CN1779468A - 导线连线式圆形探针卡基板 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种导线连线式圆形探针卡基板，由主板和辅板两块多层布线PCB构成，所述主板上依次设有探针环放置区，测试资源跳线焊盘区，固定定位孔区；所述辅板为环状，沿内环向外环方向，依次是测试资源焊盘区，测试资源基盘区，测试通道连接器装配区；主板和辅板通过连接支柱构成一个上下两层结构的基板整体。本发明可以有效解决在非压合方式下自动测试仪与探针卡的连接问题，而且简单、廉价、通用、可靠，同时可兼容使用自动探针台上的压合式圆形探针卡板托盘。适用于中低端测试仪在晶圆测试领域的应用。

Description

导线连线式圆形探针卡基板

技术领域

本发明涉及一种在晶圆测试硬件系统中与自动测试仪实现连接的探针卡基板，特别是涉及一种导线连线式圆形探针卡基板。

背景技术

基于压合式连接方式与自动测试仪实现连接的探针卡基板，在晶圆测试硬件系统被广泛使用。压合式连接方式是当前最为常见的一种测试仪一探针卡连接方式，它是通过测试机台引出的可伸缩弹性探针和探针卡上的金属基盘相接触来实现测试仪和探针卡间的信号传输。探针卡是被安装在自动晶圆探针台的探针卡托盘上。这种连接方式在技术上较为成熟，大多探针卡制造商都能提供基于压合式方式的探针卡基板，以对应各种类型的自动测试仪。采用该种方式的探针卡基板的结构较为简单，通常由单一的多层PCB(印刷电路板)构成，基板上划分为以下几个区域：

1)探针配针区，

2)跳线焊盘区，

3)测试资源压合式金属基盘。

但是，这种基于压合式方式的连接解决方案，需要对测试仪的测试头部分做一次性较大的资金投入，以便使设备达到压合式的技术要求。对于高端的自动测试仪而言，压合式测试头已成为标准的配备，但是对于较低端的测试仪而言，昂贵的压合式改造费有时会接近测试仪自身的价值，阻碍了中低端测试仪在晶圆测试领域的应用。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种导线连线式圆形探针卡基板，它可以有效解决在非压合方式下自动测试仪与探针卡的连接问题，并且简单、廉价、通用、可靠，同时可兼容使用自动探针台上的压合式圆形探针卡板托盘。

为解决上述技术问题，本发明的导线连线式圆形探针卡基板，由主板和辅板两块多层布线PCB构成，所述主板上沿着圆心向圆周的方向上，依次是探针环放置区，测试资源跳线焊盘区，固定定位孔区；所述辅板是一块环状多层PCB，在外环边缘与主板定位孔相应位置上设有凹部，沿内环向外环方向，依次是测试资源焊盘区，测试资源基盘区，测试通道连接器装配区；主板和辅板通过多根连接支柱构成一个上下两层结构的基板整体。

由于本发明采用标准规格测试通道连接器，因此具有以下优点：1、通用性强，只要测试仪侧提供相应的标准导线连接头，就可以方便地实现连接；2、安装使用方便，导线在测试通道连接器上的插拔安装方便；3、非常易于扩展和升级。

本发明主板和辅板的分离设计，将测试通道连接器及相关组件的安装和承载在辅板上实现，避免了单板设计中组件安装时造成背面焊点凸出等平坦度问题，同时避免了各种应力对探针部分的影响。

本发明为低端同类测试仪的探针卡连接提供了一种低价解决方案。通常压合式的设备改造需要巨额改造费用(10万美元以上)，而本发明完全省去了这部分费用，投入的基板的设计费用也不过几千美元。基板的制造费用为几百美元/块，远远低于压合方式基板1000美元/块的价格，非常适合于中低端测试场合。

本发明为中低端同类测试仪的探针卡连接提供了一种通用的技术解决方案，适合于大部分提供线连接的中低端测试仪。对于一种特定型号的测试仪而言，只需要进行一次性的基板设计，基板上的测试通道连接器充分包含了该型号测试仪的所有测试资源，能非常方便地实现基板在不同类型产品探针卡间的复用。

附图说明

下面结合附图及具体实施方式对本发明作进一步详细地说明：

附图是本发明导线连线式圆形探针卡基板的结构示意图。

具体实施方式

通常的圆形探针卡都采用压合式的方式与测试仪进行连接，这种方式成本较高，设备改造复杂。为此，本发明提供了一种基于测试通道连接器进行导线连接的通用探针卡基板设计解决方案。

如图所示，本发明的导线连线式圆形探针卡基板，由两块多层布线PCB构成，这两块PCB分别称为主板1和辅板2。

主板1主要作为探针卡的承载体，用于探针的装配和实现整个探针卡在探针台上的安装固定。按功能区域划分，沿着圆心向圆周的方向上，依次是探针环放置区3，测试资源跳线焊盘区4，固定定位孔区5。

辅板2是一块环状多层PCB，考虑到主板1的安装方便，在外环边缘与主板1定位孔5相应位置上作了凹入形状切割，形成凹部6。按功能区域划分，沿内环向外环方向，依次是测试资源焊盘区7，测试资源基盘区8，测试通道连接器装配区9。

主板1和辅板2通过多根连接支柱10构成一个上下两层结构的基板整体。测试仪和探针之间的信号传输通过以下过程实现：

测试仪测试通道连接器-＞同轴屏蔽线-＞探针卡辅板测试通道连接器-＞辅板PCB内层布线-＞辅板测试资源焊盘区7-＞主板与辅板间的同轴屏蔽线-＞主板测试资源跳线焊盘区4-＞主板探针。

本发明主板1和辅板2独立的结构，保证了探针卡背面的平坦度的精度要求。

本发明通过基板上的测试通道连接器来实现与测试仪的可靠的信号传输连接。对于信号通道，采用了屏蔽接法，即利用测试通道连接器的奇数管脚作为信号通道，偶数管脚作为屏蔽接地。测试仪和基板直接使用屏蔽信号线进行连接，避免了外部环境的噪声影响及信号串扰。

本发明测试资源基盘区8的设置，有利于测试开发过程中的调试，测试工程师可以很方便地对任何一个测试通道进行测量监控，提高测试开发效率。

本发明测试资源跳线焊盘区7的设置使得测试通道的更改方便，通常探针卡基板使用固定的PCB布线实现通道分配。

Claims (2)

1、一种导线连线式圆形探针卡基板，其特征在于：由主板和辅板两块多层布线PCB构成，所述主板上沿着圆心向圆周的方向，依次是探针环放置区，测试资源跳线焊盘区，固定定位孔区；所述辅板为环状，在外环边缘与主板定位孔相应位置上设有凹部，沿内环向外环方向，依次是测试资源焊盘区，测试资源基盘区，测试通道连接器装配区；主板和辅板通过多根连接支柱构成一个上下两层结构的基板整体。

2、如权利要求1所述的一种导线连线式圆形探针卡基板，其特征在于：通过基板上的测试通道连接器实现与测试仪的信号传输连接，对于信号通道，采用屏蔽接法，利用测试通道连接器的奇数管脚作为信号通道，偶数管脚作为屏蔽接地，测试仪和基板直接使用屏蔽信号线进行连接。