CN107430150B - 特别用于高频应用的具有竖向探针的测试头 - Google Patents

Abstract

一种用于待测装置(26)的功能性测试并具有竖向接触探针的测试头(20)，该测试头包括多个竖向接触探针(21)，每一个竖向接触探针(21)具有在第一和第二端部(24，25)之间延伸的预设长度的棒状本体(22)，该第二端部是适于抵靠在待测装置(26)的接触垫(26A)上的接触尖端(25)，每一个竖向接触探针(21)的本体(22)具有小于5000μm的长度且包括沿其整个长度延伸并限定出多个彼此平行的臂(22a，22b，22c)的至少一个开口(28)，这些臂由该至少一个开口(28)分隔并连接至该竖向接触探针(21)的端部(24，25)，该测试头(20)还包括至少一个辅助导引件(30)，沿着该本体(20)平行于待测装置(26)所限定出的平面配置并设有适当的导引孔(30A)且一个竖向接触探针(21)滑动通过其中，该辅助导引件(30)适于限定出包含该至少一个开口(28)的一个端部的间隙(31A)，该端部是该竖向接触探针(21)的本体(22)的临界部(28A)，即为该本体(22)中逼近断点的区域，该临界部(28A)在该间隙(31A)中相对于该本体(22)的其他部分承受较小的弯曲应力或甚至没有弯曲应力。

Description

特别用于高频应用的具有竖向探针的测试头

技术领域

本发明涉及一种包括多个竖向探针的测试头，特别是用于高频应用中。

更具体地，本发明涉及一种用于验证待测装置的功能性并包含多个接触探针的竖向探针测试头，每一接触探针具有在第一端部及第二端部之间延伸的本体，第二端部是适于抵靠在待测装置的接触垫上的接触尖端。

本发明特别但并不排他地涉及一种用于测试在晶片上集成的电子装置的测试头，参照此应用领域进行以下描述，其目的仅在于简化说明。

背景技术

众所周知，测试头(探针头)是适于将微结构的多个接触垫电连接至进行其功能性测试(特别是电性测试或一般性测试)的测试机器的相应通道的装置。

在集成电路上所做的测试是用以在生产阶段检测并隔离缺陷电路。一般而言，这些测试头用于在将晶片上的集成电路进行切割并将其组装至含芯片封装之前对其进行电测试。

测试头基本上包括多个移动式接触组件或接触探针，其由彼此平行的至少一对实质上板状的支撑件或导引件所保持。这些板状的支撑件设有适当的导引孔并彼此间隔一定距离配置，以便留下作为这些接触探针的移动及可能的变形的自由空间或间隙。该对板状的支撑件特别包括上板状的支撑件及下板状的支撑件，两者设有相应的导引孔，这些接触探针轴向滑入其中，这些探针通常由具有良好的电性及机械性质的特殊合金线制成。

通过将该测试头按压在待测装置上能够确保测试探针及装置自身的接触垫之间的良好连接，在按压接触过程中，该接触探针能在该上板状的支撑件及该下板状的支撑件中的导引孔内移动，经历在两个板状的支撑件之间的间隙内的弯曲并滑入这些导引孔中。此类测试头通常称为具有“竖向探针”的测试头。

基本上，具有竖向探针的测试头具有接触探针发生弯曲的间隙，该弯曲能够通过探针自身或其支撑件的合适的构型所保持，如图1所示，其中，为了简化说明，仅显示测试头中通常所含的多个探针中的一个接触探针。

特别是，图1的测试头1示例性的示出了包括至少一个下板状的支撑件3(通称“下模(lower die)”)以及上板状的支撑件2(通称“上模(upper die)”)，分别具有导引孔3A及导引孔2A，且至少一个接触探针6在其内滑动。

接触探针4在带有旨在抵靠在待测装置5的接触垫5A的接触尖端4A的端部终止，以实现所述待测装置5及该测试头1形成终端组件的测试装置(未示出)之间的电及机械接触。

在此及下述的术语“接触尖端”是指旨在接触待测装置或测试装置的接触探针的端部区域或范围，该区域或范围不需为尖锐的。

在某些情况中，该接触探针在上板状的支撑件处固定地紧固至测试头：该测试头称为受组探针测试头(blocked probes testing heads)。

然而，更多时候是使用具有非固定紧固探针的测试头，其可通过微接触保持器保持至所谓的基板的连接：该测试头称为非受阻探针测试头。该微接触保持器通常称为“空间变换器(space transformer)”，因为除了接触探针外，其还允许其上制造的接触垫相对于待测装置的接触垫进行空间重新分布，特别是放宽接触垫自身中心之间的距离限制。

在此情况中，如图1所示，接触探针4具有另一接触尖端，如接触头4B，朝向空间变换器6的多个接触垫的接触垫6A。类似于与接触待测装置5的接触，通过按压接触探针4的接触头4B抵靠在空间变换器6的接触垫6A上，可确保探针4及空间变换器6之间良好的电性接触。

上板状的支撑件2及下板状的支撑件3能够分隔出允许接触探针4变形的间隙7。最后，可调整导引孔2A及导引孔3A尺寸以使接触探针4在其中滑动。

通过所谓的“转向板(shifted plates)”技术制造的测试头的情况下，接触探针4(还称为“弯曲梁(buckling beam)”)，被制造为直的，支撑件的转向导致探针本体弯曲，并且由于探针与它们滑动的导引孔的壁之间的摩擦而按照需要保持探针自身。在此情况中，其称为具有转向板的测试头。

探针弯曲的形状及导致弯曲所需力量取决于几个因素，例如组成探针的合金物理特性及上板状的支撑件中的导引孔及下板状的支撑件中相应的导引孔之间的偏差值。

测试头的适当操作基本上取决两个参数：探针的垂直移动(或超程(overtravel))以及探针接触尖端的水平移动(或摩擦(scrub))。已知确保接触尖端的摩擦以刮去接触垫表面的污染物(例如薄氧化层或膜的形式)是重要的，从而改善接触头进行的接触。

在测试头制造过程中对所有这些特性进行评估及校准，必须总是确保探针及待测装置之间(特别是探针接触尖端与待测装置的接触垫之间)的良好电连接。

确保在装置接触垫上的探针接触尖端的按压接触不会太高以导致探针或接触垫自身的断裂也是相当重要的。

这个问题对于所谓的短探针，即具有有限长度(特别是尺寸小于5000μm)的棒状本体的探针特别敏感。此类探针用于例如高频应用中，探针减少的长度限制了有关的自感现象。具体地，术语“高频应用”是指探针能够传送具有频率高于1000MHz的信号。

然而，在此情况中，探针本体长度的缩减急剧增加探针自身的刚性，意味着接触垫(如待测装置的接触垫)上对应的接触尖端施加的力的增加，会导致接触垫的破损，不可避免地损坏待测装置，应当避免这样的情况。在更危险的情况中，因接触探针本体长度缩减，其刚性的增加，提高了探针自身断裂的风险。

如于2015年1月15日公开的发明人为爱尔德里奇(Eldridge)的第US 2015/0015289号美国专利申请公开了多路径探针。根据实施例，探针具有叶子结构。再者，于2014年6月12日公开的发明人为日本电子材料有限公司(Japan Electronic Material Corp)的第WO 2014/087906号PCT申请公开了电子接触探针，其具有层状结构并包括形成为包含三个相邻通过间隙排列的梁部分的弹性变形部，此配置使其能够缩短探针长度以提高接触探针高频特性并确保过载量及探针压力。

因此，本发明的技术问题是提供测试头，其具有此功能性及结构性特征，能将其用于高频应用，且具有长度小于5000μm的探针，确保接触探针有足够的弹性以降低其断裂风险及当抵靠在相应接触垫上时相应端部施加的力，克服了已知的技术实现仍在调整的测试头的限制及缺点。

发明内容

本发明的解决方案理念是提供具有探针的测试头，该探针具有至少一个沿着相应棒状本体延伸的开口，能够减少探针的刚性，相应地减少了通过探针对接触垫施加的压力，同时确保探针本体足够的弹性，配置所述开口以具有承受位于具有减小的应力(特别是弯曲应力)的测试头的区域中的断裂力至少一个部分。

基于上述解决方案理念，通过一种用于待测装置的功能性测试并具有竖向接触探针的接触头来解决技术问题，该接触头包括多个竖向接触探针，每一个竖向接触探针具有棒状本体，棒状本体具有在第一端部及第二端部之间延伸的预设长度，第二端部是适于抵靠在待测装置的接触垫上的接触尖端，每一个竖向接触探针的本体具有小于5000μm的长度，并且包括沿着所述本体整个长度延伸的至少一个开口由此限定出的多个彼此平行的臂，这些臂由该至少一个开口分隔并连接至该竖向接触探针的端部，其特征在于，该测试头还包括至少一个辅助导引件，该至少一个辅助导引件平行于由该待测装置所限定出的平面沿着该本体配置并设有多个合适的导引孔且每一导引孔中滑动通过一个竖向接触探针，该辅助导引件适于限定出容纳该至少一个开口的一个端部的间隙，该至少一个开口的一个端部是该竖向接触探针的本体的一个临界部，该临界部是该本体中逼近断点的区域，该临界部设置在该间隙中，使其相对于该本体其他部分承受低弯曲应力或甚至不承受弯曲应力。

应当强调的是，该临界部对应于截面发生明显变化时的部分，从而确定的机械应力的显著集中。

更具体地，本发明包括下述附加及可选特征，如有需要可单独或结合使用。

根据本发明另一方面，关于具有至少一个下导引件及至少一个上导引件的测试头，该至少一个下导引件及至少一个上导引件平坦且彼此平行并设有各自的导引孔来分别容置一个相应的竖向接触探针，该测试头具有适于抵靠空间变换器的接触垫的接触头，该辅助导引件可分别与该上导引件或该下导引件一起容纳该至少一个开口的一个端部的间隙。

在此情况中，测试头可包括另外的辅助导引件，所述另外的辅助导引件平行于下导引件、上导引件及辅助导引件的各自平面沿着竖向接触探针的本体配置，并设有适当的导引孔，其中一个竖向接触探针通过分别配置在该辅助导引件及该下导引件或该上导引件之间的每个导引孔滑动，其中另外的辅助导引件可分别与下导引件或上导引件一起限定出额外间隙，该额外间隙容纳至少一个开口的另外的端部，该另外的端部为竖向接触探针的本体的另外的临界部，辅助导引件与另外的辅助导引件之间限定出另外的间隙，该另外的间隙不容纳该本体的这些临界部。

根据本发明另一方面，该另外的间隙可具有1000μm至4000μm的长度，优选地为2000μm至3000μm之间，且该间隙及该额外间隙可具有100μm至500μm的长度，优选地为200μm至300μm之间。

根据本发明另一方面，该竖向接触探针可包括多个沿着该本体长度方向并彼此平行的设于该本体中的开口，所述开口适于限定多个臂。

根据本发明另一方面，该竖向接触探针可还包括多个桥式材料，配置于开口内并适于让所述本体中限定的这些臂彼此连接，该桥式材料用作加固元件。

特别是，这些桥式材料可配置在该间隙内或配置在该额外间隙内或配置在该另外的间隙内。

根据本发明另一方面，每一个竖向接触探针还可包括于从其中一个侧壁突出的至少一个突出元件或止挡件，该至少一个止挡件对应于位于其上方的导引件的导引孔的一个壁来成形，并与该竖向接触探针的侧壁接触。

便利地，该测试头可包括另外的不具有开口的竖向接触探针，这些设有开口的竖向接触探针抵靠在属于待测装置的电气区域(power region)的接触垫上且这些另外的不具有开口的竖向接触探针抵靠在属于待测装置的信号区域的另外的接触垫上，这些接触垫的尺寸及间距(pitch)大于这些另外的接触垫。

根据本发明另一方面，这些另外的不具有开口的竖向接触探针的探针直径可小于这些具有开口的竖向接触探针的探针直径。

特别地，这些具有开口的竖向接触探针可易于传送第一信号，这些另外的不具有开口的竖向接触探针易于传送第二信号，该第一信号特别是供电信号，该第二信号特别是输入/输出信号，该第一信号的电流值高于该第二信号的电流值。

最后，这些设有开口的竖向接触探针及这些另外的不具有开口的竖向接触探针具有相同长度。

根据下文所描述的通过参照附图的非限制性示例给出的一个实施例示例，本发明的测试头的特征及优点是显而易见的。

附图说明

在附图中：

-图1示意性地示出根据现有技术实现的测试头；

-图2示意性地示出不是根据本发明的一部分的测试头的实施例；

-图3A至图3B、图4A至图4B、图5A至图5B及图6示意性地示出根据本发明的测试头的替代实施例。

具体实施方式

参考附图，特别是图2，描述并示出了测试头，总体上表示为20。

应当了解的是，附图示出了示意图，并且它们并未依比例绘制，而是为了强调本发明重要特征而绘制。再者，在附图中，以示意方式呈现不同的部分，其形状能够根据所需应用而变化。

测试头20包括多个接触探针，每一接触探针具有至少一个适于抵靠待测装置的接触垫上的接触尖端。为了简单且清楚的说明，附图中仅呈现一个接触探针21，其包括具有预设长度的棒状本体22，该预设长度是指作为非扭曲构造中该本体22的纵向尺寸。

更具体地，该测试头20为所谓的短探针类型，用于如高频应用中；在此情况中，每一接触探针21包括具有长度小于5000μm的本体22。

每一接触探针21还包括至少一个第一端部及至少一个第二端部，具体是接触头24及接触尖端25，邻接至该本体22。

在图2所示的实施例中，该探针类型是自由体，其具有固定耦合(如焊接)至支撑件27(如陶瓷体)的接触头24，特别是在接触区域27A处，且该接触尖端25适于抵靠待测装置26的接触垫26A上。

每一接触探针21还包括沿着本体22延伸的开口28，基本上沿着本体整个长度延伸。换言之，接触探针21的本体22因而由基本上彼此平行且由开口28分隔并连接至端部(具体为该接触头24及该接触尖端25)的至少一个第一臂22a及至少一个第二臂22b所形成。

以此方式，显著降低接触探针21的刚性。再者，相对于已知的具有相同尺寸而无开口28的接触探针，该接触探针21施加较少力在待测装置26的接触垫26A上。

然而，申请人所作测试重点在于，由于压缩力，尤其是对接触探针21(特别是其本体22)的弯曲力，在测试头20使用寿命期间，包括在接触尖端25与待测装置26的接触垫26A之间接触的数千次接触操作，其存在至少一个逼近断点的本体22的临界部28A，特别是邻近这些臂22a及22b的接合处，其大大地减少测试头20的使用寿命。更具体地，证实了至少一个临界部28A位于邻近该接触头24的开口28的一个端部。

特别是，该临界部28A对应在截面中发生明显变化的部位，因此确定机械应力的显著集中。

因此测试头20包括至少一个板状的支撑件或至少一个辅助导引件30，沿着该本体22平行于由支撑件27或待测装置26所限定出的平面配置，通常平坦且彼此平行，以限定出介于辅助导引件30及待测装置26之间的间隙31，该间隙不包含临界部28A。于是，其还可限定介于辅助导引件30及支撑件27之间的额外间隙31A，接触探针21的至少一个临界部28A位于该额外间隙内。

换言之，参照图2的实施例及局部参考，该辅助导引件30沿着该本体22在临界部28A下方并且邻近临界部配置。

该辅助导引件30还设有多个适当的导引孔30A且每一导引孔30A中滑动通过一个接触探针21。

应该强调的是，该辅助导引件30所限定出的额外间隙31A在接触探针21处具有低弯曲应力的部分，特别是低于间隙31的弯曲应力，减少了包含在额外间隙31A中的临界部28A处邻近该本体22的接合处的断裂可能性。

便利地，该间隙31具有长度L1，限定为该辅助导引件30的底切表面(undercutsurface)与包含接触垫26A的待测装置26的表面之间的距离，间隙31的长度L1介于1000μm至4000μm之间，优选地为介于2000μm至3000μm之间。类似地，额外间隙31A具有长度L1A，其被限定为介于与辅助导引件30的底切表面相对的表面与接触探针21的接触头24所连接(特别是焊接)的支撑件27的表面之间的距离，额外间隙31A的长度L1A介于100μm至500μm之间，优选地介于200μm至300μm之间。

还可以实现所谓的转向板型(shifted plates type)测试头20，如图3A所例示，特别包括至少一个板状的支撑件或下导引件32(通称“下模具”)以及至少一个板状的支撑件或上导引件33(通称“上模具”)，其平坦且彼此平行并分别设有导引孔32A及33A，接触探针滑动地容置其中，附图为简单起见总是仅显示一个。

在图3A所示的示例中，测试头20也是非紧固探针类型且每一接触探针21的接触头24适于抵靠在空间变换器29的接触垫29A上。

同样在此情况中，每一接触探针21包括一个沿着该本体22延伸的开口28，基本上上沿着本体的整个长度延伸，从而限定出实质上彼此平行且由该开口28分隔并连接至该接触探针21的这些端部(具体为该接触头24及该接触尖端25)的至少一个第一臂22a及至少一个第二臂22b。该开口28大体上具有沿着介于相应的端部间(配置在该接触头24及该接触尖端25之间)的接触探针21的本体22发展形成的切口形状。

有利地，根据本发明，该测试头20还包括至少一个板状的支撑件或辅助导引件30，沿着本体22平行于下导引件32及上导引件33的平面配置，这些平面平行于通常是彼此平行的待测装置26及空间变换器29的平面。同样在此情况中，介于辅助导引件30及下导引件32之间限定出的间隙31不包括至少一个临界部28A，该至少一个临界部28A由开口28引入接触探针21的本体22，旨在作为本体22在承受应力(特别是接触探针21在测试头20操作过程中承受弯曲应力)之后最逼近断点的部分。

如上，还限定出介于辅助导引件30及上导引件33之间的额外间隙31A，且临界部28A设于其中。

同样在此情况中，该额外间隙31A对应该接触探针21具有低弯曲应力的部分，其降低了包含在其中的临界部28A处的本体断裂可能性。

间隙31具有长度L1，限定为在辅助导引件30的底切表面与间隙31本身内部的下导引件32的表面之间的距离；如上述，该长度L1的值可为1000μm至4000μm，优选地介于2000μm至3000μm之间。

有利地，根据本发明，设有在其本体22中实现的至少一个开口28的接触探针21及平行于下导引件32和上导引件33的平面的适于限定额外间隙31A的辅助导引件30的结合使用使得实现具有短竖向探针(即长度短于5000μm)的测试头20，因此适合用于高频应用，该接触探针21在该额外间隙31A中经受低或甚至没有应力且包含临界部28A，该临界部28A即逼近断点的区域，通过开口28导入本体22，相较于已知的测试头具有较长的使用寿命。具体地，该开口28的使用允许降低该接触探针21的本体的刚性以及同时降低在待测装置26的接触垫26A上的探针的接触尖端25的冲击压力，且限定容纳接触探针21的临界部28A的额外间隙31A的辅助导引件30的存在允许减少或甚至不发生探针在临界部28A的断裂可能性。

由于上述所采用的方法的协同作用，根据本发明实现的接触头适于高频应用且具有长的使用寿命，由于过度刚性或由于开口存在而引入的临界部处所致的探针断裂可能性的降低。

额外间隙31A具有长度L1A，限定为与该辅助导引件30的底切表面相对的表面及上导引件33的底切表面之间的距离；该额外间隙31A的长度L1A的值可为100μm至500μm，优选地为200μm至300μm之间。

根据图3B所示的另外的实施例，该测试头20还可包括至少一个另外的辅助导引件34，其沿着本体22平行于下导引件32、上导引件33及辅助导引件30的平面配置，该下导引件32、上导引件33及该辅助导引件30依次平坦且彼此平行并平行于待测装置26及该空间变换器29的平面，待测装置26及该空间变换器29的平面通常平行，且该另外的辅助导引件34配置于该辅助导引件30及该下导引件32之间。

该另外的辅助导引件34能够限定出另外的额外间隙31B，包围该本体22(特别是配置在邻近该接触尖端25的开口28的另外的端部的臂22a及22b)逼近断眯的另外的临界部28B。

换言之，参考图3B的实施例及局部参考，该另外的辅助导引件34沿着本体配置于临界部28B上方并临近该临界部。

同样在此情况中，该另外的额外间隙31B对应具有低弯曲应力的接触探针21的部位，其降低了本体22在包含于其中的临界部28B断裂的可能性。

显然可以考虑在邻近接触头24的开口28的端部，测试头20包含配置于上导引件33及下导引件32之间以限定该额外间隙31A的辅助导引件30，该额外间隙设于该辅助导引件30及该上导引件33之间，临界部28A位于该额外间隙内。

按照类似的方式，在这种情况下，该测试头20可包括配置在辅助导引件30及下导引件32之间以限定出额外间隙31B的另外的辅助导引件34，该额外间隙31B包围该本体22逼近断点的另外的临界部28B，该另外的临界部28B配置在邻近该接触尖端25的该孔道28的另外的端部。

参照附图所示的示例，由于辅助导引件30及另外的辅助导引件34的存在，在辅助导引件30及另外的辅助导引件34之间限定出不容纳临界部28A及28B的一个间隙31，在临界部28A设于其中的辅助导引件30及上导引件33之间限定出一个额外间隙31A，且在临界部28B设于其中的另外的辅助导引件34及下导引件32之间限定出一个另外的额外间隙31B。

明显地，在此情况中，该间隙31的长度L1限定为辅助导引件30及另外的辅助导引件34面向内侧的壁之间的距离，而另外的额外间隙31B具有长度L1B，意指为介于另外的辅助导引件34及下导引件32面向内侧的壁之间的距离。

额外间隙31A的长度L1A及另外的额外间隙31B的长度L1B的长度可与图3A实施例所示数值范围相同。

应当强调的是，由于将包围临界部28A及28B的辅助导引件30及另外的辅助导引件34放置在具有低或非常低应力(特别是弯曲应力)的区域中，图3B所示测试头20的实施例进一步降低了因应力(特别是弯曲应力)所致的设有相应开口28使其适用于高频应用的接触探针21的断裂可能性。因此，可预期该测试头20具有适当的使用寿命周期，特别是比已知的解决方案更长的使用寿命周期。

根据本发明测试头20的替代实施例，接触探针21的本体22在其内还可包括多个开口以沿着该本体22限定出多个臂，这些臂基本上彼此平行且由这些开口所分隔。

为了方便说明，图4A示出了具有至少一个第一开口28及至少一个第二开口28’的接触探针21，且该至少一个第一开口28及该至少一个第二开口28’能够由第一臂22a、第二臂22b及第三臂柱22c限定于其本体22中。如上述，开口28及28’沿着介于在接触头24及接触尖端25的相应端部之间的整个本体22延伸。显而易见地，可以考虑具有不同长度的多个开口，如仅通过示例所示。

再者，有利地，根据本发明，在这些开口28及28’的一个端部，该测试头20包括至少一个辅助导引件30，适于限定出探针在其中承受小或非常小应力(主要为弯曲应力)的额外间隙31A，且至少一个临界部28A设于其中。此外，如图4A的情况所示，在这些开口28及28’的另一个端部，该测试头20还可包括另外的辅助导引件34，适于限定出另外的临界部28B设于其中的另外的额外间隙31B。

根据另外的替代实施例，如图4B示意性所示，接触探针21还可包括多个桥式材料35A、35B、35C及35D，其配置在这些开口28内并适于让由这些开口所限定出的该本体22的这些臂彼此连接，以实质上作为加固元件。有利地，根据本发明，这些桥式材料35A、35B、35C及35D设于该接触探针21的临界部中。

更具体地，图4B所示实施例呈现四个桥式材料35A、35B、35C及35D，其成对配置在临界部28A及另外的临界部28B中并分别介于第一臂22a及第二臂22b之间与第二臂柱22b及第三臂22c之间，即在第一开口28及第二开口28’处。

可替代地，这些桥式材料35A、35B、35C及35D可设于间隙31中。

应当强调的是，这些桥式材料35A、35B、35C及35D特别地可由非连续的开口28所限定，开口恰好在这些桥处被中断。

最后，由申请人所进行的测试，已能够验证除了上导引件33，在转向板类型测试头的情况中，辅助导引件30的存在显著增加在相应的导引孔30A及33A中的接触探针21的滑动。

具体地，相对于彼此移动下导引件32及上导引件33以实现接触探针21的本体22的所需弯曲是众所周知的。再者，类似于已知的技术且如上所示，相对于彼此移动上导引件33及辅助导引件30以实现测试头20内的探针所需保持是可能的。然而，在不存在待测装置26或空间变换器29的情况下，通过上导引件33及辅助导引件30的相对移动而获得接触探针21的保持不能够避免接触探针21滑出测试头20。考虑到下导引件32及另外的辅助导引件34(如存在)，可进行类似的考虑。

有利地，根据本发明测试头20的替代实施例，如图5A示意性所示，接触探针21还可包括在其壁之一上自对应的本体22突出的至少一个组件。所述突出元件特别需要用来实现适于作为在待测装置26或空间变换器29不存在的情况中避免该接触探针21从该测试头20中掉出的该接触探针21的止挡装置，且以下将表示为止挡件23。一般而言，止挡件23与接触探针21的本体22是成一体的。

具体而言，该止挡件23能够防止对应的接触探针21的向上运动(参见图5A的局部参考)。

在图5A所示的优选实施例中，该止挡件23为齿状，与该接触探针21的本体22一体成形，自该本体突出具有横向突出部，其尺寸与该接触探针21直径相当且具体为5μm至40μm，其中尺寸相当意指整体横向尺寸与该接触探针21的直径之间的差小于20％。在此及以下所指的术语“直径”为最大横向尺寸，在非圆形横截面的情况中也是如此。

在图5A所示实施例中，该止挡件23设于该间隙31中，自该接触探针21的壁21a上突出，适于接触在其上方的辅助导引件30的导引孔30A的一个壁。

应当强调的是，该止挡件23沿着接触探针21的本体22设置，从而在对应的测试头20的正常操作过程中，该止挡件23不会接触辅助导引件30，以避免干扰对应的接触探针21的移动。以此方式，该止挡件23仅在该接触探针21可能向上移动的时候才起作用，例如空间变换器29移除及不期望的探针的接触头24与空间变换器29的接触垫29A之间的“粘住(sticking)”(即使是暂时的)的情况。

实际上，该止挡件23设于辅助导引件30的导引孔30A的壁上，该辅助导引件30精确抵靠在止挡件23从其突出的接触探针21的壁21a上，若该接触探针21试图向上移动，确保同样抵靠在该辅助导引件30的底切表面，再次如图5A的局部参考所示。

应当强调的是，在该测试头20的清洗操作时，该止挡件23也能够避免该接触探针21的不期望移动。已知的清洗操作通常是由强力的气体射流进行，特别是能够移动接触探针(因该辅助导引件30的存在，在导引孔中的探针容易滑动，促使接触探针的移动)。

再者，因为是常规的而没有示出，该接触头24可具有大于设于上支撑件33中的导引孔33A直径的尺寸，避免对应的接触探针21的向下滑动(图5A的局部参考所示)。术语“直径”意指为最大横向尺寸，在非圆形横截面的情况中也是如此。

在一个替代实施例中，接触探针21包括至少一个止挡件23’，其自与壁21a相对的另外的壁21b突出并设于额外间隙31A中；具体地，该另外的壁21b适于接触在其上方的上导引件33的导引孔33A的一个壁。

应当强调的是，由于额外间隙31A是具有降低应力的区域(特别是几乎没有弯曲应力)，该止挡件23’设于上导引件33及辅助导引件30之间(即设于该额外间隙31A中)是特别有利的。以此方式，没有仅在因止挡件23的形状为自接触探针21的壁突出而不可避免地引入应力累积点而在止挡件23处引发不期望的断裂的风险。

需要注意的是，设于不同导引件(32、33、30或34)中的导引孔具有适当的尺寸以允许接触探针21还能通过止挡件23。

更具体地，这些导引孔的直径对应接触探针21的直径及止挡件23的整体横向尺寸的总和，加上制程公差的数值。

在图5B所示的示例中，接触探针21包括设于间隙31中的止挡件23以及设于额外间隙31A中的另外的止挡件23’，止挡件23及另外的止挡件23’自该接触探针21的相对壁21a及21b突出。

根据这样的配置，止挡件23及止挡件23’两者皆在接触相应的导引孔的壁的接触探针21的壁上，因此确保测试头20内的接触探针21的更好地保持并防止任何可能由于双力(double force)的向上移动。

可替代地，止挡件23及止挡件23’也可以是从接触探针21的同一个壁21a或21b上突出。

以此方式，实际上，由于止挡件23及止挡件23’中的至少一个位于接触该接触探针21的壁的导引孔的壁上，防止接触探针通过导引孔移动，其独立于探针自身弯曲，通常称为探针安装角度，而图5B所示实施例可用作该接触探针21的单一安装角度。

再者，止挡件23及止挡件23’在相同方向导入整体尺寸，因此确保当实现导引件32、33、30或34的导引孔(假如存在)时需要考虑的最小直径数值的最小化。

根据另外的实施例(未示出)，接触探针21可包括至少四个自该接触探针21的壁上突出的止挡件，且分别成对配置在额外间隙31A及间隙31中。

以此方式，在独立于接触探针21的安装角度的非期望向上移动发生之际，由于成对的止挡件总是适当的抵靠在导引件的底切壁上，可确保加强保持。

再者，应当注意的是，在所描述的所有替代实施例中，在该测试头20的正常操作过程中，止挡件23不会接触导引件33或30，以避免干扰相应的接触探针21的移动。便利地，止挡件23改为进行作用以防止该接触探针21的向上移动，例如在空间变换器29的移除的情况下。

具体地，应当注意的是，设置止挡件23以避免接触探针21的接触尖端25能够从下支撑件32出来，特别是从相应的导引孔32A出来。实际上，一旦接触探针21被放回位置上，若导引孔32A对接触尖端25没有重新校准，接触尖端25的落出会使得包括该接触探针21的测试头20无法使用。

因此，止挡件23(特别是从该辅助导引件30的底切壁)设置在与其上方的导引件距离D处，例如图5A所示情况中的辅助导引件30，小于测试头20外部的自下导引件32突出的接触尖端25的长度Lp与该下导引件32的厚度Sp(特别是对应相应导引孔32A的高度)的总和，即D＜Lp+Sp。应当注意的是，止挡件23的适当设置特别有利于弯曲梁型(buckling beamstype)的接触探针的情况；实际上在此情况中，接触探针的接触尖端25可能从下导引件32的导引孔32A挤出会导致探针自身突然拉直，而防止任何将其推回位置的尝试。

再者，止挡件23优选地设置在大于最小值(等于5-10μm)的距离D处，以确保该止挡件23不会干扰包含接触探针21的测试头20的正常操作。为了避免任何干扰问题，选择的距离D优选地大于100μm，更优选地大于150μm。

便利地，相较于常规的无开口的接触探针，设有开口28的接触探针21可具有较大的直径，没有探针自身或其接触的接触垫断裂的风险。

图6示意性地示出了根据本发明的接触头20的一个特别有利实施例。

该测试头20即包括多个根据如上所述实现的设有开口28的接触探针21以及根据常规方式实现的，因此不设有任何纵向开口的多个接触探针21B，。

在图6所示的示例中，测试头20为转向版型测试头，因此其包括下导引件32和上导引件33，其平坦且彼此平行并分别设有另外的导引孔32B及33B，并且无开口的接触探针21B滑动地容置在其中。

更具体地，每一个不具有开口的接触探针21B包括适于抵靠空间变换器29的另外的接触垫29B的接触头24B，以及适于抵靠待测装置26的另外的接触垫26B的接触尖端25B。

再者，在通过图6中的图示给出的示例中，测试头20还包括至少一个辅助导引件30及一个另外的辅助导引件34，如上前述，其设有适当的另外的导引孔30B及34B以容置不具有开口的接触探针21B。

应当强调的是，图6所示测试头20的接触探针21及21B实质上具有相同长度。然而，不具有开口的接触探针21B的探针直径小于具有开口28的接触探针21的相应探针直径。因此，以此方式实施的探针具有适当的弹性以确保对包含其的测试头20的适当的操作及足够的使用寿命。

应当强调的是，可利用如图6所示相同的测试头20测试具有不同间距区域的集成装置。

实际上，已知用于实现集成电路物技术的最新发展，允许实现在装置自身不同区域中具有不同的相对距离或间距的接触垫二维阵列的装置。更具体地，具有不同间距的这些区域也可包括用来处理不同信号的具有不同尺寸的接触垫。

更具体地，该装置包括第一区域及第二区域，该第一区域称为电气区域，该第二区域称为信号区域，相较于第二区域，第一区域中的接触垫具有较大的横向尺寸及相应中心之间的距离，在第二区域中的接触垫较小且彼此较靠近。在此情况中，其称为多间距装置。

一般而言，在第一电气区域中处理具有高电流值(1A范围内)的供电信号，而在第二信号区域中处理具有低电流值(特别是在0.5A范围内)的输入/输出信号。

便利地，如图6所示根据本发明的测试头20可进行这些装置的测试，特别是在该第一电气区域利用设有开口28的接触探针21及在第二信号区域利用不具有开口的接触探针21B，且所有探针具有相同长度。以此方式，可进行多间距装置的测试。

总之，由于减少包含在测试头中的探针本体尺寸(长度小于5000μm)，根据本发明实现的测试头证实其具有特别优异的操作性且适合用于高频应用中，特别是频率高于1000MHz。

具体地，该接触探针本体中的切口状开口降低了探针的刚性，显著地降低探针自身断裂的可能性，同时确保由相应接触尖端施加的压力的适当降低，避免任何待测装置的接触垫的断裂。

便利地，开口及至少一个辅助导引件的结合使用使测试头具有适当的使用寿命，至少一个辅助导引件适于限定具有探针本体的较小的或非常小的应力区域，其被合适地放置以包括该本体的一个或多个临界部，由于开口的存在，临界部旨在作为区域中逼近断点的部分。

再者，包含用于接触探针滑动的适当导引孔的至少两个导引件的存在，增强滑动并确保不会有不期望的探针堵塞。

应当强调的是，测试头内的摩擦力减少转换成其加强的操作性，并且延长个别组件的寿命，从而节约了成本。

再者，至少一个止挡件的存在确保测试头的适当操作，特别是包含于其中的接触探针的放置及适当保持。

更具体地，在测试头清洗操作的情况下，止挡件能够防止接触探针的不期望移动，清洗操作通常以强力气体射流方式进行，特别能够移动接触探针，在空间变换器移除的情况下，止挡件能保持接触探针在测试头里，由止挡件抵靠在相应的上支撑件的导引件的底切壁上实现反向力，确保破除将接触头保持到空间变换器自身的接触垫的任何氧化物。

再者，应当强调的是，在测试头正常操作的过程中，止挡件不会接触这些导引件，因此其不会干扰相应的接触探针21的移动。便利地，止挡件仅在接触探针朝向空间变换器进行不期望的移动时才起作用。

特别是，设置止挡件以避免接触探针的接触尖端能够自下导引件出来，即从相应的导引孔出来，使得测试头无法使用，特别是在弯曲梁技术(buckling beams technology)的情况中。

再者，应当注意的是，接触探针具有易于制造且成本低的优点，以及能通过常规的光刻技术方式通过模具、或通过MEMS(微机电系统)技术方式或激光技术方式直接一体制造各个止挡装置。

便利地，根据另外的替代实施例，根据本发明的测试头能够进行多间距装置测试，特别是在装置的第一电气区域(其中具有尺寸及间距较大的接触垫)利用设有开口的接触探针以及在装置的第二信号区域(其中具有较小尺寸及间距的接触垫)利用不具有开口的接触探针，且所有的探针具有相同长度。

上述考虑也适用于为本发明目的的本文未说明的不同实施例，例如具有许多开口且仅有一个辅助导引件的测试头或者具有配置在邻近下导引件的止挡件的测试头或者具有较多数量的导引件的测试头。再者，与实施例相关的变化也可用于其他实施例且彼此能够自由地结合两者以上。

显而易见，对上述的测试头，为了满足具体和特定需求的目的，所属技术领域中具有通常知识者将能够作出若干修改和变化，都被包括在由以下权利要求所限定的本发明的保护范畴中。

Claims (14)

1.一种用于待测装置(26)的功能性测试的具有竖向接触探针(21)的测试头(20)，所述测试头包括多个竖向接触探针(21)，每一个所述竖向接触探针(21)具有棒状的本体(22)且所述本体具有在第一端部(24)和第二端部(25)之间延伸的预设长度，所述第二端部(25)是适于抵靠在所述待测装置(26)的接触垫(26A)上的接触尖端，每一个所述竖向接触探针(21)的本体(22)具有小于5000μm的长度且包括至少一个沿着所述本体的整个长度延伸的开口(28)，由此限定沿着所述本体延伸的多个臂(22a，22b，22c)，所述多个臂由所述至少一个开口(28)分隔并连接至所述竖向接触探针(21)的所述第一端部(24)和所述第二端部(25)，所述测试头(20)还包括至少一个下导引件(32)及至少一个上导引件(33)，所述至少一个下导引件及所述至少一个上导引件为板状的并设有各自的导向孔(32A，33A)来分别容置一个相应的竖向接触探针(21)，其特征在于，所述测试头(20)还包括至少一个辅助导引件(30，34)，所述至少一个辅助导引件(30，34)如同所述至少一个下导引件(32)及所述至少一个上导引件(33)一样沿着所述本体(22)配置并设有多个合适的导引孔(30A，34A)且每一个所述导引孔中滑动通过一个竖向接触探针(21)，所述辅助导引件(30，34)邻近所述竖向接触探针(21)的所述第一端部(24)和/或所述第二端部(25)并适于限定出间隙(31A，31B)和另外的间隙(31)，所述间隙(31A)限定于所述辅助导引件(30)与所述上导引件(33)之间和/或所述间隙(31B)限定于所述辅助导引件(34)和所述下导引件(32)之间，所述间隙(31A，31B)容纳所述本体(22)的临界部(28A，28B)，所述临界部(28A，28B)位于所述多个臂(22a，22b，22c)之间的结合处，所述临界部是所述本体(22)中逼近断点的区域，且定位在所述间隙(31A，31B)中，使得所述临界部(28A，28B)相对于所述本体(22)的其他部分承受较小的弯曲应力或甚至不承受弯曲应力。

2.如权利要求1所述的测试头(20)，所述辅助导引件包括如同所述下导引件(32)和所述上导引件(33)一样沿着所述竖向接触探针(21)的所述本体(22)配置的第一辅助导引件(30)和第二辅助导引件(34)，并且邻近所述竖向接触探针(21)的所述第二端部(25)和/或所述第一端部(24)定位；其中，所述第一辅助导引件(30)与所述上导引件(33)一起限定出容纳所述竖向接触探针(21)的所述本体(22)的第一临界部(28A)的第一间隙(31A)，所述第二辅助导引件(34)与所述下导引件(32)限定出第二临界部(28B)的第二间隙(31B)，所述第二间隙(31B)容纳所述竖向接触探针(21)的所述本体(22)的第二临界部(28B)，所述第一辅助导引件(30)及所述第二辅助导引件(34)之间限定出另外的间隙(31)且所述另外的间隙不容纳所述竖向接触探针(21)的所述本体(22)的所述第一临界部(28A)，也不容纳所述竖向接触探针(21)的所述本体(22)的第二临界部(28B)。

3.如权利要求1所述的测试头(20)，其中，所述另外的间隙(31)的长度(L1)介于1000μm及4000μm之间，所述间隙(31A，31B)的长度(L1A，L1B)介于100μm及500μm之间。

4.如权利要求3所述的测试头(20)，其中，所述另外的间隙(31)的长度(L1)介于2000μm及3000μm之间。

5.如权利要求3所述的测试头(20)，其中，所述间隙(31A，31B)的长度(L1A，L1B)介于200μm及300μm之间。

6.如权利要求1所述的测试头(20)，其中，所述竖向接触探针(21)包括在所述本体(22)中形成的、沿着所述本体的长度方向的多个开口(28，28’)，所述多个开口适于限定出多个臂(22a，22b，22c)。

7.如权利要求6所述的测试头(20)，其中，所述竖向接触探针(21)还包括配置在所述开口(28，28’)内并适于让所述本体(22)中限定的所述臂(22a，22b，22c)彼此连接的桥式材料(35A,35B,35C,35D)，所述桥式材料(35A,35B,35C,35D)用作加固元件。

8.如权利要求7所述的测试头(20)，其中，所述桥式材料(35A,35B,35C,35D)配置在所述间隙(31A，31B)内或配置在所述另外的间隙(31)内。

9.如权利要求1至6中任一项所述的测试头(20)，其中，每一个所述竖向接触探针(21)包括从其其中一个侧壁(21a，21b)突出的至少一个突出元件或至少一个止挡件(23)，所述至少一个止挡件(23)对应于位于其上方的导引件(30，33)的导引孔(30A，33A)处的一个壁来成形，并与所述竖向接触探针(21)的所述一个侧壁(21a，21b)接触。

10.如权利要求1所述的测试头(20)，其特征在于，包括多个不设有开口(28)的另外的竖向接触探针(21B)。

11.如权利要求10所述的测试头(20)，其中，不设有开口(28)的所述另外的竖向接触探针(21B)的探针直径小于设有开口(28)的所述竖向接触探针(21)的探针直径。

12.如权利要求10或11所述的测试头(20)，其中，设有开口(28)的所述竖向接触探针(21)适于传送第一信号，不设有开口(28)的所述另外的竖向接触探针(21B)适于传送第二信号，所述第一信号的电流值高于所述第二信号的电流值。

13.如权利要求12所述的测试头(20)，其中设有开口(28)的所述竖向接触探针(21)适于传送供电信号，以及不设有开口(28)的所述另外的竖向接触探针(21B)适于传送输入/输出信号。

14.如权利要求10所述的测试头(20)，其中，设有开口(28)的所述竖向接触探针(21)及不设有开口(28)的所述另外的竖向接触探针(21B)具有相同长度。

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