CN217360018U - 一种高密度晶圆测试的探针卡 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供的高密度晶圆测试的探针卡，包括基板，基板包括上表面和下表面，上表面上设置有若干第一金手指、若干第二金手指和若干第一探针连接点，第一金手指上设置有第一测试连接点，第二金手指上设置有第二测试连接点和第二探针连接点；下表面上设置有若干第三金手指，第三金手指上设置有信号通道；第一探针连接点通过信号通道与第一测试连接点连接形成测试通道，第二金手指上的第二测试连接点与第二探针连接点连接形成测试通道；所述若干第一探针连接点围绕位于所述探针卡中心的探针设置。本方案中的探针卡可以通过第一探针连接点和第二探针连接点与探针直接相连，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电性测试时通常会使用到探针卡（probe card）来进行辅助测试。

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。探针卡的作用是通过扎针焊垫，从而使测试机台和被测试结构实现连通。

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，由于测试通道的数量限制，大大降低了测试设备的测试效率。同时，现阶段测试设备中使用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，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，目前大部分通过飞线使探针与探针连接点相连以解决上述探针臂过长的问题。但在针对低漏电产品的测试，存在因飞线等外在因素影响产品的漏电性能测试。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，可大大降低探针卡的漏电影响。

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，所述基板包括上表面和下表面，所述上表面上设置有若干第一金手指、若干第二金手指和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位于所述探针卡中心的探针进行排布；所述第一金手指上设置有第一测试连接点，所述第二金手指上设置有第二测试连接点和第二探针连接点；所述下表面上设置有若干第三金手指，所述第三金手指上设置有信号通道；所述若干第一探针连接点分别通过所述若干第三金手指上的信号通道与所述第一测试连接点连接形成第一测试通道，所述第二金手指上的第二测试连接点与所述第二探针连接点之间形成第二测试通道。使用时，所述第一测试连接点和所述第二测试连接点分别与测试头的测试压点相连，所述第一探针连接点和所述第二探针连接点分别与探针相连，本方案中的探针卡由于将第一探针连接点围绕探针卡中心的探针设置，然后通过下表面的信号通道实现第一探针连接点和第一测试连接点的连通，在不影响信号通讯的前提下，第一探针连接点可以与探针直接相连，大大降低了探针卡的漏电影响。

当所述第二金手指有多个时，所述若干第一探针连接点设置在相邻两个第二金手指之间的区域内。通过将第一探针连接点设置在第二金手指之间的区域内，能够放置更多的第一探针连接点，以形成更多的测试通道。

所述若干第一探针连接点还可以位于所述第二金手指远离所述第一金手指的一侧。

所述第一金手指上的第一测试连接点的周围设置有阻隔槽，或/和，所述第二金手指上的第二测试连接点和所述第二探针连接点的周围设置有阻隔槽，或/和，所述第三金手指上的信号通道的周围设置有阻隔槽。通过阻隔槽的设置，能够将金手指上位于阻隔槽内外两个部分的结构分隔开，也即阻隔槽起到屏蔽作用，避免在进行测试时，阻隔槽外部的结构对测试信号形成干扰，达到测试信号不受外界因素干扰的目的，以提高测试精度。

所述第一探针连接点、所述第二探针连接点和所述第一测试连接点上均设置有第一通孔；所述第一探针连接点和所述第一测试连接点分别通过其上的第一通孔与所述第三金手指上的信号通道实现连接，探针通过所述第一通孔更好的焊接在所述第一探针连接点与所述第二探针连接点上，实现更好地接触。通过在所述第一探针连接点、所述第一测试连接点上、以及所述第二探针连接点上设置第一通孔，从而更方便地实现了第一测试通道和第二测试通道的连通。

所述基板或/和所述第一金手指或/和所述第二金手指或/和所述第三金手指上设置用于接地连接的第二通孔；当所述第二通孔开设在所述第一金手指或/和所述第二金手指或/和所述第三金手指上时，所述第二通孔位于阻隔槽外部。接地通孔的设置可以实现使用时对探针卡的接地保护，使测试更加精确。

所述第一金手指或/和所述第二金手指或/和所述第三金手指采用镀金材料，可实现更小漏电。

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。所述定位孔可以将探针卡定位安装在探针台上，同时，定位孔还可以作为固定结构的安装孔，可以将固定结构例如螺栓等固定在探针台上，使探针卡的安装更牢固，测试头压点更精确。

所述基板上还设置有用于安装取放装置的安装孔；所述探针卡还包括取放装置，所述取放装置通过所述安装孔固定安装在所述基板上。通过便持装置的设置，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。

所述探针卡还包括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。可以使用户更方便确定探针的方向，实现快速定位安装。

所述基板的中间层采用FR4材料，所述基板的上表面和下表面采用陶瓷铺成。由于陶瓷材料较贵，但对探针卡的漏电影响较小，而FR4材料很便宜，但会产生较大的漏电，因此，采用这样的设计既保证了产品的漏电不受影响，也大大节约了制作成本。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果主要包括：上述技术方案提供的探针卡可以实现探针与若干第一探针连接点的直接相连，大大降低了探针卡的漏电影响；探针卡上金手指的摆放方式大大增加了探针卡的同测数，极大地提高了测试效率，节约了时间成本；探针卡采用混合材料制成，在保证产品的漏电不受影响的情况下，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为本实用新型实施例一的探针卡的上表面的示意图。

图2为图1的局部放大图。

图3为本实用新型实施例一的探针卡的下表面的示意图。

图4为图3的局部放大图。

图5为本实用新型另一实施例的探针卡的上表面的示意图。

图6为本实用新型另一实施例的探针卡的下表面的示意图。

附图标记：1、1a-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-第三金手指，8-信号通道，901、902、903-第一通孔，101、102-第二通孔，11-阻隔槽。

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。

本实用新型具体实施例一提供一种高密度晶圆测试的探针卡，其上表面如图1中所示，下表面如图3中所示，图2示出了图1中上表面的部分结构放大图，图4示出了图3中下表面的部分结构放大图。请结合参考图1至图4，本实施例的探针卡包括基板1以及位于基板中心的若干探针，基板1包括上表面和下表面。

其中，请参考图1和图2，基板1的上表面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；第一金手指2上设置有第一测试连接点51，第二金手指3上设置有第二测试连接点52和第二探针连接点6。多个第一金手指2设置在所述多个第二金手指3的外围区域，多个第一金手指2和多个第二金手指3分别呈环形排布；多个第一探针连接点4围绕位于探针卡中心的多个探针进行排布，具体在本实施例中，多个第一探针连接点4位于多个第二金手指3远离多个第一金手指2的一侧，这样排布可以尽可能的使第一探针连接点4靠近基板中心的探针，使得探针可以直接与第一探针连接点4相连，而不需要飞线连接，避免了飞线等外在因素对测试的影响。需要说明的是，为了增加同测数，多个第一探针连接点4也可以向基板的外延适当延伸，例如设置在每相邻两个第二金手指3之间的区域内，越向外延伸，第一探针连接点4的排布半径就越大，能够排布的第一探针连接点4也就越多，用户可以在综合考虑探针到第一探针连接点4的距离、以及需要的同测数的数目的情况下，自行设置第一探针连接点4的排布位置。

进一步地，为了让第二金手指3上的第二探针连接点6也能够与探针直接相连，可以将第二金手指3上的第二探针连接点6设置在靠近基板中心的一端，以减小第二探针连接点6与探针的距离。

请结合参考图3和图4，基板1的下表面上设置有若干个第三金手指7，本实施例中例如设置多个第三金手指7，第三金手指7上设置有信号通道8。

基板1上表面的第一探针连接点4通过下表面上的信号通道8与第一测试连接点51连接形成测试通道，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连接形成测试通道。考虑实用性，由于第三金手指7以及其上开设的信号通道8是用于供多个第一金手指2上的第一测试连接点51分别和其所对应的第一探针连接点4之间的电连接的，因此，本实施例中在基板下表面设置多个第三金手指7时，多个第三金手指7的数量、排布方式以及排布间隔均与上表面上的多个第一金手指2相同。使用时，第一测试连接点51与第二测试连接点52分别与测试头的测试压点相连，测试头外接测试设备，第一探针连接点4和第二探针连接点6分别与探针相连。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。

请参考图2，为更好地实现多个第一金手指2上的第一测试连接点51分别和其对应的第一探针连接点4的电连接、第一探针连接点4与其对应的探针的电连接、以及多个第二金手指3上的第二探针连接点6与其对应的探针的电连接，本实施例中，在基板上表面的第一探针连接点4、第一测试连接点51、第二探针连接点6上均开设第一通孔，记第一探针连接点4上的第一通孔为901、第一测试连接点51上的第一通孔为902、第二探针连接点6上的第一通孔为903，第一通孔901、902和903均贯穿基板1的上表面和下表面，每一组第一探针连接点4、第一测试连接点51与信号通道8三者之间通过第一通孔901和902实现电连接，位于基板中心的探针分别焊接在其对应的第一探针连接点4的第一通孔901和第二探针连接点6上的第一通孔903内，实现与第一探针连接点4、第二探针连接点6的电接触。

此外，为实现各个金手指以及基板的接地保护，本实施例中通过在第一金手指2和第二金手指3上分别开设用于接地连接的第二通孔101、102，基板1通过第二通孔102连接到第二金手指3的接地连接点实现接地连接，第二通孔101贯穿至第三金手指7上，实现第一金手指2和第三金手指7的同时接地保护。需要说明的是，在其他实施例中，也可以不开设通孔，基板1、第一金手指2、第二金手指3和第三金手指7分别实现接地保护；还可以在任意一个、两个或多个结构上设置第二通孔，实现基板，各金手指之间任意组合同时实现接地保护。

为减小金手指上位于测试连接点或探针连接点外部的结构在测试时对测试信号的干扰，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的周围设置有阻隔槽11，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的周围也设置阻隔槽11，以及在第三金手指7的信号通道的周围也设置阻隔槽11，以屏蔽外界因素的干扰，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，选择仅在任意一个或多个金手指上设置阻隔槽11，也可以都不设置。在设置阻隔槽11的前提下，位于第一金手指2、第二金手指3和第三金手指7上的第二通孔101、102均位于阻隔槽11外部区域。

本实施例中的第一金手指2、第二金手指3和第三金手指7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，在其他实施例中，也可以选择镀铜或镀锡材料，以降低制造成本。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。

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5和图6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的上表面的多个第一金手指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；相应的，基板1a的下表面的多个第三金手指7的排布方式也不同，多个第三金手指7呈方形排布。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 (12)

1.一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，所述基板包括上表面和下表面，其特征在于，所述上表面上设置有若干第一金手指、若干第二金手指和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位于所述探针卡中心的探针进行排布；所述第一金手指上设置有第一测试连接点，所述第二金手指上设置有第二测试连接点和第二探针连接点；所述下表面上设置有若干第三金手指，所述第三金手指上设置有信号通道；所述若干第一探针连接点分别通过所述若干第三金手指上的信号通道与所述第一测试连接点连接形成第一测试通道，所述第二金手指上的第二测试连接点与所述第二探针连接点之间形成第二测试通道。

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，当所述第二金手指有多个时，所述若干第一探针连接点设置在相邻两个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位于所述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，所述若干第三金手指的数量及排布间隔与所述若干第一金手指相同。

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第一测试连接点的周围设置有阻隔槽，或/和，所述第二金手指上的第二测试连接点和所述第二探针连接点的周围设置有阻隔槽，或/和，所述第三金手指上的信号通道的周围设置有阻隔槽。

6.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，所述第一探针连接点、所述第二探针连接点和所述第一测试连接点上设置有第一通孔；所述第一探针连接点和所述第一测试连接点分别通过其上的第一通孔与所述第三金手指上的信号通道实现连接。

7.根据权利要求5所述的高密度晶圆测试的探针卡，其特征在于，所述基板或/和所述第一金手指或/和所述第二金手指或/和所述第三金手指上设置有用于接地连接的第二通孔；当所述第二通孔开设在所述第一金手指或/和所述第二金手指或/和所述第三金手指上时，所述第二通孔位于阻隔槽外部。

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，所述第一金手指或/和所述第二金手指或/和所述第三金手指采用镀金材料。

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将探针卡安装在探针台上的定位孔。

10.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；所述探针卡还包括取放装置，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，所述基板的上表面和下表面采用陶瓷铺成。

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