專利名稱：探針卡結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明為一探針卡的技術(shù)領(lǐng)域，特別指一種運用于探針數(shù)目多且間距小的探針卡中，利用真空吸力的原理將探針卡各構(gòu)件緊密地固定在一起。
背景技術(shù)：
隨著科技技術(shù)的成熟與提升，芯片功能逐漸增加，設(shè)計逐漸復(fù)雜，芯片輸入/輸出針腳數(shù)也持續(xù)增加。為了降低生產(chǎn)成本，晶圓尺寸也不斷提升(如12時晶圓)，因此大面積偵測用的探針卡需求逐漸增多。此類大面積的探針卡，由于探針接觸點的間距小，結(jié)構(gòu)中通常會利用具有線路的多層式基板設(shè)置于多個探針與電路板間，作為線路的空間轉(zhuǎn)換裝置。 基板上下兩平面具有大間距墊盤(又稱接觸墊，contact pad)與小間距墊盤，內(nèi)部分布著連接上下各墊盤的線路，其中大間距離墊盤的平面是與電路板相接，墊盤間距較小的平面則是供多個微小探針各別與墊盤相電性連接。利用此多個微小探針與被測物接觸即可達成電子測試的目的。多層式基板可為陶瓷基板、玻璃基板或銅箔(FR-4)基板等，例如在工業(yè)上容易獲得的多層陶瓷基板(multi-layer ceramics substrate, MLC)或低溫共燒陶瓷基板(low temperature co-fired ceramics substrate, LTCC)。大面積的探針卡不僅本身所具備的微小探針數(shù)目眾多(可達數(shù)千根)，各構(gòu)件如電路板、基板的線路復(fù)雜程更高，成本也更為昂貴，因此就使用者(如測試廠商)的立場，是希望探針卡的使用壽命能夠延長，在各構(gòu)件拆解維修時，如電路板或基板的損傷情形能降低，以減少重新更換零件的成本。就現(xiàn)有探針卡的結(jié)構(gòu)作分析，電路板與基板的固定方式是利用焊錫粘固于電路板與基板上的線路墊盤處。當(dāng)電路板或基板欲維修時，較為困難所需時間也較長，如欲分開兩構(gòu)件，則須要經(jīng)過高溫回焊爐，此過程中容易造成電路板及基板同時損壞，增加維修保養(yǎng)的成本。此外若拆解后的電路板及基板未損壞，將兩者重新利用進行焊錫連接時良率也會降低，造成使用者相當(dāng)?shù)睦_。雖然有些廠商開始采用鎖固方式各將電路板與基板相固定，兩者間再以可導(dǎo)電的彈性探針作為電性連接。但夾持于基板周圍的鎖固元件，容易使基板產(chǎn)生輕微的彎曲，若再加上位置中央?yún)^(qū)域彈性探針的反作用力，基板很容易變形或損壞，面積愈大的基板此問題更為嚴(yán)重；此外，產(chǎn)生彎曲的基板平坦度不佳，也會影響彈性探針的接觸狀態(tài)，壓力與反作用力不均，會造成彈性探針損害程度的不同；因此，本發(fā)明人針對上述的問題，借著多年的經(jīng)驗，設(shè)計了此一探針卡結(jié)構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明主要目的是提供一種采用真空吸力的原理以確保探針卡各構(gòu)件能緊緊接觸固定的設(shè)計，主要是于探針卡的基板周圍與電路板相鄰處以一密封膠墊來密閉，接著將電路板與基板間的空間內(nèi)壓力轉(zhuǎn)換為呈真空或負壓狀態(tài)，使得電路板、電性連接裝置與基板能靠緊在一起而被固定，除此以外空間各處壓力平均，確保各構(gòu)件能緊密確實的接觸，能適用于大面積的探針卡。
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本發(fā)明另一目的是提供一種便于維修的探針卡結(jié)構(gòu)，由于主要構(gòu)件間是利用真空吸力原理使各構(gòu)件緊靠而固定，并未利用焊錫作連接，當(dāng)欲分離各構(gòu)件時僅須調(diào)整空間內(nèi)部的壓力，即能讓如電路板或基板等構(gòu)件分離，方便進行維修保養(yǎng)作業(yè)，能延續(xù)探針卡的使用壽命，減少更換零件的費用。為達上述目的，本發(fā)明主要包括有一電路板、一電性連接裝置、一基板、至少一探針單元以及一密封膠墊。探針單元安裝于具有線路分布其上的基板處，探針單元具有多個探針能與待測件相接觸，電性連接裝置設(shè)置于電路板與基板間，整體結(jié)構(gòu)能使電路板訊號傳遞至探針單元處，本發(fā)明改良的地方是利用密封膠墊設(shè)置于電路板與基板間，將基板周圍與電路板相鄰處封閉，并使電路板與基板間的空間壓力呈真空或負壓狀態(tài)，讓電路板、電性連接裝置與基板相互靠緊而固定在一起。以下配合圖式及元件符號對本發(fā)明的實施方式做更詳細的說明，以使本領(lǐng)域技術(shù)人員在閱讀本說明書后能加以實施。


圖1為本發(fā)明的第一種實施例的剖面圖。圖2為本發(fā)明的密封膠墊的立體示意圖。圖3為本發(fā)明的第二種實施例的剖面圖。圖4A為本發(fā)明密封膠墊的另一種型式的平面圖。圖4B為本發(fā)明密封膠墊的另一種型式的平面圖。圖4C為本發(fā)明密封膠墊的另一種型式的平面圖。其中，附圖標(biāo)記說明如下4 探針卡32 彈性接觸件5 電路板4 基板22 真空管5 探針單元6 電性連接裝置51 探針3A 電性連接裝置6 密封膠墊31 彈性探針 6A 密封膠墊
具體實施例方式如圖1所示，為本發(fā)明的剖面圖。本發(fā)明的探針卡1，主要包括有一電路板2、一電性連接裝置3、一基板4、至少一探針單元5、以及一密封膠墊6。電路板2上下表面形成有墊盤(contact pad)(圖未示)，上表面的墊盤是供電性連接至一測試裝置的測試頭處，而下表面的墊盤位置則與基板4相配合。電路板2處設(shè)有貫穿主體的至少一真空管21，真空管21的位置是鄰近或位于基板4所在位置的正上方。真空管21頂端是經(jīng)一管路連接著一真空泵浦處，但圖中并未畫出。電性連接裝置3是設(shè)置于基板4與電路板2間，作為兩者間的訊號傳輸介質(zhì)。電性連接裝置3具有多個彈性探針31 (Spring Probe)，并利用彈性探針31分別將基板4上表面的墊盤與電路板2下表面的墊盤作電性連接。圖中彈性探針31僅為本實施例中其中一實施例，并不因此限制僅能使用此方式。
基板4為具有線路的多層式基板，例如為多層陶瓷基板(multi-layer ceramics substrate,MLC)或4氏溫共燒陶瓷基板(low temperature co-fired ceramics substrate, LTCC)等，基板4上下表面皆形成有多個墊盤，可視為一線路的空間轉(zhuǎn)換裝置，具備有將墊盤重布、間距放大…等功能。在本實施例中基板4上表面為大間距的墊盤(圖中未畫出)， 位置是與電路板2相對應(yīng)，而下表面為小間距的墊盤(圖中未畫出)，小間距的墊盤則與探針單元5的多個探針51電性連接。在本實施例中，探針單元5是結(jié)合于基板4的下表面處，利用分布與其上的多個探針61與測待物(如芯片)直接接觸。圖中探針單元5與探針51皆僅以示意方式表示，并不因此限制探針51的形狀，也不限制探針單元5的結(jié)構(gòu)。當(dāng)然探針單元5的探針51也能采模組化(Modular)方式直接與結(jié)合于基板4，方便組裝與使用。密封膠墊6是設(shè)置于基板4周圍與電路板2下表面間，能將基板4周圍與電路板 2相鄰處封閉。如圖2所示，密封膠墊6為貼附性佳的大面積密封墊，中間位置形成有一孔 61，孔61的形狀對應(yīng)于基板4的外型，但尺寸須小于基板4。組裝時密封膠墊5接近周圍邊緣的內(nèi)表面是貼附于電路板2的下表面，而接近孔51的內(nèi)表面則貼附于基板4的下表面， 利用電路板2的真空管21將基板4與電路板2間的空間抽真空或形成負壓狀態(tài)，即能使電板2、電性連接裝置4及基板4靠緊而固定在一起。如圖3所示，為本發(fā)明第二種實施例圖，在本實施例主要是改良電性連接裝置3A 與密封膠墊6A的結(jié)構(gòu)。如上述內(nèi)容所述，電性連接裝置3A可為各種不同的型式，在本實施例中，電性連接裝置3A具有多個環(huán)形金屬的彈性接觸件32，利用彈性接觸件32的上下兩端分別與電路板2及基板4相對應(yīng)的墊盤相接。另外密封膠墊6A則為一環(huán)形的密封墊，位置設(shè)置于電路板2與基板4中，如圖4A至4C所示，環(huán)形的密封墊形狀并不限為圓型(0型)， 也可為方型或多邊型。因此本發(fā)明中的密封膠墊是指能將基板2周圍與電路板2相鄰處封閉的結(jié)構(gòu)體，并不限定為單一種型式。綜合以上所述，本發(fā)明是利用一密封膠墊密封于基板周圍與電路板間，在基板與電路板間的空間被抽真空時，即能使各構(gòu)件結(jié)合在一起，此為探針卡創(chuàng)新的組裝方式，此架構(gòu)在使用上具有下列幾項優(yōu)點1.采用抽真空方式，能使電路板與基板內(nèi)部的壓力均勻，基板不會產(chǎn)生輕微彎曲的現(xiàn)象，電性連接裝置的彈性探針與各構(gòu)件間也能維持良好的接觸狀態(tài)，確保探針卡的品質(zhì)。2.適用于大面積的探針卡結(jié)構(gòu)。3.維修保養(yǎng)容易，過程中構(gòu)件也不易損壞當(dāng)基板、電路板或電性連接裝置欲分離檢修時，經(jīng)電路板的真空管將內(nèi)部空間壓力釋放，就能輕易使各構(gòu)件分解，分解過程中構(gòu)件不容易損壞，若檢修過程中發(fā)現(xiàn)構(gòu)件損壊，只須更換單一構(gòu)件即可，方便容易又節(jié)省成本，與現(xiàn)有結(jié)構(gòu)采焊餳與電路板及基板作連接的方式，本發(fā)明能節(jié)省更多的費用。以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，凡依本發(fā)明權(quán)利要求所做的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。
權(quán)利要求
1.一種探針卡結(jié)構(gòu)，其特征在于包括有一電路板、一電性連接裝置、一基板、至少一探針單元以及一密封膠墊，該探針單元設(shè)置于具有線路分布其上的該基板處，該電性連接裝置設(shè)置于該電路板與該基板間，該密封膠墊將該基板周圍與該電路板相鄰處封閉，該電路板與該基板間空間內(nèi)壓力則呈真空或負壓狀態(tài)。
2.如權(quán)利要求1所述的探針卡結(jié)構(gòu)，其特征在于該電路板具有至少一真空管，該真空管貫穿該電路板并延伸至該電路板與該基板間被密封膠墊封閉的空間內(nèi)。
3.如權(quán)利要求1所述的探針卡結(jié)構(gòu)，其特征在于該密封膠墊在中間位置設(shè)置有一孔， 密封時該密封膠墊接近周圍邊緣的內(nèi)表面是貼附于該電路板的下表面，而接近該孔的內(nèi)表面則貼附于該基板的下表面。
4.如權(quán)利要求1所述的探針卡結(jié)構(gòu)，其特征在于該密封膠墊為一環(huán)形的密封墊。
5.如權(quán)利要求4所述的探針卡結(jié)構(gòu)，其特征在于該密封膠墊為0型環(huán)、多邊型環(huán)其中至少一種。
6.如權(quán)利要求1所述的探針卡結(jié)構(gòu)，其特征在于該電性連接裝置具有多個彈性探針， 該彈性探針將該電路板與該基板的訊號作連接。
7.如權(quán)利要求1所述的探針卡結(jié)構(gòu)，其特征在于該電性連接裝置具有多個彈性接觸件，該彈性接觸件將該電路板與該基板的訊號作連接。
8.如權(quán)利要求1所述的探針卡結(jié)構(gòu)，其特征在于該探針單元具有多個探針，該探針與待測件接觸。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種探針卡結(jié)構(gòu)，主要包括有一電路板、一電性連接裝置、一基板、至少一探針單元以及一密封膠墊。探針單元設(shè)置于具有線路分布其上的基板處。電性連接裝置設(shè)置于電路板與基板間，使訊號能在電路板與探針單元間傳遞。密封膠墊設(shè)置于電路板下表面與基板間，將基板周圍與電路板相鄰處封閉，并使電路板與基板間的空間內(nèi)壓力呈現(xiàn)真空或負壓狀態(tài)，讓電路板、電性連接裝置與基板能靠緊而固定在一起。通過本發(fā)明的設(shè)計，能使各構(gòu)件維持良好的電性接觸狀態(tài)，減少構(gòu)件的損壞，在進行必要的維修保養(yǎng)時，能方便地分離電路板與基板等構(gòu)件，延續(xù)產(chǎn)品的使用壽命。
文檔編號G01R1/073GK102478593SQ20101057115
公開日2012年5月30日 申請日期2010年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月30日
發(fā)明者劉育宗, 古仁丁, 黃鄭隆 申請人:勵威電子股份有限公司