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探针卡、探针台以及探针卡应用方法实质审查 发明

技术领域

[0001] 本申请涉及晶圆测试领域,具体而言,涉及探针卡、探针台以及探针卡应用方法。

相关背景技术

[0002] 在芯片进行电信测试时,例如WAT(Wafer Acceptance Test)或者CP(circuit probing)测试。以封装之前需要进行CP(circuit probing)测试为例,CP测试设备包括测试机和探针台,测试机通过探针台检测芯片。探针台包括探针卡,探针卡是由多层印刷线路板压合成。探针卡的尺寸以及内部信号走线要求极为严格,探针卡的制板生产周期长、制造成本高。
[0003] 现有技术中,探针卡内部线路密度高、信号定义复杂,当探针卡存在信号错误与信号质量不良的情况时,会影响探针卡的使用。如何解决上述技术问题,是本领域技术人员需要考虑的。

具体实施方式

[0036] 下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。
[0037] 本申请的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下,下述的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。
[0038] 第一方面,请参阅图1和图2所示,本实施例提供一种探针卡1和探针台2。探针卡1包括基板11和连接板12。基板11的表面设有第一焊盘111。连接板12设于基板11靠近第一焊盘111的一侧,连接板12设有第二焊盘121,第二焊盘121与第一焊盘111相对设置,第二焊盘121包括接触盘122,接触盘122被构造成导通第一焊盘111或者与屏蔽第一焊盘111的结构,接触盘122在导通第一焊盘111时,第一焊盘111电连接于探针台2的信号板21,接触盘122屏蔽第一焊盘111时,接触盘122代替第一焊盘111并且电连接于探针台2的信号板21。
[0039] 在本实施例中,基板11设置有多个第一焊盘111,多个第一焊盘111间隔分布。当接触盘122导通第一焊盘111时,第一焊盘111电连接探针台2的信号板21,通过第一焊盘111将信号板21的信号发送至待测样本,并通过第一焊盘111将测试结果对应的信号返回至探针台2的信号板21,进而返回至测试机完成测试。当接触盘122屏蔽第一焊盘111时,第一焊盘111没有电连接探针台2的信号板21,接触盘122代替第一焊盘111电连接探针台2的信号板
21。
[0040] 连接板12可以为柔性电路板,连接板12还可以为其他硬质电路板,本实施例不以此为限制。参照基板11的第一焊盘111的位置制作连接板12,在一些情况下第一焊盘111存在信号错误或者信号质量不良的情况,或者第一焊盘111品质良好,但是需要第一焊盘111传输高速信号,通过连接板12覆盖基板11的全部或者部分第一焊盘111,以灵活设置连接板12,本申请不以此为限制。
[0041] 连接板12设置有多个第二焊盘121,第二焊盘121包括接触盘122、信号盘128和固定盘129。
[0042] 接触盘122与第一焊盘111沿着垂直于基板11的方向一一对应,接触盘122的外轮廓可以为圆形,接触盘122的直径大于或者等于第一焊盘111的直径,以使接触盘122沿着垂直于基板11的方向完全覆盖第一焊盘111。
[0043] 信号盘128与接触盘122间隔设置,当接触盘122屏蔽第一焊盘111时,信号盘128一端与接触盘122电连接、另一端与探针台2的信号板21电连接,以使接触盘122与探针台2的信号板21通信。通过在固定盘129中点胶以使连接板12与基板11固定连接,并且固定盘129与基板11绝缘,在接触盘122代替第一焊盘111并且电连接于探针台2的信号板21时,有利于减小连接板12翘曲变形。固定盘129设置于连接板12的中间或者周缘,如此有利于使连接板12与基板11连接牢固。
[0044] 本实施例的探针卡1通过在基板11靠近第一焊盘111的一侧设置连接板12,连接板12设有第二焊盘121,第二焊盘121的接触盘122被构造成与第一焊盘111导通或者与第一焊盘111屏蔽的结构,因此在第一焊盘111出现故障时,接触盘122能够代替第一焊盘111并且电连接于探针台2的信号板21,以快速、便捷的提升探针卡1信号质量。
[0045] 于一实施例中,请参见图3和图4所示,接触盘122包括环部123和屏蔽部124,屏蔽部124与环部123分离或连接,屏蔽部124与环部123连接时,接触盘122屏蔽第一焊盘111,屏蔽部124与环部123分离时,接触盘122导通第一焊盘111。
[0046] 屏蔽部124与环部123连接以物理遮挡第一焊盘111,使第一焊盘111与探针台2的信号板21无法传输信号,从而接触盘122与探针台2的信号板21电连接以传输信号;屏蔽部124与环部123分离以使第一焊盘111露出连接板12,第一焊盘111与探针台2的信号板21能够电连接以传输信号。
[0047] 在本实施例中,接触盘122的结构设计有两种,以形成两种形态的接触盘122。
[0048] 接触盘122的第一种形态的实施例:
[0049] 于一实施例中,接触盘122设有通孔1231以形成环部123,屏蔽部124与环部123连接时,屏蔽部124设于通孔1231,环部123与屏蔽部124一体连接。
[0050] 请结合图3至图5所示,在本实施例中,接触盘122有三种结构:屏蔽部124与环部123为一个整体,此时屏蔽部124遮挡第一焊盘111;把屏蔽部124切除,留下环部123,此时第一焊盘111露出;把屏蔽部124切除,留下环部123,环部123与第一焊盘111通过焊接料(例如:锡膏)焊接。接触盘122三种结构对应可供选择的导通方式,:
[0051] 第一种方式,请结合图3和图8所示,接触盘122可以为单面实体焊盘,接触盘122靠近第一焊盘111的位置为绝缘材料制成的实心片体,以用于屏蔽第一焊盘111;接触盘122远离第一焊盘111的位置为导电材料,以用于电连接信号。具体地,接触盘122的环部123与屏蔽部124一体连接,以使接触盘122屏蔽第一焊盘111,接触盘122与第一焊盘111的信号不导通;接触盘122与探针台2的插接件22接触导通信号,从而接触盘122代替第一焊盘111并且电连接于探针台2的信号板21。
[0052] 第二种方式,请结合图4和图9所示,接触盘122可以为无孔壁1232的空芯焊盘,此时接触盘122的环部123与屏蔽部124分离,以使接触盘122导通第一焊盘111,接触盘122与第一焊盘111的信号不导通;此时第一焊盘111直接与探针台2的插接件22接触导通信号,从而第一焊盘111电连接于探针台2的信号板21。可选地,接触盘122与第一焊盘111焊接,以用于固定接触盘122,并且第一焊盘111与接触盘122通过焊接导通,探针台2的插接件22接触接触盘122以使第一焊盘111导通。
[0053] 第三种方式,请结合图5和图10所示,接触盘122可以为有孔壁1232的空芯焊盘,孔壁1232的截面形状为圆形,孔壁1232一端连接环部123、另一端延伸至第一焊盘111,通过在孔壁1232中填充焊接料以使第一焊盘111与环部123电连接;孔壁1232的截面形状还可以为长方形或者矩形等,只要孔壁1232能够容纳焊接料即可。优选地,孔壁1232的截面形状为圆形便于加工制造。此时接触盘122的环部123与屏蔽部124分离,接触盘122与第一焊盘111焊接以电连接,探针台2的插接件22接触接触盘122,此时第一焊盘111通过接触盘122与探针台2的信号板21电连接。孔壁1232用于容纳焊接料,有利于两板之间的焊接面平整。
[0054] 接触盘122可以为无孔壁1232的空芯焊盘,此时接触盘122的环部123与屏蔽部124分离,第一焊盘111与环部123通过焊接料焊接以电连接在一起。
[0055] 需要说明的是,接触盘122可以对应基板11的不同信号类型,例如,第一种方式的接触盘122对应有信号错误或者信号质量不良的第一焊盘111的测试信号;第二种方式的接触盘122对应无问题的第一焊盘111测试信号,或者第二种方式的接触盘122电连接电源信号或者接地信号;第三种方式的接触盘122电连接电源信号或接地信号,如此设置,第三种方式的接触盘122焊锡后可以与通用信号电连接,以减少对测试信号产生的影响。
[0056] 多个接触盘122在连接板12表面的排布可以是:相邻的电源信号或者接地信号的接触盘122之间设置测试信号的接触盘122,如此有利于连接板12的信号的回流路径布置。
[0057] 使用时,当基板11的部分区域的信号有问题时,接触盘122屏蔽第一焊盘111,连接板12对应的第二焊盘121代替部分区域的第一焊盘111;当基板11的部分区域的信号没有问题时,接触盘122导通第一焊盘111,从而探针台2的信号板21穿过第二焊盘121继续使用第一焊盘111的信号。
[0058] 本实施例提供的探针卡1不需要重新组装,缩短探针卡1的生产时间、减少成本、提高测试性能。
[0059] 第二焊盘121的第二种形态的实施例:
[0060] 于一实施例中,接触盘122设有通孔1231以形成环部123,屏蔽部124与环部123连接时,屏蔽部124设于通孔1231,屏蔽部124与环部123可拆卸地连接。
[0061] 在本实施例中,请结合图4至图11,接触盘122有三种结构:屏蔽部124与环部123可拆卸地连接,此时屏蔽部124遮挡第一焊盘111;把屏蔽部124从环部123拆除卸下,此时第一焊盘111露出连接板12;把屏蔽部124从环部123拆除卸下,环部123与第一焊盘111通过焊接料(例如:锡膏)焊接。第二焊盘121有三种可供选择的导通方式:
[0062] 第一种方式,请结合图6和图11,接触盘122可以为单面焊盘,接触盘122靠近第一焊盘111的位置为绝缘材料制成的实心片体,以用于屏蔽第一焊盘111;接触盘122远离第一焊盘111的位置为导电材料,以用于电连接信号。具体地,屏蔽部124包括屏蔽片1241和连接脚1242,屏蔽片1241与环部123间隔设置,连接脚1242一端连接屏蔽片1241、另一端连接环部123,屏蔽片1241通过连接脚1242电连接于环部123。探针台2的插接件22与屏蔽部124接触,信号通过第二焊盘121传递。
[0063] 连接脚1242为片状,连接脚1242可以设置1个或者多个,本实施例不以连接脚1242的数量为限制。以4个连接脚1242为例,相邻两个连接脚1242与圆心的连线之间形成的内角呈90°,且4个连接脚1242均匀分布于屏蔽片1241的周向,从而使屏蔽片1241与环部123牢固、平稳地连接在一起。
[0064] 第二种方式,请结合图4和图9,在屏蔽部124与环部123分离时,第一焊盘111与探针台2的信号板21电连接。
[0065] 接触盘122可以通过割断连接脚1242,以卸下屏蔽片1241,探针台2的插接件22穿过环部123与第一焊盘111接触,信号通过第一焊盘111传递。
[0066] 第三种方式,环部123与第一焊盘111焊接连接,第一焊盘111通过环部123电连接于探针台2的信号板21。
[0067] 可选地,请结合图7和图11所示,接触盘122不用割断连接脚1242,通过锡膏1233把屏蔽片1241与第一焊盘111焊接在一起,也可以通过锡膏1233把屏蔽片1241与第一焊盘111、以及环部123与第一焊盘111焊接在一起。
[0068] 或者,接触盘122割断连接脚1242,在环部123与第一焊盘111之间填充焊接料,从而导通第一焊盘111与第二焊盘121。
[0069] 于一实施例中,环部123包括孔壁1232,孔壁1232朝向第一焊盘111延伸,孔壁1232用于填充焊料以使第一焊盘111与环部123电连接并且固定。
[0070] 需要说明的是,第二种形态的接触盘122可以对应基板11的不同信号类型,例如,第一种方式的接触盘122对应有信号错误或者信号质量不良的第一焊盘111的测试信号;第二种方式的接触盘122对应无问题的第一焊盘111测试信号,或者第二种方式的接触盘122电连接电源信号或者接地信号;第三种方式的接触盘122电连接电源信号或接地信号,如此设置,第三种方式的接触盘122焊锡后可以与通用信号电连接,以减少对测试信号产生的影响,同时焊锡后可以增加接触盘122与第一焊盘111的连接强度。
[0071] 多个接触盘122在连接板12表面的排布可以是:相邻的电源信号或者接地信号的接触盘122之间设置测试信号的接触盘122,如此有利于连接板12的信号的回流路径布置。
[0072] 于一实施例中,请结合图12至图14所示,连接板12设有多层,每层连接板12设有过孔125,接触盘122电连接有信号线13。可选地,信号线13有两种走线方式。
[0073] 请结合图12和图13所示,信号线13的第一种走线方式,信号线13穿过过孔125并且在相邻两层连接板12之间延伸,垂直于基板11的方向的相邻的信号线13通过连接板12屏蔽信号。
[0074] 在本实施例中,差分信号通过第二焊盘121传输至信号线13,通过信号线13分别传输至沿着连接板12的边缘设置的两个焊盘,其中,信号线13是在相邻焊盘之间设置。此方式传输差分信号时,在第二焊盘121处信号线13之间的距离较短,保证信号线13走线之间的耦合,提升信号线13传输信号时抗干扰能力强,并且充分利用磁场的相反极性抵消对外界的电磁干扰。
[0075] 请结合图14所示,信号线13第二种走线方式,接触盘122设有多个,接触盘122电连接有信号线13,多个信号线13以差分走线的方式分别设于连接板12。
[0076] 在本实施例中,接触盘122为第一种方式,接触盘122与信号盘128通过信号线电连接,信号线13中的信号为测试信号。
[0077] 于一实施例中,请继续参见图14,连接板12包括一体连接的第一端部126和第二端部127,第二端部127设于接触盘122远离基板11周缘一侧,第一端部126自第二端部127朝向连接板12的周缘延伸,第二端部127的宽度大于第一端部126,信号线13自第一端部126朝向第二端部127延伸,信号线13的末端电连接于第二端部127。
[0078] 在本实施例中,连接板12采用多层板,第一端部126设置接触盘122,第二端部127设置信号盘128。一组差分信号通过第二焊盘121传输至信号线13,通过信号线13分别传输至沿着探针卡1的边缘指向中心的两个信号盘128,其中,信号线13是在相邻焊盘之间设置。此种走线方式当需要传输差分信号时,按照从基板11边缘指向中心的方向传输差分信号,当需要传输单线信号时,则可以进行单线信号的传输,信号传输方式灵活。同时,第二端部
127的宽度大于第一端部126有利于信号盘128的排布,便于集中连接多根信号线13。
[0079] 第二方面,请结合图1所示,本实施例还提供一种探针台2,包括信号板21、探针卡1和插接件22。探针卡1的连接板12与信号板21相对设置。插接件22的一端电连接于信号板21、另一端朝向探针卡1的基板11凸伸,接触盘122在第一焊盘111导通时,插接件22与第一焊盘111电连接,接触盘122在第一焊盘111屏蔽时,插接件22与接触盘122电连接。
[0080] 在本实施例中,插接件22可以为弹簧针或者针孔插头。本实施例不以此为限制。弹簧针与信号板21可伸缩地连接。针孔插头与信号板21固定连接。
[0081] 于一实施例中,接触盘122包括环部123和屏蔽部124,屏蔽部124与环部123分离或连接,屏蔽部124与环部123分离时,接触盘122导通第一焊盘111,插接件22穿过环部123并且与第一焊盘111电连接。
[0082] 可以是,环部123与第一焊盘111通过焊接以电连接,插接件22通过接触盘122与第一焊盘111电连接。屏蔽部124与环部123连接时,接触盘122屏蔽第一焊盘111,接触盘122代替第一焊盘111与插接件22电连接。
[0083] 第三方面,本实施例还提供一种探针卡应用方法,应用于图1所示的探针台,结合图1至图11,该应用方法包括提供探针卡1的基板11,基板11的表面设有第一焊盘111。在相应的第一焊盘111的区域设置连接板12,当连接板的接触盘122代替第一焊盘111时,连接板12的接触盘122屏蔽第一焊盘111并电连接探针台2的信号板21。当需要导通第一焊盘111时,拆卸接触盘122的屏蔽部124,以使探针台2的信号板21电连接于第一焊盘111。
[0084] 在本实施例中,根据实际需要,在测试某些位置的第一焊盘111时,可以是,当第一焊盘111的信号为故障状态时,则在探针卡1的基板11靠近第一焊盘111的一侧设置连接板12,其中连接板12的接触盘122代替信号为故障状态的第一焊盘111,具体可以是采用接触盘122的屏蔽部124与环部123连接的结构,使得接触盘122代替第一焊盘111并且电连接于探针台2的信号板21;而第一焊盘111的信号无故障状态时,则将接触盘122的屏蔽部124与环部123分离,通过接触盘122以使第一焊盘111电连接于探针台2的信号板21。具体详细的结构可以参见图8和图9,在此不再赘述。
[0085] 还可以是,使用第二种形态的接触盘122,当需要对第一焊盘111进行测试时,则拆卸对应位置的接触盘122的屏蔽部124以对第一焊盘111进行信号测试。如果第一焊盘111的信号为故障状态时,则把屏蔽部124与环部123连接以使接触盘122代替第一焊盘111电连接于探针台2的信号板21,特别可以是,在屏蔽部124以及与其对应的第一焊盘111位置处增加绝缘胶,保证用接触盘122代替第一焊盘111使用时不会发生翘曲;而第一焊盘111的信号无故障状态时,则将接触盘122的屏蔽部124与环部123分离,也即可以断开屏蔽部124与环部123的连接脚1242,通过接触盘122以使第一焊盘111电连接于探针台2的信号板。具体详细的结构可以参见图6,在此不再赘述。需要说明的是,在需要第一焊盘111传输高速信号时,当该传输高速信号的第一焊盘111测试的信号为故障状态时,使用第一种形态或者第二种形态的接触盘122,通过接触盘122代替第一焊盘111与高速信号直接连接。
[0086] 于一实施例中,提供探针台2的插接件22,插接件22与连接板12的接触盘122接触以使连接板12代替第一焊盘111电连接于探针台2的信号板21,或者拆卸接触盘122的屏蔽部124,使插接件22与第一焊盘111接触以电连接于探针台2的信号板21。
[0087] 以上实施方式仅用以说明本申请的技术方案而非限制,尽管参照以上较佳实施方式对本申请进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本申请的技术方案进行修改或等同替换都不应脱离本申请技术方案的精神和范围。

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