸起通过所述重布线层中的导电材料层实现电气互连。
在上述技术方案中，在不改变基板内部布线的情况下，通过重布线层进行调整，减轻重新设计基板内部布线的工作量。
进一步，所述基板凸起为焊料凸起或铜柱凸起。
在上述技术方案中，两者为常用的凸起，制造简单、方便。
进一步，所述基板为多层有机基板或多层陶瓷基板。
在上述技术方案中，采用常规基板即可实现本发明的探针卡制作，成本低廉。
进一步，所述基板具有多层，各层上分布有信号层、电源层和地层。
在上述技术方案中，根据实际使用需求在基板内部进行布线，满足测试需求。
进一步，所述基板为硅基板。
在上述技术方案中，硅基板和常规基板都可使用，适应广泛。
进一步，所述印刷电路板和所述基板通过焊接或导电胶实现电气互连。
在上述技术方案中，提供多种方式使印刷电路板与基板实现电气互连，工艺灵活。
本发明提供的一种探针卡，有益效果如下：
本发明的探针卡直接在基板上设置基板凸起，取代了原有接插件，且基板凸起相比于原有的探针在测试过程中的阻抗可控、降低了损耗，更好控制其与晶元凸起的接触，实现两者的良好电气互连。
附图说明
下面将以明确易懂的方式，结合附图说明优选实施方式，对探针卡的上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。
图1是现有技术用于测试晶元的探针卡的结构示意图；
图2是本发明探针卡一个实施例的结构示意图；
图3是本发明基板凸起和晶元凸起对应的结构示意图；
图4是本发明重布线层和基板凸起的结构示意图；
图5是本发明基板、重布线层和基板凸起的连接结构示意图。
附图标号说明：
1.印刷电路板，2.基板，3.接插件，4.探针，5.晶元，6.基板凸起，7.晶元凸起，8.重布线层，9.导电材料，10.绝缘材料，
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。
为使图面简洁，各图中的只示意性地表示出了与本发明相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。
如图2所示，图2示出了一个实施例的探针卡，包括：一印刷电路板1和一基板2，所述印刷电路板1和所述基板2电气互连，且所述基板2上设有与晶元5电气互连的基板凸起6。
具体的，本实施例中不再使用原有的接插件与晶元电气互连，而在基板2上直接设置基板凸起6与晶元电气互连。基板凸起6与探针相比，没有探针两端的接触电阻，且长度比探针短，能够减少信号的损耗、使阻抗可控。
基板凸起6与所述晶元上的晶元凸起7通过接触式连接实现电气互连。如图3所示，晶元5上的晶元凸起7的结构与基板2上的基板凸起6一一对应，在测试过程中控制所有的基板凸起6与晶元凸起7接触良好，相比于原来的探针，控制难度大大降低，简单方便。
另外，基板凸起6的制造方式采用与晶元凸起7相同的制造方式，也就是说，即使晶元凸起7之间的间距越来越小，基板凸起6也能满足要求。
可选地，基板2与所述基板凸起6之间设有重布线层8，所述基板2和所述基板凸起6通过所述重布线层8实现电气互连。
具体的，重布线层8是指RDL(Redistribution Layers)，根据实际的测试需求，在不改变基板内部布线格局的前提下，使用重新布线层8重新走线，使基板凸起6的分布位置既能满足与晶元凸起7一一对应的要求，且基板凸起6和晶元凸起7之间的电气互连能够满足测试要求。
重布线层8的设置对使用的基板要求不作特殊限制，可以采用更常规的基板，使本实施例的探针卡应用更广泛。
如图4所示，重布线层8中包括了绝缘材料10和导电材料9。基板2和所述基板凸起6通过所述重布线层8中的导电材料9实现电气互连。
绝缘材料10通常采用聚酰亚胺，通过一层层不同位置布置聚酰亚胺，形成聚酰亚胺层，用于分割不同层的信号或电源。图4中的重布线层有上下两层，每层都在设置了绝缘材料10和导电材料9，基板凸起6通过导电材料9与基板2实现电气互连。
导电材料9通常采用铜，如绝缘材料10一样一层层布置在不同位置，形成导电材料层，用于连接相应的电源和信号，类似于PCB中走线及平面的作用。
基板2通过重布线层8中不同位置分布的导电材料9实现与相应的基板凸起6电气互连。
优选地，基板凸起6为焊料凸起(Solder Bump)或铜柱凸起(Cu Pillar Bump)。使用常规的材料做基板凸起，便于生产和普及。基板凸起6的形状可以圆柱形，也可以为远离于基板一面为圆滑过度的圆柱形凸起。本实施例中对基板凸起6的形状不作限制，只要基板凸起6能够实现与晶元凸起7电气互连即可。
优选地，印刷电路板1和所述基板2通过焊接或导电胶实现电气互连。
具体的，印刷电路板1作为载板为基板提供放置位置，而基板2需要与印刷电路板1实现电气互连，因此，需要用导电材料。焊接和导电胶都可以实现这一目的，根据实际需求进行选用。
基板有多种选择，只要能将基板凸起设置在基板上，且通过基板凸起实现PCB与晶元的电气互连，能够成功进行测试即可。
在本实施例中，基板为多层有机基板(MLO基板)或多层陶瓷基板(MLC基板)。基板具有多层，各层上分布有信号层、电源层和地层。
具体的，MLO/MLC基板内部根据实际需求在相应的层、位置布上相应信号层、电源层和地层实现MLO/MLC基板的内部布线。内部布线通过重布线层与基板凸起实现电气互连，如图5所示。
需要注意的是，基板内部的布线分布位置和重布线层中的导电材料、绝缘材料的分布位置都是根据实际需求进行布置，灵活变动。如图5所示，基板2中填充部分为不导电部分，而未填充问题就是布设的导电材料。
在其他实施例中，一种探针卡，包括：一印刷电路板1和一基板2，所述印刷电路板1和所述基板2电气互连，且所述基板2上设有与晶元5电气互连的基板凸起6。基板2为硅基板，基板凸起6与所述晶元上的晶元凸起7通过接触式连接实现电气互连。
可选地，基板2与所述基板凸起6之间设有重布线层8，所述基板2和所述基板凸起6通过所述重布线层8实现电气互连。重布线层8中包括了绝缘材料10和导电材料9。基板2和所述基板凸起6通过所述重布线层8中的导电材料9实现电气互连。
优选地，基板凸起6为焊料凸起(Solder Bump)或铜柱凸起(Cu Pillar Bump)。使用常规的材料做基板凸起，便于生产和普及。基板凸起6的形状可以圆柱形，也可以为远离于基板一面为圆滑过度的圆柱形凸起。
优选地，印刷电路板1和所述基板2通过焊接或导电胶实现电气互连。
具体的，印刷电路板1作为载板为基板提供放置位置，而基板2需要与印刷电路板1实现电气互连，因此，需要用导电材料。焊接和导电胶都可以实现这一目的，根据实际需求进行选用。
本实施例中采用了硅基板，在硅基板上直接设置基板凸起，得到的探针卡在测试过程中测试效果更高，可应用于晶元凸起间距更小的晶元上。
本发明的探针卡直接在基板上设置基板凸起，取代了原有接插件，且基板凸起相比于原有的探针在测试过程中的阻抗可控、降低了损耗，且更好控制其与晶元凸起的接触，实现两者的良好电气互连。
应当说明的是，上述实施例均可根据需要自由组合。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种探针卡，其特征在于，包括：
一印刷电路板和一基板，所述印刷电路板和所述基板电气互连，且所述基板上设有与晶元电气互连的基板凸起。
2.如权利要求1所述的探针卡，其特征在于：所述基板凸起与所述晶元上的晶元凸起通过接触式连接实现电气互连。
3.如权利要求1所述的探针卡，其特征在于，所述基板与所述基板凸起之间设有重布线层，所述基板和所述基板凸起通过所述重布线层实现电气互连。
4.如权利要求3所述的探针卡，其特征在于：所述基板和所述基板凸起通过所述重布线层中的导电材料层实现电气互连。
5.如权利要求1所述的探针卡，其特征在于，所述基板凸起为焊料凸起或铜柱凸起。
6.如权利要求1-5任意一项所述的探针卡，其特征在于：所述基板为多层有机基板或多层陶瓷基板。
7.如权利要求5所述的探针卡，其特征在于：所述基板具有多层，各层上分布有信号层、电源层和地层。
8.如权利要求1-5任意一项所述的探针卡，其特征在于：所述基板为硅基板。
9.如权利要求1-5任意一项所述的探针卡，其特征在于：所述印刷电路板和所述基板通过焊接或导电胶实现电气互连。
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