TWI599778B - Test probe unit group - Google Patents

Description

測試探針單元組

本發明係關於一種測試探針單元組，尤指一種應用於晶圓檢測之探針卡(probe card)或應用於半導體元件檢測裝置(test socket)等各式檢測治具中，提供電性連接用途的測試探針單元組創作。

目前應用於晶圓檢測之探針卡或應用於半導體元件檢測裝置等各式檢測治具中，皆係以多數組測試探針作為待測晶圓或半導體元件檢測時訊號傳輸的媒介。

現有檢測治具使用的測試探針係為細小的元件,特別晶圓檢測用之探針卡，該檢測治具中更包含了密集分布的多數測試探針，該檢測治具組設於檢測裝置中，檢測治具每一測試探針一端電性連接檢測裝置的電路載板相對應的電極接點，或檢測治具之每一測試探針一端電性連接線路轉換介面相對應的電極接點，再通過線路轉換介面直接連接電路載板或結合中介層間接連接電路載板。於晶圓檢測時，係以檢測治具的每一探針分別與待測晶圓上的接點電性連接，再由檢測裝置對待測晶圓進行功能檢測。

惟前述測試探針係細小的元件，當測試探針端部與電路載板相對應的電極接點或線路轉換介面相對應的電極接點間多為點接觸狀態，由於彼此間的接觸性不佳，易影響檢測品質。

本發明之主要目的在於提供一種測試探針單元組，解決現有探針與電路裝置的電極接點間的接觸性不佳的問題。

為達成前揭目的，本發明所提出的測試探針單元組係包含： 一探針，係導體材料所製成，其相對兩端分別為一第一接觸端與一第二接觸端，該第二接觸端形成一凹部以及位於該凹部外側的一電接觸部；以及 一電接觸塊，係用以成形於一電路裝置上，該電接觸塊包含一電連接基部以及成形於該電連接基部上的一接觸凸部，該電接觸塊的電連接基部係用於連接該電路裝置的一電極接點，該接觸凸部能對位伸入該探針的第二接觸端的凹部中構成電性接觸。

藉由前揭測試探針單元組的創作，其主要係利用探針第二接觸端形成凹部以及位於凹部外側的電接觸部，再以金屬線材通過打線接合手段、網版印刷手段或電鍍手段等於電路裝置的電極接點上成形該電接觸塊，藉此，該測試探針單元組之探針與成形於電路裝置之電極接點上的電接觸塊呈套合式電接觸狀態，使其彼此間具備良好的電接觸性能且能改善接觸電阻。

如圖1至圖3所示，係揭示本發明測試探針單元組的數種較佳實施例，由該些圖式可以見及，所述測試探針單元組10A、10B、10C係包含一探針20A、20B、20C以及一電接觸塊30。

如圖1至圖3所示的各種較佳實施例，該探針20A、20B、20C係導體材料所製成，其相對兩端分別為一第一接觸端21A、2B、21C與一第二接觸端22A、22B、22C，該第二接觸端22A、22B、22C形成一凹部23A、23B、23C以及一位於凹部23A、23B、23C外側的電接觸部24A、24B、24C。所述探針20A、20B、20C可為單一部件所構成，或為複數部件的組合。

如圖1所示，所述探針20A係為導體材料一體成形的單一部件的較佳實施例。該探針20A相對兩端分別為該第一接觸端21A與該具有凹部23A及電接觸部34A的第二接觸端22A。

如圖2所示，於此較佳實施例中，揭示該探針20B為兩部件的組合構造，該探針20B係包含一彈性探針部件25B以及一探針心件26B，該彈性探針部件25B包含一第一管部251B、一第二管部252B以及一螺旋彈性部254B，該第一管部251B與第二管部252B軸向間隔相對，該螺旋彈性部254B成形於第一管部251B與第二管部252B之間。該彈性探針部件25B可為微機電製程製造成形的部件。該探針心件26B能直線運動地穿設於彈性探針部件25B中，且接觸第一管部251B與第二管部252B，該探針心件26B的端部能伸出該彈性探針部件25B的第一管部251B外且通過焊接固定而電連接，而為該第一接觸端21B，該彈性探針部件25B的第二管部252B為具有該凹部23B及電接觸部24B的該第二接觸端22B。

如圖3所示，於此另一較佳實施例中，揭示該探針為兩部件的組合構造，該探針20C係包含一彈性探針部件25C以及一探針心件26C，該彈性探針部件25C包含一第一管部251C、一第二管部252C、一第三管部253C以及二螺旋彈性部254C，該第一管部251C與第二管部252C軸向間隔相對，該第三管部253C設於第一管部251C與第二管部252C之間，該二螺旋彈性部254C分別成形於第一管部251C與第三管部253C之間以及第二管部252C與第三管部253C之間，所述彈性探針部件25C可利用微機電製程所製造。該探針心件26C能直線運動地穿設於彈性探針部件25C中，且至少接觸第一管部251C與第二管部252C，該探針心件26C的端部能伸出該彈性探針部件25C的第一管部251C外且通過焊接固定而電連接，而為該第一接觸端21C，該彈性探針部件25C的第二管部252C末端為具有該凹部23C與電接觸部24C的該第二接觸端22C。

如圖1至圖3所示的各種較佳實施例，該電接觸塊30係用以成形於一電路裝置6A的一電極接點上，所述電路裝置6A可為具有電路的線路轉換介面、電路載板等。該電接觸塊30係金屬線材(如金線…等)通過打線接合手段成形之具有導電性的塊體，或藉由網版印刷手段、電鍍手段等形成之具有導電性的塊體，該電接觸塊30包含一電連接基部32以及成形於該電連接基部32上的一接觸凸部31，該電接觸塊30之電連接基部32係能固著於所述電極接點上，該接觸凸部31則能對位伸入該探針20A、20B、20C第二接觸端22A、22B、22C的凹部23A、23B、23C中，該電接觸塊30且能為該探針20A、20B、20C第二接觸端22A、22B、22C的電接觸部24A、24B、24C套合接觸而構成電性接觸。

關於本發明測試探針單元組的使用情形，所述測試探針單元組能應用於半導體元件檢測裝置(test socket)以及應用於晶圓檢測之探針卡(probe card)等各式檢測治具中，用以連接檢測裝置進行晶圓或半導體元件各種電特性的檢測。以探針卡(probe card)為例，如圖4及圖5所示，該探針卡1A、1B於其基板30中裝設多數探針20B、20C，該多數探針20B、20C藉由基板30支撐而直立，另於電路載板2A相對應於每一探針20B、20C的電極接點上分別預先成形所述電接觸塊30。或者，於電連接電路載板2A的線路轉換介面3A對應於每一探針20B、20C的電極接點上分別預先成形所述電接觸塊30。

當該探針卡組接電路載板、或是探針卡1A通過線路轉換介面3A連接電路載板2A、或是探針卡1B通過線路轉換介面3A及中介層4A連接電路載板2A時，該探針卡1A、1B之每一探針20B、20C的第一接觸端21B、21C伸出治具基板30外，該探針卡1A、1B之每一探針20B、20C第二接觸端22B、22C的凹部23B、23C提供該線路轉換介面3A相對應電極接點上的電接觸塊30的接觸凸部31對應伸入其中，且每一探針20B、20C第二接觸端22B、22C的電接觸部24B、24C套合接觸該電路載板2A或線路轉換介面3A相對應電極接點上的電接觸塊30而構成電性接觸。

當進行晶圓5A電性測試時，係令探針卡1A、1B每一探針20B、20C的第一接觸端21B、21C電接觸待測晶圓5A的相對應的接點，使待測晶圓5A通過探針卡1A、1B、線路轉換介面3A(或及中介層4A)電性連接測試裝置的電路載板2A，再由測試裝置對待測晶圓5A進行開路、斷路的檢測以及功能性檢測，以判斷該晶圓5A的功能是否正常。

10A、10B、10C 測試探針單元組 20A、20B、20C 探針                     21A、21B、21C 第一接觸端 22A、22B、22C 第二接觸端          23A、23B、23C 凹部 24A、24B、24C 電接觸部             25B、25C 彈性探針部件 251B、251C 第一管部                    252B、252C 第二管部 253C 第三管部                                254B、254C 螺旋彈性部 26B、26C 探針心件 30電接觸塊                                      31接觸凸部 32電連接基部 1A、1B 探針卡                                2A 電路載板 3A 線路轉換介面                            4A中介層 5A晶圓                                             6A電路裝置 40 基板

圖1係本發明測試探針單元組之第一較佳實施例的平面分解示意圖。 圖2係本發明測試探針單元組之第二較佳實施例的平面分解示意圖。 圖3係本發明測試探針單元組之第三較佳實施例的平面分解示意圖。 圖4係圖2所示第二較佳實施例應用於探針卡中與檢測裝置結合，進行晶圓測試的使用狀態參考圖。 圖5係圖3所示第三較佳實施例應用於探針卡中與檢測裝置結合，進行晶圓測試的使用狀態參考圖。

10B 測試探針單元組 20B 探針                                          21B 第一接觸端 22B 第二接觸端                               23B 凹部 24B 電接觸部                                  25B彈性探針部件 251B第一管部                                 252B 第二管部 254B 螺旋彈性部                             26B 探針心件 30 電接觸塊                                     31接觸凸部 32電連接基部 6A電路裝置

Claims (8)

1. 一種測試探針單元組，係包含：一探針，係導體材料所製成，其相對兩端分別為一第一接觸端與一第二接觸端，該第二接觸端形成一凹部以及位於該凹部外側的一電接觸部，其中，該探針包含一彈性探針部件以及一探針心件，該彈性探針部件包含一第一管部、一第二管部以及一螺旋彈性部，該第一管部與該第二管部軸向間隔相對，該螺旋彈性部成形於該第一管部與該第二管部之間，該探針心件能直線運動地穿設於該彈性探針部件中，且接觸該第一管部與該第二管部，該探針心件的端部能伸出該彈性探針部件的該第一管部外固定而為該第一接觸端，該彈性探針部件的該第二管部為具有該凹部與該電接觸部的該第二接觸端；以及一電接觸塊，係用以成形於一電路裝置上，該電接觸塊包含一電連接基部以及成形於該電連接基部上的一接觸凸部，該電接觸塊的電連接基部係用於連接該電路裝置的一電極接點，該接觸凸部能對位伸入該探針的第二接觸端的凹部中構成電性接觸。
2. 如請求項1所述之測試探針單元組，其中，該電接觸塊係金屬導線通過打線接合手段所成形的塊體，或網版印刷手段成形的塊體，或電鍍手段成形的塊體。
3. 一種測試探針單元組，係包含：一探針，係導體材料所製成，其相對兩端分別為一第一接觸端與一第二接觸端，該第二接觸端形成一凹部以及位於該凹部外側的一電接觸部，其中，該探針係包含一彈性探針部件以及一探針心件，該彈性探針部件包含一第一管部、一第二管部、一第三管部以及二螺旋彈性部，該第一管部與該第二管部軸向間隔相對，該第三管部設於該第一管部與該第二管部之間，該二螺旋彈性部分別成形於該第一管部與該第三管部之間以及該第二管部與該第三管部之間， 該探針心件能直線運動地穿設於該彈性探針部件中，且至少接觸該第一管部與該第二管部，該探針心件的端部能伸出該彈性探針部件的該第一管部外而為該第一接觸端，該彈性探針部件的該第二管部末端為具有該凹部與該電接觸部的該第二接觸端；以及一電接觸塊，係用以成形於一電路裝置上，該電接觸塊包含一電連接基部以及成形於該電連接基部上的一接觸凸部，該電接觸塊的電連接基部係用於連接該電路裝置的一電極接點，該接觸凸部能對位伸入該探針的第二接觸端的凹部中構成電性接觸。
4. 如請求項3所述之測試探針單元組，其中，該電接觸塊係金屬導線通過打線接合手段所成形的塊體，或網版印刷手段成形的塊體，或電鍍手段成形的塊體。
5. 一種測試探針單元組，係包含：一探針，係導體材料所製成，其中，該探針係為導體材料一體成形的單一部件，其相對兩端分別為一第一接觸端與一第二接觸端，該第二接觸端形成一凹部以及位於該凹部外側的一電接觸部；以及一電接觸塊，係用以成形於一電路裝置上，該電接觸塊包含一電連接基部以及成形於該電連接基部上的一接觸凸部，該電接觸塊的電連接基部係用於連接該電路裝置的一電極接點，該接觸凸部能對位伸入該探針的第二接觸端的凹部中構成電性接觸。
6. 如請求項5所述之測試探針單元組，其中，該電接觸塊係金屬導線通過打線接合手段所成形的塊體。
7. 如請求項5所述之測試探針單元組，其中，該電接觸塊係網版印刷手段成形的塊體。
8. 如請求項5所述之測試探針單元組，其中，該電接觸塊係電鍍手段成形的塊體。