用于自动化测试设备的探针卡中的同轴通孔布置制造技术

公开了一种自动化测试设备(ATE)中的探针卡。该探针卡可以是垂直型探针卡组件的一部分，其中在电路板上的焊盘通过探针引脚接触，该电路板中的竖直通孔使各种导电元件互连。本文公开了一种探针卡，其具有围绕信号通孔成同轴布置的接地通孔，这些接地通孔向信号提供电磁屏蔽以减少相邻信号通孔之间的串扰。磁屏蔽以减少相邻信号通孔之间的串扰。磁屏蔽以减少相邻信号通孔之间的串扰。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于自动化测试设备的探针卡中的同轴通孔布置
[0001]相关专利申请的交叉引用
[0002]本申请根据35 U.S.C.
§
120要求于2019年12月24日提交的名称为“用于自动化测试设备的探针卡中的同轴通孔布置(COAXIAL VIA ARRANGEMENT IN PROBE CARD FOR AUTOMATED TEST EQUIPMENT”)的美国专利申请序列号16/726,665的优先权的权益，并且作为其继续，该美国专利申请以引用的方式全文并入本文。

技术介绍

[0003]电子部件诸如半导体设备、电路和印刷电路板(PCB)组件在其制造期间和之后使用测试系统诸如自动化测试装备(ATE)来进行频繁测试。为了执行这些测试，ATE可包括生成或测量测试信号的仪器，使得可在特定被测设备(DUT)上测试一系列操作状况。例如，仪器可生成施加到半导体设备的一定模式的数字或模拟信号，并且可测量作为响应的来自半导体设备的数字或模拟信号。
[0004]在一些情况下，在晶圆级测试半导体设备。晶圆级的测试具有若干益处，包括在将装置切割为半导体管芯并封装之前测试和验证设备作为已知的良好管芯。晶圆可含有许多设备，并且在不必重新加载另一个晶圆的情况下允许测试大量彼此接近的设备，这可减少测试时间并增加制造产量。
[0005]每个被测设备含有暴露的连接结构，诸如焊盘或凸块，这些连接结构可用作测试点，在测试点处可对晶圆上的DUT施加或测量测试信号。ATE使用包含多个探针引脚阵列的探针卡组件与设备交接。每个探针引脚在自由端具有微型探针，用于与DUT的测试点进行电接触，其中探针引脚的相对端电连接至印刷电路板上的焊盘，印刷电路板可以是测试仪的一部分，或者可以是探针卡组件的一部分，探针卡组件进而电连接到测试仪。有时，探针卡组件包括一个以上彼此竖直堆叠以形成探针卡的电路板。探针卡组件内的机械支撑件固定探针引脚，并将引脚压靠在探针卡中的印刷电路板上，使得能够在板与引脚之间进行接触。为了与晶圆进行电接触，晶圆探测器将晶圆压靠在探针上，使得针尖与设备上的测试点进行物理接触和电接触。一旦探针已经与晶圆上的测试点和电耦合至测试仪的焊盘都接触，测试过程就可以开始。当探针卡组件的各种部件已经组装在一起时，探针卡组件也可称为探针卡。

技术实现思路

[0006]根据一些实施方案方案，提供了一种用于测试半导体晶圆的探针卡。该探针卡包括板，该板具有沿着第一方向彼此相邻设置的第一焊盘和第二焊盘，该第一方向平行于该板的第一表面，该第一表面被配置为面向该半导体晶圆；该板中的第一通孔和第二通孔，该第一通孔具有与该第一焊盘直接接触的第一接触表面，该第二通孔具有与该第二焊盘直接接触的第二接触表面。该第一接触表面的中心和该第二接触表面的中心从该第一焊盘和该第二焊盘的相应中心沿该第一方向朝向彼此偏移。
[0007]根据一些实施方案方案，提供了一种用于测试半导体晶圆的探针卡。该探针卡包
括板。该板包括第一表面，在第一方向上与该第一表面分离的第二表面，以及在该第一表面与该第二表面之间的内部。该板还包括该第一表面上的多个焊盘，该多个焊盘被配置成经由接触该多个焊盘的多个探针引脚与该半导体晶圆上的多个晶圆焊盘连接；该内部中的至少一层导体；以及该板中的第一通孔，该第一通孔在该第一方向上伸长并且与该多个焊盘中的第一焊盘接触；该板中的第二通孔，该第二通孔在该第一方向上伸长，并且至少部分地围绕该第一通孔。该第二通孔包括面向该第一通孔的周边。
[0008]上述为由所附权利要求书限定的本专利技术的非限制性内容。
附图说明
[0009]各种方面和实施方案将结合以下附图描述。应当理解，附图未必按比例绘制。在附图中，不同图中所示的每个相同或近乎相同的部件由相同的标号表示。为了清晰起见，并非对每张附图中的每个部件都进行了标记。
[0010]图1是根据本申请的各方面的示例性测试系统的高级示意图；
[0011]图2为根据一些实施方案的探针卡组件100的示意图；
[0012]图3A示出了根据实施方案的在示例性电路板内连接不同平面的换位通孔的侧视图；
[0013]图3B示出了如图3A所示的结构的俯视图；
[0014]图4A和图4B是图3A和图3B中的实施方案的变型形式的侧视图和俯视图，带具有矩形横截面的通孔；图4C是根据实施方案的示例性矩形通孔区段的等距视图；
[0015]图5A和图5B是图3A和图3B中的实施方案的另一变型形式的侧视图和俯视图，具有交错的通孔阵列；
[0016]图6A、图6B和图6C分别是具有围绕信号通孔的多个接地通孔的实施方案的侧视图和俯视图；
[0017]图7A是具有通孔的同轴布置的另一实施方案的侧视图；
[0018]图7B是图7A的信号焊盘和接地焊盘的俯视图；
[0019]图7C是根据一些实施方案的如图7A所示的信号通孔、接地通孔、信号焊盘和接地导体的俯视图；
[0020]图7D是根据实施方案的接地通孔7202的节段的等距视图；
[0021]图8A和图8B是示出图7C所示实施方案的两个变型形式的俯视图；
[0022]图8C是根据实施方案的接地通孔9202的节段的等距视图。
具体实施方式
[0023]在探针卡组件中，探针引脚阵列各自从晶圆表面垂直或“竖直”布置，其中探针引脚的自由端用于接触晶圆的晶圆焊盘。在晶圆上测试DUT期间，晶圆焊盘用作测试点。探针引脚通常与DUT上的晶圆焊盘以相同间距布置，使得在每个探针引脚的自由端处的探针将在测试期间落在对应的晶圆焊盘上。探针引脚的相对端各自与电路板的表面上的对应探针卡焊盘接触，该电路板是探针卡组件内的探针卡的一部分。探针卡焊盘和探针引脚用于经由探针卡中的电路板将DUT上的测试点与测试仪其余部分中的电路电交接。电路板可以具有通过电路板内的不同平面竖直地路由电信号的通孔，以及平行于平面水平地路由电信号
的导电结构，诸如每个平面内的迹线。
[0024]本申请的方面涉及一种用于探针卡的电路板内的新颖换位通孔布置。在一些实施方案中，相邻通孔朝向彼此偏移，使得可减少相邻通孔之间的电感以在高频信号传输期间提供期望的阻抗。专利技术人已经认识到，相邻导电结构(诸如通孔)之间的电感随着此类导电结构之间的间距而增加。当通孔中传输高频数据信号和电力信号时，通孔间电感可增加通过通孔的信号路径的阻抗。当阻抗远远高于DUT上的部件的阻抗(通常为50Ω单端和/或100Ω差分)时，在从通孔到与探针引脚电接触的部件的信号路径中产生大阻抗失配，这导致不期望的信号反射。
[0025]在一些实施方案中，代替以与DUT表面上的对应晶圆焊盘相同的固定间距间隔开通孔，可将通孔换位，使得它们不再接触探针卡中的电路板表面上的相应探针卡焊盘的中心。在此类实施方案中，不需要收缩探针卡焊盘间距，并且它们可以具有与将探针卡焊盘连接到相应晶圆焊盘的探针卡引脚相同的间距。在一些实施方案中，为了在避免短路的同时向换位通孔的紧密接近处提供电连接，通孔连接本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于测试半导体晶圆的探针卡，所述探针卡包括：板，所述板包括：第一表面，在第一方向上与所述第一表面分离的第二表面，以及在所述第一表面与所述第二表面之间的内部；所述第一表面上的多个焊盘，所述多个焊盘被配置成经由接触所述多个焊盘的多个探针引脚与所述半导体晶圆上的多个晶圆焊盘连接；所述内部中的至少一层导体；以及所述板中的第一通孔，所述第一通孔在所述第一方向上伸长并且与所述多个焊盘中的第一焊盘接触；所述板中的第二通孔，所述第二通孔在所述第一方向上伸长，并且至少部分地围绕所述第一通孔，其中：所述第二通孔包括面向所述第一通孔的周边。2.根据权利要求1所述的探针卡，其中所述第一通孔是信号通孔，并且所述第二通孔是接地通孔。3.根据权利要求2所述的探针卡，其中所述第二通孔包括连接到所述板中的公共接地平面的多个通孔。4.根据权利要求2所述的探针卡，其中所述第二通孔包括在垂直于所述第一方向的平面中延伸的多个沟槽。5.根据权利要求1所述的探针卡，其中所述周边沿与所述第一表面平行的第二方向延伸，并且长于沿所述第二方向的所述第一通孔的范围。6.根据权利要求1所述的探针卡，其中所述周边被成形为矩形。7.根据权利要求1所述的探针卡，其中所述周边被成形为弧形。8.根据权利要求1所述的探...

【专利技术属性】
技术研发人员：布赖恩，
申请(专利权)人：泰瑞达公司，
类型：发明
国别省市：