TWI570416B - The probe base of the vertical probe device - Google Patents

Description

垂直式探針裝置之探針座

本發明係與用於探針卡之探針裝置有關，特別是關於一種垂直式探針裝置之探針座。

半導體晶片進行測試時，測試機係透適一探針卡而與待測物(Device Under Test；簡稱DUT)電性連接，並藉由訊號傳輸及訊號分析而獲得待測物的測試結果。習用之探針卡通常係由一電路板及一探針裝置組成，或者更包含有一設於該電路板及該探針裝置之間的空間轉換器。習用之垂直式探針裝置通常包含有一探針座，以及多數概呈直立地穿設於該探針座之垂直式探針(vertical probe)，該等垂直式探針(例如彈簧針pogo pin)係對應待測物之電性接點而排列，以同時點觸該等電性接點。

前述垂直式探針裝置之探針座通常包含有依序相疊之上、中、下導板，該上、下導板分別設有多數探針孔，該中導板係設於上、下導板之間且呈中空狀，亦即，該中導板中央設有一貫穿槽，該上、下導板之探針孔係隔著該貫穿槽而相對，各該垂直式探針係穿設於該上導板之探針孔，並穿設於該下導板之探針孔，且穿過該中導板之貫穿槽，各該垂直式探針係以其凸伸出該下導板之底端點觸待測物之電性接點。

當待測物之電性接點相當密集時，探針裝置亦需對應地設有密集分布之大量探針，甚至，若該探針裝置為能同時對複數待測物進行點測之平行測試探針裝置(Multi-DUT probe head)，則會設有更多探針。然而，該中導板因呈中空狀而使該探針座剛性較差且提供該上、下導板可彈性變形之空間，因此，當設於該探針座之大量探針同時進行點測時，其反作用力容易造成該探針座彎曲變形。尤其，對於平行測試探針裝置(Multi-DUT probe head)之探針座，其各導板面積大，且其中導板之貫穿槽範圍也大，又因設有更多探針而會受到更大之反作用力，因此更容易產生 探針座彎曲變形之問題。

有鑑於上述缺失，本發明之主要目的在於提供一種垂直式探針裝置之探針座，係具有較佳之剛性，因此可避免彎曲變形之問題。

為達成上述目的，本發明所提供之垂直式探針裝置之探針座包含有一下導板、一固定在該下導板上之中導板、至少一固定在該中導板上之上導板，以及至少一補強板。該下導板具有複數下探針孔，以供複數探針分別穿設於該等下探針孔。該中導板具有至少一貫穿槽，各該下探針孔係位於該中導板之貫穿槽下方，以供該等探針穿過該中導板之貫穿槽。該至少一上導板具有複數上探針孔，各該上探針孔係位於該中導板之貫穿槽上方，以供該等探針分別穿設於該等上探針孔。該至少一補強板係固定地設置於該至少一貫穿槽內，且該至少一補強板設有複數中探針孔，以供該等探針分別穿設於該等中探針孔。

藉此，本發明之探針座因具有該至少一補強板而具有較佳之剛性，因此可避免彎曲變形之問題。尤其，該至少一補強板可製作成概與該至少一貫穿槽互補之形狀，藉以產生更加良好之剛性。該至少一補強板固定地設置於該至少一貫穿槽內之方式，可藉由螺絲鎖固於該下導板，但不以此為限。

較佳地，該中導板之貫穿槽的至少一邊緣可具有一呈凸出狀之補強塊；該中導板之補強塊可藉由螺絲固定於該下導板；如此一來，該補強塊亦可提升該探針座之剛性。更佳地，該中導板之貫穿槽可具有相對之二該補強塊，亦即在貫穿槽之二相對邊緣各設有一該補強塊，藉以達到更加良好之剛性。

較佳地，該下導板可具有複數伸入該中導板之貫穿槽內的凸塊，該至少一補強板係藉由螺絲固定於該等凸塊。更佳地，該等凸塊中可包含有分別位於該中導板之貫穿槽二相對邊緣的二邊緣凸塊；此外，該中導板之貫穿槽的二相對邊緣可分別具有一呈凸出狀之補強塊，且該等凸塊中可包含有一位於該二補強塊之間的中央凸塊。藉此，該等凸塊亦可提升該探針座之剛性，並具有使中、下導板相互定位之功效，且該中央凸塊可在具相當範圍之貫穿槽中央產生支撐效果，藉以達到更加良好之剛性。

較佳地，該探針座可具有複數檢測區，各該檢測區係用以對應一待測物，前述之補強塊及中央凸塊可位於相鄰之二該檢測區之間。換言之，該探針座可為平行測試探針裝置(Multi-DUT probe head)之探針座，在此狀況下，前述之補強板、補強塊及凸塊亦可有效地提升該探針座之剛性，且前述之補強塊及中央凸塊可在間隔相當距離之相鄰檢測區之間產生支撐效果，藉以達到更加良好之剛性。

較佳地，該探針座可具有複數探針安裝區域，各該探針安裝區域具有一該上導板、一該補強板以及一該貫穿槽，且該等探針安裝區域共用同一該下導板及同一該中導板。換言之，該探針座可採用多片式設計的上導板及補強板搭配單片式設計的中導板及下導板，如此亦可有效地提升該探針座之剛性。

有關本發明所提供之垂直式探針裝置之探針座的詳細構造、特點、組裝或使用方式，將於後續的實施方式詳細說明中予以描述。然而，在本發明領域中具有通常知識者應能瞭解，該等詳細說明以及實施本發明所列舉的特定實施例，僅係用於說明本發明，並非用以限制本發明之專利申請範圍。

10‧‧‧探針座

12‧‧‧檢測區

14‧‧‧探針安裝區域

20‧‧‧下導板

22‧‧‧探針穿設區

24‧‧‧下探針孔

26‧‧‧邊緣凸塊

28‧‧‧中央凸塊

30‧‧‧中導板

32‧‧‧貫穿槽

321、322、323、324‧‧‧邊緣

34‧‧‧補強塊

36‧‧‧探針容置區

40‧‧‧上導板

42‧‧‧探針穿設區

44‧‧‧上探針孔

50‧‧‧補強板

52‧‧‧探針穿設區

54‧‧‧中探針孔

61、62、63‧‧‧螺絲

第1圖為本發明一較佳實施例所提供之垂直式探針裝置之探針座的立體組合圖；第2圖為本發明該較佳實施例所提供之垂直式探針裝置之探針座的立體分解圖；第3圖為一立體組合圖，係顯示本發明該較佳實施例所提供之垂直式探針裝置之探針座的一下導板與一中導板之組合態樣；第4圖為一立體組合圖，係顯示本發明該較佳實施例所提供之垂直式探針裝置之探針座的下導板、中導板與二補強板之組合態樣；第5圖為本發明該較佳實施例所提供之垂直式探針裝置之探針座的頂 視圖；以及第6圖至第8圖分別為第5圖沿剖線6-6、剖線7-7及剖線8-8之剖視圖。

請參閱各圖式，本發明一較佳實施例所提供之垂直式探針裝置之探針座10主要包含有一下導板20、一中導板30、二上導板40，以及二補強板50。

在本實施例中，該探針座10係能應用於同時對複數待測物進行點測之平行測試探針裝置(Multi-DUT probe head)，更明確地說，該探針座10具有四檢測區12(如第1圖所示)，各該檢測區12係用以對應一待測物(圖中未示)，當該探針座10之檢測區12皆設置探針(圖中未示)時，可同時對四待測物進行檢測。然而，本發明之探針座不限為可同時檢測複數待測物者，亦即，本發明之探針座可僅有單一檢測區。

如第2圖所示，該中導板30具有二貫穿槽32，各該貫穿槽32之二相對邊緣321、322分別具有一呈凸出狀之補強塊34，該等補強塊34將具有相當範圍之各該貫穿槽32區分成相連通之二探針容置區36。該二補強板50係概呈與該二貫穿槽32互補之形狀，更明確地說，各該補強板50之外輪廓形狀概與各該貫穿槽32之內周緣形狀相同，但補強板50之尺寸係略小於貫穿槽32。

如第3圖所示，該中導板30係藉由八螺絲61而固定在該下導板20上，且其中四該螺絲61係分別將該四補強塊34固定於該下導板20，各該螺絲61係由下而上地穿過該下導板20並鎖固於該中導板30(如第6圖及第8圖所示)。該下導板20具有分別與該等探針容置區36位置對應之四探針穿設區22，各該探針穿設區22設有複數下探針孔24，各該下探針孔24係位於其對應之探針容置區36下方，以供複數探針(圖中未示)分別穿設於該等下探針孔24，且該等探針亦穿過該中導板30之貫穿槽32。

如第4圖所示，該二補強板50係分別藉由五螺絲62而固定在該下導板20上，且該二補強板50係分別設置於該二貫穿槽32內，各該螺絲62係由上而下地穿過補強板50並鎖固於該下導板20(如第6圖及第8圖所示)。各該補強板50不限於固定在該下導板20，只要可固定地設置於 貫穿槽32內即可。該二補強板50分別具有二探針穿設區52，該等探針穿設區52分別位於該等探針容置區36內，各該探針穿設區52設有複數中探針孔54，以供前述之複數探針分別穿設於該等中探針孔54。

如第1圖所示，本實施例之探針座10可定義出二探針安裝區域14，各該探針安裝區域14具有二該檢測區12、一該上導板40、一該補強板50以及一該貫穿槽32，且該二探針安裝區域14共用同一該下導板20及同一該中導板30。

在本實施例中，該下導板20在該二探針安裝區域14分別有三凸塊26、28(如第3圖所示)，係由可拆卸的三個板件鎖合於該下導板20之基板上而形成，或者與下導板20之基板一體成型(如第6圖及第8圖所示)，其中包含二面積較大之邊緣凸塊26及一面積較小之中央凸塊28，該等凸塊26、28係伸入該中導板30之貫穿槽32內。在各該貫穿槽32內，該中央凸塊28係位於前述之二相對邊緣321、322凸出之補強塊34之間，該二邊緣凸塊26係分別位於鄰接另二相對邊緣323、324之位置處，該補強板50係固定於該等凸塊26、28。

如第5圖及第7圖所示，該二上導板40係分別藉由八螺絲63而固定在該中導板30上，各該螺絲63係由上而下地穿過上導板40並鎖固於該中導板30。如第2圖所示，該二上導板40分別具有二探針穿設區42，該等探針穿設區42分別與該等探針容置區36位置對應，各該探針穿設區42設有複數上探針孔44，各該上探針孔44係位於其對應之探針容置區36上方，以供前述之複數探針分別穿設於該等上探針孔44。

換言之，各該探針係同時穿設於一該上探針孔44、一該中探針孔54及一該下探針孔24且穿過一該貫穿槽32。值得一提的是，各該檢測區12實際上會設有相當多探針(大約1000~5000根探針)，因此各該探針穿設區22、42、52會密集地設有與探針數量相同且尺寸相當小的探針孔24、44、54。然而，為了簡化圖式並清楚地顯示出探針孔，在本實施例之圖式中，各該探針穿設區22、42、52僅繪製出五探針孔24、44、54，且各該探針孔24、44、54之尺寸並未照實際比例繪製。

前述之探針座10因具有各該補強板50而具有較佳之剛性，因此，當穿設於該探針座10之大量探針同時點觸待測物而使該探針座10 受到相當大的反作用力時，該探針座10仍可避免產生彎曲變形之問題。尤其，各該補強板50可(但不限於)製作成概與各該貫穿槽32互補之形狀，藉以提供更加良好之剛性。此外，前述該中導板30之貫穿槽32邊緣的補強塊34以及該下導板20之凸塊26、28亦有提升探針座10剛性之功效，且其中該等凸塊26、28更具有使中、下導板30、20相互定位之功效。此外，各該貫穿槽32內可以設置多片補強板50，以配合探針長度來調整補強板50疊加數量。

在該探針座10係應用於平行測試探針裝置(Multi-DUT probe head)的情況下，亦即在該探針座10具有複數檢測區12的情況下，同一貫穿槽32為至少二檢測區12所共用，係較為簡便之設計，由於相鄰之檢測區12之間需有適當間距，各該貫穿槽32勢必有相當之範圍，而前述之補強塊34及中央凸塊28係位於相鄰之二該檢測區12之間，可在貫穿槽32及補強板50中央產生支撐效果，因此，該等補強塊34及中央凸塊28可在同一探針安裝區域14的相鄰檢測區12之間產生支撐效果，藉以達到更加良好之剛性。

再者，本發明之探針座可(但不限於)採用多片式設計的上導板及補強板搭配單片式設計的中導板及下導板，例如本實施例之探針座10，係將二片上導板40及二片補強板50設置在單一中導板30及單一下導板20上，如此亦可有效地提升該探針座之剛性。

最後，必須再次說明，本發明於前揭實施例中所揭露的構成元件，僅為舉例說明，並非用來限制本案之範圍，其他等效元件的替代或變化，亦應為本案之申請專利範圍所涵蓋。

10‧‧‧探針座

20‧‧‧下導板

22‧‧‧探針穿設區

24‧‧‧下探針孔

26‧‧‧邊緣凸塊

28‧‧‧中央凸塊

30‧‧‧中導板

32‧‧‧貫穿槽

321、322、323、324‧‧‧邊緣

34‧‧‧補強塊

36‧‧‧探針容置區

40‧‧‧上導板

42‧‧‧探針穿設區

44‧‧‧上探針孔

50‧‧‧補強板

52‧‧‧探針穿設區

54‧‧‧中探針孔

61、62、63‧‧‧螺絲

Claims (11)

1. 一種垂直式探針裝置之探針座，包含有：一下導板，具有複數下探針孔，以供複數探針分別穿設於該等下探針孔；一中導板，係固定在該下導板上，且該中導板具有至少一貫穿槽，各該下探針孔係位於該中導板之貫穿槽下方，以供該等探針穿過該中導板之貫穿槽；至少一上導板，係固定在該中導板上，且該至少一上導板具有複數上探針孔，各該上探針孔係位於該中導板之貫穿槽上方，以供該等探針分別穿設於該等上探針孔；以及至少一補強板，其尺寸小於該貫穿槽，該至少一補強板係固定地設置於該至少一貫穿槽內且設有複數中探針孔，以供該等探針分別穿設於該等中探針孔。
2. 如申請專利範圍第1項所述之垂直式探針裝置之探針座，其中該中導板之貫穿槽的至少一邊緣具有一呈凸出狀之補強塊。
3. 如申請專利範圍第2項所述之垂直式探針裝置之探針座，其中該中導板之貫穿槽具有相對之二該補強塊。
4. 如申請專利範圍第2項所述之垂直式探針裝置之探針座，其中該中導板之補強塊係藉由至少一螺絲固定於該下導板。
5. 如申請專利範圍第2項所述之垂直式探針裝置之探針座，具有複數檢測區，各該檢測區係用以對應一待測物，該補強塊係位於相鄰之二該檢測區之間。
6. 如申請專利範圍第1項所述之垂直式探針裝置之探針座，其中該至少一補強板係概呈與該至少一貫穿槽互補之形狀。
7. 如申請專利範圍第1項所述之垂直式探針裝置之探針座，其中該至少一補強板係藉由至少一螺絲固定於該下導板。
8. 如申請專利範圍第7項所述之垂直式探針裝置之探針座，其中該下導板具有複數伸入該中導板之貫穿槽內的凸塊，該至少一補強板係藉由該至少一螺絲固定於該等凸塊。
9. 如申請專利範圍第8項所述之垂直式探針裝置之探針座，其中該等凸塊中包含有分別位於該中導板之貫穿槽二相對邊緣的二邊緣凸塊。
10. 如申請專利範圍第8項所述之垂直式探針裝置之探針座，其中該中導板之貫穿槽的二相對邊緣分別具有一呈凸出狀之補強塊，且該等凸塊中包含有一位於該二補強塊之間的中央凸塊，該探針座具有複數檢測區，各該檢測區係用以對應一待測物，該二補強塊及該中央凸塊係位於相鄰之二該檢測區之間。
11. 如申請專利範圍第1項所述之垂直式探針裝置之探針座，具有複數探針安裝區域，各該探針安裝區域具有一該上導板、一該補強板以及一該貫穿槽，且該等探針安裝區域共用同一該下導板及同一該中導板。