TWI458987B - 探針模組 - Google Patents

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Description

探針模組
本發明係為一探針結構，尤其是指一種具有角度變化之探針配置的探針模組。
半導體晶片進行測試時，測試機必須透過一探針卡(probe card)接觸待測物(device under test,DUT)，例如：晶片，並藉由訊號傳輸以及電性訊號分析，以獲得待測物的測試結果。探針卡通常包含若干個尺寸精密的探針相互排列而成，每一個探針通常會對應晶片上特定的電性接點，當探針接觸待測物上的對應電性接點時，可以確實傳遞來自測試機的測試訊號；同時，配合探針卡及測試機之控制與分析程序，達到量測待測物之電性特徵的目的。
然而，隨著電子元件越來越精密，其尺寸越做越小使得晶片的電性接點密度越來越高，因此探針的密度與層數也隨之增加。請參閱第1A與第1B圖所示，其係分別為習用技術之探針模組所具有之多層探針結構示意圖。在第1A圖中，晶片100上具有電性接點100a與100b，該探針模組具有第一探針列以及第二探針列。其中第一探針列具有複數個探針(12-1,12-2)，而第二探針列也具有複數個探針(12-3,12-4)，每一探針以端部12b與電性接點100a與100b接觸。每一探針之懸臂段12d與接觸段12e具有夾角，各探針夾角的關係如下，對於同一列的探針而言，探針夾角並不相同，如：第二探針列，探針12-3之夾角θ1 小於與探針12-4之夾角θ2 ，而第一探針列，探針12-1之夾角θ1 小於探針12-2之夾角θ2 。此外，對於不同列且相對應的探針而言，其夾角相同，例如：第一列之探針12-1之夾角與第二列之探針12-3之夾角為 θ1 ；第一列之探針12-2之夾角與第二列之探針12-4之夾角為θ2 。另外，在第1B圖中，每一個探針之夾角相同，對於每一列探針之接觸段其長度不同。
本發明提供一種探針模組，其具有至少一的探針列結構，每一探針列中設置複數個探針組，且每一個探針組具有複數個探針，透過每一探針列中之相鄰探針組中具有相等接觸段長度之探針所具有之夾角間具有一角度差之配置，以對具有高密度與小間距(pitch)電性接點分佈之晶片進行電性檢測。
一種探針模組，係用以將一測試機之測試訊號傳輸至一待測物進行電性測試，並定義該測試機所在方向為高側，該待測物所在方向為低側，該探針模組包括：一基材；一固持件，設置在該基材上；以及至少一探針列，係沿一第一方向排列，每一探針列在一第二方向上具有複數個探針組，每一探針組包括：複數個探針，每一探針分別具有一接觸段以及一懸臂段，該懸臂段之一端連接於該基材上而另一端與該接觸段連接，該接觸段與該懸臂段具有一夾角，每一探針列的探針之懸臂段設置於該固持件上而由低側向高側形成複數層針層，該些探針形成至少兩子集合，每一子集合內包含至少兩探針，其係分別設置在至少兩針層，同一針層的探針具有相等接觸段長度，不同針層的探針接觸段長度不相等，不同子集合在同一針層的探針夾角不相等，該兩子集合的該至少兩探針係設置在相同的該至少兩針層中。
在另一實施例中，本發明提供一種探針模組，係用以將一測試機之測試訊號傳輸至一待測物進行電性測試，並定義該測試機所在方向為高側，該待測物所在方向為低側，該探針模組包括：一基材；一固持件，設置在該基材上；以及至少一探針列，沿一第一方向排列，每一探針列在一第二方向上具有複數個探針組，每一探針組包括：複數個探針，每一探針分別具有一接觸段以及一懸臂段，該懸臂段之一端連接於該基材上而另一端與該接觸段連接，該接觸段與該懸臂段具有一夾角，每一探針列的 探針之懸臂段設置於該固持件上而由低側向高側形成複數層針層，該些探針形成至少兩子集合，每一子集合內包含至少四探針，其係分別設置在至少四針層，該至少四層中所具有之四針層根據其探針所具有之接觸段長度由低而高依序為一第一針層、一第二針層、一第三針層及一第四針層，同一針層的探針具有相等接觸段長度，不同針層的探針接觸段長度不相等，每一子集合內的探針以該第一針層、該第三針層、該第二針層及該第四針層順序排列，該至少兩子集合的該至少四探針係設置在相同的該四針層中，不同子集合在同一針層的探針夾角不相等。
2‧‧‧探針模組
20‧‧‧基材
200‧‧‧通孔
201‧‧‧邊緣
202‧‧‧外圍結構
21~24、21a~23a、21b~22b‧‧‧探針列
25a、25c、25e、25g‧‧‧第一針層探針
25a’、25c’、25e’、25g’‧‧‧第一針層探針
25b、25d、25f、25h‧‧‧第二針層探針
25b’、25d’、25f’、25h’‧‧‧第二針層探針
25i、25l、25o、25i’、25l’、25o’‧‧‧第一針層探針
25j、25m、25p、25j’、25m’、25p’‧‧‧第二針層探針
25k、25n、25q、25k’、25n’、25q’‧‧‧第三針層探針
25r、25v、25r’、25v’‧‧‧第一針層探針
25t、25x、25t’、25x’‧‧‧第二針層探針
25s、25w、25s’、25w’‧‧‧第三針層探針
25u、25y、25u’、25y’‧‧‧第四針層探針
250‧‧‧接觸段
251‧‧‧懸臂段
210~240‧‧‧探針組
211~231‧‧‧探針組
212~222‧‧‧探針組
210a~210b、220a~220b、230a~230b、240a~240b‧‧‧子集合
211a~211b、221a~221b、231a~231b‧‧‧子集合
212a~212b、222a~222b‧‧‧子集合
26‧‧‧固持件
3‧‧‧局部區域
4‧‧‧測試機
9‧‧‧待測晶片
90‧‧‧電性接點
91‧‧‧第一側
92‧‧‧第二側
93‧‧‧第三側
94‧‧‧第四側
95‧‧‧高側
96‧‧‧低側
第1A與第1B圖分別為習用技術之探針模組所具有之多層探針結構示意圖。
第2圖係為本發明之探針模組實施例側視與局部剖面示意圖。
第3A圖係為第2圖中局部區域放大之立體示意圖。
第3B圖係為第3A圖中各探針接觸段俯視示意圖。
第3C圖其係為第3A圖中四個探針組210-240在第2圖中固持件的X方向上的剖面示意圖。
第3D圖係為探針之接觸段長度誤差示意圖。
第3E圖係為第3A圖中單一探針組在Y方向側視示意圖。
第3F圖係為第3A圖中兩探針組在Y方向側視示意圖。
第3G圖係為相鄰探針列錯位關係示意圖。
第4A圖係為本發明之探針模組另一實施例示意圖。
第4B圖其係為第4A圖中各探針組在第2圖中固持件的X方向上的剖面示意圖。
第5A圖係為本發明之探針模組又一實施例示意圖。
第5B圖其係為第5A圖中各探針組在第2圖中固持件的X方向上的剖面示意圖。
第6圖係為本發明之探針模組佈設另一實施例示意圖。
由於本發明係揭露一種探針模組，用於探針卡上，其中探針卡上之探針模組的相關使用原理與基本功能，已為相關技術領域具有通常知識者所能明瞭，故以下文中之說明，不再作完整描述。同時，以下文中所對照之圖式，係表達與本發明特徵有關之結構示意，並未亦不需要依據實際尺寸完整繪製，合先述明。
請參閱第2圖所示，該圖係為本發明之探針模組實施例側視與局部剖面示意圖。該探針模組2係用以將一測試機4之測試訊號傳輸至一待測物(如第2圖所示的待測晶片9)進行電性測試。在以下實施例之說明中，係定義在第三方向Z軸的方向上，該測試機4所在方向為高側95，該待測物所在方向為低側96。該探針模組包括有一基材20以及複數個探針列21~24。該基材20上具有一通孔200，該通孔200具有一邊緣201，該基材20具有一外圍結構202。該四探針列21~24，其係分別固設於該通孔200之邊緣201與該基材20之外圍結構202間之該基材20上。在本實施例中，為了強化固持探針列21~24，在該基材20上更具有固持件26，以提供固持探針列21~24。另外，要說明的是，固持件26以後的探針針端部分，會根據基材20所具有的電性接點佈局做焊接，不一定會如第2圖所示之一致性的排列，因此探針尾端連接於基材20上之位置係根據實際需求而定，並不以第2圖所示之態樣為限制。
請參閱第3A圖所示，該圖係為第2圖中局部區域3放大之立體示意圖。探針列21-24之探針與一待測晶片9上之電性接點90電性接觸，以檢測待測晶片9之電性特徵，其中，對於同一列之電性接點而言，相鄰之電性接點90之節距(pitch)d小於等於40μm。要說明的是，在一實施例中，該待測晶片係為液晶顯示器驅動晶片(LCD driver IC)，但不以此為限制。在本實施例中，該複數個探針列21-24沿一第一方向X由待測晶片9之第一側91向待測晶片9之第二側92依序排列，每一個探針列21-24在一第 二方向Y上具有複數個探針組，由該第二方向之待測晶片9第三側93向待測晶片9第四側94排列。例如：對於探針列21其在Y方向上有複數個探針組210；探針列22其在Y方向上有複數個探針組220；探針列23其在Y方向上有複數個探針組230；以及探針列24其在Y方向上有複數個探針組240。
每一探針組210、220、230與240具有複數個探針，每一探針組210、220、230與240所具有之該些探針分成至少兩子集合，本實施例中係各分為兩個子集合210a與210b、220a與220b、230a與230b以及240a與240b。每一子集合分別具有至少兩探針，在本實施例中以兩探針為例，其中第一探針列21之子集合210a內具有探針25a與25b，子集合210b內具有探針25a’與25b’，第二探針列22之子集合220a內具有探針25c與25d，子集合220b內具有探針25c’與25d’，第三探針列23之子集合230a內具有探針25e與25f，子集合230b內具有探針25e’與25f’，第四探針列24之子集合240a內具有探針25g與25h，子集合240b內具有探針25g’與25h’。每一探針(以探針25a為例)分別具有一接觸段250以及一懸臂段251，該懸臂段251之一端連接於該基材20上而另一端向該通孔200方向延伸而與該接觸段250連接，該接觸段250與該懸臂段251具有一夾角θ。所謂夾角θ的定義係為該接觸段250之中心線與該懸臂段251之中心線的夾角θ。
請參閱第2圖，每一探針列的探針之懸臂段設置於該固持件26上而由低側96向高側95形成複數層針層，不同子集合在同一針層的探針夾角不相等。在每一子集合內之相對應之同一針層的探針具有相等接觸段長度，不同針層的探針接觸段長度不相等。以第3A圖並配合第3B圖為例，每一子集合210a與210b、220a與220b、230a與230b以及240a與240b係具有兩針層，例如：第一探針組210中所具有之子集合210a中，探針25a屬於第一針層探針，而探針25b屬於第二針層探針，子集合210b中，探針25a’屬於第一針層探針，而探針25b’屬於第二針層探針，其他以此概念類推。同一針層的探針25a與25a’或25b與25b’具有相 同的接觸段250長度。
請同時參閱第3A圖、第3B圖與第3C圖所示，其中第3B圖係為第3A圖中各探針接觸段俯視示意圖，第3C圖其係為第3A圖中四個探針組210~240在第2圖中固持件26的X方向上的剖面示意圖。以第3B圖之矩形區域代表各探針接觸段之位置，並以此來說明各探針間的關係。在本實施例中，以第一探針列21為例，第一探針列21之每一探針組210中之子集合210a包括有第一針層之探針25a與第二針層之探針25b，其相鄰之另一子集合210b則具有第一針層之探針25a’以及第二針層之探針25b’。其中，探針25a與25a’具有相同長度的接觸段250，屬於第一針層；而探針25b與探針25b’間也具有相同長度的接觸段250，屬於第二針層。而每一探針列中的兩子集合的該至少兩探針係設置在相同的該至少兩針層中。
要說明的是本發明中所謂長度相等係可以容許有高度差，例如：第3D圖所示，對於第一針層之探針25a與25a’而言，其接觸段250具有一高度差△d，其高度差△d之絕對值係大於等於0以及小於等於1密耳(千分之一英吋)。另外，再回到第3A與3B圖所示，在本實施例中第二針層之探針25b與25b’之接觸段250長度係分別大於第一針層之探針25a與25a’之接觸段250長度。
對探針列22-24而言，同樣以子集合(220a，220b)、(230a，230b)以及(240a，240b)為單位，由該第三側93向第四側94依序排列在該第二方向Y上。相鄰探針列相應的探針組中相應之子集合之針層所使用的探針之接觸段250長度係不相同，進一步來說，如同第3C圖所示，相鄰的二探針列所使用的針層係不相同的。如同前述第一探針列各探針之設置方式，對於第二探針列22之每一探針組220中之子集合220a包括有第一針層之探針25c與第二針層之探針25d，其相鄰之另一子集合220b則具有第一針層之探針25c’以及第二針層之探針25d’。第三探針列23之每一探針組230中之子集合230a包括有第一針層之探針25e與第二針層之探針25f，其相鄰之另一子集合230b則具有第一針層之探針25e’ 以及第二針層之探針25f’。第四探針列24之每一探針組240中之子集合240a包括有第一針層之探針25g與第二針層之探針25h，其相鄰之另一子集合240b則具有第一針層之探針25g’以及第二針層之探針25h’。其中，探針組220的第一針層之探針25c與25c’具有相同的接觸段250長度、探針組230的第一針層之探針25e與25e’具有相同的接觸段250長度以及探針組240的第一針層之探針25g與25g’具有相同的接觸段250長度，以上屬於對應子集合中之第一針層，當然這邊要強調一點，各探針組220、230及240的第一針層，是不同的針層；而探針組220的第二針層之探針25d與25d’、探針組230的第二針層之探針25f與25f’以及探針組240的第二針層之探針25h與25h’也分別具有相同的接觸段250長度，以上屬於對應子集合中之第二針層，當然這邊要強調一點，各探針組220、230及240的第二針層，是不同的針層。
此外，本實施例中，對每一子集合而言，第二針層之探針25b與25b’、25d與25d’、25f與25f’以及25h與25h’之接觸段250長度係分別大於第一針層之探針25a與25a’、25c與25c’、25e與25e’以及25g與25g’之接觸段250長度，即可以表示為：L25a =L25a’ <L25b =L25b’ ；L25c =L25c’ <L25d =L25d’ ；L25e =L25e’ <L25f =L25f’ ；L25g =L25g’ <L25h =L25h’ ；上述之表示，也可以說明在同一探針列中，每一探針組相鄰子集合在同一針層的探針夾角沿該第二方向Y漸增。
其中L為接觸段250長度，右下角編號對應第3B圖之探針編號。請參考第3C圖並配合參照第3B圖，各探針之接觸段250長度，可以表示為：L25a =L25a’ <L25b =L25b’ <L25c =L25c’ <L25d =L25d’ <L25e =L25e’ <L25f =L25f’ <L25g =L25g’ <L25h =L25h’ ；要說明的是，本實施例中，探針列21~24所具有之 每一個探針組210、220、230以及240所具有之探針在X與Y方向相互對應且相互對齊沒有錯位(offset)。
接下來說明本發明之夾角特徵，本發明佈設探針所具有之接觸段250以及懸臂段251所具有的夾角的特徵在於每一探針列21~24在該第二方向Y上所具有相鄰之探針組中，其相鄰的子集合，屬於同一針層中的兩探針，兩者的夾角間具有一角度差，亦即具有相等接觸段長度之探針所具有之夾角間具有一角度差，在一實施例中，兩者的夾角角度差絕對值為大於等於2度。以第3E圖之第一探針列21為例，第一針層之探針25a’之夾角大於第一針層之探針25a之夾角；第二針層之探針25b’之夾角大於第二針層之探針25b之夾角，且上述之夾角的角度差為2度。對第二至第四探針列也是相同的規則。綜合上述，探針夾角關係為θ25a’ ≧θ25a +2°；θ25b’ ≧θ25b +2°。
另外，對於同一子集合而言，第二針層之探針所具有的夾角係大於第一針層之探針所具有夾角，例如：對子集合210a而言，第二針層之探針25b所具有的夾角大於第一針層之探針25a所具有的夾角，探針夾角關係為θ25b >θ25a 。
此外，同一探針列中，每一探針組相鄰的兩針層中，其中靠近該低側的針層中具有最大夾角的探針與靠近該高側的針層之具有最小夾角的探針，兩者的夾角角度差絕對值為大於等於1度。以探針組210之兩子集合210a與210b來說明，如第3E圖所示，其係為第3A圖中探針組210在Y方向側視示意圖，在第3E圖中係以探針的之中心線來代表探針組210內的各探針。請同時對照第3C圖及第3E圖，探針組210中相鄰兩子集合210a與210b共同使用相鄰的兩針層(第一針層及第二針層)，探針組210之第一針層為靠近該低側96的針層，探針組210之第二針層為靠近該高側95的針層，而相鄰兩子集合210a與210b之間的探針是子集合210a之探針25b以及子集合210b之探針25a’，其中，探針組210之第一針層中具有最大夾角的探針25a’與探針組210之第二針層中具有最小夾角的探針25b，兩者具有一角度差，在一實施例 中，該夾角角度差絕對值為大於等於1度，探針夾角關係為θ25b ≧θ25a’ +1°。
綜合上述，對於探針列21之探針組210所具有之探針夾角關係為θ25b’ >θ25b >θ25a’ >θ25a 。同理，對於探針列22-24之各探針組220~240而言，也是相同的規則。
此外，對於不同列相對應的探針組而言，該相鄰探針列使用的針層係不相同，亦即夾角大小與接觸段大小並不相同。請參考第2圖、第3A圖及第3C圖，以探針列為單位來說明探針針層的排列，通常是探針列24的針層比探針列23高，若由該低側96往該高側95，則依序是探針列21、22、23及24。該相鄰的二探針列21與22、22與23或23與24中分別具有相鄰的兩高針層與低針層中，該低針層具有最大夾角的探針與該高針層具有最小夾角的探針，兩者的夾角差絕對值為大於等於1度。如第3F圖所示，以探針列21與22為例，對於不同列且相對應之探針組210~220而言，探針組210具有第一針層(探針25a、25a’設置其中)及第二針層(探針25b、25b’設置其中)，而探針組220也具有第一針層(探針25c、25c’設置其中)及第二針層(探針25d、25d’設置其中)，上述該相鄰的二探針列21與22具有相鄰的兩高針層與低針層中，該高針層是指探針組220的第一針層，該低針層是指探針組210的第二針層。位於高針層中具有最小夾角之探針25c所具有之夾角與低針層中具有最大夾角之探針25b’，兩者具有一角度差，在一實施例中，該夾角角度差絕對值為大於等於1度。
綜合上述，相對應的之探針夾角關係為θ25c ≧θ25b’ +1°。同理，對於探針組220~230或230~240而言，也是相同的規則。
前述之實施例為各探針在X與Y方向相互對應且相互對齊沒有錯位之實施例，另外，如第3G圖所示，在本實施例中對於不同列之探針列而言，相對應的探針組間所具有的探針在第二方向Y上具有一間距，使得相鄰探針列間相互錯位。例如：以 第一探針列21與第二探針列22為例，相對應的探針組210a與220a所具有的探針25a與25c間在第二方向Y上具有一間距D使得一探針列21與第二探針列22相互錯位。雖然第3G圖中僅顯示兩探針列21與22，但不以兩列為限制，例如第3B圖所示之四探針列之排列，也可以根據第3G圖所示之方式排之。
綜上所述，上述之探針模組，亦可以具有至少三探針列，每一探針組的子集合可以具有2支探針分別設置在相鄰的兩針層；或是每一探針組的子集合可以具有3支探針分別設置在相鄰的三針層(請參閱第4A圖與第4B圖所述之另一實施例)，可視實際需求而定。此外，具有至少三探針列之探針模組之所有技術特徵，可為上述已揭露之技術特徵或上述已揭露之規則而定。
請參閱第4A圖與第4B圖所示，該圖係為本發明之探針模組另一實施例示意圖。第4A圖中所示之矩形區域代表各探針接觸段之位置，並以此來說明各探針間的關係。第4B圖其係為第4A圖中各探針組在第2圖中固持件26的X方向上的剖面示意圖。在本實施例中，總共三探針列21a、22a與23a。每一個探針列21a、22a與23a具有複數個探針組211~231。每一個探針組211~231中分別具有兩組子集合，其係分別為211a與211b，221a與221b以及231a與231b。本實施例中，每一個子集合具有三個探針，分別設置於相鄰的三針層。其中，第一探針列21a之探針組211之子集合211a包括有第一針層之探針25i、第二針層之探針25j以及第三針層之探針25k，其相鄰之另一子集合211b則具有第一針層之探針25i’、第二針層之探針25j’以及第三針層之探針25k’，該探針組211的第一針層之探針25i與25i’具有相同的接觸段長度；該探針組211的第二針層之探針25j與25j’間也具有相同的接觸段長度；而該探針組211的第三針層之探針25k與25k’間也具有相同的接觸段長度。另外，本實施例中探針組211的第二針層之探針25j與25j’之接觸段長度係分別大於探針組211的第一針層之探針25i與25i’之接觸段長度；探針組211的第三針層之探針25k與25k’之接觸段長度係分別大於探針組211的第二針層之 探針25j與25j’之接觸段長度。對第一探針列21a而言，其係為子集合211a與211b為單位形成一探針組211，在該第二方向Y上，由該第三側93向第四側94依序排列。
如同前述第一探針列21a各探針之設置方式，對於第二探針列22a之探針組221之子集合221a包括有第一針層之探針25l、第二針層之探針25m與第三針層之探針25n，其相鄰之另一子集合221b則具有第一針層之探針25l’、第二針層之探針25m’以及第三針層之探針25n’。第三探針列23a之探針組231之子集合231a包括有第一針層之探針25o、第二針層之探針25p與第三針層之探針25q，其相鄰之另一子集合231b則具有第一針層之探針25o’、第二針層之探針25p’以及第三針層之探針25q’。其中，探針組221的第一針層之探針25l與25l’具有相同的接觸段長度、探針組231的第一針層之探針25o與25o’具有相同的接觸段長度；而探針組221的第二針層之探針25m與25m’間具有相同的接觸段長度、探針組231的第二針層之探針25p與25p’間具有相同的接觸段長度；而探針組221的第三針層之探針25n與25n’具有相同的接觸段長度、探針組231的第三針層之探針25q與25q’間具有相同的接觸段長度。
而探針組221各針層之探針接觸段長度依序為探針組221的第三針層之探針(25n、25n’)之接觸段長度大於探針組221的第二針層之探針(25m、25m’)之接觸段長度大於探針組221的第一針層之探針(25l、25l’)之接觸段長度；探針組231各針層之探針接觸段長度依序為探針組231的第三針層之探針(25q、25q’)之接觸段長度大於探針組231的第二針層之探針(25p、25p’)之接觸段長度大於探針組231的第一針層之探針(25o、25o’)之接觸段長度。在第一方向X上，探針之接觸段由第一側91向第二側92增加；而在第二方向Y上，其探針之接觸段長度係由第三側93向第四側94增加。此外，對探針列22a-23a而言，其係為子集合(221a，221b)、以及(231a，231b)兩組為一探針組，在該第二方向Y上，由該第三側93向第四側94依序排列。要說明的是，本 實施例中，探針列21a~23a所具有之探針在X與Y方向相互對應且相互對齊沒有錯位。
綜上所述，以第4A圖及第4B圖各探針接觸段長度關係可以表示為：L25i =L25i’ <L25j =L25j’ <L25k =L25k’ ；L25l =L25l’ <L25m =L25m’ <L25n =L25n’ ；L25o =L25o’ <L25p =L25p’ <L25q =L25q’ ；上述之表示，也可以說明在同一探針列中，每一探針組相鄰子集合在同一針層的探針夾角沿該第二方向Y漸增。其中L為接觸段250長度，右下角編號對應第4A圖之探針編號。
此外，對於不同列相對應的探針組而言，該相鄰探針列使用的針層係不相同，亦即夾角大小與接觸段大小並不相同。第4A圖及第4B圖，以探針列為單位來說明探針針層的排列，通常是探針列23a的針層比探針列22a高，若由該低側96往該高側95，則依序是探針列21a、22a及23a。
綜上所述，以第4A圖及第4B圖各探針接觸段長度關係可以表示為：L25i =L25i’ <L25j =L25j’ <L25k =L25k’ <L25l =L25l’ <L25m =L25m’ <L25n =L25n’ <L25o =L25o’ <L25p =L25p’ <L25q =L25q’ ；接下來說明本實施例之夾角特徵，同一探針列中，每一探針組相鄰的子集合，在同一針層中的兩探針，兩者的夾角角度差絕對值為大於等於2度。以第4A圖及第4B圖所示之探針列21a的探針組211為例，探針25i’之夾角大於探針25i之夾角，且夾角角度差大於等於2度，探針25j’之夾角大於探針25j之夾角，且夾角角度差大於等於2度，探針25k’之夾角大於探針25k之夾角，且夾角角度差大於等於2度。至於探針列22a與23a之針層角度關係也是相同的規則。綜合上述，探針夾角關係為θ25i’ ≧θ25i +2°；θ25j’ ≧θ25j +2°；θ25k’ ≧θ25k +2°。
另外，對於同一子集合而言，第三針層之探針所具有的夾角係大於第二針層之探針所具有夾角，第二針層之探針所 具有的夾角係大於第一針層之探針所具有夾角，例如：對子集合211a而言，第三針層之探針25k所具有的夾角大於第二針層之探針25j所具有的夾角大於第一針層之探針25i所具有的夾角，探針夾角關係為θ25k >θ25j >θ25i 。
此外，同一探針列中，每一探針組相鄰的兩針層中，其中靠近該低側的針層中具有最大夾角的探針與靠近該高側的針層之具有最小夾角的探針，兩者的夾角角度差絕對值為大於等於1度。以探針組211之兩子集合211a與211b來說明，如第4A圖及第4B圖所示，探針組211中相鄰兩子集合211a與211b共同使用相鄰的三針層(第一針層、第二針層及第三針層)，探針組211之第一針層為靠近低側的針層，探針組211之第三針層為靠近高側的針層(此處的高低側與第2圖的高側95及低側96定義相同)，而探針組211之第二針層位於探針組211之第一針層及第三針層之間，探針組211相鄰的兩針層中(第一針層與第二針層相鄰，第二針層與第三針層相鄰)，以探針組211的第一針層與第二針層為例，探針組211之第一針層中具有最大夾角的探針25i’與探針組211之第二針層中具有最小夾角的探針25j，兩者具有一角度差，在一實施例中，該夾角角度差絕對值為大於等於1度；以第二針層與第三針層為例，探針組211之第二針層中具有最大夾角的探針25j’與探針組211之第三針層中具有最小夾角的探針25k，兩者具有一角度差，在一實施例中，該夾角角度差絕對值為大於等於1度。綜合上述，探針夾角關係為θ25j ≧θ25i’ +1°；θ25k ≧θ25j’ +1°。
對於探針列21a之探針組211所具有之探針夾角關係為θ25k’ >θ25k >θ25j’ >θ25j >θ25i’ >θ25i 。同理，對於探針列22a-23a之各探針組221~231而言，也是相同的規則。對於探針列22a之探針組221所具有之探針夾角關係為θ25n’ >θ25n >θ25m’ >θ25m >θ25l’ >θ25l 。對於探針列23a之探針組231所具有之探針夾角關係為θ25q’ >θ25q >θ25p’ >θ25p >θ25o’ >θ25o 。
此外，相鄰的二探針列(21a與22a或22a與23a)， 該二探針列使用的針層並不相同，該相鄰的二探針列中分別具有相鄰的兩高低針層中，該低針層具有最大夾角的探針與該高針層具有最小夾角的探針，兩者的夾角差絕對值為大於等於1度，如第4A圖及第4B圖所示，對於不同列且相對應之探針組211~221而言，該相鄰的二探針列21a與22a中分別具有相鄰的兩高低針層中，該高針層是指探針組221的第一針層，該低針層是指探針組211的第三針層。位於高針層中具有最小夾角之探針25l所具有之夾角與低針層中具有最大夾角之探針25k’，兩者具有一角度差，在一實施例中，該夾角角度差絕對值為大於等於1度。
綜合上述，相對應的之探針夾角關係為θ25l ≧θ25k’ +1°。同理，對於探針組221~231而言，也是相同的規則，相對應的之探針夾角關係為θ25o ≧θ25n’ +1°。
要說明的是，雖然第4A圖各探針間相互對齊，沒有錯位，但是在另一實施例中，可以類似前述如第3G圖所示的實施例，讓探針列間相對應的探針間在第二方向Y上具有一間距，而使得探針列間距有錯位的排列。
請參閱第5A圖及第5B圖所示，該圖係為本發明之探針模組又一實施例示意圖。第5A圖中所示之矩形區域代表各探針接觸段之位置，並以此來說明各探針間的關係。第5B圖其係為第5A圖中各探針組在第2圖中固持件26的X方向上的剖面示意圖。在本實施例中，總共兩探針列21b與22b。每一個探針列21b與22b具有複數個探針組212~222。每一個探針組212~222中分別具有兩子集合212a-212b以及222a與222b，本實施例中，每一個子集合具有四個探針，分別設置於相鄰的四針層，其中，該四針層根據其探針所具有之接觸段長度由低而高依序為一第一針層、一第二針層、一第三針層及一第四針層，同一針層的探針具有相等接觸段長度，不同針層的探針接觸段長度不相等，每一子集合內的探針以該第一針層、該第三針層、該第二針層及該第四針層順序排列。
以第5A圖及第5B圖的第一探針列21b為例來說明 上述接觸段與針層之關係，第一探針列21b之子集合212a依序設置有第一針層之探針25r、第三針層之探針25s、第二針層之探針25t以及第四針層之探針25u，其相鄰之另一子集合212b則依序設置有第一針層之探針25r’、第三針層之探針25s’、第二針層之探針25t’以及第四針層之探針25u’。對第一探針列21b而言，每一子集合(212a或212b)，在該第二方向Y上探針與針層由該第三側93向第四側94依序排列的方式，為該第一針層之探針25r(25r’)、該第三針層之探針25s(25s’)、該第二針層之探針25t(25t’)及該第四針層之探針25u(25u’)。其中，第一針層之探針25r與25r’具有相同的接觸段長度；而第三針層之探針25s與25s’間也具有相同的接觸段長度；而第二針層之探針25t與25t’間具有相同的接觸段長度以及第四針層之探針25u與25u’間也具有相同的接觸段長度。本實施例中探針組212的第二針層之探針25t與25t’之接觸段長度係分別大於探針組212的第一針層之探針25r與25r’之接觸段長度；探針組212的第三針層之探針25s與25s’之接觸段長度係分別大於探針組212的第二針層之探針25t與25t’之接觸段長度；探針組212的第四針層之探針25u與25u’之接觸段長度係分別大於探針組212的第三針層之探針25s與25s’之接觸段長度。同理，對於探針組222而言，也是相同的規則。另外，本實施例中，每一子集合之接觸段長度關係為在第一方向上X，探針之接觸段由第一側91向第二側92增加。
如同前述第一探針列21b各探針之設置方式，對於第二探針列22b之一子集合222a包括有第一針層之探針25v、第三針層之探針25w、第二針層之探針25x與第四針層之探針25y，其相鄰之另一子集合222b則具有第一針層之探針25v’、第三針層之探針25w’、第二針層之探針25x’與第四針層之探針25y’。其中，探針組222的第一針層之探針25v與25v’具有相同的接觸段長度；探針組222的第三針層之探針25w與25w’間具有相同的接觸段長度；而探針組222的第二針層之探針25x與25x’間具有相同的接觸段長度；以及探針組222的第四針層之探針25y與25y’間 具有相同的接觸段長度。
而探針組222各針層之探針接觸段長度依序為探針組222的第四針層之探針(25y、25y’)之接觸段長度大於探針組222的第三針層之探針(25w、25w’)之接觸段長度大於探針組222的第二針層之探針(25x、25x’)之接觸段長度大於探針組222的第一針層之探針(25v、25v’)之接觸段長度；在第一方向X上，探針之接觸段由第一側91向第二側92增加；而在第二方向Y上，探針與針層由該第三側93向第四側94依序排列的方式，為該第一針層之探針25v(25v’)、該第三針層之探針25w(25w’)、該第二針層之探針25x(25x’)及該第四針層之探針25y(25y’)。此外，對探針列22b而言，其係為子集合(222a，222b)兩組為一探針組，在該第二方向Y上，由該第三側93向第四側94依序排列。要說明的是，本實施例中，探針列21b~22b所具有之探針在X與Y方向相互對應且相互對齊沒有錯位。
綜上所述，以第5A圖及第5B圖各探針接觸段長度關係可以表示為：L25r =L25r’ <L25t =L25t’ <L25s =L25s’ <L25u =L25u’ ；L25v =L25v’ <L25x =L25x’ <L25w =L25w’ <L25y =L25y’ ；上述之表示，也可以說明在同一探針列中，每一探針組相鄰子集合在同一針層的探針夾角沿該第二方向Y漸增。其中L為接觸段250長度，右下角編號對應第5A圖及第5B圖之探針編號。
此外，對於不同列相對應的探針組而言，該相鄰探針列使用的針層係不相同，亦即夾角大小與接觸段大小並不相同。第5A圖及第5B圖，以探針列為單位來說明探針針層的排列，通常是探針列22b的針層比探針列21b高，若由該低側96往該高側95，則依序是探針列21b及22b。
綜上所述，以第5A圖及第5B圖各探針接觸段長度關係可以表示為：L25r =L25r’ <L25t =L25t’ <L25s =L25s’ <L25u =L25u’ <L25v =L25v’ <L25x =L25x’ <L25w =L25w’ <L25y =L25y’ 在此，要特別說明，本實施例的每一子集合內的探針以該第一針層、該第三針層、該第二針層及該第四針層順序排列，理由在於，可以降低兩探針之間的間距，藉此可以達到微小間距(Fine Ptich)之目的，因此擺針的方式會與其他實施例有點差別，特此說明。
接下來說明本實施例之夾角特徵，同一探針列中，每一探針組相鄰的子集合，在同一針層中的兩探針，兩者的夾角角度差絕對值為大於等於2度。以第5A圖及第5B圖所示之探針列21b為例，探針25r’之夾角大於探針25r之夾角，且夾角角度差大於等於2度；探針25s’之夾角大於探針25s之夾角，且夾角角度差大於等於2度；探針25t’之夾角大於探針25t之夾角，且夾角角度差大於等於2度；探針25u’之夾角大於探針25u之夾角，且夾角角度差大於等於2度。至於探針列22b之針層角度關係也是相同的規則。綜合上述，探針夾角關係為θ25r’ ≧θ25r +2°；θ25s’ ≧θ25s +2°；θ25t’ ≧θ25t +2°；θ25u’ ≧θ25u +2°。
另外，對於同一子集合而言，第四針層之探針所具有的夾角係大於第三針層之探針所具有夾角，第三針層之探針所具有的夾角係大於第二針層之探針所具有夾角，第二針層之探針所具有的夾角係大於第一針層之探針所具有夾角，例如：對子集合212a而言，第四針層之探針25u所具有的夾角大於第三針層之探針25s所具有的夾角大於第二針層之探針25t所具有的夾角大於第一針層之探針25r所具有的夾角，探針夾角關係為θ25u >θ25s >θ25t >θ25r 。
對於探針列21b之探針組212所具有之探針夾角關係為θ25u’ >θ25u >θ25s’ >θ25s >θ25t’ >θ25t >θ25r’ >θ25r 。同理，對於探針列22b之各探針組222而言，也是相同的規則。對於探針列22b之探針組222所具有之探針夾角關係為θ25y’ >θ25y >θ25w’ >θ25w >θ25x’ >θ25x >θ25v’ >θ25v 。
此外，同一探針列中，每一探針組相鄰的兩針層中， 其中靠近該低側的針層中具有最大夾角的探針與靠近該高側的針層之具有最小夾角的探針，兩者的夾角角度差絕對值為大於等於1度，以探針組212之兩子集合212a與212b來說明，以第5A圖及第5B圖所示，探針組212中相鄰兩子集合212a與212b共同使用相鄰的四針層(第一針層、第二針層、第三針層及第四針層)，探針組212之第一針層為靠近低側的針層，探針組212之第四針層為靠近高側的針層(此處的高低側與第2圖的高側95及低側96定義相同)，探針組212相鄰的兩針層中(第一針層與第二針層相鄰，第二針層與第三針層相鄰，第三針層與第四針層相鄰)，以探針組212的第一針層與第二針層為例，探針組212之第一針層中具有最大夾角的探針25r’與探針組212之第二針層中具有最小夾角的探針25t，兩者具有一角度差，在一實施例中，該夾角角度差絕對值為大於等於1度；以第二針層與第三針層為例，探針組212之第二針層中具有最大夾角的探針25t’與探針組212之第三針層中具有最小夾角的探針25s，兩者具有一角度差，在一實施例中，該夾角角度差絕對值為大於等於1度；以第三針層與第四針層為例，探針組212之第三針層中具有最大夾角的探針25s’與探針組212之第四針層中具有最小夾角的探針25u，兩者具有一角度差，在一實施例中，該夾角角度差絕對值為大於等於1度。綜合上述，探針夾角關係為θ25t ≧θ25r’ +1°；θ25s ≧θ25t’ +1；θ25u ≧θ25s’ +1。
此外，相鄰的二探針列(21b與22b)，該二探針列使用的針層並不相同，該相鄰的二探針列中分別具有相鄰的兩高低針層中，該低針層具有最大夾角的探針與該高針層具有最小夾角的探針，兩者的夾角差絕對值為大於等於1度，如第5A圖及第5B圖所示，對於不同列且相對應之探針組212~222而言，該相鄰的二探針列21b與22b中分別具有相鄰的兩高低針層中，該高針層是指探針組222的第一針層，該低針層是指探針組212的第四針層。位於高針層中具有最小夾角之探針25v所具有之夾角與低針層中具有最大夾角之探針25u’，兩者具有一角度差，在一實施例中，該夾角角度差絕對值為大於等於1度。綜合上述，相對應 的之探針夾角關係為θ25v ≧θ25u’ +1°。
要說明的是，雖然第5A圖各探針間相互對齊，沒有錯位，但是在另一實施例中，可以類似前述如第3G圖所示的實施例，讓探針列間相對應的探針間在第二方向Y上具有一間距，而使得探針列間距有錯位的排列。
前述之實施例，係為具有複數個探針列之實施例，但根據本發明之探針間夾角關係之精神，在另一實施例中，也可以只有一列探針列，其係同樣具有複數個探針組。每一個探針組中之子集合可以根據需求設置2、3、4、6或8支探針。另外，要說明的是，第3A圖中所示的第一方向與第二方向，並不限於同平面相互垂直之X與Y方向，在另一實施例中，如第6圖所示，該圖係為本發明之探針模組佈設另一實施例示意圖，即是同平面為徑向與弧向之組合。在本實施例中，探針的佈設方式，第一方向為弧向(θ)，第二方向則為徑向(r)。在這種弧向(θ)與徑向(r)定義的座標係下，第6圖的實施例，同樣具有四探針列21~24，每一探針列具有複數個探針組。以第一探針列21為例，其係具有複數個探針組210，每一探針組210具有兩子集合210a與210b，每一子集合內具有第一針層探針25a與第二針層探針25b。同樣對於其他探針列22~24，也是根據前述第一探針列之排列方式為之。至於探針之夾角關係則如前所述，在此不作贅述。
唯以上所述之具體實施例，僅係用於例釋本發明之特點及功效，而非用於限定本發明之可實施範疇，於未脫離本發明上揭之精神與技術範疇下，任何運用本發明所揭示內容而完成之等效改變及修飾，均仍應為下述之申請專利範圍所涵蓋。
21~24‧‧‧探針列
25a、25c、25e、25g‧‧‧第一針層探針
25b、25d、25f、25h‧‧‧第二針層探針
25a’、25c’、25e’、25g’‧‧‧第一針層探針
25b’、25d’、25f’、25h’‧‧‧第二針層探針
250‧‧‧接觸段
251‧‧‧懸臂段
210~240‧‧‧探針組
9‧‧‧待測晶片
90‧‧‧電性接點
91‧‧‧第一側
92‧‧‧第二側
93‧‧‧第三側
94‧‧‧第四側
210a~240a‧‧‧子集合
210b~240b‧‧‧子集合
θ‧‧‧夾角
d‧‧‧節距

Claims (13)

  1. 一種探針模組，係用以將一測試機之測試訊號傳輸至一待測物進行電性測試，並定義該測試機所在方向為高側，該待測物所在方向為低側，該探針模組包括：一基材；一固持件，設置在該基材上；以及至少一探針列，係沿一第一方向排列，每一探針列在一第二方向上具有複數個探針組，每一探針組包括：複數個探針，每一探針分別具有一接觸段以及一懸臂段，該懸臂段之一端連接於該基材上而另一端與該接觸段連接，該接觸段與該懸臂段具有一夾角，每一探針列的探針之懸臂段設置於該固持件上而由低側向高側形成複數層針層，該些探針形成至少兩子集合，每一子集合內包含至少兩探針，其係分別設置在至少兩針層，同一針層的探針具有相等接觸段長度，不同針層的探針接觸段長度不相等，不同子集合在同一針層的探針夾角不相等，該兩子集合的該至少兩探針係設置在相同的該至少兩針層中。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之探針模組，其係具有至少三探針列，每一探針組的子集合具有2支探針分別設置在相鄰的兩針層。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之探針模組，其係具有至少三探針列，每一探針組的子集合具有3支探針，分別設置在相鄰的三針層。
  4. 一種探針模組，係用以將一測試機之測試訊號傳輸至一待測物進行電性測試，並定義該測試機所在方向為高側，該待測物所在方向為低側，該探針模組包括：一基材；一固持件，設置在該基材上；以及 至少一探針列，沿一第一方向排列，每一探針列在一第二方向上具有複數個探針組，每一探針組包括：複數個探針，每一探針分別具有一接觸段以及一懸臂段，該懸臂段之一端連接於該基材上而另一端與該接觸段連接，該接觸段與該懸臂段具有一夾角，每一探針列的探針之懸臂段設置於該固持件上而由低側向高側形成複數層針層，該些探針形成至少兩子集合，每一子集合內包含至少四探針，其係分別設置在至少四針層，該至少四層中所具有之四針層根據其探針所具有之接觸段長度由低而高依序為一第一針層、一第二針層、一第三針層及一第四針層，同一針層的探針具有相等接觸段長度，不同針層的探針接觸段長度不相等，每一子集合內的探針以該第一針層、該第三針層、該第二針層及該第四針層順序排列，該至少兩子集合的該至少四探針係設置在相同的該四針層中，不同子集合在同一針層的探針夾角不相等。
  5. 如申請專利範圍第1項或第4項所述之探針模組，其中同一探針列中，每一探針組相鄰的子集合，在同一針層中的兩探針，兩者的夾角角度差絕對值為大於等於2度。
  6. 如申請專利範圍第1項或第4項所述之探針模組，其中同一探針列中，每一探針組相鄰的兩針層中，其中靠近該低側的針層中具有最大夾角的探針與靠近該高側的針層之具有最小夾角的探針，兩者的夾角角度差絕對值為大於等於1度。
  7. 如申請專利範圍第1項或第4項所述之探針模組，其中係具有相鄰的二探針列，該二探針列使用的針層係不相同。
  8. 如申請專利範圍第1項或第4項所述之探針模組，其中係具有相鄰的二探針列，該二探針列使用的針層係不相同，該相鄰的二探針列中分別具有相鄰的兩高低針層中，該低針層具有最大夾角的探針與該高針層具有最小夾角的探針，兩者的夾角差絕 對值為大於等於1度。
  9. 如申請專利範圍第1項或第4項所述之探針模組，其中同一探針列中，每一探針組相鄰子集合在同一針層的探針夾角沿該第二方向漸增。
  10. 如申請專利範圍第1項或第4項所述之探針模組，其中該夾角係為該接觸段之中心線與該懸臂段之中心線的夾角。
  11. 如申請專利範圍第1項或第4項所述之探針模組，其中該等長的接觸段之誤差範圍係大於等於0小於等於1密耳(mil)。
  12. 如申請專利範圍第1項或第4項所述之探針模組，其第一方向與第二方向係為兩同平面且相互垂直之方向之組合，或者是同平面且為徑向與弧向之組合。
  13. 如申請專利範圍第1項或第4項所述之探針模組，其中該待測物係為液晶顯示器驅動晶片(LCD driver IC)。
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