TWI576588B - 混成電氣接觸器 - Google Patents

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TWI576588B
TWI576588B TW101144477A TW101144477A TWI576588B TW I576588 B TWI576588 B TW I576588B TW 101144477 A TW101144477 A TW 101144477A TW 101144477 A TW101144477 A TW 101144477A TW I576588 B TWI576588 B TW I576588B
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凱斯Ｊ 布萊林格
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佛姆費克特股份有限公司
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Description

混成電氣接觸器 相關申請案之交互參照
本申請案是美國暫時專利申請案第61/564,679號之一非暫時申請案(且因此主張申請日之利益)，且該申請案係在2011年11月29日申請並且在此全部加入作為參考。
本發明係有關於一種混成電氣接觸器。
背景
目前存在多種用以電氣連接兩或多個電子裝置之技術。一種習知電氣連接技術是焊料。在電子裝置之間由焊料構成之電氣連接大致是可靠的且具有一相當低之電阻。又，一旦在電子裝置之間形成焊料連接，該等焊料連接通常不會施力在任一電子裝置上。但是，焊料連接具有某些缺點。例如，在電子裝置之間的焊料連接無法輕易地清除且在其中一電子裝置與一不同電子裝置之間重新形成。作為另一例子，焊料連接通常不容許在該等電子裝置之間的適當相對移動，且事實上，在該等電子裝置之間的相對移動(例如，由於該等電子裝置之不一致之熱膨脹及收縮)會破壞該等焊料連接。
在一電子裝置上之一導電探針被加壓抵靠在另一電子裝置上之一接觸器的以壓力為基礎之電氣連接克服某些焊料連接之缺點。例如，該等以壓力為基礎之電氣連接可輕易清除且在一電子裝置與一不同電子裝置之間重新 形成。又，在該一電子裝置上之探針通常可回應在該一電子裝置與另一電子裝置之間的相對移動相對在該另一電子裝置上之接觸器滑動。但是，該等以壓力為基礎之電氣連接有多數缺點。例如，以壓力為基礎之電氣連接之電阻通常比焊料連接之電阻大。作為另一例子，以壓力為基礎之電氣連接，在定義上，在一電子裝置上之該探針與在另一電子裝置上之該接觸器之間需要一預定量之力。
其他種類之電氣連接亦有多數缺點。例如，機械力裝配電氣連接(例如，零插入力連接器)經常需要第二致動器且通常提供相當低密度之多數獨立連接。作為另一例子，液體金屬會難以收容及控制且通常只可在相當窄之溫度範圍中使用。
本發明之各種實施例解決在習知電氣連接技術中的前述缺點。
概要
在本發明之某些實施例中，一種電子設備亦可包括多數順應墊，及多數刺穿該等墊之導電探針。可有來自該第一電氣通路，且各電氣通路可包括多數電氣連接，且該等電氣連接係在被其中一探針刺穿之其中一墊內之多數位置藉由該探針形成。
在本發明之某些實施例中，一種電氣連接電子裝置之方法可包括以多數導電探針刺穿多數順應墊，且該等導電探針係與一第一電子裝置之第一電路電氣連接，並且 該等順應墊係與一第二電子裝置之一第二電路電氣連接。此外，就各對之其中一探針與其中一對應墊而言，該刺穿包含該其中一探針接觸該對應其中一墊之多數導電元件以完成一由該第一電路至該第二電路通過該探針及該對應墊之導電通路。
在本發明之某些實施例中，一種探針卡總成可包括一配線基板，且該配線基板可包括與一測試器之一電氣界面，且該測試器係用以控制一欲測試電子裝置(DUT)之測試。該探針卡總成亦可包括一探針頭，且該探針頭包括多數導電接觸器，並且該等導電接觸器係組配成與該DUT之多數端子電氣連接。該探針卡總成亦可包括一互連器，且該互連器可包括多數順應墊，並且該等順應墊係組配成在該配線基板與該探針頭之間提供多數電氣通路。各電氣通路可包括多數電氣連接，且該等電氣連接係形成在其中一墊內之多數位置。
100‧‧‧電子設備
102‧‧‧第一電子裝置
104‧‧‧第一電路
106‧‧‧探針
108‧‧‧第二電子裝置
110‧‧‧第二電路
112‧‧‧墊
114‧‧‧導電元件
116‧‧‧刺穿端
202‧‧‧非導電材料
204‧‧‧導電元件；導電顆粒
302‧‧‧導電元件
402‧‧‧尖刺
502‧‧‧球
602‧‧‧刀片
604‧‧‧切割邊緣
700‧‧‧電子設備
702‧‧‧墊
706‧‧‧探針
704‧‧‧導電元件
712‧‧‧墊
714‧‧‧導電元件
716‧‧‧刺穿端
718‧‧‧相對刺穿端
708,710‧‧‧引導基板
800‧‧‧電子設備
802‧‧‧第一探針
804‧‧‧基板
806‧‧‧第二探針
808‧‧‧插入物
816‧‧‧刺穿端
818‧‧‧刺穿端
900‧‧‧電子設備
902‧‧‧第一墊
904‧‧‧導電元件
906‧‧‧基板
908‧‧‧第一探針
910‧‧‧第二探針
912‧‧‧第二墊
914‧‧‧導電元件
916‧‧‧插入物
918,920‧‧‧刺穿端
1000‧‧‧測試系統
1002‧‧‧測試器
1004‧‧‧通信通道
1006‧‧‧連接器
1008‧‧‧配線基板
1010‧‧‧互連器
1012‧‧‧探針頭
1014‧‧‧互連器
1016‧‧‧DUT
1018‧‧‧探針卡總成
1020‧‧‧端子
1102‧‧‧端子
1114,1116,1124‧‧‧端子
1200‧‧‧插座
1202‧‧‧裝置位置
1204‧‧‧電子裝置
1206‧‧‧互連器
1208‧‧‧配線基板
1210,1212‧‧‧端子
1300‧‧‧電子設備
1302‧‧‧晶粒或晶圓
1304‧‧‧電路
1306‧‧‧探針
1308‧‧‧電子裝置
1310‧‧‧電路
1312‧‧‧墊
1314‧‧‧導電元件；導電顆粒
1316‧‧‧引導板
1318‧‧‧非導電材料
1320‧‧‧端子
D‧‧‧深度
E1,E2‧‧‧膨脹或收縮
H‧‧‧高度
L‧‧‧長度
圖1A與1B顯示依據本發明某些實施例之電氣連接之形成，其中多數導電探針刺穿包含多數導電元件之多數墊。
圖2顯示依據本發明某些實施例之包含多數導電元件之一墊的一例子，且該等導電元件係懸浮在一非導電材料中。
圖3顯示依據本發明某些實施例之一墊之一例子，且該墊包含多數互相纏繞導電元件之束或柱。
圖4顯示依據本發明某些實施例之具有一刺穿端之一探針的一例子，且該刺穿端包含一或多個尖刺。
圖5顯示依據本發明某些實施例之具有一刺穿端之一探針的一例子，且該刺穿端包含一或多個球。
圖6A與6B顯示依據本發明某些實施例之具有一刺穿端之一探針的一例子，且該刺穿端包含一或多個刀片。
圖7、8與9顯示依據本發明某些實施例之一電子設備之例子，且該電子設備包含藉由多數電氣通路電氣連接之多數電子裝置，並且該等電氣通路包括刺穿一墊之一探針，且該墊包含多數導電元件。
圖10顯示依據本發明某些實施例之包含一探針卡總成之一測試系統，其中一或多個連接器可包括多數電氣連接，且該等電氣連接包含刺穿一墊之一探針，並且該墊包含多數導電元件。
圖11顯示依據本發明某些實施例之一探針卡總成之一例子，顯示多數電氣連接之例子，且該等電氣連接包含刺穿一墊之一探針，並且該墊包含多數導電元件。
圖12顯示依據本發明某些實施例之一電氣插座，其中一或多個連接器可包括多數電氣連接，且該等電氣連接包含刺穿一墊之一探針，並且該墊包含多數導電元件。
圖13顯示依據本發明某些實施例之一電子設備之另一實施例，且該電子設備包含藉由多數電氣通路電氣連接之多數電子裝置，並且該等電氣通路包括刺穿一墊之 一探針，且該墊包含多數導電元件。
示範實施例之詳細說明
這說明書說明本發明之示範實施例及應用。但是，本發明不限於這些示範實施例及應用或該等示範實施例及應用操作或在此所述之方式。又，該等圖可顯示簡化或部份視圖，且在圖中之元件的尺寸可以誇大或不成比例以便清楚顯示。此外，就在此使用之用語“附接”或“耦合”而言，不論該一物體係直接附接或耦合在該另一物體上或在該一物體與該另一物體之間有一或多個中間物體，一物體(例如，一材料、一層、一基板等)均可附接或耦合在另一物體上。又，如果有的話，方向(例如，以上、以下、頂、底、側、上、下、正下方、正上方、上方、下方、水平、垂直、“x”、“y”、“z”等)是相對的且只是作為例子及為了顯示及說明並且不是為了限制而提供。此外，在參考多數編排元件(例如，元件a、b、c)方面，該參考是意圖包括單獨任一編排元件、少於所有該等編排元件之任一組合、及/或所有該等編排元件之組合。
在此所使用之電路表示被動及/或主動電氣電路。被動電路表示一組互連之導電通路、電線、線路、或提供電氣信號可通過之多數電氣通路的其他導電結構。主動電路表示處理、操作或改變電氣信號或電氣信號之通路的一組互連電氣元件，例如開關、電晶體、放大器等。
在此所使用之用語“元件”表示多數結構不同之 獨立元件。
在此所使用之刀片表示具有一切割邊緣之一結構，且該切割邊緣具有一比該切割邊緣之任一寬度大之長度。該邊緣可實質上被磨利成一線或可以是鈍的並且因此構成例如一平坦表面之一表面。
在此所述之順應表示可以回應一力移動或彈回。該用語“順應”包含塑性變形及/或彈性變形。塑性變形表示回應一力之一物體之變形-即，一形狀或位置之變化，且在該力移除後該物體不會由該變形完全回復。回應一力彈性變形之一結構在移除該力後實質回復其初始形狀或位置。一彈性變形之物體在此稱為是有彈性的或一彈性物體。
在此所使用之刺穿表示強迫或作成進入或穿過一通路。
長形的表示相當長且薄的。
本發明之實施例包括多數電氣連接，且該等電氣連接包含刺穿一順應墊之一導電探針。該探針可接觸多數在該墊內之導電元件且因此在該墊內之多數位置與該墊電氣連接。
圖1A與1B顯示依據本發明之某些實施例在一第一電子裝置102與一第二電子裝置108之間形成一電氣連接。如圖所示，多數導電探針106可刺穿(且因此穿入)多數墊112，且各墊112可包含多數導電元件114。(雖然顯示的是兩探針106及兩墊112，但是可有更多或更少。)各探針106 可接觸在一墊112中之多數導電元件114且因此與在該墊112內之導電元件114形成多數電氣連接。該等導電元件114可在該等墊112內具有足夠密度使得在該探針106與在被該探針106刺穿之該墊112內之導電元件114之間產生電氣連接。因此該等探針106與被該等探針刺穿之墊112可以是由該第一電子裝置102至該第二電子裝置108之連續電氣通路(可互相電氣絕緣)之一部份。雖然未顯示，在圖1A與1B(或圖式之任一其他圖)中之探針106可藉由一或多個引導板(例如，圖13之引導板1316的圖7之引導基板708或710)固持定位。雖然亦未顯示，該等墊112可設置在一難以或不容易刺穿之導電結構(例如，一墊或端子)上，且一探針106可刺穿一墊112且因此接觸及電氣連接該非可刺穿墊。在該實施例中，一探針106可因此與在一墊112內之導電元件及設置在墊112之導電非可刺穿墊電氣連接。
該等探針106可與該第一電子裝置102之第一電路104電氣連接，且在該等墊112中之導電元件114可與該第二電子裝置108之第二電路110電氣連接。因此，該等探針106及在該等墊112中之導電元件114可以是可電氣連接該第一電子裝置102之第一電路104與該第二電子裝置110之第二電路110的上述連續電氣通路(包含刺穿該等墊112之該等探針106)之一部份。電子裝置102與108-可為相同或不同種類之裝置-包括半導體裝置(例如，晶粒)且電路104及/或110可以是整合在該等晶粒中之主動電路；印刷電路板；電氣插座；例如探針卡總成或測試插座之測試裝置等。
導電元件114可以是任一種導電顆粒(可包括微顆粒、小片、球體等)或纖維(可包括長絲、線等)。例如，導電元件114可以是金屬(例如，銅、銀、金、碳等)顆粒、纖維等。
墊112可以是任一可被探針106貫穿之結構。圖2與3顯示依據本發明某些實施例之一墊112之例子。
如圖2所示，在某些實施例中，一墊112可包含一非導電材料202，且多數導電元件204(可與上述導電元件114之任一例子相同或相似)埋或懸浮在該非導電材料202中。(因此導電元件204是圖1A與1B中之導電元件114的例子。)該非導電材料202可以是順應的且容易被一探針106刺穿。例如，非導電材料202可包含彈性體、橡膠、氯丁二烯橡膠、矽氧樹脂等。在某些實施例中，非導電材料202可以是自動復原的，使得在該探針106移除後由一探針106產生之進入一墊112之刺穿記號自動復原。適當之墊112包括可由Tyco Electronics公司取得之HXC125 Material System或在一彈性體(例如，矽氧樹脂)中包含導電金屬(例如，銅、金、銀等)元件(例如，小片、球體等)之類似材料系統。
圖3顯示一墊112之另一例子。如圖3所示，一墊112可包含多數導電元件302之一網或束，且該等導電元件302之網或束係圖1A與1B中之導電元件114之例子。例如，導電元件302可以是互相纏繞之金屬(例如，銅、銀、金等)纖維。作為另一例子，導電元件302可為奈米碳管。
該等導電元件302之網或束係可以是大致如圖3 所示之單獨網或束。或者，該等導電元件302之網或束可以部份地或完全地埋在一材料(例如，圖2之材料202)中。
探針106可以是有助於刺穿一墊112之任一形狀。例如，探針106可以是大致長形之結構，如圖1A與1B所示。刺穿一墊112之該等探針106之端116(以下稱為“刺穿端”)可類似地採用有助於刺穿一墊112之任一形狀。依據本發明之某些實施例之探針106之適當刺穿端116之例子係顯示在圖4、5、6A與6B中。
如圖4所示，一探針106之刺穿端116可包含一或多個尖刺402。雖然在圖4中顯示兩個尖刺402，但是可只有一個尖刺402或兩個以上之尖刺402。圖5顯示呈一大致球502之形狀之一探針106之一刺穿端116的例子。又，雖然顯示一個球502，但是可有一個以上。圖6A與6B顯示一探針106之一刺穿端116之另一例子。如圖所示，該刺穿端116可包含具有一切割邊緣604之一刀片602，且該切割邊緣604具有一長度L。又，雖然顯示一個刀片602，但是可有一個以上。一探針106之一刺穿端116之其他非限制例包括針或呈一正方形、矩形、角柱形、截頭角柱形等形狀之結構。
在圖1中(或在此之任一圖或說明中)所示之該等探針106與該等導電元件114(包括圖2與3中之導電元件204與302)之間之電氣連接的某些實施例可提供優於多種習知電氣連接之優點。
例如，可選擇該等探針106及該等墊112之導電元件114之材料以及在該等墊112中之導電元件114之密度，使 得在一探針106與在被該探針106刺穿之一墊112中之導電元件114之間的接觸電阻為低。例如，在某些實施例中，在一探針106與在一墊112中之導電元件114之間的接觸電阻可小於十歐姆、小於一歐姆、小於二分之一歐姆、或小於十毫歐姆。但是，在其他實施例中，該接觸電阻可為等於或大於十歐姆。
作為另一例子，可選擇該等墊112之材料及該等探針106之刺穿端116之材料與形狀，使得一探針106刺穿一墊112所需之力可實質為低。例如，在某些實施例中，該探針106刺穿一墊112到至少該墊112之高度H(請參見圖1B)之四分之一的一深度D所需之力可小於十克、小於五克、小於一克或小於十分之一克。但是，在其他實施例中，該力可等於或大於十克。在某些實施例中，一墊112之高度H可為至少五微米、至少十五微米、至少二十微米、至少五十微米或至少五百微米。在其他實施例中，該高度H可等於或大於一微米。一探針106穿入一墊112之該深度D(請參見圖1B)可為該墊112之高度H的至少十分之一、至少五分之一、至少四分之一、至少三分之一、至少二分之一或至少四分之三。例如，一探針106可穿入一墊112至少一微米、至少兩微米、至少三微米、至少四微米或至少五微米。在其他實施例中，一探針106穿入一墊112之該深度D可為該墊112之全高度H，使得該探針106完全穿過該墊112。當然，一探針106亦可刺穿一墊112至一小於該墊112之高度H之十分之一或小於一微米之深度D。
作為本發明之某些實施例可提供之優於習知技術之優點的另一例子，各探針106可刺穿一對應墊112至一不同深度D(如圖1B所示，可小於於一墊112之高度H)。這可補償該等探針106之長度的不規則性及/或該等電子裝置102與108中之一者或兩者缺少的平面性。
本發明之某些實施例之再一優點是可抵消在該等電子裝置102與108之間的相對移動。例如，即使依據，例如，溫度差或變化，該第一電子裝置102膨脹或收縮E1至一比該第二電子裝置108膨脹或收縮E2大或小的程度，該等墊112之順應性亦可保持在該等探針106與在該等墊112中之導電元件114之間的電氣連接。
作為再一優點，在圖1B中之該第一電子裝置102與該第二電子裝置108之間的電氣連接可藉由只移動其中一電子裝置(例如，102)遠離另一電子裝置(例如，108)而移除且因此將該等探針106拉出該等墊112。因此該等電子裝置102與108可輕易地與另一電子裝置連接。例如，電子裝置102之探針106可被推入-且因此刺穿-另一電子裝置(例如，該第二電子裝置108)之墊(例如，墊112)。雖然未顯示，例如，在回送測試中或作為跨接，探針106及墊112亦可組配成連接一電子裝置(例如，裝置102)之墊112與相同電子裝置上之其他墊(例如，墊112)連接。雖然亦未顯示，墊112亦可形成在例如同軸構造、三軸構造、屏蔽差動對構造等之許多習知電氣結構中。
作為又一優點，在某些實施例中，不一定需要壓 縮墊112以形成與該等探針106之電氣連接。因此，雖然一墊112可被壓縮，但是它不一定被壓縮。
多數探針106及在多數墊112中之導電元件114係在一第一電子裝置102之電路104與一第二電子裝置108之電路110之間之電氣通路之一部份的圖1B所示之電子設備100只是一例。包含刺穿墊112之探針106且接觸在該等墊中之導電元件114的電氣連接有其他組態及應用。圖7-9顯示一第一電子裝置102與一第二電子裝置108藉由包括刺穿包含多數導電元件之一墊之一探針的電氣通路來連接之其他實施例，且圖10-12顯示可使用該等電氣連接之一應用的例子。
圖7顯示一電子設備700，且該電子設備700如上所述地包含具有電路104之第一電子裝置102及具有電路110之第二電子裝置108。如圖所示，包含多數導電元件704之多數墊702可設置在(或附接在)該第一電子裝置102上，且該等導電元件704可與電路104電氣連接。包含多數導電元件714之多數墊712可類似地設置在(或附接在)該第二電子裝置108上，且該等導電元件714可與電路110電氣連接。該等墊702與712可與墊112(包括圖2與3所示及/或在此所述之墊112之任一實施例或變化例)相同，且該等導電元件704與714可與導電元件114(包括圖2與3所示及/或在此所述之墊112之任一實施例或變化例)相同。
如圖7所示，多數探針706(可類似探針106)之刺穿端716可刺穿墊702且接觸並且因此產生與在該等墊702 內之導電元件704的電氣連接。又，如圖所示，探針706之相對刺穿端718可刺穿墊712且接觸並且因此產生與在該等墊712內之導電元件714的電氣連接。因此可提供由該第一電子裝置102之電路104至該第二電子裝置108之電路110的多數導電通路(可互相電氣絕緣)，且這些導電通路之各導電通路可包含在一墊702中與一探針706之一刺穿端716接觸的多數導電元件704，該探針706，及在一墊712中與該探針706之一相對刺穿端718接觸的多數導電元件714。一探針706之刺穿端716及相對刺穿端718可與如在此所述地包括具有圖4-6B所示之刺穿端組態116之一探針106的一刺穿端116相同。一或多個引導基板708或710(顯示兩個但可有更多個或包括沒有之更少個)可固持定位該等探針706。
圖8顯示一可與圖7之電子設備700大致相同之800，但是圖8中之插入物808可包含一基板804，由該基板804之一第一側延伸之多數第一探針802，及由該基板804之一第二側延伸之多數第二探針806。多數通過該基板804之電氣連接(未圖示)可連接該等第一探針802中之多數獨立第一探針與該等第二探針806中之多數獨立第二探針。
如圖8所示，該等第一探針802之多數刺穿端816可刺穿多數墊702且接觸並且因此產生與在該等墊702內之導電元件704之電氣連接。又，如圖所示，該等第二探針806之多數刺穿端818可刺穿多數墊712且接觸並且因此產生與在該等墊712內之導電元件714之電氣連接。因此可提供由該第一電子裝置102之電路104至該第二電子裝置108之電 路110的多數導電通路(可互相電氣絕緣)，且這些導電通路之各導電通路可包含在一墊702中與一第一探針802之一刺穿端816接觸的多數導電元件704，該第一探針802，由該第一探針802通過該基板804至刺穿端818與在一墊712中之導電元件714接觸之一第二探針806的多數電氣連接，及在該墊712中之該等導電元件714。
第一探針802可類似探針106，且第二探針806亦可類似探針106。此外，一第一探針802之刺穿端816及一第二探針806之刺穿端818可與如在此所述地包括具有圖4-6B所示之刺穿端組態116之一探針106的一刺穿端116相同。
圖9顯示一電子設備900，且該電子設備900如上所述地包含具有電路104之第一電子裝置102及具有電路110之第二電子裝置108。如圖所示，該電子設備900亦可包含一插入物916，且該插入物916包含一基板906，包含設置在(或附接在)該基板906之一第一側上之多數導電元件904之多數第一墊902，及包含設置在(或附接在)該基板906之一第二側上之多數導電元件914之多數第二墊912。該等墊902與912可與墊112(包括圖2與3所示及/或在此所述之墊112之任一實施例或變化例)相同，且該等導電元件904與914可與導電元件114(包括圖2與3所示及/或在此所述之導電元件202與302)相同。多數通過該基板906之電氣連接(未圖示)可連接在該等第一墊902中之多數獨立第一墊中的導電元件904與該等第二墊912中之多數獨立第二墊中的導電元件914。
又，如圖9所示，多數第一探針908(可類似探針106)可由該第一電子裝置102延伸，且多數第二探針910(可類似探針106)可由該第二電子裝置108延伸。該等第一探針908可與電路第一電路104電氣連接，且該等第二探針910可與電路110電氣連接。如圖所示，該等第一探針908之刺穿端918可刺穿該等第一墊902且接觸並且因此產生與在該等第一墊902內之導電元件904的電氣連接。又，如圖所示，該等第二探針910之刺穿端920可刺穿該等第二墊912且接觸並且因此產生與在該等第二墊912內之導電元件914的電氣連接。因此可提供由該第一電子裝置102之電路104至該第二電子裝置之電路110的多數導電通路(可互相電氣絕緣)，且這些導電通路之各導電通路可包含一第一探針908，在一第一墊902中之多數導電元件904，由該第一墊902之導電元件904通過該基材916至一第二墊912之導電元件的一電氣連接，及一刺穿該第二墊912之探針910。
如在此所述地包含刺穿包含多數導電元件(例如，114)之多數墊(例如，112)之多數探針(例如，106)的電氣連接有許多可能用途及應用。圖10-12顯示多數例子。
圖10顯示測試系統1000，且該測試系統1000包括一用以測試DUT1016之探針卡總成1018。DUT1016(可為欲測試裝置之一頭字語)可以是欲測試之任一電子裝置或多數電子裝置，包括但不限於一未分割半導體晶圓之一或多個晶粒，由一晶圓分割之一或多個晶粒(經封裝或未經封裝)，設置在一托架或其他固持裝置中之分割半導體晶粒陣 列之一或多個晶粒，一或多個多晶粒電子裝置，一或多個印刷電路板，或任一其他種類之電子裝置或多數電子裝置。圖10顯示依據本發明某些實施例之一示範探針卡總成1018及可使用該探針卡總成1018測試DUT1016之一測試系統1000之簡化方塊圖。
如圖10所示，該探針卡總成1018可包含可藉由多數支架(未圖示)及/或其他適當裝置固持在一起之一配線基板1008，一互連器1010及一探針頭1012。又，如圖所示，一互連器1014可設置在該探針頭1012與該DUT1016之多數端子1020之間。可部份設定在該探針頭1012上且部份設置在該DUT1016上之互連器1014可電氣連接該探針頭1012與該DUT1016之端子1020。
該配線基板1008可以是一印刷電路板、陶瓷基板等。該配線基板1008可包括多數電氣連接器1006(例如，與一測試器1002之一電氣界面)，且該等電氣連接器1006係組配成與到達及來自一測試器1002之多數通信通道1004產生電氣連接。連接器1006可以是多數用以收納彈簧針之墊、多數零插入力連接器、或適用於與通信通道1004產生電氣連接之任一其他電氣連接裝置。可穿過該探針卡總成1018提供多數導電通路(未圖示)以提供由在連接器1006中之多數獨立電氣連接(各獨立電氣連接可對應於其中一通信通道1004)至該DUT1016之輸入及/或輸出端子1020。通過該探針卡總成1018之該等導電通路(未圖示)可包含多數由該等連接器1006通過該配線基板1008至該互連器1010之導電連 接，例如線路及/或通路(未圖示)；該等互連器1010；多數通過該探針頭1012之導電連接，例如線路及/或通路(未圖示)；及該互連器1014。依此方式，多數包含該等通信通道1004及通過該探針卡總成1018之上述導電通路的信號通路係設置在該測試器1002與DUT1016之輸入及/或輸出端子1020之間。
該互連器1010及/或該互連器1014可包含多數探針(例如，106)，且該等探針刺穿包含多數導電元件(例如，114)之多數墊(例如，112)。圖11顯示該探針卡總成1018的一例，其中該互連器1010係藉由圖8中之插入物808及墊702與712實施，該互連器1014係藉由圖1B所示之探針106及墊112實施。
如圖11所示，圖8之插入物808之墊702可設置在(例如，附接在)該配線基板1008之電氣端子1102上。因此在墊702中之導電元件704可與該等端子1102電氣連接。該插入物808之墊712可類似地設置在(例如，附接在)該探針頭1012之電氣端子1114上，且因此該等墊712之導電元件714可與該等端子1114電氣連接。因此，圖11之配線基板1008可以是圖8中之第一電子裝置102之一例，且該等連接器1006、該等端子1102及多數通過該配線基板1008在該等連接器1006與該等端子1102之間的電氣連接(未圖示)，例如通路及/或線路(未圖示)，可以是圖8中之電路104之一例。該探針頭1012可以類似地是圖8中之第二電子裝置108之一例，且該等端子114與116及多數通過該探針頭1012在該等 端子1114與1116之間的電氣連接(未圖示)，例如通路及/或線路(未圖示)，可以是圖8中之電路110之一例。
又，如圖11所示，圖1B之探針106可設置在(例如，附接在)該探針頭1012之電氣端子1116上。圖1B之墊112可類似地設置在(例如，附接在)該DUT1016之電氣端子1124上，且因此該等墊112之導電元件114可與該等端子1124電氣連接。因此圖11之探針頭1012可以是圖1B中之第一電子裝置102之一例，且該等端子114與116及多數通過該探針頭1012在該等端子1114與1116之間的電氣連接(未圖示)，例如通路及/或線路(未圖示)，可以是圖1B中之電路104之一例。該DUT1016可以類似地是圖1B中之第二電子裝置108之一例，且DUT1016之端子1124及內部電路(未圖示)可以是圖8中之電路110的一例。在前述例子中，由該探針頭1012延伸之探針106可以是組配成與該DUT1016之端子1020電氣連接之該探針頭之接觸器的例子。
圖11所示之探針卡總成1018之組態只是一例，且可有多數變化例。例如，墊112亦可設置在探針頭1012之端子1116上且探針106可設置在該DUT1016之端子1124上。在前述例子中，設置在該探針頭1012之端子1116上之該等墊112可以是組配成與該DUT1016之端子1020電氣連接之該探針頭之接觸器的例子。作為其他例子，圖10之互連器1010亦可實施為圖7所示之墊702與712，或圖9中之插入物916及探針908與910。作為另外之例子，圖10之互連器1014亦可實施為圖7所示之探針706及墊702與712；圖8中之插入物 808及墊702與712；或圖9中之插入物916及探針908與910。作為又另外之例子，該互連器1010及/或該互連器1014可藉由刺穿包含多數導電元件(例如，114)之一墊(例如，112)的一探針(例如，106)來實施。
不論該探針卡總成1018如何構成，均可使用圖10之測試系統1000如下地測試該DUT1016。該DUT1016之端子1020可與互連器1014電氣連接。該測試器1002可產生多數測試信號，且該等測試信號可通過該等通信通道1004、探針卡總成1018及該互連器1014，提供至該DUT1016之端子1020。由該DUT1016產生之回應信號可由該DUT1016通過該互連器1014、探針卡總成1018及通道1004，提供至該測試器1002。該測試器1002可分析該等回應信號以決定DUT1016是否對該等測試信號適當地回應且，因此，DUT1016通過或未通過該測試。該測試器1002可替代地或另外地評定DUT1016之效能。
圖12顯示一示範插座1200，且該示範插座1200具有一配線基板1208，並且該配線基板1208具有用於電子裝置1204之多數裝置位置1202。多數互連器1206可電氣連接各電子裝置1204之電氣端子1212與該配線基板1208之電氣端子1210。該配線基板1208可包括電氣連接該等端子1210與多數界面(未圖示)及/或其他電子裝置(未圖示)。
該等互連器1206可包含刺穿包含多數導電元件(例如，114)之墊(例如，112)的探針(例如，106)。例如，該等互連器1206可藉由圖1B之探針106及墊112來實施。在此 情形下，圖1B之探針106可設置在(例如，附接在)且因此電氣連接在該電子裝置1204之端子1212或該配線基板1208之端子1210上。圖1B之墊112可類似地設置在(例如，附接在)且因此該等墊之導電元件114電氣連接在該電子裝置1204之端子1212或該配線基板1208之端子1210之另一者上。在前述例子中，圖12之一電子裝置1204可對應於圖1B中之第一電子裝置102或第二電子裝置108中之一電子裝置，且該配線基板1208可對應於該第一電子裝置102或該第二電子裝置108中之另一電子裝置。因此一電子裝置1204之端子1212與內部電路(未圖示)可對應於圖1B中之電路104或110，且該配線基板1208之端子1028及內部電氣連接(未圖示)可對應於該電路104或110之另一電路。
作為其他例子，圖12之互連器1206可實施為圖7所示之探針706及墊702與712；圖8中之插入物808及墊702與712；或圖9中之插入物916及探針908與910。在該等情形中，一電子裝置1204可對應於圖7、8或9中之第一電子裝置102，且該配線基板1208可對應於該第二電子裝置108。因此一電子裝置1204之端子1212及內部電路(未圖示)可對應於圖1B中之電路104，且該配線基板1208之端子1028及內部電氣連接(未圖示)可對應於該電路110。
圖13顯示依據本發明某些實施例之一電子設備之另一實施例，且該電子設備包含藉由多數電氣通路電氣連接之多數電子裝置，並且該等電氣通路包括刺穿包含多數導電元件之一墊之一探針。如圖所示，一電子設備1300 可包含一具有電路1304之半導體晶粒或晶圓1302(可包含多數未分割晶粒)。(該晶粒或晶圓1302可以是一第一或第二電子裝置之一例，且電路1304可以是第一或第二電路之一例。)例如，電路1304可以是整合在該晶粒或晶圓1302中之主動電路。探針1306(可大致類似探針106)可由該晶粒或晶圓1302延伸且與電路1304電氣連接。引導板1316(顯示的是兩個，但是可有更多個或更少個)可穩定及/或固持定位該等探針1306。
墊1312可設置在一電子裝置1308之導電端子1320上。該等端子1320可與該電子裝置1308之電路1310電氣連接。(該電子裝置1308可以是一第一或第二電子裝置之一例，且電路1310可以是第一或第二電路之一例。)各墊1312可類似於圖2所示之墊112之實施例且因此可包含多數埋在一非導電材料(例如，類似圖2中之材料202)中之導電元件1314(可類似圖2中之導電元件204)。該等導電顆粒1314可與該端子1320電氣連接。如圖所示，探針1306之端(可類似該等探針106之刺穿端116)可刺穿該等墊1312。一非導電材料1318可大致如圖所示地設置在該等墊1312之間。
各探針1306可刺穿一墊1312。因此該探針1306可接觸且藉此與在一墊1312內之導電顆粒1314中之多數導電顆粒產生電氣連接。因此多數導電通路(可互相電氣絕緣)可由該晶粒或晶圓1302之電路1304形成至該電子裝置1308之電路1310。各導電路徑可包含接觸且與在一墊1312中之導電顆粒1314產生電氣連接之一探針1306及一端子1320。
雖然本發明之特定實施例及應用已在這說明書中說明過了，但是這些實施例及應用只是示範的，且可有許多變化例。
102‧‧‧第一電子裝置
104‧‧‧第一電路
106‧‧‧探針
108‧‧‧第二電子裝置
110‧‧‧第二電路
112‧‧‧墊
114‧‧‧導電元件
116‧‧‧刺穿端
H‧‧‧高度

Claims (20)

  1. 一種電子設備，包含：一第一電子裝置，其包含第一電路；一第二電子裝置，其包含第二電路；多數順應墊，其係設置於該第二電子裝置上，該等多數順應墊中之每一者包含一非導電順應材料，及懸浮於該順應材料內且直接電氣連接於該第二電路之導電元件；以及多數導電探針，其係自該第一電子裝置延伸且刺穿該等墊中之數者，該等探針中之每一者係直接電氣連接於該第一電路，且接觸在該探針所刺穿之墊內懸浮的該等導電元件中之數者；以及多數電氣通路，其係自該第一電路至該第二電路；其中該等電氣通路中之每一者包含該等探針中之一者，及在該等探針中之該一者所刺穿的該等墊中之該一者內懸浮的該等導電元件中之該等數者。
  2. 如請求項1之電子設備，其中該順應材料係實質具有彈性的。
  3. 如請求項1之電子設備，其中該順應材料包含一聚合物材料或一塑膠材料。
  4. 如請求項1之電子設備，其中：該等導電元件係多數導電纖維；以及該等墊中之每一者包含該等纖維之一網或束。
  5. 如請求項1、2、3或4之電子設備，其中該等探針中之每 一者包含：刺穿該等墊中之一者的一尖刺。
  6. 如請求項1、2、3或4之電子設備，其中該等探針中之每一者包含：刺穿該等墊中之一者的多個尖刺。
  7. 如請求項1、2、3或4之電子設備，其中該等探針中之每一者包含：刺穿該等墊中之一者的一或多個刀片。
  8. 如請求項1、2、3或4之電子設備，其中該等探針中之每一者包含：刺穿該等墊中之一者的一球。
  9. 如請求項1、2、3或4之電子設備，其中：該第一電子裝置或該第二電子裝置中之一者係一半導體裝置，且該第一電路包含整合在該半導體裝置中之主動電路；以及該第一電子裝置或該第二電子裝置中之另一者係一用以收納該半導體裝置之插座。
  10. 如請求項1、2、3或4之電子設備，其中：該第一電子裝置或該第二電子裝置中之一者係一半導體裝置，且該第一電路包含整合在該半導體裝置中之主動電路；以及該第一電子裝置或該第二電子裝置中之另一者係一探針卡總成，且該探針卡總成係組配成與該半導體裝置產生暫時電氣連接以測試該半導體裝置。
  11. 如請求項10之電子設備，其中：該等墊係設置在該半導體裝置上；該等探針係該探針卡總成之一部份；以及該等探針包含多數刺穿端以刺穿該等墊。
  12. 如請求項1、2或3之電子設備，其中該等導電元件係分散遍佈該順應材料。
  13. 如請求項1、2或3之電子設備，其中該等導電元件在該等墊中之每一者內具有足夠之密度來形成與刺穿該墊之該等探針中之該一者之電氣連接。
  14. 如請求項1、2或3之電子設備，其中該等導電元件包含顆粒、小片、球體或纖維。
  15. 如請求項1、2、3或4之電子設備，其中該等墊中之每一者之該非導電材料係自動復原的。
  16. 如請求項1、2、3或4之電子設備，其中：該等墊中之一者係自該第二裝置延伸一高度H；小於一克之一力加壓該等探針中之一者而使其進入該等墊中之該一者有一距離D；以及D至少係H的一半。
  17. 如請求項16之電子設備，其中D至少係H的四分之三。
  18. 如請求項1、2、3或4之電子設備，其中：該等墊中之一者係自該第二裝置至少延伸一高度H；以及該等探針中之每一者延伸小於該高度H而進入該等墊中之一對應墊。
  19. 如請求項1、2、3或4之電子設備，其中：該等墊中之一者係自該第二裝置延伸一高度H；以及該等探針中之一者刺穿進入該等墊中之該一者的一距離D等於該高度H。
  20. 如請求項1、2、3或4之電子設備，其中：該等墊中之每一者係自該第二裝置延伸至少一高度H；以及該等多數探針中之每一者延伸一不同之距離D而進入該等墊中。
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