探针头及上导板的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种探针头及上导板，适用于一垂直式探针卡。探针头包括一上导板、一下导板及多个探针。上导板具有多个上贯穿孔。下导板位于上导板的一侧，且具有多个下贯穿孔。各探针定位于上导板的这些上贯穿孔与下导板的这些下贯穿孔之间。上导板具有75％以上的透光率，且使用摩氏硬度5以上的材料。
【专利说明】
探针头及上导板
技术领域
[0001]本发明涉及一种探针头及上导板，特别是指一种适用于垂直式探针卡中的探针头及上导板。
【背景技术】
[0002]半导体集成电路芯片通常采用探针卡来进行电性测试。垂直式探针卡通常包括印刷电路板、空间转换板及探针头，其中探针头适用于将线路基板电性连接至一待测物上，进而对待测物进行电性测试。具体而言，探针头至少包含上导板、下导板及复数根探针，探针头的上导板与下导板通常具有多个贯穿孔。在探针头组装过程中，需将各探针穿过上导板与下导板中与其相对应的贯穿孔，以将上、下导板对合，但在此过程中，并需注意不致损伤各探针。
[0003]然而，当待测物的待测接点间距变小时，对应的探针头中的探针的测试间距也必须对应变小，以符合细微间距的需求。如此，上、下导板的对合难度将会提升。举例而言，在符合细微间距的需求之下，探针与上导板上的贯穿孔都会越来越微小;又，在上导板不透光的情况下，又因上导板上的微小贯穿孔，导致光线无法透过上导板上的微小贯穿孔，故无法直接精确观察到探针针尾的位置，只能粗略观察探针针尾端和不透光的上导板的贯穿孔位置，故无法准确定位。如此一来，在探针头组装时，易造成探针损伤，也会导致探针头组装效率低落。因此，如何能有效地解决上述缺点，实属当前相关领域亟需改进的目标。
【发明内容】
[0004]针对上述问题，本发明的主要目的在于提供一种探针头，其适用于一垂直式探针卡，用于提供符合细微间距接点的待测物测试，此探针头易于进行组装，进一步可以减少探针损伤。
[0005]本发明的主要目的还在于提供一种上导板，其适用于一垂直式探针卡的一探针头，用于使符合细微间距接点的待测物测试的探针头易于组装，进一步可以减少探针损伤。
[0006]为达到上述目的，本发明所提供的一种探针头，适用于一垂直式探针卡，所述探针头包括:一上导板，具有多个上贯穿孔;一下导板，位于所述上导板的一侧，且具有多个下贯穿孔;多个探针，各所述探针定位于所述上导板的各所述上贯穿孔与所述下导板的各所述下贯穿孔之间；其特征在于:所述上导板具有75%以上的透光率，且使用摩氏硬度5以上的材料;其中所述上导板任意两个相邻所述上贯穿孔彼此之间的间距范围为400微米以下。
[0007]上述本发明的技术方案中，所述上导板厚度在800微米以下。
[0008]所述上导板厚度的范围在200微米至800微米之间。
[0009]各所述探针为垂直挫屈针。
[0010]各所述探针依序包括一针尖、一针身及一针尾，其中所述针尾的截面概呈圆形，所述针身的截面可为椭圆形或矩形，所述针身具有一弹性部，所述弹性部作为挫屈结构。
[0011]所述上导板任意两个相邻所述上贯穿孔彼此之间的间距范围在40微米至400微米之间。
[0012]所述上导板的材料为玻璃基板或蓝宝石基板。
[0013]还包括至少一定位件，设置在所述上导板与所述下导板之间，所述定位件具有75%以上的透光率，且使用摩氏硬度5以上的材料。
[0014]所述定位件具有多个定位贯穿孔，且各所述定位贯穿孔与各所述上贯穿孔呈相对设置。
[0015]所述定位件的材料为玻璃基板或蓝宝石基板。
[0016]还包括一固定件，所述固定件设置在所述下导板与所述定位件之间。
[0017]为达到上述目的，本发明还提供一种具有透光性的上导板，其特征在于包含:以上任一项所述的上导板。
[0018]采用上述技术方案，本发明的探针头由于上导板具有75%以上的透光率，因此能直接观察到探针针尾的精确位置，而易于使各探针的针尾穿设进上导板的上贯穿孔中。并且，探针头也能因此在符合细微间距的需求的情况下，不易在植针的过程中造成探针损伤，且同时提升探针头组装效率。
【附图说明】
[0019]图1是本发明一实施例的一种探针头的架构示意图；
[0020]图2A是图1的下导板与定位件的立体示意图；
[0021 ]图2B是图1的下导板与定位件的上视图；
[0022]图2C是图1的探针的不意图；
[0023]图3是将图2C的探针穿设至图2B的定位件的定位贯穿孔时的示意图；
[0024]图4A是将图2C的探针穿设至一种习知的上导板时的示意图；
[0025]图4B是将图2C的探针穿设至图1的上导板时的不意图；
[0026]图5是本发明一实施例的一种探针头的侧视图。
【具体实施方式】
[0027]现举以下实施例并结合附图对本发明的结构及功效进行详细说明。
[0028]图1是本发明一实施例的一种探针头的架构示意图。请参照图1所示，本实施例的探针头100，适用于一垂直式探针卡。具体而言，如图1所示，探针头100包括一上导板110、一下导板120、至少一定位件130及多个探针140。在此要特别说明的是，本发明的探针头适用于一垂直式探针卡上使用的测试环境是指，用于提供符合细微间距(fine pitch)接点的待测物(device under test，简称DUT)测试，即细微间距为小于400微米(μπι)。
[0029]更详细而言，在本实施例中，上导板110具有75%以上的透光率，且使用摩氏硬度5以上的材料。具体而言，在本实施例中，上导板110的材料可为玻璃基板或蓝宝石基板，但不应用于限制本发明。此外，在本实施例中，上导板110的厚度在800微米以下，较佳的是，上导板110的厚度范围落在200微米至800微米之间。原因在于，若需要符合细微间距，则探针140会越来越微小，故上导板110越薄、对越微小的探针140组装于上导板微小的上贯穿孔111中时，损坏探针140的风险越低。
[0030]进一步而言，由于上导板110使用摩氏硬度5以上的材料，因此探针140不容易损伤上导板110的表面，进而能使上导板110保持一定的透光率。再者，由于上导板110的材料可为玻璃基板或蓝宝石基板，因此上导板110不易弯曲且平整性高，故不易因为变形造成探针不易植针。换句话说，倘若上导板使用压克力材料的话，则其硬度不足、故其平整性差;又其常见的最小厚度约在1000微米，因此压克力材料的硬度与厚度均无法满足现有测试环境，并不适宜当作本发明的上导板。
[0031]此外，如图1所示，在本实施例中，上导板110具有多个上贯穿孔111，而下导板120具有多个下贯穿孔121，且在本实施例中，任意两个相邻的上贯穿孔111之间的间距(Pitch)范围为400微米以下。较佳的是，任意两个相邻的上贯穿孔111之间的间距范围落在40微米至400微米之间。当然地，任意两个相邻的上贯穿孔111之间的间距范围也可以选择落在40微米至200微米之间。以使探针头100用于垂直式探针卡时，能符合细微间距的需求，但不应用于限制本发明。需要注意的是，这边所指的任意两个相邻的上贯穿孔111之间的间距(Pitch)是只要有一组两个相邻的上贯穿孔111之间的间距(Pitch)达到上述的范围即可。
[0032]进一步而言，如图1所示，在本实施例中，下导板120位于上导板110的一侧，定位件130则设置在上导板110与下导板120之间。具体而言，在本实施例中，各探针140通过定位件130的辅助定位于上导板110的多个上贯穿孔111与下导板120的多个下贯穿孔121之间。以下将搭配图2A至图4B来进一步说明。
[0033]图2A是图1的一种下导板与定位件的立体示意图。图2B是图1的一种下导板与定位件的上视图。图2C是图1的一种探针的示意图。请参照图2A与图2B所示，在本实施例中，定位件130具有75%以上的透光率，且使用摩氏硬度5以上的材料。具体而言，定位件130的材料也可以是玻璃基板或蓝宝石基板，但不应用于限制本发明。另一方面，如图2C所示，在本实施例中，这些探针140可以是具有弹性的金属结构，这些探针140为通过线材经机械冲压成形所产生，即是所谓的成形针，在本实施例中，这些探针140为成形针中的一种垂直挫屈针(COBRA PROBE)。各探针140依序包括一针尖141、一针身143及一针尾145，其中针尾145的截面概呈圆形，而针身143的截面可为概呈椭圆形或矩形。由于探针140的针身143具有一弹性部1431，弹性部1431作为挫屈结构，以在探针140受到外力时利用挫屈原理让探针140变形产生弹力。具体而言，在其他实施例中，这些探针也可以通过微机电(Micro electromechanical systems，MEMS)制程所产生，即是所谓的MEMS针，而这些MEMS针也可以再分为利用MEMS制程所产生的微机电垂直线针、微机电垂直挫屈针(MEMS COBRA PROBE)或微机电弹簧针(MEMS POGO PROBE)。在其他实施例中，这些探针也可以是通过线材经机械冲压成形所产生的弹簧针(P0G0 PR0BE)。在其他实施例中，这些探针也可以是一种漆包线的垂直线针。不应用于限制本发明。
[0034]图3是将图2C的探针穿设至图2B的定位件的定位贯穿孔时的示意图。请参照图2A、图2B及图3，定位件130具有多个定位贯穿孔131，而可用于辅助定位各探针140。具体而言，在本实施例中，组装上述探针头100的时候，可先将定位件130设置于下导板120上方，并使各定位贯穿孔131与各下贯穿孔121被穿设有各探针140的针尖141，接着，可再将定位件130往相对于下导板130的另一侧方向拉起，使得各探针140的针身143与针尾145穿过定位件130的各定位贯穿孔131，需留意的是，上述的植针方式不应用于限制本发明。进一步而言，在本实施例中，由于定位件130具有75%以上的透光率，因此，在使各探针140的针尖141穿设于定位件130的各定位贯穿孔131时，将可观察到探针140的针尖141准备穿设下导板120的各下贯穿孔121的明确位置，而可对其进行调整，以增加植针速度。此外，由于定位件130使用摩氏硬度5以上的玻璃基板或蓝宝石基板等当作材料，因此定位件130为不易弯曲的平整材料，因此，做为辅助的定位件130不会因为变形造成探针130的脱离。也就是指，在上述的定位件130往相对于下导板120的另一侧方向拉起时，即使是在使各探针140的针身143与针尾145穿过定位件130的各定位贯穿孔131的过程中，不容易造成各探针140脱离定位件130。换句话说，倘若定位件使用半透明或具有挠性的材料的话，例如薄膜(film)，则其容易造成反光或有平整性不足等问题，均无法满足现有测试环境，并不适宜当作本发明的定位件。
[0035]如此，各探针140的针尖141可易于穿设进定位件130的各定位贯穿孔131与下导板120的各下贯穿孔121，并使定位贯穿孔131可拘束探针140。此外，需要说明的是，在本实施例中，定位件130的数量虽以一个为示例，但本发明不以此为限。在其他实施例中，定位件的数量也可为多个且堆栈排列地设置，而使用多个定位件时，各个定位件上的各定位贯穿孔，不需要限定为需要符合探针针身的身型。例如有2个定位件，第一个定位件的各第一定位贯穿孔可以为容置至少两根探针，而第二个定位件的各第二定位贯穿孔则可以为仅容置一根探针。则在组装过程中，可以先使用第一个定位件，各第一定位贯穿孔可以被置入两根探针，执行粗略的定位;之后，再接着使用第二个定位件，由于各第二定位贯穿孔仅可以被容置一根探针，故可以使得前述两根探针分开或错位，执行最终的定位。故使用多个定位件，也能使各探针140容易植针、且被多个定位件130所拘束，并达到前述的功效及优点，在此就不予赘述。此外，需说明的是，上述的上贯穿孔111与下贯穿孔121的形状，可以为概呈圆形或矩形；定位贯穿孔131的形状可以为概呈椭圆形、矩形或非圆形等，但均不应用于限制本发明。
[0036]以下将搭配图4A至图4B，针对各探针140的针尾145如何再被容置于上导板110的上贯穿孔111中的过程，进行进一步的说明。
[0037]图4A是将图2C的探针穿设至一种习知的上导板时的示意图。图4B是将图2C的探针140穿设至图1的上导板时的示意图。如图4A与图4B所示，在这些实施例中，定位贯穿孔131与上导板10、110的上贯穿孔11、111呈相对设置。然而，在图4A的实施例中，由于习知的上导板10的材料并不透光，因此在细微间距下，不易直接精确观察到探针140的针尾145的位置，而只能通过上导板10的上贯穿孔11来观察各探针140的针尾145的位置，并进行粗略的判断。如此，如图4A所示，当各探针140的针尾145落在上导板10的上贯穿孔11的范围外时，就不易判断各探针140的针尾145位置，倘若又直接盖上上导板10的话(即是要使各探针140的针尾145穿设过上导板10，且要使得各针尾145容置于上导板10的各上贯穿孔11中)，则容易造成探针140损伤。
[0038]另一方面，如图4B所示，在本实施例中，由于上导板110具有75%以上的透光率，因此，在使各探针140的针尾145穿设于上导板110的上贯穿孔111时，即便各探针140的针尾145落在上导板110的上贯穿孔111的范围外，也可直接观察到探针140的针尾145的精确位置，而可据此对各探针140的针尾145进行调整，使所有探针140的针尾145易于对齐上贯穿孔111，之后，再盖上导板110(即要使各探针140的针尾145穿设过上导板110，且要使得针尾145容置于上导板110的各上贯穿孔111中)。则可以在其组装过程中或盖上上导板110后(SP是指探针头组装完成后)，都不易造成探针140损伤，也可提升探针头100的组装效率。
[0039]图5是本发明另一实施例的一种探针头的侧视图。请参照图5，探针头500与图1的探针头100类似，而差异如下所述。在本实施例中，探针头500更包括一固定件550(Ring)，固定件550设置在下导板120与定位件130之间。如此一来，在使各探针140分别穿设于上导板110、定位件130、下导板120的上贯穿孔111、定位贯穿孔131、下贯穿孔121的过程中，固定件550可用于支撑、固定此定位件130，进而方便植针。要说明的是，虽然图5中的上导板110与定位件130是接触在一起的，但上导板110与定位件130也可以不用接触在一起。不应用于限制本发明。
[0040]此外，由于本实施例的定位件130与上导板110都具有75%以上的透光率与使用摩氏硬度5以上的材料，因此也可直接观察到探针140的针尾145的精确位置，而易于使各探针140的针尾145穿设进定位件130的定位贯穿孔131或上导板110的上贯穿孔111中，并不易造成探针140损伤，也可提升探针头500组装效率。因此，探针头500也能具有与探针头100类似的功效及优点，在此就不予赘述。
[0041]综上所述，本发明的实施例的探针头可以通过定位件与上导板都具有75%以上的透光率且使用摩氏硬度5以上的材料。因此在符合细微间距的需求的情况下，在探针头组装过程中，能直接观察到下导板的下贯穿孔，使得植针容易；在要进行上导板与探针的对位时，也能直接观察到探针针尾在上导板下的精确位置，而易于使各探针的针尾穿设进上导板的上贯穿孔中，因此，可以避免不易在植针的过程中造成探针损伤，且同时可以提升探针头的组装效率。此外，需说明的是，本发明中的下导板也可以使用具有75%以上的透光率，且使用摩氏硬度5以上的材料，不应用于限制本发明。
[0042]虽然本发明已通过上述实施例揭示如上，然其并非用于限定本发明，任何所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的创作精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围当以后附的权利要求书所所界定的专利保护范围为准。
【主权项】
1.一种探针头，适用于一垂直式探针卡，所述探针头包括: 一上导板，具有多个上贯穿孔； 一下导板，位于所述上导板的一侧，且具有多个下贯穿孔； 多个探针，各所述探针定位于所述上导板的各所述上贯穿孔与所述下导板的各所述下贯穿孔之间；其特征在于: 所述上导板具有75%以上的透光率，且使用摩氏硬度5以上的材料； 其中所述上导板任意两个相邻所述上贯穿孔彼此之间的间距范围为400微米以下。2.如权利要求1所述的探针头，其特征在于:所述上导板厚度在800微米以下。3.如权利要求1所述的探针头，其特征在于:所述上导板厚度的范围在200微米至800微米之间。4.如权利要求1所述的探针头，其特征在于:各所述探针为垂直挫屈针。5.如权利要求4所述的探针头，其特征在于:各所述探针依序包括一针尖、一针身及一针尾，其中所述针尾的截面呈圆形，所述针身的截面为椭圆形或矩形，所述针身具有一弹性部，所述弹性部作为挫屈结构。6.如权利要求1所述的探针头，其特征在于:所述上导板任意两个相邻所述上贯穿孔彼此之间的间距范围在40微米至400微米之间。7.如权利要求1所述的探针头，其特征在于:所述上导板的材料为玻璃基板或蓝宝石基板。8.如权利要求1所述的探针头，其特征在于:还包括至少一定位件，设置在所述上导板与所述下导板之间，所述定位件具有75%以上的透光率，且使用摩氏硬度5以上的材料。9.如权利要求8所述的探针头，其特征在于:所述定位件具有多个定位贯穿孔，且各所述定位贯穿孔与各所述上贯穿孔呈相对设置。10.如权利要求8所述的探针头，其特征在于:所述定位件的材料为玻璃基板或蓝宝石基板。11.如权利要求8所述的探针头，其特征在于:还包括一固定件，所述固定件设置在所述下导板与所述定位件之间。12.—种具有透光性的上导板，其特征在于包含:权利要求1至7项中任一项所述的上导板。
【文档编号】G01R31/28GK105842605SQ201610041670
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年1月21日
【发明人】许志豪, 林燊, 林燊一, 陈永鑫
【申请人】旺矽科技股份有限公司