TWI595239B - 用於測試頭之懸臂式接觸探針 - Google Patents

Description

用於測試頭之懸臂式接觸探針

本發明係關於用於測試頭之懸臂式接觸探針。

更特別地，本發明係關於一種懸臂式接觸探針，其具有至少一探針本體以及一鉤型末端部分，該末端部分從一彎曲點開始相關於該探針本體傾斜並結束於一接觸尖，該接觸尖用於確保與一待測裝置的一接觸板之機械或電性接觸。

本發明也關於一測試頭，該測試頭包含數個懸臂式接觸探針。

如同已知，一測試頭實質上係為一裝置以用於電性連接至一微結構(例如一積體電路或一般之電子裝置)的數個接觸板，用以對應一用以測試其之測試設備或機器的通道。

執行在積體電路上之該測試係允許有缺陷的電路被偵測以及隔離於生產階段。一般地，在切割以及組裝晶圓電子電路於一晶片包覆封裝內部之前，測試頭因此被使用於該晶圓電子電路的電性測試上。

因此可知一量測測試的效率及可靠性係依賴於該微結構，一般情況下為一待測裝置，以及一測試設備之間的一好的電性連結，以及因此即為探針和板之間的一最佳的電性接觸。

另外也知該電性連結測試設備/裝置以及探針/板，雖起初是良好的，但可能隨著時間經過而導致一實質的品質下降及可能的損耗，其係因為該待測裝置的接觸板有灰塵沉積或氧化。

為了確保一測量測試的可靠度與效率，因此需要提供一“清理”給該等接觸板。

於使用於此特定技術領域中之該等測試頭，於測試積體電路時，係廣泛地使用所謂之懸臂式接觸探針測試頭，其具有懸臂式探針，而類似魚竿懸掛在該待測裝置之上。

特別地，已知型態的一懸臂式測試頭通常支援數個可彎曲、一般近似竿狀的探針，並具備預設的電性和機械性。從該懸臂式測試頭突出之該等探針具有一實質地鉤型狀，其係由於一末端部位本身包含具有一內鈍角之一彎曲肘。

特別地，如圖1A與1B所示意，一個具有數個懸臂式探針的測試頭1通常包含一由鋁、陶瓷或其它合適的材質所構成的支撐環2，其通常耦接至由樹脂所構成的一樹脂支撐3，並可包括數個可移動的接觸元件或接觸探針4，其通常由特殊的合金線所組成，並具有良好的電性或機械 性，其從樹脂支撐3上的與待測裝置8之平面形成一適當的角度之數個點5突出，該角度被稱為主體角度，顯示為圖式中的β。該等探針一般地被稱為懸臂式探針。

特別地，該等接觸探針4具有一鉤型末端部分4A，以相對於探針的XX軸彎曲成一合適角度α並以一接觸尖6作為末端，其可用以接觸一待測裝置8的數個接觸板7。

該等接觸探針4超出支撐環2之部份通常焊接至一印刷電路或印刷電路板9，如圖1B所示，用以提供具有懸臂式探針的該測試頭1與該測試設備之間的一電性接觸。

該測試頭1的該等接觸探針4和該待測裝置的該等接觸板7之間的一個好的連結係藉由該測試頭1抵抗該相同裝置的一壓力而被確保，其中該等接觸探針4將受到一垂直彎曲，其朝向一相關於該裝置朝向該頭的移動之相反方向。

如圖2A所示意，參照單一個接觸探針4，當待測裝置8向著該鉤型末端部分4A垂直移動(如圖式中的箭頭FF)，該接觸探針4彎曲，且其被標示為PG之彎曲點，其為該鉤型末端部分4A和一標示為4B之相對於該樹脂支撐3突出的探針部分之間的交點，係沿著一圓弧形移動。

該探針的該突出部位4B在其垂直彎曲移動時形成用於該接觸探針4的一工作臂，此通常被稱為“自由長度”。

該等接觸探針4的似鉤型狀係使得，當接觸該待測裝置8的該等接觸板7以及它們的上升路程或“超程(overtravel)”超出該預設的接觸區域時，該等接觸探針4的該等接觸尖6於一藉由系統幾何所定義的方向上滑越該接觸板7。

需注意的是，該每一接觸探針4在該接觸板7上的施力是具備多因素的一函數，其中主要因素是探針材質類型、其形狀、其鉤型末端部分4A的角度α，其超出部分的長度或自由長度4B以及該待測裝置8的該等接觸板7的超程。該等因素也定義了該等接觸尖6越過該接觸板7的滑行長度，其通常稱之為一“擦拭(scrub)”。

事實上，該一滑行移動對應該接觸板7的該表面的一“擦拭(scrubbing)”或“刷(brushing)”，導致可能出現在該表面上的灰塵或氧化物層的移除。

該等接觸尖6在該等接觸板7上的滑行移動或擦拭應可允許一耐久且最佳化的電性接觸於該接觸探針4和該待測裝置8的該等接觸板7之間。

特別地，其最重要係用以保證該接觸板7上該等接觸尖的一足夠的擦拭，允許數個相同板的一表面“清理”，改善藉由該測試頭1所實現的接觸。

儘管該形式應用於積體電路上的優點被廣泛使用直到最近，但若用於完全之最近設計的積體電路上，此技術其將有明顯的主要技術缺點。事實上，最近設計與製造的積體電路(以及類似的微結構)已增加了該等接觸板 的密度，並減少板的大小。

特別地，該接觸板7的一足夠的擦拭(scrub)之需求用於確保與該待測裝置8的一電性接觸之取得，在該測試頭1的所有執行條件中，係對比於市場上現有的需求以設計更密集之裝置，其所具有之接觸板7的大小日益減少。該接觸探針4的該接觸尖6越過該接觸板7之移動允許一足夠的擦拭，以致於在具有減少大小之板的裝置中，該接觸尖6越過相同接觸板7的該等邊界時會有其風險，而無法確保與該待測裝置8之一電性連接，以及可能傷害該接觸探針4或該裝置8自身。

該等尖端越過該板的移動導致一後面的切口並使切口標記加深，此通常被稱作“擦拭標記”。

擦拭標記的一低值係表示一測試的一低破壞力，因而減少該接觸板7被接觸探針4的尖所造成的傷害，且接著允許接續與該等板的連結(結合)之好品質。

因此有必要提供數個接觸探針4用來產生盡可能最小的擦拭標記。

已知的測試頭也具有固有的限制在相關於兩鄰接或連續的探針間的距離，亦即待測裝置8的兩鄰接接觸板7的中心對中心距離，在該領域中被稱之為“腳距(pitch)”。特別地，可被測試之該等板的“腳距”的該最小值係根據該幾何條件和該等探針的大小而改變。為了避免連續探針接觸到彼此，該測試頭1必須遵守下列關係式：PL>fc+S

其中：PL係鄰接探針的接觸尖之間的距離；fc係該等接觸探針4的直徑；以及S係鄰接接觸探針4之間的安全距離。

條件S-0，亦即一安全距離等同於零，係對應為探針碰撞。

需注意的是，該等接觸探針4的該直徑fc通常需被考慮進去，因為該等探針正常地係由金屬線所形成並具有一圓形橫切面。更一般性地，該探針的直徑被瞭解為係其垂直於該相同探針一縱向延伸軸的部位之最大尺寸，其根據先前的定義，係被考慮為沿著該等探針並列方向延伸，亦即，它們可接觸彼此之處。

根據該目前的技術，為了增加該等探針的數量，並具有相同的腳距值，已知可減少該接觸探針4的大小，特別係它們的直徑fc，而導致它們的弱化。因此該一解決方案僅適用於有限的情況。

其亦可知，因具有數個高密度接觸板7，該等接觸探針4係位於數個階或層之上，因此變化該等鉤型末端部分4A的長度L1、…Ln，如圖2B示意地所示。

該等階層的數量N，其被需求用於將數個具有直徑fc的接觸探針4放置於具有相等於P之距離或腳距的該等接觸板7上方，並確保彼此間一安全的距離S，係根據下述經驗公式所計算出：N=(fc+S)/P(四捨五入至下一較高的整數)。

假設測試頭具有位於數個階層的懸臂式的接觸探針4，由該等探針的碰撞所導致的問題明顯地具有三維特性。特別地，該具有最大接觸風險的部位係為一探針的該等彎曲點PG，其係位於一階層對應至鄰接的接觸探針4之該鉤型末端部分4A的一稍微逐漸變尖的區域。

因此，如果可能的話，其具有優點以放置該接觸探針4於一最小數量的階層上。

實質地，放置該等接觸探針4於多個階層上的該配置選擇係基於多個變數，當中最重要的如下所述：- 該等接觸探針4整體的可用空間- 每一接觸探針4的直徑fc；- 該等鉤型末端部分4A的形狀；以及- 該待測裝置8的腳距。

考慮用於該待測裝置8的一固定腳距值，其可能藉由減少它們的直徑來增加每一階層上所放置的探針數量。

然而須注意的是，具有一小直徑的該等接觸探針4將具有一較低的機械與電氣性能，歸因於鉤與該待測裝置8的板之間的接觸阻力之增加，因為該等接觸探針4的尖端施加較低的壓力於各別的接觸板7上。

其也可以輕易地顯示該等擦拭標記的長度係受到該鉤長度之巨大影響。導致該鉤長度之增加的該等階層的數量N之增加，也導致相關的擦拭標記的增加。

特別地，在一具有於N階層上之數個接觸探針 4的一測試頭裡，階層l1的該探針，其具有一鉤長度L1，係相對於階層l2之具有鉤長度L2的該探針能產生一較短的擦拭標記，而此擦拭標記接著短於階層l3之具有鉤長度L3之探針所產生的擦拭標記。

屬於較高階層ln的該探針，其具有一最長的鉤長度Ln，將因此創造一最長的擦拭標記並因此將造成對該等接觸板7的最大傷害。

放置該等探針於數個階層上的需求本質上對比於限制或甚至減少該等擦拭標記的長度的需求，亦即，導致該等接觸板傷害及橫越其邊緣的風險，甚至更嚴重，因為該等接觸板的大小係穩定地減少。

此外，藉由增加該等階層，位於較高階層上的該等探針之中的碰撞風險也隨之增加，因為它們之間的最小距離也減少，此係歸因於該等探針的圓錐形狀。

由上述敘述將明確可知，根據先前技術，此處具有截然不同的需求，其需要做出嘗試的妥協，且其嚴格地妥協於根據習知技術之測試頭的一好的功能。

本發明所欲解決之技術問題係提供一懸臂式接觸探針，其具有一配置以例如用來減少接觸的機率即便該待測裝置具有減少的腳距，用來增加該等探針之間的安全距離以及用來減少該等尖端在該等接觸板上的擦拭，同時確保該等探針及該等接觸板間之一適當的機械性和電性接觸。

本發明的解決方法係修正該等接觸探針中探針本體的至少一部份之配置，沿著該等探針一並列放置方向來減少該本體的厚度。

根據所述方法，該技術問題係藉由包括至少一探針本體或一鉤型末端部分的一懸臂式接觸探針來解決，該末端部分與該探針本體結合並以一傾斜部作為末端而被設定為一鉤，該末端部分被彎曲於一彎曲點，其具有該鉤型傾斜部的一相關於該探針的縱向延伸軸之合適的傾斜，以及以一接觸尖作為末端用以確保對於一待測裝置的一接觸板之機械與電性接觸，其特徵在於包含至少一減少部分，該部分具有一第一區域具備至少一第一大小，該第一大小係小於該探針在未包含該減少部分的一第二區域之一相對第一大小，沿著探針的一並列放置方向於一測試頭內，該減少部分沿著其側邊實質地減少，藉此形成一沿邊放置的具有一減少橫越大小之區域。

根據本發明的一觀點，位於該減少部分的該第一區域的第一大小與該第二區域的大小之比值被選擇在0.30至0.95之範圍裡。

根據本發明的另一觀點，該減少部分可對稱於該探針的縱向延伸軸。

此外，根據本發明的一觀點，該探針位於該減少部分的第一區域具有一第二大小，其係沿著該等探針的並列放置方向之正交方向，並且大於該第一大小。

根據本發明的另一觀點，該接觸尖可包含一波 紋狀接觸部分。

此外，該減少部分可被提供於該探針本體鄰接該末端部分之部位裡。

該減少部分亦可被提供於該末端部分的彎曲點之部位裡。

根據本發明的一觀點，該探針可包括一減少部分被提供於該探針本體鄰接該末端部分之部位裡，以及另一減少部分被提供於該末端部分之彎曲點部位裡。

根據本發明的另一觀點，該減少部分的第一區域的第一大小之值可根據該待測裝置的數個接觸板中心之間的距離值而被選擇。

此外，根據本發明的另一觀點，位於該減少部分之該第一部位的第二大小值可根據該探針必須承受的一電流而被選擇。

根據本發明的另一觀點，位於該減少部分之該第一區域的第一及第二大小值可被選擇用以控制該探針對該待側裝置之接觸板的接觸力，或用以平衡具有不同斜面部位長度的數個探針或用以接觸該裝置內部的板。

位於該減少部分上的第一區域的第一大小值可界於25μm和200μm之間，以及該第二區域的第一大小值可界於50μm和300μm之間。二擇一地，位於該減少部分的該第一區域的第一大小值可界於20μm至180μm之間，以及該第二區域的第一大小值可界於30μm至200μm之間。此外，位於該減少部分之第一區域的第二大小值可界於50 μm至400μm之間。

根據本發明另一觀點，位於該減少部分的第一區域可具有一形狀，該形狀可由一包含兩相對直線邊與兩相對弧線邊的一實質四邊形、一矩形、一正方形或一梯形中所選擇。

該技術問題亦藉由一測試頭而被解決，該測試頭包括至少一環支撐，其結合至另一樹脂支撐而可包括數個前述的懸臂式接觸探針。

根據本發明的一觀點，該測試頭可包括接觸探針的至少一第一階層，該等接觸探針具有一減少部分提供於該末端部分之該彎曲點上，以及包括沒有減少部分之接觸探針之一第二階層。

本發明該接觸探針以及該測試頭的特性與優點將被進一步於下列實施方式中描述，但僅只是舉例而非限定本發明，並請一併參照圖式。

1‧‧‧測試頭

2‧‧‧支撐環

3‧‧‧樹脂支撐

22‧‧‧鉤型末端部分

23‧‧‧鉤型傾斜部

25‧‧‧接觸尖

S‧‧‧安全距離

L1、…Ln‧‧‧長度

fc、D、d‧‧‧直徑

4‧‧‧接觸探針

4A‧‧‧鉤型末端部分

4B‧‧‧自由長度

5‧‧‧點

6‧‧‧接觸尖

7‧‧‧接觸板

8‧‧‧待測裝置

9‧‧‧印刷電路板

10‧‧‧懸臂式接觸探針

11‧‧‧探針本體

12‧‧‧末端部分

13‧‧‧斜部位

14‧‧‧彎曲點

15‧‧‧接觸尖

20‧‧‧懸臂式接觸探針

21‧‧‧探針本體

26‧‧‧減少部分

27‧‧‧環支撐

28‧‧‧樹脂支撐

30‧‧‧測試頭

20'‧‧‧懸臂式接觸探針

26'‧‧‧減少部分

20"‧‧‧懸臂式接觸探針

l1、l2、l3‧‧‧階層

L1、L2、L3‧‧‧鉤長度

Dir‧‧‧探針並列方向

β‧‧‧第一橫平面

γ‧‧‧第二橫切面

A1‧‧‧第一區域

A2‧‧‧第二區域

PG‧‧‧彎曲點

N‧‧‧階層的數量

D‧‧‧直徑

R‧‧‧距離

P1、P2‧‧‧腳距

B、B'、B1、B2、B3、B4、B5‧‧‧第一大小

H、H1、H2、H3、H4、H5‧‧‧第二大小

α‧‧‧角度

α‧‧‧橫切面

本發明之上述目的和其它目的將藉由更詳細的說明並配合圖式而更清楚地被了解，該等圖式為：圖1A係顯示習知一具有懸臂式探針的測試頭，圖1B係顯示圖1A該具有懸臂式探針的測試頭之正面剖面圖，圖2A係顯示圖1A具有懸臂式探針的一測試頭之一細部剖面圖，圖2B顯示習知另一具有懸臂式探針的測試頭之細部剖 面圖，圖3A顯示習知一懸臂式接觸探針之透視圖，圖3B顯示圖3A一懸臂式接觸探針之一橫剖面圖，圖4A顯示本發明一實施例之一懸臂式接觸探針之一透視圖，圖4B及4C顯示圖4A之懸臂式接觸探針之剖面圖，圖5A顯示圖4A之包括數個懸臂式接觸探針的一測試頭之透視圖，圖5B顯示圖5A之測試頭之細節，並比較圖3A之習知懸臂式接觸探針以及圖4A之本發明實施例之懸臂式接觸探針，圖6顯示本發明一選擇實施例之一懸臂式接觸探針之透視圖，圖7顯示圖6包括數個懸臂式接觸探針的一測試頭之一透視圖，圖7A和7B顯示圖7一測試頭的一細節的一正視圖，分別比較圖3A之習知懸臂式接觸探針以及圖6本發明一選擇實施例之懸臂式接觸探針，圖8顯示本發明另一選擇的實施例之一懸臂式接觸探針之透視圖，圖9A-9E顯示本發明選擇的實施例之懸臂式接觸探針的橫切面。

在此，本發明的實施例將與圖式結合以進行更詳細的說明。然而，該等實施例只是用來更加了解本發明，而非本發明的限制。

請特別地參照圖3A及4A，一習知的懸臂式探針(圖3A)以及本發明一實施例之一懸臂式接觸探針(圖4A)被示意地顯示。

特別地，習知的懸臂式接觸探針10，顯示於圖3A，包括一探針本體11以及連繫至該探針本體的一末端部分12，並以一斜部位13為末端而位於一鉤型配置裡。如同先前已述，該末端部分12被彎曲於一彎曲點14，並具有該鉤型傾斜部23相關於該探針本體11的軸之一合適傾斜，以及其以一接觸尖15作為末端，用於接觸待測裝置的複數個接觸板7。

該探針本體11具有一似竿形狀，具有一實質地不變的斷面區域，該區域係具有直徑D的一圓形，如圖3B所示，其顯示圖3A中該探針本體11位於一橫面α的一切面區域。

通常地，對於一探針具有一總長度係3.8至8cm之間，該探針本體11的長度係變化於3.7至7.7cm之間，以及該鉤型末端部分12的長度係變化於1至3mm之間，其中該斜部13的長度可能變化於0.15至1.5mm之間。再者，該探針本體11的直徑D可能變化於50至300μm之間，反之，該接觸尖15實質上也係圓形並具有直徑d，該直徑d可變化於8μm至80μm之間。在此方式下，該鉤型末端部 分12具有一個一端逐漸變細的錐頭截形(frustoconical)之形狀。

本發明一懸臂式接觸探針顯示於圖4A，一般地標示為20，其包括一探針本體21以及一鉤型末端部分22，其連繫至該探針本體21以及以一鉤型傾斜部23作為末端。相關於該探針本體21的一縱向延伸軸，該鉤型末端部分22被彎曲於一彎曲點24上，並以一接觸尖25作為末端，用於接觸該待測裝置的數個接觸板7。

有益地，根據本發明，該懸臂式接觸探針20包括至少一減少部分26，該部位具有一區域，該區域具有至少一第一大小，該第一大小係小於該探針剩餘區域的一對應第一大小，特別地係沿著該等探針於一測試頭裡的並列放置方向，該方向標記為Dir於圖4A中。更特別地，該減少部分係在側邊上減少，形成位於數個側邊上的一減少橫越大小之區域，其中該等探針被放置，也將於下述清楚描述，以如此之方式而從位於至少一階層上的一支撐環突出，欲成為該等探針從該支撐環上突出的點之高度，或更加精細地，係從與其關聯之樹脂支撐上突出，並相關於一待測裝置、以相同探針的一並列方式。該等探針位於一給定的階層可被考慮為沿著一平面並列放置，該平面被稱為探針平面，位於從該待測裝置的一定義平面的某一距離，當包括如此之探針的測試頭係接觸並壓向其之時，其中每一階層對應至該探針平面和該待測裝置的平面之間的一不同距離。

在圖4A的實施例裡，該懸臂式接觸探針20具有一減少部分26，其係特別地被提供於該探針本體21的一部位裡，其鄰接於該鉤型末端部分22，及具有一第一區域A1顯示於圖4B裡，取對應於圖4A的一第一橫平面β，其具有一第一大小B，特別地，係在該等探針並列方向Dir上的一最大大小，以及一第二大小H，特別地，係垂直於該等探針並列方向Dir之一最大大小。在本質上，該第一大小B係該懸臂式接觸探針20的該減少部分26的厚度，以及該第二大小H係其高度。在一較佳實施例裡，該第二大小H係大於該第一大小B。

該懸臂式接觸探針20也具有一第二區域A2顯示於圖4C中，取對應至圖4A裡的一第二橫切面γ，因此對應至該探針本體21中缺少該減少部分26之處，該區域A2係具有一直徑B'的圓形，在該範例裡相等於圖3A中該懸臂式接觸探針10的該區域A。

該減少部分26可藉由該懸臂式接觸探針20之適合作業而被提供，舉例而言，藉由從該探針本體21的一部位中移除相關於該懸臂式接觸探針20的縱向延伸軸之一對稱形式材質，而於該部位中提供一對稱之凹陷。

有益地，根據本發明，對應於該減少部分26而取之第一區域A1的第一大小B，係小於對應於該探針本體缺少減少部分26之部位而取的第二區域A2的第一大小B'，係沿著該等探針的相同並列方向DIR，並橫越地相關於該探針本體21。在一較佳實施例裡，該第二區域A2係一直 徑B'的圓形，以及該第一區域A1的第二大小H相等於該直徑B'。

在另一較佳實施例中，該減少部分26之第一區域A1的第一大小B相等於該第二區域A2的第一大小B'之甚至20%，係沿著該等探針的並列放置方向DIR。一般地，該第一區域A1的第一大小B和該第二區域的第一大小B'的比值係被選擇於0.30至0.95之間。

每一懸臂式接觸探針20的該鉤型末端部分22以一接觸尖25作為末端，其中該尖係如此用以鄰接抵抗及接觸一待測裝置的數個接觸板。

需注意的是，於該探針本體21提供該減少部分26改變了該懸臂式接觸探針20整體的彈性屬性，特別地係該探針本體21，並且允許減少該等探針必須被放置的階層的數目。

對於整體長度變化於3.8cm和8cm之間的一探針，該探針本體21的長度變化於3.7cm和7.7cm之間，以及該鉤型末端部分22的長度變化於1mm和3mm之間，且該鉤型傾斜部23的長度變化於0.15mm和1.5mm之間。此外，該等圓形探針裡該探針本體21的第一大小B'或直徑可變化於50μm和300μm之間，而本質上亦係圓形的該接觸尖25之直徑d可變化於8μm和80μm之間。

在一示範的實施例裡，該減少部分26的該第一大小B的值變化於25μm和200μm之間，該減少部分26的第二大小H之值變化於50μm和400μm之間，而該探針 本體21不包含減少部分26之部位的第一大小B'可變化於50μm和300μm之間。

有益地，依據本發明，該接觸尖25也具有一接觸部分，該部分適合地設置為波紋狀，用以鄰接著抵抗一重疊於該待測裝置的接觸板之一覆蓋層或薄膜(一般而言係氧化物或灰塵)。

有益地，以此方式，依據本發明，該接觸尖25“釘住(stick)”於該接觸板的該衝擊區域，藉由相同的尖端來限制該擦拭動作，其中該探針20施壓以接觸至該接觸板，並垂直的移動一距離，其稱之為超程(overtravel，OT)。

根據本發明之該懸臂式接觸探針20的該鉤型末端部分22因此因該壓力接觸至該接觸板而變形，其中其對著該相同板之水平移動或擦拭係被釘住於該等接觸板的該覆蓋層之該波紋接觸部分所限制。

也需注意的是，如此釘住之動作係藉由提供於該探針本體21裡的該減少部分26而緩和，其可改善該探針的彈性。藉由使用本發明之懸臂式接觸探針20，相比於習知技術，擦拭標記將可被減少。

根據本發明一實施例之一測試頭示意地及局部地顯示於圖5A，整體地被標記為30。特別地，該測試頭30包括由鋁、陶瓷及其它適合材質構成的一環支撐27，其連帶耦接於另一樹脂支撐28，而可包括數個懸臂式接觸探針20，用以將其實質地排列於同一階層，考慮為該懸臂式接觸針20自另一樹脂支撐28離開之階或層，係相關於該待 測裝置所形成的一理想平面，且當該測試頭30正施壓而與其接觸之時。

在圖5A顯示之實施例裡，該等懸臂式接觸探針20在所對應的減少部分26係被包括於另一樹脂支撐28裡，該減少部分被提供於該探針本體21，如圖4A之範例所示。

因此可知，在該測試頭30中，相較於習知的懸臂式接觸探針10，該懸臂式接觸探針20可被更緊密地放置在另一樹脂支撐28裡，其係由於該減少的大小精準地位於該探針的並列放置方向Dir上，尤其係位於該減少部分26之該第一區域A1的第一大小B。

一測試頭30因此可被提供以測試數個裝置，其相較於習知技術藉由傳統測試頭所測試的裝置，係具有一減少的腳距。

為了完整地領會本發明包含懸臂式接觸探針20的該測試頭30的優點特性，可參考圖5B，其中之左半部，係習知的一對懸臂式接觸探針10，並沿著方向Dir被並列且互相鄰近地放置，具有一實質地圓形橫斷面，而右半部為本發明之一對懸臂式接觸探針20，其相似地被並列且互相鄰近地放置於它們的減少部分26上。

其可容易地得知，習知之懸臂式接觸探針10的接觸尖15之間的距離P1係大於本發明之懸臂式接觸探針20的接觸尖25之間的距離，並且兩者於探針間具有相同的安全距離S。在此方式下，該懸臂式接觸探針20可用以 接觸數個板，其中心之間的距離，或腳距，係小於該已知形式的懸臂式接觸探針10的腳距(P2<P1)。

其也可能確定本發明的測試頭30可測試具有大量減少大小的接觸板之裝置。

事實上，需注意的是，該探針本體21中該減少部分26的該第一區域A1的該第一大小B的減少可以改善本發明該懸臂式接觸探針20的彈性行為，係參考於其測試時的變形，亦即於該懸臂式接觸探針20的該接觸尖25對該待測裝置的一接觸板的壓力接觸。

有益地，根據本發明，歸因於其波紋接觸部分，該懸臂式接觸探針20的接觸尖25在任何情況下從該接觸板移除該黏住的覆蓋薄膜，以確保該探針20的一適當的電性接觸以及因此包含其之測試頭30的適當功能。該接觸尖25的波紋部分的提供也可減少該接觸尖25於該接觸板之滑行移動，亦即如前所述，減少擦拭標記的長度。

總結地，其明顯可知，在該等探針本體21具有相同大小的情況下，本發明之測試頭可測試具有減少腳距及數個小型板之裝置，並確保高品質與可靠性。而關於接觸板與腳距的越來越減少之大小，因新的技術而有之新的需求因此可被達成。

因此，由於擦拭標記的減少，該等接觸板的大小可以被減少，該測試頭30也使得每一裝置節省大量之面積，以及讓更多的裝置安適於相同的矽面積。

最後，由於該等懸臂式接觸探針20的設置， 相較於習知用於測試相同裝置，可提供一測試頭30，其相較於習知用於測試相同裝置的測試頭係具有較少數目的階層，其中懸臂式接觸探針20的每一階層可接觸較高數目的接觸板，歸功於該等各別的接觸尖25之間距離的減少。

根據一選擇的實施例，一懸臂式接觸探針20'包括一減少部分26'位於其鉤型末端部分22，如示意地顯示於圖6。特別地，該減少部分26'係提供於該鉤型末端部分22的該彎曲點24上，以實質地對稱配置相對於此彎曲點24。

如同先前所呈現的，該減少部分26'可藉由該懸臂式接觸探針20的合適作業而被製造，舉例來說，藉由從該鉤型末端部分22的一部位，例如對稱地位於該彎曲點24上的部位，去除對稱於該懸臂式接觸探針20'的縱向延伸軸的材料，用以提供一對稱的凹壁類型於該部位。

相似於圖5A中的實施例，該減少部分26’具有一第一區域相似於圖4B中的區域A1，係對應於具有一第一大小B的該彎曲點24而取之，特別地，一最大的大小於該等探針的並列方向Dir，以及一第二大小H，特別地，係垂直於該等探針的並列方向Dir之一方向上的一最大的大小。

該懸臂式接觸探針20'也具有一第二區域A2如同圖4C所示，係對應於一鉤型末端部分22而取之，此處該減少部分26'係缺少的，並具有一第一大小B'在該等探針的並列方向Dir上，且其大於取對應該減少部分26'的該第 一大小A1；特別地，該區域A2可具有一圓形之形狀，且其直徑等同於該第一大小B'。

有益地，根據本發明，該第一區域A1的第一大小B，係對應於該減少部分26而取之，為小於該第二區域A2的第一大小B'，係對應於缺少該減少部分26的該探針本體21之部分而取之，並沿著相同的探針並列方向Dir，及橫貫地相關於該探針本體21。在一較佳的實施例裡，該第二區域A2包含一具有一直徑B'之圓形形狀，以及該第一區域A1的第二大小H係等同於該直徑B'。

相似於先前之實施例，該減少部分26'的第一區域A1的第一大小B係高達該第二區域A2的第一大小B'之20%沿著相同的探針並列方向Dir。一般地，該第一大小B與第二大小H之間的比值係被選擇於0.30和0.95之間。

每一懸臂式接觸探針20的該鉤型末端部分22，特別地係其鉤型傾斜部23，以一接觸尖25作為其末端，其直徑係與已知探針的該部分實質相同，其中該探針係如此鄰接與接觸於該待測裝置的數個接觸板。

也根據此第二實施例，該鉤型末端部分22裡之該減少部分26'的提供改善了此鉤型末端部分22以及該懸臂式接觸探針20整體的該彈性屬性，並且也減少了該鉤型傾斜部23的長度。

根據此選擇的實施例中的探針，特別係關於其長度以及其各別部分的長度，係假設有相同於先前所述之探針且已顯示於圖4A中之尺寸值。

在一個舉例的實施例中，該減少部分26'的該第一大小B之值係變化於20μm和180μm之間，以及該減少部分26'的第二大小H之值係變化於50μm和400μm，而不包括該減少部分26'的該鉤型末端部分22之該第一大小B'部位可變化於30μm和200μm之間。

該接觸尖25也可包括一合適地波紋化之接觸部分，如此用以抵接於一覆蓋層或薄膜(一般係氧化物或灰塵)，重疊該待測裝置的該接觸板，使得該接觸尖25係可用以“釘住”於該接觸板上的衝擊區域，限制該擦拭，如先前所述，形成較小的擦拭標記。

也在此情況下，該釘住動作係結由位於該鉤型末端部分22的該減少部分26'的提供而驅使，具有一改善的彈性行為在測試下。

如此選擇的實施例係特別有益於當定位該等懸臂式接觸探針在多個階層上的情況時，如示意地顯示於圖7、7A和7B。

特別地，圖7示意地顯示一測試頭30'包括數個懸臂式接觸探針位於至少二階層l1及l2上。

如同先前所示，該測試頭30'包括一環支撐27，由鋁、陶瓷或其它適合的材料所組成，另一樹脂支撐28係堅固地與其連結，如此用以包括一第一多數個懸臂式接觸探針20排列於一第一階層l1上，以及一第二多數個懸臂式接觸探針排列於一第二階層l2上，特別地係一較高的階層，亦即，與該待測裝置間具有一較大的距離。

根據本發明其指出，有益地，該位於第二階層12的懸臂式接觸探針可使用不具有減少部分的懸臂式接觸探針來提供，如同圖3A中之10所示。特別地，位於該第二階層l2的該懸臂式接觸探針10的末端部分12係如此被容置而沒有與該第一階層l1的該懸臂式接觸探針20'的該等鉤型末端部分22之間的任何接觸之風險，歸因於提供有被實現在該第一階層的該懸臂式接觸探針20'之該等對應彎曲點24上的該等減少部分26'，其確實地具有各別接觸尖25之間距離的減少。

更加特別地，根據圖7A和7B的比較，其可用以確定該測試頭30'的二階層設定，包括圖6實施例之懸臂式接觸探針20'的一第一階層l1以及已知類型的懸臂式接觸探針10的一第二階層l2(如圖7B所示)，相對於該只包含已知懸臂式接觸探針10的測試頭(如圖7A所示)，係可更緊密地放置該等各別的接觸尖25，而使位於該第一階層l1的該等探針的該等接觸尖之間具有一減少的總距離，該距離相等於R。

因此，明顯地亦可知，包括圖6實施例中數個懸臂式接觸探針20'的至少一階層l1之該測試頭30'係如此允許以相對於圖3A中僅包含懸臂式接觸探針10的傳統測試頭較小之腳距來測試多個裝置。

有益地，根據示意地顯示於圖8之另一選擇的實施例，一懸臂式接觸探針20"可包括一第一減少部分26位於該探針本體21鄰近該鉤型末端部分22的一部位，以及 一第二減少部分26'位於一鉤型末端部分22，特別地，位於該鉤型末端部分22的一彎曲點24，以實質地對稱配置相關於該彎曲點24。

根據此另一實施例的探針，特別地，關於其長度以及各別部分的長度以及不同區域的大小係假設為具有等同於先前所述並被顯示於圖4A和圖6之探針的尺寸值。

根據圖8的另一實施例，一包括懸臂式接觸探針20"之測試頭明確地允許該等各別接觸尖25之距離更進一步的減少，用於測試具有非常小腳距的裝置。

同樣在此情況下，該懸臂式接觸探針20"的接觸尖25可具有一合適的波紋接觸部分，其可緊靠一覆蓋層或薄膜(一般為氧化物或灰塵)重疊該待測裝置的接觸板，如此允許測試具有非常小接觸板之裝置。

根據本發明，該等接觸探針的該減少部位的可能區域顯示於圖9A至9F，但不是限制。

如同這些圖式所示，本發明該等懸臂式接觸探針的該等減少部分的該等區域可係實質上為矩形，具有不同的底部與高度，或甚至實質上為橢圓形，具有可變的主軸與短軸。

該等減少部分的部位的選擇可根據不同的規則：- 從一個該待測裝置所需之已定義的腳距開始，其可建立一第一大小B之值，充分地確保鄰近與接續的探針之間缺乏一接觸； - 根據一定義的測試所需之電流容量，其可建立一第二大小H之值，也是基於用於第一大小B的該已被決定的值。

特別地，如同圖9A所示，一個懸臂式接觸探針，例如圖4A所示之探針20，可在其減少部分26具有其第一區域A1的一第一大小B1，充分地接觸具有一第一腳距P1的一裝置。

在測試具有一小於該第一腳距P1的第二腳距P2之裝置的情況下，其可能使用一懸臂式接觸探針20具有一減少的部分，其區域A1並具有一第一更減少的大小B2，如同圖9B所示，係為B1>B2且H1=H2。

此外，假如位於其減少部分26的該懸臂式接觸探針20的該部位之該第一大小B3之值，係足夠用以確保該待測裝置所需求的適當腳距，其可能必須執行具有一更高電流需求的一測試。在此情況下，可提供具有一更高的電流容量的一懸臂式接觸探針20，增加該第二大小H3，如同圖9C所示，係為B3=B2以及H3>H2。

如圖9A至9C所示之該等區域具有二相對的直線邊以及二相對的曲線邊。其也可使用具有減少部分26的懸臂式接觸探針20並具有一如圖9D所示之矩形橫切面或如圖9E所示之橢圓橫切面，係為B4=B5以及H4=H5。此外，該減少部分26也可具有一正方形部位，具有小於該探針本體部分21之直徑的一邊，各自位於該鉤型末端部分22，而未包括該減少部分26或26'。

相似的考量也可以各自地用於圖6和8之探針20'及20"，以及用於各自的減少部分26、26'。

該懸臂式接觸探針20的該減少部分26的其它或不同的實施例也可加以考慮。

其也需注意的是，該懸臂式接觸探針20的該減少部分26的該大小B及H之值，係也可以被修正用以控制該接觸力，或在具有不同長度的鉤的探針需要被使用的情況下用以增加它們的平衡，或假如其需要接觸該裝置內部的數個板，如同於最後產生包含接觸板之整合裝置的情況，且除其周圍之外該接觸板亦提供於該裝置內。

總結地，所示根據不同實施例之包括數個懸臂式接觸探針的測試頭係可允許如下所述：- 減少該等探針被放置階層的數量，具有一對應的平衡力以及改善對該等接觸板之擦拭行為的一致性；- 增加位於減少數量的階層上之該等接觸探針的鉤的長度，因此增加該測試頭的工作壽命，確實地，該壽命與該等鉤的磨損相關；- 增加探針的直徑，而不具有探針彼此間碰撞的風險，因此改善該等探針的電流容量；- 減少該等擦拭標記的長度於相同的超程上；- 減少該可用的腳距值；- 減少該等可接觸的接觸探針的大小；- 增加探針之間的距離，整體而言藉此取得該測試頭一較簡易且更可靠的製造。

更特別地，該減少部分26之提供係允許不同且重要的優點，如下所述：- 改善了力的平衡，其可以藉由改變該減少部分26、26'的第一大小而被調整，特別地，該探針本體21上的該凹槽的深度，作為該鉤型傾斜部23的長度的一函數，其以探針的各種階層為特徵；- 改善了力的平衡，當該待測裝置具有數個可變的內部板時，- 改善了於數個板上所獲取的數個擦拭的一致性，其係藉由控制各別擦拭的長度而達到幾乎消除該等擦拭(當該擦拭標記係明顯地大於該探針的該接觸尖的大小，該板上的灰塵層被移除以及藉此獲致一適當的電性連結，歸因於該接觸尖釘住在同一板上)。

- 該探針的電流容量可能的增加，歸因於該探針本體21在有關於該等探針並列放置方向Dir之橫切方向上的該探針本體21之該第二大小H的合適之增加。

上述實施例僅係為了方便說明而舉例而已，本發明所主張之權利範圍自應以申請專利範圍所述為準，而非僅限於上述實施例。

20"‧‧‧懸臂式接觸探針

21‧‧‧探針本體

22‧‧‧末端部分

23‧‧‧鉤型傾斜部

24‧‧‧彎曲點

25‧‧‧接觸尖

26‧‧‧減少部分

26'‧‧‧減少部分

Dir‧‧‧探針並列放置方向

Claims (13)

1. 一種懸臂式接觸探針，包括至少一探針本體以及一鉤型末端部分，其與該探針本體結合並以一傾斜部作為末端而被設定為一鉤，該鉤型末端部分被彎曲於一彎曲點，其具有該鉤型傾斜部的一相關於該探針的縱向延伸軸之合適的傾斜，以及以一接觸尖作為末端用以確保對於一待測裝置的數個接觸板之機械與電性接觸，其特徵在於包含至少一減少部分，該部分具有一第一區域具備至少一第一大小，該第一大小小於該探針在未包含該減少部分的一第二區域之一相對第一大小，沿著探針的一並列放置方向於一測試頭內，該減少部分沿著其側邊實質地減少，藉此形成一沿邊放置的具有一減少橫越大小之區域，該第一區域具有沿著相關於該探針的該並列放置方向之正交方向之一第二大小，其等於該第二區域沿著一相同正交方向之一大小，即等於該第一大小。
2. 如申請專利範圍第1項所述之懸臂式接觸探針，其中，位於該減少部分上的該第一區域之第一大小與該第二區域之該第一大小的比值被選擇在0.30-0.95的範圍內。
3. 如申請專利範圍第1項所述之懸臂式接觸探針，其中，該減少部分對稱延伸於該探針的縱向。
4. 如申請專利範圍第1項所述之懸臂式接觸探針，其中，該接觸尖具有一波紋狀接觸部。
5. 如申請專利範圍第1項所述之懸臂式接觸探針，其中，該減少部分被產生於該探針本體的一部分，並鄰接著該鉤型末端部分。
6. 如申請專利範圍第1項所述之懸臂式接觸探針，其中，該減少部分被產生於該彎曲點上之該鉤型末端部分的一部分。
7. 如申請專利範圍第5項所述之懸臂式接觸探針，其中，該減少部分被產生於該探針本體的一部分並鄰接該鉤型末端部分，以及另一減少部分被產生在位於該彎曲點上的鉤型該末端部分之一部分。
8. 如申請專利範圍第1項所述之懸臂式接觸探針，其中，位於該減少部分上的該第一區域之該第一大小之值係根據該待測裝置的該數個接觸板的中心之間的一距離值來選擇。
9. 如申請專利範圍第1項所述之懸臂式接觸探針，其中，該減少部分上的該第一區域之該第二大小之值係根據該探針應承受的一電流值來選擇。
10. 如申請專利範圍第1項所述之懸臂式接觸探針，其中，該減少部分上的該第一區域之該第一及第二大小之值被選擇用以控制該探針對於該待測裝置的一接觸板的接觸力，或用以平衡具有不同傾斜部長度的探針，或用以接觸該裝置之內部的板。
11. 如申請專利範圍第1項所述之懸臂式接觸探針，其中，與該減少部分一致的該第一區域具有一形狀，該形狀由包 含兩相對的直線邊與兩相對曲線邊的一四邊形圖形、一矩形、一正方形及一橢圓形之中而選擇。
12. 一種測試頭，包括至少一環支撐係連帶地耦接至另一樹脂支撐，其可包括數個先前任一項申請專利範圍所述之懸臂式接觸探針。
13. 如申請專利範圍第12項所述之測試頭，更包括：具有至少一減少部分之接觸探針之至少一第一階層，其被實現在該彎曲點上該鉤型末端部分之一部分，以及缺少該減少部分的接觸探針之一第二階層。