CN116507923A - 适于传输高频（rf）功率信号的柔性膜和用于电子器件高频（rf）功率测试的相应探针卡 - Google Patents

Abstract

本申请描述了一种适于传输高频功率信号的柔性膜(30)，该膜包括适于与多个微型接触探针(25)电连接并在柔性5膜(30)的中央部分(30A)中制成的多个接触垫(31A，31B)、以及适于与支撑板(24)电连接并在柔性膜(30)的外围部分(30C)中制成的多个接触结构(31C)、以及在柔性膜(30)中制成的多个导电轨道(33A，33B)，这些导电轨道(33A，33B)中的每一个都将10接触垫(31A，31B)之一与接触结构(31C)之一电连接，该柔性膜(30)还包括在中央部分(30A)和外围部分(30C)之间布置和连接的中间部分(30B)。适当地，该柔性膜被分为具有第一总厚度(HA)的第一区域(34A)和具有第二总厚度(HB)的第二区域15(34B)，该第一区域(34A)是连续的并与第二区域(34B)相邻，该第一总厚度(HA)具有小于或等于75μm的值，该第二总厚度(HB)具有大于该第一总厚度(HA)的值。此外，膜20(30)的第一区域(34A)在中央部分(30A)处延伸，并包括多个接触垫(31A，31B)。本申请还描述了一种用于测试电子器件的包括这种柔性膜(30)的探针卡(20)。

Description

适于传输高频(RF)功率信号的柔性膜和用于电子器件高频 (RF)功率测试的相应探针卡

技术领域

本发明涉及一种适于传输高频功率信号的柔性膜。

更特别的是，本发明涉及一种柔性膜，该柔性膜包括多个接触垫，适于与多个微型接触探针电连接，并且是在柔性膜的中央部分中制成的；多个接触结构，适于与支撑板电连接，并且是在柔性膜的外围部分中制成的；以及多个导电轨道，它们中的每一个都将上述接触垫之一与上述接触结构之一电连接，该柔性膜还包括在中央部分和外围部分之间布置和连接的中间部分。

本发明还涉及一种包括这种柔性膜的探针卡。

下面的描述是参照这一应用领域进行的，目的只是为了简化其阐述。

背景技术

众所周知，探针卡本质上是一种适于将微观结构(特别是集成在半导体晶圆上的电子器件)的多个接触垫与执行其功能测试(特别是电测试，或一般的测试)的测试装置的相应通道进行电连接的器件。

对集成电路进行的测试尤其有助于在生产阶段尽早发现和隔离有缺陷的电路。通常情况下，探针卡用于在将集成在晶圆上的电路切割并组装到芯片密封封装体内之前对其进行电测试。

探针卡通常包括多个由具有良好电气和机械性能的特殊合金导电线形成的接触探针，这些探针允许在被测器件上制作的合适垫与在测试装置的接口卡上制作的另外的垫接触，从而允许信号从该被测器件传出和传入。

对于高频应用，接触探针的总长度应大大减少，特别是小于5000μm，从而限制众所周知的自感现象，在高频信号或射频(RF)信号的情况下，自感现象会增强。特别指出的是，术语"高频应用的探针"是指能够传输频率超过1GHz的信号的探针。

然而，探针主体长度的减小大大增加了其硬度，这涉及到它们对被测器件的接触垫施加的力的增加，这会导致这些垫断裂，对被测器件造成不可修复的损坏，这种情况显然是要避免的。此外，由于接触探针的长度减小，其硬度增加，也增加了探针本身断裂的风险。

为了解决这些问题，一些解决方案是已知的，其中探针卡包括柔性膜，与之关联的是多个长度减小的接触探针或微探针，它们适于提供与被测器件的接触垫的机械和电接触，以及至少一个与这些接触探针相对应地与膜关联的阻尼结构。膜适当地配备有金属轨道，能够将微型探针与测试装置的接口卡的接触垫连接起来，使高频功率信号(RF)能够在该接口卡和被测器件之间传输。

图1示意性地示出了这种类型的已知解决方案。

特别是，该图通过举例示出了探针卡10，它包括至少一个插在柔性膜15和接口板或支撑板14之间的阻尼结构17，该接口板或支撑板优选是印刷电路板(printed circuitcard，PCB)，确保探针卡10和测试装置(未图示)之间的连接。

合适地，柔性膜15包括第一部分或中央部分15A、第二部分或中间部分15B和第三部分或外围部分15C。更特别的是，中央部分15A旨在与阻尼结构17接触，外围部分15C旨在与支撑板14接触，而中间部分15B是旨在变形的部分，特别是在器件本身的测试操作期间，在与中央部分15A接触的半导体晶圆11上集成的被测器件12的运动之后拉长和缩短。

探针卡10还包括布置在柔性膜15的第一面F1上的多个微型接触探针16，特别是在其中央部分15A处制成的，根据图1的局部参考系，该第一面F1是柔性膜15的下面。

微型接触探针16适于接触被测器件12的接触垫12A，并由导电材料制成，例如选自铂、铑、钯、银、铜或其合金，优选铂合金。

特别是在高频应用的情况下，微型接触探针16具有减小的高度，例如高度小于至少200μm，一般在10μm和200μm之间，高度是指这些探针在与被测器件12正交的方向上(即沿图中所示的局部参考系的Z轴)测量的尺寸。在市场上已知的解决方案中，这些微型接触探针16被制成金字塔，通过光刻工艺直接生长在柔性膜15上。

此外，阻尼结构17抵接到柔性膜15的第二面F2上，与第一面F1相对，与该柔性膜15的中央部分15A相对应地定位，即与配备有微型接触探针16并因此与晶圆11的包括集成在其上的被测器件12的接触垫12A的区域相对应地。因此，阻尼结构17在该中央部分15A中形成了对柔性膜15的抵接元件，并使其在微型接触探针16按压接触到被测器件12的接触垫12A时保持在Z轴方向上。

该阻尼结构17也作为微型接触探针16的阻尼元件，调整其在被测器件12的接触垫12A上的接触力。合适地，阻尼结构17也可以用适合的材料制成，以使微型接触探针25的阻尼效果最大化，并确保膜15的中央部分15A在与被测器件12接触时的平整度。

柔性膜15还包括导电轨道13，该轨道适于将信号从微型接触探针16传输到支撑板14并与之适当连接。导电轨道13可以制成在膜15的表面上，特别是根据图中的局部参考系，制成在第二面F2或其上面上，并沿着该柔性膜15的中间部分15B从该柔性膜15的中央部分15A延伸，与它们所连接的相应的微型接触探针16相对应地，从而在膜15的外围部分15C处与支撑板14的接触垫14A连接。

也可以通过对应于探针头的结构来制造阻尼结构17，该探针头配备有主体，该主体容纳在测试装置的接口卡和柔性膜15之间延伸出多个接触探针，特别是适于抵接到柔性膜15的第二面F2上。这些接触探针实际上与在柔性膜15中制成的导电轨道13绝缘，信号由微型接触探针16传输。

在高频应用或射频应用的情况下，需要确保这些导电轨道13的阻抗值得到控制是众所周知的，这就限制了这些导电轨道13的宽度值作为在其上制作出它们的柔性膜15(通常由聚酰胺形成)厚度的函数。

在目前的射频应用中，这些导电轨道13是通过厚度为10-15μm、宽度为50μm的铜轨道在厚度为25μm的聚酰胺柔性膜15上制作的，这确保了50欧姆的受控阻抗。这些导电轨道13还具有一定的长度，也可以达到几厘米的长度，以达到测试装置的接口卡14。特别是，根据图1所示的局部参考系，厚度表示导电轨道13沿Z轴的尺寸，宽度表示其沿Y轴的尺寸，长度表示其沿X轴的尺寸。

具有上述尺寸的导电轨道13能够在低、中功率的射频应用中正常工作，但在射频功率应用中，即值超过35dBm的情况下，它们被证明是无效的。事实上，在这种情况下，通常的铜导电轨道可以达到600℃的温度，这将导致导电轨道本身的熔化。

因此，本发明的技术问题是提供一种柔性膜，它能够在其中制作的导电轨道中传输高频(RF)和高功率信号，以及一种包括该膜的相应探针卡，用于接触多个适于传输功率信号的微型接触探针，以确保该卡在测试集成在RF功率应用中的电子器件时正常运行。

发明内容

本发明的解决思路是提供一种柔性膜，其至少有一部分在用于传输高频(RF)功率信号的导电轨道上具有适当增加的厚度，这些轨道能够具有防止其融合的宽度，还有一部分在微型接触探针的接触区具有减少的厚度，该厚度能够确保对微型接触探针进行适当的操纵。

基于这一解决思路，该技术问题通过一种适于传输高频功率信号的柔性膜得到了解决，该柔性膜包括多个适于与多个微型接触探针电连接并在柔性膜的中央部分中制成的接触垫和多个适于与支撑板电连接并在柔性膜的外围部分中制成的接触结构，以及在柔性膜中制成的多个导电轨道，每个导电轨道将上述接触垫之一与上述接触结构之一电连接，该柔性膜还包括布置在中央部分和外围部分之间的中间部分，其特征在于，该柔性膜被分为具有第一总厚度的第一区域和具有第二总厚度的第二区域，第一区域是连续的并与第二区域相邻，第一总厚度的值小于或等于75μm，第二总厚度的值大于第一总厚度的值，并且该膜的第一区域在中央部分处延伸，并包括上述多个接触垫。

更特别的是，本发明包括以下额外的和可选的特征，单独采取或结合采取的情况。

根据本发明的一方面，第二区域可以包括由气隙分隔开的多个横杆。

此外，该柔性膜可以包括由多个弹性层和多个导电层相互交替形成的多层结构，导电层包括连接多条导电迹线，适于形成用于将接触垫与接触结构连接的导电轨道，在第一区域中制成的导电迹线的宽度小于在第二区域中制成的导电迹线，宽度较大的导电迹线是在横杆上制成的，如果有的话。

该柔性膜还可以包括适于连接在不同导电层中制成的导电迹线的导电结构。

根据本发明的另一方面，该柔性膜可以包括至少由第一弹性层、上方的第二弹性层、第三弹性层和最后的弹性层形成的多层结构，在第一弹性层中制成有第一导电层，在第二弹性层中制成有第二导电层，在第三弹性层中制成有第三导电层，最后的弹性层覆盖第三弹性层和上方不是第三弹性层的第二弹性层，第三弹性层包括横杆，如果有的话。

根据本发明的另一方面，第一弹性层、第一导电层和第二弹性层可以沿柔性膜的第一区域和第二区域延伸，第三弹性层和第三导电层可以仅沿第二区域延伸，第二导电层包括第一多条导电迹线，该第一多条导电迹线沿第一区域延伸，部分穿透柔性膜的中间部分，并与在第三导电层中制成的多条导电迹线连接。

第二导电层可以还包括第二多条导电迹线，该第二多条导电迹线沿第一区域和第二区域延伸，并且是与分隔横杆的气隙相对地制成的，如果有的话。

根据本发明的另一方面，该柔性膜可以包括在第一导电层中制成的导电迹线和第二导电层中制成的导电迹线之间的第一导电连接结构，在第二导电层中制成的导电迹线和第三导电层中制成的导电迹线之间的第二导电连接结构，以及在第三导电层中制成的迹线和在基座中制成的迹线之间的第三导电连接结构，基座从第三导电层突出并与柔性膜的导电部分电连接。

合适地，根据本发明的一方面，在第三导电层中制成的导电迹线可以比在第二导电层中制成的导电迹线具有更大的宽度，优选地它们可以具有超过50μm的宽度。

这些导电迹线可以进一步在弹性层中布置的凹槽中制成。

根据本发明的另一方面，该柔性膜可以包括第一导电轨道，其中包括由在第二导电层中制成的导电迹线形成的第一部分和由在第三导电层中制成的具有更大宽度的导电迹线形成的第二部分，每个第一导电轨道与在柔性膜的中央部分中制成的第一接触垫连接，并适于接触用于传输高频功率信号的微型接触探针，即频率超过1GHz、功率超过35dBm的信号，这些第一导电轨道是在横杆上制成的，如果有的话。

该柔性膜还可以包括通过接地导电轨道制成的接地线，该接地导电轨道包括由在第二导电层中制成的迹线形成的第一部分和由在第一导电层中制成的迹线形成的第二部分，第一部分和第二部分通过导电结构互连，每个接地导电轨道与在柔性膜的中央部分中制成的接地垫连接，接地导电轨道是在第一导电轨道处在横杆中制成的，如果有的话。

接地导电轨道可以还包括由在第三导电层中制成的迹线形成的第三部分，第三部分通过额外的导电结构与由在第二导电层中制成的迹线形成的第一部分互连。

根据本发明的另一方面，该柔性膜可以包括由第二导电层的导电迹线制成的第二导电轨道，该第二导电轨道布置在第二弹性层的不具有形成第三弹性层的横杆的区域，如果有的话，每个第二导电轨道与在柔性膜的中央部分中制成的第二接触垫连接，并适于接触用于传输高频非功率信号的微型接触探针，即频率超过1GHz、功率小于35dBm的信号。

适当地，第一导电轨道、第二导电轨道和接地导电轨道可以进一步连接到在柔性膜的外围部分中制成的导电部分。

此外，中央部分可以包括多个条状物，微型接触探针的接触垫就是在这些条状物上制成的。

根据本发明的一方面，柔性膜可以由电介质材料制成，优选由聚酰胺制成，并且可以包括由导电材料制成的导电轨道，优选由铜制成的导电轨道。

根据本发明的另一方面，第一弹性层、第二弹性层和第三弹性层可以具有对应的第一厚度、第二厚度和第三厚度，其值介于10μm和30μm之间，优选为25μm，最后的弹性层可以具有第四厚度，其值介于5μm和15μm之间，优选为5μm。

此外，第一导电层、第二导电层和第三导电层的厚度可以介于10μm和15μm之间，优选为10μm。

最后，第一区域可以具有第一总厚度，其值介于40μm和50μm之间，第二区域可以具有第二总厚度，其值介于70μm和125μm之间。

该技术问题还通过一种用于测试电子器件的探针卡得到了解决，该探针卡包括至少一个支撑板、至少一个柔性膜和多个与柔性膜的第一面关联的微型接触探针，这些微型接触探针适于抵接到被测器件的多个接触垫上，并与在柔性膜中制成的多个导电轨道电连接，并与支撑板的接触垫电连接，这种柔性膜是如上所述制造的。

根据本发明的一方面，探针卡可以包括插在柔性膜和支撑板之间的阻尼结构，优选包括多个适于与中央部分相对应地抵接到柔性膜上的预装探针。

最后，探针卡可以包括多个高度小于200μm的微型接触探针。

根据本发明的柔性膜和探针卡的特点和优点将从以下参照附图以非限制性示例的方式对其实施例的描述中显而易见。

附图说明

-图1示意性地示出了根据现有技术制作的用于高频应用的探针卡；

-图2A示意性地示出了根据本发明制作的用于高频(RF)功率应用的探针卡，图2B以放大的比例示出了包含在图2A的探针卡中的微型接触探针；

-图3A-3C示意性地示出了根据本发明制造的、包含在图2的探针卡中的柔性膜的替代实施例；

-图4以放大的比例示意性地示出了图3A的柔性膜的细节；

-图5A和5B分别以放大的比例示出了图3B和图3C的柔性膜的一些细节；以及

-图6以俯视图示意性示出了图3B的柔性膜。

具体实施方式

参照图，特别是图2，根据本发明制造的探针卡总体上用20示意性地表示。

应该指出的是，这些图是示意图，没有按比例绘制，而是为了强调本发明的重要特征。此外，在图中，不同的元素被示意性地描绘出来，其形状可根据所需的应用而改变。此外，应该注意的是，在图中，相同的附图标记指的是在形状或功能方面相同的元件。最后，与图中示出的一个实施例有关的特殊安排也可用于其他图中示出的其他实施例。

在其最一般的形式中，探针卡20是适于与装置(图中未示出)连接的部件，以对集成在半导体晶圆21上的电子器件22进行测试。更特别的是，图2A所示的探针卡20适用于高频(RF)功率应用，也就是传输频率超过1GHz、功率值超过35dBm的信号。这些信号将在下文中被表示为功率射频信号。

如图2A示意性地所示，在这种情况下，探针卡20包括至少一个形状为探针头的阻尼结构27，它包括容纳并支撑多个接触元件的主体28，其中四个接触元件在图2A中仅作为示例示出。例如，主体28可以包括一对板状导引件，其上配备有导引孔，接触元件在导引孔中滑动，如下文所述，它们作为阻尼元件或预装元件，因此在下文中被表示为预装探针29。每个预装探针29包括至少一个第一端部29A和至少一个第二端部29B，并独立于相邻的预装探针而移动。

预装探针29具有在1.5mm和10mm之间的长度，由适于具有足够的弯曲能力并适于使阻尼效果最大化的材料制成。特别是，可以用通常用于形成常规探针头的接触探针的材料来制作预装探针。

探针卡20还包括支撑板24，该支撑板优选是印刷电路板(PCB)，它确保该探针卡20与测试装置(未示出)之间的连接；支撑板24因此充当测试装置的接口卡。特别是，预装探针29的第一端部29A适于抵接在支撑板24上。

探针卡20还包括根据本发明制造的柔性膜30，该柔性膜具有第一面F1和与第一面F1相反的第二面F2，预装探针29的第二端部29B适于抵接在第一面上，根据图2A的局部参考系，该第二面F2是下表面，即面向集成在半导体晶圆21中的被测器件22的面，而根据图2A的局部参考系，该第一面F1是上表面，即面向阻尼结构27和支撑板24的面。

适当地，预装探针29与支撑板24和柔性膜30有机械接触，但没有电接触。

因此，阻尼结构27被插在柔性膜30和支撑板24之间。具体来说，柔性膜30包括用于接触阻尼结构27从而接触预装探针29的第一部分或中央部分30A以及用于接触支撑板24的第二部分或外围部分30C；柔性膜30还包括位于中央部分30A和外围部分30C之间的中间连接部分30B。中间部分30B是在探针卡20进行测试操作期间随着集成在半导体晶圆21上的被测器件22与中央部分30A接触的移动而变形、尤其是进行拉长和缩短的部分。

柔性膜30通过其外围部分30C与支撑板24电连接，这种电连接例如通过支撑板24的合适的导电接触垫24A和在柔性膜30其外围部分30C中制成的合适的接触垫或导电部分31C发生。

如图2A所示，支撑板24的接触垫24A在支撑板面向阻尼结构27和面向柔性膜30的面F上制成，根据图2A的局部参考系，该面F是下表面。

在图中未示出的实施例中，支撑板24可以包括适当的开口，以允许柔性膜30穿过，在这种情况下，该柔性膜30和制成在与支撑板24的面F相反的面(即根据图2A的局部参考系，制成在支撑板的上表面)上的接触垫(未示出)连接。替代地，柔性膜30可以直接连接到测试装置。

在本发明的优选实施例中，柔性膜30的导电部分31C通过按压接触与支撑板24的接触垫24A连接。另外，柔性膜30和支撑板24可以对应于柔性膜30的外围部分30C通过导电橡胶或焊缝来关联。

适当地，柔性膜30的中央部分30A与至少一个轴承元件或支撑件26相关联，该至少一个轴承元件或支撑件优选地是板状的。

在本发明的优选实施例中，其上布置有柔性膜30的支撑件26包括多个用于容纳多个微型接触探针25的部位26h，这些微型接触探针适于接触被测器件22的接触垫22A。柔性膜30(特别是其中央部分30A)插在预装探针29和微型接触探针25之间，并适于将每个预装探针29与相应的微型接触探针25绝缘。

更特别的是，如图2B的放大图所示出的，每个微型接触探针25包括第一端部25A以及第二端部25B，第一端部适于抵接到被测器件22的接触垫22A上，第二端部适于抵接到在柔性膜30其中央部分30A中的第二面F2上制成的相应接触垫上，中央部分30A与被测器件22相对应布置。

在一实施例中，微型接触探针25与柔性膜30的中央部分30A是一体的，特别地，微型接触探针生成在中央部分30A上。

微型接触探针35可以是T形的(或倒置的蘑菇形的)，其中T的主干与柔性膜30连接，而T的头部适于接触被测器件22的接触垫22A。替代地，接触探针35可以成形为导电凸起，它又可以包括用于接触被测器件22的接触垫22A的突出接触部分。显然，上述示例不应解释为对本发明的限制，微型接触探针25能够具有任何用于与集成在半导体晶圆21上的被测器件22的接触垫22A连接的合适的形状，例如，它们可以成形为所谓的柱形或倒置的(优选为截断的)金字塔形。

微型接触探针25由选自例如铂、铑、钯、银、铜或其合金的导电材料制成，优选为铂合金。

适当地，微型接触探针25具有减小的高度，特别是小于200μm的高度，一般介于10μm和200μm之间，高度是指这些接触探针25沿与被测器件22正交并因此与半导体晶圆21正交的方向上(即沿图中所示的局部参考系的Z轴)测量的尺寸。这样，本发明的探针卡20的微型接触探针25适于测试高频器件，其高度适于避免不利的自感现象。

有利地，根据本发明，柔性膜30包括合适的导电轨道33A或33B，适于将信号从微型接触探针25向支撑板24传输，即将信号从柔性膜的中央部分30A传输到柔性膜的外围部分30C。适宜地，正如下文将解释的，根据本发明的柔性膜30具有多层结构，多层结构包括适当地交替和成形的电介质层和导电层。

导电轨道33A或33B可以制作在柔性膜30的表面上，特别地，可以根据图中的局部参考系制作在第二面F2或其上表面上，或制作在柔性膜30本身内部并从柔性膜30的中央部分30A开始，与相应的微型接触探针25接触，沿着该柔性膜30的中间部分30B延伸，直至到达其外围部分30C。也可以在柔性膜30的第一面F1上制作导电轨道，并在柔性膜30的第一面F1和第二面F2之间制作合适的电接触结构，如金属化通孔或导电过孔，用于将这些导电轨道与支撑板24、特别是与其接触垫24A接触。

在优选实施例中，如图2A所示，柔性膜30被适当地成形，以优选在其中央部分30A中包括多个条状物或切边(offcut)31。每个条状物31的远端在面向被测器件22的第一面F1上包括优选由金属材料制成的接触垫31A或31B，微型接触探针25的第二端部25B抵接在该接触垫上。

此外，每个预装探针29的第二端部29B总是在条状物31的远端处抵接在柔性膜30的第二面F2上，预装探针29的第二端部29B和微型接触探针25的第二端部25B因此都与柔性膜30的同一对应条状物31的远端27B相抵接，但是是从该条状物31的相反侧面抵接，即分别抵接在柔性膜30的第一面F1上和第二面F2上。

这样，预装探针29作为微型接触探针25的阻尼元件，确保探针卡20和集成在半导体晶圆21上的被测器件22之间通过在柔性膜30中制作的导电轨道进行信号传输。换句话说，电信号由被测器件22通过微型接触探针25和在柔性膜30中制作的导电轨道33A或33B传输到支撑板24，而探针卡20的整体机械行为由搁置在支撑板24上的微型接触探针25、柔性膜30和阻尼结构27的运动决定。

适当地，每个预装探针29独立于相邻的探针移动，使得每个微型接触探针25在与被测器件22的接触垫22A接触时独立于相邻的探针移动。加上中间的柔性膜30、特别是其条状物31的柔韧性，这就使得被测器件22、特别是其接触垫22A的可能存在的水平差异得到了有效补偿。

预装探针29也保持柔性膜30、特别是其条状物31压靠微型接触探针25的第二端部25A，这些预装探针29也因此确保了微型接触探针25和柔性膜30、特别是其条带31之间的适宜机械耦合。适当地，每个微型接触探针25都与在柔性膜30的第一面F1处的条带31上制成的接触垫31A或31B按压接触，而相应的预装探针29在柔性膜30的第二面F2处搁置在该条状物31上，从而获得探针卡20的理想机械耦合，每个接触垫31A或31B还与在柔性膜30中制成的对应的导电轨道33A或33B接触，导电轨道33A或33B与柔性膜30的对应的导电部分31C连接，从而与支撑板24、特别是与其接触垫24A进行电连接。

柔性膜30由电介质材料制成，优选由聚酰胺(polyamide)制成，它能够提供所需的柔性和所需的电绝缘，而导电轨道优选由铜制成。

通常，导电轨道是在厚度为50μm的聚酰胺膜上用厚度为10-15μm的铜线制成的；由于在典型的应用中必须确保50欧姆的受控阻抗，所以铜线具有50μm的宽度和长达数厘米的长度以完全穿过柔性膜30并到达支撑板24，从而到达测试装置。

具有上述尺寸的迹线在它们传输低功率射频信号(即功率值小于35dBm)时可以正常工作。然而，它们被证明不适合高功率射频应用，也就是在传输大功率射频信号时。事实上，在这种情况下，高功率和高电流值使宽度为50μm、厚度为10-15μm的铜线的温度值甚至可以达到600℃，这使柔性膜30的聚酰胺基材退化，从而导致膜本身的破坏和包括它的探针卡20的故障。

为了能够传输这些功率射频信号，因此有必要使用宽度超过50μm的导电轨道，并且为了确保50欧姆的受控阻抗，还需要增加柔性膜30的厚度。然而，柔性膜30的厚度增加会导致其不想要的变硬，并且难以操纵微型接触探针25，这妨碍了包含它的探针卡20的正常操作。

有利地，根据本发明，如图3A所示，柔性膜30被分为具有第一总厚度HA的第一区域34A和具有第二总厚度HB的第二区域34B，第二总厚度HB大于第一总厚度HA，厚度是指膜30在静止状态下沿与其展开平面正交的方向的尺寸，膜基本上是平面的。在其更一般的形式中，中央部分30A具有第一总厚度HA，其值与目前已知的解决方案相对应，特别是其值小于或等于75μm，优选地小于或等于50μm。

适当地，第一区域34A延伸至包含柔性膜30的中央部分30A，中央部分与被测器件22相对应。因此微型接触探针25的接触垫31A或31B在柔性膜30的第一区域34A中制成。

相反，第二区域34B延伸至包含柔性膜30的中间部分30B和外围部分30C，因此它包括柔性膜30的与支撑板24的接触垫24A连接的导电部分31C。

在图3A所示的优选实施例中，柔性膜30包括由多个弹性层和多个导电层彼此交替形成的多层结构；更具体地说，柔性膜30包括由第一弹性层PL1、顶上的第二弹性层PL2、第三弹性层PL3以及最后的弹性层FL形成的多层结构，在第一弹性层中制成有第一导电层ML1，在第二弹性层中制成有第二导电层ML2，在第三弹性层中制成有第三导电层ML3，最后的弹性层覆盖第三弹性层PL3和其上方不是第三弹性层PL3的第二弹性层PL2。更具体地说，第一弹性层PL1、第一导电层ML1和第二弹性层PL2在柔性膜30的整个长度上延伸，即沿第一区域34A和第二区域34B延伸，长度是指柔性膜30沿图3A的局部参考系X轴方向的尺寸。第二导电层ML2包括沿整个第一区域34A延伸并部分穿透中间部分30B的迹线，以及沿柔性膜30的整个长度(即沿第一区域34A和第二区域34B)延伸的迹线，这一点将在下文中说明。最后，第三弹性层PL3和第三导电层ML3仅沿第二区域34B延伸。

适当地，第一弹性层PL1、第二弹性层PL2、第三弹性层PL3和最后的弹性层FL由聚酰胺制成，而第一导电层ML1、第二导电层ML2和第三导电层ML3包括适于形成柔性膜30的导电轨道33A、33B的铜迹线。更特别的是，第一弹性层PL1、第二弹性层PL2和第三弹性层PL3具有对应的第一厚度H1、第二厚度H2和第三厚度H3，其值介于10μm和30μm之间，优选为25μm，而最后的弹性层FL具有第四厚度H4，其值介于5μm和15μm之间，优选为5μm。第一导电层ML1、第二导电层ML2和第三导电层ML3基本上具有相同的厚度，用HML表示，其值介于10μm和15μm之间，优选为10μm。厚度是指沿图3A的局部参考系的Z轴方向的尺寸。

在一实施例中，第二厚度HB是第一厚度HA的2至4倍，允许形成具有传统铜迹线的宽度的2或3倍的导电轨道。换句话说，对于具有介于40μm和50μm之间的值的第一厚度HA，第二厚度可以具有介于70μm和125μm之间的值，以便能够将金属迹线扩大到200μm-400μm的宽度。具有这样宽度的金属轨道可以允许传输功率为35dBm至45dBm的信号，同时确保50欧姆的受控阻抗。

适当地，在最后的弹性层FL中，开口Ap被布置在与微型接触探针25的接触垫31A、31B的对应位置。特别地，这些开口Ap制成在中央部分30A中，也就是制成在厚度更小的第一区域34A处，其中只有第一弹性层PL1和第二弹性层PL2重叠。

柔性膜30还包括在最后的弹性层FL上与外围部分30C相对应地制成的凸出结构，即在具有更大厚度的第二区域34B中，这些凸出结构具有底座32，导电部分31C是在底座上制成的，用于与支撑板24的接触垫24A连接。

适当地，柔性膜30还包括连接不同导电层的导电结构或TH(THrough-all vias，贯通过孔)，特别是在不同导电层中制成的迹线。例如，柔性膜30包括将在第一导电层ML1中制成的迹线和在第二导电层ML2中制成的迹线连接的第一导电结构TH1，将在第二导电层ML2中制成的迹线和在第三导电层ML3中制成的迹线连接的第二导电结构TH2，以及将在第三导电层ML3中制成的迹线和在导电部分31C的基底32中制成的迹线连接的第三导电结构TH3。根据替代实施例，TH型的导电结构也适于传输射频信号。

有利地，根据本发明，柔性膜30包括在第三导电层ML3中制成的迹线，其宽度大于在第二导电层ML2中制成的迹线的宽度，宽度是指沿图3A局部参考系的Y方向的尺寸。由于第二弹性层PL2和第三弹性层PL3存在重叠，可以在第三导电层ML3中使这些迹线具有更大的宽度，也就是说由于厚度大于第一区域34A的第二区域34B的存在，在第三导电层ML3下面增加的厚度允许确保受控阻抗，特别是对于具有更大宽度的迹线，受控阻抗等于50欧姆。

在优选实施例中，导电层的迹线是在底层弹性层中布置的适当的凹槽中制成的。换句话说，第一导电层ML1包括在第一弹性层PL1中布置的凹槽中制成的多个迹线，第二导电层ML2包括在第二弹性层PL2中布置的凹槽中制成的多个迹线，第三导电层ML3包括在第三弹性层PL3中布置的凹槽中制成的多个迹线。

特别是，如图4示意性地所示，柔性膜30包括第一导电轨道33A，它包括由在第二导电层ML2中制成的迹线形成的第一部分和由在第三导电层ML3中制成的具有更大宽度的迹线形成的第二部分，第一部分和第二部分通过第二导电结构TH2互连，每个第一导电轨道33A与在柔性膜30的中央部分30A中制成的第一接触垫31A连接，并适于与用于传输功率射频信号的微型接触探针25接触。因此，第一接触垫31A也被表示为功率射频垫。

合适的接地线或接地是通过接地导电轨道33G制成的，该接地导电轨道包括由在第二导电层ML2中制成的迹线形成的第一部分和由在第一导电层ML1中制成的迹线形成的第二部分，第一部分和第二部分通过第一导电结构TH1互连，每个接地导电轨道33G都与在柔性膜30的中央部分30A中制成的接地垫31G连接。

根据图3B中示意性地示出的替代实施例，柔性膜30的第二区域34B不是连续的，而是由在第三弹性层PL3中制成的由气隙分隔开的多个单一的凸条或横杆35形成。适当地，第三导电层ML3包括第一导电轨道33A的与横杆35相对应地制成的部分。

根据图3C中示意性地示出的另一替代实施例，第三导电层ML3还包括与横杆35相对应地制成的接地导电轨道33G的第三部分，这些第三部分通过另外的导电结构TH2G与在第二导电层ML2中制成的迹线形成的第一部分连接。

适当地，每个横杆35具有宽度LS，即沿图3B的局部参考系的Y轴方向的尺寸，其值超过1mm，从而能够容纳具有超过50μm的宽度LT的导电轨道33A以传输功率射频信号。在横杆35之间可以留有5mm以上的宽度L1或10-20mm以上的宽度L2。

如前所述，第一导电轨道33A因此是与横杆35相对应地制成的，适当地在两侧有一对接地导电轨道33G，如图5A和图5B中分别根据图3B和图3C的替代实施例示意性地示出。

在这种情况下，可以对应于第二弹性层PL2的与形成第三弹性层PL3的横杆35无关的区域设置在第二导电层ML2中制成的第二导电轨道33B。第二导电轨道33B被证明适于传输射频非功率信号，并与第二接触垫31B连接，第二接触垫始终制成在柔性膜30的中央部分30A中并与适于传输射频非功率信号的微型接触探针25连接。因此，第二接触垫31B也被表示为射频非功率垫。

横杆35的分布以及因此用于传输功率射频信号的第一导电轨道33A的分布可以与柔性膜30的不同部分相对应地不同，如图6示意性地所示，其中柔性膜30包括柔性膜30的右侧部分30R，其具有的横杆35的密度较大，以及柔性膜30的左侧部分30L，其具有的横杆35的密度较低。

第一导电轨道33A、第二导电轨道33B和接地导电轨道33G也与柔性膜30的外围部分30C中的导电部分31C连接。

总之，根据本发明的柔性膜允许制造一种适合于功率射频应用的探针卡，其结构只包括微型接触探针，它能够传输信号，包括功率射频类型和射频非功率类型，所有这些都归功于微型接触探针和通过在柔性膜中制成的金属轨道，而不必像已知解决方案中那样，采用具有传统尺寸的探针与微型接触探针的混合配置。

适当地，柔性膜包括至少一个具有减小厚度的第一区域和至少一个具有增加厚度的第二区域，第一区域是在膜的与被测器件相对应的部分制成的，从而能够制作具有适于传输射频功率信号的宽度的导电轨道，同时确保50欧姆的受控阻抗。

根据替代实施例，具有增加厚度的第二部分不是连续的，而是包括多个横杆，在这些横杆上制成具有更大宽度的金属轨道，这些横杆之间的膜的区域具有与第一部分相同的厚度，并且适于制作具有额定宽度的金属轨道，以传输射频非功率信号。

显然，为了满足偶然和特定的要求，本领域的技术人员将被允许对上述探针卡进行若干修改和替代，所有这些都属于所附权利要求所限定的本发明的保护范围。

例如，柔性膜可以被制成成包括右半部分和左半部分，右半部分包括形成具有较大厚度的部分的横杆，左半部分包括具有均匀增加厚度的部分。此外，也可以制成具有不同厚度的横杆。

最后，可以提供不同数量的弹性层和导电层，与上面描述的和图中示出的一样。

Claims (23)

1.适于传输高频功率信号的柔性膜(30)，包括适于电连接多个微型接触探针(25)并在所述柔性膜(30)的中央部分(30A)中制成的多个接触垫(31A，31B)、适于电连接支撑板(24)并在所述柔性膜(30)的外围部分(30C)中制成的多个接触结构(31C)、以及在所述柔性膜(30)中制成的多个导电轨道(33A，33B)，每个所述导电轨道(33A，33B)将所述接触垫(31A，31B)之一与所述接触结构(31C)之一电连接，所述柔性膜(30)还包括在所述中央部分(30A)和所述外围部分(30C)之间布置和连接的中间部分(30B)，其特征在于，所述柔性膜被分为具有第一总厚度(HA)的第一区域(34A)和具有第二总厚度(HB)的第二区域(34B)，所述第一区域(34A)是连续的并与所述第二区域(34B)相邻，所述第一总厚度(HA)具有小于或等于75μm的值，所述第二总厚度(HB)具有大于所述第一总厚度(HA)的所述值的值，其特征还在于，所述膜(30)的所述第一区域(34A)与所述中央部分(30A)相对应地延伸，并包括所述多个接触垫(31A，31B)。

2.根据权利要求1所述的柔性膜(30)，其特征在于，所述第二区域(34B)包括多个由气隙分隔开的横杆(35)。

3.根据权利要求1或2所述的柔性膜(30)，其特征在于，所述柔性膜包括由多个弹性层(PL1，PL2，PL3，FL)和多个导电层(ML1，ML2，ML3)相互交替形成的多层结构，所述导电层(ML1，ML2，ML3)包括多条导电迹线，适于形成用于将所述接触垫(31A，31B)与所述接触结构(31C)连接的所述导电轨道(33A，33B)，在所述第一区域(34A)中制成的导电迹线具有小于在所述第二区域(34B)中制成的导电迹线的宽度，具有更大宽度的所述导电迹线是在所述横杆(35)处制成的，如果横杆有的话。

4.根据权利要求3所述的柔性膜(30)，其特征在于，所述柔性膜包括导电结构(TH1，TH2，TH3，TH2G)，适于连接在不同导电层(ML1，ML2，ML3)中制成的导电迹线。

5.根据权利要求4所述的柔性膜(30)，其特征在于，所述柔性膜包括至少由第一弹性层(PL1)、上方的第二弹性层(PL2)、第三弹性层(PL3)以及最后的弹性层(FL)形成的多层结构，在所述第一弹性层中制成有第一导电层(ML1)，在所述第二弹性层中制成有第二导电层(ML2)，在所述第三导电层中制成有第三导电层(ML3)，所述最后的弹性层(FL)覆盖所述第三弹性层(PL3)和上方不是所述第三弹性层(PL3)的所述第二弹性层(PL2)，所述第三弹性层(PL3)包括所述横杆(35)，如果横杆有的话。

6.根据权利要求5所述的柔性膜(30)，其特征在于，所述第一弹性层(PL1)、所述第一导电层(ML1)和所述第二弹性层(PL2)沿所述柔性膜(30)的所述第一区域(34A)和所述第二区域(34B)延伸，并且其特征在于，所述第三弹性层(PL3)和所述第三导电层(ML3)仅沿所述第二区域(34B)延伸，所述第二导电层(ML2)包括第一多条导电迹线，所述第一多条导电迹线沿所述第一区域(34A)延伸，部分穿透所述柔性膜(30)的所述中间部分(30B)，并与在所述第三导电层(ML3)中制成的多条导电迹线连接。

7.根据权利要求6所述的柔性膜(30)，其特征在于，所述第二导电层(ML2)还包括第二多条导电迹线，所述第二多条导电迹线沿所述第一区域(34A)和所述第二区域(34B)延伸，并且与分隔开所述横杆(35)的所述气隙相对应地制成，如果横杆有的话。

8.根据权利要求6所述的柔性膜(30)，其特征在于，所述柔性膜包括将在所述第一导电层(ML1)中制成的导电迹线和所述第二导电层(ML2)中制成的导电迹线连接的第一导电结构(TH1)，将在所述第二导电层(ML2)中制成的导电迹线和所述第三导电层(ML3)中制成的导电迹线连接的第二导电结构(TH2)，以及将在所述第三导电层(ML3)中制成的迹线和基座(32)连接的第三导电结构(TH3)，所述基座从所述第三导电层(ML3)中突出并与所述柔性膜(30)的所述导电部分(31C)电连接。

9.根据权利要求6所述的柔性膜(30)，其特征在于，在所述第三导电层(ML3)中制成的所述导电迹线具有比在所述第二导电层(ML2)中制成的导电迹线更大的宽度，优选地具有超过50μm的宽度。

10.根据权利要求6所述的柔性膜(30)，其特征在于，所述导电迹线是在布置在所述弹性层(PL1，PL2，PL3)中的凹槽中制成的。

11.根据权利要求6所述的柔性膜(30)，其特征在于，所述柔性膜包括第一导电轨道(33A)，所述第一导电轨道包括由在所述第二导电层(ML2)中制成的导电迹线形成的第一部分和由在所述第三导电层(ML3)中制成的具有更大宽度的导电迹线形成的第二部分，每个第一导电轨道(33A)与在所述柔性膜(30)的所述中央部分(30A)中制成的第一接触垫(31A)连接并适于接触用于传输高频功率信号的微型接触探针(25)，高频功率信号即频率超过1GHz且功率超过35dBm的信号，所述第一导电轨道(33A)是在所述横杆(35)中制成的，如果横杆有的话。

12.根据权利要求11所述的柔性膜(30)，其特征在于，所述柔性膜包括通过接地导电轨道(33G)制成的接地线，所述接地导电轨道包括通过在所述第二导电层(ML2)中制成的迹线形成的第一部分和通过在所述第一导电层(ML1)中制成的迹线形成的第二部分，所述第一部分和所述第二部分通过第一导电结构(TH1)互连，每个接地导电轨道(33G)与在所述柔性膜(30)的所述中央部分(30A)中制成的接地垫(31G)连接，所述接地导电轨道(33G)与所述第一导电轨道(33A)相对应地在所述横杆(35)中制成，如果横杆有的话。

13.根据权利要求12所述的柔性膜(30)，其特征在于，所述接地导电轨道(33)还包括由在所述第三导电层(ML3)中制成的迹线形成的第三部分，所述第三部分通过另外的导电结构(TH2G)与通过在所述第二导电层(ML2)中制成的迹线形成的所述第一部分互连。

14.根据权利要求11所述的柔性膜(30)，其特征在于，所述柔性膜包括由所述第二导电层(ML2)的导电迹线制成的第二导电轨道(33B)，所述第二导电轨道布置成与所述第二弹性层(PL2)的不具有形成所述第三弹性层(PL3)的横杆(35)的区域相对应，如果横杆有的话，每个第二导电轨道(33B)与在所述柔性膜(30)的所述中央部分(30A)中制成的第二接触垫(31B)连接并适于接触用于传输高频非功率信号的微型接触探针(25)，高频非功率信号即频率超过1GHz且功率小于35dBm的信号。

15.根据权利要求11至14中任一项所述的柔性膜(30)，其特征在于，所述第一导电轨道(33A)、所述第二导电轨道(33B)和所述接地导电轨道(33G)还连接到在所述柔性膜(30)的所述外围部分(30C)中制成的导电部分(31C)。

16.根据前述权利要求中任一项所述的柔性膜(30)，其特征在于，所述中央部分(30A)包括多个条状物(31)，所述微型接触探针(25)的所述接触垫(31A，31B)是在所述条状物上制成的。

17.根据前述权利要求中任一项所述的柔性膜(30)，其特征在于，所述柔性膜是由电介质材料制成的，该电介质材料优选为聚酰胺，并且其特征在于，所述柔性膜包括由导电材料制成的导电轨道，该导电材料优选为铜。

18.根据权利要求5所述的柔性膜(30)，其特征在于，所述第一弹性层(PL1)、所述第二弹性层(PL2)和所述第三弹性层(PL3)分别具有第一厚度(H1)、第二厚度(H2)和第三厚度(H3)，其值介于10μm和30μm之间，优选地为25μm，所述最后的弹性层(FL)具有第四厚度(H4)，其值介于5μm和15μm之间，优选地为5μm。

19.根据权利要求17所述的柔性膜(30)，其特征在于，所述第一导电层(ML1)、所述第二导电层(ML2)和所述第三导电层(ML3)的厚度值介于10μm和15μm之间，优选地为10μm。

20.根据前述权利要求中任一项所述的柔性膜(30)，其特征在于，所述第一区域(34A)具有第一总厚度(HA)，其值介于40μm和50μm之间，所述第二区域(34B)具有第二总厚度(HB)，其值介于70μm和125μm之间。

21.用于测试电子器件的探针卡(30)，包括至少一个支撑板(24)、至少一个柔性膜(30)和多个与所述柔性膜(30)的第一面(F1)相关联的微型接触探针(25)，所述微型接触探针(25)适于抵接在被测器件(22)的多个接触垫(22A)上，并与多个导电轨道(33A，33B)电耦合，所述导电轨道是在所述柔性膜(30)中制成的并与所述支撑板(24)的接触垫(24A)电连接，其特征在于，所述柔性膜(30)是根据前述权利要求中任一项制造的。

22.根据权利要求21所述的探针卡(30)，其特征在于，所述探针卡包括插在所述柔性膜(30)和所述支撑板(24)之间的阻尼结构(27)，优选地包括多个适于在所述中央部分(30A)处抵接在所述柔性膜(30)上的预装探针(29)。

23.根据权利要求21所述的探针卡(30)，其特征在于，所述探针卡包括多个高度小于200μm的微型接触探针(25)。