CN217360012U - 一种高密度晶圆测试的探针卡 - Google Patents

Abstract

本实用新型一技术方案提供的一种高密度晶圆测试的探针卡，包括基板以及位于基板中心的若干探针，基板上设置有若干第一金手指、若干第二金手指以及若干第一探针连接点，若干第一金手指设置在若干第二金手指的外围区域，若干第一探针连接点围绕在若干探针的外围区域进行排布；第一金手指和第二金手指上均设置有测试连接点，第二金手指上还设置有第二探针连接点；其中，基板上的若干第一探针连接点分别与若干第一金手指上的测试连接点连接形成第一测试通道，第二金手指上的测试连接点与第二探针连接点之间形成第二测试通道。本方案的探针卡，探针可以直接与第一探针连接点相连，无需飞线就能连通，大大降低了探针卡的漏电影响。

Description

一种高密度晶圆测试的探针卡

技术领域

本实用新型属于半导体设计与制造的技术领域，特别是涉及一种高密度晶圆测试的探针卡。

背景技术

在半导体集成电路行业中，在测试机上进行晶圆级的可靠性测试时通常会使用到探针卡（probe card）来进行辅助测试。探针卡是晶圆测试（wafer test）中被测晶圆和测试机之间的接口，是在工艺流程结束后对芯片做的电性测量，用来检验各段工艺流程是否符合标准。

现有的探针卡是将探针（probe）的一端固定在电路板（PCB）上，然后再通过电路板与测试机台连接，探针（probe）的另一端则与晶圆上的每一块测试单元（DUT：device undertest）上的探点接触，从而形成一个完整的测试系统。探针卡的工作原理是通过探针卡上的探针与晶圆上的焊垫接触，从而使测试机台和被测试结构实现连通，导出晶圆讯号，然后配合测试仪器与软件控制达到自动化量测晶圆的目的，对前期测试开发以及后期量产测试的良率保证都非常重要，是晶圆制造过程中对制造成本影响相当大的重要制程。

目前，受到探针卡的尺寸限制，使探针卡的测试通道受到局限，在晶圆测试项较多的情况下，由于测量通道的数量限制，大大降低了测试设备的测试效率。为了增加同测数，现有的探针卡采用的是在同一个金手指上设置测试连接点和探针连接点，在金手指排布受限时，探针卡上的金手指需要往外围扩散排布，导致金手指距离探针卡中心的探针距离太远，此时需要实现金手指上的探针连接点与探针的相连，这就需要探针的探针臂足够长，测试时会碰到或钩到或者压断的可能，测试时的电阻也会增加；为了解决此问题，现阶段测试设备中使用的探针卡大部分通过飞线使探针与探针连接点相连。但在针对低漏电产品的测试，由于低漏电产品本身的漏电流就比较小，飞线等外在因素容易影响到对产品的漏电检测。因此，需要寻求一种多同测数、低漏电风险的探针卡，以提高晶圆的测试效率和测试精度。

实用新型内容

本实用新型提供一种高密度晶圆测试的探针卡，可大大增加同测数、降低漏电风险且生产成本低。

本实用新型的其他目的和优点可以从本实用新型所揭露的技术特征中得到进一步的了解。

为达上述之一或部分或全部目的或是其他目的，本实用新型一技术方案提供的一种高密度晶圆测试的探针卡，包括基板以及位于所述基板中心的若干探针，所述基板上设置有若干第一金手指、若干第二金手指以及若干第一探针连接点，所述若干第一金手指设置在所述若干第二金手指的外围区域；所述第一金手指和所述第二金手指上均设置有测试连接点，所述第二金手指上还设置有第二探针连接点，所述若干第一探针连接点围绕在所述若干探针的外围区域进行排布；其中，基板上的所述若干第一探针连接点分别与所述若干第一金手指上的测试连接点连接形成第一测试通道，所述第二金手指上的测试连接点与所述第二探针连接点之间形成有第二测试通道。该技术方案的有益效果在于，本方案提供的探针卡，由于第一探针连接点位于基板上，其能够围绕基板中心的若干探针的外围区域排布，可以使第一探针连接点直接与基板中心的探针相连，无需飞线就能连通，避免了中间介入因素的影响，大大降低了对低漏电产品的漏电检测的影响。

优选的，在所述第二金手指设置有多个时，所述若干第一探针连接点可以位于相邻两个所述第二金手指之间的区域内。

所述若干第一探针连接点还可以设置在所述若干第二金手指远离所述第一金手指的一侧。通过将若干第一探针连接点设置在第二金手指之间的通道内或远离第一金手指的一侧，可以拉进第一探针连接点到位于基板中间的探针之间的距离；且，设置在相邻两个第二金手指之间的通道内，其放置位置的半径更大，能够放置更多的第一探针连接点，以形成更多的同测数，从而极大地提高了测试效率，节约了时间成本。

优选的，所述第二探针连接点位于所述第二金手指上靠近所述基板中心的端部。这样设置，可以使第二探针连接点到探针的距离更近，探针也可以直接与第二探针连接点相连，缩短探针长度，避免探针过长对测试产生影响。

所述第一金手指上的测试连接点的周围可以设置有隔离槽。

所述第二金手指上的第二测试通道的周围也可以设置有隔离槽。该技术方案的有益效果在于，通过隔离槽的设置，将第一或/和第二金手指上位于隔离槽内部和外部的结构阻隔开来，使得在隔离槽内部的部分跟外界实现通讯连接时，隔离槽外部的部分对测试信号不产生干扰，使测试更加精确。

所述第一金手指或/和所述第二金手指均采用镀金材料，可实现更小漏电，使测试更加精确。

所述基板上还可以设置有用于将探针卡安装在探针台上的定位孔。通过设置定位孔，能够定位探针卡位置，从而将探针卡安装在探针台上；同时，定位孔还可以作为固定结构的安装孔，将固定结构如螺栓等固定在探针台上，使其安装更牢固，测试头压点更精确。

所述基板上还可以设置有用于安装取放装置的安装孔，探针卡包括取放装置，取放装置通过安装孔固定安装在所述基板上。通过取放装置的设置，可以方便用户取放，避免手部直接污染、损伤探针卡板面，造成探针卡漏电过高的问题，同时也可以对探针卡上面的零部件起到一定的保护作用。

所述探针卡上还包括方向指示标识，可以使用户更方便确定探针的方向，更快速的定位安装。

优选的，所述基板的中间层采用FR4材料，位于中间层两侧的基板表面采用陶瓷铺成。由于陶瓷材料较贵，但对探针卡的漏电影响较小，而FR4材料便宜，但会产生较大的漏电，因此，在需要进行测试的外表面采用陶瓷，内部采用价格低廉的FR4材料，这种设计既能够尽可能的降低探针卡的漏电影响，又能大大节约生产成本。

所述第一金手指或/和所述第二金手指上的测试连接点有多个，可以同时测量不同的电学参数。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果主要包括：本实用新型提供的探针卡，探针可以与探针卡上的探针连接点直接相连，大大降低了探针卡的漏电影响；探针卡上的金手指的摆放方式大大增加了探针卡的同测数据，极大地提高了测试效率，节约了时间成本；探针卡采用了混合的材料制成，不仅保证了产品的漏电不受影响，也大大节约了制作成本。

为让本实用新型的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举优选实施例，并配合附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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。

图1为本实用新型一较佳实施例的探针卡的结构示意图。

图2为本实用新型另一实施例的探针卡的结构示意图。

附图标记：1-基板，2-第一金手指，3-第二金手指，4-第一探针连接点，51-第一测试连接点，52-第二测试连接点，6-第二探针连接点，7-隔离槽。

具体实施方式

有关本实用新型的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考图式的一优选实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的方向用语，例如：上、下、左、右、前或后等，仅是参考附加图式的方向。因此，使用的方向用语是用来说明并非用来限制本实用新型。

本实用新型一优选实施例提供一种高密度晶圆测试的探针卡，如图1中所示。该探针卡包括基板1以及位于基板1中心的若干探针、在基板1上设置有若干第一金手指2、若干第二金手指3和若干第一探针连接点4。具体地，本实施例中的基板1例如为圆形，基板1上设置有多个第一金手指2、多个第二金手指3以及多个第一探针连接点4；多个第一金手指2呈环形排布在多个第二金手指3的外围区域，多个第一探针连接点4围绕在基板中心的探针的外围区域排布。

第一金手指2和第二金手指3上设置有测试连接点，记为第一测试连接点51和第二测试连接点52，第二金手指上还设置有第二探针连接点6，基板1上的第一探针连接点4与其相对应的第一金手指2上的第一测试连接点51连接形成第一测试通道，第二金手指3上的第二测试连接点52与第二探针连接点6之间形成第二测试测试通道。需要说明的是，每个第一金手指2的第一测试连接点51、每个第二金手指3上的第二测试连接点52可以设置有多个，可以同时测量不同的电学参数，用户可以根据实际需求设置；且，上述的第一测试连接点51和第二测试连接点52也可以作为连接器的插座连接点，可以连接连接器进行信号通讯，使探针卡与测试设备直接连接进行测试。

为优化探针卡的排布布局以获得更多的同测数，本实施例中的多个第一金手指2围绕在多个第二金手指3的外围，多个第一金手指2和多个第二金手指3分别呈环形辐射式排布在基板1上；第一探针连接点4设置在第二金手指3远离第一金手指2的一侧，即第一探针连接点4到基板1中心的距离小于第二金手指3靠近基板1中心的端部到基板1中心的距离，这样设置可以使第一探针连接点4尽可能的靠近基板中心的探针，缩短探针的长度，降低因探针长度对测试的影响。在其他实施例中，第一探针连接点4还可以设置在每相邻两个第二金手指3之间的区域内，且越往外围扩散，第一探针连接点4放置位置的半径更大，可以放置更多的第一探针连接点4，从而形成更多的同测数，用户可以根据实际情况评估探针长度和同测数的需求，来决定第一探针连接点4位于通道的何处。此外，第二金手指3上的第二探针连接点6位于第二金手指3靠近基板中心的端部，这样可以有效减小第二探针连接点6到基板中心探针的距离。

为减小金手指上其他部分对第一和第二测试通道的干扰，优选的，本实施例中在第一金手指2上的第一测试连接点51的周围设置有隔离槽7，在第二金手指3上的第二测试连接点52以及第二探针连接点6形成的第二测试通道的周围也设置隔离槽7，使得测试更加精确。需要说明的是，用户也可以根据实际测试精度的要求，选择仅在第一金手指2上设置隔离槽7，也可以仅在第二金手指3上设置隔离槽7，也可以都不设置。

本实施例中的第一金手指2和第二金手指3均采用镀金材料，可以实现更小漏电，进一步提高测试精确度。为降低探针卡的生产成本，本实施例中将基板1的中间层选用FR4材料，位于中间层两侧的基板表面采用陶瓷铺成，陶瓷漏电影响小但价格贵，因此只在基板表面采用陶瓷材料，中间层选用价格较为便宜的FR4材料，大大节约制作成本。在其他实施例中，用户也可以根据成本需求和精度要求，第一金手指2和第二金手指3也可以选用镀铜材料或镀锡材料等。

此外，本实施例的基板1、第一金手指2和第二金手指3上均接地连接，在使用探针卡时，将位于阻隔槽7外部的金手指部分与测试头的接地压点连接，可以实现对探针卡的接地保护。

需要说明的是，在其他一些实施例中，还可以在基板1上增加一些方便定位安装、取放或标定方向的结构。例如，在一些实施例中，可以在基板1上设置定位孔，用于定位探针卡位置，以将探针卡固定安装在探针台上；同时，定位孔还可以作为固定结构的安装孔，将固定结构如螺栓等固定在探针台上，使其探针卡的安装更牢固，测试头压点更精确。

在另一些实施例中，还可以在基板1上设置用于安装取放装置的安装孔，安装孔可以在基板上对称设置也可以不对称设置，探针卡还包括安装于安装孔内的取放装置，取放装置可以为单个装置通过单个安装孔实现安装固定，也可以当单个装置较大时通过多个安装孔实现安装固定，又或者取放装置还可以为多个装置的组合，当由多个装置组合时，多个装置分别安装在其对应的不同的安装孔内。此外，为适应用户的操作习惯或配合探针卡的使用环境等因素的考虑，取放装置可以呈环形、仿形、圆形、弓形或其他不规则形状，以适应和配合测试环境。取放装置的设置，可以方便使用者拿放，避免污染、损伤探针卡板面，造成探针卡漏电过高的问题，同时可以对探针卡上面的零部件起到了一定的保护作用。

在另一些实施例中，探针卡的基板上还可以设置有方向指示标识，例如印刻在基板上的箭头等，可以使用户更方便确定探针的方向，能够更快速的定位安装。

本实用新型另一优选实施例提供一种高密度晶圆测试的探针卡，如图2中所示。本实施例中的探针卡与具体实施例一的区别仅在于，本实施例中的基板1a为方形，基板1a上的多个第一金手指2和多个第二金手指3的排布方式与实施例一不同，本实施例中的多个第一金手指2呈方形排成两行两列，第二金手指3在第一金手指2内侧相应排成方形。需要说明的是，在其他实施例中，基板也可以为其他形状，例如矩形等；此外，基板形状与金手指的排布也可以任意组合，即例如可以将本实施例中的方形基板与具体实施例一种的圆形基板互换，使用者可以根据测试头的排布适应性地自由组合。

以上所述，仅为本说明的优选实施例而已，当不能以此限定本实用新型实施的范围，即所有依本实用新型权利要求书及说明书所作的简单的等效变化与修改，皆仍属本实用新型专利涵盖的范围内。另外，本实用新型的任一实施例或权利要求不须达成本实用新型所揭露的全部目的或优点或特点。此外，摘要部分和实用新型名称仅是用来辅助专利文件检索之用，并非用来限制本实用新型的权利范围。此外，本说明书或权利要求书中提及的“第一”、“第二”等用语仅用以命名元件（element）的名称或区别不同实施例或范围，而并非用来限制元件数量上的上限或下限。

Claims (13)

1.一种高密度晶圆测试的探针卡，包括基板以及位于所述基板中心的若干探针，其特征在于，所述基板上设置有若干第一金手指、若干第二金手指以及若干第一探针连接点，所述若干第一金手指设置在所述若干第二金手指的外围区域，所述若干第一探针连接点围绕在所述若干探针的外围区域进行排布；所述第一金手指和所述第二金手指上均设置有测试连接点，所述第二金手指上还设置有第二探针连接点；其中，基板上的所述若干第一探针连接点分别与所述若干第一金手指上的测试连接点连接形成第一测试通道，所述第二金手指上的测试连接点与所述第二探针连接点之间形成有第二测试通道。

2.根据权利要求1所述的高密度晶圆测试的探针卡，其特征在于，在所述第二金手指设置有多个时，所述若干第一探针连接点位于相邻两个所述第二金手指之间的区域内。

3.根据权利要求1所述的高密度晶圆测试的探针卡，其特征在于，所述若干第一探针连接点设置在所述若干第二金手指远离所述第一金手指的一侧。

4.根据权利要求1至3任一项所述的高密度晶圆测试的探针卡，其特征在于，所述第二探针连接点位于所述第二金手指上靠近所述基板中心的端部。

5.根据权利要求1所述的高密度晶圆测试的探针卡，其特征在于，所述第一金手指上的测试连接点的周围设置有隔离槽。

6.根据权利要求1或5所述的高密度晶圆测试的探针卡，其特征在于，所述第二金手指上的第二测试通道的周围设置有隔离槽。

7.根据权利要求1所述的高密度晶圆测试的探针卡，其特征在于，所述第一金手指或/和所述第二金手指采用镀金材料。

8.根据权利要求1所述的高密度晶圆测试的探针卡，其特征在于，所述基板上还设置有用于将探针卡安装在探针台上的定位孔。

9.根据权利要求1所述的高密度晶圆测试的探针卡，其特征在于，所述基板上还设置有用于安装取放装置的安装孔。

10.根据权利要求9所述的高密度晶圆测试的探针卡，其特征在于，还包括取放装置，所述取放装置通过所述安装孔固定安装在所述基板上。

11.根据权利要求1所述的高密度晶圆测试的探针卡，其特征在于，所述探针卡还包括用于设置在所述基板上的、用于确定探针定位安装方向的方向指示标识。

12.根据权利要求1所述的高密度晶圆测试的探针卡，其特征在于，所述基板的中间层采用FR4材料，位于中间层两侧的基板表面采用陶瓷铺成。

13.根据权利要求1所述的高密度晶圆测试的探针卡，其特征在于，所述第一金手指或/和所述第二金手指上的测试连接点有多个。

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