專利名稱：探針裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請涉及一種探針裝置，這種探針用于探測類似于半導(dǎo)體集成電路和液晶板之類電子裝置的電屬性。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有技術(shù)中，眾所周知的用于探測電子裝置電屬性的方法是通過將梳齒狀的電導(dǎo)體端部與電子裝置的多個電極相接觸來完成的。
日本公開專利1983-83271公開了一種使用由硅制成的梳齒狀電導(dǎo)體的探測方法。在日本公開專利1983-83271公開的梳齒狀電導(dǎo)體中，探針被排列成梳齒形狀，其梳齒間距要比試件電極的間距更窄。通過按照比試件電極間距窄得多的間距來排列探針，探針裝置的適用度得到了提高，因為這樣一種類型的探針裝置可以用于處理電極間距彼此不同的多個試件。
日本公開專利1998-274662公開了一種探測試件電屬性的方法通過使用多個疊放的梳齒狀的、間距窄于試件電極間距的電導(dǎo)體，來將所有的探針同時與試件二維排列的電極接觸。
日本公開專利1995-199219、1998-206464和1998-288629公開了使用梳狀電導(dǎo)體來進行探測的方法，該導(dǎo)電體的探針具有象梳齒樣排列的不規(guī)則端部。這些專利文獻中公開的各個梳狀導(dǎo)電探針都被布置成與試件的電極一一對應(yīng)。
在日本公開專利1983-83271和1998-274662中公開的梳狀電導(dǎo)體要求探針以窄于試件電極間距的間距排列；從而，這樣會增加探針裝置的制造成本并且降低其產(chǎn)量。
在日本公開專利1995-199219、1998-206464和1998-288629公開的探測方法中，必須對排列于電導(dǎo)體中的探針和試件的電極進行精確定位才能使探針和電極一一對應(yīng)。另外，當(dāng)探針被過驅(qū)動時，探針就有可能從電極的頂面脫離。特別地，彈性印刷基底、TAB基底、液晶基底、玻璃環(huán)氧樹脂基底以及類似物具有較大的凸起和波形表面。因此，有必要將過驅(qū)動設(shè)置為更大，并且探針從電極頂面脫離的可能性也會增加。而且，當(dāng)探針小型化時，過驅(qū)動時施加于試件電極和探針上的壓力變小，并且確保試件電極與探針接觸也變得困難起來。此外，當(dāng)探針小型化時，探針的電阻也會變大。
實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種可以防止探針從試件電極頂面脫落的探針裝置。
根據(jù)本實用新型的一個方面，提供一種探針裝置，包括具有基座和多個探針的梳狀探針片，每個探針都具有寬于突伸基部的端部，該突伸基部通過基座連接于其它突伸基部。通過加寬探針的端部，可以防止探針從試件電極的頂面脫落。
進一步，在根據(jù)本實用新型的探針裝置中，通過使相鄰的探針具有從基部到端部的不同的長度，可以無需加大探針中心軸線的間距(在下文，探針中心軸線的間距僅被稱之為探針的間距)而加寬探針端部。因此，排列方向上相鄰探針間的最小距離被縮短。因此，不用減小探針的間距，就可以提高探針裝置對于具有平行排列的多個細長電極的試件的適用度。此外，相鄰探針具有從基部到端部的不同的長度的條件意味著這樣一種狀態(tài)在最小距離上連接探針端部的實際連線中的至少一部分是蜿蜒的(winding)。
此外，根據(jù)本實用新型的探針裝置，通過在每個探針的端部上形成圓屋頂形凸起，從而可以讓圓屋頂形凸起與試件電極接觸。這樣可以防止探針的端部對試件電極造成損害。
而且，根據(jù)本實用新型，通過將探針排列方向上的端部之間的最小距離“d”設(shè)置為零或小于零(d≤0)，探針裝置可以用于電極以任意間距排列的試件的導(dǎo)電測試。
而且，根據(jù)本實用新型，通過給與試件接觸的探針部分覆蓋上硬度大于基材(base material)的金屬膜，可以防止探針的磨損。
更進一步，根據(jù)本實用新型，通過給與試件接觸的探針部分覆蓋上體積電阻率小于基材的金屬膜，可以減小探針的電阻。
根據(jù)本實用新型的另一個方面，提供一種探針裝置，包括具有基座和多個探針的第一梳狀探針片，每個探針具有寬于突伸基部的端部，該突伸基部通過基座連接于其它突伸基部；以及具有基座和多個探針的第二梳狀探針片，每個探針具有寬于突伸基部的端部，該突伸基部通過基座連接于其它突伸基部，其中通過使第一探針片的探針不與第二探針片的探針重疊的排列方式，將第一和第二探針片層壓到一起。根據(jù)本實用新型，探針裝置可以以如下方式構(gòu)造通過將多個探針片層壓到一起，同時保持探針不與其它探針重疊，來使得探針以比每個探針片上的探針間距窄的間距排列。


圖1A至圖1C是根據(jù)本實用新型實施例的探針裝置1與試件5之間對應(yīng)關(guān)系的平面圖。
圖2A是根據(jù)實施例的探針裝置第一種結(jié)構(gòu)的平面圖。圖2B是沿圖2A中a-a線剖開的探針裝置的剖面圖。圖2C是沿圖2A中b-b線剖開的探針裝置的剖面圖。
圖3A是根據(jù)實施例的探針裝置第二種結(jié)構(gòu)的平面圖。圖3B是沿圖3A中a-a線剖開的探針裝置的剖面圖。圖3C是沿圖3A中b-b線剖開的探針裝置的剖面圖。
圖4A是根據(jù)實施例的探針裝置第三種結(jié)構(gòu)的平面圖。圖4B是沿圖4A中a-a線剖開的探針裝置的剖面圖。圖4C是沿圖4A中b-b線剖開的探針裝置的剖面圖。
圖5A是根據(jù)實施例的探針裝置第四種結(jié)構(gòu)的平面圖。圖5B是沿圖5A中a-a線剖開的探針裝置的剖面圖。圖5C是沿圖5A中b-b線剖開的探針裝置的剖面圖。
圖6A是根據(jù)實施例的探針裝置第五種結(jié)構(gòu)的平面圖。圖6B是沿圖6A中a-a線剖開的探針裝置的剖面圖。圖6C是沿圖6A中b-b線剖開的探針裝置的剖面圖。
圖7A是根據(jù)實施例的探針裝置第六種結(jié)構(gòu)的平面圖。圖7B是沿圖7A中a-a線剖開的探針裝置的剖面圖。圖7C是沿圖7A中b-b線剖開的探針裝置的剖面圖。
圖8A是根據(jù)實施例的探針裝置第七種結(jié)構(gòu)的平面圖。圖8B是沿圖8A中a-a線剖開的探針裝置的剖面圖。圖8C是沿圖8A中b-b線剖開的探針裝置的剖面圖。
圖9A是根據(jù)實施例的探針裝置第八種結(jié)構(gòu)的平面圖。圖9B是沿圖9A中a-a線剖開的探針裝置的剖面圖。圖9C是沿圖9A中b-b線剖開的探針裝置的剖面圖。
圖10A是根據(jù)實施例的探針裝置第九種結(jié)構(gòu)的平面圖。圖10B是沿圖10A中a-a線剖開的探針裝置的剖面圖。圖10C是沿圖10A中b-b線剖開的探針裝置的剖面圖。
圖11A是根據(jù)實施例的探針裝置第十種結(jié)構(gòu)的平面圖。圖11B是沿圖11A中a-a線剖開的探針裝置的剖面圖。圖11C是沿圖11A中b-b線剖開的探針裝置的剖面圖。
圖12A是根據(jù)實施例的探針裝置第十一種結(jié)構(gòu)的平面圖。圖12B是沿圖12A中a-a線剖開的探針裝置的剖面圖。圖12C是沿圖12A中b-b線剖開的探針裝置的剖面圖。
圖13A是根據(jù)實施例的探針裝置第十二種結(jié)構(gòu)的平面圖。圖13B是沿圖13A中a-a線剖開的探針裝置的剖面圖。圖13C是沿圖13A中b-b線剖開的探針裝置的剖面圖。
圖14是根據(jù)本實用新型的探針裝置第十三種結(jié)構(gòu)的透視圖。
圖15是根據(jù)本實用新型的探針裝置第十四種結(jié)構(gòu)的透視圖。
圖16是根據(jù)本實用新型的探針裝置第十五種結(jié)構(gòu)的透視圖。
圖17是根據(jù)本實用新型的探針裝置第十六種結(jié)構(gòu)的透視圖。
圖18是根據(jù)本實用新型的探針裝置第十七種結(jié)構(gòu)的透視圖。
圖19是根據(jù)本實用新型的探針裝置第十八種結(jié)構(gòu)的透視圖。
圖20是根據(jù)本實用新型的探針裝置第十九種結(jié)構(gòu)的平面圖。
圖21A是現(xiàn)有技術(shù)的探針裝置與試件間接觸狀態(tài)的平面圖。圖21B是沿圖21A中a-a線剖開的探針裝置的剖面圖。圖21C是根據(jù)本實用新型實施例的探針裝置與試件間接觸狀態(tài)的平面圖。圖21D是沿圖21C中b-b線剖開的探針裝置的剖面圖。圖21E是沿圖21C中c-c線剖開的探針裝置的剖面圖。
圖22A1-22A4是根據(jù)本實用新型實施例的探針裝置第一種制造方法的平面圖。圖22B1-22B4是根據(jù)本實用新型實施例的探針裝置第一種制造方法的剖面圖。
圖23A5-23A7是根據(jù)本實用新型實施例的探針裝置第一種制造方法的平面圖。圖23B5-23B7是根據(jù)本實用新型實施例的探針裝置第一種制造方法的剖面圖。
圖24A1-24A2是根據(jù)本實用新型實施例的探針裝置第一種制造方法的平面圖。圖24B1-24B2是根據(jù)本實用新型實施例的探針裝置第一種制造方法的剖面圖。
圖25A1-25A4是根據(jù)本實用新型實施例的探針裝置第二種制造方法的平面圖。圖25B1-25B4是根據(jù)本實用新型實施例的探針裝置第二種制造方法的剖面圖。
圖26A5-26A8是根據(jù)本實用新型實施例的探針裝置第二種制造方法的平面圖。圖26B5-26B8是根據(jù)本實用新型實施例的探針裝置第二種制造方法的剖面圖。
圖27A9-27A10是根據(jù)本實用新型實施例的探針裝置第二種制造方法的平面圖。圖27B9-27B10是根據(jù)本實用新型實施例的探針裝置第二種制造方法的剖面圖。
圖28是根據(jù)本實用新型實施例的探針裝置第一使用例的剖面圖。
圖29是根據(jù)本實用新型實施例的探針裝置第二使用例的剖面圖。
圖30A和圖30B是根據(jù)本實用新型實施例的探針裝置第三使用例的剖面圖。
圖31A和圖31B是根據(jù)本實用新型實施例的探針裝置第四使用例的剖面圖。
圖32A和圖32B是根據(jù)本實用新型實施例的探針裝置第五使用例的剖面圖。
圖33A至圖33C是根據(jù)本實用新型實施例的探針裝置1和試件5之間對應(yīng)關(guān)系的平面圖。
具體實施方式
首先，將闡述根據(jù)本實用新型實施例的探針裝置的基本結(jié)構(gòu)。
圖1A至圖1C和圖33是根據(jù)本實用新型實施例的探針裝置1和試件5之間對應(yīng)關(guān)系的平面圖。
如圖1A至圖1C和圖33所示，探針裝置1包括具有多個探針10的探針片，探針10被布置成其突伸基部14與基座20整體連接。如圖1A、圖1B和圖1C所示，當(dāng)探針10的間距被設(shè)置成使得多個探針10與一個電極50接觸時，探針對于各種試件電極間距的適用度將會得到提高。另外，當(dāng)探針50的間距變得更小時，探針對于電極間距的普遍適用度將會得到提高。另外，由于每一個探針10都是可獨立于其它探針10變形的，因此探針10能夠確保與波形排列的每一個電極50接觸。另外，由于多個探針10與一個電極50接觸，從而探針10和電極50以較大的接觸面積連接。因此，探針裝置1和試件5之間的電連接可以得到保證。
在多個探針10中，端部要比別的部分寬的探針與從突伸基部到端部之間的部分寬度相同且呈直線形狀的探針交替排列。與平平直探針的端部12相比較，圓形端部12被排列于縱向上遠離基座20的位置。也就是說，在探針10的排列方向上，兩列探針端部12的排列是不規(guī)則的。通過將探針10端部12的位置設(shè)置得不規(guī)則以及將探針10端部12的寬度設(shè)置得較大，則不用加大探針10中心軸線間的間距就可以使得探針在排列方向上的最小距離“d”變得更短。當(dāng)探針裝置1用于具有平行排列的多個長而窄電極的試件5時，隨著在探針排列方向上的探針間最小距離“d”的變短，探針裝置對于電極50間距的普遍適用度就會提高。如果最小距離“d”等于“0”，則探針裝置1可以用于任何間距的電極。進一步地，最小距離“d”可以小于“0”。由于不用減小探針10中心軸線間的間距就可以提高對電極50間距的普遍適用度，因此可以降低探針裝置1的制造成本，并且提高產(chǎn)量。另外，除非縮短探針10中心軸線間的間距來小型化探針10，探針10和電極50間的接觸壓力可以被增大，而且探針10和電極50可以確保導(dǎo)通。此外，即使探針10在探測過程中變形并且探針10的間距被改變而變大，探針10和電極50也會在最小距離“d”小于“0”時確保導(dǎo)通。
探針片由導(dǎo)電材料制成，其厚度在5μm以上100μm以下，長度在12μm以上100μm以下。與試件5接觸的探針接觸部分，也就是，探針的端部，可以鍍上硬度大于探針基材的金屬。通過給與試件5接觸的探針接觸部分鍍以硬度大于探針基材的金屬膜，就可以控制探針的磨損。另外，探針的端部可以鍍上體積電阻率小于基材的金屬。通過給與試件5接觸的探針接觸部分鍍以體積電阻率小于基材的金屬膜，可以降低探針的電阻率。
在下文，將闡述根據(jù)本實用新型實施例的各種探針裝置的詳細結(jié)構(gòu)。
在圖2A、圖2B和圖2C示出的根據(jù)本實用新型實施例的探針裝置第一種結(jié)構(gòu)中，探針裝置1包括探針片，其中具有比探針其它部分要寬的圓形端部12的探針10、和在突伸基部14到端部12之間的寬度一直相同的平直探針12以多個倍數(shù)交替排列。與平直探針的端部12相比較，圓形端部12在縱向上被布置于遠離基座20的位置。兩種探針10在基座20上被連接到一起。
在圖3A、圖3B和圖3C示出的根據(jù)本實用新型實施例的探針裝置第二種結(jié)構(gòu)中，探針10端部12的形狀與第一種結(jié)構(gòu)不同，在基座20上形成有孔22。更加具體而言，不是形成第一種結(jié)構(gòu)中的圓形端部12，而是在探針10上形成L形端部12。多個圓形孔22由沖孔等類似方法得到，并且排列于基座20上。
在圖4A、圖4B和圖4C示出的根據(jù)本實用新型實施例的探針裝置第三種結(jié)構(gòu)中，探針10端部12的形狀與第二種結(jié)構(gòu)不同，并且在基座20上形成有定位孔24。更加具體而言，不是形成第二種結(jié)構(gòu)中的L形端部，而是在探針10上形成矩形(或長方形，oblong-shaped)端部12。除了孔22之外，用于在探針基座上定位探針裝置1的兩個定位孔形成于基座20之上。定位孔中的一個是圓形的，用于確定探針裝置1的X位置和Y位置。另一個定位孔是圓邊正方形的，用于確定角度θ。此外，如果探針裝置1的X、Y和θ可以確定，則定位孔可以是一個例如正方形的孔。
在圖5A、圖5B和圖5C示出的根據(jù)本實用新型實施例的探針裝置第四種結(jié)構(gòu)中，多個具有端部12的探針10通過在探針排列方向上交替移位而排列成兩列參差不齊的槽口，其端部12呈長方形，厚度要厚于探針的其它部分。多個圓形孔22通過沖孔等類似方法設(shè)置于基座20之上。此外，兩個用于在探針基座上定位探針裝置1的正方形定位孔24形成于基座20上。一個孔為正方形，另一個為長方形。
在圖6A、圖6B和圖6C示出的根據(jù)本實用新型實施例的探針裝置第五種結(jié)構(gòu)中，探針裝置1包括探針片，其中兩種類型的探針10交替排列，每一個探針都有大的或小的長方形端部12。探針10被排列成使得大的端部12在探針10的縱向上比小的端部12更加遠離基座20。大的和小的端部12比探針10的其它部分要厚。每個探針10的頸部26要比主體部分細。兩種探針的主體部分長度是一樣的。基座20的結(jié)構(gòu)與第三種結(jié)構(gòu)相似。
在圖7A、圖7B和圖7C示出的根據(jù)本實用新型實施例的探針裝置第六種結(jié)構(gòu)中，探針裝置1包括探針片，其中兩種類型的探針10交替排列，每個探針都有大的或小的橢圓形端部12。探針10被交替排列成使得大的端部12在探針10的縱向上比小的端部12更加遠離基座20。大的和小的端部12比探針10的其它部分要厚。在每個探針10中，頸部26最細，而主體部分18從頸部16朝著端覆蓋部14逐漸變寬?；?0的結(jié)構(gòu)與第三種結(jié)構(gòu)相似。
在圖8A、圖8B和圖8C示出的根據(jù)本實用新型實施例的探針裝置第七種結(jié)構(gòu)中，探針10端部12的形狀與第三種結(jié)構(gòu)中的形狀不同。更加具體而言，與第三種結(jié)構(gòu)中的矩形端部不同，探針10上排列的是梯形端部12。梯形端部12交替上下顛倒。
在圖9A、圖9B和圖9C示出的根據(jù)本實用新型實施例的探針裝置第八種結(jié)構(gòu)中，探針10的排列和基座20上定位孔24的形狀與第四種結(jié)構(gòu)中的形狀不同。更加具體而言，具有矩形端部12的多個探針10在探針10的排列方向上逐個變換端部12的位置，并且排列成三列參差不齊的槽口?；?0上的兩個定位孔中的一個為圓形，而另一個為圓邊正方形。
在圖10A、圖10B和圖10C示出的根據(jù)本實用新型實施例的探針裝置第九種結(jié)構(gòu)中，具有第一探針片2和具有直線形探針10的第二探針片3上下層壓在一起，其中第一探針片2上的探針10的圓形端部12寬于探針的其它部分。第一探針片2布置于第二探針片3上，使得第一探針片2的探針10不會重疊住第二探針片3的探針10。第一探針片的探針10比第二探針片的探針10要長。探針片2和3的基座20通過調(diào)節(jié)穿透孔22和定位孔24而彼此層壓到一起，每個基座20的結(jié)構(gòu)都與第三種結(jié)構(gòu)類似。
在圖11A、圖11B和圖11C示出的根據(jù)本實用新型實施例的探針裝置第十種結(jié)構(gòu)中，第一探針片2上探針10的端部12的形狀與第九種結(jié)構(gòu)和第十種結(jié)構(gòu)的形狀不同。更加具體而言，與第九種結(jié)構(gòu)中的圓形端部12和第十種結(jié)構(gòu)中的矩形端部12不同，形成于第一探針片2的探針10上的是梯形端部12。另外，如圖12A所示，梯形端部12交替上下顛倒。
在圖13A、圖13B和圖13C示出的根據(jù)本實用新型實施例的探針裝置第十二種結(jié)構(gòu)中，第一探針片2、第二探針片3和第三探針片4依次層壓到一起，在這些探針片上排列有探針10，探針10上具有寬于每個探針其它部分的矩形端部12。每個探針片2、3、4的每個探針10都被排列成不會與其它探針片的探針重疊。排列于最上層的第一探針片2的探針10最長，排列于中間的第二探針片3的探針10第二長，排列于最底層的第三探針片4的探針10最短。每一個探針片2、3和4的基座20與第三種結(jié)構(gòu)類似形成，并且基座20根據(jù)穿透孔22和定位孔24的位置層壓在一起。
根據(jù)第九到十二種結(jié)構(gòu)，通過將多個具有在端部12處較寬的探針10的探針片層壓到一起以使它們不會重疊，探針裝置1就可以通過比在一個探針片上的探針間距更小的間距來排列探針。因此，沒有必要在每一個探針片上以較小間距排列探針10，從而可以降低制造成本，并且提高產(chǎn)量。
在圖14所示的根據(jù)本實用新型實施例的探針裝置第十三種結(jié)構(gòu)中，探針裝置1由探針片組成，該探針片的每一個探針10的圓形端部12的整個頂面形成有圓屋頂形的凸起。探針10的端部12在探針10的排列方向上的排列是不規(guī)則的。
在圖15所示的根據(jù)本實用新型實施例的探針裝置第十四種結(jié)構(gòu)中，探針裝置1包括探針片，其中探針10具有橢圓形端部12，并且多個圓屋頂形的凸起30在長度方向和寬度方向上形成于端部12的表面上。探針10的端部在探針10的排列方向上的排列是不規(guī)則的。
在圖16所示的根據(jù)本實用新型實施例的探針裝置第十五種結(jié)構(gòu)中，凸起30的形狀和排列與第十四種結(jié)構(gòu)不同。更具體地說，多個半圓柱形凸起30在探針10的排列方向上形成于每個探針10的橢圓形端部12的頂面上。
在圖17所示的根據(jù)本實用新型實施例的探針裝置第十六種結(jié)構(gòu)中，凸起30的排列與第十四種結(jié)構(gòu)不同。更具體地說，多個圓屋頂形凸起30不是遍布端部12的整個表面，而是集中排列在端部12的兩個邊緣側(cè)。
由此，可以防止探針10的端部12從試件5的電極50上脫落。
在圖18所示的根據(jù)本實用新型實施例的探針裝置第十七種結(jié)構(gòu)中，凸起30的排列與第十六種結(jié)構(gòu)不同。更具體地說，在探針10的端部頂面上排列有三個組成三角形的圓屋頂形凸起30。與第十六種結(jié)構(gòu)一樣，通過這種排列，可以防止探針10的端部12從試件5的電極50上脫落。
在圖19所示的根據(jù)本實用新型實施例的探針裝置第十八種結(jié)構(gòu)中，凸起30的形狀與第十六種結(jié)構(gòu)不同。更具體地說，不是形成如第十八種結(jié)構(gòu)中的圓屋頂形凸起30，而是在探針10的端部12的兩個邊緣側(cè)形成半圓柱形凸起。與第十六種結(jié)構(gòu)和第十七種結(jié)構(gòu)一樣，通過這種排列，可以防止探針10的端部12從試件5的電極50上脫落。
根據(jù)第十四到十八種結(jié)構(gòu)，通過在每個端部12上設(shè)置圓屋頂形或半圓柱形的凸起30，凸起30的弧形表面可以與試件5的電極50接觸，并且具有不會傷害到電極50的優(yōu)點。
在圖20所示的根據(jù)本實用新型實施例的探針裝置第十九種結(jié)構(gòu)中，四個探針片面向它們的探針裝置10彼此連接，從而形成其內(nèi)具有穿透孔的正方形探針裝置1。在探針裝置1的四個角落中的每一角落處設(shè)置兩個定位孔。此外，寬于其它部分的端部在圖20中沒有示出。
圖21A至圖21E示出了根據(jù)本實用新型實施例的探針裝置1與試件5的電極50之間的接觸狀態(tài)，以及現(xiàn)有技術(shù)的探針裝置6與試件5的電極50間的接觸狀態(tài)。圖21A是現(xiàn)有技術(shù)的探針裝置6與試件電極5間接觸狀態(tài)的平面圖。圖21B是沿圖21A中a-a線剖開的探針裝置剖面圖。圖21C是根據(jù)本實用新型實施例的探針裝置與試件5電極50間接觸狀態(tài)的平面圖。圖21D是沿圖21C中b-b線剖開的探針裝置剖面圖。圖21E是沿圖21C中c-c線剖開的探針裝置剖面圖。此外，在這些圖中，第四種結(jié)構(gòu)的探針裝置1被用來作為示例，并且在這些圖中穿透孔22和定位孔24被略去。
如圖21A至圖21E所示，即使探針裝置探針的間距與試件5電極50的間距不一致，與現(xiàn)有技術(shù)的探針裝置相比，根據(jù)本實用新型實施例的探針裝置與電極50的接觸面積可更大，因為根據(jù)本實用新型實施例的探針裝置在探針10的端部12處被加寬。另外，如圖21B、圖21D和圖21E所示，由鍍金銅導(dǎo)線(Au plated Cu wirings)制成的試件電極50會朝向端部變細，因為銅導(dǎo)線的線寬因銅導(dǎo)線的濕蝕刻加工而易于分散。如圖21D和圖21E所示，根據(jù)實施例的探針裝置1可以確保與朝向末端(端部)變細的電極連接到一起，因為連接部分和電極50連接處的面積已經(jīng)足夠大；因此，與現(xiàn)有技術(shù)的探針裝置6不同，即使被施加較大的過驅(qū)動，根據(jù)實施例的探針裝置也可以保持與朝向末端變細的電極50穩(wěn)定的連接，而不會從導(dǎo)線上脫落。另外，通過排列在多個探針10的排列方向上移位的多個探針10的端部12，多個探針10不僅可以與如圖21A至圖21E所示的一維排列電極50同時接觸，還可以與二維排列的電極同時接觸。
下面，將闡述根據(jù)本實用新型實施例的探針裝置1的制造方法。
圖22A1至圖22B4和圖23A5至B7示出了根據(jù)實施例的探針裝置的第一種制造方法。圖22A1至圖22A4和圖23A5至圖23A7是平面圖。圖22B1至圖22B4和圖23B5至圖23B7是相應(yīng)于圖22A1至圖22A4和圖23A5至圖23A7中a-a線的橫剖面圖。
首先，如圖22A1和圖22B1所示，金屬制成的犧牲層72形成于基底70一側(cè)的整個表面上。更具體地說，例如，犧牲層由噴鍍銅或類似方法形成。
其次，如圖22A2和圖22B2所示，作為探針10基座的電鍍種子層74形成于犧牲層72之上。舉個例子，可用鈦或鎳-鐵合金來制作電鍍種子層74。此外，可以在噴鍍鈦以后再噴鍍鎳或鎳-鐵合金來提高電鍍種子層的粘附能力。
如圖22A3和圖22B3所示，對電鍍種子層74施加光阻材料，并且在使用固定形狀的掩膜進行曝光之后使該光阻材料顯影。于是，在將要電鍍的區(qū)域中形成具有開口76的抗蝕膜78。
接著，如圖22A4和圖22B4所示，對由開口76所暴露出來的電鍍種子層74的表面進行電鍍，得到成為探針10或基座20的電鍍層80。用于電鍍的材料是，例如，鎳-鐵合金或類似物。
接著，如圖23A5和圖23B5所示，利用化學(xué)物比如N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)或類似物移去抗蝕膜78。
接著，如圖23A6和圖23B6所示，通過去除抗蝕膜78而暴露的電鍍種子層74被去除，例如，通過銑削的方式。
接著，如圖23A7和圖23B7所示，位于電鍍種子層74和基底70之間的犧牲層72被去除。舉個例子，當(dāng)犧牲層72由銅制成時，犧牲層72通過使用可溶解銅的蝕刻液而被去除。通過溶解犧牲層72，基底70被剝離掉，于是能得到由電鍍種子層74或電鍍層80制成的探針裝置1。
此外，在根據(jù)本實用新型實施例的探針裝置的第一種制造方法中，當(dāng)加入在基座20上形成穿透孔22的工藝流程時，用于去除犧牲層72的時間會縮短。另外，至少在與探針10的電極50接觸的部分上可形成金屬層，也就是，在包括探針10的端部12的區(qū)域上形成金屬層。
圖24示出了加入了在電鍍層80上形成金屬層80的工藝流程的第一種制造方法。圖24A1和圖24A2是平面圖，以及圖24B1和圖24B2是相應(yīng)于圖24A1中a-a線的橫剖面圖。
在圖22A4和圖22B4的流程之后，如圖24A1和圖24B1所示，通過鍍上體積電阻率低于或硬度高于電鍍層80的金屬，在電鍍層80上形成金屬層82。例如，金或金-銅合金被用作體積電阻率低于電鍍層80的金屬，鈀或銠被用作硬度高于電鍍層80的金屬。
通過執(zhí)行根據(jù)圖23A5、圖23B5、圖23A6和圖23B6的流程，就可以得到如圖24A2和圖24B2所示的具有電鍍種子層76、電鍍層80和金屬層82的探針裝置1。
盡管在圖24所示的第一種制造方法中，金屬層82形成于電鍍層80的整個表面上，但金屬層82可以至少形成于探針10上與電極50接觸的部分上。
圖25到圖27示出了根據(jù)本實用新型實施例的探針裝置1的第二種制造方法。圖25A1到圖25A4、圖26A5到圖26A8、圖27A9到圖27A10是平面圖。圖25B1到圖25B4、圖26B5到圖26B8、圖27B9到圖27B10是相應(yīng)于圖25A1中a-a線的橫剖面圖。
首先，如圖25A1和圖25B1所示，由金屬制成的犧牲層72形成于基底70的整個表面之上。例如，犧牲層72由噴鍍銅或類似方法形成。
其次，如圖25A2和圖25B2所示，用于形成探針10端部12的凸起30的凸起形成犧牲膜84形成于犧牲膜84上。更具體地說，例如，在對犧牲層72的表面施加光阻材料，通過利用固定形狀的掩膜進行曝光來顯影，對犧牲層72進行預(yù)焙，凸起形成犧牲膜84被形成圖案以形成凸起30的形狀。除了光阻材料之外，例如，比如PSG、BSG、BPSG或類似物的低熔點玻璃、和比如鉛、錫、銦或類似物的低熔點金屬也可以用來制造凸起形成犧牲膜84。
接著，如圖25A3和圖25B3所示，凸起形成犧牲膜84在被軟化和流動后硬化以使凸起形成犧牲膜84成為具有光滑球面的圓屋頂形。更加具體地說，例如，犧牲膜84被軟化并通過烘焙硬化。在烘焙流程之前使用波長大于i-射線的長波紫外線照射凸起形成犧牲膜84上至少要被軟化的區(qū)域，可以降低凸起形成犧牲膜84的熔化溫度。
接著，如圖25A4、圖25B4、圖26A5、圖26B5至圖26A8、圖26B8、圖27A9和圖27B9所示，根據(jù)圖22A2、圖22B2至圖23A7和圖23B7所闡述的流程被執(zhí)行。最后，如圖27A10和圖27B10所示，例如，使用比如N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)等類似物的化學(xué)制劑來去除凸起形成犧牲膜84。
通過使用第二種制造方法，可以制造出具有探針10的探針裝置，該探針10具有如第十三至十八種結(jié)構(gòu)中的位于端部12上的凸起30。
接著，將闡述根據(jù)本實用新型實施例的探針裝置1的使用例。
圖28是根據(jù)本實用新型實施例的探針裝置第一使用例的剖面圖。
在圖28中示出的第一使用例中，通過將基座20和探針基座40連接到一起并且在末端對其定位以進行固定，探針裝置1被固定于探針基座40上。當(dāng)如第一和第二種結(jié)構(gòu)的情況在基座20上沒有定位孔24時，通過在基座20的末端進行定位的方法，探針裝置1被定位于探針基座40上以利用壓板來固定基座。探針裝置1連接到銅導(dǎo)線和撓性印刷電路板(圖中未示出)。進一步地，探針裝置1連接到檢測裝置主體(圖中未示出)的電路上。當(dāng)撓性印刷電路板通過檢測裝置主體的升-降功能而下降時，探針10的端部12被壓到試件5的電極50上。此外，當(dāng)探針基座40由導(dǎo)電材料、比如金屬或類似材料制成時，導(dǎo)線可以經(jīng)由探針基座40引出。
圖29是根據(jù)本實用新型實施例的探針裝置1的第二使用例的剖面圖。
在圖29示出的第二使用例中，基座20的定位方法與第一使用例不同。更具體地說，該定位方法是用于如第三種至第十二種和第十九種結(jié)構(gòu)中基座20上設(shè)置有定位孔24的情況。在探針裝置1通過基座20的固定件42定位于探針基座40的所需位置之后，固定件42被固定在定位孔24中，并且探針裝置1通過壓板43固定在探針基座40上。通過這種結(jié)構(gòu)，由于在更換探針裝置之后不再需要定位調(diào)節(jié)，檢測裝置的中止時間就被縮短，從而處理量也可以得到提高。
圖30A和圖30B是根據(jù)本實用新型實施例的探針裝置1的第三使用例的剖面圖。
在圖30A和圖30B示出的第三使用例中，探針裝置1定位于被分成上下部分的探針基座40a和探針基座40b之間。于是，通過緊固定位孔24上的固定件42以將探針裝置1與探針基座40a和40b壓在一起，探針裝置1被固定于探針基座40(探針基座40a和40b)內(nèi)，并且探針10被彎曲。特別地，在圖20示出的單體探針的情況下，通過彎曲基座20和探針10，可以提高探針裝置1的相對定位精度。這種使用例應(yīng)用于如第三種至第十二種和第十九種結(jié)構(gòu)中基座20上設(shè)置有定位孔24的情況。此外，與檢測裝置主體電連接的方法以及利用檢測裝置主體的升-降功能檢測試件的方法都是基于第一使用例的。
圖31A和圖31B是根據(jù)本實用新型實施例的探針裝置1的第四使用例的剖面圖。
在圖31A和圖31B示出的第四使用例中，除了實施例中探針10具有與基座20連接的探針片的連接型探針裝置1之外，還使用獨立導(dǎo)線型探針裝置7。連接型探針裝置1和獨立導(dǎo)線型探針裝置7被固定在每個探針基座40上以固定到印刷電路板44上，并且構(gòu)成有多個探針板8。通過電線46，連接型探針裝置1連接到印刷電路板44上，而獨立導(dǎo)線型探針裝置7通過撓性印刷電路板48連接到印刷電路板44上。連接型探針裝置1和獨立導(dǎo)線型探針裝置7可以獨立地升和降。如圖31A所示，當(dāng)連接型探針裝置1和獨立導(dǎo)線型探針裝置7與試件5的電極50接觸而導(dǎo)通時，可以對試件5實施斷路測試。如圖31B所示，連接型探針裝置1被升起以從電極50分離探針10，并且僅獨立導(dǎo)線型探針裝置7處于接觸狀態(tài)而導(dǎo)通。于是，可以對試件執(zhí)行短路測試。
圖32A和圖32B是根據(jù)本實用新型實施例的探針裝置第五使用例的剖面圖。
在圖32A和圖32B中示出的第五使用例中，與第四使用例不同，連接型探針裝置1和獨立導(dǎo)線型探針裝置7包括一個探針板8。更加具體地說，通過將固定于探針基座40上的每個探針裝置1和7固定在同一個印刷電路板44上，形成一個探針板8。通過將各個探針裝置1和7設(shè)置于一個探針板8之上，各個探針裝置1和7被同時升起和降下。如圖32A所示，通過改變探針裝置1和7探針端部的高度，探針裝置1和7在接觸狀態(tài)被導(dǎo)通，可以對試件實施斷路測試。另外，如圖32B所示，當(dāng)只有探針裝置7與電極50接觸導(dǎo)通時，可以實施短路測試。
根據(jù)本實用新型實施例的探針裝置，通過在端部12處加大每個探針的寬度，端部和試件5電極50之間的接觸面積被加大，并且防止了探針10從電極50脫落。于是，可以確保試件5被測試到。
通過排列在多個探針10的排列方向上移位的多個探針10的端部，探針10的端部12可以被加寬，而無需加大探針10中心軸線間的間距。因此，排列方向上的相鄰探針間的最小距離被縮短。因此當(dāng)探針裝置1用于具有平行排列的多個細長電極的試件時，探針裝置的普遍適用度就會得到提高，而無需縮短探針10中心軸線間的間距。
根據(jù)本實用新型的實施例，探針裝置1可以以如下方式構(gòu)造通過將多個具有端部12處較寬且間距比電極間距大的探針10的探針片層壓到一起，同時保持探針10不與其它探針片的探針10重疊，來使得探針10以比每個探針片上探針10的間距窄的間距排列。也就是，可以提供這樣一種探針裝置，其探針以相似于或窄于試件電極間距的間距排列。由此，無需縮短一個探針片上探針10的間距；因而，可以降低探針裝置的制造成本和提高探針裝置的產(chǎn)量。此外，可以無需小型化一個探針片上探針10的間距；因而，可以降低探針10的線路電阻并且可以增大探針10和試件電極50的接觸面積。因此，可以容易地實施線路的空測試。
進一步地，根據(jù)本實用新型的實施例，通過在探針10的端部12上形成具有弧形表面的凸起30，可以防止探針10的端部12對電極50造成傷害，因為凸起30的弧形表面可以與電極50接觸。
而且，根據(jù)本實用新型實施例探針裝置的制造方法，可以以高精度制造出小型化的探針。
本實用新型已經(jīng)根據(jù)優(yōu)選的實施例進行了描述。本實用新型并不僅由上述實施例所限制。顯而易見的是，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對其實施各種修改、改進、組合以及類似的變形。
權(quán)利要求1.一種探針裝置，其特征在于具有基座和多個探針的梳狀探針片，至少部分的探針具有寬于突伸基部的端部，該突伸基部通過基座連接于其它突伸基部。
2.如權(quán)利要求1所述的探針裝置，其中相鄰的所述探針具有從所述基部到所述端部的不同的長度。
3.如權(quán)利要求1所述的探針裝置，其中在每個探針端部的表面上形成有圓屋頂形凸起。
4.如權(quán)利要求1所述的探針裝置，其中在探針排列方向上的端部之間的最小距離等于零或相鄰的探針的端部在排列方向上的投影重疊。
5.如權(quán)利要求1所述的探針裝置，其中多個穿透孔形成于所述基座上。
6.一種探針裝置，其特征在于具有基座和多個探針的第一梳狀探針片，至少部分的探針具有寬于突伸基部的端部，該突伸基部通過基座連接于其它突伸基部；以及具有基座和多個探針的第二梳狀探針片，每個探針具有寬于突伸基部的端部，該突伸基部通過基座連接于其它突伸基部，其中通過使第一探針片的探針不與第二探針片的探針重疊的排列方式，第一和第二探針片被層壓到一起。
7.如權(quán)利要求6所述的探針裝置，其中相鄰的所述探針具有從所述基部到所述端部的不同的長度。
8.如權(quán)利要求6所述的探針裝置，其中在每個探針端部的表面上形成有圓屋頂形凸起。
9.如權(quán)利要求6所述的探針裝置，其中在探針排列方向上的端部之間的最小距離等于零或相鄰的探針的端部在排列方向上的投影重疊。
10.如權(quán)利要求6所述的探針裝置，其中多個穿透孔形成于所述基座上。
專利摘要一種探針裝置，包括具有基座(20)和多個探針(10)的梳狀探針片，每個探針(10)具有寬于突伸基部(14)的端部(12)，該突伸基部(14)通過基座(20)連接于其它突伸基部(14)。通過加寬探針(10)的端部(12)，可以防止探針從試件電極的頂面脫落。進一步地，通過在探針(10)排列方向上使端部(12)不規(guī)則，就可以使端部(12)變寬而不用加大探針(10)中心軸線間的間距。因而，排列方向上的相鄰探針(10)之間的最小距離可以被縮短，并且不用減小探針(10)的間距，就可以提高探針裝置對于具有平行排列的多個細長電極的試件的適用度。
文檔編號H01L21/66GK2802510SQ20042005932
公開日2006年8月2日 申請日期2004年5月8日 優(yōu)先權(quán)日2003年5月8日
發(fā)明者服部敦夫, 澤田修一 申請人:雅馬哈株式會社