CN114839410A - 一种薄膜探针卡装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉一种薄膜探针卡装置，包括一支撑座（1）、突设于支撑座（1）的凸台（131）、覆盖凸台的薄膜（2）、设置于薄膜的探针（3）和互连线；其特征在于：支撑座（1）包括座体（11）、金属弹性片（12）以及弹性凸台件（13），金属弹性片（12）的外周边缘搭置于座体（11）的空腔（111）的口上，弹性凸台件（13）盖置于金属弹性片（22）之下，弹性凸台件（13）的外周相对座体（11）固定，弹性凸台件（13）的中部朝下突设所述凸台（131），弹性凸台件（13）与座体（11）两者将金属弹性片（12）的边缘夹持固定。本发明以弹性凸台件组合上金属弹性片提供一微弹力，结构可靠、弹力稳定，寿命长。

Description

一种薄膜探针卡装置

技术领域

本发明属于探针卡、晶圆测试技术领域，具体涉及一种用于晶圆级测试的薄膜探针卡装置。

背景技术

近年来，随着5G技术和消费电子技术的发展和普及，半导体器件不断朝着小型化、集成化、衬垫间距密集化发展，工作频率不断提高，面向高频的晶圆级测试逐渐成为RF芯片生产中不可获取的重要一环。相较于其他类型探针卡，薄膜探针卡实现了小尺度的探针结构加工和高精度的信号线结构参数控制，减少了寄生电容和电感的产生，极大地缩短了信号路径，提高了阻抗匹配程度，广泛应用于面向高频的晶圆级测试分析。

薄膜探针卡装置，通常包括一支撑座、突设于支撑座上的凸台、覆设于凸台的薄膜、设置于薄膜的探针和互连线。薄膜探针卡装置使用时，是被安装在PCB线路板上，各探针经互连线连通PCB线路板上的线路。在晶圆测试过程中，薄膜探针卡装置的上的各探针抵压于芯片pad上，完成电连接进行测试。此过程中，探针若硬压于芯片pad上，就易损坏芯片pad，故必须想法设计如何给探针提供一可控的微弹力，这是该器件的设计重点之一。现有技术对这个方面披露不多，介绍都很简单。

发明内容

本发明目的是提供一种薄膜探针卡装置，能够给探针提供一微弹力，且使用寿命较长。

为达到上述目的，本发明技术方案是：一种薄膜探针卡装置，包括一支撑座、突设于支撑座的凸台、覆盖凸台的薄膜、设置于薄膜的探针和互连线；

所述支撑座包括一座体、金属弹性片以及弹性凸台件，所述座体底面中部设有一空腔，所述金属弹性片覆盖于空腔，金属弹性片的外周边缘搭置于空腔的口上，金属弹性片上开设有多个漏空槽；所述弹性凸台件盖置于金属弹性片之下，弹性凸台件的外周相对座体固定，弹性凸台件的中部朝下突设所述凸台，弹性凸台件上在凸台与外周之间设有弹性形变部，所述弹性凸台件与座体两者将金属弹性片的边缘夹持固定。

上述方案中，所述座体上在空腔的口的外周上设有多个弹性片定位销，所述金属弹性片上对应于弹性片定位销设有定位缺口或定位孔，所述金属弹性片的定位缺口或定位孔卡配于弹性片定位销上定位。

上述方案中，所述金属弹性片与座体之间设有一个或多个第一垫片。

上述方案中，所述金属弹性片与弹性凸台件之间设有第二垫片。

进一步，所述第二垫片上向外延伸有定位部，该第二垫片的定位部上设有垫片定位孔，所述座体上对应于该垫片定位孔设有垫片定位销，第二垫片的垫片定位孔卡配于垫片定位销上定位。

再进步，所述弹性凸台件对应于垫片定位销开设有穿孔，所述垫片定位销向下延伸穿过弹性凸台件上的穿孔后与薄膜相固定。

再进一步，所述弹性凸台件的外周上延伸设有多个定位部，该弹性凸台件的定位部通过紧固螺钉与座体固定连接。

再进一步，所述空腔的口上对应于金属弹性片外边沿设有一周内嵌凹槽。

上述方案中，在空腔内对应于金属弹性片设有一接通导电机构，该接通导电机构包括弹簧导电杆以及固定导电件，所述弹簧导电杆的一端相对座体固定，另一端为悬臂端位于金属弹性片之上方，由金属弹性片带动运动；而固定导电件对应于弹簧导电杆的固定于座体上；工作时，所述弹簧导电杆的悬臂端由金属弹性片带动运动，实现弹簧导电杆与固定导电件的导通或断开，以产生电信号。

上述方案中，所述座体上对应于金属弹性片还设有一平面度可调机构，该平面度可调机构包括至少三个调平螺丝，这些调平螺丝与座体螺纹连接，而其端部顶压于金属弹性片的顶面上。

本发明有益效果：

1、本发明以弹性凸台件组合上金属弹性片提供一微弹力，弹性凸台件可采用塑料材质，再叠加上金属制的弹性片，结构可靠、弹力稳定，寿命长。

2、本发明整体组装方便、结构简单可靠。

附图说明

图1为本发明实施例的立体示意图，该图为薄膜朝向下的正置的状态；

图2为本发明实施例的立体示意图，该图为薄膜探针卡的薄膜朝上的倒置的状态；

图3为图2的分解示意图；

图4为本发明实施例的全剖示意图；

图5为本发明实施例的局部剖立体示意图；

图6为本发明实施例弹性凸台件的立体示意图，该图表示凸台朝下的状态；

图7为本发明实施例弹性凸台件的立体示意图，该图表示凸台朝上的状态；

图8为本发明实施例金属弹性片的立体示意图；

图9为本发明实施例金属弹性片的俯视平观示意图。

以上附图中：

1、支撑座；

11、座体；111、空腔；1111、内嵌凹槽；112、弹性片定位销；113、垫片定位销；

12、金属弹性片；121、漏空槽；122、定位缺口；

13、弹性凸台件；131、凸台；132、弹性凸台件的定位部；

14、第一垫片；

15、第二垫片；151、第二垫片的定位部；1511、垫片定位孔；

16、弹簧导电杆；

17、固定导电件；171、等电位件；

18、调平螺丝；

19、紧固螺钉；

2、薄膜；

3、探针。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：

实施例：参见附图1-9所示：

一种薄膜探针卡装置，参见图1和图3所示，包括一支撑座1、突设于支撑座1的凸台131、覆盖凸台的薄膜2、设置于薄膜的探针3和互连线。

参见图2、图3、图4及图5所示，所述支撑座1包括一座体11、金属弹性片12以及弹性凸台件13，所述座体11底面中部设有一空腔111，所述金属弹性片12覆盖于空腔111，金属弹性片12的外周边缘搭置于空腔111的口上，所述弹性凸台件13盖置于金属弹性片22之下，弹性凸台件13的外周相对座体11固定，弹性凸台件13的中部朝下突设所述凸台131，所述弹性凸台件13与座体11两者将金属弹性片12的边缘夹持固定。

具体如图8和图9所示，金属弹性片12为一类似矩形片状体，其中部设有一方孔，即金属弹性片12为一方形环状体。金属弹性片12上开设有多个漏空槽121，这些漏空槽111绕凸台131的中心旋转对称设置，以此在金属弹性片12上形成多个弹性形变梁。通过漏空槽111的形状和尺寸的具体设计，即可调整金属弹性片12自身的弹性系数。

参见图6和图7所示，弹性凸台件13的主体部分也对应于金属弹性片12为矩形，而其矩矩的四个角部各延伸出一定位部132，而弹性凸台件13的主体部分中心处突设所述凸台131。弹性凸台件13上在凸台131与外周之间设有弹性形变部，该弹性形变部也上设旋转对称设置的漏空槽，以形成多个弹性形变梁。当然，实际中，弹性凸台件13的弹性形变部也可以由柔质弹性材质的弯曲绕度段来形成。弹性凸台件13的定位部132通过紧固螺钉19与座体21固定连接。具体，每个定位部132上设三个小螺钉19来与座体21来紧固连接，每个定位部132的中部设一个大螺钉供与PCB板连接。

如图2及图3所示，所述座体11上在空腔111的口的外周上设有多个弹性片定位销112，所述金属弹性片12上对应于弹性片定位销112设有定位缺口122或定位孔，所述金属弹性片12的定位缺口122或定位孔卡配于弹性片定位销112上定位。

如图2及图3所示，所述金属弹性片12与座体11之间设有一个或多个第一垫片14。通过增减第一垫片14的厚度和数量也就可以微调凸台及其上的探针尖端的微弹力。

如图2及图3所示，所述金属弹性片12与弹性凸台件13之间设有第二垫片15。所述第二垫片15上向外延伸有定位部151，该第二垫片的定位部151上设有垫片定位孔1511，所述座体11上对应于该垫片定位孔1511设有垫片定位销113，第二垫片的垫片定位孔1511卡配于垫片定位销113上定位。具体，所述弹性凸台件13对应于垫片定位销113开设有穿孔，所述垫片定位销113向下延伸穿过弹性凸台件13上的穿孔后与薄膜2相固定。

如图2及图3所示，所述座体1的空腔111的口上对应于金属弹性片12外边沿设有一周内嵌凹槽1111。所述第一垫片14和金属弹性片12边沿嵌于内嵌凹槽1111内。

参见图4和图5，所述座体1的空腔111内对应于金属弹性片12设有一接通导电机构，该接通导电机构包括弹簧导电杆16以及固定导电件17，所述弹簧导电杆16的一端相对座体11固定，另一端为悬臂端位于金属弹性片12之上方，由金属弹性片12带动运动；而固定导电件17对应于弹簧导电杆16的固定于座体上；工作时，所述弹簧导电杆16的悬臂端由金属弹性片12带动运动，实现弹簧导电杆16与固定导电件17的导通或断开，以产生电信号。即工作时，当探针卡下压于芯片上时，探针的尖顶入芯片中，受反作用力会向上回弹，金属弹性片12向上运动顶起弹簧导电杆16使其与固定导电件17杆分离，弹簧导电杆16和固定导电件17外端均可引出接入电路中，即得到了一代表着探针压住或离开芯片的提示电信号。

具体，固定导电件17经过一等电位件171相连接后引出。

参见图1、图4及图5，所述座体11上对应于金属弹性片12还设有一平面度可调机构，该平面度可调机构包括至少三个调平螺丝18，具体是采用四个调平螺丝18，这些调平螺丝18与座体11螺纹连接，而其端部顶压于金属弹性片12的顶面上，即顶压在金属弹性片12的弹性变形梁上，通过调节各调平螺丝18的拧入高度，即可调节金属弹性片12的不同角的高度，从而达到调节凸台131平行度的目的，使探针尖在同一平面内。

实际中，金属弹性片12也可以采用其他形状，比如圆形，或其他多边形，对应的座体的空腔口形状也可随之适应性变化。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种薄膜探针卡装置，包括一支撑座（1）、突设于支撑座（1）的凸台（131）、覆盖凸台的薄膜（2）、设置于薄膜的探针（3）和互连线；其特征在于：

所述支撑座（1）包括一座体（11）、金属弹性片（12）以及弹性凸台件（13），所述座体（11）底面中部设有一空腔（111），所述金属弹性片（12）覆盖于空腔（111），金属弹性片（12）的外周边缘搭置于空腔（111）的口上，金属弹性片（12）上开设有多个漏空槽（121）；所述弹性凸台件（13）盖置于金属弹性片（22）之下，弹性凸台件（13）的外周相对座体（11）固定，弹性凸台件（13）的中部朝下突设所述凸台（131），弹性凸台件（13）上在凸台（131）与外周之间设有弹性形变部，所述弹性凸台件（13）与座体（11）两者将金属弹性片（12）的边缘夹持固定。

2.根据权利要求2所述薄膜探针卡装置，其特征在于：所述座体（11）上在空腔（111）的口的外周上设有多个弹性片定位销（112），所述金属弹性片（12）上对应于弹性片定位销（112）设有定位缺口（122）或定位孔，所述金属弹性片（12）的定位缺口（122）或定位孔卡配于弹性片定位销（112）上定位。

3.根据权利要求2所述薄膜探针卡装置，其特征在于：所述金属弹性片（12）与座体（11）之间设有一个或多个第一垫片（14）。

4.根据权利要求1或2或3所述薄膜探针卡装置，其特征在于：所述金属弹性片（12）与弹性凸台件（13）之间设有第二垫片（15）。

5.根据权利要求4所述薄膜探针卡装置，其特征在于：所述第二垫片（15）上向外延伸有定位部（151），该第二垫片的定位部（151）上设有垫片定位孔（1511），所述座体（11）上对应于该垫片定位孔（1511）设有垫片定位销（113），第二垫片的垫片定位孔（1511）卡配于垫片定位销（113）上定位。

6.根据权利要求5所述薄膜探针卡装置，其特征在于：所述弹性凸台件（13）对应于垫片定位销（113）开设有穿孔，所述垫片定位销（113）向下延伸穿过弹性凸台件（13）上的穿孔后与薄膜（2）相固定。

7.根据权利要求4所述薄膜探针卡装置，其特征在于：所述空腔（111）的口上对应于金属弹性片（12）外边沿设有一周内嵌凹槽（1111）。

8.根据权利要求1所述薄膜探针卡装置，其特征在于：所述弹性凸台件（13）的外周上延伸设有多个定位部，该弹性凸台件的定位部（132）通过紧固螺钉（19）与座体（21）固定连接。

9.根据权利要求1所述薄膜探针卡装置，其特征在于：在空腔（111）内对应于金属弹性片（12）设有一接通导电机构，该接通导电机构包括弹簧导电杆（16）以及固定导电件（17），所述弹簧导电杆（16）的一端相对座体（11）固定，另一端为悬臂端位于金属弹性片（12）之上方，由金属弹性片（12）带动运动；而固定导电件（17）对应于弹簧导电杆（16）的固定于座体上；工作时，所述弹簧导电杆（16）的悬臂端由金属弹性片（12）带动运动，实现弹簧导电杆（16）与固定导电件（17）的导通或断开，以产生电信号。

10.根据权利要求1所述薄膜探针卡装置，其特征在于：所述座体（11）上对应于金属弹性片（12）还设有一平面度可调机构，该平面度可调机构包括至少三个调平螺丝（18），这些调平螺丝（18）与座体（11）螺纹连接，而其端部顶压于金属弹性片（12）的顶面上。

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