CN113140477B - 探针卡模块 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种探针卡模块，包括探针卡组件及强化结构。探针卡组件包括相对的第一面与第二面及凸出于第一面的多个探针，其中第二面包括中央区及环绕中央区的周围区，且这些探针对第二面的投影位于中央区。强化结构配置于第二面，且包括立起于周围区且远离彼此的两支撑座及连接于两支撑座的弧形加固组件，其中弧形加固组件凸向中央区而抵靠于中央区。

Description

探针卡模块

技术领域

本发明涉及一种探针卡模块，尤其涉及一种具有较佳的结构强度的探针卡模块。

背景技术

在晶圆的制造过程中，会对晶圆上的芯片进行不同测试，以确保芯片的质量。探针卡为其中一种测试装置，其会通过探针来接触芯片上的接垫，以进行电性测试。然而，随着科技的进步，芯片上待测试的接垫数量繁多，对应地探针的数量可能会高达10,000至20,000个，当这些探针压向芯片时，探针也会对应地承受巨大的反作用力，而可能使得探针卡变形，影响测试质量量和探针的寿命。

发明内容

本发明提供一种探针卡模块，其具有较佳的结构强度。

本发明的一种探针卡模块，包括探针卡组件及强化结构。探针卡组件包括相对的第一面与第二面及凸出于第一面的多个探针，其中第二面包括中央区及环绕中央区的周围区，且这些探针对第二面的投影位于中央区。强化结构配置于第二面，且包括立起于周围区且远离彼此的两支撑座及连接于两支撑座的弧形加固组件，其中弧形加固组件凸向中央区而抵靠于中央区。

在本发明的一实施例中，上述的弧形加固组件包括至少一弧形本体，各弧形本体呈拱桥状、碗状、穹顶状或半球壳状。

在本发明的一实施例中，上述的弧形加固组件包括于多个弧形本体，这些弧形本体共同顶靠于中央区。

在本发明的一实施例中，上述的这些弧形本体相交且于相交处抵靠中央区。

在本发明的一实施例中，上述的弧形加固组件包括至少一弧形本体，至少一弧形本体直接接触于中央区。

在本发明的一实施例中，上述的弧形加固组件包括至少一弧形本体及球体，球体可转动地设置于至少一弧形本体且凸出于至少一弧形本体的底部，球体位于至少一弧形本体与中央区之间，而直接接触于中央区。

在本发明的一实施例中，上述的弧形加固组件还包括容置座，至少一弧形本体包括第一定位部，容置座包括位于相对两端的第二定位部及凹槽，容置座的第二定位部固定于至少一弧形本体的第一定位部，球体位于容置座的凹槽。

在本发明的一实施例中，上述的弧形加固组件还包括垫片，设置于容置座与至少一弧形本体之间。

在本发明的一实施例中，上述的第一定位部包括孔洞，第二定位部包括凸柱，第二定位部插设于第一定位部。

在本发明的一实施例中，上述的弧形加固组件为单一个弧形本体，弧形本体覆盖中央区。

基于上述，本发明的探针卡模块通过将强化结构配置于探针卡组件远离探针的第二面，且强化结构的弧形加固组件具有凸向探针卡组件的第二面的中央区而抵靠于中央区(应力最大的区域)的设计，而可有效提升探针卡组件的结构强度。

附图说明

包含附图以便进一步理解本发明，且附图并入本说明书中并构成本说明书的一部分。附图说明本发明的实施例，并与描述一起用于解释本发明的原理。

图1是依照本发明的一实施例的一种探针卡模块测量晶圆的局部剖面示意图；

图2是图1的探针卡模块的立体示意图；

图3A是依照本发明的另一实施例的一种探针卡模块的局部侧视示意图；

图3B是图3A的爆炸示意图；

图3C是依照本发明的另一实施例的一种探针卡模块的局部侧视示意图；

图4是依照本发明的另一实施例的一种探针卡模块的立体示意图；

图5是依照本发明的另一实施例的一种探针卡模块的立体示意图。

附图标号说明

1：探针卡模块；

10：载台；

20：晶圆；

30：探针卡组件；

301：第一面；

302：第二面；

303：中央区；

304：周围区；

31：探针；

32：壳座；

33：第二电路板；

34：第一电路板；

35：第一板体；

36：第二板体；

37：焊球；

100、100c、100d：强化结构；

110、110d：支撑座；

120、120a、120b、120c：弧形加固组件；

121：弧形本体；

122：第一定位部；

130：垫片；

132：间隙；

140：容置座；

142：主体；

144：第二定位部；

146：凹槽；

150：球体；

160：固定件。

具体实施方式

现将详细地参考本发明的示范性实施例，示范性实施例的实例说明于附图中。只要有可能，相同组件符号在附图和描述中用来表示相同或相似部分。

图1是依照本发明的一实施例的一种探针卡模块测量晶圆的局部剖面示意图。请参阅图1，在本实施例中，探针卡模块1包括探针卡组件30及配置于探针卡组件30的背侧的强化结构100。

在本实施例中，探针卡组件30包括多个探针31、第一电路板34、第二电路板33、壳座32、第一板体35及第二板体36。第一电路板34例如是主电路板，位于壳座32与第一板体35之间，第二电路板33例如是副电路板，位于壳座32内，且通过焊球37电性连接于第一电路板34。这些探针31设置于第二电路板33且外露于壳座32。第二板体36设置于第一板体35远离于壳座32的一侧。当然，上述仅为其中一种探针卡组件30，探针卡组件30的组件种类不以此为限制。

探针卡组件30的探针31用以测量放置在载台10上的晶圆20的芯片，以确认芯片是否可正常运作。随着科技的进步，探针31的数量可能会高达10,000至20,000个，当这些探针31接触晶圆20时，探针卡组件30也会承受巨大的反作用力。在本实施例中，配置于探针卡组件30的背侧的强化结构100可有效避免探针卡组件30受到这样巨大的反作用力而上凸变形，影响测试质量量和探针31的寿命。当然，强化结构100所应用的探针卡组件30的探针31的数量不以上述为限制。下面将详细说明强化结构100。

图2是图1的探针卡模块的立体示意图。请同时参阅图1与图2，在本实施例中，探针卡组件30具有相对的第一面301与第二面302。第一面301例如是位于壳座32的下表面，第二面302例如是位于第二板体36的上表面，但第一面301与第二面302的位置不以此为限制。

探针31凸出于第一面301。第二面302包括中央区303及环绕中央区303的周围区304(图2)。在本实施例中，这些探针31对第二面302的投影位于中央区303。此外，由图2可见，强化结构100配置于第二面302，且包括立起于周围区304且远离彼此的两支撑座110及连接于两支撑座110的弧形加固组件120。

在本实施例中，弧形加固组件120凸向中央区303而抵靠于中央区303的设计，而可提升探针卡组件30背侧的结构强度。当探针卡模块1的探针31接触晶圆20时会承受到来自晶圆20的反作用力，由于探针31数量可能会高达10,000至20,000个，而使得探针卡模块1承受到这些反作用力的总和很大而上凸变形，在探针卡模块1的第二面302(背侧)设置强化结构100，可有效避免探针卡组件30变形，进而增加使用寿命。

具体地说，弧形加固组件120包括至少一弧形本体121。在本实施例中，至少一弧形本体121包括两弧形本体121，但弧形本体121的数量不以此为限制。此外，在本实施例中，各弧形本体121呈拱桥状，但在其他实施例中，弧形本体121也可以呈碗状、穹顶状或半球壳状，只要具有弧形，且以弧形的顶端去抵靠于中央区303即可。

由图2可清楚看到，在本实施例中，两弧形本体121相交且于相交处抵靠中央区303，而共同顶靠于中央区303。当然，在其他实施例中，这些弧形本体121也可以是不相交，而各自抵靠中央区303的不同部位。又或者，这些弧形本体121可以部分相交，部分不相交，并不以附图为限制

根据模拟测试，以探针31数量为11,000个，且单个探针31承受8克力的状况为例，探针卡组件总共会承受88公斤重的力量。若无设置强化结构100，已知的探针卡组件的最大变形量为0.05毫米。本实施例的探针卡模块1的探针卡组件30的最大变形量为0.014毫米，有效减少72％的变形率。如此一来，探针卡组件30(包括探针31及其内的电路板)的寿命也可被延长，进而降低成本。

另外，如图1所示，在本实施例中，弧形本体121直接接触于探针卡组件30的第二面302的中央区303，但弧形加固组件120的形式不以此为限制。图3A是依照本发明的另一实施例的一种探针卡模块的局部侧视示意图。图3B是图3A的爆炸示意图。

请参阅图3A与图3B，在本实施例中，弧形加固组件120a包括至少一弧形本体121及球体150。球体150可转动地设置于至少一弧形本体121且凸出于至少一弧形本体121的底部。球体150位于至少一弧形本体121与中央区303之间，而直接接触于中央区303。

在本实施例中，弧形加固组件120a通过球体150来接触中央区303，由于球体150可转动，在探针卡组件30测量晶圆20的过程中，若探针卡组件30的组件(例如图1的第一电路板34或是第二电路板33)翘曲而产生横向分力，此横向分力可通过球体150转动来被释放，以避免探针卡模块1长期受到横向力而造成变形或尺寸上的损耗，进而对精密度造成影响。

进一步地说，在本实施例中，弧形加固组件120a还包括容置座140，弧形本体121包括第一定位部122，容置座140包括主体142与连接于主体142的第二定位部144，主体142具有凹槽146，第二定位部144及凹槽146分别位于容置座140的相对两端。

容置座140的第二定位部144对位于至少一弧形本体121的第一定位部122，且容置座140与弧形本体121通过固定件160彼此固定。在本实施例中，固定件160例如是插销、栓锁或是螺丝，但不以此为限制。此外，球体150位于容置座140的凹槽146，而可于凹槽146内转动。

在本实施例中，第一定位部122包括孔洞，第二定位部144包括凸柱，第二定位部144插设于第一定位部122。第二定位部144可作为应力传递轴。当然，第一定位部122与第二定位部144的种类不以此为限制，只要两者可彼此定位配合即可。当然，在一未示出的实施例中，容置座140也可被省略，设计者也可在弧形本体121的下方挖设凹槽146来容置球体150。

图3C是依照本发明的另一实施例的一种探针卡模块的局部侧视示意图。请参阅图3C，由于容置座140的主体142与弧形本体121接触，在长期使用下容置座140的主体142可能会被磨损，而使得主体142与弧形本体121之间产生间隙132，而不能有效传递应力。在此状况下，弧形加固组件120b还可选择地包括一垫片130，设置于容置座140与至少一弧形本体121之间，垫片130可取代容置座140的主体142被磨损的部分，以使应力能够顺利被传递。

图4是依照本发明的另一实施例的一种探针卡模块的立体示意图。请参阅图4，在本实施例中，强化结构100c的弧形加固组件120c为单一个弧形本体121。弧形加固组件120c具有较大的宽度，而覆盖全部的中央区303。要说明的是，在其他实施例中，弧形加固组件120c也可以仅覆盖部分的中央区303。

图5是依照本发明的另一实施例的一种探针卡模块的立体示意图。请参阅图5，在本实施例中，强化结构100d具有较多个分离的支撑座110d，其中一个弧形本体121的两端所连接的支撑座110d不同于另一个弧形本体121的两端所连接的支撑座110d。这样的设计可让出更多的空间，以供其他组件配置。

综上所述，本发明的探针卡模块通过将强化结构配置于探针卡组件远离探针的第二面，且强化结构的弧形加固组件具有凸向探针卡组件的第二面的中央区而抵靠于中央区(应力最大的区域)的设计，而可有效提升探针卡组件的结构强度。弧形加固组件的弧形本体可直接接触中央区，也可以通过球体接触中央区。弧形本体的形状可为拱桥型、碗状、穹顶状或半球壳状，而能够提供良好的结构强度。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (8)

1.一种探针卡模块，其特征在于，包括：

探针卡组件，包括相对的第一面与第二面及凸出于第一面的多个探针，其中所述第二面包括中央区及环绕所述中央区的周围区，且所述多个探针对所述第二面的投影位于所述中央区；以及

强化结构，配置于所述第二面，且包括立起于所述周围区且远离彼此的两支撑座及连接于所述两支撑座的弧形加固组件，其中所述弧形加固组件凸向所述中央区而抵靠于所述中央区，所述弧形加固组件包括至少一弧形本体及球体，所述球体可转动地设置于所述至少一弧形本体且凸出于所述至少一弧形本体的底部，所述球体位于所述至少一弧形本体与所述中央区之间而直接接触于所述中央区。

2.根据权利要求1所述的探针卡模块，其特征在于，各所述弧形本体呈拱桥状、碗状、穹顶状或半球壳状。

3.根据权利要求1所述的探针卡模块，其特征在于，所述弧形加固组件包括多个弧形本体，所述多个弧形本体共同顶靠于所述中央区。

4.根据权利要求3所述的探针卡模块，其特征在于，所述多个弧形本体相交且于相交处抵靠所述中央区。

5.根据权利要求1所述的探针卡模块，其特征在于，所述弧形加固组件还包括容置座，所述至少一弧形本体包括第一定位部，所述容置座包括位于相对两端的第二定位部及凹槽，所述容置座的所述第二定位部固定于所述至少一弧形本体的所述第一定位部，所述球体位于所述容置座的所述凹槽。

6.根据权利要求5所述的探针卡模块，其特征在于，所述弧形加固组件还包括垫片，设置于所述容置座与所述至少一弧形本体之间。

7.根据权利要求5所述的探针卡模块，其特征在于，所述第一定位部包括孔洞，所述第二定位部包括凸柱，所述第二定位部插设于所述第一定位部。

8.根据权利要求1所述的探针卡模块，其特征在于，所述至少一弧形本体为单一个弧形本体，所述弧形本体覆盖所述中央区。

Images