CN110573890B - 用于电子器件的测试装置的探针卡 - Google Patents

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Abstract

本发明描述了一种用于电子器件的测试装置的探针卡，包括：至少一个探针头(21)，该至少一个探针头容纳多个接触探针(22)，每个接触探针(22)具有适于抵接在待测器件(23)的多个接触垫上的至少一个接触尖端；以及主支撑件(27)和连接至主支撑件(27)并且适于作为空间变换器(24)实现在其相对两侧上的多个接触垫之间的距离的空间变换的中间支撑件(24)。适合地，探针卡(20)包括适于连结空间变换器(24)和主支撑件(27)的至少一个连接元件(30)，该连接元件(30)具有基本上为杆状的主体(30C)并且装配有第一端部(30A)和第二端部(30B)，第一端部(30A)包括适于接合在空间变换器(24)中形成的相应容纳空间中的至少一个端子部分(30A1)，第二端部(30B)适于抵接在连结至主支撑件(27)的抵接元件(28)上。

Description

用于电子器件的测试装置的探针卡
技术领域
本发明涉及一种用于电子器件的测试装置的探针卡(probe card)。
特别地而非唯一地，本发明涉及一种探针卡，该探针卡包括至少一个中间支撑件，该中间支撑件连结(link to)至主支撑件或主PCB、特别地旨在与测试装置连接，该中间支撑件特别地能够形成其相对的两个面上的多个接触垫之间的距离的空间变换(即用作空间变换器)，并且出于简化陈述的目的以下公开是参考该应用领域作出的。
背景技术
如广泛已知的，测量卡(也称为探针卡)本质上为适于将微结构(特别是集成在晶片上的电子器件)的多个垫或接触垫与执行功能性测试(特别是电子测试，或一般测试)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在制造步骤中尽早检测和分隔有缺陷的器件是特别有用的。通常，探针卡因此被应用于在切割或分隔之前并将它们组装在密封包装内之前对集成在晶片或芯片上的器件的电子测试。
探针卡包括探针头，探针头本质上依次包括多个可移动的接触元件或接触探针，这些接触元件或接触探针配备有至少一个适于抵接在待测器件的相应的多个接触垫上的部分或接触尖端。术语“端”或“尖端”在此以及随后表示并不一定是尖锐的端部。
广泛已知的是，除其他因素之外，测量测试的有效性和可靠性精确地取决于器件和测试装置之间的良好电连接的形成，并且因此，取决于建立最佳的探针/垫的电接触。
在此考虑的用于测试集成在晶片上的器件的技术领域中使用的探针头的类型中，广泛使用所谓的具有悬臂(cantilever)探针的探针头、也称为悬臂探针头，悬臂探针头精确地具有在待测器件上方类似鱼竿状凸出的多个探针。
特别地，已知类型的悬臂探针头通常支撑多个具有预设电学和机械性能的弹性的、大致丝状(thread-like)的探针。从悬臂探针头凸出的探针、悬臂大致为勾形，这是由于存在内角通常为钝角的大致肘形折叠(elbow-folded)的端部。
通过将探针头按压在器件本身上来确保悬臂探针头的多个探针和待测器件的多个接触垫之间的良好连接，在该按压接触期间，接触探针经历在与器件朝向探针头移动相反的方向上的垂直弯折(相对于由待测器件限定的平面)。
在与待测器件的接触垫接触期间以及探针向上越过预设接触点移动(通常称为“超程”)期间，探针的勾形使得探针的接触尖端在接触垫上以通常称作“擦痕”的长度滑动。
在本领域中还已知通常称为具有垂直探针的探针头并且以术语“vertical probeheads(垂直探针头)”表示的探针头。垂直探针头本质上包括多个接触探针，这些接触探针由至少一对支撑件或导引件保持，该至少一对支撑件或导引件为大致板状的并且彼此平行。这些导引件彼此间隔一定距离设置，以留出用于接触探针的移动和可能的变形的自由空间或气隙，并且这些导引件配备有适合的导引孔，这些导引孔适于容纳这些接触探针。该对导引件特别地包括上模和下模，上模和下模均设置有导引孔，接触探针在这些导引孔中轴向滑动，接触探针通常由具有良好电学性能和机械性能的特殊合金丝形成，依照惯例，术语“下”表示距离待测器件最近的导引件。
在情况中，通过探针头在器件本身上的压力确保了探针头的接触探针和待测器件的接触垫之间的良好连接，在该按压接触期间，在导引孔内(这些导引孔在上导引件和下导引件中制造)可移动的接触探针经历两个导引件之间的气隙内的弯曲以及在这些导引孔中的滑动。
此外，通过探针本身或其导引件的适合的构造、特别是通过使用预形变的接触探针或通过将包括接触探针的导引件适合地横向移开来协助该气隙中接触探针的弯曲。
通常，使用具有非固定连接、而是保持与相对的主支撑件或主板(该主支撑件或主板连接至测试装置)联接的封闭探针的探针头：这样的探针头称为非封闭测试头。该主支撑件也被称为主PCB，因为它通常通过印刷电路或PCB(英文“Printed Circuit Board(印刷电路板)”的首字母缩写)技术制造，该技术允许使支撑件具有甚至是大尺寸的有效区域，尽管相对于接触垫之间能够达到的间距的最小值具有很大限制并且因此通常精确地保留到主支撑件，但是相对于待测器件，由于使用了中间支撑件或空间变换器，其具有更宽松的距离限制。
在该情况中，接触探针还具有适于抵接在该空间变换器的多个接触垫上的端或接触头。类似于与待测器件的接触，探针和空间变换器之间的良好电连接是通过将探针按压在空间变换器的接触垫上来确保的。
此外，主支撑件通常由加强件(stiffener)保持在原位。探针头、主支撑件或主板、中间支撑件或空间变换器以及加强件的组装形成探针卡，探针卡整体上并且示意性地在图1中以附图标记10表示。
特别地，探针卡10包括探针头1，在附图的示例中还包括垂直探针头2，垂直探针头2适于抵接在待测器件3的接触垫上。在该情况下，这样的探针头1依次包括至少一个上导引件4和支撑件或下导引件5，这两个导引件具有相应的上导引孔和下导引孔，接触探针2在这些导引孔中滑动。
特别地，每个接触探针2具有抵接在待测器件3的接触垫上的至少一个端或接触尖端，因此执行该器件和测试装置(未示出)之间的机械和电接触，探针头1形成测试装置的末端元件。
此外，每个接触探针2具有在实践中以接触头表示的另外的接触尖端，该接触尖端朝向中间支撑件的多个接触垫并且适于实现空间变换、特别是与其相对面上的接触垫的中心之间的距离相关的空间变换，因此以空间变换器6表示，空间变换器6连接至主支撑件或主板7，主支撑件或主板7转而连接至实际的测试装置。类似于通过将探针按压在空间变换器6的接触垫上来与待测器件接触，确保了接触探针和空间变换器之间的良好电连接。
如已经标识的，主板7由加强件8保持在原位。
在垂直探针技术中，因此还重要的是确保接触探针与测试装置的良好连接(特别是与其接触头相关)并且因此重要的是确保接触探针与空间变换器的良好连接。已知若干技术用于生产通常具有非常小厚度(约05.5-3mm)并且因此具有平面度问题的该空间变换器。
特别地，第一已知解决方案为基于陶瓷的或MLC(英文“MultiLayer Ceramic(陶瓷多层结构)”的首字母缩写)技术，该技术允许以高平面程度制造刚性陶瓷材料的多个层，这些层散布有多个导电层，这些导电层连接在空间变换器本身的相对两面上形成的多个接触垫。
更特别地，空间变换器包括布置在空间变换器朝向接触头的第一面上的第一组的多个垫；该第一组的多个垫的相应中心之间的距离、即所谓的间距的值类似于待测器件的间距的值。空间变换器还包括布置在空间变换器的第二面上的第二组的多个垫，第二面与第一面相对并且特别地面向主支撑件或主板并且因此面向测试装置；第二组的多个垫的间距值大于第一组的多个垫，由于通过导电层和非导电层(特别是陶瓷的)形成的导电路径获得该间距的放大，导电层和非导电层适合地重叠并且相互穿插。第一和第二组的多个垫通常分别以探针侧或微间距垫以及PCB侧或大间距垫来表示。
可替代地，还已知不再使用MLC陶瓷多层结构、而是使用与刚性支撑件相关联(例如粘合至刚性支撑件)的有机多层结构(MLO，有机多层结构的缩写)，该MLO包括多个有机材料的层，这些层形成多个非导电层，在这些层上布置一个或多个导电层，这类似于之前已经描述的。这样的刚性支撑件优选地为陶瓷的。
包括螺钉或螺栓形式的连接元件的探针卡从US 2015/033553、HS 2012/038383、EP1959260、US2005/277323、US2007/290705、KR2008 0085322、US2008/048698和US2011/156740号专利中已知。
形成探针卡的多个元件的相互定位对于探针本身的正确工作是及其重要的参数，并且用来形成这些元件的不同技术导致平面度问题，该问题使得探针的构造复杂化、特别是与空间变换器和主支撑件的相互定位有关的构造。使得整体组装更为坚固且耐用的加强件的存在并不够以消除空间变换器的平面度缺陷以及确保其与主板正确且完整的接触。
形成探针卡的多个元件的相互定位还由于探针卡本身的工作温度变得复杂，特别是测试是在极端温度下执行的情况中。事实上，在该情况中构成探针卡的多个元件的热膨胀能够影响其正确的运行，这是由于制成这些元件的材料的不同热膨胀系数。事实上通常通过螺钉来构成探针卡的各个元件是彼此约束的，特别是在温度测试期间，这些元件向不同的支撑件施加往往会导致其弯曲变形的约束力，结果导致探针卡整体故障，甚至在其极限情况下也无法接触待测器件的接触垫。
因此，本发明的技术问题在于设想一种探针卡，该探针卡包括配备有用于与电子器件、特别是集成在晶片上的电子器件的测试装置连接的多个接触探针的探针头，探针卡的结构和功能性特征能够允许克服现今仍影响通过已知技术获得的探针卡的限制和缺点，特别是允许确保探针卡的不同组件的组装的正确平面度。
发明内容
本发明潜在的发明构思在于将探针卡配备有特殊的连接元件，该连接元件形成能够以微间距技术获得的探针卡的多个零件的相应接合、以及能够形成确保探针卡本身的全部零件的正确保持的适合抵接。
基于该发明构思，通过一种用于电子器件的测试装置的探针卡来解决技术问题，该探针卡包括：容纳多个接触探针的至少一个探针头以及主支撑件和中间支撑件，每个接触探针具有适于抵接在待测器件的接触垫上的至少一个接触尖端，中间支撑件连接至主支撑件并且适于在接触垫的相对面上作为空间变换器形成接触垫之间的距离的空间变换，其特征在于，该探针卡包括适于连结空间变换器和主支撑件的至少一个连接元件，该连接元件具有基本上杆状的主体并且配备有第一端部和第二端部，第一端部包括至少一个端子部分，至少一个端子部分适于接合在空间变换器中形成的相应容纳空间中，第二端部适于抵接在连结至主支撑件的抵接元件上。
更特别地，本发明包括如下额外和可选的特征，这些特征可以根据需要单独采用或组合采用。
根据本发明的另一方面，抵接元件可置于或粘合在主支撑件上，并且制成抵接元件的材料的硬度和平面度可大于制成主支撑件的材料。
特别地，该抵接元件可由金属材料、优选地镍铁合金制成。
根据本发明的另一方面，至少一个连接元件的第二端部的最大横向尺寸可大于至少一个连接元件的主体的最大横向尺寸，并且该第二端部可限定适于抵接在抵接元件上的至少一个底切(undercut)区。
根据本发明的另一方面，探针卡还可包括至少一个框架，该至少一个框架配备有用于至少一个连接元件的至少一个容纳孔并且布置在主支撑件和空间变换器之间。
此外，探针卡可包括电连接接口，电连接接口对应于该框架布置在空间变换器和主支撑件之间，并且适于形成在空间变换器上和主支撑件上形成的相应的多个垫之间的连结，以与空间变换器和主支撑件的对应于框架面向彼此的两侧而相对应。
在该情况中，电连接接口可包括多个接线柱(clip)、导电海绵(conductivesponge)或能够连接分别在空间变换器上和主支撑件上形成的相应对的垫的微探针。
根据本发明的另一方面，至少一个连接元件的第一端部的最大横向尺寸可小于主体的最大横向尺寸，该第一端部可形成适于抵接在框架上的至少一个额外的底切区。
更特别地，该框架可通过金属板形成。
根据本发明的另一方面，抵接元件可包括多个脚，这些脚在与由抵接元件限定的平面正交的方向上可调整。
此外，探针卡可包括多个连接元件，每个连接元件均容纳在空间变换器中形成的相应的容纳空间中。
根据本发明的另一方面，空间变换器可包括至少一个多层结构(优选地MLO有机多层结构)，该至少一个多层结构连结至支撑件、优选为陶瓷支撑件，该容纳空间至少部分地在该多层结构中形成。
此外，该空间变换器可包括多个多层结构模组，每个多层结构模组均配备有至少一个连接元件并且可独立地调整。
特别地，这些多层结构模组可连结至共用的支撑件。
此外，抵接元件可包括模组化的多个抵接元件，其中的每个抵接元件通过至少一个连接元件连结至多层结构模组中的一个。
在该情况中，探针卡可包括连接装置，该连接装置为多个多层结构模组的公共连接装置并且具有第二端部，第二端部与多个模组化的抵接元件重叠。
根据本发明的另一方面，主支撑件可包括至少一个容纳空间，该至少一个容纳空间并不与至少一个连接件接合。
最终，根据本发明的另一方面，至少一个连接元件的第一端部的端子部分可具有螺纹并且适于与螺纹孔形式的容纳空间接合。
从随后参考附图以示意性且非限制性示例给出的实施例的描述中，根据本发明的探针卡的特征和优点将更为清楚。
附图说明
在附图中：
图1示出了适于支撑根据现有技术制造的垂直探针头的探针卡的示意性截面图；
图2A示出了根据本发明的一个实施例的探针卡的示意性截面图；
图2B以放大的比例示出了图2A中的探针卡的细节的示意性截面图；
图3A-图3D示出了图2A中的探针卡的可替代构造的示意性仰视平面图；
图4示出了根据本发明的探针卡的一个可替代实施例的示意性截面图；以及
图5示出了图4中的探针卡的示意性俯视平面图；
具体实施方式
参考附图并且特别参考图2A，附图标记20整体上并且示意性地表示探针卡，其包括至少一个探针头，探针头配备有用于测试电子器件、尤其是集成在晶片上的电子器件的多个接触探针。
值得注意的是，附图仅代表示意性视图并且并不一定是成比例绘制的，而是绘制成强调本发明的重要特征。
此外，在附图中以示例的方式示出的本发明的不同方面显然可彼此组合并且可从在不同实施例之间互换。
特别地，如图2A中所示，探针卡20包括探针头21，探针头21容纳有多个接触探针22。在附图中示出的示例中，探针头21为垂直类型并且包括至少一个上支撑件或导引件21A和下支撑件或导引件21B，上导引件和下导引件具有相应的多个孔，使得接触探针22在这些孔内滑动。探针头21还包括用于探针的容纳元件21C，容纳元件21C布置在上导引件21A和下导引件21B之间。
特别地，每个接触探针22包括适于抵接在待测器件23的相应接触垫上的第一端或接触尖端22A，该接触垫特别地包括在待测器件23的垫区AC中；以此种方式，建立接触探针22和待测器件23的垫之间的所需接触、特别是电接触。
每个接触探针22还包括第二端或接触尖端22B，类似于接触尖端22A，第二端或接触尖端22B抵接在中间支撑件上形成的相应接触垫上，中间支撑件适于形成空间变换并且出于该原因以空间变换器24来表示。特别地，在空间变换器24的一侧F1上，标识了第一垫区A1，第一垫区A1的尺寸和布置与待测器件的垫区AC基本上类似。特别地，空间变换器24的这一侧Fl面向探针头21，使得空间变换器24的第一垫区A1的垫可被探针头21的接触探针22接触。
以示例的方式，在图2A中示出的示例中，空间变换器24包括多层结构25、特别是有机多层结构或MLO，多层结构25连结至支撑件26、特别是陶瓷的支撑件。更特别地，多层结构25实现了真正的空间变换并且具有对应于侧Fl且包括第一垫区Al的第一侧、以及包括第二垫区A2的相对的第二侧F2(特别是靠在支撑件26的第二侧)，第二垫区A2包括与第一垫区A1的垫的数量相对应的多个垫，但是第二垫区A2包括的多个垫布置成相应中心之间的距离的值、即间距值大于第一垫区A1的间距值，第二垫区A2的多个垫适当地连接至第一垫区A1的多个垫。
事实上，考虑到与测试装置(未示出)的连接，由空间变换器24、并且特别是由其多层结构25实现的空间变换的目的在于能够放宽垫之间的距离约束。
此外，支撑件26包括在其侧F3上形成的第三垫区A3，第三垫区A3与靠在多层结构25的第二侧F2上的一侧相对。
在支撑件26内提供合适的电气连接件P1以形成第二垫区A2的多个垫和第三垫区A3的多个垫之间的布线；以此种方式确保了布置在空间变换器24(特别是其多层结构25)的面向探针头的一侧上的第一垫区A1上的多个垫与布置在空间变换器24(特别是其支撑件26)的靠在另一支撑件的相反侧上的第三垫区A3的多个垫之间的连接，该另一支撑件特别地为主连接支撑件，主连接支撑件通篇以27表示并且在本领域内已知为主PCB，这是由于它通常通过印刷电路技术或PCB技术精确生产。特别地，主支撑件27适于以本领域技术人员已知的方式与测试装置连接，为此目的，主支撑件27包括布置在其一侧(该侧与置于空间变换器24上的一侧相对)上的多个垫，并且适合地通过其他电气连接件P2连接至第三垫区A3的多个垫并且因此连接至与探针头21的接触探针22接触的第一垫区A1的多个垫。
还应当指出的是，还可能使用微机械类型的探针头，即具有直接焊接至空间变换器24的多个探针的所谓的悬臂微探针，本发明并不限制于如图2A中示出的垂直探针类型的特定类型的探针头。
有利地，根据本发明，探针卡20还包括合适的连接元件30，连接元件30能够连结探针卡本身的不同部件、特别是连结空间变换器24和主支撑件27，为此目的，空间变换器24和主支撑件27配备有相应的容纳空间；探针卡20还包括抵接元件28，抵接元件28由硬度和平面度大于制成主支撑件27的材料的硬度和平面度的材料制成。
更特别地，抵接元件28由支撑件或金属插头(plug)形成。事实上，常规金属加工技术允许生产具有高平面度的支撑件或金属插头，该平面度无论如何大于通过PCB技术(主支撑件27通过该技术生产)能够获得的平面度。
这样的金属的抵接元件28优选地由镍铁合金制成，例如不锈钢，特别是具有高镍含量的不锈钢，或者是被称为为42、nilo 42、ivar 42或NiFe42合金的合金(仅列举几例)。
适合地，如图2B中示意性示出的，每个连接元件30包括连接至基本上杆状的主体30C(优选地具有圆形或矩形截面)的第一端部或尖端部30A、以及第二端部或头部30B。
更特别地，头部30B的最大横向尺寸(以直径D1表示，也用于并不具有圆形截面的元件)大于主体30C的直径D2，以限定适于抵接在抵接元件28上的至少一个底切区Sq。头部30B还具有0.5mm到3mm之间的高度H1，而主体30C具有10mm到30mm之间的高度H2。
此外，具有5mm到10mm的高度H3的尖端部30A包括适于接合在空间变换器24中形成的相应容纳空间、例如其多层结构25中的至少一个端子部分30A1。特别地，这样的端子部分30A1具有3mm到7mm之间的高度H4，高度H4优选地小于多层结构25的厚度。
还可以形成具有仅部分地在多层结构25中延伸的尖端部30A的连接元件30，接合在空间变换器24中的端子部分30A1在该情况中也能够至少部分地与支撑件26相对应地形成，支撑件26配备有用于该端子部分30A1的适合的容纳空间。
在一个优选实施例中，端子部分30A1适合地为具有螺纹的并且适于接合(特别是通过螺纹啮合)在空间变换器24中形成的螺纹孔形式的容纳空间中以及可能地在支撑件26中形成的至少部分为螺纹孔形式的其他容纳空间中。
由于连接元件30的尖端部30A的端子部分30A1在空间变换器24中、特别是在其多层结构25中的接合从而获得固定，并且其头部30B的抵接、特别是其底切区Sq抵接在抵接元件28上确保主支撑件27与空间变换器24的正确联接，因此改进了探针卡20整体的平面度并且使得其刚度在电子器件的测试期间足够确保接触探针的正确接触。
为了改进正确的定位，还可以将抵接元件28粘合在主支撑件27上，尽管应当指出的是，其保持已经由连接元件30执行并且特别地由其头部30B的底切区Sq执行。
还应当指出的是，在空间变换器24中容纳空间的形成能够确保高水平的精确度并且因此确保连接元件30、特别是其配备有适于容纳并且特别是与这些容纳空间相对应接合的端子部分30A1的尖端部30A的定位，空间变换器24为能够通过精度大于生产主支撑件27的技术(特别是微间距技术)的技术达成的探针卡20的零件，并且因此确保其中形成的容纳空间的精确定位以及因此确保其中接合的连接元件30的精确定位。在空间变换器24包括多层结构25、其中这些容纳空间在多层结构25中形成的情况下，容纳空间的定位精度以及因此连接元件30的定位精度得到进一步改善。
还可以将空间变换器24配备有适合的对准元件，该对准元件有助于将容纳空间形成在精确决定的位置。
还应当指出的是，在主支撑件27以及在支撑件26中可能形成的适于容纳连接元件30而非接合的其他容纳空间、特别是非螺纹孔，相反地并不需要特别精确，容纳空间接合这些连接元件30的正确工作是通过其头部30B抵接在抵接元件28上确保的。
基本上，使用具有适于接合在容纳空间中、例如接合在螺纹孔形式的容纳空间中的至少一个端子部分的连接元件30确保了空间变换器24相对于探针头21在平面XY中的正确定位，容纳空间形成在探针卡20的高精度部分中、特别是形成在空间变换器24并且更特别地形成在其多层结构25中，平面XY由主支撑件27限定(在图2A中以截面线示出)，特别是确保第一垫区A1的多个垫相对于探针头21的正确定位并且因此确保第一垫区域A1的多个垫相对于其接触探针22的接触头22B的正确定位。类似地，这些连接元件30对应于其尖端部30A并且特别是对应于其端子部分30A1(在空间变换器24中形成并且特别是在其多层结构25中形成)的固定以及其头部30B抵接在抵接元件28上确保空间变换器24在与平面XY正交的方向Z上的正确定位，除此还确保探针卡20的多种零件的保持。
在一个优选实施例中，探针卡20还包括至少一个框架29，该至少一个框架29适合地配备有用于连接元件30的多个容纳孔并且布置在主支撑件27和空间变换器24、特别是其支撑件26之间。适当地穿孔的这种框架29实际上形成了在平面XY中用于这些连接元件30的定位的参考。
在该情况中，主支撑件27包括第四垫区A4，第四垫区A4形成在主支撑件27的面向框架29的一侧F4上并且包括多个垫，这些垫通过适合的电气连接接口29A与第三垫区A3的多个垫连接，电气连接接口29A布置在主支撑件27和空间变换器24之间。更特别地，电气连接接口29A实现了第四垫区A4的多个垫和第三垫区A3的多个垫之间的点对点连接。
以示例的方式，通过能够分别连接包括在第三垫区A3和第四垫区A4中的相应对的垫的多个导电钉(peg)或海绵或通过多个微探针、例如伸缩针类型的微探针的方式形成该电气连接接口29A。
此外，根据该优选实施例，连接元件30的尖端部30A的直径D3小于主体30C的直径D2，因此形成了对应于框架29的另外的底切区Sq’。
特别地，由于容纳空间、例如在空间变换器中形成的螺纹孔和在框架29中形成的用于容纳连接元件30的容纳孔的组合，根据本发明的探针卡20的该优选实施例还改进了空间变换器24在平面XY中的定位精度。特别地，该框架29优选地由金属板形成，允许制造用于在其中形成的连接元件30的容纳孔的高精度。此外，主体30C对应于框架29的另外的底切区Sq’的存在改进了探针卡20的各个组件的固定并且确保由这些连接元件30保持的根据空间变换器24的方向Z的正确定位。
此外还可能将抵接元件28配备有对应于连接元件30形成的适合的可调整脚31，可调整脚31特别是在方向Z中可调整，方向Z与抵接元件28限定的平面正交。
由于该可调整脚31，特别地可能在方向Z上相对于探针头21移动整体探针卡20，探针卡已经通过连接元件30整合为一体并且因此作为一个整体。
特别地，如图2A所示，探针卡20包括至少两个连接元件30，以确保平面XY中的正确定位以及其零件的固定。
如图3A所示，可能的是将这些连接元件30对应于空间变换器24、特别是其多层结构25(优选地为正方形或矩形形状，可能具有圆形边缘)的顶点布置。
例如如图3B所示，还可能将这些连接元件30对应于空间变换器24、特别是其多层结构25(优选地为正方形或矩形形状)的多侧布置，例如在这些侧的基本上中心的位置。
在一个优选实施例中，如图3C所示，探针卡20包括四个连接元件30，这四个连接元件30对应于空间变换器24、特别是其多层结构25的顶点定位，或如图3D所示，对应于空间变换器24、特别是其多层结构25的四侧定位(特别是定位在这四侧的基本上中心的位置)。
无论如何，显然可以使用以任何方式定位在空间变换器24上并且特别是定位在其多层结构25上的任何数量的连接元件30(显然以并不干涉在空间变换器24和主支撑件27上限定的第一垫区A1以及对应的第二垫区A2、第三垫区A3、第四垫区A4的多个垫的定位的方式)，这些连接元件30经过并且容纳在空间变换器24、特别是其多层结构25以及其支撑件26中(然而仍在主支撑件27中)形成的多个孔中。
由于通过连接元件30获得的精确定位，还可能的是通过多个模组化的元件形成空间变换器24，每个模组化的元件都配备有用于在XYZ方向上定位的连接元件30。
更特别地，如图4中示意性示出的，其中示出了通过MLO技术形成的空间变换器，空间变换器24包括多个多层结构模组251...25N，这些多层结构模组包括对应的垫区A11...A1N并且联接至公共支撑件26。每个多层结构模组251...25N还配备有能够在XYZ方向上将其分别且精确定位的对应的连接元件30。
如前述，每个连接元件30都具有尖端部30A，尖端部30A配备有适于接合在相应的多层结构模组251...25N中形成的容纳空间中的端子部分并且配备有抵接在抵接元件、例如连结至主支撑件27的公共抵接元件28(如前关于图2A解释的)上的头部30B。在该情况中，每个连接元件30可包括具有螺纹的端子部分并且在相应的多层结构模组251...25N中形成的容纳空间可为螺纹孔的形式。
应当指出的是，根据该实施例，可能的是获得空间变换器24的高精度定位，每个多层结构模组251...25N可独立地调整。以此种方式可能的是形成具有平坦的高表面区域的空间变换器。
优选地，如图5示意性示出的，抵接元件28还包括多个模组化的抵接元件281...28N，每个模组化的抵接元件通过连接元件30连结至多层结构模组251...25N中的一个。
特别地，连接元件30可适合地对应于模组化的抵接元件281...28N的顶点形成，头部30B可优选地以适于叠加多个模组化的抵接元件281...28N的直径D1的尺寸形成。类似地，可能的是对应于模组化的抵接元件281...28N的尺寸来形成这些连接元件30，这些模组化的抵接元件281...28N彼此相邻，头部30B无论如何都与这些模组化的抵接元件281...28N重叠。
这样形成的连接元件30因此能够将至少一对模组化的抵接元件281...28N连结至主支撑件27，这是由于其头部30B叠加到这对模组化的抵接元件281...28N上。
以此种方式可以减少使用的连接元件30的数量，其中一些连接元件被多个多层结构模组251...25N以及多个模组化的抵接元件281...28N共用。
还可能的是通过叠加、特别是粘合到同一多层结构部分(例如MLO)和同一支撑件部分(例如陶瓷类型的)来形成这些多层结构模组251...25N，单个多层结构模组251...25N的支撑部分因此连结至公共支撑件26。
在该情况中，连接元件30配备有尖端部30A，尖端部30A具有端子部分30A1，端子部分30A1适于接合在相应容纳空间中并且能够沿其多层结构部分的多层结构模组251...25N的整体厚度延伸或甚至在其支撑部分且仅在多层结构部分中部分地延伸。
总之，有利地根据本发明，由于适于连结探针卡本身的各个零件、特别是主支撑件和空间变换器的连接元件和抵接元件的存在，获得了高平面度的探针。
特别地，这些连接元件允许空间变换器在XYZ方向上的正确定位并且因此确保集成在晶片上的电子器件的测试期间包括在探针卡中的探针头的接触探针在其上、特别是在其上形成的多个垫上的正确接触。
适合地，探针卡还可配备有框架，框架能够形成用于连接元件的更精确定位的参考并且因此形成用于空间变换器的更精确定位(特别是在XY方向上)。这样的连接元件此外还可形成为限定底切区，底切区能够抵接在框架上并且因此确保Z方向上的更精确定位并且因此确保空间变换器的更精确定位。
此外，根据本发明的探针卡还可能通过可独立调整的多个多层结构模组来局部调整空间变换器的平面度。
该调整可能允许进一步释放与空间变换器的制造有关的约束。
最终，应当指出的是，探针卡还可适合地用于需要测试较大晶片和具有较大数量垫的器件的应用。

Claims (11)

1.一种用于电子器件的测试装置的探针卡(20)，包括：
容纳多个接触探针(22)的至少一个探针头(21)，每个接触探针(22)具有适于抵接在待测器件(23)的接触垫上的至少一个接触尖端(22A)；以及
主支撑件(27)和连接至所述主支撑件的中间支撑件(24)，所述中间支撑件(24)适于作为空间变换器(24)实现在其相对两侧上的多个接触垫之间的距离的空间变换，还包括：
至少一个连接元件(30)，所述至少一个连接元件(30)适于连结所述空间变换器(24)和所述主支撑件(27)，所述至少一个连接元件(30)具有杆状的主体(30C)并且配备有第一端部(30A)和第二端部(30B)，所述第一端部(30A)包括至少一个端子部分(30A1)，该至少一个端子部分适于接合在所述空间变换器(24)中形成的相应容纳空间中，所述第二端部(30B)适于抵接在与所述主支撑件(27)连结的抵接元件(28)上；
在所述主支撑件(27)中形成的以非接合的方式容纳所述至少一个连接元件(30)的另外的容纳空间；
其中所述抵接元件(28)粘合在所述主支撑件(27)上并且由金属材料形成，所述金属材料的硬度和平面度大于制成所述主支撑件(27)的材料的硬度和平面度；以及
其中所述至少一个连接元件(30)的所述第二端部(30B)的最大横向尺寸(D1)大于所述至少一个连接元件(30)的所述主体(30C)的最大横向尺寸(D2)，所述第二端部(30B)限定适于抵接在所述抵接元件(28)上的至少一个底切区(Sq)；
其特征在于，所述探针卡(20)还包括至少一个框架(29)，所述至少一个框架(29)配备有所述至少一个连接元件(30)的至少一个容纳孔并且位于所述主支撑件(27)和所述空间变换器(24)之间。
2.根据权利要求1所述的探针卡(20)，其特征在于，还包括位于所述空间变换器(24)和所述主支撑件(27)之间的至少一个电气连接接口(29A)，所述至少一个电气连接接口(29A)对应于所述框架(29)并且适于形成在所述空间变换器(24)上和形成在所述主支撑件(27)上的形成相应的多个垫之间的连结，所述至少一个电气连接接口(29A)与空间变换器和主支撑件的对应于所述框架(29)而面向彼此的两侧(F3，F4)相对应。
3.根据权利要求1所述的探针卡，其特征在于，所述至少一个连接元件(30)的所述第一端部(30A)的最大横向尺寸(D3)小于所述主体(20C)的最大横向尺寸(D2)并且形成适于抵接在所述框架(29)上的至少一个额外的底切区(Sq’)。
4.根据权利要求1所述的探针卡，其特征在于，所述抵接元件(28)包括沿方向(Z)能够调节的多个脚(31)，方向(Z)正交于由所述抵接元件(28)限定的平面(XY)。
5.根据权利要求1所述的探针卡(20)，其特征在于包括多个连接元件(30)，每个连接元件(30)均容纳在在所述空间变换器(24)中形成的相应容纳空间中。
6.根据权利要求1所述的探针卡(20)，其特征在于，所述空间变换器(24)包括至少一个多层结构(25)，所述至少一个多层结构(25)连结至支撑件(26)，所述容纳空间至少部分地形成在所述多层结构(25)中。
7.根据权利要求1所述的探针卡(20)，其中所述空间变换器(24)包括至少一个MLO有机多层结构，所述至少一个MLO有机多层结构连结至陶瓷的支撑件(26)，所述陶瓷的支撑件(26)为至少部分地实现在所述多层结构(25)中的容纳空间。
8.根据前述权利要求1所述的探针卡，其特征在于，所述空间变换器包括多个多层结构模组(251…25N)，每个多层结构模组均配备有至少一个连接元件(30)并且能够单独调节。
9.根据权利要求8所述的探针卡(20)，其特征在于，所述抵接元件(28)包括模组化的多个抵接元件(281…28N)，每个抵接元件均通过至少一个连接元件(30)连结至所述多层结构结构模组(251…25N)中的一者。
10.根据权利要求9所述的探针卡(20)，其特征在于，包括所述多层结构模组(251…25N)中的一个以上所共用的连接元件(30)，这些连接元件具有与所述抵接元件(281…28N)的一个以上相重叠的第二端部(30B)。
11.根据权利要求1所述的探针卡，其特征在于，至少一个连接元件(30)的所述第一端部(30A)的所述端子部分(31A1)具有螺纹并且适于与螺纹孔形式的容纳空间接合。
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