TWI486605B - 晶片檢查用探測裝置 - Google Patents

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Description

晶片檢查用探測裝置
本發明關於一種用於檢查半導體晶片之品質的探測裝置，涉及一種可靠性與耐久性優秀的晶片檢查用探測裝置(PROBE DEVICE FOR TESTING IC CHIP)。
一般而言，電子產品內安裝有包含複數個個積體電路晶片的電子元件，這些電子元件執行決定電子產品之性能的重要作用。電子元件大部分由使得電流通過的導體構成，但最近多使用具有導體與絕緣體的中間程度之電阻的半導體。
積體電路晶片(以下稱作晶片)安裝於電子產品並執行決定產品之性能的重要作用。因此，在晶片安裝於電子產品以完成組裝電子產品之前，需要檢查所生產的積體電路晶片是否為具有自身性能的優質品或者殘次品。
本發明之目的在於，提供一種耐久性與可靠性優秀的晶片檢查用探測裝置。
本發明之另一目的在於，提供一種能夠容易確認探測裝置是否損傷的晶片檢查用探測裝置。
本發明提供一種晶片檢查用探測裝置，其包含：一印刷電路基板，其在中央具有一貫通孔；一針保持器(pin holder)，其附著於印刷電路基板之前表面，並且具有複數個針孔；複數個探針，形成為一L字形狀，探針的水準端部分別與配設於印刷電路基板的電路圖案的一側端部相連接，而垂直端部朝向針孔的上表面暴露出；以及一背面蓋，其附著於印刷電路基板的背面。
較佳地，針保持器與背面蓋由透明材質形成，特別地，針保持器為晶質玻璃材質，背面蓋為具有抗靜電(antistatic)性能的透明合成樹脂材質。
並且，較佳地，針保持器與背面蓋形成為可進行附著/分離，並且提高維護維修的方便性。
較佳地，探針由鈹銅(BeCu)材質形成，在表面依次形成有一鍍銅層、一鍍鎳層以及一鍍金層。此時，更佳地，鍍金層在2μm~4μm範圍內。
並且，較佳地，探針的水準端部沿著與垂直部相同的方向彎曲。
本發明的晶片檢查用探測裝置還可包含與印刷電路基板的背面相結合的複數個支架。
並且，較佳地，在印刷電路基板與背面蓋之間形成一分隔間隔，為此，在印刷電路基板與背面蓋之間可具有分隔材料。
並且，本發明還可包含與印刷電路基板的電路圖案之另一側 端部相連接的一母連接器，此時，較佳地，母連接器排列於印刷電路基板之邊緣。
本發明提供使得探針具有彈力且可穩定地與檢查物件晶片相連接的結構，由此帶來提高晶片檢查之可靠性的效果。
並且，本發明提供能夠自外部用肉眼容易確認探針的狀態之結構。
而且，本發明的晶片檢查用探測裝置帶來接觸電阻低且耐久性優秀之效果。
以下，對本發明實施例的晶片檢查用探測裝置進行說明。
本發明的優點及特性以及用於實現這些的方法，將透過參照附圖與以下之實施例會變得明確。
「第1圖」係為本發明實施例的晶片檢查用探測裝置之分離立體圖，「第2圖」係為本發明實施例的晶片檢查用探測裝置之結合立體圖。
請參閱「第1圖」，本發明實施例的晶片檢查用探測裝置100包含：一印刷電路基板110，其在中央具有貫通孔112；一針保持器120，其附著於印刷電路基板110之前表面，並具有複數個針孔122；複數個探針130，形成為一L字形狀，這些探針的水準端部134a分別與配設於印刷電路基板110的電路圖案114的一側端部 相連接，而垂直端部132a朝向針保持器(120)的上表面暴露出；以及一背面蓋140，其附著於印刷電路基板110之背面。
本發明的晶片檢查用探測裝置100用於將小尺寸的晶片之接點簡便地連接至檢查裝備。
為此，本發明的晶片檢查用探測裝置100具有一針保持器120，針保持器120具有與晶片的接點位置相對應的垂直貫通孔。
在針保持器120安裝L字形狀的探針130，垂直端部132a與晶片的接點相連接。並且，水準端部134a與印刷電路基板110的電路圖案114相連接，電路圖案114再與母連接器150相連接。
在印刷電路基板110形成的電路圖案114形成為，自貫通孔112之周邊起截止到印刷電路基板110的邊緣部，在貫通孔112周邊形成的電路圖案114之一側端部114a與探針130相連接，在邊緣部形成的電路圖案114之另一側端部114b與母連接器150相連接。
在母連接器150連接與檢查裝備連接的公連接器(未圖示)，在本發明的晶片檢查用探測裝置100安裝的晶片與檢查裝備連接。
較佳地，針保持器120由透明材質製成。如果針保持器120由透明材質製成，則即使不去除針保持器120，也能夠使用肉眼容易地確認探針130是否變形。
作為針保持器120的材質可使用晶質玻璃(crystal glass)。
晶質玻璃帶來如下效果：由於透明度高，因而容易確認探針 130的狀態，並且由於不產生靜電，因而可防止雜質附著於針孔122。
就本發明的晶片檢查用探測裝置100而言，探針130具有由垂直部132與水準部134形成為一體的一L字形狀，垂直端部132a與晶片之接點相連接，由此可確保探針與晶片的穩定連接。
為了實現穩定連接，需要探針130的彈性，探針的彈性可以借助材質自身的彈力與L字形狀的特性而得到保證。
並且，由於探針130的垂直部132收容於針保持器120的針孔122，因而可以防止垂直部132的變形。因此，即使反復使用也不會發生變形，可發揮出恒定的連接性能。
印刷電路基板110在中央具有一貫通孔112，並且具有自貫通孔112的周邊起朝向外側延長的電路圖案114。探針130之垂直部132通過貫通孔112。
在貫通孔112之周邊配置的電路圖案114的端部與探針130之水準端部相連接，在印刷電路基板之外側配置的電路圖案114的端部與母連接器150相連接。
背面蓋140執行支撐探針130的水準部134之作用。
背面蓋140通過支撐水準部134的下側以防止水準部134下垂的現象，並且防止水準端部134a與印刷電路基板110相連接的部分遭到破損。
較佳地，背面蓋140由透明材質形成，能夠自外部容易確認 探針130的形態。並且，較佳地，背面蓋140由具有抗靜電(antistatic)功能的材質製成。如果在背面蓋140產生靜電，則存在雜質附著於背面蓋140與印刷電路基板之間的憂慮。
並且，較佳地，背面蓋140借助可附著/分離的緊固機構與印刷電路基板110相結合。這是為了，在部分探針130遭到損傷或者需要進行檢驗時，脫去背面蓋140，並且更換或者檢驗探針130。
探針130呈具有垂直部132與水準部134的一L字形狀，垂直部132之端部132a與晶片之接點相連接，水準部134之端部134a與印刷電路基板110的電路圖案114相連接。特別地，如果水準部134之端部134a沿著與垂直部132相同的方向彎曲而插入至印刷電路基板110，則可更加容易地將探針130連接至印刷電路基板110。
較佳地，探針130由鈹銅(BeCu)材質形成。鈹銅材質的探針具有優良的彈力，與用作通用彈簧材料的磷青銅(P Cu)相比，具有耐用特性優秀的效果。
這種探針130可以經過電鍍之後使用，用以減少接觸電阻。
就探針130的電鍍而言，較佳地，對鈹銅材質的母材進行酸洗之後鍍銅(Cu)，並且依次執行鍍鎳(Ni)與鍍金(Au)。
為了減少接觸電阻，較佳地在表面形成鍍金(Au)，但如果在鈹銅材質的母材直接鍍金(Au)，則因附著力弱而不能夠確保充分的耐久性。因此，形成鍍銅層與鍍鎳層作為中間層，從而確保電 鍍層之耐久性。
由於鍍金(Au)層經使用後會受損或者被磨損，因而為了確保100萬次以上的使用次數，較佳地將鍍金(Au)層的厚度形成為2μm~4μm。如果電鍍層的厚度小於2μm，則不能夠確保充分的使用次數，如果大於4μm，則導致過度的成本上漲，因此不優選採用。
並且，在上述印刷電路基板110的背面結合有複數個支架160。支架160用於將本發明的檢查用探測裝置固定於其他裝備。
「第3圖」及「第4圖」係為表示本發明的晶片檢查用探測裝置之截面圖。
如圖所示，如果檢查物件晶片以固定於處理機(handler)的狀態緊貼於探針130的垂直端部，則晶片的接點與探針相連接，並且藉由印刷電路基板110的電路圖案114及母連接器150與檢查裝備(未圖示)相連接，使得檢查裝備執行晶片10的檢查。
如果檢查物件晶片10緊貼於探針130之上端，則探針130隨之朝向下方下垂的同時發生彈性變形，此時，探針130的水準部134受到背面蓋140之限制，由此探針130僅在規定範圍內發生變形。
為了誘導探針130的彈性變形，較佳地在背面蓋140與印刷電路基板110的背面之間形成一分隔間隔G。為此，對背面蓋140與印刷電路基板110進行緊固時，在背面蓋140與印刷電路基板110之間可以配置間隔材料149。如果配置間隔材料149，在背面 蓋140與印刷電路基板110之間就會產生相當於間隔材料的厚度的一分隔間隔G，由此探針130之水準部134可以在該區域進行上下移動。
「第5圖」係為表示在配設於本發明實施例的晶片檢查用探測裝置的針保持器形成的多種形態之針孔之示意圖。
如圖所示，根據檢查物件晶片的接點形態，可將針孔形成為多種形態。
(a)表示與在兩側具有3個、在中央具有1個，總共為7個接點的晶片對應的針孔之配置；(b)表示與在兩側具有8個接點，總共為16個接點的晶片對應的針孔之配置；(c)表示與在四面具有4個接點，總共為16個接點的晶片對應的針孔之配置；(d)表示與在四面具有8個接點，總共為32個接點的晶片對應的針孔之配置。
除此之外，可以與各個晶片的接點位置相對應地形成針孔，用於檢查多種形態的晶片。
如上所述，本發明的晶片檢查用探測裝置帶來能夠在探針的垂直端部穩定地連接晶片的接點的效果。在晶片檢查過程中，探針進行上下移動，探針受到針保持器與背面蓋的限制，由此僅在彈性變形區域進行上下移動。因此，帶來即使使用次數增加也不 會導致探針的形狀發生變形之效果。
另一方面，本發明的檢查用探測裝置使用耐用性優秀的鈹銅(BeCu)材質作為探針的材質，並且對外表面進行鍍金，由此可以確保耐久性與低接觸電阻。
10‧‧‧晶片
100‧‧‧探測裝置
110‧‧‧印刷電路基板
112‧‧‧貫通孔
114‧‧‧電路圖案
114a‧‧‧一側端部
114b‧‧‧另一側端部
120‧‧‧針保持器
122‧‧‧針孔
130‧‧‧探針
132‧‧‧垂直部
132a‧‧‧垂直端部
134‧‧‧水準部
134a‧‧‧水準端部
140‧‧‧背面蓋
149‧‧‧間隔材料
150‧‧‧母連接器
160‧‧‧支架
G‧‧‧分隔間隔
第1圖係為本發明實施例的晶片檢查用探測裝置之分離立體圖。
第2圖係為本發明實施例的晶片檢查用探測裝置之結合立體圖。
第3圖及第4圖係為本發明實施例的晶片檢查用探測裝置與檢查裝備之剖視圖。
第5圖係為表示在設在本發明實施例的晶片檢查用探測裝置的針保持器形成的多種形態的針孔之示意圖。
110‧‧‧印刷電路基板
112‧‧‧貫通孔
114‧‧‧電路圖案
114a‧‧‧一側端部
114b‧‧‧另一側端部
120‧‧‧針保持器
122‧‧‧針孔
130‧‧‧探針
132‧‧‧垂直部
132a‧‧‧垂直端部
134‧‧‧水準部
134a‧‧‧水準端部
140‧‧‧背面蓋
149‧‧‧間隔材料
150‧‧‧母連接器
160‧‧‧支架

Claims (5)

  1. 一種晶片檢查用探測裝置，係包含：一印刷電路基板，係在中央具有一貫通孔；一針保持器，係附著於該印刷電路基板之前表面，並且具有複數個針孔；複數個探針，該等探針的垂直部與水準部形成為一L字形狀，該等探針的水準端部分別與配設於該印刷電路基板的電路圖案之一側端部相連接，而垂直端部超向該等針孔之上表面暴露出；以及一背面蓋，係附著於該印刷電路基板之背面，並且在與該印刷電路基板之間形成一分隔間隔，該分隔間隔具有一分隔材料；其中該針保持器與該背面蓋能夠進行附著/分離，該針保持器係為透明晶質玻璃材質，該背面蓋係為具有抗靜電性能的透明合成樹脂材質；該等探針係為鈹銅材質，在該等探針的表面依次形成有一鍍銅層、一鍍鎳層以及一鍍金層；以及更包含一母連接器，該母連接器與該印刷電路基板的電路圖案之另一側端部相連接，並且排列於該印刷電路基板之邊緣。
  2. 如請求項第1項所述之晶片檢查用探測裝置，其中該鍍金層在2μm~4μm範圍內。
  3. 如請求項第1項所述之晶片檢查用探測裝置，其中該等探針的水準端部沿著與該垂直部相同的方向彎曲。
  4. 如請求項第1項所述之晶片檢查用探測裝置，其中該晶片檢查用探測裝置還包含複數個支架，該等支架與該印刷電路基板的背面相結合。
  5. 如請求項第1項所述之晶片檢查用探測裝置，其中該印刷電路基板的電路圖案自該貫通孔的周邊起形成到該印刷電路基板的邊緣部為止。
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