CN108241078B - 垂直探针卡 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例提供一种垂直探针卡，包括：PCB板、盖板及探针，PCB板上设有底孔及PCB焊盘，盖板上设有盖孔，盖板设置在PCB板上，且盖孔与底孔同轴对应设置，探针容置盖孔与底孔内，其中探针包括探头，探头伸出至盖板外，用于与芯片接触，探针中部设置有一突出部，与PCB焊盘接触，探头至突出部之间的探针为导体，由于探头至突出部之间的距离小于探针体的长度，使得信号不需要通过整个探针体的长度进行传输，缩短的信号传输距离，从而减少探针传输过程中的信号损失，特别适用于高频信号传输。

Description

垂直探针卡
技术领域
本发明涉及一种垂直探针卡，特别涉及一种高频测试的垂直探针卡。
背景技术
在对合格的芯片封装前，通常要实行电特性检测(Electricaldiesorting：EDS)，依据EDS检测结果，对合格芯片才可进行封装。而这种EDS检测，是由内装有各种测量软件和检测仪器的检测机(TESTER)及装载有探针卡的探针台(Proberstation)来实现的。在检测时，探针卡的每一个探针与半导体芯片PAD直接接触，实现半导体晶圆中的芯片PAD及检测机(TESTER)电连接，从而实现对半导体芯片的电特性检测目的，通常的垂直探针卡,包括测试头及PCB。其中测试头包括，测试头上盖板，测试头下盖板和探针组成.探针放在测试头上盖板和测试头下盖板中，测试时，测试针的上端和下端分别接触芯片PAD和PCB(printedcircuitboard：PCB)PAD,从而实现信号的导通,此过程中信号通过测试针传输，但是由于测试针本身的电阻或电感会造成信号的损耗，从而影响测试的精度，特别是在高频测试中信号衰减更大，测试受限。
发明内容
因此，有必要提供一种垂直探针卡以解决上述技术问题。
一种垂直探针卡，包括：PCB板、盖板及探针，所述的PCB板包括底孔及围设在底孔周边的PCB焊盘，所述的盖板包括盖孔，所述的盖板设置在PCB板上，且所述的盖孔与所述的底孔同轴对应设置，所述的底孔与盖孔形成容置空间，所述的探针容置在所述容置空间中，所述的探针包括探头，所述的探头穿过盖孔伸出至盖板外，用于与芯片接触，所述的探针中部设置有一突出部，所述的突出部与所述的PCB焊盘接触，且所述的探头至与所述的突出部之间的探针为导体，所述的探头与突出部之间的距离小于等于探针长度的1/2，所述的底孔的直径应小于突出部的外径，所述的盖孔的最小孔径应小于突出部的外径，所述的突出部的外径小于等于焊盘外径，所述的探针包括探杆及探针座，所述的探针座包括容纳空间，所述的探杆容置在容纳空间内，一弹性元件设置在探杆与探针座之间，并且预设所述探杆向远离探针座方向运动的张力，所述的探针座包括帽体及座体，所述探杆与帽体保持接触，所述的帽体与所述的座体可拆卸连接，所述的突出部设置在所述的帽体上，且所述的突出部呈环状，在突出部对应的帽体内侧设置有内螺纹，所述的座体朝向帽体的一端设置有外螺纹，所述的帽体与所述的座体螺纹连接，所述的帽体为导体，所述的弹性元件为绝缘体，所述的座体为绝缘体，所述的盖板与PCB板之间还设置有定位装置，所述的定位装置包括设置在盖板上的定位孔及设置在PCB板上的定位柱，所述的定位柱与定位孔相匹配。
有益效果：本发明实施例提供一种垂直探针卡，包括：PCB板、盖板及探针，PCB板上设有底孔及PCB焊盘，盖板上设有盖孔，盖板设置在PCB板上，且盖孔与底孔同轴对应设置，探针容置盖孔与底孔内，其中探针包括探头，探头伸出至盖板外，用于与芯片接触，探针中部设置有一突出部，与PCB焊盘接触，探头至突出部之间的探针为导体，由于探头至突出部之间的距离小于探针体的长度，使得信号不需要通过整个探针体的长度进行传输，缩短的信号传输距离，从而减少探针传输过程中的信号损失，特别适用于高频信号传输。
附图说明
图1本发明实施例提供的垂直探针卡立体结构示意图；
图2为图1的***分解图；
图3为图1中G-G截面示意图；
图4为图3中A区放大示意图；
图5为垂直探针卡PCB上底孔上视图。
主要元件符号说明：
PCB板10、底孔11、PCB焊盘12、定位柱13、连接件14,23、盖板20、盖孔21、定位孔22,51、探针30、探杆31、探头311、探针座320、帽体32、突出部321、座体33、弹性元件34、芯片40、芯片焊盘41、托板50。
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
请参考图1-图5，本发明提供一种垂直探针卡，用于在对合格的芯片进行封装前，对芯片进行电特性检测(Electricaldiesorting：EDS)。所述的垂直探针卡，包括：PCB板10、盖板20及探针30。
所述的PCB板10，包括基板，所述的基板上设置有底孔11及围设在底孔11周边的PCB焊盘12，可以理解的，所述的基板可以为现有技术中的各种PCB基板，通常这些基板为绝缘材料，具体的，所述的基板为电木板、玻璃纤维板，以及各式的塑胶板中的一种。在其他一些实施方式中，所述的基板也可以为多层材料的复合板，如以玻璃纤维、不织物料、以及树脂层叠成的板状材料。
可以理解的，所述的基板表面还设置有与所述的PCB焊盘12连接的导线，以及在导线上覆盖有保护膜，通常的所述的保护膜为防焊油墨层，以防止焊料等杂物导致导线之间的意外接通，所述的防焊油墨层覆盖在除PCB焊盘12以外的全部基板表面，为了便于在底孔11中安装探针30，所述的底孔11直径为0.1mm-5mm，所述的PCB焊盘12直径应大于底孔11直径，优选的，所述的PCB焊盘12直径比底孔11直径大0.1mm-2mm。可以理解的，为了使探针30能与PCB焊盘12接触良好的接触，所述的PCB焊盘12为铜箔。进一步的，对所述的PCB焊盘12还可以进行表面处理，以防止PCB焊盘12表面氧化，所述的表面处理可以为喷锡，化金，化银，化锡，有机保焊剂处理等中的至少一种，所述的底孔11有多个，所述的多个底孔11在基板上阵列排布，可以理解的，所述的PCB焊盘12也在基板上阵列排布，所述的底孔11可以为根据实际需要设置成盲孔或通孔，优选的，所述的底孔11为通孔，以适应不同长度的探针30，所述的基板表面还设置有丝印，用于在基板表面上标注各零件的名称、位置框，方便组装后维修及辨识用。
所述的PCB板10上设置有盖板20，所述的盖板20上设置有盖孔21，所述的盖孔21贯通所述的盖板20，可以理解的，所述的盖孔21与所述的底孔11对应设置，且所述的盖孔21与所述的底孔11同轴，使得所述的盖孔21与底孔11形成一个容置空间，用于在容置空间内设置探针30。可以理解的，所述的盖孔21内壁为绝缘材料，以防止探针30与探针30之间导通，优选的，所述的盖板20为绝缘材料，当所述的底孔11在基板上呈阵列排布时，所述的盖孔21在盖板20上也呈阵列排布，所述的盖板20与所述的PCB板10可拆卸连接，所述的盖板20与所述的底板通过连接件14实现可拆卸连接，在本实施例中，所述的连接件14为多个螺栓，当然其他通常的可拆卸连接件14，如卡扣、螺钉也是可行的。
为了方便盖板20与PCB板10的连接定位，所述的盖板20与PCB板10之间还设置有定位装置，所述的定位装置包括设置在盖板20上的定位孔22及设置在PCB板10上的定位柱13，所述的定位孔22与所述定位柱13相匹配，用于当定位柱13***所述的定位孔22时，实现盖板20与PCB板10的定位。
所述的探针30容置在由所述底孔11与盖孔21形成的容置空间内，具体的，所述的探针30包括探针体，所述探针体呈一长杆状，所述探针体包括探头311，所述探头311穿过所述盖孔21并伸出至盖板20外，用于与芯片40接触，可以理解的，所述的探针体的至少一部分容置在底孔11中，用于固定探针30，所述的探针30中部设置有一突出部321，当探针30设置在容置空间内时，所述的突出部321与所述的PCB焊盘12接触，用于通过探头311与突出部321之间的探针体传输信号，可以理解的，探头311至突出部321之间探针体应为导体，由于探头311至突出部321之间的距离小于探针体的长度，使得信号不需要通过整个探针体的长度进行传输，缩短的信号传输距离，从而减少探针30传输过程中的信号损失。优选的，所述的探头311与突出部321之间的距离小于等于探针体长度的1/2，更优选的，所述的探头311与突出部321之间的距离小于等于探针体长度的1/3。当然，所述的探针体为均为导体也是可行的，具体的，所述的导体为金属、非金属导体，所述的金属导体可以为铜或铜合金、金或金合金、银或银合金等，所述的非金属为石墨等。
为了进一步减少信号传输损失，所述的探头311至突出部321之间的探针体采用低电阻的导体，优选的为金、铜制材料。
可以理解的，所述的芯片40上设置有芯片焊盘41，所述探头311用于与芯片焊盘41接触。
可以理解的，所述的底孔11的直径应小于突出部321的外径，以防止探针30落入到底孔11中，所述的盖孔21的最小孔径应小于突出部321的外径，以防止探针30通过盖孔21脱出，优选的，所述的盖孔21为锥孔，所述的突出部321或所述的探针30通过盖孔21的部分具有锥角，以使得探针30更好好的保持在底孔11与盖孔21之间。
所述的突出部321的外径应小于等于PCB焊盘12外径，以使得突出部321能与PCB焊盘12保持接触。优选的，所述的突出部321呈环状，套设在探针体上。
为了使得芯片40更好的保持与探头311的接触，所述的探针30包括探杆31及探针座320，所述的探针座320呈筒状，包括容纳空间，所述的探杆31容置在容纳空间内，所述的探头311设置在探杆31的一端，可以理解的，所述的探头311穿过所述的探针座320，露出于探针座320之外，一弹性元件34设置在探杆31与探针座320之间，并且预设所述探杆31向远离探针座320方向运动的张力，当需要对芯片40进行检测时，可以对芯片40施加一向下的压力，在弹性元件34张力的作用下，使得探头311与芯片焊盘41保持紧压，从而使得探头311与芯片焊盘41之间保持紧密接触。可以理解的，所述的弹性元件34可以为弹簧、橡胶垫、弹性丝等。
所述的探针座320包括帽体32及座体33，所述的帽体32与所述的座体33可拆卸连接，所述的帽体32呈一中空的管状，所述的座体33为一中空的桶状，所述的帽体32与所述座体33轴线共线，并形成探针座320的的容纳空间。可以理解的，所述的可拆卸连接可以为螺纹连接、卡扣连接等，当然所述的帽体32与座体33也可以是固定连接，如铆接、焊接或打点连接等，优选的，所述的帽体33与座体33一体成型。
所述的突出部321设置在所述的帽体32上，且所述的突出部321呈环状，在突出部321对应的帽体32内侧设置有内螺纹，所述的座体33朝向帽体32的一端设置有外螺纹，所述的帽体32与所述的座体33通过螺纹连接在一起。
可以理解的，所述的探杆31与所述的帽体32应保持接触，以使得信号能通过探杆31及帽体32，另一方面应使得探杆31能在容纳空间内活动，所述的探杆31的直径大致等于帽体32内径。优选的，所述的探杆31与所述的帽体32为铜或铜合金，金或金合金材料，以使得信号传输过程中损失较小，且耐磨。
所述的突出部321与所述的帽体32一体成型。
所述的帽体32为导体。
为了减少信号传输过程中的干扰，所述的弹性元件34为绝缘体，所述的座体33为绝缘体。
所述的PCB板10下方还设置有托板50，所述的托板50通常使用如金属材料、玻璃材料等高强度的刚性体，以加强PCB板10的强度，防止PCB板10在使用过程中发生变形。
可以理解的，所述的托板50与PCB板10之间还设置有连接件23，用于PCB板10与托板50的可拆卸连接，所述的连接件23可以为卡卡扣、螺栓、螺钉等，当然在PCB板10与托板50之间还设置有定位装置，所述的定位装置包括设置在PCB板10上的定位柱13及托板50上的定位孔51。
另外，本领域技术人员还可以在本发明精神内做其它变化，当然，这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。

Claims (1)

1.一种垂直探针卡，包括：PCB板、盖板及探针，其特征在于，所述的PCB板包括底孔及围设在底孔周边的PCB焊盘，所述的盖板包括盖孔，所述的盖板设置在PCB板上，且所述的盖孔与所述的底孔同轴对应设置，所述的底孔与盖孔形成容置空间，所述的探针容置在所述容置空间中，所述的探针包括探头，所述的探头穿过盖孔伸出至盖板外，用于与芯片接触，所述的探针中部设置有一突出部，所述的突出部与所述的PCB焊盘接触，且所述的探头至与所述的突出部之间的探针为导体，所述的探头与突出部之间的距离小于等于探针长度的1/2，所述的底孔的直径应小于突出部的外径，所述的盖孔的最小孔径应小于突出部的外径，所述的突出部的外径小于等于焊盘外径，所述的探针包括探杆及探针座，所述的探针座包括容纳空间，所述的探杆容置在容纳空间内，一弹性元件设置在探杆与探针座之间，并且预设所述探杆向远离探针座方向运动的张力，所述的探针座包括帽体及座体，所述探杆与帽体保持接触，所述的帽体与所述的座体可拆卸连接，所述的突出部设置在所述的帽体上，且所述的突出部呈环状，在突出部对应的帽体内侧设置有内螺纹，所述的座体朝向帽体的一端设置有外螺纹，所述的帽体与所述的座体螺纹连接，所述的帽体为导体，所述的弹性元件为绝缘体，所述的座体为绝缘体，所述的盖板与PCB板之间还设置有定位装置，所述的定位装置包括设置在盖板上的定位孔及设置在PCB板上的定位柱，所述的定位柱与定位孔相匹配。
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