CN108766900A - 一种在片测试直流探针卡 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种在片测试直流探针卡，能够克服传统直流探针卡存在寄生电感效应的缺陷，能够适用于各种微波单片集成电路的在片测试需要。包括环型介质基板，基板的上表面焊接有直流馈电探针与接地探针，探针上接有电容，直流馈电探针与电容的上电极相连，接地探针与电容的下电极相连，馈电探针经电容上电极连接到被测芯片的直流压块，接地探针经下电极连接到被测芯片的接地压块。本发明消除了传统直流探针对微波芯片测试结果的影响，改善了测试性能。

Description

一种在片测试直流探针卡

技术领域

本发明涉及微波在片测试领域，尤其涉及一种在片测试直流探针卡。

背景技术

微波在片测试是在微波单片集成电路尚未封装前，对裸晶以探针做功能测试，筛选出不良品，再进行之后的封装工程。简言之，在片测试直流探针卡是测试机台与晶圆间的接口，每一种测试组件至少需要一种相对应的直流探针卡，而测试的目的是使得晶圆切割后良品进入下一封装制程，并避免不良品继续加工造成浪费。因此直流探针卡在集成电路制造中对制造成本及测试结果的影响十分重要。

目前微波集成电路芯片的测试大都使用各类微波测试仪器配合探针台进行测试，待测芯片的直流馈电一般都采用直流探针接触芯片的直流馈电点，但是偏置电源的杂波也会通过偏置回路加载到待测芯片上，影响微波芯片的测试结果。在芯片内部制作较大面积的旁路电容，在成本和工艺上都很难实现，如果通过对直流探针进行精确建模，在测试时去除嵌入的直流探针对微波测试结果的影响，这个方法则需要巨大的人力物力，不切实际。尤其是针对放大器芯片的测试，由于传统直流探针的寄生效应容易引起待测芯片直流振荡，常导致无法测试。

发明内容

发明目的：针对以上问题，本发明提出一种在片测试直流探针卡。

技术方案：为实现本发明的目的，本发明所采用的技术方案是：一种在片测试直流探针卡，包括环形介质基板，环形介质基板的上表面有SMB接头、焊接SMB接头的针元位置、直流馈电线、焊接直流馈电探针的直流馈电焊盘、焊接接地探针的接地焊盘和直流馈电探针、接地探针；SMB接头连接电源，再通过直流馈电线连接到直流馈电焊盘；直流馈电探针被焊接在环形介质基板上对应的直流馈电焊盘处，直流馈电探针的针尖通过直流馈电压块与待测芯片相连接；接地探针焊接在环形介质基板上对应的接地焊盘处，接地探针的针尖通过接地压块将待测芯片接地；直流馈电探针的一端与芯片电容的上电极相连，接地探针的另一端与芯片电容的下电极相连，通过芯片电容上下电极将直流馈电探针的针尖与接地探针的针尖相连接，构成滤波回路。

进一步地，直流馈电探针的数量与待测芯片上的直流馈电压块数量相同，且一一对应。

进一步地，环形介质基板上还包括固定在片测试直流探针卡的通孔。

进一步地，直流馈电探针与芯片电容的上电极通过导电胶粘合，接地探针与芯片电容的下电极也通过导电胶粘合。

进一步地，芯片电容的电容量为100pF～1000pF±10％；直流馈电探针与接地探针的针长为5000±200μm；芯片电容的粘合位置到探针针尖的直线距离约300-400μm。

进一步地，直流馈电探针与接地探针为普通刀片针，探针材料为合金。

有益效果：本发明与传统的微波在片测试直流探针卡相比，具有如下优点：有效降低了传统的微波在片测试直流探针卡寄生电感效应，该寄生电感效应可能会引起待测电路芯片测试出现结果的偏差，甚至会引起放大器电路芯片在片测试过程中自激损坏，又避免了测试中电容及其焊锡划伤待测电路圆片的可能；消除了传统直流探针对微波电路芯片测试结果的影响，改善了测试性能，可广泛适应各种微波芯片的测试需要，结构简单、成本低、方便加工等。

附图说明

图1是本发明在片测试直流探针卡的平面俯视图；

图2是本发明在片测试直流探针卡的断面结构示意图；

图3是被测微波电路芯片示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的技术方案作进一步的说明。

如图1所示，本发明所述的在片测试直流探针卡，包括环形介质基板1，环形介质基板1的上表面附着有SMB接头2、焊接SMB接头2的针元位置、直流馈电线3、焊接直流馈电探针的直流馈电焊盘4、焊接接地探针的接地焊盘5和直流馈电探针6、接地探针7。

SMB接头2通过电缆与电源相连接，再通过直流馈电线3对应连接到直流馈电焊盘4，直流馈电探针6被焊接在环形介质基板1上对应的直流馈电焊盘4处，直流馈电探针6的针尖通过馈电压块与待测芯片相连接。

接地探针7焊接在环形介质基板1的接地焊盘5处，接地探针7的针尖通过接地压块将待测芯片接地。直流馈电探针6的一端与芯片电容8的上电极相连，接地探针7的另一端与芯片电容8的下电极相连，通过芯片电容8上下电极将直流馈电探针6的针尖与接地探针7的针尖相连接，构成有效的滤波回路。直流馈电探针的数量与待测微波芯片上的直流馈电压块数量相同，且一一对应。

芯片电容8主要用来滤除偏置电源的杂波，为减小滤波回路的有效路径，电容应尽可能靠近待测的电路芯片；又考虑到圆片自动测试中直流探针卡上的电容及其导电胶不能划伤待测电路芯片，所以电容不能直接装配在探针针尖处。

直流馈电探针6对于线宽和长度没有要求，只要符合直流电流容量即可。探针材料的选用，主要由待测电路芯片的压块材质来决定，通常要考虑探针的硬度及接触阻抗的大小，根据具体需求确定探针材料。

焊接直流馈电探针6的直流馈电焊盘4对应的针元位置处，需要焊接SMB接头2，环形介质基板1上的直流馈电线3由SMB接头2引出，由同轴屏蔽线馈电。环形介质基板1上还包括固定微波测试直流探针卡的通孔9。

直流馈电探针6与芯片电容8的上电极通过导电胶粘合，接地探针7与芯片电容8的下电极也通过导电胶粘合；直流馈电探针6与接地探针7全部使用普通刀片针，探针材料为合金探针。

芯片电容8的电容量为100pF～1000pF±10％；直流馈电探针6与接地探针7的针长为5000±200μm；芯片电容8的粘合位置到探针针尖的直线距离约300-400μm。

芯片电容与直流馈电探针、芯片电容与接地探针、介质基板与探针、SMB接头与直流馈电线、SMB接头与接地线之间的连接都通过焊锡粘接，之后烘干固定。

如图2所示，10为片状芯片电容8的剖面，11为直流馈电/接地探针的剖面，12为金属刀片剖面，13为基板剖面。金属刀片与探针在加工时需统一制作，不可分离。

如图3所示，为本实施例中的被测微波电路芯片，本芯片需要四组直流馈电，每个直流馈电探针6上都需要一个芯片电容8来滤除电源的杂波，该片状电容的容值为1000pF。

考虑到待测微波电路芯片上的直流馈电压块14与接地压块15的面积与压痕的大小及形状，探针的直径为250μm，针尖尖端处的截面直径为25±3μm，针尖尖端的长度为250±20μm，针尖尖端与探针本身所成角度为107±1°，以上数值可视具体需求做适当调整；又考虑到基板背面焊锡对待测圆片会有划伤等影响，基板平面到探针针尖的高度为7.0±0.2μm，该高度可视需要做相应调整。

直流馈电探针6共有4个，与之对应可与外围连接的SMB接头2的焊接针元位置也有4个，多出的SMB接头及直流馈电焊盘可以作为备用，该数目可以根据待测芯片的直流馈电数目不同而不同，各探针间的间距也可根据待测芯片的压块情况而相应调整。片状电容与直流馈电探针的数目相同，同样的，对应不同的待测芯片，芯片电容的组合可相应作出改变。

介质基板上的直流馈电线因只做直流馈电，与微波频率没有关系，对线宽及线长没有要求，只要符合直流电流容量即可。

Claims (6)

1.一种在片测试直流探针卡，其特征在于：包括环形介质基板(1)，环形介质基板(1)的上表面有SMB接头(2)、焊接SMB接头(2)的针元位置、直流馈电线(3)、焊接直流馈电探针的直流馈电焊盘(4)、焊接接地探针的接地焊盘(5)和直流馈电探针(6)、接地探针(7)；

SMB接头(2)连接电源，再通过直流馈电线(3)连接到直流馈电焊盘(4)；

直流馈电探针(6)被焊接在环形介质基板(1)上对应的直流馈电焊盘(4)处，直流馈电探针(6)的针尖通过直流馈电压块(14)与待测芯片相连接；接地探针(7)焊接在环形介质基板(1)上对应的接地焊盘(5)处，接地探针(7)的针尖通过接地压块(15)将待测芯片接地；

直流馈电探针(6)的一端与芯片电容(8)的上电极相连，接地探针(7)的另一端与芯片电容(8)的下电极相连，通过芯片电容(8)上下电极将直流馈电探针(6)的针尖与接地探针(7)的针尖相连接，构成滤波回路。

2.根据权利要求1所述的在片测试直流探针卡，其特征在于：直流馈电探针(6)的数量与待测芯片上的直流馈电压块(14)数量相同，且一一对应。

3.根据权利要求1所述的在片测试直流探针卡，其特征在于：环形介质基板(1)上还包括固定在片测试直流探针卡的通孔(9)。

4.根据权利要求1所述的在片测试直流探针卡，其特征在于：直流馈电探针(6)与芯片电容(8)的上电极通过导电胶粘合，接地探针(7)与芯片电容(8)的下电极也通过导电胶粘合。

5.根据权利要求1所述的在片测试直流探针卡，其特征在于：芯片电容(8)的电容量为100pF～1000pF±10％；直流馈电探针(6)与接地探针(7)的针长为5000±200μm；芯片电容(8)的粘合位置到探针针尖的直线距离约300-400μm。

6.根据权利要求1所述的在片测试直流探针卡，其特征在于：直流馈电探针(6)与接地探针(7)为普通刀片针，探针材料为合金。