CN109839522B - 探针卡装置及其信号转接模块 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种探针卡装置及其信号转接模块，所述信号转接模块包含转接板及多个导电缓冲体。转接板包含有多个电性接点，并且每个电性接点包含有凹槽。多个导电缓冲体分别安装于多个电性接点的凹槽内，并且每个导电缓冲体具有50微米以下的一弹性压缩量。于每个电性接点及相对应导电缓冲体中，所述凹槽能用以提供探针可移动地插设并压迫于导电缓冲体，以通过导电缓冲体，而使探针与电性接点保持电性连接。

Description

探针卡装置及其信号转接模块

技术领域

本发明涉及一种检测装置，尤其涉及一种探针卡装置及其信号转接模块。

背景技术

如图1所示，现有的探针卡装置100a是以多个探针2a的一端连接于转接板1a上的呈突出状的多个电性接点11a，但由于上述多个探针2a所存在着长度上的公差以及转接板1a上的多个电性接点11a在高度上的公差，使得所述多个探针2s另一端的共面度不佳，进而影响到现有探针卡装置100a对于待测物的量测精准度。

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卡装置及其信号转接模块，其能有效地改善现有探针卡装置所可能产生的缺陷。

本发明实施例公开一种探针卡装置，包括一信号转接模块、一定位座体及多个矩形探针。信号转接模块包含有一转接板以及多个导电缓冲体，转接板包含有一板面及位于所述板面的多个电性接点，并且每个所述电性接点包含有一凹槽；多个导电缓冲体分别安装于多个所述电性接点的所述凹槽内，并且每个所述导电缓冲体具有一弹性压缩量；定位座体对应设置于多个所述电性接点的一侧；多个矩形探针设置于所述定位座体，并且每个所述矩形探针包含有位于相反两侧且穿出所述定位座体的一第一接触段与一第二接触段；其中，多个所述矩形探针的所述第一接触段分别可移动地插设于多个所述电性接点的所述凹槽内；其中，于每个所述矩形探针、相对应所述电性接点及相对应所述导电缓冲体中，所述导电缓冲体受压迫地抵接于所述第一接触段以及所述凹槽的一槽底，以通过所述导电缓冲体，而使所述矩形探针与所述电性接点保持电性连接；其中，每个所述第一接触段与相对应所述电性接点的相对位置能在所述弹性压缩量内被调整，以使多个所述矩形探针的所述第二接触段末端缘彼此对齐；其中，所述弹性压缩量为50微米(μm)以下。

优选地，每个所述第一接触段与相对应的所述电性接点能在一相对位移量内保持彼此接触，以使每个所述第一接触段与相对应所述电性接点的相对位置能在所述相对位移量内被调整；其中，所述相对位移量小于所述弹性压缩量、并且为10微米以下。

优选地，于每个所述矩形探针及相对应所述导电缓冲体中，所述导电缓冲体的弹性模量大于所述矩形探针的弹性模量，并且所述导电缓冲体的所述弹性模量为65GPa以上，而所述矩形探针的所述弹性模量为60GPa以上。

优选地，于每个所述矩形探针及相对应所述导电缓冲体中，所述导电缓冲体的导电率大于等于所述矩形探针的导电率，并且所述矩形探针的所述导电率为4x10⁴S·m^-1以上。

优选地，于每个所述电性接点及相对应所述导电缓冲体中，所述凹槽形成有一限位部，以使所述导电缓冲体嵌设于所述凹槽内。

优选地，所述弹性压缩量进一步限定为5微米以下。

本发明实施例另公开一种探针卡装置的信号转接模块，包括一转接板和多个导电缓冲体。转接板包含有一板面及位于所述板面的多个电性接点，并且每个所述电性接点包含有一凹槽；多个导电缓冲体分别安装于多个所述电性接点的所述凹槽内，并且每个所述导电缓冲体具有一弹性压缩量；其中，于每个所述电性接点及相对应所述导电缓冲体中，所述凹槽能用以提供一探针可移动地插设并压迫于所述导电缓冲体，以通过所述导电缓冲体，而使所述探针与所述电性接点保持电性连接；其中，所述弹性压缩量为50微米以下。

优选地，所述转接板包含有一基板、位于所述基板上的多个金属垫、覆盖于所述基板的一绝缘层及分别连接于多个所述金属垫的多个金属镀层；其中，所述绝缘层的外表面定义为所述板面，所述绝缘层形成有分别裸露多个所述金属垫的多个通孔，多个所述金属镀层镀设于多个所述通孔的内侧壁，并且每个所述金属垫及相连接的所述金属镀层合并定义为一个所述电性接点并且共同包围形成有所述凹槽。

优选地，于每个所述电性接点及相对应所述导电缓冲体中，所述凹槽形成有一限位部，以使所述导电缓冲体嵌设于所述凹槽内。

优选地，每个所述导电缓冲体的弹性模量为65GPa，并且每个所述导电缓冲体的导电率为4x10⁴S·m^-1以上，所述弹性压缩量进一步限定为5微米以下。

综上所述，本发明实施例所公开的探针卡装置及其信号转接模块，能够通过在每个电性接点的凹槽内安装有导电缓冲体，以使每个矩形探针的第一接触段与相对应电性接点可以在弹性压缩量内调整彼此相对位置并保持彼此电性连接，借以有效地吸收上述多个矩形探针之间的长度公差及多个电性接点在高度上的公差，进而使多个矩形探针的第二接触段末端缘彼此对齐，并有效地提升所述探针卡装置的量测精准度。

再者，所述探针卡装置能在所述矩形探针插入凹槽的过程中，通过上述导电缓冲体提供回弹与吸震的功能，进而进一步提升多个矩形探针的第二接触段末端缘的共面度。

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为现有技术中的现有探针卡装置示意图。

图2为本发明实施例一的探针卡装置示意图。

图3为图2的信号转接模块其中一种具体构造的示意图。

图4为本发明实施例二的探针卡装置示意图。

图5为本发明实施例三的探针卡装置示意图(一)。

图6为本发明实施例三的探针卡装置示意图(二)。

图7为本发明实施例四的探针卡装置示意图(一)。

图8为本发明实施例四的探针卡装置示意图(二)。

具体实施方式

请参阅图2至图8所示，其为本发明的实施例，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。需额外说明的是，下述多个实施例所公开的技术特征能够彼此相互参考与转用，以构成本发明所未绘示的其他实施例。

[实施例一]

如图2和图3所示，其为本发明的实施例一。本实施例公开一种探针卡装置100，包含有一信号转接模块M、位于上述信号转接模块M一侧的一定位座体2及设置于上述定位座体2的多个矩形探针3。其中，每个矩形探针3的一端抵接于信号转接模块M，而每个矩形探针3的另一端则用来抵接并测试一待测物(如：半导体晶圆)。

再者，信号转接模块M不以搭配于定位座体2及矩形探针3为限。也就是说，在本发明未绘示的其他实施例中，信号转接模块M也可以单独贩卖或应用于其他构件。需先说明的是，本实施例的附图是呈现上述矩形探针3的植针过程示意图，但本发明不受限于此。另外，为了便于理解本实施例，所以附图仅呈现探针卡装置100的局部构造，以便于清楚地呈现探针卡装置100的各个组件构造与连接关系。以下将分别介绍探针卡装置100的各个组件构造及其连接关系。

信号转接模块M包含有一转接板1及多个导电缓冲体4，上述转接板1包含有一板面11及位于板面11的多个电性接点12。本实施例的每个电性接点12包含有凹设于上述板面11的一凹槽121，并且上述凹槽121的内侧壁为导电材质。需说明的是，本实施例不限制转接板1的具体构造，所以附图的转接板1是以示意的方式呈现。

举例来说，本实施例的转接板1构造可以如图3所示，但不以此为限。其中，转接板1包含有一基板13、位于上述基板13上的多个金属垫14、覆盖于上述基板13的一绝缘层15及分别连接于上述多个金属垫14的多个金属镀层16。进一步地说，绝缘层15的外表面定义为上述转接板1的板面11，绝缘层15形成有分别裸露多个金属垫14的多个通孔151，并且多个金属镀层16镀设于多个通孔151的内侧壁。其中，每个金属垫14及相连接的金属镀层16合并定义为一个电性接点12并且共同包围形成有凹槽121。

多个导电缓冲体4分别安装于上述多个电性接点12的凹槽121内，并且每个导电缓冲体4具有一弹性压缩量(modulus of elasticity)。其中，弹性压缩量于本实施例中小于50微米(μm)、并且较佳是小于10微米。导电缓冲体4于本实施例中可以是由金、银、铜、或其他导电材质所制成，并且导电缓冲体4的导电率较佳为4x10⁴S·m^-1以上，但本发明不以上述为限。

定位座体2对应设置于上述转接板1的多个电性接点12一侧，并且定位座体2于本实施例中包含有一第一导板21(upper die)、大致平行于第一导板21的一第二导板22(lower die)及夹持于上述第一导板21与第二导板22之间的一间隔板23(图中未示出)。其中，第一导板21形成有多个第一贯孔211，第二导板22形成有多个第二贯孔221，并且上述多个第二贯孔221的位置分别对应于多个第一贯孔211的位置，而每个第二贯孔221的孔径不大于第一贯孔211的孔径。

多个矩形探针3大致呈矩阵状排列并穿设于定位座体2，上述多个矩形探针3的一端分别穿出第一导板21的多个第一贯孔211，而多个矩形探针3的另一端分别穿出第二导板22的多个第二贯孔221。也就是说，每个矩形探针3是依序穿设于上述第一导板21的相对应第一贯孔211、间隔板23及第二导板22的相对应第二贯孔221，而穿出上述定位座体2的每个矩形探针3的相反两侧部位分别定义为一第一接触段31与一第二接触段32，并且多个矩形探针3的第一接触段31分别可移动地插设于多个电性接点12的凹槽121内并分别压迫于多个导电缓冲体4。

其中，于每个矩形探针3及相对应导电缓冲体4中，导电缓冲体4的弹性模量大于矩形探针3的弹性模量，并且导电缓冲体4的弹性模量为65GPa，而矩形探针3的弹性模量为60GPa；导电缓冲体4的导电率大于等于矩形探针3的导电率，也就是说，矩形探针3的导电率为4x10⁴S·m^-1以上。

进一步地说，于上述每个矩形探针3、相对应电性接点12及相对应导电缓冲体4中，导电缓冲体4受压迫地抵接于第一接触段31以及凹槽121的一槽底，以通过导电缓冲体4，而使矩形探针3与电性接点12保持电性连接。也就是说，本实施例矩形探针3的第一接触段31可以无需接触于相对应电性接点12，但本发明不受限于此。据此，每个第一接触段31与相对应电性接点12的相对位置能在弹性压缩量内被调整，以使多个矩形探针3的第二接触段32末端缘彼此对齐。再者，本实施例中的”彼此对齐”是指任两个第二接触段32末端缘之间的高度差为10微米以下，其远小于多个矩形探针3之间的长度公差(约50微米)或是多个电性接点12在高度上的公差(约50微米)。

换个角度来说，导电缓冲体4的弹性压缩量于本实施例中能够用来吸收上述多个矩形探针3之间的长度公差及多个电性接点12在高度上的公差。举例来说，如图2所示，位于左右两外侧但具有不同长度的两个矩形探针3，其第一接触段31在插入两个电性接点12的凹槽121内时，两个第一接触段31能在弹性压缩量内移动不同的距离，以使两个外侧矩形探针3的第二接触段32末端缘大致呈共平面。再者，如图2所示，位于左侧与中央且具有相同长度的两个矩形探针3，其第一接触段31在插入具有不同深度的两个凹槽121内时，两个第一接触段31能在弹性压缩量内移动相同的距离，以使两个左侧矩形探针3的第二接触段32末端缘大致呈共平面。

另外，虽然本实施例的多个矩形探针3及其分别搭配的多个电性接点12与多个导电缓冲体4的构造皆大致相同，但在本发明未绘示的实施例中，探针卡装置100的多个矩形探针3其分别搭配的多个电性接点12与多个导电缓冲体4也可以是形成彼此相异的构造。

此外，在本发明的信号转接模块M也可以搭配于其他构件。例如，在本发明未绘示的其他实施例中，于每个电性接点12及相对应导电缓冲体4中，凹槽121能用以提供一探针(如：圆形探针或矩形探针)可移动地插设并压迫于导电缓冲体4，以通过导电缓冲体4，而使矩形探针3与电性接点12保持电性连接。

[实施例二]

如图4所示，其为本发明的实施例二，本实施例与上述实施例一类似，两者相同的技术特征则不再加以赘述，本实施例与上述实施例一的主要差异如下所载。

具体来说，本实施例的每个第一接触段31与相对应电性接点12之间的连接为凹凸配合(如：具备紧配合效果的凹凸配合构造)且能在一相对位移量内保持彼此接触，以使每个第一接触段31与相对应电性接点12的相对位置能在相对位移量内被调整；其中，相对位移量小于弹性压缩量、并且10微米以下(较佳为5微米以下)。

再者，本实施例探针卡装置100的具体结构能够依据设计者的需求而加以调整与改变，而不受限于本实施例所载。举例来说，如图4所示，在每个矩形探针3及相对应电性接点12中，电性接点12的凹槽121截面大致呈梯形，而矩形探针3的末端部位截面形状则是对应于上述凹槽121截面的形状。也就是说，当矩形探针3的末端部位于凹槽121内移动时，上述矩形探针3末端部位的侧缘能保持接触于凹槽121的内侧壁，并且随着矩形探针3末端部位插入凹槽121越深处，矩形探针3末端部位与凹槽121之间的作用力越大(如：紧配合)。

[实施例三]

如图5和图6所示，其为本发明的实施例三，本实施例与上述实施例二类似，两者相同的技术特征则不再加以赘述，本实施例与上述实施例二的主要差异如下所载。

具体来说，如图5所示，本实施例在每个矩形探针3及相对应电性接点12中，电性接点12是突伸出上述转接板1的板面11，并且凹槽121自电性接点12的末端面凹设所形成。其中，凹槽121于本实施例中是位于上述转接板1的板面11外侧，但本发明不受限于此。

再者，如图6所示，每个矩形探针3能在其第一接触段31末端部位的侧缘延伸形成有多个倒刺33，并且上述多个倒刺33能够刺入凹槽121的内侧壁，以提升矩形探针3与相对应电性接点12的电性连接效果。其中，任一个倒刺312与自由端部311侧缘之间的距离可以是由第二接触段32朝向第一接触段31的方向逐渐地缩小，但本发明不受限于此。

[实施例四]

如图7和图8所示，其为本发明的实施例四，本实施例与上述实施例一类似，两者相同的技术特征则不再加以赘述，本实施例与上述实施例一的主要差异如下所载。

具体来说，于本实施例的每个电性接点12及相对应导电缓冲体4中，凹槽121形成有一限位部122，以使导电缓冲体4嵌设于上述凹槽121内。其中，矩形探针3的第一接触段31可以与上述凹槽121的限位部122呈间隔设置(如：图7)或是抵接于上述凹槽121的限位部122(如：图8)而形成电性连接，本发明在此不加以限制。

[本发明实施例的技术效果]

综上，本发明实施例所公开的探针卡装置100及其信号转接模块M，能够通过设有受压迫地抵接于矩形探针3以及电性接点12的导电缓冲体4，以使每个第一接触段31与相对应电性接点12可以在弹性压缩量内调整彼此相对位置并保持彼此电性连接，借以有效地吸收上述多个矩形探针3之间的长度公差及多个电性接点12在高度上的公差，进而使多个矩形探针3的第二接触段32末端缘彼此对齐，并有效地提升探针卡装置100的量测精准度。

再者，探针卡装置100能在矩形探针3插入凹槽121的过程中，通过上述导电缓冲体4提供回弹与吸震的功能，进而进一步提升多个矩形探针3的第二接触段32末端缘的共面度。

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)

1.一种探针卡装置，其特征在于，所述探针卡装置包括：

一信号转接模块，包含有：

一转接板，包含有一板面及位于所述板面的多个电性接点，并且每个所述电性接点包含有一凹槽；及

多个导电缓冲体，分别安装于多个所述电性接点的所述凹槽内，并且每个所述导电缓冲体具有一弹性压缩量；

一定位座体，对应设置于多个所述电性接点的一侧；以及

多个矩形探针，设置于所述定位座体，并且每个所述矩形探针包含有位于相反两侧且穿出所述定位座体的一第一接触段与一第二接触段；其中，多个所述矩形探针的所述第一接触段分别可移动地插设于多个所述电性接点的所述凹槽内；

其中，于每个所述矩形探针、相对应所述电性接点、及相对应所述导电缓冲体中，所述导电缓冲体受压迫地抵接于所述第一接触段以及所述凹槽的一槽底，以通过所述导电缓冲体，而使所述矩形探针与所述电性接点保持电性连接；

其中，每个所述第一接触段与相对应所述电性接点的相对位置能在所述弹性压缩量内被调整，以使多个所述矩形探针的所述第二接触段末端缘彼此对齐；其中，所述弹性压缩量为50微米以下。

2.依据权利要求1所述的探针卡装置，其特征在于，每个所述第一接触段与相对应的所述电性接点能在一相对位移量内保持彼此接触，以使每个所述第一接触段与相对应所述电性接点的相对位置能在所述相对位移量内被调整；其中，所述相对位移量小于所述弹性压缩量、并且为10微米以下。

3.依据权利要求1所述的探针卡装置，其特征在于，于每个所述矩形探针及相对应所述导电缓冲体中，所述导电缓冲体的弹性模量大于所述矩形探针的弹性模量，并且所述导电缓冲体的所述弹性模量为65GPa以上，而所述矩形探针的所述弹性模量为60GPa以上。

4.依据权利要求1所述的探针卡装置，其特征在于，于每个所述矩形探针及相对应所述导电缓冲体中，所述导电缓冲体的导电率大于等于所述矩形探针的导电率，并且所述矩形探针的所述导电率为4x104S·m-1以上。

5.依据权利要求1所述的探针卡装置，其特征在于，于每个所述电性接点及相对应所述导电缓冲体中，所述凹槽形成有一限位部，以使所述导电缓冲体嵌设于所述凹槽内。

6.依据权利要求1所述的探针卡装置，其特征在于，所述弹性压缩量进一步限定为5微米以下。

7.一种探针卡装置的信号转接模块，其特征在于，所述探针卡装置的信号转接模块包括：

一转接板，包含有一板面及位于所述板面的多个电性接点，并且每个所述电性接点包含有一凹槽；以及

多个导电缓冲体，分别安装于多个所述电性接点的所述凹槽内，并且每个所述导电缓冲体具有一弹性压缩量；其中，于每个所述电性接点及相对应所述导电缓冲体中，所述凹槽能用以提供一探针可移动地插设并压迫于所述导电缓冲体，以通过所述导电缓冲体，而使所述探针与所述电性接点保持电性连接；其中，所述弹性压缩量为50微米以下。

8.依据权利要求7所述的探针卡装置的信号转接模块，其特征在于，所述转接板包含有一基板、位于所述基板上的多个金属垫、覆盖于所述基板的一绝缘层、及分别连接于多个所述金属垫的多个金属镀层；其中，所述绝缘层的外表面定义为所述板面，所述绝缘层形成有分别裸露多个所述金属垫的多个通孔，多个所述金属镀层镀设于多个所述通孔的内侧壁，并且每个所述金属垫及相连接的所述金属镀层合并定义为一个所述电性接点并且共同包围形成有所述凹槽。

9.依据权利要求7所述的探针卡装置的信号转接模块，其特征在于，于每个所述电性接点及相对应所述导电缓冲体中，所述凹槽形成有一限位部，以使所述导电缓冲体嵌设于所述凹槽内。

10.依据权利要求7所述的探针卡装置的信号转接模块，其特征在于，每个所述导电缓冲体的弹性模量为65GPa，并且每个所述导电缓冲体的导电率为4x10⁴S·m^-1以上，所述弹性压缩量进一步限定为5微米以下。

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