TWI481879B - Probe card structure - Google Patents

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針、一基板以及至少一訊號同軸電纜；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；該基板以具有特定介質常數之介質材料製成，用以供與該檢測機連接，且其中埋設有以導體製成之一第一電源傳導體、以及環繞該第一電源傳導體設置之複數個第一接地傳導體；該第一電源傳導體與該檢測機、以及其中至少一訊號針之另一端電性連接，用以透過對應之該訊號針傳輸該電源訊號至該待測電子物件；該等第一接地傳導體用以做為接地；該訊號同軸纜線，包含有位於中心位置之一訊號線、包覆該訊號線之一介質層、以及位於該介質層外之接地線；該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，用以透過對應之該訊號針傳輸該測試訊號至該待測電子物件；該介質層用以隔離該訊號線與該接地線；該接地線用以做為接地，依據上述構思，該第一電源傳導體符合以下條件：1/5≦H_P1 /T_P1 <1；其中，其中，H_P1 為該第一電源傳導體之厚度；T_P1 為該基板於該第一電源傳導體周圍，與其相鄰之二個第一接地傳導體之間的介質材料厚度。

依據上述構思，本發明更提供有一種探針卡結構包含有複數根訊針、一基板、一載板以及一訊號同軸電纜；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；該基板以具有特定介質常數之介質材料製成，用以供與該檢測機連接，且其中埋設有以導體製成之一第一電源傳導體、以及環繞該第一電源傳導體設置之複數個第一接地傳導體；該第一電源傳導體與該檢測機電性連接，用以傳輸該電源訊號；該等第一接地傳導體用以做為接地；該載板與該基板連接，且具有以導體製成之一第二電源傳導體、以及環繞該第二電源傳導體設置之複數個第二接地傳導體；該第二電源傳導體與該第一電源傳導體以及其中至少一該訊號針連接，用以傳輸該電源訊號至對應之該探針；該等第二接地傳導體用以做為接地；該訊號同軸纜線包含有位於中心位置之一訊號線、包覆該訊號線之一介質層、以及位於該介質層外之接地線；該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，用以透過對應之該訊號針傳輸該測試訊號至該待測電子物件；該介質層用以隔離該訊號線與該接地線；該接地線用以做為接地。

依據上述構思，該第二電源傳導體符合以下條件：1/5≦H_P2 /T_P2 <1；其中，其中，H_P2 為該第二電源傳導體之厚度；T_P2 為該載板於該第二電源傳導體周圍，與其相鄰之二個第二接地傳導體之間的介質材料厚度。

藉此，透過上述設計，便可使各該電源傳導體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。

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、以及一電源同軸纜線40。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其中一面用以供與該檢測機100連接。於本實施例中，該基板20為多層印刷電路板，且形成有以導體製成之一第一訊號傳導體21、一第一電源傳導體22、以及數個圍繞該第一訊號傳導體21與該第一電源傳導體22之第一接地傳導體23埋設於其中。該第一電源傳導體22用以與該電源端子110連接。

該載板30與該基板20之另外一面連接。於本實施例中，該載板30為多層陶瓷板(Multi-Layer Ceramic；MLC)，且形成 有以導體製成之一第二訊號傳導體31、一第二電源傳導體32、以及數個環繞該第二訊號傳導體31與該第二電源傳導體32之第二接地傳導體33埋設於其中。該第二訊號傳導體31一端與該第一訊號傳導體21連接，而另一端則連接於用以點觸該待測電子物件200之待受測部位的訊號針10。該第二電源傳導體32一端與該第一電源傳導體22連接，而另一端則連接於用以點觸該待測電子物件200之待供電部位的訊號針100。

該訊號同軸纜線40包含有位於中心位置之一訊號線41、包覆該訊號線41之介質層42、以及位於該介質層42外之接地線43。其中，該訊號線41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。該介質層42用以隔離該訊號線41與該接地線43，藉以避免產生短路之情形。該接地線43用以做為接地。

是以，該訊號同軸纜線40之訊號線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之待測試部位。而該基板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之待供電部 位。

是以，該基板20之該第一電源傳導體22、以及該載板30該第二電源傳導體32係依據以下條件進行設計：1. H_P1 /T_P1 ≧Φ_S1 /Φ_S2 ；2. H_P2 /T_P2 ≧Φ_S1 /Φ_S2 ；3. 1/5≦H_P1 /T_P1 <1；4. 1/5≦H_P2 /T_P2 <1；5. R_P1 ≦R_S ；6. R_P2 ≦R_S ；7. E_P1 ≧E_S ；8. E_P2 ≧E_S ；配合圖2至圖4所示，其中，H_P1 為該第一電源傳導體22之厚度；T_P1 為該基板20於該第一電源傳導體22周圍，與其相鄰之二個第一接地傳導體23之間的介質材料厚度；R_P1 為該第一電源傳導體22之電阻係數；E_P1 為該基板20的介質常數；H_P2 為該第二電源傳導體32之厚度；T_P2 為該載板30於該第二電源傳導體32周圍，與其相鄰之二個第二接地傳導體33之間的介質材料厚度；R_P2 為該第二訊號傳導體32之電阻係數；E_P2 為該載板30的介質常數；R_S 為該訊號線41之電阻係數；E_S 為該介質層42的介質常數；Φ_S1 為該訊號線41的線徑；Φ_S2 為該介質層42的徑長。

如此一來，該等電源傳導體22、32透過低電阻係數之設計，便可使其具有遠低於該訊號線路之低電阻值，而透過高介電係數、以及高傳導體厚度與介質材料厚度的比值之設計，更 可使該等電源傳導體22、32具有較高的電容值，使其於高頻時則具有極低之電抗值，進而使該等電源傳導體22、32於傳輸高頻訊號時，具有遠低於該訊號線路之極低阻抗值，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。

當然，在實際實施上，可依該待測電子物件200待測試部位之間隙，設計僅使用該基板20、亦或是僅於基板20或是僅載板30使用上述之條件進行線路設計，亦可達到本發明之目的。另外，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

23‧‧‧第一接地傳導體

30‧‧‧載板

31‧‧‧第二訊號傳導體

32‧‧‧第二電源傳導體

33‧‧‧第二接地傳導體

40‧‧‧訊號同軸纜線

41‧‧‧訊號線

42‧‧‧介質層

43‧‧‧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為本發明第一較佳實施例之結構圖；圖2為訊號同軸纜線之頗面圖；圖3為圖1之A-A處的剖面圖；圖4為圖1之B-B處的剖面圖。

10‧‧‧訊號針

20‧‧‧基板

21‧‧‧第一訊號傳導體

22‧‧‧第一電源傳導體

23‧‧‧第一接地傳導體

30‧‧‧載板

31‧‧‧第二訊號傳導體

32‧‧‧第二電源傳導體

33‧‧‧第二接地傳導體

40‧‧‧訊號同軸纜線

100‧‧‧檢測機

110‧‧‧電源端子

120‧‧‧訊號端子

200‧‧‧待測電子物件

Claims (12)

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；一基板，以具有特定介質常數之介質材料製成，用以供與該檢測機連接，且其中埋設有以導體製成之一第一電源傳導體、以及環繞該第一電源傳導體設置之複數個第一接地傳導體；該第一電源傳導體與該檢測機、以及其中至少一訊號針之另一端電性連接，用以透過對應之該訊號針傳輸該電源訊號至該待測電子物件；該等第一接地傳導體用以做為接地；一訊號同軸纜線，包含有位於中心位置之一訊號線、包覆該訊號線之一介質層、以及位於該介質層外之接地線；該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，用以透過對應之該訊號針傳輸該測試訊號至該待測電子物件；該介質層用以隔離該訊號線與該接地線；該接地線用以做為接地；該第一電源傳導體符合以下條件：1/5≦H_P1 /T_P1 <1；其中，H_P1 為該第一電源傳導體之厚度；T_P1 為該基板於該第一電源傳導體周圍，與其相鄰之二個第一接地傳導體之間的介質材 料厚度。
2. 如請求項1所述探針卡結構，其中，該第一電源傳導體更符合有以下條件：R_P1 ≦R_S ；其中，R_P1 為該第一電源傳導體之電阻係數；R_S 為該訊號線之電阻係數。
3. 如請求項1所述探針卡結構，其中，該第一電源傳導體更符合有以下條件：E_P1 ≧E_S ；其中，E_P1 為該基板的介質常數；E_S 為該介質層的介質常數。
4. 如請求項1所述探針卡結構，其中，該第一電源傳導體更符合有以下條件：H_P1 /T_P1 ≧Φ_S1 /Φ_S2 ；其中，Φ_S1 為該訊號線的線徑；Φ_S2 為該介質層的徑長。
5. 如請求項1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電源傳導體、以及環繞該第二電源傳導體設置之複數個第二接地傳導體；該第二電源傳導體與該第一電源傳導體以及對應之該訊號針連接；該等第二接地傳導體用以做為接地；另外，該第二電源傳導體符合以下條件：1/5≦H_P2 /T_P2 <1；其中，H_P2 為該第二電源傳導體之厚度；T_P2 為該載板於該第二電源傳導體周圍，與其相鄰之二個第二接地傳導體之間的介質材 料厚度。
6. 如請求項5所述探針卡結構，其中，該第二訊號傳導體更符合有以下條件：R_P2 ≦R_S ；其中，R_P2 為該第二訊號傳導體之電阻係數；R_S 為該訊號線之電阻係數。
7. 如請求項5所述探針卡結構，其中，該第二訊號傳導體更符合有以下條件：E_P2 ≧E_S ；其中，E_P2 為該載板的介質常數；E_S 為該介質層的介質常數。
8. 如請求項5所述探針卡結構，其中，該第二電源傳導體更符合有以下條件：H_P2 /T_P2 ≧Φ_S1 /Φ_S2 ；其中，Φ_S1 為該訊號線的線徑；Φ_S2 為該介質層的徑長。
9. 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；一基板，以具有特定介質常數之介質材料製成，用以供與該檢測機連接，且其中埋設有以導體製成之一第一電源傳導體、以及 環繞該第一電源傳導體設置之複數個第一接地傳導體；該第一電源傳導體與該檢測機電性連接，用以傳輸該電源訊號；該等第一接地傳導體用以做為接地；一載板，與該基板連接，且具有以導體製成之一第二電源傳導體、以及環繞該第二電源傳導體設置之複數個第二接地傳導體；該第二電源傳導體與該第一電源傳導體以及其中至少一該訊號針連接，用以傳輸該電源訊號至對應之該探針；該等第二接地傳導體用以做為接地；一訊號同軸纜線，包含有位於中心位置之一訊號線、包覆該訊號線之一介質層、以及位於該介質層外之接地線；該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，用以透過對應之該訊號針傳輸該測試訊號至該待測電子物件；該介質層用以隔離該訊號線與該接地線；該接地線用以做為接地；該第二電源傳導體符合以下條件：1/5≦H_P2 /T_P2 <1；其中，其中，H_P2 為該第二電源傳導體之厚度；T_P2 為該載板於該第二電源傳導體周圍，與其相鄰之二個第二接地傳導體之間的介質材料厚度。
10. 如請求項9所述探針卡結構，其中，該第二訊號傳導體更符合有以下條件：R_P2 ≦R_S ；其中，R_P2 為該第二訊號傳導體之電阻係數；R_S 為該訊號線之 電阻係數。
11. 如請求項9所述探針卡結構，其中，該第二訊號傳導體更符合有以下條件：E_P2 ≧E_S ；其中，E_P2 為該載板的介質常數；E_S 為該介質層的介質常數。
12. 如請求項9所述探針卡結構，其中，該第二電源傳導體更符合有以下條件：H_P2 /T_P2 ≧Φ_S1 /Φ_S2 ；其中，Φ_S1 為該訊號線的線徑；Φ_S2 為該介質層的徑長。