CN112119315A - 高频高性能探针卡 - Google Patents

Abstract

一种用于电子器件的测试设备的探针卡，包括：支撑板(23)；适于在被测器件和支撑板(23)之间传送高频信号的柔性膜(24)，所述柔性膜(24)通过外围区域(24b)连接至支撑板(23)；布置在支撑板(23)和柔性膜(24)之间并适于缓冲对被测器件的抵靠的阻尼结构(21)；以及包括在第一端(26a)和第二端(26b)之间延伸的主体(26')的多个微接触探针(26)，所述第二端(26b)适于抵靠在被测器件的接触垫(27)上，其中，阻尼结构(21)和微接触探针(26)的第一端(26a)与柔性膜(24)的同一接触区域(24a)的相反两面(Fa，Fb)接触。适当地，柔性膜(24)包括至少一个弱化区域(24c)，其布置在接触区域(24a)和外围区域(24b)之间并与之相邻，所述弱化区域(24c)包括至少一个弱化元件(28)，其适于机械地弱化柔性膜(24)并局部增强其可变形性。

Description

高频高性能探针卡

技术领域

本发明涉及一种用于测试集成在半导体晶片上的电子器件的探针卡，并且仅出于简化说明的目的而参考该应用领域进行以下描述。

背景技术

众所周知，探针卡实质上是适于将微结构(特别是集成在半导体晶片上的电子器件)的多个接触垫与执行其功能测试(具体地或一般而言，电测试)的测试设备的对应通道电连接的装置。

在集成器件上执行的测试对于在生产阶段尽早检测和隔离故障电路尤其有用。因此，通常在将电路切割并组装到芯片容纳封装件中之前，将探针卡用于对集成在晶片上的电路进行电测试。

探针卡包括测试头，该测试头基本上包括多个可移动接触探针，该探针由基本上为板状且彼此平行的至少一对支撑件或引导件保持。这些板状支撑件设有合适的孔，并且彼此间隔一定距离布置，以便为接触探针的移动和可能的变形留出自由空间或气隙，这些接触探针通常由具有特殊合金的线制成，具有良好的电性能和机械性能。

通过示例的方式，图1示意性地示出已知的探针卡，其整体用附图标记15表示，并且包括测试头1，该测试头包括至少一个板状支撑件或上引导件2和一个板状支撑件或下引导件3，两者均具有相应的引导孔4和5，多个接触探针6在该引导孔中滑动。

每个接触探针6的末端都具有接触尖端7，接触尖端用于抵靠至集成在晶片9上的被测器件的接触垫8，从而实现被测器件与测试设备(未示出)之间的机械和电接触。所述探针卡是该测试设备的端子元件。

如图1所示，上引导件2和下引导件3由气隙10适当地间隔开，该气隙可容纳接触探针6的变形。

通过测试头1对被测器件本身的压力，确保接触探针6和该被测器件的接触垫8之间的适当连接，可在形成于引导件2和3中的引导孔4和5内移动的接触探针6在所述挤压接触期间，在气隙10内部弯曲并在所述引导孔内部滑动。这种类型的测试头通常被称为“垂直探头”。

在一些情况下，接触探针在上板状支撑件处牢固固定至探头本身，此类测试头被称为“封闭式探针测试头”。

然而，更常见的是，测试头与未牢固固定的封闭式探针一起使用，但是可以通过微接触板与所谓的板连接，此类测试头被称为非封闭式测试头。微接触板通常被称为“空间变换器”。因为除接触探针外，它还允许相对于被测器件上的接触垫在空间上重新分布其上实现的接触垫，特别是放宽了垫本身的中心之间的距离限制。

在这种情况下，还参考图1，每个接触探针6具有远端区域或区，其端部所谓的接触头11朝向包括测试头1的探针卡15的空间变换器13的多个接触垫中的接触垫12。类似于接触尖端7与集成在晶片9上的被测器件的接触垫8之间的接触，通过将接触探针6的接触头11挤压抵靠至所述空间变换器13的接触垫12上，确保接触探针6与空间变换器13之间的适当电连接。

此外，探针卡15包括支撑板14，通常是印刷电路板(PCB)，该支撑板连接至空间变换器13，由此探针卡15与测试设备连接。

探针卡的正确操作基本上与两个参数有关：接触探针的垂直移动或超程(overtravel)，以及此类接触探针在接触垫上的水平移动或摩擦。

所有这些部件都应在探针卡的制造步骤中进行评估和校准，因为应当始终确保探针与被测器件之间的适当电连接。

同样，重要的是确保探针的接触尖端与被测器件的接触垫之间的挤压接触不要过强，以免引起探针或垫本身的破损。

在所谓的短探针，即具有有限的主体长度，特别是尺寸小于5000μm的探针的情况下，该问题更显著。这种类型的探针例如用于高频应用，减小的探针长度限制了所连接的自感现象。具体地，术语“用于高频应用的探针”表示能够传送频率高于1GHz的信号的探针。

实际上，最近察觉到需要生产能够在高达射频的更高频率下传送信号的探针卡，从而大大减少接触探针的长度，以便能够在不增加其噪声(例如由于上述自感现象)的情况下传送这些信号。

然而，在这种情况下，减小的探针主体的长度显著增加了探针本身的刚性，这使得由相应接触尖端施加在被测器件的接触垫上的力增加，这可能导致这些垫的破损，对被测器件造成不可挽回的损害，这种情况必须避免。甚至更危险的是，由于接触探针的主体长度的减小而引起的其刚性的增强也增加了探针本身破损的风险。

已知有短探针与连接至PCB的柔性膜相关联的解决方案，在所述柔性膜中形成用于从探针向PCB传送高频信号的导电迹线(tracks)。在这种类型的探针卡中，在测试步骤期间，柔性膜承受相当大的拉伸应力，这可能导致其过度变形和损坏。

本发明的技术问题在于提供一种具有结构和功能特征的探针卡，以允许克服仍然影响现有技术探针卡的局限性和缺陷，特别是能够有效地传送高频信号，同时在接触被测器件的垫时确保优异的机械操作。

发明内容

本发明的解决方案构思是实现一种探针卡，其中，通过连接至柔性膜的接触区域的尺寸减小的探针或微探针来执行与被测器件的接触，该柔性膜在其与接触区域相邻的区域中包括机械性的弱化元件，该机械性的弱化元件有助于所述相邻区域的局部变形，并在与被测器件接触期间减少柔性膜承受的应力。

基于该解决方案构思，通过用于电子器件的测试设备的探针卡解决了上述技术问题。该探针卡包括：支撑板；适于在被测器件和支撑板之间传送高频信号的柔性膜，所述柔性膜通过其外围区域连接至支撑板；布置在支撑板和柔性膜之间并适于缓冲与被测器件的接触的阻尼结构；以及包括在第一端和第二端之间延伸的主体的多个微接触探针，所述第二端适于抵靠在被测器件的接触垫上，其中，阻尼结构和微接触探针的第一端与柔性膜的同一接触区域的相反两面接触，其特征在于，柔性膜包括布置在接触区域和与之相邻的外围区域之间的至少一个弱化区域，所述弱化区域包括适于机械地弱化柔性膜并局部增强柔性膜的可变形性的至少一个弱化元件。

更具体地，本发明包括以下附加的和可选的特征，如果需要的话可以单独或组合地采用。

根据本发明的一方面，弱化元件可以是沿柔性膜的纵向轴线彼此平行延伸的多个切口的形式。具体地，切口沿纵向轴线的延伸可以基本上在1mm和4mm之间。

替代地，弱化元件可以是弱化区域中的柔性膜的至少一个下沉部的形式。

根据本发明的一方面，柔性膜可以包括相对于接触区域对称布置的两个弱化区域。

根据本发明的另一方面，接触区域可以包括靠近至少一个微接触探针的至少一个另外的弱化元件。

根据本发明的另一方面，探针卡可以包括至少一个支撑件，该支撑件包括适于容纳微接触探针的多个引导孔，所述支撑件适于支撑微接触探针和柔性膜。

根据本发明的另一方面，微接触探针可以基本上为T形，其中，其第一端的直径大于主体的直径，从而限定抵靠支撑件的表面。

根据本发明的另一方面，微接触探针可以通过其第一端处的接合元件连接至柔性膜，所述接合元件被配置为允许微接触探针与柔性膜之间的互锁连接，并且包括从所述第一端的顶部突出并由空间隔开第一部分和第二部分，所述部分适于插入柔性膜的开口并且其中一个部分通过所述开口的壁朝向另一个部分移动。

此外，支撑板可以是印刷电路板。

根据本发明的另一方面，柔性膜可以包括从接触区域朝向支撑板延伸穿过弱化区域的多条导电迹线。

又根据本发明的另一方面，阻尼结构可以是测试头，该测试头容纳延伸于第一端和第二端之间的多个接触元件。

又根据本发明的另一方面，测试头的每个接触元件的第二端可以抵靠在与相应微接触探针的第一端接触的同一点上。

又根据本发明的另一方面，测试头的接触元件可以包括一组接触元件，其适于在被测器件与支撑板之间传送功率信号和/或接地信号和/或低频信号，所述一组接触元件电连接至所述微接触探针。

又根据本发明的另一方面，接触区域可以包括在第一面和第二面之间用于至少一个接触元件通过的通孔，该至少一个接触元件适于在被测器件与支撑板之间传送功率信号和/或接地信号和/或低频信号。

最后，柔性膜可以包括导电部分，该导电部分布置在接触元件在第一面上的抵接点处和/或布置在微接触探针与第二面的接触点处。

通过以下参考附图对本发明的实施例的非限制性示例的描述，本发明的探针卡的特征和优点将变得显而易见。

附图说明

在附图中：

图1示意性地示出根据现有技术的探针卡；

图2示意性地示出根据本发明的探针卡；

图3示意性地示出根据本发明的探针卡的柔性膜的俯视图；

图4示意性地示出根据本发明的探针卡的细节；

图5示意性地示出根据本发明的实施例的探针卡；以及

图6示意性地示出根据本发明的实施例的探针卡的柔性膜的细节。

具体实施方式

参考附图，具体地，参考图2，根据本发明的探针卡总体上以附图标记20示意性地表示。

值得注意的是，附图表示示意性视图并且未按比例绘制，而是被绘制为用于强调本发明的重要特征。此外，在附图中，以示意图的方式示出了不同的元件，它们的形状根据期望的应用而变化。还应注意，在附图中，相同的附图标记指代形状或功能相同的元件。最后，关于在图中示出的实施例描述的特定特征也可应用于在其他图中示出的其他实施例。

在其更一般的形式中，探针卡20适于与测试设备(图中未示出)连接，以测试集成在半导体晶片上的电子器件，特别是高频器件，即适于传送高频信号(具体地，大于1GHz)的器件。

探针卡20包括阻尼结构21，该阻尼结构适于减弱和缓冲所述接触探针20与被测器件的接触。

根据本发明的优选实施例，阻尼结构21是测试头，其仍然用附图标记21表示。该测试头容纳多个接触元件22。在图2中仅通过示例的方式示出了所述接触元件22中的四个。

探针卡20还包括支撑板23，其优选地是确保所述探针卡20与测试设备之间的连接的印刷电路板(PCB)。

接触元件22包括沿纵向轴线H-H在第一端部22a和第二端部22b之间延伸的主体22'，第一端部22a适于抵靠在支撑板23上。

探针卡20还包括柔性膜24，该柔性膜具有：第一面Fa，接触元件22的第二端部22b适于抵靠在该第一面上；以及第二面Fb，其与第一面Fa相反。仍然根据图2的局部参考系，柔性膜24的第一面Fa是上表面，即面向测试头21的面，而柔性膜24的第二面Fb是下表面，即面向被测器件的面。因此，测试头21被适当地布置在柔性膜24(具体地，其第一面Fa)与支撑板23之间。

如将在下文中更详细地示出的，柔性膜24适于在被测器件与支撑板23之间传送高频信号。

此外，探针卡20包括支撑件25。该支撑件设有多个引导孔25h。该引导孔适于容纳对应的多个微接触探针26。该微接触探针适于与集成在半导体晶片W上的被测器件的接触垫27接触。柔性膜24布置在接触元件22与所述微接触探针26之间。

微接触探针26包括主体26'，该主体也沿纵向轴线H-H在第一端26a和第二端26b之间延伸。第一端26a适于接触柔性膜24，第二端26b适于接触如上所述集成在半导体晶片W上的被测器件的接触垫27。

支撑件25适于支撑柔性膜24和微接触探针26两者。

现在参考图3，柔性膜24包括第一区域或接触区域24a和第二区域或外围区域24b，其中，接触区域24a适于接触测试头21和被测器件，而外围区域24b适于连接至支撑板23。优选地，接触区域24a是柔性膜24的中心区域并且被外围区域24b围绕。

通常，接触区域24a的面积基本上对应于半导体晶片W的包括一个或多个被测器件的面积，并且与所述接触区域24a接触的微接触探针26的对应布置基本上对应于接触垫27的对应布置。

接触元件22的第二端22b在接触区域24a处抵靠柔性膜24的第一面Fa，而微接触探针26的第一端26a也在所述接触区域24a处与第二面Fb接触。具体地，每个接触元件22的第二端22b抵靠在与相应微接触探针26的第一端26a接触的同一点(沿柔性膜24的纵向轴线H'-H'看去)。

换句话说，在柔性膜24的相同位置但在相反面上抵靠的相应接触元件22对应于微接触探针26，所述接触元件22用作微接触探针26的阻尼元件。

尽管以上公开的实施例被认为是优选的实施例，但是也可以提供其他配置。举例来说，接触元件22可以具有与微接触探针26不同的数量，并且还可以被布置为抵靠在与微接触探针26不同的点上。

在任何情况下，在与被测器件接触期间，微接触探针26的刚性问题通过与其相关联的接触元件22实现的阻尼得以解决。在微接触探针26与被测器件接触期间，接触元件22因此用作阻尼元件，从而调节所述被测器件的接触垫27上的接触力。

应当指出，测试头21的接触元件22的长度通常在1.5mm和10mm之间，即，长度远大于微接触探针26的长度，如先前所见，微接触探针的长度小于500μm，因此，接触元件具有更大的弯曲能力，诸如用于确保所述接触元件22的上述阻尼效果。适当地，接触元件22由适合于将对于微接触探针26的阻尼效果最大化的材料制成。

还参考图3，根据本发明，有利地，柔性膜24包括至少一个中间区域或弱化区域24c，其邻近接触区域24a和外围区域24b，所述弱化区域24c是柔性膜24中具有减小的机械阻力的区域。如图3所示，弱化区域24c布置在中心区域24a和外围区域24b之间。

柔性膜24优选地包括相对于接触区域24a对称布置并与接触区域相邻的两个弱化区域24c，因此，它还包括两个外围区域24b。

替代地，柔性膜24基本上为圆形，而外围区域24b和弱化区域24c基本上为环形并且围绕接触区域24a同心地布置。显然，膜及其区域的形状可以与环境和/或需要相适配，并且不限于本文所示的示例。

具体地，弱化区域24c包括至少一个弱化元件28，其适于机械地弱化柔性膜24并因此增强其弹性变形能力。

包括弱化元件28的弱化区域24c的存在确保在探针卡20与被测器件接触期间，柔性膜24承受的应力被所述弱化区域24c吸收。实际上，弱化区域24c的弱化元件28适于在所述弱化区域24c中机械地弱化柔性膜24并且局部地增强其可变形性，从而确保所述柔性膜24的其余区域不会承受过度的应力。

具体地，在与被测器件接触期间，柔性膜24的中心区域24a趋于升高，因此柔性膜24整体上承受相当大的拉伸应力，所述柔性膜通常被牢固固定在测试头中。适当地，根据本发明，所述拉伸应力被弱化区域24c吸收，由于弱化元件28的存在，弱化区域相对于柔性膜24的其余部分倾向于更容易变形。

换句话说，由弱化元件28的存在引起的弱化区域24c的变形允许柔性膜24在其中心区域24a处升高，同时防止移动，并因此防止在其其余的扩展部分中形成拉伸应力，尤其是在外围区域24b中。

在本发明的优选实施例中，弱化元件28为多个切口的形式，仍然由附图标记28表示，其沿柔性膜24的纵向轴线H'-H'基本上彼此平行地延伸，如图3所示。

切口28沿纵向轴线H'-H'的延伸程度基本上在1mm至4mm之间，对于弱化区域24c的所有切口28，所述延伸程度基本相同。

替代地，能够实现具有彼此不同的延伸程度的切口28，特别是具有较小延伸程度的切口28，因为它们布置在弱化区域24c的中心部分处。在这种情况下，切口28的对应长度将与所采用的特定布局适配。

在任何情况下，切口28在柔性膜24中形成多个臂。

适当地，切口28在弱化区域24c中形成所需尺寸并布置在其中，以便在与被测器件接触期间允许将接触区域24a升高至少70μm，而不会给柔性膜24带来过度的拉伸应力。

在本发明的替代实施例中，弱化元件28为柔性膜24的下沉部的形式。具体地，在该替代实施例中，能够提供多个下沉部(或非贯穿槽)的存在，其沿柔性膜24的纵向轴线H'-H'基本上彼此平行地伸展，具有相同或不同的延伸程度；还可能的是，在弱化区域24c中仅存在一个下沉部，该下沉部能够延伸整个弱化区域24c或其一部分，特别是适于覆盖所述弱化区域24c的的面积的至少70％。

还参考图3，柔性膜24包括多条导电迹线29，其从接触区域24a朝向外围区域24b(并因此朝向支撑板23)延伸穿过弱化区域24c。因此，导电迹线29例如通过与支撑板23的接触垫的挤压接触而电连接至所述支撑板23。

在图3的实施例中，在弱化区域24c中的两个相邻切口28之间，仅一条导电迹线29通过，但是显然根据要求和/或需求还可以提供其他配置。例如，能够限定弱化区域24c的一部分，而不是切口28，并且专用于导电迹线29通过。

导电迹线29从与对应的微接触探针26的接触点沿柔性膜24的第二面Fb延伸，如果配置需要，则所述导电迹线29也可以在柔性膜24的第一面Fa上延伸。

此外，导电迹线29也可以在柔性膜24内延伸(即，它们可以被嵌入其中)。在这种情况下，能够实现其中从第二面Fb开始在不同的层级上形成导电迹线29的柔性膜24。柔性膜24中形成导电迹线29的层级的数量可以根据需要和/或情况而变化，特别是根据要传送的信号的数量并且因此根据要在所述柔性膜24上形成的布线图案的复杂性而变化。作为示例，可以提供一种配置，其中第一层级包括适于传送功率信号的迹线，而第二层级包括适于传送接地信号的迹线。

在图4所示的本发明的实施例中，柔性膜24在接触元件22与第一面Fa的抵靠点处包括导电部分31a。柔性膜24可以在微接触探针26与第二面Fb的接触点处包括导电部分31b以与导电部分31a相组合或替代导电部分31a。

导电部分31a和31b加强了柔性膜24。特别地，它们适于使接触元件22的第二端部22b和微接触探针26的第一端部26a在柔性膜24上的抵靠减弱，基本上用作其保护结构，尤其是在其接触区域24a处。第二面Fb上的导电部分31b还允许信号从微接触探针26传递到导电迹线29。

如前所述，支撑件25用作柔性膜24和微接触探针26的支撑件。具体而言，微接触探针26优选地基本上为T形，其中，第一端26a的直径大于主体26'和第二端26b的直径，所述第一端26a因此形成T的头部。这样，第一端26a限定抵靠在支撑件25上的表面S，其以此方式用作微接触探针26的引导件和支撑件。

需要强调的是，本文中的术语“直径”始终表示最大横向尺寸。

还参考图4，微接触探针26在其第一端26a处通过接合元件32连接至柔性膜24。接合元件32被配置为允许微接触探针26和柔性膜24之间的互锁连接，特别是由于存在从所述微接触探针26的第一端26a的顶部突出的第一部分32a和第二部分32b的存在。具体而言，第一部分32a与第二部分32b通过间隙或开口区域分开，所述部分32a和32b适于插入柔性膜24的开口中。一旦插入柔性膜24的开口中，部分32a和32b就通过所述开口的壁施加的力而使一个被推向另一个，所述部分32a和32b因此施加相反的力，这确保了对微接触探针26的期望的保持。本质上，部分32a和32b形成一种弹性叉，适于装配在柔性膜24中。

显然，柔性膜24和微接触探针26之间的关联也可以以其他方式进行，附图仅通过本发明的非限制性示例来提供。

在图2和图4所示的实施例中，接触元件22不适于传送信号，而仅作为探针卡20的阻尼元件存在，从而克服了由微接触探针26的刚性引起的问题，并且避免了在与被测器件的接触垫28接触期间对其造成破损。

替代地，在图5所示的本发明的实施例中，接触元件22的组22bis也适于在被测器件和测试设备之间传送信号。因此，所述组22bis的每个接触元件通过柔性膜24中的连接导电迹线29'电连接至对应的微接触探针26，所述连接导电迹线29'在所述柔性膜24的第一面Fa和第二面Fb之间延伸。换句话说，连接导电迹线29'适于连接柔性膜24的相反两面Fa和Fb，所述连接导电迹线29'例如通过利用导电材料填充所述柔性膜24中形成的另外合适的通孔或贯通路径而形成。在存在导电部分31a和31b的情况下，连接导电迹线29'连接所述导电部分。

因此，组22bis中的接触元件实现双重功能。即，一方面它们用作探针卡20，特别是微接触探针26的阻尼元件，另一方面它们向支撑板23传送信号。在该实施例中，不包括在组22bis中的接触元件与微接触探针26以及与其他接触元件电绝缘，仅保持阻尼元件的功能。此外，可以说，组22bis中的接触元件适于在被测器件与支撑板23之间传送功率信号和/或接地信号和/或低频信号。

在该实施例中，支撑板23包括位于组22bis中的接触元件的第一端部处的导电接触垫23A，所述端部抵靠在其上，以实际上向测试设备传送信号。

如前所述，连接导电迹线29'可以连接第一面Fa的导电部分31a和第二面Fb的导电部分31b，或者能够仅形成一个导电垫，其穿过柔性膜24并且在所述面Fa和Fb上露出。

此外，在图6所示的本发明的实施例中，接触区域24a包括位于第一面Fa和第二面Fb之间的通孔30，测试头21的至少一个接触元件穿过所述通孔30中的每一个，穿过所述通孔30的所述接触元件适于直接接触被测器件的接触垫27。像组22bis中的接触元件一样，穿过通孔30的接触元件适于传送功率信号、接地信号或低频信号。

通孔30的尺寸可以设置成仅由一个接触元件穿过，或者可以设置成由若干接触元件穿过。注意，通孔30的数量、布置和尺寸可以根据要求和/或需求而变化。显然，在该实施例中，支撑件25还包括对应的通孔，以允许接触元件通过。

还参考图6，柔性膜24的中心区域24a包括至少一个另外的弱化元件33，其靠近与其接触的一个或多个微接触探针26。这些另外的弱化元件33(例如，通过激光去除制成)可以为切口或非贯穿槽的形式。

此外，另外的弱化元件33优选地在微接触探针26与柔性膜24的接触点(或可能的导电部分31b)的三侧延伸。所述另外的弱化元件33可以具有任何合适的形状。例如如图6所示，它们可以是马蹄形或半圆形。更优选地，另外的弱化元件33具有纵向延伸超过接触点(或超过可能的导电部分31b)大致介于400μm和600μm之间(优选地，500μm)的长度的两个侧部，并且基本上平行于从所述接触点延伸的导电迹线29延伸。换句话说，另外的弱化元件33的一侧的尺寸与导电部分31b的尺寸基本相同，而另一侧具有更大的尺寸并且沿导电迹线29延伸大约另一500μm。

另外的弱化元件33的存在能够解决探针卡20的可能的平面性问题，因为它们允许微接触探针26之间的对应移动。

还应注意，尽管图6示出了其中存在通孔30和另外的弱化元件33两者的实施例，但是可以提供其中仅存在通孔30或仅存在另外的弱化元件33的实施例。

适于与集成在半导体晶片W上的被测器件的接触垫27接触的微接触探针26由导电材料或由合适的合金制成。

柔性膜24由能够提供期望的柔韧性和期望的电绝缘的介电材料制成，优选为聚酰胺，而导电迹线29由导电金属材料制成，例如铜。

选择迹线的宽度和柔性膜24的厚度，以便获得期望的阻抗控制并最小化传输信号的衰减。可以将膜中的信号传输与同轴电缆中的传输进行比较。在这种情况下，在柔性膜的两面之一上，适于传送射频信号的导电迹线延伸，而在相反面上，接地迹线延伸，其遵循适于在另一面上传送射频信号的导电迹线的路径。

支撑板23具有类似于现有技术PCB板的配置，不同之处在于，其接触垫优选地在其外围部分上形成，使得支撑垫可以在柔性膜24的外围区域24b处电接触导电迹线29(或可能的膜的垫)。

此外，支撑件25优选地由陶瓷材料制成。

最后，要注意的是，在未在附图中示出的本发明的实施例中，测试头21包括至少一个引导件，该引导件设有多个引导孔，接触元件22被滑动地容纳在该引导孔中。

总之，本发明提供了一种探针卡，其中，通过连接至柔性膜的接触区域的尺寸减小的探针或微探针来执行与被测器件的接触，该柔性膜在其与接触区域相邻的区域中包括机械性的弱化元件，该机械性的弱化元件有助于所述相邻区域的局部变形，并在与被测器件接触期间减少柔性膜承受的应力。

所提出的探针卡由于其中包括的微接触探针的减小的尺寸而特别地实现在射频应用中，该微接触探针的长度小于接触元件的长度，具体地小于500μm。

布置在柔性膜和PCB之间的测试头的接触元件的存在，其基本上用作微接触探针的阻尼元件(即，由于其更大的弯曲能力，它们适于缓冲微接触探针和被测器件的接触垫之间的接触)，能够避免长度减小的所述微接触探针的刚性，从而显著降低微探针自身破损的可能性，同时确保适当降低由此施加的压力，从而避免了微探针所抵靠的被测器件的接触垫的任何损坏。

有利地，根据本发明，柔性膜的弱化元件的存在(优选地以多个切口的形式)使得弱化区域尤其可变形，因为其减小了其机械阻力。以这种方式，能够减小在与被测器件接触期间柔性膜承受的拉伸应力。

具体地，正是弱化区域的弱化元件的存在使得柔性膜的接触中心区域在微接触探针的推力作用下升高，而不会对膜本身施加过度的应力，因为所述弱化区域趋向于更容易吸收与被测器件接触所产生的应力。实际上，由于弱化元件而引起的弱化区域的更大的变形能力使得柔性膜的其余部分受到的应力明显较小，从而有助于提高本发明的探针卡的性能。

测试头的接触元件还用作微接触探针的预加载元件，确保所述微探针始终正确地与柔性膜相关联，这进一步有利地实现了探针卡内部信号的期望传输。

此外，其中测试头的一些接触元件适于传送信号的混合配置的可能性极大地简化了柔性膜的信号传输，其以这种方式仅适于高频信号传输。结果，在柔性膜的接触区域包括多个微接触探针矩阵(每个矩阵都适于接触晶片上的相应器件)的情况下，能够将从每个矩阵引出的导电迹线引向PCB，仅穿过所述矩阵的一侧或两侧，使得能够并行测试多个电子器件，即通过使微探针矩阵与导电迹线不穿过的一侧对齐。

适当地，根据本发明的探针卡能够对集成在半导体晶片上的器件执行所谓的全阵列测试，柔性膜的配置使得微接触探针在其接触区域中能够进行任何布置。以这种方式，能够在接触区域中提供微接触探针矩阵的任何布置，在所述区域中不存在约束。

此外，有利地，根据本发明，柔性膜、接触元件和微接触探针在结构上彼此独立，因为柔性膜不与接触元件固定地关联(例如焊接)，后者仅抵靠在其上，所述柔性膜和所述微接触探针由探针卡的陶瓷支撑件支撑。所有这些确保了探针卡整体上的可维修性，因为可以容易地更换其单个组件。

最后，在膜的接触区域中可能存在另外的弱化元件，这能够解决探针卡的任何平面性问题。所述另外的弱化元件的存在补偿了可能的局部错位。

显然，本领域的技术人员为了满足特定的需要和规格，可以对上述探针卡进行多种改变和修改，所有这些改变和修改都包括在由所附权利要求书限定的本发明的保护范围内。

Claims (16)

1.一种用于电子器件的测试设备的探针卡(20)，包括：

支撑板(23)；

柔性膜(24)，适于在被测器件和所述支撑板(23)之间传送高频信号，所述柔性膜(24)通过其外围区域(24b)连接至所述支撑板(23)；

阻尼结构(21)，布置在所述支撑板(23)和所述柔性膜(24)之间，所述阻尼结构(21)适于缓冲对所述被测器件的抵靠；以及

多个微接触探针(26)，包括在第一端(26a)和第二端(26b)之间延伸的主体(26')，所述第二端(26b)适于抵靠在所述被测器件的接触垫(27)上，

其中，所述阻尼结构(21)和所述微接触探针(26)的所述第一端(26a)与所述柔性膜(24)的同一接触区域(24a)的相反两面(Fa，Fb)接触，

其特征在于，所述柔性膜(24)包括布置在所述接触区域(24a)和所述外围区域(24b)之间并与所述接触区域和所述外围区域相邻的至少一个弱化区域(24c)，所述弱化区域(24c)包括适于机械地弱化所述柔性膜(24)并局部增强所述柔性膜(24)的可变形性的至少一个弱化元件(28)。

2.如权利要求1所述的探针卡(20)，其特征在于，所述弱化元件(28)为沿所述柔性膜(24)的纵向轴线(H'-H')彼此平行延伸的多个切口的形式。

3.如权利要求2所述的探针卡(20)，其特征在于，所述切口(28)沿所述纵向轴线(H'-H')的延伸程度基本上在1mm和4mm之间。

4.如权利要求1所述的探针卡(20)，其特征在于，所述弱化元件(28)为所述弱化区域(24c)中的所述柔性膜(24)的至少一个下沉部的形式。

5.如前述权利要求中任一项所述的探针卡(20)，其特征在于，所述柔性膜(24)包括相对于所述接触区域(24a)对称布置的两个弱化区域(24c)。

6.如权利要求1所述的探针卡(20)，其特征在于，所述接触区域(24a)包括靠近至少一个微接触探针(26)的至少一个另外的弱化元件(33)。

7.如权利要求1所述的探针卡(20)，其特征在于，所述探针卡包括至少一个支撑件(25)，所述支撑件包括适于容纳所述微接触探针(26)的多个引导孔(25h)，所述支撑件(25)适于支撑所述微接触探针(26)和所述柔性膜(24)。

8.如权利要求7所述的探针卡(20)，其特征在于，所述微接触探针(26)基本上为T形，其中，其第一端(26a)的直径大于主体(26')的直径，以限定抵靠在所述支撑件(25)上的表面(S)。

9.如权利要求1所述的探针卡(20)，其特征在于，所述微接触探针(26)通过位于其第一端(26a)处的接合元件(32)连接至所述柔性膜(24)，所述接合元件(32)被配置为实现所述微接触探针(26)和所述柔性膜(24)之间的互锁连接，其中，所述接合元件(32)包括从所述第一端(26a)的顶部突出并由空间隔开的第一部分(32a)和第二部分(32b)，所述第一和第二部分(32a，32b)适于插入所述柔性膜(24)的开口中，并且一个部分通过所述开口的壁向另一个部分移动。

10.如权利要求1所述的探针卡(20)，其特征在于，所述支撑板(23)是印刷电路板(PCB)。

11.如权利要求1所述的探针卡(20)，其特征在于，所述柔性膜(24)包括多条导电迹线(29)，所述导电迹线从所述接触区域(24a)朝向所述支撑板(23)延伸穿过所述弱化区域(24c)。

12.如权利要求1所述的探针卡(20)，其特征在于，所述阻尼结构(21)是测试头，其容纳延伸于第一端(22a)和第二端(22b)之间的多个接触元件(22)。

13.如权利要求12所述的探针卡(20)，其特征在于，所述测试头(21)的每个接触元件(22)的所述第二端(22b)抵靠在接触相应微接触探针(26)的所述第一端(26a)的同一点上。

14.如权利要求12所述的探针卡(20)，其特征在于，所述测试头(21)的所述接触元件(22)包括适于在所述被测器件和所述支撑板(23)之间传送功率信号和/或接地信号和/或低频信号的一组(22')接触元件，所述组(22')的所述接触元件电连接至所述微接触探针(26)。

15.如权利要求12所述的探针卡(20)，其特征在于，所述接触区域(24a)包括位于所述第一面(Fa)和所述第二面(Fb)之间用于至少一个接触元件通过的通孔(30)，所述至少一个接触元件适于在所述被测器件和所述支撑板(23)之间传送功率信号和/或接地信号和/或低频信号。

16.如权利要求12所述的探针卡(20)，其特征在于，所述柔性膜(24)包括布置在所述接触元件(22)与所述第一面(Fa)的抵靠点处和/或布置在所述微接触探针(26)与所述第二面(Fb)的接触点处的导电部分(31a，31b)。

Images