CN220961635U - 一种用于ic测试使用的接触式探针 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种用于IC测试使用的接触式探针，包括探针本体，沿一纵向由顶部的接触头延伸至底部的接触尖端，用以实现与晶圆各接触垫接触；扩展部，设于所述探针本体接触头一侧，用以确保探针不会从无阻隔探针测试头的上导板的上导孔中滑入至上下导板之间的空间中，且所述扩展部尺寸加上探针本体横向直径大于上导孔直径；凸出部，与所述扩展部同侧设置，用于避免所述探针本体向上移动以及确保接触尖端再进行晶圆探测时，探针不会滑入测试头相互平行的上下导板间，本实用新型通过扩展部及凸出部的设置，使得探针本体牢固限位与上导孔内，此探针本体相较于现有的探针，其生产难度及成本低，具有更加牢靠的功能性。

Description

一种用于IC测试使用的接触式探针

技术领域

本实用新型涉及一种用于IC探针卡测试装置上的接触式探针。

背景技术

IC探针卡(ProbeCards)被用于晶圆积体电路电性测试装置，IC探针为IC探针卡上的必要元件，用以作为晶圆电子装置上的复数个接触面或垫与IC探针卡之间相互对应的电性连接桥梁，得以顺利进行晶圆电性功能性检查测试。

IC探针卡被用于晶圆切割及封装之前，目的在于侦测晶圆的电性与隔离损坏的晶圆。

IC探针卡上包含一印刷电路板(PCB)、一半导体基板、一空间转换器和探针头。

探针头是由至少一对互相平行且拥有特定距离的复数个导孔的上下导板组成，导孔用于保持探针的定位，而相互平行的上下导板间必须保留有一定的距离空间让接触式探针移动及进行可能的形变。

探针头上包含复数个接触式探针，而该探针至少有一接触端用以贴靠至待测晶圆的一接触垫或面。

接触式探针要能作为探针卡与待测晶圆接触垫或面之间的良好电性的连接桥梁，其首要条件是借由测试装置在测试过程中，接触式探针本身与晶圆接触垫接触后，在导板上的导孔内滑动并在两相互平行导板间距之中的区域内弯曲变形，且利用弯曲变形所产生的弹簧效应的压力来达成。

一般测试头是借由一种微接触器来维持与PCB板的连结，此微接触器被称为“空间转换器”，其主要功能是将探针头内复数个探针之间极微小的间距转换成较大的间距，使探针卡中的印刷电路板得以实现制造。

以图4来示意测试时所呈现之探针状态，一种测试头6，其包含至少一对互相平行且拥有特定距离的复数个导孔(2A，3A)的导板(2，3)来保持定位，且该导孔具备特定尺寸大小的该等机构，得以让至少一接触探针1在其中的导孔(2A，3A)中滑动。

接触探针1具有至少一终端部分或接触尖端1B，用以贴靠至一待测晶圆5的一接触面或垫5A，且另一终端1A用以贴靠于空间转换器4上的一接触垫4A，进而產生该探针1在晶圆5与空间转换器4之间的机械性弯曲。

在此情况下通过探针1机械性弯曲所产生的弹簧效应，来达到空间转换器4与晶圆5间良好的电性接触。

由于近年来晶圆制程技术的不断提升，晶圆电子装置(接触垫)的中心之间的距离越来越小。此间距的减少将容易导致相邻探针在形变的过程中发生相互触碰的问题，故避免探针之间相互的碰触是必须的。

在现今，测试头多以上下相互平行的导板上的导孔错位的方式，来避免探针之间相互碰触的问题。

如图4所示空间转换器4跟晶圆5上下相互平行的导板(2，3)上的导孔A2与A3的中心并不在同一轴线上，而是朝横向相互错位一适当的距离。

此作用在于将探针头上复数个探针，在IC测试之前探针全部向同一方向预先变形，得以让IC进行测试时探针与探针之间不会互相碰触。

探针头的类型可区分为接触式探针固定在上导板中不动的探针头，测试头被视作阻隔探针测试头。

阻隔探针测试头使用的接触式探针多为图4所示，接触式探针1为一纵向1A端延伸至1B端之探针。优点在于机构单纯制造技术门槛和成本低，再则探针与探针间的间距可无限缩小。缺点为很难确保在极微小的面积内的成千上万支的接触式探针能完全牢靠固定于探针头上。

另外还有使用具有未固定探针的测试头，此测试头被视作无阻隔探针测试头。

如图5接触探针1上探针接触头1A至少有一扩展部分1C。此扩展部分是用以确保探针不会从无阻隔探针测试头的上导板的导孔中滑入至上下导板之间的空间中，且扩展部尺寸加上探针本体横向直径要大于导孔直径。此接触式探针优点在于探针不会从上导板的导孔中滑入至上下导板之间的空间中，缺点显而易见的是造型较为复杂，在目前使用的接触式探针尺寸已微细至15至30微米(15～30um)的状态下，生产技术极困难且成本高，再则增加了扩展部结构使得在相同的探针本体直径下，阻隔探针测试头探针与探针间的间距要小于无阻隔探针测试头探针与探针间的间距。

目前已知无阻隔探针测试头使用的接触式探针中对于探针接触头的扩展部设计可区分为对称式与非对称式，图5探针接触头1A为对称式设计，图6探针接触头1A为非对称式设计。

然而不管图5或图6的探针都无法牢牢固定于探针头6，接触探针可在导孔中横向或向上移动难以被确保在正确位置上。再则探针头6在组装接触探针或清理操作时，此问题会更加严重，尤其清洁操作时涉及强力空气喷射的使用造成浮动现象最为严重，导致组中或清洁上产生诸多问题。

另一技术如图7在接触式探针1上增加1E机构，用以降低接触式探针在导孔2A中横向移动问题，但亦无法解决向上移动的问题。

又另一技术如图8在接触式探针1上增加1E和1F机构，用以降低接触式探针在导孔2A中横向与纵向移动问题，但越趋复杂的机构增加了制造难度与成本。

故本新型所欲解决的技术问题是在于，提供一种生产技术较为简单的探针结构来达到其功能性。

有鉴于此，本发明人专门设计了一种用于IC测试使用的接触式探针，本案由此产生。

实用新型内容

基于本新型的解决构想为用于一种IC探针卡测试装置上的测试头所用的接触式探针，此接触探针能解决前述技术上成本、技术高等问题，且具备牢靠的功能性。

一种用于IC测试使用的接触式探针，包括：

探针本体，沿一纵向由顶部的接触头延伸至底部的接触尖端，用以实现与晶圆各接触垫接触；

扩展部，设于所述探针本体接触头一侧，用以确保探针不会从无阻隔探针测试头的上导板的上导孔中滑入至上下导板之间的空间中，且所述扩展部尺寸加上探针本体横向直径大于上导孔直径；

凸出部，与所述扩展部同侧设置，用于避免所述探针本体向上移动以及确保接触尖端再进行晶圆探测时，探针不会滑入测试头相互平行的上下导板间。

优选的，所述扩展部下方设置一斜平面一，当所述探针本体向右倾斜时斜平面一平靠于上导板平面上，而所述斜平面一与探针本体侧壁所成的夹角小于90度。

优选的，所述接触头顶端上设另一斜平面二以利于接触头平贴于空间转换器的接触垫，所述斜平面二与扩展部下方设置的斜平面一相互平行。

优选的，所述扩展部下方的斜平面一与探针本体的侧壁夹角间设一斜导角，以促使所述探针本体侧壁贴靠于上导孔侧壁，确保探针不会在上导孔中横向移动而固定在正确的位置上，所述斜导角宽度加上探针本体的横切宽度小于或等于导孔宽度。

本实用新型的有益效果为：

通过扩展部及凸出部的设置，使得探针本体牢固限位与上导孔内，此探针本体相较于现有的探针，其生产难度及成本低，具有更加牢靠的功能性。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本实用新型的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。

其中：

图1是本实用新型的整体结构示意图；

图2是本实用新型的使用状态示意图；

图3是本实用新型中凸显接触头的局部结构示意图；

图4是现有技术示意图一；

图5是现有技术示意图二；

图6是现有技术示意图三；

图7是现有技术示意图四；

图8是现有技术示意图五。

标号说明：

1、探针本体；

1A、接触头；

1B、接触尖端；

1D、扩展部；

1G、凸出部；

1H、斜平面一；

1I、斜导角；

1J、斜平面二；

1a、右侧壁；

1b、左侧壁；

2、上导板；

2A、上导孔；

2B、上平面；

2C、下平面；

3、下导板；

3A、下导孔；

4、空间转换器；

4A、转换器接触垫；

5、晶圆；

5A、晶圆接触垫。

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚、明白，以下结合附图和实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

现有技术中，探针头是由至少一对互相平行且拥有特定距离的上导孔和下导孔的上导板和下导板组成，上导孔和下导孔用于保持探针的定位，而相互平行上导板和下导板间必须保留有一定距离空间让接触式探针移动及进行可能的形变。

请参阅图1至3，是作为本实用新型的最佳实施例的一种用于IC测试使用的接触式探针，此方案其具备非对称的接触式探针形式，其包含一探针本体1、接触头1A、接触尖端1B、扩展部1D、扩展部1D下方的斜平面一1H、斜导角1I、本体左侧壁1b、本体右侧壁1a、凸出部1G，此扩展部1D是用以确保探针不会从无阻隔探针测试头的上导板2的上导孔2A中滑入至上导板2和下导板3之间的空间中，且扩展部1D尺寸加上探针本体1横向直径d(如图3所示)要大于导孔直径。

如图1-3所示，在组装探针头接触探针时，探针本体1插入上导板2和下导板3的上导孔2A和下导孔3A后因斜导角1I，将促使探针侧壁贴靠于上导孔2A侧壁，确保探针不会在上导孔2A中横向移动而固定在正确的位置上，而其斜导角1I宽度加上探针本体1横切宽度e要小于或等于上导孔2A宽度。

由于近年来晶圆5制程的技术不断提升，晶圆5电子装置(接触垫)的中心之间的距离越来越小，故避免探针之间相互的碰触是必须的。在现今测试头多以上下相互平行的上导板2和下导板3上的导孔错位的方式，来避免了探针相互碰触的问题。

如图1-3所示，由于上下相互平行的上导板2和下导板3上的上导孔2A和下导孔3A相互错位，探针头接触式探针在上下导板3的上下导孔3A相互错位的过程中，探针本体1将被向左带动导致探针本体1向右倾斜，扩展部1D下方设置一斜平面一1H，当探针本体1向右倾斜时此斜平面一1H将平靠在上导板2的上平面2B上，而此斜平面一1H与本体左侧壁1b所成的夹角α小于90度角。

进一步的，上下相互平行的导板上的导孔相互错位，探针本体1向右倾斜，接触头1A连带倾斜，故在接触头1A上设一斜平面二1J以利于接触头1A平贴于空间转换器4的接触垫，此斜平面二1J与斜平面一1H所在平面相互平行。

此外，如图1-3所示，在该接触头1A扩展部1D的同向设有一凸出部1G，上下平行的上导板2和下导板3组装完成后上下导板3上的上导孔2A和下导孔3A互相错位，此刻探针本体1将被向左带动凸出部1G将会扣住上导板2下部的下平面2C，此凸出部1G的存在是避免接触探针的向上移动以及确保接触尖端1B在进行晶圆5探测时探针不会滑入测试头相互平行的上导板2与下导板3之间。

通过扩展部及凸出部的设置，使得探针本体牢固限位与上导孔内，此探针本体相较于现有的探针，其生产难度及成本低，具有更加牢靠的功能性。

上面结合附图对本实用新型进行了示例性描述，显然本实用新型具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本实用新型的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本实用新型的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种用于IC测试使用的接触式探针，其特征在于，包括：

探针本体(1)，沿一纵向由顶部的接触头(1A)延伸至底部的接触尖端(1B)，用以实现与晶圆(5)各接触垫接触；

扩展部(1D)，设于所述探针本体(1)接触头(1A)一侧，用以确保探针不会从无阻隔探针测试头的上导板(2)的上导孔(2A)中滑入至上下导板之间的空间中，且所述扩展部(1D)尺寸加上探针本体(1)横向直径大于上导孔(2A)直径；

凸出部(1G)，与所述扩展部(1D)同侧设置，用于避免所述探针本体(1)向上移动以及确保接触尖端(1B)再进行晶圆(5)探测时，探针不会滑入测试头相互平行的上下导板间。

2.根据权利要求1所述的一种用于IC测试使用的接触式探针，其特征在于，所述扩展部(1D)下方设置一斜平面一(1H)，当所述探针本体(1)向右倾斜时斜平面一(1H)平靠于上导板(2)平面上，而所述斜平面一(1H)与探针本体(1)侧壁所成的夹角小于90度。

3.根据权利要求2所述的一种用于IC测试使用的接触式探针，其特征在于，所述接触头(1A)顶端上设另一斜平面二(1J)以利于接触头(1A)平贴于空间转换器(4)的接触垫，所述斜平面二(1J)与扩展部(1D)下方设置的斜平面一(1H)相互平行。

4.根据权利要求2所述的一种用于IC测试使用的接触式探针，其特征在于，所述扩展部(1D)下方的斜平面一(1H)与探针本体(1)的侧壁夹角间设一斜导角(1I)，以促使所述探针本体(1)侧壁贴靠于上导孔(2A)侧壁，确保探针不会在上导孔(2A)中横向移动而固定在正确的位置上，所述斜导角(1I)宽度加上探针本体(1)的横切宽度小于或等于导孔宽度。