CN107667295A - 包括用于测试头的多个接触探针的半成品及相关制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明描述了一种包括用于电子器件的测试头的多个接触探针(10)的半成品(15)的制造方法，所述方法包括以下步骤：‑提供由导电材料制成的基板(11)；以及通过从所述基板(11)移除材料来限定各接触探针(10)，使得各接触探针(10)由至少一个桥式材料(13)锚定到所述基板(11)，所述限定各接触探针(10)的步骤包括根据所述多个接触探针(10)的轮廓以及所述至少一个桥式材料(13)的轮廓进行激光切割的步骤。

Description

包括用于测试头的多个接触探针的半成品及相关制造方法
技术领域
在本发明的更一般方面，本发明涉及一种包括用于测试头的多个接触探针的半成品，所述探针在所述半成品的基板内实现并且被锚定到所述基板上，本发明还涉及相关制造方法，下述说明仅为了方便说明而参照了该技术领域。
背景技术
众所周知的是，测试头(探头)本质上是适合将微结构(特别是集成在晶片上的电子器件)的多个接触垫放置为与执行其工作测试、具体是电气测试或一般测试的测试机的相应通道进行电接触的设备。
在集成器件上执行的测试特别适用于检测并隔离在制造阶段就已出现的有缺陷的器件。因此，测试头通常用于在切割(单片化)集成在晶片上的器件并且将其组装在芯片封装体内之前电测试该器件。
测试头通常包括由特殊合金制成的大量接触元件或接触探针，这些特殊合金具有良好的机电特性并且设置有用于待测器件的相应的多个接触垫的至少一个接触部分。
包括垂直探针的通常被称为“垂直探头”的测试头本质上包括由至少一对板或导向件保持的多个接触探针，这些板或导向件基本上是板状的并且彼此平行。这些导向件设置有特定的孔并且彼此间隔开一定距离以便留出自由空间或空隙供接触探针移动以及可能变形。该对导向件具体包括上导向件和下导向件，上导向件和下导向件都设置有供接触探针在其中轴向滑动的相应的导向孔，这些探针通常由具有良好的机电特性的特殊合金制成。
接触探针与待测器件的接触垫之间的良好连接通过将测试头按压在待测器件自身上来确保，能够在上导向件与下导向件中的导向件孔内移动的接触探针在该按压接触期间在两个导向件之间的空隙内弯曲并且在这些导向孔内滑动。
而且，可以通过探针自身或其导向件的合适的配置来辅助接触探针在空隙内的弯曲，示意性地如图1所示，其中，为了说明简单，仅描绘了通常包括在测试头内的多个探针中的一个接触探针，所示测试头是所谓的移位板类型。
具体地，在图1中，测试头1被示意性地示出为包括至少一个上板或导向件2以及至少一个下板或导向件3，该上下板或导向件具有供该至少一个接触探针4在其中滑动的相应的上导向孔2A和下导向孔3A。
接触探针4具有至少一个接触端或尖端4A。在此以及以下，术语“端”或“尖端”是指端部，不一定是尖锐的。具体地，接触尖端4A抵靠待测器件5的接触垫5A，实现该器件与测试装置(未示出)之间的电接触和机械接触，测试头1限定该测试装置的端子元件。
在一些情况下，这些接触探针在上导向件处牢固地固定到测试头：在这种情况下，测试头被称为受阻探针(blocked-probe)测试头。
或者，使用具有未牢固地固定但是通过微接触板接口连接到板的测试头：这些测试头被称为非受阻探针测试头。微接触板通常被称为“空间变换器(space-transformer)”，因为除了接触探针之外，还允许相对于待测器件的接触垫在空间上重新分布在其上制造的接触垫，具体地放松垫自身的中心之间的距离约束，即，在相邻垫中心之间的距离方面具有空间变换。
在这种情况下，如图1所示，接触探针4具有朝向该空间变换器6的多个接触垫6A的另外的接触尖端4B，在本技术领域中，接触尖端4B被称为接触头。类似于接触探针4与待测器件5的接触，通过将接触探针4的接触头4B压靠空间变换器6的接触垫6A来确保探针与空间变换器之间的良好电气接触。
如已经解释的，上导向件2和下导向件3由空隙7适当分离，允许接触探针4在测试头1的操作期间变形并且确保接触探针4的接触头4A和4B分别接触待测器件5的接触垫5A和空间变换器6的6A以及。显而易见地，上部导向件孔2A和下部导向孔3A的大小必须被设定为允许接触探针4在其中滑动。
应当注意，测试头的适当操作本质上与两个参数有关：接触探针的竖直移动或超程以及接触探针的接触尖端的水平移动或摩擦擦洗(scrub)，其中，“水平”是指基本上与待测器件5共面以及因此与测试头1的导向件共面的移动，而“竖直”是指基本上与待测器件5正交并且与测试头1的导向件正交的移动。
因此，需要在测试头的制造阶段评估并校准这些特征，因为必须始终确保探针与待测器件之间的良好电连接。
还已知的是通过基本上在纵向方向延伸并且由第一导电材料(优选由金属或金属合金，特别地由NiMn或NiCo合金)制成的本体9A实现接触探针4，示意性地如图2所示。因此，这些接触探针4被布置在测试头1内部，纵向方向基本上竖直地放置，即，与待测器件以及导向件垂直。
本体9A具有带有预设长度的基本中央部分8C以及两个相对的端或接触尖端，具体是接触端或接触尖端4A以及接触端或接触头4B。
接触尖端4A具有预设长度8A，并且接触尖端4A意图在使用接触探针4期间在待测器件的接触垫(未示出，但总之与图1示出的待测器件5的接触垫5A完全类似)上施加按压接触。
类似地，接触头4B具有预设长度8B，并且意图在使用接触探针4期间、特别在非受阻探针测试头的情况下，在空间变换器的接触垫(未示出，但总之与图1示出的空间变换器6的接触垫6A完全类似)上施加按压接触。
如例如以同一申请人名义于2007年11月16日提交的并且于2010年12月23日授权的授权号为IT 1 383 883的第MI2007A 002182号意大利专利申请中所描述的，已知用第二导电材料层9B涂覆接触探针4，该第二导电材料具体地具有比制成本体9A的第一导电材料的硬度更高的硬度。优选地，第二导电材料是金属或金属合金，具体地是铑、金、铂或铂钴PdCo合金。
而且，如图2所示，本体9A的中央部分也可以被涂覆特别地由绝缘材料(例如聚对二甲苯)制成的层9B。
以此方式，层9B所实现的绝缘涂层改善了接触探针4整体的电气绝缘，在测试头1内的相邻接触探针之间的偶然接触的情况下避免了短路。
在上述意大利专利申请中描述的解决方案具体地允许获得更高硬度的接触探针，同时还在与其他相邻接触探针偶然接触的情况下确保电气绝缘。
然而，该解决方案可降低接触探针的尖端及头与各自的接触垫之间的电气接触有效性。
为了克服这个缺陷，还已知的是特别地在接触尖端和/或接触头处使用高导电金属材料(优选为金)涂覆接触探针的端部。
显然，所涉及的尺寸以及所涉及的材料的成本使得这个涂覆操作极难处理。
有时，还需要使接触探针经历常见的并且经常是复杂的操作，这需要将探针放置并保持到通常被称为加工框架的专用支撑件。保持到加工框架的探针之后经历影响它们全部或在某些位置影响它们的一个或多个操作。然后，显而易见地，需要从处理框架移除接触探针，以便稍后将其放置在测试头中。
同样在这种情况下，所涉及的尺寸使得将接触探针放置并保持到处理框架还有其后续移除的操作复杂且昂贵，尤其是在制造时间和制造废物方面。
本发明的技术问题是提供一种具有用于测试头的多个接触探针的半成品，这些探针是适当地在该半成品的基板中实现的并且锚定到该基板上；以及一种能够获得这种半成品的制造方法，该方法和由此获得的半成品具有允许以简单、可靠且高度可重复的方式在该多个接触探针上实现不同的操作的特征，以此方式，克服了目前影响根据现有技术执行的方法的限制和缺陷。
发明内容
基于本发明的解决方案概念是实现一种半成品，其中，通过从该半成品的基板移除材料来在该基板中获得许多接触探针，由此实现的这些探针具有合适的机械连接桥，以便将这些探针保持到该基板上，该半成品因此能够经历影响在该半成品中获得的所有探针的一个或多个加工步骤，直至获得具有期望特性的接触探针，这些探针之后能够容易地与该半成品的基板分离。
基于这个解决方案概念，通过一种包括用于电子器件的测试头的多个接触探针的半成品的制造方法来解决上述技术问题，该方法包括以下步骤：：
-提供由导电材料制成的基板；以及
-通过从所述基板移除材料来限定每一个接触探针，使得每一个接触探针表现为由至少一个桥式材料锚定到所述基板上，所述限定接触探针的步骤包括：根据所述接触探针的轮廓和所述至少一个桥式材料的轮廓进行激光切割的步骤。
根据本发明的仍另一方面，所述限定接触探针的步骤可以包括：通过掩模工艺对所述基板进行光蚀刻以及后续对所述基板进行化学蚀刻的步骤，所述通过掩模工艺对所述基板进行光蚀刻以及后续对所述基板进行化学蚀刻的步骤可选地包括一个或多个对所述基板进行掩模和蚀刻的步骤和对所述基板进行选择性蚀刻的步骤。
特别地，所述限定步骤可以实现所述接触探针通过相应的多个桥式材料锚定到所述基板上，该多个桥式材料沿着每一个接触探针按照完全随机的方式对称地或非对称地布置。
而且，根据本发明的另一方面，所述限定步骤可以实现各接触探针包括至少一个第一桥式材料和至少一个第二桥式材料，该第一桥式材料位于中央位置、优选地与所述接触探针的包括接触尖端的第一端部相对应，该第二桥式材料位于侧部位置、优选地与所述接触探针的包括接触头相对应。
而且，所述限定步骤还包括为各桥式材料设置至少一条贯穿的弱化线的步骤，所述至少一条弱化线适于通过破坏所述桥式材料的完整性来帮助所述接触探针与所述基板分离，，所述至少一条弱化线是通过沿与所述半成品的平面正交的方向对应地对所述基板进行局部薄化来获得的。
根据本发明的另一方面，所述提供基板的步骤可以包括以下步骤之一：
-提供由导电材料制成的单层；或者
-提供包括中心层或芯体的多层，所述中心层或芯体包括由被一个或多个涂层覆盖的第一导电材料制成，所述一个或多个涂层由导电材料制成并且适于改善在所述基板中实现的所述接触探针的机电性能和/或硬度方面的性能。
而且，所述制造方法可以包括涉及在所述半成品中的所有所述接触探针的至少一个加工步骤，所述至少一个加工步骤包括选自以下各项的一个或多个步骤：涂覆步骤、覆盖步骤、激光、光刻或电化学限定步骤、电镀步骤、电沉积步骤、微机械加工步骤、溅射步骤、化学或物理蚀刻步骤。
特别地，所述加工步骤可以影响所述多个接触探针的至少一部分或整体上影响所有的接触探针。
而且，所述加工步骤可以包括对所述半成品的相同部分或不同部分重复多个相同类型的步骤。
根据本发明的另一方面，所述加工步骤可以包括所述半成品的至少一个涂覆步骤，由此包括所述多个接触探针或所述接触探针的多个部分的至少一个涂覆步骤，所述涂覆步骤利用由选自导电材料和介电材料的涂覆材料制成的涂覆膜来实现。
特别地，所述涂覆步骤可以实现在所述半成品的至少一个涂覆部分上涂覆所述涂覆膜，所述至少一个涂覆部分位于所述半成品的端部和/或中央部分，所述端部是指在所述半成品中实现的所述接触探针的包括接触尖端或接触头的部分，所述中央部分是指在所述半成品中实现的既不包括所述接触探针的接触尖端也不包括接触头的部分。
更特别地，所述涂覆步骤可以实现的为由导电材料制成的所述涂覆膜，所述导电材料由选自钯、铜、铑、银、金中的金属制成；或由选自钯合金，诸如镍-钯合金、铜合金，诸如铜-铌或铜-银合金、铑合金、银合金、金合金、金银合金中的金属合金制成，或者由石墨烯制成，或者由掺杂DLC(“类金刚石”)制成，或者所述导电材料由优选地选自贵金属组、更优选地为金制成。
可替代地，所述涂覆步骤可以实现的为由介电材料制成的所述涂覆膜，所述介电材料选自氟化聚合物、聚(对二甲苯)聚合物、优选为聚合物，特别为C型或F型、前述两种聚合物的共聚物、或纳米复合材料或非掺杂DLC(“类金刚石”)、优选地特别为C型或F型聚合物。
根据本发明的另一方面，所述涂覆步骤可以选自：
-将所述半成品浸入浸浴池的槽中的液相涂覆材料中，所述槽中的所述液相涂覆材料被填充到适于通过所述涂覆膜涂覆的所述半成品的一部分来限定该部分的涂覆深度；或者
-将所述半成品插入设置有一个或多个喷嘴的汽化室中，所述一个或多个喷嘴适于对应于待被所述涂覆膜涂覆的所述半成品的至少一部分喷射汽相涂覆材料。
另外，所述涂覆步骤可以包括通过阴极溅射工艺实现的一个或多个材料沉积步骤，其中，当被称为靶的固体材料被高能粒子束轰击时，所述固体材料发射原子、离子或分子碎片，之后当所述半成品与被适当轰击的所述靶的涂覆材料一起被置于特定真空室内时，这些碎片重新凝集在所述半成品的表面上，并且因此重新凝集在所述半成品中制造的多个接触探针的全部上或延伸部分上，。
根据本发明的另一方面，所述制造方法还可以包括对所述半成品的至少一部分覆盖介电材料实现的覆盖步骤，以在所述半成品的部分上、优选地在与所述接触探针的中央部分相对应的部分上实现至少一个覆盖膜，所述中央部分是指既不包括所述接触尖端也不包括所述接触头的部分。
而且，所述覆盖步骤可以包括用所述覆盖材料对全部接触探针进行涂覆的步骤以及后续对所述半成品进行掩模以及移除位于所述接触探针的相关部分外面的所述覆盖材料，在所述相关部分内实现所述覆盖膜。
最终，本发明还涉及一种包括用于测试头的多个接触探针的半成品，各接触探针实现在由导电材料制成的基板中并且通过至少一个桥式材料锚定到所述基板。
将从参照附图通过说明性而非限制性示例给出的一个实施例的以下描述中得到根据本发明的半成品和制造方法的特征和优点。
附图说明
在附图中：
-图1和图2示意性地示出根据现有技术实现的用于测试头的接触探针；
-图3A-3B、图4A-4B以及图5A-5B分别示意性地示出根据本发明的包括多个接触探针的半成品的替代实施例以及与单个探针相关的相应细节；
-图6A-6C示意性地示出用于根据本发明的半成品的基板的替代实施例；
-图7A-7C示意性地示出在根据本发明的相应制造方法的不同步骤期间的图5A的半成品；
-图8A-8D示意性地示出根据本发明的半成品的制造方法的不同步骤；
-图9A-9C示意性地示出通过根据参照图8A-8D示出的变型的本发明的制造方法实现的半成品的替代实施例；
-图10A-10D示意性地示出从根据参照图9A-9C示出的替代实施例的本发明的半成品获得的接触探针；
-图11A和图11B示意性地示出根据本发明的半成品的替代实施例；
-图12A和图12B示意性地示出根据本发明的制造方法的一个步骤；
-图13示意性地示出通过参照图12A和图12B示出的本发明的制造方法实现的根据本发明的半成品的另一个替代实施例；
-图14A-14D示意性地示出从图13的半成品开始的根据本发明的不同替代实施例的制造方法的一个步骤；
-图15A-15C示意性地示出通过根据参照图14A-14D示出的变型的本发明的制造方法实现的半成品的替代实施例；
-图16A-16C示意性地示出从根据参照图15A-15C示出的替代实施例的半成品获得的接触探针。
具体实施方式
参照附图并且具体地参照图3A至图3B、图4A至图4B以及图5A至图5B，描述了一种包括用于测试头的多个接触探针的半成品，总体上用15表示该半成品。
应当注意，附图表示示意图并且不是按比例绘制的，而是被绘制为突出强调本发明的重要特征。
而且，以下描述的方法步骤并不形成半成品和接触探针的制造所需的完整加工流程。本发明可以与当前在本领域中使用的制造技术一起来实现，并且仅包括对于理解本发明而言必需的常用过程步骤。
更具体地，如图3A示意性地所示，半成品15包括在由导电材料制成的基板11中实现的多个接触探针10。
每一个接触探针10特别地在合适的凹部中形成，该凹部基本上是框架形的、简单地用框架12表示、通过移除材料在基板11中实现并且适于围绕接触探针10。
有利地根据本发明，每一个接触探针10通过至少一个桥式材料13锚定到基板11上。
具体地，在图3A和图3B示出的示例中，每一个接触探针10仅具有一个在相应的框架12内将其连接并锚定到基板11的桥式材料13，该桥式材料13在探针部分处实现、在优选实施例中该探针部分为不同于端部的部分，术语“端部”是指包括接触探针10的接触尖端10A或接触头10B的部分。
适当地，如图3B所示，每一个接触探针10的桥式材料13设置有至少一条贯穿的弱化线LL，该至少一条弱化线LL适于通过破坏桥式材料13的完整性来帮助探针与基板11分离。
在图3A和图3B所示的示例中，每一个桥式材料13的弱化线LL靠近接触探针10，使得当将接触探针10与基板11分离时将其破坏使得桥式材料13的大部分能够保持锚定到基板11。
适当地，可以通过对基板11进行钻孔来获得弱化线LL，该钻孔可以具有任何形状，例如圆形、椭圆形、矩形、倾斜的，仅列举若干例子。可替代地，根据本发明的半成品15的优选实施例，可以通过沿与半成品15自身的平面正交的方向Z相应地对基板11进行局部薄化来获得弱化线LL。
显然，可以以完全随机的方式实现任意数量的桥式材料13，该任意数量的桥式材料13也设置于相对于图3A和图3B所示位置的接触探针10的其它位置。
特别地，在图4A和图4B所示的替代实施例中，根据本发明的半成品15包括在基板11中实现的多个接触探针10，每一个接触探针10通过相应的多个桥式材料13锚定到基板11。
如图4B所示的放大部分中突出显示的，各接触探针10通过至少四个桥式材料13(在各接触探针10的例如包括其接触尖端10A的端部实现的第一对桥式材料，以及在例如包括其接触头10B的另外的端部实现的第二对桥式材料)锚定到基板11，这些第一和第二对桥式材料13相对于接触探针10的纵轴线YY对称地布置。显然，可以为每一个接触探针10提供多于或少于四个桥式材料13，该桥式材料13相对于纵轴线YY被定位成对称或非对称构型并且相对于探针部分被定位在任意位置。
同样在这种情况下，如图4B所示，桥式材料13的弱化线LL可以靠近接触探针10放置，使得当将接触探针10与基板11分离时其破坏使得桥式材料13的大部分能够保持锚定到基板11。
在优选实施例中，示意性地如图5A和图5B所示，半成品15具有多个接触探针10，每一个接触探针10仅通过两个桥式材料13锚定到基板11，一个桥式材料13在接触探针10的接触尖端10A处、优选地在中央位置实现，另一个桥式材料13在接触探针10的接触头10B处、优选地在侧部位置实现，如附图所示。
同样在优选实施例中，每一个接触探针10被实现为通过在其接触尖端10A、优选地在中央位置实现的桥式材料13以及通过在其接触头10B处、优选地在侧部位置实现的一对另外的桥式材料13实现，这一对另外的桥式材料13彼此对称(附图中未示出)。
应当注意，将至少一个桥式材料13设置在接触探针10的接触尖端10A处的端部，在包括作用在这些探针的端部上的后处理操作的接触探针制造方法中是特别有利的；在这种情况下，例如考虑在将接触探针10与基板11分离之后对接触探针10的接触尖端10A处的那些端部进行重新成形操作，这允许移除由于弱化线LL的断开以及移除桥式材料13导致的可能的毛刺或缺陷。
以此方式，可以改进所获接触探针10的机电操作，以及可以改善所加工的端部的抗腐蚀。
而且，期望的是改进接触尖端10的滑动、特别地是改进接触尖端10A在待测器件的各自接触垫上的滑动，因为这些端部在其重新成形步骤之后不具有任何粗糙度。
明显可以组合上述替代实施例，例如，在接触探针10的接触尖端10A处仅提供实现一个桥式材料13，以及在与该端部不同的另一个位置、例如中央位置处提供实现至少另一个桥式材料13或一对桥式材料13。
适当地，基板11由适于实现用于电子器件的测试头的接触探针的导电材料制成。
更特别地，如图6A至图6C所示，基板11可以由适于实现用于电子器件的测试头的接触探针的单层或多层导电材料制成。
例如，基板11可以是由选自以下各项的金属或金属合金制成的单层：镍或其合金(例如镍-锰、镍-钴、镍-铁，镍-铍合金)，钨或其合金(例如钨-铜、钨-铼合金)，铜或其合金(例如铜-铍、铜-银、铜-铌合金)，铑或其合金(例如铑-钌合金)，或铱或其合金。或者，基板11也可以是由例如硅的半导体材料制成的单层。
特别地，该导电材料被选择为具有小于20μΩ/cm的电阻值。
可替代地，基板11可以是导电多层并且特别地可以包括由一个或多个涂层(例如第一涂层11B和第二涂层11C)覆盖的至少一个中心层或芯体11A，这些涂层适于改善从该多层基板11(如图6B和图6C所示)实现的接触探针的机电性能和/或硬度性能。
特别地，芯体11A可以由选自用于单层基板11的上述金属或金属合金的金属或金属合金制成并且可以由一个或多个涂层覆盖，该一个或多个涂层由具有高电导值、选自铜、银、钯、前三者中的任意金属的合金、或者由石墨烯制成的导电材料制成，和/或由具有高硬度值、选自铑、钌、镍-磷、镍-钯、钯及其合金、或者由石墨烯制成、或者由掺杂或非掺杂DLC(“类金刚石”)制成的导电材料制成。
这种半成品15是通过如图7A至图7C示出的制造方法获得的。特别地，尽管参照图4A所示的半成品15的实施例进行了描述，但应当注意，以下描述的方法可以用于实现根据图3A和图5A示出的实施例以及根据其上述变型实现的半成品15。
根据本发明的半成品15的制造方法包括以下步骤：
-提供由导电材料制成的基板11，如图7A所示；以及
-通过从基板11移除材料来限定每一个接触探针10。
特别地，如图7B所示，每一个接触探针10在合适的凹部中实现，该凹部基本上是框架形的、简单地用框架12表示、通过移除材料在基板11中实现并且适于包围接触探针10。
有利地根据本发明，所述限定步骤实现了接触探针10通过一个或多个桥式材料13锚定到基板11。在图7B所示的示例中，接触探针10通过在其端部(在本示例中为其接触尖端10A)处实现的第一对桥式材料，以及通过在其另外的端部(在本示例中为其接触头10B)处实现的第二对桥式材料锚定到基板11。
适当地，示意性地如图7C所示，所述限定步骤允许在多个框架12中实现多个接触探针10，每一个接触探针10由相应的框架12包围并且通过相应的多个桥式材料13锚定到基板11。尽管在所示示例中半成品15的接触探针10具有相同的几何构造并且具体地是具有相同数量和位置的桥式材料13以及相应的框架12，但应当注意，具有任何形状和尺寸的多个框架只要被包含在基板11中并且接触探针10通过至少一个桥式材料13固定到基板11，限定步骤就允许在这些框架12中实现多个接触探针10。
在基板11中限定接触探针10的步骤特别地提供从基板11移除材料以打开框架12。
在优选实施例中，限定步骤包括特别地与接触探针10的轮廓以及桥式材料13的轮廓相对应的激光切割步骤。
或者，限定步骤包括通过掩模工艺以及后续的化学蚀刻进行的光蚀刻步骤，该光蚀刻步骤进而包括一个或多个掩模和蚀刻步骤。限定步骤还可以包括基板11的选择性的化学蚀刻步骤。
当限定步骤结束时，获得的半成品15包括仍通过桥式材料13锚定到基板11的多个接触探针10，如图7C所示。
另外，半成品15的制造方法可以包括至少一个加工步骤，该至少一个加工步骤是对包括在半成品15中的所有接触探针10进行的。
具体地，加工步骤可以同时或者按顺序涉及半成品15的一部分接触探针10或所有的接触探针10。
涉及半成品15的所有接触探针10的加工步骤可以包括选自以下各项的一个或多个步骤：涂覆步骤、覆盖步骤、激光、光或电化学蚀刻步骤、电镀步骤、电沉积步骤、微机械加工步骤、溅射步骤、物理或化学蚀刻步骤，仅举若干例子。
该加工步骤特别地可以影响接触探针10的至少一部分、优选地选自端部或中央部分的部分，该端部是指接触探针10的包括接触尖端10A或接触头10B的部分，该中央部分是指接触探针10的既不包括接触尖端10A也不包括接触头10B的部分。
或者，加工步骤可以整体影响接触探针10。
该加工步骤还可以包括对半成品15的相同部分或不同部分重复多个相同类型的步骤。
在本发明的优选实施例中，示意性地如图8A至图8D所示，加工步骤包括半成品15的涂覆步骤，以及由此包括在半成品15中的所有接触探针10的涂覆步骤。
特别地，涂覆步骤可以实现由选自导电材料和介电材料的涂覆材料制成的涂覆膜。
在导电涂覆材料的情况下，可以使用具有高电导值的材料，该材料特别地选自以下各项的金属或其金属合金：钯或其合金(诸如镍-钯)，铜及其合金(诸如铜-铌或铜-银)，铑及其合金，银或金或前两者中的任意金属的合金，或者该材料由石墨烯制成，或者甚至由掺杂DLC(“类金刚石”)制成。优选地，导电涂覆材料选自贵金属组、更优选地选自金。
特别地，该导电材料被选择为具有小于20μΩ//cm的电阻值。
在介电涂覆材料的情况下，可以使用氟化聚合物、聚(对二甲苯)聚合物(优选地C型或F型聚合物)、前述两种聚合物的共聚物、或纳米复合物或非掺杂DLC(“类金刚石”)。特别地，介电涂覆材料被选择为具有大于1015Ω/cm的电阻值。
在一个实施例中，示意性地如图8A和图8C所示，涂覆步骤可以通过将半成品15浸入包括槽21的浸浴池20中而发生，其中槽21的液相涂覆材料被填充到涂覆深度L1，该涂覆材料用参考标号22表示。
涂覆深度L1确定半成品15的部分以及因此确定接触探针10的受涂覆膜影响的部分，例如，仅确定半成品15的与接触探针10的端部(特别地如图8A所示包括接触头10B，或者如图8C所示包括接触尖端10A)相对应的一个部分。显然，通过浸渍进行的涂覆步骤可以影响整个半成品15或整体上影响半成品15中包括全部接触探针10的部分。
通过浸渍进行的涂覆步骤可以在没有电流的情况下实现或可以为电镀型。
可替代地，涂覆步骤可以通过沉积汽相涂覆材料而发生，具体地通过将半成品15插入汽化室23内而发生，该汽化室23设置有一个或多个喷嘴24，该一个或多个喷嘴24适于在包括各接触探针10的接触尖端10A的端部处(示意性地如图8D所示)，或者在包括各接触探针10的接触头10B的端部处(示意性地如图8B所示)喷射用参考标记25表示的汽相涂覆材料。同样在这种情况下，通过汽化进行的涂覆步骤可以影响整个半成品15或整体上影响半成品15中的包括全部接触探针10的部分。
还可以使得加工步骤包括在接触探针10的第一端部(例如包括相应的接触头10B)进行半成品15的第一涂覆步骤，随后是在接触探针10的第二端部(例如包括接触尖端10A)进行半成品15的第二涂覆步骤，按照这个顺序或按照与此相反的顺序，通过浸渍或通过汽化来实现这些第一和第二涂覆步骤。
另外，涂覆步骤可以包括通过阴极溅射工艺实现的一个或多个材料沉积步骤，其中，当被称为靶的固体材料由高能粒子束轰击时，所述固体材料发射原子、离子或分子碎片，之后当半成品与被适当轰炸的靶的涂覆材料一起被置于特殊真空室内时，这些碎片重新凝集在半成品的表面上，并且因此重新凝集在于半成品中制造的接触探针的全部上或延伸部分上。
以此方式，所获半成品15包括例如位于接触探针10的接触头10B处的至少一个涂覆部分，该涂覆部分在图9A中用参考标记14’表示，或者包括例如位于接触探针10的接触尖端10A处的至少一个涂覆部分，该涂覆部分在图9B中用参考标记18’表示。
还可以获得包括在接触探针10的接触头10B处的第一涂覆部分14’以及在接触探针10的接触尖端10A处的第二涂覆部分18’的半成品15，示意性地如图9C所示。
另外，可以获得包括总体上基本类似于接触探针10那样延伸的涂覆部分的半成品15。
在半成品15所经历的不同步骤结束时，接触探针10之后会与基板11分离，优选地是通过断开弱化线LL以及移除将这些接触探针10锚定到基板11的桥式材料13来分离。
在包括一个或多个涂覆步骤的加工步骤的情况下，在分离之后，获得多个接触探针10，每一个接触探针10具有设置有涂覆膜的至少一个端部。
具体地，从图9A所示类型的半成品15开始，获得多个接触探针10，每一个接触探针10包括至少一个涂覆部分14’，该至少一个涂覆部分14’包括接触头10B并且设置有由涂覆部分14’的涂覆材料制成的涂覆膜14A，示意性地如图10A所示。
在一实施例中，位于包括接触头10B处的端部14的涂覆膜14A由具有高电导值的涂覆材料制成，该涂覆材料选自铜、银、金、钯或前四者中的任意金属的合金，或者由石墨烯制成。
在本发明的优选实施例中，导电涂覆材料选自贵金属组、更优选地选择金。以此方式，接触探针10在其端部14与接触垫(例如，在包括非受阻探针的测试头的情况下的空间变换器16的接触垫16A)之间具有改善的电接触特性，再次如图10A所示。
同样，空间变换器16的接触垫16A进而可以由导电材料制成或由该导电材料涂覆，该导电材料特别地为金属或金属合金，更特别地为与实现包括接触探针10的接触头10B的端部14的涂覆膜相同的材料，优选地为金。
类似地，可以在包括接触头10B的端部14处用具有高硬度值的涂覆材料、特别地是具有维氏硬度大于500Hv(等于4903.5MPa)的硬度值的材料制造涂覆膜14A。优选地，涂覆材料选自以下各项：钯或其合金(例如镍-钯合金)，铜及其合金(例如铜-铌或铜-银合金)，铑及其合金，银或金或两者中的任意金属的合金，或者涂覆材料由石墨烯制成，或者甚至由掺杂DLC(“类金刚石”)制成。
在本发明的优选实施例中，涂覆材料是铑，接触探针10的端部14、特别地是接触头10B具有改进的抗摩擦特性。
类似地，从类似于图9B所示类型的半成品15开始，获得多个接触探针10，每一个接触探针包括至少一个端部18，该至少一个端部18包括接触尖端10A并且设置有由涂覆部分18’的涂覆材料制成的涂覆膜18A，示意性地如图10B所示。
特别地，位于包括接触尖端10A的端部18处的涂覆膜18A可以由高电导率涂覆材料制成，使得接触探针10在其端部18与接触垫(例如，待测器件17的接触垫17A)之间具有改善的电接触特性，如图10B所示。
同样，待测器件17的接触垫17A进而可以由导电材料制成或由导电材料涂覆，该导电材料特别为与实现包括接触探针10的接触尖端10A的端部18的涂覆膜18A相同的材料。
或者，位于包括接触尖端10A的端部18的涂覆膜18A可以包括具有高硬度的涂覆材料，接触探针10因此在端部18、特别地在接触尖端10A具有改善的抗摩擦特性。
最后，从类似于图9C所示的半成品15开始，也可以获得多个接触探针10，每一个接触探针10具有第一端部14A和第二端部18，第一端部14A包括接触头10B并且设置有由第一涂覆部分14’的涂覆材料制成的第一涂覆膜14A的，第二端部18包括接触尖端10A并且设置有由第二涂覆部分18’的涂覆材料制成的第二涂覆膜18A，示意性地如图10C所示。适当地，第一和第二涂覆膜14A和18A可以由相同的涂覆材料或不同的材料制成并且它们可以是单层或多层。
还可以考虑接触探针10在端部14和18处具有相同或不同的形状和尺寸，分别如图10C和图10D的替代实施例那样。
另外，有利地根据本发明，包括该多个接触探针10的半成品15的制造方法包括通过半成品15的至少一个部分的介电覆盖材料进行的覆盖步骤，以便在接触探针10的中央部分19A中提供至少一个覆盖膜19，术语“中央部分”是指既不包括接触尖端10A也不包括接触头10B的部分，示意性地如图11A和图11B所示。
适当地，覆盖膜19由介电材料制成，特别地，该介电材料选自氟化聚合物、聚(对二甲苯)聚合物(优选地为C型或F型聚合物)、上述聚合物的共聚物、或纳米复合材料或非聚合DLC(“类金刚石”)、优选地为C型或F型聚合物。
更特别地，覆盖步骤可以包括通过覆盖材料对接触探针10整体进行的涂覆步骤以及对半成品15进行的后续掩模和移除位于接触探针10的相关部分外面的覆盖材料，由此仅在该相关部分例如中央部分19A中实现覆盖膜19。特别地，因此获得具有多个接触探针10的半成品15，当用大体成矩形的掩膜覆盖半成品15的在接触探针10的中央部分19A处延伸的条带时，该多个接触探针10设置有由覆盖膜19覆盖的相应的中央部分19A，示意性地如图11A所示。在这种情况下，覆盖膜19的多个部分19B同样在围绕接触探针10的框架12处保留在基板11的中央部分上。
可替代地，可以使用更复杂的掩模、特别地网状掩模来仅使得接触探针10的中央部分19A未被覆盖，示意性地如图11B所示。
通过非限制性示例，覆盖步骤包括化学气相沉积(CVD)步骤或钝化处理。
还可以使得影响所有探针的加工步骤包括旨在实现覆盖膜19的覆盖步骤。
在这种情况下，有利地根据本发明，加工步骤可以包括半成品15的至少一个部分的至少一个涂覆步骤，该至少一个部分具体地与接触探针10的中央部分19A相对应，其中，电介质覆盖材料适用于实现包括覆盖膜19的涂覆中央部分19’。
方便地，利用介电覆盖材料的涂覆步骤可以包括使用浸浴池20的槽21，在液相介电覆盖材料(图示为26)中对设置有合适的覆盖掩模的半成品15进行浸渍的步骤。
在这种情况下，应当注意，考虑接触探针10的从上,涂覆深度L2延伸到下涂覆深度L3的中央部分19A，液相介电覆盖材料26在槽21中必须至少达到上涂覆深度L2，示意性地如图12A所示。
如前所示，半成品15可以包括覆盖掩模，该覆盖掩模在接触探针10的中央部分19A外侧、即，至少在上涂覆深度L2以上以及下涂覆深度L3以下延伸的涂覆掩模。
可替代地，介电覆盖材料的涂覆步骤可以包括将半成品15浸渍在到达期望的上涂覆深度L2的液相介电覆盖材料26的浸渍步骤，随后是移除低于期望下涂覆深度L3的覆盖膜19的移除步骤。
还可以考虑利用介电覆盖材料的涂覆步骤包括半成品15在液相介电覆盖材料26中的总浸渍步骤，随后是移除高于期望的上涂覆深度L2和低于期望的下涂覆深度L3的覆盖膜19的步骤。
方便地，覆盖膜19的移除步骤可以通过化学蚀刻并且可以归功于使用应用于半成品15的合适掩模发生。
还可以使用汽化室23来溅射汽相介电覆盖材料(图示为27)、以在接触探针10的中央部分19A处实现半成品15的涂覆中央部分19’，示意性地如图12B所示。
适当地，在这种情况下，仅激活包括在上涂覆深度L2与下涂覆深度L3之间的汽化室23的喷嘴24，这些喷嘴与覆盖有覆盖膜19的中央部分19A的延伸部分相对应。
参照前述通过浸渍进行的涂覆步骤，应当注意，由于使用了汽化，还可以仅在半成品15的包括接触探针10的中央部分19A的部分处实现覆盖膜19，从而实现涂覆中央部分19’并且因此避免了将掩模施加到半成品15以及将该掩模从半成品15移除。
在这种情况下，覆盖膜19的多个部分19B可以同样在框架12处保留在基板11上，涂覆中央部分19’沿着全部半成品15延伸，示意性地如图13所示；应当注意，这些部分19B不具有任何用处但是也不会影响从根据本发明的半成品15获得的接触探针的构造或性能。
实际上，在接触探针10与半成品15分离之后，这些部分19B将连同没有接触探针10的基板11以及可能的桥式材料13被去除。
在提供设置有涂覆中央部分19’并且至少布置在一个部分(特别地在接触探针10的中央部分19A)处的半成品15的情况下，应当注意，任何后续的加工步骤也可以将覆盖膜19作为参考或“停止器”(stopper)。
特别地，在后续涂覆接触探针10的端部的步骤情况下，假如覆盖材料被选择为能够完全地或者不完全但能显著地防止涂覆材料粘附，那么涂覆中央部分19’的存在就允许预先决定将由涂覆材料涂覆的端部的尺寸。
如前所示，通过非限制性示例，可以考虑包括至少一个经涂覆的中央部分19’的半成品15的制造方法包括通过涂覆材料(特别地为金属材料或其合金、优选地为金)，对接触探针10的一个或两个端部14和18进行涂覆的一个或多个步骤，这是通过将半成品15浸渍在液相涂覆材料22中，示意性地如图14A和图14B所示，其中，半成品15分别在接触头10B和接触探针10A处被浸渍；或者是通过将半成品15插入汽化室23中，示意性地如图14C和图14D所示，其中，半成品15分别在接触头10B和接触尖端10A处被汽化。
以此方式，获得了包括涂覆中央部分19’以及例如位于接触探针10的接触头10B处(该部分在图15A中用参考标记14’表示)或者位于接触探针10的接触尖端10A处(该部分在图15B中用参考标记18’表示)的至少一个另外的涂覆部分的半成品15。
还可以获得包括涂覆中央部分19’以及位于接触探针10的接触头10B处的另外的第一涂覆部分14’以及位于接触探针10的接触尖端10A处的另外的第二涂覆部分18’的半成品15，示意性地如图15C所示。
因此，根据本发明的制造方法提供：涂覆步骤在半成品15的至少一个涂覆部分14’、18’、19’上实现涂覆膜，其中，至少一个涂覆部分14’、18’位于半成品15的端部，该端部是指在半成品15中实现的接触探针10的包括接触尖端10A或接触头10B的部分，和/或，至少一个涂覆部分19’位于半成品15的中央部分，该中央部分是指在半成品15中实现的接触探针10的既不包括接触尖端10A也不包括接触头10B的部分。
另外，可以获得包括总体上基本类似于接触探针10那样延伸的涂覆部分的半成品15。
还需要注意，限定步骤实现多个接触探针10中的每一个接触探针10包括位于优选地与包括接触探针10的接触尖端10A的第一端部相对应的中央位置的至少一个第一桥式材料13，以及位于优选地与包括接触探针10的接触头10B相对应的侧部位置的至少一个第二桥式材料13。
而且，限定步骤还包括为该多个桥式材料13中的每一个桥式材料13配备至少一条贯穿的弱化线LL，该至少一条弱化线LL适于通过破坏桥式材料13的完整性来帮助接触探针10与基板11分离，该至少一条弱化线LL是通过沿与半成品15的平面正交的方向Z对应地对基板11进行局部薄化来获得的。
在半成品15所经历的不同步骤结束时，接触探针10之后会与基板11分离，优选地是通过断开弱化线LL以及移除将这些接触探针10锚定到基板11的桥式材料13来分离。
在分离步骤之后，在获得多个接触探针10的情况下，每个探针具有由涂覆材料涂覆的并且与由涂覆材料19涂覆的中央部分19A相邻的一个或两个端部，示意性地如图16A-16C所示。
综上，本发明提供了一种包括用于测试头的多个接触探针10的半成品15，该多个接触探针10中的每一个接触探针10在由导电材料制成的基板11中限定并且通过至少一个桥式材料13锚定到基板11。
由于将探针锚定在从其中获得这些探针的层压片中，且仅在整个制造过程结束时才开始从层压片分离这些接触探针，所以根据本发明的半成品允许在整体上对在该半成品中的实现的接触探针进行涂覆和/或覆盖操作。
有利地，该半成品通过一种包括至少一个限定步骤的方法获得，该至少一个限定步骤为通过将材料从基板移除而限定多个接触探针，这些探针可以具有相同或彼此不同的任意形状，每一个接触探针设置有至少一个桥式材料。通过激光切割以非常高效的方式进行此限定步骤，激光切割具有减少的尺寸约束和较高的精度水平，这些特性使得在考虑探针和桥式材料两者的尺寸时是特别有利的。该限定步骤还允许限定桥式材料的弱化线，特别是通过在与半成品的平面正交的方向，在这些弱化线处对这些桥式材料的厚度进行薄化来实现的。
适当地，当通过浸渍在液相涂覆材料中以及通过对汽相涂覆材料进行汽化来实现涂覆时，根据本发明的半成品的制造方法的涂覆步骤还允许将所需的涂覆材料的供应降低到最小水平，从而在半成品的以及所获得的接触探针的最终成本方面获得明显有利的结果，然而，这些涂覆材料非常昂贵。
还可以用能够用作还用于下一涂覆步骤的“停止器”的特别为介电膜的覆盖膜来覆盖半成品，特别地用在由贵金属制成的导体的情况下或者在非常昂贵的材料的情况下是特别有利的导电涂覆膜。
显然，通过上述半成品和制造方法，目的是满足特定需要和规范，本领域技术人员可以执行若干改变和修改，所有这些都包括在由以下权利要求书限定的本发明的保护范围内。

Claims (17)

1.一种半成品(15)的制造方法，所述半成品(15)包括用于电子器件的测试头的多个接触探针(10)，所述方法包括以下步骤：
-提供由导电材料制成的基板(11)；以及
-通过从所述基板(11)移除材料来限定各接触探针(10)，使得各接触探针(10)表现为由至少一个桥式材料(13)锚定到所述基板(11)，所述限定各接触探针(10)的步骤包括：根据所述多个接触探针(10)的轮廓以及所述至少一个桥式材料(13)的轮廓进行激光切割的步骤。
2.根据权利要求1所述的制造方法，其中，所述限定各接触探针(10)的步骤包括：通过掩模工艺对所述基板(11)进行光蚀刻以及后续对所述基板(11)进行化学蚀刻的步骤，所述通过掩模工艺对所述基板(11)进行光蚀刻以及后续对所述基板(11)进行化学蚀刻的步骤可选地包括一个或多个对所述基板(11)进行掩模和蚀刻的步骤和对所述基板(11)进行选择性化学蚀刻的步骤。
3.根据权利要求1或2所述的制造方法，其中，所述限定各接触探针(10)的步骤实现了所述多个接触探针(10)通过相应的多个桥式材料(13)锚定到所述基板(11)，所述多个桥式材料(13)沿着各接触探针(10)按照完全随机的方式、对称地或非对称地布置。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的制造方法，其中，所述限定各接触探针(10)的步骤实现了各接触探针(10)包括至少一个第一桥式材料(13)和至少一个第二桥式材料(13)，所述第一桥式材料(13)位于中央位置、优选地与所述接触探针(10)的包括接触尖端(10A)的第一端部相对应，所述第二桥式材料(13)位于侧部位置、优选地与所述接触探针(10)的包括接触头(10B)的第二端部相对应。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的制造方法，其中，所述限定各接触探针(10)的步骤还包括为各桥式材料(13)设置至少一条贯穿的弱化线(LL)的步骤，所述至少一条弱化线(LL)适于通过破坏所述桥式材料(13)的完整性来帮助所述接触探针(10)与所述基板(11)分离，所述至少一条弱化线(LL)是通过沿与所述半成品(15)的平面正交的方向(Z)对应地对所述基板(11)进行局部薄化来获得的。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的制造方法，其中，所述提供基板(11)的步骤包括以下步骤之一：
-提供由导电材料制成的单层；或者
-提供包括中心层或芯体(11A)的多层，所述中心层或芯体(11A)由被一个或多个涂层覆盖的第一导电材料制成，所述一个或多个涂层由导电材料制成并且适于改善在所述基板(11)中实现的所述接触探针(10)的机电性能和/或硬度方面的性能。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的制造方法，包括涉及包括在所述半成品(15)中的所有所述接触探针(10)的至少一个加工步骤，所述至少一个加工步骤包括选自以下各项的一个或多个步骤：涂覆步骤、覆盖步骤、激光、光刻或电化学限定步骤、电镀步骤、电沉积步骤、微机械加工步骤、溅射步骤、化学或物理蚀刻步骤。
8.根据权利要求7所述的制造方法，其中，所述加工步骤影响所述接触探针(10)的至少一部分或整体上影响所有的所述接触探针(10)。
9.根据权利要求7或8所述的制造方法，其中，所述加工步骤包括对所述半成品(15)的相同部分或不同部分重复多个相同类型的步骤。
10.根据权利要求7-9中任一项所述的制造方法，其中，所述加工步骤包括所述半成品(15)的至少一个涂覆步骤，由此包括所述接触探针(10)或所述接触探针的多个部分的至少一个涂覆步骤，所述涂覆步骤利用选自导电材料和介电材料的涂覆材料制成的涂覆膜来实现。
11.根据权利要求10所述的制造方法，其中，所述涂覆步骤实现了在所述半成品(15)的至少一个涂覆部分(14’，18’，19’)上涂覆所述涂覆膜，所述至少一个涂覆部分(14’，18’)位于所述半成品(15)的端部，该端部是指在所述半成品(15)中实现的所述接触探针(10)的包括接触尖端(10A)或接触头(10B)的部分，所述至少一个涂覆部分(19’)位于所述半成品(15)的中央部分，该中央部分是指在所述半成品(15)中实现的所述接触探针(10)的既不包括接触尖端(10A)也不包括接触头(10B)的部分。
12.根据权利要求10或11所述的制造方法，其中，所述涂覆步骤实施的为由导电材料制成的所述涂覆膜，该导电材料由选自钯、铜、铑、银、金中的金属制成；或由选择钯合金，诸如镍-钯合金、铜合金，诸如铜-铌或铜-银合金、铑合金、银合金、金合金、金银合金中的金属合金制成；或由石墨烯制成，或由掺杂DLC(“类金刚石”)制成，该导电材料优选地选自贵金属组、更优选地为金。
13.根据权利要求10或11所述的制造方法，其中，所述涂覆步骤实施的为由介电材料制成的所述涂覆膜，所述介电材料选自氟化聚合物、聚(对二甲苯)聚合物，优选为聚合物，特别为C型或F型聚合物、前述二种聚合物的共聚物、纳米复合材料或非掺杂DLC(“类金刚石”)，优选地特别为C型或F型聚合物。
14.根据权利要求10至13之一所述的制造方法，其中，所述涂覆步骤选自：
-将所述半成品(15)浸入浸浴池(20)的槽(21)中的液相涂覆材料(22)中，所述槽(21)中的所述液相涂覆材料(22)被填充到适于通过所述涂覆膜涂覆所述半成品(15)的一部分来限定该部分的涂覆深度(L1)；或者
-将所述半成品(15)插入设置有一个或多个喷嘴(24)的汽化室(23)中，所述一个或多个喷嘴(24)适于对应于待被所述涂覆膜涂覆的所述半成品(15)的至少一部分喷射汽相涂覆材料(25)。
15.根据权利要求10至13之一所述的制造方法，其中，所述涂覆步包括通过阴极溅射工艺实现的一个或多个材料沉积步骤，其中，当被称为靶的固体材料被高能粒子束轰击时，所述固体材料发射原子、离子或分子碎片，之后当所述半成品(15)与被适当轰击的所述靶的涂覆材料一起被置于特定真空室内时，这些碎片重新凝集在所述半成品(15)的表面上，并且因此重新凝集在所述半成品(15)中制造的多个接触探针(10)的全部上或延伸部分上。
16.根据权利要求1-15中任一项所述的制造方法，还包括对所述半成品(15)的至少一部分覆盖介电材料实现的覆盖步骤，以在所述半成品(15)的部分上、优选地在与所述接触探针(10)的中央部分相对应的部分上实现至少一个覆盖膜(19)，所述中央部分是指既不包括所述接触尖端(10A)也不包括所述接触头(10B)的部分。
17.一种半成品(15)，包括用于测试头的多个接触探针(10)，各接触探针(10)在由导电材料制成的基板(11)中实现并且由至少一个桥式材料(13)锚定到所述基板(11)，所述半成品(15)是通过根据权利要求1-16中任一项所述的制造方法实现的。
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