CN113219220B - 探针卡装置及其指向性探针 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种探针卡装置及其指向性探针，指向性探针呈长形且包含导电针体与环状绝缘体。导电针体包含行程段及分别自行程段的两端延伸的两个末端段。行程段包含两个宽侧面及两个窄侧面、且仅于一个宽侧面凹设形成有自两个窄侧面的其中之一延伸至其中另一的横向沟槽。横向沟槽的一最大深度为两个宽侧面之间的最大距离的1％～10％。指向性探针的两个末端段能受力而使行程段呈弯曲状、且使其形成的反曲点位于横向沟槽。据此，指向性探针能在作动时的弯曲部位集中在形成有横向沟槽的部位，进而有效地控制作动方向一致性，并且令每个指向性探针在测试的过程中能独立作业且不互相干涉。

Description

探针卡装置及其指向性探针

技术领域

本发明涉及一种探针卡，尤其涉及一种探针卡装置及其指向性探针。

背景技术

现有探针卡装置的导电探针包含有一导电针体及形成在所述导电针体中央处的一绝缘层，而所述导电针体的宽度与厚度大致相同，所以上述绝缘层整体是呈突出状。然而，现有导电探针的上述导电针体与绝缘层之间的配合构造已经行之有年，因而也无形中阻碍了现有探针卡装置的进一步研发与进步。

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指向性探针，其能够有效地改善现有导电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，其包括：一第一导板单元与一第二导板单元以及多个指向性探针，第一导板单元和第二导板单元彼此间隔地设置；每个指向性探针呈长形且沿其长度方向具有一针长度，并且多个指向性探针穿设于第一导板单元与第二导板单元；其中，每个指向性探针包含有：一导电针体及一环状绝缘体，导电针体包含有：一行程段和两个末端段，行程段位于第一导板单元与第二导板单元之间且包含有两个窄侧面及位于相反侧的一第一宽侧面与一第二宽侧面；行程段于第一宽侧面凹设形成有自其中一个窄侧面延伸至其中另一个窄侧面的一横向沟槽，并且行程段未于其外表面凹设形成有横向沟槽以外的任何结构；其中，横向沟槽的一最大深度为第一宽侧面与第二宽侧面之间的一最大距离的1％～10％；两个末端段分别自行程段的两端延伸穿出第一导板单元与第二导板单元；环状绝缘体包围于导电针体形成有横向沟槽的部位；其中，第一导板单元与第二导板单元能够以介于针长度的12％～19％的一位移距离彼此斜向错位，以使多个指向性探针的行程段朝相同方向弯曲，并且每个行程段的第一宽侧面所对应形成的反曲点位于横向沟槽。

优选地，于每个指向性探针中，横向沟槽是沿着垂直长度方向的一方向自其中一个窄侧面延伸至其中另一个窄侧面。

优选地，当第一导板单元与第二导板单元彼此斜向错位时，任两个指向性探针的两个反曲点，其与第一导板单元的距离的一差值不大于针长度的1％。

优选地，于每个指向性探针中，设置于横向沟槽的环状绝缘体的一部位，其包含有位于横向沟槽内的一充填部及分别位于充填部相反两侧的两个端部，并且两个端部凸出于相对应的第一宽侧面。

优选地，于每个指向性探针中，横向沟槽在长度方向上的一长度，其为行程段在长度方向上的一长度的至少50％。

优选地，于每个指向性探针中，导电针体呈直条状，并且行程段未形成有凸出于第一宽侧面、第二宽侧面及两个窄侧面的任何突出状结构。

优选地，第一导板单元包含有多个第一导板，并且第二导板单元包含有多个第二导板；于每个指向性探针中，其中一个末端段能通过多个第一导板的错位而被固定，而其中另一个末端段能通过多个第二导板的错位而被固定。

本发明实施例公开一种探针卡装置的指向性探针，其呈长形，指向性探针包括：一导电针体及一环状绝缘体，导电针体包含有：一行程段及两个末端段，行程段包含有两个窄侧面及位于相反侧的一第一宽侧面与一第二宽侧面；行程段于第一宽侧面凹设形成有自其中一个窄侧面延伸至其中另一个窄侧面的一横向沟槽，并且行程段未于其外表面凹设形成有横向沟槽以外的任何结构；其中，横向沟槽的一最大深度为第一宽侧面与第二宽侧面之间的一最大距离的1％～10％；两个末端段分别自行程段的两端延伸所形成；环状绝缘体包围于导电针体形成有横向沟槽的部位；其中，指向性探针的两个末端段能受力而使行程段呈弯曲状、且使第一宽侧面所对应形成的反曲点位于横向沟槽。

优选地，横向沟槽在长度方向上的一长度，其为行程段在长度方向上的一长度的至少50％。

优选地，导电针体呈直条状，并且行程段未形成有凸出于第一宽侧面、第二宽侧面及两个窄侧面的任何突出状结构。

综上所述，本发明实施例所公开的探针卡装置及其指向性探针，通过形成所述横向沟槽，使得所述指向性探针能在作动时的弯曲部位集中在形成有横向沟槽的部位(如：反曲点位于横向沟槽)，进而有效地控制每个所述指向性探针的作动方向一致性，并且令每个所述指向性探针在测试的过程中(如：顶抵于待测物)能独立作业且不互相干涉。

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为本发明实施例的探针卡装置的剖视示意图。

图2为本发明实施例的指向性探针的立体示意图。

图3为图2中的导电针体的立体示意图。

图4为图2沿剖线IV-IV的局部剖视示意图。

图5为图4另一方式的剖视示意图。

图6为图4又一方式的剖视示意图。

图7为本发明实施例的探针卡装置的另一方式的剖视示意图。

图8为图1的探针卡装置于第一导板单元与第二导板单元位在错位设置时的上视示意图。

图9为图1的探针卡装置于第一导板单元与第二导板单元位在错位设置时的剖视示意图。

具体实施方式

以下是通过特定的具体实施例来说明本发明所公开有关“探针卡装置及其指向性探针”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，在不悖离本发明的构思下进行各种修改与变更。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，事先声明。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保护范围。

应当可以理解的是，虽然本文中可能会使用到“第一”、“第二”、“第三”等术语来描述各种组件或者信号，但这些组件或者信号不应受这些术语的限制。这些术语主要是用以区分一组件与另一组件，或者一信号与另一信号。另外，本文中所使用的术语“或”，应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组合。

请参阅图1至图9所示，其为本发明的实施例。如图1至图3所示，本实施例公开一种探针卡装置100，其相反两侧能用来分别顶抵于一转接板(space transformer)与一待测物(如：半导体晶片)。其中，所述探针卡装置100包含有一第一导板单元1、与所述第一导板单元1间隔地设置的一第二导板单元2、夹持于所述第一导板单元1与第二导板单元2之间的一间隔板(未绘示)及穿设于所述第一导板单元1与第二导板单元2的多个指向性探针3。

需说明的是，所述指向性探针3于本实施例中是以搭配所述第一导板单元1、第二导板单元2及间隔板来说明，但本发明不受限于此。举例来说，在本发明未绘示的其他实施例中，所述指向性探针3也可以是独立地被应用(如：贩卖)或搭配其他构件使用。

于本实施例中，所述第一导板单元1包含有多个第一导板11(及夹持于相邻的两个所述第一导板11之间的间隔片)，并且所述第二导板单元2包含有多个第二导板21(及夹持于相邻的两个所述第二导板21之间的间隔片)。其中，多个所述第一导板11能够彼此错位设置，多个所述第二导板21也能够彼此错位设置，而所述第一导板单元1能够相对于所述第二导板单元2彼此错位设置。然而，在本发明未绘示的其他实施例中，所述第一导板单元1也可以包含有一个第一导板11，并且所述第二导板单元2可以包含有一个第二导板21。

再者，所述间隔板可以是一环形构造，并且间隔板夹持于所述第一导板单元1与第二导板单元2的相对应外围部位，但本发明不受限于此。举例来说，于本发明未绘示的其他实施例中，所述探针卡装置100的间隔板也可以省略或是其他构件取代。

需先说明的是，由于多个所述指向性探针3的构造于本实施例中大致相同，所以为了便于说明，以下仅介绍单个所述指向性探针3的构造，但本发明不以此为限。举例来说，在本发明未绘示的其他实施例中，多个所述指向性探针3的构造也可以有所差异。

再者，为便于理解所述指向性探针3的构造，以下将先以多个所述第一导板11彼此错位设置，多个所述第二导板21也彼此错位设置，但所述第一导板单元1尚未相对于所述第二导板单元2错位设置的情况来进行所述指向性探针3的构造说明。

如图1至图4所示，所述指向性探针3呈长形且沿其长度方向L具有一针长度L3，并且垂直于所述长度方向L的所述指向性探针3的任一个截面于本实施例中是呈一矩形来说明，但本发明不以此为限。其中，所述指向性探针3包含有一导电针体31及包覆于所述导电针体31大致中央处的一环状绝缘体32；也就是说，如果包覆于导电针体的材质非为绝缘，则该材质不同于本实施例所指的环状绝缘体32。

所述导电针体31的材质例如是铜合金或镍合金，并且所述导电针体31于本实施例中呈直条状且为一体成形的构造，但本发明不受限于此。其中，所述导电针体31包含有一行程段311以及分别自所述行程段311的两端(一体地)延伸所形成的两个末端段312，并且所述行程段311位于所述第一导板单元1与所述第二导板单元2之间，而两个所述末端段312则是分别穿出所述第一导板单元1与所述第二导板单元2。

所述行程段311(的外表面)包含有分别位于相反两侧的一第一宽侧面311a与一第二宽侧面311d及分别位于相反两侧的两个窄侧面311b。需要说明的是，上述的“宽”和“窄”是相对而言的，例如如图3所示，第一宽侧面311a的宽度大于窄侧面311b的宽度，第二宽侧面311d的宽度大于窄侧面311b的宽度。其中，所述行程段311于所述第一宽侧面311a凹设形成有自其中一个所述窄侧面311b延伸至其中另一个所述窄侧面311b的一横向沟槽311c，并且所述行程段311未于其外表面凹设形成有所述横向沟槽311c以外的任何结构。也就是说，设有超过一个沟槽的行程段则非为本实施例所指的行程段311。

再者，而所述行程段311于本实施例中未形成有凸出于所述第一宽侧面311a、第二宽侧面311d与两个所述窄侧面311b的任何突出状结构。也就是说，设有突出状结构(如：用来顶抵于第一导板单元1或第二导板单元2)的行程段则非为本实施例所指的行程段311。

据此，所述导电针体31通过形成有所述横向沟槽311c，以有效地控制其下压力量，并可使得所述导电针体31在顶抵于待测物时的力量能被维持在预设的条件下，进而令所述导电针体31可以稳定地顶抵且不破坏上述待测物。

其中，所述横向沟槽311c是沿着垂直所述长度方向L的一方向(如：图2中的水平方向)自其中一个所述窄侧面311b延伸至其中另一个所述窄侧面311b。也就是说，所述横向沟槽311c的延伸距离(或宽度)大致为两个所述窄侧面311b之间的距离。再者，所述横向沟槽311c在所述长度方向L上的一长度L311c，其为所述行程段311在所述长度方向L上的一长度L311的至少50％。举例来说，如图1所示，所述横向沟槽311c的长度L311c为所述行程段311的长度L311的45％～60％；或者，如图7所示，所述横向沟槽311c的长度L311c为所述行程段311的长度L311的80％～95％。

更详细地说，所述横向沟槽311c具有一最大深度Tmax，并且所述最大深度Tmax为所述第一宽侧面311a与第二宽侧面311d之间的一最大距离Dmax的1％～10％。据此，所述指向性探针3可以通过调整所述导电针体31的最大深度Tmax，以改变所述指向性探针3在受力时所能提供的反作用力，进而利于符合不同的需求。再者，所述指向性探针3通过控制所述最大深度Tmax与最大距离Dmax之间的比例，据以有效地维持其信号传输效果。

再者，所述横向沟槽311c之间的深度于本实施例的图4中是以沿着长度方向L渐缩而后在渐增来说明，但本发明不以此为限。举例来说，如图6所示，所述横向沟槽311c的深度也可以保持相等；或者，在本发明未绘示的其他实施例中，所述横向沟槽311c的具体构造可依据设计需求而加以调整变化。

每个所述末端段312外表面的两个宽侧面与两个窄侧面于本实施例中是分别共平面于所述行程段311的所述第一宽侧面311a、第二宽侧面311d与两个所述窄侧面311b(也就是，所述末端段312于本实施例中未形成有凸出于其外表面的任何突出状结构)，并且两个所述末端段312的构造皆呈相同的矩形柱体，但本发明不以此为限。举例来说，任一个所述末端段312的构造也可以依据设计需求而形成有突出状结构。

再者，其中一个所述末端段312(如：位于图1中上方的末端段312)的局部位于多个所述第一导板11的穿孔(未标示)内、而其余部位穿出第一导板11，据以使其能通过多个所述第一导板11的错位而被固定；而其中另一个所述末端段312(如：位于图1中下方的末端段312)的局部位于多个所述第二导板21的穿孔(未标示)内、而其余部位穿出第二导板21，据以使其能通过多个所述第二导板21的错位而被固定。

所述环状绝缘体32的材质例如是聚对二甲苯，并且所述环状绝缘体32是(等厚度地)包围于所述导电针体31形成有所述横向沟槽311c的部位；于本实施例中，所述环状绝缘体32是设置于所述导电针体31的所述横向沟槽311c、并设置于位在所述横向沟槽311c旁的两个所述窄侧面311b的部位及相对应的所述第二宽侧面311d的部位上，但本发明不受限于此。

进一步地说，设置于所述横向沟槽311c的所述环状绝缘体32的一部位，其包含有位于所述横向沟槽311c内的一充填部321及分别位于所述充填部321相反两侧的两个端部322，并且两个所述端部322凸出于相对应的所述第一宽侧面311a。再者，设置于所述第二宽侧面311d及两个所述窄侧面311b的所述环状绝缘体32的另一部位，其相对于所述导电针体31呈突出状。

此外，上述虽是以本实施例的图4来说明所述环状绝缘体32的构造，但本发明不以此为限。举例来说，如图5所示，所述环状绝缘体32可以自两个所述端部322进一步延伸至任一个所述横向沟槽311c旁的所述第一宽侧面311a部位；又或者，如图6所示，所述环状绝缘体32可以不延伸出所述横向沟槽311c、并共平面于所述第一宽侧面311a。

以上为所述单个指向性探针3在所述第一导板单元1尚未相对于所述第二导板单元2错位设置的情况所进行的构造说明，以下接着在所述第一导板单元1相对于所述第二导板单元2错位设置的情况来进行多个所述指向性探针3的构造说明。

更详细地说，如图8和图9所示，所述第一导板单元1与所述第二导板单元2能够以介于所述针长度L3(如：图1)的12％～19％的一位移距离D1彼此斜向错位，以使多个所述指向性探针3的所述行程段311朝相同方向弯曲，并且所述行程段311的所述第一宽侧面311a所对应形成的反曲点P位于所述横向沟槽311c，而任两个所述指向性探针3的两个所述反曲点P，其与所述第一导板单元1的距离DP1、DP2的一差值不大于所述针长度L3(如：图1)的1％。

据此，所述导电针体31通过形成所述横向沟槽311c，使得所述指向性探针3能在作动时的弯曲部位集中在形成有横向沟槽311c的部位(如：反曲点P位于横向沟槽311c)，进而有效地控制每个所述指向性探针3的作动方向一致性，并且令每个所述指向性探针3在测试的过程中(如：顶抵于待测物)能独立作业且不互相干涉。换个角度来看，形成有单个所述横向沟槽311c的所述导电针体31可以具有最佳的指向性，以使多个指向性探针3的作动方向最为一致，所以设有超过一个沟槽的行程段并无法达到本实施例行程段311所能达成的指向效果。

需额外说明的是，多个所述指向性探针3的反曲点P于本实施例的图9中是以皆位于所述行程段311的上侧来说明，但本发明不受限于此。举例来说，在本发明未绘示的其他实施例中，多个所述指向性探针3的反曲点P也可以皆位于所述行程段311的下侧。

[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及其指向性探针，其通过形成所述横向沟槽311c，使得所述指向性探针3能在作动时的弯曲部位集中在形成有横向沟槽311c的部位(如：反曲点P位于横向沟槽311c)，进而有效地控制每个所述指向性探针3的作动方向一致性，并且令每个所述指向性探针3在测试的过程中(如：顶抵于待测物)能独立作业且不互相干涉。

再者，所述导电针体31通过形成有所述横向沟槽311c，以有效地控制其下压力量，并可使得所述导电针体31在顶抵于待测物时的力量能被维持在预设的条件下，进而令所述导电针体31可以稳定地顶抵且不破坏上述待测物。

再者，所述指向性探针3可以通过调整所述导电针体31的最大深度Tmax，以改变所述指向性探针3在受力时所能提供的反作用力，进而利于符合不同的需求。再者，所述指向性探针3通过控制所述最大深度Tmax与最大距离Dmax之间的比例，据以有效地维持其信号传输效果。

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专利范围，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，均包含于本发明的专利范围内。

Claims (8)

1.一种探针卡装置，其特征在于，所述探针卡装置包括：

一第一导板单元与一第二导板单元，彼此间隔地设置；以及

多个指向性探针，各呈长形且沿其长度方向具有一针长度，并且多个所述指向性探针穿设于所述第一导板单元与所述第二导板单元；其中，每个所述指向性探针包含有：

一导电针体，包含有：

一行程段，位于所述第一导板单元与所述第二导板单元之间且包含有两个窄侧面及位于相反侧的一第一宽侧面与一第二宽侧面；所述行程段于所述第一宽侧面凹设形成有自其中一个所述窄侧面延伸至其中另一个所述窄侧面的一横向沟槽，并且所述行程段未于其外表面凹设形成有所述横向沟槽以外的任何结构；其中，所述横向沟槽的一最大深度为所述第一宽侧面与所述第二宽侧面之间的一最大距离的1％～10％；及

两个末端段，分别自所述行程段的两端延伸穿出所述第一导板单元与所述第二导板单元；及

一环状绝缘体，包围于所述导电针体形成有所述横向沟槽的部位；

其中，所述第一导板单元与所述第二导板单元能够以介于所述针长度的12％～19％的一位移距离彼此斜向错位，以使多个所述指向性探针的所述行程段朝相同方向弯曲，并且每个所述行程段的所述第一宽侧面所对应形成的反曲点位于所述横向沟槽；

其中，于每个所述指向性探针中，所述导电针体呈直条状，并且所述行程段未形成有凸出于所述第一宽侧面、所述第二宽侧面及两个所述窄侧面的任何突出状结构。

2.依据权利要求1所述的探针卡装置，其特征在于，于每个所述指向性探针中，所述横向沟槽是沿着垂直所述长度方向的一方向自其中一个所述窄侧面延伸至其中另一个所述窄侧面。

3.依据权利要求1所述的探针卡装置，其特征在于，当所述第一导板单元与所述第二导板单元彼此斜向错位时，任两个所述指向性探针的两个所述反曲点，其与所述第一导板单元的距离的一差值不大于所述针长度的1％。

4.依据权利要求1所述的探针卡装置，其特征在于，于每个所述指向性探针中，设置于所述横向沟槽的所述环状绝缘体的一部位，其包含有位于所述横向沟槽内的一充填部及分别位于所述充填部相反两侧的两个端部，并且两个所述端部凸出于相对应的所述第一宽侧面。

5.依据权利要求1所述的探针卡装置，其特征在于，于每个所述指向性探针中，所述横向沟槽在所述长度方向上的一长度，其为所述行程段在所述长度方向上的一长度的至少50％。

6.依据权利要求1所述的探针卡装置，其特征在于，所述第一导板单元包含有多个所述第一导板，并且所述第二导板单元包含有多个所述第二导板；于每个所述指向性探针中，其中一个所述末端段能通过多个所述第一导板的错位而被固定，而其中另一个所述末端段能通过多个所述第二导板的错位而被固定。

7.一种探针卡装置的指向性探针，其特征在于，所述指向性探针呈长形，所述指向性探针包括：

一导电针体，包含有：

一行程段，包含有两个窄侧面及位于相反侧的一第一宽侧面与一第二宽侧面；所述行程段于所述第一宽侧面凹设形成有自其中一个所述窄侧面延伸至其中另一个所述窄侧面的一横向沟槽，并且所述行程段未于其外表面凹设形成有所述横向沟槽以外的任何结构；其中，所述横向沟槽的一最大深度为所述第一宽侧面与所述第二宽侧面之间的一最大距离的1％～10％；及

两个末端段，分别自所述行程段的两端延伸所形成；以及

一环状绝缘体，包围于所述导电针体形成有所述横向沟槽的部位；

其中，所述指向性探针的两个所述末端段能受力而使所述行程段呈弯曲状、且使所述第一宽侧面所对应形成的反曲点位于所述横向沟槽；

其中，于每个所述指向性探针中，所述导电针体呈直条状，并且所述行程段未形成有凸出于所述第一宽侧面、所述第二宽侧面及两个所述窄侧面的任何突出状结构。

8.依据权利要求7所述的指向性探针，其特征在于，所述横向沟槽在长度方向上的一长度，其为所述行程段在所述长度方向上的一长度的至少50％。