201126168 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明有關一種探針卡，尤指一種電源完整性佳的 探針卡；本發明另有關一種用於該探針卡的印刷電路板 【先前技術】
在晶圓或電子元件進行測試時，測試機可藉由一探 針卡（probe card)作為媒介，將測試訊號自該探針卡輪 入至一待測物（device under test’簡稱dut)，並經 由該探針卡將測試結果回傳至測試機以進行後續的檢測 、分析。 以晶圓測試為例，受限於測試機的體積; '價格等因 素，半導體廠對待測物進行測試時，通常只能利用數量 、型號有限的測試機台予以測試。由於待測物的測試規 格、種類、數量彼此相異，'在測試機受限的情況下，測 試機無法滿足各式不同製程或是不同種類待測物的測試 * ’ = · 條件。因此，習知技It係透過測試機内部的程式變化， 或是針對探針卡進行改造，藉以獲取、擴充更多的測試 相容性。 習知探針卡的印刷電路板如「圖1」所示，該印刷電 路板1部分主要可區分為輸入區2、走線區3與銲點區4三 大區域’其中探針卡之複數探針（圖中未示）可固設於銲 點區4的對應銲點或接點。輸入區2包含複數個陣列排列 的錄塾5 ’該些銲墊5包含電源銲墊（power pad)，藉以 讓測試機提供電源輸入。該些電源銲墊經由走線區3内的 099101583 表單編號A0101 第3頁/共29頁 0992003085-0 201126168 金 電 對應的 斜電源 屬佈線進行空間轉換，並電性連接至銲點區4相 源銲塾或電源環（power ring)，以供應該些探 。其中，走線區3内不同區域或分層的電源金屬佈線定義 為不同的電源平面（power plane)，且由於印刷電路板1 包含複數組電源銲墊，因此亦相對應包含複數個電源 面。 [0005] [0006] 099101583 η 探針卡的印刷電路板係為一多層結構，包含上述複 數個電源平面的分層，以及接地層與訊號層等。由於每 —電源平面在走線區須利用—層或多層進行佈線 (1 ay ou t)，使得電藏平..!&容易因為穿層而產生結構上的 缺陷，亦或是金屬導線為了柯避密佈於印刷電路板上且 貫穿印刷電路板的訊號銲點，而使金屬導線的佈線路徑 過於複雜。所以，自電源銲墊輸入的電源傳經走線區的 電源平面時’常常發生電壓下降(^〇118.§6(11"0口）或產生 雜訊干擾’如此將影響電源傳抵探針的完整性，導致測 試誤差進而影響測試結果。另一方面，食源平面受限其 佈線於印刷電路板中，因此線路固定而擴充性不佳，無 法滿足客戶端多元的測試需求；若欲增加電源平面的數 目，則須知:升印刷電路板的佈線層數，不僅實作上有難 度，更將提升整體成本支出而有待解決。 【發明内容】 爰上發明的目的在於解決上述問題，進而提出一 種電源仏佳的探針卡，以避免來自測試機的電源 供應發生過度的電源下降或雜訊干擾； 本發明之另— '-目的在於提出一種電源平面可客製化 表單編號Α0101 第4頁/共29頁 0992003085-0 [0007] 201126168 [0008] ❹ [0009] [0010] Ο [0011] 、可隨需求更替使用的探針卡。 為了達成前述目的，本發明將探針卡的電源平面獨 立於印刷電路板外，並利用外接導線或外接電源平面的 方式，致使直流電源供應（power supply)自輸入區傳抵 銲點區。本發明提出一種用於探針卡的印刷電路板，該 印刷電路板定義一銲點區、一走線區以及一輸入區；該 銲點區包含複數個第一電源銲墊組，該輸入區包含對應 該些第一電源銲墊組的複數個第二電源銲墊組，且該些 第一電源銲墊組絕緣於該些第二電源銲墊組。 在上述一實施例中，本發明提出一種應用上述印刷 電路板的探針卡，該探針卡包含至少一外接導線，該外 接導線可電性連接第一電源銲墊組與第二電源銲墊組以 供應電源。 在上述之另一實施例中，本發明提出一種應用上述 印刷電路板的探針卡，該探針卡包含至少一外接電源平 面，該外接電源平面可電性連接第一電源銲塾組與第二 電源銲墊組以供應電源。 由於以外接導線或外接電源平面可避免電源因印刷 電路板内的分層或佈線而衰減，因此可以保留較佳的電 源完整性，並進而增進測試的準確度。另一方面，由於 外接電源平面可客製化，可依需求更換，因此其相容性 高，可節省測試廠商的成本支出。有關本發明的詳細技 術内容及較佳實施例，配合圖式說明如後。 【實施方式】 099101583 表單編號A0101 第5頁/共29頁 0992003085-0 201126168 剛 本發明在探針卡m财，將電料面獨立於 印刷電路板，並利科接式電源平面或直接打線連接等 方式，致使探針獲得《供應。有關本發明之詳細說明 及技術内谷，現配合圖式說明如下： [0013] 請參閱「圖2-1」及「圖2 —2」所示，其為本發明之 探針卡10中，一印刷電路板Π實施例之結構示意圖及剖 面示意圖，如圖所示：本實施例的印刷電路板11包含銲 點區12、走線區13以及輸入區14。其中，銲點區^定義 為印刷電路板11靠近内圈包含測試、電源（電源環）等不 同銲墊、接點的設置區域；輸入區14定義為印刷電路板 11靠近外圈包含電性接點丨7、電源銲备16〇等的設置區域 ，藉以讓測試機輸入各式電氣訊號；走線區13則定義為 銲點區I2與輸入區14之間的區域。 ：；；).
[0014] 須再加以定義、說明的是，實務上，上述的輸入區 14可再區分為測試區141與轉接區142。其中，測試區 141泛指輸入區14的外圈部分，包含複數個電性接點17可 供測試機的彈簧針點觸，該些電性接點17包含測試接點 和電源接點171 (請見「圖2-2」），因此測試機可將電氣 訊號及電源輸入該探針卡1〇 ;轉接區142則包含複數個電 源銲墊16 0，該些電源銲墊16 0電性連接測試區141内對 應的電源接點171 ’如「圖2-2」所示。因此，在以下的 說明中，輸入區14的電源銲墊（組）16，160實質上指轉 099101583 表單編號A0101 第6頁/共29頁 0992003085-0 201126168 接區142内的電源銲墊16〇而言β [0015] 在本發明之印㈣路板11-實施财，該印刷電路 板11之銲點區12包含複數個第一電源銲塾組15，如「圖 2-1」顯示數量為兩組，分別為ρ]與~ ;每—第—電源辉 塾組15包含複數個電源銲墊15〇，且同一第一電源鲜塾組 15的電源銲墊15G彼此電性連接，如「圖2-1」顯示的 ΡΓ Ρ2兩個不同之第一電源銲墊組15，分別包含四個匕 〇 電源銲墊150與四個p2t源銲塾150，其中四個同一組^ 電源銲墊15G彼此電性連接，四個另—組的^電源辉塾 150彼此電性連接；該些第一電源銲墊組15可設置於該銲 ‘點區12的預設位置，例如「圖2-1」顯示其沿著圓形印刷 電路板11的圓心呈環狀排列。 [0016] 該印刷電路板11的輸今區丨4則包含對應該些第一電 源銲塾組15的第二電源銲墊組16，如「圖2]」顯示數量 D 為兩組，分別為p’】，p’2;每一第二電源銲墊組16包含 複數個電源銲塾160，且同-第二電源鲜塾組16的電源鲜 墊160彼此電性獨立，如「圖2_丨」顯示之ρ，ι，p，2兩第 二電源銲墊組16分別包含四個p，1電源銲墊16〇與四個p， 電源銲墊160，且四個|>’丨電源銲墊16〇彼此電性獨立，四2 個P 2電源銲墊160彼此電性獨立；並且，銲點區12的每 一第一電源銲墊組15(電源銲墊150)與輸入區14的每一 第二電源銲墊組16(電源銲墊160)彼此電性絕緣。第二電 源銲墊組16係傳輸直流電流，當然直流電流係由測試機 099101583 表單編號A0101 第7頁/共29頁 0992003085-0 201126168 提供。 [0017] 承前所述’由於本發明的探針卡10於測試時，傳送 抵達銲點區12的電源供應係來自外接式的電源平面或線 ^因此尚未外接電源平面或線路前，第1源輝塾組 5與第二電源銲塾組16彼此電性絕緣。然而，須說明的 第-«、銲倾15與第二„料組16之間彼此絕 緣，不表神較、㈣13内所㈣金祕線；實務上， 走線區13仍可設置其他測試銲墊須使用到的測試線盘接 地線。更進—步地’走線區13亦可依践留預備使用的 電源平面，只是在正常情況下，該些預備使用的電源平 面與第-電祕墊組15、第二電源銲胁16相互絕緣。 [0018] 請參閱「圖3-1」和「圖3_2」的上視圖和戴面示音 圖，在-實關中，本發明之探針卡跡走線區13範圍 内，以外接導線21電性連接第一電源銲墊組15與第二電 源銲墊組16而供應電源。請參見「圖3_2」並配合「圖 3-1」，該探針卡20包含：一印刷電路板u、至少一待測 物針組22以及至少-外接導線21 ;每—待测物針組_ 含至少一電源探針220，該電源探針22〇_端電性連接其 中一第一電源銲墊組15之一電源銲墊15〇，另—端用以點 觸待測物；該外接導線21兩端則分別電性連 針22〇連接的同-該第-電源鲜墊組15之電源鲜 及對應第二電源銲墊組16之電源銲墊160(如「圖 顯示連接Ρ#Ρ’2);藉此’來自測試機的電源供應可自 099101583 表單編號Α0101 第8頁/共29頁 0992003085-0 201126168 第二電源銲塾組16之電源銲·塾⑽輸入並藉該外接導線 21傳遞至該電源探針220。其中，_導線心利用同 軸導線或者其他導線，以跳線的方式分別連接於輸入區 14與銲點區12。每_第二電源鮮墊組16藉由外接導線21 傳輸直流電流到其對應的第一電源銲墊組1 5 ^ [0019] 請再參閱「圖4-!」和「圖4_2j的上視圖和截面示 意圖，在另一實施例中，本發明之探針卡30以外接電源 〇 平面31連接第一電源銲墊組15與第二電源銲墊組16而供 應電源。該探針卡30包含：一印刷電路板u、至少一待 測物針組32以及至少一外接電源平面31 ;每一待測物針 組32包含至少一電源探針320 ’該電源探針32〇 —端電性 連接其中一第一電源銲墊組15之一電源銲墊15〇，該外接 電源平面31 —端電性連接該電源探針32〇連接的同一該第 一電源銲墊組15之電源銲墊150，另一端則電性連接至對 應的第二電源銲墊組16之電源銲墊16〇 ;藉此，來自測試 〇 機的電源供應可自第二電源銲墊組16之電源銲墊160輸入 ’並藉該外接電源平面31傳遞至該電源探針320。每一第 二電源鲜塾組16藉由外接電源平面31傳輸直流電流到其 對應的第一電源銲墊組15。 [0020] 上述的外接電源平面31可替代習用技藝中印刷電路 板内部的電源鋪設’以降低印刷電路板丨丨内多層佈線的 複雜度與成本；同時，由於外接電源平面31的電源舖設 變化性大’且可依客戶訂製，因此本發明無須重製探針 099101583 表單編號A0101 第9頁/共29頁 0992003085-0 201126168 卡30的印刷電路板η，便可滿足客戶使用的彈性與需求 ’亦能提供異常處理時的測試運用。此外，由於外接電 源平面31只有電源的佈線，不需要考慮習用技藝中印刷 電路板走線區的電源鋪設問題，因此，佈線路徑的複雜 度低，自電源婷塾1 6 〇輸入的電源傳經外接電源平面31時 ，可以避免電壓下降或雜訊干擾，電源完整性較習用技 藝中印刷電路板佳。 [0021] 明進一步參閱「圖5」所示:’:在實施例中，該外接 電源平面31包含一接地層311、一絕緣層312與-電源平 面層313，其中，該絕緣層312位於該接地層311與該電 源平面層313之間，該接地層311接到一低準位電壓。因 此，當該外接電源平面21以該接地層311面對該探針卡如 而外接時（請參考「圖4-2」），鄰近探針卡3〇之接地層 311與絕緣層312可保護該電源平面層313不受來自印刷 電路板11的電氣干擾。 [0022] 另一方面，該外接電源平面31可以軟性電路板 (flexible printed circuit，FPC)，或是以子卡的 型式外接於該印刷電路板U。「圖6_丨」和「圖6_2」顯 示一子卡形式的外接電源平面31a示意圖，該子卡形式的 外接電源平面31a可以插接喪合的方式，組裝於印刷電路 板11上，形成電性連接。該外接電源平面31a包含一第一 連接部314與-第二連接部315，該印刷電路板"對應該 第一連接部314及第二連接部315開設第一卡槽lu與第 099101583 表單編號A0101 第10頁/共29頁 0992003085-0 201126168 二卡槽112，致使該第—連接邱 之第 連接。卩314可播設於該輝點區12 31__二::=== =15可插設於該輸入區14之第二卡槽ιΐ2，且位於 =-連接抑5的複數電性接點317與該輸人區Η對應的 Γ鲜塾⑽電性連接，藉此插嵌固定於印刷電路板η上 並形成電性相連。 [0023] 〇 此外，如「圖7」所示，本發明可藉由短路（Short) 複數個外接電源平面3卜以實質上擴大電源平面，提升 電源70整性。舉例來說，—應用上述印刷電路板^的探 針卡40包含powerl、p〇wer2兩外接電源平面31，每一 外接電源平面31連接第“電源銲墊組_—侧定義為探 針侧’該外接電源平面31對應於測試區141的電源接點 171 (”青參閲圖2-2」）則定義為輸入接點，例如： P〇Wer2外接電源平面31連接於轉接區ί42的P，2電源銲墊 ❹ 160，4Ρ 2電源碑备電性連接於測試區“I的對應電 源接點171即為所定義的輸入接點171a。 [0024] 測試時，若只使用探針卡4〇的p〇wer丨外接電源平面 31 ’而未使用power2外接電源平面31，則可將兩外接電 源平面31的探針側（或第一電源銲墊組15中的~％電源 it墊）藉一連結結構41使其彼此短路（sh〇rt)而電性連通 ’俾使電源可自p0werl、p〇wer2的外接電源平面31供應 而傳抵銲點區12。同時，該未使用p0wer2外接電源平面 099101583 表單編號A0101 第11頁/共29頁 0992003085-0 201126168 31所對應的輸入接點171a以一絕緣結構42覆蓋，使該輸 入接點171a絕緣於測試機的彈簣針，以避免測試機判讀 時發生錯誤。如此可增大power 1使用的外接電源平面31 ，以提升電源的完整性；其中，該連結結構41可為一金 屬導線、或一金屬片或直接以銲錫方式導通；而該絕緣 結構42可為一絕緣膠帶或一塑膠片。 [0025] 惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例，非欲侷 限本發明專利之專利保護範圍，故舉凡運用本發明說明 書及圖式内容所為之等效變化與修飾，均同理包含於本 發明之權利保護範圍，合予陳明。 【圖式簡單說明】 [0026] 本發明的實施方式係結合圖式予以描述： [0027] 「圖1」為習知探針卡的一印刷電路板示意圖； [0028] 「圖2-1」為本發明一印刷電路板一實施例之結構示意圖 9 [0029] 「圖2-2」為本發明一印刷電路板一實施例之剖面示意圖 [0030] [0031] [0032] [0033] [0034] 099101583 「圖3-1」為本發明一探針卡實施例之上視示意圖； 「圖3-2」為本發明一探針卡實施例之截面示意圖； 「圖4_1」為本發明另一探針卡實施例之上視示意圖； 「圖4-2」為本發明另一探針卡實施例之截面示意圖； 「圖5」為本發明一外接電源平面實施例之結構示意圖； 表單編號A0101 第12頁/共29頁 0992003085-0 201126168 [0035] 「圖6-1」為本發明一外接電源平面用於一探針卡之截面 示意圖； [0036] 「圖6-2」為本發明另一夕卜接電源平面實施例之立體示意 圖；以及 [0037] 「圖7」為本發明另一外接電源平面實施例之立體示意圖
【主要元件符號說明】 [0038] 10， 20，30，40 ·..探針卡 [0039] 11 .......印刷電路板 [0040] 111 ......第一卡槽 [0041] 112 ......第二卡槽 [0042] 12 .......銲點區 [0043] 13 .......走線區， [0044] 14 .......輪入IS 一—> > ' [0045] 141 ......測試區 [0046] 142 ......轉接區 [0047] 15 .......第一電源銲墊組 [0048] 150, 160 . · . ·電源銲墊 [0049] 16 .......第二電源銲墊組 [0050] 17.......電性接點 [0051] 171......電源接點 0992003085-0 099101583 表單編號A0101 第13頁/共29頁 201126168 輸入接點 [0052] 171a [0053] 21.......外接導線 [0054] 22，32......電源探針組 [0055] 220, 320 .....電源探針 [0056] 31, 31a......外接電源平面 [0057] 311.......接地層 [0058] 312.......絕緣層 [0059] 313.......電源平面層 [0060] 314.......第一連接部 [0061] 315.......第二連接部 [0062] 316, 317.....電性接點 [0063] 41......•連接結構 [0064] 42.......絕緣結構 099101583 表單編號 A0101 第 14 頁/共 29 頁 0992003085-0