TWI490501B - 測試探針及其加工方法 - Google Patents

Description

測試探針及其加工方法

根據例示性實施例的裝置及方法是關於測試探針及其加工方法。

一般而言，在半導體的製造程序期間執行測試程序，以量測在檢查半導體的缺陷時的電特性。在測試程序中，使用用於檢查半導體的電特性的測試元件以及用於將半導體的受測接觸點與測試元件的測試接觸點電連接的測試探針。

圖1說明一般用於測試半導體晶片的測試探針的實例。如圖1所示，測試探針10包含：上柱塞12及下柱塞16，其包含金屬導電材料且塑形為杆狀；機筒14，其中容納上柱塞12及下柱塞16；以及彈簧(未圖示)，其將上柱塞12及下柱塞16彈性地支撐於機筒14內。

上柱塞12的末端部分一般形成柱塞末端部分20，柱塞末端部分20塑形為冠狀以改良與半導體的受測接觸點的接觸且減小 接觸電阻。如圖2A所示，柱塞末端部分20包含多個尖端22，其尖峰尖銳且在測試期間穿透至軟金屬材料的受測接觸點中並進行較準確的電接觸以確保測試的可靠性。如圖2B所示，多個尖端22以相同高度形成。

以相同高度突起的尖端22歸因於重複測試而逐漸磨損且變鈍。特定言之，因為尖端22以相同高度形成，所以其以類似程度磨損。因此，隨著尖端22磨損且變鈍，尖峰無法穿透至受測接觸點的金屬中，以致電接觸電阻值不穩定。此情形顯著損害測試的可靠性且縮短測試探針的壽命。

因此，一或多個例示性實施例提供一種測試探針，其允許測試探針的尖端的至少一部分維持其銳度，即使尖端的另一部分磨損亦是如此。

另一例示性實施例為提供一種能夠在維持測試可靠性的同時延長壽命的測試探針。

根據例示性實施例的態樣，提供一種測試探針，包含：柱塞末端部分，其接觸受測接觸點；以及多個尖端，其設置於柱塞末端部分中且朝向受測接觸點突起，多個尖端中的至少一者為第一尖端且多個尖端中的至少另一者為低於第一尖端的第二尖端。

第一尖端及第二尖端可沿著圓周方向交替地配置。

不高於第一尖端的中心尖端可設置於柱塞末端部分的中心區域中。

尖端可在圓周方向上配置，而在中心留下無尖端的空白區域。

根據另一例示性實施例的態樣，提供一種測試探針的加工方法，所述測試探針包含接觸受測接觸點的柱塞末端部分，所述方法包含：以預定傾斜角處理柱塞末端部分的圓周表面以形成錐形傾斜表面；以及以一定間隔在水平及垂直方向上對柱塞末端部分的末端表面執行多個並行V形切割，以形成至少一個第一尖端及低於第一尖端的至少一個第二尖端。

柱塞末端部分可更包括沿著中心軸的孔。

加工方法可更包括在錐形傾斜表面處理操作的處理操作之前或之後沿著中心軸對柱塞末端部分鑽孔。

錐形傾斜表面可包括截頭圓錐表面。

錐形傾斜表面可包括截頭多角稜錐表面。

10‧‧‧測試探針

12‧‧‧上柱塞

14‧‧‧機筒

16‧‧‧下柱塞

20‧‧‧柱塞末端部分

22‧‧‧尖端

30‧‧‧柱塞末端部分

32‧‧‧第一尖端

33‧‧‧中心尖端

34‧‧‧第二尖端

36‧‧‧圓周表面

D1‧‧‧預定步級D1

X1‧‧‧水平軸向方向/水平軸

X2‧‧‧水平軸向方向/水平軸

Y1‧‧‧垂直軸向方向/垂直軸

Y2‧‧‧垂直軸向方向/垂直軸

θ1‧‧‧預定傾斜角

結合附圖，自例示性實施例的以下描述，上述及/或其他態樣將變得顯而易見且更容易理解。

圖1說明一般使用的測試探針。

圖2A及圖2B為習知柱塞末端部分的放大圖。

圖3A至圖4B為根據本發明的例示性實施例的柱塞末端部分 的放大圖。

圖5為說明根據本發明的例示性實施例的測試探針的加工方法的流程圖。

下文中，將參考隨附圖式詳細地描述例示性實施例，以便容易讓一般熟習此項技術者瞭解。例示性實施例可按照各種形式體現，而不限於本文所闡述的例示性實施例。為清楚起見，省略對熟知部分的描述，且相似元件標號通篇表示相似部件。

圖3A及圖3B為根據例示性實施例的測試探針的柱塞的末端部分的放大圖，其中圖3A為末端部分的透視圖且圖3B為末端部分的側視圖。如圖所示，柱塞末端部分30包含朝向受測接觸點突起的多個尖端32、33及34。多個尖端32、33及34中的至少一者為第一尖端32，且多個尖端32、33及34中的至少另一者為高度低於第一尖端32的第二尖端34。舉例而言，多個尖端32、33及34以中心尖端33為中心，可具有沿著具有傾斜輪廓的圓周表面36交替配置的第一尖端32及第二尖端34。

如圖3B所示，在柱塞末端部分30中，形成第一尖端32及第二尖端34，而在第一尖端32與第二尖端34之間留下預定步級D1，且形成在軸向方向(縱向方向)上以預定傾斜角θ1成錐形的圓周表面36。

一般而言，作為受測物件的受測接觸點的焊球實質上塑 形為彎曲或球形表面，且硬金屬氧化物層或鈍化層可形成於焊球的表面上。柱塞末端部分30的尖端可執行點接觸而非表面接觸以有效地接觸焊球的球形表面。亦即，尖端32、33及34的尖峰可維持其銳度，且容易經由朝向柱塞末端部分30的接觸壓力(彈性壓力)而穿透金屬氧化物層或鈍化層，以進行良好電接觸。

若受測接觸點為球形表面(如焊球)，則中心尖端33可不形成於柱塞末端部分30中。

若受測接觸點為扁平引線框架，則中心尖端33可形成於柱塞末端部分30的中心區域中，以增加接觸點且減小接觸電阻並延長測試探針的使用壽命。當然，中心尖端33可不高於第一尖端32。

如圖3B所示沿著柱塞末端部分30的圓周表面36配置的尖端32及34可包含自然傾斜圓周的圓周表面36的部分。形成於尖端32、33及34的中心部分中的尖端33可塑形為多角稜錐。

多個尖端32、33及34劃分成第一尖端32及第二尖端34的群組，以按照根據磨損進度設定的時間間隔來接觸受測接觸點，以使得測試探針10的服務壽命可延長，亦即，耐久性延長。

在根據例示性實施例的測試探針10中，若柱塞末端部分30實體地或彈性地接觸半導體晶片的受測接觸點，則第一尖端32及中心尖端33在測試開始時實體地接觸半導體晶片，且導電以執行測試。歸因於新的受測接觸點的重複接觸，第一尖端32及第二尖端34的尖峰被磨損。若測試繼續，則第一尖端32及第二尖端 34的尖峰進一步磨損，且在某磨損時刻，新近未磨損的第二尖端34接觸受測接觸點以執行測試。因此，在測試開始時僅藉由第一尖端32的接觸完全進行測試。若第一尖端32的尖峰磨損達某一程度，則第二尖端34開始按照預定時間間隔接觸受測接觸點。

多個尖端32、33及34可按照不同高度配置。亦即，可交替地配置形成於圓周中的第一尖端32及第二尖端34，且可按照與第一尖端32及第二尖端34的高度不同的高度或按照與第一尖端32及第二尖端34的高度相等的高度形成中心尖端33。可在形成於圓周中的第一尖端32與第二尖端34之間添加中間尖端(未圖示)。

在下文中，將詳細描述根據例示性實施例的具有接觸受測接觸點的柱塞末端部分的測試探針的加工方法。

如圖5所示，將鄰近於圓柱形柱塞的末端部分的圓周表面36處理成以預定傾斜角θ1成錐形以形成錐形傾斜表面(S1)。

以一定間隔在水平及垂直方向上對具有圓周表面36的錐形傾斜表面的柱塞末端部分30的末端表面執行多個V形切割(S3)。V形切割的間隙V-V可至少彼此接近或彼此重疊以形成尖銳尖端。藉由在水平及垂直方向上進行V形切割，第一尖端32、第二尖端34及中心尖端33可形成於柱塞末端部分30中。亦即，如圖3A所示，藉由使V形切割的間隙V-V極大地重疊而使實質上塑形為三稜錐的尖端34形成為第二尖端，且可藉由將V形切割的間隙V-V置放成極小接近彼此而使實質上塑形為四稜錐的尖端 32形成為第一尖端。中心尖端33可按照與第一尖端32的高度相同的高度形成。

為了將中心尖端33形成為較低或中間尖端，可執行預處理以形成凹入空間來執行V形切割。特定言之，若未形成中心尖端33，則如圖4A所示在中心區域中形成深度深於V形切割的深度的孔(S2)，且接著執行V形切割，或可在形成中心尖端33之後執行鑽孔。

更具體言之，如圖5所示，藉由如下操作而將柱塞末端部分30加工成錐形：以預定錐形傾斜角θ1處理圓周表面36且處理錐形傾斜表面(S1)；以預定大小對柱塞末端部分30的中心區域鑽孔，而在柱塞末端部分30的中心區域中不形成中心尖端33(S2)；以及在水平及垂直方向上對柱塞末端部分30的末端表面執行V形切割且形成第一尖端及低於第一尖端的第二尖端(S3)。

若在處理操作S1以預定錐形傾斜角θ1將具有金屬材料及預定規格的末端部分處理成以柱塞末端部分30的圓周表面36成錐形，則經處理的柱塞末端部分形成為截頭圓錐，所述截頭圓錐以預定傾斜角θ1成錐形，直至形成有第一尖端32的尖峰的區域。以預定傾斜角θ1成錐形的截頭圓錐形狀使得處理較容易且減少了處理時間。

尖端32及34在圓周方向上配置，而留下中心空白區域，且此情況相比受測接觸點為球形的狀況是較佳的。

圖4A及圖4B為展示不具有中心尖端33的經處理的柱塞 末端部分30的放大圖。為了移除中心尖端33，以預定直徑及深度對柱塞末端部分30的軸向中心鑽孔。在處理圓周表面36(S1)之後對軸向中心鑽孔，且柱塞末端部分30的末端表面保持為平面。

或者，可在使圓周表面36成錐形的處理操作(S1)之前對軸向中心鑽孔。可藉由沿著圓柱材料的圓周執行V形切割來形成具有無中心尖端的中心空白區域的柱塞末端部分30。

在水平及垂直軸上進行處理(S3)時，在水平軸向方向X1、X2及垂直軸向方向Y1、Y2上對柱塞末端部分30的末端表面執行多個V形切割以形成至少一個第一尖端32及低於第一尖端32的至少一個第二尖端34。

形成第一尖端及第二尖端的詳細方法如下：如圖3A及圖4A所示，在垂直軸Y1及Y2以及水平軸X1及X2上執行V形切割。接著，尖端32、33及34的下側接觸垂直軸Y1及Y2以及水平軸X1及X2。垂直軸Y1及Y2以及水平軸X1及X2分別平行且彼此垂直。結果，可交替形成第一尖端32及第二尖端34。亦即，在V形切割期間，較多切割部分變成第二尖端34且較少切割部分變成第一尖端32。

形成第一尖端32及第二尖端34的另一方法如下：實質上垂直於具有四個錐形表面的截頭四稜錐的四個錐形表面而在水平軸及垂直軸上執行V形切割。間隙V-V經調整以形成第一尖端32及第二尖端34。不同於對截頭圓錐形狀執行V形切割的狀況，第一尖端或第二尖端可在水平方向及垂直方向中的一個方向上並 排地形成。

因此，在錐形傾斜表面處理操作(S1)按照角度劃分圓周表面36，且將所劃分的表面處理成扁平的以形成第一尖端32及第二尖端34。第一尖端32配置成十字形物且第二尖端34配置於十字形物的枝幹之間。

根據實施例的測試探針可具有以不同高度形成的多個尖端。亦即，若第一尖端磨損，則第二尖端接觸受測物件以維持穩定接觸達相對長的時間。因此，改良測試的可靠性且可延長測試探針的壽命。

儘管已繪示並描述幾個例示性實施例，但熟習此項技術者應瞭解，可對此等例示性實施例作出改變，而不偏離本發明的如下基本原理及精神：柱塞末端部分劃分成較高末端部分及較低末端部分的群組且末端部分根據磨損進度按照一定時間間隔依序接觸受測物件，本發明的範圍是由隨附申請專利範圍及其等效物界定。

30‧‧‧柱塞末端部分

32‧‧‧第一尖端

33‧‧‧中心尖端

34‧‧‧第二尖端

36‧‧‧圓周表面

X1‧‧‧水平軸向方向/水平軸

X2‧‧‧水平軸向方向/水平軸

Y1‧‧‧垂直軸向方向/垂直軸

Y2‧‧‧垂直軸向方向/垂直軸

Claims (8)

1. 一種測試探針，包括：柱塞末端部分，其接觸受測接觸點；以及多個尖端，其設置於所述柱塞末端部分中且朝向所述受測接觸點突起，所述多個尖端中的至少一者為第一尖端且所述多個尖端中的至少另一者為低於所述第一尖端的第二尖端，其中高度與所述第二尖端的高度不同的中心尖端設置於所述柱塞末端部分的中心區域中。
2. 如申請專利範圍第1項所述的測試探針，其中所述第一尖端及所述第二尖端沿著圓周方向交替地配置。
3. 一種測試探針，包括：柱塞末端部分，其接觸受測接觸點；以及多個尖端，其設置於所述柱塞末端部分中且朝向所述受測接觸點突起，所述多個尖端中的至少一者為第一尖端且所述多個尖端中的至少另一者為低於所述第一尖端的第二尖端，其中所述尖端在圓周方向上配置，而在中心留下無尖端的空白區域。
4. 如申請專利範圍第3項所述的測試探針，其中所述第一尖端及所述第二尖端沿著圓周方向交替地配置。
5. 一種測試探針的加工方法，所述測試探針包括接觸受測接觸點的柱塞末端部分，所述方法包括：以預定傾斜角處理所述柱塞末端部分的圓周表面以形成錐形傾斜表面；以及 以一定間隔在水平及垂直方向上對所述柱塞末端部分的末端表面執行多個並行V形切割，以形成至少一個第一尖端及低於所述第一尖端的至少一個第二尖端，其中高度與所述第二尖端的高度不同的中心尖端形成於所述柱塞末端部分的中心區域中。
6. 如申請專利範圍第5項所述的加工方法，更包括在所述錐形傾斜表面的處理操作之前或之後沿著中心軸對所述柱塞末端部分鑽孔。
7. 如申請專利範圍第5項所述的加工方法，其中所述錐形傾斜表面包括截頭圓錐表面。
8. 如申請專利範圍第5項所述的加工方法，其中所述錐形傾斜表面包括截頭多角稜錐表面。