TWI481877B - Probe card structure - Google Patents

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TWI481877B TW101142065A TW101142065A TWI481877B TW I481877 B TWI481877 B TW I481877B TW 101142065 A TW101142065 A TW 101142065A TW 101142065 A TW101142065 A TW 101142065A TW I481877 B TWI481877 B TW I481877B
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Wei Cheng Ku
Jun Liang Lai
Yung Chin Hung
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Description

探針卡結構
本發明係與探針卡有關，更詳而言之是指一種探針卡結構。
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該待測電子物件之間的測試訊號與電源訊號之傳輸介面。而該待測電子元件通常係接收來自該檢測機之高頻電源訊號，藉以供應該待測電子元件所需之電源。
然而，習用探針卡之電源訊號之傳送線路通常與測試訊號之傳送線路是呈同樣的阻抗設計，換言之，當檢測機傳送高頻的電源訊號至該探針卡時，該探針卡之電源線路於高頻時所產生之高阻抗，通常會造成電源訊號一定程度的衰減。如此一來，該待測電子元件便容易因為電源供給不足而停止作動或是產生測試訊號的誤判。
有鑑於此，本發明之主要目的在於提供一種探針卡結構可於傳輸高頻電源訊號時，避免電源訊號產生大幅衰減之情形。
緣以達成上述目的，本發明所提供探針卡結構用以將一檢測機之電源訊號以及測試訊號傳輸予一待測電子物件，藉以透 過該電源訊號供應電源予該待測電子物件，以及透過該測試訊號對該待測電子物件進行電性檢測；該探針卡結構包含有複數根訊號針、至少一訊號同軸纜線、以及至少一電源同軸纜線；其中，該等訊號針以導電材料製成，且其一端用以點觸該待測電子物件；該訊號同軸纜線包含有位於中心位置之一第一訊號線、包覆該第一訊號線之第一介質層、以及位於該第一介質層外之第一接地線；該第一訊號線與該檢測機以及其中至少一訊號針之另一端電性連接，用以傳輸測試訊號至該待測電子物件；該電源同軸纜線包含有位於中心位置之一第二訊號線、包覆該第二訊號線之第二介質層、以及位於該第二介質層外之第二接地線；該第二訊號線與該檢測機以及另外至少一訊號針之另一端電性連接，用以傳輸電源訊號至該待測電子物件。
該電源同軸纜線與該訊號同軸纜線符合以下條件：ΦP1 /ΦP2 >ΦS1 /ΦS2 ；其中，ΦS1 為該第一訊號線的線徑；ΦP1 為該第二訊號線的線徑；ΦS2 為該第一介質層的徑長；ΦP2 為該第二介質層的徑長。
藉此，透過上述設計，便可使該電源同軸纜線具有低阻抗值之特性，進而避免該探針卡結構傳輸高頻電源訊號時，產生大幅衰減之情形。
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1，本發明較佳實施例之探針卡結構用以將一檢測機100之電源端子110與訊號端子120所輸出的電源訊號以及測試訊號傳輸予一待測電子物件200，藉以透過該電源訊號供應電源予該待測電子物件200，以及透過該測試訊號對該待測電子物件200進行電性檢測。該探針卡結構包含有複數根訊號針10、一基板20、一載板30、一訊號同軸纜線40、以及一電源同軸纜線50。其中：該等訊號針10是以金屬製成，當然亦可以其他導電材料，其一端用以點觸該待測電子物件200之待受測部位或是代供電部位。
該基板20於本實施例中為印刷電路板，且其中形成有以導體製成且貫穿該基板20之一第一訊號傳導體21、以及一第一電源傳導體22。
於本實施例中，該載板30為多層陶瓷板(Multi-Layer Ceramic；MLC)，且與該基板20連接，並於其中形成有以導體製成之一第二訊號傳導體31以及一第二電源傳導體32。該第二訊號傳導體31之一端與該第一訊號傳導體21連接，而另一端則與用以點觸該待測電子物件200之待受測部位的訊號針10連接。該第二電源傳導體32之一端則與該第一電源傳導體22連接，而另一端則連接用以點觸該待測電子物件200之 待供電部位的訊號針10。
請參閱圖2，該訊號同軸纜線40包含有位於中心位置之一第一訊號線41、包覆該第一訊號線41之第一介質層42、以及位於該第一介質層42外之第一接地線43。其中，該第一訊號線41用以連接該檢測機100之訊號端子120、以及該基板20之第一訊號傳導體21，用以傳輸該測試訊號。該第一介質層42用以隔離該第一訊號線41與該第一接地線43，藉以避免產生短路之情形。該第一接地線43則用以做為接地。
該電源同軸纜線50同樣包含有位於中心位置之一第二訊號線51、包覆該第二訊號線51之第二介質層52、以及位於該第二介質層52外之第二接地線53。其中，該第一訊號線51用以連接該檢測機100之電源端子110、以及該基板20之第一電源傳導體22，用以傳輸該電源訊號。該第二介質層52同樣用以隔離該第二訊號線51與該第二接地線53，藉以避免產生短路之情形。該第二接地線53同樣用以做為接地。
是以，該訊號同軸纜線40之第一訊號線41、該基板20之第一訊號傳導體21、與該載板30之第二訊號傳導體31將串聯連接形成一訊號線路，用以傳導該檢測機100之訊號端子120輸出之測試訊號，並透過對應之該探針10而傳輸至該待測電子物件200。而該電源同軸纜線50之第二訊號線51、該基板20之第一電源傳導體22、與該載板30之第二電源傳導體32將串聯連接形成一電源線路，用以傳導該檢測機100之 電源端子110輸出之電源訊號，並透過對應之該探針10而傳輸至該待測電子物件200。
如此一來，由於直接貫穿該基板20與該載板30之第一訊號傳導體21與第二訊號傳導體31，並不會與該基板20與該載板30產生足以影響阻抗值的電場反應，所以上述之訊號線路的阻抗值則主要由該訊號同軸纜線40之阻抗設計進行控制與調整。同理可證，上述之電源線路的阻抗值則主要由該電源同軸纜線40之阻抗設計進行控制與調整。
藉此，該訊號同軸纜線40與該電源同軸纜線50便可依據以下條件進行設計：1.RP <RS ；2.EP >ES ；3.ΦP1 >ΦS1 ；4.ΦP2 -ΦP1 <ΦS2 -ΦS1 ；5.ΦP1 /ΦP2 >ΦS1 /ΦS2 ；配合圖2所示，其中，RS 為該訊號同軸纜線40之訊號線41之電阻係數；RP 為該電源同軸纜線50之訊號線51之電阻係數；ES 為該訊號同軸纜線40之介質層42的介質常數；EP 為該電源同軸纜線50之介質層52的介質常數；ΦS1 為該訊號同軸纜線40之訊號線41的線徑；ΦP1 為該電源同軸纜線50之訊號線51的線徑；ΦS2 為該訊號同軸纜線40之介質層42的徑長；ΦP2 為該電源同軸纜線50之介質層52的徑長。
如此一來，該電源同軸纜線50透過低電阻係數之設計，便可使其具有遠低於該訊號同軸纜線40之低電阻值，而透過 高介電係數、以及訊號線51線徑與介質層52直徑的比值設計，更可使該電源同軸纜線50具有較高的電容值，使其於高頻時則具有極低之電抗值，進而使該電源同軸纜線50於傳輸高頻訊號時，具有遠低於該訊號同軸纜線40之極低阻抗值，而使得傳輸該檢測機100輸出之高頻電源訊號至該待測電子物件200時，可避免電源訊號產生大幅衰減之情形。
另外，除上述設計外，亦可如圖3，設計使用多個該電源同軸纜線50並聯連接，藉以透過並聯線路之方式，來達到能更低化該電源線路的阻抗之效果。
當然，在實際實施上，可依該待測電子物件200待測試區域之間隙，設計僅使用該基板20、或是直接僅使用電源同軸纜線進行電源訊號之傳輸，亦可達到本發明之目的。另外，基板20或載板30之電源傳導體除上述使用直接貫穿的設計外，亦能直接佈設於基板20或載板30之表面、或是其他設計，使其電場反應並不會影響到整體之阻抗值，藉以避免基板20或載板30之電源傳導體的影響電源訊號之傳輸。再者，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等效結構變化，理應包含在本發明之專利範圍內。
10‧‧‧訊號針
20‧‧‧基板
21‧‧‧第一訊號傳導體
22‧‧‧第一電源傳導體
30‧‧‧載板
31‧‧‧第二訊號傳導體
32‧‧‧第二電源傳導體
40‧‧‧訊號同軸纜線
41‧‧‧第一訊號線
42‧‧‧第一介質層
43‧‧‧第一接地線
50‧‧‧電源同軸纜線
51‧‧‧第二訊號線
52‧‧‧第二介質層
53‧‧‧第二接地線
100‧‧‧檢測機
110‧‧‧電源端子
120‧‧‧訊號端子
200‧‧‧待測電子物件
圖1為本發明較佳實施例之結構圖；圖2為訊號同軸纜線與電源同軸纜線之剖面圖；圖3揭示多組電源同軸纜線並聯之結構設計。
10‧‧‧訊號針
20‧‧‧基板
21‧‧‧第一訊號傳導體
22‧‧‧第一電源傳導體
30‧‧‧載板
31‧‧‧第二訊號傳導體
32‧‧‧第二電源傳導體
40‧‧‧訊號同軸纜線
50‧‧‧電源同軸纜線
100‧‧‧檢測機
110‧‧‧電源端子
120‧‧‧訊號端子
200‧‧‧待測電子物件

Claims (8)

  1. 一種探針卡結構，用以將一檢測機之電源訊號以及測試訊號傳輸予一待測電子物件，藉以透過該電源訊號供應電源予該待測電子物件，以及透過該測試訊號對該待測電子物件進行電性檢測；該探針卡結構包含有：複數根訊號針，以導電材料製成，且其一端用以點觸該待測電子物件；至少一訊號同軸纜線，包含有位於中心位置之一第一訊號線、包覆該第一訊號線之第一介質層、以及位於該第一介質層外之第一接地線；該第一訊號線與該檢測機以及其中至少一訊號針之另一端電性連接，用以傳輸測試訊號至該待測電子物件；該第一介質層用以隔離該第一訊號線與該第一接地線；該第一接地線用以做為接地；至少一電源同軸纜線，包含有位於中心位置之一第二訊號線、包覆該第二訊號線之第二介質層、以及位於該第二介質層外之第二接地線；該第二訊號線與該檢測機以及另外至少一訊號針之另一端電性連接，用以傳輸電源訊號至該待測電子物件；該第二介質層用以隔離該第二訊號線與該第二接地線；該第二接地線用以做為接地；該電源同軸纜線與該訊號同軸纜線符合以下條件：ΦP1 /ΦP2 >ΦS1 /ΦS2 ；其中，ΦS1 為該第一訊號線的線徑；ΦP1 為該第二訊號線的線 徑；ΦS2 為該第一介質層的徑長；ΦP2 為該第二介質層的徑長。
  2. 如請求項1所述探針卡結構，其中，該電源同軸纜線與該訊號同軸纜線更符合有以下條件：RP <RS ；其中，RS 為該第一訊號線之電阻係數；RP 為該第二訊號線之電阻係數。
  3. 如請求項1所述探針卡結構，其中，該電源同軸纜線與該訊號同軸纜線更符合有以下條件：EP >ES ；其中，ES 為該第一介質層的介質常數；EP 為該第二介質層的介質常數。
  4. 如請求項1所述探針卡結構，其中，該電源同軸纜線與該訊號同軸纜線更符合有以下條件：ΦP1 >ΦS1 。
  5. 如請求項1所述探針卡結構，其中，該電源同軸纜線與該訊號同軸纜線更符合有以下條件：ΦP2 -ΦP1 <ΦS2 -ΦS1 。
  6. 如請求項1所述探針卡結構，具有複數個該電源同軸纜線，且該等該電源同軸纜線相互並聯連接。
  7. 如請求項1所述探針卡結構，更包含有一基板，其具有以導體製成之一第一訊號傳導體以及一第一電源傳導體；其中，該第一訊號傳導體與該第一訊號線以及對應之該訊號針電性連接； 該第一電源傳導體與該第二訊號線以及對應之該訊號針電性連接。
  8. 如請求項5所述探針卡結構，更包含有一載板，與該基板連接，且具有以導體製成之一第二訊號傳導體以及一第二電源傳導體；其中，該第二訊號傳導體與該第一訊號傳導體以及對應之該訊號針連接；該第二電源傳導體與第一電源傳導體以及對應之該訊號針連接。
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