200908850 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係與印刷電路板有關，特別是指用於高頻探針 卡之一種多層印刷電路板。 【先前技術】 用於晶81級職之騎卡巾，探針卡電路板以具有適 當抗壓性及絕緣性的多層印刷電路板所構成，電路^反周圍 上方的銲墊係供測試機台的測試賴觸，使各料所對應 連接之傳輸線路傳送職機台的測試訊號至電路板下方近 ^心處所密集設置之探針上，因此當各探針對應點觸的晶 圓電子7〇件接㈣試訊驗’财過騎卡回傳所對應的 電氣特性至測試機台以供分析，如此在整個晶圓級^過 私中’㈣卡電路板的傳輸線路設計對電子元件的測 15 果^很重要的影響，尤魏料子科技顧複雜且^ =運作，職過程需涵蓋晶圓上大量的電路树且操作於 貫際^應的高速運作條件’故不域針卡之電㈣間利 需為南密集度的設置，傳輸線路之製作更 的操作條件。 门疋4琥 針對高速測試的傳輸環境時，已有如美國公告專利第 6034533號所提供之『低漏電流探針卡』結構，係於 周圍設置接地環境，以改善傳輸線路之間： 現象以及介質吸收等影響測試訊號的傳輪口 二及：應速度問題；然由於此種傳輸線路 。 路板表面再與中心所直接接設之探針相導通，其電 20 200908850 利^僅適合於少量高頻測試需求的電路板結構，儘管 不条件的訊號線路可佈設於電路板内部或用： Ϊ二=然而當整個待測晶圓電路為更大量甚至皆為 輸並無法衫财電子㈣科的高頻頻傳 外至3==:=:，:時’線路需由 著重於層間電路板的材質特性:;路:設 孔結構更為影響高頻傳輸特性的重大因素；縱使已有如^ 國號所提供之『具電路遮罩與控制阻 ;ϋ』’ 輸貫孔周圍特定間距設置接地 貝孔，场決§域於多騎㈣路板傳 效應及維持高頻傳輸料之概阻抗 欲與其他電路元件相接設，者缺_勺,=电路板表面 15 孔仍須與對應接設之電路元件 整個高頻傳輸環境皆維持其特性阻抗二 圍接地貫孔之_喻例特定間距== ::㈡:::二二此電路板表面欲與其他電路元件相接 里與=貫孔及接地貫孔分別相接之電路元件的 情況下’往往無法達到有效電性連接的作用;= 必要的漏電流以及電性短路現象。 生+ 輪二之一探針卡1為例，即為將高頻傳 輪線路佈议於,層印刷電路板1〇内部的結構，電路板1〇 20 200908850
154與各訊號線路13及接地線路14分別電性連接 線路14為佈設於鄰近訊號線路13之上、 銲墊11、12，電路板10内佈設有多數個訊號線路13、接地 線路Μ以及導孔15，其中，上表面1〇1之轉u為與測 4機台（圖中未示）之測試頭2間的電性連接介面，且透 過電路板10外圍之導孔151、152與各訊號線路13 線路14分別電性連接，下表面1〇2之銲墊12為與4 之間的電性連接介面，且透過電路板1〇近中心之導孔153、 电性連接，各接地 、下電路層，以達 1〇到高頻測試訊號於各訊號線路13傳輸時所需之特性阻抗。 當高頻測試訊號自測試機台之測試頭2送出以至探針 Π之傳輸路徑上，除了藉由訊號線路13傳輸外，同時需經 由導孔15卜153傳導於電路板10之上、下表面1〇1、1〇2 之間，其中上表面101各鮮墊u之寬度及相距間隔係設計 15為可供測試機台之各測試頭2對應點觸，同時考量測試頭 ^之對準誤差射^輯墊丨丨之間距決定於測試機台之測 試頭2間距，進而決定了電路板1〇外圍導孔151、152之 間距；然以高頻訊號傳輸所需具備之特性阻抗條件，各測 >4頭2之間距甚至其截面半徑皆大於訊號線路13與相鄰接 2〇地線路14所需維持之距離，故使相鄰導孔151、152之設 置距離無法縮減至如相鄰訊號線路13與接地線路14之距 離，造成高頻職於各導孔151傳輸魅法轉如同於訊 號線路13中傳輸之特性阻抗；類似問題亦發生於電路板1〇 近中心之導孔153、154,由於下表面1〇2各銲墊12之寬度 200908850 及相距間隔係設計為可供各探針17對應銲接，同時考量接 合強度所需銲錫量及避免銲接過程中錫流或錫漏發生所需 之間隔誤差，故銲墊12之間距往往亦大於訊號線路13與 相鄰接地線路14所需維持之距離，使相鄰導孔153、154 5之間距無法縮減至如相鄰訊號線路13與接地線路14之距 離，同樣造成高頻訊號於各導孔153傳輸時盔法 同 於訊號線路13中傳輸之特性阻抗；因而探針卡丨於電測過 程中高頻訊號傳輸於導孔151、153及訊號線路13之特性 阻抗不匹配，致使高頻訊號嚴重衰減而降低有效傳輸頻 1〇段’無法達到實際高頻電測之功效。 【發明内容】 因此，本發明之主要目的乃在於提供一種多層印刷電 路板，使用以高頻測試之探針卡可維持有高頻訊號傳輸的 15阻抗匹配特性，並具有最佳的電性測試品質。 為達成前揭目的，本發明所提供—種多層印刷電路板 係包括有相互疊置之至少一轉接層及多數個高頻電路層， 該轉接層具有一轉接面與該高頻電路層相接合，以及^穿 有多數個具導電性之第一訊號貫孔及第—接地貫孔，二= 20高頻電路層水平佈設有多數個訊號導線、接地導線，二^ 貫穿有多數個第二訊號貫孔及第二接地貫孔；其中，該第 一接地貫孔與該第一訊號貫孔之相鄰距離大於該第二^地 貫孔與該第二訊號貫孔之相鄰距離，該轉接面佈設有一接 地金屬，位於各該第一訊號貫孔周圍且電性連接該些第— 200908850 及第广接地貫孔，該些第一接地貫孔為電性導通至接地電 位，該接地金屬與該第一訊號貫孔之相鄰距離等於該接地 金屬與該第二訊號貫孔之相鄰距離，亦等於該第二接地貫 孔與該第=訊號貫孔之相鄰距離；因此高頻訊號穿入電路 板後，可藉轉接面之接地金屬將接地訊號導通至高頻訊號 維持特性阻抗所需之特定間距，藉以_高頻訊號貫穿該u 電路板的縱向傳輸過程具有阻抗匹配的特性。 【實施方式】 以下，茲配合圖示列舉若干較佳實施例，用以對本發 明之結構與魏作詳細綱，其帽關*之冑要說明^ 下. 15 第三圖係本發明所提供第一較佳實施例之探針卡頂視 第四圖係上述第一較佳實施例所提供探針卡之底视 ,五圖係上述第三圖中5_5連線之剖視圖； 圖第/、®係上述第—較佳實施例所提供上轉接層底視 圖第七®係上述第―較佳實關所提供下轉接層頂視 第八圖係上述第一較佳實施例所提供探 輸訊號之贿曲_ ; 门頌傅 第九圖係本發明所提供第二較佳實施例之電路板結構 20 200908850 示意圖。 施例圖=本發明 、卞係具有尚介電常數特性之一多層印刷雷 二中:及?應接設之多數個探針40結構，可供測試機 和點觸^路 路板3G並細些探 =板_分有上==== 3〇4-：；：；^ 细ό Γ數 ％路層34及一下轉接層35，且佈設有多數 地延伸至下轉接層35之訊號電路36及接 地电路37，配合第五圖參照，其中： 15 該上表面301之銲墊31位於測試區綱 性連接，相鄰各該銲墊31之間距為第—間距Dl，:= 測^機台之測試頭2對應接觸時之對準條件而設置，故各 雜塾31之寬度相當於各該測試頭2之截面寬度，各該銲 塾31之相鄰第—間距D1相當於相鄰各該測試頭2之間 距’ 5亥些銲塾31區分有用以接收高頻測試訊號之訊號鋅墊 311日’以及伴隨高頻訊號傳遞之接地訊號所需對應接設之接 地紅墊312 ;該下表面302之銲墊32位於探針區303供該 些探針40電性連接，相鄰各該銲墊32之間距為第二間距 D2’係考量與各探針40銲接之條件而設置，包括考量接合 20 200908850 強度所需録錫量及避免銲接過程中錫流或錫漏發生所需之 間隔誤差，該些銲墊32區分有對應輸出高頻測試訊號及接 地訊號之訊號銲墊321及接地銲墊322。 該上、下轉接層33、35分別為形成該電路板3〇上、 5下表面301、302之印刷電路層，使該上轉接層33具有該 上表面301及一第一轉接面330 ’該下轉接層35具有該^ 表面302及一第二轉接面350，該些高頻電路層34用以延 伸佈設該些訊號電路36及接地電路37，使測試機台之剛試 訊號可由上至下、由外至内傳遞至該些探針4〇。 10 各該訊號電路36區分有穿設各該轉接層33、35之第 一訊號貫孔361、穿設該些高頻電路層34之第二訊號貫孔 362，以及“向佈没於§亥南頻電路層34之訊號導線M3 ;其 中，该些第一訊號貫孔361於上、下表面3〇1、302分別電 性連接該些§K號銲塾311、321，鄰接該二轉接面33〇、35〇 15之第二訊號貫孔362與該第一訊號貫孔361電性連接，該 些第二訊號貫孔362為沿訊號傳遞路徑縱向貫穿該高頻電 路層34至所需對應電性連接之訊號導線363即截止，各該 訊號導線363為自該測試區304水平延伸分佈至探針區 303，於測試區3〇4電性連接上層該高頻電路層34之第二 訊號貫，孔362，於探針區303電性連接下層該高頻電路層 34之第二訊號貫孔362，使各該訊號電路36為單一連續的 訊號傳輸迴路，避免高頻訊號於縱向傳遞轉至橫向傳遞之 轉折介面時，高頻電磁波於不連續的傳輸路徑發生介面反 射現象而造成訊號耗損。 200908850 各δ亥接地电路37區分有穿設各該轉接層％、35之第 一接地貫孔371、水平佈設於各該轉接面33〇、35〇之接地 金屬372、373、穿設該些高頻電路層34之第二接地貫孔 374，以及仏向佈没於5亥南頻電路層34之接地導線375 ; JL 5中，各該第一接地貫孔371於上、下表面301、302分別電 性連接該接地銲墊312、322，該些第一接地貫孔371相鄰 對應各該第一訊號貫孔361 ’相鄰間距即受限於所對應該些 銲墊31、32之第一及第二間距1)卜1)2’各該接地金屬372、 373位於各該第一訊號貫孔361周圍，配合第六及第七圖參 10如、’用以將所對應該轉接面330、350中之第一接地貫孔371 黾性導通至相鄰該南頻電路層34之第二接地貫孔374，提 供該些第一接地貫孔371及第二接地貫孔374之共接地平 面，接地金屬與該第一訊號貫孔之相鄰距離等於該接地金 屬與該第二訊號貫孔之相鄰距離且等於該第二接地貫孔與 15该第二訊號貫孔之相鄰距離，各該第二接地貫孔374對應 5亥弟一说號貫孔362相鄰設置有一第三間距D3，相鄰距離 相當於各該高頻電路層34之厚度，為維持高頻測試訊號特 性阻抗之最佳訊號傳輸結構，該些接地導線375自該測試 區304水平延伸分佈至探針區303,用以電性連接該第二接 20地貫孔374並與該些訊號導線363緊鄰佈設於左右相鄰第 三間距D3處或上下相鄰之高頻電路層34。 該些探針40為一般懸臂式探針結構，為了對應於晶圓 電路上高頻測試元件之接地迴路結構，相鄰二該探針4〇需 對應點觸測試元件之高頻訊號接點及接地訊號接點，因此 200908850 該電路板30之相鄰各該訊號電路36與接地電路37即分別 透過該訊號銲墊321及接地銲墊322對應電性連接相鄰各 該探針40 ’該些探針40之結構、大小以及與電路板3〇之 接設方式為決定該些銲墊32之第二間距D2條件。 5 故當測试機台之測試頭2電性連接該上表面301之訊 號銲墊311及接地銲墊312後’各該訊號銲墊311所接收 之高頻測試訊號即透過該上轉接層33之第一訊號貫孔 361、該高頻電路層34之第二訊號貫孔362與訊號導線363 以及該下轉接層35之第一訊號貫孔361傳輸至下表面3〇2 ίο之訊號銲墊321’鄰近各該高頻測試訊號之傳輸路徑皆對應 有接地訊號自該上表面301之接地銲墊312接收後，導^ 至該上轉接層33之第一接地貫孔371、該上轉接面33〇之 接地金屬373、該高頻電路層34之第二接地貫孔374與之 接地導線375、該下轉接面350之接地金屬373、該下^接 u層35之第一接地貫孔371以至該下表面3〇2之接地銲墊 322，使各該訊號電路36自上表面3〇1延伸至下表面3〇2 之路徑上，除了分別與二表面3〇1、3〇2鄰接之單一電路層 (上、下轉接層33、35)巾’第-訊號貫孔361與對應相 鄰的第-接地貫孔371有間隔較遠之第—及第二間距^、 2〇 D2外，藉由各該接地金屬372、373用以將所對應該轉接 面330、350中之第一接地貫孔371電性連接相鄰該高頻電 路層34之第二接地貫孔374，使其餘第二訊號貫孔逝及 afl號‘線363白可依照面頻訊號傳輸所需維持特性阻抗之 需求，沿其路#於鄰近第三間距D3處佈設有該第二接地貫 12 200908850 孔374及接地導線375。 因此無論因測試機台之測試頭對準間距與對準誤差條 件，或者因探針銲接過程中避免錫流或錫漏發生所需之間 隔5吳差條件，需使上、下表面3〇1、302之訊號銲塾311、 321與接地知塾312、322設置間距遠大於高頻電路層34 中訊號導線363與接地導線375之間距，亦即第一訊號貫 孔361與對應相鄰的第一接地貫孔371設置間距遠大於維 持冋頻特性阻抗需求之特性，僅限於單層印刷電路板結構 之上、下轉接層33、35中，其餘高頻訊號傳輸於該些高頻 电路層34巾白可維持所需之特性阻抗，使高頻訊號穿入電 路板30後及穿出電路板3〇前’皆可藉該上、下轉接面33〇、 15 35〇之接地金屬372、3?3將接地訊號導通至高頻訊號維持 特性阻抗所需之第三間距D3處，因此維持高頻訊於貫 電路板3G的縱向傳輸過程具有阻抗匹配的特性^參^ 第二及第人圖所示，分別為龍該探針卡丨及本發明所 供該探針卡3之高頻量測頻率特性圖，相較兩圖之反射耗 損（她rn bss)曲、線SU、S11’可知’本發明所提供 針卡3之反射耗損轉S11，錢低的簡率，顯示於 南頻頻寬範財極佳的阻抗匹配特性，另相較兩圖之插人 耗損（insertion loss)曲線S21、S21，更顯示習 1於-3dB增益之通帶（passband)限制頻率僅約有2十卡 GHz ’遠小於本發明所提供之該探針卡3可高於即z 顯示該探針卡3具有較制之探針卡丨為更1好 % 號傳輸品質。 貝成 13 20 200908850 15 *然本實施例所提供該電路板3〇主要使高頻測試訊號 輸出或輸入上、下表面301、3〇2之銲墊31、32時，能與 對應接地訊號之相鄰間距自表面單層轉接板33、％之第二 及第二間距D卜D2調整為内部高頻冑路層34之第三間距 D3,因此並不侷限應用於該些探針4〇結構，只要所提供之 探針結構可將對應點觸於晶圓電路元件之高頻訊號測點電 性連接該訊號電路36，且鄰近高頻訊號咖之接地測點電 性連接該接地電路37，各鋪及高.抗匹配特性之懸臂 弋探針乃至重直式板針結構皆可實施應用於本發明所提供 j電路板30 ;甚至當任一探針結構與電路板銲墊相接合之 焊接模組工程可精密至相鄰銲墊間距相當於上述高頻電路 層34之第三間距D2，則本發明所提供探針卡電路板可省 去女上述下轉接屬35之結構，如第九圖所示本發明第二較 佳實施例所提供之層電路板5G，具有該上轉接層Μ 及該些高頻電路層34，電路板5〇上表& 5〇丄同樣對應於該 上轉接層33 ’下表面5G2則對應於底層之該高頻電路層 34，並於下表面5〇2對應該些第二訊號貫孔362及第二接 地貫孔374上設置有訊號銲墊51及接地銲墊52，該些銲墊 51 52之相鄰間距即為相鄰各該第二訊號貫孔362與第二 接地貫孔3?4之第三間距D3 ’可應用於以高精密度焊接模 組工程所接設之各種探針結構。 唯，以上所述者’僅為本發明之較佳可行實施例而已， 故舉凡應用本發明說明#及申請專職圍所為之等效結構 麦化，理應包含在本發明之專利範圍内。 14 20 200908850 【圖式簡單說明】 第一圖係習用探針卡之結構示意圖； 第二圖係上述習用探針卡之高頻傳輸訊號之特性曲線 圖； 5 第三圖係本發明所提供第一較佳實施例之探針卡頂視 圖； 第四圖係上述第一較佳實施例所提供探針卡之底視 圖； 第五圖係上述第三圖中5-5連線之剖視圖； 1〇 第六圖係上述第一較佳實施例所提供上轉接層底視 圖； 第七圖係上述第一較佳實施例所提供下轉接層頂視 圖， 第八圖係上述第一較佳實施例所提供探針卡之高頻傳 15 輸訊號之特性曲線圖； 第九圖係本發明所提供第二較佳實施例之電路板結構 示意圖。 15 200908850 【主要元件符號說明】 2測試頭 3探針卡 30、50電路板 301、501上表面 302、502下表面 303探針區 5 304測試區 31、32銲墊 311、321、51訊號銲墊 312、322、52接地銲墊 33上轉接層 330第一轉接面 34高頻電路層 35下轉接層 350第二轉接面 36訊號電路 10 361第一訊號貫孔 362第二訊號貫孔 363訊號導線 37接地電路 371第一接地貫孔 372、373接地金屬 374第二接地貫孔 375接地導線 40探針 D1第一間距 15 D2第二間距 D3第三間距 S11、S11’反射耗損曲線 S21、S21’插入耗損曲線 16