TWI736145B - 應用於自動測試系統之彈簧針介面 - Google Patents

Abstract

一種應用於自動測試系統之彈簧針介面，包含：由絕緣材料所製成的彈簧針固定結構，彈簧針固定結構的端面設有絕緣空氣槽，絕緣空氣槽內設有能伸縮的彈簧針，此絕緣空氣槽的設置使得彈簧針與彈簧針固定結構的端面之間形成間隙，藉由此間隙有助於阻隔彈簧針固定結構的表面漏電流，以支持超低微電流之相關測試應用。

Description

應用於自動測試系統之彈簧針介面

本發明為一種彈簧針介面，尤指一種應用於自動測試系統之彈簧針介面，透過將絕緣空氣槽的結構環設於彈簧針的周圍，即可有助於阻隔彈簧針固定結構之表面漏電流路徑，以支持超低微電流量測或是其它要求低漏電之相關測試應用。

參閱圖18及圖19，現今的半導體產業的晶圓參數測試領域中，自動測試系統需要透過一彈簧針介面50來與探針卡進行電連接，再由探針卡接觸晶圓表面的微小待測物，以建立量測所需的電連接路徑。對於超低微電流的精密測量而言，必須考量如何避免該彈簧針介面50造成太多的漏電流與寄生電容。

而習用之該彈簧針介面50係以絕緣材料製成一彈簧針固定結構51，再將複數彈簧針52分別設置於各彈簧針槽54上，並使該等彈簧針槽54密合緊貼於該彈簧針固定結構51，以達到良好的固定效果。習知技術為了阻隔該彈簧針固定結構51之漏電流，係於各該彈簧針52的周緣包圍一金屬薄片電極56，以運用等電位屏蔽的方式來阻絕該彈簧針固定結構51的漏電流，此種之該彈簧針介面50的設計方式，適合極端要求超微電流的測試應用；對於相對比較不極端的應用，例如：皮安等級的微電流量測，良好的絕緣材質本身其實就可以達到理想效果。然而，在實務應用過程中還 必須克服另一個問題，也就是該彈簧針介面50很可能會因為該彈簧針固定結構51的表面沾附污染物，而導致該彈簧針固定結構51的表面漏電流遠大於該彈簧針固定結構51本身的材質內部漏電流，因此必須要特別針對這個問題來思考對策，這樣才能夠讓該彈簧針介面50得以藉由絕緣材料本身的超高絕緣特性而獲得良好的絕緣效果。

發明人經由積極思考、原型試驗及不斷改善，研發出簡易又實用的解決方案以簡化或強化該彈簧針介面50的設計，以降低其複雜度或取得更良好的絕緣效果。

為解決習知一彈簧針固定結構之表面漏電流可能因為表面沾附污染物而變得遠大於該彈簧針固定結構本身材質內部漏電流之問題，本發明開發一種應用於自動測試系統之彈簧針介面，包括由絕緣材料所製成的至少一彈簧針固定結構，其端面設有至少一絕緣空氣槽，該絕緣空氣槽內設有能伸縮的至少一彈簧針，該絕緣空氣槽的設置使得該彈簧針與該彈簧針固定結構的端面之間形成間隙。

藉由上述結構，該絕緣空氣槽有助於阻隔該彈簧針固定結構的表面漏電流路徑，因而可減少表面漏電流以支持超低微電流之相關測試應用。本發明不僅可以用於簡化習知的彈簧針介面之設計，甚至可運用於強化習知技術，以達到更理想的絕緣效果。

〔本發明〕

101~107:彈簧針介面

12:環座

161~170:絕緣空氣槽

211~218:彈簧針

22:彈簧針槽

231~233,235~238:彈簧針固定結構

24:金屬薄片電極

〔習用〕

50:彈簧針介面

51:彈簧針固定結構

52:彈簧針

54:彈簧針槽

56:金屬薄片電極

〔圖1〕揭露本發明絕緣空氣槽的第一實施態樣及第二實施態樣的立體示意 圖

〔圖2〕為〔圖1〕的剖面示意圖

〔圖3〕揭露本發明絕緣空氣槽的第三實施態樣的立體示意圖

〔圖4〕為〔圖3〕的剖面示意圖

〔圖5〕揭露本發明絕緣空氣槽的第四實施態樣的立體示意圖

〔圖6〕為〔圖5〕的剖面示意圖

〔圖7〕為本發明絕緣空氣槽的第一實施態樣及第三實施態樣應用於彈簧針介面的立體示意圖

〔圖8〕為〔圖7〕部分結構的放大示意圖

〔圖9〕為本發明絕緣空氣槽的第一實施態樣應用於彈簧針匣的立體示意圖

〔圖10〕為〔圖9〕的剖面示意圖

〔圖11〕為複數個彈簧針固定結構環繞排列形成一彈簧針介面的示意圖

〔圖12〕為本發明絕緣空氣槽的外部環設有金屬薄片電極的立體示意圖

〔圖13〕為〔圖12〕的剖面示意圖

〔圖14〕為本發明絕緣空氣槽的第五實施態樣的立體示意圖

〔圖15〕為〔圖14〕的剖面示意圖

〔圖16〕為本發明絕緣空氣槽的第六實施態樣的立體示意圖

〔圖17〕為〔圖16〕的剖面示意圖

〔圖18〕為習用的彈簧針介面示意圖

〔圖19〕為〔圖18〕的剖面示意圖

由圖1及圖2可看到一種應用於自動測試系統之彈簧針介面 示意圖，位於圖示之一彈簧針介面101的左側及右側，依序分別為設置至少一絕緣空氣槽161、162的第一實施態樣及第二實施態樣，該彈簧針介面101具有由絕緣材料所製成一彈簧針固定結構231及能伸縮的複數彈簧針211、212，該等彈簧針211、212分別對應設置於一彈簧針槽22內。在該彈簧針固定結構231的頂部端面於該等彈簧針211、212的周緣環設該絕緣空氣槽161、162，該絕緣空氣槽161、162使得該等彈簧針211、212於該彈簧針固定結構231的表面形成間隙，該絕緣空氣槽161、162能夠有助於阻隔該彈簧針固定結構231的表面漏電流路徑，以支持超低微電流之測試應用。

繼續參閱圖2，揭露另一該彈簧針212除了頂端設有該絕緣空氣槽162之外，於另一該彈簧針212的底端亦可環設另一該絕緣空氣槽170，以加強阻隔該彈簧針固定結構231的表面漏電流，上述中，該等絕緣空氣槽161、162、170係從該彈簧針固定結構231的表面向下凹設形成。

參閱圖3~圖6，揭露複數絕緣空氣槽161、163、164、165、170的第三實施態樣及第四實施態樣。一彈簧針介面102具有由絕緣材料所製成一彈簧針固定結構232及能伸縮的複數彈簧針213、214，該等彈簧針213、214分別設置於一彈簧針槽22內。且於該彈簧針固定結構232的上下端面於該等彈簧針213、214的周緣環設該等絕緣空氣槽161、163、164、165、170，該等絕緣空氣槽161、163、164、165、170使得該等彈簧針213、214於該彈簧針固定結構232的表面形成間隙。

繼續參閱圖3及圖4，揭露該等絕緣空氣槽161、163、164的第三實施態樣，該彈簧針槽22貫穿設置於該彈簧針固定結構232，該彈簧針213設置於該彈簧針槽22內，該彈簧針槽22近頂端外緣環設該絕緣空氣槽 161，該絕緣空氣槽161外部間隔一定距離處再凹設另一該絕緣空氣槽163，上述之該等絕緣空氣槽161、163均位於該彈簧針固定結構232之上端面；另外，亦可於該彈簧針213近底端外緣環設另一該絕緣空氣槽164，該絕緣空氣槽164位於該彈簧針固定結構232之下端面，上述之該絕緣空氣槽164與該彈簧針213有間隔一定距離，以維持該彈簧針213在該彈簧針固定結構232之中的穩固植入，上述中，該等絕緣空氣槽161、163、164從該彈簧針固定結構232的表面向下凹設形成。

繼續參閱圖5及圖6，揭露該等絕緣空氣槽165、170的第四實施態樣，另一該彈簧針槽22貫穿設置於該彈簧針固定結構232，該彈簧針214設置於另一該彈簧針槽22內，從該彈簧針固定結構232上端面鄰近該彈簧針214的周緣向上延伸設置一環座12，該環座12頂面與該彈簧針214的外側之間內凹形成該絕緣空氣槽165，該彈簧針固定結構232之下端面近該彈簧針214底部外緣環設另一該絕緣空氣槽170。

參閱圖7及圖8並搭配圖1~圖6，揭露一彈簧針介面103，該彈簧針介面103之結構主體為絕緣材料所一體成型製成單體式之一彈簧針固定結構235，單體式之該彈簧針固定結構235上端面環設該等彈簧針211、213，該等彈簧針211外圍係環設該絕緣空氣槽161，而另一該等彈簧針213係於外圍以間隔方式環設該等絕緣空氣槽161、163，以此形成雙層的該等絕緣空氣槽161、163能利用雙層間隙加強阻隔單體式之該彈簧針固定結構235的表面漏電流路徑。

參閱圖9及圖10，揭露該絕緣空氣槽應用於彈簧針匣之實施例，圖中複數彈簧針215設置於一彈簧針固定結構233的端面，該等彈簧針 215分別設置於一彈簧針槽22內，該等彈簧針槽22貫設於該彈簧針固定結構233上，於各該彈簧針槽22外部分別環設一絕緣空氣槽166，該彈簧針固定結構233係以絕緣材料一體成型所製成，且上述該彈簧針固定結構233係為彈簧針匣的形式。

參閱圖11並搭配圖9及圖10，揭露該等彈簧針固定結構233為彈簧針匣的形式，並且環繞排列形成一彈簧針介面104之示意圖。

參閱圖12及圖13，揭露本發明之一彈簧針介面105的一彈簧針固定結構236上設有至少一絕緣空氣槽167，該絕緣空氣槽167外圍設置一金屬薄片電極24，該絕緣空氣槽167中心設置一彈簧針216，該彈簧針216與該金屬薄片電極24之間環設的該絕緣空氣槽167可加強阻隔該彈簧針固定結構236的表面漏電流，以達到更理想的絕緣效果。

參閱圖14及圖15，揭露本發明之一彈簧針介面106的一彈簧針固定結構237之端面設有至少一絕緣空氣槽168，該絕緣空氣槽168內設有複數彈簧針217，該絕緣空氣槽168直接環設於該等彈簧針217的外壁，同時該等彈簧針217分別設置於一彈簧針槽22內，該等彈簧針槽22貫設於該彈簧針固定結構237。

參閱圖16及圖17，揭露本發明之一彈簧針介面107的一彈簧針固定結構238之端面設有至少一環閉溝槽狀的絕緣空氣槽169，該絕緣空氣槽169內設有複數彈簧針218，該絕緣空氣槽169以間隔設置於該等彈簧針218的外周緣，使得該絕緣空氣槽169與該等彈簧針218之間分隔一定距離，該等彈簧針218分別設置於一彈簧針槽22內，該等彈簧針槽22貫設於該彈簧針固定結構238。

需注意的是，上述實施例僅為例示性說明本發明之原理及其功效，而非用於限制本發明之範圍。任何熟於此項技術之人均可在不違背本發明之技術原理及精神下，對實施例作修改與變化。因此本發明之權利保護範圍應如後述之申請專利範圍所述。

101:彈簧針介面

161:絕緣空氣槽

162:絕緣空氣槽

211:彈簧針

212:彈簧針

22:彈簧針槽

231:彈簧針固定結構

Claims (9)

1. 一種應用於自動測試系統之彈簧針介面，包括：

   由絕緣材料所製成的至少一彈簧針固定結構，該彈簧針固定結構之端面設有至少一絕緣空氣槽，該絕緣空氣槽內設有能伸縮的至少一彈簧針，該絕緣空氣槽的設置使得該彈簧針與該彈簧針固定結構的端面之間形成間隙。
2. 如請求項1之應用於自動測試系統之彈簧針介面，其中該彈簧針固定結構的上端面及下端面設有該等絕緣空氣槽。
3. 如請求項1之應用於自動測試系統之彈簧針介面，其中該絕緣空氣槽直接環設於該彈簧針外壁或以間隔設置於該彈簧針外周緣。
4. 如請求項1之應用於自動測試系統之彈簧針介面，其中至少一該絕緣空氣槽為環閉溝槽狀的設置。
5. 如請求項1之應用於自動測試系統之彈簧針介面，其中該等彈簧針設置於以絕緣材料所一體成型製成的複數彈簧針固定結構上，該等彈簧針固定結構設置於該彈簧針介面的端面。
6. 如請求項1之應用於自動測試系統之彈簧針介面，該等彈簧針設置於以絕緣材料一體成型所製成的單體式之該彈簧針固定結構上。
7. 如請求項1之應用於自動測試系統之彈簧針介面，其中可於該絕緣空氣槽外部以間隔凹設另一該絕緣空氣槽。
8. 如請求項1之應用於自動測試系統之彈簧針介面，其中可於該彈簧針固定結構端面鄰近該彈簧針的周緣向上延伸設置一環座，該環座頂面與該彈簧針的外側之間內凹形成該絕緣空氣槽。
9. 如請求項1之應用於自動測試系統之彈簧針介面，其中可於該絕緣空氣槽外設置一金屬薄片電極。

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