CN110118883B - 探针卡装置及其信号传输件 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种探针卡装置及其信号传输件，并且上述信号传输件包含有矩形探针及缓冲体。所述矩形探针包含位于相反两侧的第一接触段与第二接触段，所述缓冲体固定于矩形探针的第一接触段的自由端部，并且缓冲体具有小于10微米的一弹性压缩量。其中，所述信号传输件的所述缓冲体能用来抵接于一转接板的电性接点。借此，上述信号传输件能通过缓冲体来吸收公差，进而有效地提升量测精准度。
Description
技术领域
本发明涉及一种检测装置，尤其涉及一种探针卡装置及其信号传输件。
背景技术
如图1所示，现有的探针卡装置100a是以多个探针2a的一端连接于转接板1a上的呈突出状的多个电性接点11a，但由于上述多个探针2a所存在着长度上的公差以及转接板1a上的多个电性接点11a在高度上的公差(如：50微米)，使得所述多个探针2a另一端的共面度不佳，进而影响到现有探针卡装置100a对于待测物的量测精准度。
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
本发明实施例在于提供一种探针卡装置及其信号传输件，其能有效地改善现有探针卡装置所可能产生的缺陷。
本发明实施例公开一种探针卡装置，包括：一转接板，包含有一板面及位于所述板面的多个电性接点；一定位座体，对应设置于多个所述电性接点的一侧；多个信号传输件，各包含有：一矩形探针，设置于所述定位座体，并且所述矩形探针包含有位于相反两侧且穿出所述定位座体的一第一接触段与一第二接触段；一缓冲体，固定于所述矩形探针的所述第一接触段的一自由端部，并且所述缓冲体具有一弹性压缩量；其中，多个所述信号传输件的所述缓冲体分别抵接于多个所述电性接点；并且在每个所述信号传输件及相对应所述电性接点中，所述自由端部能够相对于所述电性接点移动，以使所述缓冲体受压迫地抵接于所述电性接点，并且所述矩形探针与所述电性接点保持电性连接；其中，每个所述自由端部与相对应所述电性接点的相对位置能在所述弹性压缩量内被调整，以使多个所述矩形探针的所述第二接触段末端缘彼此对齐；其中，所述弹性压缩量小于10微米(μm)。
优选地，于每个所述信号传输件中，所述矩形探针在所述自由端部的侧面形成有至少一固定结构，并且所述自由端部与至少一所述固定结构埋置于所述缓冲体内。
优选地，于每个所述信号传输件及相对应的所述电性接点中，所述电性接点形成有凹设于所述板面的一凹槽，所述自由端部与所述缓冲体插设于所述凹槽内，并且所述自由端部能够相对于所述凹槽移动，以使所述缓冲体受压迫地抵接于所述凹槽的一槽底。
优选地，所述转接板包含有一基板、位于所述基板上的多个金属垫、覆盖于所述基板的一绝缘层、及分别连接于多个所述金属垫的多个金属镀层；其中，所述绝缘层的外表面定义为所述板面，所述绝缘层形成有分别裸露多个所述金属垫的多个通孔，多个所述金属镀层镀设于多个所述通孔的内侧壁，并且每个所述金属垫及相连接的所述金属镀层合并定义为一个所述电性接点并且共同包围形成有所述凹槽。
优选地，于每个所述信号传输件中，所述缓冲体的弹性模量大于所述矩形探针的弹性模量，并且所述缓冲体的所述弹性模量为65GPa，而所述矩形探针的所述弹性模量是为60GPa。
优选地，于每个所述信号传输件及相对应所述缓冲体中，所述缓冲体为导电材质所制成，并且所述缓冲体的导电率大于或等于所述矩形探针的导电率，所述缓冲体的所述导电率为4x104S·m-1，而所述矩形探针的所述导电率为4x104S·m-1。
优选地，所述弹性压缩量进一步限定为小于5微米。
本发明实施例也公开一种探针卡装置的信号传输件，包括：一矩形探针，包含有位于相反两侧的一第一接触段与一第二接触段；一缓冲体，固定于所述矩形探针的所述第一接触段的一自由端部，并且所述缓冲体具有一弹性压缩量；其中，所述信号传输件的所述缓冲体能用来抵接于一转接板的一电性接点；其中，所述弹性压缩量小于10微米。
优选地，所述矩形探针在所述自由端部的侧面形成有至少一固定结构，并且所述自由端部与至少一所述固定结构埋置于所述缓冲体内；其中，至少一所述固定结构包含有凹设于所述自由端部的所述侧面的一容置槽及/或自所述自由端部的所述侧面延伸的一固定支架。
优选地，所述缓冲体的弹性模量大于所述矩形探针的弹性模量，并且所述缓冲体的所述弹性模量为65GPa，而所述矩形探针的所述弹性模量是为60GPa；所述缓冲体为导电材质所制成，并且所述缓冲体的导电率大于或等于所述矩形探针的导电率，所述缓冲体的所述导电率为4x104S·m-1，而所述矩形探针的所述导电率为4x104S·m-1；所述弹性压缩量进一步限定为小于5微米。
综上所述，本发明实施例所公开的探针卡装置及其信号传输件，能够通过在所述矩形探针的自由端部固定有能压迫地抵接于电性接点的缓冲件，以使每个自由端部与相对应电性接点可以在弹性压缩量内调整彼此相对位置并保持彼此电性连接，借以有效地吸收上述多个矩形探针之间的长度公差及多个电性接点在高度上的公差，进而使多个矩形探针的第二接触段末端缘彼此对齐，并有效地提升所述探针卡装置的量测精准度。
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，而非对本发明的权利要求保护范围作任何的限制。
附图说明
图1为现有技术中的现有探针卡装置示意图。
图2为本发明实施例一的探针卡装置示意图。
图3为图2的转接板其中一种具体构造的示意图。
图4为本发明实施例二的探针卡装置示意图。
图5为本发明实施例三的探针卡装置示意图。
图6为本发明实施例四的信号传输件示意图(一)。
图7为本发明实施例四的信号传输件示意图(二)。
图8为本发明实施例五的探针卡装置示意图。
具体实施方式
请参阅图2至图8所示，其为本发明的实施例，需先说明的是，本实施例对应附图所提及的相关数量与外型，仅用来具体地说明本发明的实施方式，以便于了解本发明的内容，而非用来局限本发明的保护范围。
[实施例一]
如图2和图3所示，其为本发明的实施例一。本实施例公开一种探针卡装置100，包含有一转接板1、位于上述转接板1一侧的一定位座体2、及设置于上述定位座体2的多个信号传输件M。其中，上述每个信号传输件M的一端抵接于转接板1，而每个信号传输件M的另一端则是用来抵接并测试一待测物(如：半导体晶圆)。
再者，所述信号传输件M不以搭配于转接板1及定位座体2为限。也就是说，在本发明未示出的其他实施例中，所述信号传输件M也可以单独贩卖或应用于其他构件。需先说明的是，本实施例的附图是呈现上述矩形探针3的植针过程示意图，但本发明不受限于此。另，为了便于理解本实施例，所以附图仅呈现探针卡装置100的局部构造，以便于清楚地呈现探针卡装置100的各个组件构造与连接关系。以下将分别介绍所述探针卡装置100的各个组件构造及其连接关系。
所述转接板1包含有一板面11及位于上述板面11的多个电性接点12。本实施例中的每个电性接点12包含有凹设于上述板面11的一凹槽121，并且上述凹槽121的内侧壁为导电材质。需说明的是，本实施例不限制转接板1的具体构造，所以图2的转接板1是以示意的方式呈现。
举例来说，本实施例的转接板1构造可以如图3所示，但不以此为限。其中，转接板1包含有一基板13、位于上述基板13上的多个金属垫14、覆盖于上述基板13的一绝缘层15、及分别连接于上述多个金属垫14的多个金属镀层16。进一步地说，所述绝缘层15的外表面定义为上述转接板1的板面11，所述绝缘层15形成有分别裸露多个金属垫14的多个通孔151，并且多个金属镀层16镀设于多个所述通孔151的内侧壁。其中，每个金属垫14及相连接的金属镀层16合并定义为一个所述电性接点12并且共同包围形成所述凹槽121。
所述定位座体2对应设置于上述转接板1的多个电性接点12一侧，并且定位座体2于本实施例中包含有一第一导板21(upper die)、大致平行于第一导板21的一第二导板22(lower die)、及夹持于上述第一导板21与第二导板22之间的一间隔板23(图中未示出)。其中，所述第一导板21形成有多个第一贯孔211，所述第二导板22形成有多个第二贯孔221，并且上述多个第二贯孔221的位置分别对应于多个第一贯孔211的位置，而每个第二贯孔221的孔径不大于第一贯孔211的孔径。
所述每个信号传输件M包含有一矩形探针3以及一缓冲体4，并且每个矩形探针3设置于所述定位座体2。具体来说，上述多个信号传输件M的矩形探针3大致呈矩阵状排列并穿设于定位座体2，所述多个矩形探针3的一端分别穿出第一导板21的多个第一贯孔211，而多个矩形探针3的另一端分别穿出第二导板22的多个第二贯孔221。也就是说，所述每个矩形探针3是依序穿设于上述第一导板21的相对应第一贯孔211、间隔板23、及第二导板22的相对应第二贯孔221，而穿出上述定位座体2的每个矩形探针3的相反两侧部位分别定义为一第一接触段31与一第二接触段32。
再者，于上述每个信号传输件M中，所述缓冲体4固定于矩形探针3第一接触段31的一自由端部311，并且所述缓冲体4具有一弹性压缩量，上述弹性压缩量于本实施例中小于10微米(μm)、并且较佳是小于5微米。其中，所述缓冲体4的弹性模量大于所述矩形探针3的弹性模量，并且所述缓冲体4的弹性模量为65GPa，而所述矩形探针3的弹性模量为60GPa。
另，所述缓冲体4于本实施例中可以是由金、银、铜或其他导电材质所制成，并且所述缓冲体4的导电率较佳为4x104S·m-1，但本发明不以上述为限。进一步地说，所述缓冲体4的导电率较佳是大于或等于所述矩形探针3的导电率，并且本实施例矩形探针3的导电率为4x104 S·m-1。
所述多个信号传输件M的一端分别***多个电性接点12的凹槽121内，并且使上述多个缓冲体4分别抵接于多个所述电性接点。更详细地说，在每个所述信号传输件M及相对应电性接点12中，所述自由端部311与缓冲体4插设于所述凹槽121内，并且所述自由端部311能够相对于凹槽121移动，以使所述缓冲体4受压迫地抵接于所述凹槽121的一槽底。
再者，于所述每个信号传输件M及相对应电性接点12中，所述自由端部311能够相对于所述电性接点12移动，以使所述缓冲体4受压迫地抵接于所述电性接点12，并且所述矩形探针3(能通过缓冲体而)与所述电性接点12保持电性连接。需说明的是，本实施例中的所述矩形探针3与电性接点12之间的电性连接是通过缓冲体4来达成，也就是说，所述矩形探针3可以不接触于电性接点12，但本发明不受限于此。
据此，每个自由端部311与相对应电性接点12的相对位置能在所述弹性压缩量内被调整，以使所述多个矩形探针3的第二接触段32末端缘彼此对齐。其中，本实施例的“彼此对齐”是指任两个第二接触段32末端缘之间的高度差小于10微米，其远小于多个矩形探针3之间的长度公差(如：50微米)、或是多个电性接点12在高度上的公差。
换个角度来说，所述缓冲体4的弹性压缩量于本实施例中能够用来吸收上述多个矩形探针3之间的长度公差及多个电性接点12在高度上的公差。举例来说，如图2所示，位在左右两外侧但具有不同长度的两个矩形探针3，其第一接触段31在***两个电性接点12的凹槽121内时，该两个第一接触段31能在弹性压缩量内移动不同的距离，以使该两个外侧矩形探针3的第二接触段32末端缘大致呈共平面。再者，如图2所示，位在左侧与中央且具有相同长度的两个矩形探针3，其第一接触段31在***具有不同深度的两个凹槽121内时，该两个第一接触段31能在弹性压缩量内移动相同的距离，以使该两个左侧矩形探针3的第二接触段32末端缘大致呈共平面。
另，虽然本实施例的多个信号传输件M及其分别搭配的多个电性接点12构造皆大致相同，但在本发明未示出的实施例中，所述探针卡装置100的多个信号传输件M其分别搭配的多个电性接点12也可以是形成彼此相异的构造。
[实施例二]
如图4所示，其为本发明的实施例二，本实施例与上述实施例一类似，两者相同的技术特征则不再加以赘述，本实施例与上述实施例一的主要差异如下所载。
具体来说，所述每个信号传输件M的缓冲体4于本实施例中可以是由高分子材料或其他非导电材质所制成，因而所述矩形探针3须保持抵接于电性接点12。进一步地说，本实施例的每个矩形探针3的自由端部311与相对应电性接点12之间的连接为凹凸配合(如：具备紧配合效果的凹凸配合构造)且能在一相对位移量内保持彼此接触，以使每个第一接触段31的自由端部311与相对应电性接点12的相对位置能在所述相对位移量内被调整；其中，所述相对位移量小于弹性压缩量、并且小于10微米(较佳为小于5微米)。
再者，本实施例探针卡装置100的具体结构能够依据设计者的需求而加以调整与改变，而不受限于附图。举例来说，如图4所示，在每个信号传输件M及相对应电性接点12中，所述电性接点12的凹槽121截面大致呈燕尾状，而矩形探针3的自由端部311的构造适于***上述凹槽。再者，当自由端部311在凹槽121内移动时，上述自由端部311的侧缘能保持接触于凹槽121的内侧壁(如：紧配合)。
[实施例三]
如图5所示，其为本发明的实施例三，本实施例与上述实施例二类似，两者相同的技术特征则不再加以赘述，本实施例与上述实施例二的主要差异如下所载。
具体来说，本实施例在每个信号传输件M及相对应电性接点12中，所述电性接点12是突伸出上述转接板1的板面11，并且所述凹槽121自该电性接点12的末端面凹设所形成。其中，所述凹槽121于本实施例中是位在上述转接板1的板面11外侧，但本发明不受限于此。
[实施例四]
如图6和图7所示，其为本发明的实施例四，本实施例与上述实施例一类似，两者相同的技术特征则不再加以赘述，本实施例与上述实施例一的主要差异如下所载。
具体来说，于上述每个信号传输件M中，所述矩形探针3在自由端部311的侧面形成有至少一固定结构312，并且所述自由端部311与至少一固定结构312埋置于上述缓冲体4内。其中，如图6所示，所述固定结构312可以是凹设于自由端部311侧面的至少一容置槽3121，以收容上述缓冲体4而能强化彼此之间的连接强度。再者，如图7所示，所述固定结构312也可以是在自由端部311侧面延伸形成的至少一支撑臂3122，并且上述支撑臂3122埋置于缓冲体4内而能强化彼此之间的连接强度。
[实施例五]
如图8所示，其为本发明的实施例五，本实施例与上述实施例一类似，两者相同的技术特征则不再加以赘述，本实施例与上述实施例一的主要差异如下所载。
具体来说，本实施例在每个信号传输件M及相对应电性接点12中，所述电性接点12未形成有凹槽121、但包含有突伸出上述转接板1板面11的一凸块122，所述矩形探针3的自由端部311形成有一凹槽3111，缓冲体4固定于凹槽3111内，并且所述凹槽3111于所述相对位移量内可移动地套设在该电性接点12的凸块122，借以压迫缓冲体4。
[本发明实施例的技术效果]
综上所述，本发明实施例所公开的探针卡装置100及其信号传输件M，能够通过在所述矩形探针3的自由端部311固定有能压迫地抵接于电性接点12的缓冲体4，以使每个自由端部311与相对应电性接点12可以在弹性压缩量内调整彼此相对位置并保持彼此电性连接，借以有效地吸收上述多个矩形探针3之间的长度公差及多个电性接点12在高度上的公差，进而使多个矩形探针3的第二接触段32末端缘彼此对齐，并有效地提升所述探针卡装置100的量测精准度。
再者，所述探针卡装置100能于所述矩形探针3***凹槽121的过程中，通过上述缓冲体4提供回弹与吸震的功能，进而进一步提升多个矩形探针3的第二接触段32末端缘的共面度。
另，所述信号传输件M能在自由端部311上进一步设有至少一固定结构312，并且所述固定结构312埋置于缓冲体4内而能强化彼此之间的连接强度。
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申请权利要求范围，凡依本发明申请权利要求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 (7)
1.一种探针卡装置，其特征在于，所述探针卡装置包括：
一转接板，包含有一板面及位于所述板面的多个电性接点，每个所述电性接点形成有凹设于所述板面的一凹槽；
一定位座体，对应设置于多个所述电性接点的一侧；以及
多个信号传输件，各包含有：
一矩形探针，设置于所述定位座体，并且所述矩形探针包含有位于相反两侧且穿出所述定位座体的一第一接触段与一第二接触段；及
一缓冲体，固定于所述矩形探针的所述第一接触段的一自由端部，并且所述缓冲体具有一弹性压缩量；
其中，多个所述信号传输件的所述缓冲体的所述弹性压缩量能够用来吸收多个所述矩形探针之间的长度公差及多个所述电性接点在高度上的公差，并且多个所述信号传输件的所述缓冲体分别抵接于多个所述电性接点；并且在每个所述信号传输件及相对应所述电性接点中，所述自由端部与所述缓冲体插设于所述凹槽内，所述自由端部能够相对于所述电性接点的所述凹槽移动，所述自由端部的侧缘紧配合于所述凹槽的内侧壁，以使所述缓冲体受压迫地抵接于所述电性接点的所述凹槽的一槽底，并且所述矩形探针与所述电性接点之间的连接为凹凸紧配合以保持电性连接；
其中，每个所述自由端部与相对应所述电性接点的相对位置能在所述弹性压缩量内被调整，以使多个所述矩形探针的所述第二接触段末端缘彼此对齐；其中，所述弹性压缩量小于10微米；
其中，在具有不同长度的两个所述矩形探针之中，两个所述第一接触段在***两个所述电性接点的所述凹槽内时，两个所述第一接触段能在所述缓冲体的所述弹性压缩量内移动不同的距离，以使两个所述矩形探针的所述第二接触段的所述末端缘呈共平面；
其中，在具有相同长度的两个所述矩形探针之中，两个所述第一接触段在***具有不同深度的两个所述凹槽内时，两个所述第一接触段能在所述缓冲体的所述弹性压缩量内移动相同的距离，以使两个所述矩形探针的所述第二接触段的所述末端缘呈共平面。
2.依据权利要求1所述的探针卡装置，其特征在于，于每个所述信号传输件中，所述矩形探针在所述自由端部的侧面形成有至少一固定结构，并且所述自由端部与至少一所述固定结构埋置于所述缓冲体内。
3.依据权利要求1所述的探针卡装置，其特征在于，所述转接板包含有一基板、位于所述基板上的多个金属垫、覆盖于所述基板的一绝缘层、及分别连接于多个所述金属垫的多个金属镀层；其中，所述绝缘层的外表面定义为所述板面，所述绝缘层形成有分别裸露多个所述金属垫的多个通孔，多个所述金属镀层镀设于多个所述通孔的内侧壁，并且每个所述金属垫及相连接的所述金属镀层合并定义为一个所述电性接点并且共同包围形成有所述凹槽。
4.依据权利要求1所述的探针卡装置，其特征在于，于每个所述信号传输件中，所述缓冲体的弹性模量大于所述矩形探针的弹性模量，并且所述缓冲体的所述弹性模量为65GPa，而所述矩形探针的所述弹性模量是为60GPa。
5.依据权利要求1所述的探针卡装置，其特征在于，所述弹性压缩量进一步限定为小于5微米。
6.依据权利要求2所述的探针卡装置，其特征在于，于每个所述信号传输件中，至少一所述固定结构包含有凹设于所述自由端部的所述侧面的一容置槽及/或自所述自由端部的所述侧面延伸的一固定支架。
7.依据权利要求1所述的探针卡装置，其特征在于，于每个所述信号传输件中，所述缓冲体为导电材质所制成，并且所述缓冲体的导电率大于或等于所述矩形探针的导电率，所述缓冲体的所述导电率为4x104 S·m-1，而所述矩形探针的所述导电率为4x104 S·m-1。
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