一种MEMS探针卡及其阻抗调控方法技术

本发明专利技术涉及一种MEMS探针卡及其阻抗调控方法，该结构包括PCB板、基板及二者之间的中介层，中介层内设有弹簧针，弹簧针的两端分别伸出中介层的上下两侧，并与PCB板和基板分别接触；中介层包括介质层和设置于介质层上下两侧的金属层，弹簧针分为接地弹簧针和信号弹簧针，接地弹簧针与两侧的金属层接触；信号弹簧针与两侧的金属层隔绝；介质层内还设有金属化过孔，金属化过孔分布于信号弹簧针的周围，金属化过孔的两端分别与两侧的金属层接触。本发明专利技术通过在信号弹簧针的周围设置金属化过孔，在不改变原有弹簧针数量及排布的条件下，即可降低串扰及阻抗；且本发明专利技术结构简洁，易于实现，能够适用于多种不同样式的探针卡。够适用于多种不同样式的探针卡。够适用于多种不同样式的探针卡。

【技术实现步骤摘要】
一种MEMS探针卡及其阻抗调控方法


[0001]本专利技术涉及半导体测试
，尤其涉及一种MEMS探针卡及其阻抗调控方法。

技术介绍

[0002]随着半导体技术的提高，集成电路芯片不断往高速、高集成度的方向发展，同时对晶圆测试系统提出了高频、小间距及并行测试的设计要求。微电子机械系统(MEMS，Micro
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Electro
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Mechanical System)探针卡因具有良好的平面度，较小的X
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Y排列误差，低接触力及适合大规模生产等优点，在高频、高密度及多芯片并行测试中应用尤为广泛。作为MEMS探针卡的重要组成部分，装配有弹簧针的中介层负责连接印刷电路板(PCB)与基板，例如低温共烧陶瓷(MLC)，对信号的传输具有重要的影响。因此，中介层与弹簧针的阻抗调控设计也需要符合晶圆测试系统高频、高速系统的发展趋势，但是就目前来讲此类阻抗调控设计仍是一个重要挑战。
[0003]目前已披露的探针卡阻抗调控技术大多基于垂直型探针卡，通过增加垂直探针数量并以金属薄板固定的方式来调控探针回路阻抗，起到调节匹配的作用。但是此类方法仅适用于垂直型探针卡，并不适合悬臂式的MEMS探针卡；同时，通过增加探针数目来获得阻抗调控的方式，进一步提升了探针的装配复杂度。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供一种MEMS探针卡及其阻抗调控方法，以解决上述技术问题。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术提供一种MEMS探针卡，包括PCB板、基板以及设置于二者之间的中介层，
[0006]所述中介层内设有弹簧针，所述弹簧针的两端分别伸出所述中介层的上下两侧，并与所述PCB板和基板分别接触；
[0007]所述中介层包括介质层和设置于所述介质层上下两侧的金属层，所述弹簧针分为接地弹簧针和信号弹簧针，所述接地弹簧针与上下两侧的所述金属层接触；所述信号弹簧针与上下两侧的所述金属层隔绝；
[0008]所述介质层内还设有金属化过孔，所述金属化过孔分布于所述信号弹簧针的周围，所述金属化过孔的两端分别与上下两侧的所述金属层接触。
[0009]较佳地，每个所述信号弹簧针的周围分布有至少三个所述金属化过孔。
[0010]较佳地，所述金属化过孔阻隔于所述信号弹簧针与所述接地弹簧针之间，以及相邻的两个所述信号弹簧针之间。
[0011]较佳地，所述接地弹簧针通过金属导轨固定于所述介质层中，所述金属导轨与所述金属层接触。
[0012]较佳地，所述信号弹簧针通过非金属导轨固定于所述介质层中，所述非金属导轨不与所述金属层接触。
[0013]较佳地，所述信号弹簧针穿出所述金属层的位置设有避铜环，所述避铜环套设于
所述信号弹簧针上并阻隔于所述金属层和所述信号弹簧针之间。
[0014]较佳地，所述避铜环的中轴线与所述信号弹簧针的中轴线重合。
[0015]较佳地，所述MEMS探针卡还包括探针，所述探针固定于所述基板的底部并与待测芯片匹配。
[0016]较佳地，所述MEMS探针卡还包括补强板，所述补强板固定所述PCB板和所述基板。
[0017]本专利技术还提供了一种如上所述的MEMS探针卡的阻抗调控方法，包括：通过控制所述金属化过孔的直径、数量及与所述信号弹簧针之间的相对位置进行阻抗调控。
[0018]与现有技术相比，本专利技术提供的MEMS探针卡及其阻抗调控方法具有如下优点：
[0019]1、本专利技术利用加载有金属层的中介层，并在信号弹簧针的周围设置金属化过孔，以简单的结构实现弹簧针的阻抗调控，从而提升了MEMS探针卡的整体匹配；
[0020]2、本专利技术通过设置在接地弹簧针与信号弹簧针之间的金属化过孔，增加了信号回流路径，降低了信号回路阻抗，使得MEMS探针卡在不改变原有弹簧针数量和排布的条件下获得了宽带性能；
[0021]3、本专利技术通过设置于不同信号弹簧针之间的金属化过孔，可以减小信号之间的耦合，降低串扰，提高信号完整性；
[0022]4、本专利技术通过调节金属化过孔的直径及密集度，调控信号弹簧针与金属化过孔的电容耦合，从而提升低频匹配，继而提升信号低频分量的传输质量；
[0023]5、本专利技术中，金属导轨通过自身导轨公差固定接地弹簧针，同时保证接地弹簧针与金属层的电连接，提升了MEMS探针卡接地的稳定性，同时大面积的金属层还可以提升探针卡的散热性能。
附图说明
[0024]图1为本专利技术一具体实施方式中MEMS探针卡的结构示意图；
[0025]图2为本专利技术一具体实施方式中中介层的结构示意图；
[0026]图3为本专利技术一具体实施方式中中介层的俯视图；
[0027]图4为本专利技术一具体实施方式中MEMS探针卡的频率响应示意图。
[0028]图中：10
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PCB板、20
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基板、30
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中介层、31
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介质层、32
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金属层、33
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金属化过孔、40
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弹簧针、41
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接地弹簧针、42
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金属导轨、43
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信号弹簧针、44
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非金属导轨、45
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避铜环、50
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探针、60
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补强板。
具体实施方式
[0029]为了更详尽的表述上述专利技术的技术方案，以下列举出具体的实施例来证明技术效果；需要强调的是，这些实施例用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围。
[0030]在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位和位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0031]在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相
连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。
[0032]本专利技术提供的MEMS探针卡，如图1至图3所示，包括PCB板10(即印刷电路板)、基板20(例如低温共烧陶瓷MLC)以及设置于二者之间的中介层30，所述中介层30能够连接PCB板10和基板20，继而连接测试机和芯片，通过传输信号对芯片参数进行测试。
[0033]其中：所述中介层30内设有弹簧针40，所述弹簧针40的两端分别伸出所述中介层30的上下两侧，并与所述PC本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种MEMS探针卡，其特征在于，包括PCB板、基板以及设置于二者之间的中介层，所述中介层内设有弹簧针，所述弹簧针的两端分别伸出所述中介层的上下两侧，并与所述PCB板和基板分别接触；所述中介层包括介质层和设置于所述介质层上下两侧的金属层，所述弹簧针分为接地弹簧针和信号弹簧针，所述接地弹簧针与上下两侧的所述金属层接触；所述信号弹簧针与上下两侧的所述金属层隔绝；所述介质层内还设有金属化过孔，所述金属化过孔分布于所述信号弹簧针的周围，所述金属化过孔的两端分别与上下两侧的所述金属层接触。2.如权利要求1所述的MEMS探针卡，其特征在于，每个所述信号弹簧针的周围分布有至少三个所述金属化过孔。3.如权利要求2所述的MEMS探针卡，其特征在于，所述金属化过孔阻隔于所述信号弹簧针与所述接地弹簧针之间，以及相邻的两个所述信号弹簧针之间。4.如权利要求1所述的MEMS探针卡，其特征在于，所述接地弹簧针通过金属导轨固定于所述介质层中，所述金属导轨与...

【专利技术属性】
技术研发人员：于海超，赵亮，邓小威，赵梁玉，
申请(专利权)人：强一半导体苏州股份有限公司，
类型：发明
国别省市：