TWI815846B

TWI815846B - 懸臂式探針頭及對應的接觸探針

Info

Publication number: TWI815846B
Application number: TW108101404A
Authority: TW
Inventors: 裡卡爾多韋托裡
Original assignee: 義大利商探針科技公司
Priority date: 2018-01-17
Filing date: 2019-01-14
Publication date: 2023-09-21
Also published as: JP2023169352A; US20200348336A1; US11333681B2; PH12020551091A1; EP3740764B1; SG11202006479PA; CN111587377A; WO2019141633A1; EP3740764A1; IT201800001170A1; JP2021512283A; CN111587377B; KR20200109349A; TW201932848A

Abstract

一種懸臂式探針頭(30)，包括與一印刷電路板(33)相關聯的一支撐環(32)及多個接觸探針(31)以懸臂之方式突出自該支撐環(32)並由與該支撐環(32)相關聯的一支撐件(34)所支撐；每一個接觸探針(31)具有實質為棒狀的一探針本體(31e)及相對於一參考面(π)而傾斜的一縱軸(H-H)，該參考面(π)藉由該懸臂式探針頭(30)對應至一晶圓的受測裝置(35)的一平面，及至少一第一端部(31a)提供於一第一探針區段(31b)以該晶圓的受測裝置(35)的方向突出自該支撐件(34)，該第一端部(31a)是相對於該縱軸(H-H)而彎曲，其彎曲始自一彎曲點(PG1)並結束於該接觸探針(31)的一接觸尖端(36A)，該接觸探針(31)是用於鄰接至該晶圓的一受測裝置(35)的一接觸墊件(35A)之上。合適地，每一個該些接觸探針(31)更包括一第二端部(31c)提供於一第二探針區段(31d)，該第二探針區段(31d)以相對於該第一探針區段(31b)朝向印刷電路板(33)之相反的方向突出自該支撐件(34)，該第二端部(31c)是相對於該縱軸(H-H)而彎曲，其彎曲始自一彎曲點(PG2)並結束於該接觸探針(31)的一接觸端點(36B)，該接觸端點(36B)是用於鄰接至該印刷電路板(33)的一接觸墊件(33A)之上。

Description

懸臂式探針頭及對應的接觸探針

本發明是關於一種懸臂式探針頭及對應的接觸探針。

本發明特別是關於，但不限於，一種探針頭用於安裝於一測試設備用於整合於半導體晶圓上的電子測試裝置，而以下說明是參照此領域的應用，且主要目標在於簡化其描述。

眾所皆知，一探針頭實質上是一種電子裝置，適用於電性連接微結構的多個接觸墊件，以對應的一測試設備的通道來執行其之上的測試功能。

執行在積體電路裝置上的測試，特別有助於儘早在製程階段檢測並隔離有缺陷的元件。通常，探針頭因此用於在晶圓上的積體電路裝置在切割及封裝前的電性測試。

廣泛使用的是所謂的「懸臂式」探針頭，即，探針頭包括多個以懸臂之方式自合適的一支撐件突出的探針。

特別而言，如圖1示意性地顯示，一懸臂式探針頭10一般包括一支撐環11，其是以例如由鋁、陶瓷或其他合適之材料所製成，且關聯於一整合電路板或印刷電路板12。一支撐件13，一般是由樹脂所製成，且關聯於該支撐環11並適於包括多個移動接觸件或多個接觸探針14，其等一般是由具有良好電性及機械性性質的特殊的合金電線所組成，並相對於一參考面以一合適的角度α出自該樹脂的該支撐件13，特別地，該參考面是一受測裝置15的平面，例如以多個接觸探針14測試於一晶圓的積體電路。對此，此多個接觸探針14確實地被薦選為多個懸臂式探針。

特別而言，該些懸臂式接觸探針14具有一端部，通常稱為鉤件14a，其為以一適當的角度相對於一探針本體14b而彎曲。該鉤件14a結束於適用於鄰接至該受測裝置15的一接觸墊件15A之上的一接觸尖端16A。該些鉤件14a彎曲於該探針本體14b及該鉤件14a之間所定義之一彎曲點14c，使得該些鉤件14a因此實質地與該受測裝置15的平面正交。

該懸臂式探針頭10的該些接觸探針14的該些接觸尖端16A與該受測裝置15的該些接觸墊件15A之間的良好的連接是由該懸臂式探針頭10在該裝置本身之上的按壓來確保，該些接觸探針14以該裝置朝向該懸臂式探針頭10運動的相反的方向而垂直地彎曲。

特別而言，在積體電路的晶圓的測試的正常操作期間，當該受測裝置15抵靠著該鉤件14a而垂直移動時，對應的該接觸探針14以一方向彎曲，該方向是實質地正交於此受測裝置15的面，且其彎曲點14c是呈一圓的一拱形。

一第一探針區段18a相對於樹脂的該支撐件13以該受測裝置15之方向突出，因此在其垂直的彎曲運動中對於該些接觸探針14界定一工作臂，並通常稱此第一探針區段18a為「自由長度(free length)」一詞。

由於該些懸臂式接觸探針14具有該鉤件的形式，在該受測裝置15的該些接觸墊件15A接觸的期間，以及在該些懸臂式接觸探針14向上行徑或於預先裝置之一接觸點之上「越程(overtravel)」的期間，使得該些鉤件14a沿著探針頭-受測裝置的系統的幾何形貌所界定的方向在多個接觸墊件15A之上移動，並確保該些懸臂式接觸探針14的該些接觸尖端16A在該些接觸墊件15A之上所謂的擦力(scrub)。

每一個懸臂式接觸探針14更包括一第二探針區段18b以該印刷電路板12的方向突出自樹脂的該支撐件13，並結束於該接觸探針14的一端點16B，其通常焊接至印刷電路板12的一焊接部17。

為了建立此焊接部，該第二探針區段18b應具有一合適的尺寸，特別是，例如以公分為數量級，至少為該受測裝置15一般尺寸的兩倍，該受測裝置15為尺寸為5mm的晶片或晶粒；常見的是，使用顯微鏡及鑷子，以人工方式對探針一一建立該些焊接部17e。

因此需要考慮一些空間來建立該些焊接部17及該些探針區段18b朝向印刷電路板12而突出；特別是，必需藉由在該支撐環11周圍設想之空間來增加該懸臂式探針頭10整體的尺寸，進而建立分隔的接觸部位，即，每一個接觸探針14的分隔的多個焊接部17。

尤其要考慮的是，即便該受測裝置15的尺寸以一晶片或一晶粒之形式為大約5mm，該第二探針區段18b建立的該焊接部17應具有數公分之長度(至少10mm=1cm，即，該晶粒的尺寸的二倍)。

另外，應適當注意的是，每一個接觸探針14在該受測裝置15的該接觸墊件15A之上的施力取決於多項因素，主要為：製造該接觸探針14的材料種類、形狀、其接觸鉤件14a的角度α、第一探針區段18a突出的長度或自由長度，及該受測裝置15的越程。此等因素亦決定了該些接觸鉤件14a在該些接觸墊件15A的滑動程度，即所謂的「擦力」。

眾所皆知，習知技術中使用多個支撐環11，其一般由鋁、陶瓷或其他合適的材料所製成，其取決於在該組的多個接觸墊件15A之上所執行的測試而具有不同形狀，使得該些接觸探針14的自由長度值均勻化，進而使得其等接觸探針14在該些墊件本身之上的施力值均勻化，因此確保了整個該懸臂式探針頭10消耗及行為的均勻度。

或者，可以用垂直技術製造一探針頭，如圖2示意性地顯示。

此一垂直探針頭，整體由圖號20所指示，實質地包括多個接觸探針21，通常是由具良好電性及機械性性質的特殊合金的導線所構成，並由至少一對支撐件或引導件所支撐，其等支撐件或引導件所實質地為板狀且與每一個其他的支撐件或引導件平行，並以一方向實質地正交於一受測裝置25所界定之一平面而延伸，通常是一晶圓的積體電路的形狀，如上所示。

特別而言，該垂直探針頭20包括至少下方的一平板狀支撐件，通常稱之為「上晶粒」，或亦僅稱之為下引導件22，以及上方的一平板狀支撐件，通常稱之為「下晶粒」，或亦僅稱之為上引導件23，其等具有各自的多個引導孔22A及23A至少一接觸探針21在其之中滑動。

該些探針及引導件是容置於一盒體24內並放置自彼此間的一特定距離，使得該一自由區或空氣區24A來用於移動及該些接觸探針21可能的形變；因此，該空氣區24A亦稱為彎曲區。

每一個接觸探針21的一端點是結束於一接觸尖端21A，並用於鄰接在該受測裝置25的一接觸墊件25A上，使得在受測裝置與一測試設備(未顯示)之間建立機械性與電性的接觸，其中探針頭20形成一端點元件。

「接觸尖端」用詞在此是指接觸探針的一端點區域或範圍，並用於接觸受測裝置或測試設備，此端點區域或範圍不必然為尖銳的。

在一些示例中，該些接觸探針21於上引導件23處以一固定的方式固定至其頭部本身：此示例為阻式探針的探針頭。

然而，更常見的是，該些探針並非固定地扣緊，而是抵靠在所謂的一板件的介面，可能是透過提供有多個接觸墊件的一微接觸板：此為探針頭是非阻式探針頭之示例。此微接觸板則稱之為「空間轉換器」，因為，除了接觸該些探針之外，其亦允許形成於其上的接觸墊，相對於受測裝置上的該些接觸墊件而在空間上重新分布，特別是放寬了該些墊件本身的中心位置或多個節距之間的距離限制。

在此示例中，如圖2所示，該接觸探針21更具有一接觸尖端，其指示為接觸頭部21B並朝向一空間轉換器26的多個接觸墊件26B的一墊件。多個探針21與空間轉換器26之間良好的電性接觸經常是藉由該些接觸探針21的該些接觸頭部21B鄰接與按壓至該空間轉換器26的多個接觸墊件26B之上來確保，其目的在於連接至印刷電路板，圖未示。

在圖2的示例中，該些接觸探針21亦包括一預先形變部分21C，在該探針頭按壓接觸至該受測裝置25之上的期間，用於對準該些探針的彎曲部。

在此示例中，因此，該接觸探針21的該些接觸頭部21B為浮動的，並與該空間轉換器26的該些接觸墊件26B按壓接觸，此情形可利用不同的方法來產生，例如根據所謂的直接附著，其可觀察的是，該空間轉換器是直接地取自該印刷電路板至其用於連接之處；或根據一連結技術，其中空間轉換器是自該印刷電路板實體地分隔並藉由多個連接線與其連接。

該垂直技術的主要優勢是可用更緊密的多個接觸墊件來測試裝置，即，使用非常窄的且亦為佈滿矩陣之形態的多個節距，即以多個墊件設置在所有的四個邊上。

事實上，因為懸臂技術中該尖端具有一錐形狀，該些懸臂式探針頭就節距而言在任何情況下是具有優勢的，尤其對於所對應的該支撐環使用一多層結構，並即以縮減的節距來精準地利用該些尖端的錐形狀來更緊密地接觸多個墊件。

根據垂直之技術，多個墊件之間的距離是受限於該探針的直徑，及移動至該些引導件所提供的該些引導孔附近的能力。在此及下文中，「多墊件間之距離」是界定為該些墊件的對稱中心之間的距離。

利用當前之技術，以該垂直技術所製造之該些探針頭無法達成以該些懸臂式探針頭所達到的節距。

相反地，以垂直技術所製造之該些探針頭，相對於懸臂式探針頭而言具有之優勢是其設法以高度平行之結構來接觸多個晶粒，多個接觸尖端「複製」在受測裝置之上的該墊件分佈。

以懸臂技術所製造之該些探針頭，反而需要提供一些空間來建立該些焊接部，其不可能平地行同時執行多個晶粒的測試，即便一些習知方針可以改善此不便性，並取得相較於單一晶圓測試之更高的平行測試，例如，使用錯開排列之探針或為對角排列之探針的步驟，來測試彼此靠近的二個晶粒，然而，其無法達到該垂直技術之效能。

本發明之技術問題是提供一種懸臂式探針頭，其具有結構性與功能性的多項特徵，以克服根據習知技術所製造的探針頭的限制與缺點，特別是能夠在一晶圓上建立不同晶粒的一平行測試。

根據本發明之解決概念，是改變一懸臂式探針之結構，使其在探針的一區段具有一彎曲點，該區段突出自樹脂的該支撐件朝向該印刷電路板，來建立更靠緊該支撐件本身的一接觸區，克服需要提供一適當長度來達成該探針焊接至印刷電路板之技術問題。

基於此解決之概念，上述技術問題可藉由一種懸臂式探針頭來解決，其包括與一印刷電路板相關聯的一支撐環及多個接觸探針，以懸臂之方式突出自該支撐環並由與該支撐環相關聯的一支撐件所支撐，每一個接觸探針具有實質為棒狀的一探針本體及相對於一參考面而傾斜的一縱軸，該參考面藉由該懸臂式探針頭對應至一晶圓的受測裝置的一平面，及至少一第一端部，提供於一第一探針區段以該晶圓的受測裝置的方向突出自該支撐件，該第一端部是相對於該縱軸而彎曲，其彎曲始自一彎曲點並結束於該接觸探針的一接觸尖端，該接觸探針是用於鄰接至該晶圓的一受測裝置的一接觸墊件之上，其中，每一個該些接觸探針更包括一第二端部提供於一第二探針區段，該第二探針區段以相對於該第一探針區段朝向印刷電路板之相反的方向突出自該支撐件，該第二端部是相對於該縱軸而彎曲，其彎曲始自一彎曲點並結束於該接觸探針的一接觸端點，該接觸端點是用於鄰接至該印刷電路板的一接觸墊件之上。

更特別而言，本發明包括以下附加與選擇性之多項特徵，可單獨或在必要的情況下組合實施。

根據本發明之另一觀點，每一個該些接觸探針可更包括至少一個阻尼部分，其提供於該第一及/或第二探針區段。

更特別而言，該第一探針區段可具有至少一個該阻尼部分。

此外，至少一個該阻尼部分可實質地成形為一導電弓部件並連接至該第一端部及連接至該探針本體的各自的多個彎曲點。

至少一個該導電弓部件可實質地包括具有可調變區段的四個邊，該些邊是實質地設置成一平行六面體且在其等之間定義一留空空間。

根據本發明之另一觀點，該第二探針區段可具有至少一個該阻尼部分。

特別而言，至少一個該阻尼部分可實質地成形為一彈簧部件並連接至該探針本體的該些彎曲點，且用於定義該接觸探針的該接觸端點。

根據本發明之另一觀點，該懸臂式探針頭可更包括至少一個支撐板連接至該支撐環，並以多個孔提供，該些孔是合適於以該些接觸探針的該些接觸端點提供的該些第二端部通過。

更特別而言，該支撐板可由一合適的絕緣材料所製成，並焊接至該支撐環。

此外，根據本發明之另一觀點，每一個接觸探針的該第二端部可關於該縱軸而彎曲，使其為實質地與該參考面正交，該參考面是對應至該印刷電路板的一平面。

根據本發明之另一觀點，該些接觸探針的該些第一端部可具有一錐形狀，其允許設置在更多的水平高度。

此外，根據本發明之另一觀點，該支撐環，以該支撐板及該支撐件所提供，該支撐環可藉由該印刷電路板之按壓接觸之方式來安裝，使得該些接觸探針的該些端部的該些接觸端點鄰接至該印刷電路板的該些接觸墊件之上。

根據本發明之另一觀點，該懸臂式探針頭可包括多個模組，每一個該模組是以一支撐環及在多個接觸探針突出之處的一支撐件來提供，並結束於第一及第二端部，該些模組具有能與單一個受測裝置的模組相對的尺寸。

更特別而言，該些模組可分佈成覆蓋於該印刷電路板的一面積，該面積是同等於該晶圓的受測裝置。

此外，每一個該些模組可包括至少一接觸部位，適合地具有至少一孔用於容置至少一固定件。

每一個該些模組可更包括多個校準銷，其具有合適的多個形狀，該些形狀與多個容置方式的形狀互補。

根據本發明之此觀點，該懸臂式探針頭可更包括與該印刷電路板相關聯的一支撐結構，其用於容置該些模組並對於該些模組的該些校準銷提供該些容置。

根據本發明之另一觀點，該懸臂式探針頭可包括多個接觸探針具有各自的多個第二探針區段突出自該支撐件及/或各自的多個第二端部具有不同的一尺寸，來調整該印刷電路板的該些接觸墊件。

本發明所解決之技術問題可更藉由一種懸臂式接觸探針，包括一探針本體具有預定的一縱軸，其用於當該接觸探針安裝於與一懸臂式探針頭的一支撐環相關聯的一支撐件時，該探針本體相對於一參考面而傾斜，該參考面是對應至一晶圓受測裝置的一平面，該懸臂式接觸探針更包括至少一第一端部，實施於一第一探針區段用於以該晶圓的受測裝置的方向來突出自該支撐件，該第一端部相對於該縱軸而彎曲，其彎曲始自一彎曲點並結束於該懸臂式接觸探針的一接觸尖端，該懸臂式接觸探針用於鄰接至該晶圓的一受測裝置的一接觸墊件，其中，更包括一第二端部實施於第二探針區段用於相對於該第一探針區段朝向一印刷電路板之相反的方向來突出自該支撐件，該第二端部是相對於該縱軸而彎曲，其彎曲始自一彎曲點並結束於該懸臂式接觸探針的一接觸端點，該懸臂式接觸探針用於鄰接至該印刷電路板的一接觸墊件。

根據本發明之另一觀點，該懸臂式接觸探針可更包括至少一阻尼部分實施於該第一及/或第二探針區段。

根據本發明之另一觀點，該第一探針區段可具有至少一該阻尼部分。

特別而言，至少一該阻尼部分可實質地成形為一導電弓部件並連接至該第一端部及連接至該探針本體的各自的多個彎曲點。

此外，至少一該導電弓部件可實質地包括具有可調變區段的四個邊，該些邊是實質地設置成一平行六面體且在其等之間定義一留空空間。

根據本發明之另一觀點，至少一該阻尼部分可實質地成形為一彈簧部件並連接至該探針本體的該彎曲點，用於定義該接觸探針的該接觸端點。

此外，根據本發明之另一觀點，當該接觸探針安裝於與一懸臂式探針頭的一支撐環相關聯的一支撐件時，該第一端部可相關於該縱軸而彎曲，使其實質地與該晶圓的受測裝置的該參考面正交。

最後，根據本發明之另一觀點，當該接觸探針安裝於與一懸臂式探針頭的一支撐環相關聯的一支撐件時，該第二端部可關於該縱軸而彎曲，使其為實質地與該參考面正交，該參考面是對應至該印刷電路板的一平面。

本發明之懸臂式探針頭及接觸探針之多項特徵與多項優勢將配合圖式詳述於以下實施例，但實施例僅為示例而非限制。

30:懸臂式探針頭

31:接觸探針

31a:鉤件

31b:第一探針區段

31c:端部

31d:第二探針區段

31e:探針本體

32:支撐環

33:印刷電路板

33A:接觸墊件

34:支撐件

35:受測裝置

35A:接觸墊件

36A:接觸尖端

36B:接觸端點

37:支撐板

37A:孔

40:模組

41:接觸部位

41A:孔件

42:固定件

43:校準銷

50:阻尼部分

50a~50d:邊

51:阻尼部分、彈簧部件

H-H:軸

PG1、PG2:彎曲點

PG1a、PG1b:彎曲點

π:參考面

在這些圖式中：圖1示意性地顯示根據先前技術所製造之一種懸臂式探針頭的剖面圖。

圖2示意性地顯示根據先前技術所製造之一種垂直探針頭的剖面圖。

圖3A示意性地顯示根據本發明之一實施例所製造之一種懸臂式探針頭的剖面圖。

圖3B及3C示意性地顯示根據本發明之替代性實施例所製造之一種懸臂式探針頭的剖面圖。

圖4示意性地顯示圖3C的該懸臂式探針頭的剖面圖，其包括至少一對接觸探針。

圖5示意性地顯示圖3A至3C或圖4的該懸臂式探針頭的俯視平面圖。

圖6A及6B以模組化之方式示意性地分別顯示根據本發明所製造之探針頭的平面圖及側視圖。

參照這些圖式，尤其是圖3A，圖號30整體係指根據本發明所實現之懸臂技術的一種探針頭。

應注意的是，為了凸顯本發明的重要技術特徵，圖式僅顯示根據本發明之探針頭之示意圖，並非以比例來繪製。此外，圖式示意地顯示不同元件，其外形可依應用需求而改變。另應注意的是，在圖式中，相同元件編號是指相同外形或功能之元件。最後，此等圖式中的示例所繪示之不同的觀點顯而易見地能與彼此結合，且能從一實施例變換至其他的實施例。

更特別而言，該懸臂式探針頭30包括多個移動式接觸元件或多個接觸探針31，以懸臂之方式突出自一支撐環32，該支撐環32是由例如鋁、陶瓷或其他合適之材料所製成，並關聯於一積體電路板或印刷電路板33。為了簡化說明，圖3A之示例中僅顯示一個接觸探針31。每一個接觸探針31通常是由具良好電性及機械性的特殊合金的導線所構成，且適合以該印刷電路板33來確認與一測試設備(圖未顯示)的良好的電性接觸。

關於先前技術所述，一支撐件34，通常是由樹脂所製成，關聯於該支撐環32且合適地包括該些接觸探針31，該些接觸探針31自樹脂的該支撐件34沿著相對於一參考面π傾斜一第一角度α的一縱軸出來，該參考面π特別是一受測裝置35(例如進行測試的一晶圓的積體電路)的一平面，每一個接觸探針31如同一種釣桿，即以懸臂之方式突出於該晶圓之上。特別是，該第一角度α可介於0度至30度之間，較佳地是15度。

方便地，該些懸臂式接觸探針31具有一端部，通常稱作鉤件31a，其相對於沿著縱軸H-H延伸的一探針本體31e而以一第二角度β彎曲。該鉤件31a結束於該接觸探針31的一接觸尖端36A，用於鄰接至該受測裝置35的一接觸墊件35A之上。特別而言，該第二角度β的數值可介於90度至120度之間，較佳地是105度。

在一較佳實施例中，該第二角度β是設置成每一個接觸探針31的該鉤件31a為實質地正交於該受測裝置35的參考面π，即β=90°+α，抑或是β-α=90°。

關於先前技術所述，應強調的是，該「尖瑞」一詞係指接觸探針的一終端區域或範圍，非必然為尖銳的。

該鉤件31a被彎曲在一彎曲點PG1，其是定義於該探針本體31e本身之中，特別是一第一探針區段31b，當該接觸探針31安裝於該懸臂式探針頭30時，該第一探針區段31b將以該受測裝置35的方向突出自樹脂的該支撐件34；在該懸臂式探針頭30接觸在該受測裝置35之上的正常操作期間，該第一探針區段31b因此對該懸臂式接觸探針31界定一工作臂在其垂直彎曲運動，並通常指示該工作臂為「自由長度」一詞。

事實上，如關於先前技術所說明的，該些懸臂式接觸探針31的該些接觸尖端36A與該受測裝置35的該些接觸墊件35A之間的良好連接是由該懸臂式探針頭30在該裝置本身之上的按壓所確保，該些懸臂式接觸探針31在此情況下以一方向而受到彎曲，此彎曲是以一方向正交於該參考面π(即，如圖所示之一方向Z)，而與相對於該裝置的運動相反的方向受到彎曲。

特別而言，當該受測裝置35抵靠著該鉤件31a而移動時，對應的該懸臂式接觸探針31彎曲，且其彎曲點PG1形成一圓的一拱形，而該鉤件結束之處的該接觸尖端36A沿著該參考面π移動，特別是在各自的一接觸墊件35A上移動，確保所謂的該墊件的表面擦力。

此外，該鉤件31a具有一錐形狀，其可特別地使用於一多層結構，以非常緊密，即以縮減的節距來接觸該受測裝置35的多個接觸墊件35A。

對於本領域技術人員眾所皆知的是，「節距」或介於多個接觸墊件之間的距離意指介於對應之中心位置之間的距離，該些墊件的對稱中心之間的距離。

每一個懸臂式接觸探針31更包括一第二探針區段31d以該印刷電路板33之方向突出自樹脂的該支撐件34。該第二探針區段31d亦沿著該縱軸H-H突出自樹脂的該支撐件34。在傳統的懸臂式接觸探針31，如前所述，為了接續實現該探針本身的一焊接部，該探針區段以該印刷電路板之方向突出自樹脂的該支撐件。

便利地，然而，根據本發明之懸臂式接觸探針31包括一彎曲點PG2定義於該第二探針區段31d，即，當該接觸探針31安裝於該懸臂式探針頭30時，該接觸探針31的該區段以該印刷電路板33的方向突出自樹脂的該支撐件34並用於定義一傾斜的端部31c，該端部31c結束於一端點36B，其用於定義該懸臂式接觸探針31的一接觸尖端。該端部31c以該接觸探針31的縱軸H-H而形成一第三角度γ，其角度可介於15度至90度，較佳地是75度。

在一較佳實施例中，該第三角度γ亦是設為使得該端部31c為傾斜且實質地相對於該參考面π為正交的，該參考面π亦是對應至該印刷電路板33的一平面，其通常設置成平行於該受測裝置35，即γ=90°-α，抑或是γ+α=90°。因此，當該端部31c抵靠著該印刷電路板33而推進時，特別是在該懸臂式探針頭30組裝之期間，該第二探針區段31d亦因此定義一工作臂用於該懸臂式接觸探針31。

應強調的是，在此示例中，該些接觸探針31的該接觸端點36B能作為該些探針的接觸端點來操作，例如，如與先前技術相關之所述的一垂直接觸探針的一接觸頭部。根據本發明便利而言，更清楚地如下說明，因此可採用該垂直技術類型的多個探針與印刷電路板之間的接觸的策略。

更特別而言，方便地，根據本發明，該懸臂式探針頭30亦包括一支撐板37，並以多個孔37A提供，該些孔37A是合適於以該些接觸探針31的該些接觸端點36B提供的該些第二端部31c通過。

圖3A之示例中，該支撐板37是由合適的一絕緣材料所製造，例如陶瓷或其他合適之材料，並以例如焊接之方式與該支撐環32連接或整合；更特別而言，該支撐板37以一方向延伸自該支撐環32，該方向是位於該些接觸探針31的第二區段31d之上。

該支撐板37可被固定至該印刷電路板33。

應強調的是，優勢地根據本發明，該接觸探針31的該接觸端點36B直接地接觸該印刷電路板33，特別是以適當的在其之中所建立的多個接觸墊件33A直接接觸該印刷電路板33，對應的該端部31c能藉由該支撐板37的該些孔37A便利地來引導。

因此，由於該印刷電路板33定義之該接觸端部31c的該第二探針區段31d的彎曲點PG2所提供之該接觸探針31的結構，進而可排除該接觸探針31與該印刷電路板33結合的情形，該印刷電路板33的接觸反而由在該端部31c的該接觸探針31的一端點36A而建立。特別而言，該接觸探針31，再更特別是其端部31c，以同等於垂直技術之該些探針的該些接觸頭部之方式，通過由具有多個孔件37A的該支撐板37而滑動，且該端部31c具有一端點36B用於在該印刷電路板33的該些接觸墊件33A之上的按壓接觸。

此外，應強調的是，該接觸探針31便利地具有一端部或鉤件31a，其在各自的該受測裝置35的一接觸墊件35A上為錐形且彎曲的，由該支撐環32所支撐，特別以金屬所製成，並由樹脂的該支撐件34所維持，意即，其對於該探針及該探針頭之整體保持在一懸臂的基礎結構。

在此示例中，該懸臂式探針頭30是以類似該垂直技術的所謂的「直接附著」的一方法連接至該印刷電路板33。

此外，在操作過程中，該鉤件31a及該端部31c可等化為二個彈簧放置在該懸臂式接觸探針31相對的端點，即，在該懸臂式探針頭30正常的操作期間，當鄰接至一受測裝置25之上及接觸該印刷電路板33時，該些端點用來鄰接至各自的接觸墊件之上。

根據一替代性實施例，如圖3B示意性地顯示，該懸臂式接觸探針31更包括一阻尼部分實質地成形為一導電弓部件50，並於該第一探針區段31b所提供。

更特別而言，該導電弓部件50是連接至該鉤件31a及該探針本體31e的各自的彎曲點PG1a、PG1b。

該導電弓部件50實質地包括具有可調變區段的四個邊50a~50d來均勻地分散應力，該些邊是實質地設置成一平行六面體且在其等之間定義的一留空空間50e。非常清楚地，在該懸臂式接觸探針31的接觸尖端36A在該受測裝置35的該接觸墊件35A之上的按壓接觸期間，該導電弓部件50能夠提供所需的阻尼功能。

根據一更佳實施例，如圖3C示意性地顯示，該懸臂式接觸探針31可更包括一阻尼部分實質地成形為一彈簧部件51，提供於該第二探針區段31c。更特別而言，該彈簧部件51在該彎曲點PG2連接至該探針本體31e並定義該端點36B合適於與該印刷電路板33的該些接觸墊件33A接觸。

在圖3C之示例中，該彈簧部件51是實質地成形為拉長的「N」形。清楚易見地，在該印刷電路板33的該些接觸墊件33A上的該懸臂式接觸探針31的該端點36A的按壓接觸之期間，該彈簧部件51可提供所需的阻尼功能。

顯而易見的，可實現多個懸臂式接觸探針31是由該彈簧部件51而非該導電弓部件50所提供。

應注意的是，由於該彎曲點PG2的存在，其定義於以該印刷電路板33的方向突出自樹脂的該支撐件34的該第二探針區段31d，使得當該接觸探針31安裝於該懸臂式探針頭30時，允許空間地分佈該些接觸探針31的該些端點36B，特別是根據該印刷電路板33的該些接觸墊件33A的空間分佈，如圖4示意性地顯示，其為圖3C的該些接觸探針31的實施例之一種非限制的示例。特別而言，上升的該些探針區段31c具有該些彈簧部件51及因此具有該些作為該些接觸探針31的多個接觸頭部的該些端點36B以多行來分佈，其中二行如圖所示，然而該些接觸尖端36A是以單一行而對準，該些導電弓部件50於圖中是重疊的。

應強調的是，由於突出自樹脂的該支撐件34的該些第二探針區段31d的不同尺寸，及上升的該些探針區段31c與提供於其中的該些彈簧部件51的不同尺寸，進而可改變該些接觸墊件33A在該印刷電路板33之上的分佈，亦可超過二行之分佈。因此可放寬該節距對於該印刷電路板33的該些接觸墊件33A相對於該受測裝置35的該些接觸墊件35A的限制條件。

因此，優勢而言，不需要引進額外的構件，特別是如傳統垂直技術的一空間轉換器，而可實現介於多個接觸探針31與該印刷電路板33的多個接觸墊件33A之間的接觸。

確實，眾所皆知的是，該印刷電路板33的該些接觸墊件33A相較於該受測裝置35的多個接觸墊件35A的分佈具有更寬鬆的空間限制，且此可複製該懸臂式探針頭30來使用，包括如上所述之具有該彎曲點PG2的該些懸臂式接觸探針31，而不使用額外的構件。

特別而言，在圖4中，顯示一種懸臂式探針頭30包括至少一第一接觸探針31及一第二接觸探針31’具有各自的彎曲點PG2連接至各自的彈簧部件51、51’便於用來定義各自的端點36B、36B’並相對於彼此而位移，因此能夠以不同之位置來接觸該印刷電路板33的接觸墊件33A。更特別而言，該些第二探針區段，即該些彈簧部件51、51’是便於容置在該支撐板37的不同的孔件中37A、37A’。

圖5中，由該懸臂式探針頭30的上視平面圖突顯出該些接觸探針31的該些端點36B相對於對應的接觸尖端36A的空間分佈，並以該印刷電路板33呈現之。特別而言，圖中清楚地顯示，具有彎曲點PG2的該些接觸探針31的組態允許以具有一第二距離或節距P2的該印刷電路板33的該些接觸墊件33A連接具有一第一距離或節距P1的該受測裝置35的該些接觸墊件35A，其中第二節距P2大於第一節距P1(P2>P1)，因此取得所需的空間轉換而不需使用額外的構件，例如一空間轉換器。

亦強調的是，以該支撐板37及樹脂的該支撐件34提供的該支撐環32的組合方式，是便於在組裝步驟時抵靠著該印刷電路板33而按壓，進而確保該端部31c的接觸，及特別在該探針頭30正常操作之期間，以該印刷電路板33的該些接觸墊件33A來接觸該些接觸探針31的該接觸部位36B。由於該彎曲點PG2的存在形成該端部31c，能夠在該些接觸探針31安裝於探針頭30時，特別是當具有該支撐板37的該支撐環32鄰靠在該印刷電路板33時，作用為一彈簧，而能取得按壓地組裝。

如圖3C所示之具有該彈簧部件51的多個接觸探針31的例子中，此效果能更進一步被確認。

應強調的是，該些接觸探針31是便於將尺寸設為能確保有足夠的施力接觸來以該受測裝置35端點的該些接觸墊件35A之上的該些鉤件31a接觸對應的該些接觸尖端36A。特別而言，每一個接觸探針31的該施力F是正比於該探針部分的臂，其突出自樹脂的該支撐件34，並其等式為： F=E*D⁴/L³ (1)

其中：E為楊格模數(Young’s modulus)或縱向彈性模數；D為該接觸探針31之直徑，意指其截面之最大尺寸；以及L為該第一探針區段31b之長度，其定義其臂(或自由長度)。

合適地，根據本發明，亦藉該接觸探針31在該端部31c的壓縮而施加類似的一力於該印刷電路板33之上，此如上所述，實質地在垂直技術中作為探針的一接觸頭部。

優勢而言，如圖3C所示之較佳實施例，由於阻尼部分的關係，特別是該導電弓部件50及該彈簧部件51，其提供於具有第二彎曲點PG2的該些懸臂式接觸探針31的該第一及第二探針區段31b、31d，在該受測裝置35的該些接觸墊件35A及該印刷電路板33的該些接觸墊件33A之上的施力是受阻尼作用的。

如已指出的，該第二彎曲點PG2不同的位置允許建立一適當的空間轉換及分佈該印刷電路板33的該些接觸墊件33A，特別是藉由放置於其等之適當的更大尺寸的距離之處，亦如圖5所示。

亦強調的是，由於該些接觸探針31的該些端部31c的該些端點36B與在該懸臂式探針頭30組裝時所建立的該印刷電路板33的該些接觸墊件33A之間的接觸，特別是由於以該支撐板37在該印刷電路板33之上所提供該支撐環32的按壓，故根據本發明之該懸臂式探針頭30亦允許克服該垂直技術的負面作用，意即，該些垂直探針的頭部端部與印刷電路板的接觸實際上是懸浮的，並應在每一次各自的該些尖端部位在該受測裝置的該些接觸墊件之上的接觸(碰觸)而重新建立接觸。

換言之，根據本發明之該懸臂式探針頭30，在沒有該受測裝置35的該些接觸墊件35A上的各自的多個鉤件31a的接觸之情況下，亦能確認在該些接觸探針31的該些端部31c於該印刷電路板33的多個接觸墊件33A上之間的接觸。

此外，基於根據本發明的該些接觸探針及該懸臂式探針頭的多項特徵，可特別地以該懸臂式探針頭30的較佳實施例來決解一另外的技術問題。

該些懸臂式接觸探針31的組態，由該彎曲點PG2所提供及該端點36B在該印刷電路板33上的按壓之下的接觸，事實上允許以一模組化之方式來製造一探針頭。更特別而言，此模組化的探針頭包括一印刷電路板33及多個模組40，每一個模組是自多個接觸探針31突出之處而具有一支撐環32及樹脂的一支撐件34，其結束於具有該些鉤件31a的一側，及具有該些端部31c的另一側，後者特別地便利地由該些孔件37A所引導，該些孔件37A由製造為與該支撐環32整合的該支撐板37所提供。每一個模組40具有如前所述之一懸臂式探針頭30的多項特徵，但可製造為多個尺寸而能夠對應於這些單一的受測裝置35，特別是略大的尺寸，其中，「能夠對應於」意涵著由一模組40所佔用之面積大於或等於由一受測裝置35所佔用之面積，其中大於是指高於50%的數值，較佳地是高於20%的之數值。

該些模組40特別地是設置成延伸於包括該受測裝置的一晶片晶圓的對應的一區域，其等同於可利用之該印刷電路板的一表面，因此提供一模組化的探針頭並合適於平行測試更多的裝置。

更特別而言，該印刷電路板33是由一適當的支撐結構或金屬容置元件來容置該些模組40。

合適地，此一模組化的探針頭，其包括關聯於該印刷電路板33的該些模組40，是具有優勢來允許單一地替換該些模組，在元件受損的情形下此替換是可行的，由於無需焊接導線而由該些接觸探針31的端點36B在該印刷電路板33的該些接觸墊件33A之上執行的接觸，此類似於所謂的該垂直技術的「直接附著」。

更特別而言，如圖6A及6B所示，每一個模組40包括至少一接觸部位41，合適地至少以一孔件41A所提供，其特別是能夠穿過的，適用於容置至少一固定件，特別是一螺絲42，由於以螺絲栓緊的模組40而能製造為整合於或固定至該印刷電路板33的該支撐結構或直接地整合於或固定至該印刷電路板本身。

在一較佳實施例中，如圖6A所示，每一個模組40是由至少一對接觸部位41所提供，其沿著以該支撐板37所提供的該支撐環32而設置，特別是在實質為方形的該支撐環32的相反的角度。

如圖6B示意性地顯示，亦可提供每一個模組多個對準元件或校準銷43，其具有合適的形狀來與許多個容置元件(圖未示)互補，預先設置於該印刷電路板33的該支撐結構中，來確保每一個模組40相對於該印刷電路板33正確的定位，並認保能便利於模組的替換。

更特別而言，該些校準銷43可成形為多個小圓柱狀或金字塔狀，以該印刷電路板33的方向突出自該支撐環32，適用於在有限的間隙中，例如少於10微米，而在該印刷電路板33的該支撐結構的合適的容置元件對準其等位置，由於介於多個容置元件與多個校準銷43之間的耦合，來確保每一個模組40精準的組裝。

該支撐結構或金屬的容置元件亦便於由合適的多個接觸點所提供，來與該印刷電路板33對準。

應強調的是，模組化的一接觸頭部包括該些模組40具有僅替換其一部份的可能性的優勢，例如在受損的形況之下，據此，該垂直技術的獨特之優勢而言，該垂直技術具有所謂的懸浮的多個接觸探針，允許僅需藉由拉動而能替換一或多個受損之探針。便利地，替換之部位，對應至一個或多個模組40，其尺寸是小於整體的探針卡，意即，小於一晶圓的受測裝置，因此減少了探針卡本身的維修成本，此特別是所謂的低成本或大量生產領域中所需要的，例如記憶體測試領域。

由於利用由合適的多個接觸部位41所提供的多個模組40，且該些觸部位41允許例如由螺絲栓緊而固定至該印刷電路板33的該支撐結構，替換受損的一部位的操作相較於替換一個或多個以垂直技術所製造的探針頭更為簡單。

總而言之，該接觸頭部的製造在於該些懸臂式接觸探針在該探針本體的一部分之中提供有至少一彎曲點，使得以該印刷電路板的方向突出自該支撐環，如前所述，允許將懸臂技術的多項優勢與垂直技術的優勢結合，維持其基本結構並取得接觸，而不需焊接與使用相對於整體的該支撐環的尺寸大小的更大的面積，僅是將該支撐板製造為一體成形的。

特別強調的是，由於在製造期間懸臂技術的成本的減少，以及由於在探針頭之使用壽命期間使用單一可替換的多個模組，此一探針頭非為昂貴的。

此外，由於該些接觸探針的組態，可容易地改變該印刷電路板的該些接觸墊件的距離或節距；事實上，足以如同風扇般的「開啟」結束於該些端部及該些端點的該第二探針區段，並僅改變其等之長度，進而能夠在該印刷電路板之上實現更大且相距更遠的多個接觸墊件。

因此，亦可降低該印刷電路板之成本，此與密度或節距及其尺寸有關。

仍應強調的是，根據本發明所製造之探針頭形成其本身的一空間轉換器，允許更進一步減少該印刷電路板的成本，此對於該測試設備為最相關的成本，並如前所述，與密度或節距及該些接觸墊件尺寸大小有關。

此外，於一個或多個探針區段之端部存在多個阻尼部分而允許改良該受測裝置或該印刷電路板的多個接觸墊件之上的對應的多個端部的接觸。

最後，根據本發明以一模組化之方式所製造之該懸臂式探針頭，確保僅更換對應至一或多個模組的受損的頭部的可行性。

顯然，本領域的技術人員為了滿足特定的需求及規格，能對上述探針頭及接觸探針實現多種修飾與變化，所有這些修飾與變化都包括在由以下申請專利範圍所界定的本發明的範圍內。