TWI790065B

TWI790065B - 應用高頻量測之測試針座結構改良

Info

Publication number: TWI790065B
Application number: TW110148967A
Authority: TW
Inventors: 陳福全
Original assignee: 冠銓科技實業股份有限公司
Priority date: 2021-12-27
Filing date: 2021-12-27
Publication date: 2023-01-11
Also published as: TW202326145A

Abstract

本發明係為一種應用高頻量測之測試針座結構改良，係包括：一針座，其包括有一第一板體、一第二板體及複數探針槽，該些探針槽內係設有複數探針，且該第一板體及該第二板體之間係具有複數第一容置槽及複數第二容置槽；一可移動電路板，其設置於該第一板體頂側處，並且該可移動電路板與該第一板體之間係具有一伸縮間隙，而對應該些第二容置槽處係設有供複數鎖固元件穿置的複數穿孔；一伸縮膜，其周緣貼合於該可移動電路板底側的表面處，並且該伸縮膜係包覆貼合於該第二板體底側；一保護膜，其係貼合於該伸縮膜底側表面處，且該保護膜上係設有對應該些探針處的複數導電針體，且該些導電針體係會凸出該保護膜底側，並於該保護膜底側相隔一推移間隙設有一待測物，且藉由上述構件達到測試針頭變形毀損後，可藉由替換成本較低的保護膜來達到節省維修成本之功效。

Description

應用高頻量測之測試針座結構改良

本發明係有提供一種應用高頻量測之測試針座結構改良，尤指一種藉由複數探針與待測物的複數接點之間設有一伸縮膜、保護膜及保護膜上的複數導電針體，以達到量測高頻率訊號之待測物時不會產生雜訊，並同時確保探針與待測物之複數接點的接觸力量適中，係能避免探針與待測物之複數接點之間因為硬力或快速磨損所造成損壞，而該些導電針體係為較硬的導電金屬材質製成，係更為堅硬且不易毀損，即使該些導電針體有所損壞，係可透過更換成本較低的保護膜，達到方便替換且降低維修成本之功效。

按，探針卡(Probe Card)是應用在積體電路(IC)尚未封裝前，對裸晶以探針(Probe)做測試點導通或斷路測試，進而篩選出不良品後再進行之後的封裝工程。因此，以探針卡進行積體電路測試，是積體電路的重要製程；此進行探針卡測試可使成品的良率由原來的70%提升至90%，其中提升20%的良率貢獻度對於良率錙銖必較的半導體廠而言，此一製程的影響甚鉅且為必要的。而探針卡是一測試機台與晶圓(Wafer)之間介面，每一種積體電路至少需要一相對應之探針卡來進行測試，而進行探針卡測試的目的是使晶圓切割後使通過測試良品進入下一封裝製程，並可避免不良品繼續加工造成更大浪費。

在目前業界所使用晶圓(Wafer)或印刷電路板(PCB)測試裝置中，其中測試治具係透過一探針卡中設置所複數探針，使該些探針與待測之晶圓或印刷電路板之複數測試點做一電性連接，並將測試點的電子訊號由探針獲取並透過複數導線傳送至一測試機台中，該測試機台顯示該待測之晶圓或印刷電路板該些測試點是否為導通或斷路的狀態，而探針之接觸端點與待測裝置之該些測試點之間按壓接觸力量不可太大，否則將造成探針或待測裝置之測試點破損，為此係可在該探針前曾設一伸縮膜以控制按壓接觸的力量，並在該伸縮膜上利用微機電製程技術長出複數的薄膜導電凸塊來與該些測試點進行導通或斷路狀態的測試，然而該薄膜上的該些導電凸塊在經過多次的測試點導通或斷路狀態的測試後，因為硬度不夠而容易變形毀損，進而導致該測試機台需要更換整片伸縮膜來進行修復，而有待從事此行業加以解決。

故，發明人有鑑於上述之問題與缺失，乃蒐集相關資料，經由多方評估及考量，並以從事於此行業累積之多年經驗，經由不斷試作及修改，始設計出此種具有應用高頻量測之測試針座結構改良發明專利誕生。

本發明之主要目的在於提供一種應用高頻量測之測試針座結構改良，包括：一針座，其包括有一第一板體及一第二板體，並於該第一板體及該第二板體之間貫通有供複數探針定位的複數探針槽，且該些探針包括有一針體，該針體頂部具有延伸出該第一板體外的一探針頭部，且該針體底部具有延伸出該第二板體外的一探針抵持部，且該第一板體中更係具有供複數彈性件容置的複數第一容置槽，並於該些第一容置槽之一側設有由該第一板體延伸至該第二板體的複數第二容置槽；一可移動電路板，其設置於該第一板體頂側處，且該可移動電路板底側係供該些探針頭部頂持，並且該可移動電路板與該第一板體之間係具有一伸縮間隙，而對應該些第二容置槽處係設有供複數鎖固元件穿置的複數穿孔，且該些鎖固元件之桿身係會穿置於該第二容置槽的該第一板體處，且該鎖固元件末端具有外螺紋之鎖合部係會鎖固在該第二容置槽的該第二板體處，而該鎖固元件頂部具有的一頭部則會定位在該可移動電路板頂側的表面處；一伸縮膜，其周緣貼合於該可移動電路板底側的表面處，並且該伸縮膜係包覆貼合於該第二板體底側；一保護膜，其係貼合於該伸縮膜底側表面處，且該保護膜上係透設有對應該些探針處的複數定位孔，並於該些定位孔內容置定位有複數導電針體，且該導電針體係會凸出該保護膜底側，並於該保護膜底側相隔一推移間隙設有一待測物，並藉由前述複數探針與待測物的複數接點之間設有一伸縮膜、保護膜及保護膜上的複數導電針體，以達到量測高頻率訊號之待測物時不會產生雜訊，並同時確保探針與待測物之複數接點的接觸力量適中，係能避免探針與待測物之複數接點之間因為硬力或快速磨損所造成損壞，而該些導電針體係為較硬的導電金屬材質製成，係更為堅硬且不易毀損，且在於該些導電針體因意外毀損後，係可透過更換成本較低的該保護膜，達到方便替換且降低維修成本之功效。

本發明之次要目的在於該伸縮膜內係設有延伸至該伸縮膜周緣處並導通該可移動電路板及另側的該些導電針體的複數導電線路。

本發明之另一目的在於該第一板體及該第二板體之間係個別凹設有相互對應並供該些探針槽貫通的一第一變形空間及一第二變形空間。

本發明之再一目的在於該些導電針體係凸出該保護膜底側0.2mm(毫米)。

本發明之再一目的在於該些導電針體係各別透過一導電凝膠固定在該伸縮膜底側處，並且該些導電凝膠係呈一對一的點狀排列方式對應在該伸縮膜另側的該些探針的位置，以令該些探針、該些導電凝膠及該些導電針體係各別呈直線排列。

本發明之再一目的在於該保護膜係為聚醯亞胺纖維(Polyimide Fiber)材質製成。

本發明之再一目的在於該些導電針體係為具有高硬度及導電性的金屬材質製成。

本發明之再一目的在於該可移動電路板之頂側表面係貼覆有一強化墊，該強化墊可使該可移動電路板被貼覆處形成結構性強化。

本發明之再一目的在於該伸縮膜及該第二板體之間，係設有令該第二板體緊貼該伸縮膜的一抗沾黏止滑膠帶。

本發明之再一目的在於該伸縮間隙的距離係大於該推移間隙的距離，以使該些探針被推移至該可移動電路板與該伸縮膜之間時係會形成彎曲的變形狀態。

1:針座

10:探針槽

11:第一板體

110:第一變形空間

12:第二板體

120:第二變形空間

13:探針

131:針體

132:探針頭部

133:探針抵持部

14:彈性件

15:第一容置槽

16:第二容置槽

2:可移動電路板

20:伸縮間隙

21:穿孔

3:鎖固元件

31:桿身

32:鎖合部

321:外螺紋

33:頭部

4:伸縮膜

41:周緣

5:保護膜

50:定位孔

51:導電針體

52:導電凝膠

6:待測物

60:推移間隙

61:接點

7:強化墊

8:抗沾黏止滑膠帶

〔第1圖〕係為本發明應用高頻量測之測試針座結構改良於量測前之側視剖面圖。

〔第2圖〕係為第1圖之局部放大圖。

〔第3圖〕係為本發明應用高頻量測之測試針座結構改良於量測時之側視剖面圖。

〔第4圖〕係為第3圖之局部放大圖。

為達成上述目的及功效，本發明所採用之技術手段及其構造，茲繪圖就本發明之較佳實施例詳加說明其特徵與功能如下，俾利完全瞭解。

請參閱第1至4圖所示，係為本發明應用高頻量測之測試針座結構改良之量測前之側視剖面圖、第1圖之局部放大圖、量測時之側視剖面圖及第3圖之局部放大圖，由圖中可清楚看出，本發明應用高頻量測之測試針座結構改良係包括有：一針座1、一可移動電路板2、一鎖固元件3、一伸縮膜4、一保護膜5及一強化墊7，其主要構件及特徵詳述如下：

該針座1，其包括有一第一板體11及一第二板體12，並於該第一板體11及該第二板體12之間貫通有供複數探針13定位的複數探針槽10，且該第一板體11及該第二板體12之間係個別凹設有相互對應並供該些探針槽10貫通的一第一變形空間110及一第二變形空間120，且該些探針13包括有一針體131，該針體131頂部具有延伸出該第一板體11外的一探針頭部132，且該針體131底部具有延伸出該第二板體12外的一探針抵持部133，且該第一板體11中更係具有供複數彈性件14容置的複數第一容置槽15，並於該些第一容置槽15之一側設有由該第一板體11延伸至該第二板體12的複數第二容置槽16。

該可移動電路板2，其設置於該第一板體11頂側處，且該可移動電路板2底側係供該些探針頭部132頂持，並且該可移動電路板2與該第一板體11之間係具有一伸縮間隙20，而對應該些第二容置槽16處係設有供複數鎖固元件3穿置的複數穿孔21，且該鎖固元件3係為可配合不同工件高度進行限位的一等高螺絲，並且該些鎖固元件3之桿身31係會穿置於該第二容置槽16的該第一板體11處，且該鎖固元件3末端具有外螺紋321之鎖合部32係會鎖固在該第二容置槽16的該第二板體12處，而該鎖固元件3頂部具有的一頭部33則會定位在該可移動電路板2頂側的表面處。

該伸縮膜4，其周緣41貼合於該可移動電路板2底側的表面處，並且該伸縮膜4係包覆貼合於該第二板體12底側。

該保護膜5，其係貼合於該伸縮膜4底側表面處，該保護膜5係為聚醯亞胺纖維(Polyimide Fiber)材質製成，且該保護膜4上係透設有對應該些探針13處的複數定位孔50，並於該些定位孔50內容置定位有複數導電針體51，且該導電針體51係會凸出該保護膜5底側0.2mm(毫米)，且該導電針體51係為具有高硬度及導電性的金屬材質製成，並且該些導電針體51面向該伸縮膜4一側係各別設有一導電凝膠52，該些導電針體51係可透過該些導電凝膠52固定在該伸縮膜4底側處，並且該些導電凝膠52係呈一對一的點狀排列方式對應在該伸縮膜4另側的該些探針13的位置，以令該些探針13、該些導電凝膠52及該些導電針體51係各別呈直線排列，並於該保護膜5底側相隔一推移間隙60設有一待測物6，且該待測物6上設有對應該些導電針體51並可形成電性連接的複數接點61，而該可移動電路板2係會向該針座1方向移動，以致使該些彈性件14被壓縮，且該可移動電路板2底面係會推移該些探針13朝向該待測物6方向移動，而該些探針抵持部133係會抵持並推移該伸縮膜4，令該伸縮膜4朝底側貼合的該保護膜5向該待測物6推移，而該伸縮膜4係會經由推移而擴張，而該些探針13係會受到該可移動電路板2的推擠及該伸縮膜4的彈性回復力而形成彎曲的變形狀態，並且藉由，以令藉由該些導電凝膠52與該些探針13保持線性的該些導電針體51與該待測物6上的該些接點61形成電性連接，以獲取該些接點61的導通狀態信號後，再令該可移動電路板2朝向該針座1反向方向移動，以令該些彈性件14恢復原狀，而該些探針13係會受到該伸縮膜4的彈性回復力推移且朝向該可移動電路板2方向移動，且該些探針13係會由彎曲狀態回復至直立狀態。

上述的該可移動電路板2之頂側表面係貼覆有一強化墊7，該強化墊7可使該可移動電路板2被貼覆處形成結構性強化，以避免該可移動電路板2受到外界的壓迫，造成損壞、裂痕甚至是斷裂。

上述該伸縮膜4與該第二板體12之間係設有一抗沾黏止滑膠帶8，該抗沾黏止滑膠帶8係能令該伸縮膜4緊貼該第二板體12的底側，令該伸縮膜4不會因為進行探針測試而隨意滑動位置，以利於該些探針13對應該些導電針體51的精確對位，且該伸縮膜4受到該些探針13抵持後不會產生任何黏性，以令該伸縮膜4可順利推移並形成擴張狀態。

上述該伸縮間隙20的距離係大於該推移間隙60的距離，以使該些探針13被推移至該可移動電路板2與該伸縮膜4之間時形成彎曲的變形狀態，而呈彎曲之該探針13可確保該探針13已確實抵接於該導電針體51 上的該導電凝膠52上。

上述該彈性件14係由一彈簧所構成，而該彈性件14一端為伸入該伸縮間隙20且其另一端抵持於該第二板體12之頂面。

本發明應用高頻量測之測試針座結構改良於實際應用時，係由上向下施以一機械力至該可移動電路板2或該強化墊7的表面上，而該可移動電路板2在受力後係會朝向該針座1進行移動，以令頂持在該可移動電路板2底側的該些彈性件14被壓縮，同時該可移動電路板2係會抵持在該第一板體11頂面上，且該可移動電路板2的底面係會推移該些探針13的該探針頭部132朝向該待測物6的方向移動，而該些探針13底部的該探針抵持部133係會向該伸縮膜4處進行推移、擠壓，以令該伸縮膜4向該保護膜5處進行推移，且該些探針13的推移係會令該伸縮膜4進行擴張及凸伸延展，而該些探針13在受到該可移動電路板2的推擠、擠壓及伸縮膜4的彈性回復力而形成彎曲的變形狀態(如第3、4圖所示)，而該第一變形空間110及該第二變形空間120係會提供適當的變形空間給該些探針13進行彎折變形，以避免該些探針13因為彎曲空間不夠而造成斷裂的狀況，而特別要說明的是，該伸縮間隙20的距離係大於該推移間隙60的距離，以致使該些探針13在向下推移的過程中係會先抵持於該導電凝膠52，而該可移動電路板2仍會進行推移動作，而該些探針13係會形成彎曲狀態以順應推移的力量，而該保護膜5上的該些導電針體51係會繼續推移並抵持在該待測物6上的該些接點61上形成電性連接，並在獲取該待測物6之該些接點61的導通狀態信號後，該些接點61的導通狀態信號係會經由該些導電針體51、該些導電凝膠52及該伸縮膜4內個別與該些導電凝膠52相互導通的複數導電線路導通，並經由該些導電線路將該導通狀態信號傳送至該可移動電路板2底側的複數預設焊墊(圖中未示)，且該些預設焊墊透過複數導線(圖中未示)傳送至一預設測試機台(圖中未示)中，該測試機台係會顯示該待測物6上的該些接點是否為導通或斷路之狀態。

上述該測試機台係在量測該待測物6並獲得量測數據後，係可令該可移動電路板2朝向該針座1的反向方向移動，以令該彈性件14彈性復位，而該些探針13係受到該伸縮膜4的彈性回復力推移而朝向該可移動電路板2的方向移動，並且該些探針13係會由彎曲狀態回復至直立狀態，而藉由前述量測的過程中該些探針13係與該待測物6上的該些接點61之間設有的該伸縮膜4、該保護膜5及該些導電針體51，以達到量測高頻率訊號之待測物6時不會產生雜訊，並同時確保該些探針13與該待測物6之該些接點61之接觸的力量適中，以避免該些探針13與該待測物6的該些接點61之間因為硬力或快速磨損所損壞，而該保護膜5上設有的該些導電針體51係相較過去利用微機電製程令薄膜上長出導電凸塊的方式更為堅硬、不易毀損，且長度較長係能更容易的接觸到該待測物6上的該些接點61，而若不慎在測試過程中毀損到該些導電針體51，係可通過更換該保護膜5的方式進行修復，且該保護膜5的更換係比更換該伸縮膜4更容易且成本較低，係能令使用者更容易的解決測量待測物6時的接點61處設備毀損的狀況並且節省維修所需要的經費，本發明測試針座應用於高頻量測時具有極佳的實用性，故提出專利申請以尋求專利權之保護。

上述僅為本發明之較佳實施例而已，非因此即侷限本發明之專利範圍，故舉凡運用本發明說明書及圖式內容所為之簡易修飾及等效結構變化，均應同理包含於本發明之專利範圍內，合予陳明。

綜上所述，本發明上述應用高頻量測之測試針座結構改良於使用時，為確實能達到其功效及目的，故本發明誠為一實用性優異之發明，為符合發明專利之申請要件，爰依法提出申請，盼審委早日賜准本案，以保障發明人之辛苦發明，倘若鈞局審委有任何稽疑，請不吝來函指示，發明人定當竭力配合，實感德便。