TWI453423B - 探針阻抗匹配方法 - Google Patents

Description

探針阻抗匹配方法

本發明係關於一種探針阻抗匹配向下調整方法，特別是加工一具有高於目標阻抗值之探針半成品，以使最終的探針產品具有與目標阻抗值相同或極接近之探針阻抗匹配方法。

隨著科技日新月異，各種電子產品逐趨複雜，而針對產品內部之元件性質檢測精準度要求，亦有日漸提升之趨勢。無論是印刷電路板或是電子零件，其是否能正常運作、阻抗是否匹配影響功能表現極巨，因此對高速產品出廠前，阻抗是否匹配是必經之測試。對相關製造組裝者而言，對產品阻抗之量測通常藉由時域反射法(Time domain reflectometry,TDR)及TDR探針量測，透過收發偵測波以判斷各種特性及阻抗是否匹配。

為得到好的量測結果，探針本身必須是阻抗匹配或接近阻抗匹配，在探針之製造過程中，由於阻抗易受到材料介電常數變化(material dielectric constant variation)、走線蝕刻過程品質控制或走線金屬厚度等許多因素所影響，囿於蝕刻或其他製程中所產生難以避免之誤差，製造商難以將探針成品之線路阻抗值(trace impedance)恰符合所需之目標阻抗值(target impedance)。而此項製程技術問題，不僅造成探針成品於使用時之檢測訊號有誤，使探針無法確切發揮功效，更容易毀敗製造商之信譽。

有鑑於此，提供一種探針阻抗匹配方法，使探針於製造過程中能輕易達成所欲之目標阻抗，以使探針運作良好順暢，便為此一業界亟欲達成之目標。

本發明之一目的係提供一種探針之阻抗匹配方法，避免探針因製程之誤差影響偵測值。

為達上述目的及其他目的，本發明之探針阻抗匹配方法，包含：提供一探針半成品，該探針半成品包含一接地層、一基板及一探針層，該接地層與該探針層係由該基板絕緣地間隔開，該探針半成品具有一初始阻抗值；以及，形成至少一具特定介電常數之介電層於該基板及該探針層之上，以使該初始阻抗向下調整至一目標阻抗值。

於一實施例中，本發明之探針阻抗匹配方法於執行形成至少一介電層於該基板及該探針層之上之步驟後，更包含於該至少一具特定介電常數之介電層上形成至少一調節塊之步驟。

為了讓上述的目的、技術特徵和優點能夠更為本領域之人士所知悉並應用，下文係以本發明之數個較佳實施例以及附圖進行詳細的說明。

以下將透過實施例來解釋本發明內容，然而，關於實施例中之說明僅為闡釋本發明之技術內容及其目的功效，而非用以直接限制本發明。須說明者，以下實施例以及圖示中，與 本發明非直接相關之元件已省略而未繪示；且圖示中各元件之尺寸及相對位置關係僅用以示意俾便瞭解，非用以限制實施比例及尺寸大小。

請同時參考第1A圖及第1B圖，第1A圖係本發明之第一實施例之探針上視圖，第1B圖則為第1A圖之探針沿X-X’線之局部剖面示意圖。於本實施例中，探針1包含依序層疊之一接地層11、一基板13、一探針層15及一第一介電層17a及一第二介電層17b。其中，接地層11與探針層15係由導體製成，而基板13與介電層17均由絕緣材料製成。藉此，設置於接地層11與探針層15之間的基板13適可將兩者絕緣間隔開。

請同時參考第2圖，為使上述探針1具有所需之目標阻抗值，本實施例便於製造探針1之過程中同時進行阻抗之匹配調整。首先，於步驟101中，提供一探針半成品；此探針半成品包含接地層11、基板13及探針層15，如前所述，接地層11與探針層15係由基板13絕緣地間隔開。此時，探針半成品具有一初始阻抗值，其係大於探針1所需之一目標阻抗值約3%至5%。

接著於步驟103中，形成第一介電層17a於基板13及探針層15之表面上。如第1A圖所示，探針層15係形成於基板13之上，而探針層15係小於基板13，是以第一介電層17a將同時覆蓋基板13與探針層15。

此時，執行步驟105以檢測覆蓋第一介電層17a後之探針半成品的阻抗值，確認其是否降低至目標阻抗值。若是，則完成探針之阻抗匹配；若否，則再次執行步驟103，形成一第二 介電層17b於第一介電層17a之表面上，並再次執行步驟105之檢測動作，亦即重複步驟103及步驟105直到整體之阻抗值降低到目標阻抗值為止。

於本發明中，基板可為陶瓷基板、矽基板、玻璃基板或FR-4基板；第一介電層及第二介電層之一材料，可包含氧化物、氮化物或高分子聚合物，例如氟矽玻璃(FGS)或氮化矽層、二氧化矽等，第一介電層與第二介電層可由相同或不同之介電材料製成，且第一介電層及第二介電層可藉由沉積、塗佈或印刷等方式形成。

探針層之一材料可選自金、銅、鎳、鎳錳合金、鎳鐵合金、鎳鈷合金、錫鉛合金，而此探針層可藉由沉積、電鍍、濺鍍、蒸鍍、印刷塗佈搭配微影蝕刻而形成。

另需說明的是，具有本發明領域之通常技術者亦可先於基板上沉積一種子層，作為基板上方之探針層的電鍍起始層，以使探針層與基板間具有良好之附著性。

此外，於實際製作探針時，常無法於探針縱向上之每一區段保持相同一致阻抗值，為解決上述問題，請同時參考第3A圖及第3B圖，第3A圖係本發明之第二實施例之探針上視圖，第3B圖則為第3A圖之探針沿Y-Y’線之局部剖面示意圖。於本實施例中，探針3包含依序層疊之一接地層31、一基板33、一探針層35及一第一介電層37a、一第二介電層37b及調節塊39。由於本實施例之元件及製程方法與前一實施例相似，故相同處便不在此重複贅述。

請同時參考第4圖，為使上述探針3於縱向上之每一區段具有所需之目標阻抗值，本實施例便於製造探針3之過程中同時進行阻抗之匹配調整。首先，於步驟301中，提供一探針半成品；此探針半成品包含接地層31、基板33及探針層35，如前所述，接地層31與探針層35係由基板33絕緣地間隔開。此時，探針半成品具有一初始阻抗值，其係大於探針3所需之一目標阻抗值約3%至5%。

接著針對探針半成品進行大約之阻抗匹配。亦即於步驟103中，形成第一介電層37a於基板33及探針層35之表面上。此時，執行步驟305以檢測覆蓋第一介電層17a後之探針半成品之阻抗值，確認其是否接近至目標阻抗值。若是，則完成探針3之大約阻抗匹配；若否，則再次執行步驟303，形成一第二介電層37b於第一介電層37a之表面上，並再次執行步驟305之檢測動作，亦即重複步驟303及步驟305直到阻抗值接近至目標阻抗值為止。

後續，再針對探針半成品進行非一致之阻抗匹配。亦即於步驟307中，在第二介電層37b上形成調節塊39。再執行步驟309以檢測加上調節塊39之區段阻抗值是否降低至目標阻抗值，若是，則進行下一區段之阻抗匹配；若否，則重複步驟307及步驟309直到此區段之阻抗值降低到目標阻抗值。如此一一針對探針縱向之每一區段進行阻抗匹配，亦即於不同區段重複步驟307及步驟309直至細部阻抗值降低到目標阻抗值為止。

於上述實施例中，調節塊39之一材料包含金、銅、鎳、鎳錳合金、鎳鐵合金、鎳鈷合金或錫鉛合金，而此調節塊39亦可藉由沉積、電鍍、濺鍍、蒸鍍、印刷塗佈搭配微影蝕刻而形成。

綜上所述，本發明提供了使整體探針具有所需之適當阻抗值的阻抗匹配方法，先將探針之半成品設計為具有較高之阻抗值，再藉由簡易的製程步驟將阻抗值降低至目標阻抗值，如此便能消彌探針製作時所產生之阻抗誤差，俾提供具有所需阻抗值之探針，降低生產成本及簡化製程並提高探針產品之競爭力。

本發明在上文中已以較佳實施例揭露，然熟習本項技術者應理解的是，該實施例僅用於描繪本發明，而不應解讀為限制本發明之範圍。應注意的是，舉凡與該實施例等效之變化與置換，均應設為涵蓋於本發明之範疇內。因此，本發明之保護範圍當以申請專利範圍所界定者為準。

1‧‧‧探針

11‧‧‧接地層

13‧‧‧基板

15‧‧‧探針層

17a‧‧‧第一介電層

17b‧‧‧第二介電層

3‧‧‧探針

31‧‧‧接地層

33‧‧‧基板

35‧‧‧探針層

37a‧‧‧第一介電層

37b‧‧‧第二介電層

39‧‧‧調節塊

第1A圖為本發明第一實施例之探針上視圖；第1B圖為第1A圖之探針局部剖面示意圖；第2圖為本發明第一實施例之探針阻抗匹配流程圖；第3A圖為本發明第二實施例之探針上視圖；第3B圖為第3A圖之探針局部剖面示意圖；以及第4圖為本發明第二實施例之探針阻抗匹配流程圖。

Claims (7)

1. 一種探針阻抗匹配方法，包含：提供一探針半成品，該探針半成品包含一接地層、一基板及一探針層，該接地層與該探針層係由該基板絕緣地間隔開，該探針半成品具有一初始阻抗值；及形成至少一介電層於該基板及該探針層之上，以使該初始阻抗值降低至一目標阻抗值。
2. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中執行形成至少一介電層於該基板及該探針層之上之步驟後，更包含於該至少一介電層上形成至少一調節塊之步驟。
3. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該初始阻抗值係大於該目標阻抗值3%至5%。
4. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中形成至少一介電層於該基板及該探針層之上之步驟，係藉由沉積、塗佈、印刷。
5. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該至少一介電層之一材料包含氧化物、氮化物或高分子聚合物。
6. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該探針層之一材料包含金、銅、鎳、鎳錳合金、鎳鐵合金、鎳鈷合金或錫鉛合金。
7. 如申請專利範圍第2項所述之方法，其中該至少一調節塊之一材料包含金、銅、鎳、鎳錳合金、鎳鐵合金、鎳鈷合金或錫鉛合金。