TWI481878B - Probe card structure - Google Patents

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TWI481878B TW101142067A TW101142067A TWI481878B TW I481878 B TWI481878 B TW I481878B TW 101142067 A TW101142067 A TW 101142067A TW 101142067 A TW101142067 A TW 101142067A TW I481878 B TWI481878 B TW I481878B
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Jun Liang Lai
Yung Chin Hung
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探針卡結構
本發明係與探針卡有關，更詳而言之是指一種探針卡結構。
按，用以檢測電子產品之各精密電子元件間的電性連接是否確實的方法，是以一探針卡作為一檢測機與該待測電子物件之間的測試訊號與電源訊號之傳輸介面。而該待測電子元件通常係接收來自該檢測機之高頻電源訊號，藉以供應該待測電子元件所需之電源。
然而，習用探針卡之電源訊號之傳送線路通常與測試訊號之傳送線路是呈同樣的阻抗設計，換言之，當檢測機傳送高頻的電源訊號至該探針卡時，該探針卡之電源線路於高頻時所產生之高阻抗，通常會造成電源訊號一定程度的衰減。如此一來，該待測電子元件便容易因為電源供給不足而停止作動或是產生測試訊號的誤判。
有鑑於此，本發明之主要目的在於提供一種探針卡結構可於傳輸高頻電源訊號時，避免電源訊號產生大幅衰減之情形。
緣以達成上述目的，本發明所提供探針卡結構用以將一檢 測機之電源訊號以及測試訊號傳輸予一待測電子物件，藉以透過該電源訊號供應電源予該待測電子物件，以及透過該測試訊號對該待測電子物件進行電性檢測；該探針卡結構包含有複數根訊號針以及一基板；其中，該等訊號針以導電材料製成，且其一端用以點觸該待測電子物件；該基板以至少一個具有特定介質常數之介質材料製成，用以供與該檢測機連接；該基板中埋設有以導體製成之一第一電源傳導體、一第一訊號傳導體、以及環繞該第一電源傳導體與該第一訊號傳導體設置之複數個第一接地傳導體；其中，該第一電源傳導體與該檢測機以及其中至少一訊號針之另一端電性連接，用以傳輸電源訊號至該待測電子物件；該第一訊號傳導體與該檢測機以另外中至少一訊號針之另一端電性連接，用以傳輸測試訊號至該待測電子物件；該等第一接地傳導體用以做為接地；該第一電源傳導體與該第一訊號傳導體符合以下條件：HP1 /TP1 ≧HS1 /TS1 ；其中，HP1 為該第一電源傳導體之厚度；HS1 為該第一訊號傳導體之厚度；TP1 為該基板於該第一電源傳導體周圍，與其相鄰之二個第一接地傳導體之間的介質材料厚度；TS1 為該基板於該第一訊號傳導體周圍，與其相鄰之二個第一接地傳導體之間的介質材料厚度。
緣以達成上述目的，本發明更提供另一探針卡結構包含有複數根訊號針、一基板以及一載板；其中，該等訊號針以導電 材料製成，且其一端用以點觸該待測電子物件；該基板以至少一個具有特定介質常數之介質材料製成，用以供與該檢測機連接；該基板中埋設有以導體製成之一第一電源傳導體、一第一訊號傳導體、以及環繞該第一電源傳導體與該第一訊號傳導體設置之複數個第一接地傳導體；其中，該第一電源傳導體與該檢測機電性連接，用以傳輸電源訊號；該第一訊號傳導體與該檢測機電性連接，用以傳輸測試訊號至該待測電子物件；該等第一接地傳導體用以做為接地；該載板以至少一個具有預定介質常數之介質材料製成，且與該基板連接；該載板中埋設有以導體製成之一第二電源傳導體、一第二訊號傳導體、以及環繞該第二電源傳導體與該第二訊號傳導體設置之複數個第二接地傳導體；其中，該第二電源傳導體與該第一電源傳導體、以及其中至少一訊號針之另一端連接，藉以傳輸電源訊號至該待測電子物件；該第二訊號傳導體與該第一訊號傳導體、以及另外至少一訊號針之另一端電性連接，藉以傳輸測試訊號至該待測電子物件；該等第二接地傳導體用以做為接地；該第二電源傳導體與該第二訊號傳導體符合以下條件：HP2 /TP2 ≧HS2 /TS2 ；其中，HP2 為該第二電源傳導體之厚度；HS2 為該第二訊號傳導體之厚度；TP2 為該載板於該第二電源傳導體周圍，與其相鄰之二個第二接地傳導體之間的介質材料厚度；TS2 為該載板於該第二訊號傳導體周圍，與其相鄰之二個第二接地傳導體 之間的介質材料厚度。
藉此，透過上述設計，便可使各該電源傳導體具有低阻抗值之特性，進而避免該探針卡結構傳輸高頻電源訊號時，產生大幅衰減之情形。
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後。
請參閱圖1，本發明較佳實施例之探針卡結構用以將一檢測機100之電源端子110與訊號端子120所輸出的電源訊號以及測試訊號傳輸予一待測電子物件200，藉以透過該電源訊號供應電源予該待測電子物件200，以及透過該測試訊號對該待測電子物件200進行電性檢測。該探針卡結構包含有複數根訊號針10、一基板20以及一載板30。其中：該等訊號針10是以金屬製成，當然亦可以其他導電材料，其一端用以點觸該待測電子物件200之待受測部位或是代供電部位。
該基板20其中一面用以供與該檢測機100連接。於本實施例中，該基板20為以兩種具有不同介質常數之介質材料堆疊製成之多層印刷電路板，且形成有以導體製成之一第一訊號傳導體21、一第一電源傳導體22、以及數個圍繞該第一訊號傳導體21與該第一電源傳導體22之第一接地傳導體23埋設 於其中。該第一訊號傳導體21用以與該訊號端子120連接。該第一電源傳導體22用以與該電源端子110連接。該等第一接地傳導體23則用以做為接地。
該載板30與該基板20之另外一面連接。於本實施例中，該載板30為以兩種具有不同介質常數之介質材料堆疊製成之多層陶瓷板(Multi-Layer Ceramic；MLC)，且形成有以導體製成之一第二訊號傳導體31、一第二電源傳導體32、以及數個環繞該第二訊號傳導體31與該第二電源傳導體32之第二接地傳導體33埋設於其中。該第二訊號傳導體31一端與該第一訊號傳導體21連接，而另一端則連接於用以點觸該待測電子物件200之待受測部位的訊號針10。該第二電源傳導體32一端與該第一電源傳導體22連接，而另一端則連接於用以點觸該待測電子物件200之待供電部位的訊號針100。
如此一來，該基板20之第一訊號傳導體21、與該載板30之第二訊號傳導體31將連接形成一訊號線路，而可透過對應之該探針10傳輸該檢測機100輸出之測試訊號至該待測電子物件200。而該基板20之第一電源傳導體22與該載板30之第二電源傳導體32則連接形成一電源線路，而可透過對應之該探針10傳輸該檢測機100輸出之高頻電源訊號至該待測電子物件200。
是以，請參閱圖2及圖3，該基板20之該第一訊號傳導體21與該第一電源傳導體22、以及該載板30之該第二訊號 傳導體31與該第二電源傳導體32係依據以下條件進行設計：1. HP1 ≧HS1 ； 2. HP2 ≧HS2 ；3. TP1 ≦TS1 ； 4. TP2 ≦TS2 ；5. HP1 /TP1 ≧HS1 /TS1 ； 6.HP2 /TP2 ≧HS2 /TS2 ；7. TP1 -HP1 ≦TS1 -HS1 ； 8.TP2 -HP2 ≦TS2 -HS2 ；9. RP1 ≦RS1 ； 10. RP2 ≦RS2 ；11. EP1 ≧ES1 ； 12. EP2 ≧ES2 ；其中，HP1 為該第一電源傳導體22之厚度；HS1 為該第一訊號傳導體21之厚度；TP1 為該基板20於該第一電源傳導體22周圍，與其相鄰之二個第一接地傳導體23之間的介質材料厚度；TS1 為該基板20於該第一訊號傳導體21周圍，與其相鄰之二個第一接地傳導體23之間的介質材料厚度；RP1 為該第一電源傳導體22之電阻係數；RS1 為該第一訊號傳導體21之電阻係數；EP1 為該基板20於該第一電源傳導體22周圍所用之介質材料的介質常數；ES1 為該基板20於該第一訊號傳導體21周圍所用之介質材料的介質常數；HP2 為該第二電源傳導體32之厚度；HS2 為該第二訊號傳導體31之厚度；TP2 為該載板30於該第二電源傳導體32周圍，與其相鄰之二個第二接地傳導體33之間的介質材料厚度；TS2 為該載板30於該第二訊號傳導體31周圍，與其相鄰之二個第二接地傳導體33之間的介質材料厚度；RP2 為該第二電源傳導體32之電阻係數；RS2 為該第二訊號傳導體31之電阻係數；EP2 為該載板30於該第二 電源傳導體32周圍所用之介質材料的介質常數；ES2 為該載板30於該第二訊號傳導體31周圍所用之介質材料的介質常數。
如此一來，透過低電阻係數、以及高厚度之設計，便可使該第一電源傳導體22具有遠低於該第一訊號傳導體21之極低電阻值、以及使該第二電源傳導體32具有遠低於該第二訊號傳導體31之極低電阻值。而透過高介質常數、以及傳導體厚度與介質材料厚度的比值之設計，便可使得該第一電源傳導體22以及該第二電源傳導體32具有較高的電容值，使其於高頻時則具有極低之電抗值，進而使該第一電源傳導體22以及該第二電源傳導體32於傳輸高頻訊號時，具有遠低於該第一訊號傳導體21以及該第二訊號傳導體31之極低阻抗值，而使得傳輸該檢測機100輸出之高頻電源訊號至該待測電子物件200時，可避免電源訊號產生大幅衰減之情形。
當然，在實際實施上，可依該待測電子物件200待側試區域之間隙，設計僅使用該基板20而已。另外，除上述設計外，亦可依使用需求，僅於該基板20或僅於該載板30上，依據前述之條件對該基板20之該第一訊號傳導體21與該第一電源傳導體22、或該載板30之該第二訊號傳導體31與該第二電源傳導體32進行設計。再者，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。
10‧‧‧訊號針
20‧‧‧基板
21‧‧‧第一訊號傳導體
22‧‧‧第一電源傳導體
23‧‧‧第一接地傳導體
30‧‧‧載板
31‧‧‧第二訊號傳導體
32‧‧‧第二電源傳導體
33‧‧‧第二接地傳導體
100‧‧‧檢測機
110‧‧‧電源端子
120‧‧‧訊號端子
200‧‧‧待測電子物件
圖1為本發明第一較佳實施例之結構圖；圖2為圖1之A-A處的剖面圖；圖3為圖1之B-B處的剖面圖。
10‧‧‧訊號針
20‧‧‧基板
21‧‧‧第一訊號傳導體
22‧‧‧第一電源傳導體
23‧‧‧第一接地傳導體
30‧‧‧載板
31‧‧‧第二訊號傳導體
32‧‧‧第二電源傳導體
33‧‧‧第二接地傳導體
100‧‧‧檢測機
110‧‧‧電源端子
120‧‧‧訊號端子
200‧‧‧待測電子物件

Claims (16)

  1. 一種探針卡結構，用以將一檢測機之電源訊號以及測試訊號傳輸予一待測電子物件，藉以透過該電源訊號供應電源予該待測電子物件，以及透過該測試訊號對該待測電子物件進行電性檢測；該探針卡結構包含有：複數根訊號針，以導電材料製成，且其一端用以點觸該待測電子物件；一基板，以兩種以上不同介質常數之介質材料堆疊製成，用以供與該檢測機連接；該基板中埋設有以導體製成之一第一電源傳導體、一第一訊號傳導體、以及環繞該第一電源傳導體與該第一訊號傳導體設置之複數個第一接地傳導體；其中，該第一電源傳導體與該檢測機以及其中至少一訊號針之另一端電性連接，用以傳輸電源訊號至該待測電子物件；該第一訊號傳導體與該檢測機以及另外至少一訊號針之另一端電性連接，用以傳輸測試訊號至該待測電子物件；該等第一接地傳導體用以做為接地；該第一電源傳導體與該第一訊號傳導體符合以下條件：HP1 /TP1 ≧HS1 /TS1 EP1 ≧ES1 ；其中，HP1 為該第一電源傳導體之厚度；HS1 為該第一訊號傳導體之厚度；TP1 為該基板於該第一電源傳導體周圍，與其相鄰之二個第一接地傳導體之間的介質材料厚度；TS1 為該基板於該第一訊號傳導體周圍，與其相鄰之二個第一接地傳導體之間的介質材 料厚度；EP1 為該基板於該第一電源傳導體周圍所用之介質材料的介質常數；ES1 為該基板於該第一訊號傳導體周圍所用之介質材料的介質常數。
  2. 如請求項1所述探針卡結構，更包含有一載板以至少一個具有特定介質常數之介質材料製成，且與該基板連接；該載板中埋設有以導體製成之一第二電源傳導體、一第二訊號傳導體、以及環繞該第二電源傳導體與該第二訊號傳導體設置之複數個第二接地傳導體；其中，該第二電源傳導體與該第一電源傳導體、以及對應之訊號針另一端連接；該第二訊號傳導體與該第一訊號傳導體、以及對應之訊號針另一端電性連接；該等第二接地傳導體用以做為接地；該第二電源傳導體與該第二訊號傳導體符合以下條件：HP2 /TP2 ≧HS2 /TS2 ；其中，HP2 為該第二電源傳導體之厚度；HS2 為該第二訊號傳導體之厚度；TP2 為該載板於該第二電源傳導體周圍，與其相鄰之二個第二接地傳導體之間的介質材料厚度；TS2 為該載板於該第二訊號傳導體周圍，與其相鄰之二個第二接地傳導體之間的介質材料厚度。
  3. 如請求項1所述探針卡結構，其中，該第一電源傳導體與該第一訊號傳導體更符合HP1 ≧HS1 之條件。
  4. 如請求項2所述探針卡結構，其中，該第二電源傳導體與該第二訊號傳導體更符合HP2 ≧HS2 之條件。
  5. 如請求項1所述探針卡結構，其中，該第一電源傳導體與該第一訊號傳導體更符合TP1 ≦TS1 之條件。
  6. 如請求項2所述探針卡結構，其中，該第二電源傳導體與該第二訊號傳導體更符合TP2 ≦TS2 之條件。
  7. 如請求項1所述探針卡結構，其中，該第一電源傳導體與該第一訊號傳導體更符合TP1 -HP1 ≦TS1 -HS1 之條件。
  8. 如請求項2所述探針卡結構，其中，該第二電源傳導體與該第二訊號傳導體更符合TP2 -HP2 ≦TS2 -HS2 之條件。
  9. 如請求項1所述探針卡結構，其中，該第一電源傳導體與該第一訊號傳導體更符合以下條件：RP1 ≦RS1 ；其中，RP1 為該第一電源傳導體之電阻係數；RS1 為該第一訊號傳導體之電阻係數。
  10. 如請求項2所述探針卡結構，其中，該第二電源傳導體與該第二訊號傳導體更符合以下條件：RP2 ≦RS2 ；其中，RP2 為該第二電源傳導體之電阻係數；RS2 為該第二訊號傳導體之電阻係數。
  11. 如請求項2所述探針卡結構，其中，該載板是以兩種以上不同介質常數之介質材料堆疊製成；該第二電源傳導體與該第二訊號傳導體更符合以下條件：EP2 ≧ES2 ； 其中，EP2 為該載板於該第二電源傳導體周圍所用之介質材料的介質常數；ES2 為該載板於該第二訊號傳導體周圍所用之介質材料的介質常數。
  12. 一種探針卡結構，用以將一檢測機之電源訊號以及測試訊號傳輸予一待測電子物件，藉以透過該電源訊號供應電源予該待測電子物件，以及透過該測試訊號對該待測電子物件進行電性檢測；該探針卡結構包含有：複數根訊號針，以導電材料製成，且其一端用以點觸該待測電子物件；一基板，以至少一個具有特定介質常數之介質材料製成，用以供與該檢測機連接；該基板中埋設有以導體製成之一第一電源傳導體、一第一訊號傳導體、以及環繞該第一電源傳導體與該第一訊號傳導體設置之複數個第一接地傳導體；其中，該第一電源傳導體與該檢測機電性連接，用以傳輸電源訊號；該第一訊號傳導體與該檢測機電性連接，用以傳輸測試訊號至該待測電子物件；該等第一接地傳導體用以做為接地；一載板，該載板是以兩種以上不同介質常數之介質材料堆疊製成，且與該基板連接；該載板中埋設有以導體製成之一第二電源傳導體、一第二訊號傳導體、以及環繞該第二電源傳導體與該第二訊號傳導體設置之複數個第二接地傳導體；其中，該第二電源傳導體與該第一電源傳導體、以及其中至少一訊號針之另一端連接，藉以傳輸電源訊號至該待測電子物件；該第二訊號傳導體與 該第一訊號傳導體、以及另外至少一訊號針之另一端電性連接，藉以傳輸測試訊號至該待測電子物件；該等第二接地傳導體用以做為接地；該第二電源傳導體與該第二訊號傳導體符合以下條件：HP2 /TP2 ≧HS2 /TS2 EP2 ≧ES2 ；其中，HP2 為該第二電源傳導體之厚度；HS2 為該第二訊號傳導體之厚度；TP2 為該載板於該第二電源傳導體周圍，與其相鄰之二個第二接地傳導體之間的介質材料厚度；TS2 為該載板於該第二訊號傳導體周圍，與其相鄰之二個第二接地傳導體之間的介質材料厚度；EP2 為該載板於該第二電源傳導體周圍所用之介質材料的介質常數；ES2 為該載板於該第二訊號傳導體周圍所用之介質材料的介質常數。
  13. 如請求項12所述探針卡結構，其中，該第二電源傳導體與該第二訊號傳導體更符合HP2 ≧HS2 之條件。
  14. 如請求項12所述探針卡結構，其中，該第二電源傳導體與該第二訊號傳導體更符合TP2 ≦TS2 之條件。
  15. 如請求項12所述探針卡結構，其中，該第二電源傳導體與該第二訊號傳導體更符合TP2 -HP2 ≦TS2 -HS2 之條件。
  16. 如請求項12所述探針卡結構，其中，該第二電源傳導體與該第二訊號傳導體更符合以下條件：RP2 ≦RS2 ； 其中，RP2 為該第二電源傳導體之電阻係數；RS2 為該第二訊號傳導體之電阻係數。
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