TW201333473A

TW201333473A - 探針組裝

Info

Publication number: TW201333473A
Application number: TW101104593A
Authority: TW
Inventors: Gunsei Kimoto
Original assignee: Gunsei Kimoto
Priority date: 2012-02-13
Filing date: 2012-02-13
Publication date: 2013-08-16

Abstract

本發明提供一種探針組裝，能因應窄間距的電極接觸墊，以進行低成本探針組裝；為此，包含將金屬箔進行蝕刻加工所形成之接觸受檢半導體晶片電極的一垂直探針、從前述垂直探針的相反邊突出，以接觸配線板的一輸出端子、及具有截面形狀的一部分與概略四邊形支承桿相嵌合之開口部的一薄板狀探針；前述支承桿具有引導前述開口部的第1導槽、引導前述垂直探針的第2導槽、及引導前述輸出端子之第3導槽。

Description

探針組裝

本發明是有關於一種，在LSI等電子設備製程上，用於檢查形成於半導體晶圓之多數半導體晶片迴路探針台裝置的探針卡；尤指一種對排列於半導體晶片的迴路端子(電極接觸墊(pad))，在晶圓狀態下接觸探針，以一起用於測量半導體晶片電性導通的針測(probing test)的探針卡。

隨著半導體技術的進步，不僅提升了電子設備的密集度，也增加各半導體晶片上的電極端子(電極接觸墊)數，進而藉由縮小電極接觸墊面積、縮窄電極接觸墊間距，以展開細微的電極接觸墊排列。

目前間距最窄且擁有多數電極的LSI屬主要用於驅動液晶面板的LSI(以下，稱LCD驅動用LSI)；再者，如圖9所示，電極接觸墊排列也是藉由該電極端子數，也就是驅動液晶像素數的規模，以因應(a)對邊2邊部分、(b)週邊4邊部分、(c)週邊4邊且將其中1邊排列成交錯狀的多引腳化。

特別是圖9(c)所示之交錯狀排列部，則開發出相鄰的電極接觸墊間距，為例如15μm以下的窄間距LSI；此外，也要求藉同時測量2個～8個窄間距排列的LSI，以降低檢查成本。

在因應此類要求的探針卡，則如同日本特開2010-91541號公報的披露，將圖10所示的薄板狀探針(80)配置成窄間距，再將該前端部插入事先按照受檢LSI電極接觸墊位置而設置之引導板(82)的引導孔(83)，以藉由將引導板(82)固定於所定位置，構成出得以正確確定所有探針的前端位置。

但日本特開2010-91541號公報所披露之探針卡，當電極接觸墊呈現更窄間距(例如15μm以下)時，在要求引導板的引導孔需進行細微且高精度加工的同時，要讓所有探針的前端部通過引導孔的組裝工程極為艱難，而且也會帶來成本上揚的問題；此外，構成窄間距後，必須讓探針的板厚更薄，以防相鄰探針間發生干擾，相對的也會在探針的垂直探針部，產生因屈曲或扭曲而容易變形的問題。

本發明用於解決上述問題，且在猶如LCD驅動用LSI般具有窄間距電極接觸墊，以檢查半導體晶片的探針卡上，藉由可正確且穩定接觸包含連續窄間距電極接觸墊在內的電極接觸墊結構，以確實檢查所有半導體晶片的電氣特性，且提供低價探針卡。

本發明為解決前述問題，因而將金屬箔進行蝕刻加工所形成之接觸受檢半導體晶片電極的一垂直探針、從前述垂直探針的相反邊突出，以接觸配線板的一輸出端子、及具有截面形狀的一部分與概略四邊形支承桿相嵌合之開口部的一薄板狀探針，其特徵在於，前述支承桿具有引導前述開口部的第1導槽、引導前述垂直探針的第2導槽、及引導前述輸出端子之第3導槽；因藉此進行探針組裝，因此即便是薄板狀探針，也能產生不易因屈曲或扭曲而產生變形的作用。

此外，在本發明的實施例之一中，在與與前述垂直探針及具備前述各輸出端子導槽面呈相對的邊上設有突起部，並將前述突起部插入導槽，且在相鄰前述垂直探針及前述輸出端子突起部Z向相對位置上設置相位差；因而即便在窄間距排列上也容易形成導槽。

此外，本發明之其他型態中，前述垂直探針之前述導槽的Z向長度，至少等於前述垂直探針的Z向移動量、及前述突起部的Z向長度合計長度；可藉此形成因應相鄰前述突起的前述導槽。

藉由上述構成可實現，透過本發明之探針卡，在具備檢查如同LCD驅動用LSI般窄間距電極接觸墊之半導體晶片的探針卡上，正確且穩定接觸包含連續窄間距電極接觸墊在內的電極接觸墊、且可實現低價探針卡。

以下依據圖面所示的實施例詳細說明如後：

(第一實施例)

圖1為本發明第一實施例斜視圖，表示排列於窄間距的探針組裝全體圖；圖2及圖3為該動作說明圖。

探針結構：

圖1乃至圖3中的(1)為探針組裝、(10)為構成前述探針組裝(1)的薄板狀探針，將金屬箔(11)進行蝕刻加工後，配置具探針功能的平行彈簧部(12)、及從前述平行彈簧部(12)相反邊形成相同平行彈簧部(15)，以對配線板進行輸出的端子(16)，再者亦具備用於插入與固定構成前述探針組裝(1)之支承桿(20)的開口部(18)。

接觸電極接觸墊(100)以發揮探針功能的前述平行彈簧部(12)，是透過垂直探針(13)、2個平行樑(12a)、(12b)與固定部(17)，形成平行四邊形彈簧，且如圖3(a)所示，電極接觸墊(100)開始接觸垂直探針(13)的前端部(14)，而再增加壓緊力後，當經過規定的Z向距離(過載)Od11時，前述垂直探針(13)則如圖3(b)所示，在垂直方向(Z向)產生彈簧力，以在此與電極接觸墊(100)進行電性導通。

同樣的，前述輸出端子(16)則構成包含平行樑(15a)、(15b)的前述平行彈簧部(15)；如圖3(a)所示，為Z向僅賦予Od12變形量後，固定於配線板110時則在Z向產生彈簧力，並藉由彈簧的反作用力，接觸前述配線板(110)的電極接觸墊(111)，而與前述配線板(110)之間進行電性導通；在圖3(b)所示的狀態下，完成固定探針組裝體1的前述配線板(110)後，即隨時負載前述輸出端子(16)之前述配線板電極接觸墊(111)的彈簧載荷。

支承桿結構：

前述支承桿(20)是由，具備概略四邊形截面，以支承前述探針(10)的一第1支承部(21)、從前述第1支承部(21)朝Z向沿著前述垂直探針(13)延長的一第2支承部(22)、從前述第1支承部(21)朝Z向前述輸出端子(16)前端延長的一第3支承部(23)所構成。

探針支承：

前述第1支承部(21)的側面(211)及(212)，則事先在所定位置設置第1導槽(24)，並藉由引導前述探針(10)開口部(18)的邊(181)、(182)，以決定前述探針(10)的位置；此外，前述開口部的邊(181)、(182)，則設置如圖示之鋸齒狀突起(183a～183d)，以透過與前述第1支承部(21)側面(211)、(212)相咬合，而不易拔出前述探針(10)。

垂直探針引導：

前述第2支承部(22)的側面(221)，則事先在前述第1導槽(24)與同於Y向位置上設置第2導槽(25)，以藉由引導前述垂直探針(13)的邊緣，決定前述垂直探針(13)的位置；在此說明書上，所謂X向(後方)是指，相當探針長度方向；所謂Y向是指，在同於X向的平面上，與Y向呈直交的方向；所謂Z向是指，垂直方向；X向及Y向的任一項皆屬直交方向。

輸出端子引導：

前述第3支承部(23)的側面(231)，則事先在前述第1導槽(24)與同於Y向位置設置第3導槽(26)；另一方面，前述輸出端子(16)上，在朝向Z向處則具有延長部(161)，前述延長部(161)則藉由前述第3導槽(26)的引導下，決定前述輸出端子(16)的位置。

藉由上述說明之構成，將前述探針(10)支承固定於前述支承桿(20)的同時，將前述垂直探針13及前述輸出端子(16)，引導至設於前述支承桿(20)的導槽，因此不僅能支承前述垂直探針(13)及前述輸出端子(16)所相鄰的探針和正確間距，即便是薄板探針，也能產生不因屈曲或扭曲而變形的效果。

(第二實施例)

接下來，將參閱圖面詳細說明本發明第二實施例。

探針結構：

圖4乃至圖7中的(30)表示薄板狀探針，將金屬箔(31)進行蝕刻加工後，配置具探針功能的平行彈簧部(32)、及從前述平行彈簧部(32)相反邊形成相同平行彈簧部(35)，以對配線板輸出的端子(36)，再者亦具備用於插入支承桿(40)再固定的開口部(38)。

接觸電極接觸墊(100)以發揮探針功能的前述平行彈簧部(32)，是透過垂直探針(33)、2個平行樑(32a)、(32b)與固定部(37)，形成平行四邊形彈簧，且如圖7(a)所示，電極接觸墊(100)開始接觸垂直探針33的前端部34，而再增加壓緊力後，前述垂直探針33則如圖7(b)所示，在垂直方向(Z向)產生彈簧力，以在此與電極接觸墊(100)進行電性導通。

同樣的，前述輸出端子(36)則構成包含平行樑(35a)、(35b)的前述平行彈簧部(35)；如圖7(a)所示，固定於配線板(110)時，則在垂直方向(Z向)產生彈簧力，並藉由彈簧的反作用力，接觸前述配線板(110)的電極接觸墊(111)，而與前述配線板(110)之間進行電性導通；在圖7(b)所示的狀態下，完成固定探針組裝體(1)的前述配線板(110)後，即隨時負載前述輸出端子(36)之前述配線板電極接觸墊(111)的彈簧載荷。

探針突起：

再者，前述開口部的邊(381)、(382)上，設有如圖示般的鋸齒狀突起(383a～383d)，及在前述垂直探針(33)的邊緣設置突起(331)；另一方面，前述輸出端子(36)中，在朝Z向之處具有延長部(361)，且於前述延長部(361)的邊緣設置突起(362)。

支承桿結構：

前述支承桿(40)是由，具備概略四邊形截面，以支承前述探針(30)的一第1支承部(41)、從前述第1支承部(41)朝Z向沿著前述垂直探針(33)延長的一第2支承部(42)、從前述第1支承部(41)朝Z向前述輸出端子(36)前端延長的一第3支承部(43)所構成。

開口部支承結構：

前述第1支承部(41)的側面(411)及(412)，是在因應前述突起(383a～383d)的位置，設置第1導槽(44a～44d)，(44c、44d未出示圖示)，以透過與前述突起(383a～383d)相咬合，而不易拔出前述探針(30)。

開口部突起X向相位：

圖5及圖6表示相鄰探針的前述突起(383)、及前述第1導槽(44)之間的關係；在相鄰探針(300a)、(300d)中，前述探針(300a)的開口部突起(383a～383d)、與前述探針(300d)的開口部突起(383e～383h)之間，具有圖5(a)與(d)所示關係，且於X向設有⊿P1相位差；以此相對應的前述第1導槽，則構成圖6(a)所示的位置關係；藉此而如圖6(a)所示，即便相鄰的探針為窄間距，也可在不干擾相鄰導槽的情況下進行設置；再者，如圖5所示之探針，具有同於圖4所示探針的結構，因此在圖5中則省略部分各部位符號。

垂直探針引導結構：

再者，如圖4所示，前述第2支承部(42)的側面(421)，則在因應前述垂直探針(33)突起(331)的位置設有第2導槽(45)，以藉引導前述突起(331)，而決定前述垂直探針(33)的位置。

垂直探針動作說明、引導的Z向長度：

在此將用圖6及圖7，說明前述探針(30)的動作；圖7(a)表示前述探針前端部(34)開始接觸電極接觸墊(100)的狀態；圖7(b)表示電極接觸墊(100)僅按規定推壓Z向移動距離(過載)Od21的狀態；在此之間，前述突起(331)也只在前述第2導槽(45)中移動前述過載量；因此，前述導槽(45)Z向之所需長度L2，即構成前述過載量Od21、和前述突起(331)的Z向長度d2的合計。

垂直探針突起Z向相位：

圖5及圖6表示相鄰垂直探針的前述突起(331)及前述第2導槽(45)之間的關係；圖5(a)～(c)表示在相鄰的探針(300a～300c)中，前述探針(300a～300c)各垂直探針之突起(331a～331c)的相對位置關係，且於Z向設有⊿P2的相位差；以此相對應的前述第2導槽，則構成圖6(b)所示的位置關係；藉此而如圖6(b)所示，即便相鄰的探針為窄間距，也可在不干擾相鄰導槽的情況下進行設置。

輸出端子引導結構：

同樣的，如圖4所示，前述第3支承部(43)的側面(431)，則事先在前述第1導槽(44)和同於Y向的位置設置第3導槽(46)；另一方面，前述輸出端子(36)中，在朝Z向之處具有延長部(361)，前述延長部(361)則受前述第3導槽(46)的引導下，決定前述輸出端子(36)的位置。

輸出端子突起的Z向相位：

圖5及圖6表示相鄰輸出端子的前述突起(362)及前述第3導槽(46)之間的關係；圖5(a)～(c)表示在相鄰的探針(300a～300c)中，前述探針(300a～300c)各輸出端子之突起(362a～362c)的相對位置關係，且於Z向設有⊿P3的相位差；以此相對應的前述第3導槽，則構成圖6(b)所示的位置關係；藉此而如圖6(b)所示，即便相鄰的探針為窄間距，也可在不干擾相鄰導槽的情況下進行設置。

輸出端子動作之說明、引導的Z向長度：

在此將用圖6及圖7，說明前述輸出端子(36)的動作；圖7(a)表示前述輸出端子(36)開始接觸配線板(110)之電極接觸墊(111)的狀態；圖7(b)表示在電極接觸墊(111)上，前述輸出端子(36)僅按規定推壓Z向移動距離Od22的狀態；在此之間，前述突起(362)也只在前述第3導槽(46)中移動前述Z向移動距離Od22；因此，前述導槽46Z向之所需長度L3，即構成前述Z向移動距離Od2、和前述突起362的Z向長度d3的合計。

導槽形成方式例：

前述導槽44～46務必至少是電氣絕緣材料；還有可在非導電性熱塑性樹脂等上，形成事先所要的前述導槽，再黏貼於前述支承桿40的側面(411)、(412)、(421)、(431)方式；此外，事先在前述側面(411)、(412)、(421)、(431)上，塗佈矽膠等熱固性樹脂或紫外線硬化樹脂(以下稱樹脂等)後，在發揮效果之前，將前述探針(30)配置於所定位置，以硬化前述樹脂等的方式；此時，前述垂直探針(33)的突起(331)及前述輸出端子(36)的突起(362)，則藉由來回往返進行硬化時之所需Z向移動距離，以形成所需之前述導槽(45)、(46)。

交錯排列用探針：

圖8表示因應圖9(c)所示之包含交錯排列在內的窄間距電極接觸墊排列實施例；如圖8(a)所示，在探針(301)上，探針前端部(341)的X向位置屬於，前述探針(30)之前述探針前端部(34)的X向位置、和只設有⊿Pr的相位差；如圖8(b)所示，可藉由相鄰排列這2種探針，以因應窄間距交錯排列的電極接觸墊；再者，圖8(a)所示之探針，具有同於圖8(b)所示之探針的結構，因此在圖8(a)省略部分各部位符號。

藉由上述說明之構成，讓前述探針(30)支承固定於前述支承桿(40)的同時，使相鄰的前述垂直探針(33)、及設於前述輸出端子(36)之前述突起(331)及(362)，在Z向維持相位差，並引導設於前述支承桿(40)的導槽，因此即便是窄間距排列也可進行配置，且縱使是薄板探針，也能產生不易因屈曲或扭曲而變形的效果。

本發明雖基於圖面所示之最佳實施例做說明，但只要是熟悉該項技術者，可在不脫離本發明思想之下輕易進行各種變更與改變；因此本發明亦包含變更例。

1．．．探針組裝

10．．．薄板狀探針

11．．．金屬箔

12．．．平行彈簧部

12a．．．平行樑

12b．．．平行樑

13．．．垂直探針

14．．．前端部

15．．．平行彈簧部

15a．．．平行樑

15b．．．平行樑

16．．．輸出端子

161．．．延長部

17．．．固定部

18．．．開口部

181．．．邊

182．．．邊

183a．．．鋸齒狀突起

183b．．．鋸齒狀突起

183c．．．鋸齒狀突起

183d．．．鋸齒狀突起

10．．．薄板狀探針

20．．．支承桿

21．．．第1支承部

211．．．側面

212．．．側面

22．．．第2支承部

221．．．側面

23．．．第3支承部

231．．．側面

24．．．第1導槽

25．．．第2導槽

26．．．第3導槽

30．．．薄板狀探針

300a．．．探針

300b．．．探針

300c．．．探針

301．．．探針

31．．．金屬箔

32．．．平行彈簧部

32a．．．平行樑

32b．．．平行樑

33．．．垂直探針

331．．．突起

331a．．．突起

331b．．．突起

331c．．．突起

34．．．探針前端部

341．．．探針前端部

35．．．平行彈簧部

35a．．．平行樑

35b．．．平行樑

36．．．配線板輸出之端子

361．．．延長部

362．．．突起

362a．．．突起

362b．．．突起

362c．．．突起

37．．．固定部

38．．．開口部

381．．．邊

382．．．邊

383a．．．鋸齒狀突起

383b．．．鋸齒狀突起

383c．．．鋸齒狀突起

383d．．．鋸齒狀突起

383e．．．鋸齒狀突起

383f．．．鋸齒狀突起

383g．．．鋸齒狀突起

383h．．．鋸齒狀突起

40．．．支承桿

41．．．第1支承部

411．．．側面

412．．．側面

42 421．．．側面

43．．．第3支承部

431．．．側面

44．．．第一導槽

45．．．第二導槽

46．．．第三導槽

80．．．薄板狀探針

82．．．引導板

83．．．引導孔

100．．．電極接觸墊

110．．．配線板

111．．．電極接觸墊

圖1：本發明第一實施例圖。

圖2：本發明第一實施例相關動作說明圖。

圖3：本發明第一實施例相關動作說明圖。

圖4：本發明第二實施例圖。

圖5：本發明第二實施例圖。

圖6：本發明第二實施例圖。

圖7：本發明第二實施例相關動作說明圖。

圖8：本發明第二實施例圖。

圖9：現行LSI電極接觸墊排列種類圖。

圖10：習知探針組裝圖例。

1．．．探針組裝

10．．．薄板狀探針

11．．．金屬箔

12．．．平行彈簧部

12a．．．平行樑

12b．．．平行樑

13．．．垂直探針

14．．．前端部

15．．．平行彈簧部

15a．．．平行樑

15b．．．平行樑

16．．．輸出端子

161．．．延長部

17．．．固定部

20．．．支承桿

100．．．電極接觸墊

Claims

一種探針組裝，其包含，將金屬箔進行蝕刻加工所形成之接觸受檢半導體晶片電極的一垂直探針、從上述垂直探針的相反邊突出，以接觸配線板的一輸出端子、及具有截面形狀的一部分與概略四邊形支承桿相嵌合之開口部的一薄板狀探針，其特徵在於：上述支承桿具有引導上述開口部的第1導槽、引導上述垂直探針的第2導槽、及引導上述輸出端子之第3導槽。
依請求項1所述之探針組裝，其特徵在於：所述在與上述垂直探針之上述第2導槽面呈相對的邊設置突起部，並藉由將上述突起部插入上述第2導槽，以引導上述探針。
依請求項1所述之探針組裝，其特徵在於：所述在與上述輸出端子之上述第3導槽面呈相對的邊設置突起部，並藉由將上述突起部插入上述第3導槽，以引導上述輸出端子。
依請求項2或3所述之探針組裝，其特徵在於：所述相鄰的上述垂直探針、或上述輸出端子突起部的Z向相對位置，存在不同種類之探針。
依請求項4所述之探針組裝，其特徵在於：所述第2導槽的Z向長度，至少是前述垂直探針的Z向移動量、及上述突起部之Z向長度的合計。
依請求項4所述之探針組裝，其特徵在於：所述第3導槽的Z向長度，至少是前述輸出端子的Z向移動量、及上述突起部之Z向長度的合計。
依請求項1所述之探針組裝，其特徵在於：所述插入上述第1導槽的上述開口邊上，設有鋸齒狀突起。
依請求項2或3所述之探針組裝，其特徵在於：所述相鄰上述探針之前述開口部的上述突起部X向相對位置，存在不同種類的探針。
依請求項1至8任一項所述之探針組裝，其特徵在於：所述導槽由熱塑性絕緣樹脂所構成。