TW201400818A - 探針空間轉換模組及其製作方法 - Google Patents
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Abstract
一種探針空間轉換模組及其製作方法，係安裝於一電路板與多數探針之間，該探針空間轉換模組具有一上板、一下板與一外框組合而成的剛性體，以及多數導體穿設於剛性體中，且各該導體穿出該上板的相鄰間距係大於導體穿出該下板的相鄰間距，藉此，以適用於檢測測試點間距小的待測電子物，並使得多數探針的針尖可維持在同一平面。
Description
本發明係與探針卡有關，更詳而言之是指一種探針空間轉換模組及其製作方法。
按，以探針卡作為一測試機與一待測電子物之間的測試訊號傳輸介面的技術已普遍被使用。惟，在電子產品的設計日趨迷你化，而使用功能卻逐步增加的趨勢下，該已知探針卡結構常因待測電子物的測試點間距(pitch)越來越小而難以再適用。尤其當待測電子物為晶圓時，不僅因測試點間距小，更隨著其面積放大(如十二吋超大型晶圓)，使得探針卡的結構被迫相對調整加大，然而，探針卡易因其電路板被放大而有承載過多探針導致彎曲(bending)之虞。
雖然有業者曾提出我國公告第M423836號「電路測試探針卡及其探針基板結構」之新型專利，係利用將多數導線穿設於一基板主體內，且導線暴露於該基板主體上表面之間距係大於導線暴露於該基板主體下表面之間距，該專利技術雖使得探針卡可適用於測試點間距小的待測電子物檢測用。惟其結構仍有未臻完善之處，例如：當導線穿出該基板主體的上、下開口後，易受其他製程(如基板主體內部的填充膠料固化)的影響而發生些微偏離原位置的情形，該情形將不利於導線的兩端各
別對準電路板之接點及探針，甚而將造成電性連接不良。
有鑑於此，本發明之主要目的在於提供一種探針空間轉換模組，係可確保電性連接線路接觸良好，且使得探針卡可適用於檢測測試點間距小的待測電子物，並使得多數探針的針尖可維持在同一平面。
緣以達成上述目的，本發明所提供之探針空間轉換模組包含有一上板、一下板、一支撐結構與複數導體。其中，上板具有複數個上穿孔，且其一側表面設有一膠層；下板具有複數個下穿孔，且相鄰下穿孔之間距小於該上板之相鄰上穿孔的間距，該下板之一側表面亦設有一膠層；支撐結構係用以使該上板與該下板保持固定距離；該些導體係互不接觸地設置於該上板與該下板之間，各該導體具有兩端，且各別穿過一對應的上穿孔與一對應的下穿孔，並穿出膠層。
本發明再提供一種探針空間轉換模組的製作方法，包含下列步驟：a)將複數導體之一端各別穿設一下板之多數下穿孔；b)塗佈不具導電性的膠料於該下板之外表面，並固化形成一膠層；c)將複數導體之另一端各別穿設一上板之多數上穿孔；d)塗佈不具導電性的膠料於該上板之外表面，並固化形成一膠層。
藉此，使得探針卡與待測電子物之間維持良好電性連接關
係，且探針卡可適用於檢測測試點間距小的待測電子物，並使得多數探針的針尖可維持在同一平面之功效。
為能更清楚地說明本發明，茲舉較佳實施例並配合圖示詳細說明如后。
圖1所示為本發明第一較佳實施例之探針空間轉換模組10，其包括有一上板12、一下板14、一支撐結構、複數導體18、一穩定薄層(align film)20、一膠膜22、二膠層26,28、複數個銲墊30與一上、下絕緣層32,34，其中：
該上板12具有複數個上穿孔12a；該下板14具有複數個下穿孔14a，且該下板14之相鄰下穿孔14a之間距係小於該上板12之相鄰上穿孔12a的間距。
該支撐結構在本實施例中為一圍繞著該上板12與該下板14周緣的外框16，該外框16使得該上板12與該下板14之間保持著固定距離。特別的是，該外框16的頂緣及其底緣係分別突出於該上板12與該下板14的外表面，換句話說，該外框16突出的部分圍繞形成有一空間。
該些導體18為一種細長結構，如細針或是細線等。該些導體18是以互不接觸的方式設置於該上板12與該下板14之間，因該上板12的上穿孔12a間距是以大於該下板14的下穿孔14a間距之方式製作，故本實施例的各導體18具有一上轉
折段18a與一下轉折段18b，藉以使其兩端可順利地穿過一對應的上穿孔12a與一對應的下穿孔14a。
該穩定薄層20具有不導電的特性，其固定設置在該上板12與該下板14之間，且為該些導體18穿過。該穩定薄層20有助於維持著各該導體18的間距，以確保該些導體18彼此不會有接觸的情形發生。該穩定薄層20得視需求而為設置或不設置。
該膠膜22在本實施例中是以設置於該下板14的內表面為例，且該膠膜22包覆著該些導體18的下轉折段18b，具有穩固導體18之效。當然，亦可視需要再選擇於該上板12的內表面設置有膠膜以穩固導體18的上轉折段18a。較佳者，膠膜22是灌注於一固定板24的預留孔24a中並經固化定型而成。
該二膠層26,28分別設置於該上板12的外表面與該下板14的外表面，且位於該外框16之頂、底緣所圍繞的空間內，較佳者，該二膠層26,28與該外框16的頂、底緣平齊。該二膠層26,28亦具有不導電的特性，且各別為該些導體18的兩端穿出。各膠層26,28具有穩固導體18以防晃動之效。
該些銲墊(pad)30係設置於該二膠層26,28的表面，且各別與一對應導體18的兩端電性連接。
該上、下絕緣層32,34為一種絕緣漆(綠漆或油墨；Solder Mask or Solder Resist)塗佈於該二膠層26,28表面並固化而成，且各絕緣層並未覆蓋該些銲墊30的表面。
以上即為本實施例之探針空間轉換模組10的各部結構敘述。以下簡述其製作方法，請配合圖2及圖3所示，其中，在圖3(a)中，揭示先將導體18的一端各別穿設下板14之多數下穿孔14a，且於下板14外側設置一以定位薄膜(film)15為例但不以此為限的定位結構，各導體18一端穿出該定位薄膜15；接著，如圖3(b)所示，塗佈不具導電性的膠料於該下板14的外表面，此時，透過該定位薄膜15的拘束限制，可避免膠料烘烤乾固形成該膠層28時，造成各導體18偏離原位置，該定位薄膜15另具有對各導體18位置進行細微調整的功能；之後，移除該定位薄膜15，並對該膠層28表面進行研磨處理，以使膠層28表面平坦化。
圖3(c)則揭示於上板12外側設置一定位薄膜13，該定位薄膜13為導體18穿出該上板12之上穿孔12a的另一端所穿過，該定位薄膜13的功效如上述，於此不贅述。接著，塗佈不具導電性的膠料於該上板12的外表面，並待固化形成該膠層26，以及於移除定位薄膜13，並進行表面研磨後，即完成導體18的佈設。由於該穩定薄層20得視需求而設，故於此不為敘述。
又，上述對該膠層26與該膠層28的表面平坦化處理，尚可收控制該膠層26,28厚度之效，以符合在製作探針卡整卡的所需要的高度；接著，施作微機電系統技術(MicroElectroMechanical System，MEMS)，以於各該膠層的
平整表面上製得有該些個銲墊30，且各該銲墊30係與一對應導體18的兩端電性連接，前述銲墊30具有擴大接觸面積之效；值得一提的是，前述銲墊30的設置不以必須對應每一導體18的兩端為必要，亦即銲墊30的數量可為減少，並以設置在特定位置的導體18兩端即可。
又，為了穩定該些銲墊30，再塗佈一絕緣漆(綠漆或油墨)於各該膠層表面並充布於各該銲墊30之間，乾固後的絕緣漆即構成該上、下絕緣層32,34，且各該銲墊30的表面未為絕緣漆所覆蓋。該上、下絕緣層32,34並非一定要設置，其主要為防止該些銲墊30之間形成不良的電性連接，因此可視實際情況設置。
茲再說明該探針空間轉換模組10的應用方式如後：請配合圖4所示，揭露一探針卡100包含有該探針空間轉換模組10、一電路板36、複數根探針38與一探針穩固器40。其中，該探針空間轉換模組10安裝於該電路板36與該探針穩固器40之間，用以將穿設於該探針穩固器40中的各該探針38，分別電性連接至該電路板36下表面的一個對應接點36a。
更具體地說，該探針空間轉換模組10之各該導體18穿出該上板12的一端，藉由一個銲墊30而與一對應的接點36a接觸；各該導體18穿出該下板14的一端，同樣藉由一個銲墊30與一對應的探針38之一端接觸；又因各銲墊30係設置於表面平坦化的膠層26,28上，故使得銲墊30與接點36a、銲墊30與
探針38之間得確實接觸，以形成良好的電性連接效果。
該探針空間轉換模組10可促使各探針38之間的間距縮小，以使該探針卡100適用於檢測測試點間距小的待測電子物，尤其是當該上板12的上穿孔12a與該下板14的下穿孔14a是以鑽孔方式製作而成時，更能有效地將各探針38的間距再縮小至大約40μm左右，以適用於更精緻細微化的待測電子物檢測用。
該探針空間轉換模組10因其上板12、下板14與外框16的組合猶構成一剛性體，不僅可支撐起該些導體18，且無超荷重而彎曲變形之虞，故可確保其下方所連結的該些探針38之針尖維持在同一平面，以獲得良好的檢測接觸效果。另外，該探針空間轉換模組10之穩定薄層20、膠膜22與膠層26,28，可穩定該些導體18以確保檢測訊號傳遞順利。
圖5所示為本發明第二較佳實施例的探針空間轉換模組42，其具有相同上述第一實施例的構件，惟不同的是：該探針空間轉換模組42的支撐結構更包括有複數補強肋44，該些補強肋44是以不干涉該些導體18的方式而設置於該上板12與該下板14之間，且各補強肋44的兩端分別抵接著該上板12與該下板14的內表面，較佳者是以固接方式為之。該些補強肋44具有提高該探針空間轉換模組42之整體剛性的效果。
圖6所示為本發明第三較佳實施例的探針空間轉換模組
46，其與第一較佳實施例結構不同的是：本實施例探針空間轉換模組46的下板48內側並不具有該固定板24的結構，而係改於下板48的外表面設置固定板50，該固定板50具有預留孔50a供該些導體18穿出，且預留孔50a中灌注膠膜52，前述方式同樣可收穩定導體18之效。
圖7所示為本發明第四較佳實施例的探針空間轉換模組54，係以第一較佳實施例之探針空間轉換模組為基礎，惟不同的是：
本實施例探針空間轉換模組54的上板56與下板58是以具有導電性的金屬板製成，各該導線60的外部包覆有一絕緣膜62，其中，各絕緣膜62的兩端分別延伸至該上板56的上穿孔56a與該下板58的下穿孔58a中，而各導線60僅在穿設膠層64,66的部分是呈裸露的。前述絕緣膜62結構可確保各導線60在該上板56與該下板58之間不會電性接觸。
請再次配合圖8所示，本發明第五較佳實施例之探針空間轉換模組68，與上述探針空間轉換模組10結構及製法大致相同，不同處僅在於：該探針空間轉換模組68的上板12外表面並沒有塗佈不具導電性的膠料(亦即不具備膠層26)，而是在該上板12的內表面塗佈不具導電性的膠料並待固化形成一膠層70，在此實施例之下，依然如上所述，進行圖3(a)中，先將導體18的一端各別穿設下板14之多數下穿孔14a，且於下板14外側設置
一以定位薄膜(film)15為例但不以此為限的定位結構，各導體18一端穿出該定位薄膜15；接著，如圖3(b)所示，塗佈不具導電性的膠料於該下板14的外表面，此時，透過該定位薄膜15的拘束限制，可避免膠料烘烤乾固形成該膠層28時，造成各導體18偏離原位置，該定位薄膜15另具有對各導體18位置進行細微調整的功能；之後，移除該定位薄膜15，並對該膠層28表面進行研磨處理，以使膠層28表面平坦化。
但在圖3(c)則不需要在上板12外側設置一定位薄膜13，而是將導體18直接穿出該上板12之上穿孔12a。接著，塗佈不具導電性的膠料於該上板12的內表面，並待固化形成該膠層70即可，一樣具有第一較佳實施例的效果，但是在該上板12的內表面形成膠膜，並不需要進行表面研磨的工作，即是表面平坦化處理。所以僅需對該膠層28的表面平坦化處理；接著，施作微機電系統技術，以於該膠層28的表面及該上板12的外表面上製得有該些個銲墊30，且各該銲墊30與一對應導體18的兩端電性連接，製作銲墊30的方式及敘述，與上述第一較佳實施例的製程步驟相同，因此不為敘述。
以上所述僅為本發明之數個較佳可行實施例而已，舉凡應用本發明說明書及申請專利範圍所為之等效變化，理應包含在本發明之專利範圍內。
100‧‧‧探針卡
10‧‧‧探針空間轉換模組
12‧‧‧上板
12a‧‧‧上穿孔
13‧‧‧定位薄膜
14‧‧‧下板
14a‧‧‧下穿孔
15‧‧‧定位薄膜
16‧‧‧外框
18‧‧‧導體
18a‧‧‧上轉折段
18b‧‧‧下轉折段
20‧‧‧穩定薄層
22‧‧‧膠膜
24‧‧‧固定板
24a‧‧‧預留孔
26‧‧‧膠層
28‧‧‧膠層
30‧‧‧銲墊
32‧‧‧上絕緣層
34‧‧‧下絕緣層
36‧‧‧電路板
36a‧‧‧接點
38‧‧‧探針
40‧‧‧探針穩固器
42‧‧‧探針空間轉換模組
44‧‧‧補強肋
46‧‧‧探針空間轉換模組
48‧‧‧下板
50‧‧‧固定板
50a‧‧‧預留孔
52‧‧‧膠膜
54‧‧‧探針空間轉換模組
56‧‧‧上板
56a‧‧‧上穿孔
58‧‧‧下板
58a‧‧‧下穿孔
60‧‧‧導線
62‧‧‧絕緣膜
64‧‧‧膠層
66‧‧‧膠層
68‧‧‧探針空間轉換模組
70‧‧‧膠層
圖1為本發明第一較佳實施例之探針空間轉換模組之剖視圖；圖2為本發明上述第一較佳實施例之探針空間轉換模組的製作流程圖；圖3為上述第一較佳實施例之探針空間轉換模組的製作過程示意圖；圖4為圖1之探針空間轉換模組的應用示意圖；圖5為本發明第二較佳實施例之探針空間轉換模組之剖視圖；圖6為本發明第三較佳實施例之探針空間轉換模組之剖視圖；圖7為本發明第四較佳實施例之探針空間轉換模組之剖視圖；圖8為本發明第五較佳實施例之探針空間轉換模組之剖視圖。
10‧‧‧探針空間轉換模組
12‧‧‧上板
12a‧‧‧上穿孔
14‧‧‧下板
14a‧‧‧下穿孔
16‧‧‧外框
18‧‧‧導體
18a‧‧‧上轉折段
18b‧‧‧下轉折段
20‧‧‧穩定薄層
22‧‧‧膠膜
24‧‧‧固定板
24a‧‧‧預留孔
26‧‧‧膠層
28‧‧‧膠層
30‧‧‧銲墊
32‧‧‧上絕緣層
34‧‧‧下絕緣層
Claims (20)
- 一種探針空間轉換模組，包含有：一上板，具有複數個上穿孔，且該上板之一側表面設有一膠層；一下板，具有複數個下穿孔，且相鄰下穿孔之間距小於該上板之相鄰上穿孔的間距，該下板之一側表面亦設有一膠層；一支撐結構，用以使該上板與該下板保持固定距離；以及複數導體，係互不接觸地設置於該上板與該下板之間，各該導體具有兩端，且各別穿過一對應的上穿孔與一對應的下穿孔，並穿出膠層。
- 如請求項1所述之探針空間轉換模組，其中該上板之外表面設有該膠層，該下板之外表面設有該膠層。
- 如請求項2所述之探針空間轉換模組，其中該支撐結構包括有一圍繞著該上板與該下板的外框，且該外框的頂緣與底緣突出於該上板與該下板的外表面，該外框所圍繞的空間中具有該膠層。
- 如請求項1所述之探針空間轉換模組，其中該支撐結構包括有複數補強肋，該些補強肋位於該上板與該下板之間，且各補強肋的兩端分別連接該上板與該下板的內表面。
- 如請求項1所述之探針空間轉換模組，包括有一穩定薄層，該穩定薄層位於該上板與該下板之間，且為該些導體穿過。
- 如請求項1所述之探針空間轉換模組，其中該些導體具有至少一轉折段，該探針空間轉換模組更包括有至少一膠膜，該膠 膜設於該上板與該下板之其中至少一內表面，且該膠膜包覆著該些導體的轉折段。
- 如請求項1所述之探針空間轉換模組，包括有複數個銲墊，該些銲墊設置於各膠層的表面，且各別與一對應導體的兩端電性連接。
- 如請求項7所述之探針空間轉換模組，更包括有一上、下絕緣層，該上絕緣層設於該上板之膠層表面，該下絕緣層設於該下板之膠層表面，且各絕緣層未覆蓋銲墊的表面。
- 如請求項1所述之探針空間轉換模組，其中該上板與該下板為金屬板；各該導體外部包覆有一絕緣膜，各絕緣膜的兩端分別延伸至該上板的上穿孔與該下板的下穿孔中。
- 一種探針空間轉換模組的製作方法，包含下列步驟：a)將複數導體之一端各別穿設一下板之多數下穿孔；b)塗佈不具導電性的膠料於該下板之外表面，並固化形成一膠層；c)將複數導體之另一端各別穿設一上板之多數上穿孔；以及d)塗佈不具導電性的膠料於該上板之外表面，並固化形成一膠層。
- 如請求項10所述之探針空間轉換模組製作方法，其中在步驟b)之前包括設置一定位結構於該下板外側，該定位結構為穿設該下板之下穿孔的導體一端所穿過。
- 如請求項11所述之探針空間轉換模組製作方法，包含在 移除該定位結構之後，再對步驟b)的膠層表面進行研磨，以使膠層表面平坦化。
- 如請求項10所述之探針空間轉換模組製作方法，其中在步驟d)之前包括設置一定位結構於該上板外側，該定位結構為穿設該上板之上穿孔的導體一端所穿過。
- 如請求項13所述之探針空間轉換模組製作方法，包含在移除該定位結構之後，再對步驟d)的膠層表面進行研磨，以使膠層表面平坦化。
- 如請求項10所述之探針空間轉換模組製作方法，包含施作一微機電系統技術，以於各該膠層表面製得有複數個銲墊，且各該銲墊與一對應導體的兩端電性連接。
- 如請求項15所述之探針空間轉換模組製作方法，包含塗佈一絕緣漆於各該膠層表面，且絕緣漆未覆蓋銲墊的表面。
- 一種探針空間轉換模組的製作方法，包含下列步驟：a)將複數導體之一端各別穿設一下板之多數下穿孔；b)塗佈不具導電性的膠料於該下板之外表面，並固化形成一膠層；c)將複數導體之另一端各別穿設一上板之多數上穿孔；以及d)塗佈不具導電性的膠料於該上板之內表面，並固化形成一膠層。
- 如請求項17所述之探針空間轉換模組製作方法，其中在步驟b)之前包括設置一定位結構於該下板外側，該定位結構為穿 設該下板之下穿孔的導體一端所穿過。
- 如請求項17所述之探針空間轉換模組製作方法，包含在移除該定位結構之後，再對步驟b)的膠層表面進行研磨，以使膠層表面平坦化。
- 如請求項17所述之探針空間轉換模組製作方法，包含施作一微機電系統技術，以於步驟b)之膠層表面及該上板之外表面製得有複數個銲墊，且各該銲墊與一對應導體的兩端電性連接。
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| TW101122510A TW201400818A (zh) | 2012-06-22 | 2012-06-22 | 探針空間轉換模組及其製作方法 |
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