TWM549349U

TWM549349U - 探針卡

Info

Publication number: TWM549349U
Application number: TW106206932U
Authority: TW
Inventors: 張庚生; 邱振剛
Original assignee: 旺矽科技股份有限公司
Priority date: 2017-05-16
Filing date: 2017-05-16
Publication date: 2017-09-21
Also published as: US20180335449A1; JP3217312U

Description

探針卡

本新型創作是有關於一種探針卡，且特別是有關於一種應用於積體電路測試的探針卡。

積體電路進行測試時，測試機台透過探針卡（probe card）接觸積體電路，並傳送測試訊號以測試其功能是否符合預期。探針卡通常包含若干個尺寸精密的探針。積體電路測試時，藉由探針接觸待測物（device under test，簡稱DUT）上尺寸微小的接觸接點，例如：銲墊（pad）或凸塊（bump），傳遞來自於測試機台的測試訊號，並配合探針卡及測試機台的控制程序，達到量測積體電路的目的。隨著積體電路上的接觸接點間距越來越小，利用微機電技術製作出細微間距（Fine Pitch）應用的探針越來越風行。

此外，在高頻的領域下，對於積體電路與探針之間訊號的干擾和串音（crosstalk）的減少的要求也越來越高。然而，目前習知的探針卡通常無法有效地減少積體電路與探針之間訊號的干擾和串音，因此在對積體電路進行測試時，其量測結果往往受到影響。

本新型創作提供一種探針卡，在探針卡進行多個待測物測試時，可減少相鄰探針之間訊號的干擾和串音。

本新型創作的探針卡包括一基板、多個探針頭以及一吸波體。基板具有一穿孔。多個探針頭設置於基板上且環繞穿孔配置。各探針頭包括一外殼、一微型連接器以及一探針結構。微型連接器設置於外殼上。探針結構與微型連接器連接，且穿過外殼而延伸至穿孔。吸波體設置於兩探針結構之間。

基於上述，本新型創作的探針卡包括多個探針頭，兩探針頭的探針結構之間設置有吸波體，用以隔離以及抑制探針結構的電磁波，而減少兩探針結構之間訊號的干擾和串音。如此一來，當探針卡在對多個待測物進行測試時，其可具有更準確的量測結果。

為讓本新型創作的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

請參閱圖1與圖2A，其中圖2A中的基板100與待側物5以剖視的狀態呈現，本實施例的探針卡10適用於測試多個待測物5，並傳送測試訊號以測試其功能是否符合預期。待測物5例如是積體電路、半導體晶圓上的晶粒。本實施例的探針卡10包括一基板100、多個探針頭200以及一吸波體300。基板100具有一穿孔102。多個探針頭200設置於基板100上且環繞穿孔102配置。各探針頭200包括一外殼210、一微型連接器220（SMA connector）以及一探針結構230。微型連接器220設置於外殼210上。探針結構230與微型連接器220連接，且穿過外殼210而延伸至穿孔102。吸波體300設置於兩探針結構230之間。

具體而言，本實施例的基板100例如是印刷電路板，探針頭200例如是RF探針，且探針頭200例如是設置於基板100上並以穿孔102為中心而環繞穿孔102呈輻射狀配置。探針頭200的數量可以是兩個、四個、八個等等，使用者可視需求調整探針頭200的數量，本新型創作不對此加以限制。探針頭200的微型連接器220適於與同軸電纜連接，以作訊號的輸入與輸出。探針頭200的探針結構230例如是半剛性電纜（semi rigid cable），進一步來說是屬於半剛性的同軸電纜。探針結構230包括一探針本體232，探針本體232例如是銅管，且具有一第一區段S1與一第二區段S2。微型連接器220連接於探針本體232的第一區段S1，且探針本體232與微型連接器220一體成型或者組裝成型。探針頭200的外殼210具有一底部212與一頂部214。外殼210的底部212設置於基板100上，且探針結構230藉由外殼210而固定於基板100上。微型連接器220設置於外殼210的頂部214，探針本體232的第一區段S1可例如是但不限制為傾斜地穿過外殼210，使微型連接器220外露於外殼210的頂部214，探針本體232的第二區段S2外露於外殼210並延伸至穿孔102，且第二區段S2的末端穿過基板100的穿孔102，以接觸並測量對位於穿孔102下方的待側物5。在本實施例中，左邊三個探針本體232的第二區段S2的末端例如是呈直線排列且位於同一水平面上，而右邊三個探針本體232的第二區段S2的末端亦可呈直線排列且位於同一水平面上。此外，左邊三個探針本體232的第二區段S2的末端所構成的直線可以平行於右邊三個探針本體232的第二區段S2的末端所構成的直線。在對待測物5進行測試時，測試機台例如是透過探針頭200，由與微型連接器220連接的電纜作為測試訊號的輸入，測試訊號並透過探針結構230傳輸至待測物5上的銲墊或凸塊，探針結構230再將測試結果透過電纜回送至測試裝置進行分析。

在本實施例中，如圖1所示，可將探針卡10以中心線軸劃分，使左邊中間與右邊中間的探針頭200為一對探針頭，左邊上方與右邊上方的探針頭200為另一對探針頭，左邊下方與右邊下方的探針頭200為又一對探針頭。其中，同一對探針頭適於測試同一個待測物5，而不同對探針頭測試不同的待測物5。舉例來說，本實施例的三對探針頭分別用以測試晶圓上的三個不同的晶粒。

由於探針本體232的第二區段S2的末端位置要對應待測物5上的銲墊或凸塊，兩相鄰微型連接器220的間距大於兩相鄰探針本體232的第二區段S2的末端的間距，但探針本體232的長度要儘可能保持一致，因此探針本體232會如圖1的方式有彎折角度的結構。一對探針頭200對應一個待測物5進行測試，但探針頭200的設計必須考量測試頻段、實驗模擬才會有結論。如圖1所示，相臨的一對探針頭對應測試的待測物5可以是相臨排列的待測物5，或者間隔排列的待測物5，其中，間隔排列的待測物5可以視為跳一定數目的待測物5進行排列，如圖1所示，例如以跳一個待測物5進行排列為例，上方一對的探針頭200對應測試第一個待測物5，中間一對的探針頭200對應測試第三個待測物5，下方一對的探針頭200對應測試第五個待測物5。

在本實施例中，由於探針卡10具有多個探針頭200，因此這些探針頭200的探針結構230之間容易有電磁波的干擾和串音。除此之外，待側物5或是周圍電子元件的金屬表面也會造成電磁波的干擾和串音。而在對待測物5進行測試時，電磁波的干擾和串音會影響量測結果，是使用者所不期望的。因此，如圖2A所示，本實施例的探針卡10還具有吸波體300包覆於探針本體232，且特別是包覆於探針本體232外露於外殼210的第二區段S2，本新型創作不對此加以限制。因此，各吸波體300的一部分將可位在相鄰的探針結構230之間。吸波體300可以塗佈或套筒套設的方式形成在探針本體232上，且吸波體300的材質例如是但不限制為橡膠、高分子材料或應用於隱形戰鬥機的塗料等等，進一步來說可以是塗佈有乙烯丙烯橡膠（EPDM）的鋁箔、塗佈有乙烯乙酸乙烯酯（EVA）的鋁箔或乙烯乙酸乙烯酯（EVA）等。吸波體300的設置可隔離以及抑制探針結構230、待測物5或周圍電子元件的金屬表面所逸散的電磁波，以降低對待測物5的量測結果的影響。此外，兩相鄰的微型連接器220之間也可設置吸波體300，且往電纜方向延伸，使兩相鄰的電纜之間也設置有吸波體300。

在本實施例中，如圖2A所示，各外殼210的底部212與基板100之間還可設置一吸波體300A。在另一未繪示的實施例中，也可沒有吸波體300A，使得外殼210直接安裝在基板100上。在另一實施例中，如圖2B所示，還可全面地設置一吸波體300B（以剖視的狀態呈現）於基板100設置有外殼210的一表面104，且位於這些外殼210與基板100之間，特別是位在這些外殼210的底部212與基板100之間。在又一實施例中，如圖2C所示，更可將一吸波體300C包覆整個外殼210，其中吸波體300C可以塗佈方式形成在外殼210上。吸波體300A及吸波體300B可為一板材，板材的材質例如是包含90~99.5%氧化鋁（AL ₂O ₃）的陶瓷基板、二氧化鋯（PSZ）的陶瓷基板等等。吸波體300C的材質與吸波體300的材質相同。此外，外殼210亦可直接使用吸波體做為外殼210的材料。亦即，使用如上述吸波體300A及吸波體300B的吸波材料製作成外殼210形狀，其效果等同使用吸波體300C。吸波體可依照吸波的頻段不同而使用不同的材料。

圖3是圖1的探針結構的立體示意圖。圖4是圖1的探針結構的立體示意圖。請參閱圖3與圖4，本實施例的探針結構230例如是同軸探針結構，探針本體232呈圓條狀，且由外而內依序包括同軸設置的一外導體232a、一介電層232b與一內導體232c。外導體232a與內導體232c之間藉由介電層232b而彼此隔離。探針本體232具有一端面232d與一斜切面232e。端面232d位於探針本體232的第二區段S2一端，其法線方向大致平行於探針本體232之長度方向，且外導體232a、介電層232b與內導體232c外露於端面232d。斜切面232e自探針本體232的一端延伸至探針本體232的另一端，並斜切過外導體232a、介電層232b與內導體232c，而形成拉長狀的橢圓形狀，使外導體232a、介電層232b與內導體232c平坦地局部外露於斜切面232e。也就是說，斜切面232e包括外導體232a的切面、介電層232b的切面以及內導體232c的切面。

在本實施例中，探針結構230還包括多個探測件234，探測件234例如是但不限制為以微機電技術製作且呈現葉片狀或為懸臂樑結構。探測件234具有一固定端234a與一探測端234b。探測端234b穿過穿孔102，並接觸待測物5上的銲墊或凸塊，以探測待測物5。固定端234a例如是以焊接的方式固定於探針本體232的斜切面232e。探測件234的至少其中一者的固定端234a電性連接於外導體232a外露於斜切面232e的部分，且探測件234的至少其中一者的固定端234a電性連接於內導體232c外露於斜切面232e的部分。舉例而言，探針結構230具有一探測件234以固定端234a電性連接於外導體232a外露於斜切面232e的部分，以被定義為用來接地，並具有另一探測件234以固定端234a電性連接於內導體232c外露於斜切面232e的部分，以被定義為用來傳輸測試訊號，而各探測件234彼此不相連。或者，探針結構230也可具有兩個探測件234以固定端234a電性連接於外導體232a外露於斜切面232e的部分，以被定義為用來接地，以及兩個探測件234以固定端234a電性連接於內導體232c外露於斜切面232e的部分，以被定義為用來傳輸測試訊號。當探針本體232的外導體232a被定義為用來接地時，外導體232a也可對探針本體232所逸散的電磁波產生屏蔽的作用。本新型創作並不對探測件234電性連接於外導體232a或內導體232c的數量加以限制，且電性連接於外導體232a的探測件234以及電性連接於內導體232a的探測件232c可分別被定義為用來接地與傳輸測試訊號或是分別被定義為用來傳輸測試訊號與接地。

綜上所述，本新型創作的探針卡包括多個探針頭，用以測試多個待測物的功能是否符合預期。本新型創作除了藉由探針本體的外導體用來接地以屏蔽探針結構所逸散的電磁波之外，還藉由吸波體包覆於探針本體或外殼，或設置於外殼與基板之間，以進一步隔離以及抑制探針結構、待測物或周圍電子元件的金屬表面所逸散的電磁波，而減少電磁波的互相干擾和串音，使探針卡在對多個待測物進行測試時，電磁波不會影響對多個待測物的測量，而可具有更準確的量測結果。

雖然本新型創作已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本新型創作，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本新型創作的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本新型創作的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

5‧‧‧待測物 10‧‧‧ 探針卡 100‧‧‧基板 102‧‧‧穿孔 104‧‧‧表面 200‧‧‧探針頭 210‧‧‧外殼 212‧‧‧底部 214‧‧‧頂部 220‧‧‧微型連接器 230‧‧‧探針結構 232‧‧‧探針本體 232a‧‧‧外導體 232b‧‧‧介電層 232c‧‧‧內導體 232d‧‧‧端面 232e‧‧‧斜切面 234‧‧‧探測件 234a‧‧‧固定端 234b‧‧‧探測端 300、300A、300B、300C‧‧‧吸波體 S1‧‧‧第一區段 S2‧‧‧第二區段

圖1是依照本新型創作的一實施例的探針卡的俯視圖。圖2A繪示圖1的探針卡的部分構件的側視圖。圖2B繪示圖1是依照本新型創作的另一實施例的探針卡的部分構件的側視圖。圖2C繪示圖1是依照本新型創作的又一實施例的探針卡的部分構件的側視圖。圖3是圖1的探針結構的立體示意圖。圖4是圖1的探針結構的立體示意圖。

5‧‧‧待測物

100‧‧‧基板

200‧‧‧探針頭

210‧‧‧外殼

212‧‧‧底部

214‧‧‧頂部

220‧‧‧微型連接器

230‧‧‧探針結構

232‧‧‧探針本體

234‧‧‧探測件

300、300A‧‧‧吸波體

S1‧‧‧第一區段

S2‧‧‧第二區段

Claims

一種探針卡，包括：一基板，具有一穿孔；以及多個探針頭，設置於該基板上且環繞該穿孔配置，其中各該探針頭包括：一外殼；一微型連接器，設置於該外殼上；一探針結構，與該微型連接器連接，且穿過該外殼而延伸至該穿孔；以及一吸波體，設置於該兩探針結構之間。
如申請專利範圍第1項所述的探針卡，其中該外殼具有相對於該底部的一頂部，該微型連接器設置於該外殼的該頂部。
如申請專利範圍第1項所述的探針卡，其中該探針結構包括一探針本體，該探針本體與該微型連接器連接，且該探針結構與該微形連接器一體成型或者組裝成型。
如申請專利範圍第3項所述的探針卡，其中該吸波體包覆該探針本體。
如申請專利範圍第4項所述的探針卡，其中該探針本體包括一第一區段與一第二區段，該微型連接器連接於該第一區段，該第一區段穿過該外殼，且該第二區段外露於該外殼並被該吸波體所包覆。
如申請專利範圍第4項所述的探針卡，其中該探針結構為同軸探針結構，且該探針本體由外而內依序包括同軸設置的一外導體、一介電層與一內導體。
如申請專利範圍第6項所述的探針卡，其中該探針本體具有一端面與一斜切面，該端面位於該探針本體的一端，該外導體、該絕緣層與該內導體外露於該端面，該斜切面自該探針本體的一端延伸至該探針本體的另一端，並斜切過該外導體、該絕緣層與該內導體，使該外導體、該絕緣層與該內導體局部外露於該斜切面，該探針結構還包括多個探測件，各該探測件具有一固定端與一探測端，該探測端用以接觸一待測物，該待測物對位於該穿孔的下方，該些探測件的至少其中一者的該固定端電性連接於該外導體外露於該斜切面的部分，且該些探測件的至少其中一者的該固定端電性連接於該內導體外露於該斜切面的部分。
如申請專利範圍第4項所述的探針卡，其中該吸波體的材質為塗佈有乙烯丙烯橡膠（EPDM）的鋁箔或塗佈有乙烯乙酸乙烯酯（EVA）的鋁箔。
如申請專利範圍第4項所述的探針卡，其中該吸波體的材質包括乙烯乙酸乙烯酯（EVA）。
如申請專利範圍第1項所述的探針卡，更包括：另一吸波體，設置於對應的該外殼的一底部，且位於對應的該外殼與該基板之間。
如申請專利範圍第10項所述的探針卡，其中該另一吸波體為一板材，且該板材為包含90~99.5%氧化鋁的陶瓷基板或包含二氧化鋯（PSZ）的陶瓷基板。
如申請專利範圍第1項所述的探針卡，更包括：另一吸波體，全面地設置於該基板設有該外殼的一表面，且位於該些外殼與該基板之間。
如申請專利範圍第12項所述的探針卡，其中該另一吸波體為一板材，且該板材為包含90~99.5%氧化鋁的陶瓷基板或包含二氧化鋯（PSZ）的陶瓷基板。
如申請專利範圍第1項所述的探針卡，更包括：另一吸波體，包覆整個對應的該外殼。
如申請專利範圍第14項所述的探針卡，其中該另一吸波體的材質與該吸波體的材質相同。
如申請專利範圍第1項所述的探針卡，其中該外殼的材質包括吸波材料。
如申請專利範圍第1項所述的探針卡，其中該外殼的材質包括包含90~99.5%氧化鋁的陶瓷或包含二氧化鋯（PSZ）的陶瓷。