TWI642944B

TWI642944B - 探針卡裝置及其信號轉接模組

Info

Publication number: TWI642944B
Application number: TW107112402A
Authority: TW
Inventors: 李文聰; 謝智鵬; 蘇偉誌
Original assignee: 中華精測科技股份有限公司
Priority date: 2017-11-24
Filing date: 2017-11-24
Publication date: 2018-12-01
Also published as: TW201925792A

Abstract

本發明公開一種探針卡裝置及其信號轉接模組，所述信號轉接模組包含轉接板及多個導電緩衝體。轉接板包含有多個電性接點，並且每個電性接點包含有凹槽。多個導電緩衝體分別安裝於多個電性接點的凹槽內，並且每個導電緩衝體具有50微米以下的一彈性壓縮量。於每個電性接點及相對應導電緩衝體中，所述凹槽能用以提供探針可移動地插設並壓迫於導電緩衝體，以通過導電緩衝體，而使探針與電性接點保持電性連接。

Description

探針卡裝置及其信號轉接模組

本發明涉及一種偵測裝置，尤其涉及一種探針卡裝置及其信號轉接模組。

如圖1所示，現有的探針卡裝置100a是以多個探針2a的一端連接於轉接板1a上的呈突出狀的多個電性接點11a，但由於上述多個探針2a所存在著長度上的公差以及轉接板1a上的多個電性接點11a在高度上的公差，使得所述多個探針2a另一端的共面度不佳，進而影響到現有探針卡裝置100a對於待測物的量測精準度。

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信號轉接模組，其能有效地改善現有探針卡裝置所可能產生的缺陷。

本發明實施例公開一種探針卡裝置，包括：一信號轉接模組，包含有：一轉接板，包含有一板面及位於所述板面的多個電性接點，並且每個所述電性接點包含有一凹槽；及多個導電緩衝體，分別安裝於多個所述電性接點的所述凹槽內，並且每個所述導電緩衝體具有一彈性壓縮量；一定位座體，對應設置於多個所述電性接點的一側；以及多個矩形探針，設置於所述定位座體，並且每個所述矩形探針包含有位於相反兩側且穿出所述定位座體的一第一接觸段與一第二接觸段；其中，多個所述矩形探針的所述第一接觸段分別可移動地插設於多個所述電性接點的所述凹槽內；其中，於每個所述矩形探針、相對應所述電性接點、及相對應所述導電緩衝體中，所述導電緩衝體受壓迫地抵接於所述第一接觸段以及所述凹槽的一槽底，以通過所述導電緩衝體，而使所述矩形探針與所述電性接點保持電性連接；其中，每個所述第一接觸段與相對應所述電性接點的相對位置能在所述彈性壓縮量內被調整，以使多個所述矩形探針的所述第二接觸段末端緣大致彼此對齊；其中，所述彈性壓縮量為50微米(μm)以下。

本發明實施例另公開一種探針卡裝置的信號轉接模組，包括：一轉接板，包含有一板面及位於所述板面的多個電性接點，並且每個所述電性接點包含有一凹槽；以及多個導電緩衝體，分別安裝於多個所述電性接點的所述凹槽內，並且每個所述導電緩衝體具有一彈性壓縮量；其中，於每個所述電性接點及相對應所述導電緩衝體中，所述凹槽能用以提供一探針可移動地插設並壓迫於所述導電緩衝體，以通過所述導電緩衝體，而使所述探針與所述電性接點保持電性連接；其中，所述彈性壓縮量為50微米以下。

綜上所述，本發明實施例所公開的探針卡裝置及其信號轉接模組，能夠通過在每個電性接點的凹槽內安裝有導電緩衝體，以使每個矩形探針的第一接觸段與相對應電性接點可以在彈性壓縮量內調整彼此相對位置並保持彼此電性連接，藉以有效地吸收上述多個矩形探針之間的長度公差及多個電性接點在高度上的公差，進而使多個矩形探針的第二接觸段末端緣大致彼此對齊，並有效地提升所述探針卡裝置的量測精準度。

再者，所述探針卡裝置能在所述矩形探針插入凹槽的過程中，通過上述導電緩衝體提供回彈與吸震的功能，進而進一步提升多個矩形探針的第二接觸段末端緣的共面度。

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。

[先前技術]

100a‧‧‧探針卡裝置

1a‧‧‧轉接板

11a‧‧‧電性接點

2a‧‧‧探針

[本實施例]

100‧‧‧探針卡裝置

1‧‧‧轉接板

11‧‧‧板面

12‧‧‧電性接點

121‧‧‧凹槽

122‧‧‧限位部

13‧‧‧基板

14‧‧‧金屬墊

15‧‧‧絕緣層

151‧‧‧通孔

16‧‧‧金屬鍍層

2‧‧‧定位座體

21‧‧‧第一導板

211‧‧‧第一貫孔

22‧‧‧第二導板

221‧‧‧第二貫孔

23‧‧‧間隔板

3‧‧‧矩形探針

31‧‧‧第一接觸段

32‧‧‧第二接觸段

33‧‧‧倒刺

4‧‧‧導電緩衝體

M‧‧‧信號轉接模組

圖1為先前技術中的現有探針卡裝置示意圖。

圖2為本發明實施例一的探針卡裝置示意圖。

圖3為圖2的信號轉接模組其中一種具體構造的示意圖。

圖4為本發明實施例二的探針卡裝置示意圖。

圖5為本發明實施例三的探針卡裝置示意圖(一)。

圖6為本發明實施例三的探針卡裝置示意圖(二)。

圖7為本發明實施例四的探針卡裝置示意圖(一)。

圖8為本發明實施例四的探針卡裝置示意圖(二)。

請參閱圖2至圖8所示，其為本發明的實施例，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。需額外說明的是，下述多個實施例所公開的技術特徵能夠彼此相互參考與轉用，以構成本發明所未繪示的其他實施例。

[實施例一]

如圖2和圖3所示，其為本發明的實施例一。本實施例公開一種探針卡裝置100，包含有一信號轉接模組M、位於上述信號轉接模組M一側的一定位座體2、及設置於上述定位座體2的多個矩形探針3。其中，每個矩形探針3的一端抵接於信號轉接模組M，而每個矩形探針3的另一端則用來抵接並測試一待測物(如；半導體晶圓)。

再者，所述信號轉接模組M不以搭配於定位座體2及矩形探針3為限。也就是說，在本發明未繪示的其他實施例中，所述信號轉接模組M也可以單獨販售或應用於其他構件。需先說明的是，本實施例的圖式是呈現上述矩形探針3的植針過程示意圖，但本發明不受限於此。另，為了便於理解本實施例，所以圖式僅呈現探針卡裝置100的局部構造，以便於清楚地呈現探針卡裝置100的各個元件構造與連接關係。以下將分別介紹所述探針卡裝置100的各個元件構造及其連接關係。

所述信號轉接模組M包含有一轉接板1及多個導電緩衝體4，上述轉接板1包含有一板面11及位於所述板面11的多個電性接點12。本實施例的每個電性接點12包含有凹設於上述板面11的一凹槽121，並且上述凹槽121的內側壁為導電材質。需說明的是，本實施例不限制轉接板1的具體構造，所以圖式的轉接板1是以示意的方式呈現。

舉例來說，本實施例的轉接板1構造可以如圖3所示，但不以此為限。其中，轉接板1包含有一基板13、位於上述基板13上的多個金屬墊14、覆蓋於上述基板13的一絕緣層15、及分別連接於上述多個金屬墊14的多個金屬鍍層16。進一步地說，所述絕緣層15的外表面定義為上述轉接板1的板面11，所述絕緣層15形成有分別裸露多個金屬墊14的多個通孔151，並且多個金屬鍍層16鍍設於多個所述通孔151的內側壁。其中，每個金屬墊14及相連接的金屬鍍層16合併定義為一個所述電性接點12並且共同包圍形成有所述凹槽121。

所述多個導電緩衝體4分別安裝於上述多個電性接點12的凹槽121內，並且每個導電緩衝體4具有一彈性壓縮量(modulus of elasticity)。其中，所述彈性壓縮量於本實施例中小於50微米(μm)、並且較佳是小於10微米。所述導電緩衝體4於本實施例中可以是由金、銀、銅、或其他導電材質所製成，並且所述導電緩衝體4的導電率較佳為4x10⁴S．m^-1以上，但本發明不以上述為限。

所述定位座體2對應設置於上述轉接板1的多個電性接點12一側，並且定位座體2於本實施例中包含有一第一導板21(upper die)、大致平行於第一導板21的一第二導板22(lower die)、及夾持於上述第一導板21與第二導板22之間的一間隔板23(圖中未示出)。其中，所述第一導板21形成有多個第一貫孔211，所述第二導板22形成有多個第二貫孔221，並且上述多個第二貫孔221的位置分別對應於多個第一貫孔211的位置，而每個第二貫孔221的孔徑不大於第一貫孔211的孔徑。

多個矩形探針3大致呈矩陣狀排列並穿設於定位座體2，上述多個矩形探針3的一端分別穿出第一導板21的多個第一貫孔211，而多個矩形探針3的另一端分別穿出第二導板22的多個第二貫孔221。也就是說，所述每個矩形探針3是依序穿設於上述第一導板21的相對應第一貫孔211、間隔板23、及第二導板22的相對應第二貫孔221，而穿出上述定位座體2的每個矩形探針3的相反兩側部位分別定義為一第一接觸段31與一第二接觸段32，並且多個矩形探針3的第一接觸段31分別可移動地插設於多個電性接點12的凹槽121內、並分別壓迫於所述多個導電緩衝體4。

其中，於每個矩形探針3及相對應導電緩衝體4中，所述導電緩衝體4的彈性模量大於所述矩形探針3的彈性模量，並且所述導電緩衝體4的彈性模量為65GPa，而所述矩形探針3的彈性模量為60GPa；所述導電緩衝體4的導電率大於等於所述矩形探針3的導電率，也就是說，所述矩形探針3的導電率為4x10⁴S．m^-1以上。

進一步地說，於上述每個矩形探針3、相對應電性接點12、及相對應導電緩衝體4中，所述導電緩衝體4受壓迫地抵接於所述第一接觸段31以及凹槽121的一槽底，以通過所述導電緩衝體4，而使所述矩形探針3與電性接點12保持電性連接。也就是說，本實施例矩形探針3的第一接觸段31可以無需接觸於相對應電性接點12，但本發明不受限於此。據此，每個第一接觸段31與相對應電性接點12的相對位置能在所述彈性壓縮量內被調整，以使多個矩形探針3的第二接觸段32末端緣大致彼此對齊。再者，本實施例中的”大致彼此對齊”是指任兩個第二接觸段32末端緣之間的高度差為10微米以下，其遠小於多個矩形探針3之間的長度公差(約50微米)、或是多個電性接點12在高度上的公差(約50微米)。

換個角度來說，所述導電緩衝體4的彈性壓縮量於本實施例中能夠用來吸收上述多個矩形探針3之間的長度公差及多個電性接點12在高度上的公差。舉例來說，如圖2所示，位在左右兩外側但具有不同長度的兩個矩形探針3，其第一接觸段31在插入兩個電性接點12的凹槽121內時，該兩個第一接觸段31能在彈性壓縮量內移動不同的距離，以使該兩個外側矩形探針3的第二接觸段32末端緣大致呈共平面。再者，如圖2所示，位在左側與中央且具有相同長度的兩個矩形探針3，其第一接觸段31在插入具有不同深度的兩個凹槽121內時，該兩個第一接觸段31能在彈性壓縮量內移動相同的距離，以使該兩個左側矩形探針3的第二接觸段32末端緣大致呈共平面。

另，雖然本實施例的多個矩形探針3及其分別搭配的多個電性接點12與多個導電緩衝體4的構造皆大致相同，但在本發明未繪示的實施例中，所述探針卡裝置100的多個矩形探針3其分別搭配的多個電性接點12與多個導電緩衝體4也可以是形成彼此相異的構造。

此外，在本發明的信號轉接模組M也可以搭配於其他構件。例如，在本發明未繪示的其他實施例中，於每個電性接點12及相對應導電緩衝體4中，所述凹槽121能用以提供一探針(如：圓形探針或矩形探針)可移動地插設並壓迫於所述導電緩衝體4，以通過所述導電緩衝體4，而使所述矩形探針3與電性接點12保持電性連接。

[實施例二]

如圖4所示，其為本發明的實施例二，本實施例與上述實施例一類似，兩者相同的技術特徵則不再加以贅述，本實施例與上述實施例一的主要差異如下所載。

具體來說，本實施例的每個第一接觸段31與相對應電性接點12之間的連接為凹凸配合(如：具備緊配合效果的凹凸配合構造)且能在一相對位移量內保持彼此接觸，以使每個第一接觸段31與相對應電性接點12的相對位置能在所述相對位移量內被調整；其中，所述相對位移量小於彈性壓縮量、並且10微米以下(較佳為5微米以下)。

再者，本實施例探針卡裝置100的具體結構能夠依據設計者的需求而加以調整與改變，而不受限於本實施例所載。舉例來說，如圖4所示，在每個矩形探針3及相對應電性接點12中，所述電性接點12的凹槽121截面大致呈梯形，而矩形探針3的末端部位截面形狀則是對應於上述凹槽121截面的形狀。也就是說，當所述矩形探針3的末端部位在凹槽121內移動時，上述矩形探針3末端部位的側緣能保持接觸於凹槽121的內側壁，並且隨著矩形探針3末端部位插入凹槽121越深處，所述矩形探針3末端部位與凹槽121之間的作用力越大(如：緊配合)。

[實施例三]

如圖5和圖6所示，其為本發明的實施例三，本實施例與上述實施例二類似，兩者相同的技術特徵則不再加以贅述，本實施例與上述實施例二的主要差異如下所載。

具體來說，如圖5所示，本實施例在每個矩形探針3及相對應電性接點12中，所述電性接點12是突伸出上述轉接板1的板面11，並且所述凹槽121自該電性接點12的末端面凹設所形成。其中，所述凹槽121於本實施例中是位在上述轉接板1的板面11外側，但本發明不受限於此。

再者，如圖6所示，所述每個矩形探針3能在其第一接觸段31末端部位的側緣延伸形成有多個倒刺33，並且上述多個倒刺33能夠刺入凹槽121的內側壁，以提升矩形探針3與相對應電性接點12的電性連接效果。其中，任一個倒刺33與第一接觸段31末端部位側緣之間的距離可以是由所述第二接觸段32朝向第一接觸段31的方向逐漸地縮小，但本發明不受限於此。

[實施例四]

如圖7和圖8所示，其為本發明的實施例四，本實施例與上述實施例一類似，兩者相同的技術特徵則不再加以贅述，本實施例與上述實施例一的主要差異如下所載。

具體來說，於本實施例的每個電性接點12及相對應導電緩衝體4中，所述凹槽121形成有一限位部122，以使所述導電緩衝體4嵌設於上述凹槽121內。其中，所述矩形探針3的第一接觸段31可以與上述凹槽121的限位部122呈間隔設置(如：圖7)、或是抵接於上述凹槽121的限位部122(如：圖8)而形成電性連接，本發明在此不加以限制。

[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100及其信號轉接模組M，能夠通過設有受壓迫地抵接於矩形探針3以及電性接點12的導電緩衝體4，以使每個第一接觸段31與相對應電性接點12可以在彈性壓縮量內調整彼此相對位置並保持彼此電性連接，藉以有效地吸收上述多個矩形探針3之間的長度公差及多個電性接點12在高度上的公差，進而使多個矩形探針3的第二接觸段32末端緣大致彼此對齊，並有效地提升所述探針卡裝置100的量測精準度。

再者，所述探針卡裝置100能在所述矩形探針3插入凹槽121的過程中，通過上述導電緩衝體4提供回彈與吸震的功能，進而進一步提升多個矩形探針3的第二接觸段32末端緣的共面度。

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，凡依本發明申請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

一種探針卡裝置，包括：一信號轉接模組，包含有：一轉接板，包含有一板面及位於所述板面的多個電性接點，並且每個所述電性接點包含有一凹槽；及多個導電緩衝體，分別安裝於多個所述電性接點的所述凹槽內，並且每個所述導電緩衝體具有一彈性壓縮量；一定位座體，對應設置於多個所述電性接點的一側；以及多個矩形探針，設置於所述定位座體，並且每個所述矩形探針包含有位於相反兩側且穿出所述定位座體的一第一接觸段與一第二接觸段；其中，多個所述矩形探針的所述第一接觸段分別可移動地插設於多個所述電性接點的所述凹槽內；其中，於每個所述矩形探針、相對應所述電性接點、及相對應所述導電緩衝體中，所述導電緩衝體受壓迫地抵接於所述第一接觸段以及所述凹槽的一槽底，以通過所述導電緩衝體，而使所述矩形探針與所述電性接點保持電性連接；其中，每個所述第一接觸段與相對應所述電性接點的相對位置能在所述彈性壓縮量內被調整，以使多個所述矩形探針的所述第二接觸段末端緣大致彼此對齊；其中，所述彈性壓縮量為50微米(μm)以下；其中，所述轉接板包含有一基板、位於所述基板上的多個金屬墊、覆蓋於所述基板的一絕緣層、及分別連接於多個所述金屬墊的多個金屬鍍層；其中，所述絕緣層的外表面定義為所述板面，所述絕緣層形成有分別裸露多個所述金屬墊的多個通孔，多個所述金屬鍍層鍍設於多個所述通孔的內側壁，並且每個所述金屬墊及相連接的所述金屬鍍層合併定義為一個所述電性接點並且共同包圍形成有所述凹槽。
如請求項1所述的探針卡裝置，其中，每個所述第一接觸段與相對應的所述電性接點能在一相對位移量內保持彼此接觸，以使每個所述第一接觸段與相對應所述電性接點的相對位置能在所述相對位移量內被調整；其中，所述相對位移量小於所述彈性壓縮量、並且為10微米以下。
如請求項1所述的探針卡裝置，其中，於每個所述矩形探針及相對應所述導電緩衝體中，所述導電緩衝體的彈性模量大於所述矩形探針的彈性模量，並且所述導電緩衝體的所述彈性模量為65GPa以上，而所述矩形探針的所述彈性模量為60GPa以上。
如請求項1所述的探針卡裝置，其中，於每個所述矩形探針及相對應所述導電緩衝體中，所述導電緩衝體的導電率大於等於所述矩形探針的導電率，並且所述矩形探針的所述導電率為4x10⁴S．m^-1以上。
如請求項1所述的探針卡裝置，其中，於每個所述電性接點及相對應所述導電緩衝體中，所述凹槽形成有一限位部，以使所述導電緩衝體嵌設於所述凹槽內。
如請求項1所述的探針卡裝置，其中，所述彈性壓縮量進一步限定為5微米以下。
一種探針卡裝置的信號轉接模組，包括：一轉接板，包含有一板面及位於所述板面的多個電性接點，並且每個所述電性接點包含有一凹槽；以及多個導電緩衝體，分別安裝於多個所述電性接點的所述凹槽內，並且每個所述導電緩衝體具有一彈性壓縮量；其中，於每個所述電性接點及相對應所述導電緩衝體中，所述凹槽能用以提供一探針可移動地插設並壓迫於所述導電緩衝體，以通過所述導電緩衝體，而使所述探針與所述電性接點保持電性連接；其中，所述彈性壓縮量為50微米以下；其中，所述轉接板包含有一基板、位於所述基板上的多個金屬墊、覆蓋於所述基板的一絕緣層、及分別連接於多個所述金屬墊的多個金屬鍍層；其中，所述絕緣層的外表面定義為所述板面，所述絕緣層形成有分別裸露多個所述金屬墊的多個通孔，多個所述金屬鍍層鍍設於多個所述通孔的內側壁，並且每個所述金屬墊及相連接的所述金屬鍍層合併定義為一個所述電性接點並且共同包圍形成有所述凹槽。
如請求項7所述的探針卡裝置的信號轉接模組，其中，於每個所述電性接點及相對應所述導電緩衝體中，所述凹槽形成有一限位部，以使所述導電緩衝體嵌設於所述凹槽內。