TWI443343B - 陣列式微間距探針組及其製造方法 - Google Patents

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陣列式微間距探針組及其製造方法

本發明揭露一種陣列式微間距探針組及其製造方法，特別是一種省略導板結構之陣列式微間距探針組及其製造方法。

積體電路之導電凸塊(Bump)或焊墊(Pad)結構，趨勢為朝向微小間距(70奈米(μm)以下)發展，因此用於測試積體電路功能之探針卡亦必須微型化。探針卡微型化包含探針本體的微型化、探針間距的縮減、與結構設計的改變；因此，要沿襲習知陣列式探針卡設計，應用於測試包含微間距導電凸塊之積體電路，有其困難，詳述如下。

習知陣列式探針組之結構特徵可概述如下。第一圖為一習知陣列式探針組100之剖面圖；該陣列式探針組100包含第一導板101與第二導板102，上述第一導板101與第二導板102各包含具相對應關係的第一導板孔洞103與第二導板孔洞104，以使複數探針105可插於導板內；上述探針105並包含一彎曲部106，但探針105之上下端仍係以垂直導板方向插入導板。

上述彎曲部106係用以輔助陣列式探針組100與導電凸塊107保持良好電性接觸；當探針105壓抵於導電凸塊107而略回縮，上述彎曲部106即因之產生形變，提供探針105彈力；因此即使各導電凸塊107之共面度不佳或探針105與導電凸塊107間未對準，藉上述彈力調整探針105 與導電凸塊107間的接觸，可使上述兩者仍保持良好電性接觸。

上述習知陣列式探針組100與待測積體電路間存有熱膨脹失配(mismatch)問題。如第一圖所顯示，第二導板102上之第二導板孔洞104位置與導電凸塊107位置具有對應關係，但因為導板材質與矽之熱膨脹係數有差異，探針105與導電凸塊107間對準關係會受溫度影響，產生偏差。針對此一問題，一般為使用與矽材質具相近熱膨脹係數之材質製造導板解決，例如以包含鎳金屬之INVAR^® 製造導板，但為絕緣，尚必須於導板表面包覆介電材料；另又為使探針能於導板孔洞內平順滑動，必須於導板孔洞內塗敷一層抗磨損潤滑材質。其他解決方案尚包含利用陶瓷作為導板材質，雖不需要塗敷介電材料，但仍需於孔洞中塗敷潤滑材質。

應用上述習知陣列式探針組結構與材質於測試具微間距導電凸塊之積體電路時，會遭遇下列問題：

1.當導電凸塊間距漸小，例如由100奈米縮至70奈米以下，基於材料特性，要於陣列式探針組之導板上形成孔洞，尤其是以非金屬材質，例如陶瓷，構成之導板，有其困難。

2.上述習知探針彎曲部份需以沖壓製程形成，插針操作亦需以人工方式完成，因此以上述製程製備高探針密度與具微間距之探針陣列，除有實施上困難，成本亦相當高。

3.另應用習知陣列式探針組於檢測間距為70奈米或以下 之導電凸塊時，探針之直徑需要低至20奈米左右，於孔徑如此之小之孔洞內，包覆介電材質與/或潤滑材質，有其困難。

4.要以目前習知探針製備技術，製造可應用於微間距導電凸塊之微探針尚有困難；若以使用半導體製程製造該微探針，其成本則相當高，交期亦長，且以該製程係以沈積方式製造探針，除探針強度較差，探針頭亦於磨損後，亦不可以研磨或其他修飾方式，恢復原狀。

5.傳統上，探針頭即便可修飾，其形狀仍為錐狀，但因針頭直徑一般需維持在6奈米，因此以修飾方式，重複使用針頭之次數亦有限制。

有鑑於上述困難點，有揭露利用一膠體結構，形成上述探針陣列，以避免碎裂者。美國專利第5635846號為揭露一種利用打線技術將探針固著於基板上，配合彈性膠體結構，構成一陣列排列探針；其中上述探針為以一小於五度傾斜角配置，因此探針本體並不需要彎曲以提供彈性。該發明應用於製造微間距探針組之問題在於：依目前打線技術，該探針陣列尚無法製造應用於檢測具微小間距，例如70奈米以下，之探針組。

日本專利第11-295342號，揭露一種利用矽樹脂結構固定探針技術，該發明係提供一中介結構連結基板下緣與矽樹脂結構，因此利用該中介結構，該探針卡不需使探針傾斜，即能使探針具彈性。該結構缺點為較複雜，且該矽樹脂為軟性，因此該結構尚必須需裝置熱膨脹係數和矽匹 配的導板；且應用該發明於檢測具微小間距之凸塊時，例如50奈米，即必須將導板加工至很薄以利鑽孔，因此導板破裂的風險即升高。美國專利第6535002號，亦以提供一由軟膠體結構包覆探針之結構，該結構仍需裝置導板以固定上述探針。

有提出以半導體製程，製造微間距陣列式探針組。中華民國專利第00513380號即揭露一種微間距探針組之製造方法，包含於基板上形成包含複數個孔洞之光阻層後，於該孔洞內沈積金屬，反覆數次以製備複數個具微間距之探針。以半導體製程製備探針卡，其缺點在構成探針結構之材料受到限制，而且以沈積電鍍方法製備出之成品，強度較機械加工而得之探針為弱；另為延長使用壽命，會於針頭部使用耐磨損材質，例如銠，因此無法以研磨方式，恢復針頭之形狀。

有鑑於此，發明人提出一種陣列式微間距探針組結構及其製作方法，解決上述問題。

本發明揭露一種陣列式微間距探針組及其製作方法，該陣列式微間距探針組係以非彈性膠體結構固定探針，有製程簡易、可避免導板磨損，或於導板開孔產生之破裂風險與降低製造成本之優點。

本發明揭露一種陣列式微間距探針組製造方法，利用導板組配合拉線製程，可以低成本形成一具微直徑之探針。

本發明揭露一種陣列式微間距探針組，包含可修飾之 探針頭，因此該探針可重複利用。

本發明更揭露一種陣列式微間距探針組，其探針本體為均勻線狀，經修飾後，仍可維持原針頭面積。

本發明揭露一種陣列式微間距探針組，其探針與膠體結構表面呈一傾斜角，且露出於膠體結構表面之探針頭具彈性，因此應用於平面度不佳之導電凸塊陣列時，仍可保持各探針受力均勻且與導電凸塊對準。

本發明揭露一種陣列式微間距探針組，與空間轉換器保持電性連接，以便於與外界導線連接，傳輸電訊號。

本發明揭露一種陣列式微間距探針組，更包含一水平調整結構。調整該探針組水平。

為達上述目的，本發明揭露一種形成陣列式微間距探針組之方法，包含：提供一導板組，包含以陣列排列之複數貫通孔洞，其中導板組由第一導板與第二導板構成，且第一導板包含複數第一孔洞，與第二導板包含複數第二孔洞，上述各第一孔洞與相對應關係之各第二孔洞，構成上述各貫通孔洞；使複數探針穿設於上述導板組中以陣列排列之複數貫通孔洞；分離第一導板與第二導板；以一限定結構與第一導板與第二導板形成一限定空間；填入一膠體於上述限定空間，形成一非彈性膠體結構，包繞以陣列排列之複數探針；研磨上述探針露出於該非彈性膠體結構之部分，使上述複數探針陣列頂部趨近於同一平面。

本發明亦揭露一種陣列式微間距探針組，包含：複數個探針，以陣列方式排列，該複數個探針直徑小於100奈 米，與一非彈性膠體結構，其中上述探針以陣列方式，插於該膠體結構。

本發明更揭露一種由陣列式微間距探針組構成之探針卡，包含：複數個探針，以陣列方式排列，且上述複數個探針直徑小於100奈米；一非彈性膠體結構，其中上述探針以陣列方式，插於非彈性膠體結構；一限定結構，用以固定上述非彈性膠體結構；一空間轉換體，包含複數第一導電接點與複數導電線路，其中該第一導電接點設置於該空間轉換體下表面，各該第一導電接點與各該探針具相對應貼配關係，該第一導電接點並與相對應之該導電線路保持電性連接關係；一電路板，包含複數個第二導電接點與複數個測試接墊，設置於空間轉換結構上，其中第二導電接點與第一導電接點具相對應電性連接關係，且第二導電接點與測試接墊保持電性連接關係，因此探針與測試接墊間保持一訊號耦合關係，且該第二導電接點間距離大於該探針間距離。

本發明更揭露一種由陣列式微間距探針組構成之探針卡，包含：複數個探針，以陣列方式排列，上述複數個探針直徑小於100奈米；一非彈性膠體結構，其中探針以陣列方式，插於該膠體結構；複數導電線路；一空間轉換板，包含複數孔洞，其中複數導電線路相對應地穿設該複數孔洞，該複數導電線路並於該空間轉換板下表面，形成相對應之複數導電接點，各該導電接點與該相對應探針頂端分別形成電性連接。一電路板，包含上、下表面，其中 複數個測試接墊設置於該電路板上表面，且各該測試接墊與相對應之各該相對應導電線路保持電性連接關係。一握持機構，設置於電路板下表面，連接該電路板與該空間轉換板，用以調整陣列式微間距探針組水平。

本發明揭露一種陣列式微間距探針組及其製造方法，特別是一種省略導板結構之陣列式微間距探針組及其製造方法。

第二a-二e圖為製備陣列式微間距探針組之示意圖；第二a圖顯示一包含貫通孔洞201之導板組202，於後續步驟中供探針插入；更特定言之，上述導板組202由包含第一孔洞203之第一導板204與包含第二孔洞205之第二導板206構成，其中上述第一孔洞203與第二孔洞205具相同孔徑與對應貫通關係，構成上述貫通孔洞201。

第一導板204與第二導板206材質可為非金屬與金屬，但當導電凸塊間距趨小時，例如小於50奈米時，較佳材質為金屬。

第一孔洞203與第二孔洞205可以雷射或加工機形成。貫通孔洞201軸向與導板組202上下表面呈一夾角關係；於一具體實施例中，貫通孔洞201軸向與導板組202上下表面係呈非垂直關係。貫通孔洞201孔徑根據製程與導板材質，可低至約15至25奈米之間，於一較佳具體實施例，考慮耐電流因素，該孔徑為約20奈米。

上述貫通孔洞201於導板組202上之分佈，為根據待 測試積體電路上導電凸塊位置決定，以構成一貫通孔洞201陣列。上述各孔洞間距為介於70奈米至15奈米之間。

參照第二b圖，於下一步驟中，將一均勻線狀探針207穿設於第二a圖中顯示之貫通孔洞201中；更特定言之，上述線狀探針207係自貫通孔洞201任一端以拉線方法穿設於貫通孔洞201內。

於上述線狀探針207穿設於導板組202之貫通孔洞201中後，如第二b圖顯示，以保持上述第一導板204與第二導板206之表面平行方式，使兩導板分離一段距離；更特定言之，係以維持上述探針207本體軸向與第一孔洞203及第二孔洞205之孔洞軸向屬同一方向方式，分離導板。

於另一具體實施例，導板組202更包含一中介結構211，例如為一具有與導板孔洞203、205對應貫通關係之通孔之絕緣膜，夾於第一及第二導板之間，當線狀探針207穿設於導板組202時，亦穿過該中介結構211。

如第二c圖顯示，於下一步驟中，係形成一絕緣膠體結構208，以固定上述複數探針207所形成之陣列；該步驟係利用第一導板204、第二導板206與一圍繞該探針陣列之限定結構209，限定出一立體區域210後(箭頭所指空間)，利用填膠或塗膠方式，將一膠體填入立體區域210，以完成膠體結構208。於一較佳具體實施例中，第一導板204、第二導板206或兩導板為可移動，故可藉調整導板位置，調整上述膠體結構208高度。

於一具體實施例中，可選擇以一次或數次方式填充該立體區域210，形成膠體結構208。第二d圖即係於先作成部份膠體結構208後，於該部份膠體結構208上形成一中介結構211，例如一層絕緣膜，之後再繼續調整導板位置與灌膠或填膠，繼續形成膠體結構208；上述中介結構211係用以協助固定探針207，因此當所要形成之膠體結構208較厚時，利用該中介結構211，即可避免探針207間因接觸而產生短路。

於另一具體實施例中，探針207表面以絕緣膜披覆，該立體區域210則以非彈性之導電性膠體結構208填充，該非彈性之導電性膠體結構208係用以更進一步對探針207之訊號進行屏璧(shielding)作用。

如第二e圖顯示，於完成膠體結構208後，下一步驟為對探針頭進行一修飾製程。

以露出於第二導板206表面之第二探探針頭212為例，修飾製程可以施加機械力方式進行修飾；舉例言之，以研磨方式修飾第二探針頭212構型；於另一具體實施例中，係以化學方式進行修飾，例如係以電化學蝕刻方式修飾第二探針頭212構型。

修飾製程包含修飾探針頭所構成平面之水平，與探針頭露出長度。於一具體實施例中，探針頭212所構成平面之水平為與膠體結構208上下表面平行。露出於第二導板表面206外之第二探針頭212長度，係藉由控制第二導板206之厚度，或藉由調整第二導板206與膠體結構208間 距離控制。以研磨方法為例，於修飾製程中，研磨第二探針頭212，直至該第二探針頭212僅略突出於第二導板206表面；更特定言之，修飾製程原則為利用第二探針頭212之長度，提供足夠彈力，使探針207壓觸於平面度不佳之導電凸塊陣列時，使各探針207受受力均勻且仍與導電凸塊對準。另當上述修飾製程為以研磨方式為之時，第二導板206材質硬度為足以保護第二探針頭212，不因受到橫向摩擦力作用產生彎曲。

上述經修飾第二探針頭212構型可為平面、一斧頭狀、圓弧狀等等形狀，原則上只需該第二探針頭212構型能與導電凸塊保持電性接觸即可；於一具體實施例中，當探針207與膠體結構208上下表面為呈垂直夾角關係時，第二探針頭212構型為可刺破導電凸塊表層。完成上述研磨製程後，自膠體結構208移除導板。上述修飾製程，亦可應用於第一探針頭213。

本發明尚揭露一製作包含複數個陣列式微間距探針組301之測試單元300的方法，以同時測試複數待測對象，例如複數晶圓。如第三圖所顯示，以上述製程製造複數陣列式微間距探針組301後，將其固定於限定結構302之開口303內；於一具體實施例中，上述開口303構型為與陣列式微間距探針組301外輪廓具有適形關係，於一較佳具體實施例中，則包含一固定元件(未繪出)以將陣列式微間距探針組301固定於開口303內。因此本發明所揭露之陣列式微間距探針組製造方法可藉由組裝，組合出具特定陣 列式微間距探針組數目與特定構型之客製化測試單元，為一具彈性、且可縮短交期之製程。

於另一具體實施例中，本發明係揭露一種形成陣列式微間距探針組之方法，包含：提供一導板組，包含一以陣列排列之複數貫通孔洞，其中導板組由一第一導板與一第二導板構成，且第一導板包含一第一孔洞，第二導板包含一第二孔洞，其中第一孔洞與該第二孔洞具相對應關係，構成該貫通孔洞；以複數探針穿設於上述複數貫通孔洞；分離上述第一導板與上述第二導板；以一限定結構與第一導板與第二導板形成一限定空間；填入一膠體於上述限定空間，以形成一膠體結構，包繞該複數探針；修整上述複數探針露出於該膠體結構表面部分，使上述複數探針頭趨近於同一平面。

本發明揭露一種不包含導板結構之陣列式微間距探針組結構。第四圖為一陣列式微間距探針組400之側視圖，包含複數探針401，排列為一陣列、一非彈性、絕緣膠體結構402，包繞與固定上述複數探針401，一限定結構403用以固定上述膠體結構402。

上述探針401為線狀柱體；於一較佳具體實施例，上述探針直徑為介於約15-25奈米之間，較佳為20奈米。

探針頭404露出於膠體結構402下表面長度，為足以提供彈力，使探針401應用於平面度不佳之導電凸塊陣列時，仍可使各探針401受力均勻且仍與導電凸塊對準。

探針頭404構型可為平面、一斧頭狀、圓弧狀等等形 狀，原則上只需該探針頭404構型能與導電凸塊保持電性接觸即可；於一具體實施例中，當探針401與膠體結構402上下表面為呈垂直夾角關係時，探針頭404構型為可刺破導電凸塊表層。

因該探針頭404形狀與電性接觸效能有關，是故需維持該探針頭形狀；於一具體實施例中，探針頭404包覆一抗磨蝕材質，例如銠，以維持該探針頭形狀；於另一較佳具體實施例中，探針材質則非抗磨蝕材質，例如鎢，因此該探針頭404部位可以修飾，例如以研磨或電化學方法修飾探針頭404構型。

上述複數探針401係以對應於待測積體電路上導電凸塊位置，構成一陣列排列，固定於膠體結構402中；於一具體實施例中，根據導電凸塊之排列間距，探針401間距為70奈米或更低。

膠體結構402係用以包繞與固定該探針401；更特定言之，其材質包含環氧樹脂或其他能以塗膠、填膠等方式形成一結構之膠體材質。

為避免探針401間產生短路，膠體結構402為絕緣材質構成。上述膠體結構402亦不具彈性，其剛性足以避免於陣列式微間距探針組400下壓時，造成膠體結構402變形；亦因此，本發明揭露之陣列式微間距探針組400不需設置導板固定膠體結構402。於另一具體實施例中，係於探針401表面以絕緣膜披覆，膠體結構402為非彈性之導電性膠體結構208，該非彈性之導電性膠體結構208係用 以更進一步對探針401之訊號進行屏璧(shielding)作用。

上述膠體結構402內可更包含一中介結構(以虛線表示)405，例如一層絕緣膜，用以固定上述探針，以避免於膠體結構402較厚時，探針401間因為接觸而發生短路。

探針401本體軸向與膠體結構402表面為呈一夾角關係。於一具體實施例中，探針401軸向係以一非垂直於膠體結構402上下表面之角度設置於膠體結構402中。一定長度之探針頭404露出於膠體結構402表面外，配合探針401軸向與膠體結構402表面之夾角關係，於探針頭404壓抵於導電凸塊時提供彈力，克服導電凸塊之高低差。

於另一具體實施例中，探針401軸向以垂直於膠體結構402表面之方向設置於膠體結構402中；此一構型中，探針頭404能提供之彈力較小；於一具體實施例中，探針頭404可刺破導電凸塊表層，以與導電凸塊保持電性接觸。

本發明所揭露之陣列式微間距探針組為應用測試於具微小間距導電凸塊之積體電路，因此探針為以相當密集方式排列，相當不便於直接與訊號導線連接；因此，如第5圖所顯示，本發明所揭露之陣列式微間距探針組500尚可與一空間轉換體501，例如使探針與外界導線之接點間隔距離擴大之間隔轉換層，保持電性耦合，以便利於與外界導線連接，傳遞電訊號。

如第五圖所顯示，上述空間轉換體501包含一第一導電接點503、利用微影製程構成之重分佈導體層504與錫 球505，三者間保持電性接觸。

上述空間轉換體501下表面與陣列式微間距探針組500背面為貼配關係並保持電性接觸；更特定言之，係利用位於空間轉換體501下表面之各第一導電接點503與相對應之各探針502保持電性連接。上述重分佈導體層504並更與位於空間轉換體501上表面之錫球505保持電性連接，且各錫球505與電路板506上具對應關係之各第二導電接點507保持電性連接；因此上述第一導電接點503、重分佈導體層504、錫球505與第二導電接點507形成一導電通路，用以傳導電訊號。

藉由上述重分佈導體層504之設置，並可使上述錫球505間距離大於第一導電接點503間距離，因此透過上述導電通路與錫球505，即可使微間距探針502易於與外界保持電性連接。錫球505間間距大於第一導電接點503間距，除有利於陣列式微間距探針組500利用空間轉換體501與電路板506連接；此一構型亦可避免對於過於密集之導電接點進行迴銲(reflow)時，所存在之短路風險。

上述第二導電接點507更與設置於電路板506上之測試接墊508透過電路板506內部走線(未繪出)保持電性連接；因此透過上述電訊號通路，探針502與測試接墊508即可保持電性連接。藉上述電性連接關係，外界，例如一訊號機，即可透過測試接墊508與上述探針502保持訊號耦合關係，對積體電路進行功能測試。

第六圖所顯示之空間轉換體600，為空間轉換結構之 另一具體實施例。空間轉換體600包含複數導線601、第一導電接點609與一空間轉換板610。其中該複數導線601之一端與陣列式微間距探針組602背面之探針603頂部保持電性耦合，另一端則分別與複數焊接墊604連接；該複數導線601係以固著膠611固定於空間轉換板610上方；於一具體實施例中，該固著膠611構成塊體所佔體積，只需足以固定上述導線601，不需填滿電路板606、壁板607與空間轉換板610所構成之空腔。複數焊接墊604與複數測試接墊605為設置於電路板606之上表面，並藉由電路板606內部走線(未繪出)，相對應地保持電性連接。

參照第六圖，導線601一端係穿設於空間轉換板610內；更特定言之，空間轉換板610包含複數貫通開口608，各導線601之一端穿設入相對應貫通開口608，且該端斷面為第一導電接點609設置於下方開口處，各第一導電接點609並與相對應之各探針603頂部保持電性連接。

是故循上述由測試接墊605、電路板606內部走線、焊接墊604、導線601、第一導電接點609與探針603所形成之電訊號通路，外界，例如一訊號機，即可透過測試接墊605與上述探針603保持訊號耦合關係，對積體電路進行功能測試。

於一較佳具體實施例，為提高電訊號傳輸之品質，導線601為同軸線或具阻抗匹配之導線。

參照第七圖，為揭露一包含水平調整結構與空間轉換結構之陣列式微間距探針組。其中空間轉換結構，請參照 第六圖，不於此贅述。

陣列式微間距探針組701之複數個探針702針頭陣列係形成一水平面P，以與待測物，例如導電凸塊陣列，保持良好電性接觸。但於導電凸塊不平整時，或該水平面P之水平水準需調整時，需提供一水平調整機構，調整該水平面P之水平水準。

於一具體實施例中，一空間轉換板703藉一握持機構704與彈性元件705設置於電路板706下方；參照第七圖，握持機構704一端以螺絲707鎖固於電路板706下表面，另一握持端包含一支撐面704a，置於於空間轉換板703端部下方，以托持上述空間轉換板703；彈性元件705則設置於上述空間轉換板703上表面與電路板下表面706a之間，當探針702未與待測物相接觸時，藉由彈性元件705之彈力，空間轉換板703下表面貼靠於握持機構704之支撐面704a。

當探針702接觸待測物時，所產生之接觸壓力透過空間轉換板703傳遞至彈性元件705，使彈性元件705產生伸長或壓縮，因此彈性元件705之彈力可緩衝該接觸壓力之影響，並使設置於空間轉換板703下表面之第一導電接點708與相對應之各探針頂部709仍能保持貼合關係與電性連接。

該水平調整結構並可根據需求，例如接觸壓力大小，調整其彈性元件705數量或其彈性係數，以調整其緩衝接觸壓力能力。

該水平調整結構亦可以調整元件接觸面之方式，調整陣列式微間距探針組701之水平。如上述，握持機構704，係鎖固於電路板下表面706a，因此研磨面704b係緊貼於電路板下表面706a。是故藉研磨方法，改變握持機構704研磨面704b之水平，可以調整握持機構704與電路板下表面706a間之接觸角度，從而調整水平面P之水平水準；藉此一方法與結構，無須改變電路板下表面706a之水平，或造成電路板706扭曲變形，即可使水平面P與待測物表面，例如一晶圓，或電路板下表面706a趨近平行。於另一具體實施例中，則係藉由研磨方法，改變支撐面704a之水平，調整水平面P之水平水準。

於另一具體實施例中，則是加入一襯墊(未繪出)於研磨面704b與電路板下表面706a之間，其中該襯墊之厚度、數目可調整，以調整水平面P。

參照第八圖，為揭露另一包含水平調整結構之陣列式微間距探針組。水平調整機構801包含一L型限定結構802，用以夾持固定一陣列式微間距探針組803；複數一L型彈性固定元件804與上述L型限定結構802組合，以互相疊合方式相連接；即L型限定結構802以倒L之空間方位，疊於L型彈性固定元件804上，組合成一L型結構，使L型彈性固定元件804得以撐托上述L型限定結構802；因此藉由該L型結構，即能限定上述陣列式微間距探針組803之空間位置；一固定板805設置於電路板806之上；一緩衝調整元件807設置於上述電路板806與一空間轉換 體808間，並與電路板806及空間轉換體808保持電性連接；一貫穿孔洞809(以箭頭指示)穿設於上述固定板805與電路板806；複數差動調整元件810設置於上述固定板805，插入上述貫穿孔洞809內，與上述空間轉換體808保持一壓抵關係；更特定言之，差動調整元件810為複數差動螺絲。

當需要調整上述陣列式微間距探針組803水平時，可藉由調整上述複數差動調整元件810，例如調整至少三個差動調整元件810之相對位置，利用三點構成一平面之原理，調整上述陣列式微間距探針組803之針頭尖端平面之水平。又因上述緩衝調整元件807係設置於上述電路板806與上述空間轉換器808間，因此以差動調整元件810調整陣列式微間距探針組803水平時，利用緩衝調整元件807所提供之緩衝空間，例如提供一彈力緩衝空間或一提供一僅以導線與電路板806保持電性連接之空間，可保持電路板806與空間轉換器808間之電性連接，但不會因壓迫電路板806，導致電路板806產生形變。

本發明以較佳實施例說明如上，然其並非用以限定本發明所主張之專利權利範圍。其專利保護範圍當視後附之申請專利範圍及其等同領域而定。凡熟悉此領域之技藝者，在不脫離本專利精神或範圍內，所作之更動或潤飾，均屬於本發明所揭示精神下所完成之等效改變或設計，且應包含在下述之申請專利範圍內。

100‧‧‧探針組

101‧‧‧第一導板

102‧‧‧第二導板

103‧‧‧第一導板孔洞

104‧‧‧第二導板孔洞

105‧‧‧探針

106‧‧‧彎曲部

107‧‧‧導電凸塊

200‧‧‧陣列式微間距探針組

201‧‧‧貫通孔洞

202‧‧‧導板組

203‧‧‧第一孔洞

204‧‧‧第一導板

205‧‧‧第二孔洞

206‧‧‧第二導板

207‧‧‧探針

208‧‧‧膠體結構

209‧‧‧限定結構

210‧‧‧立體區域

211‧‧‧中介結構

212‧‧‧第二探針頭

213‧‧‧第一探針頭

300‧‧‧測試單元

301‧‧‧陣列式微間距探針組

302‧‧‧限定結構

303‧‧‧開口

400‧‧‧陣列式微間距探針組

401‧‧‧探針

402‧‧‧膠體結構

403‧‧‧限定結構

404‧‧‧探針頭

405‧‧‧中介結構

500‧‧‧陣列式微間距探針組

501‧‧‧空間轉換體

502‧‧‧探針

503‧‧‧第一導電接點

504‧‧‧重分佈導體層

507‧‧‧第二導電接點

506‧‧‧電路板

505‧‧‧錫球

508‧‧‧測試接墊

600‧‧‧空間轉換體

601‧‧‧導線

602‧‧‧陣列式微間距探針組

603‧‧‧探針

604‧‧‧焊接墊

605‧‧‧測試接墊

606‧‧‧電路板

607‧‧‧壁板

608‧‧‧貫通開口

609‧‧‧第一導電接點

610‧‧‧空間轉換板

611‧‧‧固著膠

701‧‧‧陣列式微間距探針組

702‧‧‧探針

703‧‧‧空間轉換板

704‧‧‧握持機構

704a‧‧‧支撐面

704b‧‧‧研磨面

705‧‧‧彈性元件

706‧‧‧電路板

706a‧‧‧電路板下表面

707‧‧‧螺絲

708‧‧‧第一導電接點

709‧‧‧探針頂部

801‧‧‧水平調整機構

802‧‧‧限定結構

803‧‧‧陣列式微間距探針組

804‧‧‧彈性固定元件

805‧‧‧固定板

806‧‧‧電路板

807‧‧‧緩衝調整元件

808‧‧‧空間轉換器

809‧‧‧貫穿孔洞

810‧‧‧差動調整元件

第一圖為顯示一種習知陣列式探針。

第二a圖為顯示製備本發明之陣列式微間距探針組之一步驟。

第二b圖為顯示製備本發明之陣列式微間距探針組之一步驟。

第二c圖為顯示製備本發明之陣列式微間距探針組之一步驟。

第二d圖為顯示製備本發明之陣列式微間距探針組之一步驟。

第二e圖為顯示製備本發明之陣列式微間距探針組之一步驟。

第三圖為顯示包含複數個陣列式微間距探針組之測試單元。

第四圖為顯示關於本發明之陣列式微間距探針組。

第五圖為顯示一陣列式微間距探針組以及與之貼配的空間轉換體。

第六圖為顯示另一陣列式微間距探針組以及與之保持電性連接之空間轉換體。

第七圖為顯示包含水平調整機構之陣列式微間距探針組。

第八圖為顯示另一包含水平調整機構之陣列式微間距探針組。

400‧‧‧陣列式微間距探針組

401‧‧‧探針

402‧‧‧膠體結構

403‧‧‧限定結構

404‧‧‧探針頭

405‧‧‧中介結構

Claims (55)

1. 一種形成陣列式微間距探針組之方法，包含：提供一導板組，包含以陣列排列之複數貫通孔洞，其中該導板組由一第一導板與一第二導板構成，且該第一導板包含複數第一孔洞與該第二導板包含複數第二孔洞，各該第一孔洞與具相對應關係各該第二孔洞，構成各該貫通孔洞；使複數探針穿設於該複數貫通孔洞；分離該第一導板與該第二導板；以一限定結構與該第一導板及該第二導板，形成一限定空間；填入一膠體於該限定空間，形成一非彈性膠體結構，包繞該複數探針；修整該複數探針露出於該非彈性膠體結構表面部分，使該複數探針頭趨近於同一平面。
2. 如請求項第1項之形成陣列式微間距探針組之方法，其中該第一導板與該第二導板之材質為金屬。
3. 如請求項第1項之形成陣列式微間距探針組之方法，其中該第一導板與該第二導板之間，更包含一具孔洞之絕緣膜。
4. 如請求項第1項之形成陣列式微間距探針組之方法， 其中該貫通孔洞軸向與該導板組表面為一非垂直角度關係。
5. 如請求項第1項之形成陣列式微間距探針組之方法，其中該貫通孔洞孔徑為大於15奈米。
6. 如請求項第1項之形成陣列式微間距探針組之方法，其中該第一導板與該第二導板間之間距可調整。
7. 如請求項第1項之形成陣列式微間距探針組之方法，其中該非彈性膠體結構為分次形成。
8. 如請求項第1項之形成陣列式微間距探針組之方法，其中更包含形成一絕緣中介結構於該非彈性膠體結構內，並使該探針穿設於該絕緣中介結構。
9. 如請求項第1項之形成陣列式微間距探針組之方法，其中該探針係以拉線方式插入該貫通孔洞。
10. 如請求項第1項之形成陣列式微間距探針組之方法，其中該探針為均勻線狀。
11. 如請求項第1項之形成陣列式微間距探針組之方法，其中該探針自該非彈性膠體結構露出長度，係以該第一 導板或第二導板或兩導板厚度控制。
12. 如請求項第1項之形成陣列式微間距探針組之方法，其中該探針自該非彈性膠體結構露出長度，係以該第一導板或第二導板與該非彈性膠體結構間距離控制。
13. 如請求項第1項之形成陣列式微間距探針組之方法，其中該探針頭可以修飾。
14. 如請求項第13項之形成陣列式微間距探針組之方法，其中該探針頭係以電化學方法修飾。
15. 如請求項第13項之形成陣列式微間距探針組之方法，其中該探針頭係以研磨方法修飾。
16. 一種陣列式微間距探針組，包含：複數個探針，以陣列方式排列，該複數個探針直徑小於100奈米；一非彈性膠體結構，其中該探針以陣列方式，插設於該非彈性膠體結構。
17. 如請求項第16項之陣列式微間距探針組，更包含一限定結構，用以容納該非彈性膠體結構。
18. 如請求項第16項之陣列式微間距探針組，更包含一絕緣中介結構設置於該非彈性膠體結構內，且該探針穿設於該絕緣中介結構。
19. 如請求項第16項之陣列式微間距探針組，其中該非彈性係指足以避免於該陣列式微間距探針組下壓時，造成該非彈性膠體結構變形。
20. 如請求項第16項之陣列式微間距探針組，其中該非彈性膠體結構材質為絕緣材質。
21. 如請求項第16項之陣列式微間距探針組，其中該非彈性膠體結構材質為環氧樹脂。
22. 如請求項第16項之陣列式微間距探針組，其中該探針頭露出於該非彈性膠體結構表面之長度，為足以提供一彈力，使該陣列式微間距探針組中探針壓抵於一導電凸塊時，可保持受力均勻。
23. 如請求項第16項之陣列式微間距探針組，其中該探針直徑介於15-25奈米。
24. 如請求項第16項之陣列式微間距探針組，其中該探針之針頭係以電化學方法修飾。
25. 如請求項第16項之陣列式微間距探針組，其中該探針之針頭係以研磨方法修飾。
26. 如請求項第16項之陣列式微間距探針組，其中該探針表面披覆一絕緣膜。
27. 如請求項第26項之陣列式微間距探針組，其中該非彈性膠體結構材質為導電性材質。
28. 如請求項第16項之陣列式微間距探針組，其中該探針係以一非垂直於該非彈性膠體結構表面之傾斜角，插於該非彈性膠體結構內。
29. 如請求項第1項之形成陣列式微間距探針組之方法，其中各該孔洞間距為介於70奈米至15奈米之間。
30. 一種由陣列式微間距探針組構成之探針卡，包含：複數個探針，以陣列方式排列，該複數個探針直徑小於100奈米；一非彈性膠體結構，其中該探針以陣列方式，插於該非彈性膠體結構；一限定結構，用以固定該非彈性膠體結構；一空間轉換體，包含複數第一導電接點與複數導電線路，其中該第一導電接點設置於該空間轉換體下表面， 各該第一導電接點與各該探針具相對應貼配關係，該第一導電接點並與相對應之該導電線路保持電性連接關係；一電路板，包含複數個測試接墊與第二導電接點設置於電路板上，其中各該測試接墊透過該第二導電接點與各該相對應導電線路保持電性連接關係，且該第二導電接點間距離大於該探針間距離。
31. 如請求項第30所述之陣列式微間距探針組構成之探針卡，其中該電路板更包含一內部走線，使該第二導電接點透過該內部走線與該測試接墊保持電性連接關係。
32. 如請求項第30所述之陣列式微間距探針組構成之探針卡，其中該導電線路以微影製程形成。
33. 如請求項第32所述之陣列式微間距探針組構成之探針卡，其中該導電線路為一重分佈導體層。
34. 如請求項第30所述之陣列式微間距探針組構成之探針卡，其中各該第二導電接點與設置於該空間轉換結構上表面之一對應錫球保持電性連接，以與該重分佈導體層保持電性連接。
35. 如請求項第34所述之陣列式微間距探針組構成之探針 卡，其中該錫球間距離大於該探針間距離。
36. 如請求項第30所述之陣列式微間距探針組構成之探針卡，其中該探針、該重分佈導體層、該錫球、該第二導電接點與該測試接墊構成一導電通路。
37. 如請求項第30所述之陣列式微間距探針組構成之探針卡，其中該空間轉換體更包含一具複數孔洞之空間轉換板。
38. 如請求項第37所述之陣列式微間距探針組構成之探針卡，其中該導電線路為一導線。
39. 如請求項第37所述之陣列式微間距探針組構成之探針卡，其中該導電線路為一同軸導線。
40. 如請求項第38或39所述之陣列式微間距探針組構成之探針卡，其中各該導線更相對應地穿設該空間轉換板之複數孔洞。
41. 如請求項第38或39所述之陣列式微間距探針組構成之探針卡，其中該導線之一端斷面為第一導電接點。
42. 如請求項第38或39所述之陣列式微間距探針組構成之 探針卡，其中該第二導電接點為一焊接墊，設置於電路板上，且各該測試接墊與相對應之各該焊接墊保持電性連接關係。
43. 如請求項第30所述之陣列式微間距探針組構成之探針卡，更包含一水平調整機構，用以調整該複數個探針針頭所構成平面之水平。
44. 如請求項第30所述之陣列式微間距探針組構成之探針卡，更包含複數個差動螺絲，用以調整該複數個探針針頭所構成平面之水平。
45. 如請求項第30所述之陣列式微間距探針組構成之探針卡，更包含一緩衝調整機構，設置於該電路板與該空間轉換器之間，並與該電路板與該空間轉換器保持電性連接，以於調整探針卡水平時，不會導致該電路板產生形變。
46. 一種由陣列式微間距探針組構成之探針卡，包含：複數個探針，以陣列方式排列，該複數個探針直徑小於100奈米；一非彈性膠體結構，其中該探針以陣列方式，插於該非彈性膠體結構；複數導電線路； 一空間轉換板，包含複數孔洞，其中該複數導電線路相對應地穿設該複數孔洞，該複數導電線路並於該空間轉換板下表面，形成相對應之複數導電接點，各該導電接點與該相對應探針頂端分別形成電性連接；一電路板，包含上、下表面，其中複數個測試接墊設置於該電路板上表面，且各該測試接墊與相對應之各該相對應導電線路保持電性連接關係；一握持機構，設置於電路板下表面，用以連接該電路板與該空間轉換板與調整該探針針頭陣列構成之平面水平。
47. 如請求項第46所述之陣列式微間距探針組構成之探針卡，其中該該握持機構於調整該探針針頭陣列構成之平面時，無須改變該電路板之方位。
48. 如請求項第46所述之陣列式微間距探針組構成之探針卡，其中該握持機構包含一調整平面與該電路板下表面貼合，且該調整平面可調整水平，以調整該探針針頭陣列構成之平面水平。
49. 如請求項第48所述之陣列式微間距探針組構成之探針卡，其中該調整平面以研磨方式調整水平。
50. 如請求項第46所述之陣列式微間距探針組構成之探針 卡，其中該握持機構與該電路板下表面間更包含一襯墊，用以調整該探針針頭陣列構成之平面水平。
51. 如請求項第50所述之陣列式微間距探針組構成之探針卡，其中該襯墊數目或厚度可調整，以調整該探針針頭陣列構成之平面水平。
52. 如請求項第46所述之陣列式微間距探針組構成之探針卡，其中該握持機構包含一支撐面，托持該空間轉換板，且該支撐面可調整水平，以調整該探針針頭陣列構成之平面水平。
53. 如請求項第52所述之陣列式微間距探針組構成之探針卡，其中該支撐面以研磨方式調整水平。
54. 如請求項第46所述之陣列式微間距探針組構成之探針卡，其中該空間轉換板與該電路板間包含一彈性元件。
55. 如請求項第54所述之陣列式微間距探針組構成之探針卡，其中該彈性元件數目或彈性係數可調整。