CN107621559A - 探针结构 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种探针结构，包含：两探针头，分别用于与外部电性接触；一弹性缓冲部，形成一中空空间；一导电部，设置于所述中空空间中进而被包覆于所述弹性缓冲部之内且具有两端分别电性连接所述两探针头。当所述两探针头未与外部电性接触时，所述导电部是线性延伸于所述两探针头之间。
Description
技术领域
本发明涉及一种探针结构，特别是涉及一种用于半导体与晶圆测试的探针结构。
背景技术
目前用于半导体硅片或IC测试的垂直探针卡所用的探针结构，如图1A及图1B所示。图1A的探针结构是经由立体微电机系统(3D Micro Electro Mechanical Systems,3DMEMS)加工形成，在信号传输时，由于需透过弹簧结构10传递，所述弹簧结构10，举例来说，是透过在一固定点11上利用螺丝来固定，如此会受限于弹簧的传输路径太长，导致传输高频(速)讯号时发生电感效应，另外，当载运高电流时，会因金属的材质因素及截面积太小，无法承载较大的电流，产生烧针的风险。图1B的探针结构包含弹簧结构10’与探针外壳12，有了探针外壳12使得外型尺寸更大，且不适用于微间距(小于100μm之间距)，弹簧结构10’与弹簧结构10雷同，其他特性跟问题与图1A中的探针结构相同。
因此，需要提出一种用于半导体硅片或IC的测试，适用于承载大电流，并能避免高频讯号传输时发生电感效应的探针结构，以提升传递高频(速)讯号以及高电流的能力。
发明内容
为解决上述习知技术的问题，本发明的一目的在于提供一种新颖的探针结构，用于半导体硅片或IC的测试，以提升传递高频(速)讯号以及高电流的能力。
依据本发明的一实施例提出了一种探针结构，包含：两探针头，分别用于与外部电性接触；一弹性缓冲部，形成一中空空间；一导电部，设置于所述中空空间中进而被包覆于所述弹性缓冲部之内且具有两端分别电性连接所述两探针头。当所述两探针头未与外部电性接触时，所述导电部是线性延伸于所述两探针头之间。
依据本发明的所述实施例，至少其中一所述探针头的一部分连接所述弹性缓冲部。
依据本发明的所述实施例，所述弹性缓冲部是以非线性延伸于所述两探针头之间。
依据本发明的所述实施例，所述弹性缓冲部是以螺旋状延伸于所述两探针头之间进而能在所述两探针头之间弹性伸缩。
依据本发明的所述实施例，当所述两探针头与外部电性接触时，所述导电部在所述两探针头之间形成弹性变形。
依据本发明的所述实施例，所述导电部是由一第一软性材料与一第二软性材料所制成，且所述第一软性材料由所述第二软性材料所包覆。
依据本发明的所述实施例，所述两探针头个别是导电的硬质金属。
依据本发明的所述实施例，所述两探针头是由微影与电镀的制程或机械加工所制成。
依据本发明的所述实施例，所述导电部是由微影与电镀，以及蚀刻制程所制成。
依据本发明的另一实施例提出了一种探针装置，所述探针装置的探针包含一探针结构，所述探针结构包含：两探针头，分别用于与外部电性接触；一弹性缓冲部，形成一中空空间；一导电部，设置于所述中空空间中进而被包覆于所述弹性缓冲部之内且具有两端分别电性连接所述两探针头。当所述两探针头未与外部电性接触时，所述导电部是线性延伸于所述两探针头之间。
本发明的探针结构不同于现有技术，不是直接以弹簧部分做为电流的传输路径，而是只将弹性缓冲部分用于缓冲，另外用导电部分来传输讯号，因此可提供较大载电流的截面积，用于大电流的测试，且不直接以弹簧做为电流的传输路径，能缩短传输路径，避免电感效应，适合用于高频(速)的测试。
为让本发明的上述内容能更明显易懂，下文特举优选实施例，并配合所附图式，作详细说明如下：
附图说明
图1A是现有技术的一探针结构；
图1B是现有技术的另一探针结构；
图2A是依据本发明一实施例的一探针结构的正面示意图；
图2B是图2A的所述探针结构不含弹性缓冲部的正面示意图；
图2C是图2A的所述探针结构的侧面示意图；
图2D是图2B的所述探针结构的侧面示意图；以及
图3是依据本发明所述实施例的探针结构中的所述探针头的可用形状示意图。
具体实施方式
以下各实施例的说明是参考附加的图式，用以例示本发明可用以实施的特定实施例。本发明所提到的方向用语，例如「上」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」、「内」、「外」、「侧面」等，仅是参考附加图式的方向。因此，使用的方向用语是用以说明及理解本发明，而非用以限制本发明。
请参照图2A、2B所示，本发明的一优选实施例提供一种探针结构20，用于半导体硅片或IC的测试，以提升传递高频(速)讯号以及高电流的能力。本发明的所述探针结构20的主要结构包含：两探针头23，分别用于与外部电性接触；一弹性缓冲部21，形成一中空空间，以一第一延伸距离L1延伸于所述两探针头23之间；一导电部22，设置于所述中空空间中进而被包覆于所述弹性缓冲部21之内且具有两端分别电性连接所述两探针头23，以一第二延伸距离L2延伸于所述两探针头23之间；优选地，所述导电部22，可以是圆柱体结构，在此只是用于举例，而非用于限制本发明。当所述两探针头23未与外部电性接触时，所述导电部22是线性延伸于所述两探针头23之间。
优选地，至少其中一所述探针头23的一部分连接所述弹性缓冲部21，所述弹性缓冲部21是以非线性延伸于所述两探针头23之间。于本实施例中，所述弹性缓冲部21是一可伸缩的弹性组件。举例来说，是一种以螺丝固定在任一所述探针头23的一特定位置(如固定点11’)上的螺旋弹簧。通过微型弹簧加工制作方式，使所述弹性缓冲部21是以螺旋状延伸于所述两探针头23之间，当所述两探针头23与外部电性接触时使所述弹性缓冲部21进而能在所述两探针头23之间作弹性伸缩，也就是产生挤压的幅度，以做为测试用的往复行程，这使得所述弹性缓冲部21(螺旋弹簧)的螺旋路径即为一第一延伸距离L1。
在本实施例的探针结构中，当所述两探针头23与外部电性接触时，使所述两探针头23之间的电流传输是透过所述导电部22做传递，而不需经过所述弹性缓冲部21(螺旋弹簧)的螺旋路径做传递，因此两探针头23之间的导电路径就是通过所述导电部22线性延伸于所述两探针头23之间的一第二延伸距离L2，而因为所述第二延伸距离L2为一垂直的线性(如直线)延伸距离，所以所述第二延伸距离L2会远小于所述第一延伸距离L1(即螺旋弹簧的螺旋路径)，能降低电感影响，且所述导电部22的圆柱型截面积也较大，能承载较大电流。
请进一步参照图2C、2D，图2C是图2A的所述探针结构20的侧面示意图，图2D是图2B的所述探针结构20的侧面示意图；优选地，所述导电部22主要是由一位于内层的第一软性材料221以及一位于外层的第二软性材料222所组成，亦即所述第一软性材料221是由所述第二软性材料222所包覆。所述导电部22是由微影与电镀，以及蚀刻制程所制成，最终可依需求尺寸做裁切。因所述第一软性材料221与所述第二软性材料222的软性特征；当所述两探针头23与外部电性接触而使所述弹性缓冲部21受挤压产生弹性变形时，所述导电部22可随的变形，而不影响传输质量。其中，所述第一软性材料221与第二软性材料222可以由聚酯类聚合物(polyester-based polymer)、苯乙烯类聚合物(styrene-based polymer)、纤维素类聚合物(cellulose-based polymer)、聚醚砜类聚合物(polyethersulfone-basedpolymer)、聚碳酸酯类聚合物(polycarbonate-based polymer)、丙烯酸类聚合物(acrylicpolymer)、聚烯烃聚合物(polyolefinic polymer)、聚酰胺类聚合物(polyamide-basedpolymer)、聚酰亚胺类聚合物(polyimide-based polymer)、砜类聚合物(sulfone-basedpolymer)、聚醚砜类聚合物(polyethersulfone-based polymer)、聚醚醚酮类聚合物(polyether ether kotone-based polymer)、聚苯硫类聚合物(polyphenylene sulfide-based polymer)、乙烯醇类聚合物(vinyl alcohol-based polymer)、偏二氯乙烯类聚合物(vinylidene chloride-based polymer)、乙烯醇缩丁醛类聚合物(vinyl butyral-basedpolymer)、丙烯酸酯类聚合物(acrylate-based polymer)、聚缩醛类聚合物(polyoxymethylene-based polymer)、环氧类聚合物(epoxy-based polymer)、聚对苯二甲酸乙二脂(polyethylene terephthalate,PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PolyethyleneNaphthalate,PEN)、聚硅氧烷(polysiloxane)或聚酰胺酸型(Polyamic acid,PAA)等材料所制成。
优选地，所述两探针头23个别是导电的硬质金属，所述两探针头23是由微影与电镀的制程或机械加工所制成，可依实际应用需求将所述两探针头23制成所要的形状，图3是依据本发明所述实施例的探针结构20中的所述探针头23的可用形状示意图，所述探针头23可以是圆柱体或长方体，图3所示的种类为：平头针30、圆头针31、尖头针32或爪针33任一形状。
除了上述图2A-2D的探针结构20的所述导电部22是呈垂直的线性(如直线)延伸距离外，在本发明的其他实施例中，所述弹性缓冲部21也可以设计成偏斜的线性(如斜直线)延伸或非线性延伸(如曲线延伸)，只要所述弹性缓冲部21内部形成一中空空间且以另一第一延伸距离延伸于所述两探针头23之间，而所述导电部22以另一第二延伸距离延伸于所述两探针头23之间，同时所述另一第二延伸距离小于所述另一第一延伸距离，皆属于本发明的范围。
另外，本发明上述实施例可被装设于用于硅片、半导体等测试的探针装置中，所述探针结构20中的所述探针头23可透过螺牙结构旋转固定、卡榫固定或是焊接固定等方式与所述导电部22连接，且所述第一软性材料221与所述第二软性材料222之间可密合，也可有空隙。
本发明的探针结构不同于现有技术，不是直接以弹簧部分做为电流的传输路径，而是只将弹性缓冲部分用于缓冲，另外用导电部分来传输讯号，因此可提供较大载电流的截面积，用于大电流的测试，且不直接以弹簧做为电流的传输路径，能缩短传输路径，避免电感效应，适合用于高频(速)的测试。
综上所述，虽然本发明已以优选实施例揭露如上，但上述优选实施例并非用以限制本发明，本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与润饰，因此本发明的保护范围以权利要求界定的范围为准。
Claims (30)
1.一种探针结构，其特征在于，包含：
两探针头，分别用于与外部电性接触；
一弹性缓冲部，形成一中空空间；
一导电部，设置于所述中空空间中进而被包覆于所述弹性缓冲部之内且具有两端分别电性连接所述两探针头；
其中当所述两探针头未与外部电性接触时，所述导电部是线性延伸于所述两探针头之间。
2.如权利要求1所述的探针结构，其特征在于，至少其中一所述探针头的一部分连接所述弹性缓冲部。
3.如权利要求1所述的探针结构，其特征在于，所述弹性缓冲部是以非线性延伸于所述两探针头之间。
4.如权利要求3所述的探针结构，其特征在于，所述弹性缓冲部是以螺旋状延伸于所述两探针头之间进而能在所述两探针头之间弹性伸缩。
5.如权利要求3所述的探针结构，其特征在于，当所述两探针头与外部电性接触时，所述导电部在所述两探针头之间形成弹性变形。
6.如权利要求1所述的探针结构，其特征在于，所述导电部是由一第一软性材料与一第二软性材料所制成，且所述第一软性材料由所述第二软性材料所包覆。
7.如权利要求1所述的探针结构，其特征在于，所述两探针头个别是导电的硬质金属。
8.如权利要求1所述的探针结构，其特征在于，所述两探针头是由微影与电镀的制程或机械加工所制成。
9.如权利要求2所述的探针结构，其特征在于，所述导电部是由微影与电镀，以及蚀刻制程所制成。
10.一种探针结构，其特征在于，包含：
两探针头，用于分别与外部电性接触；
一弹性缓冲部，形成一中空空间且以一第一延伸距离延伸于所述两探针头之间；
一导电部，设置于所述中空空间中进而被包覆于所述弹性缓冲部之内且具有两端分别电性连接所述两探针头；
其中所述导电部以一第二延伸距离延伸于所述两探针头之间，所述第二延伸距离小于所述第一延伸距离。
11.如权利要求10所述的探针结构，其特征在于，至少其中一所述探针头的一部分连接所述弹性缓冲部。
12.如权利要求10所述的探针结构，其特征在于，所述弹性缓冲部是以螺旋状延伸于所述两探针头之间进而能在所述两探针头之间弹性伸缩。
13.如权利要求10所述的探针结构，其特征在于，当所述两探针头未与外部电性接触时，所述导电部是线性延伸于所述两探针头之间。
14.如权利要求12所述的探针结构，其特征在于，当所述两探针头与外部电性接触时，所述导电部在所述两探针头之间形成弹性变形。
15.如权利要求10所述的探针结构，其特征在于，所述导电部在所述两探针头之间的一延伸方向平行所述两探针头的延伸方向。
16.一种探针装置，所述探针装置的探针包含一探针结构，其特征在于，所述探针结构包含：
两探针头，分别用于与外部电性接触；
一弹性缓冲部，形成一中空空间；
一导电部，设置于所述中空空间中进而被包覆于所述弹性缓冲部之内且具有两端分别电性连接所述两探针头；
其中当所述两探针头未与外部电性接触时，所述导电部是线性延伸于所述两探针头之间。
17.如权利要求16所述的探针装置，其特征在于，至少其中一所述探针头的一部分连接所述弹性缓冲部。
18.如权利要求16所述的探针装置，其特征在于，所述弹性缓冲部是以非线性延伸于所述两探针头之间。
19.如权利要求18所述的探针装置，其特征在于，所述弹性缓冲部是以螺旋状延伸于所述两探针头之间进而能在所述两探针头之间弹性伸缩。
20.如权利要求18所述的探针装置，其特征在于，当所述两探针头与外部电性接触时，所述导电部在所述两探针头之间形成弹性变形。
21.如权利要求16所述的探针装置，其特征在于，所述导电部是由一第一软性材料与一第二软性材料所制成，且所述第一软性材料由所述第二软性材料所包覆。
22.如权利要求16所述的探针装置，其特征在于，所述两探针头个别是导电的硬质金属。
23.如权利要求16所述的探针装置，其特征在于，所述两探针头是由微影与电镀或机械加工的制程所制成。
24.如权利要求17所述的探针装置，其特征在于，所述导电部是由微影与电镀，以及蚀刻制程所制成。
25.一种探针装置，所述探针装置的探针包含一探针结构，其特征在于，所述探针结构包含：
两探针头，用于分别与外部电性接触；
一弹性缓冲部，形成一中空空间且以一第一延伸距离延伸于所述两探针头之间；
一导电部，设置于所述中空空间中进而被包覆于所述弹性缓冲部之内且具有两端分别电性连接所述两探针头；
其中所述导电部以一第二延伸距离延伸于所述两探针头之间，所述第二延伸距离小于所述第一延伸距离。
26.如权利要求25所述的探针装置，其特征在于，至少其中一所述探针头的一部分连接所述弹性缓冲部。
27.如权利要求25所述的探针装置，其特征在于，所述弹性缓冲部是以螺旋状延伸于所述两探针头之间进而能在所述两探针头之间弹性伸缩。
28.如权利要求25所述的探针装置，其特征在于，当所述两探针头未与外部电性接触时，所述导电部是线性延伸于所述两探针头之间。
29.如权利要求27所述的探针装置，其特征在于，当所述两探针头与外部电性接触时，所述导电部在所述两探针头之间形成弹性变形。
30.如权利要求25所述的探针装置，其特征在于，所述导电部在所述两探针头之间的一延伸方向平行所述两探针头的延伸方向。
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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