包括垂直探针的测试头的制作方法

文档序号:11333122阅读:291来源:国知局
包括垂直探针的测试头的制造方法与工艺

本发明涉及一种包括垂直探针的测试头。

特别地但不排他地,本发明涉及一种包括非受阻(non-blocked)垂直探针的测试头,以测试集成在半导体晶片上的电子器件,下述说明仅为了方便说明而参照了该技术领域。



背景技术:

众所周知,测试头本质上是一种设备,其适于将微观结构的多个接触垫电连接至执行其测试的测试机的相应通道。

在集成电路上进行的测试能够检测和隔离出在制造阶段已出现的故障电路。因此,通常,在将晶片切开并将其组装在芯片包装内之前,测试头就被用于电测试集成在晶片上的电路。

包括垂直探针的测试头通常包括至少一对平行板或导向件和多个特定的移动接触元件,该至少一对平行板或导向件彼此之间以特定的距离布置,以便在该至少一对平行板或导向件之间留有自由区域或空隙。特别地,该一对导向件包括均配置有导向孔的上导向件和下导向件,移动接触元件在该导向孔内轴向滑动,该移动接触元件通常由具有良好电和机械性能的特殊合金制成。在下面的描述中,该移动接触元件被称为测试头的接触探针。

接触探针与被测器件的接触垫之间的良好连接由测试头在器件本身上的压力来确保,在此压力接触下,移动接触探针在两个导向件之间的空隙内弯曲。这种测试头通常被称为“垂直探头”或包括垂直探针的测试头。

基本上,包括垂直探针的已知测试头具有空隙,接触探针在该空隙中发生弯曲,该弯曲可以借助于探针本身或其导向件的适当配置,如图1a中示意性所示。

在该图1a中,测试头1包括至少一个上导向件2和一个下导向件3,该至少一个上导向件2和一个下导向件3具有相应的上导向孔4和下导向孔5,至少一个接触探针6在该上导向孔4和下导向孔5中滑动。

接触探针6具有至少一个端或接触尖端7。这里的术语端或尖端以及下文中指定的端部,不一定是尖的。特别地,接触尖端7抵靠被测器件9的接触垫8,从而使所述器件和测试装置(未示出)之间实现电和机械接触,该测试头形成测试装置的终端元件。

上导向件2和下导向件3通过空隙za被适当地分开,从而允许接触探针6能够变形。此外,设定上导向孔4和下导向孔5的尺寸,以容纳公差和引导各接触探针6。

在一些情况下,接触探针在上导向件2处固定地连接到测试头本身:在这种情况下,测试头被称为包括受阻(blocked)探针的测试头。

然而,越来越频繁地使用具有这样探针的测试头,该探针未被固定连接,而是通过能够执行接触区域的空间变化的元件(由此被称为“空间变换器(spacetransformer)”)被连接(interfaced)至所谓的板(board):在那种情况下这些测试头被称为包括非受阻探针的测试头。

在这种情况下,接触探针6具有朝向该空间变换器10的多个接触垫8a的另外的接触尖端7a。接触探针6和空间变换器10之间的良好电接触以类似于通过将接触探针6压靠空间变换器10的接触垫8a来与被测器件9接触的方式确保。

包括非受阻探针的测试头的主要优点在于,相对于包括受阻探针的测试头,可以以更简单的方式来更换探针组件或探针块内的一个或多个缺陷探针。

然而,在这种情况下,上导向件2和下导向件3必须具有适当的应急方案(expedients),以或者在探针块在可能的更换期间移动的情况下,或者在清洁操作的情况下,确保适当定位接触探针6,而不使被测器件9抵靠其接触尖端8。

这种接触探针6通常具有预变形构型,而不使测试头1与被测器件9接触。特别地,也可以通过使上导向件2和下导向件3未对准,来简单地实现这种初始预变性。该初始预变形在相应的测试头1的操作期间(即,在探针6与被测器件9的接触期间)用作“引导(piloting)”探针6的适当弯曲。

探针所受到的变形的形状和引起该变形所需的力取决于许多因素,例如:

-构成探针的合金的物理特性;

-上导向件中的导向孔与下导向件中的相应导向孔之间的偏置值和它们的距离。

因此,所有这些特性都应在测试头的制造阶段进行评估和校准,并且必须始终确保探针和被测器件之间的适当电连接。

基本上,测试头的适当操作与测试头中所包含的探针的垂直移动(称为超程)以及这些探针的接触尖端在相应的接触垫上的水平移动(称为擦洗(scrub))有关。

在已知测试头的情况下,这些参数有固有限制。事实上,探针的最大垂直移动等于相对于下导向件突出的探针部分的尺寸,该突出部分在测试头与被测器件接触的情况下,由于探针本身的弯曲和变形进入下导向件。

然而,该突出部分的高度受到探针脆性的限制,该高度通常在300和500微米之间。

实际上,探针的这个垂直移动值仅在理论上可以达到,因为在更小的移动的情况下就已经出现了问题,该问题与探针在导向孔(特别是下导向孔)中卡住(gettingstuck)、以及探针的永久变形有关。

已知通过使用在空隙内具有实际变形dd的探针来克服该问题,如图1b示意性所示。虽然那些探针在从下导向件突出的探针部分的垂直移动方面确保了几乎完全的利用,但在实现上和维护上却具有相当大的复杂性。

此外,下导向件的存在会大大限制探针尖端的水平移动可能性;事实上,该移动严格取决于孔直径和探针直径之间的差异。

为了克服这个缺点,本申请人已经设计了一种包括多个探针的测试头,该多个探针配置有设置在测试头和被测器件之间的预变形部分,例如于2000年8月4日提交,并于2003年9月10日授予1318734号的意大利专利申请no.mi2000a001835中所描述的。

特别地,该测试头的各接触探针具有预变形部分,该预变形部分具有任意的对称和非对称的形状,并设置在被称为弯曲区域(布置在导向件和被测器件之间)的区域中,适于在测试头的正常操作期间进一步变形,因此该弯曲区域实际上位于测试头本身的外部。

以那种方式,实际上可以增加接触探针能够承受的垂直移动值。

探针的摩擦区域还设置有相应的导向孔,例如用于防止在不存在被测器件时探针太容易出来。

然而,虽然已知的解决方案从不同的角度来看是有利的,但是它具有重要的缺点,首先是测试头的探针接触尖端相对于被测器件的接触垫不能完全对准,而这正是由于存在预变形部分;特别地,该不完全对准会导致探针的工作寿命缩短,并由此导致测试头的工作寿命缩短。

此外,接触探针的预变形部分的实现需要使用复杂的光刻技术,这会导致接触探针的制造成本增加并由此导致整个测试头的制造成本增加。

本发明的技术问题是提供一种具有能够克服当前影响根据现有技术的测试头的限制和缺点的结构和功能特征的测试头,以测试半导体集成器件,特别地,能够确保接触探针与被测器件的适当接触并同时确保包含它们的测试头具有长的工作寿命。



技术实现要素:

基于本发明的解决方案是提供一种包括多个探针的测试头,该多个探针配置有设置在测试头和被测器件之间的变形部分,该变形部分通过端部至少朝被测器件延长,该端部具有适合实现接触尖端的直径,以及具有一长度以允许通过承载与被测器件的接触垫和清洁砂布的大量接触,来增强测试头的工作寿命,这实际上实现了一种“消耗性”的接触尖端。

基于该解决方案,技术问题通过包括垂直探针的测试头来解决,所述测试头包括设置有用于容纳多个接触探针的导向孔的至少一个导向件,各所述接触探针具有能够确保与相应的被测器件的接触垫进行机械和电接触的至少一个接触尖端,所述导向件容纳于所述测试头的容纳元件,其特征在于,各所述接触探针包括设置于所述导向件和被测器件之间的弯曲区域的变形部分,所述变形部分适于在所述测试头的正常工作期间进一步变形,并且通过端部至少朝所述被测器件延长,所述端部具有适于形成所述接触尖端的直径和超过500μm的纵向延伸或高度。

更具体地,本发明包括以下附加和可选特征,如果需要,可单独或组合使用。

根据本发明的另一方面,变形部分可以具有截面(section),所述截面在至少一个维度上的尺寸小于所述接触探针在相应维度上的尺寸。

所述变形部分特别地可以具有至少一个尺寸等于相应的接触探针的尺寸的20%-70%,优选50%的截面。

根据本发明的另一方面,包括垂直探针的测试头还可以包括至少一个弹性片,所述至少一个弹性片被保持在所述测试头内,并且设置有相应的开口,用于所述接触探针的通过。

特别地,所述接触探针的所述变形部分可以布置在所述导向件和所述弹性片之间,所述端部可以设置在所述弹性片和所述被测器件之间。

另外,所述开口可以对应于所述接触探针的所述变形部分设置。

根据本发明的另一方面,包括垂直探针的测试头还可以包括框架,所述框架与所述容纳元件相关联并且被布置成保持所述弹性片。

特别地,弹性片可以通过适当的连接装置连接到所述框架。

此外,所述弹性片可以由材料制成。

根据本发明的另一方面,所述弹性片可以容纳在框架的凹处,并且能够通过点胶(glugdots)或螺钉形式的连接装置可移除地固定到其上。

特别地,弹性片可以具有覆盖容纳元件和框架的尺寸,并且可以通过胶点或螺钉形式的连接装置,能够被容纳元件和框架包封和保持。

根据本发明的另一方面,所述变形部分可以基本上成c形。

特别地,所述变形部分可以配置成实现:所述接触探针的接触尖端和所述接触探针的接触头沿所述接触探针的垂直于所述被测器件的平面的纵向轴线彼此对准。

或者,所述变形部分可以配置成实现:所述接触探针的接触尖端和所述接触探针的接触头相对于所述接触探针的垂直于所述被测器件的平面的纵向轴线彼此轴向偏置。

根据本发明的另一方面,所述端部可以设置有细化部分,所述细化部分具有适于形成所述接触尖端的直径,相比于所述细化部分,所述端部的其余部分和所述接触探针的其余部分具有较大的尺寸。

特别地,所述细化部分可以具有基本恒定的截面。

或者,所述细化部分可以具有截面朝被测器件的接触垫逐渐减小的锥形形状。

此外,所述端部可以相对于接触探针的垂直于被测器件的平面的纵向轴线居中和对准。

或者,所述端部可以相对于接触探针的垂直于被测器件的平面的纵向轴线偏心和轴向偏置。

根据本发明的另一方面,所述接触探针可以具有非圆形横截面,所述导向孔可以具有相应的非圆形横截面。

根据本发明的另一方面,各接触探针可以包括另外的变形部分,所述另外的变形部分适于提供与所述导向件中的导向孔相应的摩擦区域。

特别地,所述导向件可以包括叠加的多个层,每个层设置有各自的用于容纳所述接触探针的导向孔。

所述导向件的叠加层的这些导向孔可以相对于垂直于所述叠加层的轴线适当偏置,以使得所述接触探针的一部分变形并实现摩擦区域。

根据本发明的另一方面,各所述接触探针可以包括至少一个针眼形构型,所述针眼形构型配备有围绕适当的孔形成的柔性外周部分,由此在接触探针和相应的导向孔之间实现摩擦区域。

最后,成形为针眼的该构型可以包括在柔性外周部分内实现的至少一个第一孔和一个第二孔。

根据本发明的测试头的特征和优点从以下通过参考附图的指示性非限制性示例作出的对其实施方式的描述中将是显而易见的。

附图说明

在这些附图中:

-图1a和1b示意性地示出了根据现有技术的测试头的实施方式;

-图2示意性地示出了根据本发明的测试头;

-图3a-3c和4a-4f示意性地示出了图2的测试头的放大的横截面;

-图5示意性地示出了根据本发明的测试头的可选实施方式;

-图6a-6c示意性地示出了图5的测试头的细节的可选实施方式的放大视图;

-图7、8a-8c示意性地示出了根据本发明的测试头的另外的可选实施方式;以及

-图9a和9b示意性地示出了图2、5、7和8的测试头的另外的细节的可选实施方式的放大视图。

具体实施方式

参照这些附图,特别是图2,示意性地示出了根据本发明的测试头并总体用20表示。

应注意的是,这些附图示出了根据本发明的测试头的示意图,而没有按比例绘制,相反,这些附图绘制成突出本发明的重要特性。此外,在附图中,不同的部分被示意性地示出,它们的形状能够根据所需应用而变化。最后,关于在一个附图中示出的实施方式所描述的手段也可用于在其它附图中所示的其它实施方式。

测试头20包括垂直探针,并且特别地包括多个易于接触被测器件的接触探针。

在图2的简化示例中,为简单起见,测试头20包括单个接触探针21。接触探针21容纳在导向件22的导向孔22a中,而导向件22又容纳在容纳元件23的适当凹处23a或测试头20的壳体中。该容纳元件23可以是陶瓷型,或者可以由印刷电路板(pcb)制造中常用的材料或测试头领域中使用的任意材料制成。更具体地,导向件22在其底切(undercut)壁的部分22a处抵靠容纳元件23的凹处23a。

接触探针21具有端或接触尖端25,该端或接触尖端25适于抵靠相应的被测器件27的接触垫26。如上所述,这里和下文中的术语端或尖端指的是端部,不一定是尖的。

在所示示例中,测试头20包括非受阻探针,并且具有另外的端或接触尖端28(通常被称为接触头),其适于抵靠相应的空间变换器(未示出)的接触垫。

有利地,根据本发明,接触探针21具有设置于导向件22和被测器件27之间的弯曲区域20a的变形部分30,该变形部分30适于在测试头20的正常工作期间进一步变形,并且通过具有适于实现接触尖端25的直径的端部31至少朝被测器件27延长。

特别地,端部31具有一长度,该长度经校准以确保接触探针21承载与被测器件的接触垫和清洁砂布的大量的接触。以这种方式,端部31允许实现具有基本上为“消耗性”的接触尖端的接触探针21,如在下面的描述中将说明的。

特别地,变形部分30可以具有任意的对称和非对称的形状。在图2所示的优选实施方式中,变形部分30基本上成c形。

特别地,在图2的示例中,端部31通过杆状部分实现,该杆状部分终止于接触尖端25并且具有与接触探针21的其余部分相当的尺寸。因此,接触尖端25终止于不一定是点状的接触区,这适于抵靠相应的被测器件27的接触垫26。

应该强调的是,变形部分30也可以构造成在端部31的端处实现接触尖端25,该接触尖端25没有根据垂直于被测器件27的平面的轴线yy,相对于接触头28对准,这在图中未示出。

根据本实施方式,接触探针21的与端部31的截面相当的截面(将被称为探针截面)具有适于实现接触尖端25的接触区域(这将被称为尖端截面)的尺寸。

换言之,对应于其端部31的探针截面基本上等于尖端截面。

通过将截面直径定义为其最大的横向尺寸,可以考虑探针和尖端截面具有从5μm变化至80μm的直径。

特别地,对于总长度在1mm至10mm之间变化的接触探针21,基本为杆状的端部31实现为具有介于200μm和650μm之间的纵向延伸或高度h,h是指从测试头主体突出到其接触尖端25、基本上到被测器件27的接触垫26的探针部分的高度。因此,该高度h基本上对应于端部31的高度,如上所述。在优选的示例中,该端部31具有大于500μm的高度h,从而允许相对于根据现有技术实现的探针,该端部31能够具有更大的可消耗性,而不影响其行为。

以这种方式,接触探针21可以承受接触尖端25的例如通过砂布的多次清洁操作,与已知探针相比,该探针无疑更高,其接触区域的截面沿端部31向上时能够长时间保持恒定,从而确保探针自身在其长的工作寿命时间内的一贯性能和基本上成“可消耗性”的接触尖端。

应该强调的是,变形部分30和具有比已知探针更大长度的端部31的存在组合正好允许更容易和更均匀地控制接触探针21在各自的被测器件27的接触垫26上的接触,以防止过度和不均匀的探针消耗,并允许再成形它们的“消耗性”接触尖端,从而提高整个测试头的工作寿命。

根据本发明的可选实施方式,如图3a-3c和4a-4c所示,接触探针21的变形部分30还具有根据其截面的至少一个进给方向而减小的尺寸。

更具体地,图3a-3c示出了在垂直于接触探针21本身的纵向轴线y-y的平面α处截取的接触探针21的截面a-a,如图2所示,该纵向轴线y-y在测试头20的工作期间垂直于被测器件27,即,参照图2竖直地布置。该平面α布置在变形部分30处。

同样地,图4a-4c示出了在平面β处截取的接触探针21的截面b-b,如图2所示,该平面β也垂直于接触探针21本身的纵向轴线y-y,但布置在不同于变形部分30的探针截面处。

更具体地,这些图提到了具有不同形状的横截面(尤其是非圆形横截面)的探针,在所示示例中,探针具有矩形横截面(图3a和4a)、椭圆形横截面(图3b和4b)或混合曲线轮廓横截面(图3c和4c)。

根据这些图中所示的本发明的实施方式,变形部分30处的横截面a-a可以具有至少一个尺寸h1(特别是高度),该至少一个尺寸h1具有小于接触探针21的其余部分的横截面b-b的相应尺寸h2。更具体地,变形部分30处的截面的尺寸h1可以等于相应的接触探针21的其余部分的尺寸h2的30%-100%。

在图3a-3c和4a-4c的实施方式中,变形部分30和接触探针21的其余部分处的横截面具有另外的相同尺寸d。当然,变形部分30处的该另外的尺寸d(特别是直径)也可以具有不同的值,特别是具有小于相应的接触探针21的其余部分的尺寸,以及特别是具有等于相应的接触探针21的其余部分的尺寸的20%-70%,优选地为50%。

变形部分30可以通过从接触探针21的主体去除材料来实现。如图4d中示意性所示,其示出了接触探针21的截面图和顶视图,这种材料去除可以相对于接触探针21的纵向对称平面(特别是与图2的平面平行的平面)对称,以获得具有相同对称平面的变形部分30。或者,该去除可以是不对称的(例如,仅在接触探针21的一个面上去除),以获得相对于接触探针21的主体的其余部分轴向偏置的变形部分30,如图4e中示意性所示。此外,这种去除可以仅影响接触探针21的主体的一侧,如图4f中示意性所示。

在其更一般的形式中,接触探针21由此包括比接触探针21的其余部分薄的变形部分30,即,该变形部分30具有相对于相应的接触探针21的其余部分的尺寸减小的至少一个尺寸。

根据图5所示的可选实施方式(仅通过示例性示例),接触探针21包括端部31,端部31设置有适当直径的细化部分32,以提供接触尖端25,而接触探针21和端部31的其余部分具有较大的尺寸,特别是较大的直径。

更具体地,端部31包括基本上具有锥形截头形状的部分(section)31a,其底部区域对应于探针截面,顶部区域具有小于该探针截面并特别等于对应于接触尖端25的接触区域的尖端截面的延伸;同样地,细化部分32的截面将等于尖端截面,该尖端截面具有大致为圆柱形的形状,如图6a中更详细所示。

在这种情况下,尖端截面的区域选择成等于探针截面区域的20-80%,优选等于50%。

或者,细化部分32可以是另外的锥形部分,其具有朝被测器件27的接触垫26逐渐减小的截面,该锥形部分终止于实际为点状的接触尖端25,如图6b所示。

细化部分32也可以是具有平坦尖端的杆状部分,其尺寸大于图6a所示的方案,如图6c中示意性所示。特别地,这种可选实施方式可以用于以小铜柱33(即所谓的cu柱)形式的接触情况。在这种情况下,细化部分32的横向延伸或直径d经选择以大于小铜柱33的横向延伸或直径d1。

然而,具有非点状端部的接触尖端25的存在可以使在不同于接触垫的接触情况下使对准问题最小化,例如在上述小铜柱或cu柱的情况下,而且在接触凸块的情况下,与接触探针21的接触发生于表面上,而不仅仅是发生于点上或线上,就像现有技术中使用的冰鞋或刀片的情况一样。

如图所示,细化部分32可以居中布置,即基本上沿着接触探针21的纵向轴线y-y布置。或者,该细化部分32可以相对于该纵向轴线y-y以轴向偏置的方式定位,例如,其可以相对于接触探针21的侧壁基本对准。

也可以考虑细化部分32包括锥形部分,该锥形部分通过具有基本上恒定的截面并且具有适于用作接触尖端25的尺寸的另外的部分延长。端部31和细化部分32额其它形状可以具有特别地相对于这些部分的纵向轴线具有不同的相对位置以及在一个或多个方向上具有不同的截面和尺寸。

有利地,根据本发明,还可以提供具有非圆形横截面的接触探针21。在优选的实施示例中,例如考虑具有矩形横截面的接触探针21。在这种情况下,导向件22中的相应导向孔22a也必须具有矩形横截面,并且插入该导向孔中的接触探针21始终相对于被测器件27的接触垫26被适当放置。

在接触探针具有矩形横截面的情况下,容易验证的是,当接触探针21接触被测器件27时,接触探针21的变形特别地在变形部分30处被控制,使移动发生在预定平面中,其优点是,进行垂直移动的这种多个不同的探针在变形过程中保持相同的方向。

在优选实施方式中,接触探针21还具有另外的变形部分21a,其实现与相应的导向件22中的导向孔22a的摩擦区域,以便在被测器件27不存在时防止探针脱出该导向孔22a。

该实施方式在包括非受阻垂直探针的测试头20的情况下(由此与空间变换器相关联)特别有用,在这种情况下,接触探针21仅通过在导向孔22a处与导向件22的摩擦而保持在测试头20中。

通过适当地改变该另外的变形部分21a的形状以及相应的导向孔22a的尺寸,可以获得所需的摩擦值。

根据图7中示意性所示的可选实施方式,测试头20还包括多个叠加层,以形成用于容纳接触探针21的导向件22。

特别地,如该图中仅用于示例性和非限制性的目的所示,导向件22包括第一层36、第二层37和第三层38,每层设置有相应的用于容纳接触探针21的导向孔36a、37a和38a。可以考虑将多个导向孔36a、37a和38a形成导向件22的导向孔22a。

更具体地,导向孔36a、37a和38a相对于垂直于导向件22的这些层36、37和38的轴线被适当地轴向偏置,这些层被认为是基本平坦的并且平行于被测器件27,由此该轴线是接触探针21的纵向轴线y-y。以这种方式,导向孔36a、37a和38a导致接触探针21的一部分变形,特别地实现靠近接触头28的另外的变形部分21a(并且由此实现摩擦区域)。

基本上,导向件22的层36、37和38彼此适当接触,并且它们可以被组装,以获得具有或多或少复杂形状的非直(non-straight)截面的导向孔,并由此获得接触探针21的另外的变形部分21a,从而改善接触探针21在导向件本身内的摩擦夹紧(grip)。实际上,层36、37和38最初被叠加,使得各自的导向孔36a、37a和38a相对于垂直于层本身的轴线对准,然后这些导向孔被轴向偏置,以使包封在其中的接触探针21的部分变形,从而实现另外的变形部分21a。

导向孔36a、37a和38a以及接触探针21的另外的变形部分21a的组合实现了接触探针21的适当卡紧(sticking)装置,通常用35表示。

尽管在图7中示出了接触探针21具有对应于图6a所示的端部31,但是显然可以使用根据图6b和6c所示的可选实施方式的端部31。

此外,根据图8a所示的本发明的优选可选实施方式,测试头20还包括适当地保持在测试头20内的一个弹性片40,特别地该弹性片40与容纳元件23相关联。

更具体地,弹性片40通过特别为陶瓷体的框架24保持,该框架24通过适当的连接装置39与测试头20的容纳元件23相关联。在图8a所示的实现示例中,弹性片40适当地容纳于陶瓷框架24的凹处24a,并通过胶点(gluedots)或螺钉形式的连接装置39可拆卸地固定至该凹处24a。以这种方式,弹性片40设置在接触探针21的具有端部31和接触尖端25的的部分附近。还可以考虑将弹性片40适当地容纳于并可拆卸地固定至容纳元件23的构型。

弹性片40还设置有用于接触探针21通过的适当的开口40a。

适当地,在图8a的示例中,接触探针21的尺寸被设计成使得变形部分30布置在导向件22和弹性片40之间,端部31设置在弹性片40和被测器件27之间。此外,端部31的尺寸被设计成使得,接触探针21容纳在与端部31不同的主体的部分中的弹性片40的相应开口40a中

或者,如图8b示意性所示,弹性片40被定位成使得在其中实现的开口40a对应于接触探针21的变形部分30设置。

也可以实现弹性片40具有与容纳元件23的尺寸相似的尺寸,以使弹性片40的一部分与容纳元件完全接触,并且例如通过螺钉和通过粘合固定到该容纳元件。

如图8c所示,在这种情况下,可以提供与容纳元件23相关联的陶瓷框架24,该框架也具有与容纳元件23相似的尺寸,弹性片40由此具有对应于陶瓷框架24的延伸的部分,该部分被适当地夹在(trapped)陶瓷框架24和容纳元件23之间。此外,可以提供连接装置39,以将容纳元件23、弹性片40和陶瓷框架24彼此固定,正如图8c所示。在这种情况下,弹性片40也可以布置成使得,其开口40a能够对应于接触探针21的变形部分30或在那些变形部分30的下面(如图8c所示)来实现。

特别地,弹性片40由材料制成。

应该强调的是,尽管在图8a-8c中,导向件22被示为包括多个层36、37和38,但也可以考虑测试头20包括单层导向件22(图2所示的类型),和位于接触探针21的变形部分30下面或该变形部分30处的弹性片40。

也可以通过将接触探针21的靠近接触头28的相应部分配置成适当的针构型,将接触探针21适当地卡在(stick)导向件22的导向孔22a内,不过这实现了另外的变形部分21a,如图9a和9b中示意性所示。

更具体地,如图9a所示,另外的变形部分21a被配置为针眼,其配备有围绕适当的孔41a形成的柔性外周部分41。该柔性外周部分41被强制插入导向件22的导向孔22a中,当将接触探针21卡在导向孔22a中,并且产生确保接触探针21本身适当保持所需的摩擦时,孔41a变窄。

或者,柔性外周部分41围绕至少一个第一孔41a和一个第二孔41b形成,该至少一个第一孔41a和一个第二孔41b在将接触探针21卡在导向孔22a中时均能够变窄,并且能够确保接触探针21本身保持于沿导向孔22a分布的不同接触点上所需的摩擦,如图9b中示意性所示。

总之,根据本发明,有利地的是获得能够解决已知方案未解决的问题,并且具有若干优点的测试头。

特别地,如已经强调的,变形部分和端部(该端部具有比已知探针更大的长度)的组合允许更容易和均匀地控制接触探针与被测器件的接触垫上的接触,从而防止过度和不均匀的探针消耗,并由此增强整个测试头的工作寿命。

适当地,由于使用设置有“延伸中”的端部的“自由”变形部分,所以可以通过去除已知测试头中使用的下导向件来减小接触探针的长度,并因此减小容纳元件和整体测试头的长度。

接触探针的这种长度减小能够改善其性能,因为其降低了它们的电阻并因此增加了它们的电流容量。众所周知,具有减小长度的接触探针具有更好的频率性能,这是由于降低了与附近的其它探针的电磁干扰。

变薄的变形部分的存在也能够更精确地控制接触探针施加在被测器件上的力。也可以对接触探针的接触尖端进行重新成形,特别是通过使用能够适当地围绕端部的砂布,建立可能是点状或几乎点状的适当的接触区域。

此外,变形部分的存在也允许仅通过适当地改变接触尖端的尺寸或形状、以及该变形部分沿接触探针的位置(例如与接触尖端的距离),来控制接触尖端在接触垫上的水平移动(擦洗)。

在矩形截面的情况下,容易验证的是,在接触探针接触被测设备时,该接触探针在变形部分处的变形特别被控制,使移动发生在预定的平面中,其优点是进行垂直移动的这种不同的探针,可以保持相同的方向。该控制通过减小正好在这些变形部分处的接触探针的截面来进一步改善,由此通过测试头在被测器件上的按压接触仅仅会使这些变形部分发生变形。

通过使用具有非圆形横截面的接触探针,还可以:

-在测试头的组装阶段改善探针的取向,这通过导向孔和探针之间的精确对应来保证;

-改善探针尖端与被测器件的接触垫接触期间的变形控制;

-简化故障探针的更换(探针也是自定心的),一旦限定了导向孔和接触垫之间的相对位置,就能简化整个测试头的维护。

在包括弹性片的可选实施方式中,同样允许在被测器件上按压接触之后,保证接触尖端的对准。该对准在晶片(包括要测试的集成电路)的边缘处尤为重要,由于边缘本身的非直的几何形状,所有已知的测试头具有最大的连接困难。

同样重点强调的是,弹性片的存在允许实现测试头本身的包封,从而减少与灰尘有关的问题,或者在任意情况下与对外物进入探针的主体有关的问题,例如外物进入发生在清洁操作期间,特别是在接触尖端在砂布上的所谓的触摸(touch-down)期间,以从尖端本身去除残余物并且可以使它们变薄。

使用保持接触探针的弹性片的最小优点在于,这种弹性片恰好能够避免接触探针主体之间的接触,以这种方式能够保证不仅在测试头的静止状态下绝缘而且也在测试头的正常工作期间绝缘,因此在接触探针本身的变形期间,根据本发明有利地不需要通过绝缘层来进行昂贵的覆盖操作。

最后,可以提高具有配置为针眼的适当部分的接触探针,将该针眼布置在接触头附近,并且通过在导向孔中形成该接触探针的一些数量的摩擦点,能够将该针眼容易地插入导向孔,而不会使探针本身产生实际变形。

很明显,为了满足特定的要求和规格,本领域技术人员可以对上文所述的测试探针进行多种改变和变型,这些改变和变型全部都包括在如所附权利要求书所限定的本发明的保护领域内。

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