TWI650561B - 應用於探針基座之絕緣件及其探針基座 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種應用於探針基座之絕緣件，絕緣件具有一探針安裝孔，其特徵在於絕緣件為片狀結構體，且具有複數通孔，探針安裝孔位於絕緣件之中心，探針安裝孔及通孔分別由絕緣件之第一表面貫穿至第二表面，第一表面及第二表面未設有探針安裝孔及通孔之區域為共平面。而探針基座具有一基座本體及至少一複合式組件，基座本體具有至少一檢測區，複合式組件設於檢測區內，且具有至少一針孔以設置一探針，絕緣件則供以設於針孔內。藉此可於應用時降低因阻抗不匹配造成的訊號反射損失，提升探針檢測之效能。

Description

應用於探針基座之絕緣件及其探針基座

本發明係與電性檢測裝置領域相關，尤其是一種可有效降低介電係數以提升檢測頻寬之應用於探針基座之絕緣件及其探針基座。

現今，各類電子產品於出廠前，須檢測其內各種精密微型電子元件之電性狀態，此為電子產品良率測試之重要一環。而為利於檢測前述之各類電性狀態，探針則為目前相當常見之測試應用產品。

為可快速檢測電子元件上各電連接點之狀態，係衍生有設置多個探針之檢測座或接頭等機構。於檢測時使探針一端接觸電連接點形成導通，另端則與電路板等檢測機構電性連接，以經由檢測機構得知各電連接點之訊號傳遞等電性狀態。

目前用以檢測電連接點之檢測座或接頭，為可讓探針與檢測座體或接頭座體達到防止探針短路與干擾等現象，係需透過絕緣物件來隔絕兩者。然，當應用於高頻寬訊號檢測時，檢測座或接頭則須有較佳遮蔽傳輸雜訊之效能，但以目前的檢測座與接頭結構，無法於絕緣及阻抗匹配之間取得較佳的平衡設計，故在如高頻寬訊號等測試種類下，仍無法具有高準確性。

有鑑於此，如何提升現今電性檢測裝置之效能，實為當前亟需解決之問題。本發明人集結多年相關行業之經驗，係於此提出一種應用 於探針基座之絕緣件及其探針基座。

本發明之一目的，旨在提供一種應用於探針基座之絕緣件及其探針基座，其係可有效降低檢測過程中因阻抗不匹配造成的訊號反射損失，以大幅提升電性檢測之準確度。

為達上述目的，本發明提出一種應用於探針基座之絕緣件，具有一探針安裝孔，供以穿設探針，其特徵在於：該絕緣件為片狀結構體，且具有複數通孔、一第一表面及一第二表面，該探針安裝孔位於該絕緣件之中心，該第一表面及該第二表面係相對設置，且該探針安裝孔及該等通孔分別由該第一表面貫穿至該第二表面，且該第一表面及該第二表面未設有該探針安裝孔及該等通孔之區域係為共平面。藉此，係可於探針電性傳輸過程中，有效降低對應該絕緣件空間內之介電係數，而可降低因阻抗不匹配造成的訊號反射損失，以具有更佳之檢測效能。

更進一步地，為使該絕緣件兼具剛性與較佳之低介電係數表現，於另一實施例中係揭示該第一表面未具有該探針安裝孔之區域面積為A，該等通孔之總面積和係介於0.6A~0.8A。

此外，於再一實施例中，該等通孔係圍繞該探針安裝孔為排列設置，以使對應該絕緣件空間內之空氣量得以均勻分配，有效將整個空間區域中的介電係數降低。

於一實施例中，則揭示各該通孔之寬度係由該第一表面及該第二表面朝中間漸減，以具有較佳之介電係數降低功效。

本發明亦揭示一種探針基座，供以檢測半導體元件，包含： 一基座本體，具有至少一檢測區，供以放置半導體元件；至少一複合式組件，設於該檢測區，且具有至少一針孔，供以設置一探針；及至少一絕緣件，供以設置於該針孔內，該絕緣件為片狀結構體，且具有一探針安裝孔、複數通孔、一第一表面及一第二表面，該探針安裝孔位於該絕緣件之中心，該第一表面及該第二表面係相對設置，且該探針安裝孔及該等通孔分別由該第一表面貫穿至該第二表面，且該第一表面及該第二表面未設有該探針安裝孔及該等通孔之區域係為共平面。

其中，於另一實施例中揭示該複合式組件包含至少一金屬模件及至少一非金屬模件，且該金屬模件及該非金屬模件係呈部分重疊之拼組狀態。藉此係可有效降低該探針基座之製造成本，同時又可因應高頻測試之需求。

同樣地，當該第一表面未具有該探針安裝孔之區域面積為A，該等通孔之總面積和係介於0.6A~0.8A，以使該絕緣件兼具剛性與降低介電係數之效能。

此外，於再一實施例中，該等通孔係圍繞該探針安裝孔排列設置，以使對應該絕緣件空間內之空氣量得以均勻分配，有效將整個空間區域中的介電係數降低。

其中，為利於快速拼組形成該複合式組件，該金屬模件具有一第一組裝部，該非金屬模件具有一第二組裝部，且該第一組裝部及該第二組裝部彼此為凹凸對應結構，於拼組時使該第一組裝部及該第二組裝部相互組接。

此外，該複合式組件供與半導體元件組接之表面具有一指向 部，以利快速正確地放置欲檢測之半導體元件。

綜上所述，本發明之該應用於探針基座之絕緣件及其探針基座，係利用結構設計來達到降低介電係數之功效，使得該絕緣件區域因阻抗不匹配造成的訊號反射損失得以趨緩，以使檢測進程可順利進行。並於此再次重述，透過結構設計降低之介電係數，係指對應該絕緣件空間中之介電係數，而可使該絕緣件無論以何種材料製成，皆得以降低介電係數，降低因阻抗不匹配造成的訊號反射損失。並且該絕緣件亦可選用低介電係數材料，換言之，本發明之該絕緣件無論使用何種符合檢測需求之材料，皆可利用通孔設計達到降低該絕緣件區域空間內之介電係數的功效。而使用該絕緣件之該探針基座，則可大幅提升其檢測效能，提升檢測精確度，以更適用於如高頻訊號檢測領域。

1‧‧‧絕緣件

10‧‧‧探針安裝孔

11‧‧‧通孔

12‧‧‧第一表面

13‧‧‧第二表面

2‧‧‧探針基座

20‧‧‧基座本體

201‧‧‧檢測區

21‧‧‧複合式組件

211‧‧‧第一針孔

212‧‧‧金屬模件

2121‧‧‧第一組裝部

213‧‧‧非金屬模件

2131‧‧‧第二組裝部

214‧‧‧指向部

3‧‧‧探針

第1圖，為本發明較佳實施例絕緣件之立體示意圖。

第2A圖，為本發明較佳實施例絕緣件之剖面示意圖。

第2B圖，為本發明較佳實施例絕緣件另一實施態樣之剖面示意圖。

第3圖，為本發明較佳實施例絕緣件次一實施態樣之立體示意圖。

第4圖，為本發明較佳實施例探針基座之立體分解圖。

第5圖，為本發明較佳實施例探針基座之組裝示意圖。

為使 貴審查委員能清楚了解本發明之內容，謹以下列說明搭配圖式，敬請參閱。

請參閱第1、2A、2B及3圖，其係為本發明較佳實施例之絕緣件之立體示意圖、絕緣件之剖面示意圖、絕緣件另一實施態樣之剖面示意圖及導阻卻件次一實施態樣之立體示意圖。本發明揭示一種應用於探針基座之絕緣件1，具有一探針安裝孔10，供以穿設探針。該絕緣件1之特徵在於其係為片狀結構體，且具有複數通孔11、一第一表面12及一第二表面13，該探針安裝孔10位於該絕緣件1之中心，該第一表面12及該第二表面13係相對設置，且該探針安裝孔10及該等通孔11分別由該第一表面12貫穿至該第二表面13，且該第一表面12及該第二表面13未設有該探針安裝孔10及該等通孔11之區域係為共平面，以使探針穿設於該探針安裝孔10後，不致有所偏斜而影響檢測。具體地說，該絕緣件1係供以設置於探針基座放置探針之針孔內，使該探針自該探針安裝孔10穿設後，與探針基座之針孔不致直接接觸，而達到絕緣隔絕效果。並為了避免該探針於各種應用如大電流或是高頻檢測過程中，因該探針之電流傳輸使得該絕緣件1區域具有電荷移動現象，進而因阻抗不匹配產生訊號反射損失，是以透過設置該等通孔11，係可增加該絕緣件1之空氣量，使得該絕緣件1之介電係數有所下降。

特別一提的是，於此所述之介電係數，乃指該絕緣件1結構所對應空間內之介電係數，非為該絕緣件1本身之材料介電係數，該絕緣件1之材料介電係數並未有所變化。藉由該等通孔11之設置，該絕緣件1空間內所含之空氣量得以提升，相對地可達到降低介電係數之功效，消除因阻抗不匹配產生訊號反射損失。其中，該絕緣件1之材料係可進一步選用低介電係數材料製成，如二氧化矽、基於矽基高分子之材料或基於矽基 高分子之多孔隙(洞)材料等皆可。亦即，若為進一步提升效能，本發明之該絕緣件1亦可直接採用如前述之各種低介電係數材料製成，以藉由本身材料特性來進一步降低介電係數。於此重述，本發明係使該絕緣件1，透過該等通孔11即可使基於不同檢測環境所選用之各種材料製成的該絕緣件1，皆得以藉由該等通孔11結構來達到降低該絕緣件1對應空間內介電係數之功效，並且若進一步使用低介電係數材料製成該絕緣件1，則可使得其效能更加提升，故本發明之該絕緣件1無須受限於材料種類即可提供更佳之介電係數降低功效，有效降低成本以及材料變更上之不易。

其中，較佳者，該第一表面12未具有該探針安裝孔10之區域面積為A，該等通孔11之總面積和係介於0.6A~0.8A，亦即該等通孔11之開設數量與大小須有所限制，而使得該等通孔11佔該第一表面12未具有該探針安裝孔10之區域百分比約為60%~80%。為兼顧該絕緣件1之剛性及其極化現象排除強度，因此所開設之該等通孔11總面積和須介於前述範圍內，以避免開設過多之該等通孔11，卻致使該絕緣件1之剛性不足；反之，若開設之該等通孔11過小或過少，則會使得降低介電係數之成效不彰。於本實施例中，係以該等通孔11之總面積和約為0.7A為例。當然，該第二表面13亦可同時具有相等限制。

此外，較佳者，該等通孔11係可圍繞該探針安裝孔10排列設置，藉此可使得留存於該等通孔11內之空氣分布更為均勻，讓對應該絕緣件1空間各處之介電係數皆可有效地被降低，以避免極化現象集中產生於該絕緣件1某區等影響調節功效之情況發生。然本發明不以此為限，該等通孔11亦可視設計與需求以其他排列方式設置於該絕緣件1。

較佳者，除如第1及2A圖所示，該等通孔11之寬度皆為相等之結構狀態外，該絕緣件1亦可如第2B圖所示，呈現各該通孔11之寬度係由該第一表面12及該第二表面13分別朝中間漸減之結構狀態，以具有更佳之降低介電係數功效。另，該絕緣件1係可視需求而變更其形狀，除如第1圖所示，該絕緣件1、該絕緣件1上之該探針安裝孔10及該等通孔11皆為圓形態樣外，亦可如第3圖所示，該絕緣件1、該絕緣件1上之該探針安裝孔10及該等通孔11為矩形態樣。當然，該絕緣件1、該絕緣件1上之該探針安裝孔10及該等通孔11為矩形時，該等通孔11之寬度也可呈現由該第一表面12及該第二表面13朝中間漸減之結構狀態。

請續參閱第4及5圖，其係為本發明較佳實施例探針基座之分解示意圖及組裝示意圖。並請復搭配參閱第1~3圖所示之絕緣件細部結構示意。本發明亦提出一種探針基座2，供以檢測半導體元件之電性狀態。該探針基座2包含一基座本體20、至少一複合式組件21及至少一絕緣件1。該基座本體20具有至少一檢測區201，供以放置半導體元件，該複合式組件21係設於該檢測區201，且具有至少一針孔211，供以設置一探針3。該絕緣件1供以設置於該等針孔211內，其係為片狀結構體且具有一探針安裝孔10、複數通孔11、一第一表面12及一第二表面13，該探針安裝孔10位於該絕緣件1之中心，該第一表面12及該第二表面13係相對設置，且該探針安裝孔10及該等通孔11分別由該第一表面12貫穿至該第二表面13，且該第一表面12及該第二表面13未設有該探針安裝孔10及該等通孔11之區域係為共平面。該複合式組件21係可與該基座本體20為整體一體成型、部分一體成型或與該基座本體20為分離組裝之結構態樣實施，此部分容後詳 述。透過該等絕緣件1係可達到絕緣阻卻之效能，以防止短路現象發生。並且透過該等絕緣件1之該等通孔11，使得該探針3進行電流或訊號傳遞時，該等絕緣件1因阻抗不匹配而造成的訊號反射損失得以有效減少，達到降低該空間介電係數之功效，藉此該探針基座2係可具有更佳之傳輸檢測效能，以更利於應用在如高頻寬訊號檢測之領域。其餘關於該絕緣件1之細部技術特徵與功效說明，係援引前述內容，再請復搭配參閱前述段落。於本實施例中，係以該基座本體20具有一該檢測區201，該複合式組件21具有複數該針孔211為例說明，並該絕緣件1係依據需求配置於該等針孔211。

鑒於複合式需求以及生產成本等多重考量因素下，於本實施例中，該複合式組件21係包含至少一金屬模件212及至少一非金屬模件213，且該金屬模件212及該非金屬模件213係呈部分重疊之拼組狀態，而使探針基座2係同時具有金屬與非金屬之異質結構。例如在執行高頻訊號量測時，雜訊過濾強度則相對重要，一但於測試過程中產生過多雜訊，則會大幅影響檢測結果。此時較佳的選擇係為透過金屬材質作為安裝該等探針之元件，以取得更好的遮蔽效果。惟實際上欲檢測之半導體元件，其上之電連接點，不一定全然皆須使用對應高頻測試規格的測試探針，並且全金屬之探針基座除了在成本方面形成較高支出，也容易在測試時產生各該探針彼此干擾之現象。是以，更進一步地，為提升該探針基座2之檢測效益，是以於本實施例係揭露如前所述結構，用以設置該等探針3之該複合式組件21係可包含該金屬模件212及該非金屬模件213，藉此即可應用於檢測具有高頻傳輸之半導體元件。例如位於該金屬模件212之該等針孔211 係可設置於對應半導體元件之高頻電連接點位置，位於該非金屬模件213之該等針孔211則可設置於對應半導體元件之非高頻電連接點位置。並該金屬模件212與該非金屬模件213係呈部分重疊之拼組狀態，在設計上可使該等針孔211彼此之設置位置有所間隔，或使位於該金屬模件212之部分該等針孔211，與位於該非金屬模件213之部分該等針孔211呈現疊置連通態樣，皆可滿足高頻測試下所需之遮蔽效能。

於本實施例中，該基座本體20係由非金屬材質製成，該複合式組件21與該基座本體20係呈部分一體成型之結構態樣，該複合式組件21包含二個該非金屬模件213與二個該金屬模件212，其中之一該非金屬模件213係一體成型於該基座本體20對應該檢測區201之位置，並由該非金屬模件213朝該基座本體20底側方向依序組接該等金屬模件212及另一該非金屬模件213，進而形成設置於該檢測區201之該複合式組件21。

同樣地，為提升該等絕緣件1之功能性，係可使該等絕緣件1該第一表面12未設有該探針安裝孔10之面積為A，該等通孔11之總面積和係介於0.6A~0.8A，且該等通孔11係圍繞該探針安裝孔10排列設置。關於該等絕緣件1之結構特徵相關描述係援引前述內容，於此不再贅述。

此外，於本實施例中，各該金屬模件212具有一第一組裝部，各該非金屬模件213具有一第二組裝部2131，且該第一組裝部2121及該第二組裝部2131彼此為凹凸對應結構，於拼組時使該第一組裝部2121及該第二組裝部2131相互組接，亦即若該第一組裝部2121為凹陷態樣時，該第二組裝部2131則對應可嵌設於內之態樣，使其組接截面呈凹凸對應。 並在該金屬模件212及該非金屬模件213相互組接後，可再進一步透過如螺絲等鎖合元件增強其組接性。且較佳者，該複合式組件21供與半導體元件組接之表面係為共平面狀態，以利與半導體元件取得較佳之電性連接狀態。或視半導體元件之設計，亦可於使該複合式組件21供與半導體元件組接之表面係對應半導體元件形成一指向部214，以達到防呆與指向之功能，並該指向部214可為凸肋或凹槽結構。

應用時，於該檢測區201放置欲檢測之半導體元件，使該等探針3分別與半導體元件上的電連接點電性連接，該等探針3之另一端則與檢驗用之電路板等機構電性連接，而後即可透過該等探針3檢測半導體元件各電連接點之電性狀態。在檢測過程中，透過該等絕緣件1，在具有絕緣功效的同時，亦使對應該等絕緣件1之空間具有低介電係數特質，防止阻抗不匹配造成的訊號反射損失，有效提升檢測之品質。

綜上所述，本發明之該應用於探針基座之絕緣件及其探針基座，係利用結構設計來達到降低介電係數之功效，使得該絕緣件區域之介電係數得以降低，進而避免因阻抗不匹配造成的訊號反射損失以使檢測進程可順利進行。並於此再次重述，透過結構設計降低之介電係數，係指對應該絕緣件空間中之介電係數，以阻卻阻抗不匹配造成的訊號反射損失。並且視應用需求，該絕緣件亦可選用低介電係數材料製成，以增進降低介電係數之效能。換言之，本發明之該絕緣件無論使用何種符合檢測需求之材料，皆可利用通孔設計達到降低該絕緣件區域空間內之介電係數的功效。而使用該絕緣件之該探針基座，則可大幅提升其檢測效能，提升檢測精確度，以更適用於如高頻訊號檢測領域。

惟，以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，並非用以限定本發明實施之範圍；故在不脫離本發明之範圍下所作之均等變化與修飾，皆應涵蓋於本發明之專利範圍內。

Claims (6)

1. 一種探針基座，供以檢測半導體元件，包含：一基座本體，具有至少一檢測區，供以放置半導體元件；至少一複合式組件，設於該檢測區，且具有至少一針孔，供以設置一探針；及至少一絕緣件，供以設置於該針孔內，該絕緣件為片狀結構體，且具有一探針安裝孔、複數通孔、一第一表面及一第二表面，該探針安裝孔位於該絕緣件之中心，該第一表面及該第二表面係相對設置，且該探針安裝孔及該等通孔分別由該第一表面貫穿至該第二表面，且該第一表面及該第二表面未設有該探針安裝孔及該等通孔之區域係為共平面。
2. 如申請專利範圍第1項所述之探針基座，其中，該複合式組件包含至少一金屬模件及至少一非金屬模件，且該金屬模件及該非金屬模件係呈部分重疊之拼組狀態。
3. 如申請專利範圍第1或2項所述之探針基座，其中，該第一表面未具有該探針安裝孔之區域面積為A，該等通孔之總面積和係介於0.6A~0.8A。
4. 如申請專利範圍第3項所述之探針基座，其中，該等通孔係圍繞該探針安裝孔排列設置。
5. 如申請專利範圍第3項所述之探針基座，其中，該金屬模件具有一第一組裝部，該非金屬模件具有一第二組裝部，且該第一組裝部及該第二組裝部彼此為凹凸對應結構，於拼組時使該第一組裝部及該第二組裝部相互組接。
6. 如申請專利範圍第3項所述之探針基座，其中，該複合式組件供與半導體元件組接之表面係具有一指向部。