TWI504903B - 彈簧針用探針部材 - Google Patents

Description

彈簧針用探針部材

本發明是有關於一種彈簧針用探針部材，且更特定而言，是有關於一種可靠地接觸半導體裝置的端子以便良好電連接的彈簧針用探針部材。

一般而言，為了測試半導體裝置的電特性，半導體裝置需要與測試裝置有穩定的電連接。一般而言，將測試插口用作用於半導體裝置與測試裝置之間的連接的裝置。

測試插口連接半導體裝置的端子與測試裝置的襯墊，以雙向交換電信號。為此，將彈簧針用作測試插口中的接觸單元。彈簧針包含彈簧，其用以容易地連接半導體裝置與測試裝置且吸收可能在連接期間發生的機械衝擊，且因此彈簧用於大部分測試插口中。

圖1示意性地說明通用彈簧針。

為受測試裝置的半導體裝置1包含外部連接端子2，且包含基板襯墊9的測試基板8經安置以對應於外部連接端子2。另外，彈簧針3位於半導體裝置1與測試基板8之間，以將半導體 裝置1與測試基板8電連接至彼此。在圖1中，省略了測試插口的主體。如圖1中所繪示，彈簧針3包含在主體4的對置末端上的上部柱塞5及下部柱塞6，且彈簧7插入至主體4中。因此，彈簧7在上部柱塞5與下部柱塞6彼此隔開的方向上將彈力施加至上部柱塞5及下部柱塞6。此處，上部柱塞5連接至半導體裝置1的外部連接端子2，且下部柱塞6連接至測試基板8的基板襯墊9。因此，外部連接端子2與基板襯墊9電連接至彼此。亦即，當上部柱塞5的末端接觸半導體裝置1的外部連接端子2且下部柱塞6的末端接觸測試基板8的基板襯墊9時，外部連接端子2與基板襯墊9電連接至彼此。

另一習知彈簧針揭露於韓國專利申請案第10-2011-0127010中。詳言之，圖2及圖3說明用於進行半導體測試的彈簧針，所述彈簧針將半導體裝置(未圖示)電連接至用以測試半導體的測試基板(未圖示)。彈簧針包含第一柱塞20、第二柱塞30以及彈性部材40。兩側上穿透的移動空間形成於第一柱塞20中。第二柱塞30是由導電材料形成。又，第二柱塞30插入至第一柱塞20的移動空間中，以使得第二柱塞30的末端選擇性地突出超出移動空間的一側上的接觸出口22'。彈性部材40插入於第一柱塞20與第二柱塞30之間，以在第一柱塞20與第二柱塞30彼此隔開的方向上施加彈力。第二柱塞30的一末端連接至測試基板的基板襯墊，且第二柱塞30的另一末端藉由第一柱塞20與第二柱塞30的相對移動而自形成於第一柱塞20的移動空間的一側上的接觸出口暴露至外部，以連接至半導體裝置的外部連接端子。

上述彈簧針具有以下問題。

用機械方式來製造或由通用電鍍方法來製造彈簧針的探針。因此，難以實現根據使用者意欲的探針的形狀。

亦即，難以實現在所要位置處具有所要形狀的探針。又，難以實現具有不同材料或不同高度的各種形狀的探針。

[先前技術參照案]

[專利參照案]

1.韓國專利申請案第10-2011-0127010號

本發明的一或多個實施例包含一種彈簧針用探針部材，藉此可實現具有所要形狀的探針的彈簧針，或可由設計者在需要時藉由使用不同材料形成探針而實現彈簧針。

根據本發明的一或多個實施例，一種彈簧針用探針部材，其用於測試半導體裝置且其至少一部分插入至圓柱形主體中以由彈性部材支撐且其上端接觸所述半導體裝置的端子，所述彈簧針用探針部材包含：第一探針板，其包含第一探針部分及第一組合部分，所述第一探針部分在其上端中包含接觸所述半導體裝置的所述端子的探針，所述第一組合部分自所述第一探針部分向下延伸以插入至所述圓柱形主體中且與所述圓柱形主體組合；以及第二探針板，其包含第二探針部分及第二組合部分，所述第二探針部分在其上端中包含接觸所述半導體裝置的所述端子的探針，所述第二組合部分自所述第二探針部分向下延伸以插入至所 述圓柱形主體中且與所述圓柱形主體組合，其中所述第一探針板及所述第二探針板整合地連接至彼此。

所述第一探針板及所述第二探針板可由彼此不同的材料形成。

形成所述第一探針板的材料的硬度高於形成所述第二探針板的材料的硬度。

形成所述第二探針板的材料的導電率比形成所述第一探針板的材料的導電率佳。

當所述第一探針板與所述第二探針板整合時，所述第一探針板的所述探針的最高高度與所述第二探針板的所述探針的最高高度可彼此不同。

所述第一探針板的所述探針的所述最高高度可大於所述第二探針板的所述探針的所述最高高度，且形成所述第一探針板的材料的硬度高於形成所述第二探針板的材料的硬度。

所述探針部材可更包含第三探針板，所述第三探針板包含：第三探針部分，其在其上端中包含接觸所述半導體裝置的所述端子的探針，且其形狀不同於所述第二探針部分的形狀；以及第三組合部分，其自所述第三探針部分向下延伸以插入至所述圓柱形主體中且與所述圓柱形主體組合，其中所述第三探針板可配置於與所述第一探針板對置的位置處，其中所述第二探針板處於所述第三探針板與所述第一探針板之間，且所述第三探針板與所述第二探針板整合在一起。

所述第一探針板及所述第三探針板可由硬度高於形成所述第二探針板的材料的硬度的材料形成。

根據本發明的一或多個實施例，一種彈簧針用探針部材，其用於測試半導體裝置且其至少一部分插入至圓柱形主體中以由彈性部材支撐且其上端接觸所述半導體裝置的端子，所述彈簧針用探針部材包含：探針部分，在其上端中包含接觸所述半導體裝置的所述端子的探針；以及組合部分，其自所述探針部分向下延伸以插入至所述圓柱形主體中且與所述圓柱形主體組合，其中在沿著豎直方向截取時，具有不同橫截面形狀的多個探針板整合在一起。

所述多個探針板中的至少一者可具有高於其他探針板的硬度。

所述多個探針板中的至少一者可具有不同於其他探針板的厚度。

所述多個探針板中的至少一者的探針可具有不同於其他探針板的探針的高度。

所述多個探針板中的至少一者的探針的數目可不同於其他探針板的探針的數目。

根據本發明的一或多個實施例，一種彈簧針用探針部材，其用於測試半導體裝置且其至少一部分插入至圓柱形主體中以由彈性部材支撐且其上端接觸所述半導體裝置的端子，所述彈簧針用探針部材包含：探針部分，其在其上端中包含接觸所述半導體裝置的所述端子的探針；以及組合部分，其自所述探針部分向下延伸以插入至所述圓柱形主體中且與所述圓柱形主體組合，其中在垂直於豎直方向的方向上具有預定形狀的多個探針板整合在一起。

根據本發明的上述實施例中的一或多者，所述彈簧針用探針部材包含所述多個探針板，所述多個探針板包含所述探針，所述多個探針板整合及連接在一起以使得所述探針可具有製造商所要的形狀且所述探針中的每一者可具有彼此不同的材料。

1‧‧‧半導體裝置

2‧‧‧外部連接端子

3‧‧‧彈簧針

4‧‧‧主體

5‧‧‧上部柱塞

6‧‧‧下部柱塞

7‧‧‧彈簧

8‧‧‧測試基板

9‧‧‧基板襯墊

20‧‧‧第一柱塞

22'‧‧‧接觸出口

30‧‧‧第二柱塞

40‧‧‧彈性部材

100‧‧‧彈簧針

110‧‧‧彈簧針用探針部材

111‧‧‧探針板112：第一探針板

112'‧‧‧第一探針板

112a‧‧‧第一探針部分

112b‧‧‧第一組合部分

113‧‧‧第二探針板

113'‧‧‧第二探針板

113a‧‧‧第二探針部分

113b‧‧‧第二組合部分

114‧‧‧第三探針板

114a‧‧‧第三探針部分

114b‧‧‧第三組合部分

115‧‧‧第四探針板

116‧‧‧第五探針板

120‧‧‧圓柱形主體

130‧‧‧彈性部材

140‧‧‧下部探針部分

150‧‧‧半導體裝置

151‧‧‧端子

圖1為通用彈簧針的示意圖。

圖2為通用彈簧針的分解透視圖。

圖3為圖2的橫截面圖。

圖4為根據本發明的實施例的包含彈簧針用探針部材的彈簧針的透視圖。

圖5為圖4的組合透視圖。

圖6及圖7為用於解釋圖4的彈簧針的操作的圖。

圖8為根據本發明的另一實施例的彈簧針用探針部材的視圖。

在下文中，將參看隨附圖式詳細描述根據本發明的實施例的彈簧針用探針部材。

根據本發明實施例的彈簧針用探針部材110用於測試半導體裝置150。彈簧針用探針部材110的至少一部分插入至圓柱形主體120中以由彈性部材130支撐，且彈簧針用探針部材110的 上端接觸半導體裝置150的端子151。

在彈簧針用探針部材110中，由探針部分及組合部分形成的多個探針板整合在一起及附接至彼此。詳細而言，探針板中的每一者包含探針部分及組合部分，且各自具有不同形狀的探針板整合在一起及附接至彼此。此處，探針板可具有大致薄板形狀。

可如下劃分探針板111。舉例而言，在圖4的彈簧針用探針部材110中，位於前沿的探針板111被稱為第一探針板112，且位於第一探針板112之後的探針板111被稱為第二探針板113、第三探針板114、第四探針板115以及第五探針板116。探針板111中的每一者具有以下特性。

首先，第一探針板112包含：第一探針部分112a，其在其上端中包含接觸半導體裝置150的端子151的探針；以及第一組合部分112b，其自第一探針部分112a向下延伸以插入至圓柱形主體120中且與圓柱形主體120組合。

詳言之，第一探針板112形成為薄板形狀，且第一探針部分112a具有四邊形形狀且在其上部中具有兩個突出物。

第一組合部分112b自第一探針部分112a向下延伸且具有矩形形狀，所述形狀的寬度小於第一探針部分112a的寬度。

第二探針板113與第一探針板112鄰近地整合，且包含第二探針部分113a及第二組合部分113b。

第二探針板113的第二探針部分113a在其上端中包含接觸半導體裝置150的端子151的探針，且具有不同於第一探針部分112a的形狀。詳細而言，第二探針部分113a的寬度大於第一探針部分112a的寬度，且具有單一突出物。此處，第二探針部分 113a可包含單一探針。又，第二探針部分113a的厚度大於第一探針部分112a的厚度。

第二組合部分113b自第二探針部分113a向下延伸以插入至圓柱形主體120中且與圓柱形主體120組合。

第二組合部分113b具有矩形形狀，所述形狀的寬度小於第二探針部分113a的寬度。又，第二組合部分113b的寬度可大於第一組合部分112b的寬度。

第三探針板114形成為薄板形狀，且包含第三探針部分114a及第三組合部分114b。第三探針部分114a配置成鄰近於第二探針部分113a且配置於與第一探針部分112a對置的位置處，其中第二探針部分113a處於第三探針部分114a與第一探針部分112a之間。

第三探針部分114a具有不同於第二探針部分113a的形狀。詳細而言，第三探針部分114a的厚度大於第二探針部分113a的厚度，且形成探針的突出物的形狀及探針的數目在第三探針部分114a與第二探針部分113a之間存在不同。

第三組合部分114b自第三探針部分114a向下延伸，且插入至圓柱形主體120中，從而與圓柱形主體120組合。第三組合部分114b的寬度小於第三探針部分114a的寬度。

此外，第四探針板115包含第四探針部分及第四組合部分，且第五探針板116包含第五探針部分及第五組合部分。詳細態樣實質上與上述態樣相同，且因此，將在此處省略所述詳細態樣。

此外，第一探針板112及第二探針板113具有彼此不同 的形狀，且由彼此不同的材料形成。舉例而言，第一探針部分112a可由高硬度材料(諸如，鎳合金)形成，且第二探針部分113a可由諸如金屬(例如，銀)的具有極佳導電率的金屬材料形成。同樣地，當第一探針板112及第二探針板113由彼此不同的材料形成時，第一探針部分112a可破壞可添加至半導體裝置150的端子151的表面的雜質材料(諸如，氧化物層)，且第二探針部分113a可實現極佳導電率。自然，第一探針板112亦可促進導電率。

又，形成第三探針部分114a的材料的硬度高於形成第二探針部分113a的材料的硬度，且第四探針部分可由具有極佳導電率的材料形成。換言之，可交替地形成高硬度材料及高導電率材料。

又，當探針板111中的每一者的探針的數目彼此不同時，探針可以z字形形狀來配置而非共線地定位。

此外，如下描述根據本發明實施例的包含彈簧針用探針部材110的彈簧針100的結構。彈簧針100包含彈簧針用探針部材110、圓柱形主體120、配置於圓柱形主體120中且向上對彈簧針用探針部材110加彈性偏壓的彈性部材130，以及下部探針部分140，其至少一部分突出穿過圓柱形主體120的下部開口且由彈性部材130支撐。此處，彈簧針100在向上及向下方向上插入至包含開口的外殼(未圖示)中。

根據本發明實施例的彈簧針用探針部材110具有以下操作效應。

首先，當半導體裝置150的端子151接觸彈簧針用探針部材110時(如圖7中所說明)，隨著半導體裝置150的端子151下降(如 圖6中所說明)，端子151可有效地接觸彈簧針用探針部材110的多個探針。

在根據本發明實施例的彈簧針用探針部材110中，多個探針板111是藉由整合而形成。因此，可以各種方式實現探針的形狀及位置，以使得對應於設計條件的最佳接觸形狀可為可行的。

又，當接觸半導體裝置150的端子151的探針板111由彼此不同的材料形成時，一探針可主要用以自端子151移除雜質，且另一探針可用以接觸端子151且增大導電率，藉此導致所要效應。舉例而言，當所有探針板111由相同材料形成時，亦即，當所有探針由高硬度材料形成時，探針可具有低導電率，此情形在導電率方面為不合需要的，而當所有探針由高導電率材料形成時，歸因於接觸端子151的重複製程，探針可能易受磨損。然而，根據本發明實施例，交替地配置由高硬度材料形成的探針板及由具有低硬度及高導電率的材料形成的探針板，以執行互補功能。

可如下製造根據本發明實施例的彈簧針用探針部材110。首先，在基板上形成導電層且安置乾膜。藉由光阻製程在乾膜中形成預定溝槽，且將電鍍材料塗覆至溝槽以製造第一探針板112。接著，再次堆疊乾膜且在乾膜中形成具有必要形狀的溝槽。將電鍍材料塗覆至溝槽以製造第二探針板113。重複此製程，直至已製造第五探針板116為止。接著，移除乾膜，且將已製造的彈簧針用探針部材110與基板分離。

此外，本發明的實施例不限於根據本發明實施例的彈簧針用探針部材110。可如下改變彈簧針用探針部材110。

亦即，可將探針板中的每一探針的高度製造為彼此不同。舉例而言，第一探針板112'可由硬度高於形成第二探針板113' 的材料的硬度的材料形成，且接著，第一探針板112'的探針的最高高度可大於第二探針板113'的探針的最高高度。如此，當由高硬度材料形成的第一探針板112'的探針定位得較高時，由高硬度材料形成的探針首先接觸半導體裝置的端子且自端子移除雜質，且此後，第二探針板113'的探針接觸端子以促進有效導電。需要由高硬度材料形成的探針板的最高末端高於由具有低硬度的材料形成的探針板的最高末端。

雖然已參看諸圖描述了本發明的一或多個實施例，但一般熟習此項技術者應理解，可在不偏離如藉由以下申請專利範圍界定的本發明的精神及範疇的情況下在本發明中作出形式及細節的各種改變。

112a‧‧‧第一探針部分

113a‧‧‧第二探針部分

114a‧‧‧第三探針部分

120‧‧‧圓柱形主體

150‧‧‧半導體裝置

151‧‧‧端子

Claims (9)

1. 一種彈簧針用探針部材，其用於測試半導體裝置且其至少一部分插入至圓柱形主體中以由彈性部材支撐且其上端接觸所述半導體裝置的端子，所述探針部材包括：第一探針板，其包括第一探針部分及第一組合部分，所述第一探針部分在其上端中包括接觸所述半導體裝置的所述端子的探針，所述第一組合部分自所述第一探針部分向下延伸以插入至所述圓柱形主體中且與所述圓柱形主體組合；以及第二探針板，其包括第二探針部分及第二組合部分，所述第二探針部分在其上端中包括接觸所述半導體裝置的所述端子的探針，所述第二組合部分自所述第二探針部分向下延伸以插入至所述圓柱形主體中且與所述圓柱形主體組合，所述第一探針板以及所述第二探針板整合地連接至彼此，其中沿著豎直方向截取時，所述第一探針板以及所述第二探針板具有不同橫截面形狀，而在垂直於所述豎直方向的方向上的所述第一探針板以及所述第二探針板具有預定形狀。
2. 如申請專利範圍第1項所述的彈簧針用探針部材，其中所述第一探針板以及所述第二探針板由彼此不同的材料形成。
3. 如申請專利範圍第2項所述的彈簧針用探針部材，其中形成所述第一探針板的材料的硬度高於形成所述第二探針板的材料的硬度。
4. 如申請專利範圍第2項或第3項所述的彈簧針用探針部材，其中形成所述第二探針板的材料的導電率比形成所述第一探針板的材料的導電率佳。
5. 如申請專利範圍第1項所述的彈簧針用探針部材，其中當所述第一探針板與所述第二探針板整合時，所述第一探針板的所述探針的最高高度與所述第二探針板的所述探針的最高高度彼此不同。
6. 如申請專利範圍第5項所述的彈簧針用探針部材，其中所述第一探針板的所述探針的所述最高高度大於所述第二探針板的所述探針的所述最高高度，且形成所述第一探針板的材料的硬度高於形成所述第二探針板的材料的硬度。
7. 如申請專利範圍第1項所述的彈簧針用探針部材，其更包括第三探針板，所述第三探針板包括：第三探針部分，其在其上端中包括接觸所述半導體裝置的所述端子的探針，且所述第三探針部分的形狀不同於所述第二探針部分的形狀；以及第三組合部分，其自所述第三探針部分向下延伸以插入至所述圓柱形主體中且與所述圓柱形主體組合，其中所述第三探針板配置於與所述第一探針板對置的位置處，且所述第二探針板處於所述第三探針板與所述第一探針板之間，而所述第三探針板與所述第二探針板整合。
8. 如申請專利範圍第7項所述的彈簧針用探針部材，其中所述第一探針板及所述第三探針板由硬度高於形成所述第二探針板的材料的硬度的材料形成。
9. 如申請專利範圍第7項所述的彈簧針用探針部材，其中所述第一探針板、所述第二探針板及所述第三探針板中的至少一者的探針的數目不同於其他探針板的探針的數目。