TWI482971B

TWI482971B - Inductive three - dimensional double - sided electrical measurement fixture

Info

Publication number: TWI482971B
Application number: TW102133220A
Authority: TW
Original assignee: Nat University Of Kaohsuing
Priority date: 2013-09-13
Filing date: 2013-09-13
Publication date: 2015-05-01
Also published as: TW201510535A

Description

感應式三維雙面電性量測治具

本發明是有關於一種量測治具，特別是指一種用於三維高密度電路的實際電氣參數萃取的量測治具。

在當前電子產品體積日趨減小、每單位面積之電子元件密度逐漸增高的時空背景下，三維晶片堆疊(3D-IC)及系統化構裝(System in Packaging,SiP)電路設計驗證已成為電子產業發展的主要趨勢，其訊號傳遞架構亦已從單平面多埠方式轉換成雙面立體多埠方式傳輸。

參閱圖1、圖2，所謂的雙面立體多埠方式傳輸電氣信號的訊號傳輸架構，大致是將測試用探針100接觸穿透/線治具(Thru/Line Kit)1位於相反二表面的多數探針接觸墊11後將電氣信號饋入，饋入的電氣訊號自探針接觸墊11經過鍍穿孔12(Plating Through Hole,PTH)進入量測校正電路13後即會對應輸出對應的電氣信號，收集、分析該些電氣信號後即可得到所欲量測產品的電氣特性。

由於現今用於雙面立體多埠方式傳輸電氣信號的穿透/線治具1是採用多層印刷電路板(PCB)製程製作，蝕刻開窗後才能得到供測試用探針100接觸用的探針接觸墊 11，而此製程除了會對穿透/線治具1產生例如使用頻寬、可量測頻帶，以及量測準確度等等的影響之外，隨著電子元件密度逐漸增高而需要不斷提高的開窗精準度、不斷需要微縮的開窗尺寸，也導致了治具生產不易、無法量產，以及生產成本不斷提高的問題。

因此，本發明之目的，即在提供一種可以克服製程中的開窗問題，且發展寬頻寬、再現性佳、穿透損耗小並能同時符合異針距與異模態探針的感應式三維雙面電性量測治具。

於是，本發明一種感應式三維雙面電性量測治具，包含一治具本體，及至少一探針感應線圈單元。

該治具本體具有一量測校正電路。

該探針感應線圈單元設置在該治具本體並與該量測校正電路電連接，包括一第一層體，及一與該第一層體間隔的第二層體，該第一層體包括一第一中心區域、一自該第一中心區域延伸並環成圈狀的第一線圈區域，及一自該第一線圈區域相反於該第一中心區域的一端延伸並圍繞該第一中心區域的第一接地區域，該第二層體包括一第二中心區域、一自該第二中心區域延伸並對應該第一線圈區域環成圈狀並可與該第一線圈區域產生電磁交變耦合的第二線圈區域，及一自該第二線圈區域相反於該第二中心區域的一端延伸並圍繞該第二中心區域的第二接地區域。

本發明之功效在於：藉由設置在該治具本體並與該量測校正電路電連接的探針感應線圈單元，以非接觸的方式供探針饋入、輸出電氣信號，克服現有的治具因需探針接觸而必須進行的開窗製程所產生的治具生產不易、無法量產，以及生產成本不斷提高的問題。

100‧‧‧測試用探針

1‧‧‧穿透/線治具

11‧‧‧探針接觸墊

12‧‧‧鍍穿孔

13‧‧‧量測校正電路

2‧‧‧治具本體

21‧‧‧量測校正電路

3‧‧‧探針感應線圈單元

31‧‧‧第一層體

311‧‧‧第一中心區域

312‧‧‧第一線圈區域

313‧‧‧第一接地區域

32‧‧‧第二層體

321‧‧‧第二中心區域

322‧‧‧第二線圈區域

323‧‧‧第二接地區域

4‧‧‧感應層體

41‧‧‧感應線圈區域

42‧‧‧連接區域

本發明之其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中：圖1是一立體圖，說明現有的雙面立體多埠方式傳輸電氣信號的訊號傳輸架構；圖2是一剖視圖，輔助說明現有的雙面立體多埠方式傳輸電氣信號的訊號傳輸架構；圖3是一立體分解圖，說明本發明感應式三維雙面電性量測治具的一第一較佳實施例；圖4是一剖視圖，輔助圖3說明本發明感應式三維雙面電性量測治具的該第一較佳實施例；圖5是一剖視圖，輔助圖3說明本發明感應式三維雙面電性量測治具的該第一較佳實施例；及圖6是一立體分解圖，說明本發明感應式三維雙面電性量測治具的一第二較佳實施例。

在本發明被詳細描述之前，應當注意在以下的說明內容中，類似的元件是以相同的編號來表示。

參閱圖3、圖4、圖5，本發明感應式三維雙面電性量測治具的一第一較佳實施例，包括一治具本體2，及至少一組探針感應線圈單元3，供測試用探針100以非接觸的方式饋入、輸出電氣訊號，進而得到所欲量測產品的電氣特性。

該治具本體2是多層印刷電路板(PCB)，具有一量測校正電路21。

該探針感應線圈單元3設置在該治具本體2並與該量測校正電路21電連接，包括相間隔且分別位於該治具本體2相反二面的一第一層體31，及一第二層體32。

該第一層體31包括一第一中心區域311、一自該第一中心區域311延伸的第一線圈區域312，及一自該第一線圈區域312相反於該第一中心區域311的一端延伸的第一接地區域313，該第一中心區域311概呈圓形，該第一接地區域313概呈具有圓形空缺的矩形，該第一中心區域311即位於該圓形空缺中而被該第一接地區域313環圍，該第一線圈區域312相反兩端分別連接該第一中心區域311和第一接地區域313而環成矩形圈狀。

該第二層體32包括一第二中心區域321、一自該第二中心區域321延伸的第二線圈區域322，及一自該第二線圈區域322相反於該第二中心區域321的一端延伸的第二接地區域323，該第二中心區域321概呈圓形，該第二接地區域323概呈具有圓形空缺的矩形，該第二中心區域321位於該圓形空缺中而被該第二接地區域323環圍，該第二線圈區域322相反兩端分別連接該第二中心區域321和第二接地區域323而環成矩形圈狀，並與該第一線圈區域312向該第二線圈區域322方向的正投影彼此重疊，而可和該第一線圈區域312產生電磁交變耦合。

以本發明感應式三維雙面電性量測治具的一第一較佳實施例進行傳輸電氣信號傳輸時，是將測試用探針100鄰近該探針感應線圈單元3的第一層體31和第二層體32，在饋入電氣信號後，第一層體31和第二層體32的第一線圈區域312和第二線圈區域322產生電磁交變耦合，而可令饋入的電氣訊號進入該量測校正電路21並對應輸出對應的電氣信號，收集、分析該些電氣信號後即可得到所欲量測產品的電氣特性。

由於本發明感應式三維雙面電性量測治具在進行產品測試的過程中，是藉由探針感應線圈單元3的第一層體31和第二層體32產生電磁交變耦合，而高指向性的輻射傳遞電氣訊號，因此不但可以同時符合異針距與異模態探針的使用，同時在治具製作過程中可以省略開窗形成供測試用探針100接觸用的探針接觸墊的製程，因此可以避免此製程帶來的例如使用頻寬、可量測頻帶，以及量測準確度等等的影響；此外，還可以避免隨著電子元件密度逐漸增高而需要不斷提高的開窗精準度、不斷需要微縮的開窗尺寸，而導致的治具生產不易、無法量產，以及生產成本不斷提高的問題。再者，本發明感應式三維雙面電性量測治具在該治具本體2中，電氣訊號是以輻射方式傳遞，因此可以降低穿透損耗、進而提昇量測準確度，特別是對於現今60GHz以上的電子元件、通訊頻帶應用等有極大的應用空間。

參閱圖6，本發明感應式三維雙面電性量測治具的一第二較佳實施例，是與該第一較佳實施例相似，不同處僅在於該第一層體31和第二層體32的第一線圈區域312和第二線圈區域322彼此遠離，因而再藉由一與該第一層體31和第二層體32相間隔且位於該第一層體31和第二層體32之間的感應層體4產生電磁交變耦合而輻射傳遞電氣訊號，該感應層體4包括二分別對應位於該第一層體31的第一線圈區域312和第二層體32的第二線圈區域322的正投影涵蓋區域範圍內並成矩形圈狀的感應線圈區域41，及一相反二端分別連接該二感應線圈區域41的連接區域42；當測試用探針100鄰近該第一層體31和第二層體32饋入電氣信號時，該第一層體31的第一線圈區域312、第二層體32的第二線圈區域322，和該感應層體4的二感應線圈區域41相配合產生電磁交變耦合，而可令饋入的電氣訊號進入該量測校正電路21並對應輸出對應的電氣信號，進而得到所欲量測產品的電氣特性。

綜上所述，相較於現有的穿透/線治具1，本發明感應式三維雙面電性量測治具主要是設計彼此產生電磁交變耦合而可高指向性的輻射傳遞電氣訊號的探針感應線圈單元3，從而實現非接觸式的雙面立體多埠方式傳輸電氣信號的訊號傳輸，而因為測試用探針100不會與本發明感應式三維雙面電性量測治具的探針感應線圈單元3實質接觸，因此本發明可以同時符合異針距與異模態探針的使用，並且在製作過程中省略開窗製程，而避免此製程帶來的負面影響，並可以改善治具生產，以及生產成本的問題，故確實能達成本發明之目的。

惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。