CN111913019A - 探针卡装置的圆形探针 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种探针卡装置的圆形探针，所述探针卡装置的圆形探针包括金属针体与绝缘卡榫。金属针体外径不大于40微米并且金属针体包含中间段、分别自中间段的相反两端延伸的第一连接段与第二连接段、自第一连接段朝远离中间段方向延伸的第一接触段及自第二连接段朝远离中间段方向延伸的第二接触段。绝缘卡榫成形于金属针体的局第一接触段，以使第一接触段的末端部位突伸出绝缘卡榫。绝缘卡榫外表面与金属针体的相邻外表面部位之间所成形的一最大距离不大于所述金属针体的外径。借此，所述圆形探针能有效地避免在进行植针的过程中，穿过第一贯孔而掉落在第一导板与第二导板之外。

Description

探针卡装置的圆形探针

本申请是申请号为201710834758.9，申请日为2017年9月15日，发明名称为“探针卡装置及其圆形探针”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种探针，尤其涉及一种探针卡装置的圆形探针。

背景技术

半导体芯片进行测试时，测试设备是通过一探针卡装置而与待测物电性连接，并通过信号传输及信号分析，以获得待测物的测试结果。现有的探针卡装置设有对应待测物的电性接点而排列的多个探针，以通过上述多个探针同时点接触待测物的相对应电性接点。

更详细地说，现有探针卡装置的探针包含有以拉延成形技术所制造圆形探针，其外径可以被控制在不大于40微米(μm)。然而，当现有圆形探针的外径被控制在不大于40微米时，现有圆形探针容易滑出探针座而造成组装上的困难。

于是，本发明人认为上述缺陷可改善，乃特潜心研究并配合科学原理的运用，终于提出一种设计合理且有效改善上述缺陷的本发明。

发明内容

本发明实施例在于提供一种探针卡装置的圆形探针，能有效地改善现有探针卡装置的圆形探针所可能产生的缺陷。

本发明实施例公开一种探针卡装置的圆形探针，所述探针卡装置的圆形探针包括：一金属针体，其外径不大于40微米，并且所述金属针体包含：一中间段；一第一连接段与一第二连接段，分别自所述中间段的相反两端延伸所形成；一第一接触段，自所述第一连接段朝远离所述中间段方向延伸所形成；及一第二接触段，自所述第二连接段朝远离所述中间段方向延伸所形成；以及一绝缘卡榫，成形于所述金属针体的局所述第一接触段，以使所述第一接触段的末端部位突伸出所述绝缘卡榫；所述绝缘卡榫外表面与所述金属针体的相邻外表面部位之间所成形的一最大距离不大于所述金属针体的所述外径；其中，所述圆形探针包含有成形于所述中间段的一绝缘层；所述金属针体包含有一内针体与包覆在所述内针体外表面的一外针体，所述内针体与所述外针体的中心轴线重叠，并且所述外针体的杨氏模数大于所述内针体的杨氏模数，而所述内针体的导电率大于所述外针体的导电率。

优选地，所述绝缘卡榫为附着于所述第一接触段且呈圆环状的一绝缘胶层，或者所述绝缘卡榫包含有镀设于所述第一接触段且呈圆环状的一金属镀层以及完全包覆于所述金属镀层的一绝缘胶层。

优选地，所述绝缘卡榫为附着于所述第一接触段且呈圆环状的一绝缘胶层。

优选地，所述绝缘卡榫包含有镀设于所述第一接触段且呈圆环状的一金属镀层以及完全包覆于所述金属镀层的一绝缘胶层。

优选地，所述内针体的杨氏模数是介于40～100Gpa，所述内针体的导电率是在5.0×10^-4Ωm以上，所述外针体的杨氏模数是在100Gpa以上，所述外针体的导电率是在4.6×10^-4Ωm以上。

综上所述，本发明实施例所公开的探针卡装置的圆形探针，通过在外径不大于40微米的金属针体的局部第一接触段上成形有绝缘卡榫，借以能有效地避免圆形探针进行植针的过程中，穿过第一贯孔而掉落在第一导板与第二导板之外。

为能更进一步了解本发明的特征及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，但是此等说明与附图仅用来说明本发明，而非对本发明的保护范围作任何的限制。

附图说明

图1为本发明探针卡装置的立体示意图。

图2为图1的局部分解示意图(省略待测物及转接卡)。

图3为图1沿剖线Ⅲ-Ⅲ的剖视示意图。

图4为本发明圆形探针的示例性示意图(一)。

图5为本发明圆形探针的示例性示意图(二)。

图6为本发明圆形探针的示例性示意图(三)。

具体实施方式

请参阅图1至图6，其为本发明的实施例，需先说明的是，本实施例对应附图所提及的相关数量与外型，仅用来具体地说明本发明的实施方式，以便于了解本发明的内容，而非用来局限本发明的保护范围。

如图1至图3所示，本实施例公开一种探针卡装置100，其包括有一探针座10以及抵接于上述探针座10一侧(如：图1中的探针座10顶侧)的一转接板20，并且所述探针座10的另一侧(如：图1中的探针座10底侧)能用来测试一待测物(图未示出，如：半导体晶片)。

需先说明的是，为了便于理解本实施例，所以附图仅呈现探针卡装置100的局部构造，以便于清楚地呈现探针卡装置100的各个组件构造与连接关系。以下将分别介绍所述探针座10的各个组件构造及其连接关系。

所述探针座10包含有一第一导板1(upper die)、一第二导板2(lower die)、夹持于上述第一导板1与第二导板2之间的一间隔板(图中未示出)及多个圆形探针3。其中，所述第一导板1形成有多个第一贯孔11，并且每个第一贯孔11具有一第一孔径D11。所述第二导板2大致平行于第一导板1，并且所述第二导板2形成有多个第二贯孔21，而上述多个第二贯孔21的位置分别对应于多个第一贯孔11的位置，每个第二贯孔21具有不大于第一孔径D11的一第二孔径D21。

再者，上述多个圆形探针3大致呈矩阵状排列，并且所述每个圆形探针3是依序穿设于上述第一导板1的相对应第一贯孔11、间隔板及第二导板2的相对应第二贯孔21。其中，由于所述间隔板与本发明的改良重点的相关性较低，所以下述不详加说明间隔板的构造。

进一步地说，本实施例的圆形探针3虽是以搭配于所述第一导板1、间隔板及第二导板2作一说明，但所述圆形探针3的实际应用并不受限于此。其中，本实施例探针卡装置100是限定使用拉延成形所制造圆形探针3，所以本实施例是排除制造工序截然不同的矩形探针(以微机电系统技术制造而成)。换句话说，本实施例的圆形探针3相较于矩形探针来说，由于两者的制造工序截然不同，所以并未有彼此参考的动机存在。

由于本实施例探针座10的多个圆形探针3构造皆大致相同，所以附图及下述说明是以单个圆形探针3为例，但本发明不受限于此。举例来说，在本发明未示出的实施例中，所述探针座10的多个圆形探针3也可以是具有彼此相异的构造。

所述圆形探针3包含有一金属针体31、成形于上述金属针体31的一绝缘卡榫32及成形于上述金属针体31且与绝缘卡榫32间隔设置的一绝缘层33。然而，在本发明未示出的实施例中，所述圆形探针3也可以省略所述绝缘层33。

其中，所述金属针体31为可导电且具有可挠性的直条状构造，并且金属针体31任一部位的横剖面大致为相同的圆形。也就是说，所述金属针体31是经由拉延成形所制成，并且在上述拉延成形的过程中，上述金属针体31的外表面未形成有任何凹陷状或凸出状的构造。再者，所述金属针体31的外径D31于本实施例中限定为不大于40微米(μm)、较佳是小于上述第一孔径D11、并小于第二孔径D21。

更详细地说，本实施例的金属针体31包含有一内针体31a与包覆在上述内针体31a外表面的一外针体31b，所述内针体31a与外针体31b的中心轴线大致重叠；而所述外针体31b的杨氏模数(Young’s modulus)大于内针体31a的杨氏模数，借以使圆形探针3具备较佳的机械强度特性；而所述内针体31a的导电率(electric conductivity)大于外针体31b的导电率，借以使圆形探针3具备较佳的电流传导特性。然而，本发明的金属针体31并不以上述构造为例，也就是说，在本发明未示出的实施例中，所述金属针体31也可以是单种材质所制成。

于本实施例中，所述内针体31a的杨氏模数是介于40～100Gpa，所述内针体31a的导电率是在5.0×10^-4Ωm以上，所述外针体31b的杨氏模数是在100Gpa以上，所述外针体31b的导电率是在4.6×10^-4Ωm以上，但本发明的内针体31a与外针体31b并不受限于此。再者，所述金属针体31(如：内针体31a或外针体31b)的材质例如是金(Au)、银(Ag)、铜(Cu)、镍(Ni)、钴(Co)或其合金；并且金属针体31的材质较佳是铜、铜合金、镍钴合金或钯镍合金，但本发明的金属针体31不以上述材质为限。

具体而言，如图1至图3所示，所述金属针体31包含有一中间段311、分别自上述中间段311的相反两端延伸所形成的一第一连接段312与一第二连接段313、自所述第一连接段312朝远离所述中间段311方向延伸所形成的一第一接触段314及自所述第二连接段313朝远离所述中间段311方向延伸所形成的一第二接触段315。

换个角度来说，沿所述转接板20朝向待测物的一直线方向(如：图3中的由上往下)，所述金属针体31依序形成有外径大致相同的第一接触段314、第一连接段312、中间段311、第二连接段313及第二接触段315。其中，所述第一接触段314穿出第一导板1的相对应第一贯孔11并且顶抵于转接板20的相对应导电接点；所述第一连接段312穿设于第一导板1的相对应第一贯孔11内；所述中间段311位于第一导板1与第二导板2之间；所述第二连接段313穿设于第二导板2的相对应第二贯孔21内；所述第二接触段315穿出第二导板2的相对应第二贯孔21并且顶抵于待测物的相对应导电接点(图中未示出)。

如图2和图3所示，所述绝缘卡榫32是成形于局部的第一接触段314，以使所述第一接触段314的末端部位(如：图3所示的第一接触段314自由端)突伸出绝缘卡榫32并定义为一突出部3141。也就是说，本实施例的绝缘卡榫32是成形于第一接触段314的中间部位、而非末端部位。

其中，所述绝缘卡榫32与第一接触段314共同构成的一外径D32大于所述第一孔径D11、并大于第二孔径D21。进一步地说，所述绝缘卡榫32的外表面与金属针体31的相邻外表面部位之间所成形的一最大距离T较佳是不大于上述金属针体31的外径D31(如：40微米)。

更详细地说，所述绝缘卡榫32的具体构造能够依据设计者的需求而加以调整变化，以下列举本实施例绝缘卡榫32的可能实施方式，但本发明不受限于此。如图4所示，所述绝缘卡榫32为附着于所述第一接触段314且呈圆环状的一绝缘胶层322。或者，如图5所示，所述绝缘卡榫32为附着于第一接触段314且呈凸块状的一绝缘胶体323。又或者，如图6所示，所述绝缘卡榫32包含有镀设于所述第一接触段314且呈圆环状的一金属镀层321以及完全包覆于所述金属镀层321的一绝缘胶层322。

如图3所示，所述绝缘层33成形于上述金属针体31的中间段311，并且每个圆形探针3的中间段311与绝缘层33所共同构成的一外径D33小于第一导板1的第一孔径D11、并大于第二导板2的第二孔径D21，借以使本实施例圆形探针3的绝缘层33部位能穿过相对应的第一贯孔11，并且避免圆形探针3的绝缘层33穿过第二贯孔21而掉落在探针座10之外。其中，所述绝缘层33与第二导板2之间的距离较佳是不大于所述绝缘卡榫32与第一导板1之间的距离，但本发明不受限于此。

以上为本实施例单个圆形探针3的构造说明，下述改由所述探针座10的角度来说明组件间的连接关系。具体来说，所述探针座10中的任意两个相邻金属针体31之间较佳是形成有不大于100微米的一间距G，而所述转接板20能用以抵接于每个圆形探针3的突出部3141。

[本发明实施例的技术效果]

综上所述，本发明实施例所公开的探针卡装置100及其圆形探针3，通过在外径不大于40微米的金属针体31的局部第一接触段314上成形有绝缘卡榫32，并且圆形探针3通过绝缘卡榫32与相对应的第一接触段314部位所共同构成的外径D32大于所述第一孔径D11，借以能有效地避免圆形探针3进行植针的过程中，穿过第一贯孔11而掉落在探针座10之外。

再者，本实施例的圆形探针3能通过将杨氏模数较大的外针体31b一体成形于杨氏模数较小的内针体31a外表面，使得圆形探针3在不影响金属针体31的电流传导特性的前提下，能够有效地提升金属针体31的机械强度。

另外，所述圆形探针3能在金属针体31的中间段311成形有绝缘层33，以使圆形探针3的绝缘层33部位能穿过相对应的第一贯孔11，并且避免圆形探针3的绝缘层33穿过第二贯孔21而掉落在探针座10之外。

以上所述仅为本发明的优选可行实施例，并非用来局限本发明的保护范围，凡依本发明权利要求所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的权利要求书的保护范围。

Claims (5)

1.一种探针卡装置的圆形探针，其特征在于，所述探针卡装置的圆形探针包括：

一金属针体，其外径不大于40微米，并且所述金属针体包含：

一中间段；

一第一连接段与一第二连接段，分别自所述中间段的相反两端延伸所形成；

一第一接触段，自所述第一连接段朝远离所述中间段方向延伸所形成；及

一第二接触段，自所述第二连接段朝远离所述中间段方向延伸所形成；以及

一绝缘卡榫，成形于所述金属针体的局所述第一接触段，以使所述第一接触段的末端部位突伸出所述绝缘卡榫；所述绝缘卡榫外表面与所述金属针体的相邻外表面部位之间所成形的一最大距离不大于所述金属针体的所述外径；

其中，所述圆形探针包含有成形于所述中间段的一绝缘层；所述金属针体包含有一内针体与包覆在所述内针体外表面的一外针体，所述内针体与所述外针体的中心轴线重叠，并且所述外针体的杨氏模数大于所述内针体的杨氏模数，而所述内针体的导电率大于所述外针体的导电率。

2.依据权利要求1所述的探针卡装置的圆形探针，其特征在于，所述绝缘卡榫为附着于所述第一接触段且呈圆环状的一绝缘胶层，或者所述绝缘卡榫包含有镀设于所述第一接触段且呈圆环状的一金属镀层以及完全包覆于所述金属镀层的一绝缘胶层。

3.依据权利要求1所述的探针卡装置的圆形探针，其特征在于，所述绝缘卡榫为附着于所述第一接触段且呈圆环状的一绝缘胶层。

4.依据权利要求1所述的探针卡装置的圆形探针，其特征在于，所述绝缘卡榫包含有镀设于所述第一接触段且呈圆环状的一金属镀层以及完全包覆于所述金属镀层的一绝缘胶层。

5.依据权利要求1所述的探针卡装置的圆形探针，其特征在于，所述内针体的杨氏模数是介于40～100Gpa，所述内针体的导电率是在5.0×10^-4Ωm以上，所述外针体的杨氏模数是在100Gpa以上，所述外针体的导电率是在4.6×10^-4Ωm以上。

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