TW202509486A - 具有改善組態之接觸探針之探針頭 - Google Patents

Abstract

本發明係關於一種用於測試電子裝置之探針頭(100)，該探針頭(100)具有至少一接觸探針(10)，包括一本體(10’)，在一第一端部(10a)與一第二端部(10b)之間延伸，該些端部(10a, 10b)適於接觸相應的接觸墊(20a, 30b)；以及至少一引導件(40)，包括至少一導孔(40h)，配置成容納該接觸探針(10)的至少一部分。該接觸探針(10)包括至少一中間段(10s)，設置在該第一端部(10a)與該第二端部(10b)之間且為彈性順應的，其中該彈性順應中間段(10s)由複數彈性元件(10sr”)構成，該複數彈性元件(10sr”)是以使得該彈性順應中間段(10s)不為直線的方式接續串聯，且該彈性元件(10sr”)中之至少一者與該導孔(40h)的一壁(40W)接觸。

Description

具有改善組態之接觸探針之探針頭

本發明係關於一種適於將集成在半導體晶圓上之電子裝置(例如高頻裝置)進行測試之探針頭。以下描述是參考本應用領域，其唯一目的是簡化說明。

眾所周知，探針頭基本上是一種適於電性接觸一微結構的複數接觸墊的裝置，特別是集成在半導體晶圓上之電子裝置，具有進行其功能測試的測試設備的對應通道。

盡早在生產階段檢測及隔離有缺陷的電路而在積體電路上進行測試是有幫助的。因此，通常在切割晶圓及將其組裝至晶片封裝之前，將探針頭用於測試集成在晶圓上的電路。

探針頭基本上包括複數接觸探針，容納在一對實質上為板狀的且彼此平行的支撐件或引導件之中。這些板狀支撐件配置有適當的導孔，並且彼此相距一特定距離，以便為該些接觸探針的移動及可能的變形保留出自由區域或氣隙，其通常由具有良好電性及機械性的特殊合金線所形成。

接觸探針通常在第一端部與第二端部之間延伸，第一端部係指接觸待測裝置的接墊，第二端部係指接觸空間轉換器(space transformer)或印刷電路板(PCB)。

探針頭的正確操作基本上與兩個參數相關：接觸探針的垂直移動(或超程(overtravel))，以及這些探針的接觸尖端在接觸待測裝置期間在接墊上的水平移動(或擦洗(scrub))。所有這些功能都將在探針頭的製造步驟中進行評估及校正，並應始終確保接觸探針與待測裝置之間良好的電性連接。因此，在測試期間中確保接觸探針與各個接墊的正確接觸尤為重要。

一般來說，接觸探針的最大超程等於探針相對於下引導件突出部分的尺寸，該突出部分在與待測裝置接觸時由於探針本身的彎曲和變形而返回到下引導件中。然而，該突出部分的高度受到探針的機械阻力的限制並且通常會減少。此外，應當補充的是，探針的超程最大值只能在理論上達到，因為即使超程小得多，也會出現與探針的互鎖和變形相關的問題。

根據一些已知解決方案，製造了具有預變形的接觸探針，但是這些解決方案具有各種缺點，例如維護困難、需要特殊手段來保持探針、以及在測試期間有互鎖問題。這些已知解決方案的另一個問題與探針本身引起的接觸墊的磨損有關。

此外，過去已製造了非常短的探針，以確保高頻測試的最佳性能，其中探針的長度是一個重要問題，特別是由於自感現象(self-inductance phenomenon)。然而，在這種情況下，探針本體長度的減少顯著增加了探針本身的剛性，導致相應接觸尖端施加在各個接墊上的力增加，這可能導致這些接墊斷裂，對待測裝置造成不可修復的損壞。由於接觸探針的本體長度的減少而導致其剛性的增加也增加了探針本身斷裂的風險。在同樣這種情況下，因此需要能夠確保測試期間改進接觸的接觸探針。

本發明的技術問題是設計一種探針頭，其具有這樣的結構和功能特徵，以允許克服仍然影響已知解決方案的限制和缺點，所述探針頭特別是能夠確保在測試期間與接觸墊的最佳接觸，例如改進對探針接觸力的控制，同時確保探針的適當保持及其與導孔壁的接觸。

本發明的解決方案的想法是製造一種探針頭，其中接觸探針在測試期間經受較佳主要(但並非必須)發生在縱向上的彈性變形。特別是，接觸探針具有沿著基本上縱向的至少一彈性順應(或屈服(yielding))的中間段，使得它們基本上充當彈性彈簧，其中上述彈性順應中間段不為直線的，使得其至少一部分接觸容納接觸探針的導孔的對應壁。

基於此解決方案的想法，上述技術問題是透過一種用於測試電子裝置之探針頭所解決，其包括至少一接觸探針，包括一本體，其在一第一端部與一第二端部之間延伸，所述端部適於接觸相應的接觸墊；至少一引導件，包括至少一導孔，其配置成容納該接觸探針的至少一部分；其中該接觸探針包括至少一中間段，設置在該第一端部與該第二端部之間且為彈性順應(或屈服)的，且該彈性順應中間段由(包括)接續的複數彈性元件(或彈性半段或彈性段)構成，使得所述彈性順應中間段在截面上不為直線，其中所述彈性元件中之至少一者與該導孔的一壁接觸。

更特別的是，本發明包括下面附加和可選擇之特徵，可單獨或組合地實施。

根據本發明之一態樣，該彈性元件中之至少二者相對於與該引導件正交的一參考軸(即一垂直軸(例如接觸探針的縱軸))可彼此偏移。

根據本發明之一態樣，該彈性元件可沿著相應的軸延伸，該軸相對於彼此偏移，使得所述彈性元件彼此偏移(移位)。

根據本發明之一態樣，至少該彈性元件與該導孔的該壁接觸的一個或多個邊緣(即所述彈性元件或彈性半段的側面相交處)可以是斜切的。

根據本發明之一態樣，該探針頭可更包括一導電部分，形成在該引導件上，所述導電部分包括至少一組所述導孔，適於接觸並短路容納在所述組孔中的一對應組接觸探針，並承載一給定類型訊號，從而形成一導電域，其中至少一部分的該接觸探針與所述導電部分接觸。

根據本發明之一態樣，該導孔的至少一壁的至少一部分被該導電部分覆蓋，並且該探針也與所述金屬化壁發生接觸。

根據本發明之一態樣，該彈性元件中之至少一者可配置成接觸該導電部分。

也可能有這樣的實施例，其中僅探針的壁(或其至少一部分)被金屬層覆蓋，並且該彈性順應中間段與具有金屬層的所述壁接觸。

根據本發明之一態樣，該接觸探針具有小於2000μm的長度，較佳小於1000μm，甚至更佳小於或等於800μm，所述長度是沿著該接觸探針的縱軸測量。

根據本發明之一態樣，該彈性順應中間段可定位在該引導件處，以便至少部分地容納於該導孔內。

根據本發明之一態樣，該接觸探針的該第一端部可包括高硬度材料，例如銠。

根據本發明之一態樣，該彈性元件中之至少一者可包括一突出元件，該突出元件朝向一相鄰彈性元件突出並配置成在測試該電子裝置期間接觸所述相鄰彈性元件的一部分，所述部分在靜止狀態下與所述突出元件分離。

從下文中對示例性實施例的描述，透過非限制性實例，參照附圖，根據本發明的探針頭的特徵及優點將是顯而易見的。

參照這些附圖，根據本發明所製造之用於測試電子裝置之探針頭全文示意性地以元件符號100表示。

值得注意的是，該些附圖為示意圖，並且未按比例繪示，其反而是繪示成強調本發明之重要特徵。此外，在該些附圖中，不同的元件被示意性地表示，其形狀可依照所需的應用而改變。此外，還要注意的是，在該些附圖中，相同的元件符號是指形狀或功能相同的元件。最後，一附圖繪示的實施例所描述的特定手段也可以用於其他附圖繪示的實施例。

此外，值得注意的是，除非明確說明，否則如果需要的話也可以顛倒所描述的製程步驟。

探針頭100適於與設備(圖未示)連接(直接或更佳透過空間轉換器和/或PCB間接連接)以對集成在半導體晶圓20上之電子裝置進行測試，例如(但並非必須)高頻設備。

值得注意的是，在本發明的內文中，術語「探針頭」是用於指示測試裝置，除了申請專利範圍所定義的內容之外，其不受限於特定部件的存在或不存在。一般來說，該術語因此表示可與用於檢查集成在前述半導體晶圓20上之裝置的其他部件相關的組件，並且因此通常其表示電子裝置的測量系統。

參考圖1的剖面圖，探針頭100首先包括複數接觸探針10，用於將集成在半導體晶圓20的待測裝置與測試設備電性連接。

為了容納接觸探針10，探針頭100包括至少一引導件40，引導件40配置有導孔40h，所述接觸探針10容納在導孔40h內。因此，引導件40與其導孔40h一起允許容納(特別是滑動地容納)接觸探針10的至少一部分。

每個接觸探針10包括探針本體10’，沿著縱軸(以元件符號H-H表示)在第一端部10a與第二端部10b之間延伸，這些端部適於接觸相應的接墊或接觸墊。舉例來說，第一端部10a(也稱為接觸尖端，並且在本領域中用術語「柱塞(plunger)」表示)適於接觸集成在半導體晶圓20上之待測裝置之接墊20a，而相對的第二端部10b(也稱為接觸頭)適於接觸與探針頭100相關的空間轉換器或印刷電路板(PCB)的接墊30b，所述部件通常用元件符號30標識，並且一般定義為「介面板(interface board)」。一般來說，術語「端部」因此意味著接觸探針10的端子部分，所述端子部分包括探針與接墊的接觸點。

在一實施例中(如透過示例的簡單方式所示)，接墊30b是PCB板的接墊，即使明顯不排除使用設置在PCB與探針的接觸頭之間的中介層(interposer)。

清楚地，雖然附圖中的端部10a和10b具有尖頭形狀，但它們不限於此，並且可以具有符合需要和/或情況的任何形狀。

此外，值得注意的是，雖然為了簡單起見，附圖顯示單一接觸探針10，但是探針頭100可以依據各種應用來包括任何數量的接觸探針。

在圖1的實施例中，也提供了作為整體探針頭100的結構支撐的框架F，特別是設置在引導件40與PCB 30之間，該框架F在以下附圖中被省略，僅是為了簡化說明。

適當地，為了能夠進行高性能的高頻測試，接觸探針10具有縮短的長度，其特別是小於2000μm，較佳小於1000μm，還更佳小於或等於800μm，所述長度是沿著探針頭的縱軸H-H測量。由此適當地減少了自感現象，並確保了即使在非常高的頻率下、甚至在射頻域中也能進行有效的測試。

為了確保與接墊20a和30b的適當接觸，特別是為了確保接觸力的適當控制，接觸探針10包括至少一中間段10s，設置於第一端部10a與第二端部10b之間，其至少沿著縱軸H-H為彈性順應(屈服)的。彈性順應中間段10s(下文也表示為探針的「彈性段」)配置成定義由接觸探針10施加在接墊20a和/或30b上的接觸力FC(特別是其方向和/或強度)，即由於所述彈性順應中間段10s的結構(形狀/尺寸)，可以控制所述接觸力FC，且探針起到彈簧的作用。

特別是，在一較佳實施例中，彈性順應中間段10s適當地配置成使得接觸探針10將基本上沿著縱軸H-H引導的接觸力FC施加到接觸墊20a和30b上，即使在其他實施例中也可能存在與其他部件的力(例如也產生刮擦運動(scrub movement)：事實上，彈性順應中間段配置成在接墊上產生扭轉或橫向刮擦的配置是可能的；事實上，一些實施例可以提供彈性順應中間段10s的彈性較弱部分和彈性較強部分，以及用於所述彈性順應中間段10s的螺旋(並非必須對稱)形狀。

在本發明一非限制性示例中，彈性順應中間段10s可以透過形成在接觸探針10的本體10’中的指叉式雕刻(interdigitated engravings)或凹口10i來獲得，所述指叉式雕刻或凹口10i被構成使得接觸探針10基本上充當彈性彈簧。因此，例如可以透過去除一些材料來形成大致彈簧形狀的彈性順應中間段10s，其中前述凹口10i相對於接觸探針10的縱軸H-H對稱地製成(即使這不是嚴格必要的，並且可以提供相對於所述軸不對稱的形狀)。

一般來說，本發明並不限於製造接觸探針10的特定方法，重要的是存在前述彈性段，其包括沿著縱軸H-H彼此接續的複數匝，其中術語「匝」在本說明書中表示彈簧的單一彈性元件(或彈性子部分)沿著所述縱軸H-H重複，從而形成給定的彈性圖案，如下文將詳細描述的。

因此，中間段10s在主要縱向上是彈性順應的(但在其他配置中，也可以提供用於彈性段變形並因此用於接觸力FC的其他方向，如前所述)，以便在測試待測裝置期間沿著所述方向壓縮。特別是，彈性順應中間段10s允許接觸探針10在探針頭100的正常操作期間沿著其縱向縮短，其中「彈簧效應」確保了在過驅動期間的適當接觸力，並且一旦所述探針頭100已與待測裝置間隔開時，還允許接觸探針10回到其原始尺寸。

值得注意的是，在前述實施例中，接觸探針10將基本上沿著縱軸H-H引導的前述接觸力FC施加到接墊上，而沿著垂直於所述縱軸H-H的方向上的分量基本上為零(或在任何情況下減少)，從而消除接觸探針10在導孔40h中互鎖的風險。

較佳地，接觸探針10具有非圓形截面；在一較佳實施例中，接觸探針10具有矩形截面，例如，矩形的一側長度為30μm，而矩形的另一側長度為70μm，即使顯然可以提供其他尺寸。

此外，值得注意的是，接觸探針10可由複合材料製成，例如Pd、PdCo、Ni、NiCo、Au、Pt、Ag、Rh等，然而，不受所使用的特定材料或製造方法所限制。一般來說，根據需要和/或情況，可以選擇各種材料或材料的組合(例如前述材料或其組合)。

彈性順應中間段10s沿著接觸探針10的縱軸H-H延伸1000μm至80μm(較佳約200μm)的長度，並且節距(pitch)(即兩個相鄰匝的中心之間的靜止距離)為100 µm至5 µm。

在製造具有更大長度的彈性順應中間段10s的情況下(仍為相同總長度的接觸探針10，如之前所見，其小於2000μm，較佳小於或等於800μm)，可以減輕接觸探針10所承受的應力。

為了容納彈性順應中間段10s，因此形成深導孔40h(例如長度大於300μm)。如圖2所示，為了克服這個問題，可以使用彼此相關的兩個或多個低厚度的引導件，而不是使用高厚度的單一引導件40。換句話說，在一實施例中，引導件40可以被構成為第一引導件部分40’和第二引導件部分40”。第二引導件部分40”最初在結構上獨立於第一引導件部分40’，並且隨後與其相關聯，特別是在接觸探針10已經被引入到第一引導件部分40’中之後，第二引導件部分40”被安裝在接觸探針10上。例如，第二引導件部分40”可以與第一引導件部分40’重疊，並且可以透過附接裝置將其限制到第一引導件部分40’，而不將本發明限制於特定的附接方式。由此，與使用單一引導件的情況相比，單一引導件部分的導孔的深度較小，從而簡化了所述孔的形成。

目前為止已經描述了較佳實施例，其中提供單個引導件40(例如總厚度等於320μm，即使其他厚度顯然是可行的，例如更高的厚度，因此允許延伸接觸探針的彈性段)，並且其中彈性順應中間段10s定位在引導件40處，以便至少部分地容納於導孔40h內，基本上處於中間位置。換句話說，目前為止已經描述了設想存在容納接觸探針10的彈性段的單一中間引道件40的實施例。該實施例的特徵在於組裝更加簡單且生產成本更低。

或者是，參考圖3，探針頭100可以包括下引導件451和上引導件45u，其透過氣隙或間隙G彼此分開，彈性順應中間段10s位於氣隙或間隙G處，因此可以增加該彈性段的延伸。下導引件45l和上導引件45u分別包括用於容納接觸探針10的下導孔45lh和上導孔45uh。

在一實施例(圖未示)中，下導孔45lh和上導孔45uh可以相對於彼此偏移，即相對於單一探針頭，其中心不位於同一縱軸上，從而產生接觸探針10的輕微變形，以利於其與孔壁的保持和可能的接觸。

此外，本領域已知的是，電源和接地訊號的固定位置(例如由於待測裝置的接墊的佈局)以及探針的形狀限制了對探針頭內訊號阻抗的控制，並且限制了被其他鄰近訊號在訊號探針上造成的雜訊之控制，從而限制了探針頭的頻率性能。

出於這個原因，於高頻應用(特別是RF的應用)中，接地探針(以及功率探針)透過引導件上的金屬化層短路，從而使同一域的探針短路並使得在探針頭內部的接地探針能與可能的屏蔽層連接。此外，在裝置上具有不同接地/電源域(power domain)然後連接到PCB上的情況下，金屬化層允許降低電源與相應接地之間的迴路電感(loop inductance)。

舉例來說，若是考慮待測裝置的給定電源與單個探針接觸的情況下，該探針與共享相同電源單元的攜帶電源的其他探針短路。在這種情況下，當此電源的電流遇到使該域的所有探針短路的金屬化層時，它會在所有短路的探針之間分配，從而相比於將該電流限制在單個探針直至PCB的情況，允許降低電感和等效電阻。

因此，很明顯的在引導件上存在金屬化層，使探針組短路並形成共導電平面，可以降低雜訊並提高探針頭的頻率性能。

此外，還可以使訊號探針彼此短路，例如基於迴歸技術(loop-back technique)。

為此，根據本發明的實施例(如圖4所示)，探針頭100的引導件40包括至少一導電部分21，導電部分21包括並電性連接至少一組(以元件符號40h’標示)導孔40h的孔，其適於接觸並因此與對應組的接觸探針短路，這些接觸探針旨在傳送相同類型的訊號，特別是旨在傳送給定的接地或電源訊號或操作訊號。

由於導電部分21形成在引導件40上(下文也表示為「金屬化層21」)，可以形成給定的導電域，其中接觸探針10的至少一部分與所述導電部分21接觸。

在圖4的非限制性示例中，描述了被導電部分21短路的兩個接觸探針和與其電性絕緣的接觸探針，即使這顯然僅是示意性示例，並且可以提供任何數量。

舉例來說，透過導電部分21彼此短路的接觸探針10可以是用來傳送接地訊號的接觸探針，也可以是用來傳送電源的接觸探針。換句話說，在探針頭100中，由於引導件40的金屬化而彼此短路並容納在導孔40h的組40h'中的接觸探針適於傳送相同的接地訊號或電源訊號，從而提升了探針頭的性能。

此外，如上所述，短路探針還可以是接觸探針，用於在待測裝置和與探針頭100接口的測試設備之間傳送輸入/輸出操作訊號，例如在迴歸技術中就會發生這種情況。

在任何情況下，導電部分21在探針頭中形成共導電平面，這是非常有用的，特別是在短接觸探針10能夠執行的高頻測試中。

顯然地，探針頭100可以包括任何數量的導電部分21，以任何方式設置在引導件上或甚至嵌入其中，以傳送任何類型的訊號。例如，導電部分可以形成在引導件40的上表面FB上(如圖4所示)，或者可以設置在其下表面FA上(如圖5所示)，也可以形成在所述引導件40內部(即嵌入在引導件40之中，如圖6所示)。

此外，可以提供第一導電部分，使接地探針短路，和第二導電部分，使設置在引導件的相對面上的電源探針短路，以及可以提供許多其他配置，例如申請人之國際專利申請PCT/EP2017/082180所描述的。

僅舉例來說，如圖7所示，可以提供複數導電部分21’和21”，對應於複數不同導電域(例如不同功率域)，這些導電部分21’和21”被設置在引導件40的相對面上(如圖7的非限制性示例所示)和/或嵌入在所述引導件40之中，或甚至在引導件40的同一面上。

導電部分的製造方法也不限於特定的一種，例如可以透過在陶瓷引導件上沉積導電材料來形成。

換句話說，本發明並未限制導電部分的數量及排列方式，其可依需求及/或情況而設定。

在任何情況下，重要的是，至少一導電部分21的存在允許形成共導電平面，該共導電平面將多個接觸探針(即容納在一組孔40h’中的接觸探針10)彼此電性連接，如前所述，這些接觸探針配置有彈性順應中間段10s，並且具有縮短的長度，從而提升了探針頭100的整體性能。

此外，導電部分21可以覆蓋該組40h’的導孔的壁40W的至少一部分，從而形成接觸探針10所接觸的導孔的金屬化部分，特別是接觸探針10所滑動接觸的導孔的金屬化部分。

較佳地，導電部分21可以完全覆蓋導孔的一些或全部壁(並且因此在這種情況下，金屬化部分與孔的整個壁40W重合)，或者是可以提供該導電部分21僅部分覆蓋導孔的壁40W的配置。

此外，在未出示的實施例中，可以僅存在至少部分地覆蓋孔壁的金屬層，並且彈性順應中間段與所述層接觸。

考慮到導電部分21的重要性，因此需要在裝置測試期間確保接觸探針10與所述導電部分21之間(例如探針與導孔的金屬化壁之間)的最佳接觸，例如，需要務必確保探針與孔之間的上述滑動接觸(即使在某些配置中，該接觸可以是按壓接觸，例如在導電部分上鄰接的止擋件，如下文討論)。

有利地，根據本發明，如圖8A和圖8B所示，彈性順應中間段10s被分成複數彈性子部分或彈性元件或彈性半段(以元件符號10sr”表示)，其不是相對於同一參考軸彼此對齊(例如，當作為參考時，它們相對於探針頭的縱軸H-H彼此偏移)。

例如，彈性元件10sr”沿著相應的軸線延伸，可能彼此平行(以元件符號H’-H’、H”-H”表示)，不一定與探針的縱軸H-H重合。

換句話說，彈性順應中間段10s由多個段(即彈性元件)形成，這些部分沒有沿著接觸探針10的縱軸(即沿著垂直參考軸)對齊。

彈性元件10sr”彼此串聯而不中斷，並且彼此偏移(即沿著垂直參考軸偏移)，以便限定彈性順應中間段，該中間段整體上不為直線，因為相應的對稱軸彼此不重合(適當偏移)。

適當地，所述彈性元件10sr”中之至少一者與導孔40h的壁40W接觸，特別是與在所述孔中延伸的導電部分21接觸(如圖8B所示)，從而與金屬化層建立所需的電性接觸，同時確保接觸探針10的適當且簡單的保持。

總之，簡單來說，根據本發明，彈性順應中間段10s因此被構成為彼此串聯的複數彈性元件10sr”，使得所述彈性順應中間段在截面上為非直線的，其中所述彈性元件中之至少一者與導孔的壁接觸。特別是，彈性元件10sr”中之至少二者可以相對於與引導件正交的參考軸(即垂直軸(例如接觸探針10的縱軸H-H，如前所示))彼此偏移。

適當地，彈性順應中間段10s的彈性元件10sr”彼此接續，使得所述彈性順應中間段10s甚至在靜止狀態下(即不僅是在壓縮時)也是非直線的，並且至少透過所述彈性元件10sr”中之至少一者與導孔的壁發生接觸(即由於其形狀而透過彈性順應中間段10sr”的至少一部分)。

在一實施例中，彈性順應中間段10s的形狀與接觸探針的其餘部分不同，因此對應於接觸探針的不同部分(例如相對於端部不同)。

根據一實施例，彈性元件10sr”的一個或多個邊緣(特別是彈性元件與導孔40h的壁40W接觸的邊緣，即突出部分-迴路)是斜切的(即它包括斜切部10b1)，以便避免接觸探針10在導孔中互鎖，特別是在組裝期間的互鎖。

這種幾何形狀是有利的，因為其確保接觸探針10在待測裝置的測試期間保持就位，同時與導孔40h的壁及因此與金屬化層保持適當接觸。特別是，根據本發明，彈性段10s的截面尺寸(至少局部地)大於導孔40h的截面尺寸(如圖8A和圖8B所示)，從而在所述彈性段10s與所述導孔40h的壁之間產生摩擦。該摩擦可防止接觸探針10(例如在探針頭100的維護期間)離開引導件40，並且確保與導電部分21更好的電性接觸(圖8B)。

現在參考圖9之實施例，接觸探針10的第一端10a(即下端)可以包括高硬度材料10ins，特別是與探針本體10’的材料相比具有更高的硬度，例如銠。

顯然地，圖9僅以示例的方式提供，其中高硬度材料製成接觸探針10的整個端子部分，並且可以提供其他配置，通常高硬度材料10ins可以適於與待測裝置的接墊20a進行接觸，從而確保接觸尖端至少部分具有高硬度。例如，在一實施例中，高硬度材料10ins可以是由探針本體10’的互補部分支撐的插入件，並且旨在接觸待測裝置的接墊20a，或者它可以是第一下端10a的塗層。

圖9之實施例確保接觸探針10的高使用壽命，同時維持高品質的接觸。

此外，現在參考圖10，值得注意的是，彈性順應中間段10s的存在，其特徵在於多個迴路(並且更一般地透過形成該彈性段的各種彈性元件10sr”或部分或彈性子段的接續，如前示例所述)，增加了接觸探針10的實際長度；為了解決這個問題，彈性順應中間段10s的至少一個彈性元件包括至少一個突出元件或凸塊(元件符號B)，其被配置成在待測裝置的測試期間(即當彈性段壓縮時)接觸相鄰的彈性元件，導致所述彈性元件之間的電性連接，這減少了所述彈性順應中間段10s的實際長度，並提升了探針頭100的性能。

結果，在本實施例中，彈性順應中間段10s的至少一個彈性元件包括突出元件B，該突出元件B朝向相鄰的彈性元件突出，並且被配置成在電子裝置測試期間接觸所述相鄰的彈性元件的一部分，所述部分在靜止狀態下(即當彈性段未壓縮時)與所述突出元件B分離。

換句話說，在本實施例中，彈性順應中間段10s包括突出元件B，該突出元件B被配置成引起所述彈性順應中間段10s各部分之間的電性接觸，否則這些部分將被分離。

突出元件B可以與彈性順應中間段10s一體成型，而本發明不受製造方法所限制。

例如，突出元件B可形成在相應的彈性元件的邊緣或迴路處，即使其他配置也是可行的。

也可以提供複數突出元件B，其數量基於彈性順應中間段10s壓縮時的選定長度(即基於要獲得的長度)來選定；存在的突出元件B越多，壓縮時彈性段的長度越大，因此較佳保持有限數量的所述突出元件B。

最後，還可以結合上述幾何結構，提供另外的止動元件，例如鄰接在引導件上的止動件或與孔(例如在頂部和/或底部)干涉的夾具，附圖中未示。

綜上所述，本發明因此成功地克服了上述技術問題，提供了上述探針頭(其包括用作彈性彈簧的非常短的接觸探針)，並以簡單的方式解決了現有技術的所有缺陷。

可以有效控制接觸力的強度，並更一般地控制接觸探針的壓縮，從而適當地成形彈性順應中間段的形狀和尺寸。

一般來說，無論是什麼製造方法(例如從本體去除一些材料以局部地降低其剛性)，都會獲得剛性降低的彈性段，所述彈性段由彼此接續並代表基本原理的彈性元件所形成。

接觸探針的長度縮短，因此其可以被視為微彈簧，使得本發明的探針頭適合於測試高頻裝置，同時解決了已知解決方案的短探針的剛性問題。

有利地，根據本發明，上述配置可確保接觸探針的適當穩定性，並且它們允許其適當的保持和簡單的組裝。

與根據現有技術製造的垂直探針頭不同，根據一些實施例的探針頭也允許使用單一引導件，接觸探頭在導孔內變形。使用單一引導件簡化了探針頭的組裝操作。

此外，根據本發明的探針頭由於其有利的形狀而具有有限的接觸墊消耗。

最後，值得注意的是，即使沒有明確示出或描述組合，所有上述實施例也可以彼此組合。例如，根據本發明的彈性順應中間段的特定非直線形狀可以與金屬化層的特定布置相結合，或者與引導件的各種配置相結合，或者甚至與存在的止動元件及其他配置相結合。事實上，為了簡單起見，大多數附圖報告了彈性順應中間段的接觸探針，其中間段具有階梯段，但是所述階梯段的各種所示實施例也適用於根據本發明的幾何形狀。

顯然地，為了滿足可能的和特定的需求，本領域的技術人員可以對上述探針頭進行多種修改和變型，所有這些修改和變型都落入所附申請專利範圍所限定的本發明的保護範圍內。

10:接觸探針 10’:本體 10a:第一端部 10b:第二端部 10s:中間段 10sr”:彈性元件 20a:接觸墊 21:導電部分 30b:接觸墊 40:引導件 40h:導孔 40h’:組 40W:壁 100:探針頭 B:突出元件 H-H,H’-H’,H”-H”:軸

圖1示意性地顯示一種探針頭，其中接觸探針包括彈性順應中間段。 圖2示意性地顯示根據本發明一實施例之探針頭，其設想兩個重疊的引導件部分。 圖3示意性地顯示根據本發明一實施例之探針頭，其提供給存在下引導件及上引導件。 圖4示意性地顯示根據本發明一實施例之探針頭，其設想存在導電部分以使探針組短路。 圖5至圖7示意性地顯示本發明之實施例，其中導電部分以各種方式設置在探針頭的引導件處。 圖8A至圖8B示意性地顯示根據本發明之探針頭，其中存在非直線的彈性順應中間段。 圖9示意性地顯示根據本發明再一實施例之探針頭。 圖10示意性地顯示根據本發明再一實施例之探針頭。

10:接觸探針

10a:第一端部

10b:第二端部

10b1:斜切部

10s:中間段

10sr”:彈性元件

20:半導體晶圓

20a:接觸墊

30:PCB

30b:接觸墊

40:引導件

40h:導孔

40W:壁

100:探針頭

FA:下表面

FB:上表面

H’-H’,H”-H”:軸

Claims (11)

1. 一種用於測試電子裝置之探針頭(100)，包括： 至少一接觸探針(10)，包括一本體(10’)，在一第一端部(10a)與一第二端部(10b)之間延伸，該些端部(10a, 10b)適於接觸相應的接觸墊(20a, 30b)；以及 至少一引導件(40)，包括至少一導孔(40h)，配置成容納該接觸探針(10)的至少一部分； 其中該接觸探針(10)包括至少一中間段(10s)，設置在該第一端部(10a)與該第二端部(10b)之間，該中間段為彈性順應的；以及 其中該彈性順應中間段(10s)由複數彈性元件(10sr”)構成，該複數彈性元件(10sr”)是以使得該彈性順應中間段(10s)不為直線的方式接續串聯，且該彈性元件(10sr”)中之至少一者與該導孔(40h)的一壁(40W)接觸。
2. 如請求項1所述之探針頭(100)，其中該彈性元件(10s”)中之至少二者相對於與該引導件(40)正交的一參考軸(H-H)彼此偏移。
3. 如請求項1所述之探針頭(100)，其中該彈性元件(10s”)沿著相應的軸(H’-H’, H”-H”)延伸，該軸相對於彼此偏移使得該彈性元件(10s”)彼此偏移。
4. 如請求項1所述之探針頭(100)，其中該彈性元件(10sr”)與該導孔(40h)的該壁(40W)接觸的一個或多個邊緣是斜切的。
5. 如請求項1所述之探針頭(100)，更包括一導電部分(21)，形成在該引導件(40)上，該導電部分(21)包括至少一組(40h’)該導孔(40h)，適於接觸並短路容納在該組(40h’)孔中的一對應組接觸探針，並承載一給定類型訊號，從而形成一導電域，其中至少一部分的該接觸探針(10)與該導電部分(21)接觸。
6. 如請求項5所述之探針頭(100)，其中該導孔(40h)的至少一壁的至少一部分被該導電部分(21)覆蓋，並且該接觸探針與該導電部分之間的接觸也透過該金屬化壁發生。
7. 如請求項5所述之探針頭(100)，其中該彈性元件(10sr”)中之至少一者配置成與該導電部分(21)接觸。
8. 如請求項1所述之探針頭(100)，其中該接觸探針(10)之一長度小於2000μm，較佳小於1000μm，甚至更佳小於或等於800μm，該長度是沿著該接觸探針(10)的一縱軸(H-H)測量。
9. 如請求項1所述之探針頭(100)，其中該彈性順應中間段(10s)定位在該引導件(40)處，以便至少部分地容納於該導孔(40h)內。
10. 如請求項1所述之探針頭(100)，其中該接觸探針(10)的該第一端部(10a)包括高硬度材料，例如銠。
11. 如請求項1所述之探針頭(100)，其中該彈性元件中之至少一者包括一突出元件(B)，該突出元件(B)朝向一相鄰彈性元件突出並配置成在測試該電子裝置期間接觸該相鄰彈性元件的一部分，該部分在靜止狀態下與該突出元件(B)分離。