專利名稱：二片式模塊化彈性探針的改良結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種探針模塊的技術(shù)范疇，特別涉及一種應(yīng)用于IC、晶圓等半導(dǎo)
體組件檢試的二片式模塊化彈性探針的改良結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
目前探針已廣泛應(yīng)用于各種測試領(lǐng)域，如印刷電路板測試、晶圓測試、IC封
裝測試、通信產(chǎn)品及液晶面板測試等，皆須探針作為測試媒介。除此之外，現(xiàn)階 段探針亦逐漸朝精細的電子組件發(fā)展，主要是因為探針尺寸規(guī)格愈來愈精細且具 有導(dǎo)電性、低電阻的優(yōu)點，因此將賦予探針高頻信號傳輸?shù)墓Γ勺鳛槭謾C等 無線通信產(chǎn)品的收發(fā)天線及各類電子產(chǎn)品充電器、連接器的銜接接點。未來探針 將不再只扮演測試功能的角色，亦將于電子組件的領(lǐng)域上占領(lǐng)不可或缺的位置。
另外，拜科技高度發(fā)展所賜，目前IC設(shè)計已能將多種影音功能加諸于一顆小 小的IC芯片內(nèi)，而大大提升了信息產(chǎn)品的實用性。隨著IC芯片功能的增加，其 芯片設(shè)計及封裝測試的技術(shù)難度亦相對提高，如圖1所示的多芯片封裝(MCP)、 系統(tǒng)單芯片(SOC)、系統(tǒng)級封裝(SIP)或者覆晶封裝(FC)等，然因為目前封 裝技術(shù)并無法跟上IC芯片輕薄、短小，以及具多層堆棧等設(shè)計趨勢的腳步。不僅 IC測試的良率低，且測試用的探針模塊亦需視不同的封裝技術(shù)，以及測試的芯片 結(jié)構(gòu)作對應(yīng)的更換或調(diào)整(如圖2所示)，而甚為不便，同時成本負擔較高，尤 其是對覆晶封裝(FC)而言，為提升此形態(tài)的封裝的良率，往往在IC的芯片與載板 未封膠之前，對于覆晶封裝(FC)的預(yù)黏階段就必須判定是否為良品？對整體覆晶 封裝(FC)的流程而言是非常重要的。以下進一步舉例說明現(xiàn)有探針模塊結(jié)構(gòu)。
首先，請參閱圖2所示，早期探針模塊使用的探針，是由一外套體內(nèi)緣裝設(shè) 彈性組件(圖中未顯示)后，再于其二端分別套組上探針及下探針，且所述上探 針為確實與IC芯片的錫球接觸，其端緣并爪狀的構(gòu)態(tài)，應(yīng)用時雖然上、下探針二
端分別接抵彈性組件而具有彈動功能，然而因為結(jié)構(gòu)上為分別獨立的構(gòu)件，因此 彈性力量不均勻且不穩(wěn)定，容易造成IC的芯片產(chǎn)生脆裂的情況，故而在不同的封
裝技術(shù)下，必須選用適合的探針，不僅成本負擔較高，且電性感測良率低，再者 另有一缺點是其爪狀結(jié)構(gòu)除了增加制造成本外，亦容易在高溫環(huán)境下與錫球接觸
而產(chǎn)生共晶現(xiàn)象，即IC芯片的錫球與爪狀的上探針會結(jié)合在一起，當測試環(huán)境的
溫度由高溫降低低溫時，爪狀的上探針往往會與現(xiàn)有的探針模塊分離，造成現(xiàn)有 的探針模塊成本負擔較高，及卡錫渣情形，不僅對錫球造成破壞，且亦容易產(chǎn)生
接觸不良的狀況。對覆晶封裝(FC)預(yù)黏階段而言，現(xiàn)有的探針模塊因彈性力量不 均勻且不穩(wěn)定，常常因此而造成IC的芯片產(chǎn)生脆裂或是與載板脫落，故無法測試。 而需加以改善。
請參閱圖3所示，其是申請案第91207196『模塊化彈力針組裝置結(jié)構(gòu)J專利 案(以下簡稱現(xiàn)有技術(shù)二)，亦即本案申請人先前的發(fā)明，此現(xiàn)有技術(shù)二是由一 上蓋、下蓋，以及組設(shè)于所述上、下蓋間的若干彈力針所組成，其中所述上蓋是 于軸向形成一個或一個以上中空的第一定位孔，而下蓋則是結(jié)合于上蓋下方，且 于與第一定位孔的相對位置處亦軸向具有中空的第二定位孔，用以供所述彈力針 組設(shè)，各所述彈力針是于上探針及下探針間具有一彈性壓縮組件，且將所述上探 針及下探針受到第一定位孔及第二定位孔的限制定位并凸伸于所述第一定位孔及 第二定位孔外。藉此組成一專門應(yīng)用于電性檢測的探針模塊。此現(xiàn)有技術(shù)二與上 述現(xiàn)有技術(shù)不同的處在于其彈力針是一體成型，而具有較高穩(wěn)定性的彈力，同時 降低制造成本。然而使用上仍有缺失存在，其一是接觸構(gòu)部的上探針是呈圓柱狀 結(jié)構(gòu)，仍會造成與錫球接觸不良的情形，其二是所述彈力針其中段處類似彈簧的 線圈結(jié)構(gòu)呈寬松結(jié)構(gòu)，故檢測時電子信號通過時會循著線圈的螺旋結(jié)構(gòu)路徑流動， 不僅電阻值與路徑長度呈正比，且亦因電感效應(yīng)大而影響信號的傳輸效率與質(zhì)量。
再者，又一現(xiàn)有發(fā)明是專利號US2004/0147140的美國專利案(以下簡稱現(xiàn) 有技術(shù)三)，請參閱圖4、圖5所示，所述現(xiàn)有技術(shù)三探針模塊主要組成結(jié)構(gòu)與 現(xiàn)有技術(shù)一略同，主要是于二上、下模板相對表面處形成若干容置孔槽，用以供 探針容置后蓋合，再利用螺桿螺鎖固定。而現(xiàn)有技術(shù)三與現(xiàn)有技術(shù)二最大的不同 在于探針90的結(jié)構(gòu)，現(xiàn)有技術(shù)三的探針90是由線圈繞設(shè)而成，二端與IC芯片及 PCB板接觸的線圈是繞設(shè)成密集結(jié)構(gòu)的觸接部91，且中段的身部92亦為線圈繞 設(shè)成密集接觸的結(jié)構(gòu)，進一步再于所述身部92與二端的觸接部91之間設(shè)一僅具 一線圈段的彈性部93，應(yīng)用時，通過所述探針90二端與IC芯片及PCB板接觸， 達到檢測目的。
此現(xiàn)有技術(shù)三的探針雖是由線圈一體繞設(shè)而成，藉其二端觸接部呈環(huán)圓狀構(gòu)
態(tài)，使其與IC芯片及PCB接觸時達到確實接觸的目的，然而因為其彈性力僅由 彈性部提供，其結(jié)構(gòu)又僅為一線圈段構(gòu)態(tài)，不僅彈性差、容易產(chǎn)生彈性疲乏，同 時其彈性力量無法穩(wěn)定提供，對于講求更高精密檢測的新世代IC芯片而言，仍會 造成不當?shù)挠绊?。再者就電性檢測的功效而言，雖然現(xiàn)有技術(shù)二探針是由線圈一 體繞設(shè)而成，然而因為當進行檢測時，其身部92與二端的觸接部91間的彈性部 93無法壓縮成整個密集接觸的結(jié)構(gòu)型態(tài)，因此在對于電性檢測的信號傳輸，仍會 造成電感效應(yīng)大而影響電性檢測效率與質(zhì)量。
另外因為IC芯片檢測是處于高溫環(huán)境下，故IC板本身難免會產(chǎn)生翹曲的情 形，造成翹曲部位的錫球位置產(chǎn)生偏移，進而令探針的接觸端部無法準確且穩(wěn)定 的與錫球接觸，對檢測的良率亦會造成影響。而上述現(xiàn)有技術(shù)一至三亦無針對此 問題提出適當?shù)慕鉀Q對策，因此便成為申請人思及改善的方向。
有鑒于此，本發(fā)明人為改善上述現(xiàn)有發(fā)明的缺失，乃決心憑其從事相關(guān)行業(yè) 制造、研發(fā)的多年經(jīng)驗，遂終日苦思力索、潛心研發(fā)，終研創(chuàng)出本發(fā)明的二片式 模塊化彈性探針的改良結(jié)構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種二片式模塊化彈性探針的改良結(jié)構(gòu)，其是用以檢測 IC芯片的探針模塊在使用上，不僅探針可提供較均勻且穩(wěn)定的彈性力，同時并可 于必要時自動作偏擺調(diào)整而與錫球定位，以提升電性檢測的效率與質(zhì)量。
為了達成上述的目的，本發(fā)明提供一種二片式模塊化彈性探針的改良結(jié)構(gòu)， 是由一模塊本體及若干彈性探針組成，所述模塊本體是由上、下蓋體相對蓋合構(gòu) 成，而于其內(nèi)緣成型有多數(shù)相鄰的定位孔，各所述定位孔是呈貫穿結(jié)構(gòu)，且內(nèi)緣 二端向外是延伸形成有一錐孔段及擴孔段，用以供彈性探針容置，并令彈性探針 二端向外穿出。而各所述彈性探針是由線圈一體繞設(shè)而成，其二端是形成線圈呈 密集繞設(shè)結(jié)構(gòu)的接導(dǎo)部，而所述二接導(dǎo)部之間是繞設(shè)線圈呈螺旋寬松構(gòu)態(tài)而具有 彈性壓縮特性的彈簧部，同時所述接導(dǎo)部并具有一錐面狀的頸部，以及延伸自所 述頸部的頭部，當各所述彈性探針容置于對應(yīng)的定位孔內(nèi)時，其頸部抵靠于所述 錐孔段位置，而頭部則經(jīng)所述擴孔段向外穿套而出，用以分別與PCB板及IC板 上的錫球接觸，以提供IC檢測的功能。不僅所述彈性探針的接導(dǎo)部與IC板的錫
球接觸時，可視情況作自動偏擺、彎曲的調(diào)整定位效果，同時所述彈性探針的彈 簧部經(jīng)施壓而壓縮呈密集接觸型態(tài)供電子信號通過，能降低電阻、消除電感效應(yīng)，
達到穩(wěn)提升檢測時電子信號傳輸?shù)男始胺€(wěn)定性。又為各所述彈性探針與IC板的
錫球接觸一端的接導(dǎo)部外端緣，另可形成一外擴狀的碗形定位端，用以增加所述 接導(dǎo)部作自動定位時接觸的穩(wěn)定性。
本發(fā)明的上述及其它目的與優(yōu)點，不難從下述所選用實施例的詳細說明與附 圖中，獲得深入了解。


圖1為目前業(yè)界IC芯片封裝種類的舉例圖標；
圖2為第一種現(xiàn)有探針模塊應(yīng)用于不同封裝技術(shù)的IC芯片檢測的組合剖面
圖3為第二種現(xiàn)有探針模塊的組合剖面圖4為第三種現(xiàn)有探針模塊的探針立體外觀圖5為第三種現(xiàn)有探針模塊的組合剖面圖6為本發(fā)明分解示意圖7為本發(fā)明組合剖面示意圖8為本發(fā)明進行電子信號檢測的狀態(tài)示意圖9為本發(fā)明彈性探針自動調(diào)整定位示意圖IO為本發(fā)明彈性探針承受壓力變形的示意圖11為本發(fā)明彈性探針第二種實施例設(shè)計的組合剖面圖12為本發(fā)明彈性探針第二種實施例設(shè)計的檢測應(yīng)用剖面圖13為本發(fā)明彈性探針第二種實施例設(shè)計的承受壓力變形的示意圖14為本發(fā)明探針模塊的應(yīng)用實施例立體圖。
附圖標記說明模塊本體-10;上蓋體-ll;定位凹緣-lll;定位銷-112;下蓋 體-12;銷孔-121;定位銷-122;定位孔-13;孔洞-13A、 13B;錐孔段-131;擴孔 段-132;彈性探針-21;接導(dǎo)部-211;頸部-2111;頭部-2112;碗形定位端-2113; 彈簧部-212; PCB板-30;接端部-31; C板曙40;錫球-41。
具體實施例方式
請參閱圖6 圖8所示，本發(fā)明提供的二片式模塊化彈性探針的改良結(jié)構(gòu)， 是由一模塊本體10及若干彈性探針21組成，其中
所述模塊本體10是由一上蓋體11及下蓋體12相對蓋合而成，所述上、下蓋 體ll、 12相對的外緣面各形成有若干相鄰的貫穿孔洞13A、 13B，進一步于相對 蓋合后，形成供所述彈性探針21容置的定位孔13，而各所述定位孔13其相接外 側(cè)的內(nèi)緣二端是向延伸形成一斜錐狀的錐孔段131，以及一擴孔段132。其次所述 上蓋體11相對成型所述定位孔13的外緣，另形成有一定位凹緣111，用以供欲 檢測的IC板40于檢測時定位之用。所述上、下蓋體ll、 12準確結(jié)合，所述上蓋 體11相對端外緣面凸設(shè)有定位銷112，而下蓋體12外緣面則形成有供所述定位 銷112插組的銷孔121，且所述下蓋體12另一外側(cè)面亦可凸設(shè)與PCB板30作定 位的定位銷122。
所述彈性探針21是分別套組于所述定位孔13內(nèi)，且二端并穿出孔外。各所 述彈性探針21是由線圈一體繞設(shè)而成，其二端是形成線圈呈密集繞設(shè)結(jié)構(gòu)的接導(dǎo) 部211，而所述二接導(dǎo)部211之間是繞設(shè)線圈呈螺旋寬松構(gòu)態(tài)而具有彈性壓縮特 性的彈簧部212，同時所述接導(dǎo)部211并具有一錐面狀的頸部2111，以及延伸自 所述頸部2111的頭部2112,當各所述彈性探針21容置于定位孔13內(nèi)時，其頸 部2111抵靠于所述錐孔段131位置，而頭部2112則經(jīng)所述擴孔段132向外穿套 而出，用以分別與PCB板30的接端部31，以及IC板40的錫球41接觸，以提 供IC芯片作電性功能的檢測。
藉此，令所述彈性探針21與IC板40的錫球41接觸時，能提供均勻且穩(wěn)定 的彈性力，且利用所述擴孔段132大于所述頭部2112的結(jié)構(gòu)設(shè)計，令彈性探針 21的接導(dǎo)部211與錫球41接觸時，可作自動偏擺、彎曲的調(diào)整定位效果，同時 令所述彈性探針21的彈簧部212經(jīng)施壓而壓縮呈密集接觸型態(tài)供電子信號通過， 得降低電阻、消除電感效應(yīng)，達到穩(wěn)提升檢測時電子信號傳輸?shù)男始胺€(wěn)定性。
請再參閱圖6所示，本發(fā)明應(yīng)用于檢測作業(yè)時，是將探針模塊置于PCB板 30與IC板40之間，令各所述彈性探針21 二端接導(dǎo)部211分別與PCB板30上 的接端部31，以及IC板40上的錫球41靠抵接觸，當進行信號傳輸?shù)臋z測時， 彈性探針21的彈簧部212經(jīng)施壓而壓縮呈密集接觸型態(tài)，進一步與二端的接導(dǎo)部 211呈現(xiàn)完全密集的一體式型態(tài)，故可供電子信號穩(wěn)定且迅速通過，如圖8所示， 確實具有降低電阻、消除電感效應(yīng)的效用。且通過所述彈簧部212提供穩(wěn)定、均
勻的彈性伸縮力量，以及所述接導(dǎo)部211呈環(huán)狀線圈結(jié)構(gòu)，進一步與錫球41接觸 時可緩和并減輕壓迫力道，降低長時間高溫測試時對錫球41造成的不良影響。如 圖10所示，若檢測過程中，IC板40下壓的力量過大時，彈性探針21本身會通 過變形吸收過大的壓力，避免對IC芯片造成不當破壞。如此即得令本探針模塊同 時適用于多芯片MCP、系統(tǒng)單芯片SOC，或者系統(tǒng)級封裝SIP等封裝技術(shù)中，如 圖14，不僅適用性高，且可確實提升檢測的良率，并降低成本。
再者，請再參閱圖9，在檢測過程中，若IC板40因故產(chǎn)生翹曲情形而令錫 球41位置偏移時，因為所述模塊本體10其定位孔13外端的擴孔段132內(nèi)徑較彈 性探針21的頭部2112大，且穿出所述擴孔段132，故可令所述彈性探針20的接 導(dǎo)部211與錫球41接觸時，作自動偏擺、彎曲的調(diào)整定位效果，避免產(chǎn)生接觸不 良的情形。
另外，承上述，請再參閱圖11 圖14所示，本案所述彈性探針21在結(jié)構(gòu)設(shè) 計的變化上，其與IC板40的錫球41接觸一端的接導(dǎo)部211外端緣，亦可再形成 外擴狀的碗形定位端2113，用以增加所述接導(dǎo)部211與錫球41作自動定位時接 觸的穩(wěn)定性。
權(quán)利要求
1.一種二片式模塊化彈性探針的改良結(jié)構(gòu)，其包括一模塊本體，以及若干組設(shè)于所述模塊本體內(nèi)的彈性探針，所述模塊本體是由上、下蓋體組成，內(nèi)緣成型有若干供所述彈性探針穿套的定位孔，而各所述彈性探針是由線圈一體繞設(shè)而成，其特征在于所述彈性探針二端是形成一線圈呈密集繞設(shè)結(jié)構(gòu)的接導(dǎo)部，并于所述二接導(dǎo)部之間繞設(shè)一線圈呈螺旋寬松構(gòu)態(tài)而具有彈性壓縮特性的彈簧部，同時所述接導(dǎo)部具有一錐面狀的頸部，以及延伸自所述頸部的頭部；而所述模塊本體供所述彈性探針組設(shè)的定位孔二端，是形成對應(yīng)所述頸部的錐孔段，且所述錐孔段外端延伸形成一內(nèi)徑大于所述彈性探針其頭部外徑的擴孔段，且當所述彈性探針容置于所述定位孔內(nèi)時，其頭部穿出所述擴孔段。
2. 依權(quán)利要求1所述的二片式模塊化彈性探針的改良結(jié)構(gòu)，其中各所述彈性 探針與IC板的錫球接觸一端的接導(dǎo)部外端緣，形成一外擴狀的用以增加所述接導(dǎo)部作自動定位時接觸穩(wěn)定性的碗形定位端。
3. 依權(quán)利要求1所述的二片式模塊化彈性探針的改良結(jié)構(gòu)，其中所述模塊本 體的上蓋體相對成型所述定位孔的外緣，形成有一用以供IC板檢測時定位用的定位凹緣。
全文摘要
本發(fā)明是有關(guān)于一種二片式模塊化彈性探針的改良結(jié)構(gòu)，是由上蓋體及下蓋體相對蓋合組成模塊本體，再于其內(nèi)緣形成若干貫穿的定位孔，且各所述定位孔內(nèi)緣二端向外是延伸形成錐孔段及擴孔段，用以供多個彈性探針分別容置，各所述彈性探針是由線圈一體繞設(shè)而成，二端形成有一線圈呈密集繞設(shè)結(jié)構(gòu)的接導(dǎo)部，且所述接導(dǎo)部具有一錐面狀的頸部以及頭部，令所述頭部可穿出所述定位孔外，又所述二接導(dǎo)部之間是繞設(shè)一線圈呈螺旋寬松構(gòu)態(tài)而具有彈性壓縮特性的彈簧部，藉此令所述彈性探針組設(shè)于所述模塊本體內(nèi)時，能呈現(xiàn)出彈性力量均勻、檢測時所述接導(dǎo)部具彈性偏擺調(diào)整定位，同時電子信號傳導(dǎo)性佳的探針模塊。
文檔編號H01L21/66GK101109767SQ200610098879
公開日2008年1月23日 申請日期2006年7月17日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月17日
發(fā)明者范偉芳 申請人:范偉芳