悬臂式探针卡及其探针模块

技术领域

本发明涉及一种探针卡，尤其涉及一种悬臂式探针卡及其探针模块。

背景技术

现有悬臂式探针卡都朝着使所有悬臂探针的针尖共平面的目标改良，但现有悬臂式探针卡之中的任一个构件都可能是导致无法达成上述目标的因素(如：现有悬臂式探针卡所包含的一基板，其用来承载多个所述悬臂探针且形成有翘曲)。

于是，本发明人认为上述缺陷可改善，乃特潜心研究并配合科学原理的运用，终于提出一种设计合理且有效改善上述缺陷的本发明。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种悬臂式探针卡及其探针模块，能有效地改善现有悬臂式探针卡所可能产生的缺陷。

本发明实施例公开一种悬臂式探针卡，其包括：一承载座，具有一承载面；多个探针模块，彼此间隔地设置于承载座的承载面上，并且每个探针模块包含有：一支撑板，安装于承载面上；一基板，设置于支撑板；其中，基板呈非平面状且于一测试方向上形成有一翘曲落差；多个悬臂探针，其一端连接于基板，并且每个悬臂探针的另一端为一针尖；及多个细调整件，彼此间隔地设置于支撑板与基板之间；其中，每个细调整件能沿测试方向而独立地运作，以改变支撑板与基板之间的距离；其中，于每个探针模块中，基板能通过至少一个细调整件而形变，以于测试方向上缩小基板的翘曲落差。

优选地，每个探针模块包含有对应于支撑板与基板设置的一拘束机构，并且支撑板与基板之间的距离能通过拘束机构而受限于一预定范围内。

优选地，于每个探针模块之中，基板包含有朝向支撑板凹陷翘曲落差的一翘曲部；至少一个细调整件的位置对应于翘曲部、且能推抵翘曲部而迫使其朝远离支撑板的方向形变。

优选地，于每个探针模块之中，位置对应于翘曲部的至少一个细调整件为一弹簧，且其能通过弹性而推抵翘曲部。

优选地，于每个探针模块之中，位置对应于翘曲部的至少一个细调整件为一螺丝，且其能被调整而推抵翘曲部。

优选地，于每个探针模块之中，每个悬臂探针包含有：一焊接段，具有位于相反侧的一第一端与一第二端，并且第一端焊接于基板；一测试段，其与焊接段在垂直测试方向的一配置方向上呈间隔地设置，并且测试段具有针尖及位于相反侧的一外边缘与一内边缘；及两个外弹性臂，各自的两端分别连接焊接段的第二端与测试段的内边缘，并且两个外弹性臂彼此间隔地排列；其中，两个外弹性臂的其中之一邻近于针尖且定义为一第一外弹性臂，而两个外弹性臂的其中另一定义为一第二外弹性臂，并且第一外弹性臂的长度大于第二外弹性臂的长度。

优选地，于每个悬臂探针之中，焊接段的第二端具有非平行于配置方向的一布局边，以使内边缘与布局边于配置方向上间隔有不同的多个距离。

优选地，于每个悬臂探针之中，任一个外弹性臂与配置方向之间相夹有介于0度～75度的一第一夹角，并且测试段与任一个外弹性臂之间相夹有介于45度～150度的一第二夹角；其中，当每个悬臂探针的针尖沿测试方向压抵于一待测物时，测试段能朝向针尖垂直配置方向的位置转动。

优选地，每个悬臂探针进一步包含有：一对焦部，相连于内边缘、并位于针尖与两个外弹性臂之间；其中，对焦部于远离两个外弹性臂的一侧形成有多个对焦点，并且针尖与多个对焦点能于一检测设备的观测作业中各形成有一观测点位，用以得知针尖的位置。

本发明实施例也公开一种悬臂式探针卡的探针模块，其包括：一支撑板；一基板，设置于支撑板；其中，基板呈非平面状且于一测试方向上形成有一翘曲落差；多个悬臂探针，其一端连接于基板，并且每个悬臂探针的另一端定义为一自由端；以及多个细调整件，彼此间隔地设置于支撑板与基板之间；其中，每个细调整件能沿测试方向而独立地运作，以改变支撑板与基板之间的距离；其中，基板能通过至少一个细调整件而形变，以于测试方向上缩小基板的翘曲落差。

综上所述，本发明实施例所公开的悬臂式探针卡及其探针模块，通过能独立地运作的多个所述细调整件，以有效地缩小因为所述基板非呈平面状而可能产生的所述翘曲落差，进而使多个所述悬臂探针能够被安装在沿所述测试方向上的高度更为一致的所述基板。

为能更进一步了解本发明的特征及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，但是此等说明与附图仅用来说明本发明，而非对本发明的保护范围作任何的限制。

附图说明

图1为本发明实施例一的悬臂式探针卡的立体示意图。

图2为图1的分解示意图。

图3为图1的侧视示意图。

图4为图2的区域IV的放大示意图。

图5为图4的变化方式示意图。

图6为图4的另一变化方式示意图。

图7为图2中的探针模块的立体示意图。

图8为图7的侧视示意图。

图9为图7的分解示意图。

图10为图9的区域X的放大示意图。

图11为图10的变化方式示意图。

图12为本发明实施例二的探针模块的立体示意图。

图13为图12的悬臂探针的平面示意图。

图14为图13的悬臂探针用于顶抵待测物的平面示意图。

图15为本发明实施例三的悬臂探针的平面示意图。

具体实施方式

以下是通过特定的具体实施例来说明本发明所公开有关“悬臂式探针卡及其探针模块”的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所公开的内容了解本发明的优点与效果。本发明可通过其他不同的具体实施例加以施行或应用，本说明书中的各项细节也可基于不同观点与应用，在不悖离本发明的构思下进行各种修改与变更。另外，本发明的附图仅为简单示意说明，并非依实际尺寸的描绘，事先声明。以下的实施方式将进一步详细说明本发明的相关技术内容，但所公开的内容并非用以限制本发明的保护范围。

应当可以理解的是，虽然本文中可能会使用到“第一”、“第二”、“第三”等术语来描述各种组件或者信号，但这些组件或者信号不应受这些术语的限制。这些术语主要是用以区分一组件与另一组件，或者一信号与另一信号。另外，本文中所使用的术语“或”，应视实际情况可能包括相关联的列出项目中的任一个或者多个的组合。

[实施例一]

请参阅图1至图11所示，其为本发明的实施例一。如图1和图2所示，本实施例公开一种悬臂式探针卡100，其包含有一承载座1及多个探针模块2，并且多个探针模块2是彼此间隔地设置于所述承载座1的一承载面121上。需先说明的是，所述悬臂式探针卡100于本实施例中是以所述承载座1搭配多个所述探针模块2来说明，但本发明不以此为限。举例来说，在本发明未示出的其他实施例中，所述承载座1或任一个所述探针模块2可以是单独地被应用(如：贩卖)或搭配其他构件使用。

如图2和图3所示，所述承载座1于本实施例中包含有一座体11、安装于所述座体11的一金属承载片12、对应于所述座体11与所述金属承载片12设置的一限位机构13及彼此间隔地设置于所述座体11与所述金属承载片12之间的多个粗调整件14，但本发明不以此为限。举例来说，于本发明未示出的其他实施例中，所述限位机构13可以被省略或是以其他构件取代。

更详细地说，所述座体11于本实施例中包含有一机框111及设置于所述机框111上的一电路板112，并且所述金属承载片12是安装于所述电路板112上，但于本发明未示出的其他实施例中，所述座体11也可以依据设计需求而为单件式构造。

再者，所述承载面121于本实施例中为所述金属承载片12的外表面，所述承载面121定义有彼此分离配置的多个安装区域122，并且多个所述安装区域122之中的至少两个(如：图3中位于中央与最外侧的两个所述安装区域122)于一测试方向T(如：所述承载面121的法线方向)上形成有一安装落差(如：图3中虚线代表所述金属承载片12未被多个所述粗调整件14顶抵而具有所述安装落差的状态)，而多个所述探针模块2彼此间隔地设置于多个所述安装区域122上。

每个所述粗调整件14能沿所述测试方向T而独立地运作，以改变所述承载面121与所述座体11之间的距离，并且所述承载面121与所述座体11之间的所述距离能通过所述限位机构13而受限于一预定范围内。举例来说，所述限位机构13可以包含有多个螺丝，其安装于所述座体11与所述金属承载片12的周围区块，以使所述金属承载片12仅能沿所述测试方向T而相对于所述座体11移动。

再者，多个所述粗调整件14较佳是均匀地对应于所述金属承载片12进行配置，以使所述金属承载片12的多个所述安装区域122能够落在多个所述粗调整件14所能影响或调整的范围之内。

依上所述，所述承载座1能通过至少一个所述粗调整件14而使所述金属承载片12产生形变，以于所述测试方向T上缩小所述安装落差。举例来说，所述承载座1能通过调整位置对应于所述安装落差的至少一个所述粗调整件14，以使所述金属承载片12在相对应的至少两个所述安装区域122产生能够缩小所述安装落差的形变。

需额外说明的是，基于多个所述粗调整件14于本实施例中是采用大致相同的构造，所以为便于说明，以下仅介绍单个所述粗调整件14的构造，但本发明不受限于此。举例来说，于本发明未示出的其他实施例中，多个所述粗调整件14的构造也可以略有差异。再者，所述粗调整件14的构造可依据设计需求而加以调整变化，以下仅列出所述粗调整件14的部分实施方式，但本发明不以此为限。

如图2、图4、和图5所示，所述粗调整件14可以是单件式构造，并且所述粗调整件14的一端沿所述测试方向T穿设于所述座体11内，并且所述粗调整件14的另一端沿所述测试方向T顶抵于所述金属承载片12。其中，所述粗调整件14可以是如图4所示的弹簧，据以通过其弹性而实现自动调整功能；或者，所述粗调整件14也可以是如图5所示的螺丝，据以通过被旋转而实现调整功能。

如图6所示，所述粗调整件14可以是多件式构造，并且所述粗调整件14包含有一推动杆141及对应于所述推动杆141设置的一驱动轴142。其中，所述推动杆141的一端具有一导引面143且沿所述测试方向T穿设于所述座体11，并且所述推动杆141的另一端沿所述测试方向T顶抵于所述金属承载片12。再者，所述驱动轴142沿垂直所述测试方向T的一方向穿设于所述座体11内，并且所述驱动轴142顶抵于所述导引面143，用以能驱使所述推动杆141沿所述测试方向T移动。需说明的是，所述驱动轴142可以是如图6所示包含有弹簧，据以其弹性而实现自动调整功能；或者，在本发明未示出的其他实施例中，所述粗调整件14也可以是螺丝，据以通过被旋转而实现调整功能。

据此，本实施例所公开的所述承载座1通过能独立地运作的多个所述粗调整件14，以有效地缩小所述承载座1在组装过程中对所述金属承载片12的至少两个所述安装区域122所可能产生的所述安装落差，进而使多个所述探针模块2能够被安装在沿所述测试方向T上的高度更为一致的多个所述安装区域122。

以上为所述承载座1的构造说明，以下接着介绍多个所述探针模块2的构造设计。基于多个所述探针模块2于本实施例中是采用大致相同的构造，所以为便于说明，以下仅介绍单个所述探针模块2的构造，但本发明不受限于此。举例来说，于本发明未示出的其他实施例中，多个所述探针模块2的构造也可以略有差异。

如图2及图7至图9所示，所述探针模块2于本实施例中包含有一支撑板21、设置于所述支撑板21的一基板22、连接于所述基板22的多个悬臂探针23、对应于所述支撑板21与所述基板22设置的的一拘束机构24及彼此间隔地设置于所述支撑板21与所述基板22之间的多个细调整件25，但本发明不以此为限。举例来说，于本发明未示出的其他实施例中，所述拘束机构24可以被省略或是以其他构件取代。

更详细地说，所述支撑板21安装于所述承载面121(如：相对应所述安装区域122)上，并且所述支撑板21是用来支撑厚度较薄且易产生翘曲的所述基板22。其中，所述基板22呈非平面状且于所述测试方向T上形成有一翘曲落差G221；例如：所述基板22包含有朝向所述支撑板21凹陷所述翘曲落差G221的一翘曲部221。

每个所述悬臂探针23的一端连接于所述基板22，并且每个所述悬臂探针23的另一端为一针尖2321。其中，多个所述悬臂探针23于本实施例中是采用大致相同的构造，但于本发明未示出的其他实施例中，多个所述悬臂探针23的构造也可以略有差异。

每个所述细调整件25能沿所述测试方向T而独立地运作，以改变所述支撑板21与所述基板22之间的距离，并且所述支撑板21与所述基板22之间的所述距离能通过所述拘束机构24而受限于一预定范围内。举例来说，所述限位机构13可以包含有多个螺丝，其安装于所述支撑板21与所述基板22的周围区块，以使所述基板22仅能沿所述测试方向T而相对于所述支撑板21移动。

再者，多个所述细调整件25较佳是均匀地对应于所述基板22进行配置，以使所述基板22的所有区域都能够落在多个所述细调整件25所能影响或调整的范围之内。举例来说，当所述基板22于任一区域产生所述翘曲部221时，多个所述细调整件25之中的至少其中一个所述细调整件25的位置能够对应于所述翘曲部221。

依上所述，所述基板22能通过至少一个所述细调整件25而形变，以于所述测试方向T上缩小所述基板22的所述翘曲落差G221。举例来说，至少一个所述细调整件25的位置对应于所述翘曲部221、且能推抵所述翘曲部221而迫使其朝远离所述支撑板21的方向形变，进而有效地缩小因所述翘曲部221而导致的所述翘曲落差G221。

需额外说明的是，基于多个所述细调整件25于本实施例中是采用大致相同的构造，所以为便于说明，以下仅介绍单个所述细调整件25的构造，但本发明不受限于此。举例来说，于本发明未示出的其他实施例中，多个所述细调整件25的构造也可以略有差异。再者，所述细调整件25的构造可依据设计需求而加以调整变化，以下仅列出所述细调整件25的部分实施方式，但本发明不以此为限。

如图9至图11所示，所述细调整件25可以是单件式构造，并且所述细调整件25的一端沿所述测试方向T穿设于所述支撑板21内，并且所述细调整件25的另一端沿所述测试方向T顶抵于所述基板22。

更详细地说，所述细调整件25可以是如图10所示的弹簧，据以通过其弹性而实现自动调整功能(如：位置对应于所述翘曲部221的至少一个所述细调整件25能通过弹性而推抵所述翘曲部221)；或者，所述细调整件25也可以是如图11所示的螺丝，据以通过被旋转而实现调整功能(如：位置对应于所述翘曲部221的至少一个所述细调整件25能被调整而推抵所述翘曲部221)。

据此，如图2及图7至图9所示，本实施例所公开的所述探针模块2通过能独立地运作的多个所述细调整件25，以有效地缩小因为所述基板22非呈平面状而可能产生的所述翘曲落差G221，进而使多个所述悬臂探针23能够被安装在沿所述测试方向T上的高度更为一致的所述基板22。

进一步地说，所述悬臂式探针卡100于本实施例中可以通过所述承载座1的多个所述粗调整件14搭配每个所述探针模块2的多个所述细调整件25，进而有效地提升所述悬臂式探针卡100的所有所述悬臂探针23的所述针尖2321的共面度。其中，所述细调整件25的尺寸是小于所述粗调整件14，并且所述细调整件25于所述测试方向T上的最大调整幅度(如：100微米)较佳是所述粗调整件14于所述测试方向T上的最大调整幅度(如：2000微米)的0.5％～5％，但本发明不受限于此。

此外，于本实施例中的所述承载座1之中，所述座体11(如：所述机框111与所述电路板112)与所述金属承载片12各是呈圆形构造，并且每个所述探针模块2的所述支撑板21与所述基板22则各以矩形构造来说明，但其可依据设计需求而加以调整变化，并不以附图为限。

[实施例二]

请参阅图12至图14所示，其为本发明的实施例二。由于本实施例类似于上述实施例一，所以两个实施例的相同处不再加以赘述，而本实施例相较于上述实施例一的差异主要在于：所述悬臂探针23的构造。

于本实施例中，所述悬臂探针23为一体成型的单件式构造，并且所述悬臂探针23的横截面大都呈矩形。所述悬臂探针23于本实施例中包含有一焊接段231、一测试段232、连接所述焊接段231与所述测试段232的两个外弹性臂233、位于两个所述外弹性臂233之间的至少一个内弹性臂234及相连于所述测试段232的一对焦部235，但本发明不受限于此。举例来说，在本发明未示出的其他实施例中，所述悬臂探针23也可以省略所述对焦部235及/或至少一个所述内弹性臂234。

进一步地说，所述焊接段231具有位于相反侧的一第一端2311与一第二端2312，并且所述悬臂探针23是以所述焊接段231的所述第一端2311焊接于所述基板22。再者，所述测试段232与所述焊接段231在所述配置方向D上呈间隔地设置，并且所述配置方向D于本实施例中是大致平行于所述基板22的板面。其中，所述测试段232具有一针尖2321及位于(所述针尖2321)相反侧的一外边缘2322与一内边缘2323。其中，所述针尖2321于所述配置方向D上具有不大于5微米(μm)的一宽度。

需额外说明的是，所述焊接段231的所述第二端2312具有非平行于所述配置方向D(或非平行于所述基板22)的一布局边2313，以使所述内边缘2323与所述布局边2313于所述配置方向D上间隔有不同的多个距离。其中，所述布局边2313于本实施例中呈倾斜状且与平行所述基板22板面的所述配置方向D相夹有介于的10度～85度的一布局角度σ2313，但本发明不受限于此。举例来说，于本发明未示出的其他实施例中，所述布局边2313可以是呈阶梯状。

每个所述外弹性臂233的两端分别连接所述焊接段231的所述第二端2312(如：所述布局边2313)与所述测试段232的所述内边缘2323，并且两个所述外弹性臂233沿垂直所述测试方向T彼此间隔地排列。更详细地说，每个所述外弹性臂233于本实施例中呈直条状且其长度至少为所述测试段232的1.5倍长度，但本发明不以此为限。

进一步地说，两个所述外弹性臂233的其中之一邻近于所述针尖2321且定义为一第一外弹性臂233a，而两个所述外弹性臂233的其中另一定义为一第二外弹性臂233b，并且所述第一外弹性臂233a的长度大于所述第二外弹性臂233b的长度。其中，所述第一外弹性臂233a的所述长度以及所述第二外弹性臂233b的所述长度之间较佳是具有介于10微米～200微米的一长度差值，但本发明不以此为限。

于本实施例中，任一个所述外弹性臂233与所述配置方向D之间相夹有介于0度～75度的一第一夹角σ1，并且所述测试段232与任一个所述外弹性臂233之间相夹有介于45度～150度的一第二夹角σ2。其中，当每个所述悬臂探针23的所述针尖2321沿所述测试方向T压抵于一待测物300时，所述测试段232能朝向所述针尖2321垂直所述配置方向D的位置转动。

至少一个所述内弹性臂234的数量于本实施例中是以一个来说明，但于本发明未示出的其他实施例中，所述内弹性臂234的数量可以是多个。其中，至少一个所述内弹性臂234的两端分别连接于所述焊接段231的所述第二端2312(如：所述布局边2313)与所述测试段232的所述内边缘2323，并且至少一个所述内弹性臂234沿所述测试方向T而分别与两个所述外弹性臂233间隔地排列。

所述对焦部235位于所述针尖2321与两个所述外弹性臂233之间，并且所述对焦部235以其一端相连于所述测试段232的所述内边缘2323，而所述对焦部235的另一端则是一自由端。换个角度来说，所述对焦部235大致位于所述测试段232的所述内边缘2323及邻近所述针尖2321的一个所述外弹性臂233所共同包围的空间之内。

更详细地说，所述对焦部235于远离两个所述外弹性臂233的一侧(如：图13的所述对焦部235上侧)形成有多个对焦点2351，并且所述针尖2321与相邻近的一个所述对焦点2351于所述配置方向D上较佳是相隔有介于100微米～400微米的一预设距离，而任两个相邻的所述对焦点2351的距离则是不同于所述预设距离。

依上所述，所述针尖2321与多个所述对焦点2351能于一检测设备200(如：摄像器)的观测作业中各形成有一观测点位，用以得知所述针尖2321的位置(也就是，通过对应于多个所述对焦点2351的多个所述观测点位来回推所述针尖2321的实际位置)。据此，本发明实施例所公开的所述悬臂式探针卡100及所述悬臂探针23，能通过所述对焦部235的配置，进而能够有效地降低所述针尖2321的位置被所述检测设备200误判的机率。

此外，当所述针尖2321可以如图13所示相较于所述内边缘2323更为邻近于所述外边缘2322时，所述测试段232的所述内边缘2323较佳是在所述针尖2321及相邻近的一个所述对焦点2351之间形成有一缺口2324，据以分散所述测试段232所承受的应力，进而降低所述测试段232断裂的机率。

[实施例三]

请参阅图15所示，其为本发明的实施例三。由于本实施例类似于上述实施例一和二，所以上述实施例的相同处不再加以赘述，而本实施例相较于上述实施例一和二的差异主要在于：所述悬臂探针23的构造。

于本实施例中，两个所述外弹性臂233可以具有相等的长度(如：所述焊接段231未具有所述布局边2313)，并且每个所述外弹性臂233大致平行于所述配置方向D，而远离所述内边缘2323的所述对焦部235的一端(如：图15中的所述对焦部235左端)是相连于相邻近的一个所述外弹性臂233，以共同包围形成有一封闭空间，据以有效地降低所述对焦部235所可能产生的噪声。

[本发明实施例的技术效果]

综上所述，本发明实施例所公开的悬臂式探针卡及其承载座，通过能独立地运作的多个所述粗调整件，以有效地缩小所述承载座在组装过程中对所述金属承载片的至少两个所述安装区域所可能产生的所述安装落差，进而使多个所述探针模块能够被安装在沿所述测试方向上的高度更为一致的多个所述安装区域。

再者，本发明实施例所公开的悬臂式探针卡及其探针模块，通过能独立地运作的多个所述细调整件，以有效地缩小因为所述基板非呈平面状而可能产生的所述翘曲落差，进而使多个所述悬臂探针能够被安装在沿所述测试方向上的高度更为一致的所述基板。

以上所公开的内容仅为本发明的优选可行实施例，并非因此局限本发明的专利范围，所以凡是运用本发明说明书及附图内容所做的等效技术变化，均包含于本发明的专利范围内。