TWI626453B - 探針組件及其空間轉換介面板 - Google Patents

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Abstract

本發明公開一種探針組件及其空間轉換介面板。探針組件包括一空間轉換介面板以及多個探針結構。空間轉換介面板包括一轉接載板以及多個介電結構。轉接載板具有多個導體部，每一個介電結構設置在相對應的導體部的一側且接觸相對應的導體部。多個探針結構設置在相對應的介電結構的一側且接觸相對應的介電結構。每一個介電結構設置在相對應的導體部與相對應的探針結構之間。每一個探針結構具有一第一端部、一對應於第一端部的第二端部、一連接在第一端部與第二端部之間的連接部。藉此，本發明探針組件及其空間轉換介面板的阻抗值能夠被優化。

Description

探針組件及其空間轉換介面板
本發明涉及一種探針組件及其空間轉換介面板，特別是涉及一種應用於晶圓探針卡的探針組件及其空間轉換介面板。
首先，現有技術中系統單晶片(System on Chip，SoC)於高速信號測試時，常會面臨核心電源於使用頻率點的目標阻抗值過高的問題，而導致阻抗值過高的原因有探針卡(Probe Card)、轉接基板(substrate)、探針座及晶圓探針等因素。因此，在現行的解決方式下，大多是聚焦於轉接基板的優化，也就是通過適量的去耦合電容來改善供電網路(power delivery network，PDN)的目標阻抗值。然而，此種優化方式雖然能夠使得轉接基板的阻抗值達到標準，但仍然會因為轉接基板距離待測端較遠的因素，而無法有效掌控整體供電網路。
因此，如何提出一種能因應行動裝置所需高速信號系統單晶片應用測試時，有效降低諧振頻率點的電源阻抗且提升供電網路的效能的探針組件及其空間轉換介面板，以克服上述的缺陷，已然成為該項所屬技術領域人士所欲解決的重要課題。
本發明所要解決的技術問題在於，針對現有技術的不足提供一種探針組件及其空間轉換介面板，以有效降低諧振頻率點的電源阻抗且提升供電網路的效能。
為了解決上述的技術問題，本發明所採用的其中一技術方案 是，提供一種探針組件，其包括一空間轉換介面板以及多個探針結構。所述空間轉換介面板包括一轉接載板以及多個介電結構，其中，所述轉接載板具有多個導體部，每一個所述介電結構設置在相對應的所述導體部的一側且接觸相對應的所述導體部。每一個所述探針結構設置在相對應的所述介電結構的一側且接觸相對應的所述介電結構，其中，每一個所述介電結構設置在相對應的所述導體部與相對應的所述探針結構之間，且每一個所述探針結構具有一第一端部、一對應於所述第一端部的第二端部、一連接在所述第一端部與所述第二端部之間的連接部。
本發明所採用的另外一技術方案是，提供一種空間轉換介面板，多個所述探針結構分別電性連接於所述空間轉換介面板，所述空間轉換介面板包括一轉接載板以及多個介電結構。所述轉接載板具有多個導體部。多個所述介電結構分別設置在多個所述導體部中，且每一個所述介電結構位於相對應的所述導體部與相對應的所述探針結構之間。
本發明的其中一有益效果在於，本發明實施例所提供的探針組件及其空間轉換介面板，其能通過“每一個所述介電結構設置在每一個所述導體部與每一個所述探針結構之間”的技術方案，而能優化目標阻抗值，且提升供電網路的效能。
為使能更進一步瞭解本發明的特徵及技術內容，請參閱以下有關本發明的詳細說明與圖式，然而所提供的圖式僅用於提供參考與說明用，並非用來對本發明加以限制。
U‧‧‧探針組件
B‧‧‧探針承載座
T‧‧‧空間轉換介面板
1‧‧‧轉接載板
11‧‧‧導體部
12‧‧‧容置槽
2‧‧‧介電結構
21‧‧‧第一表面
22‧‧‧第二表面
23‧‧‧容置空間
3‧‧‧探針結構
31‧‧‧第一端部
32‧‧‧第二端部
321‧‧‧裸露部
33‧‧‧連接部
4‧‧‧導電結構
C‧‧‧電容區域
圖1為本發明第一實施例的探針組件的立體分解示意圖。
圖2為本發明第一實施例的探針組件的立體組合示意圖。
圖3為本發明第一實施例的探針組件的其中一側視剖面示意圖。
圖4為本發明第一實施例的探針組件的另外一側視剖面示意 圖。
圖5為本發明第一實施例的探針組件的另外一實施方式的側視剖面示意圖。
圖6為本發明第二實施例的探針組件的立體分解示意圖。
圖7為本發明第二實施例的探針組件的立體組合示意圖。
圖8為本發明第二實施例的探針組件的其中一側視剖面示意圖。
圖9為本發明第二實施例的探針組件的另外一側視剖面示意圖。
圖10為本發明第二實施例的探針組件的另外一實施方式的側視剖面示意圖。
以下是通過特定的具體實例來說明本發明所公開有關“探針組件及其空間轉換介面板”的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所公開的內容瞭解本發明的優點與效果。本發明可通過其他不同的具體實施例加以施行或應用，本說明書中的各項細節也可基於不同觀點與應用，在不悖離本發明的精神下進行各種修飾與變更。另外，本發明的附圖僅為簡單示意說明，並非依實際尺寸的描繪，事先聲明。以下的實施方式將進一步詳細說明本發明的相關技術內容，但所公開的內容並非用以限制本發明的保護範圍。
應理解，雖然本文中可能使用術語第一、第二、第三等來描述各種元件或信號等，但這些元件或信號不應受這些術語限制。這些術語乃用以區分一元件與另一元件，或者一信號與另一信號。另外，如本文中所使用，術語“或”視實際情況可能包括相關聯的列出項目中的任一個或者多個的所有組合。
[第一實施例]
首先，請參閱圖1至圖4所示，圖1及圖2分別為本發明第一實施例探針組件U的立體示意圖，圖3及圖4分別為第一實施例探針組件U的側視剖面示意圖。本發明提供一種探針組件U及其空間轉換介面板T，以下將先介紹探針組件U的主要架構，後續內容再行介紹空間轉換介面板T的特徵。
承上述，探針組件U可包括一空間轉換介面板T以及多個探針結構3。空間轉換介面板T可包括一轉接載板1以及多個介電結構2，轉接載板1可具有多個導體部11，以本發明實施例而言，導體部11可位於轉接載板1的一容置槽12中，也就是容置槽12的其中一部分可具有導電性，以作為導體部11。然而，須說明的是，在其他實施方式中，多個導體部11也可以以另一元件的形式而分別設置在轉接載板1的多個容置槽12中，本發明不以此為限(圖3及圖4以導體部11設置在轉接載板1的容置槽12中的方式呈現)。此外，多個介電結構2可分別設置在多個導體部11的一側且分別接觸多個導體部11，也就是說，每一個介電結構2可設置在相對應的導體部11的一側且接觸相對應的導體部11。以圖1至圖4所示的實施方式而言，每一個介電結構2可分別設置在轉接載板1的每一個容置槽12之中且分別接觸導體部11。另外，值得說明的是，轉接載板1的導體部11的電阻率(Resistivity)可小於5 x 102Ωm(歐姆米)，且導體部11的材料可例如但不限於為：金(Au)、銀(Ag)、銅(Cu)、鎳(Ni)、鈷(Co)或其合金，然本發明不以上述所舉例的材質為限。舉例來說，導體部11可以為具有導電性的複合金屬，且複合金屬的材料可例如但不限於為：鈀鎳、鎳鈷、鎳錳、鎳鎢、鎳磷或鈀鈷合金，本發明不以上述所舉例的材質為限。
接著，請復參閱圖3及圖4所示，多個探針結構3可分別設置在多個介電結構2的一側且分別接觸多個介電結構2，且每一個介電結構2可設置在每一個導體部11與每一個探針結構3之間。 也就是說，每一個探針結構3可設置在相對應的介電結構2的一側且接觸相對應的介電結構2，且每一個介電結構2可設置在相對應的導體部11與相對應的探針結構3之間。進一步來說，每一個探針結構3具有一第一端部31、一對應於第一端部31的第二端部32、一連接在第一端部31與第二端部32之間的連接部33。舉例來說，探針結構3的第一端部31可呈尖頭針狀，以劃破待測物的錫球表面的氧化層，然而，在其他實施方式中，探針結構3的第一端部31也可為一平面，本發明不以此為限。此外，第二端部32可以為探針結構3的針尾，以用於與轉接載板1的接觸端相接。換句話說，探針結構3的第二端部32可設置在介電結構2的一側且接觸介電結構2。同時，以圖1至圖4的實施方式來說，探針結構3的第二端部32可設置在轉接載板1的容置槽12之中，且轉接載板1的容置槽12的外型可類似為一套筒狀的結構，然本發明不以此為限。另外，舉例來說，多個介電結構2可分別具有一容置空間23，每一個探針結構3的第二端部32可設置在相對應的介電結構2的容置空間23中。
承上述，值得說明的是，雖然圖式中的探針結構3是以矩形柱狀體作為說明，但本發明不以此為限制，在其他實施方式中，探針結構3也可以為圓形柱狀體或其他外型。另外，值得說明的是，雖然立體圖中的探針結構3是以直條狀的外型呈現，但是，在其他實施方式中，也可以具有如側視圖所示的彎曲狀外形，本發明不以此為限。進一步來說，探針結構3可由導電材料所製成以具有導電性，且探針結構3的電阻率(Resistivity)可小於5 x 102Ωm(歐姆米)，探針結構3的材料可例如但不限於為：金、銀、銅、鎳、鈷或其合金，然本發明不以上述所舉例的材質為限。優選地，探針結構3可為具有導電性的複合金屬，且複合金屬的材料可例如但不限於為：鈀鎳、鎳鈷、鎳錳、鎳鎢、鎳磷或鈀鈷合金，本發明不以上述所舉例的材質為限。另外，在其他實施方式中，探針 結構3的外表面也可依序堆疊不同材料外覆層，以形成一具有多層外覆結構的探針結構3(圖中未示出)。另外，值得一提的是，探針組件U還可進一步包括一探針承載座B，探針承載座B可設置在空間轉換介面板T上。須說明的是，探針承載座B與轉接載板1的結合方式為所屬技術領域人員所熟知之技術，在此不再贅述在此不再贅述。
承上述，請復參閱圖3至圖4所示，以本發明第一實施例而言，介電結構2可設置在探針結構3的第二端部32與轉接載板1的導體部11之間，以使得探針結構3與導體部11彼此電性絕緣。另外，介電結構2可具有一與探針結構3直接相互接觸的第一表面21(內表面)以及一與導體部11直接相互接觸的第二表面22(外表面)。舉例來說，介電結構2可為一絕緣材料，且介電結構2的電阻率可大於或等於108Ωm，優選地，介電結構2的電阻率可大於或等於109Ωm。另外，介電結構2的材料可例如但不限於為：高分子材料或陶瓷等材料，優選地，以氧化鋁(Aluminium oxide，或稱三氧化二鋁，Al2O3)為佳。再者，在其他實施方式中，介電結構3的材料可例如但不限於為：氮化矽、氧化釔、氧化鈦、氧化鉿、氧化鋯或鈦酸鋇，本發明不以上述所舉例的材質為限。藉此，探針結構3與轉接載板1的導體部11之間可通過介電結構2的設置而形成一電容區域C，以使得探針組件U中形成一內埋式的電容。
另外，值得說明的是，由於介電結構2設置在探針結構3與導體部11之間，且介電結構2能包覆探針結構3的第二端部32，以使得探針結構3與導體部11彼此電性絕緣，因此，本發明第一實施例所提供的探針組件U中的導體部11、介電結構2及探針結構3可視為一串聯連接的架構。再者，值得說明的是，介電結構2的形成方式可通過微機電系統(Microelectromechanical SystemS，MEMS)製程而形成，例如但不限於為：通過微影製程及/或電鍍製 程所形成。
接著，請參閱圖5所示，圖5為本發明第一實施例的探針組件U的另外一實施方式的側視剖面示意圖。詳細來說，由圖5與圖4的比較可知，在其他實施方式中，空間轉換介面板T還可進一步包括多個導電結構4，且多個導電結構4可分別設置在多個介電結構2上，以使每一個介電結構2位於相對應的導體部11與相對應的導電結構4之間。此外，多個探針結構3可分別電性連接於多個導電結構4，且每一個導電結構4及每一個介電結構2可分別位於每一個導體部11與每一個探針結構3之間。也就是說，每一個介電結構2與設置其上的導電結構4都位於相對應的導體部11與相對應的探針結構3之間。藉此，導體部11、介電結構2及導電結構4之間可形成一電容區域C，以使得探針組件U中形成一內埋式的電容。此外，在其他實施方式中，導電結構4也可以是探針結構3的一部分。進一步來說，由於介電結構2設置在導電結構4與導體部11之間，因此，導電結構4與導體部11彼此之間可電性絕緣，且探針組件U中的導體部11、介電結構2及導電結構4可視為一串聯連接的架構。
[第二實施例]
首先，請參閱圖6至圖9所示，圖6及圖7分別為本發明第二實施例探針組件U的立體示意圖，圖8及圖9分別為第二實施例探針組件U的側視剖面示意圖。本發明第二實施例提供一種探針組件U及其空間轉換介面板T，由圖9與圖4的比較可知，第二實施例與第一實施例最大的差別在於：第二實施例所提供的探針組件U中的導體部11、介電結構2及探針結構3可視為一並聯連接的架構。另外，須說明的是，第二實施例所提供的探針組件U中的轉接載板1、介電結構2及探針結構3的特性與前述實施例相仿，在此不再贅述。換句話說，轉接載板1的導體部11、介電結 構2、探針結構3及導電結構4的電阻率(Resistivity)、材料及/或形狀可如前述實施例所說明，在此不再贅述。
承上述，詳細來說，請復參閱圖6至圖9所示，探針結構3的第二端部32具有一對應於介電結構2的裸露部321，且探針結構3通過裸露部321而電性連接於轉接載板1的導體部11。另外，介電結構2可具有一與探針結構3相互接觸的第一表面21以及一與轉接載板1相互接觸的第二表面22。換句話說，第二實施例所提供的探針組件U中的導體部11、介電結構2及探針結構3可視為一並聯連接的架構。另外，須說明的是，雖然圖式中的裸露部321為凸起狀之結構，但是，在其他實施方式中，裸露部321也可以位於第二端部的側邊，且為平面狀之結構。即，裸露部321為探針結構3相對於介電結構2的裸露表面，且裸露表面電性連接於導體部11。
接著，請參閱圖10所示，圖10為本發明第二實施例的探針組件的另外一實施方式的側視剖面示意圖。詳細來說，由圖10與圖9的比較可知，在其他實施方式中，空間轉換介面板T還可進一步包括多個導電結構4，且多個導電結構4可分別設置在多個介電結構2上，以使每一個介電結構2分別位於每一個導體部11與每一個導電結構4之間。此外，多個探針結構3可分別電性連接於多個導電結構4，且每一個導電結構4及每一個介電結構2可分別位於每一個導體部11與每一個探針結構3之間，以使得探針組件U中形成一內埋式的電容。
[實施例的有益效果]
本發明的其中一有益效果可以在於，本發明實施例所提供的探針組件U及其空間轉換介面板T，其能利用“每一個介電結構設置在每一個導體部與每一個探針結構之間”的技術方案，而能優化目標阻抗值(降低阻抗值)，且提升供電網路的效能。另外，由 於介電結構2是設置在探針結構3與轉接載板1之間，因此，通過介電結構2的設置能使得探針組件U中內埋一電容，且由於本發明所提供的探針組件U及其空間轉換介面板T中的電容相較於現有技術中轉接基板距離待測端較遠的特性，而更能優化目標阻抗值，且改善寄生效應。
以上所公開的內容僅為本發明的優選可行實施例，並非因此侷限本發明的申請專利範圍，所以凡是運用本發明說明書及圖式內容所做的等效技術變化，均包含於本發明的申請專利範圍內。

Claims (12)

  1. 一種探針組件，其包括：一空間轉換介面板，所述空間轉換介面板包括一轉接載板以及多個介電結構，其中，所述轉接載板具有多個導體部，每一個所述介電結構設置在相對應的所述導體部的一側且接觸相對應的所述導體部；以及多個探針結構，每一個探針結構設置在相對應的所述介電結構的一側且接觸相對應的所述介電結構，其中，每一個所述介電結構設置在相對應的所述導體部與相對應的所述探針結構之間，且每一個所述探針結構具有一第一端部、一對應於所述第一端部的第二端部、一連接在所述第一端部與所述第二端部之間的連接部。
  2. 如請求項1所述的探針組件，其中，所述介電結構具有一容置空間，每一個所述探針結構的所述第二端部設置在相對應的所述介電結構的所述容置空間中。
  3. 如請求項1所述的探針組件，其中，所述探針結構的所述第二端部具有一對應於所述介電結構的裸露部，且所述探針結構通過所述裸露部而電性連接於所述轉接載板的所述導體部，其中，所述介電結構具有一與所述探針結構相互接觸的第一表面以及一與所述轉接載板相互接觸的第二表面。
  4. 如請求項1所述的探針組件，其中，所述探針結構與所述轉接載板彼此電性絕緣，且所述介電結構具有一與所述探針結構相互接觸的第一表面以及一與所述轉接載板的所述導體部相互接觸的第二表面。
  5. 如請求項1所述的探針組件，其中，所述探針結構的電阻率小於5 x 102Ωm。
  6. 如請求項1所述的探針組件，其中，所述轉接載板的多個所述導體部的電阻率小於5 x 102Ωm。
  7. 如請求項1所述的探針組件，其中，所述介電結構的電阻率大於或等於108Ωm。
  8. 如請求項1所述的探針組件，還進一步包括：一探針承載座，所述探針承載座設置在所述空間轉換介面板上。
  9. 如請求項1所述的探針組件，其中，所述空間轉換介面板還進一步包括多個導電結構，多個所述導電結構分別設置在多個所述介電結構上，以使每一個所述介電結構位於相對應的所述導體部與相對應的所述導電結構之間。
  10. 如請求項9所述的探針組件，其中，多個所述探針結構分別電性連接於多個所述導電結構，且每一個所述介電結構與設置其上的所述導電結構都位於相對應的所述導體部與相對應的所述探針結構之間。
  11. 一種空間轉換介面板，多個所述探針結構分別電性連接於所述空間轉換介面板，所述空間轉換介面板包括：一轉接載板，所述轉接載板具有多個導體部；以及多個介電結構，多個所述介電結構分別設置在多個所述導體部中，且每一個所述介電結構位於相對應的所述導體部與相對應的所述探針結構之間。
  12. 如請求項11所述的空間轉換介面板，還進一步包括：多個導電結構，多個所述導電結構分別設置在多個所述介電結構上，其中，每一個所述介電結構位於相對應的所述導電結構與相對應的所述導體部之間。
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