TWI234660B - Arch type probe and probe card using same - Google Patents

Description

123466〇 故、發明說明： 【韻^明所屬技術^領域】 發明領域 本發明係有關一種使用於測量一測量標的物之電子 特性的探針，以及使用該探針的探針卡。

C先前J 發明背景 10 15 20 从付一禋吴有如針狀之探針之類型的探針卡，該 針狀之探針係與-測量標的物之電極以及設有探針的基板 二接觸。其中該探針係與該電極相接觸’而後與之抵壓（過 =載rrrven))’藉此確保該控針有—預定接觸 另方面由於棟針會在電極側邊表面、、典 造成清潔的發生），藉此了解到探針與電極之二動此會 (參見專利文獻1)。 之間的導電性 專利文獻1為JP〜A 2001-41978。 近年來，在-探針卡中，測量標的 複雜性上被提高（電極之間的間距已被^積體電路之 探針要小型化，起在—基板上提供’、_伴隨著 之需要性。 、、、小的間距探針 【^^明内】 發明概要 本發明欲解決的問題 若一針狀的探針係被小型化，該探 過度負载所造成的負載，並使之斷裂。此=法承受由於 物之積體電狀複雜性上的進展變得_難&成剛量標的 6 25 1234660 本發明是基此等情況所創作出來，且本發明之目的之 一係在提供一種拱型探針，其若是被小型化乃能夠承受由 過度負栽所造成的負載，以及使用該探針的探針卡。 解決問題的方式 5 為了解決上述問題，本發明的拱型探針具有一種半圓 弧型之形狀，其一端係形成在探針卡之基板表面上並為^ 表面所支持，且具有一第一呈四分之一之圓弧部分，其一 、係為基板所支持；以及一第二呈四分之一之圓弧部分， 其連接到該第一呈四分之一圓弧部分之另一端，且是稍短 於该第一呈四分之一圓弧部分，其中在該探針近乎於探針 中央之位置的頂部分作為接觸表面，以與一測量標的物之 電極相接觸。 想要的是提供一種在該探針之頂部分提供一種突伸 的接觸端子。該第二呈四分之一圓弧部分之遠端部分是呈 球體狀。不使用球體狀，該遠端部分之遠端表面亦可施以 〜塗層。一種提高楊氏模量所需要的材料加入該探針中是 可能的。 本發明的探針卡係為一種下述探針卡··其可是一種測 夏榡的物之測量儀器的感知部分，且具有一被放置於探針 儀上的基板以及一形成於該基板上的棋型探針。 第二呈四分之一圓弧部分之遠端表面上可被塗覆以 —塗層，而此等部分係與基板表面接觸且位在基板表面上。 ^具有較該拱型探針之彈性為高的強化元件在相對於 。亥基板之表面上沿著長方向與該拱型探針一體成形。戋 1234660 者’該具有㈣拱魏狀彈料高的強化元件可設置在 該基板與-位在為棋型探針頂表面之另—側上的表 本發明之功效 10 15 若是採用本發明申請專利範圍第1項之拱型探針 時，則形成於呈大堂梹型形狀的探針之頂部份係用以盘测 量標的物之電極相接觸，而後進行過度負載，藉此該探針 是可以賴之平行之方式雜變形，該第二呈四分之1 孤部分之遠端部分健基板表㈣目接觸，並在此狀態下，、 在該基板側邊的表面上義（即滑動）；故使得因過度負載 所製造的輯被分散開。因此，該探針沒有機會發生在傳 統例子中發生的斷裂情況。由於第- 乐一壬四分之一圓弧部分 之遠端部分雜基板相接觸，其奸能麵—要在探針與 電極之間達成導電所需制預定接_力，又湘1第二 呈四分之-圓弧料之遠端科錢板场行而㈣錄 板相接觸’來造·探針頂部分麵量物件之電極上的滑 動，故其亦可能確保-預定的清潔轉。因此，本發明可 能使拱型探針小型化，進而可使用於在積體電路上具有先 進複雜性之測量標的物上。 20 #是採用本發明中請專利範圍第2項之拱型探針 時，其在探針頂部設有與測量物相接觸之接觸端子；故可 相當地確保其與電極之接觸。 範圍第3項之拱型探針 圓弧部分之遠端部分是呈 若是採用本發明申請專利 時，該探針上為第二呈四分之一 1234660 球體狀，故可以降低該探針上該第二呈四分之一圓弧部分 之遠端部分與該基板之間的磨擦係數。因此，第二呈四分 之一圓弧部分之遠端部分容易側邊滑動以與基板表面相接 觸，故可使得因過度負載所造成的負載更為分散。 5 若是採用本發明申請專利範圍第4項之拱型探針 時，則在該第二呈四分之一圓弧部分的遠端部分施以一塗 層，故可以降低在該探針上該第二呈四分之一圓弧部分之 遠端部分與該基板之間的磨擦係數；藉此，其可得到與申 請專利範圍第3項相類似的效果。 10 若是採用本發明申請專利範圍第5項之拱型探針 時，一提高楊氏模量所需要的材料係被加入該探針中，故 可改進探針強度。因此，小型化該拱型探針是可能的。 若是採用本發明申請專利範圍第6項之拱型探針 時，其可達成與梹型探針相似的功效。 15 若是採用本發明申請專利範圍第7項之拱型探針 時，塗層係施用於該基板之部分表面，該部分表面係為與 該第二呈四分之一圓弧部分之遠端部分相接觸者；故可以 降低該基板與該探針之間的磨擦係數。因此，第二呈四分 之一圓弧部分之遠端部分容易側邊滑動以與基板表面相接 20 觸，故可使得因過度負載所製造的負載更為分散。 若是採用本發明申請專利範圍第8項之拱型探針 時，一種具有比拱型探針更高彈性之強化元件係與該拱型 探計沿著長向而在相對於基板的表面上與該拱型探針一體 1234660 成瓜，故即便5亥採針被小型化，其亦沒有機會發生在傳統 例子中所發生的探針斷裂的情況。 若是採用本發明申請專利範圍第9項之拱盤探針 時，一種具有比拱型探針更高彈性之強化元件係被設置於 5该基板以及位在该梹型探針之頂部分另一側的表面二者 間；故可使得因過度負栽所造成的負載更為分散。因此， 即便該探針被小型化，其亦沒有機會發生在傳統例子中所 發生的探針斷裂的情況。 C實施方式】 10 較佳實施例之詳細說明 [實施本發明之最佳態樣] 下列係為使用與本發明一實施例相關之拱型探針的 探針卡之況明。第1圖係一使用與本發明一實施施相關之 供型採針的探針卡之橫切面示意圖，第2圖係顯示探針卡 15的使用狀態的橫切面示意圖，第3圖係為探針卡之棋型探 針的第二呈四分之一圓弧部分的模型示意圖，且該第二呈 四分之-圓5瓜部分之遠端部分係呈球狀，且第4圖係揭示 用於探針卡之拱型探針的強化元件示意圖。該元件是不同 於拱型探針。 20 顯示於第1圖之探針卡A係為-用於測量—標的物 B測量儀器（未顯示）之感知部分’且具有―測量儀器之探 針儀所握持_量平板，，使之置於測量標的^ B之相對處’且有多個拱型探針2〇〇料於該平板表面 上。詳細的内容可參見下述組成說明： 10 1234660 一拱型探針200係形成於該平板100之表面且在下 述的步驟中與該表面一體形成，而形成一半圓弧之形狀， 該步驟為先將一光阻塗覆在平板表面上以在光阻上形成圖 案，並鍍敷該表面使之與該圖案相符，且重覆如此的步驟。 5 拱型探針2 00的間距係相同於測量標的物B電極10之間 距，俾使得拱型探針200係與對應之測量標的物B電極 1〇相接觸，在本例中，該間距係被設定為25 um。 拱型探針2 00具有一形狀，該形狀包含有一第一呈四 分之一圓弧部分210，其一端係為平板100所支持；以及 10 一第二呈四分之一圓弧部分220，其係連接到該第一呈四 分之一圓弧部分21◦之另一端，並朝向平板100延伸， 且係稍短於該第一呈四分之一圓弧部分221。亦即該第二 呈四分之一圓弧部分220之遠端部分221係相對於該平 板100。在拱型探針200的頂部分設置有一呈突伸之接觸 15 端子230，其係與測量標的物B之電極10相接觸。 例如，PCB之類者係可使用作為平板10 0。沒有顯示 出來之印刷線路係形成於該平板表面。未顯示出的外來電 極是設在平板的邊緣部分。該外來電極係經由印刷線路而 電連接到第一呈四分之一圓弧部分210之一端。 20 強化元件3 00係為一種彈性樹栺，其具有高於該拱型 探針200之彈性，且是設置於位在該平板100與拱型探 針相對於其頂部分之另一側之表面二者的空隙内，該探針 係與一測量標的物B相觸接，其例如為彈性體或其類似 !23466〇 物。該強化元件300係該拱型探針製造方法中被插入至該 空隙中。 具有如此結構的探針卡A如上所述，係置於測量儀器 中之探針儀上，且用來測量一測量標的物B之電氣特性。 5洋細的資料係以下述使用的方式說明。注意到該測量儀器 的測試儀與探針是經由外來電極而彼此電連接的。 首先’該探針儀的驅動裝置係被致動，以使得該平板 工〇〇與該測量標的物B彼此相對地移動接近。如此的移動 會得該拱型探針200的接觸端子230與測量標的物B之 10對應電極10彼此相接觸。而後，該平板100與該測量標 的物B彼此更進一步地移動接近，藉此使該接觸端子抵壓 該測量標的物B對應之電極ίο (此即，過度負載）。 在此時，一拱型的探針2 00係以與之平行方式可彈性 地被變形，該第二呈四分之一圓弧部分220之遠端部分 1 22ι，如第2圖所示，係與平板1〇〇的表面相接觸，且其 後，該遠端部分在該平板1〇0的表面上移動（以第1圖之 $頭標示方向移）。強化元件3 0 〇係彈性變形並吸收由過 度負載而施加於拱型探針2 00之負載。 若是在使用探針卡的情況下’該梹型探針200則是彈 I*生受形，以與之平行方式，該第^一主四分之一圓孤部分2 2〇 之遠端部分221，如第2圖所示，係與平板1〇〇的表面相 接觸，且其後，再使該遠端部分221在該平板1〇〇的表 面上移動，藉此使得因過度負載而施加於梹型探針2 QQ之 負載被分散開。由於第二呈四分之一圓弧部分22〇之遠端 12 1234660 部分221係與平板100相接觸，其亦可能確保其為一在 拱型探針2 00與對應電極10之導電性上所需要之預定接 觸壓力以及一預定的清潔距離（即，大於該距離，該第二 呈四分之一圓弧部分220之遠端部分221會在測量標的 5 物B之電極10表面上滑動），蓋因該接觸端子會因該拱型 探針2 00的變形而在電極10上滑動。 任何設計上的變化是可以在該拱型探針20◦上進行 而不會造成任何問題，只要其為呈半圓形之探針，且其一 端係形成於平板1〇〇表面上並為該表面所支持，並具有一 10 第一呈四分之一圓弧部分210,其一端係為平板1〇0所支 持；以及一第二呈四分之一圓弧部分220，其係連接到該 第一呈四分之一圓弧部分210之另一端，且係稍短於該第 一呈四分之一圓弧部分，其中在該探針2◦◦的近乎於探針 中央之位置處的頂部分作為接觸表面230，以與測量標的 15 物B之電極10相接觸。 該拱型探針200之第二呈四分之一圓弧部分220之 遠端部分221係如第3圖所示呈球體，藉此可使得在該要 接觸之遠端部分221與該平板100表面二者間的磨擦係 數降低，由於遠端部分是採用球體狀，該遠端部分221是 20 可很容易在平板表面上滑動，進而可使得因過度負載所造 成的負載分散情況被改善。 該拱型探針200之第二呈四分之一圓弧部分220之 遠端部分221可以塗覆有一用以降低該平板10◦表面與 該遠端部分221之遠端表面二者間磨擦係數之材料，其可 13 1234660 為例如’鐵氟隆（註冊的商品名稱）、乙稀或其可類似物， 而不採用之第二呈四分—之圓弧部分220之呈球體狀的 端部分211。 為了增高拱型探針200的強度，該拱型探針20〇可 被製成包含有提高揚氏模量所需之材料，例如，錄、始、 锰、鶴、鍊、鶴等。要注意的是，沒有必要一定在換型探 針200之頂部分提供有接觸端子。 10 15 任何元件皆可使用作為平板，只要其是一種本身上可 如上所述形成拱型探針之平板，任何在設計上的變化皆是 容許的。例如，塗層可以如第i圖所虛線所示者施用: 板⑽之部分表面上，而該部分表面是相對於該第二呈四 分之-圓孤部分220之遠端部分221上，該表面被塗覆 以一種用以降低該平板100表面與該遠端部分221之遠 端表面二者間磨擦係數之材料，例如，樹脂，即鐵氣隆（註 冊的商品名稱）、乙烯或其可類似物。例如，注咅、到一薄 片元件亦可使用來替代該平板1 〇〇。 則匕元件3〇〇是可以用下方式方式得到：一種諸如具 有比探針200為高之彈性的氧化銘之類強化元件係與該 拱型探針在如第4圖所示製造方法中沿著長方向一體成形 於-其背面上，俾藉此，形成-種強化之呈多層結構棋型 探針200。更不用說，該探針是不一定需要提供有一強化 元件3〇〇。 【圖式簡單#明】 14 1234660 第1圖係一使用與本發明一實施施相關之拱型探針 的探針卡之橫切面示意圖。 第2圖係顯示探針卡的使用狀態的橫切面示意圖。 第3圖係為探針卡之拱型探針的第二呈四分之一圓 5 弧部分的模示意圖，且該第二呈四分之一圓弧部分之遠端 部分係呈球狀。

第4圖係揭示用於探針卡之拱型探針的強化元件示 意圖。該元件是不同於拱型探針。 【圖式之主要元件代表符號表】 10 A:探針儀 1〇〇:平板 200 :探針 210:第一呈四分之一圓弧部分 220:第二呈四分之一圓弧部分 15 300:強化元件

B:測量標的物 1〇：電極 15

Claims (1)

1. 5 拾、申請專利範圍： 針具有一第一呈四分之 所支持；以及一 °亥第一主四分之—圓弧部分之另一端 L =半=_之形狀的_探針’其1係形成在該探 之土板面之—表面上並_表面所支持，該棋型探 之圓弧部分，其-端係為基板 第二呈四分之一之圓孤部分，其連接到 一 ，且是稍短於該第 四/刀之-圓弧部分，其巾在雜針近乎於探針中央 極相接觸。 之位置的頂部分作為接觸表面，以與—測量襟的物之帝 10 2.如申請專利範圍第丄項之拱型探針，其中_突伸的接觸 端子係被設置在該頂部分。 、 3. 如申請專利範圍第1項之拱型探針，其中 。 。 木~壬四分 之一圓弧部分之遠端部分是呈球體狀。 4. 如申請專利範圍第！項之拱型探針，其中—塗層係施用 15 於該第二呈四分之一圓弧部分之遠端部分。 5. 如申請專利範圍第i項之拱型探針，其中加人有一種提 局杨氏模Ϊ所需要的材料。 6· —種捸針卡，其係為半導體晶圓測量儀器之感知部分， 其具有一被置於一探針儀上的基板以及一如申請專利 20 範園第1至5項中任一項之拱型探針。 7. 如申請專利範圍第6項之探針卡，其中錢層係被施用 至該該基板之部分表面，該等部分表面係與該第二呈四 分之一圓弧部分之遠端部分相接觸。 8. 如申請專利範圍第6項之探針卡，其中-種具有較該供 16 1234660 型探針之彈性為高的強化元件在相對於該基板之表面 上沿著長方向與該拱型探針一體成形。 9.如申請專利範圍第6項之探針卡，其中一具有較該拱型 探針之彈性為高的強化元件係設置在該基板與拱型探 5 針之一位在為拱型探針頂表面之另一側的表面之間。

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