TWI683108B

TWI683108B - 探針卡裝置及其矩形探針

Info

Publication number: TWI683108B
Application number: TW107125139A
Authority: TW
Inventors: 謝智鵬; 陳彥辰; 蘇偉誌
Original assignee: 中華精測科技股份有限公司
Priority date: 2018-01-10
Filing date: 2018-01-10
Publication date: 2020-01-21
Also published as: TW201930890A

Abstract

一種探針卡裝置及其矩形探針。探針卡裝置包含第一導板及多個矩形探針。第一導板形成有多個第一貫孔。多個矩形探針分別穿設多個第一貫孔。每個矩形探針包含分流段、及分別位於分流段兩側的第一接觸段及第二接觸段。分流段呈環狀且形成有穿孔。分流段包含有分別位於穿孔兩側的兩個分流臂。第一接觸段穿出相對應的第一貫孔。於每個矩形探針中，分流段的最大寬度處具有大於相對應的第一貫孔的孔徑的可變化寬度，並且分流段的兩個分流臂能被壓迫，以使可變化寬度小於或等於相對應的第一貫孔的孔徑。

Description

探針卡裝置及其矩形探針

本發明涉及一種探針卡，尤其涉及一種探針卡裝置及其矩形探針。

如圖1，現有的探針卡裝置100a通常在探針1a上設計有凸出式的卡榫11a，以限制探針1a相對於探針座2a的作動空間。然而，現有的探針卡裝置100a在植針的過程中，常常會有探針1a無法順暢地植入探針座2a中的情況發生(如：探針1a的卡榫11a會卡在導板21a的貫孔22a中的情況)，或者會有探針1a的卡榫11a刮傷探針座2a的導板21a的情況發生。

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矩形探針，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：一第一導板，形成有多個第一貫孔；以及多個矩形探針，分別穿設於所述第一導板的多個所述第一貫孔，並且每個所述矩形探針包含：一分流段，呈環狀且形成有一穿孔，並且所述分流段包含有分別位於所述穿孔兩側的兩個分流臂；一第一接觸段，位於所述分流段的一側且穿出相對應的所述第一貫孔；及一第二接觸段，位於所述分流段的另一側；其中，於每個所述矩形探針中，所述分流段的一最大寬度處具有大於相對應的所述第一貫孔的孔徑的一可變化寬度，並且所述分流段的兩個所述分流臂能被壓迫，以使所述可變化寬度小於或等於相對應的所述第一貫孔的孔徑；並且兩個所述分流臂的寬度的總和大於所述第一接觸段的寬度、也大於所述第二接觸段的寬度。

本發明實施例另公開一種探針卡裝置的矩形探針，包括：一分流段，呈環狀且形成有一穿孔，並且所述分流段包含有分別位於所述穿孔兩側的兩個分流臂；一第一接觸段，位於所述分流段的一側且穿出一第一導板的一第一貫孔；一第二接觸段，位於所述分流段的另一側；其中，所述分流段的一最大寬度處具有大於所述第一貫孔的孔徑的一可變化寬度，所述分流段的兩個所述分流臂能被壓縮，以使所述可變化寬度小於或等於所述第一貫孔的孔徑；並且兩個所述分流臂的寬度的總和大於所述第一接觸段的寬度、也大於所述第二接觸段的寬度。

綜上所述，本發明實施例所公開的探針卡裝置及其矩形探針，能通過所述分流段的兩個分流臂能被壓迫，以使所述可變化寬度小於或等於相對應的第一貫孔的孔徑，而使得所述矩形探針的分流段能平順地穿過第一貫孔、且不會刮傷第一導板，進而提升植針過程的順暢度。

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‧‧‧探針

11a‧‧‧卡榫

2a‧‧‧探針座

21a‧‧‧導板

22a‧‧‧貫孔

[本實施例]

100‧‧‧探針卡裝置

1‧‧‧探針座

11‧‧‧第一導板

111‧‧‧第一貫孔

12‧‧‧第二導板

121‧‧‧第二貫孔

13‧‧‧間隔板

2‧‧‧矩形探針

21‧‧‧分流段

211‧‧‧穿孔

212‧‧‧分流臂

213‧‧‧最大寬度處

214‧‧‧端部

215‧‧‧限位部

216‧‧‧導引部

217‧‧‧特徵部

22‧‧‧第一接觸段

23‧‧‧第二接觸段

3‧‧‧轉接板

31‧‧‧電性接點

Wvar‧‧‧可變化寬度

L‧‧‧中心線

R111、R121、R111m‧‧‧孔徑

W22、W23、W212‧‧‧寬度

圖1為先前技術中現有的探針卡裝置的示意圖。

圖2為本發明第一實施例的探針卡裝置的植針過程示意圖(一)。

圖3為本發明第一實施例的探針卡裝置的植針過程示意圖(二)。

圖4A為本發明第一實施例的探針卡裝置的示意圖(一)。

圖4B為本發明第一實施例的探針卡裝置的示意圖(二)。

圖5為本發明第一實施例的探針卡裝置僅包含第一導板、且分流段位於第一導板下側的示意圖。

圖6為本發明第一實施例的探針卡裝置僅包含第一導板、且分流段位於第一導板上側的示意圖。

圖7為本發明第一實施例的兩個分流臂相對於矩形探針的中心線呈非對稱設置的示意圖。

圖8為本發明第一實施例的分流臂的數量為三個的示意圖。

圖9為本發明第二實施例的探針卡裝置的示意圖。

圖10為本發明第三實施例的探針卡裝置的示意圖。

圖11為本發明第四實施例的探針卡裝置的示意圖。

圖12為本發明第五實施例的探針卡裝置的示意圖。

圖13為本發明第六實施例的探針卡裝置的示意圖。

請參閱圖2至圖13所示，其為本發明的實施例，需先說明的是，各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。需額外說明的是，下述多個實施例所公開的技術特徵能夠彼此相互參考與轉用，以構成本發明所未繪示的其他實施例。

[第一實施例]

如圖2至圖8，其為本發明的第一實施例。請先參閱圖2至圖4B所示，本實施例公開一種探針卡裝置100，包括一探針座1及多個矩形探針2。其中，所述探針座1包含有一第一導板11(upper die)及一第二導板12(lower die)，所述第一導板11與第二導板12呈間隔設置且大致平行於第二導板12，並且多個所述矩形探針 2的一端分別穿過第一導板11、而另一端分別穿過第二導板12(如圖4A及圖4B)。此外，所述探針座1也可以包含有設置在第一導板11及第二導板12之間的一間隔板13，但本發明不受限於此。

需先說明的是，本實施例的矩形探針2雖然是以搭配於探針座1(包含：第一導板11、第二導板12、及間隔板13)作說明，但所述矩形探針2的實際應用並不受限於此。也就是說，所述矩形探針2也可以單獨販售或應用於其他構件(如：僅與第一導板11配合)。再者，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。以下將分別說明本實施例探針卡裝置100的各個元件構造及其連接關係。

所述探針座1的第一導板11形成有多個第一貫孔111，並且所述探針座1的第二導板12形成有多個第二貫孔121。其中，上述多個第二貫孔121的位置分別對應於多個第一貫孔111的位置，並且每個所述第二貫孔121的孔徑R121小於相對應的第一貫孔111的孔徑R111(如圖4B)。

多個所述矩形探針2大致呈矩陣狀排列，並且每個所述矩形探針2是依序穿設於上述第一導板11的相對應第一貫孔111、間隔板13、及第二導板12的相對應第二貫孔121。其中，由於上述間隔板13與本發明的改良重點的相關性較低，所以以下不詳加說明間隔板13的構造。

由於本實施例的多個矩形探針2的構造皆大致相同，所以圖式及下述說明是以單個矩形探針2為例，但本發明不受限於此。舉例來說，在本發明未繪示的實施例中，多個所述矩形探針2也可以是具有彼此相異的構造。

所述矩形探針2於本實施例中為可導電且具有可撓性的構造。再者，所述矩形探針2的材質可以例如是金(Au)、銀(Ag)、銅(Cu)、鎳(Ni)、鈷(Co)、或其合金，並且所述矩形探針2的材質較佳是銅、銅合金、鎳鈷合金、鈀鎳合金、鎳錳合金、鎳鎢合金、鎳磷合金、及鈀鈷合金的至少其中之一，但本發明的矩形探針2不以上述材質為限。

請繼續參閱圖4A及圖4B，具體來說，所述矩形探針2包含有一分流段21、位於所述分流段21一側的一第一接觸段22(如圖4A中的分流段21上側)、及位於所述分流段21另一側的一第二接觸段23(如圖4A中的分流段21下側)。其中，所述分流段21大致位於第一導板11及第二導板12之間；所述第一接觸段22穿出第一導板11的相對應的第一貫孔111、且能用來抵接於一轉接板(圖未繪示)；所述第二接觸段23穿出第二導板12的相對應的第二貫孔121、且能用來抵接並測試一待測物(圖未繪示，如：半導體晶圓)。

更詳細地說，所述矩形探針2的分流段21呈環狀且形成有一穿孔211，並且所述分流段21包含有分別位於穿孔211兩側的兩個分流臂212(如圖4A中的穿孔211左右兩側)。需先說明的是，上述”環狀”可以是圓環狀、橢圓環狀、半圓環狀、菱形環狀、或不規則環狀，本發明在此不加以限制。

其中，所述分流段21的一最大寬度處213具有大於相對應的第一貫孔111的孔徑R111的一可變化寬度Wvar(如圖4A及圖4B)，並且所述分流段21的兩個分流臂212能被壓迫，以使所述可變化寬度Wvar小於或等於相對應的第一貫孔111的孔徑R111(如圖3)。更詳細地說，兩個所述分流臂212的寬度W212的總和為相對應的第一貫孔111的孔徑R111的60%至85%(如圖4B)，以使所述分流段21的兩個分流臂212被壓迫時，兩個分流臂212能朝向彼此的方向靠近、且使所述可變化寬度Wvar小於或等於相對應的第一貫孔111的孔徑R111(如圖3)。

根據上述配置，本實施例的探針卡裝置100能在一植針的過程中，讓所述矩形探針2的分流段21從第一導板11的上側(如圖2)穿越過第一導板11的第一貫孔111(如圖3)而位於第一導板11及第二導板12之間(如圖4A及圖4B)。其中，當所述矩形探針2的分流段21穿越過第一導板11的第一貫孔111時，所述分流段21的兩個分流臂212能被壓迫，以使所述可變化寬度Wvar小於或等於相對應的第一貫孔111的孔徑R111(如圖3)，藉此，所述矩形探針2的分流段21能平順地穿過第一貫孔111、且不會刮傷第一導板11，進而提升植針過程的順暢度。再者，由於所述分流段21的最大寬度處213具有大於相對應的第一貫孔111的孔徑R111的可變化寬度Wvar，因此當所述分流段21位於第一導板11及第二導板12之間時(如圖4A及圖4B)，所述分流段21能在探針座1的第一導板11及第二導板12之間彈性作動、且不會脫離探針座1。

請繼續參閱圖4B，兩個所述分流臂212的寬度W212的總和大於第一接觸段22的寬度W22、也大於第二接觸段23的寬度W23。較佳地，兩個所述分流臂212的寬度W212的總和為第一接觸段22的寬度W22的80%至175%、且為第二接觸段23的寬度W23的80%至175%，但本發明不受限於此。

據此，由於所述矩形探針2的分流段21包含有兩個分流臂212，因此當所述探針卡裝置100在檢測待測物(如：半導體晶圓)時，兩個所述分流臂212能分散檢測裝置所提供的電流(如：檢測電流)、且能緩衝檢測裝置所施予的壓力(如：下壓力)，從而提升所述矩形探針2的可靠性及使用壽命。

需額外說明的是，本實施例雖然是以所述第一導板11為上導板(upper die)及第二導板12為下導板(lower die)作說明，但於實際應用時，所述第一導板11也可以為下導板(lower die)、而所述第二導板12也可以為上導板(upper die)。

再者，本實施例雖然是以所述探針卡裝置100包含有第一導板11及第二導板12作說明，但於實際應用時，所述探針卡裝置100也可以僅包含有第一導板11(如圖5及圖6)、而不包含有第二導板12，並且所述矩形探針2的分流段21可以是位於第一導板11的下側(如圖5)或第一導板11的上側(如圖6)。

此外，本實施例雖然是以所述分流段21的兩個分流臂212相對於矩形探針2的中心線L呈對稱設置(如圖4A)作說明，但於實際應用時，所述分流段21的兩個分流臂212也可以相對於矩形探針2的中心線L呈非對稱設置(如圖7)。另，本實施例雖然是以所述分流段21的分流臂212的數量為兩個(如圖4A)作說明，但於實際應用時，所述分流段21的分流臂212的數量也可以為三個(如圖8)或四個以上，本發明並不予以限制。

[第二實施例]

如圖9，其為本發明的第二實施例。本實施例與上述第一實施例大致相同，兩者的差異處大致如下所述。於每個矩形探針2、相對應的第一貫孔111、及相對應的第二貫孔121中，所述分流段21的分別靠近第一導板11及第二導板12的兩個端部214能分別抵頂於第一導板11及第二導板12，以使所述分流段21被夾持於第一導板11及第二導板12之間。

其中，所述分流段21的寬度是分別自兩個端部214往最大寬度處213的方向漸增，並且當所述探針卡裝置100在檢測待測物時，所述第一貫孔111是正對於第二貫孔121(所述第一貫孔111與第二貫孔121非彼此錯位)。換句話說，當所述第一導板11及第二導板12各沿其法線方向正投影至一平面時，所述第二貫孔121是位於第一貫孔111的輪廓內側(圖未繪示)。

藉此，所述矩形探針2能更穩定地固定於第一導板11及第二導板12之間，並且所述第一貫孔111不需要與第二貫孔121呈錯位設置(矩形探針2仍不會脫離第一導板11及第二導板12)。

進一步地說，由於本實施例的矩形探針2的分流段21可以具有緩衝的功能(如：緩衝檢測裝置所施予的壓力)，因此可以取代現有的探針卡裝置100a在檢測待測物時，探針1a於探針座2a中的部分須彎曲且上下導板21a的貫孔22a須彼此呈錯位配置的設計(圖未繪示)。

[第三實施例]

如圖10，其為本發明的第三實施例。本實施例與上述第一實施例大致相同，兩者的差異處為所述矩形探針2的分流段21並非位於第一導板11及第二導板12之間，而是位於所述探針座1的一側(如圖10中探針座1的上側)。再者，本實施例的第一接觸段22及第二接觸段23的位置配置關係與第一實施例相反(如圖4A，第一實施例的第一接觸段22是位於第二接觸段23的上側；如圖10，本實施例的第一接觸段22是位於第二接觸段23的下側)。

更詳細地說，在本實施例中，所述探針卡裝置100進一步包含有一轉接板3，並且所述轉接板3包含有分別對應於多個矩形探針2的第二接觸段23的多個電性接點31。再者，於每個所述矩形探針2中，所述分流段21的靠近第一導板11的一個端部214能抵頂於第一導板11，以使所述分流段21位於第一導板11的一側(如圖10中第一導板11的上側)。所述第一接觸段22是依序地穿出相對應的第一貫孔111及相對應的第二貫孔121，並且所述第二導板12是位於第一導板11的另一側(如圖10中第一導板11的下側)。所述第二接觸段23的一末端能抵接於轉接板3的相對應的電性接點31。較佳地，本實施例的第二接觸段23的長度是短於第一接觸段22的長度，但本發明不受限於此。

藉此，所述探針卡裝置100能通過矩形探針2的分流段21抵頂於探針座1的上方(並非位於第一導板11及第二導板12之間)、及所述第一接觸段22依序地穿出相對應的第一貫孔111及相對應的第二貫孔121，而使得所述矩形探針2能被穩定地固定在探針座1上。

[第四實施例]

如圖11，其為本發明的第四實施例。本實施例與上述第一實施例大致相同，兩者的差異處為所述矩形探針2的分流段21的外型設計。更詳細地說，於每個所述矩形探針2中，所述分流段21的外表面形成有一限位部215及一導引部216，並且所述限位部215是形成於最大寬度處213與第一接觸段22之間，而所述導引部216是形成於最大寬度處213與第二接觸段23之間。其中，所述導引部216的寬度小於限位部215的寬度(如圖11中的分流段21為上寬下窄的設計)，並且所述分流段21能通過導引部216的導引而更平順地穿過相對應的第一貫孔111，而所述限位部215能限制分流段21從第一貫孔111的位置穿出。

具體來說，所述限位部215為一外凸曲面，並且所述限位部215的寬度是自所述矩形探針2的第一接觸段22往第二接觸段23的方向漸增。再者，所述導引部216為一外凸曲面、一平面、或一內凹曲面(本實施例為一外凸曲面)，並且所述導引部216的寬度是自所述矩形探針2的第一接觸段22往第二接觸段23的方向漸減。其中，所述導引部216的曲率是小於限位部215的曲率，但本發明不受限於此。

[第五實施例]

如圖12，其為本發明的第五實施例。本實施例與上述第一實施例大致相同，兩者的差異處為所述第一貫孔111的孔形設計。更詳細地說，於每個所述矩形探針2及相對應的第一貫孔111中，所述第一貫孔111的孔徑R111是自所述矩形探針2的第一接觸段22往第二接觸段23的方向漸縮。也就是說，本實施例的第一貫孔111為一縮孔設計(第一實施例的第一貫孔111為一直孔設計)。藉此，所述矩形探針2的分流段21能通過第一貫孔111的導引而更平順地穿過第一貫孔111。

值得一提的是，本實施例的第一貫孔111的形狀較佳地是可以與第四實施例中導引部216的形狀相互對應，從而大幅提升植針過程的順暢度。

再者，本實施例的兩個所述分流臂212的寬度W212的總和為相對應的第一貫孔111的最小孔徑R111m的60%至70%。

[第六實施例]

如圖13，其為本發明的第六實施例。本實施例與上述第一實施例大致相同，兩者的差異處大致如下所述。每個所述矩形探針2包含有形成於第一接觸段22的一特徵部217，並且每個所述矩形探針2的特徵部217與第一接觸段22的寬度的總和大於相對應第一貫孔111的孔徑R111。藉此，所述探針卡裝置100可以避免第一接觸段22完全地陷入於探針座1中(第一導板11及第二導板12之間)的情況發生。

[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及其矩形探針2，能通過所述分流段21的兩個分流臂212能被壓迫，以使所述可變化寬度Wvar小於或等於相對應的第一貫孔111的孔徑R111，而使得所述矩形探針2的分流段21能平順地穿過第一貫孔111、且不會刮傷第一導板11，進而提升植針過程的順暢度。

再者，由於所述矩形探針2的分流段21包含有兩個分流臂212，因此當所述探針卡裝置100在檢測待測物(如：半導體晶圓) 時，兩個所述分流臂212能分散檢測裝置所提供的電流(如：檢測電流)、且能緩衝檢測裝置所施予的壓力(如：下壓力)，從而提升所述矩形探針2的可靠性及使用壽命。

以上所述僅為本發明之較佳可行實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。