TW201821809A

TW201821809A - 電子裝置用探針卡

Info

Publication number: TW201821809A
Application number: TW106125519A
Authority: TW
Inventors: 羅貝多克立巴; 史提伐諾費利希
Original assignee: 探針科技公司
Priority date: 2016-07-28
Filing date: 2017-07-28
Publication date: 2018-06-16
Also published as: JP2019523396A; US20190113539A1; EP3491397A1; KR102407836B1; CN109564242A; CN109564242B; KR20190034502A; EP3491397B1; TWI684011B; US10782319B2; JP7030069B2; IT201600079679A1; WO2018019863A1

Abstract

本發明描述一種用於電子裝置的測試設備的探針卡，包括至少一測試頭，其具有插入實現在至少一上導板及一下導板中的導板孔的多個接觸探針；接觸探針的彎曲區域，其是定義在上及下導板之間；及至少一空間轉換器，其具有多個接觸墊，各個接觸探針具有至少一第一端子部，其以第一長度突出自下導板，並結束於適於鄰接至受測裝置的各自的接觸墊的接觸尖端，及一第二端子部，其以第二長度突出自上導板，並結束於適於鄰接於空間轉換器的接觸墊之一的接觸頭，其特徵在於，更包括至少一間隔元件，其插設在空間轉換器及上導板之間，間隔元件是可移除的，以透過改變接觸探針的第二端子部的第二長度而調整接觸探針的第一端子部的第一長度，使得測試頭、特別是上導板靠近空間轉換器。

Description

電子裝置用探針卡

本發明是關於用於電子裝置的測試設備的探針卡。

本發明特別是、但不限於關於包括用於測試特別是整合於晶圓的電子裝置的垂直探針的一個測試頭的探針卡，而下述說明只是為了簡化其表達而撰寫成關於本案所屬領域。

已知探針卡實質上是適於將微結構、特別是整合於晶圓的電子裝置的多個接觸墊進行電子連接的裝置，其具有執行其功能性檢查、特別是電性者、或廣義測試的測試設備的對應的通道。

在積體裝置上執行的測試特別有用於偵測及隔離已在製造階段中的缺陷裝置。因此，探針卡通常是用於在其等切割及組裝於晶片包覆封裝前，電性測試晶圓積體裝置。

探針卡特別是包括測試頭，其從而包括實質上板狀且彼此平行的至少一對板子或導板所保持的多個可動的接觸元件或接觸探針。這些導板配備有適當的孔，且其等位在特定距離，以保留自由區域或空氣區域以便接觸探針移動及可能地變形。導板對特別是包括上導板及下導板，本領域所使用的形容詞「上」及「下」是參考在運作期間的測試頭及對應於圖式的呈現圖示，測試頭是定位於測試設備（上）及包括受測裝置的晶圓（下）之間。

導板皆配備有導板孔，接觸探針在其等中軸向地滑動，其等通常以具有良好的電性及機械性的特殊合金的線路形成。

測試頭是進一步以設置在上及下導板之間，通常以陶瓷製成且適於包括探針的殼層或殼體完成。

測試頭在裝置本身上、亦即在包括其的晶圓上的壓力確保接觸探針及受測裝置的各自的接觸墊之間良好的連接，而可在形成在上及下導板之中的導板孔中移動的接觸探針，因在二導板之間的自由區域中的這種按壓接觸而遭受彎曲，並在這些導板孔中滑動。

這種測試頭通常稱為垂直探針頭。

垂直探針頭實質上具有自由區域，其中接觸探針發生彎曲，因而稱為彎曲區域；探針本身適合的組態及／或導板適合的定位可進一步協助接觸探針的彎曲。

在某些例子中，接觸探針對應於上導板以固定方式，例如透過接合而受限於測試頭：此即是限制式探針頭的例子。

然而，更常見的是，測試頭使用不以固定方式受限的探針，但保持互動於探針卡的空間轉換板，通常稱為「空間轉換器」：此即是非限制式探針頭的例子。

探針卡包括非限制式垂直探針頭是如圖1所示，其中，為了易於繪示，這種測試頭所內含的多個探針只繪示一個接觸探針。

特別是，探針卡10包括測試頭1，其設置在空間轉換器8及受測裝置7之間，從而包括至少一上導板3及一下導板4，其等以實質上平面且平行於其等之間、並具有各自的上導板孔3A及下導板孔4A、且各自的接觸探針2在其等中滑動的板狀支撐件製成。

測試頭1亦包括殼體5，其功能是作為加強材，並包括接觸探針2，且設置在上及下導板3及4之間。殼體5特別是對應於空氣或那些導板之間的彎曲區域6而延伸。

各個接觸探針2具有實質上棒狀本體2C及至少一端或接觸尖端2A。此處及下述所謂的端及尖端不必然是指尖銳的端部。特別是，接觸尖端2A鄰接至受測裝置7的接觸墊7A，在裝置及其探針卡10形成端子元件的測試設備（圖未示）之間形成機械性及電性接觸。

在圖1所示的例子中，接觸探針2具有進一步的接觸端，通常稱為測試頭2B，其朝向空間轉換器8的多個接觸墊8A。探針及空間轉換器之間良好的電性接觸是以相似的方式確保，透過將接觸探針的端子部、特別是頭的尖端按壓於各自的接觸墊而接觸於受測裝置。

上導板3及下導板4恰好地以空氣或彎曲區域6分開，以便接觸探針2變形，上導板孔3A及下導板孔4A是將大小設定成可在其等中滑動各自的探針。稱為浮動區域的進一步的區域是定義在上導板3及空間轉換器8之間；這種浮動區域9是設定成可因將測試頭1──因而接觸探針2──按壓接觸於受測裝置7，特別是將接觸尖端2A按壓接觸於接觸墊7A以移動接觸頭2B，而確保接觸頭2B接觸於空間轉換器8的接觸墊8A。

若測試頭是實現於所謂的「具有錯位板」的技術，則接觸探針2，又稱為「屈曲樑」是製成筆直的，其橫向截面沿著其等整個長度是不變的，較佳是矩形。已知實現這種測試頭是透過將導板重疊以將各自的導板孔對齊，將接觸探針插入這些導板孔，將導板分開以形成彎曲區域，然後在實質上中央位置中將這些導板偏移或錯位，而引起探針的本體的變形，如圖1所示。在本例中，其等稱為錯位板測試頭。

值得注意的是，測試頭、因而包括其之探針卡的正確運作基本上限於二個參數：接觸探針的垂直移動或超程，及各自的接觸端、特別是接觸尖端2A的水平移動或刮擦，其刮擦可在表面上「清理」受測裝置7的接觸墊7A，因而改善測試頭1在其整個運作壽命中所形成的接觸。

亦重要的是確保接觸探針2的接觸頭2B的浮動區域9的大小，以確保這些頭部正確地接觸於空間轉換器8的接觸墊8A。

在測試頭的製造步驟的期間，將評估及校準全部這些特徵，而總是必須確保探針、受測裝置及空間轉換器之間良好的電性連接。

接觸探針的接觸端、特別是朝向受測裝置的墊片的接觸尖端，在其等的使用期間，將遭受通常稱為汙垢的材料的堆積，而降低其等效能，並在這些探針的刮擦無論如何無法提供電性接觸於墊片時，可能危及探針正確地接觸於受測裝置。

因此已知透過砂布執行特別是接觸尖端的清理操作。

顯然，這些清理操作涉及耗損探針的端子部的一部、特別是接觸尖端，因而總共準確地受限於在各個清理中變短的探針的長度。特別是，端子部、亦即接觸尖端的任何後續磨損必須受限於突出自下導板而朝向受測裝置的錐狀探針部，其實際上實現接觸尖端。

測試頭的清理操作的次數實際上決定其運作壽命、因而包括其之探針卡的運作壽命。

自本案申請人在2014年10月16日公開的國際專利申請案（PCT）第WO 2014/167410號已知使用間隔元件，其是可移除地插設在包覆元件與上及下導板之一，以特別是對應於接觸尖端而調整接觸探針的端子部的長度。

儘管有利於各種方面，這種測試頭具有缺點，因為透過移除間隔物或其層板變化端子部的長度，亦不可避免地修改接觸探針的空氣或彎曲區域，因而修改接觸動力學，將引起關於探針所施加在接觸墊的力及在其等上可刮擦的問題，並將修改探針在這種自由區域所遭受的變形，在各自的導板孔的這些探針具有永久變形或下陷的風險。

本發明的基本的技術問題是提供用於整合於晶圓的電子裝置探針卡，其具有結構及功能特徵，以便對應的測試頭所內含的接觸探針可清理操作適當次數，而沒有功能喪失，特別是透過在探針卡的整個運作壽命中，即使在後續清理操作中，始終為探針及接觸墊之間正確接觸確保固定施力及必要刮擦機制，以克服根據先前技術實現的測試頭所遭受的限制及缺點。

本發明的解決方案是實現一種探針卡，其包括至少一間隔元件或間隔物，其設置在卡中，可易於移除及可能可剝離，縱使部分移除，亦不修改探針的彎曲區域的延伸、因而其等所施加的力。

基於此解決方案，透過用於電子裝置的測試設備的探針卡，包括至少一測試頭，其設置在受測裝置及空間轉換層板或空間轉換器之間，測試頭包括插入實現在至少一上導板及一下導板中的導板孔的多個接觸探針，及至少一間隔元件，其插設在空間轉換層板及上導板之間解決技術問題。

更具體地，測試頭提供有插入形成在至少一上導板及一下導板中的導板孔的多個接觸探針、定義在上及下導板之間的接觸探針的彎曲區域。此外，各個接觸探針具有至少一第一端子部，其以第一長度突出自下導板，並結束於適於鄰接至受測裝置的各自的接觸墊的接觸尖端，及一第二端子部，其以第二長度突出自上導板，並結束於適於鄰接至空間轉換器的接觸墊的接觸頭。

適當地，本發明的探針卡可更包括至少一間隔元件，其插設在測試頭的空間轉換器及上導板之間，這種間隔元件是可移除的，以透過改變接觸探針的第二端子部的第二長度而調整接觸探針的第一端子部的第一長度，將間隔元件移除，使得測試頭、特別是上導板，實際上靠近空間轉換器。

更特別是，本發明包括下列額外的及選擇性的特徵，以單獨地或需要的話，彼此組合地使用。

根據本發明的一個觀點，間隔元件的高度可小於或等於接觸探針的第二端子部的第二長度。

這種間隔元件亦可具有來自測試頭、及特別是來自上導板的至少一突出部。

此外，間隔元件可包括重疊且可單獨移除的多個層板。

這些層板可例如透過黏著材料層板彼此結合。

此外，間隔元件可例如透過黏著材料層板結合於上導板。

根據本發明的另一個觀點，間隔元件的層板可具有來自測試頭、及特別是來自上導板的各自的突出部。

特別是，這些層板的這些突出部彼此可具有不同長度。

另外，層板可具有編號，其套用於各自的突出部的表面，這種編號是書寫或雕刻或凸印或透過任何其他技術製成在突出部上，或是以凹點或凸點形成的任何形式且以任何適合的技術形成的一個或多個識別記號，其數字是對應於所需要的編號。

根據本發明的另一個觀點，探針卡可更包括固定手段，其適於將空間轉換器結合於測試頭，及間隔元件，其配備有用於固定手段的適當的容置座。

特別是，固定手段的容置座可為孔及／或開口空間，其等尺寸適於容置這些固定手段。

此外，這些容置座可對應於上導板的外圍部及／或上導板的緊鄰且同軸於外圍部的中央部而定位。

根據本發明的另一個觀點，間隔元件可具有實質上矩形的長條狀的形狀。

更具體地，間隔元件的形狀可在長條狀的本體及頭部所形成的槳狀物及片狀物之間選擇。

或者，間隔元件可包括實質上延伸成上導板的框架。

適當地，形成間隔物的這種框架可將大小設定成突出自測試頭、及特別是自上導板或包括自測試頭、及特別是自上導板的至少一長條狀的突出部。

根據本發明的另一個觀點，間隔元件可包括至少一對半框架，其等實質上沿著上導板的相反及平行側延伸，而形成間隔元件的這些半框架是將大小設定成突出自測試頭、及特別是自上導板或適於自測試頭、及特別是自上導板的至少一長條狀的突出部。

根據本發明的另一個觀點，間隔元件可以塑膠材料、透明或半透明、陶瓷材料、金屬材料、有機材料或矽，較佳是Kapton®製成。

再者，探針卡可包括多個間隔元件，其以位置、數目、形狀不至於干擾接觸探針、因而包括其之探針卡的正確運作的方式，設置在上導板上。

本發明亦關於恢復探針卡的方法，包括至少一測試頭，其具有插入實現在至少一上導板及一下導板中的導板孔的多個接觸探針，及至少一空間轉換器，其具有多個接觸墊，各個接觸探針具有至少一第一端子部，其以第一長度突出自下導板，並結束於適於鄰接至受測裝置的各自的接觸墊的接觸尖端，及一第二端子部，其以一第二長度突出自上導板，並結束於適於鄰接至空間轉換器的接觸墊之一的接觸頭，這種探針卡更包括至少一間隔元件，其插設在測試頭的空間轉換器及上導板之間，其中包括重疊且可單獨移除的多個層板，方式的特徵在於其包括下列步驟： - 將空間轉換器自測試頭、特別是自上導板拆除； - 將間隔元件或組成其的層板之一移除； - 將上導板及空間轉換器靠近；及 - 將測試頭及空間轉換器再次結合，藉此透過改變接觸探針的第二端子部的第二長度，調整接觸探針的第一端子部的第一長度，並恢復測試頭、因而包括其之探針卡的正確運作。

特別是，移除步驟可包括滑掉間隔元件或組成其的層板之一。

根據本發明的探針卡的特徵及優點將呈現於下述說明書，並參考附圖，而以指示性且非限制性的方式提供一個實施例。

參考這些圖式，特別是圖2，元件符號20通篇是指根據本發明實現的探針卡。

必須注意的是，圖式是示意圖且未依照比例繪製，但繪製成強調本發明的重要特徵。

另外必須注意的是，參考特別實施例所示的配置顯然可用於組合於其他實施例。再者，在不同圖式中所使用的相同元件符號是指在結構上及在功能上對應的元件。

探針卡20包括測試頭21，其從而包括多個接觸探針22。測試頭亦包括至少一上導板23及一下導板24，其等具有各自的導板孔23A及24A，接觸探針2在其等中滑動，並提供有延伸在這些導板之間的包覆元件或殼體25。空氣或彎曲區域26是定義在上導板23及下導板24之間，其中，由於將探針按壓接觸於受測裝置27，接觸探針22可進一步變形。

所繪示的測試頭21即是「具有錯位板」型，而上導板23及下導板24恰好地錯位，容置在各自的導板的導孔中的接觸探針22因此預先變形，並因測試頭21及受測裝置27之間的接觸而遭受進一步的彎曲及變形。

特別是，如圖2所示的測試頭21是屬於非限制式垂直探針類型，而各個接觸探針22具有的各自的端子部21A及21B，其等適於形成機械性及電性接觸於各自的接觸墊；特別是，第一端子部21A結束於適於鄰接至受測裝置27的接觸墊27A的接觸尖端22A，而第二端子部21B結束於適於鄰接至空間轉換層板或空間轉換器28的接觸墊28A的接觸頭22B。如此，接觸探針22在受測裝置27及以探針卡作為其終端元件的測試裝置（圖未示）之間形成機械性及電性接觸。此處及下述所謂的「終端元件」是指特別是分別在受測裝置27或空間轉換器28的方向上突出自導板23、24、因而自殼體25的接觸探針22的一部分。再者，如同上述所強調者，所謂的尖端不必然是指尖銳的端子部。

對應於接觸尖端22A的接觸探針22的第一端子部21A延伸在下導板24及受測裝置27之間的第一區域29A中；特別是，第一端子部21A以適當的第一長度LA突出自下導板24，面對按壓接觸於測試頭21的受測裝置27所決定的理想平面，而對應於在測試頭21被按壓接觸於受測裝置27時，第一區域29A的長度。在測試頭21及包括其之探針卡20的運作期間，這種第一區域29A可允許接觸探針22的接觸尖端22A移至受測裝置27的接觸墊27A，因而稱為刮擦區域29A。

值得注意的是，在使用測試頭21時，由於其尖端通過砂布，第一端子部21A將逐漸減少其長度LA，如同關於先前技術所述者。實質上，第一端子部21A在相關接觸尖端22A的每次清理操作期間耗損。

同理，對應於接觸頭22B的接觸探針22的第二端子部21B延伸在上導板23及空間轉換器28之間的第二區域29B中；特別是，第二端子部21B以適當的第二長度LB突出自上導板23，面對空間轉換器28所決定的理想平面，這種第二長度LB是對應於在測試頭21以相似於受測裝置27的方式而被按壓接觸於空間轉換器28時，第二區域29B的長度。在測試頭21及包括其的探針卡20的運作期間，此第二區域29B允許接觸探針22的接觸頭22B移動，而因此稱為浮動區域29B。

如同上述，在探針卡20所實現的測試操作期間，亦即，在測試頭21被按壓接觸於受測裝置27及空間轉換器28時，接觸探針22在延伸在上導板23及下導板24之間且具有對應於殼體25的高度的額外的長度L的彎曲區域26中彎曲。上導板23及下導板24亦可包括板狀且彼此平行、適當地以局部自由區域分離的多個導板。

有利地，根據本發明，在如圖2所示的實施例中，探針卡20更包括至少一間隔元件或間隔物30，其對應於浮動區域29B而設置在上導板23及空間轉換器28之間，其高度H實質上對應於浮動區域29B的第二長度LB、特別是小於或等於這種第二長度LB（H≤LB）。更特別是，探針卡20包括至少一對間隔物30，其設置在測試頭21的相反側上，如圖2所示。

更廣義而言，探針卡20包括多個間隔30，設置在測試頭21及空間轉換器28之間。

這些間隔物30可以例如塑膠材料、透明或半透明者、陶瓷材料、金屬材料、有機材料或矽，較佳是Kapton®製成。

再者，間隔物30可製成具有自測試頭21、因而自上導板23的突出部300，以便一旦將測試頭21移除自探針卡20，因而解除耦合自空間轉換器28時，簡化抓握及移除間隔物本身，如同下述。

恰好地，間隔物30包括一個或多個層板，其等彼此重疊或對齊，且可單獨移除或剝離；組成間隔物30的層板可簡單地彼此重疊，或透過適當的手段結合其等，例如黏著材料，例如黏膠，特別是密封力降低者，以便易於將層板彼此分離。圖2的探針卡20包括間隔物30，它是由三個層板組成的，標示為30a、30b、30c，作為非限定的例子，間隔物30可包括任何數目的層板，即使只有一個。較佳地，層板30a～30c具有相同厚度，全部層板30a～30c的厚度的總和決定間隔物30的高度H。

顯然，可能考慮層板彼此具有不同厚度，而所有層板的厚度的總和決定間隔物30的高度H。選擇性地，黏著材料層，特別是密封力降低者，是插設在這些層板之間。

有利地，根據本發明，配備有上述間隔物30的探針卡20可調整接觸探針22的第一端子部21A的長度LA，因此克服在探針卡20的運作壽命期間耗損接觸尖端22A的問題

事實上，可能將間隔物30的一個或多個層板移除，以便依照需要調整接觸探針22的第一端子部21A的長度LA。特別是，可能將測試頭21自探針卡20移除，因而將其解除耦合自空間轉換器28，以暴露間隔物30，移除組成間隔物30的一個或多個層板，從而重組測試頭21及空間轉換器28，因而重組探針卡20：移除間隔物30的一個或多個層板將減少間隔物30本身的高度H、因而浮動區域29B的第二長度LB，在空間轉換器28重新定位於測試頭21時，接觸探針22被推向受測裝置27，亦即，恢復這些探針的第一端子部21A的第一長度LA，長度是因各自的接觸尖端22A所對應的接觸探針22的耗損而變短。

適當地，間隔物30的層板30a～30c可製成具有來自測試頭21的突出部300。在如圖3A所示的替代實施例中，相同間隔物30的每個層板的這些突出部300具有不同長度，以便將不同所使用的間隔物30移除相同數目的層板。適合地，不同間隔物30的對應的層板的這些突出部300具有相同長度，例如全部間隔物30的接近空間轉換器28的層板的突出部具有相同長度，而這種長度大於逐漸接近上導板23的下層者。特別是，這些突出部300的長度自接近空間轉換器28的層板至接近上導板23者逐漸減少。

亦可能為這些層板30a～30c提供編號，例如自最接近空間轉換器28者開始增加編號，此編號特別是套用於間隔物30的突出部300，例如對應於其面向空間轉換器28的面Fc。因此，透過自空間轉換器28的一側觀察測試頭21，一旦測試頭21已自探針卡20移除時，立即可能簡單地透過讀取在最接近空間轉換器28的這些間隔物30的層板的全部突出部300上的那些編號，以驗證全部間隔物30包括所需要的層板數目。這種編號可形成在這些突出部300上書寫或雕刻或透過凸印或任何其他技術製成的數字。或者，編號可包括任何形式且透過任何適合的技術形成的多個識別記號，例如凹點或凸點，其數字是對應於所需要的編號；在本例中，例如識別成第一層板的層板，例如圖3A的層板30a，只包括一個凹點或凸點，例如雕刻或凸印的點；同理，第二層版30b可具有二個雕刻或凸印的點，而第三層版30c則是三個雕刻或凸印的點。

當然可能考慮間隔物30具有自最接近空間轉換器28的層板至最接近上導板23者的增加長度的突出部，如圖3B所示。

在相反於面Fc，特別是面向測試頭21的相反面Fc’上亦可能將間隔物30的層板30a～30c編號。

在替代實施例中，間隔物30具有實質上柱狀的形狀，並具有完全包括在測試頭21的大小中的具有相同長度的一或多個層板，如圖3C所示。

有利地，這些間隔物30可包括適合的手段，例如至少一黏著層板，其可透過簡單的按壓，或簡單地重疊於這種上導板23而將其等連接至上導板23。若間隔物30包括多個層板30a～30c，如圖3C所示，亦可能提供適合的手段，特別是多個黏著層板，其等適於將這些層板30a～30c彼此結合。這些層板30a～30c可以例如Kapton®製成。

這些柱狀間隔物30可適當地將大小設定成設置在上導板23的不同位置中，但不必然在其邊緣部之一，如圖3D所示。這些間隔物30的數目及位置及其等形狀將基於測試頭21的設計，以不至於干擾接觸探針22的正確運作的方式而選擇。

雖然圖未顯示，當然可能將接觸探針22的接觸頭22B實現成具有至少一部，其直徑大於實現在上導板23中的上導板孔23A，以便即使不存在這些探針所鄰接至的受測裝置27，亦防止探針脫離，直徑是垂直於接觸探針的縱向延伸軸的部分的截面的最大橫向尺寸，如先前技術所示者。

探針卡20亦包括各自的固定手段32，其等適於結合這種探針卡的多種元件、特別是空間轉換器28及測試頭21、更特別是其上導板23，及間隔物30，而為此目的配備有用於固定手段32的適當的容置座。

如圖4所示，其中，探針卡20是自空間轉換器28的側面，以透明的方式顯示，固定手段32實質上是沿著上導板23的實質上環狀的外圍部40P而設置。在示例性的例子中，探針卡20包括實質上實現成槳狀的間隔物，其等對應於實質上矩形的上導板23的頂點。亦提供有固定手段32’，其定位於上導板23的緊鄰且同軸於外圍部40P的中央部40C，且實際上對應於接觸探針22所占有的面積。固定手段32、32’可例如透過容置在各自的螺孔中的螺釘、特別是平頭者而實現。

當然可能考慮間隔物30的不同配置，其等配置成不同數目及不同位置、對稱與否，如圖4所示。

亦可能使用額外的黏著膜將間隔物30連結至上導板23，以免固定手段32、32’穿過間隔物。間隔物30及上導板23之間透過黏著膜的這種固定化特別便於如圖3C及3D所示的柱狀間隔物30，特別是在定位於上導板23的中央部40C時，例如如圖3D所示，定位於這種中央部40C的固定手段32’的數目限於不至於干擾測試頭21所包括的接觸探針22的正常運作。

在特別簡化的實施例中，間隔物30簡單地鋪設於上導板23，一旦測試頭21定位於探針卡20，其等保持位置是透過接觸按壓於空間轉換器28確保。即使間隔物30是以多個層板30a～30c形成，亦可能簡單地在上導板23上將其等彼此重疊，重疊的層板30a～30c因而保持在上導板23及空間轉換器28所施加的壓力所導致的位置。

便利地，間隔物30可為槳狀，如圖5A所示。

在本例中，間隔物30包括長條狀的本體33及頭部34，例如圓形者，可能帶有其等尺寸是固定手段32、32’可穿過的孔35。間隔物30的這種形態特別有利，可在移除其等時，基於長條狀的本體33而易於抓握間隔物。這種長條狀的本體33實際上是突出自測試頭21、特別是自上導板23。另外，由於緊固各自的固定手段32、32’，頭部34的主要尺寸相對於長條狀的本體33將確保壓力負載的良好的重新分配。

亦可能將間隔物30實現成實質上矩形片狀物36，可能配備有孔35以便固定手段32、32’通過，如圖5B所示。

槳狀及片狀的實施例定義間隔物30，其形狀是實質上矩形長條狀，特別是其尺寸遠大於其他者。這些間隔物30的表面積小於導板、特別是上導板23，特別是遠小於測試頭21的另一個導板或層板。

透過槳狀物或片狀物實現的間隔物30在結構上非常簡單，並可考慮基於其等內含的橫向尺寸，及基於其突出自測試頭21的長條狀的縱向尺寸的正確抓握，將其等分布於測試頭21及空間轉換器28所需要的位置。

或者，間隔物30可透過其尺寸是例如對應於上導板23的外圍部40P的尺寸的框架實現。這些框架可恰好地配備有多個孔35以便固定手段32在預定位置通過，如圖5C所示。適當地，實現間隔物30的這些框架可將大小設定成突出自上導板23，以便抓握；再者，如此可能考慮將間隔物30，特別是組成其等的任何層板編號，如同上述。

更特別是，形成間隔物30的框架包括的各自的側部31l、31r，其等突出自測試頭21、及特別是自上導板23，如圖5C所示。

透過框架實現的這些間隔物30結果比起槳狀物或片狀物在結構上更堅固，因為其等面積大於測試頭21的整體面積。

亦可能將間隔物30實現成成對的半框架30l及30r的形狀，其等實質上沿著測試頭21、及特別是上導板23的相反及平行側延伸。半框架亦可配備有孔35以便固定手段32在預定位置通過，如圖5D所示。而在本例中，實現間隔物30的半框架可將大小設定成突出自測試頭21、特別是自上導板23，以便抓握，並可將其編號。如同上述，這種半框架30l、30r可因此包括各別的側部31l、31r，其等突出自測試頭21、及特別是自上導板23，如圖5D所示。

以半框架30l、30r的形式實現的間隔物30將引進自由度，並可例如根據欲移除的層板而分別控制測試頭21的一側及另一側，以實現在因平面性的不匹配而有必要時，將測試頭21傾斜於空間轉換器28。另外，使用半框架可允許間隔物30本身適於不同尺寸的測試頭21，簡單地透過將半框架30l～30r靠近或將其等遠離。

最後，可能將間隔物30實現為成對的半框架30l及30r的形式，其等沿著測試頭21、及特別是上導板23的相反及平行側延伸，其等尺寸是延伸在其中央部40C的內部。這種半框架可配備有孔35，以便固定手段32在上導板23的外圍部40P的預定位置通過，及進一步的孔35’，以便進一步的固定手段32’在上導板23的中央部40C的預定位置通過，如圖5E所示。

如同上述，實現間隔物30的半框架30l、30r可將大小設定成突出自測試頭21、及特別是自上導板23，以便抓握，並可將其編號。而在本例中，半框架30l～30r可包括的各自的側部31l、31r，其等突出自測試頭21、及特別是自上導板23，如圖5E所示。

必須注意的是，由於進一步的孔35’及進一步的固定手段32’的耦合，使用甚至延伸於上導板23的中央部40C的半框架30l、30r將增加半框架本身的固定點的數目。

在本例中，半框架30l、30r亦可包括適合的凹槽37，以將這些半框架的材料限制於孔35及進一步的孔35’附近的面積，如圖5E所示。如此，以這種半框架實現的間隔物30更輕盈，仍然確保強化的固定。

必須注意的是，相似的凹槽可提供於如圖5D所示的半框架及如圖5C所示的整個框架，其尺寸更大，特別是亦延伸於上導板23的中央部40C，以便亦包括用於進一步的固定手段32’的進一步的孔。

亦可能將組成間隔物30的框架或半框架的尺寸實現成呈現平坦於測試頭21、特別是上導板23，將其等配備有至少一長條狀的部分，其適於突出自測試頭21、及特別是自上導板23，如同片狀物，以便抓握間隔物30，並可將其編號。抓握片狀物的數目可基於框架或半框架的整體尺寸及基於探針卡20的應用而預定，定位成不至於妨礙包括間隔物30的探針卡20的正常運作。

透過使用配備有孔35、35’的間隔物30以容置固定手段32、32’，如圖5A～5E所示的類型，可能調整接觸探針22的第一端子部21A的長度LA，以解開這些固定手段32及進一步的固定手段32’（若有的話），特別是透過將各自的螺釘移除，然後將間隔物30或其等層板30a～30c的至少一個移除，以部分地拆開探針卡20的步驟。

另外，必須注意的是，孔35附近的材料部可部分地被固定手段32、32’穿過，如同墊圈，固定手段32、32’包括例如平頭螺釘，以實際上由於固定手段32、32’實現間隔物30的正確固定。

移除間隔物30或其等層板30a～30c的至少一個可將空間轉換器28靠近測試頭21、特別是上導板23，將接觸探針22後續移向受測裝置27，適於平衡包括接觸尖端22A的各自的第一端子部21A的變短，並以簡單且迅速的方式恢復探針卡20的正確運作。特別是，移除間隔物30或其等層板30a～30c的至少一個將減少接觸頭22B的浮動區域29B的長度LB，並可將接觸探針22進一步突出向受測裝置27。

實際上，本發明的探針卡20可實現方法以調整包括插入這種探針卡的測試頭21所內含的接觸探針22的接觸尖端22A的第一端子部21A的長度，以恢復這種測試頭21、因而包括其之探針卡20的正確運作。

有利地，根據本發明，方法包括將固定手段32及32’（若有的話）解開的步驟，例如透過將各自的螺釘鬆開或移除，然後將間隔物30或至少其等層板30a～30c移除的步驟。

據此，方法包括透過減少接觸頭22B的浮動區域29B的長度LB，將上導板23靠近空間轉換器28，因而將在測試頭21鄰接至空間轉換器28時朝向受測裝置27的接觸探針22移除的步驟；特別是，如此，接觸探針22突出自下導板24，而恢復包括接觸尖端22A的第一端子部21A的長度。將上導板23靠近空間轉換器28的此步驟特別是實現將接觸尖端22A的第一端子部21A的長度回歸至對應於測試頭21的正確運作的數值。

必須注意的是，透過移除間隔物30或其等內含的層板30a～30c之一，以調整包括接觸尖端22A的第一端子部21A的長度，必須提供例如栓回各自的螺釘，以恢復固定手段32及進一步的固定手段32’（若有的話），以再次結合測試頭21及及包括它的探針卡20的元件。

顯然，在探針卡20的運作壽命的後期階段，特別是在包括接觸探針22的接觸尖端22A的第一端子部21A已例如因使用及清理操作而變更短時，特別是在其等長度劣於測試頭21的正確運作所對應的長度時，亦可能進一步移除間隔物30的一個層板，並移動空間轉換器28接近測試頭21、特別是其上導板23。

再者，若間隔物30包括多個層板，則可能如此執行包括接觸探針22的接觸尖端22A的第一端子部21A的長度的後續調整，而執行這些移除更多次。

測試頭21及包括其之探針卡的運作壽命因此自已知的解決方案而恰好地延長，本來除了實現測試頭本身的複雜更換以外，包括接觸探針22的接觸尖端22A的第一端子部21A的變短將導致測試頭21及包括其的探針卡的使用結束。

最後，可能將間隔物30的層板移除，並將空間轉換器28靠近測試頭21、特別是其上導板23，即使不對稱，以便基於探針本身的製造過程的容許公差所致的各自的接觸尖端22A的偏差，不同地調整接觸探針22的第一端子部21A的長度；因此可能分別調整上導板23及空間轉換器28所定義的平面的任何傾斜度。

在本發明的較佳實施例中，間隔物30可提供成包括用於固定手段32的開口空間38，如圖6A～6D所示的實施例。這些開口空間38特別是可滑掉間隔物30或其等所包括的層板30a～30c之一，而不需要完全移除固定手段32，特別是各自的螺釘，簡單地鬆開固定手段是透過簡單地將其等滑掉，而甚至不需要部分地拆開測試頭21及包括其之探針卡20，即足以並特別是可移除間隔物30本身或組成其等的層板之一。

在這種例子中，根據本發明的方法包括透過滑掉間隔物30或其等層板30a～30c的至少一個的移除步驟。

進一步緊固這些固定手段32及進一步的固定手段32’（若有的話）將確保空間轉換器28依照需要靠近測試頭21、及特別是上導板23，因而將包括接觸點22A的第一端子部21A恢復適當的長度，因而確保測試頭21本身及包括其之探針卡20的正確運作。

更特別是，可能將間隔物30實現成形狀相同於上述所繪示者，因而具有相同優點。例如，間隔物可具有長條狀的形狀，如同槳狀物，以長條狀的本體33及頭部34，或實質上矩形片狀物36形成，並配備有開口空間38，如圖6A及6B分別所示。開口空間38的尺寸適於容置固定手段32或進一步的固定手段32’。

必須注意的是，開口空間38在間隔物30中將定義可部分地被固定手段32、32’穿過的至少一材料部39、39’，如同叉子，固定手段32、32’包括例如平頭螺釘，以達成實際上透過固定手段32、32’正確地保持間隔物30。

可直接理解的是，無論如何，可能透過簡單地將固定手段32、32’鬆開，並透過將這種間隔物或其層板沿著其縱向延伸方向自測試頭21移開，而移除這種間隔物30或組成其的層板30a～30c之一，如圖6A及6B的箭頭F所示，這些固定手段32、32’通過開口空間38的開口。

特別是，槳狀物或片狀物的長條狀的形狀可確保易於將間隔物30或組成其等的層板30a～30c之一滑掉，甚至不需要施加大力。

或者，間隔物30可透過半框架30l及30r製成，適當地提供有開口空間38，其對應於定位於例如上導板23的外圍部40P的固定手段32，及進一步的開口空間38（若有的話），其對應於定位在例如對應於上導板23的中央部40C的其他固定手段32’，如圖6C及圖6D分別所示。

適當地，實現間隔物30的這種半框架30r及30l可將大小設定成突出自測試頭21、特別是自上導板23，以便抓握，並可將其、特別是組成其的各個層板編號，如同上述。在本例中，半框架30l、30r可包括的各自的側部31l、31r，其等突出自測試頭21、特別是自上導板23，如圖6C及圖6D所示。

可直接理解的是，在本例中，亦可能透過簡單地將固定手段32、32’鬆開，並將半框架30l及30r或其等層板之一自測試頭21移開，而移除間隔物30或組成其的層板30a～30c之一，如圖6C及6D的箭頭F1及F2所示，在本例中，固定手段32及32’亦可通過開口空間38、38’的開口。

由於以半框架製成的間隔物30比起槳狀物或片狀物在結構上更強，由於其等面積更大、但小於上導板23者，在本例中可能施以比起用於例如在透過槳狀物或片狀物製成的間隔物30的例子中者更高數值的力。

如同上述，可能將組成間隔物30的半框架的尺寸實現成使得其等呈現平坦於測試頭21、特別是上導板23，接著，將其等提供有至少一長條狀的部分，其適於突出自測試頭21、及特別是自上導板23，如同片狀物，以便抓握間隔物30，並可將其等編號。

使用提供有開口空間38、38’的間隔物30以容置固定手段32、32’，如圖6A～6D所示的類型，可能簡單地透過鬆開固定手段32及進一步的固定手段32’（若有的話），特別是透過部分地栓開各自的螺釘，然後滑掉間隔物30或其等層板30a～30c的至少一個，仍然維持測試頭21的結構整合性，而調整接觸探針22的第一端子部21A的長度LA。

若間隔物30是以比起槳狀物或片狀物在結構上更堅固且可承受更大的力的半框架製成，則可能考慮滑動間隔物30而甚至不需要事先完全鬆開固定手段32、32’。

如同上述解釋，移除間隔物30或其等層板30a～30c的至少一個可將空間轉換器28靠近測試頭21、特別是上導板23，以後續減少浮動區域29B及包括接觸探針22的接觸頭22B的第二端子部21B，因而可將接觸探針22移向受測裝置27，以補償包括接觸探針22的接觸尖端22A的各自的第一端子部21A的變短，並以簡單且迅速的方式恢復測試頭21及包括其的探針卡20的正確運作。

接著必須特別是透過栓回各自的螺釘而緊固固定手段32及進一步的固定手段32’（有的話），以重新結合測試頭21及探針卡20的元件。在任何例子中，必須強調的是，使用開口空間38可甚至避免部分地拆開測試頭21以移除間隔物30或其等層板之一。

當然，若間隔物30具有多個層板，透過後續調整接觸探針22的第一端子部21A的長度LA，並最後移除間隔物層板30，即使不對稱。在探針卡20的運作壽命的後期階段，亦可能進一步移除間隔物30的層板，並執行這種移除多次

最後，根據本發明的進一步實施例，特別是如圖3C及圖3D所示的類型的柱狀間隔物30例子，可能將間隔物30實現成以彼此結合在一起，並透過各自的黏著膜結合於上導板23的任何形狀的一個或多個層板30a～30c實現。

特別是，這些間隔物30的形狀適於定位於上導板23，無論是其外圍部40P及其中央部40C，以免干擾接觸探針22的正確運作。這些柱狀間隔物30是製成不具有任何孔或任何固定手段32、32’的空間且設置於上導板23，以免這些保持手段32、32’穿過。

必須注意的是，在本例中，移除柱狀間隔物30或其等層板之一是透過簡單的剝離完成的，不需要移除任何測試頭21的固定手段。如同上述，對於上導板23、因而對於測試頭21不需要柱狀間隔物30的突出部。

包括接觸探針22的接觸尖端22A的第一端子部21A的長度的調整機制因此進一步簡化，只要將測試頭21自探針卡20、因而自其與空間轉換器28的連結移除，以暴露上導板23，因而可移除剝離柱狀間隔物30或其等層板之一。

必須注意的是，本發明的探針卡的全部示例性的實施例可調整包括接觸尖端、因而遭受耗損的接觸探針的端子部的長度，而不需要特別是就刮擦及尤其是就施加在墊片上的力，而修改探針的彎曲區域的長度、因而其移動動力學。

綜之，本發明的具有間隔物的探針卡結果具有更長的運作壽命，因為可能以後續調整突出於下導板的接觸探針的端子部的長度，使得其等於或大於測試頭的正確運作所對應的長度，而預定各自的尖端的大量清理操作。

在歷經已導致其所內含的測試頭的接觸探針的端子部變短的操作後，間隔物的存在可以簡單且迅速的方式恢復探針卡的正確運作，而不影響這些探針的移動動力學，而尤其是其等所施加的力，因為探針的彎曲區域的長度保持固定。

恰好地，間隔物是實現成延伸於有限面積，更值得注意的是，在形狀為柱狀、槳狀物或片狀物的實施例中，是受限於測試頭的導板的面積；這些間隔物可依照需要，無論是數目及位置而定位，且比起組成探針卡的其他元件及以整個板子形成者，例如測試頭的導板或空間轉換器，實際上呈現更少平坦化的問題。

此外，可能在探針卡的運作壽命的不同階段中，特別是在這些端子部，亦即第一端子部包括接觸探針的接觸尖端因使用而變短，其長度短於這種探針卡所包括的測試頭的正確運作所對應的長度，執行接觸探針的端子部的長度的進一步的調整，對於探針本身的製造過程的容許公差所導致的各自的接觸尖端的偏差，亦可為接觸探針以不同方式改變端子部的長度。

顯然，本領域的專家可對於上述探針卡製成許多修改及變化以符合情況及具體需求，其皆屬於下述申請專利範圍所定義的本發明的保護範圍。

1‧‧‧測試頭

2‧‧‧接觸探針

2A‧‧‧接觸尖端

2B‧‧‧接觸頭

2C‧‧‧棒狀本體

3‧‧‧上導板

3A‧‧‧上導板孔

4‧‧‧下導板

4A‧‧‧下導板孔

5‧‧‧殼體

6‧‧‧彎曲區域

7‧‧‧受測裝置

7A‧‧‧接觸墊

8‧‧‧空間轉換器

8A‧‧‧接觸墊

9‧‧‧浮動區域

10‧‧‧探針卡

20‧‧‧探針卡

21‧‧‧測試頭

21A‧‧‧第一端子部

21B‧‧‧第二端子部

22‧‧‧接觸探針

22A‧‧‧接觸尖端

22B‧‧‧接觸頭

23‧‧‧上導板

23A‧‧‧上導板孔

24‧‧‧下導板

24A‧‧‧下導板孔

25‧‧‧殼體

26‧‧‧彎曲區域

27‧‧‧受測裝置

27A‧‧‧接觸墊

28‧‧‧空間轉換器

28A‧‧‧接觸墊

29A‧‧‧第一區域

29B‧‧‧第二區域

30‧‧‧間隔物

30a、30b、30c‧‧‧層板

30l、30r‧‧‧半框架

300‧‧‧突出部

31l、31r‧‧‧側部

32、32’‧‧‧固定手段

33‧‧‧本體

34‧‧‧頭部

35、35’‧‧‧孔（容置座）

36‧‧‧片狀物

37‧‧‧凹槽

38、38’‧‧‧開口空間（容置座）

39、39’‧‧‧材料部

40C‧‧‧中央部

40P‧‧‧外圍部

F、F1、F2‧‧‧箭頭

Fc、Fc’‧‧‧表面

H‧‧‧高度

L‧‧‧長度

LA‧‧‧第一長度

LB‧‧‧第二長度

在這些圖式中：

圖1顯示以習知技術實現的特別是整合在晶圓上的電子裝置的測試頭。

圖2顯示根據本發明的實施例實現的探針卡的剖面圖。

圖3A～3D顯示根據本發明實現的探針卡的替代實施例的各自的剖面圖。

圖4顯示根據本發明的探針卡的上視圖。

圖5A～5E顯示根據本發明實現的探針卡的細部的替代實施例的各自的上視圖。

圖6A～6D顯示根據本發明實現的探針卡的細部的進一步的替代實施例的各自的上視圖。

Claims

一種用於多個電子裝置的一測試設備的探針卡（20），包括：至少一測試頭（21），其具有插入實現在至少一上導板（23）及一下導板（24）中的多個導板孔的多個接觸探針（22），該等接觸探針（22）的一彎曲區域（26），其定義在該上及下導板（23、24）之間，及至少一空間轉換器（28），其具有多個接觸墊（28A），各個該等接觸探針（22）具有至少一第一端子部（21A），其以一第一長度（LA）突出自該下導板（24），並結束於適於鄰接至一受測裝置（27）的一各自的接觸墊（27A）的一接觸尖端（22A），及一第二端子部（21B），其以一第二長度（LB）突出自該上導板（23），並結束於適於鄰接至該空間轉換器（28）的該等接觸墊（28A）之一的一接觸頭（22B），其特徵在於，更包括至少一間隔元件（30），其插設在該測試頭（21）的該空間轉換器（28）及該上導板（23）之間，該間隔元件（30）是可移除的，以透過改變該等接觸探針（22）的該第二端子部（21B）的該第二長度（LB）而調整該等接觸探針（22）的該第一端子部（21A）的該第一長度（LA），使得該測試頭（21），特別是該上導板（23）靠近該空間轉換器（28）。
如請求項1所述的探針卡（20），其中，該間隔元件（30）具有一高度，其小於或等於該等接觸探針（22）的該第二端子部（21B）的該第二長度（LB）。
如請求項1所述的探針卡（20），其中，該間隔元件（30）具有來自該測試頭（21）、及特別是來自該上導板（23）的至少一突出部（300）。
如請求項1所述的探針卡（20），其中，該間隔元件（30）包括重疊且可單獨移除的多個層板（30a、30b、30c）。
如請求項4所述的探針卡（20），其中，該等層板（30a、30b、30c）彼此結合。
如請求項1所述的探針卡（20），其中，該間隔元件（30）結合於該上導板（23）。
如請求項4所述的探針卡探針卡（20），其中，該間隔元件（30）的該等層板（30a、30b、30c）具有的各自的來自該測試頭（21）、及特別是來自該上導板（23）的突出部（300）。
如請求項7所述的探針卡探針卡（20），其中，該等層板（30a、30b、30c）的該等突出部（300）彼此具有多個不同長度。
如請求項7所述的探針卡（20），其中，該等層板（30a、30b、30c）具有一編號，其套用於該等突出部（300）的一表面（Fc、Fc’）。
如請求項1所述的探針卡（20），更包括固定手段（32、32’），適於結合該空間轉換器（28）及該測試頭（21），及該間隔元件（30），配備有適當的該等固定手段（32、32’）的容置座（35、35’；38、38’）。
如請求項10所述的探針卡（20），其中，該等固定手段（32、32’）的該等容置座（35、35’；38、38’）是孔（35、35’）及／或開口空間（38、38’），其等尺寸適於容置該等固定手段（32、32’）。
如請求項1所述的探針卡（20），其中，該間隔元件（30）是以塑膠材料、透明或半透明、陶瓷材料、金屬材料、有機材料或矽，較佳是Kapton®製成。
一種恢復一探針卡（20）的方法，該探針卡（20）包括：至少一測試頭（21），其具有插入實現在至少一上導板（23）及一下導板（24）中的多個導板孔的多個接觸探針（22），及至少一空間轉換器（28），其具有多個接觸墊（28A），各個該等接觸探針（22）具有至少一第一端子部（21A），其以一第一長度（LA）突出自該下導板（24），並結束於適於鄰接至一受測裝置（27）的一各自的接觸墊（27A）的一接觸尖端（22A），及一第二端子部（21B），其以一第二長度（LB）突出自該上導板（23），並結束於適於鄰接至該空間轉換器（28）的該等接觸墊（28A）之一的一接觸頭（22B），該探針卡（20）更包括至少一間隔元件（30），其插設在該測試頭（21）的該空間轉換器（28）及該上導板（23）之間，其中包括重疊且可單獨移除的多個層板（30a～30c），該方法的特徵在於包括下列步驟： - 將該空間轉換器（28）自該測試頭（21），特別是自該上導板（23）拆除； - 將該間隔元件（30）或組成其之該等層板（30a～30c）之一移除； - 將該上導板（23）及該空間轉換器（28）靠近；及 - 將該測試頭（21）及該空間轉換器（28）再次結合，藉此透過改變該等接觸探針（22）的該第二端子部（21B）的該第二長度（LB），調整該等接觸探針（22）的該第一端子部（21A）的該第一長度（LA），使得該測試頭（21），特別是該上導板（23）靠近該空間轉換器（28），並恢復該測試頭（21）、因而包括其之該探針卡（20）的一正確運作。