CN110389243B - 探针卡装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种探针卡装置，所述矩形探针包含上定位段、上接触段、形变段、下定位段及下接触段。所述上定位段包含有错位部、自错位部沿第一方向延伸的第一定位部及自错位部沿平行但相反于第一方向的第二方向延伸的第二定位部。在垂直所述第一方向的宽度方向上，第一定位部的宽度为错位部宽度的95％至25％，第二定位部的宽度为错位部宽度的95％至25％。上接触段自第一定位部沿第一方向延伸所形成。所述形变段、下定位段及下接触段依序自第二定位部沿第二方向延伸所形成。据此，提供一种结构有别于以往的矩形探针。

Description

探针卡装置
技术领域
本发明涉及一种探针，尤其涉及一种探针卡装置及其矩形探针。
背景技术
半导体芯片进行测试时，测试设备是通过一探针卡装置而与待测物电性连接，并借由信号传输及信号分析，以获得待测物的测试结果。现有的探针卡装置设有对应待测物的电性接点而排列的多个探针，以借由上述多个探针同时点接触待测物的相对应电性接点。
更详细地说，现有探针卡装置的探针包含有以微机电***(Microelectromechanical Systems，MEMS)技术所制造矩形探针，其外型可依据设计者需求而成形。然而，现有矩形探针的研发方向已被既有的结构设计所局限，因而难以提供有别于以往的技术效果。
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矩形探针，其能有效地改善现有矩形探针所可能产生的缺陷。
本发明实施例公开一种探针卡装置，包括一上导板单元、一下导板及多个矩形探针。上导板单元包含有彼此间隔设置的一第一导板与一第二导板；下导板间隔地位于所述第二导板远离所述第一导板的一侧，并且所述下导板与所述第二导板之间的距离大于所述第一导板与所述第二导板之间的距离；多个矩形探针各包含一上定位段、一上接触段、一形变段、一下定位段及一下接触段。上定位段包含有一错位部、自所述错位部沿一第一方向延伸的一第一定位部及自所述错位部沿平行但相反于所述第一方向的一第二方向延伸的一第二定位部，并且平行所述第一方向的所述第一定位部的一中心轴线未重叠于平行所述第二方向的所述第二定位部的一中心轴线；其中，在垂直所述第一方向的一宽度方向上，所述第一定位部的宽度为所述错位部宽度的95％至25％，并且所述第二定位部的宽度为所述错位部宽度的95％至25％；上接触段自所述第一定位部沿所述第一方向延伸所形成；一形变段、一下定位段及一下接触段，依序自所述第二定位部沿所述第二方向延伸所形成；其中，多个所述矩形探针的所述上定位段分别位于所述上导板单元内，多个所述矩形探针的所述下定位段分别位于所述下导板内，而多个所述矩形探针的所述形变段位于所述第二导板与所述下导板之间；其中，当所述第一导板相对于所述第二导板沿所述宽度方向位移时，所述第一导板与所述第二导板分别沿相反方向顶抵于每个所述矩形探针的所述第一定位部与所述第二定位部，并且每个所述矩形探针的所述错位部位于所述第一导板与所述第二导板之间。
优选地，于每个所述矩形探针中，所述第一定位部的所述中心轴线以及所述第二定位部的所述中心轴线相隔有介于一错位距离，并且所述错位距离介于3微米至280微米。
优选地，于每个所述矩形探针中，所述错位部与所述第一定位部共同形成有一第一角落，并且所述错位部与所述第二定位部共同形成有一第二角落；当所述第一导板相对于所述第二导板沿所述宽度方向位移时，所述第一导板顶抵于所述第一角落，并且所述第二导板顶抵于所述第二角落。
优选地，于每个所述矩形探针中，所述上接触段呈直条状，并且垂直所述第一方向的所述上接触段的任一截面的面积皆不大于垂直所述第一方向的所述第一定位部的任一截面的面积。
优选地，当所述上导板单元相对于所述下导板沿垂直所述第二方向的一倾斜方向进行偏移时，所述上导板单元与所述下导板压迫每个所述矩形探针的所述上定位段与所述下定位段，以使每个所述矩形探针的所述形变段受力而呈弯曲且形变状。
优选地，所述探针卡装置包括有一转接板，并且所述转接板抵接固定于多个所述矩形探针的所述上接触段，而多个所述矩形探针的所述下接触段用来弹性地且可分离地顶抵于一待测物。
优选地，所述上导板单元包含有夹持于所述第一导板与所述第二导板之间的一支撑板，并且所述支撑板内缘形成有一容置空间，多个所述错位部彼此间隔地位于所述容置空间中；所述探针卡装置包括有夹持于所述第二导板与所述下导板之间的一间隔板，并且所述间隔板内缘形成有一容置孔，多个所述形变段彼此间隔地位于所述间隔板的所述容置孔内。
本发明实施例也公开一种探针卡装置的矩形探针，包括一上定位段、一上接触段、一形变段、一下定位段及一下接触段。上定位段包含有一错位部、自所述错位部沿一第一方向延伸的一第一定位部及自所述错位部沿平行但相反于所述第一方向的一第二方向延伸的一第二定位部，并且平行所述第一方向的所述第一定位部的一中心轴线未重叠于平行所述第二方向的所述第二定位部的一中心轴线；其中，在垂直所述第一方向的一宽度方向上，所述第一定位部的宽度为所述错位部宽度的95％至25％，所述第二定位部的宽度为所述错位部宽度的95％至25％；上接触段自所述第一定位部沿所述第一方向延伸所形成；一形变段、一下定位段及一下接触段，依序自所述第二定位部沿所述第二方向延伸所形成。
优选地，所述第一定位部的中心轴线以及所述第二定位部的中心轴线相隔有介于一错位距离，并且所述错位距离介于3微米至280微米。
优选地，所述第一定位部沿所述第二方向正投影所形成的一投影区域，其覆盖局部所述第二定位部。
综上所述，本发明实施例所公开的探针卡装置及其矩形探针，通过在上定位段形成有相连于错位部且呈彼此错位设置的第一定位部与第二定位部，以使所述矩形探针形成为有别于以往的构造，进而使矩形探针的上定位段具有独立进行定位的效果。进一步地说，本发明实施例所公开的探针卡装置，其通过采用第一导板与第二导板搭配于上述每个矩形探针的上定位段，以使所述矩形探针能够有效地被定位于上导板单元。
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为本发明实施例一的矩形探针的示意图。
图2为本发明实施例一的矩形探针另一方式的示意图。
图3为本发明实施例二的探针卡装置的探针座示意图(一)。
图4为本发明实施例二的探针卡装置的探针座示意图(二)。
图5为图4中的V区域的局部放大示意图。
图6为本发明实施例二的探针卡装置的探针座示意图(三)。
图7为本发明实施例二的探针卡装置示意图。
具体实施方式
[实施例一]
请参阅图1和图2，其为本发明的实施例一，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。
本实施例公开一种矩形探针1，尤其是指一种探针卡装置的矩形探针1。其中，所述矩形探针1于本实施例中为可导电且具有可挠性的长条状构造。本实施例的矩形探针1较佳是限定使用微机电***(MEMS)技术所制造，所以本实施例是排除制造工序截然不同的圆形探针。换句话说，本实施例的矩形探针1相较于圆形探针来说，由于两者的制造工序截然不同，所以并未有彼此参考的动机存在。
所述矩形探针1于本实施例中包含有一上定位段11、自所述上定位段11一端(如：图1中的上定位段11顶端)延伸的一上接触段12以及自所述上定位段11另一端(如：图1中的上定位段11底端)依序延伸的一形变段13、一下定位段14与一下接触段15。
于本实施例中，所述上定位段11包含有一错位部111、自所述错位部111(的顶缘)沿一第一方向D1(如：图1中的朝上方向)延伸的一第一定位部112及自所述错位部111(的底缘)沿平行但相反于所述第一方向D1的一第二方向D2(如：图1中的朝下方向)延伸的一第二定位部113。
其中，于垂直所述第一方向D1的一宽度方向W上，所述第一定位部112的宽度W112为所述错位部111宽度W111的95％至25％，所述第二定位部113的宽度W113为所述错位部111宽度W111的95％至25％。需说明的是，本实施例的第一定位部112宽度W112较佳是等同于第二定位部113宽度W113，但本发明不受限于此。
再者，平行第一方向D1的所述第一定位部112的一中心轴线C112未重叠于平行第二方向D2的所述第二定位部113的一中心轴线C113。也就是说，所述第一定位部112与第二定位部113的位置相较于错位部111呈彼此错位设置。所述第一定位部112的中心轴线C112以及所述第二定位部113的中心轴线C113相隔有介于一错位距离Ds，并且所述错位距离Ds介于3微米至250微米，但本发明不受限于此。
进一步地说，本实施例的矩形探针1包含有两种实施方式，如图1所示，所述第一定位部112沿第二方向D2正投影所形成的一投影区域，其位于所述第二定位部113的外侧(如：所述第一定位部112的50％宽度W112与第二定位部113的50％宽度W113两者的和小于上述错位距离Ds)；或者，如图2所示，所述第一定位部112沿第二方向D2正投影所形成的一投影区域，其覆盖局部所述第二定位部113(如：所述第一定位部112的50％宽度W112与第二定位部113的50％宽度W113两者的和大于上述错位距离Ds)。
另外，所述错位部111与第一定位部112共同形成有一第一角落114，并且所述错位部111与第二定位部113共同形成有一第二角落115。上述第一角落114与第二角落115较佳是各呈90度，也就是说，所述第一定位部112是大致垂直地连接于上述错位部111，并且所述第二定位部113也是大致垂直地连接于上述错位部111，但本发明不以此为限。
所述上接触段12自所述第一定位部112沿第一方向D1延伸所形成，并且垂直所述第一方向D1的上接触段12的任一截面的面积皆不大于垂直所述第一方向D1的第一定位部112的任一截面的面积。其中，本实施例的上接触段12较佳是呈直条状，也就是说，本实施例的上接触段12较佳是未形成有任何突出状的构造，但本发明不受限于此。
所述形变段13、下定位段14及下接触段15是依序自所述第二定位部113沿第二方向D2延伸所形成。也就是说，所述上定位段11的第二定位部113、形变段13、下定位段14及下接触段15于本实施例中的原有形状是呈直线状且较佳是具备有大致相同的宽度，但本发明不受限于此。
据此，所述矩形探针1通过在上定位段11形成有相连于错位部111且呈彼此错位设置的第一定位部112与第二定位部113，以使所述矩形探针1形成为有别于以往的构造。
[实施例二]
如图3至图7所示，其为本发明的实施例二，本实施例公开一种探针卡装置1000，包含有一探针座100以及抵接于上述探针座100一侧(如：图7中的探针座100顶侧)的一转接板200，并且所述探针座100的另一侧(如：图7中的探针座100底侧)能用来测试一待测物(图未示出，如：半导体晶片)。其中，本实施例的探针座100虽是以搭配于所述转接板200作一说明，但所述探针座100的实际应用并不受限于此。
需先说明的是，为了便于理解本实施例，所以附图仅呈现探针卡装置1000的局部构造，以便于清楚地呈现探针卡装置1000的各个组件构造与连接关系。以下将分别介绍所述探针座100的各个组件构造及其连接关系。
如图3至图5所示，所述探针座100包含有一上导板单元2、大致平行于所述上导板单元2的一下导板3、夹持于所述上导板单元2与下导板3之间的一间隔板4及穿设于上导板单元2与下导板3的多个矩形探针1。其中，本实施例的每个矩形探针1是采用如同上述实施一所记载的矩形探针1(如：图1及图2所示)，所以在此不对矩形探针1的具体构造加以赘述。
再者，由于本实施例探针座100的多个矩形探针1构造皆大致相同，为了便于理解本实施例，所以附图仅呈现探针卡装置1000的局部构造(三个矩形探针1及其相对应的构造)，以便于清楚地呈现探针卡装置1000的各个组件构造与连接关系。然而，在本发明未示出的其他实施例中，所述探针座100的多个矩形探针1也可以是具有彼此相异的构造。
如图3至图5所示，所述上导板单元2于本实施例中包含有一第一导板21、与第一导板21呈间隔设置的一第二导板22及夹持于所述第一导板21与第二导板22之间的一支撑板23。其中，所述第一导板21形成有多个第一穿孔211，并且所述第二导板22形成有多个第二穿孔221。所述多个第一穿孔211的位置分别一对一地对应于多个第二穿孔221的位置，并且上述任一个第一穿孔211的尺寸较佳是不小于任一个第二穿孔221的尺寸。
再者，所述第一穿孔211的尺寸是不小于上述矩形探针1的错位部111尺寸，以提供上述矩形探针1的上定位段11穿过第一穿孔211。所述第二穿孔221的尺寸则是小于上述矩形探针1的错位部111尺寸，以使上述矩形探针1的错位部111无法穿过第二穿孔221。换个角度来说，本实施例矩形探针1的错位部111宽度W111(如：垂直第一方向D1的错位部111任一宽度)是不大于第一穿孔211相对应处的宽度W211、并且大于第二穿孔221相对应处的宽度W221。
所述支撑板23的厚度大致等同于上述矩形探针1的错位部111厚度，并且支撑板23的内缘形成有一容置空间231。其中，所述支撑板23抵接于上述第一导板21与第二导板22，以使第一导板21与第二导板22能保持彼此间隔设置，并且上述第一导板21的多个第一穿孔211与第二导板22的多个第二穿孔221皆连通于支撑板23的容置空间231。
此外，本实施例虽是以支撑板23夹持于所述第一导板21与第二导板22之间来说明，但本发明不受限于此。举例来说，在本发明未示出的其他实施例中，能在所述第一导板21的局部加厚，以顶抵于第二导板22，借以省略上述支撑板23；或者，所述上导板单元2以一第三导板取代上述支撑板23。
如图3至图5所示，所述下导板3形成有多个下穿孔31，并且每个下穿孔31的尺寸较佳是不大于任一个第二穿孔221的尺寸。其中，所述下导板3间隔地位于所述第二导板22远离第一导板21的一侧(如：图3中第二导板22的下侧)，并且所述下导板3与第二导板22之间的距离大于所述第一导板21与第二导板22之间的距离。
再者，所述间隔板4的厚度大致等同于上述矩形探针1的形变段13长度，并且所述间隔板4内缘形成有一容置孔41。其中，所述间隔板4夹持于所述第二导板22与下导板3之间，以使第二导板22与下导板3能保持彼此间隔设置，并且上述第二导板22的多个第二穿孔221与下导板3的多个下穿孔31皆连通于间隔板4的容置孔41。
此外，本实施例虽是以间隔板4夹持于所述第二导板22与下导板3之间来说明，但本发明不受限于此。在本发明未示出的其他实施例中，所述第二导板22与下导板3也可以通过其他方式而保持彼此间隔设置。
如图3所示，上述每个矩形探针1依序穿过上导板单元2、间隔板4及下导板3。其中，多个矩形探针1的上定位段11分别位于上导板单元2内，并且多个矩形探针1的形变段13位于第二导板22与下导板3之间(也就是，多个形变段13彼此间隔地位于所述间隔板4的容置孔41内)，多个矩形探针1的下定位段14分别位于下导板3(的下穿孔31)内，而多个矩形探针1的上接触段12与下接触段15则是分别位于上导板单元2与下导板3彼此远离的外侧(如：图3中的上导板单元2上侧与下导板3下侧)。
进一步地说，多个上定位段11的第一定位部112分别位于所述第一导板21的多个第一穿孔211内，多个上定位段11的第二定位部113分别位于所述第二导板22的多个第二穿孔221内，而所述上定位段11的多个错位部111彼此间隔地位于所述支撑板23的容置空间231中。
如图4和图5所示，当所述第一导板21相对于第二导板22沿上述宽度方向W位移时，本实施例的第一导板21与第二导板22分别沿相反方向顶抵于每个矩形探针1的第一定位部112与第二定位部113，并且每个矩形探针1的错位部111位于所述第一导板21与第二导板22之间。
进一步地说，当所述第一导板21相对于第二导板22沿所述宽度方向W位移时，本实施例的第一导板21顶抵于上述每个矩形探针1的第一角落114，并且所述第二导板22顶抵于每个矩形探针1的第二角落115；也就是说，每个矩形探针1的错位部111夹持于所述第一导板21与第二导板22之间。然而，在本发明未示出的其他实施例中，每个矩形探针1的错位部111也可以是设置于第二导板22上，但未夹持于所述第一导板21与第二导板22之间。
据此，所述探针卡装置1000通过采用第一导板21与第二导板22搭配于上述每个矩形探针1的上定位段11，以使所述每个矩形探针1能够有效地被定位于上导板单元2。
再者，如图6所示，当所述上导板单元2相对于下导板3沿垂直所述第二方向D2的一倾斜方向进行偏移时(如：移动整个上导板单元2、或是移动下导板3)，所述上导板单元2与下导板3压迫上述每个矩形探针1的上定位段11与下定位段14，以使每个矩形探针1的形变段13受力而呈弯曲且形变状。也就是说，若是矩形探针的形变段并非受力而弯曲(如：直接成形为弯曲状)，则非为本实施例所指的矩形探针1。其中，所述倾斜方向于本实施例中较佳是与上述宽度方向W位于相同平面且相夹有一锐角，但本发明不受限于此。
如图7所示，所述转接板200抵接固定于上述多个矩形探针1的上接触段12，而所述多个矩形探针1的下接触段15用来弹性地且可分离地顶抵于一待测物(图未示出，如：半导体晶片)。也就是说，本实施例中的上导板单元2与每个矩形探针1的上定位段11是邻设于转接板200，所以本实施例较佳是排除上导板单元2或每个矩形探针1的上定位段11邻近于待测物的情况。
[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1000及其矩形探针1，通过在上定位段11形成有相连于错位部111且呈彼此错位设置的第一定位部112与第二定位部113，以使所述矩形探针1形成为有别于以往的构造，进而使矩形探针1的上定位段11具有独立进行定位的效果。进一步地说，本发明实施例所公开的探针卡装置1000，其通过采用第一导板21与第二导板22搭配于上述每个矩形探针1的上定位段11，以使所述矩形探针1能够有效地被定位于上导板单元2。
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 (7)

1.一种探针卡装置，其特征在于，所述探针卡装置包括：
一上导板单元，包含有彼此间隔设置的一第一导板与一第二导板；
一下导板，间隔地位于所述第二导板远离所述第一导板的一侧，并且所述下导板与所述第二导板之间的距离大于所述第一导板与所述第二导板之间的距离；以及
多个矩形探针，各包含：
一上定位段，包含有一错位部、自所述错位部沿一第一方向延伸的一第一定位部及自所述错位部沿平行但相反于所述第一方向的一第二方向延伸的一第二定位部，并且平行所述第一方向的所述第一定位部的一中心轴线未重叠于平行所述第二方向的所述第二定位部的一中心轴线；其中，所述第一定位部垂直地连接于所述错位部，并且所述第二定位部垂直地连接于所述错位部；在垂直所述第一方向的一宽度方向上，所述第一定位部的宽度为所述错位部宽度的95％至25％，并且所述第二定位部的宽度为所述错位部宽度的95％至25％；
一上接触段，自所述第一定位部沿所述第一方向延伸所形成；及
一形变段、一下定位段及一下接触段，依序自所述第二定位部沿所述第二方向延伸所形成；
其中，多个所述矩形探针的所述上定位段分别位于所述上导板单元内，多个所述矩形探针的所述下定位段分别位于所述下导板内，而多个所述矩形探针的所述形变段位于所述第二导板与所述下导板之间；
其中，当所述第一导板相对于所述第二导板沿所述宽度方向位移时，所述第一导板与所述第二导板分别沿相反方向顶抵于每个所述矩形探针的所述第一定位部与所述第二定位部，并且每个所述矩形探针的所述错位部位于所述第一导板与所述第二导板之间。
2.依据权利要求1所述的探针卡装置，其特征在于，于每个所述矩形探针中，所述第一定位部的所述中心轴线以及所述第二定位部的所述中心轴线相隔有介于一错位距离，并且所述错位距离介于3微米至280微米。
3.依据权利要求1所述的探针卡装置，其特征在于，于每个所述矩形探针中，所述错位部与所述第一定位部共同形成有一第一角落，并且所述错位部与所述第二定位部共同形成有一第二角落；当所述第一导板相对于所述第二导板沿所述宽度方向位移时，所述第一导板顶抵于所述第一角落，并且所述第二导板顶抵于所述第二角落。
4.依据权利要求1所述的探针卡装置，其特征在于，于每个所述矩形探针中，所述上接触段呈直条状，并且垂直所述第一方向的所述上接触段的任一截面的面积皆不大于垂直所述第一方向的所述第一定位部的任一截面的面积。
5.依据权利要求1所述的探针卡装置，其特征在于，当所述上导板单元相对于所述下导板沿垂直所述第二方向的一倾斜方向进行偏移时，所述上导板单元与所述下导板压迫每个所述矩形探针的所述上定位段与所述下定位段，以使每个所述矩形探针的所述形变段受力而呈弯曲且形变状。
6.依据权利要求1所述的探针卡装置，其特征在于，所述探针卡装置包括有一转接板，并且所述转接板抵接固定于多个所述矩形探针的所述上接触段，而多个所述矩形探针的所述下接触段用来弹性地且可分离地顶抵于一待测物。
7.依据权利要求1所述的探针卡装置，其特征在于，所述上导板单元包含有夹持于所述第一导板与所述第二导板之间的一支撑板，并且所述支撑板内缘形成有一容置空间，多个所述错位部彼此间隔地位于所述容置空间中；所述探针卡装置包括有夹持于所述第二导板与所述下导板之间的一间隔板，并且所述间隔板内缘形成有一容置孔，多个所述形变段彼此间隔地位于所述间隔板的所述容置孔内。
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