CN115236491A - 一种探针高速测试装置及测试系统 - Google Patents

Abstract

本说明书实施例提供一种探针高速测试装置及测试系统，装置包括：沿着第一方向依次设置的第二基板、探针头、第一基板和至少两个高速射频连接器，第一基板上设置有至少两个第一焊盘，第一焊盘通过连接线与高速射频连接器一一对应连接，第二基板上设置有若干第二焊盘；其中，探针头上设有至少两个探针安装位，探针安装位用于安装探针，第二焊盘用于将两根探针针尾之间进行连接，探针针尖通过第一焊盘与高速射频连接器之间电性连接。通过设置第一基板、第二基板和高速射频连接器能够实现良好的阻抗和损耗控制，同时能够设计高精度的去嵌结构，保证去嵌精度，从而能够达到较好的还原探针性能的测试效果。

Description

一种探针高速测试装置及测试系统

技术领域

本说明书涉及探针测试技术领域，具体涉及一种探针高速测试装置及测试系统。

背景技术

随着通信、大数据、射频等领域的不断发展，信号速率不断上升、芯片制程不断减小，使得芯片在Final test(最后试验)阶段的良品率、测试成本大大增加，因此需要将相关高速信号测试项目向前到CP测试阶段中，在CP测试阶段主要影响高速测试性能的因素来源于探针卡，而探针卡中探针的高速性能往往直接决定该探针卡设计的阻抗、插损、回损等性能。

现有技术中，对于探针的高速信号测试主要使用探针台定制机械夹具连接到网络分析仪来测试S参数确定高速性能，但是在探针的高速信号测试过程中，由于夹具及测试探头与探针接触部分的阻抗难以进行控制，因此极易影响探针高速测试结果。

发明内容

为了解决背景技术中中的问题，本说明书实施例提供一种探针高速测试装置及测试系统，通过设置第一基板、第二基板和高速射频连接器能够实现良好的阻抗和损耗控制，同时能够设计高精度的去嵌结构，保证去嵌精度，从而能够达到较好的还原探针性能的测试效果。

本说明书实施例提供以下技术方案：一种探针高速测试装置，包括：沿着第一方向依次设置的第二基板、探针头、第一基板和至少两个高速射频连接器，所述第一基板上设置有至少两个第一焊盘，所述第一焊盘通过连接线与所述高速射频连接器一一对应连接，所述第二基板上设置有若干第二焊盘；

其中，所述探针头上设有至少两个探针安装位，所述探针安装位用于安装所述探针，所述第二焊盘用于将两根所述探针针尾之间进行连接，所述探针针尖通过所述第一焊盘与所述高速射频连接器之间电性连接。

优选的，所述装置还包括：设置于所述探针头和所述第二基板之间的定位板，所述定位板上设有对所述探针头定位的第一定位孔，所述定位板上开设有用于所述探针穿过的第一通槽。

优选的，所述第一定位孔相对于所述探针头定位精度为正负2um。

优选的，所述装置还包括：设置于所述第一基板和所述探针头之间的顶板，所述顶板上开设有对所述第一基板定位的第一定位槽，所述第一定位槽内开设有用于所述探针穿过的第二通槽。

优选的，所述定位板上设有对所述顶板定位的第二定位孔，以保证所述第一基板上的第一焊盘与所述探针针尖相对应。

优选的，所述顶板和所述定位板之间设有第一厚度的第一垫片，通过对所述第一垫片厚度的调整，以对所述第一基板上的第一焊盘与所述探针针尖之间的距离进行调整。

优选的，所述顶板上设有第一微调机构，所述第一微调机构对所述第一基板在所述第一定位槽内的位置精度进行调整。

优选的，所述装置还包括：底板，所述底板上开设有对所述第二基板定位的第二定位槽。

优选的，所述定位板上设有对所述底板定位的第三定位孔，以保证所述第二基板上的第二焊盘与所述探针针尾相对应。

优选的，所述底板和所述定位板之间设有第二厚度的第二垫片，通过对所述第二垫片厚度的调整，以对所述第二基板上的第二焊盘与所述探针针尾之间的距离进行调整。

优选的，所述底板上设有第二微调机构，所述第二微调机构对所述第二基板在所述第二定位槽内的位置精度进行调整。

一种测试系统，所述系统包括网络分析仪和如上述任一项所述的装置，所述网络分析仪与所述高速射频连接器之间电性连接。

与现有技术相比，本说明书实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到的有益效果至少包括：

通过在第二基板上设置与探针针尾相连接的第二焊盘，通过在第一基板上设置至少两个与探针针尖相连接的第一焊盘，同时通过连接线将第一焊盘与高速射频连接器之间相连接，第一基板、第二基板和高速射频连接器能够实现良好的阻抗和损耗控制，同时能够设计高精度的去嵌结构，保证去嵌精度，从而能够达到较好的还原探针性能的测试效果。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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它的附图。

图1是本发明提供的一种探针高速测试装置的简化连接示意图；

图2是本发明提供的一种探针高速测试装置的爆炸结构示意图；

图3是本发明提供的一种探针高速测试装置组装后结构示意图；

图4是本发明提供的一种探针高速测试装置探针头与定位板连接示意图；

图5是本发明提供的一种探针高速测试装置探针头与定位板连接示意图；

图6是本发明提供的一种探针高速测试装置顶板与定位板连接示意图；

图7是本发明提供的一种探针高速测试装置顶板与定位板连接示意图。

图中，1、第二基板，2、探针头，3、第一基板，4、高速射频连接器，5、第一焊盘，6、连接线，7、第二焊盘，8、探针，9、定位板，10、顶板，11、底板，12、第一通槽，13、第一定位孔，14、第二定位孔，15、第一定位槽，16、第二通槽，17、第一微调机构，18、第二定位槽，19、第二微调机构。

具体实施方式

下面结合附图对本申请实施例进行详细描述。

以下通过特定的具体实例说明本申请的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本申请的其他优点与功效。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。本申请还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本申请的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

要说明的是，下文描述在所附权利要求书的范围内的实施例的各种方面。应显而易见，本文中所描述的方面可体现于广泛多种形式中，且本文中所描述的任何特定结构及/或功能仅为说明性的。基于本申请，所属领域的技术人员应了解，本文中所描述的一个方面可与任何其它方面独立地实施，且可以各种方式组合这些方面中的两者或两者以上。举例来说，可使用本文中所阐述的任何数目和方面来实施设备及/或实践方法。另外，可使用除了本文中所阐述的方面中的一或多者之外的其它结构及/或功能性实施此设备及/或实践此方法。

还需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本申请的基本构想，图式中仅显示与本申请中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

另外，在以下描述中，提供具体细节是为了便于透彻理解实例。然而，所属领域的技术人员将理解，可在没有这些特定细节的情况下实践所述方面。

现有技术中，在对探针的高速信号测试过程中，一般都使用探针台定制机械夹具连接到网络分析仪来测试S参数确定高速性能，但是存在着如下的情况和问题：

1、由于夹具及测试探头与探针接触部分的阻抗难以进行控制，同时夹具及测试探头去嵌难度较大，去嵌不好控制，导致探针高速测试结果极易受到影响。

2、探针针尖的截面尺寸一般都在25～50um之间，并且相邻探针之间的间距(Pitch)通常在40～100um，小尺寸、小Pitch，位置度控制要求高，测试时对位难度大，容易偏位。

3、探针相对较为脆弱，测试时下压的针测压力(Overdrive)难以精确控制，若针测压力较小，则难以完成测试，若针测压力较大，则有可能造成探针的损坏，同时探针的长度较短，测试的S参数容易受测试环境影响，例如测试探头及夹具安装处理不当将无法还原真实探针参数。

以下结合附图，说明本申请各实施例提供的技术方案。

如图1所示，一种探针高速测试装置，包括：沿着第一方向依次设置的第二基板1、探针头2、第一基板3和至少两个高速射频连接器4，所述第一基板3上设置有至少两个第一焊盘5，所述第一焊盘5通过连接线6与所述高速射频连接器4一一对应连接，所述第二基板1上设置有若干第二焊盘7；所述探针头2上设有至少两个探针安装位，所述探针安装位用于安装所述探针8，所述第二焊盘7用于将两根所述探针8针尾之间进行连接，所述探针8针尖通过所述第一焊盘5与所述高速射频连接器4之间电性连接。

通过在第二基板1上设置与探针8针尾相连接的第二焊盘7，通过在第一基板3上设置至少两个与探针8针尖相连接的第一焊盘5，同时将第一焊盘5用连接线6引出与高速射频连接器4之间相连接，可在两个探针8之间形成环路，通过高速射频电缆将高速射频连接器4与网络分析仪相连接，可进行探针8环路S参数、第一基板3、第二基板1、高速射频连接器4和高速射频电缆部分去嵌入链路S参数的测试，第一基板3、第二基板1、高速射频连接器4和高速射频电缆能够实现良好的阻抗和损耗控制，S参数收集完毕后将全链路S参数进行解嵌操作，即得到2个探针8的S参数数据，第一基板3、第二基板1、高速射频连接器4和高速射频电缆能够设计高精度的去嵌结构，保证去嵌精度，从而能够达到较好的还原探针8性能的测试效果。

需要说明的是，在本实施方式中，第二基板1、探针头2、第一基板3和高速射频连接器4从下至上依次排布，通过探针头2上的探针8安装位对探针8进行定位，探针8穿过探针头2，探针8的针尾与设置于第二基板1上的第二焊盘7相连接，探针8的针头与设置于第一基板3上的第一焊盘5相连接。

如图2所示，在一些实施方式中，所述探针头2包括支撑板，所述支撑板上开设有若干通孔，通过若干通孔在支撑板上形成若干探针安装位，所述通孔根据所述探针8的尺寸和式样进行设置，以使得所述通孔与所述探针8相对应，确保探针8测试时能够穿过通孔，同时通孔能够对探针8起到定位的效果。

如图2-图5所示，在一些实施方式中，所述装置还包括：设置于所述探针头2和所述第二基板1之间的定位板9，所述定位板9上设有对所述探针头2定位的第一定位孔13，所述定位板9上开设有用于所述探针8穿过的第一通槽12，通过定位板9用于承载固定探针头2的位置，并且将定位板9作为整个装置的结构基准，通过在定位板9上开设第一定位孔13，同时在探针头2的支撑板上开设有与第一定位孔13相对应的第一连接孔，通过定位销穿过第一连接孔插入第一定位孔13内，完成探针头2与定位板9之间的定位连接，探针头2与定位板9之间定位连接操作较为方便。

需要说明的是，定位板9上还开设有第一凹槽，第一通槽12设置于第一凹槽中部，当探针头2安装于定位板9上时，探针头2完全容置于第一凹槽内，探针8从第一通槽12内穿过与第二基板1相接触。

进一步的，所述第一定位孔13相对于所述探针头2定位精度为正负2um，通过对第一定位孔13的尺寸和位置进行限定，使得探针头2相对于第一定位孔13的定位精度为正负2um，保证探针头2与定位板9之间的定位精度，从而保证探针头2相对于定位板9的位置度。

如图2和图6-图7所示，在一些实施方式中，所述装置还包括：设置于所述第一基板3和所述探针头2之间的顶板10，所述顶板10上开设有对所述第一基板3定位的第一定位槽15，第一基板3容置于第一定位槽15内，通过第一定位槽15对第一基板3进行定位，保证第一基板3的定位精度，所述第一定位槽15内开设有用于所述探针8穿过的第二通槽16，通过在第一定位槽15内开设第二通槽16，以便于探针8穿过第二通槽16与第一基板3底部的第一焊盘5相连接。

在本实施例中，第一定位槽15的深度不小于第一基板3的厚度，以便于第一基板3能够完全容置于第一定位槽15内。在其他实施例中，第一定位槽15的深度也可以根据实际情况进行设计。

需要说明的是，第一定位槽15的尺寸略大于第一基板3的尺寸，以便于对第一基板3进行微调。

如图2所示，进一步的，所述定位板9上设有对所述顶板10定位的第二定位孔14，顶板10上开设有与第二定位孔14相对应的第二连接孔，通过定位销穿过第二连接孔插入第二定位孔14内，完成顶板10与定位板9之间的定位连接，保证顶板10与定位板9之间的相对位置度，从而确保第一基板3与探针头2的相对位置度，以保证所述第一基板3上的第一焊盘5与所述探针8针尖相对应。

在一些实施方式中，所述顶板10和所述定位板9之间设有第一厚度的第一垫片，通过对所述第一垫片厚度的调整，以对所述第一基板3上的第一焊盘5与所述探针8针尖之间的距离进行调整，通过在顶板10和定位板9之间预留第一垫片的位置，可以通过定制特定厚度的第一垫片对顶板10和定位板9之间的距离进行调节，从而对第一基板3上的第一焊盘5和探针8针尖之间的距离进行调节，使得能够精确控制探针8下压时的针测压力，在保证测试不受影响的情况下避免对探针8造成损伤。

需要说明的是，第一垫片的厚度可以根据实际情况进行设计，确保第一焊盘5与探针8针尖在接触良好的情况下不会产生过大下压力损伤探针8。

还需要说明的是，第一垫片的数量可为四个，四个第一垫片分别设置在顶板10底部四角处，以保证调节效果。

如图2所示，进一步的，所述顶板10上设有第一微调机构17，所述第一微调机构17对所述第一基板3在所述第一定位槽15内的位置精度进行调整，通过设置第一微调机构17可对第一基板3的位置精度进行调节，在测试过程中，若发现第一基板3上的第一焊盘5与探针8针尖之间出现对位偏差，可通过第一微调机构17对第一基板3的位置进行调节，从而对第一焊盘5的位置进行调节，使得第一焊盘5与探针8针尖相对应，保证接触良好。

需要说明的是，在本实施例中，第一微调机构17包括第一微调螺栓，通过第一微调螺栓对第一基板3在第一定位槽15内的位置进行微调。

如图2所示，在一些实施方式中，所述装置还包括：底板11，所述底板11上开设有对所述第二基板1定位的第二定位槽18，第二定位槽18的深度大于第二基板1的厚度，第二基板1完全容置于第二定位槽18内，通过第二定位槽18对第二基板1进行定位，保证第二基板1的定位精度。

需要说明的是，第二定位槽18的尺寸略大于第二基板1的尺寸，以便于对第二基板1在第二定位槽18内进行微调。

进一步的，所述定位板9上设有对所述底板11定位的第三定位孔，底板11上开设有与第三定位孔相对应的第三连接孔，通过定位销穿过第三连接孔插入第三定位孔内，完成顶板10与定位板9之间的定位连接，保证底板11与定位板9之间的相对位置度，从而确保第二基板1与探针头2的相对位置度，以保证所述第二基板1上的第二焊盘7与所述探针8针尾相对应。

在一些实施方式中，所述底板11和所述定位板9之间设有第二厚度的第二垫片，通过对所述第二垫片厚度的调整，以对所述第二基板1上的第二焊盘7与所述探针8针尾之间的距离进行调整，通过在底板11和定位板9之间预留第二垫片的位置，可以通过定制特定厚度的第二垫片对底板11和定位板9之间的距离进行调节，从而对第二基板1上的第二焊盘7和探针8针尾之间的距离进行调节，保证探针8针尾与第二焊盘7之间接触良好，使第二焊盘7与探针头2之间有足够的安全距离，避免对探针8造成损伤。

需要说明的是，第二垫片的厚度可以根据实际情况进行设计，确保第二焊盘7与探针8针尖在接触良好的情况下不会损伤探针8。

还需要说明的是，第二垫片的数量可为四个，四个第二垫片分别设置在底板11顶部四角处，以保证调节效果。

进一步的，所述底板11上设有第二微调机构19，所述第二微调机构19对所述第二基板1在所述第二定位槽18内的位置精度进行调整，通过设置第二微调机构19可对第二基板1的位置精度进行调节，在测试过程中，若发现第二基板1上的第二焊盘7与探针8针尾之间出现对位偏差，可通过第二微调机构19对第二基板1的位置进行调节，从而对第二焊盘7的位置进行调节，使得第二焊盘7与探针8针尾相对应，保证接触良好。

需要说明的是，在本实施例中，第二微调机构19包括第二微调螺栓，通过第二微调螺栓对第二基板1在第二定位槽18内的位置进行微调。

请参阅图1-图7，本发明中，根据待测试探针8的尺寸和式样在探针头2上开孔，将探针8安装在探针头2上，将探针头2安装于定位板9上的第一凹槽内，通过定位板9上的第一定位孔13对探针头2进行定位安装，完成探针头2与定位板9之间的定位连接，将第一基板3安装在顶板10上的第一定位槽15内，第一基板3容置于第一定位槽15内，通过第一定位槽15对第一基板3进行定位，保证第一基板3的定位精度，将第二基板1安装在底板11上的第二定位槽18内，第二基板1完全容置于第二定位槽18内，通过第二定位槽18对第二基板1进行定位，保证第二基板1的定位精度，通过第二定位孔14将顶板10与定位板9之间进行定位安装，保证顶板10与定位板9之间的相对位置度，从而确保第一基板3与探针头2的相对位置度，以保证第一基板3上的第一焊盘5与探针8针尖相对应，通过在顶板10和定位板9之间预留第一垫片的位置，可以通过定制特定厚度的第一垫片对顶板10和定位板9之间的距离进行调节，从而对第一基板3上的第一焊盘5和探针8针尖之间的距离进行调节，使得能够精确控制探针8下压时的针测压力，在保证测试不受影响的情况下避免对探针8造成损伤，通过第三定位孔将底板11和定位板9之间进行定位安装，保证底板11与定位板9之间的相对位置度，从而确保第二基板1与探针头2的相对位置度，以保证第二基板1上的第二焊盘7与探针8针尾相对应，通过在底板11和定位板9之间预留第二垫片的位置，可以通过定制特定厚度的第二垫片对底板11和定位板9之间的距离进行调节，从而对第二基板1上的第二焊盘7和探针8针尾之间的距离进行调节，保证探针8针尾与第二焊盘7之间接触良好，使第二焊盘7与探针头2之间有足够的安全距离，避免对探针8造成损伤。

综上所述，本发明在测试时能够实现良好的阻抗和损耗控制，并且能够设计高精度的去嵌结构，保证去嵌精度，从而能够达到较好的还原探针8性能的测试效果，可以支持到40GHz以上带宽测试，同时结构设计对位精度高，且可根据实际情况做调整，能够满足最小尺寸、小Pitch的探针8及探针8卡高速测试，在测试过程中下压的针测压力可控，可以有效避免测试过程中对探针8的损伤。

基于相同发明构思，本说明书实施例提供一种测试系统，所述系统包括网络分析仪和如上述任一项所述的装置，所述网络分析仪与所述高速射频连接器4之间电性连接。

需要说明的是，通过采用上述装置和网络分析仪对探针8高速性能进行测试，测试时通过高速射频电缆将高速射频连接器4与网络分析仪相连接，可进行探针8环路S参数、第一基板3、第二基板1、高速射频连接器4和高速射频电缆部分去嵌入链路S参数的测试，第一基板3、第二基板1、高速射频连接器4和高速射频电缆能够实现良好的阻抗和损耗控制，S参数收集完毕后将全链路S参数进行解嵌操作，即得到2个探针8的S参数数据，第一基板3、第二基板1、高速射频连接器4和高速射频电缆能够设计高精度的去嵌结构，保证去嵌精度，从而能够达到较好的还原探针8性能的测试效果。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例侧重说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于后面说明的方法实施例而言，由于其与系统是对应的，描述比较简单，相关之处参见系统实施例的部分说明即可。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (12)

1.一种探针高速测试装置，其特征在于，包括：沿着第一方向依次设置的第二基板、探针头、第一基板和至少两个高速射频连接器，所述第一基板上设置有至少两个第一焊盘，所述第一焊盘通过连接线与所述高速射频连接器一一对应连接，所述第二基板上设置有若干第二焊盘；

其中，所述探针头上设有至少两个探针安装位，所述探针安装位用于安装所述探针，所述第二焊盘用于将两根所述探针针尾之间进行连接，所述探针针尖通过所述第一焊盘与所述高速射频连接器之间电性连接。

2.根据权利要求1所述的探针高速测试装置，其特征在于，所述装置还包括：设置于所述探针头和所述第二基板之间的定位板，所述定位板上设有对所述探针头定位的第一定位孔，所述定位板上开设有用于所述探针穿过的第一通槽。

3.根据权利要求2所述的探针高速测试装置，其特征在于，所述第一定位孔相对于所述探针头定位精度为正负2um。

4.根据权利要求2所述的探针高速测试装置，其特征在于，所述装置还包括：设置于所述第一基板和所述探针头之间的顶板，所述顶板上开设有对所述第一基板定位的第一定位槽，所述第一定位槽内开设有用于所述探针穿过的第二通槽。

5.根据权利要求4所述的探针高速测试装置，其特征在于，所述定位板上设有对所述顶板定位的第二定位孔，以保证所述第一基板上的第一焊盘与所述探针针尖相对应。

6.根据权利要求5所述的探针高速测试装置，其特征在于，所述顶板和所述定位板之间设有第一厚度的第一垫片，通过对所述第一垫片厚度的调整，以对所述第一基板上的第一焊盘与所述探针针尖之间的距离进行调整。

7.根据权利要求4所述的探针高速测试装置，其特征在于，所述顶板上设有第一微调机构，所述第一微调机构对所述第一基板在所述第一定位槽内的位置精度进行调整。

8.根据权利要求2所述的探针高速测试装置，其特征在于，所述装置还包括：底板，所述底板上开设有对所述第二基板定位的第二定位槽。

9.根据权利要求8所述的探针高速测试装置，其特征在于，所述定位板上设有对所述底板定位的第三定位孔，以保证所述第二基板上的第二焊盘与所述探针针尾相对应。

10.根据权利要求9所述的探针高速测试装置，其特征在于，所述底板和所述定位板之间设有第二厚度的第二垫片，通过对所述第二垫片厚度的调整，以对所述第二基板上的第二焊盘与所述探针针尾之间的距离进行调整。

11.根据权利要求8所述的探针高速测试装置，其特征在于，所述底板上设有第二微调机构，所述第二微调机构对所述第二基板在所述第二定位槽内的位置精度进行调整。

12.一种测试系统，其特征在于，所述系统包括网络分析仪和如权利要求1-11中任一项所述的装置，所述网络分析仪与所述高速射频连接器之间电性连接。

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