CN109581006A - 探针装置及其矩形探针 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种探针装置的矩形探针，包含中间段、分别自中间段的相反两端延伸所形成的第一连接段与第二连接段、自第一连接段朝远离中间段方向延伸所形成的第一接触段以及自第二连接段朝远离中间段方向延伸所形成的第二接触段。第一连接段形成有第一凹槽，并且第一凹槽的深度不大于矩形探针的最大厚度的50％。此外，本发明还提供一种探针装置。本发明的探针装置及其矩形探针，能通过第一凹槽的深度不大于矩形探针的最大厚度的50％，借以避免影响第一连接段的电流传导特性。

Description

探针装置及其矩形探针

技术领域

本发明涉及一种探针装置，尤其涉及一种适用于探针卡的探针装置及其矩形探针。

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。

现有探针装置的探针包含有以微机电系统(Microelectromechanical Systems，MEMS)技术所制造的矩形探针，其外型可依据设计者需求而成形。更详细地说，现有的矩形探针为了要与探针装置中的导板固定，因此会在矩形探针上设计凸出的特征以做为卡榫使用。然而，此种矩形探针在穿过导板的过程中，凸出的特征(卡榫)可能会与导板产生较大的摩擦，从而刮伤导板，并且降低探针装置整体的使用效率。

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能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及其矩形探针，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，包括一第一导板以及多个矩形探针，第一导板形成有多个第一孔壁，每个所述第一孔壁包围形成有一第一贯孔；多个矩形探针分别穿设于所述第一导板的多个所述第一贯孔，并且每个所述矩形探针包含一中间段、一第一连接段及一第一接触段；第一连接段自所述中间段的一端延伸所形成且穿设于相对应的所述第一贯孔；第一接触段自所述第一连接段延伸所形成且穿出相对应的所述第一贯孔；其中，每个所述矩形探针的所述第一连接段形成有一第一凹槽，每个所述第一凹槽的宽度大于所述第一导板的厚度，每个所述第一凹槽容置于相对应的所述第一贯孔，并且所述第一凹槽的槽底面向相对应的所述第一孔壁的至少局部。

优选地，于每个所述矩形探针中，所述第一凹槽的深度不大于所述矩形探针的最大厚度的50％。

优选地，于每个所述矩形探针及其所穿设的所述第一贯孔中，所述矩形探针在所述第一凹槽的位置旁形成有一第一导引斜面，并且所述第一凹槽的位置能通过所述第一导引斜面的导引而对应于所述第一孔壁。

优选地，所述探针装置进一步包括有一第二导板，所述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贯孔，并且多个所述矩形探针分别穿设于所述第二导板的多个所述第二贯孔；其中，每个所述矩形探针包含有一第二连接段及一第二接触段，第二连接段自所述中间段的另一端延伸所形成且穿设于相对应的所述第二贯孔；第二接触段自所述第二连接段延伸所形成且穿出相对应的所述第二贯孔；其中，每个所述矩形探针的所述第二连接段形成有一第二凹槽，每个所述第二凹槽的宽度大于所述第二导板的厚度，每个所述第二凹槽容置于相对应的所述第二贯孔，并且所述第二凹槽的槽底面向相对应的所述第二孔壁的至少局部。

优选地，于每个所述矩形探针中，所述第二凹槽的深度不大于所述矩形探针的最大厚度的50％；其中，于每个所述矩形探针及其所穿设的所述第二贯孔中，所述矩形探针在所述第二凹槽的位置旁形成有一第二导引斜面，并且所述第二凹槽的位置能通过所述第二导引斜面的导引而对应于所述第二孔壁。

优选地，每个所述矩形探针包含有位于相反侧的一第一侧面与一第二侧面，并且于每个所述矩形探针中，所述第一连接段的所述第一凹槽是形成于所述矩形探针的所述第一侧面，而所述第二连接段的所述第二凹槽是形成于所述矩形探针的所述第二侧面。

优选地，多个所述第一贯孔分别与多个所述第二贯孔沿一错位方向错位设置，以使得多个所述矩形探针的所述第一凹槽分别抵顶于所述第一导板的多个所述第一孔壁，并且使得多个所述矩形探针的所述第二凹槽分别抵顶于所述第二导板的多个所述第二孔壁。

本发明实施例还公开一种探针装置的矩形探针，包括一中间段、一第一连接段与一第二连接段、一第一接触段以及一第二接触段，第一连接段与第二连接段分别自所述中间段的相反两端延伸所形成；第一接触段自所述第一连接段朝远离所述中间段方向延伸所形成；第二接触段自所述第二连接段朝远离所述中间段方向延伸所形成；其中，所述第一连接段形成有一第一凹槽，并且所述第一凹槽的深度不大于所述矩形探针的最大厚度的50％。

优选地，所述矩形探针在所述第一凹槽的位置旁形成有一第一导引斜面，所述第二连接段形成有一第二凹槽，所述矩形探针在所述第二凹槽的位置旁形成有一第二导引斜面，并且所述第二凹槽的深度不大于所述矩形探针的最大厚度的50％。

优选地，所述矩形探针包含有位于相反侧的一第一侧面与一第二侧面，并且所述第一连接段的所述第一凹槽是形成于所述矩形探针的所述第一侧面，而所述第二连接段的所述第二凹槽是形成于所述矩形探针的所述第二侧面。

综上所述，本发明实施例所公开的探针装置及其矩形探针，能通过所述矩形探针的第一连接段形成有第一凹槽以及所述第一凹槽的宽度大于第一导板的厚度，并且通过所述第一连接段穿设于相对应的第一贯孔时，所述第一凹槽的槽底面向相对应的第一孔壁的至少局部，从而有效提升所述矩形探针与第一导板间的固定效果、降低矩形探针与第一导板间的摩擦机会、降低矩形探针刮伤第一导板的机会以及提升探针装置整体的使用效率。

再者，当所述矩形探针受力时，所述矩形探针可借由其第一凹槽的宽度大于第一导板的厚度的设计，以相对于第一导板进行弹性作动。也就是说，所述矩形探针的第一凹槽能与第一导板的第一孔壁接触及做往返式的活塞运动，并且能在不干扰所述矩形探针的弹性作动的情况下，增加其弹性作动的流畅度。

另，本发明实施例的探针装置及其矩形探针，能通过所述第一凹槽的深度不大于矩形探针的最大厚度的50％，借以避免影响所述第一连接段的电流传导特性。

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为本发明第一实施例探针装置的立体示意图。

图2为图1的分解示意图。

图3为图1沿Ⅲ-Ⅲ剖线的剖视示意图。

图4为本发明第二实施例探针装置的剖视示意图。

图5为本发明第二实施例第一导板与第二导板沿一错位方向错位设置的剖视示意图。

图6为本发明第二实施例探针装置的另一变化态样的剖视示意图。

图7为本发明第三实施例探针装置的作动状态示意图(一)。

图8为本发明第三实施例探针装置的作动状态示意图(二)。

具体实施方式

请参阅图1至图8，其为本发明的实施例，需先说明的是，各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。

[第一实施例]

如图1至图3，其为本发明的第一实施例，本实施例公开一种探针装置100(也就是探针头)，包括一探针座1及多个矩形探针2。其中，所述探针座1包含有一第一导板11(upperdie)及一第二导板12(lower die)，所述第一导板11与第二导板12彼此呈间隔地设置，而多个所述矩形探针2能分别穿过所述第一导板11及第二导板12，以组装成所述探针装置100。此外，所述探针座1也可以在第一导板11与第二导板12间设置有一间隔板(图中未示出)，但本发明不受限于此。

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。以下将分别说明本实施例探针装置100的各个组件构造及其连接关系。

请继续参阅图2及图3，所述第一导板11形成有多个第一孔壁111，每个所述第一孔壁111包围形成有一第一贯孔112，并且每个所述第一贯孔112具有一第一孔径(图未标号)。所述第二导板12大致平行于第一导板11，所述第二导板12形成有多个第二孔壁121，每个所述第二孔壁121包围形成有一第二贯孔122，并且每个所述第二贯孔122具有不大于第一孔径的一第二孔径(图未标号)。

再者，上述多个矩形探针2大致呈矩阵状排列，并且所述每个矩形探针2是依序穿设于上述第一导板11的相对应第一贯孔112、间隔板及第二导板12的相对应第二贯孔122。其中，由于所述间隔板与本发明的改良重点的相关性较低，所以下述不详加说明间隔板的构造。

进一步地说，本实施例的矩形探针2虽然是以搭配于所述第一导板11、间隔板及第二导板12作一说明，但所述矩形探针2的实际应用并不受限于此。再者，本实施例的矩形探针2是限定使用微机电系统(MEMS)技术所制造，所以本实施例是排除制造工序截然不同的圆形探针。换句话说，本实施例的矩形探针2相较于圆形探针来说，由于两者的制造工序截然不同，所以并未有彼此参考的动机存在。

由于本实施的多个矩形探针2的构造皆大致相同，所以附图及下述说明是以单个矩形探针2为例，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，所述多个矩形探针2也可以是具有彼此相异的构造。

请继续参阅图2及图3，所述矩形探针2于本实施例中为可导电且具有可挠性的直条状构造，并且所述矩形探针2的横剖面大致呈矩形(包含正方形)。所述矩形探针2的材质例如是金(Au)、银(Ag)、铜(Cu)、镍(Ni)、钴(Co)或其合金；并且矩形探针2的材质较佳是铜、铜合金、镍钴合金、钯镍合金、镍锰合金、镍钨合金、镍磷合金及钯钴合金的至少其中之一，但本发明的矩形探针2不以上述材质为限。

具体来说，所述矩形探针2包含有一中间段21、分别自所述中间段21的相反两端延伸所形成的一第一连接段22与一第二连接段23、自所述第一连接段22朝远离中间段21方向延伸所形成的一第一接触段24及自所述第二连接段23朝远离中间段21方向延伸所形成的一第二接触段25。

换个角度来说，所述矩形探针2是依序地(如：图3中的由上往下)形成有外径大致相同的第一接触段24、第一连接段22、中间段21、第二连接段23及第二接触段25。其中，所述第一接触段24穿出第一导板11的相对应第一贯孔112，并且可用以顶抵于一转接板(图未绘示)的相对应电性接点，以形成一探针卡结构；所述第一连接段22穿设于第一导板11的相对应第一贯孔112；所述中间段21位于第一导板11与第二导板12间；所述第二连接段23穿设于第二导板12的相对应第二贯孔122；所述第二接触段25穿出第二导板12的相对应第二贯孔122并且可用以顶抵于一待测物(图未绘示，如：半导体晶圆)的相对应电性接点。

请继续参阅图3，所述矩形探针2的第一连接段22形成有一第一凹槽221，所述第一凹槽221的宽度W221大于第一导板11的厚度T11，所述第一凹槽221容置于相对应的第一贯孔112，并且所述第一凹槽221的槽底面向相对应的第一孔壁111的至少局部。再者，本实施例的第一凹槽221的深度D221较佳地是不大于矩形探针2的最大厚度T2的50％，但本发明不受限于此。

借此，本实施例的探针装置100能通过所述矩形探针2的第一连接段22形成有第一凹槽221及所述第一凹槽221的宽度W221大于第一导板11的厚度T11，并且通过第一连接段22穿设于相对应的第一贯孔112时，所述第一凹槽221的槽底面向相对应的第一孔壁111的至少局部，从而有效提升所述矩形探针2与第一导板11间的固定效果、降低矩形探针2与第一导板11间的摩擦机会、降低矩形探针2刮伤第一导板11的机会以及提升探针装置100整体的使用效率。

再者，当所述矩形探针2受力时，所述矩形探针2可借由其第一凹槽221的宽度W221大于第一导板11的厚度T11的设计，以相对于第一导板11进行弹性作动。也就是说，所述矩形探针2的第一凹槽221能与第一导板11的第一孔壁111接触及做往返式的活塞运动，并且能在不干扰所述矩形探针2的弹性作动的情况下，增加其弹性作动的流畅度。

另，本实施例的探针装置100能通过所述第一凹槽221的深度D221不大于矩形探针2的最大厚度T2的50％，借以避免影响所述第一连接段22的电流传导特性。

进一步地说，当所述第一导板11与第二导板12沿一错位方向错位相对移动，而使所述第一贯孔112与第二贯孔122沿上述错位方向呈错位设置时，所述第一孔壁111的局部位于第一凹槽221内且顶抵于第一凹槽221的槽底(图未绘示)。

需额外说明的是，本实施例虽然是以所述第一导板11为上导板(upper die)及第二导板12为下导板(lower die)作说明，但于实际应用时，所述第一导板11也可以为下导板(lower die)、而所述第二导板12也可以为上导板(upper die)。再者，本实施例虽然是以所述探针装置100包含有第一导板11及第二导板12作说明，但于实际应用时，所述探针装置100也可以仅包含有第一导板11、而不包含有第二导板12。

[第二实施例]

如图4至图6，其为本发明的第二实施例，本实施例与上述第一实施例大致相同，两者的差异处大致如下所述。本实施例的矩形探针2的第二连接段23可进一步形成有一第二凹槽231，所述第二凹槽231的宽度W231大于第二导板12的厚度T12，所述第二凹槽231容置于相对应的第二贯孔122，并且所述第二凹槽231的槽底面向相对应的第二孔壁121的至少局部。再者，本实施例的第二凹槽231的深度D231较佳地是不大于矩形探针2的最大厚度T2的50％，但本发明不受限于此。

更详细地说，所述矩形探针2包含有位于相反侧的一第一侧面26与一第二侧面27，并且所述第一连接段22的第一凹槽221是形成于矩形探针2的第一侧面26，而所述第二连接段23的第二凹槽231是形成于矩形探针2的第二侧面27。

请继续参阅图5，由于上述第一凹槽221与第二凹槽231是形成于矩形探针2的相反两侧，因此，当所述第一导板11与第二导板12沿一错位方向错位相对移动，而使所述第一贯孔112与第二贯孔122沿上述错位方向呈错位设置时，所述矩形探针2的第一凹槽221能抵顶于第一导板11的相对应的第一孔壁111，并且所述矩形探针2的第二凹槽231能抵顶于第二导板12的相对应的第二孔壁121。

借此，可更有效地加强所述矩形探针2与探针座1(包含第一导板11及第二导板12)间的固定效果，并且可大幅降低所述矩形探针2脱离或掉出探针座1的机会。

需额外说明的是，本实施例虽然是以所述第一凹槽221与第二凹槽231形成于矩形探针2的相反两侧为例，但本发明不受限于此。举例来说，所述第一凹槽221与第二凹槽231也可以是形成于矩形探针2的同一侧(如图6)，端看设计者的需求而定。

[第三实施例]

如图7及图8，其为本发明的第三实施例，本实施例与上述第一与第二实施例大致相同，两者的差异处大致如下所述。本实施例的矩形探针2在其第一凹槽221的位置旁(如：图7第一凹槽221的下方)可进一步形成有一第一导引斜面28，并且所述第一凹槽221的位置能通过第一导引斜面28的导引而对应于第一孔壁111(如图8)。借此，所述矩形探针2能以更加流畅的方式固定于第一导板11，从而大幅降低矩形探针2与第一导板11间的摩擦机会以及大幅降低矩形探针2刮伤第一导板11的机会。

类似地，本实施例的矩形探针2在其第二凹槽231的位置旁可进一步形成有一第二导引斜面(图未绘示)，并且所述第二凹槽231的位置能通过第二导引斜面的导引而对应于第二孔壁121，但本发明不受限与此。举例来说，所述矩形探针2也可以仅包含有第一导引斜面28、而不包含有第二导引斜面。

更佳地，本实施例第一导板11的第一孔壁111与第二导板12的第二孔壁121可进一步形成有形状对应于上述第一导引斜面28与第二导引斜面的一第一导引斜壁113与一第二导引斜壁(图未绘示)，借此，通过所述第一导引斜面28、第一导引斜壁113、第二导引斜面及第二导引斜壁在形状上的相互配合，从而使得所述矩形探针2能以更加流畅的方固定于所述探针座1(包含第一导板11及第二导板12)。需说明的是，于实际应用时，所述第一孔壁111与第二孔壁121也可以不包含有所述第一导引斜壁113与第二导引斜壁，并不局限于如本实施例所述。

[本发明实施例的技术效果]

综上所述，本发明实施例所公开的探针装置100及其矩形探针2，能通过所述矩形探针2的第一连接段22形成有第一凹槽221及所述第一凹槽221的宽度W221大于第一导板11的厚度T11，并且通过当所述第一连接段22穿设于相对应的第一贯孔112时，所述第一凹槽221的槽底面向相对应的第一孔壁111的至少局部，从而有效提升所述矩形探针2与第一导板11间的固定效果、降低矩形探针2与第一导板11间的摩擦机会、降低矩形探针2刮伤第一导板11的机会以及提升探针装置100整体的使用效率。

另，在本发明的实施例中，由于所述第一凹槽221与第二凹槽231是形成于矩形探针2的相反两侧，因此当所述第一贯孔112与第二贯孔122沿一错位方向错位设置时，所述矩形探针2的第一凹槽221能抵顶于第一导板11的相对应的第一孔壁111，并且所述矩形探针2的第二凹槽231能抵顶于第二导板12的相对应的第二孔壁121。借此，可更有效地加强所述矩形探针2与探针座1(包含第一导板11及第二导板12)间的固定效果，并且可大幅降低所述矩形探针2脱离或掉出探针座1的机会。

另，本发明实施例能通过在所述探针座1的第一凹槽221及第二凹槽231的位置旁分别形成有第一导引斜面28及第二导引斜面，并且所述第一凹槽221及第二凹槽231的位置能分别通过第一导引斜面28及第二导引斜面的导引而对应于第一孔壁111及第二孔壁121。借此，所述矩形探针2能以更加流畅的方式固定于所述探针座1(包含第一导板11及第二导板12)，从而大幅降低矩形探针2与各导板间的摩擦机会以及大幅降低矩形探针2刮伤各导板的机会。

以上所述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均等变化与修饰，皆应属本发明的权利要求书的保护范围。

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，每个所述第一孔壁包围形成有一第一贯孔；以及

多个矩形探针，分别穿设于所述第一导板的多个所述第一贯孔，并且每个所述矩形探针包含：

一中间段；

一第一连接段，自所述中间段的一端延伸所形成且穿设于相对应的所述第一贯孔；及

一第一接触段，自所述第一连接段延伸所形成且穿出相对应的所述第一贯孔；

其中，每个所述矩形探针的所述第一连接段形成有一第一凹槽，每个所述第一凹槽的宽度大于所述第一导板的厚度，每个所述第一凹槽容置于相对应的所述第一贯孔，并且所述第一凹槽的槽底面向相对应的所述第一孔壁的至少局部。

2.依据权利要求1所述的探针装置，其特征在于，于每个所述矩形探针中，所述第一凹槽的深度不大于所述矩形探针的最大厚度的50％。

3.依据权利要求1所述的探针装置，其特征在于，于每个所述矩形探针及其所穿设的所述第一贯孔中，所述矩形探针在所述第一凹槽的位置旁形成有一第一导引斜面，并且所述第一凹槽的位置能通过所述第一导引斜面的导引而对应于所述第一孔壁。

4.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一第二导板，所述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贯孔，并且多个所述矩形探针分别穿设于所述第二导板的多个所述第二贯孔；其中，每个所述矩形探针包含有：

一第二连接段，自所述中间段的另一端延伸所形成且穿设于相对应的所述第二贯孔；及

一第二接触段，自所述第二连接段延伸所形成且穿出相对应的所述第二贯孔；

其中，每个所述矩形探针的所述第二连接段形成有一第二凹槽，每个所述第二凹槽的宽度大于所述第二导板的厚度，每个所述第二凹槽容置于相对应的所述第二贯孔，并且所述第二凹槽的槽底面向相对应的所述第二孔壁的至少局部。

5.依据权利要求4所述的探针装置，其特征在于，于每个所述矩形探针中，所述第二凹槽的深度不大于所述矩形探针的最大厚度的50％；其中，于每个所述矩形探针及其所穿设的所述第二贯孔中，所述矩形探针在所述第二凹槽的位置旁形成有一第二导引斜面，并且所述第二凹槽的位置能通过所述第二导引斜面的导引而对应于所述第二孔壁。

6.依据权利要求4所述的探针装置，其特征在于，每个所述矩形探针包含有位于相反侧的一第一侧面与一第二侧面，并且于每个所述矩形探针中，所述第一连接段的所述第一凹槽是形成于所述矩形探针的所述第一侧面，而所述第二连接段的所述第二凹槽是形成于所述矩形探针的所述第二侧面。

7.依据权利要求6所述的探针装置，其特征在于，多个所述第一贯孔分别与多个所述第二贯孔沿一错位方向错位设置，以使得多个所述矩形探针的所述第一凹槽分别抵顶于所述第一导板的多个所述第一孔壁，并且使得多个所述矩形探针的所述第二凹槽分别抵顶于所述第二导板的多个所述第二孔壁。

8.一种探针装置的矩形探针，其特征在于，所述探针装置的矩形探针包括：

一中间段；

一第一连接段与一第二连接段，分别自所述中间段的相反两端延伸所形成；

一第一接触段，自所述第一连接段朝远离所述中间段方向延伸所形成；以及

一第二接触段，自所述第二连接段朝远离所述中间段方向延伸所形成；

其中，所述第一连接段形成有一第一凹槽，并且所述第一凹槽的深度不大于所述矩形探针的最大厚度的50％。

9.依据权利要求8所述的探针装置的矩形探针，其特征在于，所述矩形探针在所述第一凹槽的位置旁形成有一第一导引斜面，所述第二连接段形成有一第二凹槽，所述矩形探针在所述第二凹槽的位置旁形成有一第二导引斜面，并且所述第二凹槽的深度不大于所述矩形探针的最大厚度的50％。

10.依据权利要求9所述的探针装置的矩形探针，其特征在于，所述矩形探针包含有位于相反侧的一第一侧面与一第二侧面，并且所述第一连接段的所述第一凹槽是形成于所述矩形探针的所述第一侧面，而所述第二连接段的所述第二凹槽是形成于所述矩形探针的所述第二侧面。