KR102487269B1 - 테스트 헤드용 접촉 프로브 - Google Patents

Abstract

전자 장치의 테스트 장치의 테스트 헤드용 접촉 프로브(10)에 있어서, 상기 접촉 프로브(10)는 각각의 접촉 패드들에 접촉하도록 구성된 각각의 단부들 사이에서 종 방향으로 기본적으로 연장된 몸체를 포함한다. 적절하게는, 하나 이상의 단부(10A)는 접촉 프로브(10)가 제조되는 제2 도전성 물질보다 큰 경도를 갖는 제1 전도성 물질로 만들어진 인서트(20)를 포함하고, 상기 인서트(20)는 상기 단부(10A)의 섹션(21)에 의해 지지되고, 상기 섹션(21)은 상기 제2 전도성 물질로 만들어지고 상기 인서트(20)에 상보적인 형상을 가지고 상기 인서트(20)의 각각의 접경면들(20A, 20B)에 대향하여 부착되는 각각의 접경면들(21A, 21B)을 갖도록 형성된다.

Description

테스트 헤드용 접촉 프로브

본 발명은 테스트 헤드용 접촉 프로브에 관한 것이다.

본 발명은 특히, 그러나 이에 한정되는 것은 아니지만, 웨이퍼 상에 집적된 전자 장치의 테스트 장치를 위한 테스트 헤드용 접촉 프로브에 관한 것으로, 이하의 설명은 그 설명을 단순화하기 위한 목적으로 이 분야를 참조하여 이루어진다.

잘 알려진 바와 같이, 테스트 헤드(프로브 헤드)는 본질적으로 복수의 미세 구조의 접촉 패드를 배치하기에 적합한 장치, 특히, 웨이퍼에 집적되어 있는 전자 장치, 특히 전기적 테스트 또는 일반적 테스트를 수행하는 테스트 기계의 대응하는 채널과 전기적으로 접촉하는 전자 장치이다.

집적 장치에서 수행되는 테스트는, 아직 제조 단계에서 결함이 있는 장치를 감지하고 분리하는 데에 특히 유용하다. 일반적으로 테스트 헤드는 그래서, 패키지를 포함하는 칩 내부에서 그들을 절단하고 조립하기 전에 웨이퍼 위에 집적되는 장치들을 전기적으로 테스트하는 데에 이용된다.

테스트 헤드는 보통 수많은 접촉 요소들 또는 양호한 전기적 및 기계적 특성을 갖는 특수 합금 와이어로 제조되고 테스트될 장치의 대응하는 복수의 접촉 패드에 대한 적어도 하나의 접촉부가 제공된 접촉 프로브들을 포함한다.

일반적으로 "수직 프로브 헤드"로 불리는 수직 프로브를 포함하는 테스트 헤드는, 대체로 플레이트 형상이고 서로 평행한 적어도 한 쌍의 플레이트 또는 가이드에 의해 보유되는 복수의 접촉 프로브를 기본적으로 포함한다. 이들 가이드에는 적당한 구멍이 제공되며, 접촉 프로브의 이동 및 가능한 변형을 위한 자유 공간 또는 에어 갭을 남기도록 서로 일정한 거리를 두고 배치된다. 한 쌍의 가이드는 특히 상부 가이드와 하부 가이드를 포함하며, 이들 모두에는 접촉 프로브가 축 방향으로 미끄러지는 가이드 구멍이 제공되며, 프로브는 보통 양호한 전기적 및 기계적 특성을 갖는 특수 합금의 와이어로 제조된다.

접촉 프로브와 테스트될 장치의 접촉 패드 사이의 양호한 연결은 장치 자체 상에서 테스트 헤드를 가압함으로써 보장되고, 상부 및 하부 가이드에 있는 가이드 구멍 내에서 움직일 수 있는 접촉 프로브는 두 개의 가이드 사이의 에어 갭 내부에서 구부러지며, 그 가압 접촉 동안 가이드 구멍 내에서 슬라이딩한다.

또한, 도 1에 개략적으로 도시 된 바와 같이, 에어 갭 내의 접촉 프로브의 구부러짐은 프로브 자체 또는 그들 가이드의 적절한 구성에 의해 보조될 수 있는데, 예시의 편의를 위해 일반적으로 테스트 헤드에 포함된 복수의 프로브 중 오직 하나의 접촉 프로브만 도시되었으며, 도시된 테스트 헤드는 소위 이동 플레이트 유형이다.

특히, 도 1은 적어도 하나의 접촉 프로브(4)가 미끄러지는 상부 가이드 구멍(2A) 및 하부 가이드 구멍(3A)을 각각 갖는, 적어도 하나의 상부 플레이트 또는 가이드(2) 및 하나의 하부 플레이트 또는 가이드(3)를 포함하는 테스트 헤드(1)를 개략적으로 도시한다.

접촉 프로브(4)는 적어도 하나의 접촉 단부 또는 접촉 팁(4A)을 갖는다. 여기 또는 다음에서, 용어 단부 또는 팁은 끝 부분을 의미하며, 반드시 뾰족할(sharp) 필요는 없다. 특히 접촉 팁(4A)은 테스트될 장치(5)의 접촉 패드(5A)에 맞닿아 그 장치와 이런 테스트 헤드가 단자 요소인 테스트 장치(미도시) 사이의 기계적 및 전기적 접촉을 실현한다.

경우에 따라, 접촉 프로브는 상단 가이드의 헤드 자체에 고정적으로 매어 있다: 이 경우 테스트 헤드는 차단된 프로브 테스트 헤드로 지칭된다.

대안적으로, 고정적으로 매어 있지 않은 프로브를 갖는 테스트 헤드가 사용되며, 이들 프로브는 미세-접촉 보드에 의해 보드에 접속되고; 이들 테스트 헤드는 비-차단(non-blocked) 프로브 테스트 헤드로 지칭된다. 미세-접촉 보드는 프로브를 접촉하는 것 외에도, 테스트할 장치의 접촉 패드에 대해 그 위에 만들어진 접촉 패드를 공간적으로 재분배할 수 있기 때문에, 특히 패드들 자체의 중심 사이의 거리 제한을 완화하기 때문에, 보통 "공간 트랜스포머"라고 불린다.

이 경우에, 도 1에 도시 된 바와 같이, 접촉 프로브(4)는 이러한 공간 트랜스포머(6)의 복수의 접촉 패드(6A)를 향하여 이 기술 분야에서 접촉 헤드로 지칭되는 추가 접촉 팁(4B)을 구비한다. 프로브 및 공간 트랜스포머 사이의 양호한 전기 접촉은 접촉 프로브(4)의 접촉 헤드(4B)를 공간 트랜스포머(6)의 접촉 패드(6A)에 대해 가압함으로써 테스트되는 장치와의 접촉과 유사한 방식으로 보장된다.

이미 설명 된 바와 같이, 상부(2) 및 하부(3) 가이드는 에어 갭(7)에 의해 적절하게 이격되어 접촉 프로브(4)의 변형을 허용하고 접촉 팁의 접촉 및 접촉 프로브(4)의 접촉 헤드와 테스트될 디바이스(5) 및 공간 트랜스포머(6)의 각각의 접촉 패드와의 접촉을 보장한다. 명백하게, 상부(2A) 및 하부(3A) 가이드 구멍은 내부에 접촉 프로브(4)의 슬라이딩 이동을 허용할 수 있는 크기여야 한다.

사실, 테스트 헤드의 올바른 작동은 기본적으로: 접촉 프로브의 수직 이동 또는 과도 이동, 그리고 그러한 프로브의 접촉 팁의 수평 이동 또는 스크럽(scrub)과 같은 두 가지 파라미터와 관련되어 있음을 기억해야 한다.

따라서, 프로브와 테스트될 장치 사이의 양호한 전기적 연결이 항상 보장되어야 하기 때문에, 이러한 특성은 테스트 헤드의 제조 단계에서 평가되고 조정되어야 한다.

또한, 테스트될 장치의 패드와 접촉하는 동안 그 적절한 구부러짐을 보장하도록 적절히 예비 성형된, 보통 세라믹 재료로 제조된, 지지체로부터 돌출된 접촉 프로브를 갖는 테스트 헤드를 실현하는 것도 가능하다. 이러한 프로브는 테스트될 장치의 패드와 접촉할 때 더 변형된다.

웨이퍼 상 집적의 가장 최신 기술에 의해 요구되는 프로브의 패킹 밀도의 증가는 인접한 프로브들 사이의 접촉 문제, 특히 테스트 헤드의 작동 중 변형 동안의 문제를 발생시켰다.

프로브의 정확한 배향, 특히 변형된 섹션의 확실한 배향을 보장하고, 그에 따른 변형을 보장하기 위해, 비-원형 섹션, 특히 직사각형 섹션을 갖는 접촉 프로브, 및 접촉 프로브가 테스트될 장치의 접촉 패드와 접촉하고 그들의 결과적인 추가 변형 동안 접촉 프로브를 유지하는, 차례로 비-원형 섹션, 특히 직사각형 섹션을 가지는 각각의 가이드 구멍을 구비한 가이드를 가지는 테스트 헤드를 실현하는 것이 알려져 있다.

접촉 헤드 및 접촉 팁(4A 및 4B)에서, 특히 가이드 구멍(2A 및 3A)에서 슬라이드하는 프로브 부분을 포함하는 접촉 프로브(4)의 단부는 일반적으로 접촉 패드상에서 원하는 스크럽을 보장하기 위해, 이들 구멍의 축에 대해 기울어지도록(일반적으로 테스트될 장치에 의해 정의된 평면에 직각으로) 제조된다는 것이 강조된다.

가이드 구멍의 축에 대한 접촉 프로브의 단부의 경사는 프로브와 구멍 사이에 하나 이상의 접촉점을 생성하여, 구멍 내부에 프로브의 적어도 일부의 유지를 실현한다.

그러나, 가이드 구멍 내부에서 프로브의, 특히 그 단부의 유지는 때때로 과도하며, 이는 프로브 자체의 슬라이딩의 자유를 제한하고 테스트 헤드의 적절한 작동에 전체적으로 영향을 미친다. 극단적인 조건에서, 접촉 프로브가 가이드 구멍 내에 "끼일 수" 있어, 테스트 헤드의 작동을 완전히 멈추고 이를 교체해야 한다.

상대 가이드 구멍 내부에서 프로브의 정확한 슬라이딩뿐 아니라, 프로브가 걸려서 헤드를 교체해야 하는 위험을 최소화하면서 가이드 내부의 프로브 위치의 적절한 유지를 보장하기 위해, 접촉 프로브(4)의 단부를 접촉 프로브의 나머지 부분을 형성하는 전도성 재료의 경도보다 큰 경도를 갖는 전도성 재료의 층으로 코팅하는 것이 알려져 있다.

특히, 코팅층은 각 단부의 말단 부분에 대응하여 팁으로부터 각각의 가이드 구멍의 전체 높이까지 연장된다.

그러나, 높은 경도를 갖는 전도성 물질은 또한 현저히 깨지기 쉬우며, 예를 들어 0.01 미크론(micron) 내지 5 미크론 사이의 감소된 두께의 필름의 형태로만 제조될 수 있다.

예를 들어 미국 특허 출원 US 2012/0286816호로부터 공지된 바와 같이, 접촉 프로브의 몸체로부터 그들의 단부에서 돌출하는 얇은 플레이트를 제조하기 위해 높은 경도를 갖는 그러한 전도성 물질을 사용할 수도 있다. 접촉 패드에 대한 다른 실시 예에서 발생하는 대로, 매우 저항력이 있고 접촉 패드를 덮는 가능한 산화물 층을 관통할 수 있는 이들 플레이트는, 또한 특히 소위 범프(bump), 즉 접촉 부분으로서 테스트될 장치로부터 돌출하는 전도성 요소의 접촉을 허용한다.

몇몇 경우에, 접촉 프로브의 중심부는 또한 아릴렌(arylene)과 같은 절연 재료의 층으로 코팅되어, 특히 인접한 접촉 프로브들 사이의 우연한 접촉의 경우에 단락 회로를 피하면서, 프로브의 전기적 절연을 향상시킬 수 있다.

귀금속, 특히 팔라듐-계 귀금속에 의한 접촉 프로브의 단부 부분의 코팅은 또한, 특히 접촉 프로브를 포함하는 테스트 헤드의 작동 온도를 변화시킴으로써, 물질이 실제로 접촉 문제를 갖는 접촉 프로브를 형성하는, 각각의 접촉 패드와 이러한 단부와의 접촉을 향상시키기 위해 사용된다.

본 발명의 기술적 과제는 종래 기술에 따라 제조된 테스트 헤드에 현재 영향을 미치는 한계 및 단점을 극복하기 위해, 접촉 프로브의 몸체를 형성하는 전도성 물질보다 큰 경도 값을 갖는 적어도 하나의 전도성 물질로 제조된 적어도 하나의 단부를 갖고 단부의 파손을 회피하는 동시에, 각 접촉 패드의 단부의 접촉을 향상시킬 수 있는 접촉 프로브를 제공하는 것이다.

본 발명에 기초한 해결 아이디어는 적어도 하나의 단부에 접촉 프로브를 형성하는 전도성 물질보다 경도가 큰 전도성 물질로 제조된 인서트를 구비한 접촉 프로브를 실현하는 것이며, 이러한 인서트는 접촉 프로브를 형성하는 동일한 물질로 제조된 단부의 적어도 하나의 섹션에 의해 지지된다.

이러한 해결 아이디어에 기초하여, 기술적인 문제점은 각각의 접촉 패드와 접촉하도록 구성된 각각의 단부 사이에서 길이 방향으로 기본적으로 연장된 몸체를 포함하는 전자 장치의 테스트 장치의 테스트 헤드용 접촉 프로브에 의해 해결되며, 적어도 하나의 단부는 접촉 프로브를 형성하는 제2 전도성 물질보다 큰 경도를 갖는 제1 전도성 물질로 제조된 인서트를 포함하고, 상기 인서트는 상기 단부의 섹션에 의해 지지되며, 상기 섹션은 제2 전도성 물질로 제조되고, 상기 인서트에 상보적인 형상을 가지며 상기 인서트의 각각의 접경면에 마주하고 접착하는 각각의 접경면을 갖도록 모양이 형성된다.

보다 구체적으로, 본 발명은 필요에 따라 단독으로 또는 조합하여 다음과 같은 추가적 선택적 특성을 포함한다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 인서트는 접촉 프로브, 특히 단부 및 섹션을 형성하는 제2 전도성 물질보다 큰 경도를 갖는 제1 전도성 물질로 제조될 수 있다.

제1 전도성 물질은 로듐, 백금, 이리듐 또는 이의 금속 합금, 또는 팔라듐-코발트 합금, 팔라듐-니켈 합금 또는 니켈-인 합금, 바람직하게는 로듐으로부터 선택되는 금속 또는 금속 합금일 수 있다.

제2 전도성 물질은 니켈 또는 그 금속 합금, 예컨대 니켈-망간, 니켈-코발트 또는 니켈-텅스텐 합금, 구리 또는 이의 합금, 팔라듐 또는 이의 합금, 바람직하게는 니켈-텅스텐으로부터 선택된 금속 또는 금속 합금일 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 인서트 및 섹션은 접촉 프로브의 접촉 영역을 형성하는, 각각의 자유 단부 표면을 가질 수 있다.

특히, 인서트는 접촉 영역에 대해 대향하는 위치에서 접촉 프로브의 길이 방향을 따라 인서트의 바닥에 배열된 적어도 하나의 제1 접경면 및 길이 방향에 수직한 횡단 방향을 따라 적어도 하나의 제2 측면 접경면을 포함할 수 있고, 이러한 인서트의 제1 및 제2 접경면은 섹션의 제1 및 제2 접경면에 각각 대향하고 접촉한다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 섹션은 인서트에 접하는 실질적으로 층류 또는 얇은 플레이트부를 포함 할 수 있다.

또한, 인서트는 접촉 프로브, 특히 섹션의 높이에 실질적으로 대응하는 높이를 가질 수 있다. 대안적으로, 인서트는 접촉 프로브, 특히 섹션의 높이보다 낮은 높이를 가질 수 있다.

이 경우, 인서트는 접촉 프로브, 특히 섹션의 높이의 20%~80%, 바람직하게는 50%와 동일한 높이를 가질 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 인서트 및 섹션은 낮아진 부분을 가질 수 있다. 특히, 낮아진 부분은 접촉 프로브의 높이의 20%~80%와 동일한 값으로 접촉 영역의 높이를 감소시킬 수 있다.

삭제

또한, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 접촉 프로브는 적어도 섹션 및 인서트를 덮기 위해, 단부에 대응하여 연장되는, 적어도 하나의 코팅층을 포함할 수 있다.

특히, 코팅층은 낮은 내부 응력을 갖는 전도성 합금, 바람직하게는 높은 내마모성을 갖는 니켈 합금 또는 전도성 합금, 바람직하게는 로듐 또는 그 합금으로 제조될 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 접촉 프로브는 인서트와 섹션 사이의 접경면에 배치된 적어도 하나의 접착 필름을 더 포함할 수 있다.

특히, 접착 필름은 니켈 또는 니켈 합금 또는 금, 은, 백금 합금, 또는 이들의 금속 합금, 바람직하게는 금으로부터 선택된 금속 또는 금속 합금일 수 있다.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 인서트 및 섹션은 곡선형 자유 단부 표면을 가질 수 있고, 자유 단부 표면은 접촉 프로브의 접촉 영역을 형성한다.

특히, 접촉 영역은 인서트의 자유 단부 표면에 의해서만 형성될 수 있다.

또한, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 단부는 두 개의 인서트에 대한 지지체를 실현하는 섹션의 얇은 플레이트부의 측면에 대칭되게 배치된 적어도 하나의 제1 및 제2 인서트를 포함할 수 있다.

특히, 얇은 플레이트부는 접촉 프로브의 높이보다 낮은 높이를 가질 수 있다. 또한, 얇은 플레이트부는 중앙에 배치될 수 있고 실질적으로 크라운-형상인 인서트에 의해 완전히 둘러싸일 수 있거나, 또는 접촉 프로브의 일 표면으로부터 나오는 표면을 가지도록 배치될 수 있으며 인서트는 기본적으로 U자-형이거나, 또는 대체로 L자-형인 인서트로 둘러싸인 접촉 프로브의 한 모서리에 배치될 수 있다.

또한, 본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 접촉 프로브는 인서트와 섹션 사이에 배치된 적어도 하나의 물질 브리지를 포함할 수 있다. 이러한 물질 브리지는 제1 전도성 물질로 제조될 수 있다.

마지막으로, 인서트는 길이 방향을 따라 10㎛ 내지 1000㎛ 사이 값의 길이를 가질 수 있다.

기술적인 문제는 복수의 접촉 프로브를 포함하는 전자 장치의 테스트 장치용 테스트 헤드에 의해 해결되며, 접촉 프로브는 상술한 바와 같이 구현된다.

본 발명에 따른 접촉 프로브의 특성 및 이점은 첨부된 도면을 참조한 지시적이고 비-제한적인 예로서 주어진 일 실시 예의 다음 설명으로부터 도출된다.

도 1은 종래 기술에 따른 수직형 프로브를 갖는 테스트 헤드용 접촉 프로브의 개략도이다;
도 2a 및 2b는 각각 본 발명에 따른 접촉 프로브의 일 실시 예를 개략적으로 도시한 사시도 및 분해도이다.
도 3, 4a-4c, 5, 6a-6d, 7a-7b, 8 및 9는 접촉 프로브의 대안적인 실시 예를 개략적으로 도시한 사시도이다.

도면들, 특히 도 2a를 참조하여, 웨이퍼 상에 집적된 전자 장치들의 테스트 장치의 테스트 헤드용 접촉 프로브가 설명되며, 접촉 프로브는 전체적으로 10으로 표시된다.

도면들은 본 발명에 따른 접촉 프로브의 개략도를 나타내며 일정한 비율로 그려진 것이 아니라 본 발명의 중요한 특징을 강조하도록 그려져 있음을 알아야 한다. 도면에서, 상이한 부분들은 그들의 형상이 적용에 따라 다양할 수 있기 때문에 개략적으로 도시되어 있다.

특히, 도 2a는 접촉 프로브(10)의 단부(10A)를 기본적으로 도시하며, 단부(10A)는 예를 들어, 종래의 형태대로 도시되지 않은, 테스트될 장치의 접촉 패드에 접촉하기 쉬운 적어도 하나의 접촉 팁을 포함한다. 접촉 프로브(10)는 종래 기술과 관련하여 도 1에 도시 된 것과 같은, 소위 수직의 프로브 테스트 헤드에서 사용될 수있는 구성을 가지거나, 접촉 팁의 경우와 같이, 테스트될 장치의 접촉 패드가 될 수 있거나, 접촉 헤드의 경우에서와 같이, 공간 트랜스포머의 접촉 패드가 될 수 있는, 접촉 패드와 접촉하기 쉬운 단부(10A)로 끝나는, 기술 분야에서 사용되는 임의의 다른 형태를 가질 수 있다.

접촉 팁으로서의 단부(10A)를 고려하면, 도 1의 공지된 예에 도시된 접촉 프로브(10)는 또한 접촉 팁과 비교하여 동일하거나 상이한 형상을 갖는 추가 단부, 특히 접촉 헤드(미도시)를 포함할 수 있고, 비-차단 프로브의 경우에서와 같이, 접촉 헤드는 공간 트랜스포머의 접촉 패드 상에 접촉하도록 의도된다. 대안적으로, 지지체로부터 돌출된 블록된 프로브의 경우에서와 같이, 접촉 헤드는 예를 들어 용접에 의해 세라믹 지지체에 고정적으로 결합될 수 있다.

접촉 프로브(10)는 또한 도 2a에서 단부들 사이, 특히 접촉 팁과 접촉 헤드 사이에서 Y로 지시되는 길이 방향으로 기본적으로 연장된 몸체(10C)를 포함한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 접촉 프로브(10)의 적어도 하나의 단부(10A)는, 예를 들어 접촉 팁, 이러한 단부(10A)의 섹션(21)에 의해 지지되는 인서트(20)를 포함한다.

보다 구체적으로, 도 2b의 분해도에 도시 된 바와 같이, 각각 인서트(20)의 제1 접경면(20A)과 제2 접경면(20B)에 접촉하고, 적어도 하나의 제1 접경면(21A) 및 제2 접경면(21B)을 구비하기 위해 섹션(21)이 형성된다. 섹션(21)은 인서트(20)와 접하기 위한 지지체를 형성하는 실질적으로 층류(즉, 얇은 플레이트부)인 부분(21')을 포함한다.

인서트(20) 및 섹션(21)은, 도 2a에 전체적으로 도시된 바와 같이, 접촉 프로브(10)의 접촉 영역 (22)을 형성하는, 각각의 자유 단부 표면(22A, 22B)을 갖는다.

특히, 인서트(20)의 제1 접경면(20A)은 접촉 프로브(10)의 접촉 영역(22)을 시작점으로 고려하여, 길이 방향(Y)을 따라 인서트(20)의 바닥에 배치된 표면이고, 반면에, 인서트(20)의 제2 접경면(20B)은 도 2a에서 항상 X로 표시된 횡단 방향을 따르는 측면, 특히 도면의 국부적인 기준 시스템에 따른 우측 측면이다.

인서트(20)는 길이 방향(Y)에 따른 10㎛ 내지 1000㎛ 사이 값의 길이(L)와, 도 2a에 항상 표시된 직교 방향(Z)에 따른, 20㎛ 내지 100㎛ 사이의 값을 가지는 접촉 프로브(10)의 높이(H)와 동일한 높이(H1)를 가진다.

도 2a의 예에서, 인서트(20)는 특히 접촉 프로브(10)의 한 모서리에 위치되고, 도면의 국부 기준 시스템을 항상 고려하여, 추가의 노출된 표면, 특히 상부 표면, 하부 표면 및 좌측면을 가진다.

적절하게는, 인서트(20)는 접촉 프로브(10)가 제조되는, 특히 접촉 프로브(10)의 몸체(10C) 및 단부(10A), 보다 구체적으로 섹션(21)이 제조되는 제2 전도성 물질보다 경도가 높은 제1 전도성 물질로 만들어진다.

제 1 전도성 물질은 금속 또는 금속 합금이고, 로듐, 백금, 이리듐 또는 이의 금속 합금, 또는 팔라듐-코발트 합금, 팔라듐-니켈 합금 또는 니켈-인산 합금일 수 있다. 본 발명의 바람직한 실시 예에서, 제 1 전도성 물질은 로듐이다.

또한, 제2 전도성 물질은 금속 또는 금속 합금이고, 예컨대 니켈-망간 합금, 니켈-코발트 합금 또는 니켈-텅스텐 합금과 같은 니켈 또는 그 합금, 구리 또는 그 합금, 팔라듐 또는 그 합금일 수 있다. 본 발명의 바람직한 실시 예에서, 제2 전도성 물질은 니켈-텅스텐이다.

특히, 그 모양 및 사용된 재료로 인해, 단부(10A)의 섹션(21)은 인서트(20)에 대한 기계적 지지를 실현한다는 것이 강조되어야 하고, 섹션(21)의 제2 전도성 물질은 인서트(20)의 제1 전도성 물질보다 덜 부서지기 쉽고, 섹션(21)은 인서트(20)와 상보적인 형상을 갖도록 형성된다.

도면에 도시된 예시적인 실시 예에서, 접촉 프로브(10)는 실질적으로 직사각형 섹션을 갖는다. 명백하게, 접촉 프로브(10)는 임의의 각기둥(prismatic) 형상의 섹션을 가질 수 있다.

적절하게는, 도 3에 개략적으로 도시된 바와 같이, 접촉 프로브(10)는 적어도 섹션(21) 및 인서트(20)를 덮기 위해, 단부(10A)에서 연장되는 적어도 하나의 코팅층(23)을 더 포함 할 수 있다. 일 실시 예에 따라, 코팅층(23)은 접촉 프로브(10)의 접촉 영역(22), 즉 인서트(20) 및 섹션(21)의 각각의 자유 단부 표면(22A 및 22B)을 드러나도록 할 수 있다.

코팅층(23)은 접촉 프로브(10)의 단부(10A)의 기계적 성능을 향상시킬 수 있는, 니켈 합금과 같은, 낮은 내부 응력을 갖는 전도성 합금으로 만들어 질 수 있다.

적절하게는, 코팅층(23)은 또한 접경면(20A 및 20B)이 섹션(21)의 각각의 접경면(21A 및 21B)에 부착된 상태에서 인서트(20)를 제 위치에 유지시키도록 적응된다. 실제로, 코팅층(23)은 인서트(20)와 섹션(21)의 방지 양말(containment sock)로서 역할을 한다.

또한, 높은 경도 값을 가진 코팅층(23)을 사용함으로써, 프로브의 작업 수명을 증가시킬 수 있으므로, 접촉 프로브(10)의 단부(10A)가 테스트될 장치의 접촉 패드 상에 접촉 가압 중일 때 및 보통 연마 천과 관련된 다수의 세정 및 재형성 작업들이 있는 경우에도 다수의 테스트 작업을 위한 정확한 작동을 보장한다. 또한, 코팅층(23)은 테스트 헤드의 하부 가이드, 특히 접촉 프로브가 축 방향으로 슬라이드하는 각각의 가이드 구멍의 마모를 제한하도록, 높은 내마모성, 특히 높은 경도 값을 갖는 전도성 합금으로 만들어 질 수 있다. 이 경우, 코팅층(23)은 하부 가이드의 전체 두께, 즉 테스트 헤드 내의 표면까지, 특히 공기 갭 내에서 연장되도록 형성된다.

적합하게는, 연마 천에 수행되는 이러한 세정 작업은 접촉 영역(22)에 대응하는 코팅층(23)을 제거하여 인서트(20)의 자유 단부 표면(22A 및 22B) 및 섹션(21)을 각각 드러나게 한다.

대안적인 실시 예에 따르면, 접촉 프로브(10)는 인서트(20)와 접촉 프로브(10)의 단부(10A)의 섹션(21) 사이의 접경면(20A 및 20B, 및 21A 및 21B) 상에 각각 배치된 적어도 하나의 접착 필름(24)을 더 포함한다.

특히, 접착 필름(24)은 섹션(21) 상의 인서트(20)의 접착력을 향상시키기 위해 니켈 또는 니켈 합금과 같은 금속 또는 금속 합금으로 만들어 질 수 있다. 대안으로, 접착 필름(24)은 금, 은, 백금 또는 이들의 금속 합금, 바람직하게는 금으로 이루어진다.

당해 분야에서 알려진 바와 같이, "필름"이라는 용어는 0.01 내지 0.5㎛ 사이의 두께를 갖는 층을 의미한다.

도 2a, 2b 및 3에 도시된 실시 예에서, 단지 예시로서, 인서트(20)는 접촉 프로브(10) 및 접촉 프로브(10)를 지지하는 섹션(21), 특히 그 얇은 플레이트 부분(21')의 높이(H)에 실질적으로 대응하는 높이(H1)를 갖는다.

대안적으로, 도 4a 내지 4c에 도시된 바와 같이, 인서트(20)는 접촉 프로브(10) 중 하나보다 낮은 높이(H2)를 가질 수 있다.

인서트(20)의 이러한 높이(H2)는 예를 들어 접촉 프로브(10)의 높이(H)의 20%~80%, 바람직하게는 50%와 동일하다. 특히, 높이(H2)는 3㎛ 내지 50㎛의 값을 가질 수 있다.

접촉 프로브(10)의 하나의 모서리에 배치된 인서트(20)를 고려할 수 있으며; 이 경우, 인서트(20) 및 인서트(20)를 지지하는 섹션(21)은 도 4a에 개략적으로 도시된 바와 같이, 서로 부착된 적어도 각각의 제3 접경면(20C 및 21C)을 갖는다. 특히, 도면의 국부적인 기준 시스템을 고려하여, 인서트(20)의 제3 접경면(20C)은 상부 표면이다.

대안적으로, 본 발명에 속하지 않는 실시 예에 따르면, 인서트(20)는 접촉 프로브(10)의 한쪽 측면에만 배치될 수 있으며; 이 경우, 인서트(20) 및 그 인서트(20)를 지지하는 섹션(21)은 도 4b에 개략적으로 도시된 바와 같이, 적어도 각각의 제4 및 제5 접경면(20D, 21D 및 20E, 21E)을 갖는다. 특히, 도면의 국부적인 기준 시스템을 고려하여, 인서트(20)의 제4 접경면(20D)은 하부 표면이고 인서트(20)의 제5 접경면(20E)은 좌측 측면이다.

또한, 본 발명에 속하지 않는 다른 실시 예에 따르면, 인서트(20)는 접촉 프로브(10) 내에 완전히 매립되도록 위치될 수 있으며; 이러한 경우에, 인서트(20) 및 인서트(20)를 지지하는 섹션(21)은 도 4c에 개략적으로 도시된 바와 같이, 각각의 제3, 제4 및 제5 접경면(20C, 20D 및 20E)을 갖는다.

어떠한 경우에도, 인서트(20)는 접촉 프로브(10)의 접촉 영역(22)에 대응하여 드러나는 적어도 하나의 자유 단부 표면(22A)을 갖는다.

도 5에 도시된 또 다른 실시 예에 따라, 인서트(20) 및 섹션(21)은 접촉 프로브(10)의 접촉 영역(22)의 면적을 감소시키는 경향이 있는 낮아진 부분(25)을 갖는다. 이 경우에, 접촉 영역(22)보다 큰 영역을 갖는 섹션을 갖는 접촉 프로브(10)를 사용하는 것이 가능하며, 후자는 예를 들어 테스트될 장치의 접촉 패드의 크기에 한정, 특히 제한되거나 또는 접촉 프로브(10)의 제1 접경면(20A)이 그러한 패드 상에서 수행되어야 하는 스크럽에 의해 구속된다.

낮아진 부분(25)이 있는 곳에서, 접촉 영역(22)은 접촉 프로브(10)의 높이보다 낮은 높이(H3)를 갖는다. 특히, 접촉 영역(22)의 높이(H3)는 접촉 프로브(10)의 높이(H)의 20%~80%, 바람직하게는 50%와 동일하다. 특히, 높이(H3)는 3㎛ 내지 50㎛ 범위의 값을 가질 수 있다.

접촉 프로브(10)(도 6a)의 높이(H)와 동일한 높이(H1)를 갖는 인서트(20)를 포함하고 또한 낮아진 부분(25)(도 6b)을 갖는 접촉 프로브(10)의 경우에 6a 및 6b에 개략적으로 도시 된 바와 같이, 접촉 영역(22)을 날카롭게 하거나 적어도 둥글게 하기 위해, 접촉 프로브(10), 특히 그것의 단부(10A)를 래핑(lapping) 작업으로 처리하는 것 또한 가능하다.

이 경우, 인서트(20)의 자유 단부 표면(22A 및 22B)과 접촉 영역(22)을 형성하는 섹션(21)은 랩핑 작업으로 인해 곡선 형상을 갖는다.

이러한 랩핑 작업은 접촉 프로브의 제조가 끝날 때 및/또는 각각의 테스트 헤드에 포함될 때 수행될 수 있다는 것이 강조되며; 예를 들어 단부의 둥근 또는 날카로운 형상을 "갱신"하고 또한 그러한 부분에 축적될 수 있는 가능한 불순물을 제거하기 위해서, 그러한 프로브가 삽입되는 테스트 헤드의 수명 동안 접촉 프로브(10)의 단부의 하나 이상의 래핑 작업을 수행하는 것 또한 가능하다.

도 6c에 도시된 또 다른 대안적인 실시 예에 따르면, 랩핑 작업은, 특히 접촉 영역(22)에서 섹션(21)의 자유 단부 표면(22B)의 영역을 삭제함으로써 섹션(21)을 인서트(20)에서 더 얇게 만들 수 있으며, 결과적으로 인서트(20)의 자유 단부 표면(22A)에 의해서만 형성된다. 도 6d에 개략적으로 도시된 바와 같이, 이 경우에도 단부(10A)는 낮아진 부분(25)을 포함 할 수 있다.

적절하게는, 섹션(21)에 의해 실현되는 지지로 인해, "소모" 단부(10A)를 실현하는 치수, 특히 길이(L)를 갖는 인서트(20)를 실현하는 것이 가능하며, 그러한 인서트(20)가 더 이상 문제가 되지 않는 물질의 여림(무름), 특히 인서트(20) 자체의 세로 방향 치수에 대한 제한으로, 이러한 방식으로 알려진 프로브에 영향을 미치는 문제점을 극복한다.

도 7a에 개략적으로 도시된 바와 같이, 두 인서트 모두에 대한 지지를 실현하는 중심의 얇은 플레이트부(21’)를 갖는 섹션(21)의 측면에 대칭으로 배치된, 적어도 제1 인서트(20') 및 제2 인서트(20")를 포함하도록 단부(10A)를 구현하는 것도 가능하다. 이러한 경우에도, 접촉 프로브(10)의 단부(10A)는 도 7b에 개략적으로 도시 된 바와 같이, 낮아진 부분(25)을 포함 할 수 있다.

또한, 특히 프로브의 높이(H)보다 작은 높이(H4)를 갖는 섹션(21)의 감소된 얇은 플레이트부(21")를 실현하는 것이 가능하다.

감소된 얇은 플레이트부(21")의 높이(H4)는 접촉 프로브(10)의 높이(H)의 20%~80%, 바람직하게는 50 %이다. 특히, 높이(H4)는 3㎛ 내지 50㎛ 범위의 값을 가질 수 있다.

도 8에 도시된 예에서, 이러한 감소된 얇은 플레이트부(21")는 이러한 경우에 실질적으로 크라운-형상인 인서트(20)에 의해 완전히 둘러싸여 중심에 위치된다. 또한, 접촉 프로브(10)의 표면 상에 적어도 하나의 부각면을 갖기 위해 감소된 얇은 플레이트부(21")를 실현하는 것이 가능하다. 이 경우, 인서트(20)는 얇은 플레이트부(21")의 3면을 둘러싸도록 실질적으로 U자-형을 이룬다. 또한, 감소된 얇은 플레이트부(21")는 실질적으로 L자-형인 인서트(20)에 의해 둘러싸여, 접촉 프로브(10)의 한 모서리에서 구현될 수 있다.

또한, 도 5, 6a-6d 및 7a-7b에 도시된 실시 예의 인서트는, 특히 도 4a-4c에 도시된 대안적인 실시 예에 따라, 도면에서 예시적인 방법에 의해 도시된 것과 다르게 위치될 수 있다.

명백하게, 인서트(20)와 섹션(21) 사이에 배치된 접착 필름뿐 아니라, 적어도 섹션(21) 및 인서트(20)를 코팅하기 위해, 단부(10A)에서 연장된 코팅층을 가지는 도 4a-4c, 5, 6a-6d 및 7a-7b의 실시 예를 제공하는 것 또한 가능하다.

마지막으로, 도 9에 개략적으로 도시된 또 다른 대안적인 실시 예에 따르면, 접촉 프로브(10)는 인서트(20)와 섹션(21) 사이에, 적어도 하나의 물질 브리지(30), 적절하게는 인서트(20)로부터 섹션(21)까지 연장된 복수의 물질 브리지(30)를 포함할 수 있다.

특히, 물질 브리지(30)는 인서트(20)가 제조되는, 섹션(21) 상에서 인서트 자체의 유지력을 향상시키기 쉬운 제1 전도성 물질에 의해 구현될 수 있다.

제1 전도성 물질로 적절히 채워진 블라인드 홀(blind hole)에 의해 이러한 물질 브리지를 제조하는 것이 가능하다.

마지막으로, 접촉 프로브(10)를 부식제, 특히 단부(10A)를 보호하기 쉬운 외부 층으로 접촉부(10) 전체를 코팅하는 것이 가능하다.

테스트 헤드는 본 발명에 따른 접촉 프로브(10) 유형의 복수의 프로브를 포함한다. 특히, 이러한 테스트 헤드는 에어 갭을 한정하도록 서로 이격된 관계에 있는 상부 가이드 및 하부 가이드를 포함할 수 있고 접촉 프로브가 슬라이딩하는 각각의 상부 및 하부 가이드 구멍을 구비할 수 있다.

대안적으로, 테스 헤드는 복수의 접촉 프로브가 프로브의 헤드에 고정적으로 매는 판-형 지지체, 특히 세라믹으로 된 지지체를 포함할 수 있고, 테스트될 장치의 대응하는 복수의 접촉 패드들 상에 접촉되도록 프로브의 팁은 판-형 지지체로부터 자유롭게 돌출한다.

실제로, 접촉 프로브(10)는 접촉 프로브 (10)의 나머지 부분을 형성하는 재료보다 큰 경도를 갖는 재료로 만들어진 인서트(20)가 제공되어, 테스트될 장치의 또는 공간 트랜스포머의 패드와 향상된 접촉을 갖고, 또한 "소모"팁을 구현하는 데 적합한 치수를 갖는 단부(10A)를 실현할 수 있게 하며, 섹션(21)의 구조는 서로 마주보고 접하는 인서트(20) 및 섹션(21)의 적어도 2개의 접경면에 대응하는 고정으로 인해 인서트(20)의 적절한 지지를 제공한다.

제1 전도성 물질로 제조된 인서트(20)는 테스트될 장치의 패드 상에 가능한산화물 층을 관통하는 것 또한 가능하게 하며, 제2 전도성 물질로 제조된 섹션(21)이 실제 접촉을 제공한다.

당업자는 상술한 접촉 프로브에 대해 특정 요구 및 사양을 충족시키기 위해 다음의 청구 범위에 의해 정의되는 본 발명의 보호 범위에 포함되는 여러 변경 및 수정을 수행할 수 있음은 자명하다.

Claims (25)

1. 전자 장치의 테스트 장치의 테스트 헤드용 접촉 프로브(10)로서,
   각각의 접촉 패드들과 접촉하도록 구성된 각각의 단부들 사이에서 종 방향(Y)으로 기본적으로 연장되고 상기 종 방향(Y)에 대해 수직인 방향(Z)에서 높이(H)를 갖는 몸체;
   접촉 영역(22)을 통해 테스트 장치의 테스트 패드에 접촉하도록 구성되고, 상기 접촉 프로브(10)가 제조되는 제2 전도성 물질보다 큰 경도를 갖는 제1 전도성 물질로 만들어진 인서트(20)를 포함하는 하나 이상의 단부(10A)를 포함하고,
   상기 인서트(20)는 상기 단부(10A)의 섹션(21)에 의해 지지되고,
   상기 섹션(21)은 상기 제2 전도성 물질로 만들어지고 상기 인서트(20)에 상보적인 형상을 가지고 상기 인서트(20)의 각각의 접경면들(20A, 20B)에 대향하여 부착되는 각각의 접경면들(21A, 21B)을 갖도록 형성되고,
   상기 인서트(20)와 상기 섹션(21)은 상기 접촉 프로브(10)의 상기 접촉 영역(22)을 형성하는 각각의 자유 단부 표면(22A, 22B)을 갖고,
   상기 인서트(20)는 상기 접촉 프로브(10)의 하나 이상의 모서리에 배치되는 것을 특징으로 하는, 접촉 프로브.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 제 1 전도성 물질은 로듐, 백금, 이리듐 또는 이들의 금속 합금 또는 팔라듐-코발트 합금, 팔라듐-니켈 합금 또는 니켈-인 합금으로부터 선택되는 금속 또는 금속 합금인 것을 특징으로 하는, 접촉 프로브.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 제2 전도성 물질은 니켈 또는 니켈-망간, 니켈-코발트 또는 니켈-텅스텐 합금과 같은 그 금속 합금, 구리 또는 이들의 합금, 팔라듐 또는 이들의 합금으로부터 선택되는 금속 또는 금속 합금인 것을 특징으로 하는 접촉 프로브.
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 인서트(20)는 상기 접촉 영역(22)에 대해 반대 위치에, 상기 접촉 프로브(10)의 상기종 방향(Y)을 따라 상기 인서트(20)의 저부에 배치된 하나 이상의 제1 접경면(20A), 및 상기 종 방향(Y)에 수직인 횡 방향(X)을 따라 하나 이상의 제2 측면 접경면(20B)을 포함하고,
   상기 인서트(20)의 상기 제1 및 제2 접경면(20A, 20B)은 상기 섹션(21)의 상기 제1 및 제2 접경면(21A, 21B)에 각각 대면하여 접촉하는 것을 특징으로 하는, 접촉 프로브.
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 섹션(21)은 상기 인서트(20, 20', 20")와 접하는 얇은 플레이트부(21', 21")를 포함하는 것을 특징으로 하는, 접촉 프로브.
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 인서트(20)는 상기 접촉 프로브(10)의 높이(H)에 대응하는 높이(H1)를 갖는 것을 특징으로 하는, 접촉 프로브.
7. 청구항 1에 있어서,
   상기 인서트(20)는 상기 접촉 프로브(10)의 높이(H)보다 작은 높이(H2, H4)를 갖는 것을 특징으로 하는, 접촉 프로브.
8. 청구항 7에 있어서,
   상기 인서트(20)는 상기 접촉 프로브(10)의 상기 높이(H)의 20%~80%와 동일한 높이(H2, H4)를 갖는 것을 특징으로 하는, 접촉 프로브.
9. 청구항 1에 있어서,
   상기 인서트(20) 및 상기 섹션(21)은 상기 접촉 영역(22)의 높이(H3)를 상기 접촉 프로브(10)의 높이(H)의 20%~80%로 감소시키는 낮아진 부분(25)을 갖는 것을 특징으로 하는, 접촉 프로브.
10. 청구항 1에 있어서,
    적어도 상기 섹션(21)과 상기 인서트(20)를 덮기 위해, 상기 단부(10A)에서 연장되는 하나 이상의 코팅층(23)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 접촉 프로브.
11. 청구항 10에 있어서,
    상기 코팅층(23)은 낮은 내부 응력을 갖는 전도성 합금으로 제조되는 것을 특징으로 하는, 접촉 프로브.
12. 청구항 10에 있어서,
    상기 코팅층(23)은 높은 내마모성을 갖는 전도성 합급으로 제조되는 것을 특징으로 하는, 접촉 프로브.
13. 청구항 10에 있어서,
    상기 코팅층(23)은 니켈 합금, 료듐 또는 로듐 합금 중에서 선택된 전도성 합금으로 제조되는 것을 특징으로 하는, 접촉 프로브.
14. 청구항 1에 있어서,
    상기 인서트(20)와 상기 섹션(21) 사이의 상기 접경면 상에 배치된 하나 이상의 접착 필름(24)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 접촉 프로브.
15. 청구항 14에 있어서,
    상기 접착 필름(24)은 니켈 또는 니켈 합금 또는 금, 은, 백금 또는 이들의 금속 합금으로부터 선택된 금속 또는 금속 합금인 것을 특징으로 하는, 접촉 프로브.
16. 청구항 1에 있어서,
    상기 자유 단부 표면(22A, 22B)은 곡선인 것을 특징으로 하는, 접촉 프로브.
17. 청구항 16에 있어서,
    상기 접촉 영역(22)은 상기 인서트(20)의 상기 자유 단부 표면(22A)에 의해서만 형성되는 것을 특징으로 하는, 접촉 프로브.
18. 청구항 1에 있어서,
    상기 단부(10A)는 적어도 하나의 제1 인서트 (20') 및 제2 인서트(20")를 포함하고, 상기 인서트들(20', 20")은 상기 인서트들(20', 20") 모두에 대한 지지를 구현하는 상기 섹션(21)의 얇은 플레이트부(21')의 측면 상에 대칭적으로 배치된 것을 특징으로 하는, 접촉 프로브.
19. 청구항 18에 있어서,
    얇은 플레이트부(21")는 상기 접촉 프로브(10)의 높이(H)보다 작은 높이(H4)를 갖는 것을 특징으로 하는, 접촉 프로브.
20. 청구항 18에 있어서,
    얇은 플레이트부(21")는 중앙에 배치되고 크라운-형상인 상기 인서트(20)에 의해 완전히 둘러싸여 있거나, 또는 상기 접촉 프로브(10)의 일면으로부터 나온 표면을 가지도록 배치되며 상기 인서트 (20)는 U자-형이거나, 또는 L자-형인 상기 인서트(20)에 의해 둘러싸인 상기 접촉 프로브(10)의 한쪽 모서리에 배치되는 것을 특징으로 하는, 접촉 프로브.
21. 청구항 1에 있어서,
    상기 인서트(20)와 상기 섹션(21) 사이에 배치된 하나 이상의 물질 브리지(30)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 접촉 프로브.
22. 청구항 21에 있어서,
    상기 물질 브리지(30)는 상기 제1 전도성 물질로 제조되는 것은 특징으로 하는, 접촉 프로브.
23. 청구항 1에 있어서,
    상기 인서트(20)는 상기 종 방향(Y)을 따라 10㎛ 내지 1000㎛ 사이의 길이(L)를 가지는 것을 특징으로 하는, 접촉 프로브.
24. 전자 장치의 테스트 장치의 테스트 헤드로서,
    복수 개의 접촉 프로브들(10)을 포함하고,
    상기 접촉 프로브들(10)은 상기 제 1항 내지 제 23항 중 어느 한 항에 따라 구현되는 것을 특징으로 하는, 테스트 헤드.
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
25. 삭제

Images