TW202115411A - 交錯式探針卡 - Google Patents

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謝開傑
李曉剛
刁盈銘
蘇偉誌
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中華精測科技股份有限公司
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Abstract

本發明公開一種交錯式探針卡及導電探針，所述交錯式探針卡包含間隔地設置的上導板與下導板、及排成多列且穿過上導板與下導板的多個導電探針。每個導電探針呈長形且定義有長度方向。每個導電探針包含有底面與分別相連於底面兩個邊緣的兩個長側面，兩個長側面之間的距離朝遠離底面的漸縮方向逐漸地縮小。於多列導電探針的相鄰兩列之中，其中一列導電探針是與其中另一列導電探針呈間隔地交錯設置並具有彼此反向的漸縮方向，並且彼此相鄰但分屬於不同列導電探針的任兩個長側面之間在非平行於每列導電探針的排列方向上具有側向間距。

Description

交錯式探針卡及導電探針
本發明涉及一種探針卡，尤其涉及一種交錯式探針卡及導電探針。
現有探針卡包含有多列的導電探針，並且每列導電探針是平行於一排列方向、並用來頂抵於待測物上的一列金屬墊。然而，於每列導電探針中，任兩個相鄰的所述導電探針於排列方向上需維持著一預定間距，所以現有探針卡的結構設計於無形中被侷限住。
於是，本發明人認為上述缺陷可改善，乃特潛心研究並配合科學原理的運用，終於提出一種設計合理且有效改善上述缺陷的本發明。
本發明實施例在於提供一種交錯式探針卡及導電探針，能有效地改善現有探針卡所可能產生的缺陷。
本發明實施例公開一種交錯式探針卡，包括：一上導板與一下導板，彼此間隔地設置；以及多個導電探針，各呈長形且定義有一長度方向，多個所述導電探針穿設於所述上導板與所述下導板；其中，多個所述導電探針排成多列，並且每列所述導電探針平行於一排列方向，並且每個所述導電探針包含有：一底面，平行於所述長度方向、並穿過所述上導板與所述下導板；及兩個長側面，分別相連於所述底面的兩個邊緣，並且兩個所述長側面皆平行於所述長度方向、且穿過所述上導板與所述下導板；其中，兩個所述長側面之間的一距離朝遠離所述底面的一漸縮方向逐漸地縮小；其中，於多列所述導電探針的相鄰兩列之中，其中一列所述導電探針是與其中另一列所述導電探針呈間隔地交錯設置並具有彼此反向的所述漸縮方向，並且彼此相鄰但分屬於不同列所述導電探針的任兩個所述長側面之間在非平行於所述排列方向上具有一側向間距。
本發明實施例也公開一種導電探針，呈長形且定義有一長度方向，所述導電探針包括：一底面，平行於所述長度方向；及兩個長側面，分別相連於所述底面的兩個邊緣，並且兩個所述長側面皆平行於所述長度方向；其中，兩個所述長側面之間的一距離朝遠離所述底面的一漸縮方向逐漸地縮小。
綜上所述，本發明實施例所公開的交錯式探針卡，其通過導電探針的結構設計，以使相鄰的兩列導電探針能夠呈間隔地交錯設置，並使相鄰兩個導電探針所需維持的預定間距是以非平行於排列方向的側向間距來實現，據以提供有別於現有探針卡的新式架構。
再者，所述導電探針的結構設計能夠用來增加所述上導板與下導板的使用空間，以使得導電探針的所述橫截面的面積能夠大於現有導電探針的橫截面的面積，據以增加所述導電探針的單位面積載電量，進而提升導電探針與待測物之間的接觸穩定性。
為能更進一步瞭解本發明的特徵及技術內容，請參閱以下有關本發明的詳細說明與附圖，但是此等說明與附圖僅用來說明本發明，而非對本發明的保護範圍作任何的限制。
請參閱圖1至圖10所示，其為本發明的實施例，需先說明的是，本實施例對應附圖所提及的相關數量與外型，僅用來具體地說明本發明的實施方式，以便於了解本發明的內容，而非用來侷限本發明的保護範圍。
[實施例一]
如圖1至圖7所示，其為本發明的實施例一。如圖1所示，本實施例公開一種交錯式探針卡1000，其包括有一探針頭100（probe head）以及抵接於上述探針頭100一側（如：圖1中的探針頭100頂側）的一轉接板200（space transformer），並且所述探針頭100的另一側（如：圖1中的探針頭100底側）能用來頂抵測試一待測物300（如：半導體晶圓）。
需先說明的是，為了便於理解本實施例，所以圖式僅呈現交錯式探針卡1000的局部構造，以便於清楚地呈現交錯式探針卡1000的各個元件構造與連接關係，但本發明並不以圖式為限。以下將分別介紹所述探針頭100的各個元件構造及其連接關係。
如圖1所示，所述探針頭100包含有一上導板1（upper die）、與上導板1呈間隔地設置的一下導板2（lower die）、夾持於上導板1與下導板2之間的一間隔板（未繪示）、及穿設於所述上導板1與下導板2的多個導電探針3。其中，所述上導板1形成有多個上穿孔11，所述下導板2形成有多個下穿孔21，並且所述多個下穿孔21的位置分別對應於多個上穿孔11的位置。所述間隔板夾持於所述上導板1與下導板2之間，以使上導板1與下導板2能夠彼此平行地間隔設置，但本發明不受限於此。
再者，所述間隔板可以是一環形構造，並且間隔板夾持於上導板1及下導板2的相對應外圍部位，以使所述間隔板形成有連通於多個上穿孔11與多個下穿孔21的一容置空間，但本發明不受限於此。舉例來說，於本發明未繪示的其他實施例中，所述探針頭100的間隔板也可以省略或是其他構件取代。
當所述上導板1與下導板2未進行錯位設置時，多個所述導電探針3分別可活動地穿過所述上導板1的多個上穿孔11、並分別可活動地穿過所述下導板2的多個下穿孔21。也就是說，當所述上導板1與下導板2呈進行錯位設置時（未繪示），每個所述導電探針3受到所述上導板1與下導板2定位而呈彎曲狀。
每個導電探針3呈長形且定義有一長度方向L，多個所述導電探針3排成多列，並且每列所述導電探針3平行於一排列方向R。需說明的是，所述導電探針3於本實施例中是搭配於上導板1與下導板2，但於本發明未繪示的其他實施例中，所述導電探針3也可以搭配於其他構件或是單獨地應用。
由於本實施例探針頭100的多個導電探針3構造皆大致相同，所以圖式及下述說明是以單個導電探針3為例，但本發明不受限於此。舉例來說，在本發明未繪示的其他實施例中，所述探針頭100的多個導電探針3也可以是具有彼此相異的構造。
如圖1至圖3、和圖7所示， 所述導電探針3於本實施例中為可導電且具有可撓性的直線狀構造。所述導電探針3（的外表面）包含有分別位於兩端的一固定端面31與一測試端面32、及位於所述固定端面31與測試端面32之間的一底面33、一頂面34、及兩個長側面35。其中，所述固定端面31與測試端面32大致垂直於所述長度方向L，而所述底面33、頂面34、及兩個長側面35皆平行於所述長度方向L、並穿過所述上導板1與所述下導板2。
進一步地說，兩個所述長側面35分別相連於所述底面33的兩個邊緣、也分別相連於所述頂面34的兩個邊緣，並且兩個所述長側面35之間的一距離朝遠離所述底面33的一漸縮方向Ta、Tb逐漸地縮小。其中，兩個所述長側面35為可以是平面，並且任一個所述長側面35與所述漸縮方向Ta、Tb的一夾角α可以依據設計需求而加以調整變化，但於所述夾角α較佳是介於95度～135度。也就是說，所述導電探針3的任一部位於垂直長度方向L的一橫截面是大致呈梯形（如：圖3），但本發明不受限於此。
舉例來說，所述導電探針3的兩個長側面35可以是如圖4所示的內凹曲面（concave surface）或是如圖5所示的外凸曲面（convex surface）；又或者，所述導電探針3的任一部位於垂直長度方向L的一橫截面是大致呈三角形（如：圖6）；也就是說，所述導電探針3可以省略頂面34，並且其兩個長側面35彼此相交。此外，在本發明未繪示的其他實施例中，所述頂面34也可以是呈曲面狀。
如圖1至圖3所示，所述導電探針3的固定端面31是固定在上述轉接板200，而所述導電探針3的測試端面32則是用來可分離地頂抵於待測物300的相對應金屬墊301。其中，所述固定端面31的形狀及/或所述測試端面32的形狀較佳是等同於上述導電探針3任一部位的所述橫截面形狀，但本發明不受限於此。舉例來說，所述測試端面32的形狀也可以是不同於導電探針3任一部位的所述橫截面形狀。
此外，所述下導板2的每個下穿孔21形狀較佳是對應於相對應所述導電探針3任一部位的所述橫截面，據以利於所述上導板1與下導板2呈進行錯位設置時（未繪示），多個所述導電探針3朝向同側彎曲，但本發明不受限於此。舉例來說，在本發明未繪示的其他實施例中，所述下穿孔21形狀未對應於導電探針3任一部位的所述橫截面，但上述多個導電探針3同樣能實現朝向同側彎曲的動作。另，本實施例的上穿孔11形狀也可以是對應於相對應所述導電探針3的任一部位的所述橫截面。
以上為本實施例的導電探針3構造說明，以下接著介紹所述交錯式探針卡1000的元件間連接關係。如圖1和圖7所示，於多列所述導電探針3的相鄰兩列之中（如：圖7的上面兩列導電探針3），其中一列所述導電探針3是與其中另一列所述導電探針3呈間隔地交錯設置並具有彼此反向的所述漸縮方向Ta、Tb，並且彼此相鄰但分屬於不同列所述導電探針3的任兩個所述長側面35之間在非平行於所述排列方向R上具有一側向間距G。
其中，上述呈間隔地交錯設置的兩列所述導電探針3的所述測試端面32於本實施例中是用來可分離地頂抵於所述待測物300（device under test，DUT）的一列金屬墊301。 也就是說，並非頂抵於待測物同一列金屬墊的任兩列導電探針，其不同於本實施例所指的呈間隔地交錯設置的兩列所述導電探針3。
據此，所述交錯式探針卡1000通過其導電探針3的結構設計，以使相鄰的兩列導電探針3能夠呈間隔地交錯設置，並使相鄰兩個導電探針3所需維持的預定間距是以非平行於排列方向R的側向間距G來實現，據以提供有別於現有探針卡的新式架構。
再者，所述導電探針3的結構設計能夠有效地增加所述上導板1與下導板2的使用空間，以使得導電探針3的所述橫截面的面積能夠大於現有導電探針的橫截面的面積，據以增加所述導電探針3的單位面積載電量，進而提升導電探針3與待測物300之間的接觸穩定性。
另，於上述呈間隔地交錯設置的兩列所述導電探針3之中，多個所述底面33之間定義有平行所述排列方向R且與每個所述底面33相隔等距的一中央面P，並且每個所述導電探針3的一頂端部3a落在所述中央面P遠離所述底面33的一側。也就是說，上述呈間隔地交錯設置的兩列所述導電探針3，其局部沿著所述排列方向R彼此相向（或重疊）。進一步地說，於每個所述導電探針3中，所述頂端部3a於所述漸縮方向Ta、Tb上的一厚度T3a較佳是佔所述導電探針3於所述漸縮方向Ta、Tb上的一厚度T3的3%～10%，但本發明不受限於此。
據此，所述交錯式探針卡1000通過上述呈間隔地交錯設置的兩列所述導電探針3以其局部沿著所述排列方向R彼此相向（或重疊），而能提升交錯式探針卡1000的導電探針3密度。
[實施例二]
如圖8所示，其為本發明的實施例二，本實施例類似於上述實施例一，所以兩個實施例的相同處則不再加以贅述，而本實施例與上述實施例一的差異大致說明如下：
於本實施例中，於呈間隔地交錯設置的兩列所述導電探針3之中，多個所述底面33之間定義有平行所述排列方向R且與每個所述底面33相隔等距的的一中央面P，並且每個所述導電探針3未觸及所述中央面P。也就是說，上述呈間隔地交錯設置的兩列所述導電探針3，其頂端部3a沿著所述排列方向R未能重疊。
進一步地說，於每個所述導電探針3中，所述導電探針3於所述漸縮方向Ta、Tb上與所述中央面P相隔的一間距GP小於所述導電探針3於所述漸縮方向Ta、Tb上的一厚度T3的5%，但本發明不受限於此。
[實施例三]
如圖9所示，其為本發明的實施例三，本實施例類似於上述實施例一，所以兩個實施例的相同處則不再加以贅述，而本實施例與上述實施例一的差異大致說明如下：
於本實施例中，於呈間隔地交錯設置的兩列所述導電探針3之中，其中一列的任一個所述導電探針3的底面33的兩個所述邊緣能沿平行於所述漸縮方向Ta、Tb的一方向而分別面向（或重疊於）其中另一列的兩個相鄰所述導電探針3的底面33，據以有效地提升所述交錯式探針卡1000的導電探針3密度。
[實施例四]
如圖10所示，其為本發明的實施例四，本實施例類似於上述實施例二，所以兩個實施例的相同處則不再加以贅述，而本實施例與上述實施例二的差異大致說明如下：
於本實施例中，於呈間隔地交錯設置的兩列所述導電探針3之中，其中一列的任一個所述導電探針3的底面33的兩個所述邊緣能沿平行於所述漸縮方向Ta、Tb的一方向而分別面向（或重疊於）其中另一列的兩個相鄰所述導電探針3的底面33，據以有效地提升所述交錯式探針卡1000的導電探針3密度。
[本發明實施例的技術效果]
綜上所述，本發明實施例所公開的交錯式探針卡，其通過導電探針的結構設計，以使相鄰的兩列導電探針能夠呈間隔地交錯設置，並使相鄰兩個導電探針所需維持的預定間距是以非平行於排列方向的側向間距來實現，據以提供有別於現有探針卡的新式架構。
再者，所述導電探針的結構設計能夠用來增加所述上導板與下導板的使用空間，以使得導電探針的所述橫截面的面積能夠大於現有導電探針的橫截面的面積，據以增加所述導電探針的單位面積載電量，進而提升導電探針與待測物之間的接觸穩定性。
另，所述交錯式探針卡能通過上述呈間隔地交錯設置的兩列所述導電探針以其局部沿著所述排列方向彼此相向（或者，其中一列的任一個所述導電探針的底面的兩個所述邊緣能沿平行於所述漸縮方向的一方向而分別面向其中另一列的兩個相鄰所述導電探針的底面），據以有效地提升交錯式探針卡的導電探針密度。
以上所公開的內容僅為本發明的優選可行實施例，並非因此侷限本發明的專利範圍，所以凡是運用本發明說明書及圖式內容所做的等效技術變化，均包含於本發明的專利範圍內。
1000:交錯式探針卡 100:探針頭 1:上導板 11:上穿孔 2:下導板 21:下穿孔 3:導電探針 31:固定端面 32:測試端面 33:底面 34:頂面 35:長側面 3a:頂端部 200:轉接板 300:待測物 301:金屬墊 L:長度方向 R:排列方向 Ta、Tb:漸縮方向 α:夾角 G:側向間距 P:中央面 GP:間距 T3、T3a:厚度
圖1為本發明實施例一的交錯式探針卡的立體示意圖。
圖2為本發明實施例一的導電探針的立體示意圖。
圖3為圖2沿剖線III-III的剖視示意圖。
圖4為圖3的另一態樣的剖視示意圖。
圖5為圖3的又一態樣的剖視示意圖。
圖6為圖3的再一態樣的剖視示意圖。
圖7為圖1沿剖線VII-VII的剖視示意圖。
圖8為本發明實施例二的交錯式探針卡的剖視示意圖。
圖9為本發明實施例三的交錯式探針卡的剖視示意圖。
圖10為本發明實施例四的交錯式探針卡的剖視示意圖。
1000:交錯式探針卡
100:探針頭
1:上導板
11:上穿孔
2:下導板
21:下穿孔
3:導電探針
31:固定端面
33:底面
34:頂面
35:長側面
200:轉接板
300:待測物
301:金屬墊
L:長度方向
R:排列方向
Ta、Tb:漸縮方向

Claims (10)

  1. 一種交錯式探針卡，包括： 一上導板與一下導板，彼此間隔地設置；以及 多個導電探針，各呈長形且定義有一長度方向，多個所述導電探針穿設於所述上導板與所述下導板；其中，多個所述導電探針排成多列，並且每列所述導電探針平行於一排列方向，並且每個所述導電探針包含有： 一底面，平行於所述長度方向、並穿過所述上導板與所述下導板；及 兩個長側面，分別相連於所述底面的兩個邊緣，並且兩個所述長側面皆平行於所述長度方向、且穿過所述上導板與所述下導板；其中，兩個所述長側面之間的一距離朝遠離所述底面的一漸縮方向逐漸地縮小； 其中，於多列所述導電探針的相鄰兩列之中，其中一列所述導電探針是與其中另一列所述導電探針呈間隔地交錯設置並具有彼此反向的所述漸縮方向，並且彼此相鄰但分屬於不同列所述導電探針的任兩個所述長側面之間在非平行於所述排列方向上具有一側向間距。
  2. 如請求項1所述的交錯式探針卡，其中，每個所述導電探針包含有一測試端面，並且呈間隔地交錯設置的兩列所述導電探針的所述測試端面是用來可分離地頂抵於一待測物（device under test，DUT）的一列金屬墊；其中，每個所述導電探針的任一部位包含有垂直於所述長度方向的一橫截面，其形狀等同於所述測試端面的形狀。
  3. 如請求項1所述的交錯式探針卡，其中，所述上導板形成有多個上穿孔，所述下導板形成有多個下穿孔；多個所述導電探針分別可活動地穿過所述上導板的多個所述上穿孔、並分別可活動地穿過所述下導板的多個所述下穿孔；其中，每個所述下穿孔的形狀對應於相對應所述導電探針的任一部位垂直於所述長度方向的一橫截面。
  4. 如請求項1所述的交錯式探針卡，其中，每個所述導電探針包含有遠離所述底面且相連於兩個所述長側面的一頂面，並且每個所述導電探針的兩個所述長側面為平面、內凹曲面（concave surface）、或外凸曲面（convex surface）。
  5. 如請求項1所述的交錯式探針卡，其中，於每個所述導電探針中，任一個所述長側面與所述漸縮方向的一夾角介於95度～135度；於呈間隔地交錯設置的兩列所述導電探針之中，其中一列的任一個所述導電探針的所述底面的兩個所述邊緣能沿平行於所述漸縮方向的一方向而分別面向其中另一列的兩個相鄰所述導電探針的所述底面。
  6. 如請求項1所述的交錯式探針卡，其中，於呈間隔地交錯設置的兩列所述導電探針之中，多個所述底面之間定義有平行所述排列方向且與每個所述底面相隔等距的一中央面，並且每個所述導電探針的一頂端部落在所述中央面遠離所述底面的一側。
  7. 如請求項6所述的交錯式探針卡，其中，於每個所述導電探針中，所述頂端部於所述漸縮方向上的一厚度佔所述導電探針於所述漸縮方向上的一厚度的3%～10%。
  8. 如請求項1所述的交錯式探針卡，其中，於呈間隔地交錯設置的兩列所述導電探針之中，多個所述底面之間定義有平行所述排列方向且與每個所述底面相隔等距的的一中央面，並且每個所述導電探針未觸及所述中央面。
  9. 如請求項8所述的交錯式探針卡，其中，於每個所述導電探針中，所述導電探針於所述漸縮方向上與所述中央面相隔的一間距小於所述導電探針於所述漸縮方向上的一厚度的5%。
  10. 一種導電探針，呈長形且定義有一長度方向，所述導電探針包括： 一底面，平行於所述長度方向；及 兩個長側面，分別相連於所述底面的兩個邊緣，並且兩個所述長側面皆平行於所述長度方向；其中，兩個所述長側面之間的一距離朝遠離所述底面的一漸縮方向逐漸地縮小。
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