用于DC参数测试的垂直式超低漏电流探针卡的制作方法

本发明涉及一种探针卡，更具体而言，能够应对细间距且有效地阻止电流泄漏的垂直式探针卡。

背景技术：

近年来，随着it产业的发展，半导体芯片被广泛应用于计算机、手机、显示器、游戏机、家用电器、汽车等各种领域。在最终步骤封装并安装在成品之前，这种半导体芯片在制造工艺的每个步骤经过评价是否正常工作以判断是否不良的事前检查。

在上述半导体检查步骤中，在晶片状态下的检查通过在将形成在半导体晶片上的数百至数千个半导体芯片切割成单个芯片并进行组装工序之前，在晶片级处检查每个芯片的电操作状态来执行。通过在晶片级处预先筛选芯片缺陷来能够在随后的封装步骤中降低成本。探针卡是用于上述晶片状态的检查的装置，其用来使晶片与主检查装置电连接来将来自主检查装置的检查信号发送到晶片上的焊盘。具体而言，探针卡包括多个针形探针，并且多个探针分别接触到晶片上的半导体装置的焊盘，从而将来自主测试设备的测试信号施加到晶片焊盘。

最近，由于半导体器件的高集成化，半导体芯片的i/o焊盘数量正在增加，且焊盘间距(pitch)也变得更精细。如上所述，随着半导体器件的尺寸和排列形态不断减小，迫切需要开发一种包括大量检测针并能够有效地应对细间距的探针卡。

这种探针卡的实例包括水平式探针卡、使用微电子机械系统(microelectromechanicalsystems；mems)技术的探针卡、垂直式探针卡等。其中，通常，水平式探针卡和mems探针卡由于探针结构的特性而会在晶片焊盘上造成一字形划痕，从而对晶片焊盘造成较大的损伤。随着如上所述的晶片制造工艺的进展，晶片焊盘的尺寸越小，对晶片焊盘上发生的上述损伤越敏感，因此，作为替代方案，正在研究具有能使晶片焊盘的损坏最小化的结构的垂直式探针卡。与现有水平式或mems探针卡不同地，垂直式探针卡在与晶片焊盘接触时产生点状划痕，从而可以使焊盘的损坏被相对最小化。

图1为示出上述现有垂直式探针卡的结构的截面图。

如图1所示，现有垂直式探针卡包括：多个探针101，用于与作为试验体的晶片上的焊盘相接触并向各个上述焊盘施加电信号；第一导向板102和第二导向板103，支撑多个探针；探针pcb105(主pcb)，形成有用于向所述多个探针101分配并传输来自主检查装置的电气测试信号的信号布线；空间转换器104(子pcb)，布置在第一导向板102和第二导向板103的上方，将从探针pcb105分配的电信号重新分配来传输给多个探针101；同轴电缆106，使探针pcb105上的焊垫和空间转换器104上的焊垫之间相互电连接；及固定板107，固定探针pcb105和空间转换器104的相对位置。

其中，空间转换器104用来在探针pcb105与多个探针101之间传输电源和电气测试信号，即，用作执行电信号路径的空间转换的组件，需要采用具有良好的机械强度和耐化学性的材料，通常，由陶瓷材料制成。

具有如上所述的结构的现有垂直式探针卡存在可以使晶片焊盘的损伤被相对最小化的优点，但由于结构特性，尤其，由于在上述组件中空间转换器的制造特性，难以将能够应对细间距的空间转换器制造成pcb形式。由于上述空间转换器的制造特性的局限性，在现有垂直式探针卡中，约80μm的间距已被理解为实际上的制造极限，且已认为制造能够应对与此相比更小的细间距的垂直探针卡(即，制造空间转换器)实际上是不可能的。

并且，在采用上述空间转换器作为组件的现有垂直式探针卡中，从多个探针101直到探针pcb105为止，在信号路径中共有3点处发生电接点。即，在探针101与空间转换器104之间的第一接点、使空间转换器104与同轴电缆106相连接的第二接点、使同轴电缆106和探针pcb105上的焊垫连接的第三接点发生电接触。另一方面，在如上所述的探针卡中的电接点数越多，越有可能成为在测试时造成各个信号路径之间电流泄漏的原因。因此，为了防止上述电流泄漏，需要尽可能减少电接点数。

并且，如上所述，现有垂直式探针卡采用需要具有良好的机械强度和耐化学性的空间转换器，因此，由于使用上述空间转换器而导致增加整个制造成本的问题。

技术实现要素：

发明要解决的问题

本发明是为了解决如上所述的现有垂直式探针卡所存在的技术问题而提出的，其目的在于，提供能够应对细间距的垂直式探针卡。

并且，本发明的另一目的在于，与现有垂直式探针卡相比，减少在探针卡中的电接点数，以防止在测试时泄漏电流。

并且，本发明的又一目的在于，降低垂直式探针卡的整个制造成本。

用于解决问题的方案

根据本发明的一实施例的探针卡包括：多个探针，用于与试验体相接触并传输电信号；探针pcb，形成有用于向所述多个探针分配并传输电信号的信号布线；第一导向板，与所述试验体相对布置，且形成有供所述多个探针的各一端插入的多个探针孔；及第二导向板，与所述第一导向板平行布置，且形成有供所述多个探针的各另一端插入的多个探针孔，其中，在所述探针pcb上的信号布线和所述多个探针的各另一端通过同轴电缆直接电连接。

在一实施例中，所述探针卡还包括电缆导向板，所述电缆导向板布置在所述探针pcb与所述第二导向板之间，在所述电缆导向板上与所述多个探针的各另一端相对应的位置形成有多个孔，且在所述同轴电缆的各一端部插入到所述电缆导向板的多个孔的状态下，各个所述同轴电缆和所述多个探针的各另一端电连接。

在一实施例中，各个所述同轴电缆包括多个内导体和包围所述多个内导体的外导体，且在各个所述同轴电缆的一端部，各个所述同轴电缆的多个内导体中一个分别插入到所述电缆导向板的多个孔，以与所述多个探针的各另一端电连接。

在一实施例中，所述探针卡还包括屏蔽部件，所述屏蔽部件形成在所述电缆导向板的上方，以屏蔽露出于所述电缆导向板的多个孔外部的各个所述同轴电缆的内导体之间的电流泄漏。

在一实施例中，所述屏蔽部件包括环氧树脂。

发明的效果

根据本发明的探针卡，以电缆导向板代替现有垂直式探针卡采用的探针pcb，在电缆导向板中插入同轴电缆，以与探针直接连接，从而可以提供能够充分应对以往由于探针pcb的制造局限而无法应对的细间距，例如，80μm以下的细间距的探针卡。

并且，如上所述，无需探针pcb并通过同轴电缆与探针直接连接，从而减少在探针卡中的电接点数，以获得防止在测试时的电流泄漏的效果。

并且，通过排除使用探针pcb来获得能够降低探针卡的整个制造成本的效果。

附图说明

图1为示出现有垂直式探针卡的结构的截面图。

图2为示出根据本发明的一实施例的探针卡的结构的截面图。

图3为示出同轴电缆的横截面的截面图。

标号说明

1、101:探针

2、102:第一导向板

3、103:第二导向板

4:电缆导向板

104:空间转换器(子pcb)

5、105:探针pcb(主pcb)

6、106:同轴电缆

7、107:固定板

8:用于阻止泄漏电流的树脂

10:内部绞线导体

20:绝缘体

30:外导体

40:外皮

具体实施方式

下文中，将对本发明的优选实施方案进行详细描述。然而，应理解，尽管指示本发明的优选实施方案，但是详细说明和具体实施例仅是例示性的，因为根据该详细说明，在本发明主旨和范围内的各种变化和修改对于本领域技术人员变得显而易见。

并且，为描述的方便和简洁，在下面具体说明中参考的附图中示出的部件的尺寸和形状可以被夸大。

此外，本文使用的术语通过考虑本发明的功能而被定义，并且可以根据使用者或操作者的习惯或目的而改变。因此，应该根据本文阐明的全部公开内容进行术语的定义。

图2为示出根据本发明的一实施例的探针卡的结构的截面图。根据本发明的一实施例的探针卡包括：多个探针1，用于与试验体相接触并传输电信号；及探针pcb5(主pcb)，形成有用于向所述多个探针1分配并传输电信号的信号布线。多个探针1由两个导向板(第一导向板2和第二导向板3)可上下移动地支承。第一导向板2与试验体相对布置，且形成有供多个探针1的各一端插入的多个探针孔。在第一导向板2的上方布置形成有与第一导向板2平行的第二导向板3，在第二导向板3形成有供所述多个探针1的各另一端插入的多个探针孔。

根据本发明的一实施例的探针卡具有如下的构成，即，在探针pcb5与第二导向板3之间，代替用作现有空间转换器的子pcb而布置电缆导向板4，通过上述电缆导向板4使同轴电缆与探针1直接连接。下面对上述结构进行详细说明。

布置在探针pcb5与第二导向板3之间的电缆导向板4形成有多个孔，在上述电缆导向板4上的多个孔形成在与在第二导向板3上的多个探针孔相对应的位置。在探针pcb5上的焊垫和多个探针1分别通过在电缆导向板4上的多个孔和同轴电缆6电连接。具体而言，各个同轴电缆6的一侧的一端部与在探针pcb5上的焊垫电接触，相反侧的另一端部在插入于形成在电缆导向板4上的多个孔中的状态下与通过位于其下方的第二导向板3的探针孔露出的各个探针电连接。

图3为示出同轴电缆6的横截面的截面图。如图所示，同轴电缆6具有如下的结构，即，位于中心的多股的内部绞线导体10和包围上述内部绞线导体10的外导体30隔着绝缘体20呈放射状布置，且外导体30被外皮40覆盖并绝缘。

在同轴电缆6的一端部，即，在与探针1电连接的一侧端部中，在外皮脱落的状态下，布置于同轴电缆的截面中心的多股内部绞线导体10中的一股插入到与此相对应的在电缆导向板4上的孔，从而与通过第二导向板3的探针孔露出于上方的探针1电连接。

电缆导向板4由具有电绝缘性的材料形成，因此，各个同轴电缆的内部绞线导体40一股一股分离并插入到在由具有电绝缘性的材料形成的电缆导向板4上隔开形成的多个孔的状态下，与探针1电连接，从而能够有效地阻止与各个探针1相连接的相邻电缆之间的电流泄漏。

另一方面，考虑到同轴电缆6的内部绞线导体10有可能部分露出到电缆导向板4的上方(与探针相对的一侧的相反侧)外侧的情况，在电缆导向板4的上方还可进一步覆盖用于阻止泄漏电流的树脂8，所述用于阻止泄漏电流的树脂8能够阻止在所露出的相邻内部绞线导体10之间的电流泄漏。作为用于阻止泄漏电流的树脂8的材料，可以使用环氧树脂、绝缘用合成树脂等材料，但本发明并不限于此。上述用于阻止泄漏电流的树脂8不仅起到防止电流泄漏的功能，而且起到固定所露出的各个内部绞线导体10的作用。

如上所述，根据本发明的一实施例的探针卡，代替以往由于制造特点对细间距的应对有局限性的空间转换器(子pcb)，在探针pcb(主pcb)与探针之间布置形成有多个孔的电缆导向板，在上述电缆导向板上的孔中插入同轴电缆的一端部，以使在探针pcb上的信号布线和探针通过同轴电缆直接电连接，从而，可以提供即使是细间距也能够充分应对的探针卡。

并且，根据如上所述的根据本发明的探针卡，与现有探针卡相比能够减少在探针卡中从探针pcb直到探针为止的电接点数。即，如前所述，在使用空间转换器的现有探针卡的结构，从探针pcb直到探针为止存在共有3点的电接点，然而，根据本发明的探针卡具有无需空间转换器并通过同轴电缆使探针pcb和探针直接连接的结构，因此，在探针卡中的电接点仅存在两点，即，在探针1与同轴电缆6之间的第一接点和在同轴电缆6和探针pcb5的焊垫之间的第二接点。通过如上所述的电接点数的减少，根据本发明的探针卡与以往相比能够有效地阻止在测试时的电流泄漏。

进一步地，通过排除使用空间转换器来获得能够降低探针卡的整个制造成本。

上面采用特定术语说明了本发明，但应该理解，上述特定术语仅用于一般性和描述性的意义，并非旨在限制本发明。因此，本领域所属领域的技术人员将会理解，在不脱离所附权利要求书限定的本发明的精神和范围的情况下，可以对其形式和细节进行各种改变。应最大范围解释所附的权利要求书，以涵盖所有修改以及等同的结构和功能。