CN101189711B

CN101189711B - 探针板

Info

Publication number: CN101189711B
Application number: CN2006800194335A
Authority: CN
Inventors: 李瀚茂
Original assignee: Phicom Corp
Current assignee: Soulbrain ENG Co Ltd
Priority date: 2005-06-02
Filing date: 2006-06-01
Publication date: 2010-05-19
Anticipated expiration: 2026-06-01
Also published as: KR100675487B1; US7859280B2; TW200700732A; KR20060125335A; DE112006001477T5; WO2006129971A1; TWI314994B; DE112006001477B4; JP4614108B2; US20090212797A1; CN101189711A; JP2008542745A

Abstract

本发明提供了一种探针板，该探针板易于装配、维修和构造，从而在检测程序中可以防止空间变换器的受控高度因例如热变形等各种因素而变化。这种探针板包括：设置有探针尖部的安装部件和布置在该安装部件上的印刷电路板(PCB)。加固部件固定在PCB的顶部表面上，并且接触部件布置在PCB与加固部件之间。借助于插入在形成于PCB中的插入孔内的连接部件来固定接触部件和安装部件，并且用于控制安装部件的高度的控制螺钉沿着从底部向顶部的方向按顺序地插入在形成于安装部件、PCB和加固部件中的控制孔内。由于接触部件的顶部表面向上突起，所以，即使在控制安装部件的高度时安装部件与接触部件倾斜，接触部件也会持续接触加固部件。

Description

探针板

技术领域

本发明涉及半导体晶片的检测设备，更具体地说，涉及用于检测半导体芯片的电气特性的探针板。

背景技术

通常，通过进行一系列复杂的程序来制造半导体产品，这些程序例如是制造纯硅晶片的程序，在纯硅晶片上形成图案以构造成半导体芯片的程序，检测半导体芯片的电气特性以确定该半导体芯片优劣的电气芯片筛选测试(EDS)程序，封装优质半导体芯片的程序，以及最后检测所封装的半导体芯片的程序。

在通过电气特性检测程序被确定为劣质的芯片中，对可修复芯片进行修复，同时在进行装配程序之前去除不可修复芯片。因此，电气特性检测程序在降低装配成本并提高半导体芯片构造程序的产量方面是重要的。

用于执行EDS程序的仪器包括带有探针尖部的探针板，该探针尖部与例如晶片等检测对象所提供的导电片接触，以向该导电片施加电信号。所有探针尖部的末端必须布置在相同高度，使得所有探针尖部接触导电片。探针尖部从空间变换器的底部向下突出。然而，如图1所示，如果空间变换器42的厚度不均匀，那么即使空间变换器42水平布置，探针尖部46的末端也会具有不同的高度。为此，在检测过程中导电片与探针尖部46之间出现松散接触。

图2是为控制空间变换器42的底部高度而构造的常规探针板的横截面图。顶部加固部件30设置在印刷电路板(PCB)10的顶部表面，并且底部加固部件20设置在其底部表面。顶部加固部件30为圆盘形部件，并且底部加固部件20为环形部件。这些加固部件20和30借助于螺钉70固定。安装部件40设置在底部加固部件20内侧。安装部件40包括带有探针尖部46的空间变换器42和适合于固定空间变换器42的支撑板44。支撑板44借助于板簧50与底部加固部件20连接。在顶部加固部件30和PCB 10中形成有多个孔12。多个可微调控制螺钉60分别插入在孔12中。控制相应控制螺钉60的插入程度，以调节用于挤压空间变换器42所施加的力。这样，就能控制空间变换器42的底部高度。如图3所示，控制螺钉60所施加的压力F1与支撑板44因板簧50的回复力而施加的压力F2平衡，从而固定空间变换器42的位置。在PCB 10与空间变换器42之间设置例如弹簧销80等弹性装置以使其电连接。

通常，在进行检测程序的同时加热晶片。如果长时间使用上述探针板，那么板簧50会变形，从而使板簧50的弹性模数变化。结果，板簧50的回复力也会变化，从而使空间变换器42的受控高度降低。此外，使用了诸如多个板簧50、顶部加固部件30和底部加固部件50等大量部件，从而需要较长时间来装配或维修探针板。

发明内容

技术问题

本发明的示例性实施例涉及一种探针板。

技术方案

在示例性实施例中，探针板可以包括：安装部件，具有底部表面，并且在所述底部表面上设置有探针尖部以便与检测对象电接触；印刷电路板(PCB)，具有顶部表面和底部表面，并且在所述顶部表面和所述底部表面上分别布置有电连接的极板；互连部件，布置在所述安装部件与所述PCB之间，以使布置在所述PCB的底部表面上的极板与所述探针尖部电连接；加固部件，布置在所述PCB上方以限定所述加固部件与所述PCB之间的空间，并且所述加固部件与所述PCB接合；接触部件，设置在所述空间内，并且具有局部或完全接触所述加固部件的顶部表面；连接部件，插入在形成于所述PCB中的插入孔内，以使所述接触部件与所述安装部件接合；以及多个控制部件，插入在形成于所述安装部件、所述PCB和所述加固部件中的控制孔内，以控制所述安装部件的高度并且使所述安装部件固定在所述PCB上，其中相应插入孔的插入深度可以精细调节。

在另一示例性实施例中，探针板可以包括：安装部件，具有底部表面，并且在所述底部表面上设置有探针尖部以便与检测对象电接触；印刷电路板(PCB)，具有顶部表面和底部表面，并且在所述顶部表面和所述底部表面上分别布置有电连接的极板；互连部件，布置在所述安装部件与所述PCB之间，以使布置在所述PCB的底部表面上的极板与所述探针尖部电连接；加固部件，布置在所述PCB上，同时所述加固部件与所述PCB相互接合；以及多个控制螺钉，穿过形成于所述PCB中的控制孔到达所述加固部件，用于控制相应探针尖部的高度并且使所述安装部件固定在所述加固部件上，所述控制螺钉沿着从底部向顶部的方向插入带有螺纹的控制孔中以精细调节其插入深度。

有益效果

在本发明实施例的探针板中，不使用板簧来保持空间变换器的受控高度。因此，在程序中可以防止空间变换器的受控高度因板簧的热变形而变化。

在本发明另一实施例的探针板中，空间变换器和接触部件是固定的，并且接触部件的顶部表面与加固部件接触。因此，在检测程序中可以防止空间变换器的受控高度因探针尖部接触晶片时所产生的力而变化。

根据本发明，探针板具有简单的结构。因此，可以容易地装配和维修该探针板。

附图说明

图1显示了使用常规探针板时出现的问题。

图2是常规探针板的横截面图。

图3显示了当使用图2所示的探针板时在该探针板上施加的力。

图4是本发明的探针板的立体图。

图5是沿着图4的线I-I截取的横截面图。

图6是图5所示的探针板的立体图。

图7-图11显示了装配探针板的步骤。

具体实施方式

下文将参照附图更全面地描述本发明，其中附图显示了本发明的优选实施例。然而，本发明可以体现为许多不同形式，并且不应当认为受限于在此所述的实施例。附图中，为了清楚起见而放大了元件的形状。

本发明的探针板1用于检测比如半导体晶片等检测对象的电气特性。图4是本发明的探针板的立体图。图5是沿着图4的线I-I截取的横截面图，图6是图5所示的探针板的立体图。

参见图4-图6，探针板1包括安装部件100、印刷电路板(PCB)200、加固部件300、接触部件400、连接部件500和控制部件600。

安装部件100为圆盘形部件并具有探针尖部160，该探针尖部在程序中与布置在晶片(未示出)上的极板接触，以向该极板施加电信号。安装部件100包括安装有探针尖部160的空间变换器120和用于支持空间变换器120的支撑板140。空间变换器120呈圆盘形状，并且探针尖部160从空间变换器120的底部表面向下突出。空间变换器120的侧面是阶梯状的，使得其顶端比其底端更向外突出。探针尖部160在与空间变换器120连接或结合之前可以独立于空间变换器120而制成。在空间变换器120的顶部表面上布置有多个极板122。在空间变换器120内部，形成有信号线(未示出)，从而使探针尖部160与极板122电连接。支撑板140是环形板140，布置该支撑板以在横向上包围空间变换器120。支撑板140的内侧是阶梯状的，使得其顶端比其底端更向内突出。当在空间变换器120的横向上突出的顶端置于向内突出的底端上时，空间变换器120借助于螺钉(未示出)固定地连接在支撑板140上。可选地，空间变换器120和支撑板140的形状可以改变，使得空间变换器120强行并固定地连接在支撑板140上。

印刷电路板(PCB)200安装在空间变换器120上方。极板201和202分别设置在PCB 200的顶部表面和底部表面上。PCB 200呈圆盘形状，并且其直径大于支撑板140。在PCB 200的底部表面上设置有多个互连部件，比如弹簧销220。每个弹簧销220都由具有导电性的金属制成，并且具有顶部端口和底部端口以及用于使顶部端口和底部端口相互连接的弹簧。弹簧销220用于将布置在PCB 200的顶部表面上的极板122与布置在PCB 200的底部表面上的极板201相互连接。更具体地说，极板201布置在PCB 200的底部表面上，极板202布置在PCB 200的顶部边缘上。信号线(未示出)设置在PCB 200的内部，以便使极板201与极板202电连接。独立的检测设备(未示出)与PCB 200的极板202电连接。

加固部件300安装在PCB 200上。加固部件300是具有底部开口空间302的圆柱形部件。在加固部件300的侧壁中形成有多个具有螺纹的接合槽322。在PCB 200上设置有面向接合槽322的接合孔242。加固部件300的底部表面大致上是平的。在向上的方向上，螺钉280插入接合孔242和接合槽322中，以将加固部件300固定在PCB 200上。

当加固部件300与PCB 200相互连接时，它们限定了其中设置有接触部件400的空间302。接触部件400的顶部表面440布置在加固部件300的内表面上。接触部件400具有底部表面420和顶部表面440。接触部件400的底部表面420为圆形平表面，其顶部表面440从边缘向中心向上地逐渐变细。在PCB 200中形成多个上下贯通的插入孔244。与接合孔242相比，形成的插入孔244更靠近内部。

连接部件500插入在插入孔244中，从而使接触部件400与支撑板140连接。连接部件500为杆形部件。形成沿纵向贯通连接部件500的具有螺纹的孔522。连接部件500的长度大于PCB 200的厚度。当连接部件500插入在插入孔244内时，连接部件500的顶端向PCB 200的顶部表面突出，并且其底端向PCB 200的底部表面突出。接触部件400和支撑板140具有孔460和144，其中在与连接部件500中所形成的孔522相对应的位置上形成有螺纹。在向下的方向上，螺钉540插入在形成于接触部件400中的孔460和形成于连接部件500中的孔522内。在向上的方向上，螺钉560插入在形成于支撑板140中的孔144和形成于连接部件500中的孔522内。借助于螺钉540和560，连接部件500固定在接触部件400和支撑板140上。

当连接部件500插入在插入孔244内时，插入孔244比连接部件500宽，使连接部件500在插入孔244中能倾斜预定角度。例如，如果插入孔244和连接部件500具有圆形横截面，那么插入孔244的直径大于连接部件500的直径。在一些情况下，因为其制造程序产生了误差，所以制造出的空间变换器120从其一侧到另一侧的厚度有所改变。为此，即使当空间变换器120水平安装在PCB 200上时，探针尖部的末端也可能不具有相同的高度。提供控制部件600以使安装部件100与加固部件300连接。操作人员重复地拧紧和释放控制部件600以控制空间变换器120的底部表面的高度，使得探针尖部160的末端具有相同的高度。

更具体地说，控制部件600起到将安装部件100固定在加固部件300上的作用。视情况，比如螺钉(未示出)等专用固定部件可以用于使控制部件600与安装部件100完全相互固定。

在PCB 200的接合孔242与插入孔244之间形成有上下贯通的控制孔246。在加固部件300与支撑板140上分别形成有面向控制孔246的带有螺纹的控制孔324和146。控制部件600插入在控制孔324和146内。控制部件600的插入深度是可微调的。控制部件600可以是控制螺钉。在形成于加固部件300中的控制孔324内形成有精细规则的螺纹，以便精细地调节空间变换器120的底部表面的高度。控制螺钉600的数量为三到五个。在提供至多两个控制螺钉600的情况下，难以控制高度。另一方面，在提供至少六个控制螺钉的情况下，需要大量时间来控制高度。然而，可以提供至少六个螺钉600，以便更加精确、稳定地控制高度。控制螺钉600排列成规则多边形。可选地，控制螺钉600可以排列成多边形。

如上文所述，本发明的探针板1包括接触部件400，该接触部件的顶部表面部分地接触加固部件300。因此，在检测程序中，当从底部向顶部的力施加在探针尖部160与布置在晶片上的极板的接触点上时，在加固部件300与接触部件400的接触点处会产生从顶部向底部的力。由于产生了从顶部向底部的力，所以不会改变空间变换器120的受控高度。

在接触部件400的顶部表面与加固部件300接触之前，控制螺钉600插入在控制孔146、246和324内以便使安装部件100、PCB 200和加固部件300相互接合。在这里，探针尖部160的末端具有不同的高度，这是由于各种原因造成的，例如不能保持空间变换器120的高度，或者即使当控制螺钉600的插入深度能够保持空间变换器120的高度时而空间变换器120的厚度却不均匀(参见图10)等。因此，应当保持空间变换器的底部表面的高度，使得探针尖部160的末端具有相同的高度，这通过精确控制相应控制螺钉600的插入深度来实现。因此，当空间变换器120失去平衡而倾斜时，连接部件500和接触部件400也会倾斜。然而，因为接触部件400的顶部表面440从边缘向中心向上地逐渐变细，而加固部件300具有与接触部件400的顶部表面440接触的平的顶部表面，所以，即使当接触部件400倾斜时，也能保持接触部件400与加固部件300的接触。此外，因为插入孔244的直径大于连接部件500，所以连接部件500可以在插入孔244内倾斜。此外，因为弹簧销220包括其中的弹簧，所以，即使当空间变换器120倾斜时，布置于其上的极板122与PCB 200底面的极板201也能保持接触(参见图11)。

如示例性实施例中所述，接触部件400具有球形的局部部分的形状。然而，接触部件可以具有完整的球形形状，或者具有即使在控制空间变换器的高度时也能持续接触加固部件的各种形状。

在典型探针板中，借助板簧的回复力来保持空间变换器的受控高度。因此，在高温下进行的用于改变空间变换器的受控高度的检测程序中，板簧的弹性模数会改变。然而，本发明的探针板1不包括用于保持空间变换器120的受控高度的板簧。因此，在程序中就可以防止空间变换器120的受控高度因热变形而变化。

在探针板1中，空间变换器120和接触部件400是固定的，并且接触部件400的顶部表面与加固部件300接触。因此，在检测程序中，就可以防止空间变换器120的受控高度因探针尖部接触晶片时所产生的力而变化。

图7-图11显示了装配图5所示的探针板1的步骤。将连接部件500固定在接触部件400上(图7)。将连接部件500插入在形成于印刷电路板(PCB)200中的插入孔244内，从而将接触部件400定位在PCB 200的顶部表面上(图8)。将加固部件300固定在PCB 200上，并且将布置在PCB200下方的安装部件100固定在连接部件500上(图9)。将控制部件600插入在形成于PCB 200和加固部件300中的控制孔146、246和324内，直到接触部件400接触加固部件300的位置，使它们相互接合(图10)。调节相应控制部件600的插入深度以控制空间变换器120的高度(图11)。

工业实用性

根据上述探针板，空间变换器的受控高度不变。因此，可以在检测半导体芯片的电气特性时使用该探针板。

Claims

1.一种探针板，包括：

安装部件，具有底部表面，并且在所述底部表面上设置有探针尖部以便与检测对象电接触；

印刷电路板，具有顶部表面和底部表面，并且在所述顶部表面和所述底部表面上分别布置有电连接的极板；

互连部件，布置在所述安装部件与所述印刷电路板之间，以使布置在所述印刷电路板的底部表面上的极板与所述探针尖部电连接；

加固部件，布置在所述印刷电路板上方以限定所述加固部件与所述印刷电路板之间的空间，并且所述加固部件与所述印刷电路板接合；

接触部件，设置在所述空间内，并且具有局部或完全接触所述加固部件的顶部表面；

连接部件，插入在形成于所述印刷电路板中的插入孔内，以使所述接触部件与所述安装部件接合；以及

多个控制部件，插入在形成于所述安装部件、所述印刷电路板和所述加固部件中的控制孔内，以控制所述安装部件的高度并且使所述安装部件固定在所述印刷电路板上，

其特征在于，相应插入孔的插入深度可以精细调节。

2.如权利要求1所述的探针板，其特征在于，所述控制部件为螺钉，并且在形成于所述加固部件中的所述控制孔内形成有螺纹，所述螺钉沿着从底部向顶部的方向按顺序地插入在形成于所述安装部件、所述印刷电路板和所述加固部件中的所述控制孔内。

3.如权利要求2所述的探针板，其特征在于，所述接触部件的顶部表面向上突起。

4.如权利要求3所述的探针板，其特征在于，所述加固部件的用于限定所述空间的底部表面具有平面形状。

5.如权利要求1所述的探针板，其特征在于，所述插入孔的横截面积大于所述连接部件的横截面积，使得所述连接部件在形成于所述印刷电路板中的插入孔内能够倾斜。

6.如权利要求5所述的探针板，其特征在于，所述安装部件包括：

空间变换器，安装有所述探针尖部；以及

支撑板，用于包围并支撑所述空间变换器并且与所述连接部件接合，所述支撑板具有使所述控制部件插入其中的所述控制孔。

7.如权利要求5所述的探针板，其特征在于，所述控制部件的数量为三到五个。