CN109283371A - 探针装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种探针装置，包括第一导板、与第一导板呈间隔设置的第二导板、及多个探针。第一导板形成有呈非圆形的多个第一孔壁。第二导板形成有与多个第一孔壁错位设置的多个第二孔壁。每个探针具有位于第一导板与第二导板间的弯曲段、及分别插设于相互错位的第一孔壁与第二孔壁内的第一定位段与第二定位段。在每个第一定位段及其所穿设的第一孔壁的横剖面中，第一定位段呈圆形，第一孔壁的两个点抵接于第一定位段并各定义为第一限位点，第一定位段的圆心与两个第一限位点能构成不大于90度的第一圆心角。因此，本发明的探针装置能通过第一定位段与第一孔壁的两点接触，借以精准控制探针的弯曲段的方向，并且降低相邻探针间相碰触而短路的风险。

Description

探针装置

技术领域

本发明涉及一种探针装置，尤其涉及一种可控制探针弯曲方向的探针装置。

背景技术

半导体芯片进行测试时，测试机通过一探针卡而与待测物电性连接，并借由信号传输及信号分析，以获得待测物的测试结果。现有的探针卡通常由一电路板及一探针装置(也就是探针头)组成，或者还包含有设于电路板及探针装置间的一空间转换器(也就是载板)，探针装置设有对应待测物的电性接点而排列的多个探针，以借由上述多个探针同时点触相对应的电性接点。

众所周知，探针在实际针测的过程，会受到垂直挤压的压力而有弯曲的现象。目前市面上大部分制作探针装置的厂商所使用探针的横剖面形状皆呈圆形，且配合使用的上导板的孔壁及下导板的孔壁的形状也皆呈圆形。为了使探针的弯曲方向较为一致，以导引孔错位技术制作探针装置已发展了一段时间。在一般情况，探针呈直线形，而在上导板的孔壁及下导板的孔壁呈错位设置时，探针呈些微弯曲的形状。

目前虽然有导引孔错位技术可大致导正探针的弯曲方向，但是效果有限，探针的弯曲方向仍会有不稳定的情形发生。主要的原因是由于具有圆形截面的探针与圆形的导引孔孔壁于同一水平高度截面中的接触方式为单点接触，而当导引孔孔壁或探针的加工真圆度不佳时，会造成探针的接触点位置偏移，进而影响了探针弯曲的方向，同时提高了相邻探针间短路的风险，因此降低了探针装置的制造良率。

于是，本发明人认为上述缺陷可改善，乃特潜心研究并配合科学原理的运用，终于提出一种设计合理且有效改善上述缺陷的本发明。

发明内容

本发明实施例在于提供一种探针装置，能有效地改善现有探针装置所可能产生的缺陷。

本发明实施例公开一种探针装置，包括：一第一导板，形成有多个第一孔壁，每个所述第一孔壁呈非圆形且包围形成有一第一穿孔；一第二导板，与所述第一导板呈间隔设置，所述第二导板形成有多个第二孔壁，每个所述第二孔壁呈非圆形且包围形成有一第二穿孔，多个所述第二穿孔分别与多个所述第一穿孔沿一错位方向错位设置；以及多个探针，各具有一弯曲段及分别位于所述弯曲段相反两端的一第一定位段与一第二定位段，多个所述弯曲段位于所述第一导板与所述第二导板间，多个所述第一定位段分别穿设于所述第一导板的多个所述第一孔壁内，而多个所述第二定位段分别穿设于所述第二导板的多个所述第二孔壁内；其中，在每个所述第一定位段及其所穿设的所述第一孔壁的一第一横剖面中，所述第一定位段呈圆形，所述第一孔壁的两个点抵接于所述第一定位段并各定义为一第一限位点，并且所述第一定位段的圆心与两个所述第一限位点能构成不大于90度的一第一圆心角。

优选地，在所述第一横剖面中，所述第一孔壁在其两个所述第一限位点间的部位呈直角且定义为一第一限位段，并且两个所述第一限位点分别为所述第一限位段与所述第一定位段的两个切点。

优选地，在所述第一横剖面中，所述第一孔壁定义有连接两个所述第一限位点的一第一参考线，并且所述第一参考线的一第一垂直平分线通过所述第一定位段的圆心。

优选地，在所述第一横剖面中，所述第一孔壁定义有连接两个所述第一限位点的一第一参考线，并且所述第一参考线的一第一垂直平分线平行于所述错位方向。

优选地，其进一步包括有夹持于所述第一导板与所述第二导板间的一间隔板，并且所述间隔板形成有一容置孔，多个所述弯曲段彼此间隔地设置于所述间隔板的所述容置孔内。

优选地，在每个所述第二定位段及其所穿设的所述第二孔壁的一第二横剖面中，所述第二定位段呈圆形，所述第二孔壁呈非圆形且其两个点抵接于所述第二定位段并各定义为一第二限位点，并且所述第二定位段的圆心与两个所述第二限位点能构成不大于90度的一第二圆心角，所述第二孔壁定义有连接两个所述第二限位点的一第二参考线，而所述第二参考线的一第二垂直平分线通过所述第二定位段的圆心且平行所述错位方向。

优选地，在所述第二横剖面中，所述第二孔壁在其两个所述第二限位点间的部位呈直角且定义为一第二限位段，并且两个所述第二限位点分别为所述第二限位段与所述第二定位段的两个切点。

优选地，当每个所述探针对应的所述第一横剖面与所述第二横剖面各沿其法线方向正投影至一平面时，所述第一定位段与所述第二定位段彼此相邻，并且所述第一参考线的所述第一垂直平分线重迭于所述第二参考线的所述第二垂直平分线。

优选地，每个所述第一孔壁的尺寸大于每个所述第二孔壁的尺寸。

优选地，在所述第一横剖面中，所述第一孔壁仅以两个所述第一限位点抵接于所述第一定位段；在所述第二横剖面中，所述第二孔壁仅以两个所述第二限位点抵接于所述第二定位段。

综上所述，本发明实施例所公开的探针装置，其能通过第一定位段与第一孔壁的两点接触，借以精准控制探针的弯曲段的方向，降低相邻探针间相碰触而短路的风险，并且有效提高探针装置的制造良率。

为能更进一步了解本发明的特征及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，但是此等说明与附图仅用来说明本发明，而非对本发明的保护范围作任何的限制。

附图说明

图1为本发明探针装置的俯视示意图(间隔板省略)。

图2为图1的探针装置沿II-II剖线的剖视示意图。

图3为本发明探针装置中一探针的第一定位段及其所穿设的第一孔壁的第一横剖面示意图。

图4为本发明探针装置中一探针的第二定位段及其所穿设的第二孔壁的第二横剖面示意图。

图5为图3的第一横剖面与图4的第二横剖面各沿其法线方向正投影至一平面的投影面示意图。

图6为本发明探针装置的第一孔壁形状呈扇形的示意图。

图7为本发明探针装置的第一孔壁形状呈六角形的示意图。

具体实施方式

请参阅图1至图7，为本发明的实施例，需先说明的是，本实施例对应附图所提及的相关数量与外型，仅用来具体地说明本发明的实施方式，以便于了解本发明的内容，而非用来局限本发明的保护范围。

如图1至图2，本实施例公开一种探针装置100，包括一第一导板1、一第二导板2、夹持于第一导板1与第二导板2间的一间隔板3、及多个探针4。所述第一导板1、第二导板2、及间隔板3可组成一探针座(图未标号)，以使多个探针4穿设于探针座。以下将分别说明本实施例探针装置100的各个组件具体构造，而后再适时说明探针装置100的各个组件间的连接关系。

需先说明的是，为了便于理解本实施例，所以附图仅呈现探针装置100的局部构造，以便于清楚地呈现探针装置100的各个组件构造与连接关系。

如图1至图3，所述第一导板1形成有多个第一孔壁11(较佳是呈矩阵状排列)，并且每个第一孔壁11呈非圆形且包围形成有一第一穿孔12。所述第二导板2形成有多个第二孔壁21(较佳是呈矩阵状排列)，并且每个第二孔壁21呈非圆形且包围形成有一第二穿孔22。其中，上述第二导板2与第一导板1呈间隔设置，并且多个第二穿孔22分别与多个第一穿孔12沿一错位方向D错位设置。

每个第一孔壁11的尺寸大于每个第二孔壁21的尺寸。也就是说，每个第一孔壁11对应的第一导板1即为探针装置100的上导板(Upper Die)，而每个第二孔壁21对应的第二导板2即为探针装置100的下导板(Lower Die)，但本发明不受限于此。于本实施例中，图3所呈现的第一孔壁11与图4所呈现的第二孔壁21各呈矩形，但于实际应用时，所述第一孔壁11与第二孔壁21的外型能够依据设计者的需求而加以调整。

所述间隔板3形成有一容置孔31。第一导板1与第二导板2通过夹持间隔板3而呈彼此间隔设置，并且容置孔31可让探针4的局部(如：下述的弯曲段41)在第一导板1与第二导板2间自由活动(例如：弯曲)。

每个探针4于本实施例中为可导电且具有可挠性的长条状构造，并且每个探针4具有一弯曲段41、分别位于弯曲段41相反两端(如：图2中的弯曲段41上端与下端)的一第一定位段42与一第二定位段43、及分别相连于上述第一定位段42与第二定位段43外侧端的一第一凸伸段44与一第二凸伸段45。

其中，多个弯曲段41大致位于第一导板1与第二导板2间(也就是位于间隔板3的容置孔31内)，多个第一定位段42分别穿设于第一导板1的多个第一孔壁11内，而多个第二定位段43分别穿设于第二导板2的多个第二孔壁21内。进一步地说，每个探针4的第一定位段42与第二定位段43分别可活动地设置于相对应的第一穿孔12及第二穿孔22内。

上述多个第一凸伸段44分别凸伸出多个第一孔壁11，并且上述多个第二凸伸段45分别凸伸出多个第二孔壁21。再者，每个探针4的第一凸伸段44与第二凸伸段45的其中一个，可组装且电性连接于一电路板或载板(图未示)，以形成一垂直式探针卡结构；每个探针的第一凸伸段44与第二凸伸段45的其中另一个，可用来点触一待测物(图未示，如晶圆)的电性接点，以与待测物电性连接。在本实施例中，多个第一凸伸段44与多个第二凸伸段45的末端呈平面状，但在本发明未绘示的实施例中也可呈尖锥状。

以下接着说明每个探针4第一定位段42与其所穿设的第一孔壁11间的连接关系。如图3，在每个第一定位段42及其所穿设的第一孔壁11的一第一横剖面中，第一定位段42呈圆形，第一孔壁11的两个点抵接于第一定位段42并各定义为一第一限位点P1，并且第一定位段42的圆心C与两个第一限位点P1能构成不大于90度的一第一圆心角α。

借此，在第一圆心角α不大于90度的情形下，抵接于第一定位段42的两个第一限位点P1能用以有效地限制弯曲段41的弯曲方向。也就是说，由于第一定位段42与第一孔壁11的接触方式为双点接触，且第一圆心角α不大于90度，因此若探针4的加工真圆度不佳，或者第一孔壁11的加工存在一些瑕疵，两个第一限位点P1也能有效地维持探针4弯曲方向的稳定性(如：多个弯曲段41大致朝相同方向弯曲)。

如上，在第一横剖面(如：图3)中，第一孔壁11较佳是仅以两个第一限位点P1抵接于第一定位段42，但本发明不受限于此。举例来说，在本发明未绘示的实施例中，第一定位段42与第一孔壁11的接触方式可为三点以上接触，只要第一定位段42与第一孔壁11的结构设计与搭配方式，能用以精准控制探针4的弯曲方向，都符合本发明的精神而属于本发明的范围。

如图3，本实施例所采用的第一孔壁11虽呈矩形，但只要具有可抵接于第一定位段42的两个第一限位点P1，且可用以限制弯曲段41的弯曲方向，都符合本发明的精神而属于本发明的范围。举例来说，第一孔壁11也可以呈扇形(如：图6)或六角形(如：图7)。

请继续参阅图3，在第一横剖面中，所述第一孔壁11在其两个第一限位点P1间的部位较佳是呈直角且定义为一第一限位段S1，并且上述两个第一限位点P1分别为第一限位段S1与第一定位段42的两个切点。也就是说，连接上述第一定位段42的圆心C与两个第一限位点P1的两条直线是分别垂直于第一限位段S1。

再者，在第一横剖面中，第一孔壁11定义有连接两个第一限位点P1的一第一参考线L1，并且第一参考线L1的一第一垂直平分线L3通过第一定位段42的圆心C。第一参考线L1的第一垂直平分线L3于本实施例中较佳是大致平行于错位方向D。

请参阅图4，本实施例中的第二定位段43与第二孔壁21的配合关系类似于上述第一定位段42与第一孔壁11的配合关系，所以为避免赘述，以下仅大致说明第二定位段43与第二孔壁21的配合关系。

在每个第二定位段43及其所穿设的第二孔壁21的一第二横剖面中，第二定位段43呈圆形，第二孔壁21的两个点抵接于第二定位段43并各定义为一第二限位点P2，并且第二定位段43的圆心C’与两个第二限位点P2能构成不大于90度的一第二圆心角β。其中，第二孔壁21定义有连接两个第二限位点P2的一第二参考线L2，而第二参考线L2的一第二垂直平分线L4通过第二定位段43的圆心C’且大致平行错位方向D。

进一步地说，在第二横剖面中，所述第二孔壁21在其两个第二限位点P2间的部位较佳是呈直角且定义为一第二限位段S2，并且上述两个第二限位点P2分别为第二限位段S2与第二定位段43的两个切点。也就是说，连接上述第二定位段43的圆心C’与两个第二限位点P2的两条直线是分别垂直于第二限位段S2。

在第二横剖面中，本实施例的错位方向D与第一孔壁11的第一限位段S1或第二孔壁21的第二限位段S2较佳是能构成45度的夹角，并且第二孔壁21较佳是仅以两个第二限位点P2抵接于第二定位段43，但本发明不受限于此。

借此，在第二圆心角β不大于90度的情形下，抵接于第二定位段43的两个第二限位点P2能用以有效地限制弯曲段41的弯曲方向。值得一提的是，通过本实施例的结构设计，弯曲段41相反两端的弯曲方向皆能被精准地控制，从而大幅提高了弯曲段41弯曲方向的稳定性。

换个角度来说，当每个探针4对应的第一横剖面与第二横剖面各沿其法线方向正投影至一平面P时(如：图5)，第一定位段42与第二定位段43彼此相邻，并且第一参考线L1的第一垂直平分线L3较佳是重迭于第二参考线L2的第二垂直平分线L4。

借此，弯曲段41能大致在第一垂直平分线L3与第二垂直平分线L4两者所构成的一预设弯曲平面上弯曲，并且上述预设弯曲平面相当于通过任一个探针4所对应的第一孔壁11的两个第一限位点P1与第二孔壁21的两个第二限位点P2而定义。

每个探针4对应的第一孔壁11与第二孔壁21所定义的预设弯曲平面于本实施例中大致彼此平行，借以使在上述预设弯曲平面上扭曲的多个探针4的弯曲段41能够大幅提高其弯曲方向的稳定性，从而降低了相邻探针4间短路的风险，并且有效提高了探针装置100的制造良率。

此外，需说明的是，本实施例中的第二定位段43与第二孔壁21的配合关系类似于上述第一定位42段与第一孔壁11的配合关系，但本发明不受限于此。举例来说，在本发明未绘示的实施例中，第二孔壁21的外型可以不同于第一孔壁11的外型。

以上仅为本发明的优选可行实施例，并非用来局限本发明的保护范围，凡依本发明权利要求书所做的同等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (10)

1.一种探针装置，其特征在于，所述探针装置包括：

一第一导板，形成有多个第一孔壁，每个所述第一孔壁呈非圆形且包围形成有一第一穿孔；

一第二导板，与所述第一导板呈间隔设置，所述第二导板形成有多个第二孔壁，每个所述第二孔壁包围形成有一第二穿孔，多个所述第二穿孔分别与多个所述第一穿孔沿一错位方向错位设置；以及

多个探针，各具有一弯曲段及分别位于所述弯曲段相反两端的一第一定位段与一第二定位段，多个所述弯曲段位于所述第一导板与所述第二导板间，多个所述第一定位段分别穿设于所述第一导板的多个所述第一孔壁内，而多个所述第二定位段分别穿设于所述第二导板的多个所述第二孔壁内；

其中，在每个所述第一定位段及其所穿设的所述第一孔壁的一第一横剖面中，所述第一定位段呈圆形，所述第一孔壁的两个点抵接于所述第一定位段并各定义为一第一限位点，并且所述第一定位段的圆心与两个所述第一限位点能构成不大于90度的一第一圆心角。

2.依据权利要求1所述的探针装置，其特征在于，在所述第一横剖面中，所述第一孔壁在其两个所述第一限位点间的部位呈直角且定义为一第一限位段，并且两个所述第一限位点分别为所述第一限位段与所述第一定位段的两个切点。

3.依据权利要求1所述的探针装置，其特征在于，在所述第一横剖面中，所述第一孔壁定义有连接两个所述第一限位点的一第一参考线，并且所述第一参考线的一第一垂直平分线通过所述第一定位段的圆心。

4.依据权利要求1所述的探针装置，其特征在于，在所述第一横剖面中，所述第一孔壁定义有连接两个所述第一限位点的一第一参考线，并且所述第一参考线的一第一垂直平分线平行于所述错位方向。

5.依据权利要求1所述的探针装置，其特征在于，所述探针装置进一步包括有夹持于所述第一导板与所述第二导板间的一间隔板，并且所述间隔板形成有一容置孔，多个所述弯曲段彼此间隔地设置于所述间隔板的所述容置孔内。

6.依据权利要求1至5中任一项所述的探针装置，其特征在于，在每个所述第二定位段及其所穿设的所述第二孔壁的一第二横剖面中，所述第二定位段呈圆形，所述第二孔壁呈非圆形且其两个点抵接于所述第二定位段并各定义为一第二限位点，并且所述第二定位段的圆心与两个所述第二限位点能构成不大于90度的一第二圆心角，所述第二孔壁定义有连接两个所述第二限位点的一第二参考线，而所述第二参考线的一第二垂直平分线通过所述第二定位段的圆心且平行所述错位方向。

7.依据权利要求6所述的探针装置，其特征在于，在所述第二横剖面中，所述第二孔壁在其两个所述第二限位点间的部位呈直角且定义为一第二限位段，并且两个所述第二限位点分别为所述第二限位段与所述第二定位段的两个切点。

8.依据权利要求6所述的探针装置，其特征在于，当每个所述探针对应的所述第一横剖面与所述第二横剖面各沿其法线方向正投影至一平面时，所述第一定位段与所述第二定位段彼此相邻，并且所述第一参考线的所述第一垂直平分线重迭于所述第二参考线的所述第二垂直平分线。

9.依据权利要求6所述的探针装置，其特征在于，每个所述第一孔壁的尺寸大于每个所述第二孔壁的尺寸。

10.依据权利要求6所述的探针装置，其特征在于，在所述第一横剖面中，所述第一孔壁仅以两个所述第一限位点抵接于所述第一定位段；在所述第二横剖面中，所述第二孔壁仅以两个所述第二限位点抵接于所述第二定位段。