專(zhuān)利名稱(chēng)：高頻懸臂式探針的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明與懸臂式探針有關(guān)，特別是指一種用于探針卡上以傳遞高頻訊 號(hào)的懸臂式探針。
背景技術(shù)：
請(qǐng)參閱圖1所示公知的懸臂式探針卡1，包括有一電路板10、復(fù)數(shù)個(gè) 同軸傳輸線11、 一探針座12及復(fù)數(shù)個(gè)懸臂式探針13，電路板10上靠近 外圍處設(shè)有多個(gè)機(jī)臺(tái)焊點(diǎn)101用以接收電測(cè)機(jī)臺(tái)所送出的測(cè)試訊號(hào)，由各 同軸傳輸線11傳遞測(cè)試訊號(hào)至所對(duì)應(yīng)電性連接的探針13上以對(duì)集成電路 晶圓執(zhí)行晶圓級(jí)測(cè)試工程；其中探針座12具有一接地面121、 一座體122 及多數(shù)個(gè)固定件123，接地面121電性導(dǎo)通至該探針卡1上的接地電位， 該些探針13設(shè)于探針座12上，分別由各固定件123固定各探針13的身 部，使各探針13于針尖130至固定件123之間的前端131部位懸于探針 座12下方，因此提供為各探針13點(diǎn)觸待測(cè)電子組件時(shí)，承受來(lái)自針尖130 反作用力的彈性緩沖力臂，各探針13的末端132則設(shè)于電路板10下方靠 近中心處的各探針焊點(diǎn)102上。由于各同軸傳輸線11外圈具有一導(dǎo)電金屬111與接地面121電性連 接，可維持各同軸傳輸線11高頻訊號(hào)傳輸?shù)奶匦宰杩梗珜?shí)際上各同軸 傳輸線11至集成電路晶圓之間尚有各探針13結(jié)構(gòu)，且各探針13僅為一 導(dǎo)電金屬，其外層并無(wú)類(lèi)似同軸傳輸線11的結(jié)構(gòu)處理，故同軸傳輸線11 的高頻訊號(hào)傳輸至探針13時(shí)，探針13周?chē)殡姯h(huán)境的寄生電容效應(yīng)則會(huì) 造成高頻訊號(hào)傳輸?shù)慕殡姄p耗，因此失去高頻電測(cè)的可靠性?？v使有如圖2所示為經(jīng)改良的一懸臂式探針卡2，以具有同軸傳輸線特性的各同軸探針20結(jié)構(gòu)取代上述探針13的單一導(dǎo)電金屬結(jié)構(gòu)，并將探 針座12的座體122以具有導(dǎo)電性的金屬材質(zhì)所制成；其中，各同軸探針 20以一金屬針21為軸芯，并區(qū)分為前、后端201、 202部位，前端201 位于固定件123至針尖之間，后端202位于固定件123至電路板10之間， 金屬針21的后端202周?chē)惨粚咏殡姴牧?2，介電材料22的外層包覆 一導(dǎo)電金屬23，導(dǎo)電金屬23并與金屬材質(zhì)的座體122相接并電性連接至 該探針卡2上的接地電位，使各同軸探針20于后端202部位可以維持高 頻訊號(hào)傳輸?shù)奶匦宰杩?，但由于各同軸探針20的前端201部位用以承受 來(lái)自針尖反作用力的彈性緩沖力臂，需維持有金屬針21本體的特定重量 及其周?chē)璧木彌_活動(dòng)空間，無(wú)法如其后端202增加同軸傳輸線的設(shè)置 結(jié)構(gòu)，于周?chē)瑯影灿信c座體1.22相接設(shè)的外層導(dǎo)電金屬，故高頻傳輸 特性?xún)H限于各同軸探針20的后端202部位無(wú)法及于前端201，同樣容易使 探針20周?chē)殡姯h(huán)境的寄生電容效應(yīng)造成高頻訊號(hào)傳輸?shù)慕殡姄p耗。因此探針卡如何能以最有效的訊號(hào)傳輸結(jié)構(gòu)，維持高頻訊號(hào)傳輸?shù)奶?性阻抗實(shí)為現(xiàn)今探針卡制造者所面臨的一大考驗(yàn)。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種高頻懸臂式探針。 本發(fā)明的又一目的在于提供一種制造上述高頻懸臂式探針的方法。 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所提供的一種高頻懸臂式探針卡具有一電路 板、 一針座、多數(shù)個(gè)傳輸線及多數(shù)個(gè)金屬針，該電路板布設(shè)有電子電路， 包括有多數(shù)個(gè)訊號(hào)線及接地線電性連接該些傳輸線，因此可供一電測(cè)機(jī)臺(tái) 電性接觸，以傳遞高頻測(cè)試訊號(hào)至該些傳輸線以至該些金屬針；各該金屬 針具有一固定部、 一針尖及自固定部向針尖延伸的一前臂，各該固定部設(shè) 于該針座，各該針尖用以點(diǎn)觸集成電路晶圓，該些金屬針更區(qū)分有相鄰的一訊號(hào)針及一接地針，該訊號(hào)針的固定部接設(shè)于各該傳輸線的金屬導(dǎo)線， 該接地針的固定部電性連接該傳輸線的同軸金屬，因此該些金屬針可傳遞 上述高頻測(cè)試訊號(hào)至對(duì)應(yīng)點(diǎn)觸的電子組件，且該接地針的前臂與相鄰的該 訊號(hào)針的前臂之間維持有特定間距，可維持各該訊號(hào)針傳遞高頻測(cè)試訊號(hào) 的特性阻抗。詳細(xì)地說(shuō)，本發(fā)明提供的提供的高頻懸臂式探針，包括有一針座；一傳輸線，具有至少一金屬導(dǎo)線及一同軸金屬，該同軸金屬包覆該金 屬導(dǎo)線且電性導(dǎo)通至接地電位；以及，至少一訊號(hào)針及一接地針，皆為具導(dǎo)電性的金屬材質(zhì)所制成，各該訊 號(hào)針及接地針具有一固定部、 一針尖及自固定部向針尖延伸的一前臂，各 該針尖用以點(diǎn)觸電子組件，各該固定部設(shè)于該針座，該訊號(hào)針的固定部接 設(shè)于該金厲導(dǎo)線，該接地針的固定部電性連接該同軸金屬，該訊號(hào)針的前 臂與接地針的前臂之間維持有特定間距。所述的高頻懸臂式探針，其中，該傳輸線的金屬導(dǎo)線與同軸金屬之間 維持有特定間距，使電性訊號(hào)于該金屬導(dǎo)線上傳輸時(shí)可維持其特性阻抗。所述的高頻懸臂式探針，其中，電性訊號(hào)于該金屬導(dǎo)線上傳輸?shù)奶匦?阻抗與于該訊號(hào)針上傳輸?shù)奶匦宰杩瓜喈?dāng)。所述的高頻懸臂式探針，其中，該針座為具良好絕緣特性的材質(zhì)所制 成，各該訊號(hào)針及接地針的固定部分別接設(shè)于該金屬導(dǎo)線及該同軸金屬。所述的高頻懸臂式探針，其中，該針座上設(shè)有一接地面，為具導(dǎo)電性 的金屬材質(zhì)所制成，該同軸金屬與該接地針通過(guò)該接地面電性連接。所述的高頻懸臂式探針，其中，該傳輸線的軸向長(zhǎng)度相當(dāng)于各該訊號(hào) 針或接地針的長(zhǎng)度。所述的高頻懸臂式探針，其中，具有二訊號(hào)針，該傳輸線具有相互并 列的二金屬導(dǎo)線，該同軸金屬包覆該二金屬導(dǎo)線，各該金屬導(dǎo)線連接有一該訊號(hào)針。所述的高頻懸臂式探針，其中，該傳輸線用以傳輸差動(dòng)訊號(hào) (differential signal)。所述的高頻懸臂式探針，其中，還具有一接地針，二該接地針?lè)謩e設(shè) 于該二訊號(hào)針的兩惻。本發(fā)明提供的制造上述高頻懸臂式探針卡的方法，包括有以下步驟a、 備制一電路板，該電路板區(qū)分有上、下相對(duì)的一上表面及一下表 面，以及內(nèi)、外圍的一探針區(qū)及一測(cè)試區(qū)，該上表面的測(cè)試區(qū)可供電測(cè)機(jī) 臺(tái)電性接觸以傳遞測(cè)試訊號(hào)至內(nèi)圍的探針區(qū)；b、 于該下表面的探針區(qū)上環(huán)設(shè)一針座；c、 于該針座外圍設(shè)置復(fù)數(shù)個(gè)傳輸線，各該傳輸線具有至少一金屬導(dǎo) 線及一同軸金屬，該同軸金屬包覆該金屬導(dǎo)線且電性導(dǎo)通至該電路板的接 地電位，該些金屬導(dǎo)線用以傳遞上述測(cè)試訊號(hào)；d、 備制復(fù)數(shù)個(gè)金屬針，各該金屬針的長(zhǎng)度相當(dāng)于該電路板的中心至 該針座的距離，各該金屬針的一端彎折有預(yù)定的角度以形成一針尖，各該 金屬針的另一端固定于該針座上以形成一固定部；e、 將各該傳輸線的金屬導(dǎo)線接設(shè)于一該金屬針的固定部，因此該金 屬導(dǎo)線所對(duì)應(yīng)接設(shè)的金屬針形成為一訊號(hào)針；f、 與該訊號(hào)針維持一特定的間距上并列設(shè)有另一該金屬針，以形成一 接地針，將各該接地針的固定部電性連接該同軸金屬。所述高頻懸臂式探針卡的制造方法，其中，步驟b中該針座上還設(shè)有 一接地面，為具導(dǎo)電性的金屬材質(zhì)所制成，步驟f中各該傳輸線的同軸金 屬與該接地針通過(guò)該接地面電性連接。所述高頻懸臂式探針卡的制造方法，其中，步驟f中相鄰二該訊號(hào)針 之間設(shè)有一該接地針。所述高頻懸臂式探針卡的制造方法，其中，該傳輸線具有相互并列的二該金屬導(dǎo)線，步驟e中各該傳輸線對(duì)應(yīng)接設(shè)有二該訊號(hào)針。由本發(fā)明提供的高頻懸臂式探針卡，應(yīng)用于測(cè)試探針卡，以維持高頻 電測(cè)訊號(hào)的特性阻抗。同時(shí)以減少探針制作成本的方式，提升高頻電測(cè)訊 號(hào)的傳送質(zhì)量，有效應(yīng)用于晶圓級(jí)電測(cè)工程。


圖1為公知懸臂式探針卡的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為另一公知懸臂式探針卡的局部結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明所提供第一較佳實(shí)施例的上視圖；圖4為上述第一較佳實(shí)施例所提供的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為上述第一較佳實(shí)施例所提供探針卡的探針區(qū)底視圖；圖6為上述圖5的局部結(jié)構(gòu)放大圖；圖7為本發(fā)明所提供第二較佳實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖8為上述第二較佳實(shí)施例所提供探針卡的探針區(qū)底視圖；圖9為上述圖8的局部結(jié)構(gòu)放大圖；圖10為本發(fā)明所提供第三較佳實(shí)施例的探針卡的探針區(qū)底視圖； 圖11為上述圖10的局部結(jié)構(gòu)放大圖。
具體實(shí)施方式
以下，配合附圖列舉若干較佳實(shí)施例，用以對(duì)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)與功效作 詳細(xì)說(shuō)明。請(qǐng)參閱如圖3至圖5所示本發(fā)明所提供的第一較佳實(shí)施例，為用以量 測(cè)集成電路晶圓的一懸臂式探針卡3，包括有一電路板30、 一針座40、多 數(shù)個(gè)傳輸線50及多數(shù)個(gè)金屬針60，其中請(qǐng)配合圖3及圖4參照，該電路板30可定義出相對(duì)的一上表面301及一下表面302，以及內(nèi)、外圍的一探針區(qū)303及一測(cè)試區(qū)304，該上表 面301的測(cè)試區(qū)304可供一電測(cè)機(jī)臺(tái)(圖中未示)電性接觸，該電測(cè)機(jī)臺(tái) 可輸出電測(cè)訊號(hào)至該探針卡3，以傳遞高頻測(cè)試訊號(hào)至內(nèi)圍的探針區(qū)303 ， 該電路板30布設(shè)有電子電路，包括有多數(shù)個(gè)訊號(hào)線31及接地線32，自該 上表面301延伸設(shè)置至下表面302以電性連接該些傳輸線50，各該訊號(hào)線 31用以傳遞上述高頻測(cè)試訊號(hào)，且相鄰特定間距上設(shè)有該接地線32,各 該接地線32可直接或間接與電測(cè)機(jī)臺(tái)的接地電位電性連接，因此維持各 該訊號(hào)線M傳遞高頻測(cè)試訊號(hào)的特性阻抗。請(qǐng)配合圖4及圖5參照，該針座40環(huán)設(shè)于該電路板30下表面302的 探針區(qū)303上，為如環(huán)氧樹(shù)脂等具良好絕緣特性的材質(zhì)所制成，用以固定 各該金屬針60并使相互不電性導(dǎo)通。請(qǐng)配合圖4至圖6參照，各該傳輸線50設(shè)于該針座40的外圍，其一 端接設(shè)于該電路板30上，另一端則接設(shè)于該金屬針60,各該傳輸線50 為同軸結(jié)構(gòu)，于一金屬導(dǎo)線51外依序包覆有一介電層52、 一同軸金屬53 及一保護(hù)層54，該金屬導(dǎo)線51電性連接該訊號(hào)線31以傳遞上述高頻測(cè)試 訊號(hào)，該同軸金屬53電性連接該接地線32，因此維持各該金屬導(dǎo)線51 傳遞高頻測(cè)試訊號(hào)的特性阻抗。請(qǐng)配合圖4及圖6參照，各該金屬針60具有一固定部601、 一針尖 602及自固定部601向針尖602延伸的一前臂603，各該固定部601設(shè)于 該針座40，各該針尖602用以點(diǎn)觸上述集成電路晶圓上的一測(cè)試焊墊71 ， 該些金屬針60還區(qū)分有相鄰的一訊號(hào)針61及一接地針62，該訊號(hào)針61 的固定部601接設(shè)于該金屬導(dǎo)線51，因此可傳遞上述高頻測(cè)試訊號(hào)至對(duì)應(yīng) 的測(cè)試焊墊71所連接的電子組件，該接地針62的固定部601接設(shè)于該同 軸金屬53,因此可以針尖602點(diǎn)觸該電子組件的接地電位所對(duì)應(yīng)的一接地 焊墊72，該接地針62的前臂603并與相鄰的該訊號(hào)針61的前臂603之間 維持有特定間距，因此可維持該訊號(hào)針61傳遞高頻測(cè)試訊號(hào)的特性阻抗。綜合上述的結(jié)構(gòu)可知，本發(fā)明所提供的該懸臂式探針卡3為以各該金 屬針60與各該傳輸線50的組合結(jié)構(gòu)取代公知探針結(jié)構(gòu)，使高頻測(cè)試訊號(hào) 傳遞的路徑上皆設(shè)有鄰近的接地電位，因此達(dá)到最佳阻抗匹配的效果以維 持高頻測(cè)試訊號(hào)的傳輸質(zhì)量，有效彌補(bǔ)公知探針卡的探針結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)；再者，由于該探針卡3所提供的各該金屬針60在結(jié)構(gòu)上的長(zhǎng)度僅有相當(dāng)于 該探針卡3中心至該針座40的距離，因此有效節(jié)省較公知的探針結(jié)構(gòu)近 一半的制作本。另請(qǐng)參閱如圖7及圖8所示本發(fā)明第二較佳實(shí)施例所提供的一懸臂式 探針卡4，與上述第一較佳實(shí)施例所提供者差異在于，該針座40上還設(shè)有 一接地面41，為具導(dǎo)電性的金屬材質(zhì)所制成，各該傳輸線50的同軸金屬 53以及各該接地針62的固定部601皆為電性連接該接地面41，配合圖9 參照，因此該接地面41不但可提供為該探針卡4中電子電路的接地等電 位面，使電路中維持穩(wěn)定的共同接地電位，且相鄰二該訊號(hào)針61之間僅 需設(shè)置一該接地針62，即可維持各該訊號(hào)針61傳遞高頻測(cè)試訊號(hào)的特性 阻抗，可減少該些接地針62的設(shè)置數(shù)量，用以量測(cè)對(duì)應(yīng)設(shè)置較少接地焊 墊的晶圓電子電路結(jié)構(gòu)。當(dāng)然本發(fā)明所提供的高頻測(cè)試訊號(hào)傳輸結(jié)構(gòu)亦不限定為上述同軸傳 輸線50配合金屬針60的設(shè)置結(jié)構(gòu)，若應(yīng)用于一般顯示器驅(qū)動(dòng)芯片做高頻 差動(dòng)訊號(hào)的量測(cè)，則可如圖10及圖11所示本發(fā)明第三較佳實(shí)施例提供的 一懸臂式探針卡5，其差異在于具有多數(shù)個(gè)差動(dòng)傳輸線80取代上述實(shí)施例 的傳輸線50以傳遞高頻差動(dòng)訊號(hào)，各該差動(dòng)傳輸線80為相鄰有特定間距 的雙軸心導(dǎo)線的結(jié)構(gòu)，具有二金屬導(dǎo)線81、 二介電層82、 一同軸金屬83 及一保護(hù)層84，各該差動(dòng)傳輸線80的各金屬導(dǎo)線81對(duì)應(yīng)接設(shè)有該訊號(hào)針 61，各該同軸金屬83則電性連接至少一該接地針62，因此由該同軸金屬 83及所對(duì)應(yīng)接設(shè)的該接地針62，使該探針卡5傳遞高頻差動(dòng)訊號(hào)過(guò)程中 可維持阻抗匹配的特性。以上所述，僅為本發(fā)明的較佳可行實(shí)施例而己，故舉凡應(yīng)用本發(fā)明說(shuō) 明書(shū)及申請(qǐng)專(zhuān)利范圍所為的等效結(jié)構(gòu)變化，理應(yīng)包含在本發(fā)明的專(zhuān)利范圍 內(nèi)。
權(quán)利要求
1. 一種高頻懸臂式探針，包括有一針座；一傳輸線，具有至少一金屬導(dǎo)線及一同軸金屬，該同軸金屬包覆該金屬導(dǎo)線且電性導(dǎo)通至接地電位；以及，至少一訊號(hào)針及一接地針，皆為具導(dǎo)電性的金屬材質(zhì)所制成，各該訊號(hào)針及接地針具有一固定部、一針尖及自固定部向針尖延伸的一前臂，各該針尖用以點(diǎn)觸電子組件，各該固定部設(shè)于該針座，該訊號(hào)針的固定部接設(shè)于該金屬導(dǎo)線，該接地針的固定部電性連接該同軸金屬，該訊號(hào)針的前臂與接地針的前臂之間維持有特定間距。
2、 依據(jù)權(quán)利要求l所述的高頻懸臂式探針，其中，該傳輸線的金屬 導(dǎo)線與同軸金屬之間維持有特定間距，使電性訊號(hào)于該金屬導(dǎo)線上傳輸時(shí) 可維持其特性阻抗。
3、 依據(jù)權(quán)利要求2所述的高頻懸臂式探針，其中，電性訊號(hào)于該金屬導(dǎo)線上傳輸?shù)奶匦宰杩古c于該訊號(hào)針上傳輸?shù)奶匦宰杩瓜喈?dāng)。
4、 依據(jù)權(quán)利要求l所述的高頻懸臂式探針，其中，該針座為具良好 絕緣特性的材質(zhì)所制成，各該訊號(hào)針及接地針的固定部分別接設(shè)于該金屬 導(dǎo)線及該同軸金屬。
5、 依據(jù)權(quán)利要求l所述的高頻懸臂式探針，其中，該針座上設(shè)有一 接地面，為具導(dǎo)電性的金屬材質(zhì)所制成，該同軸金屬與該接地針通過(guò)該接 地面電性連接。
6、 依據(jù)權(quán)利要求l所述的高頻懸臂式探針，其中，該傳輸線的軸向 長(zhǎng)度相當(dāng)于各該訊號(hào)針或接地針的長(zhǎng)度。
7、 依據(jù)權(quán)利要求l所述的高頻懸臂式探針，其中，具有二訊號(hào)針， 該傳輸線具有相互并列的二金屬導(dǎo)線，該同軸金屬包覆該二金屬導(dǎo)線，各該金屬導(dǎo)線連接有一該訊號(hào)針。
8、 依據(jù)權(quán)利要求7所述的高頻懸臂式探針，其中，該傳輸線用以傳 輸差動(dòng)訊號(hào)。
9、 依據(jù)權(quán)利要求7所述的高頻懸臂式探針，其中，具有一接地針， 二該接地針?lè)謩e設(shè)于該二訊號(hào)針的兩側(cè)。
10、 一種高頻懸臂式探針卡的制造方法，包括有以下步驟a、 備制一電路板，該電路板區(qū)分有上、下相對(duì)的一上表面及一下表 面，以及內(nèi)、外圍的一探針區(qū)及一測(cè)試區(qū)，該上表面的測(cè)試區(qū)可供電測(cè)機(jī) 臺(tái)電性接觸以傳遞測(cè)試訊號(hào)至內(nèi)圍的探針區(qū)；b、 于該下表面的探針區(qū)上環(huán)設(shè)一針座；C、于該針座外圍設(shè)置復(fù)數(shù)個(gè)傳輸線，各該傳輸線具有至少一金屬導(dǎo) 線及一同軸金屬，該同軸金屬包覆該金屬導(dǎo)線且電性導(dǎo)通至該電路板的接 地電位，該些金屬導(dǎo)線用以傳遞上述測(cè)試訊號(hào)；d、 備制復(fù)數(shù)個(gè)金屬針，各該金屬針的長(zhǎng)度相當(dāng)于該電路板的中心至 該針座的距離，各該金屬針的一端彎折有預(yù)定的角度以形成一針尖，各該金屬針的另一端固定于該針座上以形成一固定部；e、 將各該傳輸線的金屬導(dǎo)線接設(shè)于一該金屬針的固定部，因此該金 屬導(dǎo)線所對(duì)應(yīng)接設(shè)的金屬針形成為一訊號(hào)針；f、 與該訊號(hào)針維持一特定的間距上并列設(shè)有另一該金屬針，以形成一 接地針，將各該接地針的固定部電性連接該同軸金屬。
11、依據(jù)權(quán)利要求l Q所述高頻懸臂式探針卡的制造方法，其中， 步驟b中該針座上設(shè)有一接地面，為具導(dǎo)電性的金屬材質(zhì)所制成，步驟f 中各該傳輸線的同軸金屬與該接地針通過(guò)該接地面電性連接。
12、依據(jù)權(quán)利要求l l所述高頻懸臂式探針卡的制造方法，其中， 步驟f中相鄰二該訊號(hào)針之間設(shè)有一該接地針。
13、依據(jù)權(quán)利要求l Q所述高頻懸臂式探針卡的制造方法，其中，該傳輸線具有相互并列的二該金屬導(dǎo)線，步驟e中各該傳輸線對(duì)應(yīng)接設(shè)有 二該訊號(hào)針。
全文摘要
一種高頻懸臂式探針，具有一針座、一傳輸線、至少一訊號(hào)針及一接地針，各訊號(hào)針及接地針具有一固定部、一針尖及自固定部向針尖延伸的一前臂，固定部設(shè)于針座，針尖用以點(diǎn)觸集成電路晶圓，訊號(hào)針的固定部接設(shè)于各傳輸線的金屬導(dǎo)線，接地針的固定部電性連接傳輸線的同軸金屬，因此各訊號(hào)針可傳遞對(duì)應(yīng)于各傳輸線所傳送的高頻測(cè)試訊號(hào)至對(duì)應(yīng)點(diǎn)觸的電子組件，且接地針的前臂與相鄰的訊號(hào)針的前臂之間維持有特定間距，可維持各訊號(hào)針傳遞高頻測(cè)試訊號(hào)的特性阻抗。
文檔編號(hào)G01R1/067GK101236215SQ200710002479
公開(kāi)日2008年8月6日 申請(qǐng)日期2007年1月29日 優(yōu)先權(quán)日2007年1月29日
發(fā)明者張嘉泰, 林建和, 顧偉正 申請(qǐng)人:旺矽科技股份有限公司