CN109581005B - 探针组件及其空间转换介面板 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种探针组件及其空间转换介面板。探针组件包括一空间转换介面板以及多个探针结构。空间转换介面板包括一转接载板以及多个介电结构。转接载板具有多个导体部，每一个介电结构设置在相对应的导体部的一侧且接触相对应的导体部。多个探针结构设置在相对应的介电结构的一侧且接触相对应的介电结构。每一个介电结构设置在相对应的导体部与相对应的探针结构之间。每一个探针结构具有一第一端部、一对应于第一端部的第二端部、一连接在第一端部与第二端部之间的连接部。借此，本发明探针组件及其空间转换介面板的阻抗值能够被优化。

Description

探针组件及其空间转换介面板

技术领域

本发明涉及一种探针组件及其空间转换介面板，尤其涉及一种应用于晶圆探针卡的探针组件及其空间转换介面板。

背景技术

首先，现有技术中系统单芯片(System on Chip，SoC)于高速信号测试时，常会面临核心电源于使用频率点的目标阻抗值过高的问题，而导致阻抗值过高的原因有探针卡(Probe Card)、转接衬底(substrate)、探针座及晶圆探针等因素。因此，在现行的解决方式下，大多是聚焦于转接衬底的优化，也就是通过适量的去耦合电容来改善供电网路(powerdelivery network，PDN)的目标阻抗值。然而，此种优化方式虽然能够使得转接衬底的阻抗值达到标准，但仍然会因为转接衬底距离待测端较远的因素，而无法有效掌控整体供电网路。

因此，如何提出一种能因应移动装置所需高速信号系统单芯片应用测试时，有效降低谐振频率点的电源阻抗且提升供电网路的效能的探针组件及其空间转换介面板，以克服上述的缺陷，已然成为本领域技术人员所欲解决的重要课题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，针对现有技术的不足提供一种探针组件及其空间转换介面板，以有效降低谐振频率点的电源阻抗且提升供电网路的效能。

为了解决上述的技术问题，本发明所采用的其中一技术方案是，提供一种探针组件，其包括一空间转换介面板以及多个探针结构。所述空间转换介面板包括一转接载板以及多个介电结构，其中，所述转接载板具有多个导体部，每一个所述介电结构设置在相对应的所述导体部的一侧且接触相对应的所述导体部。每一个所述探针结构设置在相对应的所述介电结构的一侧且接触相对应的所述介电结构，其中，每一个所述介电结构设置在相对应的所述导体部与相对应的所述探针结构之间，且每一个所述探针结构具有一第一端部、一对应于所述第一端部的第二端部、一连接在所述第一端部与所述第二端部之间的连接部。

更进一步地，所述介电结构具有一容置空间，每一个所述探针结构的所述第二端部设置在相对应的所述介电结构的所述容置空间中。

更进一步地，所述探针结构的所述第二端部具有一对应于所述介电结构的裸露部，且所述探针结构通过所述裸露部而电性连接于所述转接载板的所述导体部，其中，所述介电结构具有一与所述探针结构相互接触的第一表面以及一与所述转接载板相互接触的第二表面。

更进一步地，所述探针结构与所述转接载板彼此电性绝缘，且所述介电结构具有一与所述探针结构相互接触的第一表面以及一与所述转接载板的所述导体部相互接触的第二表面。

更进一步地，所述探针结构的电阻率小于5x102Ωm。

更进一步地，所述转接载板的多个所述导体部的电阻率小于5x102Ωm。

更进一步地，所述介电结构的电阻率大于或等于108Ωm。

更进一步地，所述探针组件还进一步包括一探针承载座，所述探针承载座设置在所述空间转换介面板上。

更进一步地，所述空间转换介面板还进一步包括多个导电结构，多个所述导电结构分别设置在多个所述介电结构上，以使每一个所述介电结构位于相对应的所述导体部与相对应的所述导电结构之间。

更进一步地，多个所述探针结构分别电性连接于多个所述导电结构，且每一个所述介电结构与设置其上的所述导电结构都位于相对应的所述导体部与相对应的所述探针结构之间。

本发明所采用的另外一技术方案是，提供一种空间转换介面板，多个所述探针结构分别电性连接于所述空间转换介面板，所述空间转换介面板包括一转接载板以及多个介电结构。所述转接载板具有多个导体部。多个所述介电结构分别设置在多个所述导体部中，且每一个所述介电结构位于相对应的所述导体部与相对应的所述探针结构之间。

更进一步地，所述空间转换介面板还进一步包括多个导电结构，多个所述导电结构分别设置在多个所述介电结构上，其中，每一个所述介电结构位于相对应的所述导电结构与相对应的所述导体部之间。

本发明的其中一有益效果在于，本发明实施例所提供的探针组件及其空间转换介面板，其能通过“每一个所述介电结构设置在每一个所述导体部与每一个所述探针结构之间”的技术方案，而能优化目标阻抗值，且提升供电网路的效能。

为使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，然而所提供的附图仅用于提供参考与说明，并非用来对本发明加以限制。

附图说明

图1为本发明第一实施例的探针组件的立体分解示意图。

图2为本发明第一实施例的探针组件的立体组合示意图。

图3为本发明第一实施例的探针组件的其中一侧视剖面示意图。

图4为本发明第一实施例的探针组件的另外一侧视剖面示意图。

图5为本发明第一实施例的探针组件的另外一实施方式的侧视剖面示意图。

图6为本发明第二实施例的探针组件的立体分解示意图。

图7为本发明第二实施例的探针组件的立体组合示意图。

图8为本发明第二实施例的探针组件的其中一侧视剖面示意图。

图9为本发明第二实施例的探针组件的另外一侧视剖面示意图。

图10为本发明第二实施例的探针组件的另外一实施方式的侧视剖面示意图。

具体实施方式

以下是通过特定的具体实例来说明本发明所公开有关“探针组件及其空间转换介面板”的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所公开的内容了解本发明的优点与效果。本发明可通过其他不同的具体实施例加以施行或应用，本说明书中的各项细节也可基于不同观点与应用，在不背离本发明的精神下进行各种修饰与变更。另外，本发明的附图仅为简单示意说明，并非依实际尺寸的描绘，予以声明。以下的实施方式将进一步详细说明本发明的相关技术内容，但所公开的内容并非用以限制本发明的技术范围。

应理解，虽然本文中可能使用术语第一、第二、第三等来描述各种元件或信号等，但这些元件或信号不应受这些术语限制。这些术语乃用以区分一元件与另一元件，或者一信号与另一信号。另外，如本文中所使用，术语“或”视实际情况可能包括相关联的列出项目中的任一个或者多个的所有组合。

[第一实施例]

首先，请参阅图1至图4所示，图1及图2分别为本发明第一实施例探针组件U的立体示意图，图3及图4分别为第一实施例探针组件U的侧视剖面示意图。本发明提供一种探针组件U及其空间转换介面板T，以下将先介绍探针组件U的主要架构，后续内容再行介绍空间转换介面板T的特征。

承上述，探针组件U可包括一空间转换介面板T以及多个探针结构3。空间转换介面板T可包括一转接载板1以及多个介电结构2，转接载板1可具有多个导体部11，以本发明实施例而言，导体部11可位于转接载板1的一容置槽12中，也就是容置槽12的其中一部分可具有导电性，以作为导体部11。然而，须说明的是，在其他实施方式中，多个导体部11也可以以另一元件的形式而分别设置在转接载板1的多个容置槽12中，本发明不以此为限(图3及图4以导体部11设置在转接载板1的容置槽12中的方式呈现)。此外，多个介电结构2可分别设置在多个导体部11的一侧且分别接触多个导体部11，也就是说，每一个介电结构2可设置在相对应的导体部11的一侧且接触相对应的导体部11。以图1至图4所示的实施方式而言，每一个介电结构2可分别设置在转接载板1的每一个容置槽12之中且分别接触导体部11。另外，值得说明的是，转接载板1的导体部11的电阻率(Resistivity)可小于5x102Ωm(欧姆米)，且导体部11的材料可例如但不限于为金(Au)、银(Ag)、铜(Cu)、镍(Ni)、钴(Co)或其合金，然本发明不以上述所举例的材质为限。举例来说，导体部11可以为具有导电性的复合金属，且复合金属的材料可例如但不限于为钯镍、镍钴、镍锰、镍钨、镍磷或钯钴合金，本发明不以上述所举例的材质为限。

接着，请复参阅图3及图4所示，多个探针结构3可分别设置在多个介电结构2的一侧且分别接触多个介电结构2，且每一个介电结构2可设置在每一个导体部11与每一个探针结构3之间。也就是说，每一个探针结构3可设置在相对应的介电结构2的一侧且接触相对应的介电结构2，且每一个介电结构2可设置在相对应的导体部11与相对应的探针结构3之间。进一步来说，每一个探针结构3具有一第一端部31、一对应于第一端部31的第二端部32、一连接在第一端部31与第二端部32之间的连接部33。举例来说，探针结构3的第一端部31可呈尖头针状，以划破待测物的锡球表面的氧化层，然而，在其他实施方式中，探针结构3的第一端部31也可为一平面，本发明不以此为限。此外，第二端部32可以为探针结构3的针尾，以用于与转接载板1的接触端相接。换句话说，探针结构3的第二端部32可设置在介电结构2的一侧且接触介电结构2。同时，以图1至图4的实施方式来说，探针结构3的第二端部32可设置在转接载板1的容置槽12之中，且转接载板1的容置槽12的外型可类似为一套筒状的结构，然本发明不以此为限。另外，举例来说，多个介电结构2可分别具有一容置空间23，每一个探针结构3的第二端部32可设置在相对应的介电结构2的容置空间23中。

承上述，值得说明的是，虽然附图中的探针结构3是以矩形柱状体作为说明，但本发明不以此为限制，在其他实施方式中，探针结构3也可以为圆形柱状体或其他外型。另外，值得说明的是，虽然立体图中的探针结构3是以直条状的外型呈现，但是，在其他实施方式中，也可以具有如侧视图所示的弯曲状外形，本发明不以此为限。进一步来说，探针结构3可由导电材料所制成以具有导电性，且探针结构3的电阻率(Resistivity)可小于5x102Ωm(欧姆米)，探针结构3的材料可例如但不限于为金、银、铜、镍、钴或其合金，然本发明不以上述所举例的材质为限。优选地，探针结构3可为具有导电性的复合金属，且复合金属的材料可例如但不限于为钯镍、镍钴、镍锰、镍钨、镍磷或钯钴合金，本发明不以上述所举例的材质为限。另外，在其他实施方式中，探针结构3的外表面也可依序堆叠不同材料外覆层，以形成一具有多层外覆结构的探针结构3(图中未示出)。另外，值得一提的是，探针组件U还可进一步包括一探针承载座B，探针承载座B可设置在空间转换介面板T上。须说明的是，探针承载座B与转接载板1的结合方式为所属领域技术人员所熟知的技术，在此不再赘述。

承上述，请复参阅图3至图4所示，以本发明第一实施例而言，介电结构2可设置在探针结构3的第二端部32与转接载板1的导体部11之间，以使得探针结构3与导体部11彼此电性绝缘。另外，介电结构2可具有一与探针结构3直接相互接触的第一表面21(内表面)以及一与导体部11直接相互接触的第二表面22(外表面)。举例来说，介电结构2可为一绝缘材料，且介电结构2的电阻率可大于或等于108Ωm，优选地，介电结构2的电阻率可大于或等于109Ωm。另外，介电结构2的材料可例如但不限于为高分子材料或陶瓷等材料，优选地，以氧化铝(Aluminium oxide，或称三氧化二铝，Al₂O₃)为优选。再者，在其他实施方式中，介电结构2的材料可例如但不限于为：氮化硅、氧化钇、氧化钛、氧化铪、氧化锆或钛酸钡，本发明不以上述所举例的材质为限。借此，探针结构3与转接载板1的导体部11之间可通过介电结构2的设置而形成一电容区域C，以使得探针组件U中形成一内埋式的电容。

另外，值得说明的是，由于介电结构2设置在探针结构3与导体部11之间，且介电结构2能包覆探针结构3的第二端部32，以使得探针结构3与导体部11彼此电性绝缘，因此，本发明第一实施例所提供的探针组件U中的导体部11、介电结构2及探针结构3可视为一串联连接的架构。再者，值得说明的是，介电结构2的形成方式可通过微机电系统(Microelectromechanical Systems，MEMS)工艺而形成，例如但不限于为通过微影工艺(光刻工艺)及/或电镀工艺所形成。

接着，请参阅图5所示，图5为本发明第一实施例的探针组件U的另外一实施方式的侧视剖面示意图。详细来说，由图5与图4的比较可知，在其他实施方式中，空间转换介面板T还可进一步包括多个导电结构4，且多个导电结构4可分别设置在多个介电结构2上，以使每一个介电结构2位于相对应的导体部11与相对应的导电结构4之间。此外，多个探针结构3可分别电性连接于多个导电结构4，且每一个导电结构4及每一个介电结构2可分别位于每一个导体部11与每一个探针结构3之间。也就是说，每一个介电结构2与设置其上的导电结构4都位于相对应的导体部11与相对应的探针结构3之间。借此，导体部11、介电结构2及导电结构4之间可形成一电容区域C，以使得探针组件U中形成一内埋式的电容。此外，在其他实施方式中，导电结构4也可以是探针结构3的一部分。进一步来说，由于介电结构2设置在导电结构4与导体部11之间，因此，导电结构4与导体部11彼此之间可电性绝缘，且探针组件U中的导体部11、介电结构2及导电结构4可视为一串联连接的架构。

[第二实施例]

首先，请参阅图6至图9所示，图6及图7分别为本发明第二实施例探针组件U的立体示意图，图8及图9分别为第二实施例探针组件U的侧视剖面示意图。本发明第二实施例提供一种探针组件U及其空间转换介面板T，由图9与图4的比较可知，第二实施例与第一实施例最大的差别在于：第二实施例所提供的探针组件U中的导体部11、介电结构2及探针结构3可视为一并联连接的架构。另外，须说明的是，第二实施例所提供的探针组件U中的转接载板1、介电结构2及探针结构3的特性与前述实施例相仿，在此不再赘述。换句话说，转接载板1的导体部11、介电结构2、探针结构3及导电结构4的电阻率(Resistivity)、材料及/或形状可如前述实施例所说明，在此不再赘述。

承上述，详细来说，请复参阅图6至图9所示，探针结构3的第二端部32具有一对应于介电结构2的裸露部321，且探针结构3通过裸露部321而电性连接于转接载板1的导体部11。另外，介电结构2可具有一与探针结构3相互接触的第一表面21以及一与转接载板1相互接触的第二表面22。换句话说，第二实施例所提供的探针组件U中的导体部11、介电结构2及探针结构3可视为一并联连接的架构。另外，须说明的是，虽然附图中的裸露部321为凸起状的结构，但是，在其他实施方式中，裸露部321也可以位于第二端部的侧边，且为平面状的结构。即，裸露部321为探针结构3相对于介电结构2的裸露表面，且裸露表面电性连接于导体部11。

接着，请参阅图10所示，图10为本发明第二实施例的探针组件的另外一实施方式的侧视剖面示意图。详细来说，由图10与图9的比较可知，在其他实施方式中，空间转换介面板T还可进一步包括多个导电结构4，且多个导电结构4可分别设置在多个介电结构2上，以使每一个介电结构2分别位于每一个导体部11与每一个导电结构4之间。此外，多个探针结构3可分别电性连接于多个导电结构4，且每一个导电结构4及每一个介电结构2可分别位于每一个导体部11与每一个探针结构3之间，以使得探针组件U中形成一内埋式的电容。

[实施例的有益效果]

本发明的其中一有益效果可以在于，本发明实施例所提供的探针组件U及其空间转换介面板T，其能利用“每一个介电结构设置在每一个导体部与每一个探针结构之间”的技术方案，而能优化目标阻抗值(降低阻抗值)，且提升供电网路的效能。另外，由于介电结构2是设置在探针结构3与转接载板1之间，因此，通过介电结构2的设置能使得探针组件U中内埋一电容，且由于本发明所提供的探针组件U及其空间转换介面板T中的电容相较于现有技术中转接衬底距离待测端较远的特性，而更能优化目标阻抗值，且改善寄生效应。

以上所公开的内容仅为本发明的优选可行实施例，并非因此局限本发明的权利要求书的保护范围，所以凡是运用本发明说明书及附图内容所做的等效技术变化，均包含于本发明的权利要求书的保护范围内。

Claims (10)

1.一种探针组件，其特征在于，所述探针组件包括：

一空间转换介面板，所述空间转换介面板包括一转接载板以及多个介电结构，其中，所述转接载板具有多个导体部，每一个所述介电结构设置在相对应的所述导体部的一侧且接触相对应的所述导体部；以及

多个探针结构，每一个探针结构设置在相对应的所述介电结构的一侧且接触相对应的所述介电结构，其中，每一个所述介电结构设置在相对应的所述导体部与相对应的所述探针结构之间，且每一个所述探针结构具有一第一端部、一对应于所述第一端部的第二端部、一连接在所述第一端部与所述第二端部之间的连接部；

其中，所述探针结构与所述转接载板的导体部彼此电性绝缘，且所述介电结构具有一与所述探针结构相互接触的第一表面以及一与所述转接载板的所述导体部相互接触的第二表面；

其中，所述导体部、所述介电结构及所述探针结构为一串联连接的架构。

2.根据权利要求1所述的探针组件，其特征在于，所述介电结构具有一容置空间，每一个所述探针结构的所述第二端部设置在相对应的所述介电结构的所述容置空间中。

3.根据权利要求1所述的探针组件，其特征在于，所述探针结构的电阻率小于5x 102Ωm。

4.根据权利要求1所述的探针组件，其特征在于，所述转接载板的多个所述导体部的电阻率小于5x 102Ωm。

5.根据权利要求1所述的探针组件，其特征在于，所述介电结构的电阻率大于或等于108Ωm。

6.根据权利要求1所述的探针组件，其特征在于，所述探针组件还进一步包括：一探针承载座，所述探针承载座设置在所述空间转换介面板上。

7.根据权利要求1所述的探针组件，其特征在于，所述空间转换介面板还进一步包括多个导电结构，多个所述导电结构分别设置在多个所述介电结构上，以使每一个所述介电结构位于相对应的所述导体部与相对应的所述导电结构之间。

8.根据权利要求7所述的探针组件，其特征在于，多个所述探针结构分别电性连接于多个所述导电结构，且每一个所述介电结构与设置其上的所述导电结构都位于相对应的所述导体部与相对应的所述探针结构之间。

9.一种空间转换介面板，多个探针结构分别电性连接于所述空间转换介面板，其特征在于，所述空间转换介面板包括：

一转接载板，所述转接载板具有多个导体部；以及

多个介电结构，多个所述介电结构分别设置在多个所述导体部中，且每一个所述介电结构位于相对应的所述导体部与相对应的所述探针结构之间；

其中，每一个所述探针结构与所述转接载板的导体部彼此电性绝缘，且每一个所述介电结构具有一与相对应的所述探针结构相互接触的第一表面以及一与相对应的所述转接载板的所述导体部相互接触的第二表面；

其中，相对应的所述导体部、所述介电结构及所述探针结构为一串联连接的架构。

10.根据权利要求9所述的空间转换介面板，其特征在于，所述空间转换介面板还进一步包括：多个导电结构，多个所述导电结构分别设置在多个所述介电结构上，其中，每一个所述介电结构位于相对应的所述导电结构与相对应的所述导体部之间。

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