CN101213463A - 带有可互换探针插头的探针卡组件 - Google Patents

Abstract

一种探针卡组件可包括被配置成保持探针插头的插头固定器，探针插头可包括以特定结构设置的探针，用于探测将被测试的器件。探针卡组件可将电接口提供给测试器，该测试器可以控制该器件的测试，并且在连接至探针卡组件的同时，插头固定器可保持探针插头，以使探针插头电连接至探针卡组件内的电路径，所述电路径对测试器而言是接口中的一部分。通过拆卸插头固定器、用新的探针插头更换该探针插头，然后将该插头固定器重新连接至探针卡组件，从而更换探针卡组件的探针插头。探针插头和固定器可以被整体形成，并且包括可以从探针卡组件拆卸且由不同探针插头和固定器更换的单一结构。

Description

带有可互换探针插头的探针卡组件

背景技术

图1A示出被用于测试测试中设备(“DUT”)112的示例性现有技术探测系统，例如，其可以是在最新制造的半导体晶片上的一或多个模片(未图示)或者其它电子设备(例如先前制造的模片)。图1A中的探测系统可以包括测试头104和探针102(其图示成带有剖面126以提供探针102内侧的局部视图)。为了测试DUT 112，DUT被放置在如图1A中所示的可移动台阶106上，并且使台阶106移动以使DUT 112的输入和/或输出端与探针卡组件108的探针124相接触，所示的所述探针卡组件108被连接至测试头板121。例如，探针卡组件108可以被螺栓连接或夹持至测试头板121，探针基板122和探针124通过开口132伸入探针102(参见图1B)。

典型地，电缆110或其它通信装置连接测试器(未图示)与测试头104。测试器(未图示)产生将被写至DUT 112的测试数据，并且测试器接收和估算由DUT 112响应测试数据而产生的响应数据。电缆110可以给或从测试器(未图示)提供多个通信信道(未图示)，用于这种测试和响应数据。典型地，可以为用于DUT 112的各个输入和/或输出端的通信信道，以及进一步可以为用于对DUT 112提供电力和接地的通信信道。

测试头104和测试头连接器114提供将测试器信道(未图示)连接至探针卡组件108的电连接。图1A中所示的探针卡组件108可以包括接线板120和探针基板122。接线板120提供从连接器114至探针基板122的电连接(未图示)，并且探针基板提供至探针124的电连接。从而，探针卡组件108提供连接测试器通信信道(未图示)至DUT 112的各个输入和/或输出端(未图示)的接口。

然而，DUT 112的端子(未图示)被压靠在探针124上(从而形成端子和探针之间的电连接)，测试器(未图示)在DUT 112上进行测试。例如，测试器(未图示)可以在DUT 112上进行功能测试，其中DUT可以以各种模式被操作。对这种操作的结果进行监视，测试器(未图示)确定DUT 112是否正确地起作用。这种测试还可以用于确定DUT 112的最大可靠操作速度。参数测试是可以在DUT 112上进行的测试的另一个例子。参数测试可以包括例如对DUT 112中的漏电流进行测量，确定DUT 112是否有短路故障或开路故障等的情形。

发明内容

在本发明的示例性实施例中，可以配置插头固定器以保持探针插头，其可以包括以特定结构设置用于探测被测试器件的多个探针。插头固定器可被连接至探针卡组件以及从探针卡组件拆除，该探针卡组件对控制器件测试的测试器提供电接口。在被连接至探针卡组件的同时，插头固定器可以保持探针插头，以使探针插头被电连接至探针卡组件内的电通路，所述电通路为测试器的部分接口。在从探针卡组件拆卸的同时，插头固定器可以允许探针插头被去除以及由新探针插头所取代，这可以配置成不同于第一探针插头。在一些实施例中，探针插头和探针固定器可以集成在一起且包括单一结构。

附图说明

图1A和1B示出用于测试半导体晶片中模片的示例性现有技术探测系统。

图2图示依据本发明一些实施例的示例性探针卡组件的分解立体图。

图3A图示没有盖子的图2中探针卡组件的俯视图。

图3B图示图2中探针卡组件的仰视图。

图3C图示没有盖子的图2中探针卡组件的侧剖视图。

图4示出对图2中探针卡组件的探针的平面或方位性的示例性调整。

图5图示图2中探针头组件的分解立体图。

图6A图示图5中探针头组件的俯视图。

图6B图示图5中探针头组件的仰视图。

图6C和6D图示图5中探针头组件的侧剖视图。

图7图示依据本发明某些实施例的带有盖子但没有插头固定器的附连工具的分解立体图。

图8A图示带有插头固定器但没有盖子的图7中附连工具的俯视图。

图8B图示图8A和8B中附连工具的仰视图。

图8C和8D图示图8A中附连工具的侧剖视图。

图9A、9B和9C示出依据本发明某些实施例的插头的示例性改变。

图10示出具有半导体模片形式的示例性DUT。

图11以示意形式示出依据本发明某些实施例的图2中探针卡组件的示例性结构，用于测试图10中的DUT。

图12A示出依据本发明某些实施例的探针插头的俯视图，其被配置用于测试图10中的DUT。

图12B示出图12A中探针插头的仰视图。

图13示出具有半导体模片形式的另一示例性DUT。

图14A示出依据本发明某些实施例的探针插头的俯视图，其被配置用于测试图13中的DUT。

图14B示出图14A中探针插头的仰视图。

图15以示意形式示出依据本发明某些实施例的图2中探针卡组件的示例性重新配置，用于测试图13中的DUT。

图16A示出依据本发明某些实施例的另一示例性探针卡组件的俯视图。

图16B示出图16A中探针卡组件的侧剖视图。

图17A示出依据本发明某些实施例的又一示例性探针卡组件的俯视图。

图17B示出图17A中探针卡组件的侧剖视图。

图18示出依据本发明某些实施例的又一示例性探针卡组件的侧剖视图。

图19示出依据本发明某些实施例的另一示例性探针卡组件的侧剖视图。

图20示出依据本发明某些实施例的又一示例性探针卡组件的侧剖视图。

图21-24示出依据本发明某些实施例的示例性屏蔽信号迹线(signal trace)。

图25示出依据本发明某些实施例的示例性屏蔽线。

具体实施方式

这个说明书描述了本发明的示例性实施例和应用。然而，本发明不限于这些示例性实施例和应用或者在这里示例性实施例和应用操作或被描述的方式。

图2和3A-3C示出依据本发明某些实施例的示例性探针卡组件200，其可以被使用在用于测试电子器件的探针或其它系统中。例如，在测试系统中可以使用探针卡组件200取代探针卡108，该探针卡组件可以包括类似图1A、1B中的探针102的探针。为了便于论述，在这里将描述探针卡组件200作为使用在探针102中。然而，探针卡组件200可被使用在任意探针中，用于探测半导体晶片或单一化模片，或者用于探测器件的任意其它系统，以便测试、监视或者以别的方式操作该器件。

图2图示探针卡组件200的分解立体图，以及图3A图示探针卡组件200的俯视图，图3B图示探针卡组件200的仰视图和图3C图示探针卡组件200的侧剖视图。

如图所示，探针卡组件200可以包括探可连接针头组件209的接线基板202、加强肋(stiffener)板204和调整板206。探针卡组件200还可以包括盖子282，其在图2中图示，但是为了清楚及方便描述的目的，在图3A-3C中没有图示。如图2中所示，盖子282可以使用螺丝240和螺丝246固定至接线基板202，所述螺丝240通过盖子282中的孔272且螺旋进入垫片242，所述螺丝246通过接线基板202中的孔280且螺旋进入垫片242。

将能看出，探针卡组件200的一个功能可以给和从测试器和诸如图1A中112所示的DUT的输入和/或输出端(未图示)提供通信信道之间的电接口。(如这里所使用的，术语“DUT”可以为非单一半导体晶片的一或多个模片、从晶片(封装或未封装的)分割的一或多个半导体模片、设置在载体或其它保持器件中的单一半导体模片阵列的一或多个模片、一或多个多模片电模块、一或多个印刷电路板和/或任意其它类型的电器件或多个器件)。如上所论述的，测试器(未图示)可以被配置以产生将被写入至DUT 112的测试数据以及接收和估算由DUT 112响应测试数据而产生的响应数据。接线基板202可以包括信道连接器208，用于实现与通信信道到达或来自测试器(未图示)的电连接。例如，信道连接器208可以被配置实现与图1A、1B中测试头104的电连接，其依次可以通过电缆110连接至测试器(未图示)。如上所论述的，电缆110和测试头104为测试数据、响应数据、电源、接地和/或其它电信号提供到达和来自测试器(未图示)的通信信道(未图示)。

图2、3A和3C中所示的信道连接器208可以为零插入力(“ZIF”)连接器，其包括多插脚型连接器(未图示)，以使各个信道连接器208电连接至多个测试器信道。在图2和3A-3C中所示的例子中，各个信道连接器208可以被连接至四个测试器信道(未图示)，以及这些四个电连接的各个可被依次连接至四个导电迹线210中之一。(在其它例子中，多于或少于四个的测试器信道可以被连接至多于或少于四个迹线210)。如图3A和3C中所示，导电线398提供从迹线210至导电插脚220的电连接，将能看出，其可以被电连接至探针236。(为了简明和便于描述，仅仅两条线398被图示在图3A和3C中。取决于应用，足够数量的线398将典型地被用于将大多数或全部迹线210电连接至大多数或全部插脚220)。调整板206中的开口216给插脚220提供入口通道。

ZIF连接器208的使用是可选择的，实际上，可以使用实现电连接的任意类型的结构。例如，信道连接器208可以是导电垫或端子，其被配置成从测试头104电结合导电弹簧单高跷插脚(pogo pin)。

接线基板202的成分是不重要的，可以使用任何基板材料。例如，接线基板202可以是印刷电路板。在另一例子中，接线基板202可以包括陶瓷材料，其与一个或多个印刷电路板材料相比可提供更大的抵靠弯曲或卷绕的强度和阻力。接线基板202可以被配置连接至探针102。例如，接线基板202可以被配置成螺栓连接或夹持于探针102的测试头板121(参见图1A和1B)。仅仅作为一个例子，接线基板202可以包括沿其周边的孔(未图示)，其对应于测试头板121的孔134。这些孔可以容纳将接线基板202螺栓连接至测试头板121的螺栓(未图示)。

现在转向加强肋204，该加强肋可以被配置成对探针卡组件200提供机械强度。例如，这种机械强度可被利用以阻止可能由于机械负荷、热梯度等所引起的接线基板202和/或探针卡组件200的其它部件的弯曲、卷绕或其它运动(例如，水平或径向膨胀或收缩)。这种弯曲、卷绕或其它运动可以使探针236从其目的位置移动，其可使用非常大作用力将探针中的一个或多个压靠于DUT 112，其可能损坏探针236和/或DUT 112。作为选择，探针236的这种不想要的移动可使用非常小的作用力将探针236压靠于DUT，以建立良好的电连接或根本不接触DUT 112。加强肋204可以由任意材料或坚固的和/或提供用于探针卡组件200的特定应用所需的机械强度的材料组成。例如，加强肋204可以是金属板。

在降低或升高的温度下测试DUT 112的同时，可能会出现横跨探针卡组件200的热梯度，其可以卷绕或弯曲接线基板202或探针卡组件200的其它部件。典型地，台阶106在测试期间冷却或加热DUT 112。对DUT 112的这种冷却或加热可能会使热梯度横跨探针卡组件200，其中探针卡组件200的探针侧温度比探针卡组件200的信道连接器(208)侧温度冷或热。加强肋板204以及陶瓷接线基板202的使用作为技术例子，可以被使用以抵消这种热感应弯曲或卷绕的效应。

在图2和3A-3C中所示的示例性探针卡组件200中，示例性加强肋204可被附连至接线基板202，进而直接对接线基板202提供机械强度。作为选择，加强肋204——而不是接线基板202——可以被配置附连至探针102中的测试头板121，在这种情况下使用上述用于将接线基板202附连至测试头板121的任意装置都可以将加强肋204直接附连至测试头板121。在美国临时专利申请60/594,562中公开和论述一种被配置附连至探针102的测试头板121的加强肋204的例子，该专利申请是在2005年4月21日使用案卷号P226-PRV申请的。

现转向调整板206，在图2和3A-3C中所示的探针卡组件200中，接线基板202和/或加强肋板204以及探针头组件209可被附连至调整板206，其可由任意坚固材料制造。例如，调整板206可以为金属、陶瓷等。如果调整板206由金属或防止弯曲或卷绕的其它材料制造，将探针头组件209以及探针236直接连接到调整板有助于将探针236保持在合适位置，即使如上所述，机械负荷或热梯度引起接线基板202或探针卡组件200的其它部件弯曲或卷绕。如将在下面论述的，调整板206还可允许探针236的平面性或方位被调整。

现在转向探针头组件209，其主要目的可以是保持探针插头238(其在图2和3A是不可见的，而在图3B和3C中是可见的)，该探针插头238具有用于与DUT 112的输入和/或输出端(未图示)接触和电连接的导电探针236(参见图1A)，其如上所述可以为非单一半导体晶片中一个或多个模片、一个或多个单一模片(封装或未封装的)、电子模块或任意其它电子器件或将被测试的其它器件。

如具体在图2和3C中所示，探针头组件209可被设置在接线基板202的开口256和加强肋204的类似开口254内，并且通过螺栓232和螺母290连接至调整板206。如图所示，螺栓232从探针头组件209的顶部伸入、通过调整板206中的孔298，进而螺旋进入螺母290。在图2和3A-3C中所示的示例性实施例中，探针头组件209可以被直接附连至调整板206，而不是加强肋204或接线基板202。如上所述，相比如果将探针头组件209直接连接至接线基板202可能获得的结果，将探针头组件209直接附连至调整板206可以为探针头组件209提供更大的机械强度和稳定性。

还有，如具体在图2、3A和3C中所示，顶起螺丝276可以螺旋进入调整板206且抵靠加强肋204。从而，在一个方向中旋转顶起螺丝276可以引起顶起螺丝276朝加强肋204前进并推动加强肋204远离调整板206。在相反方向旋转顶起螺丝276可缩回顶起螺丝276远离加强肋204，允许加强肋206朝调整板206移动。

锁紧螺丝214穿过调整板206中的孔274，进而螺旋进入加强肋204。在锁紧螺丝214足够松动时，顶起螺丝214可以如上所述地朝加强肋204前进或者缩回离开加强肋204。紧固锁紧螺丝214——也就是说，将锁紧螺丝214螺旋进入加强板204——然而会拉动加强肋204靠近调整板206，顶起螺丝276允许和保持加强肋204相对于调整板206处于适当位置中。

从而，顶起螺丝276和锁紧螺丝214具有调整调整板206相对于接线板204的平面性和方位的能力。盖子282中的孔248(参见图2)为顶起螺丝276和锁紧螺丝214提供入口通道。尽管四对顶起螺丝276和锁紧螺丝214被图示在探针卡组件200中(参见图2和3A)，但是可以使用更少和更多的顶起螺丝276和锁紧螺丝214。

如图4中所示(其图示被连接至图1A和1B中探针102的探针头板121的探针卡组件200的简化框图)，由于带有探针236的探针插头(其没有单独图示在图4中，但是如上所述，可以为探针头组件209的一部分)被连接至调整板206，调整板206的平面性和方位的调整(例如，在图4中从方位290至290′)还调整了探针236相对于探针102的测试头板121的平面性和方位(例如，在图4中从方位292至292′)。因此，可以调整探针236的平面性和方位以对应于DUT的平面性和方位(例如，在图1A中设置在台阶106上的DUT 112)。

图5和6A-6D图示依据本发明一些实施例的探针头组件209的示例性实施方案的细节。(图5和6A-6D中所示的描述可能不必是按比例的)。图5图示探针头组件209的分解立体图，图6A图示探针头组件209的俯视图，图6B图示探针头组件209的仰视图，以及图6C和6D图示探针头组件209的侧剖视图。如这些图中所示，探针头组件209可以包括插头固定器230，其保持带有探针236的探针插头238，用于接触DUT 112的输入和/或输出端(包含电源和接地端)、插脚固定器218和垫片252。

插头固定器230可以包括带有凸缘306的阶梯开口234。探针插头238可以装配入开口234的顶部且置留在凸缘306上，以及附连至插头238的探针236可以伸入穿过开口234的底部，更清楚地如图6C和6D中所示。插头固定器230还可以包括凹槽237，其如图6C和6D中所示，为定位螺丝239提供入口通道。如图6C中所示，定位螺丝239螺旋穿过插头固定器230进入开口234，并抵靠于探针插头238。在一个方向中旋转定位螺丝239以紧固螺丝239抵靠于探针插头238，其保持探针插头238处于插头固定器230内的适当位置。在另一个方向旋转螺丝239以松动螺丝239，允许探针插头238从插头固定器230拆卸。附加开口(未图示)可以被包含在开口234的周边，促使探针插头238从开口234拆卸。插头固定器230可以由任意适当材料形成，包括但并不限定到金属、陶瓷等。

探针插头238可以包括连接至一侧的探针236。插头238还可包括设置与探针236相对侧的导电垫602。电连接(未图示)将垫602中的多个垫与探针236中的多个探针相连接。插头238可以包括任意合适材料，包括但不限于陶瓷、印刷电路板材料等。

探针236可以是弹性导电结构。合适探针236的非限制性例子包括由芯线构成的复合结构，所述芯线被粘结至探针插头238上的导电端(未图示)，其可以用美国专利No.5,476,211、美国专利No.5,917,707和美国专利No.6,336,269中所述的弹性材料进行涂覆。探针236可选择地为平面印刷形成的结构，例如美国专利No.5,994,152、美国专利No.6,033,935、美国专利No.6,255,126、美国专利申请公开文本No.2001/0044225和美国专利申请公开文本No.2001/0012739中公开的弹簧部件。探针236的其它非限制性例子包括导电弹簧单高跷插脚、凸起、螺栓、压制弹簧、针、扭曲杆等。

插脚固定器218提供用于大量导电插脚220的通孔222。插脚220穿过通孔222，进而实现与探针插头238上的垫602的电连接。插脚220可以被弹簧加载，以便抵靠垫602提供弹簧力，从而保持与垫602的电接触。例如，插脚220可以是弹簧单高跷插脚，其被配置有偏置远离插脚固定器218且朝向探针插头238的弹簧。插脚固定器218可以包括任意合适材料，包含但不限于金属、陶瓷、印刷电路板材料等。如果插脚固定器218包括导电材料，则孔22可以包含电绝缘材料。

垫片252可以包括开口216，所述插脚220伸入该开口216中。垫片252可以包括任意合适材料，包括但不限于金属、陶瓷、印刷电路板材料等。

如图6D中所示，螺栓232分别伸入插脚固定器218和垫片252中的孔402和502，并且从探针头组件209顶部伸出去。如图3C中所示，螺栓232的从探针头组件209顶部伸出去的部分通过调整板中的孔298，进而螺旋进入相应螺母290中，从而将插脚固定器218和垫片252附连至调整板206。再次参考图6C，螺栓470穿过插头固定器230中的孔302，进而螺旋进入插脚固定器218，从而附连插头固定器230至插脚固定器218，从而还至垫片252和调整板206。同样如图所示，插脚固定器218中的埋头孔460容纳螺栓232的头部，允许将被连接的插头固定器230抵靠插脚固定器218平齐。

探针卡组件200的插头238可以通过简单地移动螺栓470而从探针卡组件200拆卸，该插头238的拆卸使插头固定器230脱离插脚固定器218以及进而脱离探针卡组件200。一旦插头固定器230被拆卸，探针插头238可以从插头固定器230拆卸，并且被新的插头238′更换。此后，通过使螺栓470穿过插头固定器230中的孔302并且使螺栓470螺旋进入插脚固定器218，插头固定器230可以被重新连接至探针卡组件200。可选择地，使用螺栓470，带有新插头238′的新插头固定器230′可以被连接至插脚固定器218。

可以使用其它连接机构取代螺栓470。例如，螺丝、夹具、机械锁紧器件等可以被用来取代螺栓470，以将插头固定器230固定至插脚固定器218。此外，插头固定器230和探针插头238不必是分离且截然不同的结构实体。例如，插头固定器230可以是实心的，并因而没有开口234。端子602可以被设置在插头固定器230的一侧上，并且设置在另一侧上的探针236通过插头固定器230使端子602和探针236之间具有电连接。在这种情况下，通过改变插头固定器230而不是改变探针插头，可以改变探针组。

图7和8A-8D示出依据本发明一些实施例的示例性连接工具902，该连接工具促使插头固定器230连接到探针卡组件200，并从探针卡组件200拆除插头固定器230。图7图示带有可选盖子904的连接工具902的分解立体图，并且图8A图示连接工具902的俯视图，图8B图示连接工具902的仰视图以及图8C和8D图示连接工具902的侧剖视图(没有盖子904)。

如图所示，连接工具902可以包括具有腔908的基板906。如图8A-8D所示，腔908的尺寸可以被制成容纳插头固定器，例如插头固定器230。最好如图7和8C所示，设定螺丝916旋进基板906中的螺纹孔914，进而进入插头固定器230中的螺纹孔480。前进通过孔914并且进入孔480的设定螺丝916将插头固定器230牢固地保持在腔908中。使设定螺丝916松开，以使螺丝916从孔480中缩回，释放插头固定器230，允许插头固定器230从腔908中移出。腔908可以包括膨胀件1004，其提供用于连接至插头238的探针236的空间1006。基板906中的孔912与插头固定器230中的孔302对齐，并且提供用于接近螺丝470的螺丝驱动器(未图示)和其它工具的开口，其如上所述，将插头固定器230连接至插脚固定器218。可去除的盖子904可以被螺丝旋紧(未图示)、螺栓旋紧(未图示)、夹持旋紧(未图示)、或其它方式可去除地连接至基板906。

图9A、9B和9C图示改变探针卡组件200上插头238的示例过程，其以简化框图格式被图示。如图9A中所示，调整板206、加强肋204、接线基板202和探针头组件209，尽管以框图格式被描述，但是可以是如上所述的且可以如上所述地被装配。同样如上所述地，螺丝470将插头固定器230连接到插脚固定器218(其通过如上所述的螺栓232和螺母290(图9A中没有图示)可被连接至垫片252(图9A中没有图示)和调整板206)。尽管图9A中没有图示，但是插头238通常如上所述地可被设置在插头固定器230中。

如图9B中所示，通过移动1102连接工具902(其在图9B中同样以简化格式图示，但是可以包括上面关于图7和8A-8D所述的特征)，插头固定器230可以从插脚固定器218拆卸，以使插头固定器230可被设置在连接工具902的腔908中。然后，设定螺丝916可被如上所述地紧固，以将插头固定器230固定在腔908中。然后，例如螺丝起子(未图示)的工具可被插入穿过连接工具902中的孔912，以接合螺丝470，其然后可被松开和去除，其从插脚固定器218拆卸插头固定器230。现在，在其腔908中带有插头固定器230的连接工具902可以从探针卡组件200中移走1104。然后，盖子904可被放置在连接工具902上，以保护探针插头238，并且探针插头238可因此安全地存放和运输至修理工厂。

如图9C中所示，以类似的方式，保持替代插头238′(未图示)的替代插头固定器230′可被连接至探针卡组件200。也就是，另一连接工具902′可以被移动1102′与插脚固定器218相结合，所述另一连接工具902′的腔908′被固定在替代插头固定器230′中，以及插头固定器230′的孔302(在图9C中没有图示)可与插脚固定器218中的相应螺纹孔(未图示)对齐。然后，例如螺丝起子(未图示)的工具可被插入穿过连接工具902′中的孔912′，以驱动螺丝470穿过新插头固定器230′的孔302，进而使螺丝470螺旋进入插脚固定器218(如图6C中所示)，将新插头固定器230′连接至插脚固定器218。一旦螺丝470被紧固，则设定螺丝916可以被松开，释放插头固定器230′，并且连接工具902′可以被移动1104′远离插头固定器230′，其现在可以被连接至插脚固定器218。

如上所述，插头固定器230和探针插头238可以被改变，以包括单个实体，而不是分离的结构实体。

图10、11、12A、12B、13、14A、14B和15图示依据本发明的一些实施例的改变探针卡组件200的探针插头238的前面过程的示例应用。图10图示半导体模片1050，其可以是使用探针卡组件200将被测试的示例性DUT。(DUT的其它例子包括但不限于封装模片、测试结构或半导体晶片上的其它特征等)。如图所示，模片1050可以包括八个输入和/或输出端1052，用于接收进入模片1050的输入信号、电力和接地，以及用于输出来自模片1050的信号。同样如图所示，可以两行、每行四个端子地将端1052安置在模片1050上。

图11以简化示意格式图示用于测试模片1050的探针卡组件200的结构，并且图12A和12B图示用于测试模片1050的探针插头1138。

在图11中，探针卡组件200的四信道连接器208可被连接至八个测试器信道1150，其如上所述可被用于从测试器(未图示)提供测试数据、电力和接地给模片1050，并且对测试器(未图示)提供通过模片1050响应测试数据而产生的响应数据。同样如上所述，通过连接器208可对迹线210提供至测试器信道1050的连接，进而线398将迹线210电连接至导电插脚220。

探针插头1138，象探针插头238一样，可被设计放置在插头固定器230中，同时插头固定器230被螺栓470紧固至插脚固定器218，如上关于图2所述，垫1162被压靠于插脚220且实现与插脚220的电连接。(图12A图示插头1138的俯视图，以及垫1162通常类似于图5中垫602)。垫1162可被电连接至探针1136，其如图12B(其图示插头1138的仰视图)中所示，可被安置在对应于模片1050的端1052的布局中。也就是，探针1136可被定位和配置成对应于且接触模片1050的端1052。从而，配置的探针卡组件200可被配置成提供测试器信道1150和模片1050的端1052之间的电接口。也就是，连接器208、迹线210、线398、插脚220、垫1162和探针1136提供测试器信道1150和模片1050、垫1052之间的电通路。当然，线398关联相应的迹线210和插脚220，以使分配给特定信号的测试器信道1150可被连接至对应于那个信号的模片1050的端1052。例如，输送电力的信道1150必须被连接至被定位成接触模片1050的电力端1052的探针236。作为另一例子，输送特定控制信号(例如能写信号(write enable signal))的信道1150必须被连接至接触模片1050的端1052的探针236，该端1052被设计成接收那个控制信号(例如，模片1050的能写端1052)。

图13图示将被测试的另一模片1060，因此表示带有将被接触的第二类型端的第二DUT。如图13中所示，模片1060可以包括以单行排列的六个输入和/或输出端1062。图14B图示探针插头1064的仰视图，该探针插头具有对应且接触模片1060的垫1062的单行排列的六个探针1066。图14A中所示的插头1064的顶侧面可以与插头1138一样被配置。也就是，插头1064可以包括排列的八个垫1168，以使在插头1064处于插头固定器230中且插头固定器230通过螺栓470可被连接至插脚固定器218时，垫1168被压靠于插脚220并与插脚220构成电连接。因为插头1064可仅仅包括六个探针1066，因此八个垫1168中的仅仅六个被连接至探针1066，而另外两个垫1168没有使用。

探针卡组件200，其相对于图11、12A和12B如上所述地被配置以接触模片1050，通过相对于图9A-9C如上所述地使用插头1064简单的更换插头1138可被容易地重新配置以接触模片1060。为了扩展需要，还可以重新配置线398。例如，如图15中所示，因为模片1060仅具有六个端1062，所以仅需要八个测试器信道1150中的六个来测试模片1060。因此，可将线398重新配置以将仅仅六个测试器信道1150连接到对应于插头1064上的六个垫1162的仅仅六个插脚220，其连接插头1064的六个探针1066。如上所述，线398连接测试器信道1050与探针236，以使信道1050信号匹配端1062信号。

应当清楚的是，尽管模片1050的端1052的结构、布局、位置和信号赋值不同于模片1060的端1062，大多数探针卡组件200可用于测试模片1050和模片1060。实际上，除了探针插头238之外，接线基板202、加强肋204、调整板206、盖子282和所有探针头组件可用于测试模片1050、1060两者。只有探针插头238和线398需要改变。当然，对于将被测试的各个新模片配置而言，相比较于重新设计和制造完整的新探针卡组件，在不同结构中测试模片中重复使用大多数探针卡组件200的能力可以节约成本和时间。

图10-14B中所示例子仅仅是示例性的。许多改变是可行的。例如，模片上端子数量和布局以及测试器信道的数量和布局仅仅是示例性的，并且为了示例目的且容易论述。此外，图10-14B中的描述可以不是按比例的。

探针卡组件200中可以改变探针插头238的便易之处还有利于探针卡组件200的修理。一或多个探针236的故障可能出现需要修理探针卡组件的问题。如果探针卡组件200的探针236发生故障(例如，折断)，则探针插头238可以被去除且由新探针插头238更换。然后，带有折断探针236的被去除的探针插头238可以被拿去给修理工厂，在那里探针被修理和更换。然而同时，探针卡组件200——现在具有新的探针插头238——可继续使用来测试DUT。不必将整个探针卡组件200转送给修理厂，将探针卡组件200在需要修理探针236的时候停止使用就可以。

图16A、16B、17A、17B和18-20图示另一示例性探针卡组件，其具有依据本发明一些实施例的可被去除和更换的探针插头。

图16A和16B图示依据本发明一些实施例的另一示例性探针卡组件1200。图16A图示在盖子1250中带有剖面1290的俯视图。剖面1290显露出垫1254。图16B图示探针卡组件1200的侧剖视图。

如图所示，探针卡组件1200可以包括带有信道连接器1208的接线基板1202和带有探针1236的插头1238，所有的这些部件一般类似于探针卡组件200中的同样命名的部件。在探针卡组件1200中，如图16B中所示在盖子1250中通过通道1270的导电迹线1210提供用于数据信号、控制信号和从信道连接器1208至导电垫1254的其它输入和/或输出(例如，电力和接地)的电连接，所述导电垫1254被设置在接线基板1202的上表面。导电路径1260使垫1254与设置在接线基板1202的下表面上的垫1256电连接。

插头1238可被设置在插头固定器1230的凸缘1266上。螺栓1264通过插头固定器1230、接线基板1202和盖子1250中的孔(未图示)以接合螺母1252。同时插头固定器1230通过如图16B所示的螺栓1264和螺母1252被螺栓连接至接线基板1202，插头1238上的导电垫1258被固定，并从而接合垫1256，进而形成与接线基板1202的下表面上的垫1256的电连接。插头1238上的垫1258通过如图16B所示的导电路径1262可被电连接至探针1236。

通过从接线基板1202松动螺栓1264和拆卸插头固定器1230，可以更换插头1238。一旦插头固定器1230从接线基板1202被拆卸，则插头1238可以从插头固定器1230去除，并且用新插头1238′进行更换。然后，插头固定器1230可使用螺栓1264被重新连接至接线基板1202，将新插头1238′连接至接线基板1202的下表面上的垫1256，从而还连接至信道连接器1208。

图17A和17B图示又一示例性探针卡组件1300，其通常类似于探针卡组件1200，实际上，探针卡组件1200和探针卡组件1300中的同样标记的部件是相同的。然而在探针卡组件1300中，导电路径1360电连接信道连接器1208和导电迹线1310，所述导电迹线1310沿接线基板1202的下表面设置。迹线1310通过插头固定器1230中的信道1370，且连接至在接线基板1202的下表面上的导电垫1256。

图18图示又一示例性探针卡组件1400的侧剖图，其通常可类似于探针卡组件1200和1300(同样标记的部件是相同的)，除了信道连接器1208通过包括导电路径的导电通路1410和嵌入接线基板1202内的迹线被电连接至在接线基板1202的下表面上的垫1256之外。

图19图示另一示例性探针卡组件1500，其可以包括信道连接器1208和探针1236，它们与探针卡组件1200、1300和1400中的同样标记部件是相同的。尽管其它方面与接线基板1202类似，但探针卡组件1500的接线板1502可以包括装配插头1538的开口1514。如图19中所示，插头1538装配进接线基板1502中的开口1514，以使探针1536伸出开口1514。设置在插头1538的肩部1520上的导电垫1558停留在接线基板1502上的导电垫1556上，从而实现与导电垫1556的电接触。还如图19中所示，包括导电路径的电通路1510和设置在接线基板1502内的迹线将信道连接器1208电连接至垫1556，并且包括导电路径的电通路1512和设置在插头1538内的迹线使垫1558与探针1236相连接。通过螺栓1264和螺母1252可被螺栓连接至接线基板1502的支架1504保持插头1538靠着接线基板1502位于适当位置上。

通过松开螺栓1264和去除插头1238，可以替换插头1538。然后，新插头1538′可被设置在接线基板1502内的开口1514内，此后可将螺栓1264紧固以将新插头1538′保持在适当位置。

图20图示又一示例性探针卡组件1600，其通常类似于探针卡组件1500(同样标记的部件是相同的)。然而在探针卡组件1600中，导电路径1604使探针1236与插头1638上的导电垫1604电连接，进而导电线1602使垫1604与信道连接器1208电连接。

在图16B、17B和18中，垫1256和1258之间的电连接通过包括在垫1256和1258之间的弹性电连接器(例如，弹簧单高跷插脚、导电弹性体、导电模糊按钮、导电弹簧、各个一端粘结于垫且另一端具有顺应变形的导线、顺应膜盒触点等)(未图示)而形成。类似地，在图19和20中，使用弹性电连接器(例如，弹簧单高跷插脚、导电弹性体、导电模糊按钮、导电弹簧等)(未图示)可以实现垫对1558和1556之间的电连接。

图21图示可用来取代在这里所公开的任意示例性探针卡组件200、1200、1300、1400、1500或1600中所示的任意导电迹线和/或路径的屏蔽迹线1700。如图21中所示，迹线1700可以包括用于传送数据或控制信号的导电信号迹线1706。导电平而1702可被连接至地、保护电位或电压源(未图示)，该导电平面电屏蔽信号迹线1706。绝缘材料1704使信号迹线1706与平面1702电绝缘。作为选择，可以将多个信号迹线1706设置在板1702之间。作为另一选择，接地或保护电位迹线2202、2204可以在信号迹线1706的任一侧被设置在绝缘材料1704内，进一步屏蔽如图22(其图示屏蔽迹线1700′)中所示的信号迹线1706。

图23和24图示可以被用来取代这里公开的任意示例性探针卡组件200、1200、1300、1400、1500或1600中所示的任意导电迹线和/或路径的其它示例性屏蔽迹线2300、2400。在图23中，信号迹线2306(其可以与信号迹线1706一样)可被嵌入在绝缘材料2308内，其依次由导电基板2302和导电箱结构2310、屏蔽信号迹线2306所环绕。导电箱2310、绝缘材料2308和信号迹线2306可以被嵌入在基板2304中，该基板2304可以包括印刷电路板。图24图示图23中迹线2300的变型。图24中，可以由绝缘材料2308所环绕的信号迹线2306可以由导电箱结构2404和导电覆盖结构2402所屏蔽。

图25图示可用来取代这里所公开的任意示例性探针卡组件200、1200、1300、1400、1500或1600中所示的任意导电线的屏蔽线1800。如图22中所示，屏蔽线1800可以包括导电信号线1806，用于传送数据或控制信号。可被连接至接地或保护电位的电导体1802围绕信号线1806，并从而电屏蔽信号线1806。绝缘材料1804使信号线1806与导体1802电绝缘。保护套1808保护线1800。屏蔽线1800可以是例如同轴电缆。

通过利用探针卡组件200、1200、1300、1400和1500的实施例中的屏蔽迹线1700、1700′、2300、2400和/或屏蔽线1800，可以增加这些探针卡组件中的工作频率。从而，在这种探针卡组件被用来运行有关DUT的功能测试时，屏蔽迹线1700、1700′、2300、2400和/或线1800的使用增加了测试可以运行的最大频率。屏蔽迹线1700、1700′、2300、2400和/或屏蔽和/或保护电位线1800的使用还增加了对某些参数测试的灵敏度，例如，对DUT中漏电流的检测。因此，例如，在这种探针卡组件被用来运行有关DUT的参数测试时，屏蔽迹线1700、1700′、2300、2400和/或线1800的使用可以允许对非常小的漏电流的检测。

尽管本发明的具体实施例和应用已经在说明书中被描述，但是其意义不在于本发明将受到这里所描述的这些示例性实施例和应用或示例实施例和应用的操作方式限制。例如，图5和6A-6D中的螺丝470可以由伸入插脚固定器218、垫片252和调整板206中的孔的螺栓(未图示)更换，以结合螺母(未图示)。作为另一例子，小附加腔(未图示)可被包括在插头固定器230的开口234顶部的周边，以促使从开口234中去除探针插头238。作为另一例子，这里所示的螺栓和螺母(例如螺栓1264和螺母1252)的位置可以被倒置。作为又一例子，这里所示的实施例的具体结构可以被改变，例如通过改变实施例的部件、添加额外部件或删除部件。例如，图2中的探针卡组件200可以被配置成没有加强肋204。另一改变包括配置探针卡组件200，以允许多个探针插头(例如，各个同样探针插头238)将被连接至探针卡组件，以及提供能够允许各个这种探针插头的位置、方位和/或定位与其余探针插头无关地被调整的机构。可以配置探针插头(例如，同样探针插头238)，以接触多于一个DUT或少于整个DUT。

Claims (29)

1.一种探针卡装置，包括：

第一结构；

第二结构，包括电触点；

至电触点的多个顺应电连接；

被配置成相对于第一结构改变第二结构的方位的机构；以及

第三结构，包括被设置成接触将被测试的电子器件的多个探针，该第三结构被配置成连接到第二结构并从第二结构拆卸，其中在连接到第二结构的同时，所述探针中的探针被电连接至所述电触点中的电触点。

2.如权利要求1所述的探针卡装置，其特征在于，还包括至测试器的接口，其中顺应电连接使测试器接口电连接至电触点。

3.如权利要求2所述的探针卡装置，其特征在于，顺应电连接包括导线。

4.如权利要求1所述的探针卡装置，其特征在于，第三结构包括：

探针插头，包括探针，以及

固定器，可连接至第二结构并从第二结构可拆卸，并且被配置成固定探针插头。

5.如权利要求4所述的探针卡装置，其特征在于，在固定器从第二结构拆卸的同时，探针插头从该固定器可移去。

6.如权利要求1所述的探针卡装置，其特征在于，还包括连接机构，被配置成以一致且可重复的方位将第三结构连接到第二结构。

7.如权利要求1所述的探针卡装置，其特征在于，还包括连接机构，被配置成以特定方位将第三结构连接到第二结构，从第二结构拆卸第三结构，以及以特定方位将第三结构再次连接至第二结构。

8.一种探针卡装置，包括：

探针卡组件，包括多个组装部件，在它们组装时形成至测试器的电接口；以及

探针结构，包括被设置成接触将被测试的电子器件的多个探针，

其中该探针结构被配置成：

将连接至探针卡组件，从而所述探针中的探针被电连接至测试器接口，并且

将从探针卡组件拆卸，从而所述探针中的探针与测试器接口电断开。

9.如权利要求8所述的探针卡装置，其特征在于：

探针结构包括第一固定器和连接有探针的探针插头，并且

在探针结构从探针卡组件拆卸的同时，探针插头从第一固定器可移去。

10.如权利要求9所述的探针卡装置，其特征在于：

测试器接口包括设置在探针卡组件上的第一导电触点，并且

在第一固定器被连接到探针卡组件的同时，第一固定器保持探针插头上第二导电触点中的至少一个与至少一个第一触点电接触，其中至少一个第二触点电连接到至少一个探针。

11.如权利要求10所述的探针卡装置，其特征在于，还包括接线基板，该接线基板包括被配置成与来自测试器的通信信道电连接的信道连接器。

12.如权利要求11所述的探针卡装置，其特征在于，还包括用于保持第一触点的第二固定器，其中至少一个第一触点被电连接到至少一个信道连接器。

13.如权利要求12所述的探针卡装置，其特征在于，还包括屏蔽电导体，其中至少一个屏蔽电导体将至少一个第一触点连接到至少一个信道连接器。

14.如权利要求12所述的探针卡装置，其特征在于，第一固定器直接可连接到第二固定器。

15.一种重新配置探针卡装置的方法，该方法包括：

从探针卡组件去除第一探针插头，该第一探针插头包括以第一结构设置的探针；以及

用第二探针插头更换第一探针插头，该第二探针插头包括以第二结构设置的探针，

其中，第二结构不同于第一结构。

16.如权利要求15所述的方法，其特征在于：

在第一结构中，探针被设置成接触对应于第一半导体模片设计的端子的第一结构，

在第二结构中，探针被设置成接触对应于第二半导体模片设计的端子的第二结构，并且

端子的第一结构不同于端子的第二结构。

17.如权利要求15所述的方法，其特征在于，去除步骤包括从探针卡组件拆除固定器，该固定器被配置保持第一探针插头。

18.如权利要求17所述的方法，其特征在于，拆除步骤包括：

将固定器固定在固定工具中，并且

此后从探针卡组件释放该固定器。

19.如权利要求18所述的方法，其特征在于，释放步骤包括去除连接机构，该连接机构将固定器保持至探针卡组件。

20.如权利要求19所述的方法，其特征在于，释放步骤还包括通过固定工具进入连接机构。

21.如权利要求15所述的方法，其特征在于，更换步骤包括将固定器连接至探针卡组件，所述固定器被配置保持第二探针插头。

22.如权利要求21所述的方法，其特征在于，连接步骤包括：

将固定器固定在固定工具中，并且

此后将固定器连接至探针卡组件。

23.如权利要求22所述的方法，其特征在于，连接步骤还包括通过固定工具进入连接机构。

24.如权利要求15所述的方法，其特征在于：

探针卡组件包括至测试器的电接口，

去除步骤包括使第一探针插头的探针与测试器接口断开，并且

更换步骤包括将第二探针插头的探针连接至测试器接口。

25.如权利要求15所述的方法，其特征在于：

探针卡组件包括导电触点，

去除步骤包括使第一探针插头的探针与该触点断开，并且

更换步骤包括将第二探针插头的探针连接至该触点。

26.如权利要求25所述的方法，其特征在于：

该触点被设置在探针卡组件的特定结构部件上，

去除步骤包括使第一探针插头与该特定结构部件断开，并且

更换步骤包括将第二探针插头连接至该特定结构部件。

27.如权利要求26所述的方法，其特征在于，探针卡组件包括接线基板，该接线基板包括用于与来自测试器的通信信道电连接的信道连接器。

28.如权利要求27所述的方法，其特征在于，该特定结构部件包括被配置成保持触点的固定机构，其中触点被电连接至信道连接器。

29.如权利要求27所述的方法，其特征在于，该特定结构部件包括接线基板。

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