TW201825920A - 用於ｄｃ參數測試的垂直式超低漏電流探針卡 - Google Patents

Abstract

根據本發明的一實施例的探針卡的特徵在於，包括：多個探針，用於與試驗體相接觸並傳輸電信號；探針PCB，形成有用於向所述多個探針分配並傳輸電信號的信號布線；第一導向板，與所述試驗體相對布置，且形成有供所述多個探針的各一端插入的多個探針孔；及第二導向板，與所述第一導向板平行布置，且形成有供所述多個探針的各另一端插入的多個探針孔，其中，在所述探針PCB上的信號布線和所述多個探針的各另一端通過同軸電纜直接電連接。

Description

用於DC參數測試的垂直式超低漏電流探針卡

本發明涉及一種探針卡，更具體而言，能夠應對細間距且有效地阻止電流泄漏的垂直式探針卡。

近年來，隨着IT產業的發展，半導體芯片被廣泛應用於計算機、手機、顯示器、遊戲機、家用電器、汽車等各種領域。在最終步驟封裝並安裝在成品之前，這種半導體芯片在製造工藝的每個步驟經過評價是否正常工作以判斷是否不良的事前檢查。

在上述半導體檢查步驟中，在晶片狀態下的檢查通過在將形成在半導體晶片上的數百至數千個半導體芯片切割成單個芯片並進行組裝工序之前，在晶片級處檢查每個芯片的電操作狀態來執行。通過在晶片級處預先篩選芯片缺陷來能夠在隨後的封裝步驟中降低成本。探針卡是用於上述晶片狀態的檢查的裝置，其用來使晶片與主檢查裝置電連接來將來自主檢查裝置的檢查信號發送到晶片上的焊盤。具體而言，探針卡包括多個針形探針，並且多個探針分別接觸到晶片上的半導體裝置的焊盤，從而將來自主測試設備的測試信號施加到晶片焊盤。

最近，由於半導體器件的高集成化，半導體芯片的I/O焊盤數量正在增加，且焊盤間距(pitch)也變得更精細。如上所述，隨着半導 體器件的尺寸和排列形態不斷減小，迫切需要開發一種包括大量檢測針並能夠有效地應對細間距的探針卡。

這種探針卡的實例包括水平式探針卡、使用微電子機械系統(Micro Electro Mechanical Systems；MEMS)技術的探針卡、垂直式探針卡等。其中，通常，水平式探針卡和MEMS探針卡由於探針結構的特性而會在晶片焊盤上造成一字形划痕，從而對晶片焊盤造成較大的損傷。隨着如上所述的晶片製造工藝的進展，晶片焊盤的尺寸越小，對晶片焊盤上發生的上述損傷越敏感，因此，作為替代方案，正在研究具有能使晶片焊盤的損壞最小化的結構的垂直式探針卡。與現有水平式或MEMS探針卡不同地，垂直式探針卡在與晶片焊盤接觸時產生點狀划痕，從而可以使焊盤的損壞被相對最小化。

圖1為示出上述現有垂直式探針卡的結構的截面圖。

如圖1所示，現有垂直式探針卡包括：多個探針101，用於與作為試驗體的晶片上的焊盤相接觸並向各個上述焊盤施加電信號；第一導向板102和第二導向板103，支撐多個探針；探針PCB105(主PCB)，形成有用於向所述多個探針101分配並傳輸來自主檢查裝置的電氣測試信號的信號布線；空間轉換器104(子PCB)，布置在第一導向板102和第二導向板103的上方，將從探針PCB105分配的電信號重新分配來傳輸給多個探針101；同軸電纜106，使探針PCB105上的焊墊和空間轉換器104上的焊墊之間相互電連接；及固定板107，固定探針PCB105和空間轉換器104的相對位置。

其中，空間轉換器104用來在探針PCB105與多個探針101之間傳輸電源和電氣測試信號，即，用作執行電信號路徑的空間轉換的組件， 需要採用具有良好的機械強度和耐化學性的材料，通常，由陶瓷材料製成。

具有如上所述的結構的現有垂直式探針卡存在可以使晶片焊盤的損傷被相對最小化的優點，但由於結構特性，尤其，由於在上述組件中空間轉換器的製造特性，難以將能夠應對細間距的空間轉換器製造成PCB形式。由於上述空間轉換器的製造特性的局限性，在現有垂直式探針卡中，約80μm的間距已被理解為實際上的製造極限，且已認為製造能夠應對與此相比更小的細間距的垂直探針卡(即，製造空間轉換器)實際上是不可能的。

並且，在採用上述空間轉換器作為組件的現有垂直式探針卡中，從多個探針101直到探針PCB105為止，在信號路徑中共有3點處發生電接點。即，在探針101與空間轉換器104之間的第一接點、使空間轉換器104與同軸電纜106相連接的第二接點、使同軸電纜106和探針PCB105上的焊墊連接的第三接點發生電接觸。另一方面，在如上所述的探針卡中的電接點數越多，越有可能成為在測試時造成各個信號路徑之間電流泄漏的原因。因此，為了防止上述電流泄漏，需要儘可能減少電接點數。

並且，如上所述，現有垂直式探針卡採用需要具有良好的機械強度和耐化學性的空間轉換器，因此，由於使用上述空間轉換器而導致增加整個製造成本的問題。

本發明是為了解決如上所述的現有垂直式探針卡所存在的技術問題而提出的，其目的在於，提供能夠應對細間距的垂直式探針卡。

並且，本發明的另一目的在於，與現有垂直式探針卡相比，減少在探針卡中的電接點數，以防止在測試時泄漏電流。

並且，本發明的又一目的在於，降低垂直式探針卡的整個製造成本。

根據本發明的一實施例的探針卡包括：多個探針，用於與試驗體相接觸並傳輸電信號；探針PCB，形成有用於向所述多個探針分配並傳輸電信號的信號布線；第一導向板，與所述試驗體相對布置，且形成有供所述多個探針的各一端插入的多個探針孔；及第二導向板，與所述第一導向板平行布置，且形成有供所述多個探針的各另一端插入的多個探針孔，其中，在所述探針PCB上的信號布線和所述多個探針的各另一端通過同軸電纜直接電連接。

在一實施例中，所述探針卡還包括電纜導向板，所述電纜導向板布置在所述探針PCB與所述第二導向板之間，在所述電纜導向板上與所述多個探針的各另一端相對應的位置形成有多個孔，且在所述同軸電纜的各一端部插入到所述電纜導向板的多個孔的狀態下，各個所述同軸電纜和所述多個探針的各另一端電連接。

在一實施例中，各個所述同軸電纜包括多個內導體和包圍所述多個內導體的外導體，且在各個所述同軸電纜的一端部，各個所述同軸電纜的多個內導體中一個分別插入到所述電纜導向板的多個孔，以與所述多個探針的各另一端電連接。

在一實施例中，所述探針卡還包括屏蔽部件，所述屏蔽部件 形成在所述電纜導向板的上方，以屏蔽露出於所述電纜導向板的多個孔外部的各個所述同軸電纜的內導體之間的電流泄漏。

在一實施例中，所述屏蔽部件包括環氧樹脂。

根據本發明的探針卡，以電纜導向板代替現有垂直式探針卡採用的探針PCB，在電纜導向板中插入同軸電纜，以與探針直接連接，從而可以提供能夠充分應對以往由於探針PCB的製造局限而無法應對的細間距，例如，80μm以下的細間距的探針卡。

並且，如上所述，無需探針PCB並通過同軸電纜與探針直接連接，從而減少在探針卡中的電接點數，以獲得防止在測試時的電流泄漏的效果。

並且，通過排除使用探針PCB來獲得能夠降低探針卡的整個製造成本的效果。

1、101‧‧‧探針

2、102‧‧‧第一導向板

3、103‧‧‧第二導向板

4‧‧‧電纜導向板

104‧‧‧空間轉換器(子PCB)

5、105‧‧‧探針PCB(主PCB)

6、106‧‧‧同軸電纜

7、107‧‧‧固定板

8‧‧‧用於阻止泄漏電流的樹脂

10‧‧‧內部絞線導體

20‧‧‧絕緣體

30‧‧‧外導體

40‧‧‧外皮

圖1為示出現有垂直式探針卡的結構的截面圖。

圖2為示出根據本發明的一實施例的探針卡的結構的截面圖。

圖3為示出同軸電纜的橫截面的截面圖。

下文中，將對本發明的優選實施方案進行詳細描述。然而，應理解，儘管指示本發明的優選實施方案，但是詳細說明和具體實施例僅 是例示性的，因為根據該詳細說明，在本發明主旨和範圍內的各種變化和修改對於本領域技術人員變得顯而易見。

並且，為描述的方便和簡潔，在下面具體說明中參考的附圖中示出的部件的尺寸和形狀可以被誇大。

此外，本文使用的術語通過考慮本發明的功能而被定義，並且可以根據使用者或操作者的習慣或目的而改變。因此，應該根據本文闡明的全部公開內容進行術語的定義。

圖2為示出根據本發明的一實施例的探針卡的結構的截面圖。根據本發明的一實施例的探針卡包括：多個探針1，用於與試驗體相接觸並傳輸電信號；及探針PCB5(主PCB)，形成有用於向所述多個探針1分配並傳輸電信號的信號布線。多個探針1由兩個導向板(第一導向板2和第二導向板3)可上下移動地支承。第一導向板2與試驗體相對布置，且形成有供多個探針1的各一端插入的多個探針孔。在第一導向板2的上方布置形成有與第一導向板2平行的第二導向板3，在第二導向板3形成有供所述多個探針1的各另一端插入的多個探針孔。

根據本發明的一實施例的探針卡具有如下的構成，即，在探針PCB5與第二導向板3之間，代替用作現有空間轉換器的子PCB而布置電纜導向板4，通過上述電纜導向板4使同軸電纜與探針1直接連接。下面對上述結構進行詳細說明。

布置在探針PCB5與第二導向板3之間的電纜導向板4形成有多個孔，在上述電纜導向板4上的多個孔形成在與在第二導向板3上的多個探針孔相對應的位置。在探針PCB5上的焊墊和多個探針1分別通過在電纜導 向板4上的多個孔和同軸電纜6電連接。具體而言，各個同軸電纜6的一側的一端部與在探針PCB5上的焊墊電接觸，相反側的另一端部在插入於形成在電纜導向板4上的多個孔中的狀態下與通過位於其下方的第二導向板3的探針孔露出的各個探針電連接。

圖3為示出同軸電纜6的橫截面的截面圖。如圖所示，同軸電纜6具有如下的結構，即，位於中心的多股的內部絞線導體10和包圍上述內部絞線導體10的外導體30隔看絕緣體20呈放射狀布置，且外導體30被外皮40覆蓋並絕緣。

在同軸電纜6的一端部，即，在與探針1電連接的一側端部中，在外皮脫落的狀態下，布置於同軸電纜的截面中心的多股內部絞線導體10中的一股插入到與此相對應的在電纜導向板4上的孔，從而與通過第二導向板3的探針孔露出於上方的探針1電連接。

電纜導向板4由具有電絕緣性的材料形成，因此，各個同軸電纜的內部絞線導體40一股一股分離並插入到在由具有電絕緣性的材料形成的電纜導向板4上隔開形成的多個孔的狀態下，與探針1電連接，從而能夠有效地阻止與各個探針1相連接的相鄰電纜之間的電流泄漏。

另一方面，考慮到同軸電纜6的內部絞線導體10有可能部分露出到電纜導向板4的上方(與探針相對的一側的相反側)外側的情況，在電纜導向板4的上方還可進一步覆蓋用於阻止泄漏電流的樹脂8，所述用於阻止泄漏電流的樹脂8能夠阻止在所露出的相鄰內部絞線導體10之間的電流泄漏。作為用於阻止泄漏電流的樹脂8的材料，可以使用環氧樹脂、絕緣用合成樹脂等材料，但本發明並不限於此。上述用於阻止泄漏電流的樹脂8不 僅起到防止電流泄漏的功能，而且起到固定所露出的各個內部絞線導體10的作用。

如上所述，根據本發明的一實施例的探針卡，代替以往由於製造特點對細間距的應對有局限性的空間轉換器(子PCB)，在探針PCB(主PCB)與探針之間布置形成有多個孔的電纜導向板，在上述電纜導向板上的孔中插入同軸電纜的一端部，以使在探針PCB上的信號布線和探針通過同軸電纜直接電連接，從而，可以提供即使是細間距也能夠充分應對的探針卡。

並且，根據如上所述的根據本發明的探針卡，與現有探針卡相比能夠減少在探針卡中從探針PCB直到探針為止的電接點數。即，如前所述，在使用空間轉換器的現有探針卡的結構，從探針PCB直到探針為止存在共有3點的電接點，然而，根據本發明的探針卡具有無需空間轉換器並通過同軸電纜使探針PCB和探針直接連接的結構，因此，在探針卡中的電接點僅存在兩點，即，在探針1與同軸電纜6之間的第一接點和在同軸電纜6和探針PCB5的焊墊之間的第二接點。通過如上所述的電接點數的減少，根據本發明的探針卡與以往相比能夠有效地阻止在測試時的電流泄漏。

進一步地，通過排除使用空間轉換器來獲得能夠降低探針卡的整個製造成本。

上面採用特定術語說明了本發明，但應該理解，上述特定術語僅用於一般性和描述性的意義，並非旨在限制本發明。因此，本領域所屬領域的技術人員將會理解，在不脫離所附權利要求書限定的本發明的精神和範圍的情況下，可以對其形式和細節進行各種改變。應最大範圍解釋下面的權利要求書，以涵蓋所有修改以及等同的結構和功能。

Claims (5)

1. 一種探針卡，其包括：多個探針，其用於與一試驗體相接觸並傳輸電信號；一探針PCB，其形成有用於向所述多個探針分配並傳輸電信號的信號布線；一第一導向板，其與所述試驗體相對布置，且形成有供所述多個探針的各一端插入的多個探針孔；以及一第二導向板，其與所述第一導向板平行布置，且形成有供所述多個探針的各另一端插入的多個探針孔；其中，在所述探針PCB上的信號布線和所述多個探針的各另一端通過一同軸電纜直接電連接。
2. 如申請專利範圍第1項所述之探針卡，其更包括一電纜導向板，所述電纜導向板布置在所述探針PCB與所述第二導向板之間，在所述電纜導向板上與所述多個探針的各另一端相對應的位置形成有多個孔，且在所述同軸電纜的各一端部插入到所述電纜導向板的多個孔的狀態下，各個所述同軸電纜和所述多個探針的各另一端電連接。
3. 如申請專利範圍第2項所述之探針卡，其中，各個所述同軸電纜包括多個內導體和包圍所述多個內導體的外導體，且在各個所述同軸電纜的一端部，各個所述同軸電纜的多個內導體中之一者分別插入到所述電纜導向板的多個孔，藉以與所述多個探針的各另一端電連接。
4. 如申請專利範圍第3項所述之探針卡，其更包括一屏蔽部件，所述屏蔽部件形成在所述電纜導向板的上方，以屏蔽露出於所述電纜導向板的多個孔的外部的各個所述同軸電纜的內導體之間的電流泄漏。
5. 如申請專利範圍第4項所述之探針卡，其中，所述屏蔽部件包括環氧樹脂。