TWM540281U - 探針式電連接組件 - Google Patents

Description

探針式電連接組件

本新型係關於一種探針式電連接組件，尤指一種能夠應用於晶圓檢測之探針卡或是半導體元件檢測裝置等各式檢測治具中，提供電性連接功能的探針式電連接組件。

目前應用於晶圓檢測之探針卡或是半導體元件檢測裝置等各式檢測治具中，提供電性連接功能的探針式電連接組件組成構造，以現有半導體元件檢測治具型式的探針式電連接組件為例，如圖15所示，該探針式電連接組件主要包含一板體60、多個探針70以及一探針蓋板61，該板體60中形成多個探針孔，每一探針孔一端（上端或下端）形成小孔端，該多個探針70係分別裝設於該板體60的探針孔中，每一探針70之基部藉由探針孔之小孔端之周緣支撐與限位，該探針蓋板61中形成多個穿孔，穿孔的孔徑小於探針孔孔徑，探針蓋板61蓋合鎖固於板體60遠離探針孔之小孔端的一側，其中，當探針孔的小孔端位於探針孔的底端時，探針蓋板係裝設於板體的頂面（圖未示）；當探針孔的小端位於探針孔的頂端時，探針蓋板61則設於板體60的底面，藉由探針蓋板61與板體60結合的載板構造，使該多個探針70定位於其中，且該多個探針70的上接觸端部與下接觸端部能分別伸出板體61與探針蓋板61。

如圖15所示，前述現有探針式電連接組件應用於檢測治具中，以應用於半導體元件檢測裝置為例，其係裝設於一電路載板80上，使該探針式電連接組件的每一探針70電接觸電路載板80相對應的接點，進而通過電路載板80電性連接檢測系統；當待測半導體元件50被移置該探針式電連接組件上，且下壓待測半導體元件50，使待測半導體元件50底部之每一接點分別電性接觸相對應之探針70，進而由檢測系統對待測半導體元件50進行開路、斷路及功能性檢測，以判斷該待測半導體元件50的功能是否正常。

前述現有探針式電連接組件雖能應用於各式檢測治具中提供待測晶圓或待測半導體元件等電性連接功能，但是，現有探針式電連接組件必須於安裝探針的板體上加裝探針蓋板，藉由板體與探針蓋板結合的組合式載板才能同時將全部的多數探針予以定位，故有載板構造複雜及成本高等問題。再者，由探針蓋板與板體組合的載板構造於該多個探針對位之組裝時，常因下壓待測半導體元件時所產生的載板構造變形而有對位困難、組裝不便之問題。

另一方面，現有探針式電連接組件必須利用板體與探針蓋板結合之組合式載板才能使探針定位，使得現有探針式電連接組件的整體板厚偏大，探針長度相對較長，難以提供短小型的探針之組裝使用，進而有通過探針的訊號傳遞距離偏長，不利於晶圓或是半導體元件之檢測性能。

本新型之目的在於提供一種探針式電連接組件，解決現有探針式電連接組件之組裝不便、成本高，以及因組合式載板難以減縮厚度及使用短小型探針等問題。

為了達成前揭目的，本新型所提出之探針式電連接組件係包含： 一載板，其具有多個間隔排列且上下貫通的探針孔，每一探針孔包含一孔部以及一位於該孔部一端的孔端部，所述孔端部之孔徑小於所述孔部的孔徑； 多個探針，係分別裝設於該載板的該多個探針孔中，所述探針係內設有彈性部件而能長度伸縮變化的部件，所述探針各包含一探針基部、一位於探針基部上端的上接觸端部以及一位於探針基部下端的下接觸端部，所述探針基部位於所述探針孔的孔部中，所述上接觸端部自所述探針孔的孔部伸出該載板之頂面，所述探針基部的一端為所述探針孔的孔端部限位；以及 多個定位部件，係分別固設於該載板底部，且所述定位部件伸入所述探針孔內接觸所述探針之探針基部，每一探針之探針基部藉由鄰接之所述定位部件接觸產生之摩擦阻力而定位於該載板的探針孔中。

藉由前揭探針式電連接組件新型，其主要係利用多個探針分別裝設於載板的多個探針孔中，利用多個定位部件分別固設於載板中，且定位部件伸入探針孔內接觸探針之探針基部，使每一探針之探針基部藉由鄰接定位部件接觸之摩擦阻力而定位於該載板的探針孔中。本新型探針式電連接組件利用定位部件分別將少量探針定位於載板中之方式，可以免除現有探針式電連接組件必須於安裝探針的板體頂部或底部加裝具有多數穿孔的探針蓋板，探針蓋板必須同時與全部的多數探針對位之組裝不便問題。

再者，本新型探針式電連接組件因能省略現有探針式電連接組件之探針蓋板，簡化載板之構造，而能簡化製作及節省成本，且相對於現有探針式電連接組件利用板體與蓋板之組合使探針定位之組合構造，本新型能夠縮減載板厚度與探針長度，有利於短小型探針的組裝與使用，進而縮短訊號通過探針的傳遞距離，使本新型應用於各式檢測治具中，可以提升其檢測性能。

此外，本新型探針式電連接組件能省略現有探針式電連接組件之探針蓋板，在探針的組裝與拆換的過程中，即能直接以工具取置探針，且少量探針進行個別更換，且能準確操作。

如圖1、圖4、圖7、圖8、圖12及圖13所示，係揭示本新型探針式電連接組件之多種較佳實施例，該探針式電連接組件係包含有一載板10、10A、10B、10C、10D、10E、多個探針20、20A、20B、20C、20D、20E以及多個定位部件30、30A、30B、30C、30D、30E。

如圖2及圖3，或圖5及圖6，或圖7，或圖9至圖11，或圖12或圖13所示，所述載板10、10A、10B、10C、10D、10E可為絕緣材料所製成，該載板10、10A、10B、10C、10D、10E中形成多個探針孔11、11A、11B、11C、11D、11E，該多個探針孔11、11A、11B、11C、11D、11E係間隔排列地由上而下貫通的穿孔，該多個探針孔11、11A、11B、11C、11D、11E的孔徑、分布位置以及間隔尺寸等依產品而設定。如圖3、圖11及圖12所示，每一探針孔11、11C、11D包含一孔部111、111C、111D以及一連接於孔部111、111C、111D一端的孔端部112、112C、112D，孔端部112、112C、112D之孔徑小於孔部111、111C、111D的孔徑，如圖3所示，所述孔端部112可位於孔部111的下端，或者，如圖11或圖12所示，所述的孔端部112C、112D可位於孔部111C、111D的上端。

如圖1、圖4、圖7、圖8、圖12及圖13所示，所述載板10、10A、10B、10C、10D、10E可依據該探針式電連接組件的產品用途而製成一能承載半導體元件的座板（如圖1至圖3所示、或圖4至圖6、圖7所示者），或是一平板(如圖8、圖11、圖12及圖13所示者)。如圖1至圖3，或圖4至圖6，或圖7所示，當載板10、10A、10B為能承載半導體元件的座板時，如圖1所示，該載板10頂面可形成一元件置放槽13，該多個探針孔11分布設置於該元件置放槽13的槽底板中。

此外，如圖1、圖4、圖7、圖8、圖12及圖13所示所述載板10、10A、10B、10C、10D、10E中的多個探針孔11、11A、11B、11C、11D、11E的分布型態，係依據該探針式電連接組件應用於檢測的晶圓或半導體元件產品（例如：已知的BGA型半導體元件、QFP型半導體元件或QFN型半導體元件等）的接點分布型態而設定，如圖1、圖4、圖7、圖8、圖12及圖13所示，例如：該多個探針孔11、11A、11B、11C、11D、11E可於載板10、10A、10B、10C、10D、10E中形成矩陣排列；或者，該多個探針孔可於載板中形成圈繞為一矩形的四直列型態排列等(圖未示)。

如圖3、圖6、圖7、圖9、圖10、圖11、圖12或圖13所示，所述探針20、20A、20B、20C、20D、20E係包含有彈性部件(圖未示)而能長度伸縮變化的導電性部件，如圖3、圖6、圖7、圖9、圖10、圖11或圖12所示，所述探針20、20A、20B、20C、20D包含一探針基部21、21A、21B、21C、21D，一位於探針基部21、21A、21B、21C、21D上端的上接觸端部22、22A、22B、22C、22D，以及一位於探針基部21、21A、21B、21C、21D下端的下接觸端部23、23A、23B、23C、23D，每一探針20、20A、20B、20C、20D係分別裝設於該載板10、10A、10B、10C、10D的探針孔11、11A、11B、11C、11D中，所述探針基部21、21A、21B、21C、21D位於探針孔11、11A、11B、11C、11D的孔部111、111A、111B、111C、111D中，所述上接觸端部22、22A、22B、22C、22D、22E由探針孔11、11A、11B、11C、11D、11E之孔部111、111A、111B、111C、111D、111E上端伸出載板10、10A、10B、10C、10D、10E頂面，所述下接觸端部22、22A、22B、22C、22D、22E可由探針孔11、11A、11B、11C、11D之孔部111、111C、111D下端向下伸出載板10、10A、10B、10C、10D底面，或者，所述下接觸端部22、22A、22B、22C、22D底緣也可與載板10、10A、10B、10C、10D底面實質平齊，即下接觸端部21、21A、21B、21C、21D底緣接近載板10、10A、10B、10C、10D底面高度或與載板10、10A、10B、10C、10D底面等高。

所述探針可為單動伸縮式探針或雙動伸縮式探針，其中，所述探針為單動伸縮式探針時，上接觸端部能相對於探針基部伸縮，下接觸端部固定於探針基部底端；所述探針為雙動伸縮式探針時，上接觸端部與下接觸端部能分別相對於探針基部伸縮。如圖3、圖6、圖7或圖11所示，所述下接觸端部23、23A、23B、23C於探針基部21、21A、21B、21C下端呈可伸縮之型式，或者，如圖12所示，所述下接觸端部23D可固定於探針基部21D下端。

前述中，所述上接觸端部結合設於探針基部內部的彈性部件而能於探針基部上端伸縮，所述下接觸端部也可以結合設於探針基部內部的該彈性部件或另一彈性部件，而能於探針基部下端伸縮，或者，所述下接觸端部可一體成形於探針基部下端，所述彈性部件可為彈簧或彈片。

如圖2及圖3、圖5及圖6、圖7、圖11、圖12或圖13所示，所述定位部件30、30A、30B、30C、30D、30E係為絕緣材質所製成的部件，該多個定位部件30、30A、30B、30C、30D、30E係分別固設於該載板10、10A、10B、10C、10D、10E中，亦即所述定位部件30、30A、30B、30C、30D、30E與載板10、10A、10B、10C、10D、10E呈緊配合，且所述定位部件30、30A、30B、30C、30D、30E伸入探針孔11、11A、11B、11C、11D、11E內接觸探針20、20A、20B、20C、20D、20E之探針基部21、21A、21B、21C、21D，每一探針20、20A、20B、20C、20D、20E之探針基部21、21A、21B、21C、21D一端抵靠於載板10、10A、10B、10C、10D之探針孔11、11A、11B、11C、11D、11E的孔部111、111A、111B、111C、111D與孔端部112、112A、112B、112C、112D間之側壁，且每一探針20、20A、20B、20C、20D、20E之探針基部21、21A、21B、21C、21D、21E藉由鄰接之所述定位部件30、30A、30B、30C、30D、30E接觸產生之摩擦阻力而定位於載板10、10A、10B、10C、10D、10E的探針孔11、11A、11B、11C、11D、11E中。

如圖2及圖3所示，於本較佳實施例中，該載板10、頂部還形成多個定位凹部12，每一定位凹部12連通側鄰近之探針孔11頂端，且每一探針孔11皆與複數定位凹部12連通。該多個定位部件30係分別裝設於該多個定位凹部12中，且所述定位部件30之一部分伸入探針孔11內接觸探針20之探針基部21上段，使每一探針20之探針基部21上段藉由側接之複數個所述定位部件30接觸產生之摩擦阻力而定位於載板10的探針孔11中。

如圖4至圖6、圖7、圖11、圖12或圖13所示，於本較佳實施例中，該載板10A、10B、10C、10D、10E底部還形成多個定位凹部12A、12B、12C、12D、12E，每一定位凹部12A、12B、12C、12D、12E連通側鄰近之探針孔11A、11B、11C、11D、11E底端，且每一探針孔11A、11B、11C、11D、11E皆與複數定位凹部12A、12B、12C、12D、12E連通。該多個定位部件30A、30B、30C、30D、30E係分別裝設於該多個定位凹部12A、12B、12C、12D、12E中，且所述定位部件30A、30B、30C、30D、30E之一部分伸入探針孔11A、11B、11C、11D、11E內接觸探針20A、20B、20C、20D、20E之探針基部21A、21B、21C、21D中段或下段，使每一探針20A、20B、20C、20D、20E之探針基部21、21A、21B、21C、21D中段或下段藉由側接之複數個所述定位部件30A、30B、30C、30D、30E接觸產生之摩擦阻力而定位於載板10A、10B、10C、10D、10E的探針孔11A、11B、11C、11D、11E中。

如圖1至圖3、圖至圖6或圖7、圖11、圖12及圖13所示，於本較佳實施例中，該載板10、10A、10B、10C、10D之該多個探針孔11、11A、11B、11C、11D係形成矩陣狀排列，每一探針孔11、11A、11B、11C、11D周緣與至少二個定位凹部12、12A、12A、12B、12C、12D連通。其中，所述定位凹部12、12A、12A、12B、12C可為孔洞或為長孔，如圖3、圖6、圖11及圖12所示，當定位凹部12、12A、12B、12C為孔洞時，每一探針孔11、11A、11B、11C與四個孔洞狀的定位凹部12、12A、12B、12C連通；如圖13所示，當定位凹部12D為長孔時，每一列探針孔11E與二個長孔狀定位凹部12E連通。如圖11及圖12所示，該載板10C、10D頂部還可形成一凹槽，該多個探針孔11C、11D係分布設置於該凹槽之槽底。

如圖2及圖3，或圖5及圖6，或圖7，或圖9至圖11或圖12或圖13所示，所示，所述定位部件30、30A、30B、30C、30D、30E可為絕緣的塊體、球體或條狀體等如圖2及圖3，或圖5及圖6，或圖7，或圖9至圖11或圖12所示，當所述載板10、10A、10B、10C、10D頂部或底部的定位凹部12、12A、12B、12C、12D為孔洞，所述定位部件30、30A、30B、30C、30D為相對應的塊體或球體，使每一探針20、20A、20B、20C、20D之探針基部21、21A、21B、21C、21D上段或下段為四個所述定位部件30、30A、30B、30C、30D提供摩擦阻力而定位於載板10、10A、10B、10C、10D的探針孔11中。如圖13所示的較佳實施例，當所述載板10E底部的定位凹部12E為長孔時，所述定位部件30E為相對應的條狀體，使每一列探針20E之探針基部下段為二條所述定位部件30E提供摩擦阻力而定位於載板10E之探針孔11E中。

此外，所述定位部件還可以是環形體(圖未示)，每一定位部件分別固定於載板之探針孔內或是載板底部形成連通探針孔之多個環形定位凹部中，使每一探針的探針基部為一所述定位部件提供摩擦阻力而定位於載板之探針孔中。

本新型探針式電連接組件可應用於晶圓檢測之探針卡或是半導體元件檢測裝置等各式檢測治具中，以應用於半導體元件檢測裝置為例，如圖14所示，該探針式電連接組件係結合一承載座組設於一半導體元件檢測裝置之一電路載板40上(或是該電路載板增設的線路轉換介面上)，該探針式電連接組件之每一探針20C之下接觸端部23C與電路載板10C上相對應之接點電性連接。當待測半導體元件50被移置承載座中之探針式電連接組件上，待測半導體元件50被施以一下壓力量，待測半導體元件50底部之每一接點分別電性接觸相對應之探針20C的上接觸端部22C，使待測半導體元件50通過該探針式連接組件的多個探針20C電性連接檢測裝置之電路載板10C，再由半導體元件檢測裝置對待測半導體元件50進行檢測，判斷該待測半導體元件50的功能是否正常。

綜上所述，本新型探針式電連接組件係利用多個探針分別裝設於載板的多個探針孔中，利用多個定位部件分別固設於載板中，且每一定位部件伸入探針孔內接觸探針之探針基部，每一探針之探針基部藉由鄰接定位部件接觸之摩擦阻力而定位於該載板的探針孔中，藉此，使本新型探針式電連接組件利用每一定位部件僅將少量探針定位於載板中之方式，能簡化載板的構造，並可以免除現有探針式電連接組件必須於安裝探針的板體上加裝探針蓋板，蓋板必須同時與全部的多數探針對位之組裝不便及高成本的問題。

同時，本新型探針式連接組件因可省略現有探針式電連接組件之探針蓋板，相對於現有探針式電連接組件利用板體與探針蓋板之組合將多個探針定位之組合構造，使本新型能夠縮減載板厚度與探針長度，進而縮短訊號通過探針的傳遞距離，且本新型應用於各式檢測治具中，可以提升其檢測性能。

除此之外，本新型探針式電連接組件能夠省略現有探針式電連接組件之探針蓋板，在探針的組裝與拆換的過程中，本新型探針式電連接組件能夠直接以工具取置探針，且能對少量探針準確的個別更換，便於探針的組裝與拆換，為一具有產業利用價值的探針式電連接組件的產品新型。

10、10A、10B、10C、10D、10E‧‧‧載板
11、11A、11B、11C、11D、11E‧‧‧探針孔
111、111C、111D‧‧‧孔部
112、112C、112D‧‧‧孔端部
12、12A、12B、12C、12D、12E‧‧‧定位凹部
13‧‧‧元件置放槽
20、20A、20B、20C、20D、20E‧‧‧探針
21、21A、21B、21C、21D‧‧‧探針基部
22、22A、22B、22C、22D‧‧‧上接觸端部
23、23A、23B、23C、23D‧‧‧下接觸端部
30、30A、30B、30C、30D、30E‧‧‧定位部件
40‧‧‧電路載板
50‧‧‧待測半導體元件
60‧‧‧板體
61‧‧‧探針蓋板
70‧‧‧探針
80‧‧‧電路載板

圖1係本新型探針式電連接組件之第一較佳實施例的俯視平面示意圖。 圖2係圖1所示探針式電連接組件第一較佳實施例的局部放大示意圖。 圖3係圖1所示探針式電連接組件第一較佳實施例割面線A-A位置的剖面示意圖。 圖4係本新型探針式電連接組件之第二較佳實施例的仰視平面示意圖。 圖5係圖4所示探針式電連接組件第二較佳實施例的局部放大示意圖。 圖6係圖4所示探針式電連接組件第二較佳實施例割面線B-B位置的剖面示意圖。 圖7係本新型探針式電連接組件之第三較佳實施例局部剖面示意圖。 圖8係本新型探針式電連接組件之第四較佳實施例的仰視立體示意圖。 圖9係圖7所示探針式電連接組件第四較佳實施例的局部立體分解示意圖。 圖10係圖7所示探針式電連接組件第四較佳實施例的局部仰視平面示意圖。 圖11係圖10所示割面線C-C位置的剖面示意圖。 圖12係本新型探針式電連接組件之第五較佳實施例的局部側視剖面示意圖。 圖13係本新型探針式電連接組件選用長條狀定位部件之第六較佳實施例的局部仰視平面示意圖。 圖14係圖8所示探針式電連接組件第四較佳實施例安裝在電路載板上提供待測半導體元件檢測之使用狀態參考圖。 圖15係現有探針式電連接組件裝設於電路載板上進行半導體元件檢測的剖面示意圖。

10‧‧‧載板

11‧‧‧探針孔

111‧‧‧孔部

112‧‧‧孔端部

12‧‧‧定位凹部

20‧‧‧探針

21‧‧‧探針基部

22‧‧‧上接觸端部

23‧‧‧下接觸端部

30‧‧‧定位部件

Claims (8)

1. 一種探針式電連接組件，係包含： 一載板，其具有多個間隔排列且上下貫通的探針孔，每一探針孔包含一孔部以及一位於該孔部一端的孔端部，所述孔端部之孔徑小於所述孔部的孔徑； 多個探針，係分別裝設於該載板的該多個探針孔中，所述探針係包含有彈性部件而能長度伸縮變化的導電部件，所述探針各包含一探針基部、一位於探針基部上端的上接觸端部以及一位於探針基部下端的下接觸端部，所述探針基部位於所述探針孔的孔部中，所述上接觸端部自所述探針孔的孔部伸出該載板之頂面，所述探針基部的一端為所述探針孔的孔端部限位；以及 多個定位部件，係分別固設於該載板底部，且所述定位部件伸入所述探針孔內接觸所述探針之探針基部，每一探針之探針基部藉由鄰接之所述定位部件接觸產生之摩擦阻力而定位於該載板的探針孔中。
2. 如請求項1所述之探針式電連接組件，其中，該載板遠離所述探針孔之孔端部的一側形成多個定位凹部，且每一探針孔與複數所述定位凹部連通，該多個定位部件係分別裝設於該多個定位凹部中，且所述定位部件之一部分伸入所述探針孔內接觸所述探針之探針基部，使每一探針之探針基部藉由側接之複數個所述定位部件接觸產生之摩擦阻力而定位於該載板的探針孔中。
3. 如請求項2所述之探針式電連接組件，其中，該載板之該多個探針孔係形成矩陣狀排列，所述定位凹部為孔洞狀，每一探針孔與四個所述孔洞狀的定位凹部連通；所述定位部件為塊體或球體，每一所述探針之探針基部為四個所述定位部件提供摩擦阻力而定位於載板的探針孔中。
4. 如請求項2所述之探針式電連接組件，其中，該載板之該多個探針孔係形成矩陣狀排列，所述定位凹部為長孔狀，每一列所述探針孔與二個所述長孔狀的定位凹部連通；所述定位部件為對應於長孔狀定位凹部的條狀體，使每一列所述探針之探針基部為二條所述定位部件提供摩擦阻力而定位於載板之探針孔中。
5. 如請求項1所述之探針式電連接組件，其中，該載板之該多個探針孔係形成矩陣狀排列，所述定位部件為環形體，每一所述定位部件分別固定於該載板之探針孔內，每一所述探針的探針基部為一所述定位部件提供摩擦阻力而定位於該載板之探針孔中。
6. 如請求項1所述之探針式電連接組件，其中，該載板之該多個探針孔係形成矩陣狀排列，該載板遠離所述探針孔之孔端部的一側形成多個連通探針孔之環形定位凹部，所述定位部件為環形體，每一定位部件裝設於所述環形定位凹部中，使每一所述探針的探針基部為一所述定位部件提供摩擦阻力而定位於該載板之探針孔中。
7. 如請求項1至6中任一項所述之探針式電連接組件，其中，所述探針之上接觸端部與下接觸端部皆為可伸縮之型式，所述下接觸端部由所述探針孔之孔部下端向下伸出該載板底面或與載板底面實質平齊。
8. 如請求項1至6中任一項所述之探針式電連接組件，其中，所述探針之上接觸端部為可伸縮之型式，所述下接觸端部為固定於所述探針基部下端，所述下接觸端部底緣與該載板底面實質平齊。