CN108663553A - 一种接触式半导体材料测试头 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种接触式半导体材料测试头，其包括壳体和设于壳体内的探针组合；探针组合包括平板拉簧和探针，平板拉簧两侧对称，包括下部的弹簧端和上部的延伸端，探针固定于弹簧端的中心，延伸端为中空平板状；平板拉簧为多个，多个平板拉簧重叠在一起，通过平板拉簧的延伸端设置于壳体内，平板拉簧的弹簧端设于壳体下部，且相邻两个平板拉簧之间均设有绝缘薄膜隔离层，平板拉簧的弹簧端包括设于两侧的弹簧部和设于两个弹簧部中间的中间部，中间部的中心设有竖直卡槽，探针设于卡槽内。本发明彻底消除了侧向力、结构简单、零部件少，可大幅度缩小探针间距，降低测试中边缘效应对总体测试精度的造成的负面影响，测试精度高、成本低、使用寿命长。

Description

一种接触式半导体材料测试头
技术领域
本发明涉及半导体材料测试技术领域，尤其涉及一种结构简单、测试精度高、探针间距小、成本低、寿命长的接触式半导体材料测试头。
背景技术
现有的接触式半导体测试头，内部除布置有电气线路外，主要是由探针和弹簧构成测试头的要素条件。由于半导体测试头探针间间距很小，布置相应机构的空间有限，一般采用悬臂压簧对探针施力，或通过杠杆延伸，间接地对探针施力。这类结构所导致的侧向力使得探针在导向轴承内形成附加摩擦力，这种摩擦力会由于材料、制造等方面的原因对压力的精确度产生离散性影响，使探针与被测面的实际接触压力存在不确定性干扰，压力的上下行包络线面积较大，使探针压力复现性无论是静态或动态都无法达到较高的精度，从而影响测试结果。而采用螺旋压簧对探针直接施力，在结构布置上存在困难；如果直接对探针压力进行调节，将难以缩小探针间距，因此在半导体测试领域极少采用。
发明内容
为了解决现有技术中的问题，本发明的目的是提供一种接触式半导体材料测试头，其采用平板对称拉簧，将探针置于拉簧中心，彻底消除侧向力，其结构简单、零部件少，可大幅度缩小探针间距，降低测试中边缘效应对总体测试精度的造成的负面影响，测试精度高、成本低、使用寿命长。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
本发明提供了一种接触式半导体材料测试头，其包括壳体和设于壳体内的探针组合；所述探针组合包括平板拉簧和探针，所述平板拉簧两侧对称，所述平板拉簧包括下部的弹簧端和上部的延伸端，所述探针固定于所述弹簧端的中心，所述延伸端为平板状；所述平板拉簧为多个，多个平板拉簧重叠在一起，通过所述平板拉簧的延伸端卡设于壳体内，所述平板拉簧的弹簧端设于壳体下部，且相邻两个平板拉簧之间均设有绝缘薄膜隔离层。
优选的方案，所述平板拉簧的弹簧端包括设于两侧的弹簧部和设于两个弹簧部中间的中间部，所述中间部的中心设有竖直卡槽，所述探针设于卡槽内。
进一步优选的方案，所述探针与平板拉簧之间的连接方式为焊接。
更进一步优选的方案，所述卡槽上设有多个槽口，通过所述槽口实现探针与平板拉簧之间的牢固焊接。
再进一步优选的方案，所述相邻的探针之间设有绝缘薄膜隔离层。
所述平板拉簧的上部设有激光引线端子。
所述延伸端的平板为中空的平板。中空可以提高测试频率，当然低频率情况下不是中空也是可以的。
通过采用以上技术方案，本发明一种接触式半导体材料测试头与现有技术相比，其有益效果为：
1、本发明结构简单、零件少，结构紧凑，克服了弹簧在空间布置上的局限性，进一步缩小了探针间距。
2、本发明采用平板对称拉簧，将探针置于拉簧中心，从源头上消除了侧向力，提高了施力精度，从而提高了半导体材料测试过程中的测试精度。
3、平板拉簧的卡槽上设有多个槽口，二者设槽后焊料填充比较充分，从而实现了探针与平板拉簧之间的牢固焊接。
4、平板拉簧的平板部为中空平板，即其中心为了减少寄生电容是挖空的，这样，在高频应用时，避免了因为寄生电容过大而影响测试速度的情况发生。
5、本发明可适用于各种规格的大小测试头，若选择合适的绝缘薄膜厚度、探针直径，可以较大幅度缩小探针间距，有效降低测试中边缘效应对总体测试精度的造成的负面影响。
6、由于结构已经决定力的直接传递，因此本发明探针受力稳定可靠，几乎不存在呆滞区，探针压力精确度高。
7、由于结构简化，同类精度要求下，本发明的制造成本下降。
8、本发明的寿命较传统样式的接触式半导体材料测试头成数倍的增长。
附图说明
图1为本发明一种接触式半导体材料测试头的平板拉簧的结构示意图；
图2为本发明一种接触式半导体材料测试头的探针的结构示意图；
图3为本发明一种接触式半导体材料测试头的探针组合的结构示意图；
图4为本发明一种接触式半导体材料测试头的立体视图；
图5为本发明一种接触式半导体材料测试头的正视图；
图6为本发明一种接触式半导体材料测试头的侧视图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实例，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
一种接触式半导体材料测试头，其包括壳体1和设于壳体1内的探针组合2。
所述探针组合2包括平板拉簧3和探针4，所述平板拉簧3两侧对称，所述平板拉簧3包括下部的弹簧端31和上部的延伸端32，所述延伸端32为平板状，所述弹簧端31包括设于两侧的弹簧部311和设于两个弹簧部311中间的中间部312，所述中间部312的中心设有竖直卡槽313，所述探针4焊接于卡槽313内。所述卡槽313上设有多个槽口314，所述探针4的相对应部位设有固定槽41，所述探针4通过槽口314和固定槽41焊接于平板拉簧3下部，设槽口314和固定槽41后，焊料填充比较充分，从而实现了探针与平板拉簧之间的牢固焊接。所述平板拉簧3的上部还设有两个激光引线端子33，实际使用时只用到一个激光引线端子33，需要在装配前去掉一个，本实施例是因为加工工艺上的原因，一次性割出四片弹簧，它们的弹力一致性才能符合要求。
所述平板拉簧3为多个，多个平板拉簧3重叠在一起，并通过所述平板拉簧3的延伸端32设置于壳体1内，所述平板拉簧3的弹簧端31设于壳体1的下部，且相邻两个平板拉簧3之间均设有绝缘薄膜隔离层，相邻的探针4之间也设有绝缘薄膜隔离层。
本发明的工作原理为：本发明由于采用平板对称拉簧固定硬质合金探针，由平板拉簧的结构决定，当探针受力时将向上的力传递到平板对称拉簧的顶端，产生左右二路对称的力作用于拉簧，使其产生形变，因此，从源头上消除了侧向力，提高了施力精度，从而提高了半导体材料测试过程中的测试精度，且探针受力稳定可靠，使用寿命长，几乎不存在呆滞区，探针压力精确度高，且探针间的绝缘薄膜完成探针与探针之间的隔离，性能可靠。
上述的具体实施方式只是示例性的，是为了更好地使本领域技术人员能够理解本专利，不能理解为是对本专利包括范围的限制；只要是根据本专利所揭示精神的所作的任何等同变更或修饰，均落入本专利包括的范围。

Claims (7)

1.一种接触式半导体材料测试头，其特征在于，其包括壳体和设于壳体内的探针组合；所述探针组合包括平板拉簧和探针，所述平板拉簧两侧对称，所述平板拉簧包括下部的弹簧端和上部的延伸端，所述探针固定于所述弹簧端的中心，所述延伸端为平板状；所述平板拉簧为多个，多个平板拉簧重叠在一起，通过所述平板拉簧的延伸端设置于壳体内，所述平板拉簧的弹簧端设于壳体下部，且相邻两个平板拉簧之间均设有绝缘薄膜隔离层。
2.根据权利要求1所述的一种接触式半导体材料测试头，其特征在于，所述平板拉簧的弹簧端包括设于两侧的弹簧部和设于两个弹簧部中间的中间部，所述中间部的中心设有竖直卡槽，所述探针设于卡槽内。
3.根据权利要求2所述的一种接触式半导体材料测试头，其特征在于，所述探针与平板拉簧之间的连接方式为焊接。
4.根据权利要求3所述的一种接触式半导体材料测试头，其特征在于，所述卡槽上设有多个槽口，通过所述槽口实现探针与平板拉簧之间的牢固焊接。
5.根据权利要求1所述的一种接触式半导体材料测试头，其特征在于，所述相邻的探针之间设有绝缘薄膜隔离层。
6.根据权利要求1所述的一种接触式半导体材料测试头，其特征在于，所述平板拉簧的上部设有激光引线端子。
7.根据权利要求1所述的一种接触式半导体材料测试头，其特征在于，所述延伸端的平板为中空的平板。
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