TW201629494A - 用於測試頭的接觸探針的製造方法 - Google Patents

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Abstract

本案描述一種用於測試頭(18)的接觸探針(10)的製造方法，此方法包含以下步驟：- 提供由導電材料製成之基板(11)；以及- 藉由雷射切割基板(11)界定至少一個接觸探針(10)；該方法進一步包括接觸探針(10)之至少一個末端部分(10A、10B)之至少一個後處理精細界定步驟，此步驟在藉由雷射切割界定接觸探針(10)的步驟之後，末端部分(10A、10B)為包括接觸探針(10)之接觸尖端(10A)或接觸頭(10B)的部分，該精細界定步驟未涉及在至少測微精度下雷射處理及幾何界定接觸探針(10)之末端部分(10A、10B)。

Description

用於測試頭的接觸探針的製造方法
在本發明之更一般態樣中，本發明係關於一種用於測試頭的接觸探針的製造方法，且出於簡化本發明之論述的唯一目的，參考此應用領域實施以下描述。
眾所周知，測試頭(探針頭)基本上為一種裝置，此裝置適合於使得微結構(特定而言在晶圓上整合之電子裝置)之複數個接觸墊與執行工作測試(特定而言為電氣測試或大體而言為測試)之測試機之相應通道電接觸。
對整合裝置所執行之測試對在製造步驟中偵測及分離缺陷裝置特別有用。因此，測試頭通常用於在晶片封裝內部切割(切單)及組裝晶圓上所整合之裝置之前電氣測試此等裝置。
測試頭通常包括眾多由特種合金製成之接觸元件或接觸探針，此等特種合金具有良好機械與電氣特性及對於被測裝置之相應複數個接觸墊具有至少一個接觸部分。
包含垂直探針的測試頭(通常稱為「垂直探針頭」)基本上包括藉由至少一對平板或導引件固持的複數個接觸探針，此等平板或導引件為實質板狀且平行 於彼此。彼等導引件具有特定孔且彼此間隔某一距離排列以便為接觸探針之運動及可能變形留下自由空間或氣隙。詳言之，此對導引件包括上導引件及下導引件，兩個導引件皆具有接觸探針於其中軸向滑動的各別導孔，探針通常由具有良好電氣與機械特性的特種合金製成。
藉由自身按壓測試頭於裝置上而保證接觸探針與被測裝置之接觸墊之間的良好連接，可在上導引件及下導引件中產生之導孔內部可移動的接觸探針在彼按壓接觸期間在兩個導引件之間的氣隙內部經歷彎曲並在彼等導孔內部經歷滑動。
此外，如第1圖示意性所示，可經由探針自身或探針之導引件之適宜配置輔助氣隙中彎曲的接觸探針，其中為了圖示簡明性起見，僅描繪了測試頭中通常所包括之複數個探針中的一個接觸探針，所示測試頭具有所謂的移板類型。
詳言之，在第1圖中，示意性圖示包含至少一個上平板或導引件2及一個下平板或導引件3的測試頭1，此等平板或導引件具有至少一個接觸探針4於其中滑動的各別上導孔2A及下導孔3A。
接觸探針4具有至少一個接觸末端或尖端4A。在此處及下文中，術語末端或尖端係指末端部分，不一定為尖銳的。詳言之，接觸尖端4A鄰接在被測裝置5之接觸墊5A上，從而實現彼裝置與測試設備(未圖示) 之間的電氣與機械接觸，測試頭1形成該測試設備之終端元件。
在一些情況中，將接觸探針固定地緊固至上導引件處的測試頭：在此情況中，測試頭被稱為阻擋探針測試頭。
或者，使用探針未經固定緊固而是經由微接觸板與板介接的測試頭：在此情況中，彼等測試頭被稱為非阻擋探針測試頭。微接觸板通常稱為「空間變換器」，因為除接觸探針之外，亦允許相對於被測裝置之接觸墊而空間再分配於板上製得的接觸墊，特定而言放寬襯墊自身之中心之間的距離限制，即，在相鄰襯墊中心之間的距離方面具有空間變換。
在此情況中，如第1圖所示，接觸探針4具有另一接觸尖端4B，在此技術領域中此接觸尖端指示為接觸頭，朝向彼空間變換器6之複數個接觸墊6A。類似於與被測裝置5的接觸，藉由抵靠空間變換器6之接觸墊6A按壓接觸探針4之接觸頭4B保證探針與空間變換器之間的良好電接觸。
已解釋了，藉由氣隙7適當分離上導引件2及下導引件3，從而允許在測試頭1之操作期間接觸探針4之變形並保證接觸探針4之接觸尖端4A及接觸頭4B分別接觸被測裝置5及空間變換器6之接觸墊5A及6A。顯然，上導孔2A及下導孔3A必須經定大小以便允許接觸探針4在導孔中滑動。
已知經由在縱向上實質延伸且由第一導電材料製成之主體實現接觸探針4，第一導電材料較佳為金屬或金屬合金，特定而言為NiMn或NiCo合金。
因此，在測試頭1內部排列彼等接觸探針4，其中縱向實質垂直排列，亦即，垂直於被測裝置及垂直於導引件排列。
有時，需要使接觸探針經歷操作，此等操作通常為複雜的並影響所有探針，且需要將探針放置並固持至專用支撐件，此專用支撐件通常稱為處理框。隨後，明確需要自處理框移除接觸探針，以便稍後繼續將其置放在測試頭中。
所涉及尺寸實行接觸探針至處理框之放置及固持操作，且亦實行該等探針之隨後移除，此移除尤其是在製造時間及廢棄物方面係複雜且昂貴的。隨後，當在最終測試頭中放置接觸探針時，發現具有相同問題。
此外，彼等尺寸對於接觸探針之製造方法極具限制性。詳言之，在最新製造積體電路之測試領域中，被測裝置之接觸墊之間且因此相關測試頭之接觸探針之間極為縮短的距離對接觸探針之傳統製造方法之尺寸限制幾乎不構成挑戰，傳統製造方法特定而言使用光微影、遮罩、生長及蝕刻技術。
因此，近年來，吾人對使用雷射技術實施用於測試頭的接觸探針之製造方法的興趣增加。
舉例而言，由所公開之PCT專利申請案第WO 2013/101240號已知，經由雷射切割由導電材料製成之基板實現接觸探針。詳言之，在彼專利申請案所揭示之方法中，雷射光束藉由遵循對應於接觸探針的預定輪廓切割基板，且在進一步步驟中，可經由不同操作使接觸探針上所形成之尖銳邊緣光滑。
此外，所公開之美國專利申請案第US 2014/0197145號揭示一種接觸探針之製造方法，其中雷射光束切割由導電材料製成之第一層及位於第一層之背側上的第二層。詳言之，雷射光束藉由遵循根據接觸探針輪廓的路徑完全切割第一導電層，而並未完全切割第二層，以便提供基座或橋，基座或橋允許在例如藉由化學蝕刻移除彼第二層之前連接至所實現接觸探針。
此外，所公開之美國專利申請案第US 2012/0286816號揭示了一種經由雷射切割製程製造之接觸探針，此雷射切割製程使用奈秒或皮秒雷射切割基板，基板經升高位於表面上方以使得彼基板下方無任何物件。雷射切割製程亦允許雕刻探針表面，從而實現例如三維特徵(諸如滑條)。
然而，已證明，彼等雷射技術(特定而言允許藉由遵循對應於探針之所欲最終形狀的輪廓「切除」起始金屬板來獲得接觸探針的雷射切割技術)不允許獲得彼探針(特定而言末端部分)之所需尺寸精度，其中最大困難在於相關接觸尖端。
因此，由以FormFactor,Inc.名義於2014年2月13日公開之美國專利申請案第US 2014/0044985號已知，在金屬板之邊緣部分特定而言經由精密且準確的光微影技術預先實現彼等接觸尖端，隨後藉由恰好自已獲得之尖端開始雷射切割彼板來實現接觸探針。
然而，彼專利申請案中所描述之方法極為複雜，一方面由於用於實現接觸尖端的光微影技術所需之精度且另一方面由於自藉由光微影已實現之彼等接觸尖端開始的探針之雷射切割所需之對準精度。
本發明之技術問題將提供一種用於測試頭的接觸探針之製造方法，此等探針藉由雷射切割適當實現於金屬基板中，方法具有此類特點以允許以簡單、可靠且高度可重複之方式實現接觸探針，其中對於不同探針部分且特定而言對於末端部分具有所需尺寸精度，以此方式克服當前影響根據先前技術所實施之方法的限制及阻礙。
本發明基礎上的解決方案將藉由雷射切割導電基板實現接觸探針且隨後使接觸探針之末端部分經歷後處理操作以便「精細」界定彼部分，亦即獲得與使用更複雜的光微影界定技術獲得之彼等尺寸精度相當的尺寸精度，用於末端部分之「精細」界定的彼等後處理操 作適合在接觸探針使用壽命期間重複，特定而言亦在接觸探針已經組裝在相應測試頭中時重複。
基於彼解決方案，藉由用於測試頭的接觸探針之製造方法解決技術問題，此方法包含以下步驟：- 提供由導電材料製成之基板；以及- 藉由雷射切割基板界定至少一個接觸探針；該方法進一步包括接觸探針之至少一個末端部分之至少一個後處理精細界定步驟，此步驟在藉由雷射切割界定接觸探針的步驟之後，末端部分為包括接觸探針之接觸尖端或接觸頭的部分，該精細界定步驟未涉及在至少測微精度下雷射處理及幾何界定接觸探針之末端部分。
更詳言之，本發明包括以下額外及可選特點，視需要單獨或組合採用。
根據本發明之一態樣，可對經由雷射切割之界定步驟在基板中形成之複數個接觸探針同時實施精細界定步驟。
製造方法可進一步包括在處理框或真測試頭中組裝複數個接觸探針的步驟以便允許接觸探針作為群組位移及操縱。
根據本發明之另一態樣，精細界定步驟可包括末端部分之微機械界定步驟。
詳言之，微機械界定步驟可包括末端部分在研磨布上的按壓接觸。
或者，根據本發明之另一態樣，精細界定步驟可包括化學或電化學製程。
詳言之，化學或電化學製程可包括末端部分在化學試劑中最多達某一位準的浸沒，彼化學試劑適合在具有電流同時通過的情況下蝕刻末端部分。
更詳言之，浸沒可包括化學試劑位準之變化以便獲得末端部分之所欲形狀，且可藉由以下獲得化學試劑位準之變化：使用關聯至支撐框或至安放接觸探針的測試頭或關聯至包括化學試劑的浴或關聯至包括接觸探針的半完成產品之驅動手段使接觸探針相對於含有化學試劑的浴運動，或經由易於浸入浴中的振盪質量，或經由浴體積之變化導致化學試劑位準之所得變化。
根據本發明之另一態樣，精細界定步驟可包括末端部分之再塑形及/或清潔。
進一步地，根據本發明之另一態樣，藉由雷射切割之界定步驟可實現每個接觸探針以便藉由至少一個材料橋錨定至基板，方法包含藉由破裂及移除材料橋使每個接觸探針與基板分離的進一步步驟。
詳言之，可對應於接觸探針之末端部分實現至少一個材料橋且末端部分之精細界定步驟允許消除因材料橋之斷裂及移除而造成的任何缺陷。
根據本發明之另一態樣，可在每個接觸探針與基板分離的進一步步驟之前對錨定至基板的複數個接觸探針同時實施精細界定步驟。
製造方法可進一步包括切割基板中不屬於接觸探針且不包含材料橋之部分的步驟，以使得接觸探針對應於至少一個末端部分自基板突出。
根據本發明之另一態樣，製造方法可在精細界定步驟之前進一步包括縮短每個接觸探針之末端部分的步驟。
詳言之，縮短步驟可包括末端部分之重疊；此外，縮短步驟可影響組裝在處理框上或測試頭上的複數個接觸探針，從而獲得全部具有相同長度的各別末端部分。
根據本發明之另一態樣，在精細界定步驟處於縮短各別末端部分的步驟之後的情況下，可在接觸探針使用壽命期間對組裝在測試頭中的複數個接觸探針重複精細界定步驟。
進一步地，雷射界定每個接觸探針的步驟可包括各別末端部分之界定，末端部分包括接觸探針之接觸尖端及接觸頭。
最後，雷射界定步驟可在基板中實現複數個接觸探針，接觸探針具有根據基板之橫向並排或交替放置的相應末端部分。
本發明亦關於一種測試頭之平坦化方法，測試頭具有至少一個上導引件及一個下導引件且包含複數個接觸探針，導引件具有各別上導孔及下導孔，每個接 觸探針穿過導孔滑動且經由根據本發明的製造方法實現，此方法包含以下步驟：- 縮短每個接觸探針之至少一個末端部分，末端部分在實質上平行於待由測試頭測試之裝置之平面的平面中相對於下導引件突出；以及- 精細界定每個接觸探針之至少一個末端部分，獲得具有接觸探針的測試頭，接觸探針具有全部為相同長度及在至少測微精度下幾何界定的末端部分。
根據本發明之另一態樣，精細界定步驟可包括末端部分之微機械界定步驟，較佳為包括研磨布上的按壓接觸的微機械界定或化學或電化學製程，化學或電化學製程較佳包括末端部分在化學試劑中最多達某一位準的浸沒，化學試劑適合在具有電流同時通過情況下蝕刻末端部分，彼位準為可變的。
此外，精細界定步驟可包括末端部分之再塑形及/或清潔。
最後，根據本發明之另一態樣，縮短步驟可包括末端部分之重疊。
考慮到經由參看隨附圖式的指示性且非限制性實例，根據本發明的製造及平坦化方法之特點及優勢將自本發明之一個實施例之以下描述而得出。
1‧‧‧測試頭
2‧‧‧上導引件
2A‧‧‧上導孔
3‧‧‧下導引件
3A‧‧‧下導孔
4‧‧‧接觸探針
4A‧‧‧接觸尖端
4B‧‧‧接觸頭
5‧‧‧被測裝置
5A‧‧‧接觸墊
6‧‧‧空間變換器
6A‧‧‧接觸墊
7‧‧‧氣隙
10‧‧‧接觸探針
10A‧‧‧接觸尖端
10B‧‧‧接觸頭
10C‧‧‧輪廓
11‧‧‧基板
11A‧‧‧中心層/核心
11B‧‧‧第一塗層
11C‧‧‧第二塗層
12‧‧‧處理框
13‧‧‧導引件
13A‧‧‧導孔
14‧‧‧空間變換器
14A‧‧‧接觸墊
15‧‧‧隔板
16‧‧‧研磨布
17‧‧‧支撐件
18‧‧‧測試頭
19‧‧‧上導引件
19A‧‧‧上導孔
20‧‧‧下導引件
20A‧‧‧下導孔
21‧‧‧空間變換器
21A‧‧‧接觸墊
22‧‧‧隔板
23‧‧‧浴
24‧‧‧化學試劑
25‧‧‧振盪質量
26‧‧‧框
27‧‧‧材料橋
28‧‧‧半完成產品
28'‧‧‧半完成產品
29‧‧‧軌道
30‧‧‧重疊系統
31‧‧‧旋轉鋸
在彼等圖式中： 第1圖示意性圖示根據先前技術實現之用於測試頭的接觸探針；第2A圖至第2C圖示意性圖示根據本發明的製造方法之不同步驟；第3A圖至第3C圖示意性圖示用於根據本發明之方法中的基板之替代實施例；第4A圖至第4B圖及第5A圖至第5B圖示意性圖示根據本發明之不同實施例的根據本發明之製造方法之進一步步驟；第6A圖至第6B圖及第7A圖至第7B圖示意性圖示根據本發明實現之包括複數個接觸探針的半完成產品之替代實施例及分別與單個探針相關的相應細節；第8A圖至第8B圖示意性圖示根據本發明實現之包括複數個接觸探針的半完成產品之進一步替代實施例；以及第9A圖至第9C圖示意性圖示根據本發明之平坦化方法之不同步驟。
參看彼等圖式，且特定而言參看第2A圖至第2C圖，描述用於測試頭的複數個接觸探針的製造方法，每個接觸探針總體上用10指示。
應注意，諸圖表示示意性視圖且並未按比例繪製，而是經繪製以便強調本發明之重要特點。
此外，以下所描述之方法步驟並不形成接觸探針之製造的完整製程流程。可與領域中當前所使用之製造技術一起實施本發明，且僅包括用於本發明之理解所需的彼等常用製程步驟。
詳言之，根據本發明的製造方法包括以下步驟：- 提供由導電材料製成之基板11，如第2A圖所示；以及- 根據彼探針之所欲輪廓10C經由雷射切割界定每個接觸探針10，如第2B圖中的虛線所示。
詳言之，如第2C圖所示，方法經由雷射切割基板11中的複數個接觸探針10提供界定，每個探針具有各別末端部分10A及10B，此等末端部分係指包括接觸探針10之接觸尖端10A或接觸頭10B的部分，且末端部分根據基板11之縱向(特定而言第2C圖所示之垂直方向Y)延伸。
在所示實例中，在基板11中製成彼等接觸探針10，探針具有相應末端部分(亦即，各別接觸尖端10A及各別接觸頭10B)，末端部分根據基板11之橫向(特定而言第2C圖所示之水平方向X)並排放置。亦可能實現彼等接觸探針10使得接觸尖端10A與接觸頭10B沿彼水平方向X交替。此外，應強調，圖式中所示之接觸尖端10A及接觸頭10B的形狀絕對任意，探針亦能夠具有與所描繪形狀相同的形狀或不同的形狀。
如第3A圖至第3C圖適當地所示，基板11由導電單層或多層材料製成，此材料適合實現用於電子裝置之測試頭的接觸探針。
舉例而言，基板11可為由金屬或金屬合金製成或由半導體材料(諸如矽)製成之單層，金屬或金屬合金選自：鎳或鎳合金，諸如鎳錳、鎳鈷、鎳鐵、鎳鈹合金；或鎢或鎢合金，諸如鎢銅、鎢錸；或銅或銅合金，諸如銅鈹、銅銀、銅鈮；或銠或銠合金，諸如銠釕；或銥或銥合金。
詳言之，選擇彼導電材料以便具有小於20μΩ/cm之電阻率值。
或者，如第3B圖與第3C圖所示，基板11可為導電多層且特定而言可包括由一或更多個塗層(例如，第一塗層11B及第二塗層11C)所塗覆之至少一個中心層或核心11A，此等塗層適合改良自彼多層基板11開始實現之接觸探針之機電效能及/或硬度方面的效能。
詳言之，核心11A可由選自上文論及之用於單層基板11的彼等者之金屬或金屬合金製成且可由一或更多個塗層塗覆，塗層由具有高導電率值的導電材料製成，此導電材料選自銅、銀、鈀或上述之合金；或由石墨烯製成及/或由具有高硬度值的導電材料製成，此導電材料選自銠、釕、鎳磷、鎳鈀、鈀及上述之合金；或由石墨烯製成；或由摻雜或非摻雜DLC(「類金剛石碳」)製成。
根據本發明有利地，如第4A圖與第4B圖所示，接觸探針之製造方法進一步包括至少一個末端部分的精細界定步驟，在彼等接觸探針10之接觸尖端10A的實例中，彼精細界定步驟在經由雷射切割界定彼等探針的步驟之後。或者，精細界定步驟可影響接觸探針10之接觸頭10B。
應強調，術語「精細界定」係指易於至少在測微精度下界定探針末端部分之幾何及尺寸特點的步驟，該測微精度亦即在比使用雷射界定方法當前可達到之精度更大的精度。
詳言之，精細界定步驟在小於10μm之精度、較佳為±5μm之精度、更佳為±2μm之精度下界定接觸探針10之末端部分之幾何及尺寸特點。
亦應強調，精細界定步驟為後處理步驟，處於藉由雷射切割界定接觸探針10的步驟之後，彼精細界定步驟未涉及雷射處理。
根據本發明適當地，對藉由經由雷射切割的界定步驟實現於基板11中的複數個接觸探針10同時實施彼精細界定步驟。
詳言之，可能在處理框12上組裝彼等接觸探針10，處理框允許接觸探針作為群組位移及操縱。此處理框12基本上包括平板或板狀導引件13，導引件具有複數個導孔13A，接觸探針10在導孔內部滑動，類似於在 欲組裝接觸探針10的情況下最終測試頭中所發生的滑動。
再次，類似於傳統測試頭之配置，處理框12進一步包含空間變換器14，空間變換器具有複數個接觸墊14A，在接觸墊上鄰接接觸探針10之末端部分(在實例中為接觸頭10B)。隨後藉由適宜隔板15完成處理框12，適宜隔板特定而言為在導引件13與空間變換器14之間延伸的剛性元件，以便使得此等元件以剛性且防壓方式整合至彼此(固定化此等元件)，但仍允許探針在導孔13A中的運動以及在處理框12外部的彎曲，考慮到第4A圖之局部參照系統，特定而言彎曲位於導引件13下方。
在一較佳實施例中，接觸探針10之接觸尖端10A之至少一個末端部分(特定而言如圖式所示之實例中的末端部分)之精細界定步驟包括經由研磨布上的按壓接觸(觸碰)之微機械界定步驟。
詳言之，如第4A圖所示，在接觸尖端10A處，在支撐件17所適當支撐之研磨布16上按壓組裝在處理框12上的接觸探針10。顯然，可能藉由組裝處理框12中180°垂直旋轉之接觸探針10對接觸頭10B類似進行，亦即，接觸尖端10A按壓接觸空間變換器14之襯墊14A。
更詳言之，研磨布16上的按壓接觸涉及接觸探針10之末端部分刺入彼研磨布16之厚度內部，研磨布亦接觸彼末端部分之側表面。
因此，研磨布16上的按壓接觸可引發相應末端部分(接觸尖端10A或接觸頭10B)之所欲再塑形，特定而言實現彼末端部分之精幾何與尺寸界定。
在本發明之一較佳實施例中，研磨布16上的按壓接觸實現彼末端部分之實質尖銳化。顯然，可能亦使用研磨布16上的彼按壓接觸清潔末端部分，移除末端部分上可能的毛刺或缺陷。進一步地，研磨布16上的按壓接觸可用於移除末端部分上可能的毛刺或缺陷，而不必改變末端部分之形狀而使得形狀變得尖銳。
根據本發明有利地，精細界定步驟可處於在所欲的真測試頭上組裝接觸探針10之後，測試頭在第4B圖中總體上用18指示；亦在彼情況中，測試頭18中的組裝允許接觸探針10作為群組位移及操縱。
更詳言之，測試頭18包括至少一個上平板或導引件19及一個下平板或導引件20，此等平板或導引件具有各別上導孔19A及下導孔20A，每個接觸探針10於導孔內部滑動。
測試頭18亦包含空間變換器21，空間變換器具有接觸探針10之末端部分(特定而言接觸頭10B)鄰接的複數個接觸墊21A，藉由適宜隔板22完成此測試頭，適宜隔板特定而言為分別在上導引件19與下導引件 20之間以及上導引件19與空間變換器21之間延伸的剛性元件，以便使得所有此等元件以剛性且防壓方式整合至彼此，但仍允許探針在各別導孔19A及20A中的運動以及彎曲，特定而言在上導引件19與下導引件21之間所謂的彎曲區域或氣隙中的彎曲。
亦在彼情況中，適當安放在測試頭18中的接觸探針10可經歷接觸探針之至少一個末端部分(特定而言接觸探針10之接觸尖端10A或接觸頭10B)之精細界定步驟。
更詳言之，在第4B圖所示實例中，測試頭18之接觸尖端10A經歷經由在由支撐件17適當支撐之研磨布16上按壓接觸(觸碰)的微機械界定步驟，如先前所示，研磨布16上的按壓接觸引發受彼精細界定步驟影響的末端部分之所欲再塑形。
如第5A圖及第5B圖示意性圖示，同樣可能經由化學或電化學製程實現接觸探針10之末端部分之精細界定步驟。
在彼情況中，將接觸探針10之末端部分浸沒在包括化學試劑24的浴23中至多適當位準Liv，如第5A圖與第5B圖示意性所示，在接觸探針10經組裝在處理框12上的情況中，將接觸尖端10A浸沒在化學試劑24中，化學試劑24能夠蝕刻接觸尖端10A且實現所欲精細界定步驟。在接觸探針10已經組裝在最終測試頭18上的情況中保持類似考慮。
適當地，受精細界定步驟影響的每個接觸探針10之末端部分在化學試劑24中的浸入位準變化，以便獲得彼部分(例如，接觸尖端10A)之所欲形狀。
出於此目的，可能以適宜驅動手段提供處理框12或浴23，以便允許緊固至處理框12的接觸探針10在垂直於化學試劑24之位準Liv的方向上位移，如第5A圖之箭頭F1與F2所示。
或者，可能為浴23提供振盪質量25，振盪質量在化學試劑24中的浸入程度設置位準Liv之變化，且因此每個接觸探針10之末端部分在彼化學試劑24中的浸入位準，如第5B圖之箭頭F3所示。
亦可能為浴23提供隔壁機構，例如隔壁機構經排列在彼浴之底部處且易於上下移動，以便分別減少及增加化學試劑24可用的體積且因此改變化學試劑位準Liv；亦在彼情況中，隔壁機構之運動允許獲得每個接觸探針10之末端部分在彼化學試劑24中的浸入位準之所欲變化。
詳言之，浴23可包括作為化學試劑24的酸化合物，酸化合物能夠在電流同時通過的情況下對浸沒在浴中的每個接觸探針10之末端部分實施選擇性蝕刻。
根據按照本發明之方法的替代實施例，經由雷射切割界定接觸探針的步驟在實質方框狀之適宜凹槽中實現每個接觸探針10，凹槽簡單指示為框26，藉由移 除材料在基板11中實現凹槽，且凹槽易於圍繞接觸探針10，如第6A圖示意性所示。
根據本發明有利地，界定步驟實現每個接觸探針10以便經由至少一個相應材料橋27錨定至基板11，從而實現包括藉由各別材料橋27錨定至基板11的複數個接觸探針10的半完成產品28。
方法隨後包括經由破裂材料橋27的接觸探針10與基板11之進一步分離步驟。
詳言之，在第6A圖與第6B圖所示之實例中，每個接觸探針10僅具有一個材料橋27，材料橋將接觸探針連接及固持至相應框26內部的基板11，彼材料橋27在探針部分處實現，在一較佳實施例中此探針部分與末端部分不同。
便利地，如第6B圖所示，每個接觸探針10之材料橋27具有至少一個弱化線LL，弱化線穿過材料橋且易於利用材料橋27自身完整性之斷裂而促進探針與基板11之分離。
在第6A圖與第6B圖所示之實施例中，每個材料橋27具有排列在接觸探針10附近的彼弱化線LL，使得當接觸探針10與基板11分離時弱化線LL的斷裂引發材料橋27的大部分保持錨定至基板11。
弱化線LL可適當地經由基板11之鑽穿孔來獲得，且彼鑽孔可具有任何形狀，例如圓形、橢圓形、矩形、傾斜，僅列舉其中的一些。或者，弱化線LL可根 據垂直於半完成產品28自身之平面的方向Z經由基板11中該等弱化線的對應物之局部薄化來實現。
顯然，可能實現任何數量之材料橋27，此等材料橋亦以完全隨機方式在關於第6A圖與第6B圖所示者的接觸探針10之其他點中排列。
在一較佳實施例中，在第7A圖與第7B圖中示意性所示，實現每個接觸探針10以便僅藉由兩個材料橋27錨定至基板11，一個材料橋實現於接觸尖端10A處，處於較佳中心位置中，而另一材料橋實現於接觸頭10B處，處於較佳橫向位置中，如諸圖所示。亦較佳的是，在一實施例中，實現每個接觸探針10以便藉由實現於較佳中心位置中的接觸尖端10A處的材料橋27及藉由實現於較佳橫向位置中的接觸頭10B處的一對彼此對稱的進一步材料橋27(諸圖中未圖示)錨定至基板11。
應強調，在接觸探針10之接觸尖端10A處的末端部分上安置至少一個材料橋27特別有利，因為根據本發明的方法之彼末端部分之以下精細界定步驟允許亦消除因弱化線LL之斷裂及材料橋27之移除而造成的任何缺陷。
以此方式，得到如此獲得之接觸探針10之機械與電氣操作的改良，以及如此機製之末端部分的改良耐蝕性。
此外，預期接觸探針10之滑動的改良，特定而言被測裝置及空間變換器之各別接觸墊上的彼等探針 之接觸尖端10A及接觸頭10B之改良滑動，因為在彼等末端部分的精細界定步驟後不再具有粗糙度。
顯然可能組合上述替代實施例，例如提供接觸探針10之接觸尖端10A處所實現之僅一個材料橋27及另一位置中(例如，中心位置中)所實現之至少另一個材料橋27或亦一對材料橋27。
亦可能提供基板11之部分，其中並非利用複數個進一步弱化線LL，實現接觸探針10，如第8A圖示意性所示；詳言之，進一步弱化線LL，實質上彼此對準且允許經由弱化線之斷裂移除基板11之部分11A，以便允許各別末端部分(特定而言接觸探針10之接觸尖端10A)顯露，如第8B圖示意性所示。以此方式，獲得在接觸尖端10A處自基板11突出的接觸探針10。
亦可能規定根據本發明之方法除了實現接觸探針10以便經由各別材料橋27錨定至基板11之界定步驟之外包括在不屬於接觸探針10且不包含材料橋的部分中對基板11之切割步驟，從而獲得半完成產品28’，半完成產品包括錨定至基板11的複數個接觸探針10，接觸探針顯露出各別末端部分(特定而言接觸尖端10A)，如第8B圖示意性所示。
應強調，半完成產品28’亦允許半完成產品所包括的接觸探針10同時經歷精細界定步驟，類似於處理框上或最終測試頭上組裝之探針，如先前所解釋。在彼情況中，例如接觸探針10之接觸尖端10A之精細界定 步驟處於探針與基板11之分離步驟之前。亦將提供半完成產品28’之適宜運動手段，以便實現研磨布上的按壓接觸及/或在浴23之適宜化學試劑24中浸沒自基板11突出的末端部分(特定而言接觸尖端10A)，如先前所解釋。
進一步地，根據本發明有利地，製造方法包括接觸探針之末端部分之縮短步驟，彼縮短步驟處於接觸探針之精細界定步驟之前，如第9A圖至第9C圖示意性所示。
更詳言之，在所示實例中，經由適宜重疊系統30的重疊發生接觸探針之末端部分之縮短步驟。彼重疊系統30基本上包括旋轉鋸31，旋轉鋸易於縮短及重疊接觸探針10之末端部分(在實例中為接觸尖端10A)。在軌道29上組裝旋轉鋸31，軌道實質上平行於插入接觸探針10處的測試頭18之導引件，如第9A圖示意性所示，亦即實質上平行於必須經由測試頭18測試之被測裝置之平面。可考慮金屬材料之其他機械或化學切割方法。
顯然，亦可能實現接觸探針10之末端部分之縮短步驟，其中在處理框12中組裝彼等探針。
在已藉由重疊縮短探針之末端部分後，如先前所述，方法包括彼等末端部分之精細界定步驟，如第9B圖示意性所示，在實例中為經由支撐件17所支撐之研磨布16上的按壓接觸(觸碰)之微機械界定步驟。類似 地，可經由化學或電化學製程發生末端部分之精細界定步驟，如先前所解釋。
在精細界定步驟結束時，獲得末端部分(在實例中為接觸尖端10A)之所欲再塑形，所有接觸探針具有相同長度H，係指在將放置被測裝置的方向上(亦即位於第9C圖之局部參照系統中的下方)接觸探針10的自測試頭18之下導引件突出的部分。
應強調，根據本發明有利地，精細界定步驟不僅可用於實現接觸探針10，而且在插入彼等探針所處的測試頭18之使用壽命期間，可用於再次實現探針末端部分之再塑形及/或清潔，以此方式獲得實質上具有「消耗」探針的測試頭18，在精細界定步驟亦處於縮短步驟之後的情況中，此等探針可由於探針末端部分之精細界定步驟而「經再調節」。
以相同方式，在一或更多個接觸探針10之末端部分斷裂的情況中，可能在測試頭18之使用壽命期間重複縮短及精細界定步驟，無需替換斷裂探針。
隨後，本發明亦關於測試頭之平坦化方法，始終參看第9A圖至第9C圖描述此方法。
平坦化方法特定而言包括以下步驟：- 提供測試頭18，測試頭具有至少一個上導引件19及一個下導引件20且包含複數個接觸探針10，導引件具有各別上導孔19A及下導孔20A，每個接觸探針10穿過導孔滑動； - 縮短接觸探針10之至少一個末端部分，末端部分在實質上平行於必須經由測試頭18測試之被測裝置之平面的平面中相對於下導引件20突出，以便獲得測試頭18之所欲平坦化及末端部分之對準，如第9A圖示意性所示；以及- 精細界定接觸探針10之末端部分，如第9B圖示意性所示，獲得具有接觸探針10的測試頭18，接觸探針具有全部為相同長度H及在至少測微精度下幾何界定的末端部分(在實例中為接觸尖端10A)，如第9C圖示意性所示。
術語末端部分之長度H係指在將放置被測裝置的方向上(亦即位於第8C圖之局部參照系統中的下導引件20下方)接觸探針10的自測試頭18之下導引件突出的部分之長度。
以此方式，獲得相對於被測裝置之平面有利平坦化之測試頭18。
如先前所論及，可經由研磨布上的按壓接觸(觸碰)之微機械界定或經由化學或電化學製程發生接觸探針10之末端部分之精細界定步驟，最終獲得末端部分(在實例中為接觸尖端10A)之所欲再塑形及/或清潔。
此外，可經由組裝在軌道29上的旋轉鋸31重疊而發生接觸探針之末端部分之縮短步驟，此軌道實質上平行於測試頭18之導引件。
最後，應強調，平坦化方法亦可涉及在測試頭18之使用壽命期間已實現之測試頭。顯然，可經由任何方法且亦不使用接觸探針10之雷射切割而實現彼測試頭18。
總之，根據本發明的製造方法允許獲得經由雷射切割實現之接觸探針及具有末端部分，末端部分具有在至少測微精度下界定之幾何及尺寸特點，此精度比使用雷射界定方法當前可達到的精度更高。
經由研磨布上的按壓接觸(觸碰)之微機械界定或經由浸沒在化學試劑浴中的化學或電化學製程有利地實現探針末端部分之精細界定步驟，彼浴中的末端部分之浸入位準變化以便獲得彼部分之所欲形狀。
此外，可自單層或多層材料開始有利地獲得探針，特定而言為可能由高導電性塗層及/或高硬度塗層塗覆之導電材料或半導體材料，此等塗層適合整體上改良探針之機電效能。
方法亦能夠適當地實施以此方式獲得之接觸探針之末端部分(接觸尖端或接觸頭)之再塑形。
詳言之，方法允許實現彼等末端部分之實質尖銳化及/或彼等部分之清潔，可能移除末端部分上存在的毛刺或缺陷。
此外，根據本發明，方法亦有利地可包括末端部分之縮短步驟，縮短步驟處於精細界定步驟之前且適合對準彼等末端部分。
適當地，亦可在包括以此方式獲得之複數個探針的測試頭之使用壽命期間使用精細界定步驟，以便再次實現相應末端部分之所欲再塑形及/或清潔，以此方式獲得具有實質「消耗」探針的測試頭，此等探針可由於末端部分之精細界定步驟而「經再調節」；有利地，例如在一或更多個接觸探針之末端部分斷裂的情況中可能重複縮短與精細界定步驟，無需替換斷裂探針。
亦證實，由於根據本發明的方法，獲得末端部分具有連續且均勻輪廓的接觸探針，且接觸探針不具有使用已知方法實現之接觸探針中存在的非所欲區段變化及不連續性。
最後，根據本發明有利地，平坦化方法允許實現包括複數個接觸探針的測試頭，接觸探針具有全部為相同長度的末端部分，亦即，相對於被測裝置之平面加以平坦化，從而由於改良的接觸均勻性而改良所執行之電氣測試。
顯然，對於上文所描述之製造及平坦化方法，出於滿足特定需求及技術規範的目的，熟習此項技術者可實施若干變化及修改，所有變化及修改包括在以下申請專利範圍所界定之本發明之保護範疇內。
10‧‧‧接觸探針
10A‧‧‧接觸尖端
10B‧‧‧接觸頭
12‧‧‧處理框
13‧‧‧導引件
13A‧‧‧導孔
14‧‧‧空間變換器
14A‧‧‧接觸墊
15‧‧‧隔板
16‧‧‧研磨布
17‧‧‧支撐件

Claims (15)

  1. 一種用於一測試頭(18)的接觸探針(10)的製造方法，該方法包含以下步驟：- 提供由一導電材料製成之一基板(11)；以及- 藉由雷射切割該基板(11)界定至少一個接觸探針(10)；該方法特徵在於該方法進一步包含該接觸探針(10)之至少一個末端部分(10A、10B)之至少一個後處理精細界定步驟，該步驟在藉由雷射切割界定該接觸探針(10)的步驟之後，該末端部分(10A、10B)為包括該接觸探針(10)之一接觸尖端(10A)或一接觸頭(10B)的一部分，該精細界定步驟未涉及在至少一測微精度下一雷射處理及幾何界定該接觸探針(10)之該末端部分(10A、10B)。
  2. 如請求項1所述之製造方法，其中對經由雷射切割之該界定步驟在該基板(11)中形成之複數個接觸探針(10)同時實施該精細界定步驟。
  3. 如請求項2所述之製造方法，進一步包含在一處理框(12)或一測試頭(18)中組裝該複數個接觸探針(10)的一步驟以便允許該等接觸探針作為一群組位移及操縱。
  4. 如請求項1所述之製造方法，其中該精細界定步驟包括該末端部分(10A、10B)之一微機械界定步驟。
  5. 如請求項4所述之製造方法，其中該微機械界定步驟包含該末端部分(10A、10B)之一研磨布(16)上的一按壓接觸。
  6. 如請求項1所述之製造方法，其中該精細界定步驟包含一化學或電化學製程。
  7. 如請求項6所述之製造方法，其中該化學或電化學製程包括該末端部分(10A、10B)在一化學試劑(24)中至多達一位準(Liv)的一浸沒，該化學試劑(24)適合在一電流同時通過的情況下蝕刻該末端部分(10A、10B)。
  8. 如請求項1所述之製造方法，其中該精細界定步驟包含該末端部分(10A、10B)之一再塑形及/或清潔。
  9. 如請求項1所述之製造方法，其中藉由雷射切割之該界定步驟實現每個接觸探針(10)以便藉由至少一個材料橋(27)錨定至該基板(11)，該方法包含藉由破裂及移除該材料橋(27)使每個接觸探針(10)與該基板(11)分離的一進一步步驟。
  10. 如請求項9所述之製造方法，其中對應於 該接觸探針(10)之一末端部分(10A)實現該至少一個材料橋(27)，且其中該末端部分之該精細界定步驟允許消除因材料橋(27)之斷裂及移除而造成的任何缺陷。
  11. 如請求項9所述之製造方法，其中在每個接觸探針(10)與該基板(11)分離的該進一步步驟之前對錨定至該基板(11)的複數個接觸探針(10)同時實施該精細界定步驟。
  12. 如請求項11所述之製造方法，進一步包含切割該基板(11)中不屬於該等接觸探針(10)且不包含該等材料橋(27)之部分的一步驟，以使得該等接觸探針(10)對應於至少一個末端部分(10A)自該基板(11)突出。
  13. 如請求項1所述之製造方法，進一步包含在該精細界定步驟之前的縮短每個接觸探針(10)之該末端部分(10A、10B)的一步驟。
  14. 如請求項1所述之製造方法，其中在該精細界定步驟處於縮短各別末端部分(10A、10B)的一步驟之後的情況下，在該接觸探針之使用壽命期間對組裝在一測試頭(18)中的複數個接觸探針(10)重複該精細界定步驟。
  15. 一種一測試頭(18)之平坦化方法，該測試 頭具有至少一個上導引件(19)及一個下導引件(20)且包含複數個接觸探針(10)，該等導引件具有各別上導孔及下導孔(19A、20A)，每個接觸探針(10)穿過該等導孔滑動且經由如前述請求項中任一項所述之製造方法實現，該方法包含以下步驟：- 縮短該等接觸探針(10)之各者之至少一個末端部分(10A、10B)，該末端部分在實質上平行於經由該測試頭(18)待測試之一裝置之一平面的一平面中相對於該下導引件(20)突出；以及- 精細界定該等接觸探針(10)之各者之該至少一個末端部分(10A、10B)，獲得具有接觸探針(10)的一測試頭(18)，該等接觸探針具有全部為一相同長度(H)及在至少一測微精度下幾何界定的末端部分(10A、10B)。
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