TW202111330A

TW202111330A - 探針及測試裝置

Info

Publication number: TW202111330A
Application number: TW108133013A
Authority: TW
Inventors: 吳俊杰
Original assignee: 吳俊杰
Priority date: 2019-09-12
Filing date: 2019-09-12
Publication date: 2021-03-16
Also published as: TWI708949B

Abstract

一種探針，設置於一測試座的一安裝孔中，呈薄片狀並以導電材質製成，包含一基部、一緩衝部，及一接觸部。該基部是位於該安裝孔內且卡合於該測試座上，該緩衝部是位於該安裝孔內且由該基部一體向外呈螺旋狀延伸，而該接觸部是位於該安裝孔內並由該緩衝部一體延伸而與該基部互相間隔，且末端突出於該安裝孔外而伸置於該測試空間內。該探針一體成型，可以減少阻抗與雜訊，降低製造成本並提高組裝便利性。本發明亦提供一種包含上述探針的測試裝置。

Description

探針及測試裝置

本發明是關於一種測試設備，特別是指一種用來測試半導體元件的探針及其測試裝置。

隨著半導體技術的進步，對於測試機具精密度的要求大幅提高，在IC測試或是高頻測試的情況下測試訊號則藉由探針的傳遞，因此當傳導訊號的探針具有許多接觸點時，易產生不連續面而形成阻抗不連續，造成測試訊號反射損耗失真，並且，過多的接觸接點亦會使得探針的反應速度較慢，影響測試的正確性。

參閱圖1，傳統測試用探針1是可置換地設置於一測試座100的一探針孔101中，用以電連接一測試接點A以及一收訊接點B。該測試用探針1包括一穿設於該探針孔101的殼體件11、一上接觸件12、一下接觸件13，及一彈性元件14。該殼體件11具有一中空的底壁111、一由該底壁111向上延伸的圍繞壁112、一連接該圍繞壁112頂端的頂壁113，及一由該底壁111與圍繞壁112及頂壁113所界定的穿孔114。

其中，該上接觸件12是可上下移動地設置於該殼體件11的穿孔114上半部，並具有一抵靠部121、一由該抵靠部121向下延伸的連接部122，及一由該抵靠部121向上延伸並穿過該頂壁113的接觸部123。該下接觸件13是可上下移動地設置於該殼體件11的穿孔114下半部，並具有一抵靠部131、一由該抵靠部131向上延伸的連接部132，及一由該抵靠部131向下延伸並穿過該底壁111的接觸部133。該彈性元件14是可壓縮形變地設置於該穿孔114內，且二端分別連接該上接觸件12的連接部122及該下接觸件13的連接部132，並用於因應該待測接點A及該收訊接點B的間距緩衝調變該上接觸件12與該下接觸件13之間的距離。

參閱圖2，使用時，將該測試座100設置於該收訊接點B上方，且使該下接觸件13之接觸部133接觸該收訊接點B，並使該待測接點A接觸該上接觸件12之接觸部123，依據該待測接點A及該收訊接點B的間距，該上接觸件12與該下接觸件13相配合壓縮該彈性元件14，亦使得該上接觸件12的接觸部123及該下接觸件13的接觸部133同時偏斜抵靠該殼體件11，而讓該待測接點A、該上接觸件12、該殼體件11、該下接觸件13及該收訊接點B形成電通路。

但是由於使用時，該上接觸件12、該下接觸件13及該彈性元件14是抵靠著該殼體件11運動，只依靠該上接觸件12的接觸部123及該下接觸件13的接觸部133同時偏斜抵靠該殼體件11形成電導通，彼此間實際接觸面積並不大，且較多的接觸點會使訊號傳輸時的阻抗加大，在IC測試時容易產生雜訊導致誤判，而不利半導體測試，不僅訊號傳輸速度無法有效提升，也會因為元件表面互相摩擦而刮落的顆粒沉積於該殼體件11內，影響訊息傳遞的正確性。

再者，由於該上接觸件12及該下接觸件13採尖端形式設計，在與待測接點A及該收訊接點B接觸時會刮傷接觸點，即俗稱之刮板，不僅對測試設備及零件的損耗較大，不利測試製程工業化量產，也會提高生產成本。

因此，本發明之目的，即在提供一種解決上述問題的探針。

本發明探針，設置於一測試座的一安裝孔中，該測試座具有用以容置一晶片的一測試空間，該安裝孔連通於該測試空間，該探針是呈薄片狀並以導電材質製成，包含一基部、一緩衝部，及一接觸部。該基部是位於該安裝孔內且卡合於該測試座上，該緩衝部是位於該安裝孔內且由該基部一體向外呈螺旋狀延伸，而該接觸部是位於該安裝孔內並由該緩衝部一體延伸而與該基部互相間隔，且末端突出於該安裝孔外而伸置於該測試空間內。

本發明的另一技術手段，是在於該接觸部的末端為圓弧狀。

本發明的另一技術手段，是在於該基部具有一本體區，及複數個由該本體區的末端間隔向外凸伸的卡制區。

本發明的另一技術手段，是在於所述卡制區是往不同的方向延伸。

本發明之另一目的，是在提供一種包含上述探針的測試裝置。

本發明測試裝置，用以測試一晶片，包含一測試座，及至少一如前述之探針。該測試座包括一座體，及一形成於該座體上用以容置該晶片的測試空間，該座體具有至少一個安裝孔。該探針是可拆離地設置於該座體之安裝孔中，且末端突出於該安裝孔外而伸置於該測試空間，當該晶片設置於該測試空間時，會壓抵該探針突出於該測試空間的部分。

本發明之功效在於，該探針一體成型，縮短訊號傳遞路徑，減少因為過多元件而加大阻抗的問題，同時透過該緩衝部的結構設計，使該接觸部在受到外界壓力時可向下移動與該基部接觸而形成導通狀態，達成晶片測試功效，且特別適合高頻晶片的測試。

有關本發明之相關申請專利特色與技術內容，在以下配合參考圖式之較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。在進行詳細說明前應注意的是，類似的元件是以相同的編號來作表示。

參閱圖3，為本發明測試裝置的較佳實施例，用以測試一晶片4(顯示於圖5)，該測試裝罝包含一測試座2，及複數間隔設置於該測試座2內的探針3。

該測試座2包括一座體21，及一形成於該座體21上的測試空間22。其中，該座體21具有複數個間隔設置的安裝孔211，於本實施例中，該測試空間22是呈矩形，而所述安裝孔211是沿著該測試空間22的其中兩側間隔排列。要特別說明的是，所述安裝孔211的排列方式，是依據待測試之晶片4的種類進行設計，於實際實施時依據該晶片4的腳位布局可以有很多的變化，圖3中所繪示的型態僅為本較佳實施例的實施態樣，不應以本較佳實施例所揭露者為限。

參閱圖4並配合圖3，每一探針3是呈薄片狀並以導電材質製成，並包含一基部31、一緩衝部32，及一接觸部33。

在本較佳實施例中，該薄片狀探針之厚度是介於0.03~0.7mm，較佳的是介於0.1~0.3mm，而該探針之材質是以鈹銅、鎳鋁合金所製成。該基部31是定位於該測試座2中相對應的該安裝孔211中，更詳細地說，該基部31具有一本體區311，及複數個由該本體區311的末端間隔向外凸伸的卡制區312。如圖3中所示，所述卡制區312是由該本體區311的兩端分別向兩側及上方延伸，所以該本體區311下方平坦。藉由所述卡制區312的結構設計，使每一探針3能透過該基部31可拆離地結合於相對應的安裝孔211內，所述卡制區312分別往不同的方向延伸且卡合於該座體21上，可以增加該基部31與該座體21的結合穩定度而不會任意移動，除了避免所述探針3在測試的過程中發生搖晃或傾倒，而發生訊號不穩定或斷路的狀況，下方平坦的本體區311也能避免與後續組裝的測試基板形成刮板。

參閱圖3及圖4，該緩衝部32是由該基部31一體向外呈螺旋狀延伸，於本較佳實施例中，該緩衝部32是由該基部31向外且向上呈螺旋狀延伸，形成如同蚊香的結構。而該接觸部33是由該緩衝部32一體延伸並與該基部31互相間隔，且末端突出於該安裝孔211外而伸置於該測試空間22內。要特別說明的是，該緩衝部32的螺旋狀結構，再配合該接觸部33與該基部31之間形成有間隙，使該接觸部33可以相對於該緩衝部32與該基部31進行微幅的上下擺動。

該基部31之頂端斜向上延伸設置有一彈性支撐區313，而該接觸部33更具有一與該螺旋狀緩衝部32連接之連接區331。在本較佳實施例中，該連接區之寬度為H1，該彈性支撐區之寬度為H2，H1與H2之寬度比值為1:0.5~1.5，較佳地可為1:0.8~1.2，該連接區331與該彈性支撐區313之寬度分配比值可以確保整體探針3之剛性，並維持該螺旋狀緩衝部32與該彈性支撐區313之彈性。

該彈性支撐區313之形狀為一長條狀，並具有一配合該接觸部33下緣底邊形狀之弧度，利用弧形設計可以使該接觸部33下壓時與該彈性支撐區313得到較大的接觸面積。當H2之寬度太厚會使該彈性支撐區313失去彈性，當H2之寬度太薄則會影響電訊號之傳遞，故須整體考量。值得一提的是，本發明揭露之彈性支撐區313形狀為一弧狀長條，實際實施時也可以是圓形或是其他幾何形狀，不應以此為限。

參閱圖5並配合圖3，為本較佳實施例之使用說明。當本較佳實施例要進行晶片4之檢測時，是將該晶片4放置於該測試座2之該測試空間22內，使得該晶片4底部的接點分別與所述探針3的接觸部33的末端接觸。由於該晶片4底部的接點形態，會依晶片4的種類而有所變化，於圖5中未具體繪示。

所述探針3的接觸部33的末端為圓弧狀，相較於習知尖點狀的結構，可以增加接觸面積，同時也能避免在測試的過程中，對該晶片4的接點造成損傷。該晶片4在放置於該測試空間22內的過程中，會逐漸地下壓所述探針3的接觸部33的末端，當該晶片4完全確實定位於該測試空間22內時，會如圖5所示，所述探針3的接觸部33的末端也會被向下壓抵而與該基部31之彈性支撐區313碰觸，此時，測試訊號會以最短距離經由該接觸部33直接傳遞至下方的基部31形成上下訊號導通的狀態，而能使訊號進行傳遞以測試該晶片4。

由於所述探針3是以導電材質製成，通常為鈹銅金屬材質，當製成薄片狀時可以產生些微的可撓性。因此，當所述探針3的接觸部33的末端被向下壓抵時，除了連接的緩衝部32會累積一彈性回復力之外，延伸設置的彈性支撐區313會提供一些彈性支撐，確保該接觸部33下壓時可以與該彈性支撐區313接觸，藉由該緩衝部32之彈性回復設計可避免該探針3之剛性結構被破壞，當該晶片4測試完畢而由該測試空間22移除時，上述緩衝部32釋放的彈性回復力就會讓所述探針3的接觸部33回復到如圖3所示的位置，能再次進行下一次的測試。

綜上所述，本發明測試裝置所使用的探針3，採用一體成型的設計，提升組裝便利性並降低成本，並且縮短訊號傳遞路徑。同時，透過該探針3之該緩衝部32的結構設計，使該接觸部33具有微幅的移動餘裕，讓該接觸部33在受到該晶片4下壓的壓力時可向下移動與該基部31之彈性支撐區313接觸而形成導通狀態，達成該晶片4測試功效，且該接觸部33的末端呈圓弧狀，不但能增加接觸面積，也可避免損傷上方的晶片4接點，而該基部31之底部平坦，且受該卡制區312之限位，所以也不會任意移動而刮傷下方的基板接點。再者，該探針3為一體成型的結構亦能有效減少因為過多元件而加大阻抗的問題，也可以避免雜訊的產生，而能特別適用於高頻晶片的測試。

惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及發明說明內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

100:測試座 101:探針孔 1:測試用探針 11:殼體件 111:底壁 112:圍繞壁 113:頂壁 114:穿孔 12:上接觸件 121:抵靠部 122:連接部 123:接觸部 13:下接觸件 131:抵靠部 132:連接部 133:接觸部 14:彈性元件 A:測試接點 B:收訊接點 2:測試座 21:座體 211:安裝孔 22:測試空間 3:探針 31:基部 311:本體區 312:卡制區 313:彈性支撐區 32:緩衝部 33:接觸部 331:連接區 4:晶片 H1:連接區之寬度 H2:彈性支撐區之寬度

圖1是一側視示意圖，為傳統測試用探針的結構；圖2是一側視示意圖，說明圖1的使用狀態；圖3是一局部立體示意圖，為本發明測試裝置之較佳實施例；圖4是一立體圖，說明圖3中一探針的結構；及圖5是一局部立體示意圖，輔助說明圖3的使用狀態。

2:測試座

21:座體

211:安裝孔

22:測試空間

3:探針

31:基部

311:本體區

312:卡制區

313:彈性支撐區

32:緩衝部

33:接觸部

331:連接區

Claims

一種探針，設置於一測試座的一安裝孔內，該測試座具有用以容置一晶片的一測試空間，該安裝孔連通於該測試空間，該探針是呈薄片狀並以導電材質製成，包含：一基部，位於該安裝孔內且卡合於該測試座上；一緩衝部，位於該安裝孔內且由該基部一體向外呈螺旋狀延伸；及一接觸部，位於該安裝孔內並由該緩衝部一體延伸而與該基部互相間隔，且末端突出於該安裝孔外而伸置於該測試空間內。
依據申請專利範圍第1項所述之探針，其中，該基部具有一本體區，及複數個由該本體區的末端間隔向外凸伸的卡制區。
依據申請專利範圍第2項所述之探針，其中，所述卡制區是往不同的方向延伸。
依據申請專利範圍第3項所述之探針，其中，該接觸部的末端為圓弧狀。
依據申請專利範圍第1項所述之探針，其中，該薄片狀探針之厚度是介於0.03~0.7mm。
依據申請專利範圍第1項所述之探針，其中，該基部之頂端斜向延伸設置有一彈性支撐區，該接觸部更具有一與該螺旋狀緩衝部連接之連接區。
依據申請專利範圍第6項所述之探針，其中，設該連接區之寬度為H1，該彈性支撐區之寬度為H2，H1與H2之寬度比值為1:0.5~1.5。
一種測試裝置，用以提供測試訊號測試一晶片，包含：一測試座，包括一座體，及一形成於該座體上用以容置該晶片的測試空間，該座體具有至少一個安裝孔；及至少一如申請專利範圍第1至7項中任一項所述之探針，可拆離地設置於該座體之安裝孔中，且末端突出於該安裝孔外而伸置於該測試空間，當該晶片設置於該測試空間時，會壓抵該探針突出於該測試空間的部分，使得該接觸部下沉而與該基部接觸，測試訊號會經由該接觸部直接傳遞至該基部，形成上下訊號導通。