TWI491885B - 微電子接觸器總成、結構及其建構方法 - Google Patents

微電子接觸器總成、結構及其建構方法 Download PDF

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Description

微電子接觸器總成、結構及其建構方法 參考相關申請案
此申請案係對於2009年2月19日的美國臨時專利申請案61/153,731主張優先權,該案的揭示係合併於本文中以供參考。
本發明係有關於微電子接觸器總成、結構及其建構方法。
發明背景
一般而言,半導體晶片係被測試以證實其可適當且可靠地運作。常在半導體晶片仍為晶片形式時、亦即其從晶圓被切分及封裝之前進行此作用。這可容許同時平行測試許多半導體晶片,相較於在晶片封裝過後測試個別晶片而言導致成本及處理時間之顯著優點。若發現晶片具有瑕疵,可在晶片從晶圓切分時予以拋棄,而只需要封裝可靠的晶片。藉由將晶粒組裝在卷帶或一機械載體上,半導體晶片亦可在切分後、但在封裝前被測試。
一般而言,現代的微製造式(稱為MEMS)微電子接觸器總成─包括用於測試半導體的探針卡總成─係具有至少三個元件:一印刷電路板(PCB),一耦合有數千個微電子接觸器之基材(該基材可稱為“探針接觸器基材”),及一可壓縮性電互連件(常呈現電“中介層”形式)。可壓縮性電互連件係將PCB的個別電接觸部電性連接至探針接觸器基材上之對應的電接觸部,該探針接觸器基材隨後將信號中繼前往及中繼來自個別微電子接觸器。探針接觸器基材及其微電子接觸器的組合有時稱為一探針頭。
探針接觸器基材上的微電子接觸器常具有一很細微的間距(亦即,接觸器之間的小距離,諸如30μm至200μm),而中介層及PCB的電接觸部則常具有較粗的間距(>200μm)。因此,現代的MEMS探針卡總成中,探針接觸器基材常在其將細微間距的微電子接觸器連接至中介層及PCB上所見之較粗間距的電接觸部時提供電接觸部的一空間轉換。或者,此空間轉換的部份或全部可被卸載至探針頭之一分離的空間轉換器基材,或卸載至其他基材或元件。請注意部分探針卡總成並未利用中介層,但一般性概念則不變。
大部份應用中,一探針卡總成的基材之間需產生的互連件所需數量係為數千或數萬個,代表PCB及探針頭須為平行(或很接近平行)且緊鄰,故可在其間可靠地產生許多互連。亦請注意PCB與探針接觸器基材之間的垂直空間一般係受限於只有數公厘。
因此亦可對於一晶圓或其他陣列的半導體裝置產生可靠的連接,亦務必使得探針頭上之微電子接觸器的梢端實質位於一平面中。讓渡予加州鮑溫公園的觸壓科技(Touchdown Technologies,Inc.)名為“具有經機械加工的安裝墊之探針頭及其形成方法”的美國專利案No.7,180,316之背景部分係討論微電子接觸器梢端(或探針梢端)的平面性之重要性。
隨著半導體晶粒及其墊不斷縮小尺寸及間距、且隨著一探針頭與一受測試晶圓之間的電接觸部數量增加(譬如隨著半導體測試產業進入單次觸壓全晶圓測試時代),日益難以對於半導體晶圓上的墊作出可靠連接。現今,一晶圓上的結合墊可小達30μm正方形,但更常為50μm正方形。由於與結合墊周邊之任何接觸皆會損害該等墊並造成良率損失,對於結合墊的接觸部必須穩穩位於結合墊邊界之內、且較佳接近其中心。因為結合墊分佈橫越一晶圓的整體表面(譬如橫越一300mm直徑陣列),微電子接觸器與結合墊的精密對準變得愈來愈關鍵。較佳採用一種將所有微電子接觸器束縛至單一平面而無需任何機械調整之方式。
發明概要
根據本發明之一實施例,係特定提供一種微電子接觸器總成,包含:一探針頭,具有i)複數個微電子接觸器,ii)一表面,其具有複數個孔及一周邊,該周邊具有複數個邊緣凹部,及iii)複數個插入件,其包括被錨固於該等孔中之一第一複數個插入件,及被錨固於該等邊緣凹部中之一第二複數個插入件;一勁化器;一電路板,其配置於該探針頭與該勁化器之間;一可壓縮性電互連件,其配置於該探針頭與該電路板之間,該可壓縮性電互連件係提供該探針頭與該電路板之間的電性互連;及複數個可調整式多部份緊固件,該等可調整式多部份緊固件的各者具有i)一軸,其耦合至該複數個插入件的一者,及ii)一差動螺旋機構,其耦合至該勁化器。
圖式簡單說明
圖中顯示本發明的示範性實施例,其中:第1及2圖係顯示一微電子接觸器總成的一示範性實施例;第3圖提供一第一示範性探針頭的一基材之平面圖,其可配合使用第1及2圖所示的微電子接觸器總成;第4圖顯示一可被錨固於第3圖所示之孔的一者中之示範性插入件;第5圖顯示一微電子接觸器總成的一部分之橫剖面,該橫剖面顯示如何利用第4圖所示的插入件及多部份緊固件來耦合全部下列各者:第3圖所示的基材,一可壓縮性電互連件,一電路板,及一勁化器;第6圖顯示一當複數個插入件被插入一探針頭內時將其同時固持於所想要位置中之附件;第7圖顯示一具有一唇之探針頭插入件,該唇係休止於一探針頭基材的表面上;第8圖顯示一示範性插入件,其可被錨固於第3圖所示之邊緣凹部的一者中;第9圖顯示一微電子接觸器總成的一部分之橫剖面,該橫剖面顯示第8圖所示的插入件如何合併使用如第4圖所示者的一多部份緊固件來耦合全部下列各者:第3圖所示的基材,一可壓縮性電互連件,一電路板,及一勁化器;第10至13圖顯示其他示範類型的探針頭插入件,其中第10及12圖顯示被錨固於一基材中之前的插入件;而第11及13圖顯示各被錨固於一基材中之後的插入件;第14圖顯示一多部份緊固件的一示範性軸,該軸包含一刃片部分;第15圖顯示一只含有孔安裝式插入件之探針頭基材的平面圖;第16圖顯示一示範性探針頭基材的一部分之橫剖面,其中該探針頭基材係具有一區位可供附接一經表面安裝的螺紋式容槽;第17至21圖顯示一具有一探針頭之示範性微電子接觸器總成,該探針頭包含不只一個主要基材;第22圖顯示一被錨固於一最遠離一勁化器的基材中之示範性插入件;第23圖顯示可如何藉由附接多重的基材磚片來形成一空間轉換器或探針接觸器基材;第24圖顯示可如何在一平面化製程期間使用一可犧牲材料來保護微電子接觸器;第25圖顯示一包含傳導導縫之示範性探針接觸器基材,該等傳導導縫係將探針接觸器基材的一表面上之微電子接觸器耦合至探針接觸器基材的另一表面上之電接觸部;第26圖顯示一包含一矽氧彈性體材料之示範性中介層,其中嵌設有諸如金粒子或結構等之傳導粒子或結構;第27圖顯示一示範性中介層,其包含被一剛性間隔件基材所分離之兩個矽氧彈性體片;第28至31圖顯示不同的SMT電子元件安裝於一探針接觸器基材的不同類型腔穴中之情形;第32至34圖顯示不同的SMT電子元件安裝於一空間轉換器基材上的不同區位中之情形;第35圖顯示一示範性探針頭橫剖面以及旁通電容器及隔離電阻器在其上之示範性位置。
請注意在下文描述中,出現於不同圖中的類似編號係代表類似的元件/特徵構造。因此,出現於不同圖中的類似元件/特徵構造將時常未對各圖作詳細描述。
較佳實施例之詳細說明
第1及2圖顯示一微電子接觸器總成100的一實施例,其在部分案例中可被組構為一微電子晶圓接觸器總成或探針卡總成(亦即一用於接觸一晶圓上的半導體裝置之總成)。第1圖提供總成100的橫剖面,而第2圖提供該總成的主要元件(不含第1圖所示的多部份緊固件110、112、114、116)之分解立體圖。
總成100係包含一探針頭102,一可壓縮性電互連件104,一電路板106,一勁化器108及複數個可調整式多部份緊固件(譬如110、112、114及116)。電路板106配置於探針頭102及勁化器108之間,而可壓縮性電互連件104配置於探針頭102及電路板106之間。
探針頭102具有複數個微電子接觸器(譬如118及120)。這些接觸器118、120至少部份地藉由可壓縮性電互連件104在探針頭102與電路板106之間所提供的電連接件被電性連接至電路板106。探針頭102進一步具有被錨固於其中之複數個插入件(譬如122、124、126及128)。此處的“插入件”用語係指一藉由延伸至另一裝置(譬如探針頭102)中的一孔(譬如130、132、134及136)或凹部內而被錨固於該另一裝置中之裝置。
可調整式多部份緊固件110、112、114、116各者係具有一軸(譬如138、140、142及144),其耦合至探針頭102中之複數個插入件122、124、126,128的一者,及一差動螺旋機構(譬如146、148、150及152),其耦合至勁化器108。部分實施例中,插入件122、124、126、128的一或多者可採行一容槽的形式,諸如一螺紋式容槽(或一具有一形成於其一內部表面上的凸輪之容槽)。多部份緊固件110的一者之一軸138可被可移除式或固定式螺入(或附接至)各容槽。在相同或不同實施例中,插入件122、124、126、128的一者或多者係可與多部份緊固件110、112、114、116之其對應的軸138、140、142、144被一體形成、模製或機械加工。或者,一插入件可包含一柱段供一多部份緊固件的一軸與其連接。差動螺旋機構146、148、150、152的操作可藉由在沿著其軸線的任一方向移動軸138、140、142、144藉以幫助對於可壓縮性電互連件104提供一所想要壓縮量。以添加或取代方式,差動螺旋機構146、148、150、152的操作可幫助維持或調整i)探針頭的一表面之平面性或ii)微電子接觸器118、120的特徵構造(譬如梢端)之平面性。
在使用中,電信號可被發送於微電子接觸器118、120所連接的一或多個裝置以及電路板106所連接的設備之間。範例中,電路板106可設有用於將電路板106電性連接至其他設備之電接觸部或連接器(譬如154及156)。部分實施例中,與微電子接觸器118、120連接之裝置係可為半導體受測試裝置(DUTs),諸如一晶圓上的半導體晶片,而電路板106所連接之設備係可為諸如自動式測試設備(ATE)等測試設備。
在已經概括描述微電子接觸器總成100的部分元件及特徵構造之後,將更詳細地描述這些元件及特徵構造,以及微電子接觸器總成100的不同替代性實施例;微電子接觸器總成100的選用性元件;以及其製造及組裝方法。
第3圖提供一第一示範性探針頭302的一基材300之平面圖。基材300的表面304被一周邊306所劃界。表面304具有複數個孔(譬如308及310),而周邊306具有複數個邊緣凹部(譬如312及314)。孔308、310可為盲孔或通孔且可譬如藉由鑽製或繞佈製程所形成。邊緣凹部312、314可譬如藉由任何用來形成孔308、310的製程形成。孔308、310及邊緣凹部312、314可利用相同或不同製程形成。
第4圖顯示一示範性插入件400,其可被錨固於第3圖所示之孔308的一者中。第4圖亦顯示一具有一軸404之多部份緊固件402的示範性元件,軸404可耦合至插入件400。第5圖顯示一微電子接觸器總成500的一部分之橫剖面,該橫剖面顯示如何利用插入件400及多部份緊固件402來耦合全部下列各者:探針頭302的基材300,一可壓縮性電互連件502,一電路板504,及一勁化器506。
現在參照第4圖,插入件400被顯示為一螺紋式容槽。插入件400可由柯華合金(Kovar)或其他材料形成,並較佳由一具有接近或匹配於供插入件錨固其中之基材的熱膨脹係數(CTE)之熱膨脹係數(CTE)的材料形成。軸404在各端具有螺紋406、408。一選用性軸環410係可限制軸404可被螺接至插入件400中之範圍。一經軸向對準的六角形開口412或其他特徵構造可設置於軸404上以便利軸404螺接至插入件400中。差動螺旋機構414包含一具有一螺紋式內部之襯套416。差動軸418具有外部螺紋以容許差動軸418螺接至襯套416中,且具有內部螺紋以容許軸404螺接至差動軸418中。多部份緊固件402或差動螺紋機構414可進一步包含一鎖機構420,諸如一鎖環。可利用鎖機構420來防止差動螺旋機構414的意外操作。範例中,多部份緊固件402的元件可由一或多種金屬形成。部分實施例中,軸404、襯套416及鎖環420可由不銹鋼形成,而差動軸418可由黃銅形成。
第5圖顯示被錨固於基材300表面304中的孔308中之後的插入件400。部分實施例中,孔308可形成略為大於插入件400的寬度及高度,使得插入件400可相對於探針頭302在於x、y、z及θ中受到精密地定位。插入件400被定位之後,其可利用諸如以環氧樹脂為基礎的黏劑等黏劑被錨固於基材300中。或者,插入件可譬如藉由軟銲或硬銲被錨固。孔308相對於插入件400而言略為較大的高度及寬度係容許插入件400與基材300呈絕緣。當基材300含有原本有可能被一傳導插入件400所接觸、短路或影響之傳導層或電互連件時,絕緣將特別有用。孔308之略為較大的直徑亦可提供其他優點,諸如將插入件400更穩固地錨固於基材300中之能力,或利用一用於橋接插入件400與基材300之間CTE不匹配的材料來錨固插入件400之能力。或者,其中錨固有插入件400之孔308係可具有與插入件400的外維度相同或大約相同之維度。此實施例中,插入件400的外部可在部分案例中設有能夠接合或切割至基材300中之螺紋或其他特徵構造。
第5圖亦顯示多部份緊固件402的元件如何與彼此及與插入件400耦合。襯套416可被壓入配合至勁化器506中。或者,襯套416可以其他方式(譬如藉由黏劑、軟銲或硬銲)被錨固於勁化器506中。差動螺旋機構414可由一人員、由一使用手工具的人員、或由一機器(譬如電腦)操作。當操作差動螺旋機構414之時,可對於一所想要結果來監測下列一或多者、或其他參數:可壓縮性電互連件502沿多部份緊固件402周圍的一壓縮;探針頭302的一表面之平面性;或探針頭302上之微電子接觸器的特徵構造(譬如梢端)之平面性。達成一所想要結果時,差動螺旋機構414的操作可停止,而鎖機構420可被上緊以防止差動螺旋機構414的意外操作。如圖所示,鎖機構420的外部螺紋可接合勁化器506中的對應螺紋。
螺紋式容槽或其他插入件400可被錨固於一探針頭302中的複數個孔308、310各者中。譬如,插入件400可被錨固於第3圖所示的孔308、310各者中。為了確保複數個插入件各者以相同方式被定向、及/或確保複數個插入件的特徵構造呈平面性,可利用一同時將複數個插入件122、124、126、128相對於一探針頭102或其基材固持於所想要位置之附件600、602(第6圖)使得複數個插入件122、124、126、128同時被定位於複數個孔130、132、134、136中。一實施例中,附件600可包含一微電子接觸器總成(或類似結構)的一勁化器108,其具有與其耦合之複數個差動螺旋機構146、148、150、152。若被耦合至差動螺旋機構146、148、150、152之複數個軸138、140、142、144各者設有一軸環或其他種類的機械阻止件,類似於第4圖所示之軸404的軸環410,且若差動螺旋機構146、148、150、152各者被操作以平面化軸環410,則複數個插入件122、124、126、128可被附接至抵靠於軸上的機械阻止件之軸138、140、142、144;且複數個插入件可同時被定位於一探針頭102中之各別的孔130、132、134、136中。附件600可附接至一人工或自動式機器,其當插入件122、124、126、128被定位於孔130、132、134、136中時係使複數個插入件122、124、126、128維持與探針頭302的一表面或一(或多個)特徵構造呈平面性。若利用一黏劑將插入件122、124、126、128錨固於孔130、132、134、136中,機器將插入件122、124、126、128定位於孔130、132、134、136中之前,黏劑可被施加至各插入件122、124、126、128及/或各孔130、132、134、136中。或者,複數個插入件可藉由插入件被定位於其孔中之後所進行的一製程所錨固─尤其若孔為通孔且插入件可從與軸138、140、142、144相對之探針頭102(或其基材)一側予以近接尤然。插入件122、124、126、128錨固於其各別的孔130、132、134、136中之後,差動螺旋機構146、148、150、152可被操作以釋放軸138、140、142、144,且隨後可自插入件122、124、126、128移除軸138、140、142、144。
一插入件400可被錨固於一孔308中使得插入件的一表面齊平於其中形成有孔308之基材300的一表面(譬如請見第5圖)。一齊平安裝在部分案例中可降低一微電子接觸器總成500的整體厚度。或者,一插入件700可設有一唇702或其他特徵構造,其休止於一基材706的表面704上。譬如請見第7圖所示之插入件700的唇702。
不論複數個插入件是否具有休止於一基材的一表面上之唇或特徵構造、且尤其若插入件不具有此等唇或特徵構造,插入件可藉由研磨其表面被平面化。若插入件的表面將齊平於供其錨固於內之基材的表面,研磨係可包含同時研磨插入件的表面及基材的表面、暨從基材表面延伸之任何黏劑或其他物質。範例中,可利用一鑽石飛切製程(diamond flycutting process)進行此研磨。
第8圖顯示一可被錨固於第3圖所示的邊緣凹部312一者中之示範性插入件800;而第9圖顯示一微電子接觸器總成500的一部分之橫剖面,該橫剖面顯示插入件800如何與如第4圖所示者類似的一多部份緊固件402合併用來耦合全部下列各者:一探針頭302的一基材300,一可壓縮性電互連件502,一電路板504,及一勁化器506。
現在參照第8圖,插入件800被顯示為一夾件,其具有被一對螺絲806、808所固接之第一及第二顎爪構件802、804。或者,顎爪構件802、804可藉由其他部件所固接、或可被一體形成。顎爪構件802、804亦可藉由一彈簧(未圖示)被偏壓朝向彼此。顎爪構件802、804係具有各別表面810、812以接觸(譬如握持)第3及9圖所示之基材300的各別表面,而顎爪構件802的至少一者具有一體部部分814以插入基材300的一各別邊緣凹部312(請見第9圖)內。一螺紋式容槽816係附接至顎爪構件804的一者。顎爪構件802、804及螺紋式容槽816可由柯華合金(Kovar)或其他材料形成,且較佳由一具有接近或(匹配)於供其錨固之基材的熱膨脹係數(CTE)之熱膨脹係數(CTE)的材料形成。一在各端具有螺紋820、822之軸818─類似於第4圖所描述的軸404─係可被螺入插入件800的螺紋式容槽816內。
第9圖顯示被錨固於探針頭302之基材300的一邊緣凹部312中之插入件800。部分案例中,可利用一夾力及一諸如黏劑或軟銲等物質兩者使插入件800錨固於基材300中。夾件的顎爪構件802、804可休止於基材300的各別外表面上。或者,部分案例中,顎爪構件802、804的一者或兩者可休止於基材300中所形成之一各別表面凹部中。然而,這霈將基材300薄化,且在部分案例中可能使基材300太過容易破裂。
第9圖亦顯示多部份緊固件402的元件─且包括軸818係如何耦合於彼此及插入件800。這些耦合類似於第5圖所描述之耦合,而不重覆其描述。然而,請注意因為顎爪構件804及螺紋式容槽816坐在基材300的表面304上,軸818可短於軸404(第5圖)。
第10至13圖顯示其他示範類型的插入件1000、1200。插入件1000、1200係特別適可被錨固於孔1002、1202、且特別是通孔中。然而,因為插入件1000、1200在其間握持一探針頭基材1004、1204,插入件1000、1200或其變異例亦可被錨固於基材的邊緣凹部中。第10及12圖顯示各插入件1000、1200被錨固於一基材1004、1204中前之插入件1000、1200;而第11及13圖顯示各插入件1000、1200被錨固於一基材1004、1204中後之插入件1000、1200。
插入件1000(第10及11圖)係包含一具有一推拔狀外部表面1008及一螺紋式孔徑1010之插塞1006。插塞的外部之推拔係組構為支承抵住探針頭基材1004中之一通孔1002的一類似推拔狀壁1012。為了將推拔狀插塞1006扣持於通孔1002中,一鎖螺帽1014或其他機械緊固件可被螺接至推拔狀插塞1006的一螺紋式頸1016上─與供推拔狀插塞1006插過之基材1004的側1018呈現相對。一諸如螺帽或環等緊固件亦可藉由軟銲、硬銲或其他手段被附接至插塞1006。部分案例中,一凹部1020可設置於基材1004的表面1022中,藉此容許鎖螺帽1014當被上緊時掉落至基材1004的表面1022下方。其他案例中,不需提供凹部1020,且鎖螺帽1014可支承抵住基材1004的一最外表面1022。一多部份緊固件的一軸1024─類似於第4圖所示的軸404─係可被螺接至插入件1000的螺紋式孔徑1010內。或者,軸1024可採行其他形式,或可與插入件1000呈一體形成。
插入件1200(第12及13圖)係包含一插塞1206,其具有一螺紋式柱段1208而有一板1210垂直地與之附接。板1210係組構為支承抵住基材1204的一表面1212。板1210所支承抵住之表面1212係可如圖示般凹入基材1204內,或可身為基材1204的一最外表面1214。為了將插塞1206扣持於通孔1202中,一鎖螺帽1216或其他機械緊固件可被螺接至螺紋式柱段1208上─與供螺紋式柱段1208插過之基材1204的側1214呈現相對。一諸如螺帽或環等緊固件亦可藉由軟銲、硬銲或其他手段被附接至插塞1006。部分案例中,一凹部1218可設置於基材1204的表面1220中,藉此容許鎖螺帽1216當被上緊時掉落至基材1204的表面1220下方。其他案例中,不需提供凹部1218,且鎖螺帽1216可支承抵住基材1204的最外表面1220。一多部份緊固件的一軸─諸如一具有一螺紋式孔徑1224之軸1222係可被螺接至插入件1200的螺紋式柱段1208上。
第9至13圖所示的插入件900、1000、1200在部分應用中的優點係在於:其不需使用黏劑、軟銲、硬銲或其他化學處理步驟將插入件900、1000、1200錨固於一基材中。但可想見可依需要使用一化學處理步驟來額外地錨固插入件900、1000、1200。
請注意上述插入件僅供示範用。其他實施例中,插入件的外部或內部表面可具有其他輪廓或組態。插入件亦可包含孔徑或柱段以供一多部份緊固件的軸與其連接。尚且,部分實施例中,多部份緊固件的軸可與插入件一體形成。
第4、5、8及9圖所示的差動螺旋機構414僅供示範用並可以其他形式的差動螺旋機構取代。
如第4、5及8至13圖所示,軸404、818、1204及1222亦為示範性且可以其他類型的軸取代。譬如,一軸的部份可在一或多個維度被薄化,以容許該軸在一或多個方向呈現有限偏向。譬如請見第14圖所示的軸1400,該軸1400包含一刃片部分1402。或者,軸的部份可包含一嵌設彈簧(譬如一螺旋部分)或者由一或多個線纜形成。軸亦可具有不同的橫剖面,諸如圓形、正方形、矩形或六角形橫剖面。可容許側向偏向之軸組態係可用來補償元件的輕微失準、或補償不同元件的熱膨脹或收縮造成之運動。一般係偏好採用一種可容許與其軸線垂直具有部分運動、但沿其軸線少有或毫無運動之軸組態。利用此方式,可維持一微電子接觸器總成的平面性及壓縮。
雖然示範性探針頭基材300具有被錨固於孔308、310中之一第一複數個插入件400及被錨固於邊緣凹部312、314中之一第二複數個插入件800,部分探針頭基材可只包含孔安裝式插入件。第15圖顯示此等基材1500的一範例之孔圖案的平面圖。其他探針頭基材可能缺乏邊緣凹部,但可另具有被夾固至基材周邊之夾件(諸如第7圖所示的夾件)。
又其他的探針頭基材係可設有一或多個插入件及一或多個表面安裝式結構─諸如可供多部份緊固件的軸所耦合之表面安裝式容槽、或可供差動螺旋機構或其他多部份緊固件所耦合之表面安裝式軸─之一組合。譬如,第16圖顯示一探針頭基材1600的一部分之橫剖面,其中探針頭基材1600的部分係具有一可供一經表面安裝的螺紋式容槽1602所附接之區位。經表面安裝的螺紋式容槽1602可譬如藉由一黏劑、軟銲或硬銲被附接至探針頭基材1600。一多部份緊固件的一軸隨後係可耦合至經表面安裝的螺紋式容槽1602。
依據一微電子接觸器總成的特定形式而定,插入件優於表面安裝式結構之優點係可包括:總成高度減小;較大的錨固面積;經改良的側向穩定度;掘除作用(lift-off)的減輕;及將插入件妥當地定位及定向於一略為較大的孔或凹部中之能力。
被插入一空間轉換器中之緊固件元件的數量係可改變,其區位亦可改變。部分實施例中,一具有330mm直徑之如第3圖所示的圓形探針頭基材係可設有十二個孔安裝式插入件及八個邊緣安裝式插入件之一組合,其中各插入件具有2至5公厘的內部直徑(且各軸具有外部直徑)。然而,可採用其他數量、類型及尺寸的插入件及/或表面安裝式結構。
至今只討論一探針頭的一個基材。一微電子接觸器總成的部分實施例中,一探針頭可只包含單一基材(或只包含單一主要基材)。這些實施例中,探針頭基材可為一多層基材,諸如一多層陶瓷(MLC)基材。多層基材可具有一第一表面上之複數個微電子接觸器、及一第二表面上之複數個電接觸部,其中第二表面與第一表面相對。形成於層中且予以通過之電連接件係可將第一表面上的全部或部份微電子接觸器電性連接至第二表面上的電接觸部。部分案例中,第一表面上的微電子接觸器相較於第二表面上之電接觸部的佈局或間距而言可具有一不同佈局或間距。這些案例中,多層基材可稱為一空間轉換器基材。一般而言,多層基材的第一表面上之微電子接觸器將比多層基材的第二表面上之電接觸部更密集地集中(或位於較密集的群組中)。利用此方式,微電子接觸器可接觸一或多個DUT(譬如一半導體晶圓上的DUT)上之接觸部的一密集配置(或多重的密集配置)。多層基材的第二表面上之電接觸部的較不密集配置係能夠使這些接觸部被一可壓縮性電互連件提供的較大且較便宜接觸器所接觸。
請注意一只有單一主要基材之探針頭並不需採用一MLC基材。譬如,部分實施例中,一只有單一主要基材之探針頭係可採用一單層陶瓷、金屬性或其他剛性基材,其上沉積有薄膜或厚膜介電質及導體之層以提供電接觸部的空間轉換。
第17至22圖顯示一具有一探針頭1702之微電子接觸器總成1700,探針頭1702包含不只一個主要基材-且譬如為一具有一空間轉換器基材1704及一探針接觸器基材1706之探針頭1702。微電子接觸器總成1700亦包含一可壓縮性互連件1708,一電路板1710,及一勁化器1712。如第21圖所示之探針頭1702的橫剖面清楚所見,空間轉換器基材1704具有一與一第二表面2102相對之第一表面2100及一位於其間的空間轉換電互連件2104。空間轉換電互連件2104係包括空間轉換器基材1704的第一表面2100及第二表面2102兩者上之電接觸部2106、2108。空間轉換器基材1704的第一表面2100上之電接觸部2106係電性連接至可壓縮性電互連件1708(第17圖)。探針接觸器基材1706亦具有一與一第二表面2112相對之第一表面2110。探針接觸器基材1706耦合至空間轉換器基材1704,其中探針接觸器基材1706的第一表面2110係面對空間轉換器基材1704的第二表面2102。複數個微電子接觸器2114係i)(譬如經由與微電子接觸器2114耦合的電接觸部/終端2116)被耦合至探針接觸器基材1706的第二表面2112,且ii)(譬如藉由附接至終端2116之結合線2118及結合墊2108,該等結合線2118穿過探針接觸器基材1706中的一腔穴或槽2120)被電性連接至空間轉換器基材1704的第二表面2102上之電接觸部/結合墊2108。用於將一探針接觸器基材1706附接至一空間轉換器基材1704之不同結構及方法係揭露於名為“具有結合式導縫之探針卡基材”的美國專利申請案公告US 2009/0237099 A1(‘099公告)中,其讓渡予觸壓科技公司(Touchdown Technologies,Inc.)且整體揭示被合併於本文中以供參考。譬如,探針接觸器基材1706可利用黏劑元件2222、2224、2226被耦合至空間轉換器基材1704。
一具有一包含不只一個主要基材的探針頭1702之微電子接觸器總成的實施例中,插入件2228可被錨固於最接近勁化器之基材中(譬如空間轉換器基材1704中),如第22圖所示。將插入件2228錨固於空間轉換器基材1704中之一優點係在於插入件2228可延伸入或延伸經過空間轉換器基材1704而不與探針接觸器基材1706上的微電子接觸器置放作用產生干擾。譬如,請見第21圖,其中一插入件2128係一路延伸經過空間轉換器基材1704,但一微電子接觸器2114被定位於插入件2128上方(或重疊)。事實上,縱使一插入件一路延伸經過空間轉換器基材1704,其將不會與探針接觸器基材1706上之微電子接觸器2114置放作用產生干擾。部分案例中,複數個微電子接觸器可重疊於一插入件。或者,如第22圖所示,插入件2200可被錨固於一最遠離勁化器之基材(譬如探針接觸器基材1706)中,而近接孔2302可設置於最接近勁化器之基材中(譬如空間轉換器基材1704中),使得被耦合至勁化器之多部份緊固件可耦合至較遠方的基材。多部份緊固件可被替代性錨固至遠方基材(譬如探針接觸器基材1812)上之表面安裝式結構。插入件或表面安裝式結構係可組構為類似於可被安裝至最接近勁化器的基材或被錨固其中之任何插入件或表面安裝式結構;且在不同實施例中,插入件2200或表面安裝式結構可接收軸2204。
現在將討論第17至22圖所示之微電子接觸器總成元件的不同組態,以及用於製造其中部分元件之示範性方法。
‘099公告係描述用於製造一具有一探針接觸器基材1706及一空間轉換器基材1704的探針頭1702(第17圖)之不同示範性方法(及其中所使用的結構)。因為探針頭1702(或稱為一探針卡總成)之獨特設計方式,探針接觸器基材1706並不限於一般用來作為探針接觸器基材之材料,亦即低溫共燒陶瓷(LTCC)或高溫共燒陶瓷(HTCC),具有導縫的陶瓷,或多層高密度互連(HDI)基材。因為探針接觸器基材1706不需要電導縫,基材1706可為任何適當的材料。部分實施例中,探針接觸器基材1706可為一氧化鋁陶瓷材料。用來測試半導體時,探針接觸器基材應概括展現諸如下列性質:與矽匹配之良好的熱膨脹(因為受測試裝置通常為矽),良好的表面品質(低凹蝕,優良的平面性及表面粗度),對於高頻信號傳輸經過建造於其表面上的導體之良好電性質(代表需要一低損失介電基材材料),良好的機械強度及可處理性(方便地形成孔或槽及建造配線跡線於表面上之能力)。氧化鋁陶瓷(95%至99%氧化鋁)由於符合上述判別標準、便宜且易取得所以是此類材料之一。然而,亦可使用其他陶瓷材料(諸如氮化鋁,氮化矽,或氮化矽鋁(alumina silicon nitride)),暨玻璃,介電質塗覆式金屬(譬如陽極化鋁及聚對二甲苯塗覆式材料),矽(諸如氧化或介電質塗覆式矽晶圓),KAPTON(聚醯亞胺)撓件材料,或印刷電路板(PCB)材料。
在探針接觸器基材1706上,建造有複數個微電子接觸器2114(通常為MEMS結構)。譬如請見第21圖。這些MEMS結構可建造成可承受測試半導體的應力及環境,且在許多實施例中可被微影蝕刻式形成於探針接觸器基材1706上。部分實施例中,這些結構可為扭轉彈簧接觸器,如名為“單側式順應性探針裝置”的美國專利案6,771,084、名為“用於形成MEMS之方法”的7,264,984、名為“用於形成微結構之方法”的7,271,022、名為“扭轉彈簧探針接觸器設計”的7,362,119、名為“用於探針接觸部之柱及梢端設計”的7,245,135、及名為“用於測試半導體裝置之複合探針”的7,589,542所描述,各案皆讓渡予觸壓技術公司(Touchdown Technologies,Inc.)且其揭示被合併於本文中以供參考。微電子接觸器亦可屬於懸臂型接觸器,諸如形狀因數公司(Form Factor,Inc.)所生產者及其他。接觸器亦可為非撓性型接觸器(譬如請見讓渡予IBM且名為“經鍍覆探針結構”的美國專利案6,891,360),其常用來測試凸塊式晶圓。接觸器可被組裝至探針接觸器基材,或者其可直接建造於探針接觸器基材上,譬如美國專利案7,264,984及7,271,022所描述。
根據上述專利案,當接觸器2114直接建造在探針接觸器基材1706上時,常利用包含可犧牲金屬及可移除光阻之製程予以建造。一微電子接觸器2114的基底通常係經由一金屬跡線2130被連接至探針接觸器基材1706上的一終端2116,如第21圖所示。這可容許微電子接觸器的梢端具有一較細微間距,同時容許與探針接觸器電性連接之元件具有一較大間距。其亦提供對於導縫或基材終端之一電性路徑。可利用該技藝通常習知的任何技術來形成跡線2130及終端2116,包括厚膜列印、薄膜沉積、蝕刻及鍍覆。若探針接觸器基材1706為聚醯亞胺撓件(或某種其他撓件,諸如液晶聚合物)或PCB材料,則可採用相關印刷配線板製造所常用的技術,包括使跡線及終端被電鍍在一薄層疊式金屬籽層上之所謂“加式”製程,以及使一層疊式金屬層被蝕刻產生跡線及終端之“減式”製程。
部分實施例中,微電子接觸器2114可被組裝或建造於一比其最終尺寸略為較大之探針接觸器基材1706上。譬如,微電子接觸器2114可被組裝或建造於一具有350mm直徑的探針接觸器基材1706上,而探針接觸器基材1706可在微電子接觸器2114被組裝或建造於其中之後被切小至330直徑。
‘099公告中亦描述,可藉由將多重的空間轉換器基材(或磚片)附接至單一探針接觸器基材、或反向進行藉以形成一空間轉換器基材,以符合先進探針頭的複雜尺寸及平面性要求。這些實施例中,一基材的磚片可被個別地附接至另一基材,而MEMS或其他結構可在其接合至另一基材之前被形成於個別磚片上。或者,在單一較大基材上之MEMS或其他結構形成或完成之前,磚片可被接合形成單一空間轉換器基材(或單一探針接觸器基材)。譬如請見第23圖的步驟2300。此處,複數個LTCC磚片(四個磚片2308、2310、2312、2314)係被選擇、研磨平坦、且其結合邊緣2316、2318、2320、2322、2324、2326、2328、2330被精密地切分。步驟2302中,磚片2308-2314譬如利用一以環氧樹脂為基礎的黏劑被接合。亦可使用一附件隨著黏劑固化而將磚片2308-2314固持就位。在步驟2304,經接合的磚片2308-2314係可被切至一近似形狀與尺寸(譬如一圓形或其他形狀)並再次被研磨平坦。經接合磚片之一較大且略為較厚的基材會較容易作處置及處理。並且在步驟2304,複數個特徵構造可形成或完成於經接合磚片2308-2314的一或兩表面上。特徵構造可被平行地形成或完成,以提供特徵構造的良好對齊及定向。譬如,在一空間轉換器基材1704的案例中,特徵構造可包含電接觸部2106、2108(第21圖)。在一探針接觸器基材1706的案例中,特徵構造可包含複數個微電子接觸器2114。相較於:i)將接觸器的個別者或個別群組附接至基材,或ii)在磚片接合前將接觸器附接至磚片的個別者或將接觸器建造在其上之情形而言,藉由橫越經接合磚片2308-2312平行地形成微電子接觸器2114通常可達成接觸器2114的較好對準。部分案例中,微電子接觸器可利用微影蝕刻製程形成,譬如如同上列美國專利案6,771,084;7,264,984;7,271,022;7,362,119;及7,245,135所描述。
一探針接觸器基材1706的部分實施例中,微電子接觸器2114、2406形成於探針接觸器基材1706上之後,探針接觸器基材1706的背側2400係被機械加工且平面化至其所想要厚度。譬如,一由氧化鋁製成的探針接觸器基材1706之案例中,基材1706的表面2400可被機械加工且平面化成為6密耳至80密耳(近似0.15mm至2.0mm)的厚度。為了在此平面化製程期間保護微電子接觸器2114、2406,一諸如銅等可犧牲材料2402可在平面化之前沉積於微電子接觸器2114、2406周圍。請見第21圖。當其梢端2404、2408被平面化,可使用相同(或不同)的可犧牲材料來保護微電子接觸器2114、2406。探針接觸器基材1706的背側2400、暨微電子接觸器梢端2404、2408兩者的平面化皆有助於提供探針接觸器基材1706及微電子接觸器2114、2406的最佳平面性。若一探針接觸器基材1706係由經接合的磚片2308-2312形成(第23圖),此段所描述的可犧牲材料2402的沉積及平面化製程可皆在磚片2308-2312接合後所形成之一探針接觸器基材1706上進行。平面化之後,可犧牲材料2402可被移除。
微電子接觸器2114被組裝至探針接觸器基材1706或建造於其上之前或之後,複數個腔穴或槽2120可形成於一探針接觸器基材1706中。譬如請見第21圖。‘099公告係描述進行此作用的示範性方式。槽2120係容許探針接觸器基材1706上的微電子接觸器2114被耦合至空間轉換器基材1704的一表面2102上之電接觸部/結合墊2108。
部分案例中,探針接觸器基材1706可在微電子接觸器2114附接或建造於其上之後被切成一所想要形狀及尺寸。這有助於確保接觸器與探針接觸器基材1706周邊之良好對齊。範例中,基材可利用一水噴注切割製程2404、2408被切成一最終形狀及尺寸。可在一探針接觸器基材及微電子接觸器梢端的平面化前及平面化後作出最終切割。請見第23圖的步驟2306,及第24圖。
請注意在許多案例中,上述方法步驟可以不同次序進行或根本不進行。
現在將描述一示範性空間轉換器基材1704(第17圖)的構造。空間轉換器基材1704可為一印刷配線板或一互連基材。空間轉換器基材1704亦可為一陶瓷配線板諸如一LTCC或HTCC板,或為任何多層陶瓷,包括具有被適當地匹配以顧及對於一受測試矽晶圓的熱膨脹不匹配之CTE者。其他選項係包括有機配線基材,PCB基材,撓件基材等。選擇空間轉換器基材材料時通常主要係針對多層配線能力、成本及可製造性、且其對於表面修製、表面完整度或與MEMS製程的相容性並無不當影響。此材料係為DuPont 951、Dupont 943、或LTCC卷帶。形成空間轉換器基材1704係時常包含由陶瓷基材卷帶或片來產生多層電路。導縫孔被衝壓於基材中,導縫孔充填有傳導膏,而傳導性、介電性及電阻性膏係被選用性依需要以配線圖案施加至各片或卷帶的表面上,然後該等片在一步驟中被層疊合併及燒製(常在一受到精密控制的烤爐或窯中)。所產生的產物係為一單體性空間轉換器或多層配線板結構。一典型的LTCC空間轉換器基材係由多重介電層;經絲網列印或經光成像的低損失導體;經嵌設的電感器、電阻器及電容器;及用於互連多重層之導縫所組成。一多層配線板(其身為一LTCC空間轉換器)亦可具有阻抗控制及串擾屏蔽措施,諸如條帶線及共面波導。此外,多重層可在基材內形成一用於連接一結合墊至另一結合墊(或多重的結合墊)之配線網路。空間轉換器基材1704亦可包括如該技藝習知的接地平面及功率平面。諸如電容器等電子元件、主動開關或積體電路係可被附接於空間轉換器基材1704的任一表面上或空間轉換器基材1704中所形成的囊袋中。或者,電子元件可如第32至35圖所示被定位,將在本文中稍後描述。一空間轉換器基材1704的各層可在層疊及燒製前作檢測以容許有機會更換受損電路及改良良率。因為LTCC設計所用的陶瓷材料先天極具溫度穩定性,大幅降低了補償溫度變異之需要。
部分實施例中,可整體或部份地藉由沉積在一結構性支撐基材(譬如一陶瓷或金屬性基材)的一或兩表面上之薄膜或厚膜導體及介電質層來提供空間轉換器基材1704所提供之電接觸部的空間轉換。藉由此種空間轉換器基材,結構性支撐基材本身不需提供空間轉換,而是可簡單地具有複數個形成於其中的傳導導縫。請注意薄膜或厚膜導體及介電質層亦可沉積在一探針接觸器基材的一或兩表面上,並在部分案例中可用來提供電接觸部的一空間轉換。
如第21圖所示,空間轉換器基材1704的表面2102可包括結合墊2108。結合墊2108可直接形成於一用於將電信號傳導經過空間轉換器基材1704之電導縫上。或者,結合墊2108可形成於空間轉換器的表面2102上方並藉由一金屬跡線(未圖示)連接至導縫。結合墊2108係在對準至探針接觸器基材1706中所形成的槽3120之位置處位居空間轉換器基材1704上。結合墊2120較佳係為可導線結合式墊,其各含有一金厚膜材料或經電鍍的金。其他選項係包括鋁或適於導線結合或傳導黏劑結合之任何其他的可傳導結合式結合墊。
部分實施例中,空間轉換器基材1704可由多重的經接合基材(亦即經接合磚片2308-2312)形成,如對於第23圖所描述。磚片2308-2312各者可為一多層磚片。電接觸部(結合墊等)可在磚片接合之前形成於各磚片2308-2312上,或在磚片接合之後橫越全部磚片2308-2312呈現平行。前者方式傾向於提高良率,後者方式則傾向於改良接觸部的平面性及對齊。
部分案例中,空間轉換器基材1704可在形成電接觸部於其上之後被切成一所想要形狀及尺寸。這有助於確保電接觸部與空間轉換器基材1704周邊之良好對齊。範例中,基材1704可利用一水噴注切割製程被切成一最終形狀及尺寸。將空間轉換器基材1704切成一所想要形狀及尺寸係可包含切割基材1704周邊中之邊緣凹部。用於接收插入件之孔隨後可以鑽製或其他方式形成於基材1704中。邊緣凹部亦可由鑽製、或藉由用於將基材1704切成一所想要形狀及尺寸的切割製程以外之一製程形成。
空間轉換器基材1704亦可被切成一所想要形狀及尺寸,而在電接觸部形成於基材1704的一或兩表面上之前,孔及邊緣凹部可形成於其中。利用此方式,插入件可被錨固於孔中,然後在電接觸部形成於表面上之前,可供插入件錨固其中之表面係可受到平面化。
插入件或其他緊固件元件錨固於空間轉換器基材1704中/錨固至空間轉換器基材1704之後,探針接觸器基材1706可被耦合至空間轉換器基材1704。兩基材1704、1706可以多種不同方式被附接。部分實施例中,兩基材1704、1706可經由黏劑2122、2124、2126或銲料被附接。譬如請見第21圖。
部分實施例中,探針接觸器基材1706及空間轉換器基材1704的材料可經過選擇具有類似(或匹配)的熱膨脹係數(CTE)。然而,探針接觸器基材1706及空間轉換器基材1704的材料可能不同,且可能存在某種CTE不匹配。譬如,探針接觸器基材1706的材料可因為其具有接近(或匹配)於半導體晶圓者之CTE而被選擇使用,但一空間轉換器基材1704的材料則可因為其極適於形成空間轉換器基材1704的多層結構而被選擇使用。然而,因為用來構成探針接觸器基材1706及空間轉換器基材1704之不同材料,基材1704、1706的CTE可能不同。為了顧及這些不同的CTE,可能想要將探針接觸器基材1700耦合至空間轉換器基材1704使得兩基材1704、1706可不同地膨脹及收縮。可譬如藉由下列項目予以容納:所使用黏劑的類型;黏劑施加方式;黏劑固化方式;及其組合。部分案例中,一順應性黏劑可選擇具有適當模數以顧及空間轉換器基材與探針接觸器基材之間的熱性不匹配。此順應性黏劑的部分適當選項係為黏劑聚合物諸如矽氧,彈性體,及BCB(苯環丁烯)。或者,可使用諸如銲料等硬性材料,其限制條件在於CTE不匹配必須夠小。亦可能具有空間轉換器基材與探針接觸器基材之間的熱順應性機械附接,諸如螺絲及夾器。若使用黏劑,其可被配送至位置、絲網列印、或由該技藝常習知的任何其他手段施加。亦可使用B-階段預形體。若使用銲料,其可以一膏被絲網列印、以一預形體被施加、或在迴流(融化以附接空間轉換器基材及探針接觸器基材)前被沉積(蒸鍍或電鍍)。若使用黏劑,黏劑的彈性模數、配送圖案及覆蓋區域、及黏劑結合線厚度可作工程設計以吸收空間轉換器基材與探針接觸器基材之間的任何熱膨脹不匹配。若無此膨脹吸收,探針頭可有一熱敏性曲率。不論採用何種附接方式,皆須考慮此熱不匹配曲率效應。
部分實施例中,探針接觸器基材1706可藉由一或多個只覆蓋住基材1704、1706的經耦合/經結合表面部份之黏劑元件2122、2124、2126被結合至空間轉換器基材1704。請見第21圖。然而,各黏劑需確使探針接觸器基材1706及空間轉換器基材1704保持實質呈平面性。部分案例中,可藉由將一以環氧樹脂為基礎的熱固性黏劑施加至探針接觸器基材1706及空間轉換器基材1704的一或兩者、但只覆蓋住探針接觸器基材與空間轉換器基材之間總表面積的一小部分來達成此作用。可藉由1)將黏劑以小滴粒施加至探針接觸器基材1706或空間轉換器基材1704及2)每平方公分施加一些黏劑滴粒,藉以達成稀疏覆蓋。並且,可使用較少或不同類型的黏劑元件,但當使用一探針頭來測試一半導體晶圓時,上述施加通常係意味著每半導體晶粒具有一些滴粒。不論如何施加黏劑,其可在探針接觸器基材1706及空間轉換器基材1704接合前被部份地固化、然後(譬如藉由鑽石飛切)被平面化至一均勻高度。若個別黏劑元件(譬如點或線)被施加至一表面,可利用一可犧牲材料在平面化製程期間保護黏劑元件。探針接觸器基材1706及空間轉換器基材1704定位為彼此相鄰而使黏劑2122、2124、2126接觸於兩基材1704、1706之後,可藉由將黏劑加熱至高於探針頭1702預定使用溫度但未大幅更高的一溫度來固化黏劑2122、2124、2126,藉以避免黏劑2122、2124、2126的平面性產生扭曲。固化溫度及固化時間一般將依據黏劑及應用而定。部分案例中,可選擇及固化黏劑2122、2124、2126使其在一探針頭1702或微電子接觸器總成1700的一或多個預期操作溫度保持順應性。
間隔件(未圖示)可形成於探針接觸器基材1706及空間轉換器基材1704之間。若黏劑用來耦合基材1704、1706,這些間隔件可用來精確地控制黏劑結合線或滴粒厚度。範例中,間隔件可被電鍍在空間轉換器基材1704的一表面上。間隔件可採行MEMS柱、壁或其他特徵構造的形式,且在部分案例中可由鎳形成。或者,間隔件可利用薄膜或其他處理方法形成。一旦附接至空間轉換器基材1704,間隔件可被機械加工使其頂表面位於一平面中。可譬如藉由一可犧牲層支撐住間隔件、然後利用一鑽石飛切製程來平面化間隔件梢端,藉以達成機械加工。機械加工操作係保證探針接觸器基材1706具有一平面性陣列的黏劑表面可供結合抵住,因此即便當空間轉換器基材1704表面並不完美及不平時仍可確保微電子接觸器2114的梢端位於一平面中。或者,間隔件可被施加至探針接觸器基材1706的一表面。
當間隔件用來界定探針接觸器基材1706及空間轉換器基材1704之間的墊高部時,可進一步藉由只在探針接觸器基材1706及空間轉換器基材1704的中心處或附近結合兩基材1704、1706來容納探針接觸器基材1706及空間轉換器基材1704之間的CTE不匹配。可藉由一黏劑提供該結合,該黏劑可在固化時呈順應性或剛性。或者,可藉由銲料或其他材料提供該結合。對於本文來說,“接近其中心”係定義為從中心延伸至近似半徑的20%之區域,其範圍取決於基材1704、1706的CTE不匹配及其所容許的變形。
探針接觸器基材1706耦合至空間轉換器基材1704之後,微電子接觸器2114可利用各種不同結合互連件被電性耦合至空間轉換器基材1704上的電接觸部(譬如結合墊2108),譬如如同‘099公告所揭露。結合互連件可包括金導線2118、傳導黏劑、銲膏或其他結合互連件。部分案例中,結合互連件可被耦合至探針接觸器基材1706上的終端2116,該等終端2116係電性耦合至微電子接觸器2114。
在替代性的探針頭實施例中,且如第25圖所示,探針接觸器基材1706可包含傳導導縫2500,其將探針接觸器基材1706的一表面上之微電子接觸器2114(或被耦合至微電子接觸器2114的結合墊2116)耦合至探針接觸器基材1706的另一表面2110之電接觸部2502。這些實施例中,銲料凸塊2504或其他三維電接觸部可設置於探針接觸器基材1706或空間轉換器基材1704的一表面2110上,而銲料凸塊2504或其他三維電接觸部可用來將微電子接觸器2114電性連接至空間轉換器基材1704的電互連件2104-2108。亦可使用銲料凸塊2504的迴流作為探針接觸器基材1706與空間轉換器基材1704之間的附接機構。
現在將描述示範性可壓縮性電互連件1708的組態(第17圖)。可壓縮性電互連件1708常整體或部份地嵌入一電“中介層”中。此中介層可採行不同形式,但一般可包含一具有從其表面任一者或兩者(常為兩者)突起的可壓縮性電互連件之基材。部分實施例中,一中介層可包含一剛性基材,該剛性基材係包含其中嵌設有彈簧互連件之孔。彈簧互連件可譬如為形狀因數公司(Form Factor,Inc.)以商標MICROSPRING提供的彈簧互連件或艾佛瑞徹斯公司(Everett Charles Corp.)以商標POGO提供的彈簧銷針。範例中,剛性基材可為一陶瓷、塑料、玻璃、介電質塗覆式矽,或介電質塗覆式金屬基材。其他實施例中,一中介層可包含一剛性基材,該剛性基材係具有從其各表面延伸的經定形導線結合件。部分案例中,經定形導線結合件可具有“S”或蜿蜒形狀。又其他實施例中,一中介層可包含一矽氧彈性體材料2600,其中嵌設有一陣列的傳導粒子或結構2602、2604、2606。請見第26圖。部分案例中,兩個此等矽氧彈性體片2700、2702可由一剛性間隔件基材2704所分離。請見第27圖。再其他實施例中,一中介層可包含一矽氧彈性體,其中係嵌設有經蝕刻的順應性接觸器。此中介層的實施例係描述於讓渡予觸壓科技公司(Touchdown Technologies,Inc.)的美國專利申請案公告US 2007/0075717 A1(‘717公告)中,該公告的整體揭示被合併於本文中以供參考。部分案例中,一中介層可由多重模組形成,該等模組可被個別地定位於一探針頭1702及電路板1710之間,或被一共同的支撐基材集體地固持於位置中。此中介層揭露於‘717公告中。
部分案例中,部分或全部的可壓縮性電互連件1708可採行從探針頭1702或電路板1710的一者或兩者突起之可壓縮性電互連件的形式。若可壓縮性電互連件1708設置於探針頭1702及電路板1710兩者上,一基材可設置於探針頭1702與電路板1710之間以供可壓縮性電互連件支承抵住。然而,較佳藉由一中介層提供可壓縮性電互連件1708。
電路板1710(第17至20圖)可由各種不同材料形成,但較佳由印刷電路板(PCB)材料形成。在第18圖顯示成槳板連接器之複數個電連接器1808、1810係可被耦合至電路板1710以使信號繞佈於微電子接觸器總成1700與諸如一ATE系等測試設備之間。
勁化器1712(第17至20圖)可利用金屬、金屬合金或複合物形成,且在部分實施例中可由不銹鋼形成。除了對於微電子接觸器總成1700提供結構性支撐、及具有其中安裝有差動螺旋元件1800、1802、1804、1806之容槽外,勁化器1712的確切組態對於此揭示來說並不重要。
第2及17至19圖所示之勁化器1712、可壓縮性電互連件1708及基材1704、1706、1710的周邊係被顯示為圓形、或概呈圓形。然而,其周邊可另為正方形或矩形,且在部分案例中,元件的周邊可具有異於另一元件周邊形狀之形狀。
微電子接觸器總成常需要將電子元件放置成緊鄰於其微電子接觸器。許多案例中,這些電子元件採行電容器及電阻器的形式。可能想要將電容器放置成緊鄰於微電子接觸器,譬如用以改良信號完整度、能夠作高頻測試、或降低信號路徑之間的串擾。亦可能想要將電阻器放置成緊鄰於微電子接觸器,譬如用以能夠使資源共享於不同微電子接觸器之間(且因此使資源共享於微電子接觸器所連接的DUT或DUT接觸部之間)。在諸如動態隨機存取記憶體(DRAM)晶圓測試應用等部分半導體晶圓測試應用中,將電子元件放置成緊鄰於微電子接觸器係會特別重要。
有許多因素會使得將電子元件放置成緊鄰於微電子接觸器變得複雜。譬如,若電子元件被定位於與微電子接觸器相同的表面上,電子元件的墊高部可能需使微電子接觸器的墊高部增加,藉此增加其電性長度,降低其機械穩定性,且概括減小其信號完整度效能。
第28至31圖顯示用於將表面安裝技術(SMT)電子元件安裝至一多基材探針頭─諸如一具有一空間轉換器基材1704及一探針接觸器基材1706的探針頭1702(第17圖)─之各種不同示範性方式。在第28至31圖所示的各案例中,SMT電子元件至少部份地被定位於探針接觸器基材中的一腔穴內。對於本文來說,一探針接觸器基材中的一“腔穴”係定義為探針接觸器基材中的一孔或表面凹部,該孔或表面凹部係至少部份地被探針接觸器基材的一或多個內部邊緣所劃界,且該孔或表面凹部亦被探針接觸器基材的一或兩表面之一(多)個平面所劃界。
SMT電子元件可在部分案例中身為“現成的(off-the-shelf)”SMT電子元件,該等元件可因為其已知的效能特徵而被選擇。時常,SMT電子元件係提供遠比譬如特殊形成(或嵌設)於一空間轉換器或探針接觸器基材的一或多層內之電子元件更好的效能。尚且,利用SMT電子元件、及將其放置在可從一探針頭的一外部表面所近接之腔穴中,可使其大幅更容易修理或更換(特別是相較於修理或更換嵌設式元件時尤然,該等嵌設式元件常無法修理或更換)。
第28圖中,一支座基材2802係以諸如底層凸塊金屬化(UBM)結合墊等的一對結合墊2804、2806被金屬化。結合墊係應適於使其電性耦合一SMT電子元件2808及電互連件2810、2816。SMT電子元件2808的終端2812、2814係被電性耦合(譬如利用一銲料迴流技術被軟銲)至墊2804、2806,而附接有SMT電子元件2808之支座基材2802係經由探針接觸器基材1706中的一腔穴2800被安裝至空間轉換器基材1704。可供SMT電子元件2808電性連接之墊2804、2806隨後係被電性連接至探針接觸器基材1706的表面2812上之墊或特徵構造(共同稱為“傳導元件”2818、2820)。譬如可經由諸如導線結合件、卷帶自動式結合(TAB)結合件、銲料或傳導環氧樹脂等電互連件2810、2816來產生支座基材2802上的墊2804、2806以及探針接觸器基材1706上的墊或特徵構造2818、2820之間的電性連接。請注意不需使SMT電子元件2808及探針接觸器基材1706的表面2112上之傳導元件2818、2820之間的電互連件2810、2816被繞佈於探針接觸器或空間轉換器基材1706、1704上或予以經過。
當腔穴2800的深度大於SMT電子元件2808的高度時,支座基材2802可用來增大SMT電子元件2808相距空間轉換器基材1704的表面2102之墊高部。這能夠將SMT電子元件2808放置成使其最遠離空間轉換器基材1704之表面2822齊平於探針接觸器基材1706的微電子接觸器表面2112。利用此方式,SMT電子元件2808可被放置成很接近將與其電性連接之墊或特徵構造2818、2820,而不需修改微電子接觸器2114的高度/墊高部。或者,SMT電子元件2808可被定位成使其升高於探針接觸器基材1706的表面2112上方(或低坐於其下方)。然而,SMT電子元件2808應未升高太遠到達腔穴280外使其與微電子接觸器2114的運動產生干擾。
已知具有多種不同用於將一SMT電子元件2808安裝至一對結合墊2804、2806之技術。此等技術可使用傳導銲膏,譬如用以將SMT電子元件2808結合至結合墊2804、2806。部分案例中,複數個SMT電子元件可被平行地安裝至其各別的結合墊,位於一共同基材上。然後,SMT電子元件的個別者(或組)可從共同基材被切單(或分離),使得各元件或各組元件設有一支座基材。範例中,支座基材可為一陶瓷基材,一絕緣式金屬基材,或一印刷電路板基材。
附接有SMT電子元件2808之支座基材2802可利用一標準晶粒附接、揀放工具被放置在腔穴2800中。支座基材2802可譬如藉由一黏劑(譬如一以環氧樹脂為基礎的黏劑)或銲料被機械式耦合至空間轉換器基材1704。部分案例中,可譬如藉由當支座基材2802被機械式耦合至空間轉換器基材1704(譬如當一黏劑固化)時將支座基材2802相對於空間轉換器或探針接觸器基材1704、1706固持在一所想要位置中、或藉由當電子元件被電性及機械性耦合至結合墊2804、2806時將電子元件2808相對於支座基材固持在一所想要位置中,藉以確保電子元件2808相對於空間轉換器基材1704或探針接觸器基材1706之墊高部。
SMT電子元件2808可在支座基材2802耦合至空間轉換器基材1704之前或之後被耦合至支座基材2802。
第29圖顯示一SMT電子元件2900,其被機械式耦合至一支座基材1704而不使用結合墊(或利用遠為較小的結合墊)。部分案例中,SMT電子元件2900可利用一諸如以環氧樹脂為基礎的黏劑等黏劑被機械式耦合至支座基材2902,而不用結合墊。
附接有SMT電子元件2900之支座基材2902係經由探針接觸器基材1706中的一腔穴2800被安裝至空間轉換器基材1704。SMT電子元件2900的終端2904、2906隨後被電性連接至探針接觸器基材1706的表面2112上之墊或特徵構造2818、2820。可譬如經由諸如導線結合件、TAB結合件、銲料或傳導環氧樹脂等電互連件2810、2816來產生SMT電子元件2900的終端2904、2906以及探針接觸器基材1706上的墊或特徵構造2818、2820之間的電性連接。
可譬如利用第28圖脈絡所描述的任何技術使得第29圖所示的SMT電子元件2900相對於空間轉換器基材1704的表面2102或探針接觸器基材1706的表面2112被定位。
部分案例中,複數個SMT電子元件可被安裝於一共同基材上。然後,SMT電子元件的個別者或個別組可從共同基材被切割,使得電子元件或其小組被攜載於支座基材上。
如第28及29圖所示,其中放置有支座基材及SMT電子元件之腔穴係可具有比起其中所放置的支座基材及SMT電子元件“x”及“y”維度實質更大之“x”及/或“y”維度。部分案例中,一探針接觸器基材上之微電子接觸器係可經由延伸至其中放置有一支座基材之相同腔穴內的電互連件被耦合至一空間轉換器基材上的結合墊(譬如請見第21圖所示的導線結合連接件2118;一支座基材及SMT電子元件亦可被定位於腔穴或槽2120內)。在相同或其他案例中,多重支座基材、或攜載有多重SMT電子元件之支座基材係可被放置於單一腔穴中。又其他案例中,且如第30圖所示,一腔穴3000的“x”及“y”維度尺寸可只稍微大於其中所放置的一支座基材或SMT電子元件2900之“x”及“y”維度。此等接近公差的腔穴係可盡量減少一SMT電子元件2900在一探針接觸器基材1706上所獨佔的表面積。
一SMT電子元件放置在一腔穴中係不只有助於將元件定位成較接近一或多個微電子接觸器,其亦可對於元件提供機械性保護─特別是若腔穴尺寸只略微大於元件時尤然。
第28及29圖顯示已被放置於一探針接觸器基材中的通孔腔穴中之支座基材。如第31圖所示,一非通孔腔穴3100亦可形成於一探針接觸器基材1706中,且一SMT電子元件2900可放置其中。或者(未圖示),一SMT電子元件可連同一支座基材被放置於一非通孔腔穴中。
當一SMT電子元件被放置於一尺寸只略微大於元件之腔穴中時,該元件有時可電性耦合至探針接觸器基材上之墊或其他特徵構造而未先將該元件機械性耦合至支座基材,或未將支座基材機械性耦合至空間轉換器基材。用來將元件電性耦合至探針接觸器基材上的墊或特徵構造之電互連件隨後係可作為將元件機械性扣持於腔穴中之部件。
第28至31圖所示的探針接觸器基材腔穴各者可譬如利用諸如機械性機械加工(譬如機械銑製)、超音波機械加工(譬如超音波熔接)、雷射輔助式機械加工、雷射燒蝕、或濕蝕刻等方法形成。
一SMT電子元件亦可被直接安裝至空間轉換器基材,譬如如第32至34圖的任一圖所顯示。部分案例中,元件3200可安裝至空間轉換器基材1704使其對準於探針接觸器基材1706中的一腔穴3202(或可自其被近接)。請見第32圖。或者,一元件3300可部份或整體地被定位於探針接觸器基材1706及空間轉換器基材1704之間。請見第33圖。藉由將SMT電子元件3300、3302定位於探針接觸器基材1706與空間轉換器基材1704之間,探針接觸器基材1706的表面2112中之腔穴有時可減小數量或尺寸,藉此與微電子接觸器2114放置於探針接觸器基材1706上的作用產生較少干擾,或容許微電子接觸器2114較密集地放置在探針接觸器基材1706上。若一SMT電子元件3400(第34圖)的尺寸使其未配合於探針接觸器基材1706及空間轉換器基材1704之間,一腔穴3402或3404可形成於面對空間轉換器基材1704之探針接觸器基材1706的表面中。在此例中,SMT電子元件3400可至少部份地延伸至腔穴3404內。
第32至34圖各者中,SMT電子元件3200、3300、3400可電性連接至空間轉換器基材表面上之結合墊、跡線或其他特徵構造(共同稱為“傳導元件”)。可藉由各不同類型的電互連件來產生連接,但通常最好利用銲料(譬如藉由一銲料迴流技術)產生連接。
請注意,所有上述用於將一SMT電子元件或一支座基材定位、安裝及電性連接至另一基材之技術皆可利用低溫組裝及互連製程進行。
任何類型的SMT電子元件皆可被定位於第28至34圖所揭露的任何區位中、或其他區位中。部分案例中,諸如半導體晶圓測試應用中,欲被定位成電性接近一探針頭的微電子接觸器之所有電子元件可能並未配合於一探針接觸器基材中的腔穴內(或個別元件腔穴中),或者其可能無法或不需將全部電子元件放置在支座基材上藉以將其定位成盡量接近需與其電性連接之墊或特徵構造。這些案例中,可使用元件安裝技術及位置的一組合。例如,且如第35圖的探針頭橫剖面中所顯示,可能想要將旁通電容器3500、3502放置在腔穴3508、3510中的支座3504、3506上,使得電容器3500、3502很接近將與其連接之墊或特徵構造3512、3514;但將隔離電阻器3516、3518直接安裝在空間轉換器基材1704上(對準於一腔穴3520、3522,或也許位於探針接觸器與空間轉換器基材1704、1706之間)可能已經“夠好”。譬如,隔離電阻器3516係藉由用於將隔離電阻器電性連接至結合墊3524、3526之銲料被安裝在空間轉換器的表面2102上。
上述用於定位、安裝或電性連接SMT電子元件之技術可提供各不同優點,其中部分優點已被提及。譬如,藉由將SMT電阻器安裝在空間轉換器基材上,SMT電阻器可被安裝在空間轉換器基材上同時微電子接觸器被建造在探針接觸器基材上或組裝至探針接觸器基材(亦即,該等製程可平行進行)。藉由將所有SMT電子元件定位或安裝在探針接觸器基材的微電子接觸器表面下方(或至少部份地位於探針接觸器基材中的腔穴內),SMT電子元件的定位/安裝不會與微電子接觸器的設計產生干擾,且微電子接觸器的墊高部/高度並無限制。亦即,微電子接觸器的墊高部/高度可以很短,且不需增加微電子接觸器的墊高部/高度以確保其墊高部/高度大於SMT電子元件者。具有短墊高部/高度及較短整體電性長度之微電子接觸器係傾向於具有較低的電感,其係改良經過微電子接觸器的功率輸送。
藉由提供探針接觸器基材中之通孔腔穴(或面對空間轉換器基材之探針接觸器基材的表面中之非通孔腔穴),或在探針接觸器基材與空間轉換器基材之間存在充分間隙的案例中,SMT電子元件可被安裝至面對探針接觸器基材之空間轉換器基材的表面。利用此方式,比起當SMT電子元件被移交至空間轉換器基材的相對表面上之安裝區位時,SMT電子元件可被安裝成更接近微電子接觸器,且可達成更好的效能。
描述過一微電子接觸器總成的不同實施例之後,提供下列申請專利範圍。
100,500,1700...微電子接觸器總成
102,302...探針頭
104,502,1708...可壓縮性電互連件
106,504,1710...電路板
108,506,1712...勁化器
110,112,114,116,402...多部份緊固件
118,120,2114,2406...微電子接觸器
122,124,126,128,400,700,800,1000,1200,2128,2200,2228...插入件
130,132,134,136...孔
138,140,142,144...多部份緊固件的軸
146,148,150,152,414...差動螺旋機構
154,156...電接觸部或連接器
300,1004,1204,1600...探針頭基材
304...基材300的表面
306...周邊
308,310...孔
312,314...邊緣凹部
404...軸
406,408,820,822...螺紋
410...軸環
412...六角形開口
416...襯套
418...差動軸
420...鎖機構
600,602...附件
702...唇
704...基材706的表面
706,1004,1500...基材
802,804...顎爪構件
806,808...螺絲
810,812...顎爪構件表面
814...體部部分
816,1602...螺紋式容槽
818...軸
1002,1202...孔
1006,1206...插塞
1008...推拔狀外部表面
1010,1224...螺紋式孔徑
1012...推拔狀壁
1014,1216...鎖螺帽
1016...推拔狀插塞1006的螺紋式頸
1018...基材1004的側
1020,1218...凹部
1022...基材1004的表面
1024...多部份緊固件的軸
1208...螺紋式柱段
1210...板
1212,1220...基材1204的表面
1214...基材1204的最外表面
1222...軸
1400...軸
1402...刃片部分
1702...空間轉換器基材1704的探針頭
1704...空間轉換器基材
1706,1812...探針接觸器基材
1800,1802,1804,1806...差動螺旋元件
1808,1810...電連接器
2100...空間轉換器基材1704的第一表面
2102...空間轉換器基材1704的第二表面
2104...空間轉換電互連件
2104-2108,2810,2816...電互連件
2106...電接觸部
2108...電接觸部,結合墊
2110...探針接觸器基材1706的第一表面
2112...探針接觸器基材1706的第二表面
2116...電接觸部/終端
2118...結合線,導線結合連接件
2120...腔穴或槽
2130...金屬跡線
2222,2224,2226...黏劑元件
2302,2304,2306...步驟
2302...近接孔
2308,2310,2312,2314...磚片
2316,2318,2320,2322,2324,2326,2328,2330...結合邊緣
2400...探針接觸器基材1706的背側
2402‧‧‧可犧牲材料
2404,2408‧‧‧微電子接觸器梢端
2500‧‧‧傳導導縫
2504‧‧‧銲料凸塊
2600‧‧‧矽氧彈性體材料
2602,2604,2606‧‧‧傳導粒子或結構
2700,2702‧‧‧矽氧彈性體片
2704‧‧‧剛性間隔件基材
2800,3000,3402,3404,3508,3510,3520,3522‧‧‧腔穴
2802,2902‧‧‧支座基材
2804,2806,3524,3526‧‧‧結合墊
2808,2900,3200,3300,3302,3400‧‧‧SMT電子元件
2812,2814‧‧‧SMT電子元件2808的終端
2818,2820‧‧‧傳導元件
2822‧‧‧最遠離空間轉換器基材1704之表面
2904,2906‧‧‧SMT電子元件2900的終端
3100‧‧‧非通孔腔穴
3120‧‧‧槽
3202‧‧‧探針接觸器基材1706中的腔穴
3500,3502‧‧‧旁通電容器
3504,3506‧‧‧支座
3512,3514‧‧‧墊或特徵構造
3516,3518‧‧‧隔離電阻器
第1及2圖係顯示一微電子接觸器總成的一示範性實施例;
第3圖提供一第一示範性探針頭的一基材之平面圖,其可配合使用第1及2圖所示的微電子接觸器總成;
第4圖顯示一可被錨固於第3圖所示之孔的一者中之示範性插入件;
第5圖顯示一微電子接觸器總成的一部分之橫剖面,該橫剖面顯示如何利用第4圖所示的插入件及多部份緊固件來耦合全部下列各者:第3圖所示的基材,一可壓縮性電互連件,一電路板,及一勁化器;
第6圖顯示一當複數個插入件被插入一探針頭內時將其同時固持於所想要位置中之附件;
第7圖顯示一具有一唇之探針頭插入件,該唇係休止於一探針頭基材的表面上;
第8圖顯示一示範性插入件,其可被錨固於第3圖所示之邊緣凹部的一者中;
第9圖顯示一微電子接觸器總成的一部分之橫剖面,該橫剖面顯示第8圖所示的插入件如何合併使用如第4圖所示者的一多部份緊固件來耦合全部下列各者:第3圖所示的基材,一可壓縮性電互連件,一電路板,及一勁化器;
第10至13圖顯示其他示範類型的探針頭插入件,其中第10及12圖顯示被錨固於一基材中之前的插入件;而第11及13圖顯示各被錨固於一基材中之後的插入件;
第14圖顯示一多部份緊固件的一示範性軸,該軸包含一刃片部分;
第15圖顯示一只含有孔安裝式插入件之探針頭基材的平面圖;
第16圖顯示一示範性探針頭基材的一部分之橫剖面,其中該探針頭基材係具有一區位可供附接一經表面安裝的螺紋式容槽;
第17至21圖顯示一具有一探針頭之示範性微電子接觸器總成,該探針頭包含不只一個主要基材;
第22圖顯示一被錨固於一最遠離一勁化器的基材中之示範性插入件;
第23圖顯示可如何藉由附接多重的基材磚片來形成一空間轉換器或探針接觸器基材;
第24圖顯示可如何在一平面化製程期間使用一可犧牲材料來保護微電子接觸器;
第25圖顯示一包含傳導導縫之示範性探針接觸器基材,該等傳導導縫係將探針接觸器基材的一表面上之微電子接觸器耦合至探針接觸器基材的另一表面上之電接觸部;
第26圖顯示一包含一矽氧彈性體材料之示範性中介層,其中嵌設有諸如金粒子或結構等之傳導粒子或結構;
第27圖顯示一示範性中介層,其包含被一剛性間隔件基材所分離之兩個矽氧彈性體片;
第28至31圖顯示不同的SMT電子元件安裝於一探針接觸器基材的不同類型腔穴中之情形;
第32至34圖顯示不同的SMT電子元件安裝於一空間轉換器基材上的不同區位中之情形;
第35圖顯示一示範性探針頭橫剖面以及旁通電容器及隔離電阻器在其上之示範性位置。
100...微電子接觸器總成
102...探針頭
104...可壓縮性電互連件
106...電路板
108...勁化器
110,112,114,116...多部份緊固件
118,120...微電子接觸器
122,124,126,128...插入件
130,132,134,136...孔
138,140,142,144...多部份緊固件的軸
146,148,150,152...差動螺旋機構
154,156...電接觸部或連接器

Claims (40)

  1. 一種微電子接觸器總成,包含:一探針頭,具有i)複數個微電子接觸器,ii)一表面,其具有複數個孔及一周邊,該周邊具有複數個邊緣凹部,及iii)複數個插入件,其包括被錨固於該等孔中之一第一複數個插入件,及被錨固於該等邊緣凹部中之一第二複數個插入件;一勁化器;一電路板,其配置於該探針頭與該勁化器之間;一可壓縮性電互連件,其配置於該探針頭與該電路板之間,該可壓縮性電互連件係提供該探針頭與該電路板之間的電性互連;及複數個可調整式多部份緊固件,該等可調整式多部份緊固件的各者具有i)一軸,其耦合至該複數個插入件的一者,ii)一差動螺旋機構,其耦合至該勁化器,及iii)一鎖機構,其耦合至該勁化器,其中該差動螺旋機構係適於調整該探針頭之一表面的一平面性、或該等微電子接觸器之數個特徵構造的一平面性,且其中該鎖機構係適於維持該探針頭之表面的平面性、或該等微電子接觸器之特徵構造的平面性。
  2. 如申請專利範圍第1項之微電子接觸器總成,其中該探針頭包含:一空間轉換器基材,其具有一與一第二表面相對之第一表面以及一位於其間之空間轉換電互連件,該空間 轉換電互連件係包括該空間轉換器基材的第一表面及第二表面兩者上之數個電接觸部,該空間轉換器的第一表面上之該等電接觸部係電性連接至該可壓縮性電互連件;及一探針接觸器基材,其具有一與一第二表面相對之第一表面,該探針接觸器基材係耦合至該空間轉換器基材,且該探針接觸器基材的第一表面係面對該空間轉換器基材的第二表面,其中該複數個微電子接觸器係i)耦合至該探針接觸器基材的第二表面及ii)電性連接至該空間轉換器基材的第二表面上之該等電接觸部。
  3. 如申請專利範圍第2項之微電子接觸器總成,進一步包含一用於將該探針接觸器基材耦合至該空間轉換器基材之黏劑。
  4. 如申請專利範圍第2項之微電子接觸器總成,其中該空間轉換器基材及該探針接觸器基材中的至少一者係包含至少一陶瓷層。
  5. 如申請專利範圍第2項之微電子接觸器總成,其中該等孔及邊緣凹部係形成於該空間轉換器基材中。
  6. 如申請專利範圍第2項之微電子接觸器總成,其中該等孔及邊緣凹部係形成於該探針接觸器基材中。
  7. 如申請專利範圍第1項之微電子接觸器總成,其中該等軸的至少一者係具有一呈現數個不同橫剖面之體部。
  8. 如申請專利範圍第1項之微電子接觸器總成,其中該等插入件的至少一者係包含一螺紋式容槽。
  9. 如申請專利範圍第1項之微電子接觸器總成,其中該探針頭係包含至少一基材,且其中被錨固於該等邊緣凹部的各別至少一者中之該等插入件的至少一者,係包含一用於握持該探針頭的相對表面之夾件。
  10. 如申請專利範圍第1項之微電子接觸器總成,進一步包含一位於該等插入件的至少一者、與該等孔的各別至少一者之間的黏劑。
  11. 一種微電子接觸器總成,包含:一探針頭,具有i)複數個微電子接觸器,ii)一表面,其具有複數個孔,iii)複數個插入件,其被錨固於該等孔中,該等插入件的各者係小於被該插入件錨固其中之該孔;一勁化器;一電路板,其配置於該探針頭與該勁化器之間;一可壓縮性電互連件,其配置於該探針頭與該電路板之間,該可壓縮性電互連件提供該探針頭與該電路板之間的電性互連;及複數個可調整式多部份緊固件,該等可調整式多部份緊固件的各者係具有一軸、一差動螺旋機構及一鎖機構,該軸係耦合至該複數個插入件的一者,該差動螺旋機構係耦合至該勁化器且適於調整該探針頭之一表面的一平面性、該等微電子接觸器之數個特徵構造的一平面性、或該可壓縮性電互連件的一壓縮,而該鎖機構係適於維持該探針頭之表面的平面性、該等微電子接觸器 之特徵構造的平面性、或該可壓縮性電互連件的壓縮。
  12. 如申請專利範圍第11項之微電子接觸器總成,其中該探針頭包含:一空間轉換器基材,其具有一與一第二表面相對之第一表面以及一位於其間之空間轉換電互連件,該空間轉換電互連件係包括該空間轉換器基材的第一表面及第二表面兩者上之數個電接觸部,該空間轉換器的第一表面上之該等電接觸部係電性連接至該可壓縮性電互連件;及一探針接觸器基材,其具有一與一第二表面相對之第一表面,該探針接觸器基材係耦合至該空間轉換器基材,且該探針接觸器基材的第一表面係面對該空間轉換器基材的第二表面,其中該複數個微電子接觸器係i)耦合至該探針接觸器基材的第二表面及ii)電性連接至該空間轉換器基材的第二表面上之該等電接觸部。
  13. 如申請專利範圍第12項之微電子接觸器總成,進一步包含一用於將該探針接觸器基材耦合至該空間轉換器基材之黏劑。
  14. 如申請專利範圍第12項之微電子接觸器總成,其中該空間轉換器基材及該探針接觸器基材中的各者係包含至少一陶瓷層。
  15. 如申請專利範圍第12項之微電子接觸器總成,其中該等孔係形成於該空間轉換器基材中。
  16. 如申請專利範圍第12項之微電子接觸器總成,其中該等 孔係形成於該探針接觸器基材中。
  17. 如申請專利範圍第11項之微電子接觸器總成,其中該等軸的至少一者係具有一呈現數個不同橫剖面之體部。
  18. 如申請專利範圍第11項之微電子接觸器總成,其中該等軸的直徑係為2至5公厘之間。
  19. 如申請專利範圍第11項之微電子接觸器總成,其中該等軸的至少一者具有一線纜部分。
  20. 如申請專利範圍第11項之微電子接觸器總成,其中該探針頭包含至少一基材,且其中該等孔的至少一者係為該基材中的一通孔。
  21. 如申請專利範圍第11項之微電子接觸器總成,其中該探針頭係包含至少一基材,且其中該等孔的至少一者係為該基材中的一盲孔。
  22. 如申請專利範圍第11項之微電子接觸器總成,其中該等插入件的至少一者包含一螺紋式容槽。
  23. 如申請專利範圍第11項之微電子接觸器總成,進一步包含一位於該等插入件的至少一者、與該等孔的各別至少一者之間的黏劑。
  24. 如申請專利範圍第11項之微電子接觸器總成,進一步包含一位於該等插入件的至少一者、與該等孔的各別至少一者之間的絕緣體。
  25. 如申請專利範圍第11項之微電子接觸器總成,其中該電路板係為一印刷電路板。
  26. 一種微電子接觸器總成,包含: 一探針頭,具有i)複數個微電子接觸器,ii)一表面,其具有複數個通孔,iii)複數個插入件,其被錨固於該等孔中,該等插入件的各者係具有一插塞及一插塞扣持機構,該插塞扣持機構被緊固至該插塞,該插塞及該插塞扣持機構係具有支承抵住該探針頭的各別相對表面之各別表面;一勁化器;一電路板,其配置於該探針頭與該勁化器之間;一可壓縮性電互連件,其配置於該探針頭與該電路板之間,該可壓縮性電互連件係提供該探針頭與該電路板之間的電性互連;及複數個可調整式多部份緊固件,該等可調整式多部份緊固件的各者係具有一軸、一差動螺旋機構及一鎖機構,該軸係耦合至該複數個插入件的一者,該差動螺旋機構係耦合至該勁化器且適於調整該探針頭之一表面的一平面性、該等微電子接觸器之數個特徵構造的一平面性、或該可壓縮性電互連件的一壓縮,而該鎖機構係適於維持該探針頭之表面的平面性、該等微電子接觸器之特徵構造的平面性、或該可壓縮性電互連件的壓縮。
  27. 如申請專利範圍第26項之微電子接觸器總成,其中該插塞扣持機構係為一鎖螺帽,該鎖螺帽係螺接於該插塞上。
  28. 如申請專利範圍第26項之微電子接觸器總成,其中該探針頭包含: 一空間轉換器基材,其具有一與一第二表面相對之第一表面以及一位於其間之空間轉換電互連件,該空間轉換電互連件係包括該空間轉換器基材的第一表面及第二表面兩者上之數個電接觸部,該空間轉換器的第一表面上之該等電接觸部係電性連接至該可壓縮性電互連件;及一探針接觸器基材,其具有一與一第二表面相對之第一表面,該探針接觸器基材係耦合至該空間轉換器基材,且該探針接觸器基材的第一表面係面對該空間轉換器基材的第二表面,其中該複數個微電子接觸器係i)耦合至該探針接觸器基材的第二表面及ii)電性連接至該空間轉換器基材的第二表面上之該等電接觸部。
  29. 如申請專利範圍第28項之微電子接觸器總成,進一步包含一用於將該探針接觸器基材耦合至該空間轉換器基材之黏劑。
  30. 如申請專利範圍第28項之微電子接觸器總成,其中該空間轉換器基材及該探針接觸器基材中的各者係包含至少一陶瓷層。
  31. 如申請專利範圍第28項之微電子接觸器總成,其中該等通孔形成於該空間轉換器基材中。
  32. 如申請專利範圍第28項之微電子接觸器總成,其中該等通孔係形成於該探針接觸器基材中。
  33. 如申請專利範圍第28項之微電子接觸器總成,其中該等插塞的至少一者係具有一推拔狀外部表面,該推拔狀外 表面係支承抵住其各別通孔的一推拔狀壁。
  34. 如申請專利範圍第28項之微電子接觸器總成,其中該等插塞的至少一者係包含i)一螺紋式柱段,及ii)一板,其垂直地附接至該螺紋式柱段。
  35. 一種探針頭,包含:一空間轉換器基材,其具有一與一第二表面相對之第一表面以及一位於其間之空間轉換電互連件,該空間轉換電互連件係包括該空間轉換器基材的第一表面及第二表面兩者上之數個電接觸部;及一探針接觸器基材,其具有一與一第二表面相對之第一表面,該探針接觸器基材係耦合至該空間轉換器基材,該探針接觸器基材的第一表面係面對該空間轉換器基材的第二表面,該探針接觸器基材的第二表面在其上具有複數個微電子接觸器,該複數個微電子接觸器係電性連接至該空間轉換器基材的第二表面上之該等電接觸部;其中複數個用於接收軸之部件係耦合至該探針接觸器基材,其中該空間轉換器基材具有複數個對準於該用於接收軸的部件之近接孔,該複數個近接孔係容許該等軸穿過該空間轉換器,且其中該用於接收軸之部件係為經表面安裝的螺紋式容槽。
  36. 如申請專利範圍第35項之探針頭,其中該探針接觸器基材具有複數個孔,且其中該用於接收軸之部件係為錨固於該等孔中之螺紋式容槽。
  37. 一種用於錨固複數個插入件於一探針頭中之方法,該方法包含:將該複數個插入件錨固至一附件的數個各別軸,該複數個插入件係抵靠該附件上的機械阻止件;使用該附件將該複數個插入件同時地定位於一探針頭中的數個各別孔中;及將該複數個插入件錨固於該探針頭中。
  38. 如申請專利範圍第37項之方法,其中藉由將該等插入件螺接至該等各別軸上,而使該複數個插入件被附接至該等各別軸。
  39. 如申請專利範圍第37項之方法,進一步包含:在將該複數個插入件錨固至該等各別軸之前,操作該附件的複數個差動螺旋機構以移動該等各別軸及平面化該等機械阻止件。
  40. 如申請專利範圍第37項之方法,其中該複數個插入件係利用一黏劑被錨固於該探針頭中。
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