TWI755945B

TWI755945B - 探針卡裝置及自對準探針

Info

Publication number: TWI755945B
Application number: TW109141045A
Authority: TW
Inventors: 謝開傑; 蘇偉誌; 陳弘明; 帥李
Original assignee: 中華精測科技股份有限公司
Priority date: 2020-11-24
Filing date: 2020-11-24
Publication date: 2022-02-21
Also published as: JP2022083380A; US11592466B2; KR20220071856A; JP7277505B2; KR102535938B1; TW202221329A; US20220163565A1

Abstract

本發明公開一種探針卡裝置及自對準探針，所述自對準探針包含用來頂抵於信號轉接板的一轉接端部、用來可分離地頂抵於待測物的一測試端部、相連於所述轉接端部的一第一連接部、相連於所述測試端部的一第二連接部、及連接所述第一連接部與所述第二連接部的一弧形部。其中，所述轉接端部與所述測試端部共同定義有一基準軸線，所述第一連接部形成有一導正凸起，所述弧形部與所述基準軸線所相隔的一最大距離，其大於75微米並小於150微米。

Description

探針卡裝置及自對準探針

本發明涉及一種導電探針，尤其涉及一種探針卡裝置及自對準探針。

現有的探針卡裝置包含有一第一導板單元、與所述第一導板單元間隔設置的一第二導板單元、及穿設於所述第一導板單元與所述第二導板單元的多個導電探針。其中，所述第一導板單元內的現有導電探針的部位被侷限在等寬的結構設計，所以現有導電探針與所述第一導板單元之間會形成較大的間隙（如：10微米以上），進而不利於現有探針卡裝置的進一步發展與應用。

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自對準探針，其能有效地改善現有導電探針所可能產生的缺陷。

本發明實施例公開一種探針卡裝置，其包括：一第一導板單元與一第二導板單元，其彼此間隔地設置；以及多個自對準探針，穿設於所述第一導板單元與所述第二導板單元，並且任兩個相鄰所述自對準探針相隔有一間距；其中，每個所述自對準探針包含有：一轉接端部，位於遠離所述第二導板單元的所述第一導板單元的一外側；一測試端部，位於遠離所述第一導板單元的所述第二導板單元的一外側，並且所述測試端部用來可分離地頂抵於一待測物；其中，所述轉接端部與所述測試端部共同定義有一基準軸線；一第一連接部，位於所述第一導板單元內；其中，所述第一連接部形成有一導正凸起，以使所述第一連接部能與所述第一導板單元之間形成不大於4微米（μm）的一間隙；一第二連接部，位於所述第二導板單元內；及一弧形部，連接所述第一連接部與所述第二連接部；其中，所述弧形部與所述基準軸線所相隔的一最大距離，其大於75微米並小於所述間距。

本發明實施例也公開一種自對準探針，其包括：一轉接端部，用來頂抵於一信號轉接板；一測試端部，用來可分離地頂抵於一待測物；其中，所述轉接端部與所述測試端部共同定義有一基準軸線；一第一連接部，相連於所述轉接端部；其中，所述第一連接部形成有一導正凸起；一第二連接部，相連於所述測試端部；以及一弧形部，連接所述第一連接部與所述第二連接部；其中，所述弧形部與所述基準軸線所相隔的一最大距離，其大於75微米並小於150微米。

綜上所述，本發明實施例所公開的探針卡裝置及自對準探針，其通過所述第一連接部形成有所述導正凸起，使得所述自對準探針與所述第一導板單元之間的間隙能夠被有效地控制，據以利於所述探針卡裝置的發展與應用。

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。

以下是通過特定的具體實施例來說明本發明所公開有關“探針卡裝置及自對準探針”的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所公開的內容瞭解本發明的優點與效果。本發明可通過其他不同的具體實施例加以施行或應用，本說明書中的各項細節也可基於不同觀點與應用，在不悖離本發明的構思下進行各種修改與變更。另外，本發明的附圖僅為簡單示意說明，並非依實際尺寸的描繪，事先聲明。以下的實施方式將進一步詳細說明本發明的相關技術內容，但所公開的內容並非用以限制本發明的保護範圍。

應當可以理解的是，雖然本文中可能會使用到“第一”、“第二”、“第三”等術語來描述各種元件或者信號，但這些元件或者信號不應受這些術語的限制。這些術語主要是用以區分一元件與另一元件，或者一信號與另一信號。另外，本文中所使用的術語“或”，應視實際情況可能包括相關聯的列出項目中的任一個或者多個的組合。

請參閱圖1至圖6所示，其為本發明的實施例。如圖1和圖2所示，本實施例公開一種探針卡裝置1000（如：垂直式探針卡裝置），其包含有一探針頭100以及抵接於所述探針頭100一側（如：圖1的探針頭100頂側）的一信號轉接板200，並且所述探針頭100的另一側（如：圖1的探針頭100底側）用來頂抵測試一待測物（device under test，DUT）（圖未繪示，如：半導體晶圓）。

需先說明的是，為了便於理解本實施例，所以圖式僅呈現所述探針卡裝置1000的局部構造，以便於清楚地呈現所述探針卡裝置1000的各個元件構造與連接關係，但本發明並不以圖式為限。以下將分別介紹所述探針頭100的各個元件構造及其連接關係。

如圖1所示，所述探針頭100包含有一第一導板單元1、與所述第一導板單元1間隔地設置的一第二導板單元2、夾持於所述第一導板單元1與第二導板單元2之間的一間隔板3、及穿設於所述第一導板單元1與所述第二導板單元2的多個自對準探針4。其中，任兩個相鄰所述自對準探針4相隔有一間距D4。

需說明的是，所述自對準探針4於本實施例中是以搭配所述第一導板單元1、所述第二導板單元2、及所述間隔板3來說明，但本發明不受限於此。舉例來說，在本發明未繪示的其他實施例中，所述自對準探針4也可以是獨立地被應用（如：販賣）或搭配其他構件使用。

於本實施例中，所述第一導板單元1包含有一個第一導板，並且所述第二導板單元2包含有一個第二導板。然而，在本發明未繪示的其他實施例中，所述第一導板單元1可以包含有多個第一導板（及夾持於相鄰的兩個所述第一導板之間的間隔片），並且所述第二導板單元2也可以包含有多個第二導板（及夾持於相鄰的兩個所述第二導板之間的間隔片），多個所述第一導板能夠彼此錯位設置，多個所述第二導板也能夠彼此錯位設置，而所述第一導板單元1能夠相對於所述第二導板單元2彼此錯位設置。

再者，所述間隔板3可以是一環形構造，並且所述間隔板3夾持於所述第一導板單元1與所述第二導板單元2的相對應外圍部位，但本發明不受限於此。舉例來說，於本發明未繪示的其他實施例中，所述探針卡裝置1000的所述間隔板3也可以省略或是其他構件取代。

需先說明的是，多個所述自對準探針4於本實施例中具有大致相同的構造，所以為了便於說明，以下先介紹單個所述自對準探針4，但本發明不以此為限。舉例來說，在本發明未繪示的其他實施例中，所述探針頭100所包含的多個所述自對準探針4的構造也可以略有差異；或者，所述自對準探針4也可以僅包含下述說明中的部分構造。

再者，為便於理解所述自對準探針4的構造，以下將先所述第一導板單元1尚未相對於所述第二導板單元2錯位設置的情況來進行所述自對準探針4的構造說明。

如圖1、及圖3至圖5所示，所述自對準探針4是一體成形的單件式構造，並且所述自對準探針4包含有分別位於其兩端的一轉接端部41與一測試端部42、相連於所述轉接端部41的一第一連接部43、相連於所述測試端部42的一第二連接部44、及連接所述第一連接部43與所述第二連接部44的一弧形部45。也就是說，所述自對準探針4依序包含有所述轉接端部41、所述第一連接部43、所述弧形部45、所述第二連接部44、及所述測試端部42，但本發明不以此為限。

其中，所述轉接端部41位於遠離所述第二導板單元2的所述第一導板單元1的一外側（如：所述第一導板單元1的上側）、並用來頂抵於鄰近所述第一導板單元1的所述信號轉接板200；所述測試端部42位於遠離所述第一導板單元1的所述第二導板單元2的一外側（如：所述第二導板單元2的下側）、並用來可分離地頂抵於鄰近所述第二導板單元2的所述待測物。再者，所述第一連接部43位於所述第一導板單元1內，所述第二連接部44位於所述第二導板單元2內，而所述弧形部45則是位於所述第一導板單元1與所述第二導板單元2之間。

更詳細地說，所述轉接端部41與所述測試端部42共同定義有一基準軸線L；而於本實施例中，所述基準軸線L穿過所述轉接端部41的中心與所述測試端部42的中心，但本發明不以此為限。其中，所述弧形部45與所述基準軸線L所相隔的一最大距離D，其大於75微米（μm）並小於所述間距D4（或150微米），並且所述間距D4於本實施例中可以是150微米，但本發明不以此為限。換個角度來說，不具有所述弧形部45的任何導電探針（如：直線狀的導電探針）則非為本實施例所指的所述自對準探針4。

於本實施例中，所述自對準探針4在形成有所述最大距離D的所述弧形部45的位置定義為一狹窄區451，而所述弧形部45的截面積是自所述狹窄區451朝向所述第一連接部43與所述第二連接部44逐漸遞增，並且所述狹窄區451相對於所述第一連接部43的距離等同於所述狹窄區451相對於所述第二連接部44的距離。

據此，所述自對準探針4於本實施例中通過所述弧形部45的結構設計，以使得所述弧形部45於形變時，應力能夠較為分散地分散在所述弧形部45的各個部位，而不會集中在所述弧形部45的特定區塊，進而能有效地延長所述自對準探針4的使用壽命。

所述第一連接部43形成有一導正凸起431，並且所述導正凸起431可以是至少局部位於所述第一導板單元1內；也就是說，所述導正凸起431可以有部分位於所述第一導板單元1之外，但僅有位於所述第一導板單元1內的所述導正凸起431的部位可以實現導正的功能。

再者，所述自對準探針4通過形成有所述導正凸起431，以使所述第一連接部43能與所述第一導板單元1之間形成不大於4微米（μm）的一間隙G，並且所述間隙G於本實施例中是指所述第一連接部43與所述第一導板單元1之間的最小距離。也就是說，當所述第一連接部43位於所述第一導板單元1的一穿孔（未標示）內時，所述第一連接部43通過形成有所述導正凸起431，使得所述第一連接部43與所述穿孔的內壁面之間的間隙G可以被控制在不大於4微米。

換個角度來說，所述第一連接部43通過形成有所述導正凸起431，以使得所述第一連接部43的一最大寬度W43可以是大於所述第二連接部44的一最大寬度W44，而上述寬度條件能夠有效的避免提高所述自對準探針4植入所述第一導板單元1與所述第二導板單元2的難度。此外，所述自對準探針4的截面積可以是自所述狹窄區451朝向所述導正凸起431逐漸遞增，據以使得所述第一連接部43也能夠用來協助所述弧形部45分擔應力。

再者，所述導正凸起431於本實施例中是與所述狹窄區451分別位於所述基準軸線L的相反兩側，據以利於所述自對準探針4植入所述第一導板單元1與所述第二導板單元2，並有助於維持所述探針卡裝置1000的整體結構穩定度，但本發明不受限於此。舉例來說，在本發明未繪示的其他實施例中，所述導正凸起431與所述狹窄區451可以是位於所述基準軸線L的同側。

此外，每個所述自對準探針4可以於所述弧形部45形成有鄰近所述第一導板單元1的一突肋46，並且所述突肋46與所述導正凸起431分別位於所述基準軸線L的相反兩側，而每個所述自對準探針4的所述突肋46未接觸所述第一導板單元1。也就是說，與所述導正凸起431同側或是接觸於所述第一導板單元1的任何突起皆不同於本實施例所指的所述突肋46。

依上所述，如圖2和圖6所示，當所述第一導板單元1與所述第二導板單元2彼此斜向錯位時，多個所述自對準探針4的所述弧形部45朝向同側設置，並且每個所述自對準探針4通過形成有所述導正凸起431，以使所述轉接端部41以介於85度～95度的角度σ頂抵於所述信號轉接板200。其中，所述轉接端部41較佳是以大致90度的角度σ（如：88度～92度）頂抵於所述信號轉接板200，但本發明不受限於此。換個角度來看，當所述自對準探針4以未形成任何導正凸起431的一導電探針4a來取代時（如：圖7），所述導電探針4a將以小於85度的角度α（如：70度）頂抵於所述信號轉接板200。

據此，所述探針卡裝置1000於本實施例中能通過所述自對準探針4的結構設計（如：所述第一連接部43形成有所述導正凸起431），使得所述自對準探針4與所述第一導板單元1之間的間隙G能夠被有效地控制，據以利於所述探針卡裝置1000的發展與應用。其中，所述自對準探針4還能通過所述導正凸起431與所述狹窄區451分別位於所述基準軸線L的相反兩側，以使得所述第一連接部43能以所述導正凸起431抵接於所述第一導板單元1，進而分擔部分應力，以提升所述自對準探針4的使用壽命。

再者，所述探針卡裝置通過所述自對準探針4與所述第一導板單元1之間的所述間隙G被控制在小於4微米，因而能夠降低所述第一導板單元1與所述第二導板單元2因錯位設置而對所述轉接端部41所造成的偏移；也就是說，使得所述轉接端部41能夠通過所述導正凸起431而被導正，進而以介於85度～95度的角度σ頂抵於所述信號轉接板200。

另外，基於所述自對準探針4能夠通過所述導正凸起431而對所述轉接端部41進行導正，因而使得所述自對準探針4的所述轉接端部41可以被進一步的縮短，據以令所述自對準探針4適用於更多的測試應用。

[本發明實施例的技術效果]

再者，本發明實施例所公開的探針卡裝置及自對準探針，其通過所述弧形部的結構設計，以使得所述弧形部於形變時，應力能夠較為分散地分散在所述弧形部的各個部位，而不會集中在所述弧形部的特定區塊，進而能有效地延長所述自對準探針的使用壽命。

以上所公開的內容僅為本發明的優選可行實施例，並非因此侷限本發明的專利範圍，所以凡是運用本發明說明書及圖式內容所做的等效技術變化，均包含於本發明的專利範圍內。

1000:探針卡裝置 100:探針頭 1:第一導板單元 2:第二導板單元 3:間隔板 4:自對準探針 41:轉接端部 42:測試端部 43:第一連接部 431:導正凸起 44:第二連接部 45:弧形部 451:狹窄區 46:突肋 200:信號轉接板 L:基準軸線 D:最大距離 σ:角度 G:間隙 D4:間距 W43:最大寬度 W44:最大寬度 4a:導電探針 α:角度

圖1為本發明實施例一的探針卡裝置的剖視示意圖。

圖2為圖1的探針卡裝置在第一導板單元與第二導板單元呈錯位設置時的剖視示意圖。

圖3為本發明實施例一的自對準探針的平面示意圖。

圖4為本發明實施例一的自對準探針的立體示意圖。

圖5為圖1中的部位V的放大示意圖。

圖6為圖2中的部位VI的放大示意圖。

圖7為圖6的比較例的示意圖。

4:自對準探針

41:轉接端部

42:測試端部

43:第一連接部

431:導正凸起

44:第二連接部

45:弧形部

451:狹窄區

46:突肋

L:基準軸線

D:最大距離

W43:最大寬度

W44:最大寬度

Claims

一種探針卡裝置，其包括：一第一導板單元與一第二導板單元，其彼此間隔地設置；以及多個自對準探針，穿設於所述第一導板單元與所述第二導板單元，並且任兩個相鄰所述自對準探針相隔有一間距；其中，每個所述自對準探針包含有：一轉接端部，位於遠離所述第二導板單元的所述第一導板單元的一外側；一測試端部，位於遠離所述第一導板單元的所述第二導板單元的一外側，並且所述測試端部用來可分離地頂抵於一待測物；其中，所述轉接端部與所述測試端部共同定義有一基準軸線；一第一連接部，位於所述第一導板單元內；其中，所述第一連接部形成有一導正凸起，以使所述第一連接部能與所述第一導板單元之間形成不大於4微米(μm)的一間隙；一第二連接部，位於所述第二導板單元內；及一弧形部，連接所述第一連接部與所述第二連接部；其中，所述弧形部與所述基準軸線所相隔的一最大距離，其大於75微米並小於所述間距。
如請求項1所述的探針卡裝置，其中，每個所述自對準探針在形成有所述最大距離的所述弧形部的位置定義為一狹窄區；於每個所述自對準探針中，所述弧形部的截面積自所述狹窄區朝向所述第一連接部與所述第二連接部逐漸遞增。
如請求項2所述的探針卡裝置，其中，於每個所述自對準探針中，所述狹窄區相對於所述第一連接部的距離等同於所述狹窄區相對於所述第二連接部的距離。
如請求項2所述的探針卡裝置，其中，所述狹窄區與所述導正凸起分別位於所述基準軸線的相反兩側。
如請求項1所述的探針卡裝置，其中，每個所述自對準探針於所述弧形部形成有鄰近所述第一導板單元的一突肋；每個所述自對準探針的所述突肋與所述導正凸起分別位於所述基準軸線的相反兩側，並且每個所述自對準探針的所述突肋未接觸所述第一導板單元。
如請求項1所述的探針卡裝置，其中，於每個所述自對準探針中，所述第一連接部的一最大寬度大於所述第二連接部的一最大寬度。
如請求項1所述的探針卡裝置，其中，所述探針卡裝置進一步包含有鄰近所述第一導板單元的一信號轉接板；其中，當所述第一導板單元與所述第二導板單元彼此斜向錯位時，每個所述自對準探針通過形成有所述導正凸起，以使所述轉接端部以介於85度~95度的角度頂抵於所述信號轉接板。
一種自對準探針，其用來穿設於彼此間隔設置的一第一導板單元與一第二導板單元，所述自對準探針包括：一轉接端部，用來頂抵於一信號轉接板；一測試端部，用來可分離地頂抵於一待測物；其中，所述轉接端部與所述測試端部共同定義有一基準軸線；一第一連接部，相連於所述轉接端部且用來設置於所述第一導板單元內；其中，所述第一連接部形成有一導正凸起，用以使所述第一連接部能與所述第一導板單元之間形成不大於4微米的一間隙；一第二連接部，相連於所述測試端部且用來設置於所述第二導板單元內；以及一弧形部，連接所述第一連接部與所述第二連接部；其中，所述弧形部與所述基準軸線所相隔的一最大距離，其大於75微米並小於150微米。
如請求項8所述的自對準探針，其中，所述自對準探針在形成有所述最大距離的所述弧形部的位置定義為一狹窄區；所述弧形部的截面積自所述狹窄區朝向所述第一連接部與所述第二連接部逐漸遞增。
如請求項9所述的自對準探針，其中，所述狹窄區相對於所述第一連接部的距離等同於所述狹窄區相對於所述第二連接部的距離。