专利名称：测试探针与探针固定座的制作方法
技术领域：
本实用新型关于用以测试半导体晶圆等组件的探针与探针固定座。
背景技术：
作为集成电路(integrated circuit, IC)芯片(待测组件)和测试仪器之间的媒介，探针通过和待测组件接触并将所探测讯号传送至测试仪器而得知待测组件是否为良品，因此一直以来，探针与IC二者的发展始终是密不可分，探针的设计因应不同的IC世代而发展出不同的规格，以符合IC电性测量上的需要。随着IC持续朝向微型化发展(目前 IC制造已从40奈米进入28奈米制程)，IC芯片上接点之间的间距亦日渐缩�。茉诰赫氖谐∩贤延倍龅奶秸胧票氐寐愦宋⑿突魇�。已知的微型探针一般为线形，当在测试中将此类探针下压以接触接点时，往往会因其弹性不足，而在探针与待测组件(例如半导体晶圆)之间累积过大的应力，进而导致待测组件的磨损或是探针的损耗。另一种已知的探针具有弹簧的构造以提供所需弹性。然而，此类探针通常包含套筒、螺旋状弹簧与针头等组件，其由机械加工制成，不但不易加工， 而且所制成的探针尺寸过大，无法符合微型化IC的需求。
实用新型内容为解决上述问题，本实用新型提供一种具有弹性而且尺寸微小的测试探针，以及包含该测试探针的探针固定座。依照本实用新型的第一实施例，提供一种测试探针。该探针用以对一待测组件进行垂直测试。该探针包含一弹性部，具有带状的弯曲弹性结构；第一针头，位于该弹性部的一端，并用以接触该待测组件；以及第二针头，位于该弹性部的另一端。另外，该探针的该第一针头、该第二针头与该弹性部一体成形，且该第一针头与该第二针头的宽度分别略小于该弹性部的宽度。其中该探针的宽度由该弹性部的宽度来定义，且该探针的宽度范围介于20微米与200微米之间。该探针的剖面形状为方形或矩形。其中该第一针头与该第二针头分别具有一端部，且该第一针头与该第二针头的个别端部的形状为楔形、梯形、圆弧形或皇冠形。其中该弹性部的该弯曲弹性结构的节距依所需承受外力而定。其中该弹性部的该弯曲弹性结构的形状为连续的S形、Z形或锯齿形。依照本实用新型的第二实施例，提供一种探针固定座。该探针固定座包含一本体，具有多个导引槽；以及多个如上述第一实施例所述的测试探针。另外，在该探针固定座中，各该测试探针的该弹性部位于各自对应的该导引槽内，且该导引槽的宽度略大于该探针的宽度。其中该导引槽的剖面形状为方形、矩形或圆形。[0013]其中该测试探针的该第二针头是通过点胶的方式和该本体黏合。所述的探针固定座，还包含第一针头定位板，具有多个第一开槽，以及第二针头定位板，具有多个第二开槽，其中该本体是介于该第一针头定位板与该第二针头定位板之间，其中该第一针头是从该第一针头定位板的该第一开槽穿出，而该第二针头是从该第二针头定位板的该第二开槽穿出，以及其中该第一开槽的宽度与该第二开槽的宽度小于该探针的宽度，通过该等宽度的差异，使该探针不从该探针固定座中滑脱。其中该第一开槽与该第二开槽的剖面形状为方形、矩形或圆形。其中该第一开槽、该第二开槽以及该导引槽是彼此搭配而配置成具有预定间距的矩阵。其中该探针的该第二针头是经由一个转接板转接，以利和一测试仪器电气连接。其中该探针的该第二针头是经由多个转接板转接，以利和一测试仪器电气连接。本实用新型的实施例具有以下有益效果上述方案中，能够使得测试探针具有弹性而且尺寸微小的优点。上述新型内容仅和本实用新型所揭露的多个实施例的一部分相关，并非意图用以限制本实用新型的范畴。本实用新型的上述特点及其它特点将在下述实施方式中偕同随附图式而予以详述。
在随附图式中，类似的组件以相似的参考符号加以标示，其中图1是依照本实用新型第一实施例，呈现探针的示意图；图2是依照本实用新型第一实施例，呈现探针的针头的端部形状简图；图3是依照本实用新型第一实施例，呈现探针于受力与未受力时的示意图；图4是依照本实用新型第二实施例，呈现探针固定座的示意图；图5是依照本实用新型第二实施例，呈现探针固定座的探针定位板的上视图；图6A是依照本实用新型第二实施例，呈现探针固定座和一个转接板连接的示意图；图6B是依照本实用新型第二实施例，呈现探针固定座和多个转接板连接的示意图；以及图7是依照本实用新型第三实施例，呈现和一个转接板连接的另一探针固定座的示意图。组件符号说明1 探针11第一针头12弹性部11，第二针头111 第一端部[0042]121 节距111，第二端部2探针固定座21第一探针定位板22 本体21，第二探针定位板211 第一开槽221导引槽211，第二开槽3探针固定座32 本体4 黏胶5转接板
具体实施方式
为使本实用新型的实施例要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。本实用新型的第一实施例是关于一种测试探针。请参照图1，其呈现探针1的示意图。探针1是置于探针固定座(如图4)内以对待测组件进行垂直测试。举例而言，在本实施例中，探针1是由微机电系统(Micro Electro Mechanical Systems, MEMS)技术制成，此种探针制造技术具有制程精确、大量制造以及微型化等等的优点，因而可使用由此种制造技术所制成的探针来测量具有20微米(μπι)以上的接点间距(pitch)的各式电子组件，例如微型的印刷电路板(printed circuit board, PCB)、微型的集成电路(integrated circuit, IC)晶粒或半导体晶圆等等。如图1所示，探针1包含第一针头11、弹性部12与第二针头11’。第一针头11与第二针头11’是分别位于弹性部12的二端，且第一针头11、弹性部12与第二针头11’是一体成形的单一结构物。另外，第一针头11与第二针头11’的宽度分别略小于弹性部12的宽度，而弹性部12的宽度定义了探针1的宽度。举例而言，在本实施例中，探针1的宽度可从200 μ m小至20 μ m,实际宽度则可依据探针1所欲测量的接点之间的间距大小来决定。 除此之外，探针1的剖面形状可为方形或矩形，有别于已知技术中常见的圆柱体探针。在本实施例中，第一针头11是用以直接接触待测组件的接点(例如IC焊垫)，而第二针头11’则用以和测试仪器电气连接。另外，第一针头11与第二针头11’分别具有第一端部111与第二端部111’，第一端部111与第二端部111’的形状可视待测组件的测试需求而为楔形、梯形、圆弧形或皇冠形等等，如图2所示。举例而言，楔形适用于较小间距的接点，而皇冠形则可咬住接点，致使探针1在测试受力时不易滑动。再次参照图1，探针1的弹性部12具有带状弯曲弹性结构，该带状弯曲弹性结构具有节距121。弹性部12可赋予探针1弹性，在探针1受力时可通过弹性部12的变形(如图3)作为缓冲，因而和目前业界所用的线形探针相比，探针1较可避免由所施加外力而造成待测组件损坏，例如刮伤晶圆或是甚至将晶圆刺破。弹性部12所受外力与其变形量是具有下列关系F = KDX(公式 1)其中F是所受外力、K为弹性系数、而X则是变形量。举例而言，在本实施例中，弹性部12针对晶圆测试的变形量可为约50 150μπι， 而针对PCB测试的变形量则可为约0. 3 0. 5_。除此之外，弹性部12的节距121可依所需承受外力来作增减，而弯曲弹性结构的形状可为连续的S形、Z形、或锯齿形等等。本实用新型的第二实施例是关于一种探针固定座，其包含多个如本实用新型第一实施例的探针1。请参考图4，其呈现探针固定座2的示意图。探针固定座2包含第一针头定位板21、本体22、多个探针1以及第二针头定位板21’，而且本体22是介于第一针头定位板21与第二针头定位板21’之间。在探针固定座2中，第一针头定位板21、本体22、与第二针头定位板21’的接合方式可依测试当时所采用机台而有不同设计，为避免不必要地混淆本实用新型，故于此并不详述。探针固定座2中的探针1的结构与特征如第一实施例中所描绘，故不再赘述，以下仅就第二实施例的特征加以说明。探针固定座2的本体22具有多个导引槽221，其宽度略大于探针1的宽度(由探针1的弹性部12的宽度来定义)。举例而言，在本实施例中，宽度略大于探针1的导引槽 221是可透过微型钻头在本体22中钻孔而形成，且导引槽221的剖面形状可为方形、矩形或是圆形。探针固定座2的第一针头定位板21具有多个第一开槽211，其宽度小于探针1的宽度，且其剖面形状亦可为方形、矩形或是圆形。举例而言，在本实施例中，第一针头定位板 21上的多个第一开槽211是可通过镭射形成。图5为第一针头定位板21的上视图，呈现多个第一开槽211的配置，其为具有预定间距的矩阵，确切的配置布设则可依待测组件上接点的位置来决定。和第一针头定位板21相似，第二针头定位板21’具有多个可由镭射加工而形成宽度小于探针1的宽度的第二开槽211’，且其剖面形状可为方形、矩形或是圆形。 此外，多个第一开槽211、多个第二开槽211’以及多个导引槽221的配置是相互配合，形成具有预定间距的矩阵。在探针固定座2中，各探针1的弹性部12是位于各自对应的导引槽221内，致使探针1能因应测试时所承受的外力而在导引槽221内上下移动。探针1的第一针头11是从第一针头定位板21的第一开槽211穿出，由于多个第一开槽211的配置是依待测组件上接点的位置而定，所以由第一开槽211穿出的第一针头11就能精准定位至接点上以进行测试。在探针固定座2的另一端，探针1的第二针头11’则从第二针头定位板21’的第二开槽211，穿出。如图6Α与6Β所示，由第二针头定位板21，穿出的第二针头11，可经由转接板5转接后和测试仪器电气连接，而转接板5可为软性印刷电路板(PCB)、或甚至可透过微光刻电铸模造(LIGA)技术制成。原本在探针1之间的间距为数十μ m，但经由一个转接板 5上所布设的宽度递增的铜箔、或是透过多个转接板5上间距依序渐增的铜箔布设，在转接板5上最终会和测试仪器连接的接点的间距就可增加到数毫米(mm)，以利后续经由焊接打线或是直接和测试仪器的探测单元(probe)相接(未呈现)，而将所探测讯号传送至测试仪器。除此之外，如先前所述以及由图4中所清楚呈现，第一探针定位板21上的第一开槽211的宽度与第二探针定位板21’上的第二开槽211’的宽度皆小于探针1的宽度(由探针1的弹性部12的宽度来定义)，因此当探针1是置于探针固定座2时，该等宽度的差异就可避免探针1从探针固定座2中滑脱。本实用新型的第三实施例是关于另一种探针固定座，其包含多个探针，例如本实用新型第一实施例的探针1。请参考图7，其呈现探针固定座3的示意图。探针固定座3包含本体32与多个探针1。探针固定座3中的探针1的结构与特征如第一实施例中所述，故不再赘述，以下仅就第三实施例的特征加以说明。和本实用新型第二实施例的探针固定座2的本体22相似，探针固定座3的本体32 具有多个导引槽321，其宽度略大于探针1的宽度。举例而言，在本实施例中，可透过微型钻头在本体32中钻孔而形成导引槽321，其剖面形状可为方形、矩形或是圆形。此外，在探针固定座3中，各探针1的弹性部12位于各自对应的导引槽321内，致使探针1能因应测试时所承受的外力而在导引槽321内上下移动。然而，和第二实施例的探针固定座2不同，在第三实施例中，探针固定座3不具有探针定位板(例如探针固定座2的第一针头定位板21)。取而代之的是在探针固定座3中本体32和转接板5相邻的那一端上，通过点胶的方式以黏胶4将探针1的第二针头11’与本体32黏合在一起。举例而言，在本实施例中，用于点胶的黏胶4可为环氧树脂(印oxy)、 热熔胶或瞬间胶等等。和第二实施例的探针固定座2相比，探针固定座3可用于具有较大接点间距的待测组件，且成本较低而效率较高。以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
权利要求1.一种测试探针，其特征在于，该探针包含 一弹性部，具有带状的弯曲弹性结构； 第一针头，位于该弹性部的一端；以及第二针头，位于该弹性部的另一端，其中该第一针头、该第二针头与该弹性部是一体成形，以及其中该第一针头与该第二针头的宽度分别略小于该弹性部的宽度。
2.根据权利要求1所述的测试探针，其特征在于，其中该探针的宽度由该弹性部的宽度来定义，且该探针的宽度范围介于20微米与200微米之间。
3.根据权利要求1或2所述的测试探针，其特征在于，该探针的剖面形状为方形或矩形。
4.根据权利要求1或2所述的测试探针，其特征在于，其中该第一针头与该第二针头分别具有一端部，且该第一针头与该第二针头的个别端部的形状为楔形、梯形、圆弧形或皇冠形。
5.根据权利要求1或2所述的测试探针，其特征在于，其中该弹性部的该弯曲弹性结构的节距依所需承受外力而定。
6.根据权利要求1或2所述的测试探针，其特征在于，其中该弹性部的该弯曲弹性结构的形状为连续的S形、Z形或锯齿形。
7.一种探针固定座，其特征在于，包含 一本体，具有多个导引槽，以及多个如权利要求1至6其中任一项所述的测试探针，各该测试探针的该弹性部是位于各自对应的该导引槽内，其中该导引槽的宽度略大于该探针的宽度。
8.根据权利要求7所述的探针固定座，其特征在于，其中该导引槽的剖面形状为方形、 矩形或圆形。
9.根据权利要求8所述的探针固定座，其特征在于，其中该测试探针的该第二针头是通过点胶的方式和该本体黏合。
10.根据权利要求8所述的探针固定座，其特征在于，还包含 第一针头定位板，具有多个第一开槽，以及第二针头定位板，具有多个第二开槽，其中该本体是介于该第一针头定位板与该第二针头定位板之间， 其中该第一针头是从该第一针头定位板的该第一开槽穿出，而该第二针头是从该第二针头定位板的该第二开槽穿出，以及其中该第一开槽的宽度与该第二开槽的宽度小于该探针的宽度。
11.根据权利要求10所述的探针固定座，其特征在于，其中该第一开槽与该第二开槽的剖面形状为方形、矩形或圆形。
12.根据权利要求10所述的探针固定座，其特征在于，其中该第一开槽、该第二开槽以及该导引槽是彼此搭配而配置成具有预定间距的矩阵。
13.根据权利要求9至12其中任一项所述的探针固定座，其特征在于，其中该探针的该第二针头是经由一个转接板转接，以利和一测试仪器电气连接。
14.根据权利要求9至12其中任一项所述的探针固定座，其特征在于，其中该探针的该第二针头是经由多个转接板转接，以利和一测试仪器电气连接。
专利摘要本实用新型提供一种测试探针，以及包含该测试探针的探针固定座。该探针具有第一针头、第二针头与一弹性部，其中该弹性部是介于该第一针头与该第二针头之间，且该弹性部具有带状的弯曲弹性结构。另外，该探针的该第一针头、该第二针头与该弹性部一体成形，而且该第一针头与该第二针头的宽度分别略小于该弹性部的宽度。该探针固定座包含多个该探针以及具有多个导引槽的一本体。另外，该探针的该弹性部主要位于该本体的该导引槽内，且该导引槽的宽度略大于该探针的宽度。
文档编号G01R1/073GK202133687SQ20112008401
公开日2012年2月1日 申请日期2011年3月25日 优先权日2011年3月25日
发明者游建进, 陈锡铭 申请人:金准科技股份有限公司
专业数控铣床产品供应商
20年生产经验，实力工厂，精工品质，质量有保障
