TW202240173A - 探針卡裝置及類彈簧探針 - Google Patents

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Abstract

本發明公開一種探針卡裝置及類彈簧探針。所述類彈簧探針定義有一長度方向及平行所述長度方向的一分隔面，並包含用一轉接端部及一測試端部。所述類彈簧探針在所述轉接端部與所述測試端部之間的部位形成有：間隔設置且分別位於所述分隔面相反兩側的兩個行程臂。每個所述行程臂呈彎曲狀，並且兩個所述行程臂分別正投影至所述分隔面而形成的兩個投影區域，其具有至少一個交會點。於垂直所述長度方向的兩個所述行程臂的截面中，任一個所述行程臂的截面積為另一個所述行程臂的截面積的95%～105%。

Description

探針卡裝置及類彈簧探針
本發明涉及一種探針卡，尤其涉及一種探針卡裝置及類彈簧探針。
現有的探針卡裝置是以其多個導電探針來進行信號與電流輸送，但現有導電探針已逐漸被既有的結構設計框架所侷限，因而難以有全新架構的產生。舉例來說，現有導電探針（如：pogo pin）是通過多件式架構來具備有彈簧功能。
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探針卡裝置及類彈簧探針，其能有效地改善現有導電探針所可能產生的缺陷。
本發明實施例公開一種探針卡裝置，其包括：一第一導板單元與一第二導板單元，其彼此間隔地設置；以及多個類彈簧探針，穿設於所述第一導板單元與所述第二導板單元；每個所述類彈簧探針定義有一長度方向及平行所述長度方向的一分隔面；其中，每個所述類彈簧探針包含有：一轉接端部，位於遠離所述第二導板單元的所述第一導板單元的一外側；及一測試端部，位於遠離所述第一導板單元的所述第二導板單元的一外側，並且所述測試端部用來可分離地頂抵於一待測物；其中，每個所述類彈簧探針在所述轉接端部與所述測試端部之間的部位形成有：間隔設置且分別位於所述分隔面相反兩側的兩個行程臂；於每個所述類彈簧探針中，每個所述行程臂呈彎曲狀，並且兩個所述行程臂分別正投影至所述分隔面而形成的兩個投影區域，其具有至少一個交會點；其中，於垂直所述長度方向的每個所述類彈簧探針的兩個所述行程臂的截面中，任一個所述行程臂的截面積為另一個所述行程臂的截面積的95%～105%。
本發明實施例也公開一種類彈簧探針，其定義有一長度方向及平行所述長度方向的一分隔面，所述類彈簧探針包括：一轉接端部，用來頂抵於一信號轉接板；及一測試端部，用來可分離地頂抵於一待測物；其中，所述類彈簧探針在所述轉接端部與所述測試端部之間的部位形成有：間隔設置且分別位於所述分隔面相反兩側的兩個行程臂；每個所述行程臂呈彎曲狀，並且兩個所述行程臂分別正投影至所述分隔面而形成的兩個投影區域，其具有至少一個交會點；其中，於垂直所述長度方向的所述類彈簧探針的兩個所述行程臂的截面中，任一個所述行程臂的截面積為另一個所述行程臂的截面積的95%～105%。
綜上所述，本發明實施例所公開的探針卡裝置及類彈簧探針，其通過位於所述轉接端部與所述測試端部之間的兩個所述行程臂的結構設計（如：兩個所述行程臂間隔設置且分別位於所述分隔面相反兩側；兩個所述行程臂分別正投影至所述分隔面而形成的兩個投影區域，其具有至少一個交會點），而能提供類似彈簧的功能，進而實現全新的導電探針架構。
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。
以下是通過特定的具體實施例來說明本發明所公開有關“探針卡裝置及類彈簧探針”的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所公開的內容瞭解本發明的優點與效果。本發明可通過其他不同的具體實施例加以施行或應用，本說明書中的各項細節也可基於不同觀點與應用，在不悖離本發明的構思下進行各種修改與變更。另外，本發明的附圖僅為簡單示意說明，並非依實際尺寸的描繪，事先聲明。以下的實施方式將進一步詳細說明本發明的相關技術內容，但所公開的內容並非用以限制本發明的保護範圍。
應當可以理解的是，雖然本文中可能會使用到“第一”、“第二”、“第三”等術語來描述各種元件或者信號，但這些元件或者信號不應受這些術語的限制。這些術語主要是用以區分一元件與另一元件，或者一信號與另一信號。另外，本文中所使用的術語“或”，應視實際情況可能包括相關聯的列出項目中的任一個或者多個的組合。
[實施例一]
請參閱圖1至圖9所示，其為本發明的實施例一。本實施例公開一種探針卡裝置1000，包含有一探針頭100以及抵接於所述探針頭100一側（如：圖1的探針頭100頂側）的一信號轉接板200，並且所述探針頭100的另一側（如：圖1的探針頭100底側）用來頂抵測試一待測物（device under test，DUT）（圖未繪示，如：半導體晶圓）。
需先說明的是，為了便於理解本實施例，所以圖式僅呈現所述探針卡裝置1000的局部構造，以便於清楚地呈現所述探針卡裝置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和圖2所示，所述探針頭100包含有一第一導板單元1、與所述第一導板單元1間隔地設置的一第二導板單元2、夾持於所述第一導板單元1與第二導板單元2之間的一間隔板3、及穿設於所述第一導板單元1與所述第二導板單元2的多個類彈簧探針4。
需說明的是，所述類彈簧探針4於本實施例中是以搭配所述第一導板單元1、所述第二導板單元2、及所述間隔板3來說明，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，所述類彈簧探針4也可以是獨立地被應用（如：販賣）或搭配其他構件使用。再者，所述探針頭100可以通過所述類彈簧探針4的結構設計，以使所述第一導板單元1可以相對於所述第二導板單元2非為錯位設置，但本發明不以此為限。
於本實施例中，所述第一導板單元1包含有一個第一導板，並且所述第二導板單元2包含有一個第二導板。然而，在本發明未繪示的其他實施例中，所述第一導板單元1可以包含有多個第一導板（及夾持於相鄰的兩個所述第一導板之間的間隔片），並且所述第二導板單元2也可以包含有多個第二導板（及夾持於相鄰的兩個所述第二導板之間的間隔片），多個所述第一導板能夠彼此錯位設置，多個所述第二導板也能夠彼此錯位設置。
再者，所述間隔板3可以是一環形構造，並且所述間隔板3夾持於所述第一導板單元1與所述第二導板單元2的相對應外圍部位，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，所述探針卡裝置1000的所述間隔板3也可以省略或是其他構件取代。
需先說明的是，多個所述類彈簧探針4於本實施例中具有大致相同的構造，所以為了便於說明，以下先介紹單個所述類彈簧探針4，但本發明不以此為限。舉例來說，在本發明未繪示的其他實施例中，所述探針頭100所包含的多個所述類彈簧探針4的構造也可以略有差異。
如圖1和圖3所示，所述類彈簧探針4於本實施例中是一體成形的單件式構造，並且所述類彈簧探針4大致呈直線狀且定義有一長度方向L。其中，所述類彈簧探針4在所述長度方向L上具有一針長度L4，並且所述針長度L4於本實施例中是以小於4公厘（mm）來說明。
所述類彈簧探針4的外表面包含有兩個寬側面4a與兩個窄側面4b，兩個所述寬側面4a與兩個所述窄側面4b皆平行所述長度方向L，並且兩個所述寬側面4a分別位於所述類彈簧探針4的相反兩側，而兩個所述窄側面4b則是分別位於所述類彈簧探針4的相反另兩側。
再者，如圖1、圖3、及圖4所示，為便於說明所述類彈簧探針4於本實施例中的具體結構，所述類彈簧探針4可進一步定義有平行所述長度方向L的一分隔面P1、及平行所述長度方向L且垂直所述分隔面P1的一佈局面P2。於本實施例中，所述分隔面P1垂直於任一個所述寬側面4a，並且所述分隔面P1可以是任一個所述寬側面4a的垂直平分面；所述佈局面P2垂直於任一個所述窄側面4b，並且所述佈局面P2可以是任一個所述窄側面4b的垂直平分面，但本發明不以上述為限。舉例來說，在本發明未繪示的其他實施例中，所述分隔面P1可以是垂直於任一個所述窄側面4b，而所述佈局面P2則是垂直於任一個所述寬側面4a。
換個角度來看，所述類彈簧探針4包含有一第一段41、與所述第一段41沿所述長度方向L呈間隔設置的一第二段42、及連接所述第一段41與所述第二段42的兩個行程臂43（如：任一個所述行程臂43的兩個末端431分別連接於所述第一段41與所述第二段42）。
其中，所述第一段41具有一轉接端部411及相連於所述轉接端部411的一第一延伸部412，並且所述轉接端部411包含有位於其相反兩側的兩個限位凸塊4111；所述第二段42具有一測試端部421及相連於所述測試端部421的一第二延伸部422，並且所述第一延伸部412與所述第二延伸部422彼此相鄰設置。
再者，任一個所述行程臂43對應於所述長度方向L上的一長度L43，其為所述針長度L4的50%～90%，並且任一個所述行程臂43的兩個所述末端431分別連接於所述第一延伸部412與所述第二延伸部422彼此相向的端面413、423；本實施例中，兩個所述行程臂43是位於所述第一段41與所述第二段42之間的一空間S內，並且所述類彈簧探針4能沿著所述長度方向L受壓迫而使其兩個所述行程臂43朝向所述空間S之外產生形變，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，所述類彈簧探針4在未受壓迫的初始狀態下，任一個所述行程臂43也可以是局部位於所述空間S之外。
更詳細地說，所述第一延伸部412的局部位於所述第一導板單元1內，並且所述第一延伸部412的其餘部位設置於所述第一導板單元1與所述第二導板單元2之間，而所述轉接端部411位於遠離所述第二導板單元2的所述第一導板單元1的一外側（如：圖1中的所述第一導板單元1的上側）。其中，所述轉接端部411的兩個所述限位凸塊4111用來抵頂於所述第一導板單元1的外表面，所述轉接端部411（的末端）用來頂抵於所述信號轉接板200。
再者，所述第二延伸部422的局部位於所述第二導板單元2內，並且所述第二延伸部422的其餘部位設置於所述第一導板單元1與所述第二導板單元2之間，而所述測試端部421位於遠離所述第一導板單元1的所述第二導板單元2的一外側（如：圖1中的所述第二導板單元2的下側）。其中，所述測試端部421（的末端）用來可分離地頂抵於所述待測物。
此外，兩個所述行程臂43於本實施例中是位於所述第一導板單元1與所述第二導板單元2之間。需額外說明的是，兩個所述行程臂43是必須位於所述轉接端部411與所述測試端部421之間的所述類彈簧探針4部位，但所述第一段41與所述第二段42的具體結構可以依據設計需求而加以調整變化，並不受限於本實施例所載。舉例來說，在本發明未繪示的其他實施例中，所述第一段41可以省略所述第一延伸部412，而所述第二段42也可以省略所述第二延伸部422。
為使所述類彈簧探針4能夠具備有類似彈簧的功能，兩個所述行程臂43較佳是包含有下列技術特徵的至少局部。如圖3至圖9所示，每個所述行程臂43呈彎曲狀，兩個所述行程臂43間隔設置且分別位於所述分隔面P1相反兩側（如：圖4、圖6、及圖8），並且任一個所述行程臂43的兩個所述末端431分別位於所述佈局面P2的相反兩側（如：圖4和圖6中）。
換個角度來說，所述第一延伸部412的所述端面413及所述第二延伸部422的所述端面423各可以視為被所述分隔面P1與所述佈局面P2區分成四個象限，並且所述第一延伸部412的四個所述象限沿所述長度方向L分別對應於所述第二延伸部422的四個所述象限。
其中，所述第一延伸部412的所述端面413是以其斜對向的兩個所述象限分別相連於兩個所述行程臂43，並且所述第二延伸部422的所述端面423是以其斜對向的兩個所述象限分別相連於兩個所述行程臂43。再者，相連於兩個所述行程臂43的所述第一延伸部412的兩個所述象限，其沿所述長度方向L非對應於相連於兩個所述行程臂43的所述第二延伸部422的兩個所述象限。
更詳細地說，兩個所述行程臂43分別正投影至所述分隔面P1而形成的兩個投影區域，其具有一交會點C，並且每個所述行程臂43具有位置對應於所述交會點C的一反曲點。也就是說，任一個所述行程臂43包含有依序相連的兩個弧形部432，兩個所述弧形部432的相連處為所述反曲點，並且兩個所述弧形部432分別位於所述佈局面P2的相反兩側，但本發明不以上述為限。舉例來說，兩個所述投影區域的所述交會點C的數量、及每個所述行程臂43的所述反曲點的數量各可以是至少一個。
此外，於垂直所述長度方向L的所述類彈簧探針4的兩個所述行程臂43的截面中，任一個所述行程臂43的截面積為另一個所述行程臂43的截面積的95%～105%（如：兩個所述行程臂43的截面積相等），據以使兩個所述行程臂43具備有相近電傳導特性（如：電阻值）。
[實施例二]
請參閱圖10至圖13所示，其為本發明的實施例二。由於本實施例類似於上述實施例一，所以兩個實施例的相同處不再加以贅述，而本實施例相較於上述實施例一的差異處大致說明如下：
於本實施例中，兩個所述行程臂43分別正投影至所述分隔面P1而形成的兩個投影區域，其具有多個交會點C；而每個所述行程臂43具有位置分別對應於多個所述交會點C的多個反曲點。其中，每個所述行程臂43的多個所述交會點C的數量於本實施例中為奇數個，並且任一個所述行程臂43包含有依序相連的多個弧形部432，而多個所述弧形部432分別交錯地位於所述佈局面P2的相反兩側。
[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探針卡裝置及類彈簧探針，其通過位於所述轉接端部與所述測試端部之間的兩個所述行程臂的結構設計（如：兩個所述行程臂間隔設置且分別位於所述分隔面相反兩側；兩個所述行程臂分別正投影至所述分隔面而形成的兩個投影區域，其具有至少一個交會點），而能提供類似彈簧的功能，進而實現全新的導電探針架構。
再者，本發明實施例所公開的探針卡裝置及類彈簧探針，其通過兩個所述行程臂具有相近的截面積，以使兩個所述行程臂具備有相近電傳導特性（如：電阻值）。
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:探針卡裝置 100:探針頭 1:第一導板單元 2:第二導板單元 3:間隔板 4:類彈簧探針 4a:寬側面 4b:窄側面 41:第一段 411:轉接端部 4111:限位凸塊 412:第一延伸部 413:端面 42:第二段 421:測試端部 422:第二延伸部 423:端面 43:行程臂 431:末端 432:弧形部 200:信號轉接板 S:空間 L:長度方向 L4:針長度 L43:長度 P1:分隔面 P2:佈局面 C:交會點
圖1為本發明實施例一的探針卡裝置的平面示意圖。
圖2為圖1的多個類彈簧探針沿著所述長度方向受壓迫時的平面示意圖。
圖3為本發明實施例一的類彈簧探針的立體示意圖。
圖4為圖3沿剖線IV-IV的剖視示意圖。
圖5為對應於圖3的立體剖視示意圖。
圖6為圖3沿剖線VI-VI的剖視示意圖。
圖7為對應於圖6的立體剖視示意圖。
圖8為圖3沿剖線VIII-VIII的剖視示意圖。
圖9為對應於圖8的立體剖視示意圖。
圖10為本發明實施例二的類彈簧探針的立體示意圖。
圖11為圖10的平面示意圖。
圖12為圖10沿剖線XII-XII的剖視示意圖。
圖13為對應於圖12的立體剖視示意圖。
4:類彈簧探針
4a:寬側面
4b:窄側面
41:第一段
411:轉接端部
4111:限位凸塊
412:第一延伸部
413:端面
42:第二段
421:測試端部
422:第二延伸部
423:端面
43:行程臂
431:末端
432:弧形部
L:長度方向

Claims (10)

  1. 一種探針卡裝置，其包括： 一第一導板單元與一第二導板單元，其彼此間隔地設置；以及 多個類彈簧探針，穿設於所述第一導板單元與所述第二導板單元；每個所述類彈簧探針定義有一長度方向及平行所述長度方向的一分隔面；其中，每個所述類彈簧探針包含有： 一轉接端部，位於遠離所述第二導板單元的所述第一導板單元的一外側；及 一測試端部，位於遠離所述第一導板單元的所述第二導板單元的一外側，並且所述測試端部用來可分離地頂抵於一待測物； 其中，每個所述類彈簧探針在所述轉接端部與所述測試端部之間的部位形成有：間隔設置且分別位於所述分隔面相反兩側的兩個行程臂；於每個所述類彈簧探針中，每個所述行程臂呈彎曲狀，並且兩個所述行程臂分別正投影至所述分隔面而形成的兩個投影區域，其具有至少一個交會點； 其中，於垂直所述長度方向的每個所述類彈簧探針的兩個所述行程臂的截面中，任一個所述行程臂的截面積為另一個所述行程臂的截面積的95%～105%。
  2. 如請求項1所述的探針卡裝置，其中，每個所述類彈簧探針包含有具備所述轉接端部的一第一段及具備所述測試端部的一第二段；於每個所述類彈簧探針中，任一個所述行程臂的兩個末端分別連接於所述第一段與所述第二段。
  3. 如請求項2所述的探針卡裝置，其中，於每個所述類彈簧探針中，兩個所述行程臂位於所述第一段與所述第二段之間的一空間內。
  4. 如請求項3所述的探針卡裝置，其中，所述第一導板單元相對於所述第二導板單元非為錯位設置，並且任一個所述類彈簧探針能沿著所述長度方向受壓迫而使其兩個所述行程臂朝向所述空間之外產生形變。
  5. 如請求項1所述的探針卡裝置，其中，每個所述類彈簧探針定義有平行所述長度方向且垂直所述分隔面的一佈局面；於每個所述類彈簧探針中，任一個所述行程臂的兩個末端分別位於所述佈局面的相反兩側。
  6. 如請求項1所述的探針卡裝置，其中，每個所述類彈簧探針在所述長度方向上具有一針長度；於每個所述類彈簧探針中，任一個所述行程臂對應於所述長度方向上的一長度，其為所述針長度的50%～90%。
  7. 如請求項6所述的探針卡裝置，其中，每個所述類彈簧探針的所述針長度不大於4公厘（mm），並且每個所述行程臂的至少一個所述交會點的數量為奇數個。
  8. 如請求項1所述的探針卡裝置，其中，每個所述類彈簧探針的外表面包含有平行於所述長度方向且分別位於相反兩側的兩個寬側面；於每個所述類彈簧探針中，所述分隔面垂直於任一個所述寬側面。
  9. 一種類彈簧探針，其定義有一長度方向及平行所述長度方向的一分隔面，所述類彈簧探針包括： 一轉接端部，用來頂抵於一信號轉接板；及 一測試端部，用來可分離地頂抵於一待測物； 其中，所述類彈簧探針在所述轉接端部與所述測試端部之間的部位形成有：間隔設置且分別位於所述分隔面相反兩側的兩個行程臂；每個所述行程臂呈彎曲狀，並且兩個所述行程臂分別正投影至所述分隔面而形成的兩個投影區域，其具有至少一個交會點； 其中，於垂直所述長度方向的所述類彈簧探針的兩個所述行程臂的截面中，任一個所述行程臂的截面積為另一個所述行程臂的截面積的95%～105%。
  10. 如請求項9所述的類彈簧探針，其中，所述類彈簧探針包含有具備所述轉接端部的一第一段及具備所述測試端部的一第二段，任一個所述行程臂的兩端分別連接於所述第一段與所述第二段，並且兩個所述行程臂位於所述第一段與所述第二段之間的一空間內；所述類彈簧探針定義有平行所述長度方向且垂直所述分隔面的一佈局面，任一個所述行程臂的兩個末端分別位於所述佈局面的相反兩側，並且任一個所述行程臂包含有依序相連的多個弧形部，而多個所述弧形部分別交錯地位於所述佈局面的相反兩側。
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