CN101256201A - 多部位探测的探针头模组 - Google Patents
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Abstract
一种多部位探测的探针头模组，主要包括一探针头基板以及多数个探针转接片。该探针头基板的一表面定义有多数个矩阵排列的探测区，每一探测区内设有多数个连接垫。每一探针转接片具有一上表面与一下表面，该上表面设有多数个探针，该下表面设有多数个接合端。每一探针转接片接合至对应的探测区，以使该些接合端连接至该些连接垫。本发明的部份探针故障或磨耗损伤时，仅需置换具有故障探针的探针转接片而不需替换整个的探针头模组，具有节省成本、重工及增加使用方便性的功效。
Description
技术领域
本发明涉及一种探针卡，特别是涉及一种多部位探测的探针头模组。
背景技术
在集成电路测试领域中，使用探针卡(probe card)装载在一探测机台内，探针卡在一探针头(probe head)的表面设有探针，用以电性探触一待测集成电路(DUT，device under test)，以作为电性传输界面。在测试过程中，探针会有磨耗、歪斜或断针的现象，而需要整修。以往的整修方式是更换探针头，须将所有探针磨除，再设置新的探针。然对于多部位探测(multi-site probing)的探针卡而言，会造成相当大的浪费与不方便。所谓的多部位探测，便是在一次探压的动作中，同时电性导接多数个待测集成电路，单就测试同一类型的集成电路，多部位探测的探针卡比单部位探测的探针卡具有数倍至数十倍的探针数量。
如图1所示，一种现有的多部位探测的探针卡100主要包括一探针头110、一印刷电路板120以及多数个探针130。该探针头110的一表面111定义有多数个矩阵排列的探测区112，每一探测区112可对应至一个待测集成电路。该探针头110的另一表面设置于该印刷电路板120上。每一探针130具有一固定端131及一探测端132，该些固定端131直接焊接于该探针头110的该些探测区112内，该些探测端132可同时探触多数个待测集成电路的电极端或测试垫。以往当其中一探针130损坏时，则需要更换整个探针头110。导致大幅增加了多部位探测的探针卡100的整修成本与时间。
由此可见，上述现有的多部位探测的探针卡在结构与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决上述存在的问题，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发展完成，而一般产品又没有适切的结构能够解决上述问题，此显然是相关业者急欲解决的问题。因此如何能创设一种新型结构的多部位探测的探针头模组，便成为当前业界极需改进的目标。
有鉴于上述现有的多部位探测的探针卡存在的缺陷，本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种新型结构的多部位探测的探针头模组，能够改进一般现有的多部位探测的探针卡，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经过反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种多部位探测的探针头模组，使其克服现有的多部位探测的探针卡在其中一探针损坏时，需要更换整个探针头，导致大幅增加了多部位探测的探针卡的整修成本与时间的缺陷。
本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明，一种多部位探测的探针头模组主要包括一探针头基板以及多数个探针转接片。该探针头基板的一表面定义有多数个矩阵排列的探测区，每一探测区内设有多数个连接垫。该些探针转接片具有一上表面与一下表面，该上表面设有多数个探针，该下表面设有多数个接合端。其中，每一探针转接片接合至对应的探测区，以使该些接合端连接至该些连接垫。
本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
在前述的多部位探测的探针头模组中，该些探针转接片可具有与该探针头基板相同的热膨胀系数。
在前述的多部位探测的探针头模组中，该些探针转接片可为半导体、陶瓷或胶片材质。
在前述的多部位探测的探针头模组中，该些探针转接片可具有多数个贯孔，以接合该些探针的一端。
在前述的多部位探测的探针头模组中，该些贯孔内可填入有焊接剂，以固定该些探针。
在前述的多部位探测的探针头模组中，该焊接剂为无铅焊料或导电胶。
在前述的多部位探测的探针头模组中，该些接合端可为焊球。
在前述的多部位探测的探针头模组中，所有的探针转接片可具有实质相同的尺寸、厚度与线路分布。
本发明的多部位探测的探针头模组，其中的探针不直接焊设于单一探针头，而是接合在个别的多数个探针转接片，当部份探针故障或磨耗损伤时，仅需置换具有故障探针的探针转接片而不需替换整个的探针头模组，具有节省成本、重工及增加使用方便性的功效。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
附图说明
图1：现有的多部位探测的探针卡的截面示意图。
图2：依据本发明的一具体实施例，多部位探测的探针头模组的截面示意图。
图3：依据本发明的一具体实施例，多部位探测的探针头模的立体示意图。
图4：依据本发明的一具体实施例，多部位探测的探针头模的探针头基板的立体示意图。
图5：依据本发明的一具体实施例，多部位探测的探针头模的其中一探针转接片的截面示意图。
图6A与图6B：依据本发明的一具体实施例，探针转接片的正向与反向立体示意图。
图7A至图7E：依据本发明的一具体实施例，多部位探测的探针头模的其中一探针转接片在制造流程中的截面示意图。
100；探针卡 110：探针头
111：表面 112：探测区
120：印刷电路板 130：探针
131：固定端 132：探测端
200：探针头模组 210：探针头基板
211：表面 212：探测区
213：连接垫 220：探针转接片
221：上表面 222：下表面
223：贯孔 224：金属垫
230：探针 231：固定端
232：探测端 233：连接杆
240：接合端 250：焊接剂
310：印刷电路板
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的多部位探测的探针头模组其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。
本发明的一具体实施例，揭示一种多部位探测的探针头模组。图2为该探针头模组的截面示意图，图3为该探针头模组的立体示意图，图4为该探针头模组的探针头基板的立体示意图。请参阅图2所示，该多部位探测的探针头模组200可装设在一多层印刷电路板310，以组成一探针卡。配合参阅图3，该探针头模组200主要包括一探针头基板210以及多数个探针转接片220，其中多数个探针230设置于该些探针转接片220，每一探针转接片220可对应于一待测集成电路，如一晶圆的其中一晶片或一卷带的其中一封装构造(图未绘出)。请参阅图4所示，该探针头基板210的一表面211定义有多数个矩阵排列的探测区212，每一探测区212内设有多数个连接垫213。该探针头基板210于该些探测区212之外可设置有多数个被动元件，以作电性保护与稳压。
请参阅图5、图6A及图6B所示，该些探针转接片220具有一上表面221与一下表面222，该上表面221设有多数个探针230，该下表面222设有多数个接合端240。在本实施例中，该些接合端240可为焊球，能以回焊方式接合至该些连接垫213。该些探针转接片220可具有多数个贯孔223，以接合该些探针230的一固定端231。此外，每一探针230具有一悬空的探测端232，用以探触晶圆、BGA、TCP或TCP封装件等半导体产品的电极端或测试垫。较佳地，所有的探针转接片220可具有实质相同的尺寸、厚度与线路分布，具有通用性以利替换，故每一探针转接片220可互相共用与置换。
请再参阅图2及图3所示，其中，每一探针转接片220接合至对应的探测区212，以使该些接合端240连接至该些连接垫213。在本实施例中，该些探针转接片220可具有与该探针头基板210相同的热膨胀系数。例如，该些探针转接片220可为半导体、陶瓷或胶片材质。
因此，在上述的多部位探测的探针头模组中，该些探针230不直接焊设于单一探针头，而是接合在个别的多数个探针转接片220，当部份的探针230发生故障或磨耗损伤时，仅需置换具有故障探针的探针转接片220而不需替换整个的探针头模组200(如图2及图3所示)，具有节省成本、重工及增加使用方便性的功效。
图7A至图7E进一步揭示前述探针转接片220设置探针230的制造方法。首先，请参阅图7A所示，提供多数个探针转接片220。每一探针转接片220具有一上表面221、一下表面222及多数个贯孔223，其中该下表面222设有多数个金属垫224，且该些金属垫224位于对应该些贯孔223的一端。在本实施例中，该些贯孔223贯穿该上表面221与该下表面222。
接着，请参阅图7B所示，置入多数个探针230于该些贯孔223中。每一探针230皆具有一固定端231与一探测端232，该些固定端231连接至一连接杆233并位于该些贯孔223内，该些探测端232具有突出于该探针转接片220的一致性高度。接着，请参阅图7C所示，填入一焊接剂250，用以焊接该些探针230的固定端231于该些贯孔223并使该些探针230与该些金属垫224达到电性连接。在本实施例中，该焊接剂250可为无铅焊料。在不同实施例中，该焊接剂250或可为导电胶。
之后，请参阅图7D所示，切断该连接杆233与该些探针230的连接。最后，请参阅图7E所示，设置多数个例如焊球的接合端240于该些探针转接片220的该下表面222，便可制成上述具有探针230的探针转接片220。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (9)
1. 一种多部位探测的探针头模组，其特征在于包括：
一探针头基板，其一表面定义有多数个矩阵排列的探测区，每一探测区内设有多数个连接垫；以及
多数个探针转接片，其具有一上表面与一下表面，该上表面设有多数个探针，该下表面设有多数个接合端；
其中，每一探针转接片接合至对应的探测区，以使该些接合端连接至该些连接垫。
2. 根据权利要求1所述的多部位探测的探针头模组，其特征在于其中所述的探针转接片具有与探针头基板相同的热膨胀系数。
3. 根据权利要求1或2所述的多部位探测的探针头模组，其特征在于其中所述的探针转接片为半导体、陶瓷或胶片材质。
4. 根据权利要求1所述的多部位探测的探针头模组，其特征在于其中所述的探针转接片具有多数个贯孔，以接合该些探针的一端。
5. 根据权利要求4所述的多部位探测的探针头模组，其特征在于其中所述的贯孔内填入有焊接剂，以固定探针。
6. 根据权利要求5所述的多部位探测的探针头模组，其特征在于其中所述的焊接剂为无铅焊料或导电胶。
7. 根据权利要求1或4所述的多部位探测的探针头模组，其特征在于其中所述的接合端为焊球。
8. 根据权利要求1所述的多部位探测的探针头模组，其特征在于其中所有的探针转接片具有实质相同的尺寸、厚度与线路分布。
9. 根据权利要求1所述的多部位探测的探针头模组，其特征在于其中每一探针转接片可对应到一待测集成电路芯片。
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