TWI896010B - 用於電路探針測試系統的探針卡及其製造方法 - Google Patents

用於電路探針測試系統的探針卡及其製造方法

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Abstract

提供一種用於電路探針測試系統的探針卡及其製造方法。探針卡包括基板部分和探針頭，探針頭包括導引板和導電跡線，導引板位於基板部分下方並具有穿過導引板的多個開口，導電跡線位於導引板上並在一對開口之間延伸。多個探針引腳延伸穿過導引板中的開口，其中一對探針引腳透過導電跡線電連接以形成環回訊號路徑。因此，環回訊號可以透過位於導引板上及/或導引板內的導電跡線而不是透過探針卡的基板部分來路由。這可以顯著減少環回訊號路徑的總長度，從而可提高被測裝置的環回測試期間的訊號完整性。

Description

用於電路探針測試系統的探針卡及其製造方法
本揭露實施例是關於一種用於電路探針測試系統的探針卡及其製造方法。
由於電晶體、二極體、電阻器、電容器等各種電子元件的積體密度不斷提高，半導體產業經歷了持續成長。在很大程度上，這些積體密度的提高來自於最小特徵尺寸的持續減小，這允許將更多的元件整合到給定區域中。
本揭露的各種實施例包括用於電路探針測試系統的探針卡及其製造方法。探針卡可以包括基板部分以及探針頭，探針頭包括位於基板部分下方的導引板並具有穿過導引板的多個開口，以及位於導引板上的導電跡線，其中導電跡線在一對開口之間延伸。多個探針引腳可以延伸穿過導引板的開口，其中一對探針引 腳可以透過導電跡線電連接以形成環回訊號(loopback signal)路徑。因此，環回訊號可以透過位於導引板上及/或導引板內的導電跡線而不是透過探針卡的基板部分來路由。這可以顯著減少環回訊號路徑的總長度，從而可提高被測裝置的環回測試期間的訊號完整性(signal integrity,SI)。
本揭露一些實施例提供一種用於電路探針測試系統的探針卡。所述探針卡包括探針頭。探針頭包括導引板以及多個探針引腳(probe pins)。導引板包括穿過導引板的多個開口以及在一對開口之間延伸的導電跡線。所述探針引腳延伸穿過導引板中的所述開口，其中一對探針引腳透過導電跡線電連接以形成環回訊號路徑(loopback signal path)。
本揭露一些實施例提供一種用於電路探針測試系統的探針卡。所述探針卡包括基板部分以及探針頭。探針頭包括導引板以及多個探針引腳。導引板位於基板部分下方，導引板包括穿過導引板的多個開口以及在所述開口中的一對開口之間延伸的至少一導電跡線。所述探針引腳延伸穿過導引板中的所述開口，其中所述探針引腳包括具有第一長度尺寸的至少一第一探針引腳，所述第一探針引腳在第一探針引腳的下尖端與探針卡的基板部分之間提供連續導電路徑，且所述探針引腳包括具有小於第一長度尺寸的第二長度尺寸的至少一第二探針引腳，所述第二探針引腳電接觸導引板的導電跡線。
本揭露一些實施例提供一種製造用於電路探針測 試系統的探針卡的方法。所述方法包括形成導電跡線於導引板上及/或導引板內，導引板包括配置為接收多個探針引腳的多個開口。所述方法還包括將導引板組裝成探針卡，探針卡包括基板部分以及探針頭，探針頭包括設置在基板部分下方的導引板以及延伸穿過導引板中的所述開口的多個探針引腳，使得所述探針引腳中的一對探針引腳透過導電跡線電連接以形成環回訊號路徑。
100:電路探針測試系統
101:被測裝置
102:下支撐構件
103a:探針引腳/第一探針引腳
103b,103b1,103b2:探針引腳/第二探針引腳
103c:探針引腳/第三探針引腳
104,1041,1042:接觸區域
105:基板部分
106:電接點
108:導電跡線
109:鰭狀元件/鰭狀部分
110:探針頭
111:導引板/上導引板
112:導引板/下導引板
112a:上部
112b:下部
113:間隔件
114:開口
121:下尖端
122:上端
123:下導電部分/下部
125:絕緣部分
127:上導電部分/上部
131:表面
133:開口
135:薄膜
137:塗層
150:系統控制器
200:方法
201,203:步驟
d:距離
P:環回訊號路徑
L1,L2:長度尺寸/長度
L3:長度尺寸/長度/總長度
Lc:長度
hd1,hd2:水平方向
根據以下的詳細說明並配合所附圖式以更好地了解本揭露實施例的概念。應注意的是，根據本產業的標準慣例，圖式中的各種特徵未必按照比例繪製。事實上，可能任意地放大或縮小各種特徵的尺寸，以做清楚的說明。
第1圖是根據本揭露的各種實施例的電路探針測試系統的一部分的垂直剖面圖，其可用於執行被測裝置(device-under-test,DUT)的電路探針測試，例如環回測試(loopback testing)。
第2圖是根據本揭露的各種實施例的第二探針引腳的放大垂直剖面圖。
第3圖是根據本揭露的另一實施例的電路探針測試系統的一部分的垂直剖面圖。
第4圖是顯示根據本揭露的一實施例的安裝在下導引板中的一對第三探針引腳的垂直剖面圖。
第5圖是根據本揭露的各種實施例的其上形成有導電跡線的下 導引板的表面的俯視圖。
第6圖是根據本揭露的另一實施例的其上形成有導電跡線的下導引板的表面的俯視圖。
第7圖是示出根據本揭露的各種實施例的製造用於電路探針測試系統的探針卡的方法的流程圖。
以下的揭露內容提供許多不同的實施例或範例以實施本揭露實施例的不同特徵。以下敘述部件及配置的特定範例，以簡化本揭露實施例的說明。當然，這些特定的範例僅為示範並非用以限定本揭露實施例。舉例而言，在以下的敘述中提及第一特徵形成於第二特徵上或上方，即表示其可包括第一特徵與第二特徵是直接接觸的實施例，亦可包括有附加特徵形成於第一特徵與第二特徵之間，而使第一特徵與第二特徵可能未直接接觸的實施例。此外，本揭露可以在各種範例中重複參考符號及/或字母。這種重複是為了簡單和清楚的目的，且其本身並不限定所述的各種實施例及/或配置之間的關係。
此外，本文中可使用空間相關用語，例如“在…下方”、“下方”、“較低的”、“在…上方”、“較高的”及類似的用語，以便於描述圖式中繪示的一個元件或特徵與另一個(些)元件或特徵之間的關係。除了在圖式中繪示的方位之外，這些空間相關用語意欲包括使用中或操作中的裝置之不同方位。設備可能被轉向不同方位(旋轉90度或其他方位)，且在此使用的空間相關用 詞也可依此做同樣的解釋。除非另有明確說明，具有相同參考符號的每個元件被假定微具有相同的材料組成且具有在相同厚度範圍內的厚度。
本揭露實施例是關於用於執行例如半導體積體電路裝置之類的電子裝置的電路探針測試(circuit probe testing)的電路探針測試系統及其製造方法。
電路探針測試是電子裝置(例如，半導體積體電路(integrated circuit,IC)裝置)製造過程中的重要工具。電路探針測試系統，也可稱為晶圓探針儀(wafer prober)，是用於測試和驗證電子電路的設計功能的專用系統。電路探針測試可以在整個生產過程的相對早期階段(例如，在晶圓切割或封裝之前)識別有故障或有缺陷的裝置(例如，半導體IC裝置)，從而可以進一步節省成本。
電路探針測試系統通常包括具有探針頭的探針卡，探針頭包括可以與被測試裝置上的接觸墊接觸的多個探針引腳(probe pins)。探針卡還可以包括基板部分，其包括可用作電路探針測試系統和被測裝置(device under test,DUT)之間的介面的印刷電路板(printed circuit board,PCB)。電路探針測試系統透過基板部分和探針頭的探針引腳將電測試訊號傳送至被測裝置，並偵測透過探針引腳和基板部分接收的來自被測裝置的電響應訊號。每個探針引腳包括具有1mm或更長的長度(例如，介於4mm和7mm之間)的細長結構。探針頭通常還包括探針頭固定裝置(probe head fixture)，其包括一個或多個陶瓷導引板(guide plates)，所述導引板具有探針引腳延伸穿過的開口。探針頭固定裝置用於在 測試期間保持探針引腳的正確對準，同時仍允許探針引腳具有一定程度的彈性變形能力。
可以使用電路探針測試系統執行的一種類型的測試是“環回(loopback)”測試。環回測試可用於測試被測裝置的通訊功能，例如針對不同通訊協定(例如，USB、PCIe等)的裝置傳送器(Tx)及/或接收器(Rx)元件的功能。探針卡可用於在被測裝置上的不同接觸墊/凸塊之間路由訊號，以測試裝置的通訊功能。執行電路探針測試的一個重要參數是電路探針測試系統和被測裝置之間傳輸的電子訊號的訊號完整性(signal integrity,SI)。在環回測試的情況下，訊號完整性(SI)部分地(in part)是被測裝置上的不同接觸墊/凸塊之間的環回訊號路徑總長度的函數，其中較長的環回訊號路徑可能導致較差的SI性能。
在上述探針卡設計的情況下，環回訊號路徑通常透過探針卡的基板部分來路由(routed)。因此，環回路徑的總長度包括將訊號從被測裝置傳送到探針卡的基板部分的探針引腳的長度、探針卡的基板部分內的導電路徑的長度、以及將訊號從探針卡的基板部分傳送回被測裝置的探針引腳的長度。因此，環回路徑的總長度至少是探針引腳長度的兩倍，其可以是8至14mm或更長。這可能為導致環回測試期間SI性能不佳。
因此，需要對電路探針測試系統進行改善，以為被測裝置(DUT)的環回測試提供改善的訊號完整性(SI)。本揭露的各種實施例包括用於電路探針測試系統的探針卡及其製造方法。探針卡可以包括基板部分以及探針頭，探針頭包括位於基板部分下方的導引板並具有穿過導引板的多個開口，以及位於導引板上的導電 跡線，其中導電跡線在一對開口之間延伸。多個探針引腳可以延伸穿過導引板的開口，其中一對探針引腳可以透過導電跡線電連接以形成環回訊號路徑。因此，環回訊號可以透過位於導引板上及/或導引板內的導電跡線而不是透過探針卡的基板部分來路由。這可以顯著減少環回訊號路徑的總長度，從而可提高被測裝置的環回測試期間的訊號完整性(SI)。
第1圖是根據本揭露的各種實施例的電路探針測試系統100的一部分的垂直剖面圖，電路探針測試系統100可用於執行被測裝置(DUT)101的電路探針測試，例如環回測試(loopback testing)。在一些實施例中，被測裝置101可以包括半導體基板(例如，矽晶圓)，其具有形成在半導體基板上及/或內部的電路部件。其他適合用於被測裝置101的結構也在本揭露的預期範圍內，例如半導體積體電路(integrated circuit,IC)晶粒及/或半導體IC封裝結構。被測裝置101可以位於下支撐構件102上，例如晶圓吸座。
再次參考第1圖，電路探針測試系統100包括探針卡117，其包括基板部分105以及探針頭110。電路探針測試系統100還可以包括系統控制器150，其可以耦合至致動器系統(未示出)，致動器系統配置為相對於下支撐構件102沿著一個或多個水平方向hd1移動探針卡117，以便將探針頭110在被測裝置101的(多個)選定區域之上對準。替代地或附加地，可以移動下支撐構件102，以將探針頭110在被測裝置101的(多個)選定區域之上對準。在一些實施例中，電路探針測試系統100的系統控制器150可以可操作地耦合到光學偵測系統，其可用於使用光學圖案識別(optical pattern recognition)在被測裝置101的(多個)特定區域 之上對準探針頭110。在一些實施例中，電路探針測試系統100的探針頭110可以形成一機械手臂的遠端。
探針頭110可以包括多個探針引腳103a和探針引腳103b，它們也可以稱為探測“針(needles)”。在第1圖所示的實施例中，探針頭110還包括一對導引板，包括上導引板111和下導引板112。間隔件113可以位於上導引板111和下導引板112之間。導引板111和112可以由合適的結構材料形成，例如陶瓷材料、工程塑膠材料等。其他適合用於導引板111和112的材料也在本揭露的預期範圍內。上導引板111和下導引板112可以各自包括延伸穿過相應導引板111、112的多個開口114。探針引腳103a和103b可以延伸穿過導引板111和112中的開口114。探針引腳103a和103b可以包括鰭狀元件(fin elements)109或類似的特徵，以防止探針引腳103a和103b完全穿過上導引板111中的開口114。鰭狀元件109可以位於探針引腳103a和103b的單側上，或者位於探針引腳103a和103b的多側或多個位置上。
在一些實施例中，探針卡117的基板部分105可以包括印刷電路板(PCB)，其可以包括可用於進行被測裝置101的電路探針測試的電路元件。基板部分105的下表面可以包括電接點106。在探針引腳103a和103b插入穿過導引板111和112的實施例中，探針引腳103a和103b中的至少一些可以接觸基板部分105的下表面上的電接點106。在第1圖所示的實施例中，探針引腳103a和103b可以相對於基板部分105“浮動(float)”，這意味著探針引腳103a和103b沒有接合或以其他方式固定到基板部分105。在其他實施例中，探針引腳103a和103b可以例如透過焊料連接接合到 基板部分105的下表面上的電接點106。
在例如環回測試的電路探針測試期間，系統控制器150可以相對於被測裝置101在垂直向下的方向上移動探針卡117，以使探針引腳103a和103b的下部與形成在被測裝置101上的接觸區域104(例如，接觸墊、金屬凸塊等)接觸。探針引腳103a和103b的上部可以接觸探針卡117的基板部分105的下表面。系統控制器150可以控制基板部分105透過第一組一個或多個探針引腳103a和103b向被測裝置101發送電子測試訊號，並透過第二組一個或多個探針引腳103a和103b接收從被測裝置101返回的響應訊號。在一些實施例中，發送的測試訊號和返回的響應訊號形成環回(loopback)。來自被測裝置101的偵測到的響應訊號可以被分析並用於判斷被測裝置101是否包括任何功能缺陷。基於電路探針測試，多個被測裝置101可以被分類，使得有缺陷的被測裝置101或其部分不被用於隨後的製造、分銷及/或商業化過程中。
再次參考第1圖，探針引腳103a和103b可以包括至少一個第一探針引腳103a和至少一個第二探針引腳103b。每個第一探針引腳103a可以由導電材料構成，例如銅鈀合金。其他適合用於第一探針引腳103a的導電材料也在本揭露的預期範圍內。每個第一探針引腳103a可以具有長度尺寸L1。在一些實施例中，第一探針引腳103a的長度尺寸L1可以小於7mm，例如介於約4mm和約6mm之間，但是也可使用更大或更小長度尺寸的第一探針引腳103a。在例如環回測試的電路探針測試期間，第一探針引腳103a可以在探針卡117的基板部分105上的電接點106與被測裝置101上的接觸區域104(例如，接觸墊、金屬凸塊等)之間沿著它 們的長度L1提供連續導電路徑。第一探針引腳103a可用於在探針卡117的基板部分105與被測裝置101之間傳輸墊訊號(例如，輸入輸出(input-output,I/O)訊號、電源訊號、接地訊號等)。
第二探針引腳103b可以具有與第一探針引腳103a相似或相同的尺寸和形狀。第二探針引腳103b的長度尺寸L2可以等於第一探針引腳103a的長度尺寸L1。第二探針引腳103b可以包括導電材料，例如銅鈀合金。其他合適的導電材料也在本揭露的預期範圍內。第二探針引腳103b與第一探針引腳103a的不同之處在於，第二探針引腳103b可以不提供沿著它們的長度L2的連續導電路徑。相反，第二探針引腳103b可以包括配置為接觸被測裝置101上的接觸區域104的下導電部分以及位於下導電部分與基板部分105之間的絕緣部分。
在各種實施例中，第二探針引腳103b可用於在被測裝置101的環回測試期間經由環回訊號路徑P在形成於被測裝置101上的個別接觸區域104之間傳輸電訊號。如第1圖所示，環回訊號路徑P可以從被測裝置101上的第一個接觸區域1041延伸通過第一個第二探針引腳103b1的下部、沿著可位於下導引板112上及/或下導引板112內並可將第一個第二探針引腳103b1電連接到第二個第二探針引腳103b2的導電跡線108、以及延伸通過第二個第二探針引腳103b2的下部至被測裝置101上的第二個接觸區域1042。
所述環回訊號路徑P(如第1圖所示)可以比相關電路探針測試系統中使用的環回訊號路徑更短。如上所述，在相關電路探針測試系統中，環回訊號通常沿著第一個第二探針引腳103b1的全長(L2)路由、通過位於探針卡117的基板部分105上的導電跡 線、以及沿著第二個第二探針引腳103b2的全長(L2)向下返回到被測裝置101。因此，環回路徑的總長度是探針引腳的全長的兩倍(即，2L2)加上基板部分105上的導電跡線的長度，其通常是被測裝置101上的個別接觸區域104之間的距離的函數。
相反，如第1圖所示的實施例電路探針測試系統100中的環回訊號路徑P包括第一個第二探針引腳103b1和第二個第二探針引腳103b2的下尖端之間的距離d的兩倍(即，2d)加上下導引板112上及/或下導引板112中的導電跡線108的長度。由於每個第二探針引腳103b2的下尖端與導電跡線108之間的距離(d)小於介於被測裝置101與探針卡117的基板部分105之間的探針引腳103a和103b的全長(L1、L2)，因此與其他相關電路探針測試系統相比，實施例電路探針測試系統100中的環回訊號路徑P的總長度可以顯著減小。這可以在電路探針環回測試期間提供改善的訊號完整性(SI)。在一些實施例中，與第一探針引腳103a和第二探針引腳103b的長度尺寸L1和L2(約為4mm至7mm)相比，距離d可以小於3mm，包括小於2mm，例如小於1.5mm，包括1mm或更小。在一些實施例中，第二探針引腳103b的總長度L2與距離d之間的差異(即，L2-d)可以小於約4mm。
在第1圖所示的實施例中，導電跡線108位於下導引板112的下表面上。然而，在其他實施例中，導電跡線108可以位於下導引板112的上表面上或可以位於下導引板112內。在其他實施例中，導電跡線108可以位於探針頭110的另一部分中，例如位於上導引板111上及/或上導引板111中。將導電跡線108設置在探針頭110的下部(例如，位於下導引板112的下表面，如第1圖所 示)可以是有利的，以便最小化被測裝置101與導電跡線108之間的距離d，從而最小化環回訊號路徑P的總長度。此外，儘管第1圖中僅示出了單一導電跡線108，但是探針頭110可以包括多個導電跡線108，它們可以電耦合到多個第二探針引腳103b並在多個第二探針引腳103b之間延伸。每個導電跡線108可用於在電路探針環回測試期間串聯及/或並聯地電連接被測裝置101上的多個接觸區域104。
第2圖是根據本揭露的各種實施例的第二探針引腳103b的放大垂直剖面圖。參考第2圖，第二探針引腳103b可以具有介於第二探針引腳103b的下尖端121和上端122之間的總長度尺寸L2。在一些實施例中，總長度尺寸L2可以在4mm和6mm之間。也可以使用更長或更短的尺寸。第二探針引腳103b可以具有下導電部分123，其可以在第二探針引腳103b的下尖端121和絕緣部分125之間延伸。下導電部分123的長度LC可以小於3mm，包括小於2mm，例如小於1.5mm，包括1mm或更小。也可以使用更長或更短的尺寸。
在一些實施例中，第二探針引腳103b的絕緣部分125可以在第二探針引腳103b的中央區域延伸。上導電部分127可以從第二探針引腳103b的上端122延伸到絕緣部分125，如第2圖所示。在其他實施例中，可能省略上導電部分127，且絕緣部分125可以在第二探針引腳103b的下導電部分123和上端122之間連續延伸。在各種實施例中，第二探針引腳103b的絕緣部分125可以使用選擇性氧化製程來形成，選擇性氧化製程可用於氧化第二探針引腳103b的一部分以使得第二探針引腳103b的該部分變成不導 電。選擇性氧化製程可以包括選擇性地將第二探針引腳103b的一部分暴露於氧電漿處理，同時第二探針引腳103b的下部123和可選的上部127被屏蔽或以其他方式而不暴露於氧電漿處理。用於形成絕緣部分125的其他技術也在本揭露的預期範圍內。舉例而言，絕緣部分125可以由非導電材料形成，例如陶瓷或塑膠材料，其可以接合或附接到下導電部分123和可選的上導電部分127，下導電部分123和可選的上導電部分127可以由導電材料組成，例如金屬或金屬合金。
第2圖所示的第二探針引腳103b還包括位於第二探針引腳103b的上端122附近的鰭狀部分(fin portion)109。在一些實施例中，鰭狀部分109可以與第二探針引腳103b一體地形成。鰭狀部分109可以透過防止第二探針引腳103b從第1圖所示的上導引板111的開口114落下而幫助將第二探針引腳103b保持在電路探針測試系統100的探針頭110中的適當位置。
第3圖是根據本揭露的另一實施例的電路探針測試系統130的一部分的垂直剖面圖。第3圖所示的電路探針測試系統130可以類似第1圖所示的電路探針測試系統100，並可以包括系統控制器150和探針卡117，探針卡117包括基板部分105以及探針頭110，探針頭110包括上導引板111、下導引板112、間隔件113以及多個探針引腳103a和探針引腳103c。
第3圖的電路探針測試系統130與第1圖所示的系統的不同之處在於，第3圖的電路探針測試系統130包括一個或多個第三探針引腳103c。所述一個或多個第三探針引腳103c可以代替如上面參考第1和2圖所描述的第二探針引腳103b，或者可以是 除第二探針引腳103b之外的附加部件。每個第三探針引腳103c可以具有長度尺寸L3，長度尺寸L3小於第一探針引腳103a的長度尺寸L1且小於第二探針引腳103b的長度尺寸L2。在一些實施例中，長度尺寸L3可以小於4mm，包括小於3mm，例如小於2mm，包括1mm或更小。因此，第三探針引腳103c可以不接觸探針卡117的基板部分105，並且在一些實施例中可以不延伸穿過上導引板111中的開口114。
每個第三探針引腳103c可以延伸穿過下導引板112中的開口114，並且可以配置為在電路探針環回測試期間接觸被測裝置101的接觸區域104。第三探針引腳103c可以由如上所述的合適的導電材料構成。在一些實施例中，第三探針引腳103c可以在其整個長度L3上是導電的(即，它們可以不包括如上面參考第二探針引腳103b所描述的絕緣部分125)。每個第三探針引腳103c可以電接觸位於下導引板112上及/或下導引板112內的導電跡線108，導電跡線108可將第三探針引腳103c與探針頭110的一個或多個其他探針引腳103a、103c電連接。因此，每個第三探針引腳103c可以在環回測試期間形成被測裝置101的不同接觸區域104之間的環回訊號路徑P的一部分。如同上面參考第1和2圖所描述的實施例，環回訊號路徑P的總長度可以等於第三探針引腳103c的下尖端到導電跡線108的距離d的兩倍加上在第三探針引腳103c之間延伸的導電跡線108的長度。此總長度可以小於相關電路探針測試系統中環回訊號路徑的長度，這可以改善訊號完整性(SI)。在一些實施例中，距離d可以小於3mm，包括小於2mm，例如小於1.5mm，包括1mm或更小。在一些實施例中，第三探針引腳103c的 總長度L3與距離d之間的差異(即，L3-d)可以小於約1mm。
第4圖是根據本揭露的一實施例的安裝在下導引板112中的一對第三探針引腳103c的垂直剖面圖。在第4圖的實施例中，下導引板112可以具有包括上部112a和下部112b的兩件式結構。第三探針引腳103c可以安裝在下導引板112內，使得鰭狀部分109位於下導引板112的上部112a和下部112b之間。在第4圖的實施例中，導電跡線108被顯示在下導引板112的上部112a中。在其他實施例中，導電跡線108可以位於下導引板112的下部112b上及/或下部112b內。
第5圖是根據本揭露的各種實施例的其上形成有導電跡線108的下導引板112的表面131的俯視圖。在一些實施例中，當組裝在探針頭110中時，表面131可以是下導引板112的下表面，或者，表面131可以是下導引板112的上表面。參考第5圖，下導引板112可以包括多個開口114，這些開口114的尺寸和形狀使得多個探針引腳(第5圖中未示出)能夠延伸穿過下導引板112。導電跡線108可以在穿過下導引板112的不同開口114之間在下導引板112的表面131之上延伸。導電跡線108可以透過在下導引板112的表面131上提供導電材料(例如，金屬或金屬合金)的塗層137來形成。在一些實施例中，當探針引腳(例如，103b、103c)升高或降低以與塗層137接觸時，探針引腳(例如，103b、103c)的鰭狀部分109可以與塗層137形成電連接。可以使用合適的沉積製程來形成塗層137，例如物理氣相沉積(physical vapor deposition,PVD)(例如，濺鍍)、電化學沉積(例如，電鍍)及/或列印製程(例如，金屬3D列印製程)。其他合適的沉積製程也在本 揭露的預期範圍內。在一些實施例中，塗層137可以以期望的圖案沉積在下導引板112的表面131上。或者，可以將導電材料的連續塗層沉積在下導引板112的表面131上，並且可以隨後經由合適的技術(例如，透過微影圖案化遮罩進行蝕刻、剝離製程、雷射燒蝕製程等)去除塗層的選擇部分，以提供期望的圖案。
在各種實施例中，可以選擇導電跡線108的特徵(例如，跡線的厚度和寬度)以及由跡線承載的以接地為參考的電壓，以使導電跡線108的特性阻抗與系統相符(例如，35歐姆、50歐姆或75歐姆)。
如第5圖所示，塗層137可以圍繞穿過下導引板112的至少一些開口114的周邊延伸，這可以使得延伸穿過開口114的探針引腳(例如，103b、103c)能夠電接觸塗層137的導電材料。在一些實施例中，塗層137可以在開口114的側壁之上延伸，以幫助在探針引腳(例如，103b、103c)和塗層137之間提供有效的電接觸。
第6圖是根據本揭露的另一實施例的其上形成有導電跡線108的下導引板112的表面131的俯視圖。在第6圖的實施例中，包括嵌入其中的導電跡線108的薄膜135可以固定至下導引板112的表面131。薄膜135可以由合適的介電材料組成，例如介電聚合物材料(例如，聚醯亞胺材料)。其他適合用於薄膜135的材料也在本揭露的預期範圍內。薄膜135可以包括多個開口133，這些開口133可對應於穿過下導引板112的開口114的位置。薄膜135可以使用合適的黏合劑(例如，環氧樹脂膠)附接至下導引板112的表面131。導電跡線108可以圍繞至少一些開口133的周邊延伸，這 可以使得探針引腳能夠電接觸導電跡線108。
第7圖是示出根據本揭露的各種實施例的製造用於電路探針測試系統100的探針卡117的方法200的流程圖。參考第1圖和第3至7圖，在方法200的步驟201中，可以在導引板112上及/或導引板112內形成導電跡線108，導引板112包括配置為接收多個探針引腳103a、103b、103c的多個開口114。參考第1、3和7圖，在方法200的步驟203中，可以將導引板112組裝成探針卡117，探針卡117包括基板部分105、設置在基板部分105下方的導引板112、以及延伸穿過導引板112中的開口114的多個探針引腳103a、103b、103c，使得一對探針引腳103b、103c透過導電跡線108電連接以形成環回訊號路徑P。
參考所有附圖及根據本揭露的各種實施例，一種用於電路探針測試系統100、130的探針卡117包括探針頭110。探針頭110包括導引板112以及多個探針引腳103a、103b、103c。導引板112包括穿過導引板112的多個開口114以及在一對開口114之間延伸的導電跡線108。所述多個探針引腳103a、103b、103c延伸穿過導引板112中的所述多個開口114，其中一對探針引腳103b、103c透過導電跡線108電連接以形成環回訊號路徑P。
在一實施例中，探針卡117更包括基板部分105，其中導引板112位於基板部分105下方，且所述多個探針引腳包括至少一第一探針引腳103a，其在第一探針引腳103a的下尖端與探針卡117的基板部分105之間沿著第一探針引腳103a的長度L1形成連續導電路徑。
在另一實施例中，所述多個探針引腳包括至少一 第二探針引腳103b，其電接觸導引板112的導電跡線108。
在另一實施例中，所述至少一第二探針引腳103b包括從第二探針引腳103b的下尖端121延伸到導引板112的導電跡線108的下導電部分123，以及位於下導電部分123上方的絕緣部分125。
在另一實施例中，所述至少一第二探針引腳103b包括位於絕緣部分125上方的上導電部分127。
在另一實施例中，所述至少一第二探針引腳103b的長度L2等於所述至少一第一探針引腳103a的長度L1。
在另一實施例中，所述至少一第一探針引腳103a的長度L1和所述至少一第二探針引腳103b的長度L2為4mm，而第二探針引腳103b的下尖端121與導引板112的導電跡線108之間的距離d為3mm或更小。
在另一實施例中，所述多個探針引腳包括至少一第三探針引腳103c，其電接觸導引板112的導電跡線108，其中所述至少一第三探針引腳103c的長度L3小於所述至少一第一探針引腳103a的長度L1。
在另一實施例中，所述至少一第三探針引腳103c在所述至少一第三探針引腳103c的長度L3上包括導電材料。
在另一實施例中，所述至少一第一探針引腳103a的長度L1為4mm，而第二探針引腳103b的下尖端121與導引板112的導電跡線108之間的距離d為3mm或更小。
在另一實施例中，導引板是下導引板112，且探針頭110更包括位於基板部分105與下導引板112之間的上導引板 111，其中至少一部分的所述探針引腳103a、103b、103c延伸穿過上導引板111中的開口114。
在另一實施例中，導電跡線108包括位於下導引板112的表面131之上的導電材料的塗層137。
在另一實施例中，探針頭110更包括黏附到下導引板112的表面131的薄膜135，薄膜135包括具有嵌入其中的導電跡線108的介電材料。
在另一實施例中，基板部分105包括印刷電路板，其配置為經由所述多個探針引腳103a、103b、103c向一被測裝置101發送測試訊號並從被測裝置101接收響應訊號，以執行電路探針測試。
另一些實施例涉及一種用於電路探針測試系統100的探針卡117，其包括基板部分105以及探針頭。探針頭包括位於基板部分105下方的導引板112，導引板112包括穿過導引板112的多個開口114以及在所述多個開口114中的一對開口114之間延伸的至少一導電跡線108。導引板112還包括延伸穿過導引板112的開口114的多個探針引腳103a、103b、103c，其中所述多個探針引腳包括具有第一長度尺寸L1的至少一第一探針引腳103a，其在第一探針引腳103a的下尖端與探針卡117的基板部分105之間提供連續導電路徑，且所述多個探針引腳包括具有小於第一長度尺寸L1的第二長度尺寸L2的至少一第二探針引腳103b，其電接觸導引板112的導電跡線108。
在一些實施例中，第一長度尺寸L1大於4mm，而第二長度尺寸L2小於4mm。
另一些實施例涉及一種製造用於電路探針測試系統100的探針卡117的方法，其包括形成導電跡線108於導引板112上及/或導引板112內，導引板112包括配置為接收多個探針引腳103a、103b、103c的多個開口114，以及將導引板112組裝成探針卡117，探針卡117包括基板部分105以及探針頭，探針頭包括設置在基板部分105下方的導引板112以及延伸穿過導引板112中的所述開口的多個探針引腳103a、103b、103c，使得一對探針引腳103b、103c透過導電跡線108電連接以形成環回訊號路徑P。
在一實施例中，所述方法更包括對至少一部分的所述探針引腳103b進行氧電漿處理，以形成位於探針引腳103b的下導電部分123上方的絕緣部分125。
在另一實施例中，形成導電跡線108於導引板112上及/或導引板112內包括經由物理氣相沉積、電化學沉積及/或列印製程中的至少一種用導電材料塗覆導引板的表面131的至少一部分。
在另一實施例中，形成導電跡線108於導引板112上及/或導引板112內包括使用黏合劑將薄膜135附接到導引板112的表面131，薄膜135包括具有嵌入其中的導電跡線108的介電材料。
以上概述了許多實施例的特徵，使本揭露所屬技術領域中具有通常知識者可以更加理解本揭露的各實施例。本揭露所屬技術領域中具有通常知識者應可理解，可以本揭露實施例為基礎輕易地設計或改變其他製程及結構，以實現與在此介紹的實施例相同的目的及/或達到與在此介紹的實施例相同的優點。本揭露所 屬技術領域中具有通常知識者也應了解，這些相等的結構並未背離本揭露的精神與範圍。在不背離後附申請專利範圍的精神與範圍之前提下，可對本揭露實施例進行各種改變、置換及變動。
100:電路探針測試系統
101:被測裝置
102:下支撐構件
103a:探針引腳/第一探針引腳
103b,103b1,103b2:探針引腳/第二探針引腳
104,1041,1042:接觸區域
105:基板部分
106:電接點
108:導電跡線
109:鰭狀元件/鰭狀部分
110:探針頭
111:導引板/上導引板
112:導引板/下導引板
113:間隔件
114:開口
117:探針卡
150:系統控制器
d:距離
P:環回訊號路徑
L1,L2:長度尺寸/長度
hd1:水平方向

Claims (9)

  1. 一種用於電路探針測試系統的探針卡，包括：一探針頭，該探針頭包括：一導引板，包括穿過該導引板的複數個開口以及在該些開口中的至少一對開口之間延伸的至少一導電跡線；以及複數個探針引腳，延伸穿過該導引板中的該些開口，其中該些探針引腳中的至少一對探針引腳透過該至少一導電跡線電連接以形成至少一環回訊號路徑；以及一基板部分，其中該導引板位於該基板部分下方，其中該些探針引腳包括至少一第一探針引腳，該至少一第一探針引腳在該第一探針的一下尖端與該探針卡的該基板部分之間沿著該第一探針的一長度形成一連續導電路徑，且其中該些探針引腳包括至少一第二探針引腳，該至少一第二探針引腳電接觸該導引板的該至少一導電跡線，其中該至少一第二探針引腳的一長度小於該至少一第一探針引腳的該長度，其中該至少一第二探針引腳在該至少一第二探針引腳的該長度上包括一導電材料。
  2. 如請求項1所述之探針卡，其中該些探針引腳還包括至少一第三探針引腳，該至少一第三探針引腳電接觸該導引板的該至少一導電跡線，其中該至少一第三探針引腳包括一下導電部分以及一絕緣部分，該下導電部分從該第三探針引腳的一下尖端延伸到該導引板的該至少一導電跡線，該絕緣部分位於該下導電部分上方，其中該至少一第三探針引腳還包括一上導電部分，位於該絕緣部分上方。
  3. 如請求項2所述之探針卡，其中該至少一第三探針引腳的一長度等於該至少一第一探針引腳的該長度，其中該至少一第一探針引腳的該長度和該至少一第三探針引腳的該長度為至少4 mm，而該第三探針引腳的該下尖端與該導引板的該至少一導電跡線之間的一距離為3 mm或更小。
  4. 如請求項1所述之探針卡，其中該至少一第一探針引腳的該長度為至少4 mm，而該第二探針引腳的一下尖端與該導引板的該至少一導電跡線之間的一距離為3 mm或更小。
  5. 如請求項1所述之探針卡，其中該導引板包括一下導引板，且該探針卡更包括位於該基板部分與該下導引板之間的一上導引板，其中至少一部分的該些探針引腳延伸穿過該上導引板中的多個開口。
  6. 如請求項5所述之探針卡，其中該至少一導電跡線包括位於該下導引板的一表面之上的一導電材料的一塗層。
  7. 如請求項5所述之探針卡，更包括黏附到該下導引板的一表面的一薄膜，該薄膜包括具有嵌入其中的該至少一導電跡線的一介電材料。
  8. 一種用於電路探針測試系統的探針卡，包括：一基板部分；以及一探針頭，包括：一導引板，位於該基板部分下方，該導引板包括複數個開口以及至少一導電跡線，該些開口穿過該導引板，該至少一導電跡線在該些開口中的一對開口之間延伸；以及複數個探針引腳，延伸穿過該導引板中的該些開口，其中該些探針引腳包括具有一第一長度尺寸的至少一第一探針引腳，該至少一第一探針引腳在該第一探針引腳的一下尖端與該探針卡的該基板部分之間提供一連續導電路徑，且該些探針引腳包括具有小於該第一長度尺寸的一第二長度尺寸的至少一第二探針引腳，該至少一第二探針引腳電連接該導引板的該導電跡線。
  9. 一種製造用於電路探針測試系統的探針卡的方法，該方法包括：形成一導電跡線於一導引板上及/或該導引板內，該導引板包括配置為接收複數個探針引腳的複數個開口；以及將該導引板組裝成一探針卡，該探針卡包括一基板部分以及一探針頭，該探針頭包括設置在該基板部分下方的該導引板以及延伸穿過該導引板中的該些開口的該些探針引腳，使得該些探針引腳中的一對探針引腳透過該導電跡線電連接以形成一環回訊號路徑，其中該些探針引腳包括具有一第一長度尺寸的至少一第一探針引腳，該至少一第一探針引腳在該第一探針引腳的一下尖端與該探針卡的該基板部分之間提供一連續導電路徑，且該些探針引腳包括具有小於該第一長度尺寸的一第二長度尺寸的至少一第二探針引腳，該至少一第二探針引腳電連接該導引板的該導電跡線。
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