TWI642942B - 探針卡裝置及其矩形探針 - Google Patents

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Abstract

本發明公開一種探針卡裝置的矩形探針，所述矩形探針包含上定位段、上接觸段、形變段、下定位段、及下接觸段。所述上定位段包含有錯位部、自錯位部沿第一方向延伸的第一定位部、及自錯位部沿平行但相反於第一方向的第二方向延伸的第二定位部。在垂直所述第一方向的寬度方向上，第一定位部的寬度為錯位部寬度的95%至25%，第二定位部的寬度為錯位部寬度的95%至25%。上接觸段自第一定位部沿第一方向延伸所形成。所述形變段、下定位段、及下接觸段依序自第二定位部沿第二方向延伸所形成。據此，本發明提供一種結構有別於以外的矩形探針。

Description

探針卡裝置及其矩形探針
本發明涉及一種探針，尤其涉及一種探針卡裝置及其矩形探針。
半導體晶片進行測試時，測試設備是透過一探針卡裝置而與待測物電性連接，並藉由信號傳輸及信號分析，以獲得待測物的測試結果。現有的探針卡裝置設有對應待測物的電性接點而排列的多個探針，以藉由上述多個探針同時點接觸待測物的相對應電性接點。
更詳細地說，現有探針卡裝置的探針包含有以微機電系統(Microelectromechanical Systems，MEMS)技術所製造矩形探針，其外型可依據設計者需求而成形。然而，現有矩形探針的研發方向已被既有的結構設計所侷限，因而難以提供有別於以往的技術效果。
於是，本發明人認為上述缺陷可改善，乃特潛心研究並配合科學原理的運用，終於提出一種設計合理且有效改善上述缺陷的本發明。
本發明實施例在於提供一種探針卡裝置及其矩形探針，其能有效地改善現有矩形探針所可能產生的缺陷。
本發明實施例公開一種探針卡裝置，包括：一上導板單元，包含有彼此間隔設置的一第一導板與一第二導板；一下導板，間 隔地位於所述第二導板遠離所述第一導板的一側，並且所述下導板與所述第二導板之間的距離大於所述第一導板與所述第二導板之間的距離；以及多個矩形探針，各包含：一上定位段，包含有一錯位部、自所述錯位部沿一第一方向延伸的一第一定位部、及自所述錯位部沿平行但相反於所述第一方向的一第二方向延伸的一第二定位部，並且平行所述第一方向的所述第一定位部的一中心軸線未重疊於平行所述第二方向的所述第二定位部的一中心軸線；其中，在垂直所述第一方向的一寬度方向上，所述第一定位部的寬度為所述錯位部寬度的95%至25%，並且所述第二定位部的寬度為所述錯位部寬度的95%至25%；一上接觸段，自所述第一定位部沿所述第一方向延伸所形成；及一形變段、一下定位段、及一下接觸段，依序自所述第二定位部沿所述第二方向延伸所形成；其中，多個所述矩形探針的所述上定位段分別位於所述上導板單元內，多個所述矩形探針的所述下定位段分別位於所述下導板內，而多個所述矩形探針的所述形變段位於所述第二導板與所述下導板之間；其中，當所述第一導板相對於所述第二導板沿所述寬度方向位移時，所述第一導板與所述第二導板分別沿相反方向頂抵於每個所述矩形探針的所述第一定位部與所述第二定位部，並且每個所述矩形探針的所述錯位部位於所述第一導板與所述第二導板之間。
本發明實施例也公開一種探針卡裝置的矩形探針，包括：一上定位段，包含有一錯位部、自所述錯位部沿一第一方向延伸的一第一定位部、及自所述錯位部沿平行但相反於所述第一方向的一第二方向延伸的一第二定位部，並且平行所述第一方向的所述第一定位部的一中心軸線未重疊於平行所述第二方向的所述第二定位部的一中心軸線；其中，在垂直所述第一方向的一寬度方向上，所述第一定位部的寬度為所述錯位部寬度的95%至25%，所述第二定位部的寬度為所述錯位部寬度的95%至25%；一上接觸 段，自所述第一定位部沿所述第一方向延伸所形成；以及一形變段、一下定位段、及一下接觸段，依序自所述第二定位部沿所述第二方向延伸所形成。
綜上所述，本發明實施例所公開的探針卡裝置及其矩形探針，通過在上定位段形成有相連於錯位部且呈彼此錯位設置的第一定位部與第二定位部，以使所述矩形探針形成為有別於以往的構造，進而使矩形探針的上定位段具有獨立進行定位的效果。進一步地說，本發明實施例所公開的探針卡裝置，其通過採用第一導板與第二導板搭配於上述每個矩形探針的上定位段，以使所述矩形探針能夠有效地被定位於上導板單元。
為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附圖，但是此等說明與附圖僅用來說明本發明，而非對本發明的保護範圍作任何的限制。
1000‧‧‧探針卡裝置
100‧‧‧探針座
1‧‧‧矩形探針
11‧‧‧上定位段
111‧‧‧錯位部
112‧‧‧第一定位部
113‧‧‧第二定位部
114‧‧‧第一角落
115‧‧‧第二角落
12‧‧‧上接觸段
13‧‧‧形變段
14‧‧‧下定位段
15‧‧‧下接觸段
2‧‧‧上導板單元
21‧‧‧第一導板
211‧‧‧第一穿孔
22‧‧‧第二導板
221‧‧‧第二穿孔
23‧‧‧支撐板
231‧‧‧容置空間
3‧‧‧下導板
31‧‧‧下穿孔
4‧‧‧間隔板
41‧‧‧容置孔
200‧‧‧轉接板
Ds‧‧‧錯位距離
D1‧‧‧第一方向
D2‧‧‧第二方向
W‧‧‧寬度方向
W111、W112、W113、W211、W221‧‧‧寬度
C112、C113‧‧‧中心軸線
圖1為本發明實施例一的矩形探針的示意圖。
圖2為本發明實施例一的矩形探針另一態樣的示意圖。
圖3為本發明實施例二的探針卡裝置的探針座示意圖(一)。
圖4為本發明實施例二的探針卡裝置的探針座示意圖(二)。
圖5為圖4中的V區域的局部放大示意圖。
圖6為本發明實施例二的探針卡裝置的探針座示意圖(三)。
圖7為本發明實施例二的探針卡裝置示意圖。
[實施例一]
請參閱圖1和圖2，其為本發明的實施例一，需先說明的是，本實施例對應附圖所提及的相關數量與外型，僅用來具體地說明本發明的實施方式，以便於了解本發明的內容，而非用來侷限本 發明的保護範圍。
本實施例公開一種矩形探針1，尤其是指一種探針卡裝置的矩形探針1。其中，所述矩形探針1於本實施例中為可導電且具有可撓性的長條狀構造。本實施例的矩形探針1較佳是限定使用微機電系統(MEMS)技術所製造，所以本實施例是排除製造工序截然不同的圓形探針。換句話說，本實施例的矩形探針1相較於圓形探針來說，由於兩者的製造工序截然不同，所以並未有彼此參考的動機存在。
所述矩形探針1於本實施例中包含有一上定位段11、自所述上定位段11一端(如：圖1中的上定位段11頂端)延伸的一上接觸段12、以及自所述上定位段11另一端(如：圖1中的上定位段11底端)依序延伸的一形變段13、一下定位段14、與一下接觸段15。
於本實施例中，所述上定位段11包含有一錯位部111、自所述錯位部111(的頂緣)沿一第一方向D1(如：圖1中的朝上方向)延伸的一第一定位部112、及自所述錯位部111(的底緣)沿平行但相反於所述第一方向D1的一第二方向D2(如：圖1中的朝下方向)延伸的一第二定位部113。
其中，於垂直所述第一方向D1的一寬度方向W上，所述第一定位部112的寬度W112為所述錯位部111寬度W111的95%至25%，所述第二定位部113的寬度W113為所述錯位部111寬度W111的95%至25%。需說明的是，本實施例的第一定位部112寬度W112較佳是等同於第二定位部113寬度W113，但本發明不受限於此。
再者，平行第一方向D1的所述第一定位部112的一中心軸線C112未重疊於平行第二方向D2的所述第二定位部113的一中心軸線C113。也就是說，所述第一定位部112與第二定位部113的位置相較於錯位部111呈彼此錯位設置。所述第一定位部112的 中心軸線C112以及所述第二定位部113的中心軸線C113相隔有介於一錯位距離Ds，並且所述錯位距離Ds介於3微米至250微米，但本發明不受限於此。
進一步地說，本實施例的矩形探針1包含有兩種實施態樣，如圖1所示，所述第一定位部112沿第二方向D2正投影所形成的一投影區域，其位於所述第二定位部113的外側(如：所述第一定位部112的50%寬度W112與第二定位部113的50%寬度W113兩者的和小於上述錯位距離Ds)；或者，如圖2所示，所述第一定位部112沿第二方向D2正投影所形成的一投影區域，其覆蓋局部所述第二定位部113(如：所述第一定位部112的50%寬度W112與第二定位部113的50%寬度W113兩者的和大於上述錯位距離Ds)。
另，所述錯位部111與第一定位部112共同形成有一第一角落114，並且所述錯位部111與第二定位部113共同形成有一第二角落115。上述第一角落114與第二角落115較佳是各呈90度，也就是說，所述第一定位部112是大致垂直地連接於上述錯位部111，並且所述第二定位部113也是大致垂直地連接於上述錯位部111，但本發明不以此為限。
所述上接觸段12自所述第一定位部112沿第一方向D1延伸所形成，並且垂直所述第一方向D1的上接觸段12的任一截面的面積皆不大於垂直所述第一方向D1的第一定位部112的任一截面的面積。其中，本實施例的上接觸段12較佳是呈直條狀，也就是說，本實施例的上接觸段12較佳是未形成有任何突出狀的構造，但本發明不受限於此。
所述形變段13、下定位段14、及下接觸段15是依序自所述第二定位部113沿第二方向D2延伸所形成。也就是說，所述上定位段11的第二定位部113、形變段13、下定位段14、及下接觸段15於本實施例中的原有形狀是呈直線狀、且較佳是具備有大致相 同的寬度，但本發明不受限於此。
據此，所述矩形探針1通過在上定位段11形成有相連於錯位部111且呈彼此錯位設置的第一定位部112與第二定位部113，以使所述矩形探針1形成為有別於以往的構造。
[實施例二]
如圖3至圖7所示，其為本發明的實施例二，本實施例公開一種探針卡裝置1000，包含有一探針座100以及抵接於上述探針座100一側(如：圖7中的探針座100頂側)的一轉接板200，並且所述探針座100的另一側(如：圖7中的探針座100底側)能用來測試一待測物(圖未繪示，如：半導體晶圓)。其中，本實施例的探針座100雖是以搭配於所述轉接板200作一說明，但所述探針座100的實際應用並不受限於此。
需先說明的是，為了便於理解本實施例，所以圖式僅呈現探針卡裝置1000的局部構造，以便於清楚地呈現探針卡裝置1000的各個元件構造與連接關係。以下將分別介紹所述探針座100的各個元件構造及其連接關係。
如圖3至圖5所示，所述探針座100包含有一上導板單元2、大致平行於所述上導板單元2的一下導板3、夾持於所述上導板單元2與下導板3之間的一間隔板4、及穿設於上導板單元2與下導板3的多個矩形探針1。其中，本實施例的每個矩形探針1是採用如同上述實施一所記載的矩形探針1(如：圖1及圖2所示)，所以在此不對矩形探針1的具體構造加以贅述。
再者，由於本實施例探針座100的多個矩形探針1構造皆大致相同，為了便於理解本實施例，所以圖式僅呈現探針卡裝置1000的局部構造(三個矩形探針1及其相對應的構造)，以便於清楚地呈現探針卡裝置1000的各個元件構造與連接關係。然而，在本發 明未繪示的其他實施例中，所述探針座100的多個矩形探針1也可以是具有彼此相異的構造。
如圖3至圖5所示，所述上導板單元2於本實施例中包含有一第一導板21、與第一導板21呈間隔設置的一第二導板22、及夾持於所述第一導板21與第二導板22之間的一支撐板23。其中，所述第一導板21形成有多個第一穿孔211，並且所述第二導板22形成有多個第二穿孔221。所述多個第一穿孔211的位置分別一對一地對應於多個第二穿孔221的位置，並且上述任一個第一穿孔211的尺寸較佳是不小於任一個第二穿孔221的尺寸。
再者，所述第一穿孔211的尺寸是不小於上述矩形探針1的錯位部111尺寸，以提供上述矩形探針1的上定位段11穿過第一穿孔211。所述第二穿孔221的尺寸則是小於上述矩形探針1的錯位部111尺寸，以使上述矩形探針1的錯位部111無法穿過第二穿孔221。換個角度來說，本實施例矩形探針1的錯位部111寬度W111(如：垂直第一方向D1的錯位部111任一寬度)是不大於第一穿孔211相對應處的寬度W211、並且大於第二穿孔221相對應處的寬度W221。
所述支撐板23的厚度大致等同於上述矩形探針1的錯位部111厚度，並且支撐板23的內緣形成有一容置空間231。其中，所述支撐板23抵接於上述第一導板21與第二導板22，以使第一導板21與第二導板22能保持彼此間隔設置，並且上述第一導板21的多個第一穿孔211與第二導板22的多個第二穿孔221皆連通於支撐板23的容置空間231。
此外，本實施例雖是以支撐板23夾持於所述第一導板21與第二導板22之間來說明，但本發明不受限於此。舉例來說，在本發明未繪示的其他實施例中，能在所述第一導板21的局部加厚，以頂抵於第二導板22，藉以省略上述支撐板23；或者，所述上導 板單元2以一第三導板取代上述支撐板23。
如圖3至圖5所示，所述下導板3形成有多個下穿孔31，並且每個下穿孔31的尺寸較佳是不大於任一個第二穿孔221的尺寸。其中，所述下導板3間隔地位於所述第二導板22遠離第一導板21的一側(如：圖3中第二導板22的下側)，並且所述下導板3與第二導板22之間的距離大於所述第一導板21與第二導板22之間的距離。
再者，所述間隔板4的厚度大致等同於上述矩形探針1的形變段13長度，並且所述間隔板4內緣形成有一容置孔41。其中，所述間隔板4夾持於所述第二導板22與下導板3之間，以使第二導板22與下導板3能保持彼此間隔設置，並且上述第二導板22的多個第二穿孔221與下導板3的多個下穿孔31皆連通於間隔板4的容置孔41。
此外，本實施例雖是以間隔板4夾持於所述第二導板22與下導板3之間來說明，但本發明不受限於此。在本發明未繪示的其他實施例中，所述第二導板22與下導板3也可以通過其他方式而保持彼此間隔設置。
如圖3所示，上述每個矩形探針1依序穿過上導板單元2、間隔板4、及下導板3。其中，多個矩形探針1的上定位段11分別位於上導板單元2內，並且多個矩形探針1的形變段13位於第二導板22與下導板3之間(也就是，多個形變段13彼此間隔地位於所述間隔板4的容置孔41內)，多個矩形探針1的下定位段14分別位於下導板3(的下穿孔31)內，而多個矩形探針1的上接觸段12與下接觸段15則是分別位於上導板單元2與下導板3彼此遠離的外側(如：圖3中的上導板單元2上側與下導板3下側)。
進一步地說，多個上定位段11的第一定位部112分別位於所 述第一導板21的多個第一穿孔211內，多個上定位段11的第二定位部113分別位於所述第二導板22的多個第二穿孔221內，而所述上定位段11的多個錯位部111彼此間隔地位於所述支撐板23的容置空間231中。
如圖4和圖5所示，當所述第一導板21相對於第二導板22沿上述寬度方向W位移時，本實施例的第一導板21與第二導板22分別沿相反方向頂抵於每個矩形探針1的第一定位部112與第二定位部113，並且每個矩形探針1的錯位部111位於所述第一導板21與第二導板22之間。
進一步地說，當所述第一導板21相對於第二導板22沿所述寬度方向W位移時，本實施例的第一導板21頂抵於上述每個矩形探針1的第一角落114，並且所述第二導板22頂抵於每個矩形探針1的第二角落115；也就是說，每個矩形探針1的錯位部111夾持於所述第一導板21與第二導板22之間。然而，在本發明未繪示的其他實施例中，每個矩形探針1的錯位部111也可以是設置於第二導板22上、但未夾持於所述第一導板21與第二導板22之間。
據此，所述探針卡裝置1000通過探用第一導板21與第二導板22搭配於上述每個矩形探針1的上定位段11，以使所述每個矩形探針1能夠有效地被定位於上導板單元2。
再者，如圖6所示，當所述上導板單元2相對於下導板3沿垂直所述第二方向D2的一傾斜方向進行偏移時(如：移動整個上導板單元2、或是移動下導板3)，所述上導板單元2與下導板3壓迫上述每個矩形探針1的上定位段11與下定位段14，以使每個矩形探針1的形變段13受力而呈彎曲且形變狀。也就是說，若是矩形探針的形變段並非受力而彎曲(如：直接成形為彎曲狀)，則非為本實施例所指的矩形探針1。其中，所述傾斜方向於本實施例 中較佳是與上述寬度方向W位於相同平面且相夾有一銳角，但本發明不受限於此。
如圖7所示，所述轉接板200抵接固定於上述多個矩形探針1的上接觸段12，而所述多個矩形探針1的下接觸段15用來彈性地且可分離地頂抵於一待測物(圖未繪示，如：半導體晶圓)。也就是說，本實施例中的上導板單元2與每個矩形探針1的上定位段11是鄰設於轉接板200，所以本實施例較佳是排除上導板單元2或每個矩形探針1的上定位段11鄰近於待測物的情況。
[本發明實施例的技術效果]
綜上所述，本發明實施例所公開的探針卡裝置1000及其矩形探針1，通過在上定位段11形成有相連於錯位部111且呈彼此錯位設置的第一定位部112與第二定位部113，以使所述矩形探針1形成為有別於以往的構造，進而使矩形探針1的上定位段11具有獨立進行定位的效果。進一步地說，本發明實施例所公開的探針卡裝置1000，其通過採用第一導板21與第二導板22搭配於上述每個矩形探針1的上定位段11，以使所述矩形探針1能夠有效地被定位於上導板單元2。
以上所述僅為本發明的優選可行實施例，並非用來侷限本發明的保護範圍，凡依本發明專利範圍所做的均等變化與修飾，皆應屬本發明的權利要求書的保護範圍。

Claims (10)

  1. 一種探針卡裝置，包括：一上導板單元，包含有彼此間隔設置的一第一導板與一第二導板；一下導板，間隔地位於所述第二導板遠離所述第一導板的一側，並且所述下導板與所述第二導板之間的距離大於所述第一導板與所述第二導板之間的距離；以及多個矩形探針，各包含：一上定位段，包含有一錯位部、自所述錯位部沿一第一方向延伸的一第一定位部、及自所述錯位部沿平行但相反於所述第一方向的一第二方向延伸的一第二定位部，並且平行所述第一方向的所述第一定位部的一中心軸線未重疊於平行所述第二方向的所述第二定位部的一中心軸線；其中，在垂直所述第一方向的一寬度方向上，所述第一定位部的寬度為所述錯位部寬度的95%至25%，並且所述第二定位部的寬度為所述錯位部寬度的95%至25%；一上接觸段，自所述第一定位部沿所述第一方向延伸所形成；及一形變段、一下定位段、及一下接觸段，依序自所述第二定位部沿所述第二方向延伸所形成；其中，多個所述矩形探針的所述上定位段分別位於所述上導板單元內，多個所述矩形探針的所述下定位段分別位於所述下導板內，而多個所述矩形探針的所述形變段位於所述第二導板與所述下導板之間；其中，當所述第一導板相對於所述第二導板沿所述寬度方向位移時，所述第一導板與所述第二導板分別沿相反方向頂抵於每個所述矩形探針的所述第一定位部與所述第二定位部，並且每個所述矩形探針的所述錯位部位於所述第一導板與所述第二導板之間。
  2. 如請求項1所述的探針卡裝置，其中，於每個所述矩形探針中，所述第一定位部的所述中心軸線以及所述第二定位部的所述中心軸線相隔有介於一錯位距離，並且所述錯位距離介於3微米至280微米。
  3. 如請求項1所述的探針卡裝置，其中，於每個所述矩形探針中，所述錯位部與所述第一定位部共同形成有一第一角落，並且所述錯位部與所述第二定位部共同形成有一第二角落；當所述第一導板相對於所述第二導板沿所述寬度方向位移時，所述第一導板頂抵於所述第一角落，並且所述第二導板頂抵於所述第二角落。
  4. 如請求項1所述的探針卡裝置，其中，於每個所述矩形探針中，所述上接觸段呈直條狀，並且垂直所述第一方向的所述上接觸段的任一截面的面積皆不大於垂直所述第一方向的所述第一定位部的任一截面的面積。
  5. 如請求項1所述的探針卡裝置，其中，當所述上導板單元相對於所述下導板沿垂直所述第二方向的一傾斜方向進行偏移時，所述上導板單元與所述下導板壓迫每個所述矩形探針的所述上定位段與所述下定位段，以使每個所述矩形探針的所述形變段受力而呈彎曲且形變狀。
  6. 如請求項1所述的探針卡裝置，其中，所述探針卡裝置包括有一轉接板，並且所述轉接板抵接固定於多個所述矩形探針的所述上接觸段，而多個所述矩形探針的所述下接觸段用來彈性地且可分離地頂抵於一待測物。
  7. 如請求項1所述的探針卡裝置，其中，所述上導板單元包含有夾持於所述第一導板與所述第二導板之間的一支撐板，並且所述支撐板內緣形成有一容置空間，多個所述錯位部彼此間隔地位於所述容置空間中；所探針卡裝置包括有夾持於所述第二導板與所述下導板之間的一間隔板，並且所述間隔板內緣形成有一容置孔，多個所述形變段彼此間隔地位於所述間隔板的所述容置孔內。
  8. 一種探針卡裝置的矩形探針，包括：一上定位段，包含有一錯位部、自所述錯位部沿一第一方向延伸的一第一定位部、及自所述錯位部沿平行但相反於所述第一方向的一第二方向延伸的一第二定位部，並且平行所述第一方向的所述第一定位部的一中心軸線未重疊於平行所述第二方向的所述第二定位部的一中心軸線；其中，在垂直所述第一方向的一寬度方向上，所述第一定位部的寬度為所述錯位部寬度的95%至25%，所述第二定位部的寬度為所述錯位部寬度的95%至25%；一上接觸段，自所述第一定位部沿所述第一方向延伸所形成；以及一形變段、一下定位段、及一下接觸段，依序自所述第二定位部沿所述第二方向延伸所形成。
  9. 如請求項8所述的探針卡裝置的矩形探針，其中，所述第一定位部的中心軸線以及所述第二定位部的中心軸線相隔有介於一錯位距離，並且所述錯位距離介於3微米至280微米。
  10. 如請求項8所述的探針卡裝置的矩形探針，其中，所述第一定位部沿所述第二方向正投影所形成的一投影區域，其覆蓋局部所述第二定位部。
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