TWI541511B

TWI541511B - 探針卡

Info

Publication number: TWI541511B
Application number: TW103141233A
Authority: TW
Inventors: 彭勻奎; 范綱炯
Original assignee: 旺矽科技股份有限公司
Priority date: 2014-11-27
Filing date: 2014-11-27
Publication date: 2016-07-11
Also published as: CN105652049B; CN105652049A; TW201619613A

Description

探針卡

本發明是關於一種探針卡，且特別是有關於一種懸臂式探針卡。

探針卡的主要目的是藉由其探針直接與待測物(如晶片)上的銲墊或是凸塊直接接觸，配合周邊測試機台與軟體控制而達到自動化量測目的，並進一步地篩選出不良品，通常是藉由測試機台發送測試訊號，經探針卡到待測物，再由待測物回送測試結果訊號，經探針卡到測試儀器進行分析。

探針卡上具有精密的接觸機構，以測試晶片上的電路，並執行電性測試的作業，以確保晶片的電氣特性與效能是依照設計規格製造出來。在測試時，探針卡上往往需要安裝一些電子電路，以確保送進晶片的訊號是正確的。然而，受限於探針卡上印刷電路板的空間，這些電子電路往往不能被充分安裝，或者增加探針卡電路佈局的困難度，而導致設計成本的增加，更甚至電路佈局的限制，導致電子電路的元件無法充分放置，使測試結果無法符合要求。

本發明之一技術態樣在於提供一種探針卡，其能提供足夠的空間，使電子電路能夠充分安裝，而不用受限於印刷電路板上有限的空間。

根據本發明的一實施方式，一種探針卡包含印刷電路板、至少一電源/訊號導體片、至少一接地導體片、至少一絕緣體、至少一電子電路、至少一電源/訊號探針與至少一接地探針。電源/訊號導體片電性連接電源或訊號。接地導體片電性連接接地電位。絕緣體位於電源/訊號導體片與接地導體片之間。電子電路之兩端分別電性連接電源/訊號導體片與接地導體片。電源/訊號探針電性連接電源/訊號導體片，且電源/訊號探針直接或間接連接印刷電路板，用以點觸至少一待測物之至少一電源/訊號接點。電源/訊號導體片位於印刷電路板與電源/訊號探針之間。接地探針電性連接接地導體片，且接地探針直接或間接連接印刷電路板，用以點觸待測物之至少一接地接點，接地導體片位於印刷電路板與接地探針之間。

本發明上述實施方式與已知先前技術相較，由於電源/訊號導體片與接地導體片提供足夠的空間，因此電子電路能夠充分安裝，而不用受限於印刷電路板上有限的空間。

100‧‧‧探針卡

110‧‧‧印刷電路板

113‧‧‧輸入區

115‧‧‧走線區

117‧‧‧探針區

117a‧‧‧金屬焊點

120、120a、120b、120c‧‧‧電源/訊號導體片

130、130a、130b、130c‧‧‧接地導體片

140、140a、140b、140c‧‧‧絕緣體

150、150a、150b、150c‧‧‧電子電路

160、160a、160b、160c‧‧‧電源/訊號探針

170、170a、170b、170c‧‧‧接地探針

160r、170r‧‧‧針尖

160s、170s‧‧‧針尾

160t、170t‧‧‧傾斜延伸部

160u、170u‧‧‧彎折部

200、200a、200b‧‧‧待測物

201、201a、201b‧‧‧電源/訊號接點

202、202a、202b‧‧‧接地接點

300‧‧‧連接件

M‧‧‧局部

W1‧‧‧第一寬度

W2‧‧‧第二寬度

W3‧‧‧第三寬度

第1圖繪示依照本發明一實施方式之探針卡的正視圖。

第2圖繪示第1圖之探針卡之局部M的正視圖。

第3圖繪示第1圖之局部M的側視圖。

第4圖繪示第2圖之電源/訊號探針以及接地探針點觸待測物的局部示意圖。

第5圖繪示第2圖之電源/訊號探針以及接地探針點觸待測物的局部示意圖。

第6圖繪示依照本發明另一實施方式之探針卡的正視圖。

第7圖繪示依照本發明再一實施方式之探針卡的正視圖。

第8圖繪示第7圖之探針卡的側視圖。

以下將以圖式揭露本發明之複數個實施方式，為明確說明起見，許多實務上的細節將在以下敘述中一併說明。然而，應瞭解到，這些實務上的細節不應用以限制本發明。也就是說，在本發明部分實施方式中，這些實務上的細節是非必要的。此外，為簡化圖式起見，一些習知慣用的結構與元件在圖式中將以簡單示意的方式繪示之。

除非另有定義，本文所使用的所有詞彙(包括技術和科學術語)具有其通常的意涵，其意涵係能夠被熟悉此領域者所理解。更進一步的說，上述之詞彙在普遍常用之字典中之定義，在本說明書的內容中應被解讀為與本發明相關領域一致的意涵。除非有特別明確定義，這些詞彙將不被解釋為理想化的或過於正式的意涵。

第1圖繪示依照本發明一實施方式之探針卡100的正視圖。第2圖繪示第1圖之探針卡100之局部M的正視圖。第3圖繪示第1圖之局部M的側視圖。如第1~3圖所示，探針卡100包含印刷電路板110、至少一電源/訊號導體片120、至少一接地導體片130、至少一絕緣體140、至少一電子電路150、至少一電源/訊號探針160與至少一接地探針170。電源/訊號導體片120電性連接電源或訊號。接地導體片130電性連接接地電位。絕緣體140位於電源/訊號導體片120與接地導體片130之間，進一步來說，電源/訊號導體片120、絕緣體140及接地導體片130是堆疊結構。電子電路150兩端分別電性連接電源/訊號導體片120與接地導體片130。電源/訊號探針160電性連接電源/訊號導體片120，且電源/訊號探針160直接或間接連接印刷電路板110，用以點觸至少一待測物(Device Under Test；DUT，第1~3圖未示)之至少一電源/訊號接點。電源/訊號導體片120位於印刷電路板110與電源/訊號探針160之間。接地探針170電性連接接地導體片130，且接地探針170直接或間接連接印刷電路板110，用以點觸待測物之至少一接地接點，接地導體片130位於印刷電路板110與接地探針170之間。如此一來，電源/訊號導體片120與接地導體片130將能夠提供足夠的空間，以安裝適當的電子電路150。

在本實施方式中，探針卡100所具有的電源/訊號導體片120、接地導體片130、絕緣體140、電子電路150、電源/訊號探針160與接地探針170為三組。為避免圖式複雜，在部份圖式(例如第1、3圖)中，僅標示一組作為代表，而在部份需要區分各組的圖式(例如第2圖)中，則加上尾碼a、b、c以茲辨別。

在實務的應用中，電源/訊號導體片120可電性連接電源或訊號，一般來說訊號是指測試訊號，在電性連接電源時，電源/訊號導體片120可以進一步稱之為電源導體片，而電子電路150可為電容、穩壓電路或濾波電路，電源/訊號探針160為電源探針，電性連接電源導體片，用以點觸待測物之至少一電源接點。在電性連接訊號時，電源/訊號導體片120可以進一步稱之為訊號導體片，而電子電路150可為靜電放電(ESD)防護電路或阻抗匹配電路，電源/訊號探針160為訊號探針，電性連接訊號導體片，用以點觸待測物之至少一訊號接點。進一步來說，接地電位必須依照實際的狀況定義，即接地電位是否電性獨立，若接地電位沒有電性獨立，則表示電源或訊號都是使用共同的接地電位來當作參考基準。若接地電位是電性獨立的區分為電源及訊號使用，則當電源/訊號導體片120作為電源導體片時，接地導體片130需要電性連接電源使用的接地電位，當電源/訊號導體片120作為訊號導體片時，接地導體片130需要電性連接訊號使用的接地電位。電源/訊號導體片120以電源導體片為例，電子電路150以電容為例，可以濾除電源中的雜訊。具體地說，當電源與測試訊號通過探針卡100而進入待測物時，由於電源為直流的，而測試訊號為交流的，因此電源會與測試訊號互相干擾產生雜訊，造成電源被干擾，導致供電表現(Power Performance)衰退。如上所述，電源導體片與接地導體片130能夠提供足夠的空間安裝電容，藉此濾除電源訊號中的雜訊。此外，由於電源導體片與接地導體片130設置在足夠靠近待測物的位置，因此電容也能夠安裝在足夠靠近待測物的位置，使得雜訊不容易在電容到待測物這段路徑中產生。

如第2、3圖所示，在本實施方式中，電子電路150的數量為複數個，並且均於電源/訊號導體片120與接地導體片130上排列。舉例來說，當電源/訊號導體片120為電源導體片，且電子電路150為電容時，複數個排列於電源導體片與接地導體片130上的電容，可以提高電源導體片與接地導體片130之間的電容值，能夠使濾除雜訊的效果進一步提升，但本發明並不以此為限。進一步來說，電源導體片與接地導體片130上的電容值可以依照排列的數目增加，因此可以有效將濾除雜訊的效果提升，但以先前的技術來說，電源探針的一端必須電性連接到印刷電路板110，所以空間上來說，無法設置很多的電容，因此，電容值不可能高過本案的實施方式。

應了解到，以上所舉電子電路150為電容的選擇僅為例示，並非用以限制本發明，本發明所屬技術領域中具有通常知識者，應視實際需要，適當選擇電子電路150的種類。舉例而言，電子電路150除了可為電容外，亦可為穩壓電路、濾波電路、靜電放電防護電路或阻抗匹配電路，但本發明並不以此為限。

從結構上來說，電源/訊號探針160及接地探針170均分別具有針尖160r/170r與針尾160s/170s，電源/訊號探針160之針尖160r與針尾160s之間的部分連接並固定於連接件300，並且針尖160r用以點觸待測物上之電源/訊號接點，而針尾160s則用以與印刷電路板110作直接或間接的電性連接。相似地，接地探針170之針尖170r與針尾170s之間的部分亦連接並固定於連接件300，並且針尖170r用以點觸待測物上之接地接點，而針尾170s則用以與印刷電路板110作直接或間接的電性連接。電源/訊號探針160及接地探針170在連接件300到針尖160r/170r的部分，分別具有傾斜延伸部160t/170t及彎折部160u/170u，傾斜延伸部160t/170t分別是電源/訊號探針160及接地探針170由連接件300向針尖160r/170r方向延伸的部分，彎折部160u/170u分別在傾斜延伸部160t/170t與針尖160r/170r之間，以彎折的方式做為傾斜延伸部160t/170t與針尖160r/170r。電源/訊號導體片120及接地導體片130是位於連接件300及印刷電路板110之間。

如第1圖所示，印刷電路板110由外而內具有輸入區113、走線區115與探針區117。輸入區113具有複數個接點，用以供測試機輸入訊號，一般而言，輸入區113的複數個接點是設置在印刷電路板110的一側面，例如印刷電路板110的上表面。這些訊號經由走線區115中的佈線，最後由探針區117中的探針供應至待測物，走線區115的佈線一端會連接到輸入區113的接點，另一端則是連接到探針區117的接點，一般而言，探針區117的複數個接點是設置在印刷電路板110的另一側面，例如印刷電路板110的下表面，而探針區117中的探針一端與探針區117的接點電性連接，另一端則是作為點測待測物的接點。更具體地說，印刷電路板110更包含複數個金屬焊點117a。金屬焊點117a位於探針區117，電源/訊號探針160與接地探針170均位於探針區117，且電源/訊號導體片120兩端分別連接金屬焊點117a及電源/訊號探針160的針尾160s，接地導體片130兩端分別連接金屬焊點117a及接地探針170的針尾170s，電源/訊號探針160及接地探針170在連接件300到針尾160s/170s的部分，是以傾斜方式分別朝電源/訊號導體片120及接地導體片130延伸。電源/訊號導體片120及接地導體片130是以傾斜方式由連接件300(或者稱電源/訊號探針160及接地探針170的針尾160s/170s部分)朝印刷電路板110的金屬焊點117a延伸。

此外，電源/訊號導體片120與接地導體片130更可作為替代的訊號線路或接地線路，讓使用者可以跳過印刷電路板110內部的訊號線路或接地線路，而藉由電源/訊號導體片120或接地導體片130電性連接訊號或接地電位。

另外，在本實施方式中，電源/訊號導體片120與接地導體片130均可為撓性覆導體板中的導體層。更具體地說，電源/訊號導體片120與接地導體片130均可為撓性覆銅箔板中的銅箔，但本發明並不以此為限。在本發明部份實施方式中，電源/訊號導體片120與接地導體片130亦可均為銅片。

在本發明部份實施方式中，接地導體片130可位於電源/訊號導體片120與印刷電路板110之間。藉此，接地導體片130可以起屏蔽的作用，避免電源/訊號導體片120中的電源訊號受到干擾，同時也避免電源/訊號導體片120中的電源或訊號干擾到其他訊號。此外，在實務的應用中，根據測試的需要，電源/訊號導體片120亦可設置成位於接地導體片130與印刷電路板110之間。

接地導體片130與印刷電路板110之間可以採用例如雙面膠、點膠或焊接等固定方式，以將至少部分的接地導體片130設置在印刷電路板110上。

在本發明部份實施方式中，絕緣體140實際上可以是雙面膠。如此一來，絕緣體140除了可以起絕緣的作用外，更可以黏合電源/訊號導體片120與接地導體片130。

在本發明部份實施方式中，上述之電源/訊號探針160與接地探針170可藉由連接件300而與印刷電路板110連接。上述之連接件300例如可為黑膠。

如第2圖所示，電源/訊號導體片120a、接地導體片130a與絕緣體140a分別具有第一寬度W1、第二寬度W2與第三寬度W3。在本實施方式中，第一寬度W1、第二寬度W2與第三寬度W3可分別為4毫米、2毫米及3毫米，但本發明並不以此為限。

第4圖繪示第2圖之電源/訊號探針160a、160b以及接地探針170a、170b點觸待測物200的局部示意圖。如第4圖所示，在本實施方式中，待測物200具有複數個功能區塊，每一個功能區塊都具有各自的電源/訊號接點201a、201b與接地接點202a、202b，因此一個待測物200上就會具有複數個電源/訊號接點201a、201b與接地接點202a、202b。在某些測試規範中，每一個功能區塊的電源/訊號接點201a、201b與接地接點202a、202b都要電性獨立。為了滿足這些測試規範，本實施方式提供多組電源/訊號導體片120a、120b、120c、接地導體片130a、130b、130c、絕緣體140a、140b、140c、電子電路150a、150b、150c、電源/訊號探針160a、160b、160c與接地探針170a、170b、170c，而各組的電源/訊號探針160a、160b與接地探針170a、170b分別對應點觸各功能區塊的電源/訊號接點201a、201b與接地接點202a、202b。如第4圖所繪示，電源/訊號探針160a點觸電源/訊號接點201a，電源/訊號探針160b點觸電源/訊號接點201b，接地探針170a點觸接地接點202a，接地探針170b點觸接地接點202b。藉此，各功能區塊所獲得的電源/訊號與接地電位將會電性獨立，以避免影響測試結果。進一步來說，若電源/訊號接點201a、201b均是指電源接點，則接地接點202a是指相對應電源接點201a使用的接地接點，接地接點202b是指相對應電源接點 201b使用的接地接點，表示各功能區塊所獲得的電源與接地電位將會電性獨立，訊號與訊號使用的接地電位亦同。

第5圖繪示第2圖之電源/訊號探針160a、160b以及接地探針170a、170b點觸待測物200a、200b的局部示意圖。如第5圖所示，當應用第1圖之探針卡100來同時測試多個待測物200a、200b時，由於每一個待測物200a、200b都具有各自的電源/訊號接點201a、201b與接地接點202a、202b，且在某些測試規範中，每一個待測物200a、200b的電源/訊號接點201a、201b與接地接點202a、202b都要電性獨立，因此為了滿足這些測試規範，本實施方式之探針卡100提供多組電源/訊號導體片120a、120b、120c、接地導體片130a、130b、130c、絕緣體140a、140b、140c、電子電路150a、150b、150c、電源/訊號探針160a、160b、160c與接地探針170a、170b、170c。各組的電源/訊號探針160a、160b與接地探針170a、170b分別對應點觸各待測物200a、200b的電源/訊號接點201a、201b與接地接點202a、202b。如第5圖所示，電源/訊號探針160a點觸電源/訊號接點201a，電源/訊號探針160b點觸電源/訊號接點201b，接地探針170a點觸接地接點202a，接地探針170b點觸接地接點202b。藉此，各待測物200a、200b所獲得的電源/訊號與接地電位將會電性獨立，以避免影響測試結果。

請參照第6圖，其繪示依照本發明另一實施方式之探針卡100的正視圖。本實施方式與上一實施方式的不同點在於，由於部份測試規範對於接地電位是否電性獨立沒有要求，因此製造者也可以選擇以單一接地導體片130來搭配複數個電源/訊號導體片120a、120b、120c，而複數個接地探針170a、170b、170c則共同電性連接同一張接地導體片130，藉此讓空間的配置更為靈活。

第7圖繪示依照本發明再一實施方式之探針卡100的正視圖。第8圖繪示第7圖之探針卡100的側視圖。如第7~8圖所示，多組電源/訊號導體片120a、120b、120c與接地導體片130a、130b、130c可相互堆疊，使得探針卡100在使用時能夠更節省空間。

此外，由於電源/訊號導體片120a、120b、120c與接地導體片130a、130b、130c可相互交叉堆疊，因此，接地導體片130a、130b、130c可以起屏蔽的作用，避免電源/訊號導體片120a、120b、120c中的電源/訊號相互干擾。

本發明所使用電源/訊號導體片與接地導體片可以非常容易的取得，相較於軟性電路板的結構，無疑節省許多成本，此外，電源/訊號導體片與接地導體片幾是兩片導體，並不需要軟性電路板作電路佈局的先前設計，工時的製作上也會縮短很多，也不需要多餘的時間設計電路佈局，可以大量節省工時及成本。

雖然本發明已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

110‧‧‧印刷電路板

117‧‧‧探針區

117a‧‧‧金屬焊點

120‧‧‧電源/訊號導體片

130‧‧‧接地導體片

140‧‧‧絕緣體

150‧‧‧電子電路

160‧‧‧電源/訊號探針