TWM648483U - 具微型結構之探針清潔片 - Google Patents

Abstract

一種具微型結構之探針清潔片，其包括有：一離型層、一清潔層、一保護層及一背膠；其中，當一探針穿刺該清潔層的過程，透過該清潔層的材質與該清潔層中之一微型結構之複數粒清潔顆粒，有效率地將探針表面髒污刮落，並且利用該清潔層之矽膠帶有靜電及親油的特性，將探針的髒污轉移到清潔層上，而且該保護層之網狀物的網目防止探針過壓，直接撞擊到該基板而造成尖端損傷，同時藉由該保護層之網狀物網目周圍的網目清潔顆粒，有效率地將探針尖端表面及其周圍的髒污刮落，並對尖端再做拋光以去除髒污。

Description

具微型結構之探針清潔片

本創作係一種具微型結構之探針清潔片，尤指一種探針清潔片之結構。

按，在電子元件的測試中(如：最終測試(final test；FT)或晶圓針測(chip probing；CP)，但不限上述)，常需藉由探針(probe pin)進行電性的量測。然後，若探針上有雜質或刮痕(scratch)，可能會影響電子元件的測試結果。

透過將探針尖端刺入諸如壓克力樹脂、聚氨酯樹脂之類的清潔部件來去除異物的方法是已知的。然而，該方法的缺點是：清潔部件的碎片成為新的異物粘附到探針的尖端，或者在刺穿時探針的尖端被損壞，往往導致探針的尖端過度磨損或是無法清潔。

為了解決上述問題，開發了一種用於清潔探針的探針清潔片並在市場上銷售(由Nihon Micro Coating Co.Ltd.製造，商品名“MIPOX”)，其結構為具有聚氨酯基層，良好的緩衝性能，在基層的一個表面上有含有細磨料粉末的拋光層和在另一表面上的粘合劑層。由於該粘合劑層，探針清潔片可以粘附在基板，例如矽晶片上使用。具體而言，當探針清潔片粘附在基板上並適合具有與半導體晶片相同的形狀和尺寸時，可以 使探針與探針清潔片的拋光層表面因為下壓接觸以去除異物。

用於去除附著在探針尖端的異物的探針清潔片，例如，日本專利註冊號3072423和日本專利公開號11-238768，公開了一種用於清潔探針尖端的探針清潔片。包括：表面固定有細磨粉的清潔薄膜、設置在清潔薄膜下方的彈性片和設置在彈性片下方的基板。這些參考文獻還公開了一種用於清潔探針尖端的探針清潔片，其結構包括：代替具有固定在表面上的細磨料粉末的清潔薄膜，用於清潔的硬質金屬薄膜，該硬質金屬薄膜使表面變得粗糙，彈性片材的材料有矽橡膠和聚氨酯橡膠。

用於提高探針表面碎屑清除和收集效率的探針清潔片，例如：美國專利公開號US8,371,316 B2，公開了一種用於表面層填充有多個形狀一致且規則間隔的幾何微結構的探針清潔片，例如：微柱、微金字塔或其它此類結構。具有預定縱橫比(直徑與高度)、橫截面(正方形、圓形、三角形等)的特徵，和填充磨料顆粒，以提高探針表面碎屑清除和收集效率。微結構可由實心彈性體材料或多孔、開孔或封閉發泡材料製成，這些泡沫材料可包括：橡膠以及合成和天然聚合物以及聚氨酯、丙烯酸樹脂等，或其他已知的彈性體材料。在其它實施例中，微結構可以具有施加到探針尖端表面、沿著微結構的長度、及主體內或在微特徵的底部處的磨粒達到研磨效果。

惟，該微結構的設計則因為填充研磨顆粒，會產生以下的問題：

而且，該等習用探針清潔片，無法在常溫、高溫環境下、或在低溫環境下使用，且無法緩衝性的半導體檢查，無法輕柔、高效地清潔探針的尖端。

由此可見，上述習用物品仍有諸多缺失，實非一良善之設計者，而亟待加以改良。

有鑑於此，本案創作人本於多年從事相關產品之製造開發與設計經驗，針對上述之目標，詳加設計與審慎評估後，終得一確具實用性之本創作。

本創作之目的，在提供一種具微型結構之探針清潔片，係用於透過與清潔層及清潔層內網狀物的接觸去除粘附到探針尖端及尖端側邊的髒污。不僅在常溫和高溫環境下使用，也能在低溫環境下使用，表現出充分緩衝，能夠輕柔、高效地清潔探針的尖端及尖端側邊的部位。

根據上述之目的，本創作之具微型結構之探針清潔片，其主要係包括有：一離型層、一清潔層、一保護層及一背膠；其中，該離型層位於該清潔層之一面上，該離型層可為一貼附於該清潔層一面上之離型膜，或是一塗佈在該清潔層一面上之矽膠塗層(silicone coating)；該保護層位於該清潔層中，該保護層係為一層網狀物，該保護層之網狀物的網目略大於探針之尖端，且該保護層之網狀物的網目周圍設有複數網目清潔顆粒；該背膠則位於該清潔層相對該離型層之另一面上；該清潔層上端設有一微型結構，該微型結構中設置有複數粒高密度之清潔顆粒，該清潔層係矽膠材質；藉此，當探針穿刺該清潔層的過程，透過該清潔層的材質與該清潔層中之該微型結構之複數粒清潔顆粒，及微型結構周遭的高回復性材料來補強微型結構的彈性壓縮特性，進而提升微型結構對探針的包覆性及清潔力，有效率地將探針表面髒污刮落，並且利用矽膠帶有靜電及親油的特性，將探針的髒污轉移到清潔層上，而且該保護層之網狀物的網目防止探針過壓，直接撞擊到該基板而造成尖端 損傷，同時藉由該保護層之網狀物網目周圍的網目清潔顆粒，有效率地將探針尖端表面及其周圍的髒污刮落，並對探針尖端再做拋光以去除髒污。

為便 貴審查委員能對本創作之目的、形狀、構造裝置特徵及其功效，做更進一步之認識與瞭解，茲舉實施例配合圖式，詳細說明如下：

10:離型層

20:清潔層

201:微型結構

202:主體

21:清潔顆粒

22:高回復性材料

23:保護層

231:網狀物

232:網目

233:網目清潔顆粒

24:背膠

30:基板

40:探針

41:尖端

第1圖為本創作具微型結構之探針清潔片之剖面示意圖。

第2、3、4、5圖為本創作具微型結構之探針清潔片之連續使用示意圖。

第6、7圖為本創作具微型結構之探針清潔片之保護層不同實施例之示意圖。

第8圖為本創作具微型結構之探針清潔片之保護層之網狀物外觀示意圖。

本創作係有關一種「具微型結構之探針清潔片」，請參閱第1、2、3、4、5、6、7、8圖所示，本創作之具微型結構之探針清潔片，其中具微型結構之探針清潔片主要係包括有：一離型層10、一清潔層20、一保護層23及一背膠24。

其中，該離型層10位於該清潔層20之一面上，該離型層10可為一貼附於該清潔層20一面上之離型膜，或是一塗佈在該清潔層20一面上之矽膠塗層(silicone coating)，主要用途在於出貨時保護產品表面。

該保護層23位於該清潔層20之下端主體202中， 該保護層23係為一層網狀物231，該保護層23之網狀物231的網目232略大於探針40之尖端41，且該保護層23之網狀物231的網目232周圍設有複數網目清潔顆粒233。

該背膠24則位於該清潔層20相對該離型層10之另一面上。

該清潔層20上端設有一微型結構201，該微型結構201中設置有複數粒高密度之清潔顆粒21，該清潔層20係矽膠(矽氧樹脂)材質。

藉上述構件之組成，當探針40穿刺該清潔層20的過程，透過該清潔層20的材質與該清潔層20中之該微型結構201之複數粒清潔顆粒21，有效率地將探針40表面髒污刮落，並且利用矽膠帶有靜電及親油的特性，將探針40的髒污轉移到清潔層20上，而且該保護層23之網狀物231的網目232防止探針40過壓，直接撞擊到該基板30而造成尖端41損傷，同時藉由該保護層23之網狀物231網目232周圍的網目清潔顆粒233，有效率地將探針40尖端41表面及其周圍的髒污刮落，並對探針40尖端41再做拋光以去除髒污。

如此一來，該清潔層20清潔材料透過與網狀物231的結合，除了提升保護層23與清潔層20的結構強度，也藉此降低探針40勾紗的風險及延長網狀物231的使用壽命，採用網狀物231可以改善一般砂紙因為沒有孔隙，無法緩衝及被壓縮，會導致尖端41過度磨損，而網狀物231在清潔層20內的位置採取置中或置底的設計，採用置中設計可以增加網狀物231的研磨行程。

復請參閱1、2、3、4、5、6、7圖所示，該離型層10利用一高回復性材料22貼附於該清潔層20一面上，該高回復性材料22則由矽膠油墨組成。

復請參閱1、2、3、4、5、6、7圖所示，該清潔層20之背膠24上設有一基板30。

復請參閱1、2、3、4、5、6、7圖所示，該清潔層20係在該基板30上與該等清潔材料經一體成型，藉以節省客戶黏貼時間及防止高溫條件下黏著層產生氣泡及剝離問題，或是在成型該清潔層20後再藉由黏著方式與該基板30接合。

復請參閱第1、2、3、4、5、6、7圖所示，該基板30可為一玻璃纖維板、一塑膠板、一石無鉛板、或一金屬板。

復請參閱第6、7圖所示，該保護層23位於該清潔層20主體202之中間位置或底層位置。

復請參閱第6、7圖所示，該清潔層20中包括微型結構201、主體202內皆設置有清潔顆粒21。

復請參閱第1、2、3、4、5、6、7圖所示，該等高密度清潔顆粒21經過表面處理，藉以增加研磨料與矽膠之間的交聯力，以避免研磨料在清潔過程中發生剝離而掉落。

復請參閱第1、2、3、4、5、6、7圖所示，該等高密度清潔顆粒21的粒徑為2μm至5μm的細磨料粉末，而且該等清潔顆粒21可為球形α-氧化鋁粉，平均粒徑2~5μm(本新型最佳實施例為3μm)，需要經過親矽膠表面處理；其中球型結構係避免因為片狀或不規則狀研磨粉末之尖角外型對探針40表面造成刮傷；粒徑：選擇小粒徑是要避免粒徑過大而導致探針40磨損及刮傷，如同粗細砂紙磨擦表面狀態會有不同。

復請參閱第1、2、3、4、5、6、7圖所示，該等高密度清潔顆粒21，其材質可為一氧化鋁、一氮化矽、一氮化硼、一碳化矽、一碳化硼或一金剛石組成的至少一種無機細粉。

復請參閱第1、2、3、4、5、6、7圖所示，該清潔層20之矽膠材質，其矽氧樹脂可為一環氧樹脂、一聚氨酯樹脂或一壓克力樹脂。

復請參閱第1、2、3、4、5、6、7圖所示，該清潔層20之矽膠材質，可為一泛用型、一高壽命型、一高強度型、 一泛用型及高壽命型混合，或一泛用型、高壽命型及高強度型三種混合，不同款矽膠對於探針40穿刺的耐受及包覆程度皆有不同，因此需要利用不同材質的特性，採用複合式設計而非使用單一材料。

復請參閱第1、2、3、4、5、6、7圖所示，該清潔層20之矽膠材質，該泛用型與高壽命型混合比例分別從0：1到1：1，最佳條件是1：1，此比例在成本與清潔次數之間能達到平衡，若研磨細粉添加的重量超過矽膠3倍時，必須將高壽命型的添加比例提高。

復請參閱第1、2、3、4、5、6、7圖所示，該清潔層20中之該等高密度清潔顆粒21、高回復性材料22兩者之間硬度值的差異，改變受穿刺時的受壓狀況，以提高清潔效率，並透過兩者之間採用印刷或噴塗方式的結合，能有效提升使用壽命，並藉由高回復性材料22良好彈性壓縮的特性，增加對探針40的側向包覆力，以提升探針40的清潔效果，而網狀物231上網目清潔顆粒233對探針40尖端41再做拋光，以去除髒污並防止撞針。

復請參閱第1、2、3、4、5、6、7圖所示，該離型層10貼附於該清潔層20一面上之離型膜，可為一優質紙、一玻璃紙等紙基材料、一塗有矽酮等離型劑的紙基材料、一聚乙烯層壓的紙質、一聚乙烯薄膜或一聚丙烯薄膜。

復請參閱第1、2、3、4、5、6、7圖所示，若在150~200℃環境使用時，該清潔層20與該基板30採用黏貼方式，背膠24容易因為高溫而產生氣泡或位移，當產生氣泡時將會造成探針清潔片表面不平整，因此採用一體成形的方式，也就是將該清潔層20直接在該基板30上成型，藉以解決黏貼所造成的問題。

原理：因為矽膠可被穿刺，當探針40穿刺過矽膠表面時，含有研磨材料的矽膠會包覆住探針40，藉由兩者之間的摩擦將探針40表面的髒污從探針40分離，此摩擦力來自於矽 膠及研磨材料的複合體，然後利用矽膠本身帶有靜電及親油的特性，將髒污或是油漬轉移到矽膠表面及跟探針40接觸面上，而因為研磨材料是填充在彈性體中，直接對於探針40的研磨力則需要依靠研磨材料的填充比例來做控制，若填充比例高，矽膠硬度及研磨力會增加，但也會產生探針40尖端41磨損及穿刺後清潔層20結構強度被探針40破壞而產生掉粉的風險；反之，則會造成清潔力的不足，而填充研磨粒之清潔顆粒21、高回復性材料22採用印刷或噴塗方式結合，藉以改變受穿刺時的受壓狀況，並且有增加該清潔顆粒21的清潔力、降低受穿刺後掉粉的問題及清潔片厚度；而該保護層23之網狀物231則在防止撞針、增加清潔顆粒21的結構強度及對探針40尖端41再做清潔拋光。

復請參閱第1、2、3、4、5、6、7圖所示，混合使用不同型號的矽膠在於：

1.調整探針40穿刺的阻力。

2.增加矽膠穿刺後的回復力，當回復力提升時，同一位置可被穿刺多次，相對其它產品每穿刺一次後需要位移一次，可因此降低客戶的成本。

3.增加對清潔層20的壓縮力，當清潔層20受到探針40穿刺時，因為清潔層20被高回復性材料22所包覆，受到高回復性材料22壓縮彈性的限制而不會過度外擴，可增加對於探針40的研磨力。

復請參閱第1、2、3、4、5、6、7圖所示，該保護層23之網狀物231可為一碳纖維網、一玻璃纖維網、一尼龍網或一網目布料，並在表面塗佈研磨材料，網孔直徑0.03~0.6mm，研磨顆粒番號P400~P8000。

本創作所提供之具微型結構之探針清潔片，與前述習用技術相互比較時，更具有下列之優點：

1、目前市售探針清潔片大多以高分子聚合材料內 添加研磨材料為主，為了增加清潔效果而需要將研磨材料增加，但是隨著高分子聚合材料內的填料(研磨材料)增加時，分子間的聚合力將會下降，當探針40在同一位置反覆穿刺時，會因為分子斷鍵而造成掉屑的問題。由於矽膠本身帶有靜電、親油性、彈性及可被壓縮性，及不同的穿刺性，因而利用這些特性來作為本創作的基礎，也就是如何讓探針40可以穿刺過清潔層20，然後將探針40表面髒污轉移到矽膠。

2、採用複合式結構設計，藉以改善一般單層結構對於探針40尖端41的清潔效果，因為一般單層結構無法填充太高密度的研磨粉末，因為填充密度高往往造成穿刺產生掉屑，而且尖端41的清潔效果不佳，而複合式結構就是要改善此問題。

3、視客戶不同的運用，基板30可以採用一體成型或是黏貼背膠24的方式。

4、清潔過程中不掉粉並且對探針40部分的清潔效果佳，而且不會刮傷探針40。

5、採用複合式結構以加強探針40的清潔效果：高回復性材料22：主要目的在於增加受到探針40穿刺後的回復性及包覆性，另一個目的在於與填充研磨粒之清潔層20之間的結合方式是採用印刷或塗佈方式結合，因此當該清潔層20受到穿刺後會因為高回復性材料22層阻隔，不會產生剝離而掉落的問題，而兩者之間硬度值的差異，可以改變清潔層20受穿刺時的受壓狀況，而填充研磨粒之清潔層20：利用高填充研磨粉末以加強探針40的清潔效果。

6、防止清潔過程中因為探針40過壓，直接撞擊到基板30而造成探針40尖端41損傷，並且具有補強探針40尖端41的清潔效果。

綜合上所述，本創作之具微型結構之探針清潔片，確實具有前所未有之創新構造，其既未見於任何刊物，且 市面上亦未見有任何類似的產品，是以，其具有新穎性應無疑慮。另外，本創作所具有之獨特特徵以及功能遠非習用所可比擬，所以其確實比習用更具有其進步性，而符合我國專利法有關新型專利之申請要件之規定，乃依法提起專利申請。

以上所述，僅為本創作最佳具體實施例，惟本創作之構造特徵並不侷限於此，任何熟悉該項技藝者在本創作領域內，可輕易思及之變化或修飾，皆可涵蓋在以下本案之專利範圍。

10:離型層

20:清潔層

201:微型結構

202:主體

21:清潔顆粒

22:高回復性材料

23:保護層

231:網狀物

232:網目

233:網目清潔顆粒

24:背膠

30:基板

Claims (13)

1. 一種具微型結構之探針清潔片，包括：一清潔層，該清潔層上端設有一微型結構，該微型結構中設置有複數粒高密度之清潔顆粒，該清潔層係矽膠材質(矽氧樹脂)；一離型層，該離型層位於該清潔層之一面上，該離型層係為一貼附於該清潔層一面上之離型膜，或是一塗佈在該清潔層一面上之矽膠塗層(silicone coating)；一保護層，該保護層位於該清潔層之下端主體中，該保護層係為一層網狀物，該保護層之網狀物的網目略大於探針之尖端，且該保護層之網狀物的網目周圍設有複數網目清潔顆粒；及一背膠，該背膠則位於該清潔層相對該離型層之另一面上；其中，當探針穿刺該清潔層的過程，透過該清潔層的材質與該清潔層中之該微型結構之複數粒清潔顆粒，有效地將探針表面髒污刮落，並且利用矽膠帶有靜電及親油的特性，將探針的髒污轉移到清潔層上，而且該保護層之網狀物的網目防止探針過壓，直接撞擊到該背膠而造成尖端損傷，同時藉由該保護層之網狀物網目周圍的網目清潔顆粒，有效地將探針尖端表面及其周圍的髒污刮落，並對尖端再做拋光以去除髒污。
2. 如申請專利範圍第1項所述之具微型結構之探針清潔片，其中該離型層利用一高回復性材料貼附於該清潔層一面上，該高回復性材料則由矽膠油墨組成。
3. 如申請專利範圍第2項所述之具微型結構之探針清潔片，其中該清潔層之背膠上設有一基板。
4. 如申請專利範圍第3項所述之具微型結構之探 針清潔片，其中該基板係選自一玻璃纖維板、一塑膠板、一石無鉛板、及一金屬板。
5. 如申請專利範圍第3項所述之具微型結構之探針清潔片，其中該保護層位於該清潔層主體之中間位置或底層位置。
6. 如申請專利範圍第3項所述之具微型結構之探針清潔片，其中該清潔層中包括微型結構、主體內皆設置有清潔顆粒。
7. 如申請專利範圍第3項所述之具微型結構之探針清潔片，其中該等高密度清潔顆粒經過表面處理。
8. 如申請專利範圍第3項所述之具微型結構之探針清潔片，其中該等高密度清潔顆粒的粒徑為2μm至5μm的細磨料粉末。
9. 如申請專利範圍第3項所述之具微型結構之探針清潔片，其中該等清潔顆粒，其材質係選自一氧化鋁、一氮化矽、一氮化硼、一碳化矽、一碳化硼及一金剛石組成的至少一種無機細粉。
10. 如申請專利範圍第3項所述之具微型結構之探針清潔片，其中該清潔層之矽膠材質，其矽氧樹脂係選自一環氧樹脂、一聚氨酯樹脂及一壓克力樹脂。
11. 如申請專利範圍第3項所述之具微型結構之探針清潔片，其中該清潔層之矽膠材質，係選自一泛用型、一高壽命型、一高強度型、一泛用型及高壽命型混合，及一泛用型、高壽命型及高強度型三種混合。
12. 如申請專利範圍第11項所述之具微型結構之探針清潔片，其中該清潔層之矽膠材質，該泛用型與高壽命型 混合比例分別從0：1到1：1。
13. 如申請專利範圍第1項所述之具微型結構之探針清潔片，其中該保護層之網狀物係選自一碳纖維網、一玻璃纖維網及一透氣布料。

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