CN1485622A - 探针卡 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的是防止例如一接触件单元的一构件部分的变形从而在一满意的连续性状态下进行测试。本发明的一探针卡包括一基体，设置在基体以下、用于建立与被测物体的电接触以及用于建立与基体的电接触的一接触件单元，用于从下方用弹力支承接触件单元的一支承结构，以及从上方以垂直方向与接触件单元接触、用于调节接触件单元的平行度的平行度调节螺钉。尤其是，支承结构被构造成包括以垂直方向插置在基体之下设置的支承件的内侧部分形成的一凸缘部分和接触件单元的外侧部分形成的一凸缘部分之间的一螺旋弹簧。
Description
技术领域
本发明涉及评价半导体装置等的电气特性的一探针卡。
技术背景
近年来，用一探针卡在一晶片测试中同时测试多块芯片。图4所示的传统已知的一探针卡具有包括一接触件的一接触件单元300，该接触件建立了接受测试的一半导体装置和一基体的电接触，它是分开制造的。在这类探针卡中，通过一插入件200将基体100和接触件单元300进行电连接。
一片簧450固定在基体100之下，使它的自由端向内突出。由片簧450从下方支承接触件单元300，该单元具有平行度调节结构500，用于调节所设置的接触件单元300的一平行度，以便与其上表面接触。
平行度调节结构500包括用螺纹固定于一加固板650的一平行度调节螺钉520，该加固板固定在基体100之上，螺钉的前端通过形成在基体100上的一钻孔向下突出，以及一球530设置在平行度调节螺钉520的前端(向下)处，并与接触件单元300接触，其中通过改变平行度调节螺钉520的突出量调节接触件单元300的平行度。
但是，在调节平行度时、在平行度调节螺钉520上过大地实施一调节行程的情况下，在传统探针卡中涉及接触件单元300的变形和断裂。尤其是，考虑到它的特性，支承接触件单元300的片簧450具有大的压力变化，从而在接触件单元300上施加了过大的力，因此由这力产生接触件单元300的变形或损坏。接触件单元300的变形或损坏引起接触件的不均匀高度的问题，从而造成对被测试物体的不良连续性。类似地，上述变形或损坏还造成对插入件200的不良连续性的问题。
并且，在传统探针卡中，片簧450的一端固定于一片簧保持件460，该片簧保持件固定在基体100之下，片簧的向内突出的自由端支承接触件单元300。此外，加固板640和650分别固定在基体100之上的内侧和外侧处，外加固板640设置在片簧保持件460之上的位置处，内加固板650设置在离开外加固板640的向内的和簧片的自由端之上的位置处。上述平行度调节螺钉500用螺纹固定于这内加固板650。因此，片簧450施加的力向下作用在片簧保持件460上，同时向上作用在内加固板650上。由于如上所述将外加固板640设置在片簧保持件460之上的位置和将内加固板650设置在片簧的自由端之上的位置，所以由片簧450产生的力以不同的方法施加在基体100上，例如取决于位置的向上方向和向下方向，从而在基体100上发生由于片簧450的作用力所产生的变形。这变形可能引起电的不良连续性。
并且，在高温测试中产生每个零件的温差，因此基于这温差所造成的各零件的变形量之中的差异产生整个基体的翘曲，由于这翘曲造成电的不良连续性的问题。利用具有对应于各零件的温差而被调节的热膨胀系数的一材料，以便防止翘曲的产生来解决这问题，但是实际上不可能通过最终调节材料的热膨胀系数完全防止翘曲的发生。
发明内容
以上述技术背景设计本发明，目标是提供能防止一构件、例如接触件单元等的变形和能够在一满意的连续性状态下进行测试的一探针卡。
本发明的一探针卡是用于对是一半导体装置等的被测物体进行一电测试的一探针卡；它包括一基体，设置在基体的一侧、用于与被测物体建立一电接触以及用于通过一插入件与基体建立电接触的一接触件单元，用弹性力支承接触件单元的一侧的支承结构，以及在垂直方向与接触件单元的另一侧接触、用于调节接触件单元的平行度的平行度调节结构；其中支承结构被构造成包括设置在基体的一侧的一支承件和夹在设置于支承件的内侧部分处的一凸缘部分和设置在接触件单元的外侧部分处的一凸缘部分之间的、垂直方向的一螺旋弹簧。
并且，较佳地采用在基体的外侧设置与基体接触的一第加固板的结构。在这情况下，更较佳地采用通过插入形成在基体上的一钻孔中的一垫圈将支承件连接到第一加固板的结构。
并且，一较佳结构是在基体和第一加固板之间设置一导热片。类似地，可以在垫圈和第一加固板之间和在垫圈和支承件之间分别提供一导热片。
并且，对于平行度调节结构可以使用一螺钉。尤其是，可以采用一结构，使该螺钉用螺纹固定于第一加固板，从而使它的前端通过形成在基体上的一孔与接触件单元接触。在这情况下，较佳地采用一结构，使一第二加固板连接于第一加固板，用于复盖形成在第一加固板上的孔，并将一螺钉用螺纹固定到第二加固板，以便使它的前端通过上述孔接触对应于接触件单元之上一位置的基体的一部分。
而且，可较佳地采用在第一加固板和第二加固板之间提供一导热片的结构。
附图简述
图1是用于示出按照本发明的第一实施例的一探针卡的局部横剖视图。
图2是示意地示出按照本发明的第二实施例的一探针卡的局部横剖视图。
图3是示意地示出按照本发明的第三实施例的一探针卡的局部横剖视图。
图4是示意地示出一传统探针卡的横剖视图。
具体实施方式
以下将参照图1至3说明按照本发明的一探针卡的一实施例。图1是示意地示出按照本发明的第一实施例的一探针卡的局部剖视图，图2是示意地示出按照本发明的第二实施例的一探针卡的局部剖视图，以及图3是示意地示出按照本发明的第三实施例的一探针卡的局部横剖视图。
第一实施例
按照第一实施例的一探针卡用来执行是一半导体装置等的一被测物体的一电测试；该探针卡包括一基体100，设置在基体100之下、用来建立与被测物体的电接触的以及用于通过一插入件200建立与基体100的电接触的一接触件单元300，用于从下方用弹性力支承接触件单元300的支承结构400，用作为平行度调节结构的和从上方、以垂直方向接触接触件单元300、用于调节接触件单元300的平行度的一平行度调节螺钉500和与基体100的上部固定接触的一加固板600(对应于一第一加固板)。
基体100具有在其表面上形成的一布线图等并可电连接到一测试仪(未示出)。该测试仪执行对被测物体的电特性的评价。
加固板600是具有形成在它的上表面的一中部上的一圆孔610的一基底，并通过一紧固螺钉601与基体100接触和固定。紧固螺钉601使用具有一水平螺钉头的一螺钉，例如一截锥螺钉。因此，易于调节在基体100和加固板600之间的水平移动。
加固板600的孔610具有一台阶部分和三个平行度调节螺钉500，螺钉以120度的间距全部用螺纹固定到对应于它的内底面的一盘状突出部分603。用于调节转动的一锁紧螺帽510用螺纹固定到平行度调节螺钉500，以防止意外转动。
平行度调节螺钉500的前端通过形成在基体100上的一孔102与接触件单元300接触。将平行度调节螺钉500的引导端形成一曲面，从而不需要传统上所采用的一球体。
接触件单元300包括一针单元310和一针单元保持件320，针单元310具有连接于一圆形基底的、与被测物体接触的多个接触件，以建立它们之间的电连接，针单元保持件320为环形，用于从下方支承针单元310的外周边部分。针单元保持件320在横剖面内有颠倒的L形，它的外侧部分形成为一环状凸缘部分321。
插入件200是一中转终端块，用于在形成于接触件单元300的针单元310的上表面上的一布线图等和形成于基体100的下表面上的一布线图等之间提供一电连接，它包括一下探针201和一上探针202以及一基底203，下探针201具有与针单元310的侧面处的布线图等接触的一前端，上探针202具有与基体101的侧面处的布线图等接触的前端，基底203使各个上探针202和下探针201的另一端固定在其上以及具有在其上形成的用于电连接各探针的一布线图。还在基底203上形成用于通过平行度调节螺钉500的一孔204。
支承结构400被构造成包括设置在基体100的一侧附近的、横剖面为L形的一环形支承件410和插置在接触件单元300和支承件410之间的、垂直方向的一螺旋弹簧420。支承件410的内侧部分成为一环形凸缘部分411。尤其是，多个螺旋弹簧420插置在针单元保持件320的凸缘部分321和支承件的凸缘部分411之间。
支承件410通过使用紧固螺钉440、经过一高度调节垫圈430固定于加固板600，该高度调节垫圈插入形成在基体100上的钻孔101之中。用于容纳紧固螺钉440的头部的一容纳凹入部分413形成在支承件410中，用于防止紧固螺钉440的头部突出于下侧面(朝向被测物体的侧面)。
支承件410和接触件单元300的针单元保持件320两者具有对着被测物体的一表面(下表面)，该表面为一镜面形状，该镜面粗糙度为Ry6.3或以下，或者Rz6.3或以下。这镜面反射辐射热等，因此限制支承件410等具有高温。
一导热片插置在基体100和加固板600之间、在加固板600和垫圈430之间和在垫圈430和支承件410之间。这样降低了各零件之中的温差，以抑制由于各零件之中的温差所引起的翘曲。
在具有上述结构的探针卡中，接触件单元300由插置在支承件410和接触件单元300之间的垂直方向的螺旋弹簧420支承，压力对行程量的变化率与带有一片簧的传统的一支承相比是较小的，因此获得行程量和弹力的一满意的线性。因此，能够准确地防止针单元保持件的损坏或变形，以及能够易于调节接触件单元300的平行度。
而且，支承件410通过垫圈430连接于加固件600，从而螺旋弹簧420的弹力不直接施加在基体100上，因此防止基体100变形。此外，导热片插置在基体100和加固板600之间等，从而在这些零件的每一个之中提供了满意的热传导，因此能够防止由于在这些零件的每个之中的温差所引起的翘曲。所以，在被测物体和接触件单元300之间、在接触件单元300和插入件200之间以及在插入件200和基体100之间实现高度准确的定位，其结果是能够在满意的连续性状态下执行评价工作。
第二实施例
以下说明按照第二实施例的一探针卡，其中相同的标号表示与第一实施例有相同结构和功能的那些部分，并省去对它们的详细说明。
按照第二实施例的探针卡与第一实施例的主要不同仅在于支承件410通过使用紧固螺钉440、不使用垫圈430连接于加固板600。由于紧固螺钉400插入地穿过形成在基体100上的钻孔103、螺旋弹簧420的弹力不直接施加在基体100上，从而能够防止基体100的变形。这与第一实施例相同。
而且，在基体100和加固板600之间和在基体100和支承件410之间分别插置导热片，因此能够与第一实施例一样降低各零件之中的温差。这能够防止由各零件之中的温差所引起的翘曲，这也与第一实施例一样。
第三实施例
以下说明按照第三实施例的一探针卡，其中相同的标号表示与第一和第二实施例有相同的结构和功能的部分，并省去对它们的详细说明。
按照第三实施例的探针卡与第一实施例的主要不同在于一加固板630连接于加固板600，用于复盖孔610，以及加固板630具有用螺纹固定于它的一螺钉620，以致使它的前端通过孔610与对应于接触件单元310之上的一位置的基体100的一部分接触。一锁紧螺帽621用螺纹固定于螺钉620，用于防止意外转动。螺钉620的前端形成有一曲面。而且，一导热片插置在加固板600和加固板630之间。
螺旋弹簧420的弹力通过接触件单元310和插入件200施加在基体100上，从而基体的中央部分有可能向上挠曲，但是由于这部分被螺钉620加压，与导热片插置在加固板600和加固板630之间的结构一起准确地防止了基体100的变形。所以，在被测物体和接触件单元300之间、在接触件单元300和插入件200之间、在插入件200和基体100之间实现了高度准确定位，其结果是能够在满意的连续性状态下执行评价工作。
虽然在第三实施例中与第一实施例一样、将垫圈430插置在支承件410和加固板600之间，但是可以采用与第二实施例一样的不插置垫圈430的结构。
本发明的探针卡不局限于上述实施例。例如，可以采用具有任何结构型式的一接触件单元，只要它具有建立与被测物体的电连接和通过插入件建立与基体的电连接的功能。它也类似地应用于平行度调节结构。此外，能够采用具有任何结构类型的支承件，只要它具有通过使用螺旋弹簧所产生的弹力支承接触件单元的一侧的功能，该螺弹簧以垂直方向插置在支承件的内侧部分形成的凸缘部分和接触件单元的外侧部分形成的凸缘部分之间。此外，可以采用省去加固板的结构。
发明效果
按照本发明的一探针卡，由一垂直方向的、插置在一支承件和一接触件单元之间的一螺旋弹簧支承一接触件单元，因此压力对行程量的变化率与传统的具有一片簧的一支承相比较是较小的，从而获得了行程量和弹力的满意的线性。因此，能够准确地防止针单元保持件的损坏和变形，以及能够易于调节一接触件的平行度。其结果是能够在满意的连续性状态之下进行评价工作。
倘若与基体接触的第一加固板设置在基体的另一侧，那么能够藉助第一加固板防止基体的变形。并且，倘若支承件通过一垫圈连接于第一加固板和该垫圈插入形成在基体上的一钻孔内，那么螺旋弹簧的弹力不直接施加在基体上，因此能够准确防止基体的变形。利用这措施，在被测物体和接触件单元之间、在接触件单元和插入件之间以及在插入件和基体之间实现了高度准确的定位，其结果是能够在满意的连续性状态之下进行评价工作。
倘若在基体和第一加固板之间等设置一导热片，那么能够防止由于在各零件之中的温差所引起的翘曲，其结果是可以在满意的连续性状态下进行评价工作。
倘若一第二加固板连接于第一加固板、以复盖形成在第一加固板上的一孔和第二加固板具有用螺纹固定于它的一螺钉、以及该螺钉的前端通过该孔与基体的一部分接触、该部分对应于接触件之上的一位置，那么螺旋弹簧的弹力通过接触件单元和插入件施加在基体上，从而基体的中央部分可能会向上翘曲，但是由于这部分被螺钉加压，因此准确地防止了基体的变形，从而能够在满意的连续性状态进行评价工作。
附号说明
100 基体
101 钻孔
103 钻孔
200 插入件
300 接触件单元
310 针单元
320 针单元保持件
321 凸缘部分
400 支承结构
410 支承件
411 凸缘部分
420 弹性件
440 固定结构
500 平行度调节螺钉
600 加固板(第一加固板)
610 螺钉
630 加固板(第二加固板)
Claims (7)
1.一种用于对是一半导体装置等的一被测物体进行电测试的探针卡；它包括一基体，设置在基体的一侧、用于建立与被测物体的电接触以及用于通过一插入件建立与基体的电接触的一接触件单元，用弹力支承接触件单元的一侧的支承结构，以及以垂直方向与接触件单元的另一侧接触、用于调节接触件单元的平行度的一平行度调节结构；其中，支承结构被构造成包括设置在基体一侧的一支承件，和以垂直方向插置在支承件的内侧部分形成的一凸缘部分和接触件单元的外侧部分形成的一凸缘部分之间的一螺旋弹簧。
2.如权利要求1所要求的探针卡，其特征在于，与基体接触的一第一加固板设置在基体的另一侧处。
3.如权利要求2所要求的探针卡，其特征在于，支承件通过插入形成在基体上的一钻孔内的一垫圈连接于第一加固板。
4.如权利要求2所要求的探针卡，其特征在于，在基体和第一加固板之间设置一导热片。
5.如权利要求3所要求的探针卡，其特征在于，在基体和第一加固板之间、在垫圈和第一加固板之间以及在垫圈和支承件之间设置一导热片。
6.如权利要求2至5的任一项所要求的探针卡，其特征在于，作为平行度调节结构的一螺钉用螺纹固定于第一加固板，以便使它的前端通过形成在基体上的一孔与接触件单元接触，同时一第二加固板连接于第一加固板，用于复盖形成在第一加固板上的该孔，以及一螺钉用螺纹固定于第二加固板，以便使它的前端通过该孔与接触件单元之上的基体的一位置接触。
7.如权利要求6所要求的探针卡，其特征在于，在第一加固板和第二加固板之间设置一导热片。
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