[0001] 本发明涉及一种检测探针磨耗的方法与探针，特别是涉及一种简单、不易误判并且可以线上即时检测探针磨耗的方法与探针。

[0002] 电子元件在制作完成后，通常需要经过晶片测试(circuit probetest)，用以在封装前区分晶粒的良莠，确认晶粒的品质以进行封装，避免对于品质不良的晶粒进行封装而造成不必要的浪费。而在封装后需要进行成品测试(final test)，以确定封装过程中晶片未受损伤，以及晶片在封装后仍符合规格。然而无论是上述何种测试，在测试时皆需要探针做为电子元件与测试机台之间的电性连接，而传递测试讯号。

[0003] 一般来说为了应付大量的测试需求以及增加测试效能，因此，在测试厂内的测试机台几乎是以日以继夜、不间断的方式进行测试，往往一批的电子产品就有上千、上万、甚至几十万的量需要测试。因此，探针也必需一再地与电子产品接触甚至碰撞，而导致在经过大量的电子产品测试后，探针特别是针头的部分会产生磨耗与损伤，而影响探针与电子产品的电性连接，导致测试的误差与错误，甚至失败。

[0004] 有鉴于此，一般在测试一段时间之后或是测试出现错误时，往往对探针进行检测以确保其可以继续使用。但是一般目前所使用探针磨耗检测方式，都是需要将测试机台停机，而将探针取下，再藉由人工配合光学显微镜的方式来检测其磨耗情形，特别是探针尖端，即针头部分的磨损程度。然而，由于探针的尖端多为内切或是外切的形式，因此，当光线照射在探针的尖刃处，容易产生光线折射，加上光学显微镜的景深不像电子显微镜一样广角，所以常常会有误判的情形发生而将还可以继续使用的探针进行更换，造型测试成本的提升。此外，探针也可能因为沾上脏污或是沾锡，而同样导致测试出误差与错误甚至失败，因而增加判定探针是否磨耗需要更换的困难度，而需要花费时间进一步仔细检测。因此，常常发生误判而更换不需更换的探针，造成测试成本的增加。

[0005] 另外，由于在检测探针是否磨耗时，需要测试机台停机，而将探针取下在光学显微镜下一根根地检测，待检测完再将其装回测试机台而继续进行测试，而导致测试效能的降低。此外，更因检测与判定的困难而导致需花费相当多的时间，并且易误判而更换不需更换的探针，造成测试成本的增加，或是未更换已磨损的探针，导致测试错误或是失败。因此，亟需要一种更简单、更易判定并且可以在线上即时检测探针磨耗的方法，或是可以轻易判断其损耗程度的探针，以增加判断的正确性与测试效能，并且减少检测的时间、误判的可能性以及测试成本。

[0006] 由此可见，上述现有的检测探针磨耗的方法在方法及使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决上述存在的问题，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发展完成，而一般方法又没有适切的方法能够解决上述问题，此显然是相关业者急欲解决的问题。因此如何能创设一种新的检测探针磨耗的方法、探针与其制作方法，实属当前重要研发课题之一，亦成为当前业界极需改进的目标。

[0034] 为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的检测探针磨耗的方法与探针的具体实施方式、方法、步骤、结构、特征及其功效，详细说明如后。

[0035] 本发明的一些实施例详细描述如下。然而，除了该详细描述外，本发明还可以广泛地在其他的实施例施行。亦即，本发明的范围不受已提出的实施例的限制，而以本发明提出的申请专利范围为准。其次，当本发明的实施例图示中的各元件或结构以单一元件或结构描述说明时，不应以此作为有限定的认知，即如下的说明未特别强调数目上的限制时本发明的精神与应用范围可推及多数个元件或结构并存的结构与方法上。再者，在本说明书中，各元件的不同部分并没有完全依照尺寸绘图，某些尺度与其他相关尺度相比或有被夸张或是简化，以提供更清楚的描述以增进对本发明的理解。而本发明所沿用的现有技艺，在此仅做重点式的引用，以助本发明的阐述。

[0036] 请参阅图1所示，，是本发明的一实施例的探针结构的剖面图，此一探针10包含一探针主体11、一耐冲击层14、一检测层16以及一保护层18。

[0037] 上述的探针主体11具至少一个针头(plunger)12，而在本实施例中探针10具有两个针头(即双动针)，但是在本发明其他实施例中，探针也可以仅具有一个针头(即单动针)。

[0038] 上述的检测层16是形成于探针10的表面上，而上述的耐冲击层14则形成于检测层16的表面上，用以提升与增加探针的耐冲击度，其通常为一镍(Ni)层，但也可使用其他可以强化探针硬度或耐冲击度的材质，例如其他硬度较高金属材质。

[0039] 在图1中，检测层16形成于针头12的表面之上，而包覆针头12使针头12不外露，或者在本发明的其他实施例中，检测层可以形成于整个探针表面上(包含探针主体与针头的表面上)，或是仅包覆针头与电子元件或是测试机台接触的部分。

[0040] 上述的保护层18则形成于耐冲击层14上并且包覆耐冲击层14而使其不外露，用以保护探针10而避免探针10发生氧化现象而影响探针的可靠度与使用寿命，保护层18可以为一具有良好抗氧化特性的材质，例如金(Au)等具有良好抗氧化特性的金属，或是其他材质。

[0041] 此外，检测层16具有与耐冲击层14具有不同的颜色，甚至是与耐冲击层14颜色呈现巨大反差甚至对比的颜色，并且最好为一醒目的颜色，例如红色，但不以此为限，只要是可以使肉眼清晰分别其与周围环境、探针颜色、耐冲击层14颜色，甚至是保护层18的差异的颜色都可以使用。因此，检测层16可以为一有色染料层，或是为一可以发出萤光的萤光染料层，或者也可以是一纳米涂料层，或是一可以依据粒子大小而呈现不同颜色的纳米涂料层，例如二氧化钛(TiO2)，甚至可以为一具有染料粒子的膜层，例如具有染料粒子的镍层，只要是具有醒目颜色但不会影响探针功能与可靠度的材质皆可以使用于本发明的探针中。

[0042] 如图1所示，在此实施例中虽然探针10的检测层16是介于耐冲击层14与针头12，但是也可以依需求而将检测层设置于耐冲击层与探针表面之间，甚至在本发明其他实施例中，如图2A所示，检测层15与耐冲击层为同一层，例如皆为具有染料粒子的膜层或是具有染料粒子的镍层等膜层，即检测层15同时具有做为探针10A磨耗的检测标的与做为增加探针耐冲击度的膜层。或者，在其他实施例中，如图2B所示，探针10B更包含一第二检测层16’介于耐冲击层14与保护层18之间，第二检测层16’可以与检测层16具有相同或是不同的颜色，但其与耐冲击层14与保护层18则具有不同颜色，而第二检测层16’可以采用前述检测层16所使用的任一材质，故在此不再赘述。此外，虽然检测层为避免影响探针的导电性与可靠度，而使用一具有导线性是较佳的选择，但由于检测层的厚度很薄，因此，在一些对精确度与精密度要求比较不高的低阶电子产品，也可以使用一不具导电性的材质，因其对于探针的导电性与可靠度影响不大而在可接受的范围内。

[0043] 然而，无论是图1、图2A、图2B或是本发明其他实施例所揭示的探针，皆在探针磨耗的固定厚度时(即耐冲击层与保护层磨耗到固定厚度时)会裸露出检测层，而使探针上磨耗到一定程度的区域呈现出检测层本身的颜色或萤光，指磨耗到前述固定厚度甚至超过此一固定厚度的区域。因此，因检测层的醒目颜色或萤光，使得已有磨耗的探针具有一肉眼可见的标示，而使线上人员可以在不需将探针由测试机台拆下，甚至不需停机的状态下(即线上即时地(on-line))，可以直接藉由肉眼会仅搭配简单的放大镜观察探针的磨耗状况，而不需使用光学显微镜，而减少检测的时间与成本，进而降低测试成本与提升测试效能，并且又不易因探针沾锡或是沾粘脏污而造成误判。

[0044] 另外，在本发明中，探针主体上的检测层可以由数层具有不同颜色或是不同颜色萤光的膜层，在探针主体的表面上依序堆叠而成，使得探针在不同程度的磨耗会在产生磨耗区域呈现不同颜色，因此，线上人员可以轻易得知探针的磨耗程度。

[0045] 前述固定厚度为探针上耐冲击层与保护层的厚度总和(如图1所示的探针10)，或是探针上保护层的厚度(如图2A所示的探针10A)，或是检测层上包覆于其上除了测试层之外所有膜层的厚度总和。此外，可以藉由此一探针上检测层裸露的程度或是裸露的表面积，而轻易判定探针的磨耗程度，并且可以依据不同探针的特性，决定是否只要探针裸露出检测层即需进行更换，或是依探针上检测层裸露的程度或是裸露的表面积超过一预设的临界值，而决定更换探针。

[0046] 本发明提供一制作前述探针的方法，请参阅图3所示，其是本发明的一实施例的制作探针的方法的流程图。此一探针制作方法，首先，提供一探针主体(步骤300)，此一探针主体具有至少一针头；接着，再形成一检测层包覆针头、或是仅包覆针头与电子在测试时与其他元件或装置接触的部分，例如电子产品与测试机台等接触的部分，或是包覆整个探针主体(步骤302)；接着，在检测层上形成一耐冲击层而包覆检测层(步骤304)，例如形成一镍层，甚至包覆整个针头或是探针主体，并且其与检测层具有不相同的颜色。甚至，可以将检测层制作成同时具有做为探针磨耗的检测标的与做为增加探针耐冲击度的膜层，而不需额外制作一耐冲击层。

[0047] 形成一检测层步骤(步骤302)是藉由涂布、无电镀方式、浸镀、旋涂、蒸镀、或复合电镀方式形成一有色染料层、萤光染料层、纳米涂料层、或是具有染料粒子的膜层于针头或探针主体上。其中，检测层所使用的材质与颜色已在前文描述，而在此不再赘述。

[0048] 此外，此一制作探针的方法更可以包含一形成保护层步骤，用以形成一保护层(例如金层)于该耐冲击层上并且包覆该耐冲击层，用以保护该针头或是整个探针主体而避免其发生氧化，如图1所示。另外，在形成一检测层步骤(步骤302)更可以包含制作依序数层不同颜色的检测层，使得探针在不同程度的磨耗会在产生磨耗区域呈现不同颜色，因此，线上人员可以轻易得知探针的磨耗程度。而在本发明其他实施例中，更可以形成一第二检测层介于耐冲击层与保护层(如图2B所示)，用以与检测层分别标示不同程度的磨耗。第二检测层可以与检测层具有相同或是不同的颜色，但其与耐冲击层与保护层则具有不同颜色，而第二检测层可以采用前述检测层所使用的任一材质，故在此不再赘述。

[0049] 本发明更提供一检测探针磨耗的方法，使得线上人员可以以更简单、准确且不易误判的方法，线上即时地对探针的磨耗程度与更换与否做出判断。请参阅图4所示，其是本发明的一实施例的检测探针磨耗的方法的流程图。在此一检测探针磨耗的方法中，首先，提供至少一用以对电子产品执行测试的探针(步骤400)，此一探针内部具有一层检测层，其结构与材质如同前文所述的探针结构，因此在此不再赘述。

[0050] 接着，使用上述探针对电子产品进行测试(步骤402)，然后检视探针中的检测层是否已裸露(步骤404)，藉由检测层具有与保护层颜色不同的醒目颜色，或是检测层所发出的萤光，使得已有磨耗的探针具有一肉眼可见的标示，而检视探针是否有磨耗情形。

[0051] 接着，若检测到探针已有磨耗，而在因检测层在部分区域的裸露呈现出检测层本身的颜色，如图5B所示的探针10b，则停止测试(步骤406)，用以进行探针的更换或进一步判断探针是否可以继续使用。反之，若无发现探针因检测层在部分区域的裸露呈现出检测层本身的颜色，即代表检测到探针并无磨耗，如图5A所示的探针10a，则继续进行测试(步骤408)。

[0052] 此外，在因检测层在部分区域的裸露呈现出检测层本身的颜色，而检测到探针已有磨耗，之后更包含一判定步骤，用以判定已裸露出检测层的探针是否已经不堪使用，而需要进行更换，此一步骤可以在检视检测层到已裸露并停止测试后进行，或是直接在测试中进行(其上电子产品被拾取时进行)。此一判定步骤藉由探针中检测层所裸露的程度或是裸露的表面积来判定探针的磨耗程度，如图6A与图6B所示的已磨耗的探针上，因保护层18与耐冲击层14已被部分磨除而裸露出的检测层表面积。并且判定该探针上检测层所裸露的程度或是裸露的表面积是否超过一预设的临界值或临界值范围，而判定探针已磨耗过度而不堪使用而需要更换，若是超过临界值或临界值范围，则进行一探针更换步骤，而将磨耗过度的探针进行更换。其中，前述预设的临界值或临界值范围可以一探针的种类、测试的方式、测试的产品以及测试的需求而有所不同。

[0053] 另外，此一方法更包含一将探针装置于测试座步骤(如图5A所示)，探针10其在测试座(socket)20依照电子产品电性接点的排列而进行相同的排列。此外更包含一将已装置好探针10的测试座20装置于测试机台的步骤。

[0054] 本发明的探针与检测探针磨耗的方法藉由探针内部制作一颜色醒目的检测层，使得探针在磨损到一定程度，会自动因裸露出检测层而使磨耗的区域呈现检测层本身的醒目颜色或萤光，使得已有磨耗的探针具有一肉眼可见的标示，而使线上人员可以在不需将探针由测试机台拆下，甚至不需停机的状态下(即线上即时地(on-line))，可以直接藉由肉眼会仅搭配简单的放大镜观察探针的磨耗状况，而不需使用光学显微镜，而减少检测的时间与成本，进而降低测试成本与提升测试效能，并且又不易因探针沾锡或是沾粘脏污而造成误判。因此，可以更简单、更易判定并且可以在线上即时检测探针磨耗的方法，或是可以轻易判断其损耗程度的探针，以增加判断的正确性与测试效能，并且减少检测的时间、误判的可能性以及测试成本。

[0055] 以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。