TWI601960B - 探針卡模組 - Google Patents

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李宗潤
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新特系統股份有限公司
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Description

探針卡模組
本發明係關於一種探針卡之技術。
在積體電路元件的製造過程中，晶粒切割或元件封裝之前會進行電性測試，這通常藉由探針卡將測試機(Tester)所提供的電源訊號與測試訊號傳輸給待測元件(Device Under Testing，簡稱DUT)；其中，電源訊號用以供給待測元件所需電源，而測試訊號用以檢測待測元件。
習知技術的探針卡模組10的結構造可參閱第1A圖與第1B圖，其中第1A圖為其剖面圖，而第1B圖為其上視圖。該探針卡模組10的結構主體為印刷電路板12，藉由探針固定座13而將導電探針11固定於印刷電路板12下方，且該印刷電路板12係固定於探針卡支持器14上。該探針卡支持器14具有一中央開口，使得當該印刷電路板12設置於該探針卡支持器14上時，該導電探針11可通過該中央開口而向下點觸待測元件(未圖示)的測試墊片(Testing pad)。
一般而言，探針卡的上視圖輪廓與待測元件晶圓的形狀及尺寸會大致相同；也就是說，倘若待測元件為8吋晶圓，則該印刷電路板12將會是直徑大約8吋的圓形盤狀物。此外，為了探針卡支持器14能在測試機上對準定位，會在該探針卡支持器14內設置上下各一個定位銷(Alignment Pin)15；當然，此上下二定位銷15之間的距離必須大於該印刷電路板12的直徑D0。
當積體電路製造技術升級時，例如，由8吋晶圓製程升級到12吋晶圓製程，測試機台常會整個升級更新，這將造成很大的成本負擔。因此，本發明嘗試在原有測試機台的軟體系統基礎下， 針對其中的探針卡及探針卡支持器進行硬體機構為主的變更，以期花費最少成本而能達成積體電路製造技術升級所需的電性測試。對於習知的探針卡模組技術，另亦可參閱中華民國專利案TW M270488、TW I287634、TW I453846，中國專利案CN 1665011，及美國專利案US 6060892，皆完全不同於本案發明技術。
本發明的目的之一，即在解決當積體電路製造技術升級時，可在原有測試機台的軟體系統基礎下，針對其中的探針卡模組(包含探針卡及探針卡支持器)進行硬體機構為主的變更，以期花費最少成本而能達成積體電路製造技術升級所需的電性測試
根據本發明的一方面，一實施例提供一種探針卡模組，其包括：複數個導電探針；一印刷電路板，具有非圓形的一上表面與一下表面，並包含一連接該等導電探針的導電線路；一探針固定座，設置於該印刷電路板的下表面之下，並用以固定該等導電探針；以及複數個電路晶片，設置於該印刷電路板的上表面之上。
在一實施例中，該等電路晶片連接該印刷電路板的導電線路。
在一實施例中，該電路晶片為單刀雙擲開關或操作放大器。
在一實施例中，該印刷電路板的非圓形上表面具有一第一直線邊、一平行於該第一直線邊的第二直線邊、一第一圓弧邊、及一與該第一圓弧邊左右對稱的第二圓弧邊。
在一實施例中，一第一圓具有一第一直徑，一第二圓具有一大於該第一直徑的第二直徑，該第一弧形邊與該第二弧形邊皆為該第二圓部份的弧形邊，該第一直徑等於該第一直線邊與該第二直線邊之間的距離，且該等電路晶片設置於該第一圓與該第一弧形邊之間的區域上、或該第一圓與該第二弧形邊之間的區域上。
10、100‧‧‧探針卡模組
11、110‧‧‧導電探針
12、120‧‧‧印刷電路板
121‧‧‧第一直線邊
122‧‧‧第二直線邊
123‧‧‧第一圓弧邊
124‧‧‧第二圓弧邊
125‧‧‧上表面
126‧‧‧下表面
127‧‧‧左弧區
128‧‧‧右弧區
13、130‧‧‧探針固定座
14、140‧‧‧探針卡支持器
15、151、152‧‧‧定位銷
160‧‧‧電路晶片
161‧‧‧單刀雙擲開關
162‧‧‧操作放大器
171‧‧‧第一圓
172‧‧‧第二圓
第1A圖為習知技術探針卡模組的結構剖面圖。
第1B圖為習知技術探針卡模組的結構上視圖。
第2A圖為根據本發明實施例探針卡模組的結構剖面圖。
第2B圖為根據本發明實施例探針卡模組的結構上視圖。
第2C圖為本實施例印刷電路板的上視圖輪廓。
第3圖為該等電路晶片的實施例之電路圖。
為對本發明之特徵、目的及功能有更進一步的認知與瞭解，茲配合圖式詳細說明本發明之實施例如後。在所有的說明書及圖示中，將採用相同的元件編號以指定相同或類似的元件。
在各個實施例的說明中，當一元素被描述是在另一元素之「上方/上」或「下方/下」，係指直接地或間接地在該另一元素之上或之下的情況，其可能包含設置於其間的其他元素；所謂的「直接地」係指其間並未設置其他中介元素。「上方/上」或「下方/下」等的描述係以圖式為基準進行說明，但亦包含其他可能的方向轉變。所謂的「第一」、「第二」、及「第三」係用以描述不同的元素，這些元素並不因為此類謂辭而受到限制。為了說明上的便利和明確，圖式中各元素的厚度或尺寸，係以誇張或省略或概略的方式表示，且各元素的尺寸並未完全為其實際的尺寸。
第2A圖與第2B圖為根據本發明實施例探針卡模組100的結構示意圖，其中第2A圖為其剖面圖，而第2B圖為其上視圖。該探針卡模組100包含：複數個導電探針110、一印刷電路板120、一探針固定座130、探針卡支持器140、以及複數個電路晶片160；其中，該等導電探針110、該印刷電路板120、該探針固定座130及該等電路晶片160組合成本技術領域所謂的「探針卡」，而此探針卡可藉由該探針卡支持器140固定於晶片針測機(Prober，未圖示)，以進行待測物晶圓的電性測試。
該印刷電路板120可以是多層印刷電路板，其包含連接至該等導電探針110的導電線路，並作為上述探針卡的主體結構。對於習知技術的探針卡，如第1B圖所示，該印刷電路板120的上視圖輪廓為圓形，其直徑D0大約就是待測元件晶圓的尺寸，例如， 8吋直徑。反觀本發明實施例，該印刷電路板120的上視圖輪廓並非圓形；例如，如第2B圖所示，該印刷電路板120具有四個邊：第一直線邊121、位於該第一直線邊121另一側的第二直線邊122、第一圓弧邊123、及位於該第一圓弧邊123另一側的第二圓弧邊124；其中，該第一直線邊121平行於該第二直線邊122，該第一圓弧邊123與該第二圓弧邊124彼此左右對稱。
以下進一步詳述該印刷電路板120的上視圖輪廓之形狀。如第2C圖所示，假設該印刷電路板120上有二個虛擬圓：具有第一直徑D1的第一圓171和具有第二直徑D2的第二圓172，其中，第一直徑D1小於第二直徑D2，且該第一直徑D1等於該第一直線邊121與該第二直線邊122之間距，使得該第一弧形邊123為該第二圓172左半部的弧，該第二圓弧邊124為該第二圓172右半部的弧，該第一直線邊121為第一圓171的上切線，且該第二直線邊122為第一圓171的下切線。
舉例來說，假設原有的晶片針測機是專為8吋晶圓而設計的，而因積體電路製造技術由8吋晶圓製程升級到12吋晶圓製程，則藉由本實施例所提供的技術，電性測試工作可在原有8吋晶圓晶片針測機的既有架構下，將原有8吋探針卡的印刷電路板左右橫向擴大，同時原有8吋探針卡支持器也跟著擴大成12吋的寬度，但其內部結構仍能作為擴大後印刷電路板的支持座。此時，如第2B圖及第2C圖所示，第一直徑D1可以是8吋，第二直徑D2可以是12吋，且由於該印刷電路板120的縱向並未擴大而維持在8吋的寬度，因此定位銷151與152的位置並不需要更動，也因此不會導致因上述更動而增加額外成本。
此外，該探針固定座130可設置於該印刷電路板120的下表面126之下，用以固定該等導電探針110。該等電路晶片160可設置於該印刷電路板120的上表面125之上，特別是可設置於如第2C圖所示的左弧區127和右弧區128，其為該第一直線邊121、該第二直線邊122、該第一圓171與該第二圓172所圈出的二塊區域，相較於第1B圖的印刷電路板12，其為該印刷電路板120額 外多出來的表面區域，可用來設計額外的電路，以擴充測試機或晶片針測機的功能。
在本實施例中，我們將該等電路晶片160設置於該左弧區127和該右弧區128，其中，該等電路晶片160可進一步連接該印刷電路板120的導電線路。例如，該等電路晶片160可以是單刀雙擲開關161或操作放大器162，連接成如第3圖所示可用以減少待測物負載(loading)的電路。但不以此為限，該等電路晶片160及其接線可以是用以擴充測試機或晶片針測機功能的其他電路。
綜上所述，當積體電路製造技術升級時，例如，由8吋晶圓製程升級到12吋晶圓製程，電性測試機台不需要投資很高的成本而完全更新；藉由本發明技術，只需將變更探針卡模組，也就是將探針卡及探針卡支持器變大，就可以在原有測試機台的軟體系統基礎下，達成積體電路製造技術升級所需的電性測試，甚至可在探針卡變大所額外多出的面積上設計及製作其他擴充功能的電路。
唯以上所述者，僅為本發明之較佳實施例，當不能以之限制本發明的範圍。即大凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化及修飾，仍將不失本發明之要義所在，亦不脫離本發明之精神和範圍，故都應視為本發明的進一步實施狀況。
100‧‧‧探針卡模組
110‧‧‧導電探針
120‧‧‧印刷電路板
125‧‧‧上表面
126‧‧‧下表面
130‧‧‧探針固定座
140‧‧‧探針卡支持器
160‧‧‧電路晶片

Claims (5)

  1. 一種探針卡模組，包括：複數個導電探針；一印刷電路板，具有非圓形的一上表面與一下表面，並包含連接該等導電探針的一導電線路；一探針固定座，設置於該印刷電路板的該下表面之下，並用以固定該等導電探針；以及複數個電路晶片，設置於該印刷電路板的該上表面之上其中，該印刷電路板的該上表面具有一第一直線邊、位於該第一直線邊的另一側的一第二直線邊、一第一圓弧邊、及位於該第一圓弧邊的另一側的一第二圓弧邊。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之探針卡模組，其中，該等電路晶片連接該印刷電路板的該導電線路。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之探針卡模組，其中，該電路晶片為一單刀雙擲開關或一操作放大器。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之探針卡模組，其中，該第一直線邊平行於該第二直線邊，該第一圓弧邊與該第二圓弧邊係左右對稱。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之探針卡模組，其中，一第一圓具有一第一直徑，一第二圓具有大於該第一直徑的一第二直徑，該第一弧形邊與該第二弧形邊皆為該第二圓部份的弧形邊，該第一直徑等於該第一直線邊與該第二直線邊之間的距離，且該等電路晶片設置於該第一圓與該第一弧形邊之間的區域上、或該第一圓與該第二弧形邊之間的區域上。
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