TW201830024A

TW201830024A - 接觸探針及用於電子裝置測試設備的相對應探針頭

Info

Publication number: TW201830024A
Application number: TW106142746A
Authority: TW
Inventors: 羅貝多克立巴; 拉斐爾瓦勞里
Original assignee: 義大利商探針科技公司
Priority date: 2016-12-16
Filing date: 2017-12-06
Publication date: 2018-08-16
Also published as: US11016122B2; US11442080B2; JP2020514692A; TWI700496B; US20210247422A1; IT201600127507A1; CN110662969B; KR102453358B1; CN110662969A; KR20190103188A; JP2023040298A; WO2018108675A1; US20190293686A1; EP3555636A1; EP3555636B1

Abstract

一種用於電子裝置測試設備的探針頭的接觸探針（20），包括一探針本體（20C），主要在適合實現與各自接觸墊片接觸的各自尾部（20A、20B）之間的縱向上延伸，至少一個尾部（20B）具有大於該探針本體（20C）的橫向尺寸。適當地，該尾部（20B）包括至少一缺口（23A），適合在與其中實現該接觸探針（20）的一基板（25）分離以後，容納位於該接觸探針（20）上的一材料碎片（24A）。

Description

接觸探針及用於電子裝置測試設備的相對應探針頭

本發明關於一種接觸探針及一種用於電子裝置測試設備的相對應探針頭。

本發明尤其關於，但不限於一種接觸探針及一種用於電子裝置測試設備的相對應探針頭，且下列說明是參考本申請書領域配合簡化其揭示的唯一目的而進行之。

就如眾所周知地，一探針頭主要是一裝置，適合將一微結構，尤其是整合在一晶圓上的一電子裝置的複數個接觸墊片與一測試機器的相對應通道電性連接，該測試機器執行其功能測試，尤其是電力，或一般性測試。

在積體裝置上所執行的測試是特別有用於在早期製造階段就先偵測並隔離有瑕疵的電路。通常，在將整合在晶圓上的裝置切割並組裝於一晶片包覆封裝之前，探針頭因而被運用來電性測試它們。

一般而言，一探針頭包括複數個可移動接觸元件或探針，由大致為板狀且互相平行的至少一對面板或模板所保持。該些模板配備有適當導孔，且彼此之間以特定距離配置，用以預留活動空間或空氣間隙以提供該些接觸探針的移動及可能變形。尤其，該對模板包括一上模板和一下模板，兩者配備有可使該些接觸探針在其內沿軸向滑動的導孔，通常由具有良好電性與機械特性的特定合金導線所製成。

藉由按壓該裝置本身上面的探針頭來確保接觸探針和待測裝置的接觸墊片之間的良好連接，在那個按壓接觸期間，可在製造於該上下模板中的導孔內移動的接觸探針，於該二模板間的空氣間隙內產生彎曲並於這類導孔內進行滑動。這類探針頭一般稱為具有垂直探針的探針頭且以英文名：「vertical probe head」表示之。

尤其是，圖1略示探針頭10，包括至少一下板狀支撐件或模板2及一上板狀支撐件或模板3，具有各自的導孔2A及3A，至少一接觸探針1在其內滑動。

要提醒的是，為了方便，在此與此後的術語“上”及“下”只與圖中的區域參考系統連結使用，並不認為對它們具有限制性。

該接觸探針1具有至少一尾部或接觸末端1A，其目的為緊靠在一待測裝置4的接觸墊片4A上，以便實現該待測裝置4及一測試儀器（未顯示）之間的機械及電性接觸，在該儀器中，一探針頭10形成一末端元件。

在此及此後的術語“接觸尖端”代表要接至接觸墊片的接觸探針的一末端區或區域，該接觸區或區域未必是尖銳的。

在一些情況下，該些接觸探針是對應於上導板而緊固於探針頭本身：這類探針頭被稱為“阻塞式探針頭”。

然而更常見地，探針頭搭配未阻塞式探針一起使用，意即，雖未緊固但通過一微接觸板介接至一電路板來持住：這類探針頭被稱為“未阻塞式探針頭”。該微接觸板通常被稱為“空間轉換器”，因為，除了接觸該些探針，相對於該待測裝置上的接觸墊片，它也允許讓空間重新分佈實現於其上的該些接觸墊片，尤其是放寬該些墊片本身的中心之間的距離限制。

在本情況下，如圖1所示，該接觸探針1具有另一尾部或接觸頭1B，其朝向這種空間轉換器5的接觸墊片5A。可藉由將該接觸探針1的接觸頭1B按壓至該空間轉換器5的接觸墊5A上，確保探針1和空間轉換器5之間的良好電性接觸，如同與該待測裝置4的接觸。

該下模板2及該上模板3是由空氣間隙6適當地隔開，其允許該接觸探針1的變形。最後，設定該些導孔2A及3A的尺寸以允許該接觸探針1在其內滑動。

更特別地，在該探針1的接觸末端1A或接觸頭1B各自按壓接觸該待測裝置4和該空間轉換器5的接觸墊片4A及5A時，該探針1在該些導孔2A及3A內滑動並且對應於該空氣間隙6產生變形。

該些探針所進行的變化外形及產生這類變形所需的力量取決於一些因素，例如製成該些探針的合金的物理特性，以及該上模板的導孔與該下模板的相對應導孔之間的偏移值。

一探針頭的正確運作基本上與兩項參數相聯結：接觸探針的垂直移動或超程（overtravel）以及這類接觸探針的接觸尖端的水平移動或擦刷（scrub）。如眾所周知地，重要的是確保該些接觸尖端的適當擦刷，以便允許“擦刷”該些接觸墊片的表面，以此方式去除例如一薄層或氧化物膜內的雜質，藉此改善由該探針頭所進行的接觸。

既然探針和待測裝置之間良好的電性連接應始終被確保，那麼所有這些特性應在一探針頭的製造步驟中進行評估和校準。在以所謂“位移板”的技術製成一測試頭的情況下，將也稱之為“挫曲樑”的接觸探針1製造成直的，它們的整個長度具有固定剖面，其較佳地為矩形，且通常它們末端被削尖以形成該些接觸尾部，尤其是如圖1中分別顯示的接觸尖端1A及接觸頭1B。因此已知的是針對這類探針頭，在該下模板2及該上模板3之間提供一位移，以便如範例所示地在一大致中間位置上引起該探針本體的變形。這些探針頭也被稱為“位移板探針頭”。

在該探針頭製造上的一個關鍵參數是在該待測裝置上的接觸墊片的中心之間的距離（所謂的間距）。事實上，隨著該相關製造技術的進步，該積體電子裝置的間距已變得越來越小，迫使該些接觸探針高密度裝載於該探針頭內，而在欲避免接觸探針間的互相接觸時，引起定位問題。

以最新技術來說，該些積體裝置上的接觸墊片的中心之間的距離，通常表示為間距，已減少至介於30µm至80µm之間的內含值。此間距減少以越來越急需的方式影響該些陣型接觸墊片的配置。在本情況下，在同一列上的接觸墊片中心之間的距離及在同一行上的接觸墊片中心之間的距離都已減少至介於30µm至80µm之間的內含值。

如上述地，最新製造的待測裝置的接觸墊片配置的間距值減少引起相鄰探針之間的接觸相關問題，尤其是其突出部之間的接觸問題。

於該接觸探針1在對應尤其是接觸頭1B的一尾部處具有至少一放大部時可強烈感受到此問題，該放大部主要用來確保該探針不能從實現於該探針頭的上下模板內的相對應導孔中滑出，因此較該接觸探針其餘部分具有更大尺寸，尤其是大於該探針本體直徑的至少一直徑，直徑意謂著這類剖面的最大尺寸。

該些接觸探針的放大部所增加的尺寸正好加劇了上述的裝載問題，因此大幅地限制了對應這類部分的相鄰探針的接近機會，其中分別在縱向或橫向的相鄰探針之間的接觸是較該積體待測裝置的接觸墊片的矩陣型分佈更有可能。

換言之，在設計該些接觸探針及包含它們的探針頭時，同時也必須考慮到經過相鄰探針之間所需要距離的最小值，尤其是對應於例如該些接觸頭部分中的放大部。適合避免相鄰探針間之接觸的這種最小距離顯然地將會影響可由該探針頭進行測試的裝置的接觸墊片間的距離或間距。更進一步於該縱向或橫向上提供相同或不同的最小距離值會是可行的。

同樣已知的是，這類接觸探針的相關尺寸對於該些接觸探針的製造方法是非常有約束力的。特別是在測試最新製造的積體電路的領域中，待測裝置的接觸墊片之間及因此在相對應探針頭的接觸探針之間的劇降距離挑戰了傳統接觸探針製造方法，尤其是使用光刻、掩模、生長和攻擊技術的尺寸限制。

因此，近年來將該雷射技術運用於探針頭的接觸探針的製造方法有所增加。

特別地，利用雷射切割方式的製造方法，其允許以接觸探針最終所要求的形式“切割”一金屬片來取得該些探針，其通常包括下列步驟：

- 如圖2A所示，提供由一導電材料製成的基板11；及

- 如圖2B的虛線所示，根據這類探針所要求的輪廓10C，利用雷射切割方式來定義各接觸探針10。

特別地，如圖2C所示，該方法利用雷射切割方式來提供該基板11內的複數個接觸探針10的定義，它們每一個都具備有各自的尾部10A及10B，充當包括該接觸探針10的接觸尖端10A或接觸頭10B部分，並且沿著該基板11的縱向發展方向延伸，尤其是圖2C所示的垂直方向Y。

圖式的接觸尖端10A和接觸頭10B的外形是絕對隨意的，因而它們也可以具有與圖示相同的外形或不同的外狀。

通常，如圖3A和圖3B的放大圖中所略示的，該定義步驟實行於一相對應框架12內的各接觸探針10，用以透過至少一個相對應材料橋13來錨定至該基板11。

因此，該方法包括藉由將該材料橋13斷裂以分離該接觸探針10與該基板11的另一分離步驟。

特別地，如圖3A及3B的示例，各接觸探針10只有一個材料橋13，其將各接觸探針連接並保持在相對應框架12內的基板11上，所實現的材料橋13為該探針的一部分，有別於一尾部。

以完全隨意方式實現任何數量的材料橋13，且座落在接觸探針10內不同於圖3A及3B中所示的其他點上是明顯可行。

例如，如圖4A及4B所略示，可實現各接觸探針10，用以仍然由單一材料橋13來錨定至基板11，在本例中，該橋實現於它的接觸頭10B的一較佳側邊位置。如此，事實上該材料橋13在該接觸探針10中的位置較該探針其餘部分具有更大尺寸，也就是具有更好的機械性封口的區域內，尤其是在將該材料橋13本身斷裂以將該接觸探針10與該基板11分離時特別有用。

再者，如上所示，在包含這類接觸探針10的一探針頭操作期間，該材料橋13的定位可阻止在該接觸探針10必須滑進上或下導板的導孔中的部分留下碎片和表面的不規則。

事實上，眾所周知的是，在將該接觸探針10與該基底11分離期間，該材料橋13的斷裂牽涉到固定材料，其被錨定至接觸探針10中對應於橋本身的附著處，稱之為碎片並示以圖5中的參考號14。如上所述，本碎片14可以是對應於該接觸探針10的接觸頭10B，其事實上增加了側足跡，因而減少了塞滿大量探針的機會，由此實現該些接觸頭10B所在的碎片14不會使相鄰探針之間產生堆積接觸。

更常實現該接觸探針10以使它們具有對稱性地座落在相對應接觸頭10B的側面上的至少兩個材料橋13；該接觸探針10與該基板11的分離因此留下位於該接觸頭10B兩側上的碎片14。

同時注意到，相鄰探針中對應於其具有高表面粗糙度的區域的這類碎片14的可能接觸至少可引起這些探針產生不想要地卡住，伴隨著包括它們探針頭功能的精確性損失。

本發明技術提供一種接觸探針及一種用於連接一電子裝置測試儀器的相對應探針頭，尤其是整合在晶圓上具有結構及功能特徵的電子裝置，以便克服現今依然使根據先前技術所製造系統受到影響的限制及缺點，尤其是能夠減少它例如對應該些探針的接觸頭的放大部之間的接觸機率，用以允許該探針頭內裝載更多探針，也讓接觸墊片的配置彼此間非常接近，也就是具有非常小的間距。

在本發明基礎下的解決方案理念為實現一接觸探針，具備有對應其一尾部，尤其是一接觸頭的至少一缺口，具有較該探針其餘部分更大的尺寸，能夠容納連接至可從中取得該探針的基板的一附接碎片，因此一旦將缺口納入一相對應的探針頭，可減少探針彼此間的接觸堆積，也可利用這類探針頭，讓一待測裝置的接觸墊片彼此間的配置非常接近。

依據本解決方案理念，該技術問題是由一種用於電子裝置測試設備的探針頭的接觸探針所解決，包括一探針本體，主要在適合實現與各自接觸墊片的接觸的各自尾部之間的縱向上延伸，至少一個尾部具有大於該探針本體的橫向尺寸，特徵在於該至少一尾部包括一缺口，適合在與其中實現該接觸探針的一基板分離以後，容納位於該接觸探針上的一材料碎片。

更特別地，本發明包括下列額外及選擇性特性，若有需要，個別或結合應用之。

根據本發明的另一觀念，該至少一尾部可為一接觸頭，適合緊靠在一空間轉換器的一接觸墊片上，該另一尾部可為一接觸尖端，適合緊靠在一待測裝置的接觸墊片上。

根據本發明另一觀念，該缺口可於該尾部內延伸約介於5µm至15µm之間內含值的長度。

再者，該接觸探針可包括一放大部，只緊靠在該接觸探針的一第一側壁。

特別地，該放大部可定義至少一下切壁，適合緊靠在包括該接觸探針的一探針頭的導板的相對應表面上。

再者，該至少一尾部可具有一足跡直徑，等於該探針本體直徑和該下切壁長度之加總，直徑意謂著該相對應剖面的最大尺寸。

根據本發明另一觀念，該接觸探針可包括另一放大部，自該接觸探針的一第二相對側壁中突出，用以定義相對應的另一下切壁。

特別地，該至少一尾部可具有一足跡直徑，等於該探針本體直徑和該些下切壁長度之加總。直徑意謂著該相對應剖面的最大尺寸。

再者，該缺口可延伸於該些放大部中的至少一者內。

該接觸探針也可包括各自的缺口，其延伸於該些放大部內。

特別地，該下切壁及/或該另一下切壁可具有等於該探針本體直徑的5-30%的值的長度。

根據本發明另一觀念，該些材料碎片可對應於至少一虛線，其通過一材料橋並適合藉由破壞該材料橋的完整性來協助該接觸探針與該基板的分離。

特別地，該至少一虛線可被安排在該材料橋上，接近該接觸探針的該缺口對應處。

本發明也參考至一種具有垂直探針以供一電子裝置功能測試的探針頭，包括至少一對板狀支撐件，彼此間由一合適空氣間隙隔開且具備有各自的導孔以供滑動式地容納複數個接觸探針，各接觸探針是如上述地製造而成。

根據本發明另一觀念，該板狀支撐件可互相適當地移位以將對應該空氣間隙中的預變形分給滑動於各自的導孔中的接觸探針，該些接觸探針中，每一個的尾部的至少一放大部自該接觸探針的一壁中突出，其停靠在接近該尾部的板狀支撐件的導孔的一壁上。

特別地，該至少一放大部可定義一下切壁，適合緊靠在該板狀支撐件的一第一表面上。

根據本發明另一觀念，該探針頭可包括縱向或橫向上的相鄰探針，具有自一對應壁中突出的放大部。

或者，該探針頭可包括縱向或橫向上的相鄰探針，具有由各自相對壁中突出的放大部。

根據本發明另一觀念，該探針頭可包括複數個對稱接觸探針，也就是具有搭配著自該接觸探針的兩側壁中突出的放大部的接觸頭，以及複數個不對稱接觸探針，也就是具有配備有自該接觸探針的唯一側壁突出的唯一放大部的接觸頭，這類放大部包括各自的缺口，適合容納因為該些接觸探針與一形成它們所在基板的分離所致的材料碎片，這類對稱接觸探針被安排緊靠在該待測裝置的一第一區域的接觸墊片上，該第一區域較經由不對稱接觸探針接觸的接觸墊片的一第二區域具有一更大間距。

根據本發明的接觸頭的接觸探針的特徵及優勢將以下述一實施例說明，作為指示性且非限定範例，並參考附圖。

根據本發明的一實施例，參考圖式，尤其是圖6A，參考號20通篇標示一種用於測試電子裝置，尤其是整合在一晶圓上的電子裝置的一測試頭的接觸探針。

應提醒的是，該些圖式代表根據本發明的接觸探針及探針頭略圖且未按比例繪製，但它們是繪製成強調本發明重要特徵。

再者，舉用該些圖式中的範例來說明本發明的不同觀念彼此間明顯可互相結合且可在一實施例和另一者之間互換。

根據本發明的一觀念，該接觸探針20包括一所謂探針本體20C，於各自的尾部內延伸，尤其是一接觸尖端20A和一接觸頭20B之間。適當地，至少一尾部，尤其是該接觸頭20B具有較該探針本體20C大的橫向尺寸。更特別地，該接觸頭20B具有一橫向段，具有較該探針本體20C的橫向段直徑Ds大的直徑Dt，直徑意謂著這類段的最大尺寸。

如結合先前技術已見到的，在本情況下，該接觸頭20B可確保該接觸探針20不能從實現於內含它的接觸頭的導板或模板中的相對應導孔滑出，尤其是在該些探針緊靠處沒有待測裝置的情況。

該接觸探針20的接觸尖端20A漸變尖細且結束於要緊靠在一待測裝置的接觸墊片上的接觸部21A；類似地，在一探針頭具有未受限探針的情況下，該接觸頭20B具有一尖細部，結束於要緊靠在一空間轉換器的接觸墊片上的接觸部21B。

該些接觸部21A和21B可以一致，用以定義一實質上點狀接觸，或可具有一圓狀，或仍是一實質上平面狀，且可具有較該尾部其餘部分小的直徑。

更特別地，該接觸探針20B包括各放大部22A和22B，對應該接觸探針20的各自相對側壁突出，相對於該圖式中以PLa和PLb標示的接觸探針20的一縱向展軸HH做對稱性安排，在局部參考該圖式中，分別安排於該探針本身的左邊和右邊。在本方式中，該接觸頭20B對著該接觸探針20的縱向展軸HH具有一對稱配置。

在本方式中，該接觸探針20B具有各自對應該些放大部22A和22B的下切壁22as和22bs，適合緊靠在一模板，尤其是一上模板的相對應表面，以例如當該接觸探針20未緊靠在一相對應接觸墊片上，以致產生局部參考該圖式所認為的下滑時，阻止該接觸探針20滑出該模板因而滑出該探針頭外。更特別地，該些放大部22A和22B定義相等長度Lex的下切壁22as和22bs，該長度Lex的值等於該探針直徑Ds的20-60%。在本方式中，該接觸頭20B具有一足跡直徑，尤其是一頭直徑Dt，等於該探針直徑Ds和該些長度Lex的總和：Dt = Ds + 2*Lex。

適當地，根據本發明，該接觸探針20的接觸頭20B也包括至少一缺口23A，被安排以對應該些放大部22A和22B中的至少一者，尤其是該放大部22A，並適合容納因為例如經由雷射切割方式使該接觸探針20與取得該探針所在的基板分離，導致一相對材料橋24斷裂而衍生的至少一材料碎片24A。

適當地，該缺口23A可於該些放大部22A和22B內延伸約等於該長度Lex的20-60%的長度Lr，且較佳地具有介於5µm至15µm之間內含值的長度。

因此立即顯現的是，即使存在有這種材料碎片24A，根據本發明的接觸探針20具有與已知解決方案相等的頭直徑Dt，所涉及的尺寸是相等，這種材料碎片24A並未突出於該接觸頭20B所給予的足跡。

在最一般性應用中，該些下切壁22as和22bs的長度Lex具有介於10µm至25µm之間的內含值，該探針直徑Ds具有介於20µm至90µm之間的內含值，且該頭直徑Dt具有介於30µm至120µm之間的內含值。

根據圖6B中所略示的另一實施例，該接觸探針20的接觸頭20B包括對應該些放大部22A和22B所實現的各自缺口23A和23B。這類缺口23A和23B允許容納對應於將該接觸頭20B分別且對稱地附接至來自例如雷射切割方式得到的探針所在的基板的接觸探針20的附接材料橋24的各材料碎片24A。

同時在本情況下，該些缺口23A和23B的存在確保本發明接觸探針20具有與已知解決方案相等的頭直徑Dt，所涉及的尺寸是相等，且材料碎片24A和24B的存在並未突出於該接觸頭20B所給予的足跡。

因此，優勢地根據本發明，該探針頭30中的相鄰接觸探針20可以接近彼此，但不論如何確保在該些探針最大尺寸部分之間，也就是在對應該些相對應接觸頭20B之間具有應該經過的一最小距離Dm，而不用引入一容限以將該些材料碎片24A計算在內；最小距離Dm特別意謂著適合避免相鄰探針之間接觸的值，通常為介於10µm至20µm之間的內含值。

在本方式中，該接觸探針20的接觸尖端20A也互相緊接彼此，也就是，可以讓該待測裝置26的接觸墊片26A或更佳地該些墊片的中心接近至類似該些已知解決方案的間距值，即使有這種材料碎片24A存在也一樣。

明顯可行的是，實現任意數量的材料橋24，同時相對於圖6A和6B所示者，以完全隨意方式將該接觸探針20的接觸頭20B怖置成一非中心及/或不對稱方式。

因此根據本發明經由雷射切割方式，自一適當基板25中定義該些接觸探針20並利用適當材料來實際製造它們以實現該些接觸探針20是可行的。因此，如圖7A所略示地，將各接觸探針20實現於簡單地以框架25A標示的一適當的實質類框架槽中，該槽是藉由移除在該基板中的材料以適合環繞該接觸探針20而得。

更特別的，複數個接觸探針20被實施現，其經由根據圖6A實施例的至少一材料橋24來錨定至該基板25，該橋具有對應於在這類接觸探針20的接觸頭20B中所實現的各自缺口的附接點。

或者，如圖7B所略示地，可將該複數個接觸探針20實現於該基板25中，使得它們具有根據圖6B實施例，對應實現於該些接觸探針20的接觸頭20B中的各對稱缺口的材料橋24的各自附接點。

因此，該方法包括藉由將該或該些材料橋13斷裂以分離該接觸探針10與該基板11的另一分離步驟。適當地，根據本發明，該些接觸探針20的這種分離步驟留下材料碎片24A及/或24B，每一個被安排在一各自的缺口23A及/或23B內。

適當地，如圖7A和7B所示地，各材料橋24可具備有通過其中的至少一虛線LL，其適合藉由破壞該材料橋的完整性來協助該接觸探針與該基板25分離。

特別地，這種虛線LL可被安排接近該接觸探針20，使得其在該接觸探針10與該基板25分離期間的斷裂涉及到錨定至該基板25的大部分材料橋24的保持力。

適當地，可利用該基板25的穿孔得到該虛線LL，該些穿孔可具有任何外形，例如圓形、橢圓形、矩形、斜面形，只說出它們中的幾個。或者，可利用使正交於該基板25本身平面的方向Z上，其對應的基板25局部變薄來實現該虛線LL。

根據本發明略示於圖8的接觸探針20的另一實施例，該接觸頭20B只具有一放大部22A，只在對應該接觸探針20的一側壁突出，在局部參考該圖式的示例中，其對應該接觸探針20的側壁PLa且安排於該探針本身的左邊。另一方面，對應一第二相對表面PLb，該接觸頭20B不具有突出的放大部。在本方式中，相對於該接觸探針20的縱向展軸HH，該接觸頭20B具有一不對稱配置。

應提醒的是，在本情況下，該接觸頭20B也以此方式具有對應該放大部22A的下切壁22as，適合緊靠在一模板，尤其是一上模板的相對應表面上，以例如當該接觸探針20未緊靠在一相對應接觸墊片上，以致產生局部參考該圖式所認為的下滑時，阻止該接觸探針20滑出該模板因而滑出該探針頭外。更特別地，該放大部22A定義一下切壁22as，其可具有一長度Lex，等值於該探針直徑Ds的20-60%。

在本方式中，適當地根據本實施例，該接觸頭20B具有一足跡直徑，尤其是一頭直徑Dt，等於該探針直徑Ds和該長度Lex的總和：Dt = Ds + Lex，所涉及的尺寸是相等且小於圖6A和6B所示實施例的頭直徑Dt，因而也小於該些已知解決方案的頭直徑。

同時在本情況下，該接觸探針20的接觸頭20B又包括至少一缺口23A，被安排以對應該放大部22A，並適合容納因為例如經由雷射切割方式使該接觸探針20與取得該探針所在的基板分離，導致一相對材料橋24斷裂，而衍生的至少一材料碎片24A，但不增加其足跡，尤其是該頭直徑Dt的足跡。

所述類型的接觸探針可被使用於實現如圖9A和9B所略示，整體以參考號30標示的一探針頭。

特別地，該探針頭30容納複數個接觸探針20並至少包括一下模板26和一上模板27，分別具備有讓前述類型的接觸探針20滑動於其中的導孔26A和27A。為了簡化，圖9A和9B中只顯示一接觸探針20，分別為圖6B和8所述類型。

各接觸探針20具有適合緊靠在一待測裝置28的相對應接觸墊片28A上的接觸尖端20A，以及適合緊靠在一空間轉換器29的接觸墊片29A上的探針頭20B。

在示例中，該探針頭30是屬於具有垂直探針和位移板的類型；所示探針包括該探針本體20C，其延伸於該上模板27和該下模板26之間的空氣間隙ZA中。如前述，為了方便，該些術語“上”及“下”只與圖中的區域參考系統連結使用，並不認為對它們具有限制性。

特別地，該下和上模板26和27互相適當地移位以將對應該些模板之間的空氣間隙ZA的預變形分給滑動於它們的導孔26A和27A中的接觸探針，在該探針頭30操作期間，當該些接觸探針20的接觸尖端20A處於下壓接觸在該待測裝置28的接觸墊片28A上，使對應該空氣間隙ZA的接觸探針20彎曲時，這類預變形隨之增加。

該些接觸探針20具有尤其是對應該探針本體20C的各段，具有依該探針頭30所要求應用，選自0.8密爾改變至3密爾的直徑，其中，具備有該些放大部22A及/或22B的探針頭20B具有自1密爾改變至3.5密爾的直徑的各段，直徑意謂者不一定為圓形的這類剖面最大尺寸。

應提醒的是，在圖9B所示位移板配置中，該些接觸探針20被容納於該探針頭30內以具有自該接觸探針20一壁中突出的放大部22A，在該範例中，該壁PLa停靠在它下方的上模板27的導孔27A的一壁上。

在本方式中，該放大部22A的下切壁22as適合緊靠在該上導板27的第一表面上，尤其是又再利用局部參考該圖式，在空間轉換器29之前，標示為上表面27s的表面；再者，該上模板27具有標示為下表面27i的一第二相對表面。

優勢地根據本發明，由於圖8所示實施例的接觸探針配置，使該探針頭30中的相鄰接觸探針20彼此可以接近，但不論如何確保在該些探針最大尺寸部分之間，也就是在對應該些相對應接觸頭20B之間具有應該經過的一最小距離Dm，如圖10A所略示地，其中，最小距離Dm總是意謂著適合避免相鄰探針之間接觸的值，通常為介於10µm至20µm之間的內含值。

明顯地，在本方式中，該接觸探針20的接觸尖端20A是接近的，也就是，藉由減少該間距P1*，可以讓該待測裝置26的接觸墊片26A或更佳地這類墊片的中心接近；換言之，在本方式中，測試具有較圖6A和6B所示及該些已知解決方案的接觸探針20實施例小的間距P1*的裝置是具優勢可行的。

根據略示於圖10B的另一實施例，在該探針頭30內，也可安排該些接觸探針20以使得一縱向或橫向上的相鄰探針20、20’具有自相對壁PLa、PL’b中突出的放大部22A、22’A。在本方式中，一第一探針20包括自其第一壁PLa中突出的突出部22A，以及在一縱向或橫向上相鄰於該第一探針20的一第二探針20’包括自其第二相對壁PL’b中突出的相對應突出部22’A；換言之，相鄰探針20、20’具有自該些探針的縱向或橫向的相對側邊中突出的放大部22A、22’A。

在本方式中，可進一步使相鄰探針接近，尤其是其接觸頭，但確保用於避免該些探針間的可能接觸的最小距離Dm。因此，如圖式所示地，隨著該間距P1*進一步減少的結果，該些墊片的中心也更接近。

應提醒的是，優勢地根據本發明，所提出的接觸頭可減少該待測裝置28的間距P1*，即讓相對應接觸墊片28A的中心接近，達到最新積體電路整合及設計技術所要求的規定。

根據本發明的一特具優勢實施例的探針頭30略示於圖11中。

該探針頭30特別包括複數個接觸探針20，具有配備著自該探針兩側壁中突出的放大部22A和22B的探針頭20B，如同在圖6A和6B（舉例來說，後者為圖11所示者）實施例中，於後標示為對稱接觸探針20，以及參考號20”所示的複數個接觸探針，具有配備著只自一側壁，尤其是該第一壁PL”a中突出的唯一放大部22”A的探針頭20”B，於後標示為不對稱接觸探針20”。

如前述，該些放大部22A及/或22B與22”A包括各自的缺口23A及/或23B與23”A，適合容納因為將該些接觸探針20、20”與一形成它們所在的基板分離而產生的材料碎片24A、24”A。

在該圖式的示例中，該探針頭20是屬於位移板類型，因此包括該下模板26及該上模板27，平坦且平行於彼此，且又具備有各自的導孔26B和27B，以將該些不對稱接觸探針20”滑動式地納入其中。

更特別地，各不對稱接觸探針20”包括一接觸頭20”B，適合緊靠在該空間轉換器29的其它接觸墊片29B上，以及一接觸尖端20”A，適合緊靠在該待測裝置28的其它接觸墊片28B上。

提醒的是，該些不對稱接觸探針20”具有一最大足跡，尤其是小於該些對稱接觸探針20的相對應頭直徑的一頭直徑Dt。在本方式中，利用製造相同於圖11所示的探針頭30來測試具有不同間距的區域的積體裝置因而可行。

事實上已知的是，實現積體電路技術的最新發展可以實現具有二維接觸墊片陣列的裝置，接觸墊片在該裝本身的各區域中具有不同的相對距離或間距。更特別地，這種裝置包括標示為具有一大間距的區域的第一區域，其中，相對於標示為具有一小間距的區域的第二區域，該些接觸墊片在相對中心之間具有一較大距離。

適當地，如圖11所示地，根據本發明的接觸頭30可測試這類裝置，尤其是為了測試多間距裝置，在具有一大間距的第一區域中使用該些對稱接觸探針20並在具有一小間距的第二區域中使用該些不對稱接觸探針20”。

考量在此未揭示的各實施例也是有效的，然而，例如具有一上模板及/或一下模板的探針頭之類的本發明主題包括一些支撐件。再者，連接一實施例所進行的測量也可被使用於其它實施例並可自由地結合兩者，同樣可結合大於二的數量。

總之，根據本發明實施例配置的接觸探針及相對應探針頭能夠實現該些探針本身的高密度裝載並由此測試同樣非常緊密接近彼此的接觸墊片配置，它們放大頭部所給予的限制不必計算到該些探針與實現它們所在的基板分離所留下的可能材料碎片。

在本方式中，優勢地根據本發明，可使用最新雷射技術來實現該些探針，同時在待測積體裝置具有一非常小的間距，也就是相對應接觸墊片的中心彼此非常接近，尤其是達到最新積體電路整合及設計技術所要求規定的情況下，克服其它技術的限制。

在具有不對稱探針頭的另一實施例中，由於具有只自探針一側壁中突出的放大部的相對應頭部所減少的足跡，使得增加這類探針的裝載更是可行的。

關於以一簡單方式及低成本，尤其是使用該雷射技術來實現該些接觸探針的事實優勢不應被忽略。

在一較佳實施例中，根據本發明的探針頭也能夠測試多間距裝置。

顯而易見地，本領域的技術人士為了滿足意外與特定規定而對上述接觸探針和探針頭進行許多修改及變化，全部包含於下列申請專利範圍所定義的本發明範圍內。

1‧‧‧接觸探針

1A‧‧‧接觸末端（尾部）

1B‧‧‧接觸頭

2‧‧‧下模板

2A‧‧‧導孔

3‧‧‧上模板

3A‧‧‧導孔

4‧‧‧待測裝置

4A‧‧‧接觸墊片

5‧‧‧空間轉換器

5A‧‧‧接觸墊片

6‧‧‧空氣間隙

10‧‧‧探針頭

10A‧‧‧接觸尖端

10B‧‧‧接觸頭

10C‧‧‧輪廓

11‧‧‧基板

12‧‧‧框架

13‧‧‧材料橋

14‧‧‧碎片

20、20'、20"‧‧‧接觸探針

20A、20'A、20"A‧‧‧接觸尖端（或尾部）

20B、20'B、20"B‧‧‧接觸頭（或尾部）

20C‧‧‧探針本體

21A、21B‧‧‧接觸部

22A、22'A、22B‧‧‧放大部

22as、22bs‧‧‧下切壁

23A、23"A、23B‧‧‧缺口

24‧‧‧材料橋

24A、24"A‧‧‧材料碎片

25‧‧‧基板

25A‧‧‧框架

26‧‧‧模板

26A‧‧‧導孔

27‧‧‧模板

27A‧‧‧導孔

27i、27s‧‧‧表面

28‧‧‧待測裝置

28A‧‧‧接觸墊片

29‧‧‧空間轉換器

29A‧‧‧接觸墊片

30‧‧‧探針頭

Dm‧‧‧最小距離

Ds、Dt‧‧‧直徑

HH‧‧‧縱向展軸

LL‧‧‧虛線

Lex、Lr‧‧‧長度

P1*‧‧‧間距

PLa、PL"a、PLb、PL’b、PL"b‧‧‧壁

Za‧‧‧空氣間隙

在這些圖式中：圖1略示根據該先前技術所實現的探針頭。圖2A-2C略示經由雷射切割方式的製造方法的不同步驟。圖3A-3B和4A-3B略示利用圖2A-2C的方法所得的複數個接觸探針與有關單一探針各自的相對應細節的替代性實施例。圖5略示根據圖2A-2C的方法所實現的接觸探針。圖6A和6B略示根據本發明的接觸探針實施例。圖7A和7B分別顯示圖6A和6B中經由雷射切割方式而得各自的複數個探針與相對應實施例。圖8顯示根據本發明的另一接觸探針實施例。圖9A和9B顯示根據本發明包括分別對應至圖6B和8實施例的包括接觸探針的接觸頭，尤其是具有垂直探針與位移板者。圖10A和10B略示根據圖8實施例所實現的一對相鄰接觸探針的不同安排。圖11顯示根據本發明包括對應至圖6B實施例和圖8實施例兩者的包括接觸探針的探針頭，尤其是具有垂直探針與位移板者。

Claims

一種用於電子裝置測試設備的探針頭的接觸探針（20），主要在適合實現與各自接觸墊片接觸的各自尾部（20A、20B）之間的縱向上延伸，至少一個尾部（20B）具有大於該探針本體（20C）的橫向尺寸，特徵在於該至少一尾部（20B）包括至少一缺口（23A），適合在與其中實現該接觸探針（20）的一基板（25）分離以後，容納位於該接觸探針（20）上的一材料碎片（24A）。
根據申請專利範圍第1項之接觸探針（20），特徵在於該至少一尾部（20B）是一接觸頭（20B），適合緊靠在一空間轉換器（29）的一接觸墊片（29A）上，該另一尾部（20A）是一接觸尖端（20A），適合緊靠在一待測裝置（28）的一接觸墊片（28A）上。
根據申請專利範圍第1項之接觸探針（20），特徵在於該缺口（23A）延伸於該尾部（20B）內，具有一介於5µm至15µm之間內含值的長度（Lr）。
根據申請專利範圍第1項之接觸探針（20），特徵在於該接觸探針（20）包括一放大部（22A），只自該接觸探針（20）的一第一側壁（PLa、PLb）中突出。
根據申請專利範圍第4項之接觸探針（20），特徵在於該放大部（22A）定義至少一下切壁（22as），適合緊靠在包括該接觸探針（20）的一探針頭的一導板的相對應表面上。
根據申請專利範圍第5項之接觸探針（20），特徵在於該至少一尾部（20B）具有一足跡直徑（Dt），等於該探針本體（20C）的直徑（Ds）和該下切壁（22as）的長度（Lex）之加總，直徑意謂著該相對應剖面的最大尺寸。
根據申請專利範圍第4項之接觸探針（20），特徵在於該接觸探針（20）包括另一放大部（22B），自該接觸探針（20）的一第二相對側壁（PLb、PLa）中突出，用以定義相對應的另一下切壁（22bs）。
根據申請專利範圍第7項之接觸探針（20），特徵在於該至少一尾部（20B）具有一足跡直徑（Dt），等於該探針本體（20C）的直徑（Ds）和該些下切壁（22as、22bs）的長度（Lex）之加總，直徑意謂著該相對應剖面的最大尺寸。
根據申請專利範圍第7項之接觸探針（20），特徵在於該缺口（23A）延伸於該些放大部（22A、22B）中的至少一者內。
根據申請專利範圍第7項之接觸探針（20），特徵在於該接觸探針（20）包括延伸於該些放大部（22A、22B）內各自的缺口（23A、23B）。
根據申請專利範圍第4項之接觸探針（20），特徵在於該下切壁（22a）及/或該另一下切壁具有一長度（Lex），等於該探針本體（20C）的直徑（Ds）的5-30%的值。
根據申請專利範圍第1項之接觸探針（20），特徵在於該些材料碎片（24A）對應於至少一虛線（LL），其通過一材料橋（24）並適合藉由破壞該材料橋的完整性來協助該接觸探針（20）與該基板（25）的分離。
根據申請專利範圍第12項之接觸探針（20），特徵在於該至少一虛線（LL）是安排在該材料橋（24）上，接近該接觸探針（20）的缺口（23A、23B）所在處。
一種具有垂直探針以供一電子裝置功能測試的探針頭（30），包括至少一對板狀支撐件（26、27），彼此間由一合適空氣間隙（ZA）隔開且具備有各自的導孔（26A、27A）以供滑動式地容納複數個接觸探針（20），各接觸探針（20）是根據上述申請專利範圍中任一項製造而成。
根據申請專利範圍第14項之探針頭（30），其中，該些板狀支撐件（26、27）互相適當地移位以將對應該空氣間隙（ZA）中的一預變形分給滑動於各自導孔（26A、27A）中的該些接觸探針（20），特徵在於該些接觸探針（20）中，每一個的該尾部（20B）的至少一放大部（22A）自該接觸探針（20）的一壁（PLa）中突出，其停靠在接近該尾部（20B）的一板狀支撐件（27）的該導孔（27A）的一壁上。
根據申請專利範圍第14項之探針頭（30），特徵在於該至少一放大部（22）定義一下切壁（22as），適合緊靠在該板狀支撐件（27）的一第一表面（27s）上。
根據申請專利範圍第15項之探針頭（30），特徵在於該探針頭（30）包括縱向或橫向上的相鄰探針（20、20'），具有自一對應壁（PLa、PL'a）中突出的放大部（22A、22'A）。
根據申請專利範圍第15項之探針頭（30），特徵在於該探針頭（30）包括縱向或橫向上的相鄰探針（20、20'），具有由各自相對壁（PLa、PL'b）中突出的放大部（22A、22'A）。
根據申請專利範圍第14項之探針頭（30），特徵在於該探針頭（30）包括複數個對稱接觸探針（20），具有包括自該接觸探針（20）的兩側壁（PLa、PLb）中突出的放大部（22A、22B）的接觸頭（20B），以及複數個不對稱接觸探針（20"），具有包括自該接觸探針（20"）的唯一側壁（PL"a）中突出的唯一放大部（22"A）的接觸頭（20"B），該些放大部（22A、22B；22"A）包括各自的缺口（23A、23B；23"A），適合容納因為該些接觸探針（20、20"）與一形成它們所在基板（25）的分離所致的材料碎片（24、24"A），該些對稱接觸探針（20）是安排緊靠在該待測裝置（28）的一第一區域的接觸墊片（28A）上，該第一區域較經由該些不對稱接觸探針（20"）接觸的接觸墊片（28B）的一第二區域具有一更大間距。