TWI305839B - Contact-making apparatus and method for production of at least one contact element of a contact-making apparatus - Google Patents

Description

1305839 九、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於觸點製造設備，用於將測試中的單元電 氣連接到電氣測試裝置，其具有結合至少一固持元件的複 數個電氣測試觸點，以接觸測試中的單元，並且具有用來 增加鄰近觸點路徑之間距離的配接器裝置，該配接器裝置 則具有與測試觸點接觸的觸點元件。 【先前技術】 最初提及之此種已知觸點製造設備具有一測試頭，其 係具有複數個固持元件彼此相距一段距離地排列，其係呈 導板形式並具有導孔，在該些孔中，呈彎曲電線形式的測 試觸點會被插入，以致於它們能夠縱向移動。該些測試觸 點碰觸配接器裝置，該些配接器裝置係被使用來增加該等 測試觸點之間非常窄的接觸間隔，其係由測試中單元的接 ® 觸間隔所事先決定，以致於相鄰的接觸路徑能夠進一步彼 此隔開。爲了此目的，避開測試頭之配接器裝置之觸點元 件的那些端點會被連接到印刷電路板，該印刷電路板係連 接到電氣測試裝置，藉此，可實施接觸測試頭上測試觸點 之測試中單元的電氣測試。例如，這有可能使測試晶圓被 使用於電腦技術中。因爲測試觸點與測試頭以及配接器裝 置上觸點元件之間的接觸可藉由將它們彼此擠壓來進行， 所以良好的觸點僅僅在可避免氧化物層與污染的時候存在 。於是，銅線可被使用爲配接器裝置的觸點元件，它們的 -4- 1305839 觸點元件係鍍金。儘管鍍金，對環境的影響或維持度的測 量會造成該等觸點並非最理想。 【發明內容】 本發明因此依據提供該種最初提及之觸點製造設備之 目的，其中在測試觸點與該配接器裝置的觸點元件之間總 是可得到良好的接觸。 根據本發明，在觸點元件係由貴金屬或貴金屬合金， 或具有至少一貴金屬成分，或導電塑膠所組成上，可得到 本目的。選擇貴金屬、貴金屬合金、具有至少一貴金屬成 分的合金或導電塑膠，以致於，特別是，電氣特性非常良 好，而且甚至在高溫與/或高空氣濕度上氧化物層的形成 可較佳地被避免。該貴金屬合金只具有貴金屬（至少兩種 )。具有至少一貴金屬成分的合金具有至少一貴金屬成分 ，或者複數個貴金屬成分，以及至少一貴金屬成分或者複 數個貴金屬成分。該貴金屬成分係爲一貴金屬或者沒有由 金屬組成的物質。相較於鍍金，根據本發明，固態貴金屬 或者固態貴金屬合金或者具有至少一貴金屬成分之固態合 金或固態導電塑膠的用途，意味著不會發生與塗層有關的 那些問題，譬如那些發生例如當被硏磨清潔以便改善觸點 時在塗金之情形中者。事實上，固態貴金屬或貴金屬合金 或具有至少一貴金屬成分或塑膠實施例的合金，意味著甚 至在清潔事件中，可提供總是維持相同的良好電氣觸點。 在高溫度與/或當空氣濕度高時，由於根據本發明所使用 -5- 1305839 的材料，低阻抗接觸觸點總是有可能。選出的貴金屬與/ 或選出的貴金屬合金與/或具有至少一貴金屬成分之選出 合金與/或選出的塑膠，其係可藉由適當的材料選擇而與 各別點用途的種種溫度範圍相配。尤其是，在測試頭上的 '測試觸點同樣地亦可能由固態貴金屬或固態貴金屬合金或 具有至少一貴金屬成分的固態合金或固態導電塑膠所組成 ’其係意味著根本沒有任何塗層製程在此情形中被實施。 ® 尤其是’觸點成分與測試觸點可由相同材料組成，以致於 它們的行爲能夠彼此匹配。 本發明的一種硏發係爲了爲銀、金或鈀的貴金屬而提 供。銀、金或鈀具有良好的電氣特性。 同樣有利的是，貴金屬合金具有銀、金與/或鈀。 本發明的一種硏發乃爲了具有至少一貴金屬成分的合 金而提供，以使銀、金與/或鈀做爲貴金屬成分。 有利的是’具有至少一貴金屬成分的合金具有除了貴 # 金屬成分以外的銅與/或鎳。這些合金成分在低電阻與廣 溫度範圍的固定電阻方面，會造成非常良好的特性。 本發明的一種硏發提供具有至少一貴金屬成分的合金 爲銅-銀合金。在此情形中，尤其使用CuAg。Cu意指銅 ，且Ag意指銀。. 具有至少一貴金屬成分的合金爲銀銅合金亦同樣地有 利。尤其是’爲了此目的，可使用AgCul至AgCu30，較 佳地爲AgCu3至AgCu20。以上的數字1、30、3與20代 表先前銅的重量百分比。AgCul因此意味著，該合金重量 1305839 的1 %是由銅組成，其餘的則由銀組成。從AgCul至 AgCu30的引用範圍意味著這些合金的銅成分爲1至30% ，在此情形中，其餘的則是銀。在此應用中，可同樣讀到 對應的細節。 本發明的一種硏發提供具有至少一貴金屬成分的合金 爲銀-碳合金，尤其是AgCl至AgC6’較佳地是AgC3。C 代表碳。同樣地在此情形中，在標示爲C之碳後面的數字 ，表示重量百分比（也就是說1%至6%，較佳地是3% 的碳，在此情形中，其餘者是銀）。 本發明的一種硏發提供具有至少一貴金屬成分的合金 爲金-鎳合金。較佳地使用 AuNil至AuNilO，較佳地是 AuNi5 〇Au代表金，且Ni代表鎳。該些數字再度代表重 量百分率，所以例如AuNi5意味著該合金包含5%的鎳， 其餘者則由金所組成。 同樣有利的是，貴金屬合金係爲金-鈀合金，特別是 AgPdlO至AgPd60，較佳地是AgPd4 0。Pd表示鈀，該些 數字再度表示重量百分率。 特別是，該些觸點元件係呈接觸線形式，其係由固態 貴金屬或者固態貴金屬合金或者具有至少一貴金屬成分的 固態合金或者固態導電塑膠所組成。 本發明的一種硏發提供設置於配接器裝置之孔隙中或 通過這些孔隙之接觸線的端點。譬如此的配接器裝置正常 下亦稱爲一 a介面〃或"連接器〃。該配接器裝置於是具 有本發明孔隙所通過的固持元件，該等孔隙的接觸圖案係 1305839 對應在測試頭上之測試觸點的接觸圖案。該些接觸元件係 以它們具有相對測試觸點之接觸表面的方式來排列於孔隙 中，其係呈測試接腳或彎曲線的形式。爲了將觸點元件附 接於固持元件，該些觸點元件，尤其是接觸線，則會藉由 封裝而固定於孔隙中。假如觸點元件呈接觸線形式，它們 則可能自避開測試頭之配接器裝置的那側伸出，並且連接 到特別是呈印刷電路板（PCB )形式的連接裝置。尤其是 ，本發明提供接觸線的相應端點電氣連接到印刷電路板上 的導體軌跡。該連接裝置係連接到電氣測試裝置，或者係 爲一部份的電氣測試裝置。 本發明的一種硏發提供貴金屬或貴金屬合金或具有至 少一貴金屬成分的合金爲熱處理貴金屬或熱處理貴金屬合 金或熱處理合金。結果，該貴金屬係經熱處理的，也就是 說，它會受到熱處理。相同方式會應用到貴金屬合金或具 有至少一貴金屬成分的合金。這會對該觸點元件的電氣特 性具有特別有利的影響，尤其是電阻値，以致於它較佳地 可能提供與儘可能低之電阻的連接，以及/或者較佳地在 寬溫度範圍上的固定電阻値。 本發明較佳地提供貴金屬、貴金屬合金或具有至少一 貴金屬成分的合金爲至少熱處理30分鐘的貴金屬，尤其 至少60分鐘，或者被熱處理至少3 0分鐘的貴金屬合金或 合金，尤其是60分鐘。結果，該熱處理程序係在時間控 制的基礎上實施，也就是說，在至少3 0分鐘，尤其是至 少60分鐘的特定、預定期間內，它會被加熱到熱處理溫 -8- 1305839 度，以致於在達到希望的熱處理溫度以前， 的時間間隔。或者，熱處理製程會在預定的 實施至少30分鐘，較佳地至少60分鐘。 同樣有利的是，貴金屬、貴金屬合金或 金屬成分的合金，其係會在熱處理程序以後 間被冷卻到室溫，特別是直接在熱處理製程 尤其至少1 5分鐘，較佳地至少3 0分鐘。結 φ 製程緊接著控制冷卻，其維持至少1 5分鐘 且較佳爲至少3 0分鐘。在此程序期間內， 冷卻到室溫。此控制冷卻程序亦確保該觸點 的電氣特性。 本發明亦關於一種觸點製造設備之至少 製造方法，其係用來將測試中的單元電氣連 裝置，其具有結合至少一固持元件的複數個 ’以接觸測試中的單元，並且具有用來增加 之間距離的配接器裝置，該配接器裝置則具 接觸的觸點元件，每一觸點元件係由貴金屬 ’或者具有至少一貴金屬成分之合金，或者 成。 根據本發明的方法較隹地提供貴金屬、 具有至少一貴金屬成分的合金被熱處理至少 佳地至少6 0分鐘。 有利的是，該熱處理會被實施達到溫度 ’較佳地達到溫度1 2 0 t，或者以溫度8 0。〇 會經過足夠長 熱處理溫度上 具有至少一貴 的預定時間期 以後。該期間 果，該熱處理 的時間期間， 其係較佳地被 元件具有上述 一觸點元件的 接到電氣測試 電氣測試觸點 鄰近觸點路徑 有與測試觸點 或貴金屬合金 導電塑膠所組 貴金屬合金或 3 0分鐘，較 8 0 °C 至 1 6 0 °C 至160°C，較 1305839 附件2 : 第 95120448 號專利申請案 中文說明書替換頁 民國97年1〇月8日修正 佳地以溫度120°C。 在熱處理程序以後，特別立即是熱處理程序以後’其 係較佳地在至少1 5分鐘的時間期間冷卻，較佳地至少3 0 分鐘。 最後，有利地是，實施冷卻到室溫，尤其是到溫度 1 5 °C至2 5 °C，較佳地到溫度2 0 °C。 【實施方式】 該圖式（圖1)顯示出觸點製造設備1，爲了測試目 的，該設備例如與呈晶圓2形式的測試中單元3進行接觸 。爲了此目的，該觸點製造設備1會被連接到電氣測試裝 置’其係並沒有被顯示，但經由多數接觸部件測試測試中 單元的校正操作，以及假如有任何功能性缺陷被發現，則 發出測試中單元有缺陷的信號。 觸點製造設備1具有擁有複數個（例如3個）固持元 件5的測試頭4 ’該些固持元件5彼此平行相隔地設置並 呈導板6、7與8形式。導板6、7、8彼此平行地行進， 並且具有導孔9、1 〇與1 1貫穿它們，其係彼此對準，否 則可彼此相關地稍微偏移。測試觸點1 2會被安設在導孔 9至1 1，較佳地插入它們，使得它們能夠安裝，以便能夠 軸向地移動。假如導孔9至1 1沒有被對準，例如假如導 孔9至11被對準但是導孔〗〇沒被對準，則特別呈彎曲線 1 3形式的測試觸點！ 2會被稍微橫向偏斜，以致於另—方 面’它們無法掉出測試頭4，同時另一方面，假如它們被 -10- 1305839 軸向載入以便接觸測試中單元3，則它們會提供被向外彎 曲的較佳方向。 面對測試中單元3之測試觸點1 2的那些端點1 4相對 測試中的單元觸點1 5，測試中單元3會被設置在基座1 6 上，尤其是支撐於其上。 配接器裝置1 8係位於測試觸點丨2的相對端點1 7對 面且具有呈固持板20形式的固持元件19。孔隙21會通 φ 過固持板20並且以能夠對準在導板6中的導孔9的方式 設置。呈接觸線23形式的觸點元件22位於孔隙21中。 爲了將接觸線23固定於孔隙2 1中，藉由硬化封裝混合物 24的封裝，它們會被軸向地固持以便無法移動。接觸線 23則呈彎曲形狀（180°弧形）地引導到連接裝置25，其 係呈印刷電路板26的形式。接觸線23的端點27會被銲 到印刷電路板26上的導體軌跡28。 較佳呈接觸線23形式的觸點元件22係由貴金屬組成 B 。銀、金、鈀或鉛較佳地會被使用爲貴金屬，其係造成固 態元件與線。根據一種替代性的解決方案，較佳地具有銀 、金、鈀與/或鉛的貴金屬合金，會被使用當作觸點元件 2 2的材料，尤其是接觸線2 3。進一步的選擇係爲該觸點 元件係由具有來自上述貴金屬的至少一貴金屬成分之合金 ，連同不爲貴金屬的至少一另外的物質所組成。特別是， 銅、鎳與/或碳會被使用當作另外的物質。另替代解決方 案提供導電塑膠用作爲觸點成分22的材料，特別是接觸 線23。 -11 - 1305839 爲了測試測試中的單元3，觸點製造設備1與測試中 的單元3會朝向彼此移動’使得彎曲線13的端點14能夠 被置於測試中的單元觸點15上。再者，測試觸點12的端 點1 7 ’尤其是彎曲線1 3，以及觸點元件22的相應相對端 點29 ’尤其是接觸線23 (其係由固態貴金屬或者替代性 地固態貴金屬合金或者替代性地具有至少一貴金屬成分的 固態合金或者替代性地固態導電塑膠所組成）係彼此相對 ^ 地5又置’以致於碰觸觸點亦能夠在此情形中形成。依此方 式’測試中的單元3係經由測試頭4上的測試觸點12連 接到配接器裝置18上的觸點元件22，連接到觸點元件22 之配接器裝置1 8的導體軌跡2 8則經由各別電流路徑而引 導到測試裝置，其係並沒有被顯示，但卻電氣測試測試中 的單元3的操作。 較佳地提供觸點元件22，以具有儘可能良好的特性 ，以便特定應用能夠被實施。就一應用而言，藉由實例， ® 可能需要非常低阻抗連接，不過，其係僅僅存在於非常窄 的溫度範圍’例如在室溫區域中。其他的應用則需要各別 的觸點元件22 ’以具有在寬廣溫度範圍間儘可能固定的 電阻値。這需要一種材料，尤其是具有低電阻溫度係數的 合金。在此應用中所提及的材料此外僅僅具有小的氧化傾 向。 較佳具有特定導電率（m/Qmm2>4〇)的銅_銀合金 特別適合使用於觸點元件22的低阻抗連接。以下的合金 係爲較佳：CuAg，AgC3，AgCu3至AgCu20。用來形成觸 •12- 1305839 Μ件中2文說日f書替^¾204¾8國請8案曰修正 點元件2 2之具有鎳成分的材料，電阻溫度係數（κ _1 . 1 (Γ4 ) < 4 ’其係適合與在例如從_ 5 〇 °c至+ 1 5 〇 t之寬溫 度範圍間儘可能固定的電阻値連接。AuNi5、AgPd40特別 合適。 爲了達到上述的電氣特性’該等材料必須在1 2 〇艺熱 處理至少6 0分鐘，隨後並在至少3 0分鐘的期間內被冷卻 到室溫。 根據本發明的觸點兀件2 2較佳地呈拉曳線的形式， 其係較佳地提供有電氣絕緣。 【圖式簡單說明】 圖1以示範性實施例爲基礎說明本發明，其係顯示觸 點製造設備的側視圖。 【主要元件符號說明】

1 :觸點製造設備 2 :晶圓 3 :測試中單元 4 :測試頭 5 :固持元件 6 :導板 7 :導板 8 :導板 9 :導孔 -13- 1305839 1 〇 :導孔 1 1 :導孔 1 2 :測試觸點 1 3 :彎曲線 1 4 :端點 1 5 :觸點 1 6 :基座 φ 1 7 :端點 1 8 :配接器裝置 1 9 :固持元件 2 0 :固持面板 2 1 :孔隙 22 :觸點元件 2 3 :接觸線 24 :硬化封裝混合物 • 25 :連接裝置 . 2 6 :印刷電路板 2 7 :端點 28 :導體軌跡 2 9 :端點

Claims (1)

1305839 十、申請專利範圍 1. 一種觸點製造設備，用來將測試中的單元電氣連接 到電氣測試裝置，該設備包含： 複數個電氣測試觸點，具有至少一用以固持該等測試 觸點及定位該等測試觸點的固持元件，以接觸該測試中的 單元， 配接器裝置，其被成形且可操作用來增加該等測試觸 φ 點之鄰近觸點路徑之間距離，該配接器裝置具有每個被定 位供與該等測試觸點的個別其中之一測試觸點接觸之用的 觸點元件， 該等觸點元件係由熱處理的貴金屬或熱處理的貴金屬 合金，或者具有至少一貴金屬成分之熱處理的合金，或者 導電塑膠所組成。 2 .如申請專利範圍第1項之觸點製造設備，其中該貴 金屬是銀、金、鈀或鉑。 φ 3 .如申請專利範圍第1項之觸點製造設備，其中該貴 . 金屬合金具有以下貴金屬的至少兩種：銀、金、鈀、鉬。 4.如申請專利範圍第1項之觸點製造設備，其中具有 至少一貴金屬成分的合金具有銀、金、鈀與/或鉑作爲貴 金屬成分。 5 .如申請專利範圍第1項之觸點製造設備，其中具有 至少一貴金屬成分的合金具有銅、鎳與/或碳。 6 .如申請專利範圍第1項之觸點製造設備，其中具有 至少一貴金屬成分的合金係爲銅-銀合金，特別是銅銀。 -15- 1305839 7 .如申請專利範圍第1項之觸點製造設備，其中具有 至少一貴金屬成分的合金係爲銀-銅合金，特別是銀銅1 至銀銅3 0，較佳地是銀銅3至銀銅2 0。 8 .如申請專利範圍第1項之觸點製造設備，其中具有 至少一貴金屬成分的合金係爲銀-碳合金，特別是銀碳1 至銀碳6，較佳地是銀碳3。 9 .如申請專利範圍第1項之觸點製造設備，其中具有 Φ 至少一貴金屬成分的合金係爲金-鎳合金，特別是金鎳1 至金鎳1 〇，較佳地是金鎳5。 1 0 .如申請專利範圍第1項之觸點製造設備，其中該 貴金屬合金係爲金-鈀合金，特別是銀鈀10至銀鈀60, 較佳地是銀鈀40。 U.如申請專利範圍第1項之觸點製造設備，其中該 些接觸元件（2 2 )係爲接觸線（2 3 )。 12.如申請專利範圍第丨丨項之觸點製造設備，其中該 ® 些接觸線（23 )通過在配接器裝置（1 8 )中的孔隙（2 1 ) ’或者設置在它們之中。 1 3 如申請專利範圍第1 1項之觸點製造設備，其中該 @接觸線（23 )藉由封裝而黏附到配接器裝置（1 8 )。 14·如申請專利範圍第11項之觸點製造設備，其中從 Θ 測試觸點移開之該等接觸元件（22 )的那些端點，尤 其是接觸線（23 )的，會被電氣連接到印刷電路板（PCB } ( 26 )上的導體軌跡（28 )。 15.如申請專利範圍第1項之觸點製造設備，其中該 -16- •1305839 貴金屬、該貴金屬合金或者具有至少一貴金屬成分的合金 : ，係爲已經加熱處理至少3 0分鐘的貴金屬，特別是至少 60分鐘，或者已經加熱處理至少30分鐘的貴金屬合金， 特別是至少60分鐘，或者具有至少一貴金屬成分的合金 〇 1 6 .如申請專利範圍第1項之觸點製造設備，其中該 貴金屬、該貴金屬合金，或者具有至少一貴金屬成分的合 φ 金’其係會在熱處理過程以後預定期間被冷卻到室溫。 17.如申請專利範圍第16項之觸點製造設備，其中冷 卻的期間至少是1 5分鐘，較佳地至少3 0分鐘。 1 8 . —種用於將測試中的單元電氣連接到電氣測試裝 置之如申請專利範圍第1至1 7項之任何一項的觸點製造 設備之至少一接觸元件的製造方法，該接觸元件係從貴金 屬或從貴金屬合金被製造，或從具有至少一貴金屬成分的 合金，或從導電塑膠。 φ 1 9 .如申請專利範圍第1 8項之方法，其中該貴金屬、 . 該貴金屬合金或者具有至少一貴金屬成分的合金，係被加 熱處理至少30分鐘，特別是至少60分鐘。 20.如申請專利範圍第19項之方法，其中該熱處理係 在溫度8 0 °C至1 6 0 °C進行，較佳地是在1 2 0 °C。 2 1 .如申請專利範圍第1 9項之方法，其中在熱處理以 後，實施冷卻至少1 5分鐘的時間，特別是至少3 0分鐘。 22 .如申請專利範圍第2 1項之方法，其中實施冷卻到 室溫，尤其是1 5 °C至2 5 °C ’較佳地2 0 °C。 -17-