TW201339584A - 高頻探針及其探針卡 - Google Patents
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Abstract
一種高頻探針及其探針卡,係在一訊號針的表面覆設有一高導電率層,用以提高該訊號針的電性傳導能力。該訊號針應用於量測待測物時,更與一電性連接至一接地電位的阻抗匹配結構搭配使用,藉以提高量測的精準度,同時,探針卡以多針層方式設計,而可應用於排列縝密的待測物之量測使用。
Description
本發明係與用於量測電子產品電性的探針有關,更詳而言之是指一種高頻探針及其探針卡。
探針卡的主要目的是藉由其探針直接與待測物(如:晶片)上的銲墊或是凸塊直接接觸,以引出待測物(晶片)訊號,再配合周邊測試儀器與軟體控制而達到自動化量測目的,並進一步地篩選出不良品。
然而,影響量測結果的因素許多,其中一種即是探針卡、測試儀器及待測物彼此之間的阻抗能否匹配,又影響阻抗匹配的因素例如有:設置在量測訊號傳輸路徑上的銲墊或凸塊數量,數目越多者將使得阻抗值增加而不利於訊號傳輸;或,相鄰探針之間的距離,亦常是影響阻抗能否匹配的因素之一。另一種可影響量測結果的因素則為探針本身的電性傳導能力。換言之,為能獲得良好且準確的量測結果,有效地控制探針卡、測試儀器及待測物之間的阻抗匹配情形,以及選用具備良好電性傳導能力的探針,為可行的選項,甚者,若能結合該二者,更將有利於提高量測精準度。
其次,在電子產品日趨輕薄短小化的同時,該已知將為數眾多的探針擺放於相同平面(或謂相同高度)的探針卡,將發生各探針難以有效對準待測物的情形,為此,若能在兼顧阻抗匹配的前提下,有效改變探針的擺設方式,將使得探針卡可應用於量測更趨精緻細微化且排列縝密(fine pitch)的待測物。
有鑑於此,本發明之主要目的在於提供一種高頻探針及其探針卡,係可提升電性傳導能力,以提高量測精準度。
本發明之次要目的在於提供一種高頻探針及其探針卡,係具有良好阻抗匹配效果,且可應用於待測物排列更為緊密的場合中以進行電性量測用。
緣以達成上述目的,本發明所提供之高頻探針包含一訊號針與一阻抗匹配結構。其中,該訊號針包括有一探針本體,及一高導電率層包覆該探針本體表面;該阻抗匹配結構與該訊號針平行設置,且與該高導電率層電性隔離。
在一實施例中,該阻抗匹配結構包括有一金屬線與一絕緣層,該金屬線位於該訊號針外部,該絕緣層包覆該金屬線。
在另一實施例中,該阻抗匹配結構為一金屬套管,該金屬套管包括有一絕緣內層與一金屬表層,而該訊號針穿過該絕緣內層。
又,依據上述構思,該高導電率層係自金、銀、銅及鋁材料所構成族群中擇一製成者。且該訊號針之探針本體具有一針尖、一針身與一針尾,該高導電率層包覆於探針本體的針身上。
本發明再提供一種高頻探針卡,係包括有一電路板、一訊號針層與一接地電位層。其中,該訊號針層設置於該電路板之一表面,且包括至少一訊號針,該訊號針具有一探針本體與一高導電率層,其中該高導電率層包覆該探針本體表面;該接地電位層設置於該訊號針層的上方或下方,且包括電性連接之一接地針與一阻抗匹配結構,其中該阻抗匹配結構與該訊號針平行設置,且彼此間為電性隔離。
在一實施例中,該阻抗匹配結構為一金屬線,該金屬線鄰近但不接觸該訊號針。較佳者,該接地電位層更包括有一導電件,該導電件電性連接該金屬線與該接地針。
在一實施例中,該高頻探針卡係包括有兩層以上的訊號針層,而該接地電位層位於該二訊號針層之間,該阻抗匹配結構包括有兩條以上的金屬線各別鄰近一該訊號針。
在另一實施例中,該高頻探針卡包括有一第一至一第四訊號針層,以及至少二接地電位層,其中一接地電位層位於第一及第二訊號針層之間,另一接地電位層位於第三及第四訊號針層之間。
藉此,本發明之高頻探針具有良好的電性傳導能力,且在有效控制阻抗匹配的情況下,使得具有該高頻探針的探針卡用於量測時可提高量測結果的精準度。
為能更清楚地說明本發明,茲舉較佳實施例並配合圖示詳細說明如后。
圖1至圖3所示為本發明第一較佳實施例之高頻探針卡100,揭示在一電路板10底面佈設有多數個訊號接點10a與多數個接地接點10b,以及多數訊號針12一端與對應的訊號接點10a連接,接地針14再電性連接至接地接點10b。
該高頻探針卡100為能適用於量測更精緻細微化的待測物使用,特將該些訊號針12與接地針14以分層方式設計,即,將不同用途的探針擺放於相同平面(或謂相同高度)處,在本實施例中,該高頻探針卡100區分有用於傳輸高頻訊號的訊號針層12A與接地電位層14A,且以兩層的訊號針層12A與一層的接地電位層14A為例,該接地電位層14A位於該二訊號針層12A之間。
請配合圖1及圖4,上述中的訊號針層12A之每一根訊號針12是由一探針本體121與一高導電率層122所構成。其中該探針本體121具有一針尖121a、一針身121b與一針尾121c,該針尖121a用於接觸待測物(圖未示),該針尾121c即是與該電路板10的訊號接點10a電性連接;而該高導電率層122是自金、銀、銅及鋁材料所構成族群中擇一製成,在本實施例中是以銀為例,且該高導電率層122包覆於該探針本體121的針身121b上,以使該針尖121a裸露以便於接觸待測物。由於在高頻量測環境中,各訊號針12的表面會產生肌膚效應(skin effect),而各訊號針12的表面具有該高導電率層122,會提高訊號針12的電性傳導能力。
另,上述中的接地電位層14A除了具有該接地針14之外,更包括有一導電件16及一阻抗匹配結構。在本實施例中,該導電件16是以銅箔為例但不以此為限,該阻抗匹配結構則為兩條金屬線18,且各金屬線18平行一對應的訊號針12。其中,導電件16呈展開設置,而該接地針14與各該金屬線18的一端分別擺放於該導電件16的表面,藉此以達成電性連接目的;至於各該金屬線18,則是以接近但不接觸所對應訊號針12的方式設置,不僅可確保訊號針12與金屬線18之間彼此為電性隔離,更因金屬線18連接至接地電位而使得訊號針12獲得良好的阻抗匹配效果。
又,於兩兩相鄰的金屬線18與訊號針12之外側加設一絕緣套筒20,可維持訊號針12與金屬線18之間的間距。
由於該高頻探針卡100對用於傳輸高頻訊號的訊號針層12A,及將包含有作為阻抗匹配用的金屬線18之接地電位層14A,採分層製作,因巧妙運用空間,使得各訊號針12之間的距離得在不彼此干涉的情況下,更為緊密靠近以適用於待測物排列更為緊密的場合中進行量測使用。
本實施例透過阻抗匹配結構的設置,而有效地控制高頻探針卡100、測試儀器及待測物之間的阻抗匹配效果,以及在各訊號針12表面具有該高導電率層122的情況下,更強化了傳導高頻訊號的能力與傳輸品質,使得該高頻探針卡100於量測時可提高量測結果的精準度。請配合圖5所示,為可說明本實施例之訊號針12具有良好電性傳導能力之一頻率(freq,)與能量損耗(即衰減值(dB))的比較圖,其中,上方粗黑線為該訊號針12的量測結果,下方細線則為一般以錸鎢針作為訊號針的量測結果,茲以頻率在2.5 GHz的情況為例,可發現代表該訊號針12的m1點所對應的衰減值(dB)在4.6左右,而代表錸鎢針的m2點所對應的衰減值(dB)則是在7.1左右,該二數據之間的顯著落差,即說明了本實施例表面塗佈有以銀材料構成高導電率層122的訊號針12,確實大幅提升了高頻訊號的電性傳導能力。
再說明的是,本發明用以產生阻抗匹配效果的結構除了上述圖3所示之接地針14、導電件16及金屬線18的組合之外,尚可有以下之結構變化,其中:圖6所示之第二較佳實施例的阻抗匹配結構亦是與該訊號針12平行設置,其包括有一金屬線30與一絕緣層32,該金屬線30為該絕緣層32所包覆,而與該訊號針12保持電性隔離狀態。
圖7所示之第三較佳實施例的阻抗匹配結構則為一金屬套管40,該金屬套管40包括有一絕緣內層42與一金屬表層44,其中,該訊號針12是穿過該絕緣內層42,換言之,金屬套管40是與訊號針12呈同軸設置。
另說明的是,訊號針層及接地電位層的層數不以上述為限,其等得視需求而予以適當地增減,以達符合實際使用需求為止。以上所述僅為本發明較佳可行實施例而已,舉凡應用本發明說明書及申請專利範圍所為之等效結構變化,理應包含在本發明之專利範圍內。
100...高頻探針卡
10...電路板
10a...訊號接點
10b...接地接點
12A...訊號針層
12...訊號針
121...探針本體
121a...針尖
121b...針身
121c...針尾
122...高導電率層
14A...接地電位層
14...接地針
16...導電件
18...金屬線
20...絕緣套筒
30...金屬線
32...絕緣層
40...金屬套管
42...絕緣內層
44...金屬表層
圖1為一剖視圖,揭示本發明第一較佳實施例之高頻探針卡;
圖2為一俯視圖,揭示上述較佳實施例之高頻探針卡;
圖3為圖2之3-3方向剖視圖;
圖4為圖2之4-4方向剖視圖;
圖5為一比較圖,說明本發明之訊號針與一般錸鎢針的能量損耗狀況;
圖6為一剖視圖,說明本發明第二較佳實施例之阻抗匹配結構與訊號針的關係;以及
圖7為一剖視圖,說明本發明第三較佳實施例之阻抗匹配結構與訊號針的關係。
100...高頻探針卡
10...電路板
10a...訊號接點
10b...接地接點
12...訊號針
121...探針本體
121a...針尖
121b...針身
121c...針尾
122...高導電率層
14...接地針
16...導電件
18...金屬線
20...絕緣套筒
Claims (9)
- 一種高頻探針,包含:一訊號針,包括有一探針本體,及一高導電率層包覆該探針本體表面;以及一阻抗匹配結構,係與該訊號針平行設置,且與該高導電率層電性隔離。
- 如請求項1所述之高頻探針,其中該阻抗匹配結構包括有一金屬線與一絕緣層,該金屬線位於該訊號針外部,該絕緣層包覆該金屬線。
- 如請求項1所述之高頻探針,其中該阻抗匹配結構為一金屬套管,該金屬套管包括有一絕緣內層與一金屬表層,該訊號針穿過該絕緣內層。
- 如請求項1所述之高頻探針,其中該高導電率層係自金、銀、銅及鋁材料所構成族群中擇一製成者。
- 如請求項1所述之高頻探針,其中該訊號針之探針本體具有一針尖、一針身與一針尾,該高導電率層包覆於探針本體的針身上。
- 一種高頻探針卡,包括:一電路板;一訊號針層,設置於該電路板之一表面且包括至少一訊號針,該訊號針具有一探針本體與一高導電率層,其中該高導電率層包覆該探針本體表面;一接地電位層,係設置於該訊號針層的上方或下方,且包括電性連接之一接地針與一阻抗匹配結構,其中該阻抗匹配結構與該訊號針平行設置,且彼此間為電性隔離。
- 如請求項6所述之高頻探針卡,其中該阻抗匹配結構為一金屬線,該金屬線鄰近但不接觸該訊號針。
- 如請求項7所述之高頻探針卡,其中該接地電位層更包括有一導電件,該導電件電性連接該金屬線與該接地針。
- 如請求項6所述之高頻探針卡,係包括有兩層以上的訊號針層,而該接地電位層位於該二訊號針層之間,該阻抗匹配結構包括有兩條以上的金屬線各別鄰近一該訊號針。
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