[发明专利]探针卡、探针结构及其制造方法

说明书

技术领域

本发明有关一种探针卡、探针结构及其制造方法，特别关于一种具有屏蔽功能的探针卡、探针结构及其制造方法。 

背景技术

探针卡作为待测电子元件(例如晶圆或晶片等)与测试机器之间的连接媒介，以使得测试机器可通过探针卡将测试信号传递至尺寸微小的电子元件，进而测试电子元件的电性特性。实际在选用探针卡时，会考量探针卡的三个特性来做选用，该三个特性即为：空间转换能力(space transformer)、信号完整性(signal integrity)及实际生产能力(practical production)。 

空间转换能力越佳，表示探针卡的金属探针可排列越密集、金属探针之间的间距可越小，使得探针卡可测试排列越密集的金属焊垫的电子元件。信号完整性越佳，表示测试信号在通过探针卡的金属探针时，测试信号较不会被干扰，使得测试结果的可靠性较佳。而实际生产能力越佳，表示探针卡的生产、组装、更换或维修成本较低，使得使用者可用较合宜的价格购买或使用该探针卡。 

探针卡可初步区分为水平式(lateral)及垂直式(vertical)探针卡，水平式探针卡可依据制造方法来区分为“Blade”及“Epoxy”等，垂直式探针卡可依据制造方法来区分为“Cobra”、“Pogo”、“Membrane”及“MEMS”等；每种探针卡还可区分为有遮蔽功能/结构(shielded)的探针卡及无遮蔽功能/结构(unshielded)的探针卡。每种的探针卡的特性可表列如下： 

对于无遮蔽的探针卡而言，测试信号在通过探针卡的金属探针时，金属探针本身的阻抗、金属探针之间的信号耦合或测试空间中的杂讯会干扰测试信号，使得测试结果的可靠性降低。当待测电子产品(例如积体电路晶片)的运作速度增加、或信号频率增高时，上述的测试信号干扰问题需要更加注意及改善。改善方案即为在探针卡加入一遮蔽结构，而常用者有微带线(microstrip)及同轴电缆(coaxial cable)等；举例而言，美国专利号US4,871,964、US5,525,911、US5,565,788、US6,420,889及US6,727,716提出了同轴电缆形式的遮蔽结构，其在一金属探针的外缘面上依序包覆一绝缘层及一金属层，以使得金属探针成为一同轴探针(coaxial probe)。另外，美国专利号US4,791,363及US5,382,898与欧洲专利号EP0361779A1则提出微带线形式的遮蔽结构。 

在应用同轴电缆形式的遮蔽结构时，为了维持金属探针的前端部的弹性，该前端部会大幅地伸出于绝缘层及金属层外、不被绝缘层及金属层包覆，这是因为：金属层的厚度较大，若金属探针的前端部被金属层包覆时，前端部的弹性会大幅降低，进而使得前端部难以变形来吸收或 缓冲金属探针的尖端撞击到电子元件的力量。 

由于金属探针的前端部无法被绝缘层及金属层包覆，金属探针的前端部之间仍会造成测试信号被干扰。另一方面，当金属探针被绝缘层及金属层包覆后，其厚度会大幅增加，使得金属探针之间的间隔增大，进而降低探针卡的空间转换能力。再者，金属探针被厚的绝缘层及金属层包覆后，其较容易损坏，使得使用者需较频繁替换金属探针，进而造成使用成本增加。再者，同轴电缆形式的遮蔽结构应仅适用于水平式探针，应难以用于垂直式探针。 

有鉴于此，提供一种更佳的改善方案，乃为此业界待解决的问题。 

发明内容

本发明的一目的在于提供一种探针卡、探针结构及其制造方法，其能改善测试信号的完整性(integrity)、维持探针结构的弹性、且能适用于垂直式探针结构。 

为达上述目的，本发明所揭露的探针结构包含：一金属探针，具有相对设置的一第一端部及一第二端部，而该第一端部具有一尖端；一软性绝缘管，具有一贯穿孔，该金属探针部分地插置于该贯穿孔中，而该金属探针的该尖端伸出于该贯穿孔之外；以及一金属层，涂布于该软性绝缘管的一外缘面上，且与该金属探针相电隔离，该金属层具有一不大于十微米的厚度。 

本发明所揭露的探针卡包含：一探针座；以及多个如上所述的探针结构，被该探针座固持，而该些探针结构的该些尖端露出于该探针座之外。 

本发明所揭露的探针结构的制造方法，包含：提供一软性绝缘管，该软性绝缘管具有一贯穿孔；涂布一厚度不大于十微米的一金属层于该 软性绝缘管的一外缘面上；以及将一金属探针插置于该软性绝缘管的该贯穿孔中，并使得该金属探针的一尖端伸出于该贯穿孔外。 

为让上述目的、技术特征及优点能更明显易懂，下文以较佳的实施例配合所附图式进行详细说明。