TWI638167B - 探針卡裝置及其信號傳輸件 - Google Patents

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李文聰
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Abstract

本發明公開一種探針卡裝置及其信號傳輸件，並且上述信號傳輸件包含有矩形探針及緩衝體。所述矩形探針包含位於相反兩側的第一接觸段與第二接觸段，所述緩衝體固定於矩形探針的第一接觸段的自由端部，並且緩衝體具有小於10微米的一彈性壓縮量。其中，所述信號傳輸件的所述緩衝體能用來抵接於一轉接板的電性接點。

Description

探針卡裝置及其信號傳輸件
本發明涉及一種偵測裝置，尤其涉及一種探針卡裝置及其信號傳輸件。
如圖1所示，現有的探針卡裝置100a是以多個探針2a的一端連接於轉接板1a上的呈突出狀的多個電性接點11a，但由於上述多個探針2a所存在著長度上的公差以及轉接板1a上的多個電性接點11a在高度上的公差(如：50微米)，使得所述多個探針2a另一端的共面度不佳，進而影響到現有探針卡裝置100a對於待測物的量測精準度。
於是，本發明人認為上述缺陷可改善，乃特潛心研究並配合科學原理的運用，終於提出一種設計合理且有效改善上述缺陷的本發明。
本發明實施例在於提供一種探針卡裝置及其信號傳輸件，其能有效地改善現有探針卡裝置所可能產生的缺陷。
本發明實施例公開一種探針卡裝置，包括：一轉接板，包含有一板面及位於所述板面的多個電性接點；一定位座體，對應設置於多個所述電性接點的一側；以及多個信號傳輸件，各包含有：一矩形探針，設置於所述定位座體，並且所述矩形探針包含有位於相反兩側且穿出所述定位座體的一第一接觸段與一第二接觸段；及一緩衝體，固定於所述矩形探針的所述第一接觸段的一自 由端部，並且所述緩衝體具有一彈性壓縮量；其中，多個所述信號傳輸件的所述緩衝體分別抵接於多個所述電性接點；並且在每個所述信號傳輸件及相對應所述電性接點中，所述自由端部能夠相對於所述電性接點移動，以使所述緩衝體受壓迫地抵接於所述電性接點，並且所述矩形探針與所述電性接點保持電性連接；其中，每個所述自由端部與相對應所述電性接點的相對位置能在所述彈性壓縮量內被調整，以使多個所述矩形探針的所述第二接觸段末端緣大致彼此對齊；其中，所述彈性壓縮量小於10微米(μm)。
本發明實施例也公開一種探針卡裝置的信號傳輸件，包括：一矩形探針，包含有位於相反兩側的一第一接觸段與一第二接觸段；以及一緩衝體，固定於所述矩形探針的所述第一接觸段的一自由端部，並且所述緩衝體具有一彈性壓縮量；其中，所述信號傳輸件的所述緩衝體能用來抵接於一轉接板的一電性接點；其中，所述彈性壓縮量小於10微米。
綜上所述，本發明實施例所公開的探針卡裝置及其信號傳輸件，能夠通過在所述矩形探針的自由端部固定有能壓迫地抵接於電性接點的緩衝件，以使每個自由端部與相對應電性接點可以在彈性壓縮量內調整彼此相對位置並保持彼此電性連接，藉以有效地吸收上述多個矩形探針之間的長度公差及多個電性接點在高度上的公差，進而使多個矩形探針的第二接觸段末端緣大致彼此對齊，並有效地提升所述探針卡裝置的量測精準度。
為能更進一步瞭解本發明的特徵及技術內容，請參閱以下有關本發明的詳細說明與附圖，但是此等說明與附圖僅用來說明本發明，而非對本發明的保護範圍作任何的限制。
[先前技術]
100a‧‧‧探針卡裝置
1a‧‧‧轉接板
11a‧‧‧電性接點
2a‧‧‧探針
[本實施例]
100‧‧‧探針卡裝置
1‧‧‧轉接板
11‧‧‧板面
12‧‧‧電性接點
121‧‧‧凹槽
122‧‧‧凸塊
13‧‧‧基板
14‧‧‧金屬墊
15‧‧‧絕緣層
151‧‧‧通孔
16‧‧‧金屬鍍層
2‧‧‧定位座體
21‧‧‧第一導板
211‧‧‧第一貫孔
22‧‧‧第二導板
221‧‧‧第二貫孔
23‧‧‧間隔板
3‧‧‧矩形探針
31‧‧‧第一接觸段
311‧‧‧自由端部
3111‧‧‧凹槽
312‧‧‧固定結構
3121‧‧‧容置槽
3122‧‧‧支撐臂
32‧‧‧第二接觸段
4‧‧‧緩衝體
M‧‧‧信號傳輸件
圖1為先前技術中的現有探針卡裝置示意圖。
圖2為本發明實施例一的探針卡裝置示意圖。
圖3為圖2的轉接板其中一種具體構造的示意圖。
圖4為本發明實施例二的探針卡裝置示意圖。
圖5為本發明實施例三的探針卡裝置示意圖。
圖6為本發明實施例四的信號傳輸件示意圖(一)。
圖7為本發明實施例四的信號傳輸件示意圖(二)。
圖8為本發明實施例五的探針卡裝置示意圖。
請參閱圖2至圖8所示，其為本發明的實施例，需先說明的是，本實施例對應附圖所提及的相關數量與外型，僅用來具體地說明本發明的實施方式，以便於了解本發明的內容，而非用來侷限本發明的保護範圍。
[實施例一]
如圖2和圖3所示，其為本發明的實施例一。本實施例公開一種探針卡裝置100，包含有一轉接板1、位於上述轉接板1一側的一定位座體2、及設置於上述定位座體2的多個信號傳輸件M。其中，上述每個信號傳輸件M的一端抵接於轉接板1，而每個信號傳輸件M的另一端則是用來抵接並測試一待測物(如：半導體晶圓)。
再者，所述信號傳輸件M不以搭配於轉接板1及定位座體2為限。也就是說，在本發明未繪示的其他實施例中，所述信號傳輸件M也可以單獨販售或應用於其他構件。需先說明的是，本實施例的圖式是呈現上述矩形探針3的植針過程示意圖，但本發明不受限於此。另，為了便於理解本實施例，所以圖式僅呈現探針卡裝置100的局部構造，以便於清楚地呈現探針卡裝置100的各個元件構造與連接關係。以下將分別介紹所述探針卡裝置100的 各個元件構造及其連接關係。
所述轉接板1包含有一板面11及位於上述板面11的多個電性接點12。本實施例中的每個電性接點12包含有凹設於上述板面11的一凹槽121，並且上述凹槽121的內側壁為導電材質。需說明的是，本實施例不限制轉接板1的具體構造，所以圖2的轉接板1是以示意的方式呈現。
舉例來說，本實施例的轉接板1構造可以如圖3所示，但不以此為限。其中，轉接板1包含有一基板13、位於上述基板13上的多個金屬墊14、覆蓋於上述基板13的一絕緣層15、及分別連接於上述多個金屬墊14的多個金屬鍍層16。進一步地說，所述絕緣層15的外表面定義為上述轉接板1的板面11，所述絕緣層15形成有分別裸露多個金屬墊14的多個通孔151，並且多個金屬鍍層16鍍設於多個所述通孔151的內側壁。其中，每個金屬墊14及相連接的金屬鍍層16合併定義為一個所述電性接點12並且共同包圍形成有所述凹槽121。
所述定位座體2對應設置於上述轉接板1的多個電性接點12一側，並且定位座體2於本實施例中包含有一第一導板21(upper die)、大致平行於第一導板21的一第二導板22(lower die)、及夾持於上述第一導板21與第二導板22之間的一間隔板23(圖中未示出)。其中，所述第一導板21形成有多個第一貫孔211，所述第二導板22形成有多個第二貫孔221，並且上述多個第二貫孔221的位置分別對應於多個第一貫孔211的位置，而每個第二貫孔221的孔徑不大於第一貫孔211的孔徑。
所述每個信號傳輸件M包含有一矩形探針3以及一緩衝體4，並且每個矩形探針3設置於所述定位座體2。具體來說，上述 多個信號傳輸件M的矩形探針3大致呈矩陣狀排列並穿設於定位座體2，所述多個矩形探針3的一端分別穿出第一導板21的多個第一貫孔211，而多個矩形探針3的另一端分別穿出第二導板22的多個第二貫孔221。也就是說，所述每個矩形探針3是依序穿設於上述第一導板21的相對應第一貫孔211、間隔板23、及第二導板22的相對應第二貫孔221，而穿出上述定位座體2的每個矩形探針3的相反兩側部位分別定義為一第一接觸段31與一第二接觸段32。
再者，於上述每個信號傳輸件M中，所述緩衝體4固定於矩形探針3第一接觸段31的一自由端部311，並且所述緩衝體4具有一彈性壓縮量，上述彈性壓縮量於本實施例中小於10微米(μm)、並且較佳是小於5微米。其中，所述導電緩衝體4的彈性模量大於所述矩形探針3的彈性模量，並且所述導電緩衝體4的彈性模量為65GPa，而所述矩形探針3的彈性模量為60GPa。
另，所述緩衝體4於本實施例中可以是由金、銀、銅、或其他導電材質所製成，並且所述導電緩衝體4的導電率較佳為4x104S．m-1，但本發明不以上述為限。進一步地說，所述緩衝體4的導電率較佳是大於或等於所述矩形探針3的導電率，並且本實施例矩形探針3的導電率為4x104S．m-1。
所述多個信號傳輸件M的一端分別***多個電性接點12的凹槽121內，並且使上述多個緩衝體4分別抵接於多個所述電性接點。更詳細地說，在每個所述信號傳輸件M及相對應電性接點12中，所述自由端部311與緩衝體4插設於所述凹槽121內，並且所述自由端部311能夠相對於凹槽121移動，以使所述緩衝體4受壓迫地抵接於所述凹槽121的一槽底。
再者，於所述每個信號傳輸件M及相對應電性接點12中，所述自由端部311能夠相對於所述電性接點12移動，以使所述緩 衝體4受壓迫地抵接於所述電性接點12，並且所述矩形探針3(能通過緩衝體而)與所述電性接點12保持電性連接。需說明的是，本實施例中的所述矩形探針3與電性接點12之間的電性連接是通過緩衝體4來達成，也就是說，所述矩形探針3可以不接觸於電性接點12，但本發明不受限於此。
據此，每個自由端部311與相對應電性接點12的相對位置能在所述彈性壓縮量內被調整，以使所述多個矩形探針3的第二接觸段32末端緣大致彼此對齊。其中，本實施例的”大致彼此對齊”是指任兩個第二接觸段32末端緣之間的高度差小於10微米，其遠小於多個矩形探針3之間的長度公差(如：50微米)、或是多個電性接點12在高度上的公差。
換個角度來說，所述導電緩衝體4的彈性壓縮量於本實施例中能夠用來吸收上述多個矩形探針3之間的長度公差及多個電性接點12在高度上的公差。舉例來說，如圖2所示，位在左右兩外側但具有不同長度的兩個矩形探針3，其第一接觸段31在***兩個電性接點12的凹槽121內時，該兩個第一接觸段31能在彈性壓縮量內移動不同的距離，以使該兩個外側矩形探針3的第二接觸段32末端緣大致呈共平面。再者，如圖2所示，位在左側與中央且具有相同長度的兩個矩形探針3，其第一接觸段31在***具有不同深度的兩個凹槽121內時，該兩個第一接觸段31能在彈性壓縮量內移動相同的距離，以使該兩個左側矩形探針3的第二接觸段32末端緣大致呈共平面。
另，雖然本實施例的多個信號傳輸件M及其分別搭配的多個電性接點12構造皆大致相同，但在本發明未繪示的實施例中，所述探針卡裝置100的多個信號傳輸件M其分別搭配的多個電性接點12也可以是形成彼此相異的構造。
[實施例二]
如圖4所示，其為本發明的實施例二，本實施例與上述實施例一類似，兩者相同的技術特徵則不再加以贅述，本實施例與上述實施例一的主要差異如下所載。
具體來說，所述每個信號傳輸件M的緩衝體4於本實施例中可以是由高分子材料或其他非導電材質所製成，因而所述矩形探針3須保持抵接於電性接點12。進一步地說，本實施例的每個矩形探針3的自由端部311與相對應電性接點12之間的連接為凹凸配合(如：具備緊配合效果的凹凸配合構造)且能在一相對位移量內保持彼此接觸，以使每個第一接觸段31的自由端部311與相對應電性接點12的相對位置能在所述相對位移量內被調整；其中，所述相對位移量小於彈性壓縮量、並且小於10微米(較佳為小於5微米)。
再者，本實施例探針卡裝置100的具體結構能夠依據設計者的需求而加以調整與改變，而不受限於圖式。舉例來說，如圖4所示，在每個信號傳輸件M及相對應電性接點12中，所述電性接點12的凹槽121截面大致呈鳩尾狀，而矩形探針3的自由端部311的構造適於***上述凹槽。再者，當自由端部311在凹槽121內移動時，上述自由端部311的側緣能保持接觸於凹槽121的內側壁(如：緊配合)。
[實施例三]
如圖5所示，其為本發明的實施例三，本實施例與上述實施例二類似，兩者相同的技術特徵則不再加以贅述，本實施例與上述實施例二的主要差異如下所載。
具體來說，本實施例在每個信號傳輸件M及相對應電性接點12中，所述電性接點12是突伸出上述轉接板1的板面11，並且所述凹槽121自該電性接點12的末端面凹設所形成。其中，所述 凹槽121於本實施例中是位在上述轉接板1的板面11外側，但本發明不受限於此。
[實施例四]
如圖6和圖7所示，其為本發明的實施例四，本實施例與上述實施例一類似，兩者相同的技術特徵則不再加以贅述，本實施例與上述實施例一的主要差異如下所載。
具體來說，於上述每個信號傳輸件M中，所述矩形探針3在自由端部311的側面形成有至少一固定結構312，並且所述自由端部311與至少一固定結構312埋置於上述緩衝體4內。其中，如圖6所示，所述固定結構312可以是凹設於自由端部311側面的至少一容置槽3121，以收容上述緩衝體4而能強化彼此之間的連接強度。再者，如圖7所示，所述固定結構312也可以是在自由端部311側面延伸形成的至少一支撐臂3122，並且上述支撐臂3122埋置於緩衝體4內而能強化彼此之間的連接強度。
[實施例五]
如圖8所示，其為本發明的實施例五，本實施例與上述實施例一類似，兩者相同的技術特徵則不再加以贅述，本實施例與上述實施例一的主要差異如下所載。
具體來說，本實施例在每個信號傳輸件M及相對應電性接點12中，所述電性接點12未形成有凹槽121、但包含有突伸出上述轉接板1板面11的一凸塊122，所述矩形探針3的自由端部311形成有一凹槽3111，緩衝體4固定於凹槽3111內，並且所述凹槽3111於所述相對位移量內可移動地套設在該電性接點12的凸塊122，藉以壓迫緩衝體4。
[本發明實施例的技術效果]
綜上所述，本發明實施例所公開的探針卡裝置100及其信號傳輸件M，能夠通過在所述矩形探針3的自由端部311固定有能壓迫地抵接於電性接點12的緩衝體4，以使每個自由端部311與相對應電性接點12可以在彈性壓縮量內調整彼此相對位置並保持彼此電性連接，藉以有效地吸收上述多個矩形探針3之間的長度公差及多個電性接點12在高度上的公差，進而使多個矩形探針3的第二接觸段32末端緣大致彼此對齊，並有效地提升所述探針卡裝置100的量測精準度。
再者，所述探針卡裝置100能於所述矩形探針3***凹槽121的過程中，通過上述緩衝體4提供回彈與吸震的功能，進而進一步提升多個矩形探針3的第二接觸段32末端緣的共面度。
另，所述信號傳輸件M能在自由端部311上進一步設有至少一固定結構312，並且所述固定結構312埋置於緩衝體4內而能強化彼此之間的連接強度。
以上所述僅為本發明的優選可行實施例，並非用來侷限本發明的保護範圍，凡依本發明申請專利範圍所做的均等變化與修飾，皆應屬本發明的權利要求書的保護範圍。

Claims (8)

  1. 一種探針卡裝置，包括：一轉接板，包含有一板面及位於所述板面的多個電性接點；一定位座體，對應設置於多個所述電性接點的一側；以及多個信號傳輸件，各包含有：一矩形探針，設置於所述定位座體，並且所述矩形探針包含有位於相反兩側且穿出所述定位座體的一第一接觸段與一第二接觸段；及一緩衝體，固定於所述矩形探針的所述第一接觸段的一自由端部，並且所述緩衝體具有一彈性壓縮量；其中，多個所述信號傳輸件的所述緩衝體分別抵接於多個所述電性接點；並且在每個所述信號傳輸件及相對應所述電性接點中，所述自由端部能夠相對於所述電性接點移動，以使所述緩衝體受壓迫地抵接於所述電性接點，並且所述矩形探針與所述電性接點保持電性連接；其中，每個所述自由端部與相對應所述電性接點的相對位置能在所述彈性壓縮量內被調整，以使多個所述矩形探針的所述第二接觸段末端緣彼此對齊；其中，所述彈性壓縮量小於10微米(μm)；其中，於每個所述信號傳輸件及相對應的所述電性接點中，所述電性接點形成有凹設於所述板面的一凹槽，所述自由端部與所述緩衝體插設於所述凹槽內，並且所述自由端部能夠相對於所述凹槽移動，以使所述緩衝體受壓迫地抵接於所述凹槽的一槽底。
  2. 如請求項1所述的探針卡裝置，其中，於每個所述信號傳輸件中，所述矩形探針在所述自由端部的側面形成有至少一固定結構，並且所述自由端部與至少一所述固定結構埋置於所述緩衝 體內。
  3. 如請求項1所述的探針卡裝置，其中，所述轉接板包含有一基板、位於所述基板上的多個金屬墊、覆蓋於所述基板的一絕緣層、及分別連接於多個所述金屬墊的多個金屬鍍層；其中，所述絕緣層的外表面定義為所述板面，所述絕緣層形成有分別裸露多個所述金屬墊的多個通孔，多個所述金屬鍍層鍍設於多個所述通孔的內側壁，並且每個所述金屬墊及相連接的所述金屬鍍層合併定義為一個所述電性接點並且共同包圍形成有所述凹槽。
  4. 如請求項1所述的探針卡裝置，其中，於每個所述信號傳輸件中，所述緩衝體的彈性模量大於所述矩形探針的彈性模量，並且所述緩衝體的所述彈性模量為65GPa，而所述矩形探針的所述彈性模量是為60GPa。
  5. 如請求項1所述的探針卡裝置，其中，於每個所述信號傳輸件及相對應所述緩衝體中，所述緩衝體為導電材質所製成，並且所述緩衝體的導電率大於或等於所述矩形探針的導電率，所述緩衝體的所述導電率為4x104S．m-1，而所述矩形探針的所述導電率為4x104S．m-1。
  6. 如請求項1所述的探針卡裝置，其中，所述彈性壓縮量進一步限定為小於5微米。
  7. 一種探針卡裝置的信號傳輸件，包括：一矩形探針，包含有位於相反兩側的一第一接觸段與一第二接觸段；以及 一緩衝體，固定於所述矩形探針的所述第一接觸段的一自由端部，並且所述緩衝體具有一彈性壓縮量；其中，所述信號傳輸件的所述緩衝體能用來抵接於一轉接板的一電性接點；其中，所述彈性壓縮量小於10微米；其中，所述矩形探針在所述自由端部的側面形成有至少一固定結構，並且所述自由端部與至少一所述固定結構埋置於所述緩衝體內；其中，至少一所述固定結構包含有凹設於所述自由端部的所述側面的一容置槽及/或自所述自由端部的所述側面延伸的一固定支架。
  8. 如請求項7所述的探針卡裝置的信號傳輸件，其中，所述緩衝體的彈性模量大於所述矩形探針的彈性模量，並且所述緩衝體的所述彈性模量為65GPa，而所述矩形探針的所述彈性模量是為60GPa；所述緩衝體為導電材質所製成，並且所述緩衝體的導電率大於或等於所述矩形探針的導電率，所述緩衝體的所述導電率為4x104S．m-1，而所述矩形探針的所述導電率為4x104S．m-1；所述彈性壓縮量進一步限定為小於5微米。
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