TWM557828U - 探針卡裝置及其信號傳輸模組與矩形探針 - Google Patents
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Abstract
一種探針卡裝置包括轉接板、第一載板、第二載板及多個矩形探針。轉接板的第一板面設有多個金屬球。第一載板形成有位置沿垂直第一板面的第一方向對應多個金屬球的多個第一貫孔。第二載板形成有與多個第一貫孔呈錯位設置的多個第二貫孔。每個矩形探針具有位於相反側的第一接觸段與第二接觸段。多個第一接觸段穿出多個第一貫孔且分別連接多個金屬球。在每個矩形探針中，第一接觸段的至少局部沿著非平行於第一方向的第二方向連接對應的金屬球。本創作另提供一種探針卡裝置的信號傳輸模組與矩形探針。
Description
本創作涉及一種探針卡，尤其涉及一種探針卡裝置及其信號傳輸模組與矩形探針。
半導體晶片進行測試時，測試設備是透過一探針卡裝置而與待測物電性連接，並藉由信號傳輸及信號分析，以獲得待測物的測試結果。現有的探針卡裝置設有對應待測物的電性接點而排列的多個探針，以藉由上述多個探針同時點接觸待測物的相對應電性接點。
更詳細地說，現有探針卡裝置的探針類型包含有圓形探針與矩形探針，上述矩形探針的外型可依據設計者需求而成形。所述矩形探針在插設且固定於探針座後，須與訊號轉接板組合，以利用訊號轉接板的佈線將量測到的訊號傳輸至測試機台。
然而，一般矩形探針的針尾與訊號轉接板的電性接點(如：金屬錫球或金屬銅球)的接觸效果不佳，常常會有結合力不佳、接觸電阻過大、及訊號傳輸出現雜訊等問題發生。
於是，本創作人有感上述缺陷可改善，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創作。
本創作實施例在於提供一種探針卡裝置及其信號傳輸模組與矩形探針，能有效地改善現有探針卡裝置所可能產生的缺陷。
本創作實施例公開一種探針卡裝置，包括：一轉接板，具有
位於相反側的一第一板面與一第二板面，並且所述轉接板在所述第一板面上設置有多個金屬球；一第一載板，形成有多個第一貫孔，並且多個所述第一貫孔的位置大致沿垂直所述第一板面的一第一方向而對應於多個所述金屬球；一第二載板，形成有多個第二貫孔，並且多個所述第二貫孔大致分別與多個所述第一貫孔呈錯位設置；以及多個矩形探針，安裝於所述第一載板與所述第二載板，每個所述矩形探針具有位於相反側的一第一接觸段與一第二接觸段；其中，多個所述矩形探針的所述第一接觸段分別穿出所述第一載板的多個所述第一貫孔、並且分別連接於多個所述金屬球，而多個所述矩形探針的所述第二接觸段分別穿出所述第二載板的多個所述第二貫孔、並且用以接觸一待測晶圓；其中，在每個所述矩形探針中，所述第一接觸段的至少局部沿著非平行於所述第一方向的一第二方向連接於相對應的所述金屬球。
本創作實施例也公開一種探針卡裝置的信號傳輸模組，包括：一轉接板，具有位於相反側的一第一板面與一第二板面，並且所述轉接板在所述第一板面上設置有多個金屬球，所述轉接板定義有垂直所述第一板面的一第一方向；以及多個矩形探針，各具有位於相反側的一第一接觸段與一第二接觸段；其中，多個所述矩形探針的所述第一接觸段分別連接於多個所述金屬球；其中，在每個所述矩形探針中，所述第一接觸段的至少局部沿著非平行於所述第一方向的一第二方向連接於相對應的所述金屬球。
本創作實施例另公開一種探針卡裝置的矩形探針，包括：一中間段；一第一接觸段及一第二接觸段，分別位於所述中間段的相反兩側，並且所述第一接觸段的長度方向定義為一第一方向，而所述第一接觸段的至少局部用以沿著非平行於所述第一方向的一第二方向連接於一轉接板上的一金屬球；其中，所述第一接觸段設有一識別部，並且所述識別部相對於所述第一接觸段呈非對稱狀；以及一卡榫部，自所述中間段延伸所形成。
綜上所述，本創作實施例的探針卡裝置及其信號傳輸模組與矩形探針，能通過所述第一接觸段的至少局部沿著非平行於上述第一方向的一第二方向連接於相對應的金屬球，而使得所述第一接觸段與金屬球之間的接觸面積被有效地增加，從而有效地強化矩形探針與轉接板之間的結合力、有效地降低矩形探針與轉接板之間的接觸電阻、以及有效地提升訊號傳輸的可靠度。
為更進一步瞭解本創作的特徵及技術內容，請參閱以下有關本創作的詳細說明與附圖，然而附圖僅提供參考與說明用，並非用來對本創作的保護範圍作任何的限制。
100‧‧‧探針卡裝置
1‧‧‧轉接板
11‧‧‧第一板面
12‧‧‧第二板面
13‧‧‧金屬球
2‧‧‧探針座
21‧‧‧第一載板
211‧‧‧第一貫孔
22‧‧‧第二載板
221‧‧‧第二貫孔
3‧‧‧矩形探針
31‧‧‧第一接觸段
311‧‧‧接觸部
312‧‧‧金屬鍍層
313‧‧‧識別部
32‧‧‧第二接觸段
33‧‧‧中間段
331‧‧‧卡榫部
D1‧‧‧第一方向
D2‧‧‧第二方向
L1、L2‧‧‧長度
H‧‧‧高度
圖1為本創作實施例探針卡裝置的立體示意圖。
圖2為圖1沿II-II剖線的剖視示意圖。
圖3為本創作實施例矩形探針中的接觸部呈凹槽狀的剖視示意圖。
圖4為本創作實施例矩形探針中的接觸部呈凸塊狀的剖視示意圖。
圖5為本創作實施例矩形探針中的接觸部長度相對於接觸段的長度或金屬球的高度具有較佳比例範圍的剖視示意圖。
圖6為本創作實施例矩形探針中的接觸部鍍設金屬鍍層的剖視示意圖。
圖7為本創作另一實施例探針卡裝置的剖視示意圖。
圖8為本創作另一實施例矩形探針中的識別部與接觸部為彼此分離構造的剖視示意圖。
請參閱圖1至圖8，為本創作的實施例，需先說明的是，本實施例對應附圖所提及的相關數量與外型，僅用來具體地說明本創作的實施方式，以便於了解本創作的內容，而非用來侷限本創作的保護範圍。
如圖1，本創作的實施例公開一種探針卡裝置100。所述探針卡裝置100包括一轉接板1、一探針座2、及多個矩形探針3。其中，所述探針座2包含有一第一載板21(upper die)與一第二載板22(lower die)，所述第一載板21與第二載板22彼此呈間隔地設置，多個所述矩形探針3的兩端分別穿過第一載板21與第二載板22，並且多個所述矩形探針3的穿出於第一載板21的一端是分別電性連接於轉接板1。此外，所述探針座2也可以在第一載板21與第二載板22之間設置有一間隔板(圖中未示出)，但本創作不受限於此。
需先說明的是，為了便於理解本實施例，所以圖式僅呈現探針卡裝置100的局部構造(如：單個矩形探針3及其相對應的轉接板1與探針座2部位)，以便於清楚地呈現探針卡裝置100的各個元件構造與連接關係。以下將分別說明本實施例探針卡裝置100的各個元件構造及其連接關係。
如圖1，所述轉接板1在本實施例中為一訊號轉接板(Signal Transfer Board，STB)。所述轉接板1具有位於相反側的一第一板面11與一第二板面12，其中，所述轉接板1的第一板面11可用以電性連接於多個矩形探針3，所述轉接板1的第二板面12可用以電性連接於一電路板(圖未繪示)，並且所述轉接板1可用以任意放大或縮小電路板與多個矩形探針3之間的電性接點(圖未標號)的對應比例或分布範圍，也就是說，所述電路板與轉接板1的多個電性接點的分布範圍可大於或小於多個矩形探針3與轉接板1的電性接點的分布範圍。更詳細地說，如圖2，所述轉接板1在第一板面11上設置有多個金屬球13(如：金屬銅球或金屬錫球)，並且所述轉接板1的第一板面11是通過多個金屬球13而電性連接於多個矩形探針3。較佳地，所述金屬球13大致呈平板凸
塊狀(或半球狀)，並且所述金屬球的材料結構由內而外依序為銅(Cu)、鎳(Ni)、及金(Au)。更詳細地說，所述金屬球13為轉接板1的C4層上的一金屬墊(Pad)，但本創作不受限於此。
如圖2，所述探針座2的第一載板21形成有多個第一貫孔211，並且多個所述第一貫孔211的位置大致沿垂直第一板面11的一第一方向D1而分別對應於多個所述金屬球13。所述第二載板22大致平行於第一載板21，所述第二載板22形成有多個第二貫孔221，並且多個所述第二貫孔221大致分別與多個第一貫孔211呈錯位設置。其中，每個所述第一貫孔211具有一第一孔徑(圖未標號)，而每個所述第二貫孔221具有不大於第一孔徑的一第二孔徑(圖未標號)。
多個所述矩形探針3於本實施例中皆為可導電且具有可撓性的直條狀構造。每個所述矩形探針3的橫剖面大致呈矩形(包含正方形)，並且每個所述矩形探針3的材質可以例如是金(Au)、銀(Ag)、銅(Cu)、鎳(Ni)、鈷(Co)、或其合金，並且所述矩形探針3的材質較佳是銅、銅合金、鎳鈷合金、鈀鎳合金、鎳錳合金、鎳鎢合金、鎳磷合金、及鈀鈷合金的至少其中之一，但本創作的矩形探針3不以上述材質為限。
多個所述矩形探針3安裝於第一載板21與第二載板22，並且大致呈矩陣狀排列。每個所述矩形探針3具有位於相反側的一第一接觸段31與一第二接觸段32，以及位於第一接觸段31與第二接觸段32之間的一中間段33。其中，多個所述矩形探針3的第一接觸段31分別穿出第一載板21的多個第一貫孔211、並且分別連接於多個所述金屬球13，而多個所述矩形探針3的第二接觸段32分別穿出第二載板22的多個第二貫孔221、並且用以接觸一待測晶圓(圖未繪示)。
必須說明的是，本實施例的多個所述矩形探針3與轉接板1雖然是以搭配於所述探針座2作一說明，但所述矩形探針3與轉接板1的實際應用並不受限於此。舉例來說，所述矩形探針3可以是單獨的構件，或者所述矩形探針3也可以與轉接板1彼此組合成一信號傳輸模組，並且應用於各種類型的探針卡裝置100上。再者，本實施例的矩形探針3雖然是以使用微機電系統(MEMS)技術所製造作一說明，但所述矩形探針3於實際製造時並不受限於此。換句話說，所述矩形探針3也可以是利用其它的製程技術所製造。
由於本實施的多個所述矩形探針3的構造皆大致相同，所以圖式及下述說明是以單個矩形探針3為例，但本創作不受限於此。舉例來說，在本創作未繪示的實施例中，所述多個矩形探針3也可以是具有彼此相異的構造。
請繼續參閱圖2，所述矩形探針3的第一接觸段31的至少局部沿著非平行於上述第一方向D1的一第二方向D2連接於相對應的金屬球13。
藉此，所述探針卡裝置100能通過所述第一接觸段31的至少局部沿著非平行於上述第一方向D1的一第二方向D2連接於相對應的金屬球13，而使得所述第一接觸段31與金屬球13之間的接觸面積被有效地增加，從而有效地強化矩形探針3與轉接板1之間的結合力、有效地降低矩形探針3與轉接板1之間的接觸電阻、以及有效地提升訊號傳輸的可靠度。
更具體地說，在本實施例中，所述矩形探針3的第一接觸段31的末端部位定義為一接觸部311，所述接觸部311插設於相對應的金屬球13內(插設的方式可以為榫接或相嵌)，並且所述接
觸部311的至少局部沿著第二方向D2連接於相對應的金屬球13。
藉此，所述探針卡裝置100能通過接觸部311插設於相對應的金屬球13內，並且所述接觸部311的至少局部沿著第二方向D2連接於相對應的金屬球13，使得所述矩形探針3與轉接板1之間具有良好的固定效果(不易滑脫)及低的接觸電阻，從而提升所述探針卡裝置100的品質與使用壽命。
必須說明的是，在本實施例中，所述接觸部311相對於第一接觸段31呈非對稱狀(如圖3的斜面狀)，但本創作不受限於此。舉例來說，所述接觸部311相對於第一接觸段31也可以呈對稱狀(如圖3的凹槽狀或圖4的凸塊狀)。另，本實施例的接觸部311的形狀可以通過微影結合電鍍的方式進行加工，也可以通過雷射的方式進行加工，本創作並不予以限制。
如圖5，在本實施例中，所述接觸部311的長度L1有一較佳的比例範圍。更明確地說，所述接觸部311的長度L1至少為第一接觸段31的長度L2的25%，或者所述接觸部311的長度L1至少為相對應金屬球13的高度H的25%，但本創作不受限於此。
如圖6，為了提升所述矩形探針3的接觸部311與轉接板1的金屬球13之間的結合力，所述接觸部311較佳地是鍍設有一金屬鍍層312，並且所述金屬鍍層312的材質相同於相對應的金屬球13的材質(如：銅或錫)。
本創作的另一實施例公開一種探針卡裝置100。本實施例的探針卡裝置100與上述實施例大致相同，不同之處在於矩形探針3的結構設計。
如圖7，更詳細地說，本實施例的矩形探針3包括一中間段33、分別位於所述中間段33相反兩側的一第一接觸段31與一第
二接觸段32、及自所述中間段33延伸所形成的一卡榫部331。所述第一接觸段31的長度方向定義為一第一方向D1，而所述第一接觸段31的至少局部用以沿著非平行於第一方向D1的一第二方向D2連接於一轉接板1上的一金屬球13。其中，所述第一接觸段31設有一識別部313，並且所述識別部313相對於第一接觸段31呈非對稱狀。另，所述第一接觸段31的末端部位定義為一接觸部311。
藉此，所述矩形探針3能通過所述第一接觸段31設有一識別部313且所述識別部313相對於第一接觸段31呈非對稱狀的結構設計，而使得所述矩形探針3在穿設於探針座2後，能藉由所述識別部313辨識每個矩形探針3與其它矩形探針3的作動方位是否一致，從而大幅提升所述探針卡裝置100的製造效率與品質。
另，所述矩形探針3的卡榫部331可用以抵頂於一探針座2中的一第一載板21或一第二載板22，藉此限制矩形探針3相對於探針座2上下作動的空間。其中，所述矩形探針3的卡榫部331與識別部313的相對位置皆相同。
由於在所述矩形探針3穿設於探針座2後，所述矩形探針3的中間段33與卡榫部331會被第一載板21或第二載板22擋住，以至於所述卡榫部331是否固定在正確的位置上很難被確認，並且所述中間段33是否朝正確的方向彎曲也很難被確認。
相對於上述缺失，本創作實施例的探針卡裝置100能通過所述矩形探針3的卡榫部331與識別部313的相對位置皆相同的結構設計，從而使得所述卡榫部331的固定位置以及中間段33的彎曲方向能通過識別部313的方位而被確認。
更具體地說，所述矩形探針3的識別部313包含有一斜面，所述斜面的一法線向量(圖未標號)平行於第二方向D2，並且所述斜面沿著第二方向D2而連接於相對應的金屬球13。換句話說，在本實施例中，所述識別部313是位於接觸部311上，但本創作
不受限於此。舉例來說，所述識別部313也可以與接觸部311是彼此分離的構造，並且所述識別部313相對於第一接觸段31呈非對稱狀(如圖8的凸出於第一接觸段31一側的小凸塊)。
綜上所述，本創作實施例的探針卡裝置100及其信號傳輸模組，能通過所述第一接觸段31的至少局部沿著非平行於上述第一方向D1的一第二方向D2連接於相對應的金屬球13，而使得所述第一接觸段31與金屬球13之間的接觸面積被有效地增加，從而有效地強化矩形探針3與轉接板1之間的結合力、有效地降低矩形探針3與轉接板1之間的接觸電阻、以及有效地提升訊號傳輸的可靠度。
再者，本創作實施例的探針卡裝置100及其信號傳輸模組，能通過所述矩形探針3的接觸部311鍍設有一金屬鍍層312，並且所述金屬鍍層312的材質相同於相對應的金屬球13的材質(如：銅或錫)，從而提升所述矩形探針3的接觸部311與轉接板1的金屬球13之間的結合力。
另，本創作實施例所公開的探針卡裝置100的矩形探針3，能通過所述第一接觸段31設有一識別部313且所述識別部313相對於第一接觸段31呈非對稱狀的結構設計，而使得所述矩形探針3在穿設於探針座2後，能藉由所述識別部313辨識每個矩形探針3與其它矩形探針3的作動方位是否一致，從而大幅提升所述探針卡裝置100的製造效率與品質。
最後，本創作實施例所公開的探針卡裝置100的矩形探針3，能通過所述卡榫部331與識別部313的相對位置皆相同的結構設計，從而使得在所述矩形探針3穿設於探針座2後，所述卡榫部331的固定位置以及中間段33的彎曲方向能通過所述識別部313的方位而被確認。
以上所述僅為本創作的優選可行實施例，並非用來侷限本創作的保護範圍，凡依本創作申請專利範圍所做的均等變化與修飾，皆應屬本創作的權利要求書的保護範圍。
Claims (10)
- 一種探針卡裝置，包括：一轉接板，具有位於相反側的一第一板面與一第二板面，並且所述轉接板在所述第一板面上設置有多個金屬球；一第一載板，形成有多個第一貫孔，並且多個所述第一貫孔的位置大致沿垂直所述第一板面的一第一方向而對應於多個所述金屬球；一第二載板，形成有多個第二貫孔，並且多個所述第二貫孔大致分別與多個所述第一貫孔呈錯位設置；以及多個矩形探針，安裝於所述第一載板與所述第二載板，每個所述矩形探針具有位於相反側的一第一接觸段與一第二接觸段；其中，多個所述矩形探針的所述第一接觸段分別穿出所述第一載板的多個所述第一貫孔、並且分別連接於多個所述金屬球，而多個所述矩形探針的所述第二接觸段分別穿出所述第二載板的多個所述第二貫孔、並且用以接觸一待測晶圓；其中，在每個所述矩形探針中，所述第一接觸段的至少局部沿著非平行於所述第一方向的一第二方向連接於相對應的所述金屬球。
- 如請求項1所述的探針卡裝置，其中，於每個所述矩形探針中，所述第一接觸段的末端部位定義為一接觸部，所述接觸部插設於相對應的所述金屬球內，並且所述接觸部的至少局部沿著所述第二方向連接於相對應的所述金屬球。
- 如請求項2所述的探針卡裝置，其中，於每個所述矩形探針中，所述接觸部的長度至少為所述第一接觸段的長度的25%，或者所述接觸部的長度至少為相對應所述金屬球的高度的25%。
- 如請求項2所述的探針卡裝置，其中，於每個所述矩形探針中，所述接觸部鍍設有一金屬鍍層，並且所述金屬鍍層的材質相同 於相對應所述金屬球的材質。
- 一種探針卡裝置的信號傳輸模組，包括：一轉接板，具有位於相反側的一第一板面與一第二板面，並且所述轉接板在所述第一板面上設置有多個金屬球，所述轉接板定義有垂直所述第一板面的一第一方向；以及多個矩形探針，各具有位於相反側的一第一接觸段與一第二接觸段；其中，多個所述矩形探針的所述第一接觸段分別連接於多個所述金屬球；其中，在每個所述矩形探針中，所述第一接觸段的至少局部沿著非平行於所述第一方向的一第二方向連接於相對應的所述金屬球。
- 如請求項5所述的探針卡裝置的信號傳輸模組，其中，於每個所述矩形探針中，所述第一接觸段的末端部位定義為一接觸部，所述接觸部插設於相對應的所述金屬球內，並且所述接觸部的至少局部沿著所述第二方向連接於相對應的所述金屬球。
- 如請求項6所述的探針卡裝置的信號傳輸模組，其中，於每個所述矩形探針中，所述接觸部的長度至少為所述第一接觸段的長度的25%，或者所述接觸部的長度至少為相對應所述金屬球的高度的25%。
- 如請求項6所述的探針卡裝置的信號傳輸模組，其中，於每個所述矩形探針中，所述接觸部鍍設有一金屬鍍層，並且所述金屬鍍層的材質相同於相對應所述金屬球的材質。
- 一種探針卡裝置的矩形探針，包括：一中間段；一第一接觸段及一第二接觸段，分別位於所述中間段的相反兩側，並且所述第一接觸段的長度方向定義為一第一方向，而所述第一接觸段的至少局部用以沿著非平行於所述第一方向的一第二方向連接於一轉接板上的一金屬球；其中，所述 第一接觸段設有一識別部，並且所述識別部相對於所述第一接觸段呈非對稱狀；以及一卡榫部，自所述中間段延伸所形成。
- 如請求項9所述的探針卡裝置的矩形探針，其中，所述第一接觸段的末端部位定義為一接觸部，所述接觸部的長度至少為所述第一接觸段的長度的25%，並且所述接觸部鍍設有一金層與一錫層的其中之一。
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| TW106216205U TWM557828U (zh) | 2017-11-01 | 2017-11-01 | 探針卡裝置及其信號傳輸模組與矩形探針 |
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| TWM557828U true TWM557828U (zh) | 2018-04-01 |
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ID=62643512
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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2017
- 2017-11-01 TW TW106216205U patent/TWM557828U/zh unknown
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