TW202338367A

TW202338367A - 探針卡裝置

Info

Publication number: TW202338367A
Application number: TW111112068A
Authority: TW
Inventors: 范偉芳
Original assignee: 范劉文玲
Priority date: 2022-03-30
Filing date: 2022-03-30
Publication date: 2023-10-01
Also published as: TWI815381B

Abstract

本發明公開一種探針卡裝置，其包含一框架、以及設置於框架的一下針組件、一扇出轉換件、一上針組件與一限位件。下針組件包含一第一載體及多個第一導電探針。每個第一導電探針的兩端分別裸露於第一載體外。扇出轉換件包含一安裝板、設置於安裝板上且彼此電性耦接的多個第一導電結構及多個第二導電結構。相鄰兩個第一導電結構的間隔距離大於相鄰兩個第二導電結構的間隔距離。上針組件包含一第二載體與多個第二導電探針。每個第二導電探針的兩端分別裸露於第二載體外，且電性耦接第二導電結構與待測物。據此待測物能被測試基板檢測。

Description

探針卡裝置

本發明涉及一種探針卡，尤其涉及一種探針卡裝置。

現有探針卡裝置主要是配合一測試基板進行各晶片與封裝的測試。其中，晶片或封裝基於其功能或設計的不同，其針腳之間的間距與尺寸也不盡相同，因此現有探針卡裝置與測試基板上的接點（或導電針）也必須迎合晶片（或封裝）同時進行調整。

然而，測試基板的單價是隨著晶片尺寸成反比，亦即晶片製程尺寸越小則測試基板單價越高，因此當不同規格的小尺寸晶片都能利用大尺寸測試基板進行測試則可以大幅降低測試成本。

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。

本發明所要解決的技術問題在於，針對現有技術的不足提供一種探針卡裝置。

本發明實施例公開一種探針卡裝置，包括：一框架，具有彼此相通的一下容置槽及一上容置槽；一下針組件，設置於所述下容置槽內，所述下針組件包含：一第一載體；及多個第一導電探針，設置於所述第一載體上，每個所述第一導電探針的兩端分別裸露於所述第一載體外；一扇出轉換件，包含：一安裝板，安裝於所述下針組件上；多個第一導電結構及多個第二導電結構，設置於所述安裝板的相反兩側，多個所述第一導電結構分別電性耦接多個所述第二導電結構，並且多個所述第一導電結構的部分及多個所述第二導電結構的部分裸露於所述安裝板，相鄰的任兩個所述第一導電結構的所述部分以一第一間隔距離配置且分別電性耦接多個所述第一導電探針，相鄰的任兩個所述第二導電結構的所述部分以一第二間隔距離配置，且所述第二間隔距離小於所述第一間隔距離；一上針組件，設置於所述上容置槽內，所述上針組件包含：一第二載體；及多個第二導電探針，設置於所述第二載體上，每個所述第二導電探針的兩端分別裸露於所述第二載體外，多個所述第二導電探針的其中一端分別電性耦接多個所述第二導電結構，並且多個所述第二導電探針的另一端能用以電性耦接一待測物；以及一限位件，設置於所述框架上，所述限位件用來限位所述待測物。

綜上所述，本發明實施例所公開的探針卡裝置，能通過“所述扇出轉換件的多個所述第一導電結構分別電性耦接所述下針組件的多個所述第一導電探針”、“相鄰的任兩個所述第二導電結構以小於所述第一距離的一第二間隔距離配置，並且多個所述第二導電結構分別電性耦接多個所述第一導電結構”、以及“所述上針組件的每個所述第二導電探針的兩端能分別電性耦接所述第二導電結構及所述待測物”的設計，所述下針組件、所述扇出轉換件、所述上針組件能被模組化，且一個測試基板（例如：大尺寸的測試基板）能通過選擇適當地所述下針組件、所述扇出轉換件、所述上針組件來測試不同尺寸的晶片的測試。

為使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圖式，然而所提供的圖式僅用於提供參考與說明，並非用來對本發明加以限制。

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”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。

另外，於以下說明中，如有指出請參閱特定圖式或是如特定圖式所示，其僅是用以強調於後續說明中，所述的相關內容大部份出現於該特定圖式中，但不限制該後續說明中僅可參考所述特定圖式。

參閱圖1至圖10所示，本實施例提供一種探針卡裝置100，所述探針卡裝置100能配合一測試基板（圖中未繪示），從而用來對一待測物Z（如圖5所示）進行測試。其中，所述待測物Z於實務上可以是晶片（Chip IC）、晶圓級封裝（Wafer-level packaging）、或堆疊晶圓（Wafer-on-Wafer），但本發明不受限於此。

配合圖1及圖2所示，所述探針卡裝置100包含一框架1、設置於所述框架1上的一下針組件2與一上針組件3、設置於所述下針組件2與所述上針組件3之間的一扇出轉換件4、以及設置於所述框架1上的一限位件5。接著，以下接著介紹所述探針卡裝置100的各元件及各元件之間的連接關係。

如圖3至圖5所示，所述框架1具有彼此相通的一下容置槽G11及一上容置槽G12。具體來說，所述框架1於本實施例中具有一承載部11及一圍牆部12。其中，所述承載部11為框狀的板狀結構，並且所述承載部11相反兩側面（即，圖5中的上、下側面）的外緣隆起而形成有所述圍牆部12，使得所述圍牆部12相對於所述承載部11的兩側面所圈圍的區域形成所述上容置槽G12及所述下容置槽G11。

較佳地，於所述承載部11的其中一側面中，所述框架1還具有兩個槽口13，兩個所述槽口13位於所述圍牆部12的相反兩側上，並且兩個所述槽口13能用來供所述上針組件3定位之用（詳細於後面描述）。

如圖3至圖5所示，所述下針組件2設置於所述下容置槽G11內，並且包含一第一載體21及設置於所述第一載體21上的多個第一導電探針22。其中，每個所述第一導電探針22的兩端分別裸露於所述第一載體21外，以供所述測試基板及所述扇出轉換件4電性耦接之用。

於一實際應用中，所述第一載體21包含一第一上蓋211及一第一下蓋212，所述第一上蓋211與所述第一下蓋212之間設置有多個所述第一導電探針22，並且多個所述第一導電探針22的兩端能分別經由所述第一上蓋211及所述第一下蓋212而裸露。

更細地看，如圖4至圖6所示，所述第一上蓋211具有一第一載台2111、一第一環牆部2112、及一第一設置槽2113。

所述第一載台2111具有相反的兩個寬側面，且所述第一載台2111還具有多個第一上固定孔H2111。多個所述第一上固定孔H2111彼此等距地間隔排列，並且多個所述第一上固定孔H2111的兩端連通所述第一載台2111的兩個所述寬側面。

所述第一環牆部2112以凸起方式連接於所述第一載台2111的其中一所述寬側面（即，圖6中的上側面）上，使所述第一環牆部2112的頂面高於前述寬側面。當所述扇出轉換件4安裝於所述第一環牆部2112所圈圍的區域時，所述扇出轉換件4能被所述第一環牆部2112的內緣抵靠而限制移動。所述第一設置槽2113則形成於所述第一載台2111的另一所述寬側面（即，圖6中的下側面）上。

較佳地，於所述第一載台2111面朝所述框架1的所述寬側面中，所述寬側面於所述第一環牆部2112所圈圍的區域內的高度高於所述寬側面於所述第一環牆部2112所圈圍的區域外高度。換句話說，所述第一載台2111是階梯狀結構，並且所述第一載台2111最高的部位的頂表面連接所述第一環牆部2112。

此外，復參圖4至圖6所示，所述第一下蓋212是板狀結構並設置於所述第一設置槽2113內，並且所述第一下蓋212的外表面較佳是切齊所述第一上蓋211遠離所述框架1的所述寬側面。其中。所述第一下蓋212具有一第一板體2121及位於所述第一板體2121上的多個第一下固定孔2122，多個所述第一下固定孔2122對應多個所述第一上固定孔H2111，並且任一個所述第一下固定孔2122及對應的所述第一上固定孔H2111共同設置有一個所述第一導電探針22。

詳細地說，每個所述第一導電探針22於本應用中為彈簧連接器(POGO PIN)，並且每個所述第一導電探針22設置於所述第一載台2111及所述第一板體2121之間，且每個所述第一導電探針22的兩端能分別經由對應的所述第一上固定孔H2111及所述第一下固定孔2122裸露於所述第一載體21外。

值得注意的是，所述第一下蓋212可以是固定於所述第一上蓋211遠離所述框架1的一側。具體來說，所述第一環牆部2112具有多個第一限位孔H2112，並且多個所述第一限位孔H2112正投影於所述第一設置槽2113的區域位於多個所述第一上固定孔H2111的一側。所述第一下蓋212具有多個第一對位孔H212，多個所述第一對位孔H212與多個所述第一限位孔H2112彼此位置對應，並且彼此對應的所述第一對位孔H212與所述第一限位孔H2112能共同容置所述下針組件2的一第一對位柱23，以限制所述第一下蓋212相較於所述第一載體21的水平移動。

此外，所述第一載體21還可以包含一黏著層（圖中未繪示），並且所述黏著層設置所述第一下蓋212與所述第一載體21之間，使所述第一上蓋211與所述第一下蓋212之間固定。於實務上，所述黏著層例如是底部填充劑（Underfill）。

配合圖3至圖5所示，所述扇出轉換件4包含一安裝板41、以及設置於所述安裝板41的多個第一導電結構42與多個第二導電結構43。具體來說，所述安裝板41包含一上板體411及一下板體412，所述上板體411的一寬側面的面積小於所述下板體412的一寬側面，並且所述上板體411（通過所述扇出轉換件4的一黏著層Q4）固定於所述下板體412的所述寬側面上，亦即所述安裝板41為階梯狀結構。

再者，配合圖5及圖8所示，多個所述第一導電結構42彼此間隔地配置所述下板體412上，且多個所述第二導電結構43彼此間隔地配置所述上板體411上，亦即多個所述第一導電結構42及多個所述第二導電結構43設置於所述安裝板41的相反兩側。其中，多個所述第一導電結構42的部分及多個所述第二導電結構43的部分裸露於所述安裝板41，相鄰的任兩個所述第一導電結構42的所述部分以一第一間隔距離D1配置且分別電性耦接多個所述第一導電探針22，相鄰的任兩個所述第二導電結構43的所述部分以一第二間隔距離D2配置，且所述第二間隔距離D2小於所述第一間隔距離D1。

較佳地，每個所述第二導電結構43具有位於所述上板體411相反兩側的一第二外側端431及一第二內側端432，所述第二外側端431與所述第二內側端432相較於所述上板體411而凸出，並且所述第二外側端431呈圓柱狀，所述第二內側端432呈圓球狀。此外，每個所述第一導電結構42具有位於所述下板體412相反兩側的一第一外側端421與一第一內側端422，所述第一外側端421相較於所述下板體412凸出並呈圓柱狀，所述第一內側端422相較於所述下板體412凹陷且裸露（即，所述第一內側端422位於所述下板體412的裸露孔內）。當然，本發明於其他未繪示的實施例中，每個所述第一外側端421、第一內側端422、第二外側端431、與第二內側端432是可以根據設計者需求做調整，例如：每個所述第一外側端421、第一內側端422、第二外側端431、與第二內側端432可以都是圓柱狀。

如圖3至圖5所示，所述上針組件3設置於所述上容置槽G12內，並且包含一第二載體31及設置於所述第二載體31上的多個第二導電探針32。其中，每個所述第二導電探針32的兩端分別裸露於所述第二載體31外，以供所述待測物Z及所述扇出轉換件4電性耦接之用。

於一實際應用中，如圖4、圖5及圖7所示，所述第二載體31包含一第二上蓋311及一第二下蓋312，所述第二上蓋311與所述第二下蓋312之間設置有多個所述第二導電探針32，並且多個所述第二導電探針32的兩端能分別經由所述第二上蓋311及所述第二下蓋312而裸露。

更細地看，所述第二上蓋311具有一第二載台3111、一第二環牆部3112、及一第二設置槽3113。

所述第二載台3111具有相反的兩個寬側面，且所述第二載台3111還具有多個第二上固定孔H3111。多個所述第二上固定孔H3111彼此等距地間隔排列，並且多個所述第二上固定孔H3111的兩端連通所述第二載台3111的兩個所述寬側面。

所述第二環牆部3112以凸起方式連接於所述第二載台3111的其中一所述寬側面（即，圖7中的上側面）上，使所述第二環牆部3112的頂面高於前述寬側面。當所述待測物Z安裝於所述第二環牆部3112所圈圍的區域時，所述待測物Z能被所述第二環牆部3112的內緣抵靠而限制移動。所述第二設置槽3113則形成於所述第二載台3111的另一所述寬側面（即，圖7中的下側面）上。

較佳地，所述第二載台3111的相反兩側還具有兩個限位凸塊3111A，兩個所述限位凸塊3111A的位置分別對應所述框架1的兩個所述槽口13，並且兩個所述限位凸塊3111A能被兩個所述槽口13的內緣所抵靠，使所述第二載台3111被限制移動。當然，兩個所述限位凸塊及兩個所述槽口也可以視情況省略。

再者，於所述第二載台3111面朝所述框架1的所述寬側面中，所述寬側面於所述第二環牆部3112所圈圍的區域內的高度高於所述寬側面於所述第二環牆部3112所圈圍的區域外高度。換句話說，所述第二載台3111是階梯狀結構，並且所述第二載台3111最高的部位的頂表面連接所述第二環牆部3112。

此外，復參圖7所示，所述第二下蓋312是板狀結構並設置於所述第二設置槽3113內，並且所述第二下蓋312的外表面較佳是切齊所述第二上蓋311遠離所述框架1的所述寬側面。其中。所述第二下蓋312具有一第二板體3121及位於所述第二板體3121上的多個第二下固定孔3122，多個所述第二下固定孔3122對應多個所述第二上固定孔H3111，並且任一個所述第二下固定孔3122及對應的所述第二上固定孔H3111共同設置有一個所述第二導電探針32。

詳細地說，每個所述第二導電探針32於本應用中為彈簧連接器(POGO PIN)，每個所述第二導電探針32設置於所述第二載台3111及所述第二板體3121之間，且每個所述第二導電探針32的兩端能分別經由對應的所述第二上固定孔H3111及所述第二下固定孔3122裸露於所述第二載體31外。

值得注意的是，所述第二下蓋312可以是固定於所述第二上蓋311遠離所述框架1的一側。具體來說，所述第二環牆部3112具有多個第二限位孔H3112，並且多個所述第二限位孔正投影於所述第二設置槽的區域位於多個所述第二上固定孔H3111的一側。所述第二下蓋312具有多個第二對位孔H312，多個所述第二對位孔H312與多個所述第二限位孔H3112彼此位置對應，並且彼此對應的所述第二對位孔H312與所述第二限位孔H3112能共同容置所述上針組件3的一第二對位柱33，以限制所述第二下蓋312相較於所述第二載體31的水平移動。

此外，所述第二載體31還可以包含一黏著層Q31，並且所述黏著層Q31設置所述第二下蓋312與所述第二載體31之間，使所述第二上蓋311與所述第二下蓋312之間固定。於實務上，所述黏著層Q31例如是底部填充劑（Underfill）。

配合圖3至圖5所示，所述限位件5設置於所述框架1上，並且所述限位件5能用來限位所述待測物Z，以確保所述待測物Z電性耦接多個所述第二導電結構43。

於一實際應用中，所述限位件5可以被設計為手動。具體來說，所述限位件5包含一緊迫件51及設置於所述緊迫件51兩側的兩個扣件52，兩個所述扣件52的位置對應於所述框架1的兩個配合件14，並且兩個所述扣件52卡扣兩個所述配合件14，使所述緊迫件51固定於所述框架1上。所述緊迫件51能以螺旋寸進方式朝所述框架1方向移動以抵靠所述待測物Z，使所述待測物Z被限制移動。

於另一實際應用中，如圖9及圖10所示，所述限位件5’可以被設計為自動，亦即所述限位件5’可以配合一自動設備（例如：機械手臂），使所述限位件5’能被所述自動設備帶動而限制所述待測物Z移動。

[本發明實施例的技術效果]

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申請專利範圍，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，均包含於本發明的申請專利範圍內。

100:探針卡裝置 1:框架 11:承載部 12:圍牆部 13:槽口 14:配合件 G11:下容置槽 G12:上容置槽 2:下針組件 21:第一載體 211:第一上蓋 2111:第一載台 2112:第一環牆部 2113:第一設置槽 H2111:第一上固定孔 H2112:第一限位孔 212:第一下蓋 2121:第一板體 2122:第一下固定孔 H212:第一對位孔 22:第一導電探針 23:第一對位柱 3:上針組件 31:第二載體 311:第二上蓋 3111:第二載台 3111A:限位凸塊 3112:第二環牆部 3113:第二設置槽 H3111:第二上固定孔 H3112:第二限位孔 312:第二下蓋 3121:第二板體 3122:第二下固定孔 H312:第二對位孔 32:第二導電探針 33:第二對位柱 4:扇出轉換件 41:安裝板 411:上板體 412:下板體 42:第一導電結構 421:第一外側端 422:第一內側端 43:第二導電結構 431:第二外側端 432:第二內側端 5、5’:限位件 51:緊迫件 52:扣件 D1:第一間隔距離 D2:第二間隔距離 Z:待測物

圖1為本發明的探針卡裝置的立體示意圖。

圖2為本發明的探針卡裝置的另一立體示意圖。

圖3為本發明的探針卡裝置的分解示意圖。

圖4為本發明的探針卡裝置的另一分解示意圖。

圖5為本發明的探針卡裝置的剖面示意圖。

圖6為圖5的VI區域的局部放大示意圖。

圖7為圖5的VII區域的局部放大示意圖。

圖8為圖5的VIII區域的局部放大示意圖。

圖9為本發明的探針卡裝置具有另一態樣之限位件的分解示意圖。

圖10為本發明的探針卡裝置具有另一態樣之限位件的另一分解示意圖。

100:探針卡裝置

1:框架

14:配合件

2:下針組件

5:限位件

51:緊迫件

52:扣件

Claims

一種探針卡裝置，包括：一框架，具有彼此相通的一下容置槽及一上容置槽；一下針組件，設置於所述下容置槽內，所述下針組件包含：一第一載體；及多個第一導電探針，設置於所述第一載體上，每個所述第一導電探針的兩端分別裸露於所述第一載體外；一扇出轉換件，包含：一安裝板，安裝於所述下針組件上；多個第一導電結構及多個第二導電結構，設置於所述安裝板的相反兩側，多個所述第一導電結構分別電性耦接多個所述第二導電結構，並且多個所述第一導電結構的部分及多個所述第二導電結構的部分裸露於所述安裝板，相鄰的任兩個所述第一導電結構的所述部分以一第一間隔距離配置且分別電性耦接多個所述第一導電探針，相鄰的任兩個所述第二導電結構的所述部分以一第二間隔距離配置，且所述第二間隔距離小於所述第一間隔距離；一上針組件，設置於所述上容置槽內，所述上針組件包含：一第二載體；及多個第二導電探針，設置於所述第二載體上，每個所述第二導電探針的兩端分別裸露於所述第二載體外，多個所述第二導電探針的其中一端分別電性耦接多個所述第二導電結構，並且多個所述第二導電探針的另一端能用以電性耦接一待測物；以及一限位件，設置於所述框架上，所述限位件用來限位所述待測物。
如請求項1所述的探針卡裝置，其中，所述第一載體包含：一第一上蓋，包含：一第一載台，具有相反的兩個寬側面，所述第一載台具有連通兩個所述寬側面的多個第一上固定孔；一第一環牆部，連接於所述第一載台的其中一所述寬側面上，所述第一環牆部的內緣抵靠所述扇出轉換件；一第一設置槽，位於所述第一載台的另一所述寬側面上；及一第一下蓋，設置於所述第一設置槽內，所述第一下蓋具有一第一板體及位於所述第一板體上的多個第一下固定孔，多個所述第一下固定孔對應多個所述第一上固定孔，並且任一個所述第一下固定孔及對應的所述第一上固定孔共同設置有一個所述第一導電探針。
如請求項2所述的探針卡裝置，其中，所述第一下蓋的外表面切齊所述第一上蓋遠離所述框架的所述寬側面；於所述第一載台面朝所述框架的所述寬側面中，所述寬側面於所述第一環牆部所圈圍的區域內的高度高於所述寬側面於所述第一環牆部所圈圍的區域外高度。
如請求項2所述的探針卡裝置，其中，所述第一環牆部具有多個第一限位孔，所述第一下蓋具有多個第一對位孔，多個所述第一對位孔與多個所述第一限位孔彼此位置對應，並且彼此對應的所述第一對位孔與所述第一限位孔共同容置所述下針組件的一第一對位柱，以限制所述第一下蓋相較於所述第一載體的水平移動。
如請求項1所述的探針卡裝置，其中，所述第二載體包含：一第二上蓋，包含：一第二載台，具有相反的兩個寬側面，所述第二載台具有連通兩個所述寬側面的多個第二上固定孔；一第二環牆部，連接於所述第二載台的其中一所述寬側面上，所述第二環牆部的內緣用來抵靠所述待測物；一第二設置槽，位於所述第二載台的另一所述寬側面上；及一第二下蓋，設置於所述第二設置槽內，所述第二下蓋具有一第二板體及位於所述第二板體上的多個第二下固定孔，多個所述第二下固定孔對應多個所述第二上固定孔，並且任一個所述第二下固定孔及對應的所述第二上固定孔共同設置有一個所述第二導電探針。
如請求項5所述的探針卡裝置，其中，所述第二下蓋的外表面切齊所述第二上蓋遠離所述框架的所述寬側面；於所述第二載台面朝所述框架的所述寬側面中，所述寬側面於所述第二環牆部所圈圍的區域內的高度高於所述寬側面於所述第二環牆部所圈圍的區域外高度。
如請求項5所述的探針卡裝置，其中，所述第二環牆部具有多個第二限位孔，所述第二下蓋具有多個第二對位孔，多個所述第二對位孔與多個所述第二限位孔彼此位置對應，並且彼此對應的所述第二對位孔與所述第二限位孔共同容置所述上針組件的一第二對位柱，以限制所述第二下蓋相較於所述第二載體的水平移動。
如請求項1所述的探針卡裝置，其中，所述扇出轉換件的所述安裝板包含一上板體及一下板體，所述上板體安裝於所述下板體的一寬側面上，並且所述上板體的一寬側面的面積小於所述下板體的所述寬側面。
如請求項8所述的探針卡裝置，其中，每個所述第二導電結構設置於所述上板體，並且每個所述第二導電結構具有位於所述上板體相反兩側的一外側端及一內側端，所述外側端呈圓柱狀，所述內側端圓球狀；每個所述第一導電結構設置於所述下板體，每個所述第一導電結構具有位於所述下板體的一外側端，所述外側端呈圓柱狀。
如請求項1所述的探針卡裝置，其中，所述限位件包含一緊迫件及設置於所述緊迫件兩側的兩個扣件，兩個所述扣件的位置對應於所述框架的兩個配合件，並且兩個所述扣件卡扣兩個所述配合件，使所述緊迫件固定於所述框架上。