TWI728665B - 具有指向性探針的探針卡裝置 - Google Patents

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TWI728665B
TWI728665B TW109102099A TW109102099A TWI728665B TW I728665 B TWI728665 B TW I728665B TW 109102099 A TW109102099 A TW 109102099A TW 109102099 A TW109102099 A TW 109102099A TW I728665 B TWI728665 B TW I728665B
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李文聰
魏遜泰
謝開傑
蘇偉誌
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Abstract

本發明公開一種探針卡裝置及其指向性探針，所述指向性探針呈長形且包含導電針體與環狀絕緣體。導電針體包含行程段及分別自行程段的兩端延伸的兩個末端段。行程段包含兩個寬側面及兩個窄側面、且僅於一個寬側面凹設形成有自兩個窄側面的其中之一延伸至其中另一的橫向溝槽。所述橫向溝槽的一最大深度為兩個寬側面之間的最大距離的1%~10%。橫向溝槽橫向溝槽所述指向性探針的兩個所述末端段能受力而使所述行程段呈彎曲狀、且使其形成的反曲點位於所述橫向溝槽。

Description

具有指向性探針的探針卡裝置
本發明涉及一種探針卡，尤其涉及一種探針卡裝置及其指向性探針。
現有探針卡裝置的導電探針包含有一導電針體及形成在所述導電針體中央處的一絕緣層，而所述導電針體的寬度與厚度大致相同，所以上述絕緣層整體是呈突出狀。然而，現有導電探針的上述導電針體與絕緣層之間的配合構造已經行之有年，因而也無形中阻礙了現有探針卡裝置的進一步研發與進步。
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指向性探針，其能夠有效地改善現有導電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，其包括：一第一導板單元與一第二導板單元，彼此間隔地設置；以及多個指向性探針，各呈長形且沿其長度方向具有一針長度，並且多個所述指向性探針穿設於所述第一導板單元與所述第二導板單元；其中，每個所述指向性探針包含有：一導電針體， 包含有：一行程段，位於所述第一導板單元與所述第二導板單元之間且包含有兩個窄側面、及位於相反側的一第一寬側面與一第二寬側面；所述行程段於所述第一寬側面凹設形成有自其中一個所述窄側面延伸至其中另一個所述窄側面的一橫向溝槽，並且所述行程段未於其外表面凹設形成有所述橫向溝槽以外的任何結構；其中，所述橫向溝槽的一最大深度為所述第一寬側面與所述第二寬側面之間的一最大距離的1%~10%；及兩個末端段，分別自所述行程段的兩端延伸穿出所述第一導板單元與所述第二導板單元；及一環狀絕緣體，包圍於所述導電針體形成有所述橫向溝槽的部位；其中，所述第一導板單元與所述第二導板單元能夠以介於所述針長度的12%~19%的一位移距離彼此斜向錯位，以使多個所述指向性探針的所述行程段朝相同方向彎曲，並且每個所述行程段的所述第一寬側面所對應形成的反曲點位於所述橫向溝槽。
本發明實施例也公開一種探針卡裝置的指向性探針，其呈長形，所述指向性探針包括：一導電針體，包含有：一行程段，包含有兩個窄側面、及位於相反側的一第一寬側面與一第二寬側面；所述行程段於所述第一寬側面凹設形成有自其中一個所述窄側面延伸至其中另一個所述窄側面的一橫向溝槽，並且所述行程段未於其外表面凹設形成有所述橫向溝槽以外的任何結構；其中，所述橫向溝槽的一最大深度為所述第一寬側面與所述第二寬側面之間的一最大距離的1%~10%；及兩個末端段，分別自所述行程段的兩端延伸所形成；以及一環狀絕緣體，包圍於所述導電針體形成有所述橫向溝槽的部位；其中，所述指向性探針的兩個所述末端段能受力而使所述行程段呈彎曲狀、且使所述第一寬側面所對應形成的反曲點位於所述橫向溝槽。
綜上所述，本發明實施例所公開的探針卡裝置及其指向性探針，通過形成所述橫向溝槽，使得所述指向性探針能在作動時的彎曲部位集 中在形成有橫向溝槽的部位(如：反曲點位於橫向溝槽)，進而有效地控制每個所述指向性探針的作動方向一致性，並且令每個所述指向性探針在測試的過程中(如：頂抵於待測物)能獨立作業且不互相干涉。
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。
100:探針卡裝置
1:第一導板單元
11:第一導板
2:第二導板單元
21:第二導板
3:指向性探針
31:導電針體
311:行程段
311a:第一寬側面
311b:窄側面
311c:橫向溝槽
311d:第二寬側面
312:末端段
32:環狀絕緣體
321:充填部
322:端部
L:長度方向
L3:針長度
L311c、L311:長度
Tmax:最大深度
Dmax:最大距離
D1:位移距離
DP1、DP2:距離
P:反曲點
圖1為本發明實施例的探針卡裝置的剖視示意圖。
圖2為本發明實施例的指向性探針的立體示意圖。
圖3為圖2中的導電針體的立體示意圖。
圖4為圖2沿剖線IV-IV的局部剖視示意圖。
圖5為圖4另一態樣的剖視示意圖。
圖6為圖4又一態樣的剖視示意圖。
圖7為本發明實施例的探針卡裝置的另一態樣的剖視示意圖。
圖8為圖1的探針卡裝置於第一導板單元與第二導板單元位在錯位設置時的上視示意圖。
圖9為圖1的探針卡裝置於第一導板單元與第二導板單元位在錯位設置時的剖視示意圖。
以下是通過特定的具體實施例來說明本發明所公開有關“探針卡裝置及其指向性探針”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，在不悖離本發明的構思下進行各種修改與變更。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。
應當可以理解的是，雖然本文中可能會使用到“第一”、“第二”、“第三”等術語來描述各種元件或者信號，但這些元件或者信號不應受這些術語的限制。這些術語主要是用以區分一元件與另一元件，或者一信號與另一信號。另外，本文中所使用的術語“或”，應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組合。
請參閱圖1至圖9所示，其為本發明的實施例。如圖1至圖3所示，本實施例公開一種探針卡裝置100，其相反兩側能用來分別頂抵於一轉接板(space transformer)與一待測物(如：半導體晶圓)。其中，所述探針卡裝置100包含有一第一導板單元1、與所述第一導板單元1間隔地設置的一第二導板單元2、夾持於所述第一導板單元1與第二導板單元2之間的一間隔板(未繪示)、及穿設於所述第一導板單元1與第二導板單元2的多個指向性探針3。
需說明的是，所述指向性探針3於本實施例中是以搭配所述第一導板單元1、第二導板單元2、及間隔板來說明，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，所述指向性探針3也可以是獨立地被應用(如：販賣)或搭配其他構件使用。
於本實施例中，所述第一導板單元1包含有多個第一導板11(及夾持於相鄰的兩個所述第一導板11之間的間隔片)，並且所述第二導板單元2包含有多個第二導板21(及夾持於相鄰的兩個所述第二導板21之間的間隔片)。其中，多個所述第一導板11能夠彼此錯位設置，多個所述第二導板21也能夠彼此錯位設置，而所述第一導板單元1能夠相對於所述第二導板單元2 彼此錯位設置。然而，在本發明未繪示的其他實施例中，所述第一導板單元1也可以包含有一個第一導板11，並且所述第二導板單元2可以包含有一個第二導板21。
再者，所述間隔板可以是一環形構造，並且間隔板夾持於所述第一導板單元1與第二導板單元2的相對應外圍部位，但本發明不受限於此。舉例來說，於本發明未繪示的其他實施例中，所述探針卡裝置100的間隔板也可以省略或是其他構件取代。
需先說明的是，由於多個所述指向性探針3的構造於本實施例中大致相同，所以為了便於說明，以下僅介紹單個所述指向性探針3的構造，但本發明不以此為限。舉例來說，在本發明未繪示的其他實施例中，多個所述指向性探針3的構造也可以有所差異。
再者，為便於理解所述指向性探針3的構造，以下將先以多個所述第一導板11彼此錯位設置，多個所述第二導板21也彼此錯位設置，但所述第一導板單元1尚未相對於所述第二導板單元2錯位設置的情況來進行所述指向性探針3的構造說明。
如圖1至圖4所示，所述指向性探針3呈長形且沿其長度方向L具有一針長度L3，並且垂直於所述長度方向L的所述指向性探針3的任一個截面於本實施例中是呈一矩形來說明，但本發明不以此為限。其中，所述指向性探針3包含有一導電針體31及包覆於所述導電針體31大致中央處的一環狀絕緣體32；也就是說，如果包覆於導電針體的材質非為絕緣，則該材質不同於本實施例所指的環狀絕緣體32。
所述導電針體31的材質例如是銅合金或鎳合金，並且所述導電針體31於本實施例中呈直條狀且為一體成形的構造，但本發明不受限於此。其中，所述導電針體31包含有一行程段311以及分別自所述行程段311的兩端 (一體地)延伸所形成的兩個末端段312，並且所述行程段311位於所述第一導板單元1與所述第二導板單元2之間，而兩個所述末端段312則是分別穿出所述第一導板單元1與所述第二導板單元2。
所述行程段311(的外表面)包含有分別位於相反兩側的一第一寬側面311a與一第二寬側面311d、及分別位於相反兩側的兩個窄側面311b。其中，所述行程段311於所述第一寬側面311a凹設形成有自其中一個所述窄側面311b延伸至其中另一個所述窄側面311b的一橫向溝槽311c，並且所述行程段311未於其外表面凹設形成有所述橫向溝槽311c以外的任何結構。也就是說，設有超過一個溝槽的行程段則非為本實施例所指的行程段311。
再者，而所述行程段311於本實施例中未形成有凸出於所述第一寬側面311a、第二寬側面311d、與兩個所述窄側面311b的任何突出狀結構。也就是說，設有突出狀結構(如：用來頂抵於第一導板單元1或第二導板單元2)的行程段則非為本實施例所指的行程段311。
據此，所述導電針體31通過形成有所述橫向溝槽311c，以有效地控制其下壓力量，並可使得所述導電針體31在頂抵於待測物時的力量能被維持在預設的條件下，進而令所述導電針體31可以穩定地頂抵且不破壞上述待測物。
其中，所述橫向溝槽311c是沿著垂直所述長度方向L的一方向(如：圖2中的水平方向)自其中一個所述窄側面311b延伸至其中另一個所述窄側面311b。也就是說，所述橫向溝槽311c的延伸距離(或寬度)大致為兩個所述窄側面311b之間的距離。再者，所述橫向溝槽311c在所述長度方向L上的一長度L311c，其為所述行程段311在所述長度方向L上的一長度L311的至少50%。舉例來說，如圖1所示，所述橫向溝槽311c的長度L311c為所述行程段311的長度L311的45%~60%；或者，如圖7所示，所述橫向溝槽311c的長度 L311c為所述行程段311的長度L311的80%~95%。
更詳細地說，所述橫向溝槽311c具有一最大深度Tmax，並且所述最大深度Tmax為所述第一寬側面311a與第二寬側面311d之間的一最大距離Dmax的1%~10%。據此，所述指向性探針3可以通過調整所述導電針體31的最大深度Tmax，以改變所述指向性探針3在受力時所能提供的反作用力，進而利於符合不同的需求。再者，所述指向性探針3通過控制所述最大深度Tmax與最大距離Dmax之間的比例，據以有效地維持其信號傳輸效果。
再者，所述橫向溝槽311c之間的深度於本實施例的圖4中是以沿著長度方向L漸縮而後在漸增來說明，但本發明不以此為限。舉例來說，如圖6所示，所述橫向溝槽311c的深度也可以保持相等；或者，在本發明未繪示的其他實施例中，所述橫向溝槽311c的具體構造可依據設計需求而加以調整變化。
每個所述末端段312外表面的兩個寬側面與兩個窄側面於本實施例中是分別共平面於所述行程段311的所述第一寬側面311a、第二寬側面311d、與兩個所述窄側面311b(也就是，所述末端段312於本實施例中未形成有凸出於其外表面的任何突出狀結構)，並且兩個所述末端段312的構造皆呈相同的矩形柱體，但本發明不以此為限。舉例來說，任一個所述末端段312的構造也可以依據設計需求而形成有突出狀結構。
再者，其中一個所述末端段312(如：位於圖1中上方的末端段312)的局部位於多個所述第一導板11的穿孔(未標示)內、而其餘部位穿出第一導板11，據以使其能通過多個所述第一導板11的錯位而被固定；而其中另一個所述末端段312(如：位於圖1中下方的末端段312)的局部位於多個所述第二導板21的穿孔(未標示)內、而其餘部位穿出第二導板21，據以使其能通過多個所述第二導板21的錯位而被固定。
所述環狀絕緣體32的材質例如是聚對二甲苯，並且所述環狀絕緣體32是(等厚度地)包圍於所述導電針體31形成有所述橫向溝槽311c的部位；於本實施例中，所述環狀絕緣體32是設置於所述導電針體31的所述橫向溝槽311c、並設置於位在所述橫向溝槽311c旁的兩個所述窄側面311b的部位及相對應的所述第二寬側面311d的部位上，但本發明不受限於此。
進一步地說，設置於所述橫向溝槽311c的所述環狀絕緣體32的一部位，其包含有位於所述橫向溝槽311c內的一充填部321及分別位於所述充填部321相反兩側的兩個端部322，並且兩個所述端部322凸出於相對應的所述第一寬側面311a。再者，設置於所述第二寬側面311d及兩個所述窄側面311b的所述環狀絕緣體32的另一部位，其相對於所述導電針體31呈突出狀。
此外，上述雖是以本實施例的圖4來說明所述環狀絕緣體32的構造，但本發明不以此為限。舉例來說，如圖5所示，所述環狀絕緣體32可以自兩個所述端部322進一步延伸至任一個所述橫向溝槽311c旁的所述第一寬側面311a部位；又或者，如圖6所示，所述環狀絕緣體32可以不延伸出所述橫向溝槽311c、並共平面於所述第一寬側面311a。
以上為所述單個指向性探針3在所述第一導板單元1尚未相對於所述第二導板單元2錯位設置的情況所進行的構造說明，以下接著在所述第一導板單元1相對於所述第二導板單元2錯位設置的情況來進行多個所述指向性探針3的構造說明。
更詳細地說，如圖8和圖9所示，所述第一導板單元1與所述第二導板單元2能夠以介於所述針長度L3(如：圖1)的12%~19%的一位移距離D1彼此斜向錯位，以使多個所述指向性探針3的所述行程段311朝相同方向彎曲，並且所述行程段311的所述第一寬側面311a所對應形成的反曲點P位於所述橫向溝槽311c，而任兩個所述指向性探針3的兩個所述反曲點P，其與所述 第一導板單元1的距離DP1、DP2之一差值不大於所述針長度L3(如：圖1)的1%。
據此，所述導電針體31通過形成所述橫向溝槽311c，使得所述指向性探針3能在作動時的彎曲部位集中在形成有橫向溝槽311c的部位(如：反曲點P位於橫向溝槽311c)，進而有效地控制每個所述指向性探針3的作動方向一致性，並且令每個所述指向性探針3在測試的過程中(如：頂抵於待測物)能獨立作業且不互相干涉。換個角度來看，形成有單個所述橫向溝槽311c的所述導電針體31可以具有最佳的指向性，以使多個指向性探針3的作動方向最為一致，所以設有超過一個溝槽的行程段並無法達到本實施例行程段311所能達成的指向效果。
需額外說明的是，多個所述指向性探針3的反曲點P於本實施例的圖9中是以皆位於所述行程段311的上側來說明，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，多個所述指向性探針3的反曲點P也可以皆位於所述行程段311的下側。
[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及其指向性探針，其通過形成所述橫向溝槽311c，使得所述指向性探針3能在作動時的彎曲部位集中在形成有橫向溝槽311c的部位(如：反曲點P位於橫向溝槽311c)，進而有效地控制每個所述指向性探針3的作動方向一致性，並且令每個所述指向性探針3在測試的過程中(如：頂抵於待測物)能獨立作業且不互相干涉。
再者，所述導電針體31通過形成有所述橫向溝槽311c，以有效地控制其下壓力量，並可使得所述導電針體31在頂抵於待測物時的力量能被維持在預設的條件下，進而令所述導電針體31可以穩定地頂抵且不破壞上述待測物。
再者，所述指向性探針3可以通過調整所述導電針體31的最大深度Tmax，以改變所述指向性探針3在受力時所能提供的反作用力，進而利於符合不同的需求。再者，所述指向性探針3通過控制所述最大深度Tmax與最大距離Dmax之間的比例，據以有效地維持其信號傳輸效果。
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，均包含於本發明的專利範圍內。
100:探針卡裝置
1:第一導板單元
11:第一導板
2:第二導板單元
21:第二導板
3:指向性探針
31:導電針體
311:行程段
311a:第一寬側面
311c:橫向溝槽
311d:第二寬側面
312:末端段
32:環狀絕緣體
321:充填部
322:端部
L:長度方向
DP1、DP2:距離
P:反曲點

Claims (6)

  1. 一種具有指向性探針的探針卡裝置，其包括：一第一導板單元與一第二導板單元，彼此間隔地設置；以及多個指向性探針，各呈長形且沿其長度方向具有一針長度，並且多個所述指向性探針穿設於所述第一導板單元與所述第二導板單元；其中，每個所述指向性探針包含有：一導電針體，包含有：一行程段，位於所述第一導板單元與所述第二導板單元之間且包含有兩個窄側面、及位於相反側的一第一寬側面與一第二寬側面；所述行程段於所述第一寬側面凹設形成有自其中一個所述窄側面延伸至其中另一個所述窄側面的一橫向溝槽，並且所述行程段未於其外表面凹設形成有所述橫向溝槽以外的任何結構；其中，所述橫向溝槽的一最大深度為所述第一寬側面與所述第二寬側面之間的一最大距離的1%~10%；及兩個末端段，分別自所述行程段的兩端延伸穿出所述第一導板單元與所述第二導板單元；及一環狀絕緣體，包圍於所述導電針體形成有所述橫向溝槽的部位；其中，所述第一導板單元與所述第二導板單元能夠以介於所述針長度的12%~19%的一位移距離彼此斜向錯位，以使多個所述指向性探針的所述行程段朝相同方向彎曲，並且每個所述行程段的所述第一寬側面所對應形成的反曲點位於所述橫向溝槽；其中，當所述第一導板單元與所述第二導板單元彼此斜向錯位時，任兩個所述指向性探針的兩個所述反曲點，其與所述第一導板單元的距離之一差值不大於所述針長度的1%。
  2. 如請求項1所述的具有指向性探針的探針卡裝置，其中，於每個所述指向性探針中，所述橫向溝槽是沿著垂直所述長度方向的一方向自其中一個所述窄側面延伸至其中另一個所述窄側面。
  3. 如請求項1所述的具有指向性探針的探針卡裝置，其中，於每個所述指向性探針中，設置於所述橫向溝槽的所述環狀絕緣體的一部位，其包含有位於所述橫向溝槽內的一充填部及分別位於所述充填部相反兩側的兩個端部，並且兩個所述端部凸出於相對應的所述第一寬側面。
  4. 如請求項1所述的具有指向性探針的探針卡裝置，其中，於每個所述指向性探針中，所述橫向溝槽在所述長度方向上的一長度，其為所述行程段在所述長度方向上的一長度的至少50%。
  5. 如請求項1所述的具有指向性探針的探針卡裝置，其中，於每個所述指向性探針中，所述導電針體呈直條狀，並且所述行程段未形成有凸出於所述第一寬側面、所述第二寬側面、及兩個所述窄側面的任何突出狀結構。
  6. 如請求項5所述的具有指向性探針的探針卡裝置，其中，所述第一導板單元包含有多個所述第一導板，並且所述第二導板單元包含有多個所述第二導板；於每個所述指向性探針中，其中一個所述末端段能通過多個所述第一導板的錯位而被固定，而其中另一個所述末端段能通過多個所述第二導板的錯位而被 固定。
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