专利名称：探针卡的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种探针卡，特别指一种应用于半导体集成电路晶圆片(wafer)尚未封装前的测试，特别是应用于高速(High-speed)芯片，以筛选出不合格品。
现有技术在晶圆片制造完成之后，便需进入晶圆片测试的阶段以确保其功能，晶圆片测试是利用测试机台与探针卡(Probe Card)来测试晶圆片上每一个芯片，以确保芯片的电气特性与效能是依照设计规格制造出来的。
探针卡在半导体集成电路晶圆片(wafer)测试上，特别是在高速(High-speed)电子组件的晶圆片级批量测试环节中非常关键，其应用在集成电路(IC)尚未封装前，对裸晶以探针做功能测试，筛选出不良品，再进行之后的封装工程。
测试过程首先于测试机台上将晶圆片的芯片定位，再将探针卡固定在测试机台上，以使芯片上的焊垫对准探针卡的探针，并与之接触。
请参阅图1及图2，为目前世面上常见的环氧树脂探针卡(Epoxy probecard)的俯视图及其剖面图。探针卡9包括有一电路板92乃形成一中空处以测试芯片、多条导线94电性连接于该电路板92、一环状的绝缘探针座96设于该电板路92的内侧、以及多条探针(Probe wire)90各自连接于该导线94的末端。该探针90通过绝缘的树脂97固定于该探针座96上，并且分别与芯片(chip)82的焊垫(Pad)电性接触，其中该导线94可分别为信号导线S、电源导线P、及接地导线G三类，以对芯片82输入信号并接受信号。
但是，在传统的环氧树脂探针卡9设计上，由于该导线94与该电路板92的接地线路的距离较远且较长，因此所形成的回路电感也就变大(如图2导线间的斜线所表示)，由阻抗的等效公式(L/C)，得知等效电感L变大时，阻抗就变大，因此探针卡的阻抗不匹配变得更严重；同时信号线与接地线中间的绝缘介质为空气，电场将会逸散在空气中，其插入损耗也将随频率的提高而变大。
这种结构应用在高频测试时，信号损耗十分严重，无法将能量完整传递出去。特别在电子产品不断的推陈出新，高速的需求也逐渐增加的情况下，愈形需要改善其信号传递品质。
如图3所示，为现有技术的导线的剖面图，该导线94包括有一线芯942及一外围的绝缘层944。有些现有技术为改良电场逸散的问题，有的在导线的绝缘层944外再套一金属层以作为其参考面，但其包覆仅能由探针卡延伸至该探针座96处。此种结构中，信号的回流电流并非连续，无法由探针卡回流至芯片，因此其改善非常有限。
由上可知上述现有的探针卡，在实际使用上，存在许多不便与缺点，而需要加以改进。
实用新型内容本实用新型的主要目的系提供一种探针卡，其主要在提升探针卡的测试频率应用范围，以提高信号经过此一接口的电气特性与阻抗匹配等特性表现，改进信号传输的品质。
为达到上述的目的，本实用新型的一种探针卡，包括一电路板，设有接地线路；一探针座，固定于该电路板上；多条信号传输线，电性连接于电路板，其中至少一条信号传输线的部分外围包覆一层金属层，该金属层电性连接该电路板的接地线路；多条第一、第二传输线，电性连接于电路板；固定部，为导电材质制成并且固定该信号传输线、第一、及第二传输线于该探针座上；其中至少一条该第一或第传输二线之导电线芯与该固定部电性连接，其中该讯传输线的该金属层由该电路板延伸至该固定部；及多个探针各自连接于该信号传输线、第一、及第二传输线的末端。
以下结合附图进一步说明本实用新型的具体实施例。但是，此等说明仅用来说明本实用新型，而非对本实用新型的权利范围作任何的限制。
图1为现有技术的探针卡的俯视图。
图2为现有技术的探针卡的侧视图。
图3为现有技术的探针卡中导线的剖视图。
图4为本实用新型第一实施例的探针卡的侧视剖视图。
图5为本实用新型第一实施例中传输线的剖视图。
图6为本实用新型第二实施例探针卡的侧视剖视图。
图7为本实用新型第三实施例探针卡的侧视剖视图。
图8为本实用新型第四实施例探针卡的侧视剖视图。
图9为本实用新型第五实施例探针卡的侧视剖视图。
其中，附图标记探针卡 9探针 90电路板 92导线 94探针座 96线芯 942 绝缘层 944树脂 97芯片 82信号导线 S 电源导线 p接地导线 G探针卡 1电路板 12接地线路 122探针座 14、14’ 导电插拴 142传输线 16固定部 18导电线芯 161 绝缘层 162金属层 160 探针 19信号传输线 S、S0 接地传输线G0、G1电源传输线 P、P0芯片 具体实施方式
请参阅图4，图4是本实用新型第一实施例的探针卡的俯视剖面图。本实用新型的探针卡1包括有一电路板12、一探针座14、多条传输线16、固定部18、及多个探针19。该探针19各自连接于该传输线16末端并用以直放于待测式的芯片2上以进行电性测试。在本图中，该探针卡1以局部剖视图表示，该传输线16以上下示意的方式，分别表示信号传输线S0、接地传输线G0、及电源传输线P0，实际上每一种传输线16具有多条，并且通常设于同一平面上。
该电路板12通过该传输线16输出信号/电力至该芯片2，并且接收回来的信号，再通过另一分析仪器以判断该芯片2的状况。该电路板12设有接地线路122。
该探针座14为环状固定于该电路板12上，再借助该固定部18(亦即为结合剂、或树脂)固定该探针19于其上。在本实施例中，该固定部18为焊锡或导电树脂(epoxy)，该探针座14由导电材质所制成且电性连接于该电路板12的接地线路122。
请同时参阅图5，为本实用新型第一实施例中传输线的剖视图。本实用新型第一实施例中该传输线16由该电路板12延伸至该固定部18，其包括有一导电线芯161、一绝缘层162、及一金属层160包覆于该绝缘层162的外围，其中该金属层160乃均电性连接该电路板12的接地线路122。其中该接地传输线G0的部分该导电线芯161电性连接于该固定部18，借此当测试信号由该信号传输线S0传至该芯片2并经由该接地传输线G0传回时，直接经由该固定部18以及该探针座14回流至该电路板12的该接地线路122。
本实用新型的特征在于，该探针座14以导电材质制成与该探针卡1的该电路板12电性连接，并使所有的接地传输线G0的探针在该探针座14完整连接，提供信号完整的回流电路。由图4中，可看出本实用新型与现有技术相比，接地线路的距离较近且缩短，因此所形成的回路电感也就变小，使得阻抗变小。因此，本实用新型使高频的插入损耗较低，增加3dB的有效频宽，使高频信号能较完整的传递出去，将其能量的损失降低；换句话说，本实用新型提高探针卡的测试频率应用范围，改善了信号传递的品质。
是故，由上述本实用新型的特征得知，该信号传输线及该电源传输线亦可以使用未包覆金属层的传输线，该接地传输线则可使用无绝缘层的金属导线，或称裸线。请参阅图6，为本实用新型的第二实施例探针卡的侧视剖视图，其中该探针座14’也可以由绝缘材质所制成，再借多个导电插栓142与该电路板12的接地线路122电性连接。该信号传输线S及该电源传输线P可以为一般传输线而未包覆金属层，该接地传输线G1为无绝缘层的金属导线而裸露至空气中。如此亦能达到本实用新型的目的，不过包覆金属层的传输线乃具有较好的效果。在应用上该接地传输线主要至少一条与该固定部18电性连接即可。
请参阅图7，为本实用新型的第三实施例探针卡的侧视剖视图。该探针座14’由绝缘材质所制成而未设有导电插栓，其中至少一条该信号传输线S0包覆有金属层160，并且该金属层160电性连接于该电路板12的接地线路122，该接地传输线G0至少一条的部分导电芯161未包覆绝缘层与金属层而与该固定部18电性连接；当然该接地传输线也可以是无绝缘层的金属导线。如此当信号由探针传回时，可以通过该信号传输线S0的该金属层160传回至该探针卡1的该电路板12，借此也可以达到本实用新型的目的。
请参阅图8，乃为本实用新型的第四实施例探针卡的侧视剖视图。在此实施例中该探针卡以电源传输线作参考面(reference)，该探针卡的传输线16只包括信号传输线S0及电源传输线P0并且各自包覆有金属层160，其中该电源传输线P0至少一条的部分导电线芯161乃未包覆绝缘层与金属层而与该固定部18电性连接。该探针座14及该固定部18为导电材质所制成，而使回传信号通过该探针座14回流至该电路板12的接地路线122。
请参阅图9，为本实用新型的第五实施例探针卡的侧视剖视图。该探针卡以电源传输线作参考面(reference)，该探针卡的传输线16只包括信号传输线S0及电源传输线P，该信号传输线S0乃至少一条包覆有金属层160于其外围且电性连接至电路板12的接地线路12的接地线路122，该电源传输线P乃为具绝缘层之一般传输线。其中，该电源传输线P至少一条的部分导电线芯161未包覆金属层而与该固定部18电性连接。该探针座14由绝缘材质所制成，该固定部18为导电材质所制成，本实施例中的回传信号则经由该固定部18及该信号传输线S0的金属层160回流至该电路板12的接地线路122。
综上所述，本实用新型的特征在于，若将接地传输线当作第一传输线，电源传输线当作第二传输线。只要至少一条该第一或第二传输线的导电线芯与该导电的该固定部电性连接，并且其中至少一条该信号传输线包覆有金属层，再借助该固定部、或该信号传输线所包覆的金属层电性连接至探针卡的接地线，借此可有效缩短信号的回流路径，并因此减少所形成的回路电感。
本实用新型通过缩短信号的回流路径以改善其折返损耗，减少阻抗不匹配的现象，同时减低其插入损耗，提高其3dB的频宽，加倍其有效的应用频宽，以利高频与高速信号的传递。本实用新型使信号从芯片与探针卡之间的回流电路完整与连续。本实用新型提高探针卡的测试频率应用范围，改善信号传递的品质。
以上所揭露内容，仅为本实用新型较佳实施例，并非用于限定本实用新型的保护范围，因此依本实用新型主要设计思想和精神所做的等同变化或修饰，仍属于本实用新型权利要求书的保护范围。
权利要求1.一种探针卡，其特征在于，包括一电路板，设有接地线路；一探针座，固定于该电路板上；多条信号传输线，电性连接于电路板，每一信号传输线包括一导电线芯及一包覆于导电线芯外的绝缘层，至少一条信号传输线的部分外围同轴包覆一层金属层，该金属层电性连接于该电路板的接地线路；多条第一、第二非信号传输线，电性连接于电路板，该第一非信号传输线至少包括一导电线芯，而该第二非信号传输线至少包括一导电线芯及一包覆于外层的绝缘层；导电材质制成的固定部，固定该信号传输线、第一、及第二非信号传输线于该探针座上，至少一条该第一或第二非信号传输线的至少一部分导电线芯与该固定部电性连接，该信号传输线的该金属层由该电路板延伸至该固定部；及多条探针各自连接于该信号传输线、第一、及第二非信号传输线的末端。
2.如权利要求1所述的探针卡，其特征在于，该探针座为绝缘材质座。
3.如权利要求2所述的探针卡，其特征在于，该绝缘的探针座内设有至少一个导电插栓电性连接该固定部于该电路板的该接地线路。
4.如权利要求2所述的探针卡，其特征在于，该探针座为导电材质座，且电性连接该电路板的接地线路。
5.如权利要求1所述的探针卡，其特征在于，该第一非信号传输线为接地传输线，第二非信号传输线为电源传输线。
6.如权利要求1所述的探针卡，其特征在于，该第一非信号传输线为电源传输线，第二非信号传输线为接地传输线。
7.如权利要求1所述的探针卡，其特征在于，该第二非信号传输线更包括一包覆于其外层的金属层，该金属层由电路板延伸至该固定部，并且该金属层均电性连接于该电路板至该接地线路。
8.如权利要求1所述的探针卡，其特征在于，该第一非信号传输线更包括一包覆于其导电线芯外的绝缘层，该绝缘层由该电路板延伸至该固定部。
9.如权利要求8所述的探针卡，其特征在于，至少一条该第一非信号传输线的部分的导电线芯外露与该固定部相电性接触。
10.如权利要求1所述的探针卡，其特征在于，至少一条该第一非信号传输线更包括一包覆于其导电线芯外的绝缘层及一包覆于该绝缘层外的一金属层，该金属层电性连接于该电路板的该接地线路，且由该电路板延伸至该固定部。
11.权利要求10所述的探针卡，其特征在于，至少一条该第一非信号传输线的部分的导电线芯外露与该固定部相电性接触。
专利摘要本实用新型公开了一种探针卡，尤指一种可提升测试频率应用范围，改善信号传递品质的探针卡，包括有一电路板设有接地线路；一可导电的探针座乃固定于该电板上；多条传输线电性连接于电路板，该传输线的外围各包覆有一金属层，该金属层电性连接该电路板的接地线路；可导电的固定部固定该些传输线于该探针座上；其中至少一条接地传输线的导电线芯与该固定部电性连接；及多个探针乃各自连接于该传输线的末端。
文档编号H01L21/66GK2715341SQ200420077548
公开日2005年8月3日 申请日期2004年7月9日 优先权日2004年7月9日
发明者许志行, 徐鑫洲 申请人:威盛电子股份有限公司