TWI816199B - 具有多針型的探針卡裝置 - Google Patents

Abstract

本發明公開一種具有多針型的探針卡裝置，其包含彼此間隔設置的一第一導板單元與一第二導板單元、一信號傳輸件、多個長式探針、及多個短式探針。所述第一導板單元包含彼此間隔設置的兩個第一導板，所述信號傳輸件的至少部分設置於鄰近所述第二導板單元的一個所述第一導板的內板面。多個所述長式探針穿過且固持於所述第一導板單元與所述第二導板單元。多個所述短式探針穿入且固持於所述第一導板單元，並且每個所述短式探針的一端位於所述第一導板單元的外側，而每個所述短式探針的另一端抵接於所述信號傳輸件。

Description

具有多針型的探針卡裝置

本發明涉及一種探針卡，尤其涉及一種具有多針型的探針卡裝置。

基於需要被測試的待測物之種類越來越繁多，僅採用同類型探針的現有探針卡裝置已然是逐漸無法符合上述待測物的測試需求；或是說，所述待測物需要以多種的現有探針卡裝置分別以多道檢測程序方能完成測試，此顯然在無形中提高了測試成本。

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針型的探針卡裝置，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具有多針型的探針卡裝置，其包括：一第一導板單元，包含：兩個第一導板，沿一厚度方向彼此間隔設置；及一承靠板，間隔地設置於兩個所述第一導板之間；一第二導板單元，對應於所述第一導板單元呈間隔地設置；一信號傳輸件，其至少部分設置於鄰近所述第二導板單元的一個所述第一導板的內板面；多個長式探針，穿過且固持於所述第一導板單元與所述第二導板單元，並且每個所述長式探針包含：一行程段，其兩端部分別固持於所述第一導板單元與所述第二導板單元之內；一測試段，自所述行程段的其中一個所述端部延伸穿出所述第一導板單元；及一轉接段，自所述行程段的其中另一個所述端部延伸穿出所述第二導板單元；以及多個短式探針，穿入於所述第一導板單元，並且多個所述短式探針在垂直所述厚度方向的一平面位置是受限於所述承靠板；其中，每個所述短式探針具有分別位於相反兩端的一針測端與一傳輸端，並且每個所述短式探針的所述針測端位於所述第一導板單元的外側，並且每個所述短式探針的所述傳輸端抵接於所述信號傳輸件。

綜上所述，本發明實施例所公開的具有多針型的探針卡裝置，通過所述第一導板單元與所述信號傳輸件的結構改良，以使得具有不同長度的多個所述長式探針與多個所述短式探針能夠被同時運用在相同的裝置內，據以符合更多樣的測試需求。

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“具有多針型的探針卡裝置”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4所示，其為本發明的實施例一。本實施例公開一種具有多針型的探針卡裝置1000，其包含有一探針頭100以及抵接於所述探針頭100一側（如：圖1的探針頭100底側）的一間距轉換板200（space transformer），並且所述探針頭100的另一側（如：圖1的探針頭100頂側）用來頂抵測試一待測物O（device under test，DUT）（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具有多針型的探針卡裝置1000的局部剖視構造，以便於清楚地呈現所述具有多針型的探針卡裝置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。

所述探針頭100包含有一第一導板單元1、對應於所述第一導板單元1（於一厚度方向H上）呈間隔地設置的一第二導板單元2、至少部分設置於所述第一導板單元1內的一信號傳輸件3、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4、穿過且固持於所述第一導板單元1與所述第二導板單元2的多個長式探針5、穿入所述第一導板單元1的多個短式探針6、及對應於多個所述短式探針6設置的一第一支撐塊7與一第二支撐塊8。

所述第一導板單元1包含沿所述厚度方向彼此間隔設置的兩個第一導板11、間隔地設置於兩個所述第一導板11之間的一承靠板12、多個第一間隔片13、及位於兩個所述第一導板11外側的一蓋板14。其中，所述承靠板12與任一個所述第一導板11於彼此的外圍部位之間夾持有一個所述第一間隔片13，據以使得兩個所述第一導板11與所述承靠板12能夠彼此間隔地設置。此外，所述蓋板14安裝於遠離所述第二導板單元2的一個所述第一導板11（如：圖1中位在上方的所述第一導板11）的外板面。

再者，所述第二導板單元2包含有彼此間隔設置的兩個第二導板21、及夾持於兩個所述第二導板21的外圍部位之間的一第二間隔片22。更詳細地說，所述第二導板單元2的厚度於本實施例中是小於所述第一導板單元1的厚度，並且所述第一導板單元1的所述厚度可以被控制在3毫米（mm）以下。

所述間隔板4可以是一環形構造，並且所述間隔板4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，所述具有多針型的探針卡裝置1000的所述間隔板4也可以省略或是其他構件取代。

所述信號傳輸件3的至少部分設置於鄰近所述第二導板單元2的一個所述第一導板11（如：圖1中位在下方的所述第一導板11）的內板面。於本實施例中，所述信號傳輸件3進一步限定為一導電層3a，其（完全地）形成於相對應所述第一導板11的所述內板面，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，所述導電層3a能以其局部形成於相對應所述第一導板11的所述內板面，而所述導電層3a的另一局部則是埋置於相對應所述第一導板11之內。

需先說明的是，多個所述長式探針5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長式探針5，而後再說明多個所述長式探針5的對應關係，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所包含的多個所述長式探針5的構造也可以略有差異。

所述長式探針5於本實施例中為一體成型的單件式構造，並且所述長式探針5包含一行程段51、及自所述行程段51延伸的一測試段52與一轉接段53。其中，所述行程段51的兩端部511分別固持於所述第一導板單元1與所述第二導板單元2之內，而所述第一導板單元1相對於所述第二導板單元2彼此錯位設置，以使所述行程段51呈彎曲狀而具備有吸收外力與行程的功能。

再者，所述測試段52自所述行程段51的其中一個所述端部511延伸穿出所述第一導板單元1，並且所述第一導板單元1的兩個所述第一導板11彼此錯位設置，以使相連於所述測試段52的所述端部511能夠被固持，並迫使所述測試段52能夠盡可能地平行於所述厚度方向H。

此外，所述轉接段53自所述行程段51的其中另一個所述端部511延伸穿出所述第二導板單元2，並且所述第二導板單元2的兩個所述第二導板21彼此些微錯位設置，以使相連於所述轉接段53的所述端部511能夠被固持，進而強制所述轉接段53的偏擺方向（如：迫使所述轉接段53能夠盡可能地平行於所述厚度方向H）。每個所述長式探針5的所述轉接段53連接於所述間距轉換板200。

需先說明的是，多個所述短式探針6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短式探針6，而後再說明多個所述短式探針6的對應關係，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所包含的多個所述短式探針6的構造也可以略有差異。

所述短式探針6於本實施例中為一彈簧探針（pogo pin），其為多件式組合的結構。其中，所述短式探針6的長度可以是小於所述長式探針5的長度的50%，據以利於傳輸不適合以所述長式探針5傳輸的信號，如：高頻信號、高速信號、或迴環（loop-back）信號。再者，所述短式探針6具有分別位於相反兩端的一針測端61與一傳輸端62，並且所述針測端61與所述傳輸端62通過所述短式探針6的結構配置（如：所述彈簧探針內部設有彈簧）而能夠沿所述厚度方向H彈性地（或反覆地）位移。

進一步地說，多個所述短式探針6在垂直所述厚度方向H的一平面位置是受限於所述承靠板12，並且所述蓋板14套設於多個所述短式探針6，以限制多個所述短式探針6於所述厚度方向H移動。據此，多個所述短式探針6通過搭配於所述第一導板單元1（如：所述承靠板12與所述蓋板14），以使每個所述短式探針6僅能大致沿所述厚度方向H彈性地（或反覆地）位移，進而更為利於縮短其整體長度。需額外說明的是，為利於所述短式探針6能夠大致沿所述厚度方向H彈性地（或反覆地）位移，所述第一導板單元1內的兩個所述第一導板11與所述承靠板12並未彼此錯位設置。再者，所述第一導板單元1對應於所述短式探針6而形成的孔洞，其可以依據所述短式探針6的類型而進行相對應地調整（如：圓孔或方孔）、而不受限於圖式之中所呈現的形狀。

再者，每個所述短式探針6的所述針測端61位於所述第一導板單元1的外側，而每個所述短式探針6的所述傳輸端62位於所述第一導板單元1內且抵接於所述信號傳輸件3。據此，所述具有多針型的探針卡裝置1000於本實施例中通過所述第一導板單元1與所述信號傳輸件3的結構改良，以使得具有不同長度的多個所述長式探針5與多個所述短式探針6能夠被同時運用在相同的裝置內，據以符合更多樣的測試需求。

於本實施例中，兩個所述短式探針6的信號傳輸路徑可通過所述信號傳輸件3（如：所述導電層3a）而彼此相連，用以與所述待測物O共同構成一信號迴路。換個角度來說，當多個所述長式探針5的所述測試段52及多個所述短式探針6的所述針測端61用來可分離地頂抵於所述待測物O時，任一個所述短式探針6所定義的所述信號傳輸路徑不經過所述間距轉換板200。

需額外說明的是，為避免多個所述短式探針6於受力時造成所述第一導板單元1與所述第二導板單元2的損傷，所述探針頭100能於特定位置上設置有所述第一支撐塊7（及所述第二支撐塊8），據以有效地支撐所述第一導板單元1與所述第二導板單元2，進而降低其損傷的可能性。

具體來說，所述第一支撐塊7夾持於所述第一導板單元1與所述第二導板單元2之間，並且所述第二支撐塊8夾持於兩個所述第二導板21之間，而多個所述短式探針6的位置沿所述厚度方向H對應於所述第一支撐塊7及所述第二支撐塊8。也就是說，多個所述短式探針6是位於所述第一支撐塊7（或所述第二支撐塊8）沿所述厚度方向H投影所形成的一投影空間之內，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，所述探針頭100也可以依據設計需求（如：所述短式探針6的數量）而選擇性地省略所述第一支撐塊7與所述第二支撐塊8的至少其中之一。

[實施例二]

請參閱圖5至圖8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處不再加以贅述，而本實施例相較於上述實施例一的差異大致說明如下：

於本實施例中，任一個所述短式探針6為一體形成的單件式構造，其包含有位於兩個所述第一導板11之間一彈性段63。其中，當每個所述短式探針6的所述針測端61受壓迫時，所述彈性段63沿所述厚度方向H彈性地變形。需額外說明的是，所述短式探針6的所述彈性段63的構造可以依據設計需求而加以調整變化（如：圖5至圖8），本發明在此不加以限制。

[實施例三]

請參閱圖9和圖10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，所以上述多個實施例的相同處不再加以贅述，而本實施例相較於上述實施例一和二的差異大致說明如下：

於本實施例中，所述信號傳輸件3進一步限定為一軟性電路板3b（如：圖9）或一傳輸線纜3c（如：圖10），並且所述信號傳輸件3的一端位於相對應所述第一導板11的所述內板面而連接於多個所述短式探針6，所述信號傳輸件3的另一端用來直接連接於一測試設備（圖未示）；也就是說，行進於任一個所述短式探針6的信號（如：高頻信號或高速信號）可由所述信號傳輸件3直接傳遞至所述測試設備、而不經過所述間距轉換板200，據以顯著地提升信號傳輸品質。

[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具有多針型的探針卡裝置，通過所述第一導板單元與所述信號傳輸件的結構改良，以使得具有不同長度的多個所述長式探針與多個所述短式探針能夠被同時運用在相同的裝置內，據以符合更多樣的測試需求。

再者，多個所述短式探針於本實施例中通過搭配於所述第一導板單元（如：所述承靠板與所述蓋板），以使每個所述短式探針僅能大致沿所述厚度方向彈性地（或反覆地）位移，進而更為利於縮短其整體長度。

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:具有多針型的探針卡裝置 100:探針頭 1:第一導板單元 11:第一導板 12:承靠板 13:第一間隔片 14:蓋板 2:第二導板單元 21:第二導板 22:第二間隔片 3:信號傳輸件 3a:導電層 3b:軟性電路板 3c:傳輸線纜 4:間隔板 5:長式探針 51:行程段 511:端部 52:測試段 53:轉接段 6:短式探針 61:針測端 62:傳輸端 63:彈性段 7:第一支撐塊 8:第二支撐塊 200:間距轉換板 O:待測物 H:厚度方向

圖1為本發明實施例一的具有多針型的探針卡裝置的示意圖。

圖2為圖1中的第一導板單元的俯視示意圖。

圖3為圖1中的承靠板的俯視示意圖。

圖4為圖1中的導電層及其所在的第一間隔板的俯視示意圖。

圖5為本發明實施例二的具有多針型的探針卡裝置的示意圖（一）。

圖6為本發明實施例二的具有多針型的探針卡裝置的示意圖（二）。

圖7為本發明實施例二的具有多針型的探針卡裝置的示意圖（三）。

圖8為本發明實施例二的具有多針型的探針卡裝置的示意圖（四）。

圖9為本發明實施例三的具有多針型的探針卡裝置的示意圖（一）。

圖10為本發明實施例三的具有多針型的探針卡裝置的示意圖（二）。

1000:具有多針型的探針卡裝置

100:探針頭

1:第一導板單元

11:第一導板

12:承靠板

13:第一間隔片

14:蓋板

2:第二導板單元

21:第二導板

22:第二間隔片

3:信號傳輸件

3a:導電層

4:間隔板

5:長式探針

51:行程段

511:端部

52:測試段

53:轉接段

6:短式探針

61:針測端

62:傳輸端

7:第一支撐塊

8:第二支撐塊

200:間距轉換板

O:待測物

H:厚度方向

Claims (9)

1. 一種具有多針型的探針卡裝置，其包括：一第一導板單元，包含：兩個第一導板，沿一厚度方向彼此間隔設置；及一承靠板，間隔地設置於兩個所述第一導板之間；一第二導板單元，對應於所述第一導板單元呈間隔地設置；一信號傳輸件，其至少部分設置於鄰近所述第二導板單元的一個所述第一導板的內板面；多個長式探針，穿過且固持於所述第一導板單元與所述第二導板單元，並且每個所述長式探針為一體成型的單件式構造且包含：一行程段，其兩端部分別固持於所述第一導板單元與所述第二導板單元之內；其中，所述第一導板單元相對於所述第二導板單元彼此錯位設置，以使所述行程段呈彎曲狀；一測試段，自所述行程段的其中一個所述端部延伸穿出所述第一導板單元；及一轉接段，自所述行程段的其中另一個所述端部延伸穿出所述第二導板單元；多個短式探針，穿入於所述第一導板單元，並且多個所述短式探針在垂直所述厚度方向的一平面位置是受限於所述承靠板；其中，每個所述短式探針具有分別位於相反兩端的一針測端與一傳輸端，並且每個所述短式探針的所述針測端位於所述第一導板單元的外側，並且每個所述短式探針的所述傳輸端位於所述第一導板單元內且抵接於所述信號傳輸件；以及一第一支撐塊，夾持於所述第一導板單元與所述第二導板單 元之間；其中，多個所述短式探針的位置沿所述厚度方向對應於所述第一支撐塊。
2. 如請求項1所述的具有多針型的探針卡裝置，其中，所述第一導板單元包含有一蓋板，其安裝於遠離所述第二導板單元的一個所述第一導板的外板面；所述蓋板套設於多個所述短式探針，以限制多個所述短式探針於所述厚度方向移動。
3. 如請求項1所述的具有多針型的探針卡裝置，其中，所述第二導板單元包含有彼此間隔設置的兩個第二導板，並且所述具有多針型的探針卡裝置進一步包含有夾持於兩個所述第二導板之間的一第二支撐塊；多個所述短式探針的位置沿所述厚度方向對應於所述第二支撐塊。
4. 如請求項1所述的具有多針型的探針卡裝置，其中，所述具有多針型的探針卡裝置進一步包含有一間距轉換板(space transformer)，並且多個所述長式探針的所述轉接段連接於所述間距轉換板。
5. 如請求項4所述的具有多針型的探針卡裝置，其中，當多個所述長式探針的所述測試段及多個所述短式探針的所述針測端用來可分離地頂抵於一待測物(device under test，DUT)時，任一個所述短式探針所定義的信號傳輸路徑不經過所述間距轉換板。
6. 如請求項5所述的具有多針型的探針卡裝置，其中，所述信號傳輸件進一步限定為一導電層，其形成於相對應所述第一 導板的所述內板面；兩個所述短式探針的所述信號傳輸路徑通過所述導電層而彼此相連，用以與所述待測物共同構成一信號迴路。
7. 如請求項5所述的具有多針型的探針卡裝置，其中，所述信號傳輸件進一步限定為一軟性電路板或一傳輸線纜，並且所述信號傳輸件的一端位於相對應所述第一導板的所述內板面而連接於多個所述短式探針，所述信號傳輸件的另一端用來直接連接於一測試設備。
8. 如請求項1所述的具有多針型的探針卡裝置，其中，任一個所述短式探針為一彈簧探針(pogo pin)，其為多件式組合的結構。
9. 如請求項1所述的具有多針型的探針卡裝置，其中，任一個所述短式探針為一體形成的單件式構造，其包含有位於兩個所述第一導板之間一彈性段；當每個所述短式探針的所述針測端受壓迫時，所述彈性段沿所述厚度方向彈性地變形。

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