垂直式探针卡制造技术

本发明专利技术提供了一种垂直式探针卡，包含：一多层模块、多个具变形能力的从动件、一绝缘导引板以及多个探针。多个从动件固定并电性连接于多层模块的一空间转换层，绝缘导引板则开设多个导孔，致使每一与从动件分离的探针可滑移地装卸在对应的导孔内。测试时，探针针尖抵触待测物而受力在导孔内滑移，具有变形能力的从动件可抵制探针的位移而变形以吸收外力。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种垂直式探针卡，尤其涉及一种每一探针可独立更换的垂直式探针 卡。
技术介绍
晶圆测试时，测试仪器通常通过一探针卡(probe card)获取待测物(device under test,DUT)的电气信号。探针卡通常包含若干个尺寸精密的探针，利用探针接触待测 物上尺寸微小的焊垫或凸块，通过探针传送一测试信号，并配合软件控制达到量测的目的。现有的垂直式探针卡，探针部分多为一机械加工后的金属线材，通过探针呈弯 曲状的形态，利用弯曲所产生的弹性来吸收抵触待测物产生的外力，或是将探针设计 成具有一弹性变形能力，如日本专利公开第2003-240800号的探针针头为一中空锤头 (hammerhead)结构；或是配合其它部件来吸收外力，如日本专利公开第2002-48818号所披 露参照图10所示，探针卡包含多个探针101以及对应每一探针101的导线102。该导线 102形成多个弯曲部103、104，提供探针101吸收外力的弹性。因该专利公开案所使用的 导线102尺寸细长，且形成多个弯曲部103、104，因此必须设置下支持板105以及上支持板 106来为导线102提供支撑力，且该公开专利案利用人工组装导线102，导线102的线径大 约在50 100 μ m,须设置在多个支持板105、106所开设的贯穿孔内，因此组装不易；再者， 导线102须形成多处弯曲形态而不易制造。在芯片尺寸逐渐微小化下，探针的尺寸精度和 密度增加，以传统制造和人工组装的方式无法满足此潮流的要求。另外，如日本专利公开第2002-134570号所披露，在探针上方加设具有弹性的异 向性导电薄膜，利用异向性导电薄膜本身的弹性吸收外力。然而，异向性导电薄膜具有导电 方向性，薄膜上下两点须确实接触方能导通，因此当异向性导电薄膜受到每一探针产生的 不同位移量时，探针间容易相互产生干涉，造成探针与薄膜接触不良而影响导通，造成测试 的偏差。现有的垂直式探针卡，其探针大多固定在探针卡上而无法自由拆装，如美国公开 专利第2007/0205783号，其包含一片状探针(sheet-like probe)，该片状探针固设多个探 针。因此，当某些探针损坏或需要更换时，无法独立更换，而须更换该片状探针而大幅增加 成本。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种垂直式探针卡，其每一探针可随使用需求独立自由更 换，而减少成本支出。本专利技术的另一目的在于提供一种垂直式探针卡，其探针或从动件可通过微机电系 统(MEMQ或半导体制程制造，而获得精度较高且尺寸较小而可紧密排列。为达上述目的，本专利技术提供的垂直式探针卡，包含一多层模块、多个具变形能力的 从动件、一绝缘导引板以及多个探针。该多层模块包含一空间转换层，可供从动件固设于其上，绝缘导引板开设多个导孔，致使每一探针可滑移地装卸在对应的导孔内；每一从动件包 含一自由端，探针的头部接触对应从动件的自由端，并通过空间转换层内部的导线，致使探 针与多层模块电性相连；当探针针尖抵触待测物时，探针因受力在导孔内滑移，而具有变形 能力的从动件可抵制探针的位移而变形。通过本专利技术提出的垂直式探针卡，当探针受损时，仅需针对受损探针进行替换或 维修，因此可节省大量成本；此外，本专利技术的探针可在导孔内自由滑移，如此可加速组装，并 减少针体的磨损。有关本专利技术的详细
技术实现思路
及实施例配合附图说明如下。附图说明图1-1为本专利技术一实施例的结构剖面图；图1-2为本专利技术另一实施例的结构剖面图；图1-3为本专利技术另一实施例的结构剖面图；图2-1为本专利技术从动件的一实施例；图2-2为图2-1测试时的动作状态图；图3-1为本专利技术从动件的另一实施例；图3-2为本专利技术图3-1测试时的动作状态图；图4-1至图4-4为本专利技术从动件为一悬臂结构的不同实施例示意图；图5-1为本专利技术从动件为一悬臂结构的另一实施例示意图；图5-2为本专利技术从动件为一悬臂结构的另一实施例示意图；图6-1至图6-5为本专利技术从动件为一屈曲梁结构的不同实施例示意图；图7为本专利技术的多个从动件先组装至一基板的示意图；图8为本专利技术探针结构的一实施例；图9-1为本专利技术绝缘导引板的另一实施例示意图；图9-2为图9-1的绝缘导引板移除若干层的示意图；图10为现有探针卡的局部结构剖面图。具体实施例方式有关本专利技术的详细说明及
技术实现思路
现配合附图说明如下参照图1-1和图1-2所示，为本专利技术一实施例的结构剖面图，如图所示本专利技术提 出的垂直式探针卡10包含一多层模块11、多个具变形能力的从动件12、一绝缘导引板13 和多个探针14。该多层模块11可包含印刷电路板(printed circuit board，PCB) 111、盖板 (cover) 112、加强件(stiffener) 113、保护板(图中未示)、载板(图中未示)等探针卡现 有的多层结构，且该多层模块11的测试侧包含一空间转换层(space transformer) 114。在 一实施例中，该空间转换层114实质上可为一电路基板，包含第一表面11 及相对于该第 一表面IHa的另一侧的第二表面114b，第一表面11 具有多个金属接点，第二表面114b 亦具有相对应的金属接点，第一表面IHa的金属接点可经空间转换层114的内部线路与第 二表面114b上的一个以上的金属接点电性相连；该空间转换层114的第一表面11 的金 属接点电性连接至印刷电路板111，致使电性信号可自探针14传递至多层模块11。空间转换层114的基材选自绝缘材质，实质上可为一陶瓷基板、陶瓷基座或有机材料基板。从动件12为导电材质，一端固设于该空间转换层114的第二表面114b，且与第二 表面114b的一个或一个以上的金属接点电性相连，另一端则为自由端121，可与探针14接 触而电性相连。须了解到，每一从动件12为一具变形能力或弹性的结构，其外观或实质形 式变化甚多，故不以附图披露的为限；此外，从动件12与探针14为可分离结构，如此可方便 更换探针14。这些从动件12通过空间转换层114内部的导线(图中未示)与印刷电路板 111电性相连。从动件12受力时，可吸收外力而整体变形达到平衡，无须额外设置其它辅 件吸收外力或提供支撑。这些从动件12可利用微机电系统(micro-electro-mechanical system,MEMS)或半导体制禾呈(semiconductor manufacturing process)技术形成，其固设 在该空间转换层114上，因此可获得尺寸较小、排列紧密整齐的特性。绝缘导引板13开设多个导孔131，这些导孔131贯通绝缘导引板13，实质上考虑 垂直贯通的情况，致使对应探针14可自由滑移地设置在导孔131内。该绝缘导引板13可 以螺丝锁固或涂胶30黏合(参见图1-3的示意)等方式固设于该多层模块11，为方便更换 探针14，固设的方式考虑螺丝锁固的情况。图1-1至图1-3示出了绝缘导引板13的不同 实施例图1-1示出了绝缘导引板13直接固锁于该多层模块11的盖板112，图1-2则示出 了绝缘导引板13自该第二表面114b固锁于空间转换层114。图1-3所示的绝缘导引板13 则与前述盖板112为一体的结构，其直接固设在该多层模块11的印刷电路板111上。图2-1与图3-1分别为本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种垂直式探针卡，其特征在于，包含：一多层模块（１１），包含一空间转换层（１１４），设置在所述多层模块（１１）的一测试侧；多个从动件（１２），其具有变形能力，所述从动件（１２）的一端固设于所述空间转换层（１１４）；一绝缘导引板（１３），开设多个贯通的导孔（１３１）；多个探针（１４），每一所述探针（１４）能滑移地装卸在所述绝缘导引板（１３）的对应导孔（１３１）内，并包含一头部（１４１）及一针尖（１４２）；所述探针（１４）的头部（１４１）接触对应从动件（１２）的一自由端（１２１），致使所述探针（１４）与所述多层模块（１１）电性相连；当所述针尖（１４２）接触待测物时，每一所述探针（１４２）在所述导孔（１３１）内滑移，而每一所述从动件（１２）抵制对应探针（１４）的位移而独立变形。

【技术特征摘要】
1.一种垂直式探针卡，其特征在于，包含一多层模块(11)，包含一空间转换层(114)，设置在所述多层模块(11)的一测试侧； 多个从动件(12)，其具有变形能力，所述从动件(1 的一端固设于所述空间转换层(114)；一绝缘导引板(13)，开设多个贯通的导孔(131)；多个探针(14)，每一所述探针(14)能滑移地装卸在所述绝缘导引板(1 的对应导孔 (131)内，并包含一头部(141)及一针尖(142)；所述探针(14)的头部(141)接触对应从动 件(1 的一自由端(121)，致使所述探针(14)与所述多层模块(11)电性相连；当所述针 尖(14 接触待测物时，每一所述探针(14 在所述导孔(131)内滑移，而每一所述从动件 (12)抵制对应探针(14)的位移而独立变形。2.根据权利要求1所述的垂直式探针卡，其特征在于，所述从动件(1 利用微机电系 统或半导体制程技术制造。3.根据权利要求1所述的垂直式探针卡，其特征在于，所述从动件(12)为一悬臂结构。4.根据权利要求3所述的垂直式探针卡，其特征在于，所述悬臂结构包含一悬臂(122) 和一将所述悬臂(122)固定于所述空间转换层(114)的一基座(123)。5.根据权利要求4所述的垂直式探针卡，其特征在于，所述空间转换层(114)具有一空 腔(115)，所述空腔(115)提供所述悬臂(122)变形的空间。6.根据权利要求3所述的垂直式探针卡，其特征在于，所述空间转换层(114)具有一空 腔(115)，致使所述悬臂结构的一悬臂(122)可固设于所述空间转换层(114)，而所述空腔(115...

【专利技术属性】
技术研发人员：范宏光，洪文兴，陈弘仁，
申请(专利权)人：旺矽科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]