CN111721979B - 探针卡测试装置及其信号转接模块 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种探针卡测试装置及其信号转接模块。信号转接模块包含基板、多个测试模块、及多个第一电连接器。基板具有顶面及底面。多个测试模块设置于顶面且位于晶圆测试区域。每个测试模块包含中心区域及环绕于中心区域的多个测试金属垫。多个第一电连接器位于信号转接区域、且电性耦接于多个测试模块。每个第一电连接器包含多个电性接点，多个电性接点设置于顶面，并且多个电性接点的至少部分电性接点通过多条信号扇出线路电性耦接于相对应的测试模块的多个测试金属垫。多个第一电连接器分别电性耦接于多个第二电连接器。借此，导电探针的植针作业时间可以被大幅缩减，并且探针卡测试装置的维护困难度可以被大幅降低。

Description

探针卡测试装置及其信号转接模块

技术领域

本发明涉及一种探针卡测试装置及其信号转接模块，特别是涉及一种适用于周边型芯片测试的探针卡测试装置及其信号转接模块。

背景技术

由于周边型芯片(如：互补式金属氧化物半导体影像传感器、液晶显示器驱动芯片、或内存…等)一般是采用悬臂式探针卡(Cantilever Probe Card)来进行测试，然而，此种探针卡需要以人工拉线焊针的方式来连接信号，植线作业的时间较长，并且在多管芯测试的情况下，植线作业及维护作业之困难度将大幅提升。另一种测试方式则是采用微机电探针卡(MEMS Probe Card)来进行测试，然而，此种探针卡的限制为必须采用陶瓷基板，并且此种探针卡的结构也不容易维修，例如：当探针有毁损时，在维护上，除须卸下该探针外，还必须将新的探针焊接上去，其必须仰赖设备，人工操作不易完成。

于是，本发明人认为上述缺陷可改善，乃特潜心研究并配合科学原理的运用，终于提出一种设计合理且有效改善上述缺陷的本发明。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，针对现有技术的不足提供一种探针卡测试装置。

本发明实施例公开一种探针卡测试装置，其定义有一晶圆测试区域及位于所述晶圆测试区域周边的一信号转接区域，并且所述探针卡测试装置包括：一信号转接模块，包含有：一基板，具有位于相反侧的一顶面及一底面；多个测试模块，设置于所述基板、且位于所述晶圆测试区域；其中，每个所述测试模块包含有一中心区域及沿着所述中心区域周缘设置的多个测试金属垫；多个第一电连接器，设置于所述基板、且位于所述信号转接区域，并且多个所述第一电连接器分别电性耦接于多个所述测试模块；其中，每个所述第一电连接器包含多个电性接点；及多条信号扇出线路，设置于所述基板；其中，每个所述第一电连接器的多个所述电性接点的至少部分所述电性接点分别通过多条所述信号扇出线路的部分所述信号扇出线路电性耦接于相对应的所述测试模块的多个所述测试金属垫；一探针头模块，位于所述信号转接模块的所述顶面的一侧，并且所述探针头模块包含有：一定位座体；及多个探针组件，穿设定位于所述定位座体、位于所述晶圆测试区域、且在位置上分别对应于所述信号转接模块的多个所述测试模块；其中，每个所述探针组件包含呈环形排列的多个导电探针，多个所述导电探针的一端穿出所述定位座体而分别抵接于相对应的所述测试模块的多个所述测试金属垫，并且多个所述导电探针的另一端穿出所述定位座体而用来抵顶于一待测物；以及一测试电路板，位于所述信号转接模块的所述底面的一侧、且设置有位于所述信号转接区域的多个第二电连接器，并且多个所述第二电连接器分别电性耦接多个所述第一电连接器。

优选地，在每个所述探针组件中，多个所述导电探针能用来接收来自所述待测物的测试信号，并且将所述测试信号依序地通过相对应的所述测试模块的多个所述测试金属垫、相对应的所述第一电连接器、及相对应的所述第二电连接器，而传送至所述测试电路板。

优选地，在每个所述第一电连接器与其相对应的所述测试模块中，多个所述电性接点的数量大于或等于多个所述测试金属垫的数量。

优选地，在每个所述第一电连接器与其相对应的所述测试模块中，每个所述测试金属垫与其相邻的测试金属垫的间距定义为一第一间距，每个所述电性接点与其相邻的电性接点的间距定义为一第二间距，并且所述第二间距大于所述第一间距。

优选地，所述探针卡测试装置进一步包括设置于所述信号转接模块与所述测试电路板之间的一支撑板体；其中，所述基板的所述底面具有绝缘性质、且能贴靠于所述支撑板体，并且所述基板的所述底面未设置有任何的金属垫或线路。

优选地，所述探针卡测试装置进一步包括位于所述晶圆测试区域、且贯穿所述基板的所述顶面及所述底面的一高频信号传输缆线；其中，多个所述测试模块的至少其中一个所述测试模块进一步包含有一高频信号金属垫，所述高频信号传输缆线的一端电性连接于所述高频信号金属垫，并且所述高频信号传输缆线的另一端电性连接于所述测试电路板位于所述晶圆测试区域的一信号接收金属垫，以形成一高频信号传输路径。

优选地，所述探针卡测试装置能用来接受多条光线，并且让多条所述光线依序地穿透所述测试电路板、所述信号转接模块、及所述探针头模块，而后照射至所述待测物，以产生多个光电测试信号。

优选地，每个所述第一电连接器贯穿于所述基板的所述顶面及所述底面，并且每个所述第二电连接器设置于所述测试电路板的面对所述信号转接模块的一侧表面；其中，每个所述第一电连接器在位置上对应于相对应的所述第二电连接器，并且每个所述第一电连接器可分离地插接于相对应的所述第二电连接器，以构成一公母座连接器架构。

优选地，每个所述第一电连接器设置于所述基板的所述顶面，并且每个所述第二电连接器设置于所述测试电路板的面对所述信号转接模块的一侧表面；其中，所述信号转接模块进一步包含有多个软性扁平电缆，并且每个所述第一电连接器能通过其中一个所述软性扁平电缆电性耦接于相对应的所述第二电连接器，以构成一软性扁平电缆连接器架构。

优选地，所述探针卡测试装置进一步包括一保护盖体，所述保护盖体盖设于所述测试电路板，以与所述测试电路板包围形成有一容置空间；所述信号转接模块的所述基板、所述测试模块、所述第一电连接器、所述软性扁平电缆、及所述第二电连接器，皆设置于所述容置空间中；所述保护盖体于所述晶圆测试区域形成有一贯孔，并且多个所述导电探针的一端能穿设所述保护盖体的所述贯孔而用来抵顶于所述待测物。

优选地，所述探针卡测试装进一步包括一保护盖体及一探针头固定座，所述探针头固定座位于所述保护盖体的内侧，所述探针头固定座用来设置所述探针头模块，所述保护盖体盖设于所述测试电路板，以与所述测试电路板包围形成有一容置空间；所述信号转接模块的所述基板、所述测试模块、所述第一电连接器、所述软性扁平电缆、及所述第二电连接器，皆设置于所述容置空间中。

优选地，所述信号转接模块进一步包含有一软性电路板，所述软性电路板位于多个所述测试模块与所述基板之间，并且多个所述测试金属垫及多条所述信号扇出线路是形成于所述软性电路板的相反于所述基板的一侧表面上，以与所述软性电路板共同构成可分离于所述基板的一软性电路板。

优选地，多条所述信号扇出线路的一部分所述信号扇出线路定义为外层信号扇出线路，并且多条所述信号扇出线路的另一部分所述信号扇出线路定义为内层信号扇出线路；其中，多条所述外层信号扇出线路设置在所述基板的所述顶面上，并且多条所述内层信号扇出线路穿过所述基板的内层以分别电性连接于所述测试模块及所述第一电连接器。

本发明实施例也公开一种探针卡测试装置的信号转接模块，其定义有一晶圆测试区域及位于所述晶圆测试区域周边的一信号转接区域，并且所述探针卡测试装置的信号转接模块包括：一基板；多个测试模块，设置于所述基板、且位于所述晶圆测试区域；其中，每个所述测试模块包含有一中心区域及沿着所述中心区域周缘设置的多个测试金属垫；以及多个第一电连接器，设置于所述基板、且位于所述信号转接区域，并且多个所述第一电连接器分别电性耦接于多个所述测试模块；其中，每个所述第一电连接器包含多个电性接点；及多条信号扇出线路，设置于所述基板；其中，每个所述第一电连接器的多个所述电性接点的至少部分所述电性接点分别通过多条所述信号扇出线路的部分所述信号扇出线路电性耦接于相对应的所述测试模块的多个所述测试金属垫；其中，多个所述第一电连接器经配置分别电性耦接于设置于一测试电路板上的多个第二电连接器。

综上所述，本发明实施例所公开的探针卡测试装置，能通过信号转接模块的多个测试模块与多个第一电连接器、探针头模块的定位座体与多个探针组件、及测试电路板的测试电路板等组件的结构设置及彼此的连接关系，取代传统的周边型芯片测试的探针卡需以人工拉线焊针的方式来连接信号，从而可以让多个导电探针以直上直下的方式进行植针作业，进而大幅缩减导电探针的植针作业时间，并且可以大幅降低探针卡测试装置的维护困难度。

为能更进一步了解本发明的特征及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，但是此等说明与附图仅用来说明本发明，而非对本发明的保护范围作任何的限制。

附图说明

图1为本发明第一实施例的探针卡测试装置的剖视示意图。

图2为图1的平面分解示意图。

图3为本发明第一实施例的探针卡测试装置的俯视示意图(省略探针头模块)。

图4为图3的区域IV的局部放大示意图。

图5为本发明第二实施例的探针卡测试装置的剖视示意图。

图6A为本发明第三实施例的探针卡测试装置的剖视示意图。

图6B为本发明第四实施例的探针卡测试装置的剖视示意图。

图7A为本发明第五实施例的探针卡测试装置的剖视示意图。

图7B为本发明第六实施例的探针卡测试装置的剖视示意图。

图8为本发明第五及第六实施例的探针卡测试装置的俯视示意图(省略探针头模块)。

图9为本发明第七实施例的探针卡测试装置的剖视示意图。

图10为图8的区域X的局部放大示意图。

图11为本发明第九实施例的探针卡测试装置的平面分解示意图。

图12为本发明第十实施例的探针卡测试装置的平面分解示意图。

具体实施方式

以下是通过特定的具体实施例来说明本发明所公开的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所公开的内容了解本发明的优点与效果。本发明可通过其他不同的具体实施例加以施行或应用，本说明书中的各项细节也可基于不同观点与应用，在不悖离本发明的构思下进行各种修改与变更。另外，本发明的附图仅为简单示意说明，并非依实际尺寸的描绘，事先声明。以下的实施方式将进一步详细说明本发明的相关技术内容，但所公开的内容并非用以限制本发明的保护范围。

应当可以理解的是，虽然本文中可能会使用到“第一”、“第二”、“第三”等术语来描述各种组件或者信号，但这些组件或者信号不应受这些术语的限制。这些术语主要是用以区分一组件与另一组件，或者一信号与另一信号。另外，本文中所使用的术语“或”，应视实际情况可能包括相关联的列出项目中的任一个或者多个的组合。再者，本文中所使用的述语“电性耦接”指的是“间接电性连接”及“直接电性连接”的其中之一。

[第一实施例]

参阅图1至图4所示，其为本发明的第一实施例。本实施例公开一种探针卡测试装置100。所述探针卡测试装置100特别适用于周边型芯片(如：互补式金属氧化物半导体影像传感器、液晶显示器驱动芯片、或内存…等)的测试，但本发明不受限于此。进一步地说，所述探针卡测试装置100包含有一信号转接模块1、设置于所述信号转接模块1一侧的探针头模块2、设置于所述信号转接模块1另一侧的一测试电路板3、设置于所述信号转接模块1与所述探针头模块2之间的一压制结构5、及设置于所述信号转接模块1与所述测试电路板3之间的一支撑板体4。其中，上述测试电路板3、支撑板体4、信号转接模块1、压制结构5、及探针头模块2于本实施例中是沿一厚度方向T依序地堆栈，但本发明不受限于此。

需先说明的是，为了便于理解本实施例，所以图式仅呈现探针卡测试装置100的局部构造，以便于清楚地呈现探针卡测试装置100的各个组件构造与连接关系。以下将分别说明本实施例探针卡测试装置100的各个组件构造及其连接关系。

如图1及图3所示，在本实施例中，所述探针卡测试装置100定义有一晶圆测试区域R1及位于所述晶圆测试区域R1周边的一信号转接区域R2。

所述信号转接模块1包含有一基板11、多个测试模块12、及多个第一电连接器13。值得一提的是，本实施例的信号转接模块1虽然是以搭配于所述探针头模块2、测试电路板3、支撑板体4、及压制结构5作一说明，但所述信号转接模块1的实际应用并不受限于此。也就是说，所述信号转接模块1也可以是单独贩卖的产品、或者也可以搭配于其它构件做使用。

进一步地说，在本实施例中，所述基板11大致呈圆形板状，但本发明不受限于此。举例来说，所述基板11也可以呈矩形板状、多边形板状、或依据产品的设计需求设计成其它的形状。再者，所述基板11具有位于相反侧的一顶面111及一底面112。其中，所述基板11的顶面111为具有绝缘性质的一平整的表面、且能提供如下所述的测试金属垫122及信号扇出线路123设置于其上。再者，所述基板11的底面112也为具有绝缘性质的一平整的表面、且能贴靠于支撑板体4。较佳地，所述基板11的底面112与支撑板体4贴靠的部分未设置有任何的金属垫或线路。也就是说，本实施例的基板11仅有顶面111设置有金属垫或线路，但是底面112并未设置有金属垫或线路。

多个所述测试模块12设置于基板11的顶面111，多个所述测试模块12位于晶圆测试区域R1，并且多个所述测试模块12分别电性耦接于多个第一电连接器13。更具体地说，在本实施例中，多个所述测试模块12是呈矩阵状排列(如图3)，但本发明不受限于此。举例来说，多个所述测试模块12也可以例如是彼此呈交错排列或者以其它的方式排列。如图4，每个所述测试模块12包含有一中心区域121及多个测试金属垫122，并且多个所述测试金属垫122是彼此间隔、且沿着所述中心区域121的周缘设置。

需说明的是，所述测试金属垫122于本实施例是以方形来说明，但于实际应用时，所述测试金属垫122的外形可依据设计需求而加以调整变化(如：圆形、矩形、或不规则形状)。

请继续参阅图1至图4，所述信号转接模块1于基板11的顶面111进一步设置有多条信号扇出线路123，并且多条所述信号扇出线路123是彼此间隔、且呈发散状排列。多条所述信号扇出线路123皆经过晶圆测试区域R1及信号转接区域R2。也就是说，多条所述信号扇出线路123皆跨设于晶圆测试区域R1及信号转接区域R2。在本实施例中，每个所述测试模块12(包含中心区域121及多个测试金属垫122)及多条信号扇出线路123是通过光刻制程直接地形成于基板11的顶面111，但本发明不受限于此。

更详细地说，配合于周边型芯片的结构，每个所述测试模块12的中心区域121不具有任何的金属垫及线路、且能曝露出基板11的顶面111。每个所述测试金属垫122能提供下述导电探针221抵顶于其上。再者，每条所述信号扇出线路123能将导电探针221所测试的信号从晶圆测试区域R1传递至信号转接区域R2、接着传递至第一电连接器13。

请继续参阅图4，每个所述第一电连接器13包含多个电性接点131，并且多个所述电性接点131设置于基板11的顶面111。也就是说，多个所述电性接点131与上述多个测试金属垫122及多条信号扇出线路123是设置在共同的平面(如：顶面111)上，但本发明不受限于此。举例来说，若待测晶圆的测试点的数量过多或分布密度过于密集，所述基板11也可以例如是具有内层的多层结构，而上述多个电性接点131、多个测试金属垫122、或多条信号扇出线路123也可以例如是依据设计需求而分散地设置于所述基板11的多层结构中，借以避免短路的情况发生。进一步地说，在本实施例中，在每个所述第一电连接器13与其相对应的测试模块12中，多个所述电性接点131的数量等于多个测试金属垫122的数量，并且多个所述电性接点131分别通过多条信号扇出线路123的至少部分信号扇出线路123电性耦接于相对应的测试模块12的多个测试金属垫122，但本发明不受限于此。在本发明未绘示的实施例中，每个所述第一电连接器13的多个所述电性接点131的数量也可以例如是大于相对应的测试模块12的多个测试金属垫122的数量，并且多个所述电性接点131的至少部分电性接点131分别通过多条信号扇出线路1233的至少部分信号扇出线路123电性耦接于相对应的测试模块12的多个测试金属垫122(图未绘示)。

根据上述配置，多个所述测试金属垫122所接收的信号能分别通过多条信号扇出线路123及多个电性接点131传递至所述第一电连接器13内部的多根柱状导体(图未标号)。

进一步地说，在每个所述第一电连接器13与其相对应的测试模块12中，每个所述测试金属垫122与其相邻的测试金属垫122的间距定义为一第一间距P1，每个所述电性接点131与其相邻的电性接点131的间距定义为一第二间距P2，并且所述第二间距P2大于第一间距P1。也就是说，所述信号转接模块1于本实施例中是包含有一信号扇出(signal fan-out)结构，但本发明不受限于此。

值得一提的是，在本发明未绘示的实施例中，多条所述信号扇出线路123上较佳地是可以覆盖有一隔焊层(如：绿漆)，借以避免信号扇出线路123损坏或氧化的情况发生。

如图1及图2所示，所述探针头模块2位于信号转接模块1的基板11的顶面111的一侧(如图1，信号转接模块1的上侧)。也就是说，所述信号转接模块1的基板11的顶面111沿着所述厚度方向T面向所述探针头模块2。

更具体地说，所述探针头模块2包含有一定位座体21及多个探针组件22。其中，所述定位座体21包含有一上导板(图未标号)、与上导板呈间隔设置的一下导板(图未标号)、及设置于上导板及下导板之间的一间隔板(图未标号)，但本发明不受限于此。

多个所述探针组件22穿设定位于定位座体21，并且多个所述探针组件22位于晶圆测试区域R1。再者，多个所述探针组件22在位置上分别对应于信号转接模块1的多个测试模块12。更具体地说，每个所述探针组件22包含多个导电探针221，多个所述导电探针221呈环形排列，并且多个所述导电探针221在位置上分别对应于相对应的测试模块12的多个测试金属垫122。其中，在每个所述探针组件22中，多个所述导电探针221的一端穿出定位座体21而分别抵接于相对应的测试模块12的多个测试金属垫122，并且多个所述导电探针221的另一端穿出定位座体21而用来抵顶于一待测物O。在本发明的一实施例中，每个所述导电探针221的一长度方向较佳地是大致垂直于基板11的顶面111。

需说明的是，所述导电探针221于本实施例中为可导电且具有可挠性的长条状构造，但本发明的导电探针221并不限制于矩形导电探针、圆形导电探针、或其他构造的导电探针。

如图1及图2所示，所述测试电路板3位于信号转接模块1的基板11的底面112的一侧。也就是说，所述信号转接模块1的基板11的底面112沿着所述厚度方向T面向所述测试电路板3。

在本实施例中，所述测试电路板3大致呈圆形板状，但本发明不受限于此。举例来说，所述测试电路板3也可以呈矩形板状、多边形板状、或依据产品的设计需求设计成其它的形状。

再者，所述测试电路板3设置有多个第二电连接器31，多个所述第二电连接器31位于信号转接区域R2，并且多个所述第二电连接器31分别电性耦接于多个第一电连接器13。

进一步地说，所述测试电路板3经配置电性耦接于一测试机台(图未绘示)。也就是说，上述多个第二电连接器31是电性耦接于测试机台，以通过测试机台来分析测试电路板3所接收到的信号。其中，所述测试电路板3与测试机台之间的电性耦接方式可以依据设计需求而加以调整变化。举例来说，在本发明未绘示的其它实施例中，所述测试电路板3也可以是直接整合于测试机台内。

根据上述配置，在每个所述探针组件22中，多个所述导电探针221能用来接收来自待测物O的测试信号，并且将所述测试信号依序通过相对应的测试模块12的多个测试金属垫122、相对应的第一电连接器13的多个电性接点131、及相对应的第二电连接器31，而传送至测试电路板3，最后传送至所述测试机台，以通过测试机台来分析测试电路板3所接收到的信号。

值得一提的是，如图1，在本实施例中，每个所述第一电连接器13贯穿于基板11的顶面111及底面112，并且每个所述第一电连接器13为公连接插头及母连接插座的其中之一者。每个所述第二电连接器31设置于测试电路板3的面对信号转接模块1的一侧表面上，并且每个所述第二电连接器31为公连接插头及母连接插座的其中之另一者。其中，每个所述第一电连接器13在位置上对应于相对应的第二电连接器31，并且每个所述第一电连接器13可分离地插接于相对应的第二电连接器31，以构成一公母座连接器架构。根据上述配置，多个测试金属垫122所接收的信号能分别通过多条信号扇出线路123及多个电性接点131传递至所述第一电连接器13内部的多根柱状导体(图未标号)，接者，所述信号能分别被传递至所述第二电连接器31内部的多根柱状导体(图未标号)，进而被传递至测试电路板3的内部。

如图1及图3所示，所述支撑板体4是夹持于测试电路板3与基板11之间，其中，所述支撑板体4具有多个穿孔41，并且多个所述穿孔41位于信号转接区域R2。

进一步地说，多个所述第二电连接器31分别突出于测试电路板3的面对信号转接模块1的一侧表面，并且多个所述第二电连接器31分别设置于多个穿孔41中。其中，当每个所述第一电连接器13插接于相对应的第二电连接器31、以产生电性连接时，所述基板11的底面112贴靠于所述支撑板体4。借此，所述第一电连接器13与第二电连接器31在相互插接时，所述基板11的底面112与支撑板体4之间不会产生任何间隙，从而使得所述第一电连接器13与第二电连接器31的电性连接的可靠性可以被有效地提升。

请继续参阅图1及图3，所述压制结构5设置于信号转接模块1与探针头模块2之间。所述压制结构5经配置用来压制信号转接模块1(的第一电连接器13)，并且所述压制结构5经配置用来设置探针头模块2。更详细地说，所述压制结构5包含有一压制板51及多个螺丝钉52。所述压制板51设置于基板11的顶面111。所述压制板51包含有位于信号转接区域R2的多个螺丝孔(图未标号)。多个所述螺丝钉52分别贯穿所述压制板51的多个螺丝孔，以将所述压制板51固定于基板11上。其中，多个所述螺丝钉52是沿所述厚度方向T进一步贯穿信号转接模块1、支撑板体4、及测试电路板3，以使得所述压制板51能压制所述信号转接模块1、支撑板体4、及测试电路板3，并且使得多个所述第一电连接器13分别紧接于多个第二电连接器31，借以提升所述信号转接模块1与测试电路板3之间的电连接特性，并且可以让测试电路板3及信号转接模块1之间的电传输路径不需要以任何的焊接材料来达成。另外，在本实施例中，当多个所述螺丝钉52贯穿信号转接模块1、支撑板体4、及测试电路板3时，多个所述螺丝钉52仅会碰触到绝缘基板材料、而不会碰触到任何的导电垫体或导电线路。再者，所述探针头模块2的多个探针组件22能进一步穿设所述压制板51，以分别电性连接于所述信号转接模块1的多个测试模块12。

[第二实施例]

如图5所示，其为本发明的第二实施例，本实施例与上述第一实施例类似，两个实施例的相同之处在此不加以赘述，而本实施例与上述第一实施例的差异为本实施例的探针卡测试装置100进一步设置有能测试高频信号的结构。

更具体地说，所述探针卡测试装置100进一步包括一高频信号传输缆线6。所述高频信号传输缆线6位于晶圆测试区域R1，并且所述高频信号传输缆线6贯穿基板11的顶面111及底面112、也贯穿支撑板体4。其中，多个所述测试模块12的至少其中一个测试模块12进一步包含有一高频信号金属垫124，并且所述高频信号金属垫124与测试金属垫122共同环绕于测试模块12的中心区域121。

再者，所述高频信号传输缆线6的一端电性连接于高频信号金属垫124，并且所述高频信号传输缆线6的另一端电性连接于测试电路板3的位于晶圆测试区域R1的一信号接收金属垫32，以形成一高频信号传输路径。

[第三实施例]

如图6A所示，其为本发明的第三实施例，本实施例与上述第一实施例类似，两个实施例的相同之处在此不加以赘述，而本实施例与上述第一实施例的差异为本实施例的探针卡测试装置100进一步设置有能让光线L穿透的透光结构，以适用于其它需要透光的周边型芯片(如：互补式金属氧化物半导体影像传感器)的测试，借以增加所述探针卡测试装置100的泛用性。

更具体地说，在本实施例中，所述测试电路板3的板面本身为不透光的绝缘材质，所述测试电路板3于晶圆测试区域R1形成有多个贯孔33，以分别提供多条光线L穿透。其中，上述多个贯孔33中分别塞设有多个光学透镜(图未标号)，但本发明不受限于此。

所述支撑板体4于晶圆测试区域R1形成有一透光孔42。所述信号转接模块1的基板11的材质较佳是采用能透光的玻璃基板，并且所述探针头模块2的定位座体21的上导板及下导板的材质较佳也皆是采用能透光的玻璃基板，但本发明不受限于此。其中，上述多个贯孔33、透光孔42、能透光的基板11、及能透光的定位座体21，能共同构成多个光线传输路径。

根据上述配置，所述探针卡测试装置100能用来接受多条光线L，并且让多条所述光线L依序地穿透多个所述光线传输路径(图未标号)，而后照射至所述待测物O，以产生多个光电测试信号。

接者，多个所述导电探针221能用来接收光电测试信号，并且将所述光电测试信号依序通过相对应的测试模块12的多个测试金属垫122、相对应的第一电连接器13的多个电性接点131、及相对应的第二电连接器31，而传送至测试电路板3，最后传送至所述测试机台，以通过测试机台来分析测试电路板3所接收到的信号。

[第四实施例]

如图6B所示，其为本发明的第四实施例，本实施例与上述第三实施例类似，两个实施例的相同之处在此不加以赘述，而本实施例与上述第三实施例的差异在于本实施例的多个所述贯孔33中未塞设有任何的光学透镜，所述信号转接模块1的基板11于晶圆测试区域R1形成有多个开孔113，并且所述定位座体21的上导板及下导板于晶圆测试区域R1也分别形成有多个开孔211、212。其中，上述多个贯孔33、透光孔42、基板11的多个开孔113、及定位座体21的多个开孔211、212，能共同构成多个光线传输路径(图未标号)。

根据上述配置，所述探针卡测试装置100能用来接受多条光线L，并且让多条所述光线L依序地穿透多个所述光线传输路径，而后照射至所述待测物O，以产生多个光电测试信号。

[第五实施例]

如图7A及图8所示，其为本发明的第五实施例，本实施例与上述第一实施例类似，两个实施例的相同之处在此不加以赘述，而本实施例与上述第一实施例的差异为上述第一实施例的第一电连接器13与第二电连接器31为一公母座连接器架构，而本实施例的第一电连接器13与第二电连接器31为一软性扁平电缆连接器架构。

更具体地说，在本实施例中，每个所述第一电连接器13设置于基板11的顶面111，并且每个所述第二电连接器31设置于测试电路板3的面对信号转接模块1的一侧表面。其中，所述信号转接模块1进一步包含有多个软性扁平电缆14，并且每个所述第一电连接器13能通过其中一个软性扁平电缆14电性耦接于相对应的第二电连接器31，以构成上述软性扁平电缆连接器架构(如：FPC或FFC)。

进一步地说，在本实施例中，每个所述第一电连接器13与其相对应的第二电连接器31彼此呈错位设置(如图7)。再者，每个所述软性扁平电缆14较佳地是跨越基板11的顶面111边缘、且朝第二电连接器31的方向延伸，以电性连接于设置于测试电路板3上的第二电连接器31。也就是说，每个所述软性扁平电缆14并不需要贯穿基板11的顶面111及底面112，并且每个所述第一电连接器13也不需要贯穿基板11的顶面111及底面112。

值得一提的是，所述基板11与测试电路板3之间设置有所述支撑板体4，并且所述支撑板体4在本实施例中为一刚性铁件，用以支撑基板11及设置于支撑基板11上的测试模块12。由于所述第一电连接器13及软性扁平电缆14皆不需要贯穿基板11，因此所述支撑板体4在本实施例可以不需要具有穿孔41。

进一步地说，在本实施例中，所述探针卡测试装置100进一步包含有一保护盖体7。所述保护盖体7盖设于测试电路板3，以与测试电路板3包围形成有一容置空间71。其中，所述信号转接模块1的基板11、测试模块12、第一电连接器13、软性扁平电缆14、及第二电连接器31，皆是设置于上述容置空间71中，以使得所述保护盖体7能避免上述各个组件受到外界破坏。所述保护盖体7可以为透明的或非透明的材质，并且所述保护盖体7可以通过螺合或黏接的方式设置于测试电路板3，本发明并不予以限制。另，所述保护盖体7于晶圆测试区域R1形成有一贯孔72，并且多个所述导电探针221的一端能穿设保护盖体7的贯孔72而用来抵顶于待测物O。

如图8所示，从另一个角度说，在本实施例的软性扁平电缆连接器架构中，多个所述第一电连接器13是呈环状排列地设置在基板11上，多个所述第二电连接器31是呈环状排列地设置在测试电路板3上，并且多个所述第二电连接器31环绕地设置于多个所述第一电连接器13的周围、且分别通过多个所述软性扁平电缆14电性耦接于多个所述第一电连接器13。

[第六实施例]

如图7B所示，其为本发明的第六实施例，本实施例与上述第五实施例类似，两个实施例的相同之处在此不加以赘述，而本实施例与上述第一实施例的差异为本实施例的探针卡测试装置100进一步包含有一探针头固定座8。所述探针头固定座8与保护盖体7为彼此独立的构件，并且所述探针头固定座8位于保护盖体7的内侧。更具体地说，在本实施例中，所述探针头固定座8经配置用来设置探针头模块2，并且所述探针头模块2的多个探针组件22能进一步穿设探针头固定座8，以分别电性连接于所述信号转接模块1的多个测试模块12。

[第七实施例]

如图9所示，其为本发明的第七实施例，本实施例与上述第一实施例类似，两个实施例的相同之处在此不加以赘述，而本实施例与上述第一实施例的差异为上述第一实施例的测试模块12是直接形成于基板11的顶面111，而本实施例的测试模块12并非直接形成于基板11的顶面111。

更具体地说，在本实施例中，所述信号转接模块1进一步包含有一软性电路板15。所述软性电路板15位于多个测试模块12与基板11之间，并且多个所述测试金属垫122及多条信号扇出线路123，是通过光刻制程形成于软性电路板15的相反于基板11的一侧表面上，以与软性电路板15共同构成可分离于所述基板11的一软性电路板。

[第八实施例]

如图10所示，其为本发明的第八实施例，本实施例与上述第一实施例类似，两个实施例的相同之处在此不加以赘述，而本实施例与上述第一实施例的差异为上述第一实施例的多条信号扇出线路123皆是设置在基板11的顶面111上，以形成一单层的信号扇出结构。

不同于上述第一实施例，本实施例的基板11为具有内层的多层结构。本实施例的多条信号扇出线路123的一部分信号扇出线路123定义为外层信号扇出线路1231(如图10中呈连续状的线条)，并且多条信号扇出线路123的另一部分信号扇出线路123定义为内层信号扇出线路1232(如图10中呈非连续状的线条)。多条所述外层信号扇出线路1231设置在基板11的顶面111上，并且多条所述内层信号扇出线路1232是穿过基板11的内层以分别电性连接于测试模块12及第一电连接器13，以形成一多层信号扇出结构。借此，当信号转接模块1的线路设计过于密集时，信号转接模块1可以通过上述多层信号扇出结构的设计，而避免多条线路彼此之间容易短路的情况发生。

[第九实施例]

如图11所示，其为本发明的第九实施例，本实施例与上述第一实施例类似，两个实施例的相同之处在此不加以赘述，而本实施例与上述第一实施例的差异为上述第一实施例的压制结构5为一体成型的构件，其能同时用来压制信号转接模块1(以提升第一电连接器13与第二电连接器31的电连接特性)、及用来设置探针头模块2。

不同于上述第一实施例，本实施例的探针卡测试装置100进一步包含有一探针头固定座8。所述探针头固定座8与压制结构5为彼此独立的构件，并且所述探针头固定座8位于压制结构5的内侧。更具体地说，在本实施例中，所述探针头固定座8经配置用来设置探针头模块2，并且所述探针头模块2的多个探针组件22能进一步穿设探针头固定座8，以分别电性连接于所述信号转接模块1的多个测试模块12。所述压制结构5经配置用来压制信号转接模块1(的第一电连接器13)，以使得多个所述第一电连接器13分别紧接于多个第二电连接器31，借以提升所述信号转接模块1与测试电路板3之间的电连接特性。也就是说，本实施例的压制结构5不同于上述第一实施例，其仅能用来压制信号转接模块1，其并不能用来设置探针头模块2。

[第十实施例]

如图12，其为本发明的第十实施例，本实施例与上述第九实施例类似，两个实施例的相同之处在此不加以赘述，而本实施例与上述第九实施例的差异在于，本实施例的探针卡测试装置100可以不需要设置压制结构5。也就是说，每个第一电连接器13与相对应的第二电连接器31之间可以仅通过插接的方式或软性扁平电缆的方式彼此电性连接，而不需要设置压制结构5。

[实施例的有益效果]

综上所述，本发明实施例所公开的探针卡测试装置100，能通过信号转接模块1的多个测试模块12与多个第一电连接器13、探针头模块2的定位座体21与多个探针组件22、及测试电路板3的测试电路板3等组件的结构设置及彼此的连接关系，取代传统的周边型芯片测试的探针卡需以人工拉线焊针的方式来连接信号，从而可以让多个导电探针221以直上直下的方式进行植针作业，进而大幅缩减导电探针221的植针作业时间，并且可以大幅降低探针卡测试装置100的维护困难度。

另，本实施例的多个所述测试金属垫122及多条信号扇出线路123，与多个第一电连接器13的电性接点131，是设置在共同的平面(如：基板11的顶面111)上，以形成一单层的信号扇出(signal fan-out)结构。其中，上述单层的信号扇出结构能搭配于多个第一电连接器13分别电性耦接于多个第二电连接器31的结构设计，以将测试信号从信号转接模块1转接至测试电路板3，从而使得探针卡测试装置100的使用及维护更加便利。

进一步地说，本实施例的探针卡测试装置100的信号转接模块1、探针头模块2、测试电路板3、支撑板体4、及压制结构5为可彼此分离的构造。因此，当本实施例的探针卡测试装置100的任何一个组件出现异常状况时，即可直接针对该组件进行换修；其不同于现有的采用悬臂式探针卡，需要解焊探针座，再重新焊接再电路板上；若探针座有问题，则需先移除一区域的探针，再重新焊针及调整针位水平，流程较为繁琐。

再者，本实施例的探针卡测试装置100进一步设置有能让光线L穿透的透光结构，以适用于其它需要透光的周边型芯片(如：互补式金属氧化物半导体影像传感器)的测试，借以增加所述探针卡测试装置100的泛用性。

以上所述仅为本发明的优选可行实施例，并非用来局限本发明的保护范围，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的权利要求书的保护范围。

Claims (14)

1.一种探针卡测试装置，其特征在于，所述探针卡测试装置定义有一晶圆测试区域及位于所述晶圆测试区域周边的一信号转接区域，所述探针卡测试装置包括：

一信号转接模块，包含有：

一基板，具有位于相反侧的一顶面及一底面；

多个测试模块，设置于所述基板、且位于所述晶圆测试区域；其中，每个所述测试模块包含有一中心区域及沿着所述中心区域周缘设置的多个测试金属垫；

多个第一电连接器，设置于所述基板、且位于所述信号转接区域，

并且多个所述第一电连接器分别电性耦接于多个所述测试模块；

其中，每个所述第一电连接器包含多个电性接点；及

多条信号扇出线路，设置于所述基板；其中，每个所述第一电连接器的多个所述电性接点的至少部分所述电性接点分别通过多条所述信号扇出线路的部分所述信号扇出线路电性耦接于相对应的所述测试模块的多个所述测试金属垫；

其中，每个所述第一电连接器的多个所述电性接点设置于所述基板的所述顶面；

其中，多个所述电性接点与多个所述测试金属垫及多条所述信号扇出线路是共同地设置在所述基板的所述顶面上，从而位于相同的平面上；

一探针头模块，位于所述信号转接模块的所述顶面的一侧，并且所述探针头模块包含有：

一定位座体；及

多个探针组件，穿设定位于所述定位座体、位于所述晶圆测试区域、且在位置上分别对应于所述信号转接模块的多个所述测试模块；

其中，每个所述探针组件包含呈环形排列的多个导电探针，多个所述导电探针的一端穿出所述定位座体而分别抵接于相对应的所述测试模块的多个所述测试金属垫，并且多个所述导电探针的另一端穿出所述定位座体而用来抵顶于一待测物；以及

一测试电路板，位于所述信号转接模块的所述底面的一侧、且设置有位于所述信号转接区域的多个第二电连接器，并且多个所述第二电连接器分别可分离地插接或分别通过多个软性扁平电缆，电性耦接多个所述第一电连接器。

2.依据权利要求1所述的探针卡测试装置，其特征在于，在每个所述探针组件中，多个所述导电探针能用来接收来自所述待测物的测试信号，并且将所述测试信号依序地通过相对应的所述测试模块的多个所述测试金属垫、相对应的所述第一电连接器、及相对应的所述第二电连接器，而传送至所述测试电路板。

3.依据权利要求1所述的探针卡测试装置，其特征在于，在每个所述第一电连接器与其相对应的所述测试模块中，多个所述电性接点的数量大于或等于多个所述测试金属垫的数量。

4.依据权利要求1所述的探针卡测试装置，其特征在于，在每个所述第一电连接器与其相对应的所述测试模块中，每个所述测试金属垫与其相邻的测试金属垫的间距定义为一第一间距，每个所述电性接点与其相邻的电性接点的间距定义为一第二间距，并且所述第二间距大于所述第一间距。

5.依据权利要求1所述的探针卡测试装置，其特征在于，所述探针卡测试装置进一步包括设置于所述信号转接模块与所述测试电路板之间的一支撑板体；其中，所述基板的所述底面具有绝缘性质、且能贴靠于所述支撑板体，并且所述基板的所述底面未设置有任何的金属垫或线路。

6.依据权利要求1所述的探针卡测试装置，其特征在于，所述探针卡测试装置进一步包括位于所述晶圆测试区域、且贯穿所述基板的所述顶面及所述底面的一高频信号传输缆线；其中，多个所述测试模块的至少其中一个所述测试模块进一步包含有一高频信号金属垫，所述高频信号传输缆线的一端电性连接于所述高频信号金属垫，并且所述高频信号传输缆线的另一端电性连接于所述测试电路板位于所述晶圆测试区域的一信号接收金属垫，以形成一高频信号传输路径。

7.依据权利要求1所述的探针卡测试装置，其特征在于，所述探针卡测试装置能用来接受多条光线，并且让多条所述光线依序地穿透所述测试电路板、所述信号转接模块、及所述探针头模块，而后照射至所述待测物，以产生多个光电测试信号。

8.依据权利要求1所述的探针卡测试装置，其特征在于，每个所述第一电连接器贯穿于所述基板的所述顶面及所述底面，并且每个所述第二电连接器设置于所述测试电路板的面对所述信号转接模块的一侧表面；其中，每个所述第一电连接器在位置上对应于相对应的所述第二电连接器，并且每个所述第一电连接器可分离地插接于相对应的所述第二电连接器，以构成一公母座连接器架构。

9.依据权利要求1所述的探针卡测试装置，其特征在于，每个所述第一电连接器设置于所述基板的所述顶面，并且每个所述第二电连接器设置于所述测试电路板的面对所述信号转接模块的一侧表面；其中，所述信号转接模块进一步包含有多个所述软性扁平电缆，并且每个所述第一电连接器能通过其中一个所述软性扁平电缆电性耦接于相对应的所述第二电连接器，以构成一软性扁平电缆连接器架构。

10.依据权利要求9所述的探针卡测试装置，其特征在于，所述探针卡测试装置进一步包括一保护盖体，所述保护盖体盖设于所述测试电路板，以与所述测试电路板包围形成有一容置空间；所述信号转接模块的所述基板、所述测试模块、所述第一电连接器、所述软性扁平电缆、及所述第二电连接器，皆设置于所述容置空间中；所述保护盖体于所述晶圆测试区域形成有一贯孔，并且多个所述导电探针的一端能穿设所述保护盖体的所述贯孔而用来抵顶于所述待测物。

11.依据权利要求9所述的探针卡测试装置，其特征在于，所述探针卡测试装置进一步包括一保护盖体及一探针头固定座，所述探针头固定座位于所述保护盖体的内侧，所述探针头固定座用来设置所述探针头模块，所述保护盖体盖设于所述测试电路板，以与所述测试电路板包围形成有一容置空间；所述信号转接模块的所述基板、所述测试模块、所述第一电连接器、所述软性扁平电缆、及所述第二电连接器，皆设置于所述容置空间中。

12.依据权利要求1所述的探针卡测试装置，其特征在于，所述信号转接模块进一步包含有一软性电路板，所述软性电路板位于多个所述测试模块与所述基板之间，并且多个所述测试金属垫及多条所述信号扇出线路是形成于所述软性电路板的相反于所述基板的一侧表面上，以与所述软性电路板共同构成可分离于所述基板的一软性电路板。

13.依据权利要求1所述的探针卡测试装置，其特征在于，多条所述信号扇出线路的一部分所述信号扇出线路定义为外层信号扇出线路，并且多条所述信号扇出线路的另一部分所述信号扇出线路定义为内层信号扇出线路；其中，多条所述外层信号扇出线路设置在所述基板的所述顶面上，并且多条所述内层信号扇出线路穿过所述基板的内层以分别电性连接于所述测试模块及所述第一电连接器。

14.一种探针卡测试装置的信号转接模块，其特征在于，所述探针卡测试装置定义有一晶圆测试区域及位于所述晶圆测试区域周边的一信号转接区域，并且所述探针卡测试装置的信号转接模块包括：

一基板；

多个测试模块，设置于所述基板、且位于所述晶圆测试区域；其中，每个所述测试模块包含有一中心区域及沿着所述中心区域周缘设置的多个测试金属垫；以及

多个第一电连接器，设置于所述基板、且位于所述信号转接区域，并且

多个所述第一电连接器分别电性耦接于多个所述测试模块；其中，每个所述第一电连接器包含多个电性接点；及

多条信号扇出线路，设置于所述基板；其中，每个所述第一电连接器的多个所述电性接点的至少部分所述电性接点分别通过多条所述信号扇出线路的部分所述信号扇出线路电性耦接于相对应的所述测试模块的多个所述测试金属垫；

其中，每个所述第一电连接器的多个所述电性接点设置于所述基板的顶面；

其中，多个所述电性接点与多个所述测试金属垫及多条所述信号扇出线路是共同地设置在所述基板的所述顶面上，从而位于相同的平面上；

其中，多个所述第一电连接器经配置分别可分离地插接或分别通过多个软性扁平电缆，电性耦接于设置于一测试电路板上的多个第二电连接器。

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