[發(fā)明專利]二片式模塊化彈性探針的改良結(jié)構(gòu)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200610098879.3
• 申請日: 2006-07-17
• 公開（公告）號: CN101109767A
• 公開（公告）日: 2008-01-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 范偉芳
• 申請（專利權(quán)）人: 范偉芳
• 主分類號: G01R1/067
• 分類號: G01R1/067;G01R31/00;G01R31/28;G01R31/26;H01L21/66
• 代理公司: 北京科龍寰宇知識產(chǎn)權(quán)代理有限責任公司
• 代理人: 孫皓晨

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)」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US?2004/0147140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。