TWI447397B - 探針卡 - Google Patents

Description

探針卡

本發明係關於一種探針卡，特別係關於一種可量測高頻訊號之探針卡。

測試晶圓上之積體電路元件之方法係將探針卡上複數根探針接觸測試銲墊，傳送測試訊號，接收量測訊號，最後分析輸出訊號，以判別積體電路元件的好壞。隨著高頻及高密度的積體電路元件的發展，探針不僅需排列得更為密集，且探針卡必須具備合適之干擾隔離設計，使探針在高速時脈操作下，可避免嚴重的訊號干擾問題。

圖1例示一種應用於高頻測試之傳統探針卡1。探針卡1包含用於高頻測試之探針11。探針11固定在電路板12上，並以一同軸電纜線13連接其針尾111至電路板12上之電接點121，而同軸電纜線13內之一遮蔽層可連接至電路板的接地接點122。一般而言，為達較佳隔離效果，探針11之針尾111外露部分要儘可能的短，而使探針11與電接點121間儘可能使用隔離效果較佳之同軸電纜線13連接。然而，同軸電纜線13的金屬軸芯通常會被厚的絕緣材質所包覆，藉此維持其特性阻抗。由於使用厚的絕緣材質，因此同軸電纜線13會具較粗的線徑。故，當多數用於高頻測試之探針11排列一起時，由於受限於同軸電纜線13之粗線徑，而令探針11無法密集排列，故此類探針卡1無法使用於高密度的積體電路元件之測試上。

圖2例示另一種應用於高頻測試之傳統探針卡2。探針卡2包含同軸探針21及電路板22。同軸探針21固定於電路板22，而其針尾連接電路板22上之電接點。同軸探針21包含一絕緣層221，其包覆探針針體222；同軸探針21另包含一金屬遮蔽層223，其包覆絕緣層221。相同地，同軸探針21之包覆結構使其具相當粗之外徑，而讓其難以使用於高密度的積體電路元件之測試上。

此外，傳統上以導線或同軸電纜線連接探針針尾與電路板之方式，為施作方便之故，探針針尾之長短往往會不一致。而且，密集排列之探針，其針尾連接之導線往往會因彼此排擠而排列凌亂，使干擾之預防難以施行，從而影響訊號傳輸品質。

鑑於前述習知的探針卡之缺失，因此有必要對其進行改良。

本發明一實施例揭示一種探針卡，其包含一電路板、一撓性基板及複數根探針。撓性基板包含排列之複數個導電條。該些導電條電性連接於該電路板。複數根探針固定於該電路板。各探針之針尾固定於相應之該導電條。

相較於傳統之探針卡，本發明一實施例揭示之探針卡包含一撓性基板，撓性基板上之導電條電性連接電路板，而探針相應地固定於撓性基板上之導電條，因此可避免直接使用導線連接探針，發生導線雜亂排列之情形，讓訊號隔離措施難以施作，而影響訊號傳送品質。探針固定於撓性基板之結構容易進行干擾隔離措施之施作，故本發明之探針卡適合高頻積體電路元件之測試。另，撓性基板上之導電條之配置可隨探針密度而設計，故本發明之探針卡適合高密度之積體電路元件之測試。

圖3係本發明一實施例之一探針卡3之立體組合示意圖，圖4為圖3中沿5-5剖面線之剖視圖，而圖5例示本發明一實施例之撓性基板31。參照圖3至圖5所示，探針卡3包含一撓性基板31以及複數根探針32和33。參照圖5所示，撓性基板31包含複數個導電條311和312，複數個導電條311和312可於撓性基板31之一表面上一致排列。各探針32或33之針尾固定於相應之導電條311或312上，其中探針32和33之固定方式包含焊接。

如圖5所示，由於探針32和33係直接固定於整齊排列之導電條311和312，因此各探針32或33之針尾可維持一固定長度且整齊排列，且由於針尾沒有凌亂的連接導線，使探針32和33間之干擾可獲控制。此外，導電條311和312之大小及排列方式，可配合探針32和33之大小與排列密度而設計，因此探針卡3可適合任何高密度的積體電路元件之測試。又，撓性基板31可任意彎折，因此可用於高低起伏排列之探針32和33之連接。

以例言，複數個導電條311和312之一致排列，其除係沿一方向上呈直線排列外，其亦可為沿一方向上參差排列。

參照圖4所示，探針卡3包含一電路板34及一電纜線35，撓性基板31之導電條311或312可利用電纜線35電性連接至電路板34之相應之電接點341、342，以使訊號得以傳送。

參照圖5與圖6所示，複數根探針32和33可包含至少一信號探針32及至少一接地探針33，複數個導電條311和312包含至少一第一導電條311和至少一第二導電條312，其中該至少一信號探針32固定於該至少一第一導電條311上，而該至少一接地探針33固定於該至少一第二導電條312上。

參照圖6所示，撓性基板31可包含一板體313、一導電層314及一絕緣層315。板體313可以絕緣材料所製作，且可包括一第一表面3131、一第二表面3132及至少一導電柱3133。導電柱3133形成於第一表面3131與第二表面3132之間，且貫穿板體313。導電層314設置於板體313之第一表面3131上，且電性連接該至少一導電柱3133。第一導電條311與第二導電條312間隔地設置於板體313之第二表面3132上，其中第二導電條312電性連接相應之導電柱3133。第一導電條311與第二導電條312可利用一絕緣材料316隔離。絕緣層315可覆蓋於導電層314上，以將其絕緣隔離。在一實施例中，導電層314、第一導電條311及第二導電條312可包含銅。

參照圖7所示，各第二導電條312可以複數個導電柱3133電性連接導電層314，其中複數個導電柱3133可沿相應之第二導電條312之縱軸向排列。

參照圖3至圖5所示，本發明揭示之探針卡3可用於檢測高頻積體電路元件，特別是可輸出入差動訊號之積體電路元件。在一實施例中，探針卡3可包含兩信號探針32、兩接地探針33，而撓性基板31可包含兩第一導電條311及兩第二導電條312。如圖6與圖7所示，兩第二導電條312可分別以至少一導電柱3133連接導電層314。兩信號探針32可並列設置，且可被建構以傳輸差動訊號。兩信號探針32可設置於兩接地探針33之間，並耦合該些接地探針33，以降低相鄰信號探針32間之耦合干擾。相應地，兩第一導電條311亦可設置於兩第二導電條312之間。如圖5所示，兩信號探針32可分別固定於兩第一導電條311；而兩接地探針33可分別固定於兩第二導電條312。雖然圖3實施例僅例示一對用於傳送差動訊號之信號探針32，但本發明揭示之技術內容可適用具多對且鄰近設置之差動信號探針。

參照圖4及圖8所示，探針卡3可更包含一電纜線35。電纜線35可包含兩導線351、兩絕緣層352、一電磁遮蔽層353及一批覆表層354。各導線351為相應之絕緣層352所包覆；兩絕緣層352共同為電磁遮蔽層353所包覆；而批覆表層354包覆電磁遮蔽層353。各導線351可為單實心金屬線或多股絞線。電磁遮蔽層353可為網狀編織層，如為銅線或鋁線構成之金屬線網。

復參圖4或圖5所示，電纜線35之兩導線351之一端可分別連接兩第一導電條311，而另一端可相應地連接電路板34上之電接點341，如此經由電路板34傳送之檢測訊號可傳遞至信號探針32。

此外，電纜線35之電磁遮蔽層353可利用導線355和356分別連接至一第二導電條312及電路板34上之一接地接點342，藉此使電纜線35之電磁遮蔽層353接地，並使撓性基板31之導電層314與第二導電條312接地。除前述外，撓性基板31之導電層314與第二導電條312之接地亦可直接選用一第二導電條312連接電路板34上之接地接點342，或者導電層314直接連接電路板34上之接地接點342等來實現。

在一實施例中，撓性基板31可與電纜線35阻抗匹配，以減少訊號反射。

復參圖4所示，信號探針32與接地探針33可利用一固持部36固定在電路板34上，其中固持部36可包含環氧樹脂。

本發明揭示一種探針卡，其包含一撓性基板，撓性基板包含複數個導電條。探針相應地固定於導電條上，各導電條再以導線連接電路板，如此可避免探針尾部連接雜亂無章之導線之情形出現，並使探針間傳送訊號可被適當隔離，以增進訊號穩定性，特別是高頻差動訊號。此外，使用撓性基板之任意彎折特性，可適用於高低起伏排列或針尾位置不同之探針和之電性連接。又，複數個導電條可隨探針排列密度而設，使本發明之探針卡可輕易地運用於高密度、高頻之積體電路元件之量測。

本發明之技術內容及技術特點已揭示如上，然而熟悉本項技術之人士仍可能基於本發明之教示及揭示而作種種不背離本發明精神之替換及修飾。因此，本發明之保護範圍應不限於實施範例所揭示者，而應包括各種不背離本發明之替換及修飾，並為以下之申請專利範圍所涵蓋。

1、2．．．傳統探針卡

3．．．探針卡

11．．．探針

12．．．電路板

13．．．同軸電纜線

21．．．同軸探針

22．．．固定件

23．．．電路板

31．．．撓性基板

32．．．信號探針

33．．．接地探針

34．．．電路板

35．．．電纜線

36．．．固持部

111．．．針尾

121．．．電接點

122．．．接地接點

221．．．絕緣層

222．．．探針針體

223．．．金屬遮蔽層

311．．．第一導電條

312．．．第二導電條

313．．．板體

314．．．導電層

315．．．絕緣層

316．．．導電材料

341．．．電接點

342．．．接地接點

351．．．導線

352．．．絕緣層

353．．．電磁遮蔽層

354．．．批覆表層

355、356．．．導線

3131．．．第一表面

3132．．．第二表面

3133．．．導電柱

圖1例示一種應用於高頻測試之傳統探針卡；

圖2例示另一種應用於高頻測試之傳統探針卡；

圖3係本發明一實施例之一探針卡之立體組合示意圖；

圖4為圖3中沿5-5剖面線之剖視圖；

圖5例示本發明一實施例之撓性基板；

圖6係圖5沿6-6剖面線之剖示圖；

圖7係圖5沿7-7剖面線之剖示圖；及

圖8例示本發明一實施例之電纜線。

31．．．撓性基板

32．．．信號探針

34．．．電路板

35．．．電纜線

36．．．固持部

341．．．電接點

342．．．接地接點

Claims (9)

1. 一種探針卡，包含：一電路板；一撓性基板，包含排列之複數個導電條，其中該些導電條電性連接於該電路板；以及複數根探針，固定於該電路板，其中各該探針之針尾固定於相應之該導電條；其中該些探針包含至少一信號探針及至少一接地探針，該些導電條包含至少一第一導電條與至少一第二導電條，該撓性基板包含：一板體，包括相對之一第一表面、一第二表面與至少一導電柱，其中該至少一導電柱形成於該第一表面與該第二表面之間且貫穿該板體；以及一導電層，設置於該第一表面且電性連接該至少一導電柱；其中，該至少一第一導電條設置於該第二表面，而該至少一信號探針固定於該至少一第一導電條，該至少一第二導電條設置於該第二表面且電性連接該至少一導電柱，而該至少一接地探針固定於該至少一第二導電條。
2. 根據請求項1所述之探針卡，包含：兩第一導電條和兩第二導電條；兩接地探針，分別固定於該兩第二導電條；以及兩信號探針，設置於該兩接地探針之間，且分別固定於該兩第一導電條。
3. 根據請求項2所述之探針卡，其更包含一電纜線，該電纜線包含：兩導線，分別連接該兩第一導電條；兩絕緣層，分別包覆該兩電導線；一電磁遮蔽層，圍繞該兩絕緣層；以及一批覆表層，包覆該電磁遮蔽層。
4. 根據請求項3所述之探針卡，其中該撓性基板與該電纜線阻抗匹配。
5. 根據請求項4所述之探針卡，其更包含一固持部，其中該固持部將該兩接地探針與該兩信號探針固定於該電路板。
6. 根據請求項5所述之探針卡，其中該電路板包含一接地接點，而該導電層電性連接至該接地接點。
7. 根據請求項6所述之探針卡，其中該電纜線之該電磁遮蔽層之分別耦接該第二導電條及該電路板之該接地接點。
8. 根據請求項7所述之探針卡，其中該電路板包含複數個電接點，該電纜線之各該導線之一端連接相應之該第一導電條，而各該導線之一端連接相應之該電接點。
9. 根據請求項8所述之探針卡，其中該導電層、該第一導電條及該第二導電條包含銅。