CN111208327A - 探针卡装置及其调节式探针 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种探针卡装置及其调节式探针。探针卡装置包含间隔设置的上导板单元与下导板单元、夹持于上导板单元与下导板单元的间隔板、阻抗调节件、及多个导电探针。上导板单元包含彼此间隔设置的第一导板与第二导板，第一导板形成贯孔，第二导板形成线路层。阻抗调节件设置于第二导板、并电性耦接于线路层。每个导电探针穿过上导板单元、间隔板、及下导板单元。至少一个所述导电探针定义为调节式探针，其包含有穿出上导板单元的上接触段及相连于上接触段的延伸臂。延伸臂穿过贯孔、并抵接于线路层，以使调节式探针电性连接于阻抗调节件。据此，调节式探针能通过延伸臂来与阻抗调节件进行电性耦接，进而达到降低电源阻抗的效果。

Description

探针卡装置及其调节式探针

技术领域

本发明涉及一种测试装置，特别涉及一种探针卡装置及其调节式探针。

背景技术

由于待测物(如：半导体晶片)的操作速度愈来愈高，所以上述待测物在进行测试的过程中，也须检测待测物是否具备高频(或高速)传输的功能。然而，现有探针卡装置所包含的每个探针皆呈细长状，导致电感量增加而衍生电源阻抗的问题，使其不利于所述待测物的高速传输功能的测试。

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调节式探针，能有效地改善现有探针卡装置(或探针)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：一上导板单元，包含有彼此间隔设置的一第一导板与一第二导板，所述第一导板形成有至少一个贯孔，所述第二导板形成有一线路层；一阻抗调节件，设置于所述第二导板，并且所述阻抗调节件电性耦接于所述线路层；一下导板单元，间隔地位于所述第二导板远离所述第一导板的一侧，并且所述下导板单元与所述第二导板之间的距离大于所述第一导板与所述第二导板之间的距离；一间隔板，夹持于所述上导板单元的所述第二导板与所述下导板单元之间；多个导电探针，穿过所述上导板单元、所述间隔板、及所述下导板单元，并且每个所述导电探针包含有分别位于所述上导板单元与所述下导板单元彼此相反两外侧的一上接触段及一下接触段；其中，多个所述导电探针的至少一个所述导电探针定义为至少一个调节式探针，并且至少一个所述调节式探针包含有相连于其所述上接触段的一延伸臂；所述延伸臂穿过至少一个所述贯孔、并抵接于所述线路层，以使至少一个所述调节式探针电性连接于所述阻抗调节件。

优选地，所述第二导板包含有位于相反侧的一内板面与一外板面，所述外板面是面向所述第一导板，并且所述阻抗调节件固定于所述外板面。

优选地，所述线路层设置于所述外板面，至少部分所述阻抗调节件位于所述第一导板的至少一个所述贯孔内。

优选地，所述第二导板包含有位于相反侧的一内板面与一外板面，所述内板面是面向所述下导板单元，并且所述阻抗调节件固定于所述内板面，所述阻抗调节件位于所述间隔板所包围的一空间内。

优选地，所述线路层包含有：一内侧线路，位于所述内板面，并且所述阻抗调节件固定于所述内侧线路上；一外侧线路，位于所述外板面，并且所述延伸臂抵接于所述外侧线路上；一导电柱，埋置于所述第二导板，并且所述导电柱的两端分别连接所述内侧线路与所述外侧线路。

优选地，所述延伸臂呈L形，并且所述延伸臂的自由端形成一导引斜面，所述导引斜面与所述线路层相夹有一锐角；其中，当至少一个所述调节式探针的所述上接触段受压迫时，所述延伸臂向外侧弹性地形变并保持抵接于所述线路层，而所述锐角的角度逐渐地缩小。

优选地，于至少一个所述调节式探针中，所述上接触段具有一外径，所述延伸臂所相连的所述上接触段的部位是与所述上接触段的末端缘相隔有一距离，而所述距离不小于所述外径。

优选地，多个所述导电探针中的至少一个所述调节式探针数量为多个，并且多个所述调节式探针排成一列，所述第一导板的至少一个所述贯孔数量为多个，多个所述调节式探针的所述延伸臂分别穿过多个所述贯孔、并抵接于所述线路层，以使多个所述调节式探针及所述阻抗调节件通过所述线路层而彼此电性耦接。

优选地，所述上导板单元包含有夹持于所述第一导板与所述第二导板之间的一支撑板，所述探针卡装置包括有一转接板(space transformer)，并且所述转接板抵接固定于多个所述导电探针的所述下接触段，而多个所述导电探针的所述上接触段用来弹性地且可分离地顶抵于一待测物(device under test，DUT)。

本发明实施例也公开一种探针卡装置的调节式探针，包括：一针体，呈长条状且具有一外径，所述针体包含有分别位于相反两端部的上接触段及一下接触段；其中，所述下接触段用来固定于一转接板，而所述上接触段用来弹性地且可分离地顶抵于一待测物；一延伸臂，自所述上接触段侧缘朝向所述下接触段方向弯曲地延伸所形成，并且所述延伸臂所相连的所述上接触段的部位是与所述上接触段的末端缘相隔有一距离，而所述距离不小于所述外径。

综上所述，本发明实施例所公开的探针卡装置，其在调节式探针用来抵接待测物的上接触段侧缘相连有延伸臂，使得调节式探针能通过延伸臂来与阻抗调节件进行电性耦接，进而达到降低电源阻抗的效果。

进一步地说，所述调节式探针能够搭配上导板单元，以使延伸臂穿过贯孔、并抵接于所述线路层，令调节式探针电性连接于阻抗调节件。换个角度来说，基于调节式探针的延伸臂是相连于用来抵接待测物的上接触段侧缘，所以上述阻抗调节件也能相对应地设置于邻近待测物的上导板单元，借以更为有效地降低信号传输路径的阻抗。

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为本发明实施例一的探针卡装置的剖视示意图。

图2为图1中的上导板单元与阻抗调节件的立体示意图。

图3为本发明实施例一的探针卡装置的另一实施方式剖视示意图。

图4为图3中的上导板单元与阻抗调节件的立体示意图。

图5为图1中的V部位的放大示意图。

图6为图1的调节式探针受压迫时的局部放大示意图。

图7为本发明实施例二的探针卡装置的剖视示意图。

图8为图7中的上导板单元与阻抗调节件的立体示意图。

具体实施方式

请参阅图1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。

[实施例一]

请参阅图1至图6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(如：垂直式探针卡装置)，其能适用于检测一待测物(如：半导体晶片)的高速传输功能，但本发明不受限于此。

如图1和图2所示，所述探针卡装置100包含有一探针卡1及相连于上述探针卡1的一转接板2(space transformer)。其中，上述探针卡1包含有一上导板单元11、与上导板单元11呈间隔设置的一下导板单元13、安装于上导板单元11的一阻抗调节件12、夹持于上导板单元11与下导板单元13之间的一间隔板14、及穿设于所述上和下导板单元11、13及间隔板14的多个导电探针15、15a。

需先说明的是，所述上导板单元11与下导板单元13所包含的板体于本实施例中是以硬板来说明，但不以此为限。以下将分别就所述探针卡1的各个组件构造作一说明，并适时介绍上述探针卡1的各个组件之间的连接关系。

如图1和图2所示，所述上导板单元11包含有一第一导板111、与上述第一导板111呈间隔设置的一第二导板112、及夹持于上述第一导板111与第二导板112之间的一支撑板113。其中，所述第一导板111形成有沿其厚度方向呈贯穿状的多个第一穿孔1111及多个贯孔1112，上述多个贯孔1112的数量于本实施例中是不大于多个第一穿孔1111的数量，并且所述多个贯孔1112较佳是排成一列且位于上述多个第一穿孔1111的外侧，而每个贯孔1112与相邻的第一穿孔1111之间的间距小于任两个相邻第一穿孔1111之间的间距，但本发明不受限于此。

所述第二导板112形成有多个第二穿孔1121及一线路层1122，上述多个第二穿孔1121于第二导板112的厚度方向上呈贯穿状、且其数量及位置上对应于第一导板111的多个第一穿孔1111，而每个第二穿孔1121的尺寸较佳是略大于第一穿孔1111的尺寸。其中，所述第一穿孔1111与第二穿孔1121的外型可依据设计者需求而加以调整，例如：矩形、方形、圆形、或其他形状。

进一步地说，所述第二导板112包含有位于相反两侧的一内板面1123(如：图1中的第二导板112底面)与一外板面1124(如：图1中的第二导板112顶面)，并且所述内板面1123是面向下导板单元13，外板面1124是面向第一导板111，而所述线路层1122于本实施例中是位于上述第二导板112的外板面1124。其中，所述线路层1122较佳是于位置上对应于第一导板111的多个贯孔1112；也就是说，所述多个贯孔1112朝向上述第二导板112的外板面1124正投影所形成的一投影区域，其落在至少部分的所述线路层1122上。

所述支撑板113于本实施例中呈环状(如：方环状)，并且上述支撑板113夹持于第一导板111的外围部位及第二导板112的外围部位，以使第一导板111与第二导板112能保持彼此间隔设置，而上述第一导板111的多个第一穿孔1111与贯孔1112以及第二导板112的多个第二穿孔1121皆连通于支撑板113内缘所包围的空间。

此外，本实施例虽是以支撑板113夹持于所述第一导板111与第二导板112之间来说明，但本发明不受限于此。举例来说，在本发明未示出的其他实施例中，所述第一导板111能在其局部加厚，以顶抵于第二导板112，借以省略上述支撑板113；或者，所述上导板单元11以一第三导板取代上述支撑板113。

如图1和图2所示，所述阻抗调节件12于本实施例中是以一电容组件来说明，但本发明不受限于此。其中，所述阻抗调节件12设置于上述第二导板112，并且所述阻抗调节件12电性耦接于所述线路层1122。而于本实施例中，所述阻抗调节件12是固定于外板面1124，并且阻抗调节件12焊接于位在外板面1124的线路层1122，但本发明不以此为限。举例来说，在本发明未示出的其他实施例中，所述阻抗调节件12也可以是固定于非为上述线路层1122的外板面1124部位，而后再通过打线来电性连接于线路层1122。

再者，至少部分所述阻抗调节件12位于上述第一导板111的至少一个贯孔1112内，但本发明不受限于此。举例来说，如图3和图4所示，所述第一导板111也可以在其中一个贯孔1112旁形成有一容置槽1113，而上述至少部分阻抗调节件12位于该容置槽1113内。其中，所述容置槽1113虽是以贯穿第一导板111来说明，但在本发明未示出的其他实施例中，所述容置槽1113也可以是自第一导板111底面凹设、但未贯穿第一导板111的顶面。

如图1和图2所示，所述间隔板14夹持于上导板单元11的第二导板112与下导板单元13之间，以使所述下导板单元13能够间隔地位于所述第二导板112远离第一导板111的一侧(如：图1中的第二导板112下侧)，并且所述下导板单元13与第二导板112之间的距离大于所述第一导板111与第二导板112之间的距离。

于本实施例中，所述下导板单元13是以单个板体来说明，并且下导板单元13形成有数量与位置对应于上述第二穿孔1121的多个穿孔131，但本发明不以此为限。举例来说，在本发明未示出的其他实施例中，所述下导板单元13也可以包含有彼此间隔设置的两个板体及夹持于上述两个板体之间的一支撑板。

再者，所述间隔板14于本实施例中呈环状(如：方环状)，并且上述间隔板14夹持于所述第二导板112的外围部位及下导板单元13的外围部位，而上述第二导板112的多个第二穿孔1121以及下导板单元13的多个穿孔131皆连通于支撑板113内缘所包围的一容置空间141。

如图1和图2所示，所述多个导电探针15、15a穿过上导板单元11、间隔板14、及下导板单元13。其中，每个导电探针15、15a包含有一中央段151、分别自中央段151两端延伸的一上延伸段152与一下延伸段153、自上延伸段152朝远离中央段151方向延伸的一上接触段154、及自下延伸段153朝远离中央段151方向延伸的一下接触段155。

再者，于每个导电探针15、15a中，所述中央段151位于间隔板14所包围形成的容置空间141内，所述上延伸段152穿设于上导板单元11，所述下延伸段153穿设于下导板单元13，所述上接触段154及下接触段155分别位于上导板单元11与下导板单元13彼此相反的两个外侧。所述转接板2抵接固定于上述多个导电探针15、15a的下接触段155，而多个导电探针15、15a的上接触段154用来弹性地且可分离地顶抵于待测物(device under test，DUT)。

更详细地说，上述多个导电探针15、15a包含有两种结构；也就是说，部分导电探针15(如：图1中位于右侧的多个导电探针15)的构造略异于其他导电探针15、并且各定义为一调节式探针15a(或阻抗调节式探针)，而上述多个调节式探针15a较佳是排成一列。需先说明的是，所述调节式探针15a于本实施例中是以搭配于上述构件来说明，但本发明不受限于此；也就是说，所述调节式探针15a在本发明未示出的实施例中也可以是单独地运用(如：贩卖)或是搭配其他构件使用。

如图1和图2所示，由于本实施例中的多个调节式探针15a构造大致相同，所以下述将主要以其中一个调节式探针15a及其相关的连接关系来说明。其中，所述调节式探针15a包含有呈长条状的一针体15a1及相连于上述针体15a1的一延伸臂15a2。

上述针体15a1的构造即等同于非为调节式探针15a的其他导电探针15；也就是说，所述针体15a1包含有中央段151、位于中央段151相反两端的上延伸段152与下延伸段153、及分别位于上延伸段152与下延伸段153彼此远离两外侧的上接触段154与下接触段155。再者，上述针体15a1的各个部位于本实施例中可以是具有相同的外径W，但本发明不以此为限。

所述延伸臂15a2于本实施例中大致呈L形、并相连于其所述上接触段154。进一步地说，所述延伸臂15a2自上接触段154侧缘朝向下接触段155方向弯曲地延伸所形成，并且所述延伸臂15a2所相连的上接触段154的部位是与所述上接触段154的末端缘相隔有一距离D，而所述距离D不小于上述外径W(或是说，上接触段154的外径)。再者，所述延伸臂15a2的自由端形成一导引斜面15a21(如：图5)，并且上述导引斜面15a21与针体15a1的间距是沿着上接触段154朝向下接触段155的方向(如：图5中的由上往下)递增。

如图1、图2、图5、及图6所示，所述多个调节式探针15a的延伸臂15a2分别穿过第一导板111的多个贯孔1112、并抵接于所述第二导板112上的线路层1122，以使上述多个调节式探针15a及阻抗调节件12通过所述线路层1122而彼此电性耦接，据以达到降低阻抗的效果。其中，每个调节式探针15a的导引斜面15a21与所述线路层1122相夹有一锐角α，而当所述每个调节式探针15a的上接触段154受压迫时(如：探针卡装置100在对待测物进行测试时)，所述延伸臂15a2向外侧(如：朝向远离针体15a1的方向)弹性地形变并保持抵接于所述线路层1122，而所述锐角α的角度逐渐地缩小。

需额外说明的是，于本实施例未示出的其他实施例中，所述第一导板111的贯孔1112数量及所述多个导电探针15、15a所包含的调节式探针15a数量各可以是至少一个，而线路层1122的构造可以对应于上述至少一个调节式探针15a作相对应地调整。进一步地说，上述至少一个调节式探针15a的延伸臂15a2穿过第一导板111的至少一个贯孔1112、并抵接于所述线路层1122，以使至少一个所述调节式探针15a电性连接于阻抗调节件12。其中，至少一个所述调节式探针15a的下接触段155是用来固定于一转接板2，而上接触段154是用来弹性地且可分离地顶抵于一待测物(图中未示出)。

此外，所述导电探针15、15a可以是圆针、矩形针、微机电(MEMS)针、或是其他类型，本发明在此不加以限制。也就是说，在本发明未示出的其他实施例中，所述上导板单元11与下导板单元13可以在水平方向上彼此错位，以使每个导电探针15、15a的中央段151受力而变形成弯曲状；并且上导板单元11中的第一导板111与第二导板112也可以是水平方向上彼此错位，以使上接触段154的长度方向能够维持正交于第一导板111。

[实施例二]

请参阅图7和图8所示，其为本发明的实施例二，本实施例类似于上述实施例一，所以两个实施例的相同处则不再加以赘述，而本实施例相较于实施例一的差异主要如下所载。

于本实施例中，所述阻抗调节件12固定于上述第二导板112的内板面1123，并且所述阻抗调节件12位于所述间隔板14所包围的一空间(也就是，容置空间141)内，据以简化上述第一导板111的构造。

更详细地说，所述线路层1122于本实施例中包含有位于上述内板面1123的一内侧线路1122a、位于所述外板面1124的一外侧线路1122b、及埋置于所述第二导板112的一导电柱1122c，并且上述导电柱1122c的两端分别连接所述内侧线路1122a与外侧线路1122b。其中，所述多个贯孔1112朝向上述第二导板112的外板面1124正投影所形成的一投影区域，其落在所述线路层1122的外侧线路1122b上。所述阻抗调节件12固定于线路层1122的内侧线路1122a上，并且所述阻抗调节件12的延伸臂15a2抵接于线路层1122的外侧线路1122b上。

[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卡装置，其在调节式探针用来抵接待测物的上接触段侧缘相连有延伸臂，使得调节式探针能够搭配上导板单元，以通过延伸臂来与阻抗调节件进行电性耦接，进而达到降低电源阻抗的效果。进一步地说，所述延伸臂穿过贯孔、并抵接于所述线路层，以使调节式探针电性连接于阻抗调节件。

换个角度来说，基于调节式探针的延伸臂是相连于用来抵接待测物的上接触段侧缘，所以上述阻抗调节件也能相对应地设置于邻近待测物的上导板单元，借以更为有效地降低信号传输路径的阻抗。

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：

一上导板单元，包含有彼此间隔设置的一第一导板与一第二导板，所述第一导板形成有至少一个贯孔，所述第二导板形成有一线路层；

一阻抗调节件，设置于所述第二导板，并且所述阻抗调节件电性耦接于所述线路层；

一下导板单元，间隔地位于所述第二导板远离所述第一导板的一侧，并且所述下导板单元与所述第二导板之间的距离大于所述第一导板与所述第二导板之间的距离；

一间隔板，夹持于所述上导板单元的所述第二导板与所述下导板单元之间；以及

多个导电探针，穿过所述上导板单元、所述间隔板、及所述下导板单元，并且每个所述导电探针包含有分别位于所述上导板单元与所述下导板单元彼此相反两外侧的一上接触段及一下接触段；

其中，多个所述导电探针的至少一个所述导电探针定义为至少一个调节式探针，并且至少一个所述调节式探针包含有相连于其所述上接触段的一延伸臂；所述延伸臂穿过至少一个所述贯孔、并抵接于所述线路层，以使至少一个所述调节式探针电性连接于所述阻抗调节件。

2.依据权利要求1所述的探针卡装置，其特征在于，所述第二导板包含有位于相反侧的一内板面与一外板面，所述外板面是面向所述第一导板，并且所述阻抗调节件固定于所述外板面。

3.依据权利要求2所述的探针卡装置，其特征在于，所述线路层设置于所述外板面，至少部分所述阻抗调节件位于所述第一导板的至少一个所述贯孔内。

4.依据权利要求1所述的探针卡装置，其特征在于，所述第二导板包含有位于相反侧的一内板面与一外板面，所述内板面是面向所述下导板单元，并且所述阻抗调节件固定于所述内板面，所述阻抗调节件位于所述间隔板所包围的一空间内。

5.依据权利要求4所述的探针卡装置，其特征在于，所述线路层包含有：

一内侧线路，位于所述内板面，并且所述阻抗调节件固定于所述内侧线路上；

一外侧线路，位于所述外板面，并且所述延伸臂抵接于所述外侧线路上；及

一导电柱，埋置于所述第二导板，并且所述导电柱的两端分别连接所述内侧线路与所述外侧线路。

6.依据权利要求1所述的探针卡装置，其特征在于，所述延伸臂呈L形，并且所述延伸臂的自由端形成一导引斜面，所述导引斜面与所述线路层相夹有一锐角；其中，当至少一个所述调节式探针的所述上接触段受压迫时，所述延伸臂向外侧弹性地形变并保持抵接于所述线路层，而所述锐角的角度逐渐地缩小。

7.依据权利要求1所述的探针卡装置，其特征在于，于至少一个所述调节式探针中，所述上接触段具有一外径，所述延伸臂所相连的所述上接触段的部位是与所述上接触段的末端缘相隔有一距离，而所述距离不小于所述外径。

8.依据权利要求1所述的探针卡装置，其特征在于，多个所述导电探针中的至少一个所述调节式探针数量为多个，并且多个所述调节式探针排成一列，所述第一导板的至少一个所述贯孔数量为多个，多个所述调节式探针的所述延伸臂分别穿过多个所述贯孔、并抵接于所述线路层，以使多个所述调节式探针及所述阻抗调节件通过所述线路层而彼此电性耦接。

9.依据权利要求1所述的探针卡装置，其特征在于，所述上导板单元包含有夹持于所述第一导板与所述第二导板之间的一支撑板，所述探针卡装置包括有一转接板，并且所述转接板抵接固定于多个所述导电探针的所述下接触段，而多个所述导电探针的所述上接触段用来弹性地且可分离地顶抵于一待测物。

10.一种探针卡装置的调节式探针，其特征在于，所述探针卡装置的调节式探针包括：

一针体，呈长条状且具有一外径，所述针体包含有分别位于相反两端部的上接触段及一下接触段；其中，所述下接触段用来固定于一转接板，而所述上接触段用来弹性地且可分离地顶抵于一待测物；以及

一延伸臂，自所述上接触段侧缘朝向所述下接触段方向弯曲地延伸所形成，并且所述延伸臂所相连的所述上接触段的部位是与所述上接触段的末端缘相隔有一距离，而所述距离不小于所述外径。

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