CN100424512C - 模组化高频探测卡 - Google Patents
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Abstract
本发明是关于一种模组化高频探测卡，其主要包括一探触面板、一电路载板以及一在该探触面板与该电路载板之间的介面板，该探触面板具有复数个在其背面的容置穴，复数个解耦元件埋设于该些容置穴并旁路连接至该探触面板的电源/接地线路，该介面板具有复数个在该遮盖表面的导接端，该遮盖表面覆盖该探触面板的背面，且部分的该些导接端连接于该些解耦元件，以导接至该电路载板的接地层，以达到在低模组成本的条件将解耦元件构成于探测卡内部，用以过滤探测卡内部线路传递的杂讯，且该探触面板不需要内建电容，不会增加探触面板(探测头)所需的成本，从而更加适于实用。
Description
技术领域
本发明涉及一种集成电路测试设备的探测卡，特别是涉及一种模组化高频探测卡.
背景技术
集成电路是朝向高频化与高密度化发展，现有习知的集成电路测试设备是装设有一探测卡(probe card)，现有习知在一次探测操作中只能测试一个集成电路产品，如晶圆中的晶片、卷带或基板上的晶片封装件，为了提升测试速度，探测卡要更加设计出密集复杂线路，在一次探测操作中能探触多个集成电路产品，在测试过程，对于电磁波干扰日显敏感，无法确实得知集成电路产品的品质，导致测试失准与测试效率低落.
美国专利第5,491,426号揭示有一种探测卡组合构造，复数个悬臂式探针固设于一探测卡的下表面，一解耦装置(decoupling apparatus)装设于一探测卡的上表面且定位于一载板(load board)的孔内，以消除由电磁波干扰的杂讯，但其只能过滤由测试设备至探测卡之间连接缆线产生的杂讯，因探测卡本身线路产生的杂讯将无法由该解耦装置过滤，效果有限且仅适用于旧型悬臂式探针的探测卡.
原申请人的中国台湾专利公告第586627号“可消除杂讯的探测头”，其揭示有一种可结合于探测卡的探测头(probe head)，该探测头内部形成一接地导电层，在该接地导电层与复数个探触端下方连接垫之间是为一具有适当间隔的介电层，以构成一内建旁路电容(internal bypass capacitor)，可更加接近该些探触端的方式过滤杂讯，以作为一种内建式解耦元件(decoupling component)，然由于现有习知的探测头(或称探触面板)是为一种高密度的多层陶瓷电路板，需要植接各式的探触端，制造良率低且单价相当高，若在该探测头内部需要制成一内建旁路电容的介电层，因其材质与制程均不同一般陶瓷基板的线路制程将不容易制造成形，进而增加探测头成本.
由此可见，上述现有的探测卡在结构与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进.为了解决探测卡存在的问题，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发展完成，而一般产品又没有适切的结构能够解决上述问题，此显然是相关业者急欲解决的问题.因此如何能创设一种新型结构的模组化高频探测卡，便成了当前业界极需改进的目标.
有鉴于上述现有的探测卡存在的缺陷，本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种新型结构的模组化高频探测卡，能够改进一般现有的探测卡，使其更具有实用性.经过不断的研究、设计，并经反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明.
发明内容
本发明的目的在于，克服现有的探测卡存在的缺陷，而提供一种新型结构的模组化高频探测卡，所要解决的技术问题是使其主要包括一探触面板、一电路载板以及一在该探触面板与该电路载板之间的介面板.该探触面板具有复数个在其背面的容置穴，复数个解耦元件(decouplingcomponent)埋设于该些容置穴并旁路连接至该探触面板的电源/接地线路，该介面板具有复数个在该遮盖表面的导接端，该遮盖表面覆盖该探触面板的背面，且部分的该些导接端连接于该些解耦元件，以导接至该电路载板的接地层，以达到在低模组成本的条件将解耦元件构成于探测卡内部，用以过滤探测卡内部线路传递的杂讯，且该探触面板不需要内建电容，不会增加探触面板(探测头)所需的成本，从而更加适于实用.
本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的.依据本发明提出的一种模组化高频探测卡，其包括：一探触面板，其具有一正面、一背面以及复数个在该背面的容置穴；复数个探触端，其设于该探触面板的正面；复数个解耦元件(decoupling component)，每一解耦元件具有一第一电极，该些解耦元件埋设于该些容置穴内并经由该些第一电极电性连接至部分的该些探触端；一电路载板，用以接合至一测试设备的测试头；以及一介面板，设于该探触面板与该电路载板之间，该介面板具有一遮盖表面以及复数个在该遮盖表面的第一导接端，该遮盖表面覆盖该探触面板的背面，且部分的该些第一导接端是连接于该些解耦元件.
本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现.
前述的模组化高频探测卡，其中所述的电路载板具有一接地层，藉由该介面板电性连接至该些解耦元件.
前述的模组化高频探测卡，其中所述的介面板具有复数个第二导接端，其形成于该介面板对应于该遮盖表面的另一表面，以供导接至该电路板的接地层.
前述的模组化高频探测卡，其中所述的介面板或该探触面板是为一陶瓷电路板.
前述的模组化高频探测卡，其中所述的介面板与该探触面板选自于玻璃基板、晶圆与印刷电路板的其中之一.
前述的模组化高频探测卡，其中该些第一导接端是为结线凸块(studbump).
前述的模组化高频探测卡，其中该些第一导接端包括介电性弹性块，且该些第一导接端另包括至少一围绕于该些弹性块的金属层.
前述的模组化高频探测卡，其另包括一结合套件，以供结合该探触面板与该介面板于该电路载板。
前述的模组化高频探测卡，其中所述的探触面板包括复数个在该背面的电源/接地接垫、复数个旁路线路与复数个电源/接地线路，该些电源/接地线路连接该些电源/接地接垫与对应的电源/接地探触端，该些旁路线路是分接于对应的该些电源/接地线路.
前述的模组化高频探测卡，其中该些旁路线路包括导通孔.
前述的模组化高频探测卡，其中所述的每一解耦元件是具有一第二电极，是外露在该探触面板的该背面，以供该介面板的第一导接端的电性连接.
本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果.由以上技术方案可知，本发明模组化高频探测卡至少具有下列优点：
本发明是利用复数个解耦组件埋设于一探触面板其复数个在其背面的容置穴内并旁路连接至该探触面板的电源/接地线路，且一接口板覆盖该探触面板的背面，且该接口板部分的导接端连接于该些解耦组件，可以导接至一电路载板的接地层，达到在低模块成本的条件将解耦组件构成于探测卡内部且更加接近位在该探触面板的正面的复数个探触端，可以有效过滤探测卡内部线路传递的噪声，且该探触面板不需要内建电容.
本发明利用一电路载板具有的一接地层可藉由一接口板电性连接至在一探触面板其内部的复数个解耦组件，可以消除模块化高频探测卡的内部噪声.
综上所述，本发明特殊结构的模组化高频探测卡，其具有上述诸多的优点及实用价值，并在同类产品中未见有类似的结构设计公开发表或使用而确属创新，其不论在产品结构或功能上皆有较大的改进，在技术上有较大的进步，并产生了好用及实用的效果，且较现有的探测卡具有增进的多项功效，从而更加适于实用，诚为一新颖、进步、实用的新设计.
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下.
附图说明
图1是本发明的第一具体实施例，一种模组化高频探测卡的元件分解截面示意图.
图2是本发明的第二具体实施例，一种模组化高频探测卡的元件分解截面示意图.
图3是本发明的第二具体实施例，该模组化高频探测卡的介面板截面示意图。
100：模组化高频探测卡 110：探触面板
111：正面 112：背面
113：容置穴 114：电源/接地线路
115：旁路线路 116：讯号传递线路
117：电源/接地接垫 118：讯号接垫
119：缺口 120：探触端
130：解耦元件 131：第一电极
132：第二电极 140：电路载板
141：接地层 142：内连接垫
143：线路 144：外连接垫
150：介面板 151：遮盖表面
152：接合表面 153：第一导接端
154：第二导接端 160：结合套件
161：开孔 162：调整栓
170：导位梢 200：模组化高频探测卡
210：探触面板 211：正面
212：背面 213：容置穴
214：电源/接地线路 215：旁路线路
216：讯号传递线路 217：电源/接地接垫
218：讯号接垫 220：探触端
230：解耦元件 231：第一电极
232：第二电极 240：电路载板
241：接地层 242：内连接垫
243：线路 244：外连接垫
250：介面板 251：遮盖表面
252：接合表面 253：第一导接端
253a：弹性块 253b：金属层
254：第二导接端 254a：弹性块
254b：金属层 255：导通孔
260：结合套件 261：开孔
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的模组化高频探测卡其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后.
请参阅图1所示，是本发明的第一具体实施例，该一种模组化高频探测卡100主要包括一探触面板110、复数个解耦元件130(decouplingcomponent)、一电路载板140以及一介面板150，该探触面板110是作为探触待测集成电路的第一电性传递基板，在本实施例中，该探触面板110是为一种具有密集线路的多层陶瓷电路板，在其它实施例中，该探触面板110可选自于玻璃基板、晶圆与印刷电路板的其中之一，该探触面板110具有一正面111、一背面112及复数个在该背面112的容置穴113，较佳地，该些容置穴113是为矩阵排列，该探触面板110包括复数个电源/接地线路114、复数个旁路线路115以及复数个讯号传递线路116，在该探触面板110的背面112另形成有复数个电源/接地接垫117与复数个讯号接垫118，该些电源/接地线路114连接该些电源/接地接垫117与对应的电源/接地探触端120，该些旁路线路115分接于对应的该些电源/接地线路114，该些讯号传递线路116连接该些讯号接垫118与对应的讯号探触端120.较佳地，该些旁路线路115的长度小于对应的该些电源/接地线路114的长度，以使该些解耦元件130更接近对应的该些电源/接地探触端120.在本实施例中，该些旁路线路115包括导通孔，以使该些解耦元件130垂直向对准于该些电源/接地探触端120.
复数个探触端120设于该探触面板110的正面111，在本实施例中，该些探触端120是为弹性探针，以供接触待测集成电路的电极部，例如晶片的焊垫、凸块或是基板的连接垫或焊球，该些探触端120可区别为电源/接地探触端与讯号探触端，以分别电性连接至该探触面板110的电源/接地线路114与讯号传递线路116.该些解耦元件130埋设于该些容置穴113，该些解耦元件130可选自于旁路电容(bypass capacitor)、解耦电容(decouplingcapacitor)与超宽频带滤波器的其中之一，该些解耦元件130是为独立元件且组成可为任意材料，不需要内建于该探触面板110，每一解耦元件130具有一第一电极131以及一第二电极132，当该些解耦元件130埋设于该些容置穴113，其第一电极131是经由该些旁路线路115或/与该些电源/接地线路114电性连接至部分的该些探触端120(即电源/接地探触端)，其第二电极132外露于该探触面板110的背面112.
该电路载板140用以接合至一测试设备的测试头(图未绘出)，通常该电路载板140是为一种圆盘状的多层印刷电路板，以承载该探触面板110与该介面板150，该电路载板140具有至少一接地层141、复数个在其下表面的内连接垫142、复数个在其上表面的外连接垫144，并以线路143将部分的内连接垫142连接至该接地层141.该介面板150设于该探触面板110与该电路载板140之间，在本实施例中，该介面板150是为一种具有导通线路的陶瓷电路板，在其它实施例中，该介面板150可选自于玻璃基板、晶圆与印刷电路板的其中之一，该介面板150具有一遮盖表面151以及一对应的接合表面152，该介面板150的遮盖表面151对准朝向该探触面板110，较佳地，该介面板150与该探触面板110为相同尺寸，该介面板150的接合表面152对准朝向该电路载板140的一预定位置，例如结线凸块(studbump)的复数个第一导接端153是形成于该介面板150的遮盖表面151，例如结线凸块(stud bump)的复数个第二导接端154形成于该介面板150的接合表面152，在模组化结合之后，该介面板150的遮盖表面151覆盖该探触面板110的背面112，其中部分的该些第一导接端153连接于该些解耦元件130的第二电极132，其它的该些第一导接端153连接于该探触面板110的该些电源/接地接垫117与复数个讯号接垫118，该些第二导接端154连接于该电路载板140的内连接垫142，其中部分电性连接至该些解耦元件130的该些第一导接端153经由该电路载板140的内连接垫142与线路143电性连接至该接地层141，而其它电性连接至该些电源/接地垫117与讯号接垫118的该些第二导接端154穿过该接地层141而电性连接至该电路载板140的外连接垫144.
该模组化高频探测卡100另包括一结合套件160以及复数个导位梢170，该结合套件160具有一开孔161，其对准并显露该探触面板110的正面111，该结合套件160结合该探触面板110与该介面板150于该电路载板140，该些导位梢170穿通该探触面板110在角隅的孔与该介面板150在角隅的孔，较佳地，该探触面板110的正面111周边形成有一缺口119，以利该结合套件160的嵌合对位，该结合套件160可设有复数个调整栓162，以微量调整该探触面板110的X-Y向位置.
因此，藉由上述的模组化高频探测卡100可将该些解耦元件130埋设于该探触面板110且被该介面板150遮盖保护，并能藉由该介面板150电性连接至该电路载板140的接地层141，以消除该探测卡100内部线路所产生的杂讯，并且不需要内建电容于探触面板110，以一般探触面板的制造成本达到高频率模组化的功效.
请参阅图2所示，是本发明的第二具体实施例，该一种模组化高频探测卡200主要包括一探触面板210、复数个解耦元件230、一电路载板240以及一介面板250，该探触面板210具有一正面211、一背面212及复数个在该背面212的容置穴213，该探触面板210包括复数个电源/接地线路214、复数个旁路线路215以及复数个讯号传递线路216，在该探触面板210的背面212另形成有复数个电源/接地接垫217与复数个讯号接垫218，该些电源/接地线路214连接该些电源/接地接垫217与对应的电源/接地探触端220，该些旁路线路215分接于对应的该些电源/接地线路214，该些讯号传递线路216连接该些讯号接垫218与对应的讯号探触端220.较佳地，该些旁路线路215的长度小于对应的该些电源/接地线路214的长度，以使该些解耦元件230更接近对应的该些电源/接地探触端220.
复数个探触端220设于该探触面板210的正面211，在本实施例中，该些探触端220是为导电凸块，但该些探触端220亦可为微机电探针，该些探触端220是可区别为电源/接地探触端与讯号探触端，以分别电性连接至该探触面板210的电源/接地线路214与讯号传递线路216.该些解耦元件230埋设于该些容置穴213，该些解耦元件230是为独立元件，不需要内建于该探触面板210，每一解耦元件230具有一第一电极231以及一第二电极232，当该些解耦元件230埋设于该些容置穴213，其第一电极231经由该些旁路线路215或与该些电源/接地线路214电性连接至部分的该些探触端220(即电源/接地探触端)，其第二电极232外露于该探触面板210的背面212.
请参阅图2所示，该电路载板240用以接合至一测试设备的测试头(图未绘出)，以承载该探触面板210与该介面板250，该电路载板240具有至少一接地层241、复数个在其下表面的内连接垫242、复数个在其上表面的外连接垫244，并以线路243将部分的内连接垫242连接至该接地层241.该介面板250设于该探触面板210与该电路载板240之间，请参阅图3所示，在本实施例中，该介面板250是为一种具有导通孔255的陶瓷电路板，该介面板250具有一遮盖表面251以及一对应的接合表面252，该介面板150的遮盖表面151对准朝向该探触面板210，该介面板250的接合表面252对准朝向该电路载板240的一预定位置，复数个第一导接端253形成于该介面板250的遮盖表面251，复数个第二导接端254形成于该介面板250的接合表面252，并以导通孔255电性连接该些第一导接端253与该些第二导接端254，在本实施例中，每一第一导接端253包括一介电弹性块253a以及至少一围绕于该弹性块253a的金属层253b，并且同样地，每一第二导接端254包括一介电弹性块254a以及至少一围绕该弹性块254a的金属层254b，在模组化结合之后，该介面板250的遮盖表面251覆盖该探触面板210的背面212，其中部分的该些第一导接端253连接于该些解耦元件230的第二电极232，其它的该些第一导接端253连接于该探触面板210的该些电源/接地接垫217与复数个讯号接垫218，该些第二导接端254连接于该电路载板240的内连接垫242，其中部分电性连接至该些解耦元件230的该些第二导接端254是经由该电路载板240的内连接垫242与线路243电性连接至该接地层241，而其它电性连接至该些电源/接地垫217与讯号接垫218的该些第二导接端254是穿过该接地层241而电性连接至该电路载板240的外连接垫244.
此外，该模组化高频探测卡200可另包括一结合套件260，该结合套件260的开孔261对准并显露该探触面板210的正面211，该结合套件260结合该探触面板210与该介面板250于该电路载板240.
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内.
Claims (11)
1. 一种模组化高频探测卡，其特征在于其包括：
一探触面板，其具有一正面、一背面及复数个在该背面的容置穴；
复数个探触端，其设于该探触面板的正面；复数个解耦元件，每一解耦元件具有一第一电极，该些解耦元件埋设于该些容置穴内并经由该些第一电极电性连接至部分的该些探触端；
一电路载板，用以接合至一测试设备的测试头；以及
一介面板，其设于该探触面板与该电路载板之间，该介面板具有一遮盖表面以及复数个在该遮盖表面的第一导接端，该遮盖表面覆盖该探触面板的背面，且部分的该些第一导接端连接于该些解耦元件。
2. 根据权利要求1所述的模组化高频探测卡，其特征在于其中所述的电路载板具有一接地层，其藉由该介面板电性连接至该些解耦元件。
3. 根据权利要求2所述的模组化高频探测卡，其特征在于其中所述的介面板具有复数个第二导接端，其形成于该介面板对应于该遮盖表面的另一表面，以供导接至该电路板的接地层。
4. 根据权利要求1所述的模组化高频探测卡，其特征在于其中所述的介面板或探触面板是为一陶瓷电路板。
5. 根据权利要求1所述的模组化高频探测卡，其特征在于其中所述的介面板与探触面板选自于玻璃基板、晶圆与印刷电路板的其中之一。
6. 根据权利要求1所述的模组化高频探测卡，其特征在于其中该些第一导接端是为结线凸块。
7. 根据权利要求1所述的模组化高频探测卡，其特征在于其中该些第一导接端包括介电性弹性块，且该些第一导接端另包括至少一围绕于该些弹性块的金属层。
8. 根据权利要求1所述的模组化高频探测卡，其特征在于其另包括一结合套件，以供结合该探触面板与该介面板于该电路载板。
9. 根据权利要求1所述的模组化高频探测卡，其特征在于其中所述的探触面板包括复数个在该背面的电源/接地接垫、复数个旁路线路与复数个电源/接地线路，该些电源/接地线路连接该些电源/接地接垫与对应的电源/接地探触端，该些旁路线路分接于对应的该些电源/接地线路。
10. 根据权利要求9所述的模组化高频探测卡，其特征在于其中该些旁路线路包括导通孔。
11. 根据权利要求1所述的模组化高频探测卡，其特征在于其中所述的每一解耦元件是具有一第二电极，是外露在该探触面板的该背面，以供该介面板的第一导接端的电性连接。
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