TWI890351B

TWI890351B - 散熱式探針卡裝置及其導板模組

Info

Publication number: TWI890351B
Application number: TW113108513A
Authority: TW
Inventors: 呂育儒; 鄭孟杰; 鄭皓嚴; 賴融暘; 蘇偉誌
Original assignee: 中華精測科技股份有限公司
Priority date: 2024-03-08
Filing date: 2024-03-08
Publication date: 2025-07-11
Also published as: TW202536436A; US20250283914A1

Abstract

本發明公開一種散熱式探針卡裝置及其導板模組。所述導板模組包含兩個第一導板、夾持於兩個所述第一導板之間的一第一間隔片、及一第一散熱單元。每個所述第一導板具有位於相反側的兩個第一板面、及貫穿兩個所述第一板面的多個第一穿孔。所述第一散熱單元包含有兩個第一覆蓋層與至少一個第一導熱體。兩個所述第一覆蓋層分別蓋覆於其中一個所述第一導板的兩個所述第一板面。兩個所述第一覆蓋層的總面積為兩個所述第一板面的總面積的至少50%。所述第一導熱體連接於兩個所述第一覆蓋層之間、並形成於相對應所述第一導板的一個所述第一穿孔之內。

Description

散熱式探針卡裝置及其導板模組

本發明涉及一種探針卡裝置，尤其涉及一種散熱式探針卡裝置及其導板模組。

現有探針卡裝置在使用時，多個探針的熱能只能靠各自結構進行散熱，因而使得部分所述探針因具有較高的熱能而有發生燒針損壞的可能。於是，本發明人認為上述缺陷可改善，乃特潛心研究並配合科學原理的運用，終於提出一種設計合理且有效改善上述缺陷的本發明。

本發明實施例在於提供一種散熱式探針卡裝置及其導板模組，能有效地改善現有探針卡裝置所可能產生的缺陷。

本發明實施例公開一種散熱式探針卡裝置，其包括：一第一導板模組，包含：兩個第一導板，各具有位於相反側的兩個第一板面、及貫穿兩個所述第一板面的多個第一穿孔；一第一間隔片，沿一厚度方向夾持於兩個所述第一導板之間；及一第一散熱單元，包含有：兩個第一覆蓋層，分別蓋覆於其中一個所述第一導板的兩個所述第一板面；及至少一個第一導熱體，連接於兩個所述第一覆蓋層之間、並形成於相對應所述第一導板的至少一個所述第一穿孔之內；一第二導板模組，沿所述厚度方向與所述第一導板模組呈間隔地設置；其中，所述第二導板模組包含：兩個第二導板，各具有位於相反側的兩個第二板面、及貫穿兩個所述第二板面的多個第二穿孔；一第二間隔片，沿所述厚度方向夾持於兩個所述第二導板之間；及一第二散熱單元，包含有：兩個第二覆蓋層，分別蓋覆於其中一個所述第二導板的兩個所述第二板面；及至少一個第二導熱體，連接於兩個所述第二覆蓋層之間、並形成於相對應所述第二導板的至少一個所述第二穿孔之內；以及多個導電探針，安裝於所述第一導板模組與所述第二導板模組；其中，多個所述導電探針分別穿過每個所述第一導板的多個所述第一穿孔，並且多個所述導電探針也分別穿過每個所述第二導板的多個所述第二穿孔；其中，兩個所述第一覆蓋層與兩個所述第二覆蓋層的總面積為相對應兩個所述第一板面與相對應兩個所述第二板面的總面積的至少50%，並且至少一個所述導電探針抵接於至少一個所述第一導熱體與至少一個所述第二導熱體，以使所述第一散熱單元與所述第二散熱單元能夠傳導並散發其熱能。

本發明實施例也公開一種散熱式探針卡裝置的導板模組，其包括：兩個第一導板，各具有位於相反側的兩個第一板面、及貫穿兩個所述第一板面的多個第一穿孔；一第一間隔片，沿一厚度方向夾持於兩個所述第一導板之間；以及一第一散熱單元，包含有：兩個第一覆蓋層，分別蓋覆於其中一個所述第一導板的兩個所述第一板面；其中，兩個所述第一覆蓋層的總面積為兩個所述第一板面的總面積的至少50%；及至少一個第一導熱體，連接於兩個所述第一覆蓋層之間、並形成於相對應所述第一導板的一個所述第一穿孔之內。

綜上所述，本發明實施例所公開的散熱式探針卡裝置及其導板模組，在所述第一導板模組設置有所述第一散熱單元、並於所述第二導板模組設置有所述第二散熱單元，以使得至少一個所述導電探針的散熱面積能夠通過兩個所述第一覆蓋層與兩個所述第二覆蓋層而呈倍數增長，進而有效地降低燒針損壞的可能性。

為能更進一步瞭解本發明的特徵及技術內容，請參閱以下有關本發明的詳細說明與附圖，但是此等說明與附圖僅用來說明本發明，而非對本發明的保護範圍作任何的限制。

1000:散熱式探針卡裝置

100:探針頭

1:第一導板模組

11:第一導板

111:第一板面

112:第一穿孔

12:第一間隔片

13:第一散熱單元

131:第一覆蓋層

132:第一導熱體

2:第二導板模組

21:第二導板

211:第二板面

212:第二穿孔

22:第二間隔片

23:第二散熱單元

231:第二覆蓋層

232:第二導熱體

3:間隔板

4:導電探針

41:固定段

42:測試段

43:延伸段

5:輔助探針

51:連接段

52:安裝段

53:倒刺

6:電子元件

200:電路板

M:待測物

M1:金屬墊

H:厚度方向

G1-1、G1-2、G1-3、G1-4:第一穿孔群

G2-1、G2-2、G2-3、G2-4:第二穿孔群

圖1為本發明實施例一的散熱式探針卡裝置的探針頭立體示意圖。

圖2為圖1沿剖線II-II的剖視示意圖。

圖3為圖1的第一導板模組與第二導板模組的立體示意圖。

圖4為圖4的第一導板模組的分解示意圖。

圖5為本發明實施例一的第一導板模組與第二導板模組的另一態樣立體示意圖。

圖6為本發明實施例二的散熱式探針卡裝置的探針頭立體示意圖。

圖7為圖5的第一導板模組與第二導板模組的立體示意圖。

圖8為本發明實施例三的散熱式探針卡裝置的探針頭立體示意圖。

圖9為圖8沿剖線IX-IX的剖視示意圖。

圖10為圖8的第一導板模組、第二導板模組、及電子元件的立體示意圖。

以下是通過特定的具體實施例來說明本發明所公開有關“散熱式探針卡裝置及其導板模組”的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所公開的內容瞭解本發明的優點與效果。本發明可通過其他不同的具體實施例加以施行或應用，本說明書中的各項細節也可基於不同觀點與應用，在不悖離本發明的構思下進行各種修改與變更。另外，本發明的附圖僅為簡單示意說明，並非依實際尺寸的描繪，事先聲明。以下的實施方式將進一步詳細說明本發明的相關技術內容，但所公開的內容並非用以限制本發明的保護範圍。

應當可以理解的是，雖然本文中可能會使用到“第一”、“第二”、“第三”等術語來描述各種元件或者信號，但這些元件或者信號不應受這些術語的限制。這些術語主要是用以區分一元件與另一元件，或者一信號與另一信號。另外，本文中所使用的術語“或”，應視實際情況可能包括相關聯的列出項目中的任一個或者多個的組合。

[實施例一]

請參閱圖1至圖5所示，其為本發明的實施例一。本實施例公開一種散熱式探針卡裝置1000，其包含一探針頭100、及固定於所述探針頭100一側的一電路板200(或一間距轉換板)，並且所述所述探針頭100的另一側能用來可分離地頂抵測試一待測物M(device under test，DUT)。

需先說明的是，為了便於理解本實施例，所以圖式僅呈現所述散熱式探針卡裝置1000的局部剖視構造，以便於清楚地呈現所述散熱式探針卡裝置1000的各個元件構造與連接關係，但本發明並不以圖式為限。以下將分別介紹所述散熱式探針卡裝置1000的各個元件構造及其連接關係。

如圖1至圖4所示，所述探針頭100包含有一第一導板模組1、沿一厚度方向H間隔於所述第一導板模組1的一第二導板模組2、夾持於所述第一導板模組1與所述第二導板模組2之間的一間隔板3、及安裝於所述第一導板模組1與所述第二導板模組2的多個導電探針4。其中，所述電路板200鄰近於所述第二導板模組2；也就是說，所述第二導板模組2位於所述電路板200與所述第一導板模組1之間。

需說明的是，所述間隔板3可以是一框狀構造，並且所述間隔板3夾持於所述第一導板模組1與所述第二導板模組2的相對應外圍部位，但本發明不受限於此。舉例來說，於本發明未繪示的其他實施例中，所述散熱式探針卡裝置1000的所述間隔板3也可以省略或是其他構件取代。此外，所述第一導板模組1或所述第二導板模組2是以搭配於上述多個元件來說明，但本發明不受限於此。舉例來說，於本發明未繪示的其他實施例中，所述第一導板模組1或所述第二導板模組2也可各自稱為一導板模組並被單獨地應用(如：販賣)或搭配其他構件使用。

於本實施例中，所述第一導板模組1包含兩個第一導板11、沿所述厚度方向H夾持於兩個所述第一導板11之間的一第一間隔片12、及形成於其中一個所述第一導板11的一第一散熱單元13。其中，所述第一間隔片12是夾持在兩個所述第一導板11的外圍部位之間，並且形成有所述第一散熱單元13的所述第一導板11相較於另一個所述第一導板11更為鄰近於所述第二導板模組2。

再者，兩個所述第一導板11於本實施例中是採用大致相同的構造，所以為便於說明，以下僅就位於上方的所述第一導板11及形成於其上的所述第一散熱單元13進行介紹，但本發明不受限於此。舉例來說，於本發明未繪示的其他實施例中，兩個所述第一導板11的構造可以略有不同；或者，每個所述第一導板11也可以各形成有一個所述第一散熱單元13於其上。

更詳細地說，所述第一導板11呈平坦狀並具有分別位於其相反兩側的兩個第一板面111、及貫穿兩個所述第一板面111的多個第一穿孔112。其中，多個所述第一穿孔112於本實施例中較佳是具有相同尺寸且呈矩陣狀排列，但不以此為限。

再者，所述第一散熱單元13是以具有高導熱係數的材質(如：銅)所製成且包含有兩個第一覆蓋層131及連接於兩個所述第一覆蓋層131之間的至少一個第一導熱體132。其中，兩個第一覆蓋層131分別蓋覆於相對應所述第一導板11的兩個所述第一板面111，並且兩個所述第一覆蓋層131的至少部分沿所述厚度方向H彼此重疊，至少一個所述第一導熱體132連接於兩個所述第一覆蓋層131的所述至少部分之間、並形成於相對應所述第一導板11的至少一個所述第一穿孔112之內。

需說明的是，所述第一散熱單元13之中的至少一個所述第一導熱體132的數量可以依據實際需求為多個(如：圖2至圖4)或是一個(如：圖5)。於本實施例中，所述第一導熱體132形成於所述第一穿孔112的孔壁並圍繞形成管狀構造，用以供所述導電探針4穿過與抵接。

於本實施例中，所述第二導板模組2包含兩個第二導板21、沿所述厚度方向H夾持於兩個所述第二導板21之間的一第二間隔片22、及形成於其中一個所述第二導板21的一第二散熱單元23。其中，所述第二間隔片22是夾持在兩個所述第二導板21的外圍部位之間，並且形成有所述第二散熱單元23的所述第二導板21相較於另一個所述第二導板21更為遠離所述第一導板模組1。

再者，兩個所述第二導板21於本實施例中是採用大致相同的構造，所以為便於說明，以下僅就位於上方的所述第二導板21及形成於其上的所述第二散熱單元23進行介紹，但本發明不受限於此。舉例來說，於本發明未繪示的其他實施例中，兩個所述第二導板21的構造可以略有不同；或者，每個所述第二導板21也可以各形成有一個所述第二散熱單元23於其上。

更詳細地說，所述第二導板21呈平坦狀並具有分別位於其相反兩側的兩個第二板面211、及貫穿兩個所述第二板面211的多個第二穿孔212。其中，多個所述第二穿孔212於本實施例中較佳是具有相同尺寸且呈矩陣狀排列，並且每個所述第二導板21的多個所述第二穿孔212分別沿所述厚度方向H大致對應於每個所述第一導板11的多個所述第一穿孔112，但不以此為限。

再者，所述第二散熱單元23是以具有高導熱係數的材質(如：銅)所製成且包含有兩個第二覆蓋層231及連接於兩個所述第二覆蓋層231之間的至少一個第二導熱體232。其中，兩個第二覆蓋層231分別蓋覆於相對應所述第二導板21的兩個所述第二板面211，並且兩個所述第二覆蓋層231的至少部分沿所述厚度方向H彼此重疊，至少一個所述第二導熱體232連接於兩個所述第二覆蓋層231的所述至少部分之間、並形成於相對應所述第二導板21的至少一個所述第二穿孔212之內。

需說明的是，所述第二散熱單元23之中的至少一個所述第二導熱體232的數量可以依據實際需求為多個(如：圖2至圖4)或是一個(如：圖5)。於本實施例中，所述第二導熱體232形成於所述第二穿孔212的孔壁並圍繞形成管狀構造，用以供所述導電探針4穿過與抵接。

多個所述導電探針4的構造於本實施例中大致相同且分別穿過每個所述第一導板11的多個所述第一穿孔112，並且多個所述導電探針4也分別穿過每個所述第二導板21的多個所述第二穿孔212。據此，於實際應用時，每個所述導電探針4能通過所述第一導板模組1與所述第二導板模組2的相互錯位而被定位(圖中未繪示)。

進一步地說，每個所述導電探針4具有分別位於相反兩端的一固定段41與一測試段42、及連接所述固定段41與所述測試段42的一延伸段43。於每個所述導電探針4之中，所述固定段41穿出所述第二導板模組2並固定於所述電路板200，所述測試段42穿出所述第一導板模組1，並且所述測試段42用以可分離地抵接於所述待測物M的多個金屬墊M1的其中一個。

再者，於實際應用時(圖中未繪示)，每個所述導電探針4的所述測試段42能通過兩個所述第一導板11的相互錯位而被定位，並且每個所述導電探針4的所述固定段41能通過兩個所述第二導板21的相互錯位而被定位，而每個所述導電探針4的所述延伸段43能因為所述第一導板模組1與所述第二導板模組2的相互錯位而產生彈性變形，但不以此為限。

於本實施例中，每個所述導電探針4抵接於一個所述第一導熱體132與一個所述第二導熱體232，以使所述第一散熱單元13與所述第二散熱單元23能夠傳導並散發其熱能。也就是說，穿設於未設有所述第一導熱體132的任一個所述第一穿孔112的所述導電探針4，其未接觸所述第一散熱單元13；穿設於未設有所述第二導熱體232的任一個所述第二穿孔212的所述導電探針4，其未接觸所述第二散熱單元23。

更詳細地說，多個所述第一穿孔112於本實施例中劃分為至少兩個第一穿孔群G1-1、G1-2，多個所述第二穿孔212劃分為至少兩個第二穿孔群G2-1、G2-2，並且至少兩個所述第一穿孔群G1-1、G1-2的分佈位置分別等同於至少兩個所述第二穿孔群G2-1、G2-2的分佈位置。

其中一個所述第一穿孔群G1-1的每個所述第一穿孔112之內設有一個所述第一導熱體132，其抵接於一個所述導電探針4。其中一個所述第二穿孔群G2-1的每個所述第二穿孔212之內設有一個所述第二導熱體232，其抵接於一個所述導電探針4。也就是說，每個所述第一導熱體132大致沿所述厚度方向H對應於一個所述第二導熱體232，並分別抵接於一個所述導電探針4的所述測試段42與所述固定段41。

進一步地說，多個所述第一導熱體132通過兩個第一覆蓋層131而彼此電性耦接，並且多個所述第二導熱體232通過兩個第二覆蓋層231而彼此電性耦接。據此，所述第一散熱單元13能通過兩個所述第一覆蓋層131而大幅提升相對應所述導電探針4的散熱面積，並且所述第二散熱單元23能通過兩個所述第二覆蓋層231而大幅提升相對應所述導電探針4的散熱面積。

更詳細地說，兩個所述第一覆蓋層131與兩個所述第二覆蓋層231的總面積為相對應兩個所述第一板面111與相對應兩個所述第二板面211的總面積的至少50%。換個角度來看，兩個所述第一覆蓋層131的總面積為兩個所述第一板面111的總面積的至少M%，並且兩個所述第二覆蓋層231的總面積為兩個所述第二板面211的總面積的至少N%。其中，M、N各為正整數，並且M與N的總和不小於100。也就是說，M與N於本實施例中可以依據實際需求而為相同的數值(如：M=N=50)或者是不相同的數值(如：M=70，N=40)。

[實施例二]

請參閱圖6和圖7所示，其為本發明的實施例二。由於本實施例類似於上述實施例一，所以兩個實施例的相同處不再加以贅述，而本實施例相較於上述實施例一的差異大致說明如下：

於本實施例中，多個所述第一穿孔112劃分為四個所述第一穿孔群G1-1、G1-2、G1-3、G1-4，並且多個所述第二穿孔212劃分為四個所述第二穿孔群G2-1、G2-2、G2-3、G2-4。其中一個所述第一穿孔群G1-1的每個所述第一穿孔112之內設有一個所述第一導熱體132，其抵接於一個所述導電探針4。其中一個所述第二穿孔群G2-2的每個所述第二穿孔212之內設有一個所述第二導熱體232，其抵接於一個所述導電探針4。

需說明的是，每個所述第一導熱體132大致沿所述厚度方向H是無法對應於任一個所述第二導熱體232，所以至少一個所述第一導熱體132與至少一個所述第二導熱體232是分別抵接於至少兩個所述導電探針4(如：多個所述第一導熱體132所抵接的所述導電探針4是不同於多個所述第二導熱體232所抵接的所述導電探針4)。

[實施例三]

請參閱圖8至圖10所示，其為本發明的實施例三。由於本實施例類似於實施例一和二，所以上述多個實施例的相同處不再加以贅述，而本實施例相較於上述實施例一和二的差異大致說明如下：

於本實施例中，所述散熱式探針卡裝置1000進一步包含有安裝於所述第一導板模組1與所述第二導板模組2的至少一個輔助探針5、及電性耦接於至少一個輔助探針5的至少一個電子元件6(如：被動元件)。而為便於理解，至少一個輔助探針5的數量及至少一個電子元件6的數量於本實施例中各是以一個來說明，但本發明不以此為限。

所述輔助探針5具有一連接段51與一安裝段52，並且所述連接段51穿出所述第二導板模組2並固定於所述電路板200，而所述安裝段52固定於所述第一導板模組1之內，並且所述安裝段52用以面向但不接觸所述待測物M。於本實施例中，所述輔助探針5的針徑大致等同於任一個所述導電探針4的針徑，所述輔助探針5的所述安裝段52於末端形成有至少一個倒刺53，以固定於未形成所述第一散熱單元13的所述第一導板11的一個所述第一穿孔112之內。

再者，所述電子元件6安裝於形成有所述第一散熱單元13的所述第一導板11，並且所述電子元件6通過所述第一散熱單元13而電性耦接於所述輔助探針5。於本實施例中，所述電子元件6是與相對應所述第一導板11的多個所述第一穿孔112共同呈矩陣狀排列，多個所述導電探針4的數量等同於所述待測物M的多個所述金屬墊M1的數量，而所述輔助探針5與所述電子元件6沿所述厚度方向H所面向的所述待測物M部位，其未配置有任何所述金屬墊M1。

[本發明實施例的技術效果]

綜上所述，本發明實施例所公開的散熱式探針卡裝置，其在所述第一導板模組設置有所述第一散熱單元、並於所述第二導板模組設置有所述第二散熱單元，以使得至少一個所述導電探針(如：容易產生較高熱能的所述導電探針)的散熱面積能夠通過兩個所述第一覆蓋層與兩個所述第二覆蓋層而呈倍數增長，進而有效地降低燒針損壞的可能性。

以上所公開的內容僅為本發明的優選可行實施例，並非因此侷限本發明的專利範圍，所以凡是運用本發明說明書及圖式內容所做的等效技術變化，均包含於本發明的專利範圍內。