探针装置及其导板的制作方法

本发明涉及一种探针装置，尤其涉及一种适用于垂直式探针卡的探针装置及其导板。

背景技术：

现有用于垂直式探针卡的探针装置(也就是探针头)包含有探针座及多个探针。其中，探针座具有上导板及下导板，而上导板及下导板依据待测物(如：芯片)的需求具有微孔阵列。

随着电子产品朝向精密与多功能化发展，应用在电子产品内的集成电路的芯片结构也趋于复杂。为了能够测试趋于复杂的芯片结构，探针装置的探针数量已增加至数万根以上，且两个探针间的间距(pitch)也越来越小，使得多个探针穿过的微孔数组的孔径已接近可加工的极限，且其加工精度也越来越无法掌握。

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。

技术实现要素：

本发明实施例在于提供一种探针装置及其导板，能有效地改善现有探针装置所可能产生的缺陷。

本发明实施例公开一种探针装置，包括一第一导板以及多个导电探针，第一导板包含有一第一板体及多个第一内绝缘部，第一板体形成有多个第一贯孔；多个第一内绝缘部分别成形于多个所述第一贯孔的内侧壁，以使每个所述第一贯孔的所述内侧壁被相对应的所述第一内绝缘部所完整覆盖，并且每个所述第一内绝缘部的内侧形成有一第一穿孔，而每个所述第一穿孔具有小于100微米(μm)的一第一孔径；多个导电探针各具有位于相反侧的一第一端部与一第二端部，多个所述导电探针的所述第一端部分别穿过所述第一导板的多个所述第一穿孔、并位于所述第一导板的外侧。

优选地，所述第一导板包含有成形于所述第一板体外表面的一第一外绝缘部，并且所述第一外绝缘部相连于每个所述第一内绝缘部的两端，以使所述第一板体完全埋置于所述第一外绝缘部与多个所述第一内绝缘部内。

优选地，所述第一板体为一金属板、一陶瓷板或一硅基板；所述第一外绝缘部与每个所述第一内绝缘部的材质相同、并且为陶瓷材料、聚四氟乙烯(polytetrafluoroethylene，ptfe)或聚对二甲苯(parylene)；每个所述第一内绝缘部的内表面的表面粗糙度小于任一个所述第一贯孔的所述内侧壁的表面粗糙度。

优选地，所述第一外绝缘部的任一部位的厚度大致等同于任一个所述第一内绝缘部的厚度。

优选地，所述第一孔径小于所述第一导板的厚度，所述第一孔径小于50微米。

优选地，所述的探针装置进一步包括有一第二导板，并且所述第二导板包含一第二板体及多个第二内绝缘部，第二板体形成有多个第二贯孔；多个第二内绝缘部分别成形于多个所述第二贯孔的内侧壁，以使每个所述第二贯孔的所述内侧壁被相对应的所述第二内绝缘部所完整覆盖，并且每个所述第二内绝缘部的内侧形成有一第二穿孔，而每个所述第二穿孔具有小于100微米(μm)的一第二孔径，并且所述第二孔径小于所述第一孔径；其中，多个所述导电探针的所述第二端部分别穿过所述第二导板的多个所述第二穿孔、并位于所述第二导板的外侧。

优选地，所述第二导板包含有成形于所述第二板体外表面的一第二外绝缘部，并且所述第二外绝缘部相连于每个所述第二内绝缘部的两端，以使所述第二板体完全埋置于所述第二外绝缘部与多个所述第二内绝缘部内；其中，所述第二板体为一金属板、一陶瓷板或一硅基板；所述第二外绝缘部与每个所述第二内绝缘部的材质相同，且为陶瓷材料、聚四氟乙烯或聚对二甲苯；每个所述第二内绝缘部的内表面的表面粗糙度小于任一个所述第二贯孔的所述内侧壁的表面粗糙度。

本发明实施例另公开一种探针装置的导板，包括一板体以及多个内绝缘部，板体形成有多个贯孔；多个内绝缘部分别成形于多个所述贯孔的内侧壁，以使每个所述贯孔的所述内侧壁被相对应的所述内绝缘部所完整覆盖，并且每个所述内绝缘部的内侧形成有一穿孔，而每个所述穿孔具有小于100微米的一孔径；其中，每个所述内绝缘部的内表面的表面粗糙度小于任一个所述贯孔的所述内侧壁的表面粗糙度。

优选地，所述探针装置的导板进一步包括有成形于所述板体外表面的一外绝缘部，并且所述外绝缘部相连于每个所述内绝缘部的两端，以使所述板体完全埋置于所述外绝缘部与多个所述内绝缘部内。

优选地，所述板体为一金属板、一陶瓷板或一硅基板；所述外绝缘部与每个所述内绝缘部的材质相同、并且为陶瓷材料、聚四氟乙烯或聚对二甲苯。

综上所述，本发明实施例的探针装置及其导板，能通过所述板体形成有孔径较大的多个贯孔、并且在多个所述贯孔的内侧壁分别成形有多个内绝缘部、以分别形成有孔径较小的多个穿孔(孔径小于100微米)，从而使得多个所述穿孔的加工精度被有效地提升，并且使得多个所述穿孔的加工门槛及整体的加工成本被有效地降低。

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为本发明探针装置的立体示意图。

图2为图1的探针装置沿ii-ii剖线的剖视示意图。

图3为本发明探针装置的第一板体的立体剖视示意图。

图4为本发明探针装置的第一导板的立体剖视示意图。

图5为本发明探针装置的第一穿孔形状呈矩形的立体剖视示意图。

图6为本发明探针装置的第一导板仅包含有第一板体及多个第一内绝缘部的立体剖视示意图。

具体实施方式

请参阅图1至图6，其为本发明的实施例，需先说明的是，本实施例对应附图所提及的相关数量与外型，仅用来具体地说明本发明的实施方式，以便于了解本发明的内容，而非用来局限本发明的保护范围。

如图1及图2，本实施例提供一种探针装置100，所述探针装置100包括一探针座1及多个导电探针2。其中，所述探针座1包含有一第一导板11(upperdie)及一第二导板12(lowerdie)，所述第一导板11与第二导板12彼此呈间隔地设置，而多个所述导电探针2能分别穿过所述第一导板11及第二导板12，以组装成所述探针装置100。此外，所述探针座也可以在第一导板11与第二导板12间设置有一间隔板(图中未示出)，但本发明不受限于此。

以下将分别说明本实施例探针装置100的各个组件具体构造，而后再适时说明探针装置100的各个组件间的连接关系。需先说明的是，为了便于理解本实施例，所以附图仅呈现探针装置100的局部构造，以便于清楚地呈现探针装置100的各个组件构造与连接关系。

如图2至图4，所述第一导板11包含有一第一板体111、多个第一内绝缘部112及一第一外绝缘部113。所述第一板体111形成有呈圆形的多个第一贯孔114(如：图3)，而多个所述第一内绝缘部112是分别成形于多个第一贯孔114的内侧壁，以使每个所述第一贯孔114的内侧壁被相对应的第一内绝缘部112所完整覆盖。所述第一外绝缘部113是成形于第一板体111的外表面，并且所述第一外绝缘部113相连于每个第一内绝缘部112的两端，以使所述第一板体111完全地埋置于第一外绝缘部113与多个第一内绝缘部112内。

更详细地说，每个所述第一内绝缘部112的内侧形成有呈圆形的一第一穿孔115(如：图4)，并且所述第一穿孔115具有小于100微米(μm)的一第一孔径r1。较佳地，所述第一孔径r1是小于50微米，并且所述第一孔径r1是小于第一导板11的厚度，而所述第一外绝缘部113的任一部位的厚度大致等同于任一个第一内绝缘部112的厚度。

再者，所述第二导板12包含有一第二板体121、多个第二内绝缘部122及一第二外绝缘部123。所述第二板体121形成有呈圆形的多个第二贯孔124，而多个所述第二内绝缘部122是分别成形于多个第二贯孔124的内侧壁，以使每个所述第二贯孔124的内侧壁被相对应的第二内绝缘部122所完整覆盖。所述第二外绝缘部123是成形于第二板体121的外表面，并且所述第二外绝缘部123相连于每个第二内绝缘部122的两端，以使所述第二板体121完全地埋置于第二外绝缘部123与多个第二内绝缘部122内。

更详细地说，每个所述第二内绝缘部122的内侧形成有呈圆形的一第二穿孔125，并且所述第二穿孔125具有小于100微米(μm)的一第二孔径r2。较佳地，所述第二孔径r2是小于50微米，并且所述第二孔径r2是小于第二导板12的厚度，而所述第一外绝缘部113的任一部位的厚度大致等同于任一个第一内绝缘部112的厚度。

借此，相较于现有导板的穿孔结构，本实施例第一导板11与第二导板12的穿孔结构易于加工、加工精准度高、且可降低整体制造成本。再者，现有导板的穿孔孔径的加工精度极限大致只能在100微米左右，但本实施例的第一导板11与第二导板12的结构，能使所述第一孔径r1与第二孔径r2进一步小于50微米，从而突破了现有的加工技术门槛。

更进一步地说，所述第一板体111与第二板体121可以分别为表面平面度小于等于30微米、平行度小于等于40微米及线算术平均高度(ra)大致为0.3微米的薄层基板，而所述薄层基板的材质可以为导体或非导体。较佳地，所述薄层基板可以选用具有较高机械强度的材质，例如：金属板、陶瓷板或硅基板。

再者，所述第一外绝缘部113的材质与每个第一内绝缘部112的材质相同，并且为彼此一体成型的构造。而所述第二外绝缘部123的材质与每个第二内绝缘部122的材质相同，并且为彼此一体成型的构造。较佳地，所述第一外绝缘部113、第二外绝缘部123、每个第一内绝缘部112及每个第二内绝缘部122的材质可以分别选用陶瓷材料、聚四氟乙烯

(polytetrafluoroethylene，ptfe)或聚对二甲苯(parylene)的至少其中之一。而每个所述第一内绝缘部112的内表面的表面粗糙度小于任一个第一贯孔114的内侧壁的表面粗糙度，而每个所述第二内绝缘部122的内表面的表面粗糙度小于任一个第二贯孔124的内侧壁的表面粗糙度。

请继续参阅图3及图4，以下接着说明本实施例第一导板11的制备方法，而所述第二导板12的制备方法大致与第一导板11的制备方法相同，在此不多作赘述。必须说明的是，下述第一导板11的制备方法仅是本发明的一种实施方式，本发明并不受限于此。也就是说，只要是任何可达成所述第一导板11的结构特征的制备方法，都符合本发明的精神而属于本发明的范围。另外，下述第一板体111、第一内绝缘部112与第一外绝缘部113的厚度，以及第一贯孔114与第一穿孔115的孔径大小仅是示例性的说明，本发明并不受限于此。

所述第一导板11的制备方法包括：提供厚度约为150微米的所述第一板体111；对所述第一板体111进行一钻孔工艺(如：机械钻孔或激光钻孔)，以在所述第一板体111上形成有孔径约为150微米的多个第一贯孔114(如：图3)；对所述第一板体111进行一沉积工艺(如：阳极氧化、化学气相沉积或物理气相沉积)，以在多个所述第一贯孔114的内侧壁分别形成厚度约为50微米的多个第一内绝缘部112，以及在所述第一板体111的两侧外表面分别形成厚度约为50微米的第一外绝缘部113(如：图4)。

通过上述第一导板11的制作方式，所述第一导板11的板厚可以被有效地增加，而每个所述第一穿孔115的孔径可以被有效地缩小。更详细地说，由于所述第一板体111的上下各增加有约50微米的第一外绝缘部113，因此所述第一导板11的厚度可以被有效地增加至约250微米，而每个所述第一贯孔114的内侧壁的两侧各增加有约50微米的第一内绝缘部112，因此所述第一穿孔115的孔径可以被有效地缩小至约50微米。借此，所述第一导板11的纵横比(板厚与孔径的比例)可以由原本的1：1(150：150)大幅地提升至5：1(250：50)，从而有效地克服了现有探针装置中第一导板11的多个第一穿孔115(微孔数组)在加工上的困难，并且可以有效提升多个所述第一穿孔115的加工精度。

进一步地说，当所述第一板体111为金属板(导体材质)时，第一导板11须以第一外绝缘部113与第一内绝缘部112完全地包覆于第一板体111，以达到绝缘效果。借此，所述第一导板11可以使用易于加工且加工精准度高的金属板作为第一板体111。

再者，当所述第一板体111以钻孔方式成形第一贯孔114时，第一贯孔114的内侧壁通常会较为粗糙，但本实施例的第一内绝缘部112是通过沉积的方式成形，所以其内表面较为光滑。也就是说，通过所述沉积工艺，可以使得每个所述第一内绝缘部112的内表面的表面粗糙度小于任一个第一贯孔114的内侧壁的表面粗糙度。借此，当多个所述导电探针2分别触碰于多个第一内绝缘部112的内表面时，可以减少所述第一导板11对多个导电探针2所带来的损坏。

值得一提的是，于本实施例中，图4所呈现的第一穿孔115呈圆形，但本发明不受限于此。于实际应用时，所述第一穿孔115的形状能够配合导电探针2的横截面形状而加以调整，例如：当导电探针2的横截面形状为矩形时，所述第一穿孔115的形状可以对应地设计为矩形(如：图5)。另，所述第一导板11的厚度也可以配合探针座1的机构设计而加以调整(如：加厚或减薄)。再者，所述第一外绝缘部113的任一部位的厚度也可以是大于或小于任一个第一内绝缘部112的厚度，并不局限于如本实施例所述。或者，所述第一导板11也可以仅包含有第一板体111及多个第一内绝缘部112，而不包含有第一外绝缘部113(如：图6)。至于第二导板12的结构设计是类似第一导板11，在此不加以赘述。

请继续参阅图2，多个所述导电探针2于本实施例中为长条状构造，且其材料可为镍(ni)、铜(cu)、金(au)、或类似物。每个所述导电探针2具有位于相反侧的一第一端部21与一第二端部22，多个所述导电探针2的第一端部21分别穿过上述第一导板11的多个第一穿孔115、并位于所述第一导板11的外侧，而多个所述导电探针2的第二端部22分别穿过上述第二导板12的多个第二穿孔125、并位于所述第二导板12的外侧。

其中，多个所述第一端部21凸伸出第一导板11的部分可组装且电性连接于一电路板或载板(图未绘示)，以形成一垂直式探针卡结构。多个所述第二端部22凸伸出第二导板12的部分可用来点触一芯片的电性接点(图未绘示)以与芯片电性连接。在本实施例中，多个所述第一端部21与多个第二端部22的末端呈平面状，但在本发明未绘示的实施例中也可呈尖锥状。

值得一提的是，于本实施例中，多个所述导电探针2能分别穿过所述第一导板11及第二导板12，以组装成所述探针装置100。但在本发明未绘示的实施例中，所述探针装置100也可以仅包含有所述第一导板11，而不包含有所述第二导板12。

需额外说明的是，本实施例所使用的“第一”与“第二”是为了便于区别不同的组件，但未有先后次序的涵义，所以组件名称中的“第一”与“第二”也可以省略。举例来说，上述第一导板11与第二导板12也可以命名为导板，第一板体111与第二板体121也可以命名为板体，而第一内绝缘部112与第二内绝缘部122也可以命名为内绝缘部。此外，本实施例所提供的导板(如：上述第一导板11或第二导板12)可以是单独贩卖的产品，并且其不限定仅能应用于上述的探针装置100。也就是说，所述导板也可以应用于其它类型的探针装置100。

[本发明实施例的技术功效]

综上所述，本发明实施例的探针装置及探针装置的导板，能通过所述板体形成有孔径较大的多个贯孔、并且在多个所述贯孔的内侧壁分别成形有多个内绝缘部、以分别形成有孔径较小的多个穿孔(孔径小于100微米)，从而使得所述导板的纵横比(板厚与孔径的比例)及多个所述穿孔的加工精度被有效地提升，并且使得多个所述穿孔的加工门槛及整体的加工成本被有效地降低。

再者，本发明实施例的探针装置及探针装置的导板，能通过每个所述内绝缘部的内表面的表面粗糙度小于任一个贯孔的内侧壁的表面粗糙度，从而使得当多个所述导电探针分别触碰于多个内绝缘部的内表面时，可以减少所述导板对多个导电探针所带来的损坏。

以上所述仅为本发明的优选可行实施例，并非用来局限本发明的保护范围，凡依本发明权利要求书所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的权利要求书的保护范围。