TWI771214B

TWI771214B - 具有多臂式探針的探針卡裝置

Info

Publication number: TWI771214B
Application number: TW110139815A
Authority: TW
Inventors: 謝開傑; 蘇偉誌; 陳弘明; 帥李
Original assignee: 中華精測科技股份有限公司
Priority date: 2020-11-30
Filing date: 2020-11-30
Publication date: 2022-07-11
Also published as: TW202223406A

Abstract

本發明公開一種具有多臂式探針的探針卡裝置。多臂式探針的外表面包含分別位於相反兩側的兩個寬側面及分別位於相反另兩側的兩個窄側面，所述多臂式探針包括位於兩端的一分叉端部與一測試端部，所述分叉端部具有呈十字狀的一分叉口。所述多臂式探針自所述分叉口朝向所述測試端部延伸形成有：自兩個所述寬側面的其中之一貫穿至其中另一的一第一分隔槽及自兩個所述窄側面的其中之一貫穿至其中另一的一第二分隔槽，以形成彼此間隔的四個支臂。於垂直所述長度方向的四個支臂的截面中，任一個所述支臂的截面積為另一個所述支臂的截面積的90%～110%。

Description

具有多臂式探針的探針卡裝置

本發明涉及一種探針卡，尤其涉及一種具有多臂式探針的探針卡裝置。

現有探針卡裝置是以其多個導電探針來進行信號與電流輸送，但現有導電探針的結構設計已逐漸地落入既定框架之中，因而限制了其應用範圍。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具有多臂式探針的探針卡裝置，其能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具有多臂式探針的探針卡裝置，其包括：一第一導板單元與一第二導板單元，其彼此間隔地設置；以及多個多臂式探針，穿設於所述第一導板單元與所述第二導板單元；每個所述多臂式探針定義有一長度方向，並且每個所述多臂式探針的外表面包含有分別位於相反兩側的兩個寬側面及分別位於相反另兩側的兩個窄側面；其中，每個所述多臂式探針包含有：一分叉端部，位於遠離所述第二導板單元的所述第一導板單元的一外側，並且所述分叉端部具有呈十字狀的一分叉口；及一測試端部，位於遠離所述第一導板單元的所述第二導板單元的一外側，並且所述測試端部用來可分離地頂抵於一待測物；其中，每個所述多臂式探針自所述分叉口沿所述長度方向朝向所述測試端部延伸形成有：自兩個所述寬側面的其中之一貫穿至其中另一的一第一分隔槽及自兩個所述窄側面的其中之一貫穿至其中另一的一第二分隔槽，以使每個所述多臂式探針通過所述第一分隔槽與所述第二分隔槽而定義有彼此間隔的四個支臂；其中，於垂直所述長度方向的每個所述多臂式探針的四個所述支臂的截面中，任一個所述支臂的截面積為另一個所述支臂的截面積的90%～110%；其中，每個所述多臂式探針的所述第一分隔槽具有垂直於所述長度方向的一第一槽寬，並且多個所述多臂式探針的其中一個所述多臂式探針的所述第一槽寬不同於其中另一個所述多臂式探針的所述第一槽寬。

綜上所述，本發明實施例所公開的具有多臂式探針的探針卡裝置，其通過自所述分叉端部延伸形成有四個所述支臂，以使所述多臂式探針形成有別於以外的構造，據以有效地提高所述多臂式探針的散熱面積，並利於所述多臂式探針用來傳輸高電流。再者，本發明實施例所公開的所述多臂式探針，其四個所述支臂的所述截面積相近，據以使四個所述支臂具備有相近電傳導特性（如：電阻值）。

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。

以下是通過特定的具體實施例來說明本發明所公開有關“探針卡裝置及多臂式探針”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。

[實施例一]

請參閱圖1至圖8所示，其為本發明的實施例一。如圖1和圖2所示，本實施例公開一種（具有多臂式探針的）探針卡裝置1000，包含有一探針頭100以及抵接於所述探針頭100一側（如：圖1的探針頭100頂側）的一信號轉接板200，並且所述探針頭100的另一側（如：圖1的探針頭100底側）用來頂抵測試一待測物（device under test，DUT）（圖未繪示，如：半導體晶圓）。

需先說明的是，為了便於理解本實施例，所以圖式僅呈現所述探針卡裝置1000的局部構造，以便於清楚地呈現所述探針卡裝置1000的各個元件構造與連接關係，但本發明並不以圖式為限。以下將分別介紹所述探針頭100的各個元件構造及其連接關係。

如圖1和圖2所示，所述探針頭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3、及穿設於所述第一導板單元1與所述第二導板單元2的多個多臂式探針4。

需說明的是，所述多臂式探針4於本實施例中是以搭配所述第一導板單元1、所述第二導板單元2、及所述間隔板3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，所述多臂式探針4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包含有一個第一導板，並且所述第二導板單元2包含有一個第二導板。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可以包含有多個第一導板（及夾持於相鄰的兩個所述第一導板之間的間隔片），並且所述第二導板單元2也可以包含有多個第二導板（及夾持於相鄰的兩個所述第二導板之間的間隔片），多個所述第一導板能夠彼此錯位設置，多個所述第二導板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。

再者，所述間隔板3可以是一環形構造，並且所述間隔板3夾持於所述第一導板單元1與所述第二導板單元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1000的所述間隔板3也可以省略或是其他構件取代。

需先說明的是，多個所述多臂式探針4於本實施例中具有大致相同的構造，所以為了便於說明，以下先介紹單個所述多臂式探針4，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，所述探針頭100所包含的多個所述多臂式探針4的構造也可以略有差異，並且任一個所述多臂式探針4也可以僅包含有下述說明中的局部結構。

再者，為便於理解所述多臂式探針4的構造，以下將先所述第一導板單元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多臂式探針4的構造說明。

如圖3和圖4所示，所述多臂式探針4是一體成形的單件式構造，並且所述多臂式探針4大致呈直線狀且定義有一長度方向L。其中，所述多臂式探針4在所述長度方向L上具有一針長度L4，並且所述多臂式探針4的外表面包含有兩個寬側面4a與兩個窄側面4b。兩個所述寬側面4a與兩個所述窄側面4b皆平行所述長度方向L，並且兩個所述寬側面4a分別位於所述多臂式探針4的相反兩側，而兩個所述窄側面4b則是分別位於所述多臂式探針4的相反另兩側。

換個角度來看，所述多臂式探針4包含有分別位於其兩端的一分叉端部41與一測試端部42、相連於所述分叉端部41的一第一連接部43、相連於所述測試端部42的一第二連接部44、及連接所述第一連接部43與所述第二連接部44的一行程部45。也就是說，所述多臂式探針4沿所述長度方向L依序包含有所述分叉端部41、所述第一連接部43、所述行程部45、所述第二連接部44、及所述測試端部42，但本發明不以此為限。

其中，所述分叉端部41位於遠離所述第二導板單元2的所述第一導板單元1的一外側（如：所述第一導板單元1的上側）、並用來頂抵於鄰近所述第一導板單元1的所述信號轉接板200；所述測試端部42位於遠離所述第一導板單元1的所述第二導板單元2的一外側（如：所述第二導板單元2的下側）、並用來可分離地頂抵於鄰近所述第二導板單元2的所述待測物。再者，所述第一連接部43位於所述第一導板單元1內，所述第二連接部44位於所述第二導板單元2內，而所述行程部45則是位於所述第一導板單元1與所述第二導板單元2之間。

更詳細地說，所述分叉端部41具有呈十字狀的一分叉口411，並且所述多臂式探針4自所述分叉口411沿所述長度方向L朝向所述測試端部42延伸形成有：自兩個所述寬側面4a的其中之一貫穿至其中另一的一第一分隔槽4c及自兩個所述窄側面4b的其中之一貫穿至其中另一的一第二分隔槽4d，以使所述多臂式探針4通過所述第一分隔槽4c與所述第二分隔槽4d而定義有彼此間隔的四個支臂4e。也就是說，所述多臂式探針4於本實施例中所包含的所述支臂4e的數量需至少為4個，所以任何支臂數量小於四個的探針則非為本實施例所指的所述多臂式探針4。

其中，於垂直所述長度方向L的所述多臂式探針4的四個所述支臂4e的截面中，任一個所述支臂4e的截面積為另一個所述支臂4e的截面積的90%～110%，並且所述第一分隔槽4c與所述第二分隔槽4d的局部重疊而共同構成十字形截面。需說明的是，所述截面積於本實施例中未包含有下述間隔肋4e2與限位缺口4e3。

據此，所述多臂式探針4可以通過形成有四個所述支臂4e，據以提高所述多臂式探針4的散熱面積，進而利於所述多臂式探針4用來傳輸高電流，並且所述多臂式探針4的四個所述支臂4e的所述截面積相近，據以使四個所述支臂4e具備有相近電傳導特性（如：電阻值）及相近的機械特性（如：接觸力）。其中，所述多臂式探針4的任一個所述支臂4e的截面積較佳是等於另一個所述支臂4e的截面積，據以使所述多臂式探針4具有大致相同的電傳導特性與機械特性。

換個角度來看，所述第一分隔槽4c在所述長度方向L上的一第一槽長度L4c是介於所述針長度L4的50%～90%（如：45%～55%），並且所述第二分隔槽4d在所述長度方向L上的一第二槽長度L4d是介於所述針長度L4的50%～90%（如：45%～55%），並且所述第一槽長度L4c較佳為所述第二槽長度L4d的90%～110%。於本實施例中，所述第一槽長度L4c可以是等於所述第二槽長度L4d（如：圖3）；或者，所述第一槽長度L4c也可以是不等於所述第二槽長度L4d（如：圖4）。

進一步地說，如圖1和圖3所示，四個所述支臂4e在所述長度方向L上具有相同的長度，並且四個所述支臂4e一同頂抵於所述信號轉接板200。也就是說，所述分叉口411是凹設於所述分叉端部41的末端面，並且所述分叉口411大致沿所述長度方向L連通於所述第一分隔槽4c與所述第二分隔槽4d。

如圖1和圖3所示，所述第一分隔槽4c與所述第二分隔槽4d於本實施例中是自所述分叉口411延伸至所述第二連接部44；也就是說，所述第一分隔槽4c與所述第二分隔槽4d的末端是位於所述第二導板單元2內，但本發明不以此為限。舉例來說，如圖5所示，所述第一分隔槽4d是自所述分叉口411延伸至所述第二連接部44，所述第二分隔槽4d是自所述分叉口411延伸至所述行程部45的大致中央處；或者，如圖6所示，所述第一分隔槽4c與所述第二分隔槽4d可以是皆自所述分叉口411延伸至所述行程部45的大致中央處。依上所載，所述多臂式探針4於本實施例中可以通過所述第一分隔槽4c與所述第二分隔槽4d的至少其中之一自所述分叉口411延伸至所述第二連接部44。

此外，如圖4所示，所述多臂式探針4在任兩個相鄰所述支臂4e的彼此相向兩個內表面4e1的其中一個所述內表面4e1上形成有呈突出狀的至少一個間隔肋4e2，而其中另一個所述內表面4e1則較佳是凹設形成有位置對應於至少一個所述間隔肋4e2的至少一個限位缺口4e3，並且至少一個所述限位缺口4e3的深度D4e3小於至少一個所述間隔肋4e2的高度H4e2。

於本實施例中，如圖3及圖4所示，在所述多臂式探針4的任兩個相鄰所述支臂4e（如：在任一個所述寬側面4a上彼此相鄰的兩個所述支臂4e；或者，在任一個所述窄側面4b上彼此相鄰的兩個所述支臂4e）的彼此相向兩個內表面4e1之中，於其中一個所述支臂4e的所述內表面4e1形成有沿所述長度方向L間隔排列的多個所述間隔肋4e2，並且其中另一個所述支臂4e則於其所述內表面4e1凹設形成有分別面向多個所述間隔肋4e2的多個所述限位缺口4e3，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，所述多臂式探針4可以在每個所述支臂4e形成有至少一個所述間隔肋4e2與至少一個所述限位缺口4e3，並且每個所述支臂4e的任一個所述間隔肋4e2的位置對應於另一個所述支臂4e的一個所述限位缺口4e3；或者，所述多臂式探針4也可以僅在至少一個所述支臂4e形成有至少一個所述間隔肋4e2，但未形成有任何所述限位缺口4e3。

據此，如圖2所示，當所述第一導板單元1與所述第二導板單元2彼此斜向錯位時，每個所述多臂式探針4的四個所述支臂4e通過位於其上的多個所述間隔肋4e2（或配合其所對應多個所述限位缺口4e3）而保持彼此間隔。

[實施例二]

請參閱圖9和圖10所示，其為本發明的實施例二。由於本實施例類似於上述實施例一，所以兩個實施例的相同特徵不再加以贅述，而本實施例相較於所述實施例一的差異大致說明如下：

於本實施例中，每個所述多臂式探針4的所述第一分隔槽4c具有垂直於所述長度方向L的一第一槽寬W4c，並且多個所述多臂式探針4的其中一個所述多臂式探針4的所述第一槽寬W4c不同於其中另一個所述多臂式探針4的所述第一槽寬W4c。

再者，每個所述多臂式探針4的所述第二分隔槽4d具有垂直於所述長度方向L的一第二槽寬W4d，並且多個所述多臂式探針4的其中一個所述多臂式探針4的所述第二槽寬W4d不同於其中另一個所述多臂式探針4的所述第二槽寬W4d。

也就是說，所述探針卡裝置1000的多個所述多臂式探針4於本實施例中可以在相同結構設計原理下，包含有不同的結構，據以符合所述信號轉接板200上的線路佈局。

[實施例三]

請參閱圖11和圖12所示，其為本發明的實施例三。由於本實施例類似於上述實施例一和二，所以兩個實施例的相同特徵不再加以贅述，而本實施例相較於所述實施例一和二的差異大致說明如下：

於本實施例的至少一個所述多臂式探針4中，於任一個寬側面4a上彼此相鄰的兩個所述支臂4e，其在所述長度方向L上具有不同的長度，據以使兩個所述支臂4e僅其中一個所述支臂4e頂抵於所述信號轉接板200。也就是說，所述分叉端部41的所述分叉口411是凹設於其中一個所述窄側面4b，以使所述分叉口411是沿垂直所述長度方向L的另一方向連通於所述第一分隔槽4c與所述第二分隔槽4d。

[實施例四]

請參閱圖13和圖14所示，其為本發明的實施例四。由於本實施例類似於上述實施例一和二，所以兩個實施例的相同特徵不再加以贅述，而本實施例相較於所述實施例一和二的差異大致說明如下：

於本實施例的圖13中，所述多臂式探針4在任兩個相鄰所述支臂4e的彼此相向兩個內表面4e1的其中一個所述內表面4e1上形成有呈突出狀的至少一個間隔肋4e2，但所述多臂式探針4不形成有任何限位缺口4e3。

此外，於本實施例的圖14中，所述多臂式探針4在任兩個相鄰所述支臂4e的彼此相向兩個內表面4e1上各形成有呈突出狀的至少一個間隔肋4e2，但所述多臂式探針4也同樣不形成有任何限位缺口4e3。

[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多臂式探針，其通過自所述分叉端部延伸形成有四個所述支臂，以使所述多臂式探針形成有別於以外的構造，據以有效地提高所述多臂式探針的散熱面積，並利於所述多臂式探針用來傳輸高電流。再者，本發明實施例所公開的所述多臂式探針，其四個所述支臂的所述截面積相近，據以使四個所述支臂具備有相近電傳導特性（如：電阻值）。

此外，本發明實施例所公開的探針卡裝置，其所包含的多個所述多臂式探針可以在相同結構設計原理下，包含有不同結構（如：多個所述多臂式探針的其中一個所述多臂式探針的所述第一槽寬不同於其中另一個所述多臂式探針的所述第一槽寬），據以符合所述信號轉接板上的線路佈局。

另外，在本發明實施例所公開的探針卡裝置中，所述多臂式探針可以通過形成有至少一個所述間隔肋（或配合其所對應的至少一個所述限位缺口），而使得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，多個所述多臂式探針能夠保持彼此間隔，進而避免改變每個所述多臂式探針的多個所述支臂所提供的機械特性。

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。

1000：探針卡裝置 100：探針頭 1：第一導板單元 2：第二導板單元 3：間隔板 4：多臂式探針 4a：寬側面 4b：窄側面 4c：第一分隔槽 4d：第二分隔槽 4e：支臂 4e1：內表面 4e2：間隔肋 4e3：限位缺口 41：分叉端部 411：分叉口 42：測試端部 43：第一連接部 44：第二連接部 45：行程部 200：信號轉接板 L：長度方向 L4：針長度 L4c：第一槽長度 L4d：第二槽長度 W4c：第一槽寬 W4d：第二槽寬 H4e2：高度 D4e3：深度

圖1為本發明實施例一的（具有多臂式探針的）探針卡裝置的平面示意圖。

圖2為圖1的探針卡裝置於第一導板與第二導板相互錯位時的平面示意圖。

圖3為圖1中的多臂式探針的立體示意圖。

圖4為圖3的局部立體剖視示意圖。

圖5為本發明實施例一的多臂式探針的另一態樣立體示意圖。

圖6為本發明實施例一的多臂式探針的又一態樣立體示意圖。

圖7為圖1的部位VII的放大示意圖。

圖8為圖2部位VIII的放大示意圖。

圖9為本發明實施例二的探針卡裝置的平面示意圖。

圖10為圖9沿剖線X-X的局部立體剖視示意圖。

圖11為本發明實施例三的多臂式探針的立體示意圖。

圖12為圖11的部位XII的放大示意圖。

圖13為本發明實施例四的多臂式探針的立體示意圖。

圖14為本發明實施例四的多臂式探針的另一態樣的立體示意圖。

4：多臂式探針 4a：寬側面 4b：窄側面 4c：第一分隔槽 4d：第二分隔槽 4e：支臂 4e2：間隔肋 4e3：限位缺口 41：分叉端部 411：分叉口 42：測試端部 43：第一連接部 44：第二連接部 45：行程部 L：長度方向 L4：針長度 L4c：第一槽長度 L4d：第二槽長度

Claims

一種具有多臂式探針的探針卡裝置，其包括：一第一導板單元與一第二導板單元，其彼此間隔地設置；以及多個多臂式探針，穿設於所述第一導板單元與所述第二導板單元；每個所述多臂式探針定義有一長度方向，並且每個所述多臂式探針的外表面包含有分別位於相反兩側的兩個寬側面及分別位於相反另兩側的兩個窄側面；其中，每個所述多臂式探針包含有：一分叉端部，位於遠離所述第二導板單元的所述第一導板單元的一外側，並且所述分叉端部具有呈十字狀的一分叉口；及一測試端部，位於遠離所述第一導板單元的所述第二導板單元的一外側，並且所述測試端部用來可分離地頂抵於一待測物；其中，每個所述多臂式探針自所述分叉口沿所述長度方向朝向所述測試端部延伸形成有：自兩個所述寬側面的其中之一貫穿至其中另一的一第一分隔槽及自兩個所述窄側面的其中之一貫穿至其中另一的一第二分隔槽，以使每個所述多臂式探針通過所述第一分隔槽與所述第二分隔槽而定義有彼此間隔的四個支臂；其中，於垂直所述長度方向的每個所述多臂式探針的四個所述支臂的截面中，任一個所述支臂的截面積為另一個所述支臂的截面積的90%~110%；其中，每個所述多臂式探針的所述第一分隔槽具有垂直於所述長度方向的一第一槽寬，並且多個所述多臂式探針的其中一個所述多臂式探針的所述第一槽寬不同於其中另一個所述多臂式探針的所述第一槽寬。
如請求項1所述的具有多臂式探針的探針卡裝置，其中，每個所述多臂式探針在任兩個相鄰所述支臂的彼此相向兩個內表面的其中一個所述內表面上形成有呈突出狀的至少一個間隔肋；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，每個所述多臂式探針的四個所述支臂通過位於其上的多個所述間隔肋而保持彼此間隔。
如請求項2所述的具有多臂式探針的探針卡裝置，其中，在每個所述多臂式探針中，任兩個彼此相鄰所述支臂的兩個所述內表面的其中另一個所述內表面凹設形成有位置對應於至少一個所述間隔肋的至少一個限位缺口，並且至少一個所述限位缺口的深度小於至少一個所述間隔肋的高度。
如請求項1所述的具有多臂式探針的探針卡裝置，其中，於垂直所述長度方向的每個所述多臂式探針的四個所述支臂的所述截面中，四個所述支臂的所述截面積皆相同。
如請求項1所述的具有多臂式探針的探針卡裝置，其中，位於所述第一導板單元內的每個所述多臂式探針的部位定義為一第一連接部，並且位於所述第二導板單元內的每個所述多臂式探針的部位定義為一第二連接部；於至少一個所述多臂式探針中，所述第一分隔槽與所述第二分隔槽的至少其中之一是自所述分叉口延伸至所述第二連接部。
如請求項1所述的具有多臂式探針的探針卡裝置，其進一步包含有鄰近所述第一導板單元的一信號轉接板；在至少一個所述多臂式探針中，四個所述支臂在所述長度方向上具有相同的長度，並且四個所述支臂一同頂抵於所述信號轉接板。