一種探針、測試插座及其測試機的製作方法

2023-04-30 17:46:36

專利名稱：一種探針、測試插座及其測試機的製作方法
技術領域：
本發明是有關於一種探針，特別是裝設於一測試插座，以進行集成電 路組件的測試。
背景技術：
在進行集成電路組件高頻測試的公知技術中，為了提高探針使用效 能，多半集中在改善探針內部組件的彈性，以提高探針的使用效能，不會
輕易傷害到待測組件等。例如美國公告專利US6046597、 US7102369、 US6791345、 US6859504、及US5634謝。前述各個公知技術中，均是在 探針的內部做改良，由形成加裝彈簧的彈性探針、或將彈性探針彎折成彈 簧狀、或加裝高分子彈性體(elastomer)於探針形成彈性探針等，以避免直 接傷害到待測組件，然而在進行高頻測試時，測試環境常為預設的高溫或 低溫，由於彈簧式探針的結構使得探針在接觸端造成不可避免的高阻抗過 高，加裝彈性體的探針又容易因高溫與低溫環境的強烈影響導致高分子彈 性體的彈性消失，因而降低探針的使用壽命及使用效能。鑑於上述，本申 請人提供一種可以利用材質本身的特性及一體化的結構設計，同時擁有彈 性佳及阻抗小，且不易因溫度影響而變質損壞的探針及其相關的應用。

發明內容
本發明的目的在於提供一種探針、測試插座及其測試機，以提供彈性 高及阻抗小的探針，解決上述公知技術中不盡理想之處。
為實現上述目的，本發明提供的測試插座，供集成電路組件的測試，頂面用以接觸一待測的集成電路組件，底面用以接觸一負載基板(load board),該測試插座具有複數個開槽藉以容置複數個探針(probe)，其中
各開槽於一第一平面延伸，以貫穿該測試插座的頂面與底面，開槽內 具有至少一限制部，以限制該些探針主要於該第一平面運動，開槽內進一 步包含有至少一支撐部；
該複數個探針沿第一方向平行排列，該第一方向為該第一平面的法線 方向，且該些探針在第一方向的慣性矩大於該第一平面上任何方向的慣性 矩；以及
該探針為一導電體，在第一平面上延伸形成一本體部位，兩延伸的端 點為接觸端，突出於該測試插座的頂面與底面，用以分別接觸待測的集成 電路組件與負載基板(loadboard),該本體部位從鄰近形心位置橫向延伸至 少一第一彈性部位以接觸於該開槽內的支撐部，其中，該本體部位的彈性 係數大於該第一彈性部位的彈性係數，使相同受力狀態時該本體部位的彈 性變形量小於該第一彈性部位的彈性變形量；
由此，當該些探針於第一平面上受力時，該第一彈性部位因接觸該支 撐部形成一彈性變形，使該本體部位以第一方向為軸線微量旋轉。
所述的測試插座，其中，該探針的第一彈性部位的構型選自於由近似 C狀、彎折狀與近似鋸齒狀等所構成的群組。
所述的測試插座，其中，該開槽內進一步設置有第二支撐部，且該探 針進一步包含一第二彈性部位，從該本體部位鄰近形心位置相對於該第一 彈性部位另一方向延伸而出，用以接觸該第二支撐部。
所述的測試插座，其中，該探針的本體部位的兩個接觸端進一步經硬 化處理，使具有較高的硬度。
本發明提供的探針(probe)，供裝設於一測試插座(socket)，以進行集成 電路組件的測試，該探針的一端用以接觸一待測的集成電路組件，另一端 用以接觸一負載基板(loadboard),其中
6該探針為一導電體，在第一平面上延伸形成一本體部位，該些探針在 第一方向的慣性矩大於該第一平面上任何方向的慣性矩，其中，該第一方 向為該第一平面的法線方向，該本體部位從鄰近形心位置橫向延伸至少一 第一彈性部位，該本體部位的彈性係數大於該第一彈性部位的彈性係數， 使相同受力狀態時該本體部位的彈性變形量小於該第一彈性部位的彈性 變形量；
由此，當該些探針於第一平面上受力時，該第一彈性部位因彈性變形， 使該本體部位以第一方向為軸線微量旋轉。
所述的探針，其中，該第一彈性部位的構型選自於由近似c狀、彎折
狀與近似鋸齒狀等所構成的群組。
所述的探針，其中，該探針進一步包含第二彈性部位，從該本體部位 鄰近形心位置相對於該第一彈性部位另一方向延伸而出。
所述的探針，其中，以金屬成形製作而成。
所述的探針，其中，該本體部位的兩個接觸端進一步經硬化處理，使 具有較高的硬度。
本發明提供的測試機，用於集成電路組件測試，其包含有一分類機和
一測試臺，該測試臺容設有至少一負載基板(load board),而該負載基板包 含有至少一測試插座，其中該測試插座的頂面用以接觸一待測的集成電路 組件，其底面用以接觸上述的負載基板，同時該測試插座具有複數個開槽 以容置複數個探針(probe)，其中
該測試插座的各個開槽於一第一平面延伸，以貫穿該測試插座的頂面 與底面，開槽內具有至少一限制部，以限制該些探針主要於該第一平面運 動，開槽內進一步包含有至少一支撐部；
該複數個探針沿第一方向平行排列，該第一方向為該第一平面的法線 方向，且該些探針在第一方向的慣性矩大於該第一平面上任何方向的慣性 矩；以及該探針為一導電體，在第一平面上延伸形成一本體部位，兩延伸的端 點為接觸端，突出於該測試插座的頂面與底面，用以分別接觸待測的集成
電路組件與負載基板(load board)，該本體部位從鄰近形心位置橫向延伸至 少一第一彈性部位以接觸於該開槽內的支撐部，其中，該本體部位的彈性 係數大於該第一彈性部位的彈性係數，使相同受力狀態時該本體部位的彈 性變形量小於該第一彈性部位的彈性變形量；
由此，當該些探針於第一平面上受力時，該第一彈性部位因接觸該支 撐部形成一彈性變形，使該本體部位以第一方向為軸線微量旋轉。
由本發明的實施，具有如下效果
本發明的探針，其中所利用的材質特性，可使探針具有較高的彈性， 不易傷害待測組件，進而使探針使用效能更高。
本發明的探針，其中所利用的材質特性，可使探針具有較低的阻抗力，
進而使探針在高頻ic測試時的使用效能更高。
本發明的探針，其中所設計的形狀結構，可使探針具有較高的彈性， 不易傷害待測組件，進而使探針使用效能更高。
本發明的測試插座，其中所使用的探針具有較高的彈性，不易傷害待 測組件，進而使探針使用效能更高。
本發明的測試插座，其中所使用的探針具有較低的阻抗力，進而使探
針在高頻IC測試時的使用效能更高。
本發明的測試插座，其中所使用的探針具有特殊的形狀結構，可使探 針具有較高的彈性，不易傷害待測組件，進而使探針使用效能更高。
本發明的測試機，其中測試插座所使用的探針具有較高的彈性，不易 傷害待測組件，進而使探針使用效能更高。
本發明的測試機，其中測試插座所使用的探針具有較低的阻抗力，進 而使探針在高頻IC測試時的使用效能更高。
本發明的測試機，其中測試插座所使用的探針具有特殊的形狀結構，可使探針具有較高的彈性，不易傷害待測組件，進而使探針使用效能更高。
圖l為一立體圖，是根據本發明提出的第一較佳實施，為一種測試探針。
圖2A為一側視圖，是根據本發明提出的第二較佳實施例，為一種測 試插座。
圖2B為一立體圖，是根據本發明提出的第二較佳實施例，為一種測 試插座。
圖3為一示意圖，是根據本發明提出的第三較佳實施例，為一種測試
附圖中主要組件符號說明:
探針1、 21 本體部位10 接觸端101 接觸端102
第一彈性部位110、 210 第二彈性部位120、 220 測試插座2、 302 開槽20
第一支撐部201 第二支撐部202 限制部203 頂面2

底面23 測試機3
測試臺30
負載基板301
分類機3具體實施例方式
由於本發明公開一種探針，特別是供裝設於一測試插座，以進行集成 電路組件的測試者，其中所利用的探針測試原理，已為相關技術領域具有 通常知識者所能明了，故以下文說明中，不再作完整描述。同時，以下文 中所對照的附圖，是表達與本發明特徵有關的結構示意，並未亦不需要依 據實際尺寸完整繪製，預先敘明。
請參考圖1，是本發明提出的第一較佳實施例，為一種探針1的立體 示意圖，供裝設於一測試插座(如圖2B)，以進行集成電路組件的測試。其 中探針1的一端用以接觸一待測的集成電路組件，另一端用以接觸一負載 基板。探針l為一導電體，金屬材質尤佳，以一體成型製作而成，使其不 易在高溫或低溫測試時變質損壞，進而影響測試精度。探針l在預設的第 一平面上延伸形成一本體部位10，而本體部位IO擁有兩延伸的端點為接 觸端，其中一接觸端101用以接觸待測的集成電路組件，另一接觸端102 用以接觸負載基板(load board),上述兩個接觸端101、 102進一步經硬化 處理後，可以使其具有較高的硬度，不易因反覆測試時，與集成電路組件 或負載基板磨擦而損壞，而影響測試精度。本體部位10在第一平面上從 鄰近形心位置橫向延伸至少一個第一彈性部位110，此時由幾何構型的設 計，可使本體部位10的彈性係數大於第一彈性部位110的彈性係數。根 據虎克定律(Hook，s Law)可知材料於其受力與彈性變形的線性範圍內可 做無限次彈性變形，且在相同的受力條件下，變形量與其彈性係數成反比。因此當本體部位10與第一彈性部位110在相同的受力狀態時，則本體部 位10的彈性變性量會小於第一彈性部位110的彈性變形量；也就是說， 當探針1於第一平面上受力時，第一彈性部位110因彈性變形量較大會使 本體部位10以第一方向為軸線呈現微量旋轉，其中第一方向為第一平面 的法線方向。且實際進行集成電路組件測試時，上述微量旋轉可順勢刮除 在待測組件測試接點上的多餘物質，例如氧化物，可使測試的準確度更 高、更穩定。同時，由於探針1為一近似板片狀的構型，因此其在第一方 向的慣性矩大於其在第一平面上任何方向的慣性矩。
在上述實施例中，探針1的第一彈性部位110除了可以一近似C狀的 構型呈現外，亦可呈現一彎折狀的構型，或者也可以呈現一近似鋸齒狀的 構型，其中以呈現一近似C狀的構型者為最佳。此外，探針l進一步可以 包含第二彈性部位120，從本體部位IO鄰近形心位置相對於第一彈性部位
110往另一方向延伸而出，以使得本體部位10以第一方向為軸線的微量旋 轉更加穩定。其中第一彈性部位110與第二彈性部位120可具有相同的構 型，或者具有不同的構型以提供不同的彈性變形量。
接著，請參考圖2A與圖2B，是本發明提出的第二較佳實施例，為一 種測試插座2的側視圖。測試插座2可利用其頂面22部份以接觸一待測 的集成電路組件；而其底面23部分用以接觸一負載基板，由此提供集成 電路組件的測試。測試插座2具有複數個開槽20，而各個開槽20可用以 容置複數個探針21，其中各開槽20是於第一平面延伸，並且貫穿測試插 座2的頂面22及底面23部分，而且複數個探針21沿第一方向排列，此 第一方向為第一平面的法線方向(如圖1所示)，而每個探針21具有第一彈 性部位210及第二彈性部位220，而此探針21的特徵如前述第一較佳實施 例的探針l所述。在本實施例中，開槽20內具有至少一限制部203，當探 針21進行與待測組件接觸時，可用以限制探針21在第一平面搖擺，使其 不至於影響到其它探針21。上述實施例中，測試插座2進一步包含有一第一支撐部201，可與第
一彈性部位210接觸。當探針21於第一平面上受力時，第一彈性部位210 因第一支撐部201提供的反作用力，產生彈性變形，而使探針21的本體 部位產生以第一方向為軸線的微量旋轉，用以刮除在待測組件測試接點上
的多餘物質，例如氧化物，可使測試的準確度更高、更穩定。此外，開
槽20可以進一步設置第二支撐部202，用以接觸探針21的第二彈性部位 220，而達到如上述第一彈性部位210與第一支撐部201之間相互作用的 功效。
請參考圖3，本發明進一步提出第三較佳實施例，為一種測試機3的 示意圖。測試機3用於集成電路組件測試，其包含有一分類機31和一測 試臺30，其中測試臺30內至少設置有一負載基板301，其中負載基板301 設置有至少一個測試插座302，其中測試插座302的特徵如前述第二較佳 實施例所述。
以上所述僅為本發明的較佳實施例，並非用以限定本發明的權利範 圍；同時以上的描述，對於本領域技術人員應可明了及實施，因此其它未 脫離本發明所揭示的精神下所完成的等效改變或修飾，均應包含在申請的 權利要求範圍中。
1權利要求
1、一種測試插座，供集成電路組件的測試，頂面用以接觸一待測的集成電路組件，底面用以接觸一負載基板，該測試插座具有複數個開槽藉以容置複數個探針，其中各開槽於一第一平面延伸，以貫穿該測試插座的頂面與底面，開槽內具有至少一限制部，以限制該些探針主要於該第一平面運動，開槽內進一步包含有至少一支撐部；該複數個探針沿第一方向平行排列，該第一方向為該第一平面的法線方向，且該些探針在第一方向的慣性矩大於該第一平面上任何方向的慣性矩；以及該探針為一導電體，在第一平面上延伸形成一本體部位，兩延伸的端點為接觸端，突出於該測試插座的頂面與底面，用以分別接觸待測的集成電路組件與負載基板，該本體部位從鄰近形心位置橫向延伸至少一第一彈性部位以接觸於該開槽內的支撐部，其中，該本體部位的彈性係數大於該第一彈性部位的彈性係數，使相同受力狀態時該本體部位的彈性變形量小於該第一彈性部位的彈性變形量；由此，當該些探針於第一平面上受力時，該第一彈性部位因接觸該支撐部形成一彈性變形，使該本體部位以第一方向為軸線微量旋轉。
2、 依據權利要求1所述的測試插座，其中，該探針的第一彈性部位 的構型選自於由近似C狀、彎折狀與近似鋸齒狀所構成的群組。
3、 依據權利要求1所述的測試插座，其中，該開槽內進一步設置有 第二支撐部，且該探針進一步包含一第二彈性部位，從該本體部位鄰近形 心位置相對於該第一彈性部位另一方向延伸而出，用以接觸該第二支撐 部。
4、 依據權利要求1所述的測試插座，其中，該探針的本體部位的兩個接觸端進一步經硬化處理，使具有較高的硬度。
5、 一種探針，供裝設於一測試插座，以進行集成電路組件的測試， 該探針的一端用以接觸一待測的集成電路組件，另一端用以接觸一負載基 板，其中該探針為一導電體，在第一平面上延伸形成一本體部位，該些探針在 第一方向的慣性矩大於該第一平面上任何方向的慣性矩，其中，該第一方 向為該第一平面的法線方向，該本體部位從鄰近形心位置橫向延伸至少一 第一彈性部位，該本體部位的彈性係數大於該第一彈性部位的彈性係數， 使相同受力狀態時該本體部位的彈性變形量小於該第一彈性部位的彈性變形量；由此，當該些探針於第一平面上受力時，該第一彈性部位因彈性變形， 使該本體部位以第一方向為軸線微量旋轉。
6、 依據權利要求5所述的探針，其中，該第一彈性部位的構型選自 於由近似C狀、彎折狀與近似鋸齒狀所構成的群組。
7、 依據權利要求5所述的探針，其中，該探針進一步包含第二彈性 部位，從該本體部位鄰近形心位置相對於該第一彈性部位另一方向延伸而 出。
8、 依據權利要求5所述的探針，其中，以金屬成形製作而成。
9、 依據權利要求5所述的探針，其中，該本體部位的兩個接觸端進 一步經硬化處理，使具有較高的硬度。
10、 一種測試機，用於集成電路組件測試，其包含有一分類機和一測 試臺，該測試臺容設有至少一負載基板，而該負載基板包含有至少一測試 插座，其中該測試插座的頂面用以接觸一待測的集成電路組件，其底面用 以接觸上述的負載基板，同時該測試插座具有複數個開槽以容置複數個探 針，其中該測試插座的各個開槽於一第一平面延伸，以貫穿該測試插座的頂面與底面，開槽內具有至少一限制部，以限制該些探針主要於該第一平面運 動，開槽內進一步包含有至少一支撐部；該複數個探針沿第一方向平行排列，該第一方向為該第一平面的法線 方向，且該些探針在第一方向的慣性矩大於該第一平面上任何方向的慣性 矩；以及該探針為一導電體，在第一平面上延伸形成一本體部位，兩延伸的端 點為接觸端，突出於該測試插座的頂面與底面，用以分別接觸待測的集成 電路組件與負載基板，該本體部位從鄰近形心位置橫向延伸至少一第一彈 性部位以接觸於該開槽內的支撐部，其中，該本體部位的彈性係數大於該 第一彈性部位的彈性係數，使相同受力狀態時該本體部位的彈性變形量小於該第一彈性部位的彈性變形量；由此，當該些探針於第一平面上受力時，該第一彈性部位因接觸該支 撐部形成一彈性變形，使該本體部位以第一方向為軸線微量旋轉。
全文摘要
本發明涉及一種探針，裝設於一測試插座及一測試機，以進行集成電路組件的高頻測試。其中，探針為一導電體，探針的一端用以接觸一待測的集成電路組件，另一端用以接觸一負載基板。探針在第一平面上延伸形成一本體部位，其中，探針在第一方向的慣性矩大於第一平面上任何方向的慣性矩，而第一方向為第一平面的法線方向。本體部位從鄰近形心位置橫向延伸至少一第一彈性部位，該本體部位的彈性係數大於該第一彈性部位的彈性係數，使相同受力狀態時該本體部位的彈性變形量小於該第一彈性部位的彈性變形量。
文檔編號G01R1/02GK101424702SQ20071018480
公開日2009年5月6日 申請日期2007年10月29日 優先權日2007年10月29日
發明者林源記 申請人:京元電子股份有限公司