TWI733312B - 探針卡模組 - Google Patents

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Abstract

一種探針卡模組，包括探針卡組件及強化結構。探針卡組件包括相對的第一面與第二面及凸出於第一面的多個探針，其中第二面包括中央區及環繞中央區的周圍區，且這些探針對第二面的投影位於中央區。強化結構配置於第二面，且包括立起於周圍區且遠離彼此的兩支撐座及連接於兩支撐座的弧形加固組件，其中弧形加固組件凸向中央區而抵靠於中央區。

Description

探針卡模組
本發明是有關於一種探針卡模組，且特別是有關於一種具有較佳的結構強度的探針卡模組。
在晶圓的製造過程中，會對晶圓上的晶片進行不同測試，以確保晶片的品質。探針卡為其中一種測試裝置，其會透過探針來接觸晶片上的接墊，以進行電性測試。然而，隨著科技的進步，晶片上待測試的接墊數量繁多，對應地探針的數量可能會高達10,000至20,000個，當這些探針壓向晶片時，探針也會對應地承受巨大的反作用力，而可能使得探針卡變形，影響測試品質量和探針的壽命。
本發明提供一種探針卡模組，其具有較佳的結構強度。
本發明的一種探針卡模組，包括探針卡組件及強化結構。探針卡組件包括相對的第一面與第二面及凸出於第一面的多個探針，其中第二面包括中央區及環繞中央區的周圍區，且這些探針對第二面的投影位於中央區。強化結構配置於第二面，且包括立起於周圍區且遠離彼此的兩支撐座及連接於兩支撐座的弧形加固組件，其中弧形加固組件凸向中央區而抵靠於中央區。
在本發明的一實施例中，上述的弧形加固組件包括至少一弧形本體，各弧形本體呈拱橋狀、碗狀、穹頂狀或半球殼狀。
在本發明的一實施例中，上述的弧形加固組件包括於多個弧形本體，這些弧形本體共同頂靠於中央區。
在本發明的一實施例中，上述的這些弧形本體相交且於相交處抵靠中央區。
在本發明的一實施例中，上述的弧形加固組件包括至少一弧形本體，至少一弧形本體直接接觸於中央區。
在本發明的一實施例中，上述的弧形加固組件包括至少一弧形本體及球體，球體可轉動地設置於至少一弧形本體且凸出於至少一弧形本體的底部，球體位於至少一弧形本體與中央區之間，而直接接觸於中央區。
在本發明的一實施例中，上述的弧形加固組件還包括容置座，至少一弧形本體包括第一定位部，容置座包括位於相對兩端的第二定位部及凹槽，容置座的第二定位部固定於至少一弧形本體的第一定位部，球體位於容置座的凹槽。
在本發明的一實施例中，上述的弧形加固組件還包括墊片，設置於容置座與至少一弧形本體之間。
在本發明的一實施例中，上述的第一定位部包括孔洞，第二定位部包括凸柱，第二定位部插設於第一定位部。
在本發明的一實施例中，上述的弧形加固組件為單一個弧形本體，弧形本體覆蓋中央區。
基於上述，本發明的探針卡模組透過將強化結構配置於探針卡組件遠離探針的第二面，且強化結構的弧形加固組件具有凸向探針卡組件的第二面的中央區而抵靠於中央區(應力最大的區域)的設計，而可有效提升探針卡組件的結構強度。
圖1是依照本發明的一實施例的一種探針卡模組測量晶圓的局部剖面示意圖。請參閱圖1，在本實施例中，探針卡模組1包括探針卡組件30及配置於探針卡組件30的背側的強化結構100。
在本實施例中，探針卡組件30包括多個探針31、第一電路板34、第二電路板33、殼座32、第一板體35及第二板體36。第一電路板34例如是主電路板，位於殼座32與第一板體35之間，第二電路板33例如是副電路板，位於殼座32內，且透過銲球電性連接於第一電路板34。這些探針31設置於第二電路板33且外露於殼座32。第二板體36設置於第一板體35遠離於殼座32的一側。當然，上述僅為其中一種探針卡組件30，探針卡組件30的元件種類不以此為限制。
探針卡組件30的探針31用以量測放置在載台10上的晶圓20的晶片，以確認晶片是否可正常運作。隨著科技的進步，探針31的數量可能會高達10,000至20,000個，當這些探針31接觸晶圓20時，探針卡組件30也會承受巨大的反作用力。在本實施例中，配置於探針卡組件30的背側的強化結構100可有效避免探針卡組件30受到這樣巨大的反作用力而上凸變形，影響測試品質量和探針31的壽命。當然，強化結構100所應用的探針卡組件30的探針31的數量不以上述為限制。下面將詳細說明強化結構100。
圖2是圖1的探針卡模組的立體示意圖。請同時參閱圖1與圖2，在本實施例中，探針卡組件30具有相對的第一面301與第二面302。第一面301例如是位於殼座32的下表面，第二面302例如是位於第二板體36的上表面，但第一面301與第二面302的位置不以此為限制。
探針31凸出於第一面301。第二面302包括中央區303及環繞中央區303的周圍區304(圖2)。在本實施例中，這些探針31對第二面302的投影位於中央區303。此外，由圖2可見，強化結構100配置於第二面302，且包括立起於周圍區304且遠離彼此的兩支撐座110及連接於兩支撐座110的弧形加固組件120。
在本實施例中，弧形加固組件120凸向中央區303而抵靠於中央區303的設計，而可提升探針卡組件30背側的結構強度。當探針卡模組1的探針31接觸晶圓20時會承受到來自晶圓20的反作用力，由於探針31數量可能會高達10,000至20,000個，而使得探針卡模組1承受到這些反作用力的總和很大而上凸變形，在探針卡模組1的第二面302(背側)設置強化結構100，可有效避免探針卡組件30變形，進而增加使用壽命。
具體地說，弧形加固組件120包括至少一弧形本體121。在本實施例中，至少一弧形本體121包括兩弧形本體121，但弧形本體121的數量不以此為限制。此外，在本實施例中，各弧形本體121呈拱橋狀，但在其他實施例中，弧形本體121也可以呈碗狀、穹頂狀或半球殼狀，只要具有弧形，且以弧形的頂端去抵靠於中央區303即可。
由圖2可清楚看到，在本實施例中，兩弧形本體121相交且於相交處抵靠中央區303，而共同頂靠於中央區303。當然，在其他實施例中，這些弧形本體121也可以是不相交，而各自抵靠中央區303的不同部位。又或者，這些弧形本體121可以部分相交，部分不相交，並不以圖式為限制。
根據模擬測試，以探針31數量為11,000個，且單個探針31承受8克力的狀況為例，探針卡組件總共會承受88公斤重的力量。若無設置強化結構100，習知的探針卡組件的最大變形量為0.05公厘。本實施例的探針卡模組1的探針卡組件30的最大變形量為0.014公厘，有效減少72%的變形率。如此一來，探針卡組件30(包括探針31及其內的電路板)的壽命也可被延長，進而降低成本。
另外，如圖1所示，在本實施例中，弧形本體121直接接觸於探針卡組件30的第二面302的中央區303，但弧形加固組件120的形式不以此為限制。圖3A是依照本發明的另一實施例的一種探針卡模組的局部側視示意圖。圖3B是圖3A的爆炸示意圖。
請參閱圖3A與圖3B，在本實施例中，弧形加固組件120a包括至少一弧形本體121及一球體150。球體150可轉動地設置於至少一弧形本體121且凸出於至少一弧形本體121的底部。球體150位於至少一弧形本體121與中央區303之間，而直接接觸於中央區303。
在本實施例中，弧形加固組件120a透過球體150來接觸中央區303，由於球體150可轉動，在探針卡組件30量測晶圓20的過程中，若探針卡組件30的元件(例如圖1的第一電路板34或是第二電路板33)翹曲而產生橫向分力，此橫向分力可透過球體150轉動來被釋放，以避免探針卡模組1長期受到橫向力而造成變形或尺寸上的損耗，進而對精密度造成影響。
進一步地說，在本實施例中，弧形加固組件120a還包括容置座140，弧形本體121包括第一定位部122，容置座140包括主體142與連接於主體142的第二定位部144，主體142具有凹槽146，第二定位部144及凹槽146分別位於容置座140的相對兩端。
容置座140的第二定位部144對位於至少一弧形本體121的第一定位部122，且容置座140與弧形本體121透過固定件160彼此固定。在本實施例中，固定件160例如是插銷、栓鎖或是螺絲，但不以此為限制。此外，球體150位於容置座140的凹槽146，而可於凹槽146內轉動。
在本實施例中，第一定位部122包括一孔洞，第二定位部144包括一凸柱，第二定位部144插設於第一定位部122。第二定位部144可作為應力傳遞軸。當然，第一定位部122與第二定位部144的種類不以此為限制，只要兩者可彼此定位配合即可。當然，在一未繪示的實施例中，容置座140也可被省略，設計者也可在弧形本體121的下方挖設凹槽146來容置球體150。
圖3C是依照本發明的另一實施例的一種探針卡模組的局部側視示意圖。請參閱圖3C，由於容置座140的主體142與弧形本體121接觸，在長期使用下容置座140的主體142可能會被磨損，而使得主體142與弧形本體121之間產生間隙，而不能有效傳遞應力。在此狀況下，弧形加固組件120b還可選擇地包括一墊片130，設置於容置座140與至少一弧形本體121之間，墊片130可取代容置座140的主體142被磨損的部分，以使應力能夠順利被傳遞。
圖4是依照本發明的另一實施例的一種探針卡模組的立體示意圖。請參閱圖4，在本實施例中，強化結構100c的弧形加固組件120c為單一個弧形本體121。弧形加固組件120c具有較大的寬度，而覆蓋全部的中央區303。要說明的是，在其他實施例中，弧形加固組件120c也可以僅覆蓋部分的中央區303。
圖5是依照本發明的另一實施例的一種探針卡模組的立體示意圖。請參閱圖5，在本實施例中，強化結構100d具有較多個分離的支撐座110d，其中一個弧形本體121的兩端所連接的支撐座110d不同於另一個弧形本體121的兩端所連接的支撐座110d。這樣的設計可讓出更多的空間，以供其他元件配置。
綜上所述，本發明的探針卡模組透過將強化結構配置於探針卡組件遠離探針的第二面，且強化結構的弧形加固組件具有凸向探針卡組件的第二面的中央區而抵靠於中央區(應力最大的區域)的設計，而可有效提升探針卡組件的結構強度。弧形加固組件的弧形本體可直接接觸中央區，也可以透過球體接觸中央區。弧形本體的形狀可為拱橋型、碗狀、穹頂狀或半球殼狀，而能夠提供良好的結構強度。
1:探針卡模組 10:載台 20:晶圓 30:探針卡組件 301:第一面 302:第二面 303:中央區 304:周圍區 31:探針 32:殼座 33:第二電路板 34:第一電路板 35:第一板體 36:第二板體 37:銲球 100、100c、100d:強化結構 110、110d:支撐座 120、120a、120b、120c:弧形加固組件 121:弧形本體 122:第一定位部 130:墊片 140:容置座 142:主體 144:第二定位部 146:凹槽 150:球體 160:固定件
圖1是依照本發明的一實施例的一種探針卡模組測量晶圓的局部剖面示意圖。 圖2是圖1的探針卡模組的立體示意圖。 圖3A是依照本發明的另一實施例的一種探針卡模組的局部側視示意圖。 圖3B是圖3A的爆炸示意圖。 圖3C是依照本發明的另一實施例的一種探針卡模組的局部側視示意圖。 圖4是依照本發明的另一實施例的一種探針卡模組的立體示意圖。 圖5是依照本發明的另一實施例的一種探針卡模組的立體示意圖。
1:探針卡模組
10:載台
20:晶圓
30:探針卡組件
301:第一面
302:第二面
303:中央區
31:探針
32:殼座
33:第二電路板
34:第一電路板
35:第一板體
36:第二板體
37:銲球
100:強化結構
110:支撐座
120:弧形加固組件
121:弧形本體

Claims (10)

  1. 一種探針卡模組，包括： 探針卡組件，包括相對的第一面與第二面及凸出於第一面的多個探針，其中該第二面包括中央區及環繞該中央區的周圍區，且該些探針對該第二面的投影位於該中央區；以及 強化結構，配置於該第二面，且包括立起於該周圍區且遠離彼此的兩支撐座及連接於該兩支撐座的弧形加固組件，其中該弧形加固組件凸向該中央區而抵靠於該中央區。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的探針卡模組，其中該弧形加固組件包括至少一弧形本體，各該弧形本體呈拱橋狀、碗狀、穹頂狀或半球殼狀。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的探針卡模組，其中該弧形加固組件包括於多個弧形本體，該些弧形本體共同頂靠於該中央區。
  4. 如申請專利範圍第3項所述的探針卡模組，其中該些弧形本體相交且於相交處抵靠該中央區。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的探針卡模組，其中該弧形加固組件包括至少一弧形本體，該至少一弧形本體直接接觸於該中央區。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的探針卡模組，其中該弧形加固組件包括至少一弧形本體及球體，該球體可轉動地設置於該至少一弧形本體且凸出於該至少一弧形本體的底部，該球體位於該至少一弧形本體與該中央區之間，而直接接觸於該中央區。
  7. 如申請專利範圍第6項所述的探針卡模組，其中該弧形加固組件還包括一容置座，該至少一弧形本體包括第一定位部，該容置座包括位於相對兩端的第二定位部及凹槽，該容置座的該第二定位部固定於該至少一弧形本體的該第一定位部，該球體位於該容置座的該凹槽。
  8. 如申請專利範圍第7項所述的探針卡模組，其中該弧形加固組件還包括墊片，設置於該容置座與該至少一弧形本體之間。
  9. 如申請專利範圍第7項所述的探針卡模組，其中該第一定位部包括孔洞，該第二定位部包括凸柱，該第二定位部插設於該第一定位部。
  10. 如申請專利範圍第1項所述的探針卡模組，其中該弧形加固組件為單一個弧形本體，該弧形本體覆蓋該中央區。
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