TWI471570B - High frequency probe card - Google Patents

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TWI471570B TW101150149A TW101150149A TWI471570B TW I471570 B TWI471570 B TW I471570B TW 101150149 A TW101150149 A TW 101150149A TW 101150149 A TW101150149 A TW 101150149A TW I471570 B TWI471570 B TW I471570B
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Description

高頻探針卡
本發明係與探針卡有關，更詳而言之是指一種高頻探針卡。
按，用以檢測電子產品之各精密電子元件間的電性連接是否確實的方法，是以一探針卡作為一檢測機與待測電子物件之間的測試訊號與電源訊號之傳輸介面。
而隨著數位科技的進步，待測電子物件的運算速度與每秒的訊號傳輸量亦日益增大，而使得檢測機之處理器所產生之測試訊號之頻率，並無法滿足待測電子物件所需之高頻測試訊號的訊號傳輸量需求。是以，為解決上述困擾，遂利用待測電子物件來產生所需之高頻測試訊號，再透過探針卡傳送回待測電子物件進行檢測，進而達到高頻測試之目的。
然而，因為測試訊號之頻率較高，使得習用之探針卡其用以傳輸測試訊號的探針與導線的微量電感，於傳輸時會因為測試訊號頻率越高，其阻抗值會因為電場效應而越高，使其電路結構屬於低通電路，而由圖1與圖2可看出，此將造成高頻的測試訊號無法順利通過，而導致訊號將不易被待測電子物件所辨識，而容易有測試誤判的情形產生。此時，則必需添購微量電感值較低之探針、或是額外再增加其它電路設計來改善上述情形，但上述改善之結構的造價不僅成本昂貴且電路複雜，除 會造成維修與研發複雜度提升外，更會導致額外成本的支出。
有鑑於此，本發明之主要目的在於提供一種高頻探針卡可有效地傳輸高頻測試訊號。
緣以達成上述目的，本發明所提供高頻探針卡用以傳輸一待測電子物件輸出之高頻測試訊號，且該待測電子物件包含有用以輸出高頻測試訊號之一訊號輸出接腳組、以及用以接收高頻測試訊號之一訊號接收接腳組。該高頻探針卡包含有一第一訊號針組、一第二訊號針組以及一多頻帶導通電路；其中，該第一訊號針組以導體製成，用以點觸該待測裝置之訊號輸出接腳組；該第二訊號針組以導體製成，用以點觸該待測裝置之訊號接收接腳組；該多頻帶導通電路，電性連接該第一訊號針組與該第二訊號針組，用以與該第一訊號針組與該第二訊號針組電性連接後，導通一第一頻帶與一第二頻帶之訊號；其中，該第一頻帶之下限頻率為0赫茲，且該第一頻帶之上限頻率小於該第二頻帶之下限頻率；另外，該高頻測試訊號之頻率位於該第二頻帶中。
藉此，該待測電子物件之該訊號輸出接腳組輸出該高頻測試訊號時，由該第一訊號針組傳輸該多頻帶導通電路，再透過該第二訊號針組輸出至該訊號接收針腳組，並透過該多頻帶導通電路之設計，而可有效地傳輸高頻測試訊號回該待測電子物 件。
為能更清楚地說明本發明，茲舉較佳實施例並配合圖示詳細說明如後。
請參閱圖3，本發明較佳實施例之高頻探針卡用以傳輸一待測電子物件(如處理器)100於檢測傳輸高訊號量傳輸時，所輸出之高頻測試訊號。舉例而言，於本實施例中，若進行10G bps的傳輸量之檢測，其傳輸之高頻測試訊號的頻率則為5G Hz(即1/2傳輸量)。該待測電子物件100具有用以輸出高頻測試訊號之一訊號輸出接腳組、以及用以接收高頻測試訊號之一訊號接收接腳組，其中，該訊號輸出接腳組包含有用以輸出正訊號之一正極訊號輸出接腳Tx(+) 、與用以輸出負訊號之一負極訊號輸出接腳Tx(-) ；該訊號接收接腳組包含有用以接收正訊號之一正極訊號接收接腳Rx(+) 、與用以接收負訊號之一負極訊號接收接腳Rx(-) 。而本發明之該高頻探針卡包含有一第一訊號針組11、一第二訊號針組12以及一多頻帶導通電路20。其中：該第一訊號針組11包含有以導體製成之一第一正極訊號針111以及一第一負極訊號針112，分別用以點觸該正極訊號輸出接腳Tx(+) 以及該負極訊號輸出接腳Tx(-) 。該第二訊號針組12包含有同樣以導體製成之一第二正極訊號針121以及一 第二負極訊號針122，分別用以點觸該正極訊號接收接腳Rx(+) 以及該負極訊號接收接腳Rx(-) 。
該多頻帶導通電路20電性連接該第一訊號針組11與該第二訊號針組12。而本發明與習用技術最大之不同，便是在於該多頻帶導通電路20之設計，習用探針卡之因頻率越高阻抗越高之關係，其電路結構為低通濾波電路，意即，此種電路架構僅能提供一特定頻率以下的所有訊號順利通過，而特定頻率以上之訊號則會因為線路阻抗過大而被大幅衰減或阻斷。而本發明之該多頻帶導通電路20與習用不同之處在於，其與該第一訊號針組11與該第二訊號針組12電性連接後，其電路架構可供一第一頻帶與一第二頻帶之訊號通過，且該第一頻帶之上限頻率小於該第二頻帶之下限頻率，而上述二頻帶外之其他訊號則被大幅衰減或濾除。其中，該第一頻帶之下限頻率為0赫茲，而使得用以做為供電用之直流訊號可順利通過。而該高頻測試訊號之頻率位於該第二頻帶中，而較佳的是，該高頻測試訊號之頻率為該第二頻帶之中央頻率，而能確保該高頻測試訊號能順利通過。
為達上述該多頻帶導通電路20的設計目的，於本實施例中，該多頻帶導通電路20包含有一電路基板21、一載板22以及兩個電容231、232，其中，該電路基板21上佈設有電路佈局(圖未示)，用以供與一檢測機(圖未視)連接，且該電路基板21中埋設有數條導線211~214。該載板22埋設有數條 導線221~224，且該載板22之其中一面與該電路基板21電性連接，而另外一面則與該第一訊號針組11與該第二訊號針組12接抵，而使得該等導線221~224之一端分別與各該導線211~214電性連接，而另一端則分別與該等訊號針111~112、121~122電性連接。藉此，請再配合圖4，與該第一訊號針組11電性連接之導線211~212、221~222、則形成一第一訊號導線組，其包含有與該第一正極訊號針111電性連接之導線211與導線221所形成一第一正極訊號導線24，以及與該第一負極訊號針112電性連接之導線212與導線222所形成一第一負極訊號導線25。而與該第二訊號針組12電性連接之導線213~214、223~224則形成一第二訊號導線組，其包含有與該第二正極訊號針121電性連接之導線213與導線223所形成一第二正極訊號導線26，以及與該第二負極訊號針122電性連接之導線214與導線224所形成一第二負極訊號導線27。另外，該等訊號導線24~27更依據其線徑而區分有第一線段A以及第二線段B，且滿足有下列條件：W1≠W2；W2≦0.9(W1)；其中，W1為該第一線段A之線徑；W2為該第二線段B之線徑，而透過前述改變線徑之設計，進而調整該各線段之微量等效電容與微量等效電感。另外，於本實施例中，係透過於該電路基板21中之導線211~214使用與該載板22中之導線221~224不同線徑之方式，來達到上述不等線徑的設計。當 然，在實際實施上，亦可以直接設計該電路基板21與該載板22中之導線211~214、221~224皆具有不同線徑之區段，或是僅於該電路基板21或該載板22中之導線211~214、221~224具有不同線徑之區段的方式來達到上述目的。
該二電容231、232於本實施例中為元件式(component)之電容(即實體電容)，設於該電路基板21上，且分別為一第一電容231以及一第二電容232。其中，該第一電容231之兩端分別連接該第一正極訊號導線24(導線211)與該第二正極訊號導線26(導線213)，而該第二電容232之兩端則分別連接該第一負極訊號導線25(導線212)與該第二負極訊號導線27(導線214)。
如此一來，透過上述該等訊號針111~112、121~122與該等訊號導線24~27的各線段A、B之等效電容與等效電感所構成之等效電路、配合上該等電容231、232之電路組合，將達到上述之該多頻帶導通電路20之效果，且由圖5可看出，上述結構所組成之該多頻帶導通電路20可有效地達到使得下限頻率為0赫茲的第一頻帶BW1 、與中央頻率為5G赫茲的第二頻帶BW2 的訊號通過，而上述二頻帶BW1 、BW2 外之其他訊號則被衰減或濾除之目的。如此一來，由圖6可明顯看出，高頻測試訊號通過上述之該高頻探針卡後，仍可有效地辨識其波峰及波谷，而不會有訊號誤判之情形產生。
除上述結構外，在實際實施上，亦可如圖7所示將訊號導 線311~314僅埋設於載板31中，而不設於電路基板32之設計；或是如圖8般，依待測電子物件110各接腳之間隙，僅使用電路基板33，並於該電路基板33中埋設訊號導線331~334的設計來達到相同之目的。另外，本發明之多頻帶導通電路除使用元件式的實體電容231、232外，亦可使用與基板或載板整合設計之內埋式(embedded)電容來達到同樣的電路效果。再者，以上說明雖僅是以兩種不同線徑大小之配合來改變微量等效電容與等效電感之目的，但在實際實施上，亦可使用3種或多種不同線徑大小搭配來組合達到前述多頻帶導通電路之效果，且本發明之多頻帶導通電路除可供兩種頻帶之訊號通過外，當然亦可依需求改設計為可供三個頻帶以上通過之電路架構。又，以上所述僅為本發明較佳可行實施例而已，舉凡應用本發明說明書及申請專利範圍所為之多頻帶導通電路的等效電路變化，理應包含在本發明之專利範圍內。
11‧‧‧第一訊號針組
111‧‧‧第一正極訊號針
112‧‧‧第一負極訊號針
12‧‧‧第二訊號針組
121‧‧‧第二正極訊號針
122‧‧‧第二負極訊號針
20‧‧‧多頻帶導通電路
21‧‧‧電路基板
211~214‧‧‧導線
22‧‧‧載板
221~224‧‧‧導線
231、232‧‧‧電容
24‧‧‧第一正極訊號導線
25‧‧‧第一負極訊號導線
26‧‧‧第二正極訊號導線
27‧‧‧第二負極訊號導線
A‧‧‧第一線段
B‧‧‧第二線段
W1、W2‧‧‧線徑
BW1‧‧‧第一頻帶
BW2‧‧‧第二頻帶
31‧‧‧載板
311~314‧‧‧訊號導線
32‧‧‧電路基板
33‧‧‧電路基板
331~334‧‧‧訊號導線
100‧‧‧待測電子物件
Tx(+) ‧‧‧正極訊號輸出接腳
Tx(-) ‧‧‧負極訊號輸出接腳
Rx(+) ‧‧‧正極訊號接收接腳
Rx(-) ‧‧‧負極訊號接收接腳
圖1為不同頻率之訊號通過習用探針卡後之衰減關係圖；圖2為訊號通過習用探針卡後之眼圖；圖3為本發明第一較佳實施例之結構圖；圖4為本發明第一較佳實施例之電路圖；圖5為不同頻率之訊號通過第一較佳實施例後之衰減關係圖；圖6為訊號通過第一較佳實施例後之眼圖；圖7為本發明第二較佳實施例之結構圖；圖8為本發明第三較佳實施例之結構圖。
11‧‧‧第一訊號針組
111‧‧‧第一正極訊號針
112‧‧‧第一負極訊號針
12‧‧‧第二訊號針組
121‧‧‧第二正極訊號針
122‧‧‧第二負極訊號針
24‧‧‧第一正極訊號導線
25‧‧‧第一負極訊號導線
26‧‧‧第二正極訊號導線
27‧‧‧第二負極訊號導線
231、232‧‧‧電容
A‧‧‧第一線段
B‧‧‧第二線段
W1、W2‧‧‧線徑
Tx(+) ‧‧‧正極訊號輸出接腳
Tx(-) ‧‧‧負極訊號輸出接腳
Rx(+) ‧‧‧正極訊號接收接腳
Rx(-) ‧‧‧負極訊號接收接腳

Claims (10)

  1. 一種高頻探針卡，用以傳輸一待測電子物件輸出之高頻測試訊號，且該待測電子物件包含有用以輸出高頻測試訊號之一訊號輸出接腳組、以及用以接收高頻測試訊號之一訊號接收接腳組；該高頻探針卡包含有：一第一訊號針組，以導體製成，用以點觸該待測裝置之訊號輸出接腳組；一第二訊號針組，以導體製成，用以點觸該待測裝置之訊號接收接腳組；以及一多頻帶導通電路，電性連接該第一訊號針組與該第二訊號針組，用以與該第一訊號針組與該第二訊號針組電性連接後，使一第一頻帶與一第二頻帶之訊號通過，且該二頻帶外之訊號則衰減或濾除；其中，該第一頻帶之下限頻率為0赫茲，且該第一頻帶之上限頻率小於該第二頻帶之下限頻率；另外，該高頻測試訊號之頻率位於該第二頻帶中；藉此，該待測電子物件之該訊號輸出接腳組輸出該高頻測試訊號時，由該第一訊號針組傳輸該多頻帶導通電路，再透過該第二訊號針組輸出至該訊號接收針腳組。
  2. 如請求項1所述高頻探針卡，其中，該多頻帶導通電路包含有至少一電容，以及分別連接於該電容兩端之一第一訊號導線組與一第二訊號導線組；該第一訊號導線組與該第二訊號導線組係以導體製成，且分別電性連接該第一訊號針組與該第二訊號針 組；另外，該第一訊號導線組與該第二訊號導線組分別具有至少一條導線，且該導線更至少區分有一第一線段以及一第二線段，且滿足有下列條件：W1≠W2；W2≦0.9(W1)；其中，W1為該第一線段之線徑；W2為該第二線段之線徑。
  3. 如請求項2所述高頻探針卡，其中，該訊號輸出接腳組包含有一正極訊號輸出接腳與一負極訊號輸出接腳；該訊號接收接腳組包含有一正極訊號接收接腳與一負極訊號接收接腳；該第一訊號針組包含有一第一正極訊號針以及一第一負極訊號針，分別用以點觸該正極訊號輸出接腳以及該負極訊號輸出接腳；該第二訊號針組包含有一第二正極訊號針以及一第二負極訊號針，分別用以點觸該正極訊號接收接腳以及該負極訊號接收接腳；該多頻帶導通電路之至少一電容為二電容，分別為一第一電容以及一第二電容；該第一訊號導線組之至少一導線的數量為二，且分別為一第一正極訊號導線以及一第一負極訊號導線，該第一正極訊號導線之兩端分別連接該第一電容與該第一正極訊號針；該第一負極導線之兩端分別連接該第二電容與該第一負極訊號針；該第二訊號導線組之至少一導線的數量為二，且分別為一第二正極訊號導線以及一第二負極訊號導線，該第二正極訊號導線之兩端分別連接該第一電容與該第二正極訊號針；該第二負極導線之兩端分別連接該第二電容與該第二負極訊號針。
  4. 如請求項2所述高頻探針卡，其中，該多頻帶導通電路更包含有一電路基板，用以與該第一訊號針組以及該第二訊號針組連接，且該電路基板中埋設有該第一訊號導線組與該第二訊號導線組。
  5. 如請求項2所述高頻探針卡，其中，該多頻帶導通電路更包含有一電路基板、以及與該電路基板電性連接之一載板，該電路基板上佈設有電路佈局；該載板用以與該第一訊號針組以及該第二訊號針組連接，且該載板中埋設有該第一訊號導線組與該第二訊號導線組。
  6. 如請求項2所述高頻探針卡，其中，該多頻帶導通電路更包含有一電路基板、以及與該電路基板電性連接之一載板，該電路基板上佈設有電路佈局；該載板用以與該第一訊號針組以及該第二訊號針組連接；另外，該電路基板中埋設有部分之該第一訊號導線組與該第二訊號導線組，而該載板中埋設有另一部分之該第一訊號導線組與該第二訊號導線組。
  7. 如請求項4或6所述高頻探針卡，其中，該電容為內埋式(embedded)之電容，且埋設於該電路基板中。
  8. 如請求項4或6所述高頻探針卡，其中，該電容為元件式(component)之電容，且設於該電路基板上。
  9. 如請求項5所述高頻探針卡，其中，該電容為內埋式(embedded)之電容，且埋設於該載板中。
  10. 如請求項4或6所述高頻探針卡，其中，該電容為元件式 (component)之電容，且設於載板上。
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