CN109564241A - 用于测试电子器件的装置的接触探针和相应测试头 - Google Patents

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Abstract

本文描述了一种用于测试电子器件的装置的测试头的接触探针(20)，该接触探针包括探针主体(20C)，该探针主体(20C)在适于实现与相应接触垫接触的相应端部(20A，20B)之间沿纵向延伸，至少一个端部(20B)的横向尺寸大于所述探针主体(20C)并包括扩大部分(22)，该扩大部分(22)仅对应于所述接触探针(20)的第一侧壁(23a，23b)突出。适当地，所述至少一个端部(20B)还包括至少一个突起(24)，该至少一个突起(24)从与第一侧壁(23a，23b)相对的第二侧壁(23b，23a)突出并且沿接触探针(20)的纵轴(HH)从所述扩大部分(22)开始朝向第二相对壁(23a，23b)延伸。

Description

用于测试电子器件的装置的接触探针和相应测试头
技术领域
本发明涉及用于测试电子器件的装置的接触探针和相应测试头。
本发明特别但不排他地涉及用于测试集成在晶片上的电子器件的装置的垂直接触探针和测试头，并且参考该应用领域进行以下描述，其目的仅在于简化其介绍。
背景技术
众所周知，探头本质上是一种适于将微结构的多个接触焊盘或垫、特别是集成在晶片上的电子器件与执行其功能检查(特别是电气检查，即测试)的测试装置的相应通道电连接的装置。
在集成器件上执行的测试对于检测和隔离已经处于制造阶段的有缺陷的器件特别有用。通常，探针卡因此用于在晶片集成器件被切割和组装在芯片容纳封装中之前对晶片集成器件进行电测试。
测试头基本上包括多个基本上为杆状的接触元件或接触探针，其配备有至少一个接触端，该接触端适于邻接到被测集成器件的接触垫上。
在本领域中广泛使用的是所谓的垂直探头，其包括由至少一对板或导引件保持的多个接触探针，所述板或导引件基本上为板形并且彼此平行。这种导引件设置有合适的孔并且彼此间隔一定距离放置，以便留下用于移动的自由区域或自由空间以及接触探针的可能变形。该对导引件尤其包括上模和下模，两者都配备有导引孔，接触探针在导引孔内轴向滑动，通常由具有良好电气和机械特性的特殊合金线形成。
本领域中通常使用的术语“上”和“下”也出于清楚的原因在本说明书中参考附图的局部参照系来使用，无论以任何方式都不应将它们视为限制。
测试探针和被测器件的接触垫之间的良好连接通过器件本身上的测试头的压力来确保，接触探针可在上导引件和下导引件中的导引孔内移动，在这种压力接触的情况下，在两个导引件之间的自由区域内弯曲并且在这种导引孔内滑动。
特别地，图1A示意性地示出了测试头10，其包括至少一个下板形支撑或导引件2和上板形支撑或导引件3，其具有相应的导引孔2A和3A，至少一个接触探针1在导引孔2A和3A滑动。
接触探针1具有至少一个端部或接触尖端1A，用于邻接被测器件4的接触焊盘或垫4A，以便在被测器件4与测试装置(未示出)之间形成机械和电接触，测试装置的测试头10形成终端元件。
对于术语“接触尖端”，这里表示并且超出了用于与焊盘或接触垫接触的端部区域或部位，这种接触区域或部位不一定是尖锐的。
在某些情况下，接触探针以固定的方式与上导引件相对应地结合到测试头本身：这是探头被堵塞的情况。
然而，更常见的是，测试头与探针一起使用，探针不是以固定方式结合，而是通过微型触摸器保持与板接口：这是未阻塞探头的情况。微型触头通常被称为“空间变换器”，因为除了与探头的接触之外，它还允许在空间上重新分布在其上实现的接触垫，相对于被测器件上的接触垫，特别是放松对垫片们本身中心之间距离的要求的情况下。
在这种情况下，如图1A所示，接触探针1具有朝向这种空间变换器5的接触垫5A的附加端部或接触头1B。通过将接触探针1的接触头1B压靠在空间变换器5的接触焊盘5A上，以类似于与被测器件4的接触的方式确保探针1和空间变换器5之间的良好电接触。
下导引件2和上导引件3适当地由自由区域6隔开，自由区域6允许接触探针1的变形。最后，导引孔2A和3A的尺寸设计成允许接触探针1在其内滑动。
在以所谓的“带有移位板”的技术实现的测试头的情况下，还已知考虑下导引件和上导引件2、3之间的移位，以便引起探针主体在基本上中心的位置的变形，如图1A所示的例子。
制造测试头的关键参数是被测器件的接触垫中心之间的距离(所谓的间距)。随着相应制造技术的进步，集成电子器件的间距确实变得越来越小，迫使测试头中的接触探针高堆积，并且当希望避免探针之间相互接触时引起定位问题。
在最新的技术中，集成器件上的接触垫的中心之间的距离(即间距)已经减小到包括在30μm到80μm之间的值。该间距减小更严格地涉及矩阵类型的垫配置。在这种情况下，同一直线或同一列上的接触垫的中心之间的距离都具有介于30μm到80μm之间的值。
间距值的这种减小引入了与相邻探针之间(在其突起部分之间)的接触相关的问题。
实际上已知的是，如图1A所示，实现接触探针1，以便具有至少一个扩大部分，特别是扁平的，对应于端部，特别是接触头1B。接触探针的这种扩大部分特别用于确保探针不会从在测试头的上导轨或下导轨中形成的相应导引孔中滑出，并且因而具有相对于接触探针的其余部分的主要尺寸，特别是至少直径大于探针主体的直径，这是指通过直径增大这些部分的延伸尺寸；此外，接触探针的这种扩大部分的直径大于在上导引件中制成的导引孔的直径。
准确地说，接触探针的扩大部分的尺寸过大会加剧上述堆积问题，从而极大地限制了将相邻探针拉近的可能性，特别是对应于这些部分，相邻探针之间更可能接触，并且在规划接触探针和包括它们的测试头时，还应考虑在相邻探针之间保持最小距离值，特别是与它们的扩大部分相对应，例如接触头的部分。这种适于防止相邻探针之间接触的最小距离肯定会影响测试头能够测量的装置的接触垫的中心的距离或间距。
还已知实现具有端部、特别是接触头的接触探针，其具有不对称的侧面尺寸，如图1B中示意性所示：这是不对称接触头的情况。这种不对称的接触头确实能够确保探针在相应的导引孔内的抓握，以降低探针在它们之间接触的风险，从而允许将它们拉得更近，同时减小可以由包括这种探针的测试头测试的器件的接触垫的中心的距离(间距)。例如在2015年3月13日代表申请人注册的意大利专利申请N.MI2015A000390中描述了这种具有不对称头的接触探针。
更特别地，接触头1B包括扩大部分12，该扩大部分12仅对应于接触探针1的侧壁突出，在所示的示例中，对应于接触探针1的第一侧壁11a，布置探针本身的右侧，在图的局部坐标系中。相反，对应于第二相对侧壁11b，接触头1B不具有任何扩大和突起部分。这样，接触头1B具有不对称的配置。
应该提到的是，接触探针1的接触头1B因此具有底切壁12a，对应于扩大部分12，底切壁12a适于邻接到导引件(特别是上导引件3)的相应面，从而防止接触探针1从导引件滑出并因此从测试头10滑出，例如当接触探针1没有邻接在相应的接触垫上并且倾向于向下滑动时，考虑到图的局部坐标系。
然而，实际上，当测试头10没有邻接在被测器件4上时，探针是浮动的，接触探针1可以移动，特别是在相对于导引件和导引孔横向的方向上移动，扩大部分12和相应的底切壁12a相对于它们应该邻接的导引件的上表面移动，以确保探针的正确保持。
因此，显而易见的是，将接触探针1的接触头IB的尺寸、特别是其扩大部分12的尺寸减小到最小的需要与确定性相冲突，以即使在没有测试头所邻接的被测器件的情况下确保在测试头10中正确保持探针，如在测试头10的正常工作期间发生的那样。
在测试头10及其所包含的接触探针1的组装操作和清洁操作期间，这个问题进一步加剧，接触探针涉及使用强大的空气射流，这导致接触探针1的不期望的浮动，因此不希望的相应的接触头IB的扩大部分12的底切壁12a的定位与在测试头的导引件中容纳探针的导引孔相对应，在这种情况下通过这样的突起部分12不再能够邻接在导引件的下面上来实现接触探针1的不保持，特别是当突起部分12的长度被特别包含时，特别是当对应于这样的突起部分12的接触头1B的尺寸小于在上导引件3中实现的导引孔3A的直径时。
本发明的技术问题是提供一种接触探针和相应的测试头，用于与电子器件的测试装置连接，特别是集成在晶片上，具有结构和功能特性，以便克服这些限制和迄今为止根据现有技术实现的测试头的缺点，特别是能够更好地堆积探针，在任何情况下都避免了相邻探针之间的接触，即使是非常接近的接触垫的配置，即具有极小的间距，同时保证探针在测试头内的正确保持，特别是在没有被测器件邻接到这种测试头上和清洁操作期间。
发明内容
在本发明的基础上的解决方案构思是实现具有端部的接触探针，特别是接触头，其具有不对称的横向尺寸，在与接触头的这种横向尺寸相反的方向上进一步配备有至少一个突起，与接触探针的一部分相应地适当实现，因此能够确保探针在相应的测试头内的抓握而没有探针在它们之间接触的风险，同时减小探针之间的距离，从而减小被测器件的接触垫中心的距离(间距)。基本上，在容纳相应的接触探针的导引孔内存在突起防止其横向移动并且保证其头端部分的扩大部分总是具有位于下方的导引部分，即，探针即使在没有测试头所邻接的被测器件存在的情况下、而且特别是在清洁和组装操作期间都不会从测试头滑出。
探针之间的距离可以通过探针在测试头内、特别是相邻探针的合适布置来进一步减小，即根据被测集成器件的相应接触垫的分布方向连续的探针，以及根据在接触垫的矩阵分布的情况下纵向或者横向连续的探针的合适布置。
在这种解决方案的基础上，通过用于测试电子器件的装置的测试头的接触探针解决了技术问题，该接触探针包括探针主体，该探针主体在适于与相应的接触垫接触的相应端部之间基本上沿纵向延伸，至少一个端部具有相对于探针主体更大的横向尺寸，并且包括仅相应于接触探针的第一侧壁突出的扩大部分，其特征在于，所述至少一个端部还包括至少一个突起，所述至少一个突起从与第一侧壁相对的第二侧壁突出，并且作为第二相对壁沿着接触探针从扩大部分起的纵向展开轴线的实质性(substantial)延伸。
更具体地，本发明包括单独地或者如果必要的话组合地使用的以下附加和非强制特征。
根据本发明的一个方面，突起可以形成在接触探针的一部分中，该部分是要包含在容纳接触探针的导引件的导引孔中。
根据本发明的另一方面，所述至少一个端部可以是适于邻接到空间变换器的接触垫上的测试头，并且所述另一个端部可以是适于邻接到被测器件的接触垫上的接触尖端。
此外，根据本发明的另一个方面，扩大部分可以限定至少一个底切壁，并且突起可以具有主横向延伸点，所述主横向延伸点远离底切壁，底切壁的高度在10μm至100μm的范围内。
更特别地，所述至少一个端部的尺寸直径可以等于探针主体的直径与扩大部分的与底切壁长度对应的第一横向尺寸的总和，直径是指相应的横截面的更大延伸尺寸，并且突起可以具有第二横向尺寸，该第二横向尺寸具有等于第一横向尺寸的值，相差正负50％。
根据本发明的这个方面，扩大部分和突起的第一和第二横向尺寸分别可以满足以下条件：
L1+L2+Ds>Df
L1+Ds<Df，以及
L2+Ds<Df
其中：
L1：扩大部分的第一横向尺寸；
L2：突起的第二横向尺寸；
Ds：接触探针的直径；以及
Df：适于容纳接触探针并包含突起的导引孔的直径。
特别地，扩大部分的第一横向尺寸可以具有介于5μm到25μm之间的值，并且突起的第二横向尺寸可以具有介于2μm到20μm之间的值。
此外，探针的直径可以具有介于20μm到150μm之间的值，并且头的直径可以具有介于15μm到120μm之间的值。
根据本发明的另一个方面，突起还可以包括凹槽，该凹槽对应于接触探针的第二侧壁上的扩大部分，该第二侧壁与第一侧壁相对，扩大部分从第一侧壁突出。
特别地，这种凹槽可以在接触探针的端部内从第二侧壁开始延伸的长度等于扩大部分的横向尺寸，相差正负50％。
此外，这种凹槽的长度可以具有介于1μm到20μm之间的值。
此外，凹槽可以沿端部的所有纵向尺寸延伸。
根据本发明的另一个方面，接触探针可以包括在接触探针的端部中形成的另外的凹槽，该另外的凹槽对应于接触探针的第一侧壁上的突起，该第一侧壁与第二侧壁相对，突起从第二侧壁突出。
特别地，这种另外的凹槽可以在接触探针的端部内从第一侧壁开始延伸的长度等于扩大部分的横向尺寸，相差正负20％。
根据本发明的另一方面，接触探针还可包括至少一个从其侧壁之一开始的突出元件或止挡件。
根据本发明的这个方面，止挡件可以从第一侧壁突出，端部的扩大部分从第一侧壁突出。
更特别地，止挡件可以从探针主体突出，用于横向突起，该横向突起的尺寸等于探针直径的10-50％。
此外，止挡件的横向突出的尺寸可以介于5μm到25μm之间。
根据本发明的另一方面，止挡件可以以这样的方式定位，即在其正常工作期间不与包括接触探针的测试头的导引件接触，以便不干扰接触探针的移动。
该技术问题还通过一种用于电子器件的功能测试的垂直探头来解决，该垂直探头包括至少一对上导引件和下导引件，该上导引件和下导引件由合适的自由区域分开并且配备有用于滑动地容纳多个接触探针的相应导引孔，每个接触探针如上所述实现。
根据本发明的另一个方面，上导引件和下导引件可以适当地在彼此之间移动，以便产生与自由区域进入接触探针相应的预变形，接触探针在相应导引孔中滑动，每个接触探针的端部的扩大部分可以从接触探针的侧壁突出，该侧壁位于上导引件的导引孔的壁上，扩大部分的底切壁适于邻接在上导引件的第一面上，特别是位于测试头所邻接的空间变换器前面的面，并且突起可以具有主横向延伸点，该主横向延伸点适于位于上导引件的导引孔的第二相对壁上。
根据本发明的另一方面，测试头可包括按照纵向或横向相邻的探针，其中扩大部分全部从相应的壁突出。
或者，测试头可包括根据纵向或横向相邻的探针，其中扩大部分交替地从相应的相对壁突出。
根据本发明的另一方面，探针可包括从其一个侧壁开始的至少一个突出元件或止挡件。
特别地，止挡件可以定位在自由区域中并且从扩大部分从其突出的侧壁突出，这种止挡件具有支撑表面，该支撑表面暴露在上导引件上并且适于邻接在上导引件的面上，该上导引件的面与扩大部分的底切壁邻接的面相对。
最后，上导引件可包括至少一对彼此平行且由另外的自由区域隔开的支撑件，该止挡件在附加的自由区域中实现，从与扩大部分所突出的壁或相应的壁或向相对壁突出。
根据本发明的接触探针和测试头的特征和优点将从此处和下文参考附图对实施例的描述中清楚地看出，这些实施例作为指示给出而不是限制性的。
附图说明
在附图中：
图1A和1B示意性地示出了根据现有技术实现的垂直探头的可选实施例；
图2示意性地示出了根据本发明实现的垂直接触探针；
图3A-3F以放大的比例示意性地示出了图2的接触探针的细节的替代实施例；
图4A-4B示意性地示出了根据本发明的测试头，特别是移位板类型的测试头，包括根据本发明的接触探针的替代实施例，出于简化的原因仅示出了一个探针；
图5A和5B示意性地示出了根据本发明的测试头，其包括至少一对不同配置的相邻接触探针；以及
图6A、6B、7A、7B和8示意性地示出了根据本发明的测试头的替代实施例。
具体实施方式
参考这些附图，尤其是图2，20总体上表示根据本发明的实施例的适于容纳在用于测试特别是集成在晶片上的电子器件的测试头中的接触探针。
应当注意，附图是根据本发明的接触探针和测试头的示意图，并未按比例绘制，而是以强调本发明的重要特征的方式绘制。
此外，作为附图中的示例表示的本发明的不同方面显然可以在它们之间组合，并且可以在实施例之间互换。
根据本发明的一个方面，接触探针20包括在相应端部(特别是接触尖端20A和接触头20B)之间延伸的所谓探针主体20C。适当地，至少一个端部(特别是接触头20B)相对于探针主体20C具有更大的横向尺寸。更特别地，接触头20B具有横截面，其具有至少一个头直径Dt，该头直径Dt大于探针主体20C的横截面的探针直径Ds(Dt>Ds)，直径是指这种截面的较大延伸尺寸。
接触探针20的接触探针20A是锥形的并且结束于接触部分21A，接触部分21A用于邻接被测器件的接触垫；类似地，在具有未阻塞探针的测试头的情况下，接触头20B具有锥形部分，该锥形部分结束于接触部分21B。该接触部分21B用于邻接空间变换器的平台(land)或接触垫。
接触部分21A和21B可以以这样的方式配合以限定基本上为点状的触点，或者可以具有圆形形状或者也可以具有基本上平板的形状，可能具有相较于端部的其余部分小的直径。
适当地，根据本发明，接触头20B包括扩大部分22。该扩大部分22仅对应于接触探针20的侧壁(在所示示例中对应于接触探针20的第一侧壁23a)突出，在图的局部参照系中布置在探针本身的右侧。。相反，对应于第二相对侧壁23b，接触头20B不具有扩大部分和突出部分。以这种方式，接触头20B相对于接触探针20的纵向延伸轴线HH具有不对称的构造。
需要说明的是，通过这种方式，接触头20B具有底切壁22a，该底切壁22a对应于扩大部分22，适于邻接在导引件的相应面上，防止接触探针滑出导引件，从而防止接触探针滑出测试头，例如当接触探针20没有邻接到相应的接触垫上并且看起来向下滑动时，考虑到图的局部参照系。更特别地，扩大部分22限定了底切壁22a，底切壁22a的长度L1的值等于探针直径Ds的20-60％。这样，接触头20B具有尺寸直径，特别是头直径Dt等于探针直径Ds与长度L1之和：Dt＝Ds+L1。长度L1也将表示为第一侧面尺寸。
在最广泛的应用中，底切壁22a的第一侧面尺寸L1具有介于5微米到25微米之间的值，探针直径Ds具有介于20微米到150微米之间的值，并且头直径Dt具有介于15微米到120μm之间的值。
有利地，根据本发明，接触探针20还包括至少一个突起24，突起24对应于探针主体20C的壁突出，该壁与扩大部分22从其突出的壁相对。在图中所示的示例中，突起24因此相对于第二侧壁23b突出，即在探针本身的左侧，在图的局部参照系中。
突起24又限定第二横向尺寸L2，该第二横向尺寸的值等于第一横向尺寸L1的值，相差正负50％(L2＝L1±50％)。
第二横向尺寸L2的值尤其可以在2μm到20μm之间变化。
此外，突起24适当地对应于接触头20B实现在接触探针20的部分20F中，该接触头20B包含在容纳接触探针20的导引件G中限定的导引孔FG中。
这样，可以立即清楚地看出，这种突起24防止接触探针20在导引孔FG内移动，从而使扩大部分22的底切壁22a与导引孔FG本身相对应，从而保证了即使在没有测试头和接触探针20所邻接的被测器件的情况下，接触探针20也正确地保持在相应的测试头中，因为底切壁22a总是具有位于下方的导引件G的至少一部分。
适当地，扩大部分22和突起24被实现为使得相应的横向尺寸L1和L2防止接触探针20滑出容纳它的测试头，同时它们保证在测试头本身的装配操作期间在导引孔中通过。
特别地，扩大部分22和上导引件23被实现为遵守以下条件：
L1+L2+Ds>Df
L1+Ds<Df，以及
L2+Ds<Df
其中：
L1：扩大部分22的第一横向尺寸的长度；
L2：突起24的第二横向尺寸的长度；
Ds：接触探针20的直径；以及
Df：相应导引孔FG的直径。
特别地，突起24实现为扩大部分22沿接触探针20的纵向延伸轴线22在接触尖端20A的方向有显著的延伸。更具体地，突起24的主横向延伸点与扩大部分22的底切壁22a之间相差的高度H*在10μm到100μm之间。
可以实现具有不同有利形状的突起24，其中一些在图3A-3F中作为示例示出。
这样的突起24可以具有基本上圆形的形状，如图3A中示意性所示，突起24的横向尺寸L2是其一个峰值点与接触探针20的壁(突起24由此突出)之间的距离，所示的例子是第二侧壁23b。
或者，这种突起24可以具有更四方的形状(如图3B所示)或简单的尖端的形状(如图3C所示)。
在图3D中示意性地示出的优选实施例中，接触探针20的接触头20B可以进一步包括凹槽22C，凹槽22C基本上对应于扩大部分22和接触探针20的与扩大部分22突出的壁相对的壁，在所示的示例中是第二侧壁23b。
特别地，凹槽22C在接触探针20的接触头20B内从第二侧壁23b开始延伸的长度L3等于从壁23a开始的扩大部分22的第二横向尺寸L2，相差正负50％(L3＝L2±50％)。以这种方式，对应于这种扩大部分22，接触头20B的直径Dt*减小。
长度L3的值尤其可以在1μm到20μm之间变化。
在图3E所示的另一替代实施例中，凹槽22C沿接触头20B的整个纵向延伸部延伸，特别是延伸到相应的接触部分21B，从而将其整体尺寸减小了等于长度L3的量。
为了减小由探针直径Ds和第二横向尺寸L2之和(Ds+L2)给出的总尺寸，还可以考虑与突起24相对应地减小探针直径Ds，如图3F所示，特别是形成另外的凹槽24C，该凹槽24C具有相对于探针主体、特别是相对于接触探针20的与突起24所突出的壁相对的壁(在本示例中为第一侧壁23a)的向内等于长度L4的曲线；更具体地说，附加凹槽24C的长度L4的尺寸等于第二横向尺寸L2的值，相差正负20％(L4＝L2±20％)。
具有上述类型的接触探针可用于制造测试头，例如在图4A和4B中示意性地示出并且用30整体表示。
特别地，测试头30容纳多个接触探针20，并且包括配备有相应的导引孔25A和26A的至少一个下导引件25和上导引件26，所述类型的接触探针20在导引孔25A和26A内滑动。为简单起见，在图4A和4B中仅示出了一个接触探针20。
每个接触探针20具有接触尖端20A和接触头20B，接触尖端20A适于邻接到被测器件27的相应的焊盘或接触垫27A上，接触头20B适于邻接到空间变换器28的焊盘或接触垫28A上。
在所示的例子中，测试头30是垂直探针并且具有移位板类型；所示探针包括位于上导引件26和下导引件25之间的延伸到自由区域29中的探针主体20C。如前所述，为方便起见，术语“上”和“下”已被用作本发明的技术领域中的典型并且是参考图中的局部参照系而言的，并不意味着它们要以任何方式限制本发明。
特别地，下导引件25和上导引件26适当地相对移动，以便在其导引孔25A、26A中滑动的接触探针20上压印(impress)对应于导引件之间的自由区域29的预变形，在测试头30工作期间，当接触探针20的接触尖端20A压接到被测器件27的接触垫27A上并且接触探针20对应于自由区域29弯曲时，这种预变形增加。
接触探针20具有多个截面，特别是对应于探针主体20C，探针直径Ds的范围为0.5mils至5mils，根据测试头30的用途而选择，而装有扩大部分22的接触头20B具有头直径Dt在0.8mils至3.5mils范围内的截面，其中直径总是指这种非必要为圆形部分的最大尺寸。
应当注意，在图4A中所示的具有移位板的配置中，接触探针20容纳在测试头30中，以便具有从接触探针20的壁(本例中为第一壁23a)开始突出的扩大部分22，该壁置于存在于这种扩大部分22下方的上导引件26的导引孔26A的壁上。
以这种方式，扩大部分22的底切壁22a适于邻接上导引件26的第一面F1，特别是位于面变换器28前方的面，也表示为上面，总是使用局部坐标系；此外，上导引件26具有第二相对面F2，也表示为下表面。
适当地，如图4B中示意性所示，接触探针20还包括从相应的主体20C突出的至少一个元件，对应于接触探针20的第一壁23a或第二壁23b。这种突出元件特别是对于实现接触探针20的止动装置是有用的，该止动装置适于防止接触探针20即使在没有被测器件27或空间变换器28的情况下在相对于测试头20B的相反方向上滑出测试头30；因此，这种止动装置用作止挡件31。
止挡件31能够防止相应的接触探针20向上移动(在图4B的局部参照系中)。适当地，止挡件31与接触探针20的主体20C形成为一体。
在图4B所示的实施例中，止挡件31定位在自由区域29中并且从第一壁23a(特别是与接触头20B的扩大部分22所突出的相同的壁)突出。这样，止挡件31从接触探针20的壁(即在所示示例中的第二侧壁23b)突出，该壁与覆盖它的上导引件26的导引孔26A的壁接触。
更特别地，止挡件31具有支撑区域31a，支撑区域31a暴露于上导引件26并且适于邻接到这种导引件的第二面F2上，即，在与扩大部分22的底切壁22a所邻接的第一面F1相对的面上。支撑区域31a从接触探针20的第一侧壁23a突出长度L5，即，止挡件31具有横向突起，该横向凸起的尺寸L5特别等于探针直径Ds的10～50％(L5＝10～50％*Ds)。
更特别地，止挡件31的横向突起具有包括在5μm和25μm之间的尺寸L5。
有利地，根据本发明，由于接触探针20的构造，可以在它们之间拉近在测试头30中相邻的接触探针20，无论如何都给予应该在探针的主要尺寸的部分之间的最小距离Dm，即如图5A中示意性地示出的那样，对应于相应的接触头20B，其中最小距离Dm是指适于防止相邻探针之间接触的值，通常在10μm到20μm之间。
显然，接触探针20的接触尖端20A因此也更靠近，因此可以更接近被测器件27的接触垫27A，或者更好地是接近这种垫的中心，从而减小间距P1，特别是减小到与集成电路最现代的集成和设计技术兼容的值。
根据图5B中示意性示出的替代实施例，在测试头30内，还可以以如下方式设置接触探针20：根据纵向或横向方向的相邻探针20、20'具有从相对的壁23a、23'b突出相应的扩大部分22、22'。在这种情况下，第一探针20包括从其一个壁23b和第二探针20'突出的突出部分22，第二探针20'按照纵向或横向方向(根据被测器件27的垫27A的构造)与第一探针20相邻，，包括从一个相对的壁23a'突出的相应的突出部分22'；换句话说，相邻探针20、20'具有相对于纵向或横向方向(多个探针沿该方向对齐)从相对侧突出的扩大部分22、22'。
通过这种方式，可以进一步拉近相邻的探针，特别是对应于它们的接触头，同时保证适于避免探针之间可能接触的最小距离Dm。因此，这些垫的中心进一步拉近，随后减小间距P2，如图所示(P2<P1)。
应该注意的是，有利地根据本发明，所提出的测试头30允许减小被测器件27的间距，即拉近相应的接触垫27A的中心，从而满足集成电路的现代集成和设计技术所需的要求。
根据本发明的测试头30的替代实施例在图6A和6B中示出，并且包括由一个以上的支撑件形成的至少一个导引件。更具体地，在图6A和6B所示的实施例中，上导引件26至少包括第一和第二支撑件261和262，它们彼此平行，由另外的自由区域隔开并且配备有用于容纳接触探针20的相应的导引孔。适当地，这种第一和第二支撑件261和262可以通过粘合材料263(特别是作为粘合框架)连接在一起。
类似地，在所示的示例中，下导引件25包括至少第一和第二支撑件251和252，它们彼此平行，由另外的自由区域隔开并且配备有用于容纳接触探针20并且通过粘合材料253连接在一起的相应导引孔。显然，测试头30甚至可以包括仅由成对的支撑件形成的上导引件26或下导引件25，其余的导引件仅能由一个支撑件形成。
应该强调的是，上导引件26和下导引件25在它们之间移动，以便实现接触探针20的主体20C的期望的变形。
因此，可以以这样的方式实现接触探针20，使得至少一个突起24对应于上导引件26的第一支撑件261的导引孔(如图6A所示)或者对应于第二支撑件262的导引件(如图6B中示意性所示)定位。
有利地，即使在没有被测器件27或空间变换器28的情况下，也可以改进接触探针20在测试头30中的保持，为接触探针20装配止挡件31，如图7A和7B中示意性所示。
在图7A所示的实施例中，止挡件31以从第一壁23a突出(特别是从测试头20B的扩大部分22所突出的同一壁突出)的方式置于自由区域29中。这样，止挡件31从接触探针20的壁上突出，该壁与覆盖这种止挡件31的第二支撑件263的导引孔的壁接触。
或者，在图7B所示的实施例中，止挡件31定位在上导引件26的第一和第二支撑件261和262之间限定的另外的自由区域中，并且从接触探针20的第一壁23a开始以突出的方式定位，即，从接触头20B的扩大部分22突出的同一壁突出。这样，止挡件31从接触探针20的壁突出，该壁与覆盖这种止挡件31的第一支撑件261的导引孔的壁接触。
应该强调的是，止挡件31能够在测试头30的清洁操作期间防止接触探针20的不期望的移动，众所周知，通常通过强力的空气射流来进行清洁，特别能够移动接触探针。此外，即使当空间变换器28被移除同时破坏了将接触头20B保持在空间变换器28自身的接触垫28A上的可能的氧化物时，止挡件31的存在也保证了接触探针20保持在测试头30内。
应该强调的是，根据图7B中所示的后一实施例，止挡件31在上导引件26的第一和第二支撑件261和262之间的定位是特别有利的，因为它是具有减少要求(solicitations)的区域，特别是几乎不受弯曲的影响，这种弯曲相反地涉及接触探针20的设置在自由区域29中的部分。这样，没有触发对应于止挡件31的不希望断裂的风险，实际上，其形状中从接触探针20的壁突出不可避免地引入了应力积累点。
此外，止挡件31以这种方式从扩大部分22的同一侧突出，整个探针的尺寸减小。特别地，在具有凸起的止挡件31的尺寸L5小于或等于扩大部分22的底切壁22a的第一横向尺寸L1的情况下，这种止挡件31的尺寸确实隐藏于接触头20B的尺寸中。
适当地，即使在这种情况下，止挡件31也以在测试头30的正常工作期间不与上导引件26接触的方式定位，以便不干扰相应的接触探针的移动。止挡件31仅在接触探针20可能向上移动时起作用，例如在移除空间变换器28的情况下，和在不希望的情况下(无论多么短暂)，在探针的接触头20B和空间变换器28的接触垫28A之间“粘合”的情况下或者由于清洁空气的射流将接触探针20推向该方向的情况下。
为了进一步改善接触探针20在测试头30中的保持，上导引件26的第一和第二支撑件261和262也可以彼此相对移动，如图8示意性所示。
在所示的实施例中，止挡件31定位在自由区域29中，并且相对于接触头20B的扩大部分22所突出的壁从相对的壁突出。这样，止挡件31从接触探针20的壁突出，该壁与覆盖在其上的第二支撑件262的导引孔的壁接触，第二支撑件262相对于第一支撑件261移位。
所作的考虑也代表了这里没有解释但是仍然是本发明的目的的不同实施例，例如，具有仅包括一个支撑件的上导引件和包括至少两个支撑件的下导引件的测试头，以及在上导引件和下导引件都通过至少两个支撑件或甚至更多数量的支撑件以及存在更多的止挡件的情况下实现。止挡件可以对称或不对称的方式定位。此外，对于其他实施例，也可以使用与一个实施例相关的特征，并且即使在大于两个的情况下，它们也可以在它们之间组合。
总之，根据本发明实施例的接触探针和相应测试头的构造允许实现探针本身的高度紧凑性，并因此执行对集成电路接触垫极为紧密的构造的测试，由于存在与容纳探针的导引孔相对应的突起，因此相对于具有不对称的接触头的已知装置，其扩大部分所导致的限制减小了。
这样，根据本发明，可以有利地通过集成电路的最现代集成和设计技术来减小被测集成器件的间距，即，按照所需的要求接近到相应接触垫的中心。
此外，应该强调的是，止挡件的存在能够防止接触探针的不希望的运动，例如在通常通过强大的空气射流实现的测试头的清洁操作期间；此外，即使在移除空间变换器时也能保证接触探针在测试头内的保持，通过将止挡件邻接在上导引件的相应面上实现的反作用力确保了将接触头保持在空间变换器垫上的可能氧化物本身的破坏。
显然，专业技术人员可以对上述探针卡进行多种改变和变化，以满足可能的和特定的要求，所有这些都在由所附权利要求限定的本发明的保护范围内。

Claims (26)

1.一种用于测试电子器件的装置的测试头的接触探针(20)，所述接触探针包括探针主体(20C)，所述探针主体(20C)在适于实现与相应接触垫接触的相应端部(20A，20B)之间基本上沿纵向延伸，至少一个端部(20B)的横向尺寸大于所述探针主体(20C)并且包括扩大部分(22)，所述扩大部分仅对应于所述接触探针(20)的第一侧壁(23a，23b)突出，其特征在于，所述至少一个端部(20B)还包括至少一个突起(24)，所述至少一个突起从与所述第一侧壁(23a，23b)相对的第二侧壁(23b，23a)突出并且基本上沿着所述接触探针(20)的纵向轴线(HH)从所述扩大部分(22)延伸所述第二相对壁(23b，23a)。
2.根据权利要求1所述的接触探针(20)，其特征在于，所述突起(24)形成在所述接触探针(20)的一部分(20F)中，所述部分要包含在容纳所述接触探针(20)的导引件的导引孔中。
3.根据权利要求1或2所述的接触探针(20)，其特征在于，所述至少一个端部(20B)是适于邻接到空间变换器(28)的接触垫(28A)上的接触头(20B)，所述另一端部(20A)是适于邻接到被测器件(27)的接触垫(27A)上的接触尖端(20A)。
4.根据前述权利要求中任一项所述的接触探针(20)，其特征在于，所述扩大部分(22)限定至少一个底切壁(22a)，并且所述突起(24)具有最大横向延伸点，所述最大横向延伸点离所述底切壁(22a)的高度(H*)的范围在10μm到100μm之间。
5.根据权利要求4所述的接触探针(20)，其特征在于，所述至少一个端部(20B)的足迹直径(Dt)等于所述探针主体(20C)的直径(Ds)与对应于所述底切壁(22a)的长度的所述扩大部分(22)的第一横向尺寸(L1)的总和，直径表示相应横截面的最大延伸尺寸，并且所述突起(24)具有第二横向尺寸(L2)，所述第二横向尺寸的值等于所述第一横向尺寸(L1)的值，相差正负50％。
6.根据权利要求4或5所述的接触探针(20)，其特征在于，所述扩大部分(22)和所述突起(24)的所述第一和第二横向尺寸(L1，L2)分别满足以下条件：
L1+L2+Ds>Df
L1+Ds<Df，以及
L2+Ds<Df
其中：
L1：所述扩大部分(22)的所述第一横向尺寸；
L2：所述突起(24)的所述第二横向尺寸；
Ds：所述接触探针(20)的直径；以及
Df：适于容纳所述接触探针(20)并包含所述突起(24)的导引孔的直径。
7.根据权利要求6所述的接触探针(20)，其特征在于，所述扩大部分(22)的所述第一横向尺寸(L1)具有介于5μm和25μm之间的值，并且所述突起(24)的所述第二横向尺寸(L2)具有介于2μm到20μm之间的值。
8.根据权利要求5或6所述的接触探针(20)，其特征在于，所述探针直径(Ds)具有介于20μm到150μm之间的值，并且所述足迹直径(Dt)具有介于15μm到120μm之间的值。
9.根据前述权利要求中任一项所述的接触探针(20)，其特征在于，所述突起(24)还包括与所述接触探针(20)的所述第二侧壁(23b，23a)上的所述扩大部分(22)相对应形成的凹槽(22C)，所述第二侧壁与所述第一侧壁(23a，23b)相对，所述扩大部分(22)从所述第一侧壁突出。
10.根据权利要求9所述的接触探针(20)，其特征在于，所述凹槽(22C)在所述接触探针(20)的所述端部(20B)内从所述第二侧壁(23b，23a)开始延伸一段长度(L3)，所述长度(L3)等于所述扩大部分(22)的横向尺寸(L2)，相差正负50％。
11.根据权利要求10所述的接触探针(20)，其特征在于，所述凹槽(22C)的所述长度(L3)具有介于1μm到20μm之间的值。
12.根据权利要求9至11中任一项所述的接触探针(20)，其特征在于，所述凹槽(22C)沿所述端部(20B)的整个纵向尺寸延伸。
13.根据前述权利要求中任一项所述的接触探针(20)，其特征在于，所述接触探针(20)包括与所述接触探针(20)的所述第一侧壁(23a，23b)上的所述突起(24)相对应地形成在所述接触探针(20)的所述端部(20B)中的另外的凹槽(24C)，所述第一侧壁(23a，23b)与所述第二侧壁(23b，23a)相对，所述突起(24)从所述第二侧壁(23b)突出。
14.根据权利要求13所述的接触探针(20)，其特征在于，所述另外的凹槽(24C)从所述第一侧壁(23a，23b)开始在所述接触探针(20)的端部(20B)内延伸一段长度(L4)，所述长度等于所述扩大部分(22)的横向尺寸(L2)，相差正负20％。
15.根据前述权利要求中任一项所述的接触探针(20)，其特征在于，所述接触探针(20)还包括从其侧壁(23a，23b)开始的至少一个突出元件或止挡件(31)。
16.根据权利要求15所述的接触探针(20)，其特征在于，所述止挡件(31)从所述第一侧壁(23a)突出，所述端部(20B)的所述扩大部分(22)从所述第一侧壁突出。
17.根据权利要求15或16所述的接触探针(20)，其特征在于，所述止挡件(31)从所述探针主体(20C)突出，具有尺寸(L5)等于所述探针直径(Ds)的10-15％的横向突起。
18.根据权利要求17所述的接触探针(20)，其特征在于，所述止挡件(31)的所述横向突起的所述尺寸(L5)介于5μm到25μm之间。
19.根据权利要求15至18中任一项所述的接触探针(20)，其特征在于，所述止挡件(31)定位成在其正常工作期间不与包括所述接触探针(20的测试头的导引件接触，以便不干扰所述接触探针(20)的运动。
20.一种具有用于电子器件的功能测试的垂直探针的测试头(30)，所述测试头包括至少一对上导引件和下导引件(25，26)，所述上导引件和下导引件由合适的自由区域(29)隔开并且配备有相应的导引孔(25A；26A)，以滑动地容纳多个接触探针(20)，每个接触探针(20)根据前述权利要求中任一项制造。
21.根据权利要求20所述的测试头(30)，其中，所述下导引件和上导引件(25，26)在彼此之间适当地移位，以便产生与所述自由区域(29)相对应的进入所述接触探针(20)的预变形，所述接触探针在所述相应的导引孔(25A，26A)内滑动，其特征在于，每个所述接触探针(20)的所述端部(20B)的所述扩大部分(22)从所述接触探针(20)的侧壁(23a)突出，所述侧壁搁置在所述上导引件(26)的所述导引孔(26A)的壁上，所述扩大部分(22)的所述底切壁(22a)适于邻接所述上导引件(26)的第一面(F1)，特别是面向所述测试头(30)邻接的空间变换器(28)的面，并且所述突起(24)具有适于搁置在所述上导引件(26)的所述导引孔(26A)的第二相对壁上的最大横向延伸点。
22.根据权利要求20或21所述的测试头(30)，其特征在于，所述测试头(30)包括沿纵向或横向的相邻探针(20)，所述探针具有全部从相应的壁(23a)突出的扩大部分(22)。
23.根据权利要求20或21所述的测试头(30)，其特征在于，所述测试头包括沿纵向或横向的相邻探针(20，20')，所述探针具有从相应的相对壁(23a，23'b)交替突出的扩大部分(22，22')。
24.根据权利要求20至23中任一项所述的测试头(30)，其特征在于，所述探针包括从其侧壁(23a，23b)开始的至少一个突出元件或止挡件(31)。
25.根据权利要求24所述的测试头(30)，其特征在于，所述止挡件(31)定位在所述自由区域(29)中并从侧壁突出，所述扩大部分(22)从所述侧壁突出，所述止挡件(31)具有支撑区域(31a)，所述支撑区域面向所述上导引件(26)并且适于邻接在所述上导引件(26)的与所述面(F1)相对的面(F2)上，所述扩大部分(22)的所述底切壁(22a)邻接在所述面(F1)上。
26.根据权利要求24所述的测试头(30)，其特征在于，所述上导引件(26)包括至少一对支撑件(261，262)，所述支撑件彼此平行并由另外的自由区域隔开，所述止挡件(31)在所述附加自由区域中实现，从壁(23a，23b)中对应于所述扩大部分(22)所突出的壁(23a)或与其相对的壁(23b)突出。
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