CN114207452A - 电子器件用探针头及相应的探针卡 - Google Patents

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Abstract

本发明描述了一种电子器件测试设备用探针头(21)，包括多个接触探针(22)，该多个接触探针插入设置在至少一个上导引件(23)和至少一个下导引件(24)中的导引孔中，接触探针(22)的弯曲区域(26)限定在上导引件(23)和下导引件(24)之间，每个接触探针具有至少一个第一端接部分(21A)以及第二端接部分(21B)，该第一端接部分从下导引件(24)突出第一长度(LA)并以接触尖端(22A)结束，该接触尖端适于抵靠待测器件(30)的相应接触焊盘(30A)，该第二端接部分从上导引件(23)突出第二长度(LB)并以接触头(22B)结束，该接触头适于抵靠用于与测试设备连接或界面接触的PCB(28)的接触焊盘(28A)；适当地包括至少一个保护结构(27)，该保护结构从上导引件(23)朝接触探针的纵向展开轴线(z)的方向朝向PCB(28)突出，所述保护结构(27)由此在接触探针(22)的接触头(22B)处延伸。

Description

电子器件用探针头及相应的探针卡
技术领域
本发明涉及一种电子器件测试设备用探针头。
本发明具体但非排他地涉及用于测试特别是集成在半导体晶圆上的电子器件的具有竖直探针的探针头，并且以下描述参考该应用领域进行，其唯一目的是简化其介绍。
背景技术
众所周知，探针头本质上是一种适于将微结构、特别是集成在晶圆上的电子器件的多个接触焊盘与验证其功能的测试设备的相应通道电连接的设备，特别是电气测试。
在集成器件上进行的测试用于检测和隔离已经在生产阶段的有缺陷的设备。通常，探针头随后用于对集成在晶圆上的器件进行电气测试，然后将它们切割并安装到芯片包装封装件内。
探针头包括由至少一个板保持的多个可移动的接触元件或接触探针，通常是一对板或导引件，它们基本上是板状的并且彼此平行并且相隔一定距离放置，以留出用于接触探针移动和可能变形的自由区域或空气区域。这对导引件尤其包括通常用术语“上模具(upper die)”表示的上导引件和通常用术语“下模具(lower die)”表示的下导引件，在该领域中使用了形容词“上”和“下”参考在其操作期间的探针头并且对应于附图的说明，头位于测试设备(上)和包括待测器件的半导体晶圆(下)之间。换言之，上导引件是最靠近测试设备的位置，而下导引件是最靠近待测器件的晶圆的位置。
导引件均设有通常由具有良好电气和机械性能的特殊合金线制成的导引孔，接触探针在导引孔中轴向滑动。
探针头还由布置在上下导引件之间的外壳完成，外壳通常由陶瓷制成并适于容纳和保护探针。
接触探针和待测器件的各个接触焊盘之间的良好连接是通过探针头对器件本身(即包括器件的晶圆)的压力来确保的，在上导引件和下导引件中的导引孔中移动的接触探针在所述压触的情况下在导引件之间的空气区域内弯曲并在导引孔内滑动。
这种类型的探针头通常用术语“竖直探针头(vertical probe head)”表示。
竖直探针头基本上具有空气区域，接触探针在该空气区域中弯曲，因此也称为弯曲区域；此外，可以通过探针本身的适当配置和/或由于导引件的适当的相对定位或相移来辅助接触探针的弯曲。
在某些情况下，接触探针在上导引件处以固定方式连接到探针头，例如通过焊接或粘接：它们被称为带阻塞探针的探针头。
然而，更常见的是，探针头与不是以固定方式连接的探针一起使用，而是与空间变换板(通常称为“空间变换器(space transformer)”)保持界面接触，空间变换器是包括探针头在内的探针卡的一部分并连接到测试设备：它们被称为具有非阻塞探针的探针头。但是，通常，探针头与包括它的探针卡的PCB界面接触和连接，以与探针卡是其端接元件的测试设备界面接触。
在图1中示意性地示出了包括具有非阻塞竖直探针的探针头的探针卡，其中为了简单起见，仅示出了通常包括在这种探针头中的该多个探针中的一个接触探针。
具体地，探针卡10包括探针头1和用于与测试设备连接和界面接触的PCB，例如空间变换器8；探针头又至少包括上导引件3和下导引件4，它们由基本上平坦且平行的板状支撑件制成并且具有相应的上导引孔3A和下导引孔4A，相应的接触探针2在其中滑动。在图1中，探针卡10被图示为处于操作状态，探针头1搁置在包括至少一个待测器件7的晶圆上。
探针头1还包括布置在上导引件3和下导引件4之间的外壳4，以容纳和保护接触探针2，外壳4也用作加强件。外壳4特别是在所述导引件之间的空气区域或弯曲区域6中延伸。
每个接触探针2具有大致棒状的主体2C和至少一个接触端或尖端2A。术语端或尖端在本文和下文中表示端的一部分，不一定是尖的。特别地，接触尖端2A抵靠待测器件7的接触焊盘7A，在所述器件和探针卡10是其端接元件的测试设备(未示出)之间形成机械和电接触。
在图1所示的示例中，接触探针2具有朝向空间变换器8的多个接触焊盘8A的另一接触端，通常表示为接触头2B。以与通过接触探针的端部特别是头部的对相应的接触焊盘上的压力而与待测器件接触类似的方式确保探针和空间变换器之间的良好电接触。
更一般地，如上所述，可以在用于与测试设备连接或界面接触的PCB上制造具有探针的接触头的接触焊盘，该测试设备用于与包括探针头的探针卡连接，之前所做的考虑是也适用于上述PCB。
上导引件3和下导引件4与允许接触探针2变形的空气或弯曲区域6适当地隔开，上导引孔3A和下导引孔4A的尺寸设计成允许各自的接触探针在它们里面滑动。称为浮置区域的另一个区域9限定在上导引件3和空间变换器8之间；建立所述浮置区域9，从而保证接触头2B在探针头1以及因此接触探针2在待测器件7上的压触的情况下移动，即接触尖端2A在相关的接触焊盘7A上移动，确保在任何情况下接触头2B与空间变换器8的接触焊盘8A的接触。
在采用所谓的“移位板(shifted plate)”技术制造的探针头的情况下，上导引件3和下导引件4也在平行于它们的展开平面(在图中用π表示)的方向D移位上偏移或移位，因此，也称为“屈曲梁(buckling beam)”的接触探针2具有位于大致中心位置的适当变形的探针主体，如图1所示，以允许将探针正确固定在上下导引件的导引孔中并强制弯曲方向相同，基本对应于方向D移位。
应该记住，探针头以及包含它的探针卡的正确操作基本上与两个参数相关：接触探针的竖直位移或超程以及相应接触端(特别是接触尖端2A)在待测器件7的接触焊盘7A上的水平位移或擦洗，能够获得所述焊盘的表面“清洁(cleaning)”，从而改善由探针头1(即其接触探针2)在其整个使用寿命期间进行的接触。
确保接触探针2的接触头2B的浮置区域9的尺寸设置为确保所述接触头2B正确容纳在探针头中，除了其在空间变换器8的接触焊盘8A上的正确机械和电接触之外。
所有这些特性都需要在探针头的实现过程中进行评估和校准，探针、待测器件和测试设备之间的良好电气连接始终必须得到保证。
接触探针的末端特别是接触待测器件焊盘的尖端在使用过程中会积聚材料，通常称为污垢，当所述尖端的擦洗不能确保与焊盘的电接触时，这会降低其性能并可能危及与待测器件的正确接触。
因此，已知通过砂布对探针头进行定期清洁操作，特别是对它们的探针的接触尖端进行清洁。
然而，所述清洁操作涉及消耗探针端部的一部分，特别是接触尖端，因此在次数上精确地受到所述尖端的长度的限制，该长度随着每次清洁而缩短。接触尖端端部的任何后续磨损必须特别限于锥形探针从下导引件突出的部分，该部分精确地提供接触尖端。
探针头的清洁操作次数实际上决定了它的使用寿命，从而决定了包含它的探针卡的使用寿命。
从以同一申请人的名义在2014年10月16日公布的第WO2014/167410号国际专利申请(PCT)中得知，使用以可移除方式插入在容纳元件和上下导引件其中之一之间的间隔元件来调整接触探针端部的长度，特别是在接触点处的长度。
所述探针头虽然在各个方面具有优势，但具有与以下事实相关的缺点：通过去除间隔物或其层而导致的端部长度变化不可避免地也改变了接触探针的空气区域或弯曲区域，从而改变了接触动力学并引入了在由探针施加在接触焊盘上的力以及可以在其上提供的擦洗方面的问题，除了改变探针在所述空气区域中所遭受的变形之外，具有永久变形或将所述探针互锁在相应的导引孔中的风险。
还可以立即验证旨在改变从探针头特别是在其朝向待测器件的尖端部分处突出的接触探针的长度的措施如何通常还涉及在探针的头端部的浮置区域的不希望的变化，损害它们与PCB对测试设备的连接，甚至导致整个探针头的操作不正确。
本发明的技术问题在于提供一种集成在晶圆上的电子器件的探针头，其具有结构和功能特性，以保证接触探针正确容纳在其内部，并且在接触探针的清洁操作之后也没有功能损失，克服了仍然困扰根据现有技术制造的探针头的限制和缺点，特别是确保探针的接触头在浮置区域内的充分保护和正确保持、探针在相应导引孔中的正确滑动和必要的擦洗机构，用于在探针头和包含它的探针卡的整个生命周期内，即使在多次清洁之后，探针和待测器件的接触焊盘以及连接到测试设备的PCB之间的正确接触操作。
发明内容
本发明的解决方案思想是在探针头内为其探针的接触头部分提供适当的保护结构，这种保护结构还定位成不干扰探针头的正常操作并且优选地是可移除的，可能通过可单独移除的层来提供，以修改浮置区域的延伸部分并因此在接触尖端部分处减小其长度的清洁操作后修改探针从探针头朝向待测器件突出的长度，但不改变探针头弯曲区域的长度。
基于上述解决思路，本发明的技术问题通过一种电子器件测试设备用探针头来解决，该探针头包括多个插入设置在至少一个上导引件和至少一个下导引件中的导引孔中的接触探针，接触探针的弯曲区域限定在上导引件和下导引件之间，每个所述接触探针具有至少一个第一端接部分以及第二端接部分，该第一端接部分从下导引件突出第一长度并以接触尖端结束，该接触尖端适于抵靠待测器件的相应接触焊盘，该第二端接部分从上导引件突出第二长度并以接触头结束，该接触头适于抵靠用于与测试设备连接或界面接触的PCB的接触焊盘，其特征在于，该探针头包括至少一个保护结构，该保护结构从所述上导引件朝接触探针的纵向展开轴线的方向朝向PCB伸出，所述保护结构从而在接触探针的接触头处延伸。
更具体地，本发明包括以下附加的和可选的特征，如果需要，单独地或组合地采用。
根据本发明的另一方面，该保护结构可以以可移除的方式紧固到上导引件。
特别地，该保护结构可以通过粘合胶层、焊接或选自螺钉或夹具的至少部分地横跨保护表面和上导引件的紧固装置紧固到上导引件。
根据本发明的另一个方面，该保护结构可以由上导引件的伸出部分朝接触探针的纵向展开轴线朝向PCB来提供。
根据本发明的又一方面，该保护结构可以包括多个可单独拆卸的层，该多个层在PCB和上导引件之间一层一层地堆叠。
特别地，该保护结构可以包括粘合材料，优选地具有低密封性的胶水，或适于使各层彼此成一体的可移除联接装置。
根据本发明的另一方面，该保护结构可以具有选自框架、成对的半框架、诸如支柱之类的单个伸出元件的形状。
此外，根据本发明的另一方面，该保护结构及其可能的层可以设置成相对于上导引件和/或PCB突出。
该保护结构及其可能的层也可以由透明或半透明塑料材料、或陶瓷材料、或金属材料、或有机材料、或硅制成，优选地由
Figure BDA0003494131900000051
制成。
根据本发明的另一方面，该探针头可以包括上导引件和/或下导引件，该上导引件和/或下导引件包括一对基本支撑件并设置有定位在基本支撑件之间的间隔结构。
根据本发明的所述方面，该间隔结构可以可能以可移除的方式紧固到基本支撑件之一，或者它由其伸出部分提供，或者它包括多个重叠和可单独移除的层。
根据本发明的另一方面，该保护结构的高度可以等于或优选地大于接触探针的接触头的放大部分的所有高度中的最大高度之一。
或者，该保护结构的高度可以等于或优选大于接触探针的接触头的锥形部分的所有高度中的最大高度之一。
该技术问题还通过一种电子器件测试设备用探针卡来解决，该探针卡包括至少一个探针头和至少一个用于与测试设备连接和界面接触的PCB，该探针头设置有多个接触探针，该多个接触探针适于抵靠空间变换器的多个接触焊盘，其特征在于，所述探针头的设置如前所述。
根据本发明的另一方面，该探针卡还可以包括保持装置，该保持装置适于将探针头的导引件和/或基本支撑件、保护结构和/或设置有用于保持装置的适当的外壳座的间隔结构制成一体。
根据本发明的探针头的特征和优点将从以下参照附图以非限制性示例的方式给出的其实施例的示例的描述中变得清楚。
附图说明
在附图中：
-图1：示意性地示出了根据现有技术提供的特别是集成在晶圆上的电子器件的探针卡；
-图2：示意性地示出了根据本发明实施例提供的探针头的剖视图；以及
-图3A-图3C、图4A-图4C、图5A-图5D、图6和图7：在各个剖面图中示意性地示出了包括根据本发明提供的探针头的替代实施例的探针卡。
具体实施方式
参考附图，特别是图2，根据本发明的探针头整体用21表示。
应该注意的是，这些图是示意图并且不是按比例绘制的，而是以强调本发明的重要特征的方式绘制的。进一步指出，参考特定实施例所示的措施显然可以与其他实施例结合使用。最后，在不同的附图中使用相同的附图标记来指示结构和功能上对应的元件。
探针头21包括多个接触探针22，该多个接触探针22容纳在相应支撑件或者是板状且平行的上导引件23和下导引件24的适当的导引孔中。探针头21还包括在空气区域或弯曲区域26处在上导引件23和下导引件24之间延伸的容纳元件或外壳25，具有用L表示的高度，其中接触探针22可以进一步在探针压触通常包含在半导体晶圆中的待测器件的情况下在图中用π1表示的第一平面处变形，探针头21抵靠该待测器件上。
特别地，图2中所示的探针头21是非阻塞竖直探针类型，并且每个接触探针22具有适于与相应接触焊盘进行机械和电接触的相应端接部分21A和21B；特别地，第一端接部分21A以接触尖端22A结束，该接触尖端22A适于在第一平面π1处抵靠待测器件的接触焊盘，而第二端接部分21B以接触头22B结束，该接触头22B适于在图中用π2指示的第二平面处抵靠朝向测试设备的连接元件的另一接触焊盘，例如空间变换层或空间变换器或通用连接或界面PCB。以这种方式，接触探针22提供待测器件与探针头21是其端接元件的测试设备(未示出)之间的机械和电接触。接触探针22还具有在所述第一端部21A和第二端部21B之间延伸的大致棒状探针主体22C。
术语“端接部分(terminal portion)”是指接触探针22的分别相对于导引件并因此相对于外壳25特别是朝待测器件或包括探针头21的探针卡的PCB的方向突出的部分。此外，如前所述，术语尖端表示端部，不一定是尖的。
特别地，接触尖端22A处的接触探针22的第一端接部分21A在探针头21的下导引件24下方朝与在附图的局部参考系中用z表示的探针的纵向展开轴线相反的方向延伸。同样，接触头22A处的接触探针22的第二端接部分21B在探针头21的上导引件23上方朝纵向展开轴线z的方向延伸。
如前所述，接触探针22具有第一端接部分21A，该第一端接部分21A包括具有锥形形状的接触尖端22A，以在待测器件的接触焊盘上形成基本上点状的接触。此外，接触探针22具有第二端接部分21B，该第二端接部分21B包括设置有至少一个放大部分的接触头22B，即，具有比第二端接部分21B的其余部分以及一般地探针主体22C的横向直径D1更大的尺寸的横向直径D2，其中直径是指与接触探针22的纵向展开轴线z正交的所述部分的截面的最大横向尺寸；接触头22B进一步呈锥形，以在包括探针头21的探针卡的PCB的焊盘上形成基本上点状的接触。接触头22B由于其放大部分还具有适于搁置在上导引件23上的相应底切壁，即使在所述探针头21没有与待测器件接触的情况下，也实现了将接触探针22保持在探针头21内的期望。
正是在接触探针22的接触头22B处存在这种放大部分增加了与接触探针22在探针头21内的正确容纳和移动自由度相关的问题。如已经解释的，在所述探针头21的操作期间，即在对集成在半导体晶圆上的器件进行测试操作的情况下，在其接触尖端22A抵靠待测器件的焊盘并且其接触头22B抵靠包括所述探针头21的探针卡的PCB或空间变换器的相应接触焊盘时，接触探针22经历弯曲和变形；在所述接触期间，接触探针22以及整个探针头21根据图中纵向展开轴线z的方向基本上被向上推，即朝向测试设备。
适当地，根据本发明的探针头21因此包括至少一个保护结构27，该保护结构27从上导引件23朝测试设备的方向(即朝图中所示的纵向展开轴线z的方向)伸出。保护结构27因此在接触头22B处延伸，接触头22B精确地根据纵向展开轴线z的方向从上导引件23突出。
特别地，保护结构27的高度H1等于或优选大于接触头22B的从其放大部分开始直到实际接触的基本上点状端的相应高度HB(H1≥HB)。更具体地，每个单独的接触头22B的高度HB是从底切壁Sq(即从具有最大直径的截面)到形成基本上点状的实际接触区域的锥形端(即具有最小直径的截面)测量的。此外，保护结构27的高度H1被选择为等于或优选大于接触探针22的接触头22B的所有高度中的最大高度；这样，保护结构27就能够正确地保护探针头21的接触探针22的所有接触头22B。
需要指出的是，虽然未在图中示出，但探针头21也可以包括具有设置有未放大的接触头22B的第二端接部分21B的接触探针22。在这种情况下，保护结构27用于避免接触头22B过度接近，特别是避免过度接近上导引件23的实际接触区域，这种接近可能导致接触头22B在相应的上导引孔23H中互锁，从而导致整个探针头21发生故障，特别是由于没有与用于与测试设备连接和界面接触的PCB接触。在这种情况下，保护结构27的高度H1被选择为大于形成接触头22B的第二端接部分21B的锥形部分，或者在任何情况下避免接触头22B在将其容纳在上导引件23中的相应上导引孔23H中互锁；同样在这种情况下，保护结构27的高度H1被确定为等于或优选大于接触探针22的接触头22B的锥形部分的所有高度中的最大高度之一。
保护结构27以或多或少可移除的方式紧固到上导引件23，例如通过粘合胶层、通过焊接或使用诸如螺钉或夹具之类的至少部分地横跨保护表面27和上导引件23的紧固装置。
这样的保护结构27可以在上导引件23的未被导引孔并因此未被接触探针22穿过的区域处基本上成形为框架或包括一个或多个部分，其全部从上导引件23朝纵向展开轴线z的方向伸出。
图3A示出了安装在探针卡20上的探针头21，探针卡20还包括空间变换器或通常是用于与测试设备(未示出)连接和界面接触的PCB 28。特别地，PCB 28包括多个接触焊盘28A，接触探针22的接触头22B抵靠该多个接触焊盘28A。探针卡20适于以其探针头21抵靠待测器件30，该待测器件30特别是集成在半导体晶圆30'上并设置有对应的多个接触焊盘30A，接触探针22的接触尖端22A抵靠该多个接触焊盘30A。
如已经指出的，在由探针卡20执行的测试操作期间，即当探针头21与待测器件30和PCB 28压触时，接触探针22在弯曲区域26处弯曲，弯曲区域26在上导引件23和下导引件24之间延伸并具有对应于外壳25的高度的长度L。
接触尖端22A处的接触探针22的第一端接部分21A在下导引件24和待测器件30之间的第一区域ZA中延伸；特别地，接触尖端22A参考由与所述探针头21压接触的待测器件30的晶圆20'确定的平面πl相对于探针头21的下导引件24突出适当的第一长度LA，该第一长度对应于第一区域ZA的长度。所述第一区域ZA允许接触探针22的接触尖端22A在探针头21和包括它的探针卡20的操作期间在待测器件30的接触焊盘30A上移动，并因此被表示为擦洗区域ZA。
同样，接触头22B处的接触探针22的第二端接部分21B在探针头21的上导引件23和PCB 28之间的第二区域ZB中延伸；特别地，接触头21B参考以类似于待测器件30的方式与探针头21压接触的PCB 28的平面π2相对于所述上导引件23突出适当的第二长度LB，该第二长度对应第二区域ZB的长度。所述第二区域ZB允许接触探针22的接触头22B在探针头21和包括它的探针卡20的操作期间移动，并因此被指示为浮置区域ZB。
基本上，图3A示出了工作条件下的探针头21，即在集成在晶圆30'中的待测器件30的测试阶段期间，当包含在其中的每个接触探针22都具有与所述待测器件30的接触焊盘30A压接触的接触尖端22A和与PCB 28的接触焊盘28A压接触的接触头22B时；在该图的示例中，保护结构27进而与PCB 28接触。
需要指出的是，探针头21的保护结构27因此允许浮置区域ZB的长度LB保持恒定，基本上充当接触探针22的接触头22B和PCB 28之间的间隔元件，以确保与所述PCB 28以及因此与探针卡20构成其端接元件的测试设备的持续和正确接触，这是由接触头22B精确地抵靠PCB 28的接触焊盘28A而形成的接触。即使没有放大的接触头22B，所述保护结构27也能够防止接触探针22在设置在上导引件23中并适于容纳它们的上导引孔23H中互锁。对应的下导引孔24H设置在下导引件24中，以容纳接触探针22。
也可以通过上导引件23的适当配置来制造保护结构27，特别是通过朝PCB 28的方向为其设置伸出部分23'，所述伸出部分23'能够用于例如为上导引件23的框架或边缘的形式，延伸到所述上导引件23的设置有上导引孔23H并因此适于容纳接触探针22的区域之外，以保证探针头21和包括它的探针卡20的正确操作，如图3B示意性所示。在这种情况下，保护结构27与上导引件23制成一体。
如图3C所示，保护结构27也可以由多个可单独拆卸或剥离的层27a、27b、27c、27d制成，该多个层在PCB 28和上导引件23之间适当地一层一层地堆叠，以提供具有可以修改的高度H1的保护结构27。所述层27a、27b、27c、27d可以通过诸如胶之类的具有低密封性的粘合材料彼此一体形成，从而容易地允许它们彼此分离。
图3C所示的保护结构27包括四层，仅作为非限制性示例，所述结构能够包括具有相同或不同厚度的任意数量的层，甚至可能仅一层。
这样的实施例被证明是特别方便的。事实上，众所周知的是，当使用探针头21时，由于其接触尖端22A在砂布上通过，第一端接部分21A的长度LA减小，如上所述。基本上，第一端接部分21A在对应的接触尖端22A的每次清洁操作期间磨损，减少了擦洗区域ZA的长度LA，直到探针头21不能再正常工作。
适当地，根据本实施例，可以通过去除一个或多个层27a、27b、27c、27d来减小保护结构27的高度，这减小了浮置区域ZB的长度LB，从而允许朝向组成件(上导引件23-下导引件24-外壳25)中的另一个(即探针头21)的位移，允许容纳在其中的接触探针22从下导引件24突出更多，从而增加擦洗区域ZA的长度LA。
保护结构27(特别是其层27a、27b、27c、27d的数量或高度)的尺寸被确定为具有充分大于接触头22B的高度HB的高度H1，从而即使在去除保护结构27的层27a、27b、27c、27d中的一个或多个之后，也能够保证接触头22B的正确容纳，特别是保证浮置区域ZB的足够长度LB。
根据图中未示出的替代实施例，保护结构27至少包括高度等于或大于接触头22B的高度HB的固定部分和具有可单独移除的层的另一部分。如此一来，即使在去除所有可移除层后，也可确保保护结构27的高度H1始终大于或等于接触头22B的高度HB。
保护结构27及其层27a-27d(如果有的话)由透明或半透明的塑料材料、或陶瓷材料、或金属材料、或有机材料、或硅制成，优选地由
Figure BDA0003494131900000111
制成。此外，这些层可以彼此一体制成，例如通过优选地具有低密封性的粘合材料层，或者通过另外的可移除联接装置，例如螺钉或夹具。
在图3C所示的实施例中，再次举例来说，保护结构27及其各个层27a-27d被制成框架的形式。也可以将保护结构27制成成对的半框架形式，基本上沿着探针头21和上导引件23的相对且平行的侧面延伸。
尽管图中未示出，但需要指出的是，保护结构27及其层27a-27d(如果有的话)也可以制成为相对于上导引件23和/或PCB 28突出。
保护结构27也可以采用完全不同的形状，例如一个或多个单独的支柱，其位于接触探针22的外壳区域内的上导引件23的没有相应的上导引孔23H的区域中，如在图4A中示意性所示。在该图的示例中，保护结构27包括一对支柱，其在上导引件23和PCB 28之间在未被接触探针22占据的区域中延伸。
同样在这种情况下，保护结构27从上导引件23朝测试设备的方向伸出，并以或多或少可移除的方式紧固到所述导引件，例如通过粘合胶层、通过焊接或通过诸如螺钉或夹具之类的至少部分地横跨保护结构27和上导引件23的紧固装置。此外，如前所述，保护结构27的高度H1等于或优选地大于对应于具有放大部分的接触头22B的总体积的相应高度HB(H1≥HB)，总是意欲作为容纳在探针头21中的接触探针22的各个接触头22B的高度中最大的。或者，保护结构27的高度H1以这样的方式建立以避免接触头22B在上导引件23的相应上导引孔23H中互锁，特别是不存在放大部分时。
如前所述，还可以通过上导引件23的适当配置来制造所述保护结构27，特别是通过朝PCB 28的方向为其设置伸出部分23'，如图4B示意性所示，或者通过在PCB 28和上导引件23之间适当地一层一层地堆叠的多个可单独拆卸或剥离的层27a、27b、27c，如图4C所示，其中保护结构27包括由三层形成的单个支柱仅作为示例。
众所周知，在“屈曲梁”型的竖直探针头中，如图所示，接触探针22在相应的导引孔内显示出显著的摩擦问题，这会使探针在其中的滑动变得困难甚至阻止这种滑动。
由于清洁操作导致接触探针22的第一端接部分21A的缩短增加了探针在对应的下导引孔中互锁的机会；以类似的方式，上导引件23接近PCB 28以及因此浮置区域ZB的长度LB的减小增加了接触探针22在上导引件孔23H中互锁的风险，特别是当没有放大的接触头22B时。
适当地，由于使用相互平行以形成探针头的上导引件和/或下导引件中的至少一个的多个基本支撑件，优选两个，因此可以适当地减少探针的所述滑动摩擦，如图5A-5D中示意性所示。
例如，如图5A所示的实施例，探针头21可以包括由一对基本支撑件(上基本支撑件23A和下基本支撑件23B)形成的上导引件23，该对基本支撑件是板状且平行的并且由至少一个具有长度LU的上空气区域ZU分开。
在这种情况下，探针头21还包括保护结构27，该保护结构27从上导引件23特别是从其上基本支撑件23A朝PCB 28的方向突出，同时在下基本支撑件23B和下导引件24之间限定出弯曲区域26，接触探针22可以在探针在待测器件30上压触的情况下进一步在弯曲区域26中变形。
适当地，探针头21还包括位于上导引件23的基本支撑件之间的具有高度H2的上间隔结构27u，从而确保基本支撑件之间的距离以及上空气区域ZU的长度LU保持不变，如图5A中示意性所示。
也可以通过上导引件23的下基本支撑件23B的适当配置来提供上间隔结构27u，特别是通过朝上基本支撑件23A以及因此PCB 28的方向为其设置伸出部分23B'，如图5B中示意性所示，或者通过在上基本支撑件23A和下基本支撑件23B之间适当地一层一层地堆叠的多个可单独拆卸或剥离的层，如图5C所示，其中上间隔结构27u仅作为示例包括三层并具有例如保证上空气区域ZU的期望长度LU的高度。
适当地，如先前针对分层保护结构27所解释的，可以使用由多个可单独剥离的层制成的上间隔结构27u来调整浮置区域ZB和擦洗区域ZA的长度，而无需修改在上导引件23的下基本支撑件23B和下导引件24之间限定的弯曲区域26的长度L。
在图5D中示意性示出的优选实施例中，探针头21可以包括保护结构27和上间隔结构27u，该上间隔结构27u通过多个单独且独立可移除或可剥离的层制成。
如果下导引件24由一对通过具有高度H3的下间隔件结构271分开的基本支撑件24A和24B形成，则也可以应用刚刚做出的考虑，该下间隔件结构27l限定出具有长度LL的下空气区域ZL，如在图6中示意性所示，并且在两个导引件都是这样的情况下，探针头因此包括两对基本支撑件23A、23B和24A、24B以及两个具有相应高度H2和H3的间隔结构27u和27l，除接触探针22的接触头22B的保护结构27之外，如图7示意性所示。
同样对于所述替代实施例，可以提供一个或多个如上所述的结构，根据探针头21和包括它的探针卡20的应用需要将解决方案相互组合。
需要指出的是，保护结构27和间隔结构27u和/或27l的不同层可以制作成具有从探针头21突出的部分，优选地具有不同的长度，以便于正确移除。其中。适当地，所述突出部分对于不同结构的对应层具有相等的长度，例如，最靠近PCB 28的层的突出部分具有与后续层中逐渐靠近位于所述结构下方的导引件或支撑件的层相同的较小长度，考虑到附图的局部参考系。还可以为所述层提供编号，例如随着编号逐渐增加，所述编号被应用在层的突出部分中，以可见并使得可以只需通过读取层的所有突出部分上的所述编号即可验证所有结构都包括所需数量的层。
所述层的不对称移除还可以允许修改支撑件和/或导引件之间的相对距离，特别是导致其倾斜以补偿支撑件和导引件的任何生产或组装误差。
探针卡20还包括相应的保持装置(未示出)，该保持装置适于集成所述板的各种部件(特别是基本导引件和/或支撑件)以及保护结构27和为所述目的设置有用于保持装置的适当的外壳座的间隔结构27u和27l。所述保持装置还可以用于使PCB 28(即空间变换器)和外壳25彼此成为一体。
需要指出的是，根据本发明的探针头和探针卡的所有所示实施例都允许调整包括接触尖端的接触探针的端接部分的长度，因此在不改变探针本身的弯曲区域的长度以及因此探针的运动动力学的情况下经受消耗，特别是在擦洗方面以及确保接触探针的接触头的浮置区域的持续维护方面，以确保与PCB或空间变换器以及因此测试设备的恒定和正确接触，所述浮置区域的长度在调整接触探针的接触尖端的长度的情况下保持恒定且不变。
此外，保护结构的存在允许在上导引件和与探针头相关联的PCB之间保持适当的距离，从而保证接触探针特别是是其可能配备有放大部分的接触头的保护和正确保持。
总之，根据本发明的探针头具有更长的持续时间，因为可以提供相应尖端的大量清洁操作以及随后调整相对于下导引件突出的接触探针的端接部分的长度，使其等于或大于对应于探针头正确操作的长度，从而始终确保正确容纳包括接触头的另外的端接部分。这样，包括这种头的探针卡的使用寿命也延长了。
适当地，所述接触头的保护结构可以以这样的方式制成，即相对于导引件的延伸在有限区域上延伸，即使受到严格限制，因此在数量和位置上都可以随意定位。
此外，可以在包括接触探针的探针头的寿命中的不同时间对接触探针的端接部分的长度进行进一步调整，特别是当包括接触尖端的所述端接部分由于使用和清洁缩短并具有小于对应于探针头正确操作的长度时，还允许在相应的接触尖端由于制造探针本身的过程的公差而未对准针对不同的接触探针头以不同的方式修改端接部分的长度。
显然，本领域的技术人员可以对上述探针头进行多种修改和变化以满足偶然和特定的需要，所有这些都包含在由所附权利要求限定的本发明的保护范围内。
特别地，显然可以考虑除了在图中以示例方式示出的那些之外的几何形状。
此外，可以为根据本发明的探针头的接触探针提供进一步的措施，例如用于尖端部分的特定构造，例如偏移或细长部分，以及用于主体的特定构造，例如从其伸出的止挡件。
最后，接触探针可以通过导电、半导电或绝缘材料的多层组合制成，无论是平面重叠还是同心或同轴方式；为了提供包括在根据本发明的探针头中的导引件和/或支撑件，多层解决方案也是可能的。

Claims (15)

1.一种电子器件测试设备用探针头(21)，包括插入设置在至少一个上导引件(23)和至少一个下导引件(24)中的导引孔中的多个接触探针(22)，所述接触探针(22)的弯曲区域(26)限定在所述上导引件(23)和所述下导引件(24)之间，每个所述接触探针(22)具有至少一个第一端接部分(21A)以及第二端接部分(21B)，所述第一端接部分从所述下导引件(24)突出第一长度(LA)并以接触尖端(22A)结束，所述接触尖端适于抵靠待测器件(30)的相应接触焊盘(30A)，所述第二端接部分从所述上导引件(23)突出第二长度(LB)并以接触头(22B)结束，所述接触头适于抵靠用于与所述测试设备连接或界面接触的PCB(28)的接触焊盘(28A)，其特征在于，所述探针头包括至少一个保护结构(27)，所述保护结构从所述上导引件(23)朝所述接触探针(22)的纵向展开轴线(z)的方向朝向所述PCB(28)伸出，所述保护结构(27)由此在所述接触探针(22)的所述接触头(22B)处延伸。
2.根据权利要求1所述的探针头(21)，其特征在于，所述保护结构(27)可能以可移除的方式紧固到所述上导引件(23)。
3.根据权利要求2所述的探针头(21)，其特征在于，所述保护结构(27)通过粘合胶层、焊接或选自螺钉或夹具的至少部分地横跨所述保护表面(27)和所述上导引件(23)的紧固装置紧固到所述上导引件(23)。
4.根据权利要求1所述的探针头(21)，其特征在于，所述保护结构(27)是由所述上导引件(23)的伸出部分(23’)朝所述接触探针(22)的所述纵向展开轴线(z)的所述方向朝向所述PCB(28)提供的。
5.根据权利要求1所述的探针头(21)，其特征在于，所述保护结构(27)包括多个可单独拆卸的层(27a，27b，27c，27d)，所述多个层在所述PCB(28)和所述上导引件(23)之间一层一层地堆叠。
6.根据权利要求5所述的探针头(21)，其特征在于，所述保护结构(27)包括粘合材料，优选地具有低密封性的胶水，或适于使所述层(27a，27b，27c，27d)彼此成一体的可移除联接装置。
7.根据权利要求1所述的探针头(21)，其特征在于，所述保护结构(27)具有选自框架、成对的半框架、诸如支柱之类的单个伸出元件的形状。
8.根据权利要求1所述的探针头(21)，其特征在于，所述保护结构(27)及其可能存在的层(27a-27d)设置成相对于所述上导引件(23)和/或所述PCB(28)突出。
9.根据权利要求1所述的探针头(21)，其特征在于，所述保护结构(27)及其可能存在的层(27a-27d)由透明或半透明的塑料材料、或陶瓷材料、或金属材料、或有机材料、或硅制成，优选由
Figure FDA0003494131890000021
制成。
10.根据权利要求1所述的探针头(21)，其特征在于，包括上导引件(23)和/或下导引件(24)，所述上导引件和/或下导引件包括一对基本支撑件(23A，23B；24A，24B)并设置有定位在所述基本支撑件(23A，23B；24A，24B)之间的间隔结构(27u，27l)。
11.根据权利要求10所述的探针头(21)，其特征在于，所述间隔结构(27u，271)可能以可移除的方式紧固到所述基本支撑件(23A，23B；24A，24B)之一，或它由其伸出部分(23B'，24B')提供，或者它包括多个重叠和可单独移除的层。
12.根据权利要求1所述的探针头(21)，其特征在于，所述保护结构(27)的高度(H1)等于或优选大于所述接触探针(22)的所述接触头(22B)的放大部分的所有高度(HB)中的最大值之一。
13.根据权利要求1所述的探针头(21)，其特征在于，所述保护结构(27)的高度(H1)等于或优选大于所述接触探针(22)的所述接触头(22B)的锥形部分的所有高度中的最大值之一。
14.一种电子器件测试设备用探针卡(20)，包括至少一个探针头(21)和至少一个用于与所述测试设备连接和界面接触的PCB(28)，所述探针头(21)设置有多个适于抵靠所述空间变换器(28)的多个接触焊盘(28A)的接触探针(22)，其特征在于，所述探针头(21)是根据前述权利要求中的任一项所述的探针头(21)。
15.根据权利要求14所述的探针卡(20)，其特征在于，还包括保持装置，所述保持装置适于将所述探针头(21)的所述导引件和/或基本支撑件、所述保护结构(27)和/或设有用于所述保持装置的适当的外壳座的所述间隔结构(27u，271)制成一体。
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