檢測裝置製造方法
2023-12-02 16:44:36 3
檢測裝置製造方法
【專利摘要】本發明涉及一種檢測裝置，包括一電路板，具有一第一面、一第二面以及至少一第一狹槽，所述第一面與所述第二面相對設置，所述至少一第一狹槽貫穿所述電路板並連通所述第一面與所述第二面；多個固定件，固定於所述第一面；多個探針，每一探針具有一偵測部、一延伸部以及一焊接部，所述偵測部具有一偵測端以及一懸臂，所述懸臂連接所述偵測端與所述延伸部一端，且所述懸臂連接於其中一所述固定件，所述延伸部另一端連接所述焊接部，其中，所述懸臂與所述延伸部之間具有一第一夾角，所述偵測端與所述懸臂之間具有一第二夾角，所述延伸部經由所述第一狹槽穿過所述電路板，所述焊接部焊接於所述第二面。本發明可以同時檢測待測晶圓上的多個電子元件，有效節省探針卡上的探針布設空間以及晶圓測試的工時。
【專利說明】檢測裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種電子元件的檢測裝置，特別是指一種多個待測物測試(MultiDUT)的垂直懸臂式檢測裝置。
【背景技術】
[0002]一般半導體晶粒上，用來電性連接的晶粒焊墊往往按照晶粒內的電路元件特性而有多種不同的設置分布，故執行晶圓級測試工程所需的探針卡也需有對應的電路傳輸結構以及測試點觸用探針，通常晶粒被稱為待測物(device under test ；DUT);在電子產品越來越多功能應用的趨勢下，晶粒內整合的電路元件種類越多，傳遞晶粒輸入、輸出等控制訊號所需的焊墊也同時增加，相對使探針卡在對應一一點觸這些焊墊的探針需有高密度且相對應的設置分布。尤其為了可快速有效地執行晶圓級測試以對各晶圓上大量晶粒進行多晶粒的電性測試，探針卡需配合晶圓上的晶粒分布結構而有對應的探針分布結構，使探針卡單次執行測量時儘可能對應測量到多個晶粒，以減少晶圓級測試的工時。
[0003]以日本公開專利的特開2004-12212號所提供的探針卡為例，即具有可提供單次多個待測物(或稱為多晶粒測試)測試的多個探針布設結構，請參考日本公開專利的特開2004-12212號的圖2，其揭示一種懸臂式探針卡，各探針5的焊接部焊接到電路板6的下表面，探針5的懸臂是通過固定材7固定，使探針5的偵測端可以懸空設置在電路板6的下表面，且探針5會面對測待測物，在進行待測物的測試時，探針5的偵測端可以點測待測物，進行電性測試。
[0004]然而，上述懸臂式探針卡也有探針布設的限制，單次僅能測試4顆左右的晶粒測試。而且，對於邏輯晶粒(Logic IC)結構而言，若能單次測試越多顆的晶粒，越能夠節省測試的時間。進一步而言，懸臂式探針卡因為探針焊接部是焊接到電路板的下表面，探針需從懸臂延伸到焊接部，所以固定材無法獨立，使得所有探針都需要經過相同的固定材固定，在多個晶粒測試的時候固定件上會有針層過多，無空間再布置探針，以及互相跨針，使探針布設(或稱:擺針)困難度增加的問題。因此，無法同時測試更多個晶粒，故也無法減少晶圓測試的工時。
【發明內容】
[0005]針對上述問題，本發明的主要目的在於提供一種電子元件的檢測裝置，其探針的布設方式不容易有固定件上針層過多以及互相跨針的問題，故本發明的檢測裝置可以同時針對待測晶圓上的多個電子元件同時進行檢測，有效節省探針卡上的探針布設空間以及晶圓測試的工時。
[0006]為達到上述目的，本發明所提供的一種檢測裝置，其特徵在於包括:一電路板，具有一第一面、一第二面以及至少一第一狹槽，所述第一面與所述第二面相對設置，所述至少一第一狹槽貫穿所述電路板並連通所述第一面與所述第二面；多個固定件，固定於所述第一面；多個探針，每一探針具有一偵測部、一延伸部以及一焊接部，所述偵測部具有一偵測端以及一懸臂，所述懸臂連接所述偵測端與所述延伸部一端，且所述懸臂連接於其中一所述固定件，所述延伸部另一端連接所述焊接部，其中，所述懸臂與所述延伸部之間具有一第一夾角，所述偵測端與所述懸臂之間具有一第二夾角，所述延伸部經由所述第一狹槽穿過所述電路板，所述焊接部焊接於所述第二面。
[0007]本發明的檢測裝置的又一技術方案是:一種檢測裝置，其特徵在於包括:一電路板，具有一第一面、一第二面以及至少一第一狹槽，所述第一面與所述第二面相對設置，所述至少一第一狹槽貫穿所述電路板並連通所述第一面與所述第二面；一間隔件，固定於所述第一面，且具有至少一對應於所述第一狹槽的第二狹槽；多個固定件，固定於所述間隔件；多個探針，每一探針具有一偵測部、一延伸部以及一焊接部，所述偵測部具有一偵測端以及一懸臂，所述懸臂連接所述偵測端與所述延伸部一端，且所述懸臂連接於其中一所述固定件，所述延伸部另一端連接所述焊接部，其中，所述懸臂與所述延伸部之間具有一第一夾角，所述偵測端與所述懸臂之間具有一第二夾角，所述延伸部經由所述第二狹槽以及所述第一狹槽分別穿過所述間隔件以及所述電路板，所述焊接部焊接於所述第二面。
[0008]上述本發明的技術方案中，所述第一狹槽臨近於各所述固定件。
[0009]還包含有一補強件，所述補強件固定於所述電路板的第二面，且所述補強件與所述電路板之間形成容置探針的焊接部的容置空間。
[0010]本發明的檢測裝置的另一技術方案是:一種檢測裝置，其特徵在於包括:一電路板，具有一第一面、一第二面以及至少一通孔，所述第一面與所述第二面相對設置，所述至少一通孔貫穿所述電路板並分別開口於所述第一面與所述第二面；一補強件，設置於所述第二面，並具有至少一狹縫；至少一間隔件，固定於所述補強件且設置於所述至少一通孔中，並形成至少一間隙，所述至少一間隙對應於所述至少一狹縫；多個固定件，固定於所述至少一間隔件；多個探針，每一探針具有一偵測部、一延伸部以及一焊接部，所述偵測部具有一偵測端以及一懸臂，所述懸臂連接所述偵測端與所述延伸部一端，且所述懸臂連接於其中一所述固定件，所述延伸部另一端連接所述焊接部，其中，所述懸臂與所述延伸部之間具有一第一夾角，所述偵測端與所述懸臂之間具有一第二夾角，所述延伸部經由所述間隙與所述狹縫分別穿過所述電路板與所述補強件，所述焊接部焊接於所述第二面。
[0011]其中，所述至少一間隔件與所述至少一通孔的壁面相隔一距離而形成一所述間隙。
[0012]包含有多個所述間隔件，每兩相鄰的間隔件之間形成另一所述間隙。
[0013]所述電路板具有多個所述通孔，各所述通孔中分別設置一所述間隔件。
[0014]所述間隔件通過螺栓固定於所述補強件。
[0015]所述補強件與所述間隔件為一體成形為一補強間隔件。
[0016]所述間隔件具有一凹部，所述固定件容納於所述凹部。
[0017]各所述探針的懸臂自所述固定件朝向所述延伸部方向延伸出約一距離後，與所述延伸部形成所述第一夾角。
[0018]所述距離的長度在2mm以下。
[0019]各所述探針的延伸部為大體上垂直於所述電路板設置。
[0020]所述多個固定件相互連接形成一體的固定件結構，所述固定件結構為口字型或門字型結構。
[0021]每一所述固定件結構對應一待測物。
[0022]採用上述技術方案，利用本發明的垂直懸臂探針在檢測裝置上的布設方式，相比於先前技術的懸臂式探針卡，由於已減少懸臂式探針自固定件後至電路板這一段的距離，以及也不會有懸臂式探針在固定件上產生針層過多以及互相跨針的問題。也因為解決先前技術的問題後，本發明的探針卡可設計成固定件結構可以對應一個待測物。因此，本發明的檢測裝置可以比先前技術的懸臂式探針卡，可以同時測量更多個待測物。當然，由於本發明可以同時測量多個待測物，因此本發明也可以達到有效節省探針卡上的探針布設空間以及晶圓測試的工時。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0023]圖1是本發明一第一較佳實施例所提供的檢測裝置的剖視圖；
[0024]圖2與圖3是本發明所提供的二種一體成形的固定件結構的立體示意圖；
[0025]圖4是本發明一第二較佳實施例所提供的檢測裝置的剖視圖；
[0026]圖5是本發明該第二較佳實施例所提供的檢測裝置的電路板的俯視圖；
[0027]圖6與圖7是本發明所提供的二種補強件與間隔件的結合方式的剖視圖；
[0028]圖8是本發明一第三較佳實施例所提供的檢測裝置的剖視圖；
[0029]圖9是本發明該第三較佳實施例所提供的檢測裝置的電路板的俯視圖；
[0030]圖10是本發明一第四較佳實施例所提供的檢測裝置的剖視圖；
[0031]圖11是本發明一第五較佳實施例所提供的檢測裝置的剖視圖；
[0032]圖12是本發明一第六較佳實施例所提供的檢測裝置的剖視圖。
【具體實施方式】
[0033]現舉以下實施例並結合附圖對本發明的結構及功效進行詳細說明。
[0034]由於本發明揭示的是一種檢測裝置，用於探針卡相關的測試，其中探針卡的使用原理與基本功能，已是相關【技術領域】具有通常知識者所能明了，故以下文中的說明，不再作完整描述。同時，以下文中所對照的圖式，為表達與本發明特徵有關的結構示意，並未也不需要依據實際尺寸完整繪製，在此先行說明。
[0035]如圖1所示，本發明一第一較佳實施例所提供的檢測裝置100包括一電路板10、多個固定件30以及多個探針40。以下說明其構造。
[0036]電路板10具有一第一面12以及一第二面14,第一面12與第二面14相對設置,在電路板10上形成至少一第一狹槽15，第一狹槽15貫穿電路板10並開口於第一面12及第二面 14。
[0037]各固定件30固定於電路板10的第一面12，並固持各探針40。
[0038]各探針40為垂直懸臂探針，其包括由一偵測端41及一懸臂42所構成的偵測部、一延伸部43以及一焊接部44。偵測端41用來接觸待測物進行測試，懸臂42連接偵測端41與延伸部43，且懸臂42連接於其中一固定件30，延伸部43經由第一狹槽15穿過電路板10，焊接部44的一端連接於延伸部43，另一端則焊接於電路板10的第二面14。延伸部43與懸臂42之間形成一第一夾角Θ 1，偵測端41與懸臂42之間形成一第二夾角Θ2，懸臂42從固定件30的邊緣朝向延伸部43方向延伸約一距離D後連接於延伸部43並形成第一夾角θ I。
[0039]此外，在本第一實施例中，為了強化固定件30與探針40的固著關係，更可以利用黏著材料5 (例如:環氧樹脂(俗稱黑膠)或其他合適的黏膠等材質)來將探針40的懸臂42固著於固定件30上。要特別說明的是，在其他實施例中，上述的多個固定件30可以相互連接而成為一體成形的固定件結構，例如:圖2所示的門字型的固定件結構30Α或是圖3所示的口字型的固定件結構30Β，可視實際需求而定。在此要特別說明的是上述固定件結構30Α或30Β為對應一個待測物，因此本發明可以同時測量四個以上的待測物，請參閱後續的說明。此外，固定件30的材質可以是工程塑料、電木等或者是陶瓷等材料所構成，其中以陶瓷材料為較佳。
[0040]在上述的結構中，由於固定件30鄰近於第一狹槽15，且探針40的延伸部43與固定件30之間的距離D大約2mm，延伸部43大體上以垂直於電路板10的方式穿過電路板10，因此探針40之間可以排列得相當緊密，對於晶片排列緊密的待測物而言，可以減少偵測的次數。也就是說，利用本發明的垂直懸臂探針40在檢測裝置上的布設方式，相比於先前技術的懸臂式探針卡，由於已減少懸臂式探針自固定件後至電路板這一段的距離，以及也不會有懸臂式探針在固定件上產生針層過多以及互相跨針的問題。也因為解決先前技術的問題後，本發明的探針卡，可設計成上述固定件結構30A或30B可以對應一個待測物。因此，本發明的檢測裝置可以比先前技術的懸臂式探針卡，可以同時測量更多個待測物，例如:可以同時測量四個以上的待測物(例如同時測量六個、八個或十二個待測物)，可視實際需求設計而定。當然，由於本發明可以同時測量多個待測物，因此本發明也可以達到有效節省探針卡上的探針布設空間以及晶圓測試的工時。
[0041]圖4至圖10表示本發明的檢測裝置的另三個實施例。在某些較高溫的測試環境下，電路板由於溫度的關係會有翹曲的情況，如此會造成某些探針會過度接觸待測晶片，而某些探針則無法接觸到待測晶片的問題。在這些較高溫環境下進行測試的檢測裝置，在電路板上會增加一塊補強件，來避免電路板產生翹曲。以下說明其詳細構造。
[0042]如圖4及圖5所示，本發明一第二較佳實施例所提供的檢測裝置200包括一電路板10』、至少一個間隔件20 (本實施例設有多個間隔件20，但也可僅有一間隔件20)、多個固定件30、多個探針40以及一補強件50。
[0043]電路板10』具有一第一面12以及一第二面14,第一面12與第二面14為相對設置，在電路板10』的中心部位上形成一通孔16 (如圖5所不，圖5為電路板10』的俯視不意圖，其尺寸僅示意表示，並未與圖4對應)，通孔16貫穿電路板10』並開口於第一面12及第二面 14。
[0044]該至少一間隔件20固定在補強件50並設置於電路板10』的通孔16中,補強件50設置於電路板10』的第二面14上。間隔件20的邊緣與通孔16的壁面相隔一距離而形成間隙26，每兩相鄰的間隔件20之間形成間隙27，而在補強件50上則形成狹縫55，狹縫55對應於間隙26、27，如同圖4所示，該至少一間隔件20可進一步具有多個凹部24，使各固定件30設置於各凹部24中；或者，該至少一間隔件20也可不具有凹部24，而使固定件30固定於間隔件20的底面，如同後文中第六較佳實施例所述。其中固定件30以陶瓷基板為較佳。
[0045]探針40為類同於第一較佳實施例中所述的垂直懸臂探針，其懸臂42通過黏著材料5固定於固定件30，延伸部43依序經間隙26或27與狹縫55穿過電路板10』與補強件50，焊接部44的一端則焊接於電路板10』的第二面14。
[0046]在上述結構中，由於固定件30鄰近於間隙26或27，且探針40的延伸部43與固定件30之間的距離D大約2mm，延伸部43大體上以垂直於電路板10』的方式穿過電路板10』與間隔件20，因此探針40之間可以排列得相當緊密，對於晶片排列緊密的待測物而言，可以減少偵測的次數，其功效已由上述第一較佳實施例所揭示，在此不作贅述。
[0047]在圖4中，補強件50與各間隔件20為相互黏結固定，然而，補強件50與間隔件20也可採用其他種結合的方式，例如圖6及圖7所示的結合方式。詳而言之，圖6所示的補強件50與至少一間隔件20是以螺栓8進行固定。而圖7所示的補強件50與間隔件20為一體成型而形成一補強間隔件60。至於採用何種方式，可視實際需求進行選擇。
[0048]如圖8及圖9所示，本發明一第三較佳實施例所提供的檢測裝置300與前述檢測裝置200的差異在於，檢測裝置300的電路板10』 』具有多個通孔16』(請參閱圖9，圖9為電路板10」的俯視示意圖，其尺寸僅示意表示，並未與圖8對應)，各通孔16』中分別設置一間隔件20，各間隔件20與其所在的通孔16』的壁面相隔一距離而形成一間隙26。本第三較佳實施例其餘的結構特徵，已如上述第二較佳實施例所揭示，其功效也已由上述第一較佳實施例所揭示，在此不作贅述。
[0049]如圖10所示，本發明一第四較佳實施例所提供的檢測裝置400類同於前述第一較佳實施例所提供的檢測裝置100，但檢測裝置400還包含有一補強件50』，補強件50』固定於電路板10的第二面14，且補強件50』與電路板10之間形成容置探針40的焊接部44的容置空間56，這樣也可防止電路板10因高溫而變形的問題。本第四較佳實施例其餘的結構特徵，已如上述第一較佳實施例所揭示，其功效也已由上述第一較佳實施例所揭示，在此不作贅述。
[0050]如圖11所示，本發明一第五較佳實施例所提供的檢測裝置500類同於前述第一較佳實施例所提供的檢測裝置100，但檢測裝置500因空間配置需求而更包含有一間隔件20』，間隔件20』固定於電路板10的第一面12，且具有至少一對應於第一狹槽15的第二狹槽25，各固定件30固定於間隔件20』的凹部24，各探針40的延伸部43為經由第二狹槽25及第一狹槽15分別穿過間隔件20』及電路板10。本第五較佳實施例其餘的結構特徵，已如上述第一或第二較佳實施例所揭示，其功效也已由上述第一較佳實施例所揭示，在此不作贅述。
[0051]值得一提的是，在前述第二、三及五較佳實施例中，間隔件20、20』具有凹部24，以供固定件30穩固地固定於凹部24。然而，各間隔件20、20』也可不具有凹部24，例如圖12所示的本發明一第六較佳實施例所提供的檢測裝置600，其類同於前述檢測裝置500，但檢測裝置600的間隔件20」不具有凹部24，各固定件30固定於間隔件20」的底面28。
[0052]綜上所述，本發明所提供的檢測裝置中，由於其探針為穿過電路板而焊接於第二面，因此探針的布設方式不容易有固定件上針層過多以及互相跨針的問題，故本發明的檢測裝置可以同時針對待測晶圓上的多個電子元件同時進行檢測，有效節省探針卡上的探針布設空間以及晶圓測試的工時。
[0053]本發明雖以實施例揭示如上，然上述實施例並非用於限定本發明的專利保護範圍，任何熟習此項技藝者，在不脫離本發明的精神範圍內，可做些許的更動與潤飾，因此本發明的專利保護範圍當以後附的權利要求所界定的範圍為準。
【權利要求】
1.一種檢測裝置，其特徵在於包括: 一電路板，具有一第一面、一第二面以及至少一第一狹槽，所述第一面與所述第二面相對設置，所述至少一第一狹槽貫穿所述電路板並連通所述第一面與所述第二面； 多個固定件，固定於所述第一面； 多個探針，每一探針具有一偵測部、一延伸部以及一焊接部，所述偵測部具有一偵測端以及一懸臂，所述懸臂連接所述偵測端與所述延伸部一端，且所述懸臂連接於其中一所述固定件，所述延伸部另一端連接所述焊接部，其中，所述懸臂與所述延伸部之間具有一第一夾角，所述偵測端與所述懸臂之間具有一第二夾角，所述延伸部經由所述第一狹槽穿過所述電路板，所述焊接部焊接於所述第二面。
2.一種檢測裝置，其特徵在於包括: 一電路板，具有一第一面、一第二面以及至少一第一狹槽，所述第一面與所述第二面相對設置，所述至少一第一狹槽貫穿所述電路板並連通所述第一面與所述第二面； 一間隔件，固定於所述第一面，且具有至少一對應於所述第一狹槽的第二狹槽； 多個固定件，固定於所述間隔件； 多個探針，每一探針具有一偵測部、一延伸部以及一焊接部，所述偵測部具有一偵測端以及一懸臂，所述懸臂連接所述偵測端與所述延伸部一端，且所述懸臂連接於其中一所述固定件，所述延伸部另一端連接所述焊接部，其中，所述懸臂與所述延伸部之間具有一第一夾角，所述偵測端與所述懸臂之間具有一第二夾角，所述延伸部經由所述第二狹槽以及所述第一狹槽分別穿過所述間隔件以及所述電路板，所述焊接部焊接於所述第二面。
3.如權利要求1或2所述的檢測裝置，其特徵在於:所述第一狹槽臨近於各所述固定件。
4.如權利要求1或2所述的檢測裝置，其特徵在於:還包含有一補強件，所述補強件固定於所述電路板的第二面，且所述補強件與所述電路板之間形成容置探針的焊接部的容置空間。
5.一種檢測裝置，其特徵在於包括: 一電路板，具有一第一面、一第二面以及至少一通孔，所述第一面與所述第二面相對設置，所述至少一通孔貫穿所述電路板並分別開口於所述第一面與所述第二面； 一補強件，設置於所述第二面，並具有至少一狹縫； 至少一間隔件，固定於所述補強件且設置於所述至少一通孔中，並形成至少一間隙，所述至少一間隙對應於所述至少一狹縫； 多個固定件，固定於所述至少一間隔件； 多個探針，每一探針具有一偵測部、一延伸部以及一焊接部，所述偵測部具有一偵測端以及一懸臂，所述懸臂連接所述偵測端與所述延伸部一端，且所述懸臂連接於其中一所述固定件，所述延伸部另一端連接所述焊接部，其中，所述懸臂與所述延伸部之間具有一第一夾角，所述偵測端與所述懸臂之間具有一第二夾角，所述延伸部經由所述間隙與所述狹縫分別穿過所述電路板與所述補強件，所述焊接部焊接於所述第二面。
6.如權利要求5所述的檢測裝置，其特徵在於:所述至少一間隔件與所述至少一通孔的壁面相隔一距離而形成一所述間隙。
7.如權利要求6所述的檢測裝置，其特徵在於:包含有多個所述間隔件，每兩相鄰的間隔件之間形成另一所述間隙。
8.如權利要求6所述的檢測裝置，其特徵在於:所述電路板具有多個所述通孔，各所述通孔中分別設置一所述間隔件。
9.如權利要求5所述的檢測裝置，其特徵在於:所述間隔件通過螺栓固定於所述補強件。
10.如權利要求5所述的檢測裝置，其特徵在於:所述補強件與所述間隔件為一體成形為一補強間隔件。
11.如權利要求2或5所述的檢測裝置，其特徵在於:所述間隔件具有一凹部，所述固定件容納於所述凹部。
12.如權利要求1、2及5中任一項所述的檢測裝置，其特徵在於:各所述探針的懸臂自所述固定件朝向所述延伸部方向延伸出約一距離後，與所述延伸部形成所述第一夾角。
13.如權利要求12所述的檢測裝置，其特徵在於:所述距離的長度在2_以下。
14.如權利要求1、2及5中任一項所述的檢測裝置，其特徵在於:各所述探針的延伸部為大體上垂直於所述電路板設置。
15.如權利要求1、2及5中任一項所述的檢測裝置，其特徵在於:所述多個固定件相互連接形成一體的固定件結構，所述固定件結構為口字型或門字型結構。
16.如權利要求15所述的檢測裝置，其特徵在於:每一所述固定件結構對應一待測物。
【文檔編號】G01R1/073GK104237667SQ201410034775
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年1月24日 優先權日:2013年6月24日
【發明者】張嘉泰, 蔡錦溢, 陳秋桂, 餘陳志, 賴建彰, 楊金田, 楊惠彬, 張庚生, 範馨文, 塗淑惠 申請人:旺矽科技股份有限公司