[发明专利]用于测试头的接触探针和相应的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于测试头的接触探针。

特别地但不排他地，本发明涉及一种接触探针，其插入到用于测试集成在晶片上的电子器件的装置的测试头中，下述说明仅为了方便说明而参照了该应用领域。

现有技术

众所周知，测试头或探头本质上是一种设备，其适合于将微观结构，尤其是集成于晶片上的电子器件的多个接触垫电连接至与执行其工作测试(尤其是电测试或一般测试)的测试机的对应通道。

在集成器件上进行的测试尤其用于检测和隔离出在制造阶段已出现的故障器件。因此，通常，在将晶片锯开并将其组装在芯片包装中之前，测试头就被用于电测试集成在该晶片上的器件。

测试头通常包括大量接触元件或接触探针，该大量接触元件或接触探针由具有良好机械和电性能的特殊合金制成，并且设置有用于被测器件的相应的多个接触垫的至少一个接触部分。

所谓的垂直探针类型的测试头基本上包括由至少一对板或基本呈板状并相互平行的导向件保持的多个接触探针。这些导向件配置有特定孔并且彼此之间以特定的距离放置，从而为接触探针的运动及可能的变形留有自由区域或空隙。特别地，该一对导向件包括上导向件和下导向件，其都配置有导向孔，接触探针在此导向孔内轴向滑动，接触探针通常由具有良好电和机械性能的特殊金属制成。

接触探针与被测器件的接触垫之间的良好连接由测试头在器件本身上的压力来确保，在此压力接触下，在上导向件和下导向件中的导向孔内可移动的接触探针在两个导向件之间的空隙内会弯曲，并且在这些导向孔内滑动。

此外，可以借助于探针本身或其导向件的适当配置来辅助在空隙中弯曲的接触探针，如图1所示意的，其中，为了简化说明，只表示了通常包括在测试头中的多个探针中的一个接触探针，所示测试头是所谓的偏移板型。

特别地，在图1中，示意性地示出了包括至少一个上板或导向件2和一个下板或导向件3的测试头1，其具有相应的上导向孔2A和下导向孔3A，其中至少一个接触探针4在该上导向孔2A和下导向孔3A中滑动。

该接触探针4具有至少一个接触端或尖端4A。这里的术语端或尖端以及下文中指定的端部，不一定是尖的。特别地，接触尖端4A紧靠被测器件5的接触垫5A，使所述器件和测试装置(未示出)之间进行电和机械接触，测试头形成所述测试装置的终端元件。

在一些情况下，接触探针在上导向件处固定地连接到头部本身：在这种情况下，测试头被称为受阻(blocked)探针测试头。

或者，所使用的测试头具有未固定连接，但通过微接触保持装置与板接合的探针：这些测试头被称为非受阻探针测试头。该微接触保持装置通常被称为“空间变换器(space transformer)”，因为除了接触这些探针之外，它还允许置于其上的接触垫相对于存在于被测器件上的接触垫在空间上重新分布，特别是放松接触垫本身的中心之间的距离限制。

在这种情况下，如图1所示，接触探针4具有朝向该空间变换器6的多个接触垫6A的另一接触尖端4B(通常表示为接触头)。探针和空间变换器之间的良好电接触可以通过将接触探针4的接触头4B压靠空间变换器6的接触垫6A(类似于与被测器件接触的方式)来确保。

如前面所述，上导向件2和下导向件3通过空隙7方便地隔开，从而允许接触探针4变形并且确保接触探针4的接触尖端和接触头分别正接触被测器件5和空间变换器6的接触垫。显然，应该设定上导向孔2A和下导向孔3A的尺寸，以允许接触探针4在其中滑动。

事实上，应该记住，测试头的正确操作主要受限于两个参数：接触探针的垂直移动或超程，以及这种探针的接触尖端的水平移动或擦洗(scrub)。

因此，在测试头制造步骤应该评估和校准这些特征，因为需要始终确保探针和被测器件之间的良好电连接。

还可以实现具有从通常由陶瓷制成的支撑件伸出的接触探针的测试头，该接触探针可以方便地预变形，以便在接触被测器件的接触垫时确保其固定弯曲。此外，这些探针在接触被测器件的接触垫时会进一步变形。

例如，在被称为Cobra技术下制造的测试头的情况下，如图2所示意的，接触探针4'具有预变形的构造，其中，接触尖端4A和接触头4B之间的偏移已经被限定在测试头的剩余部分。特别是在这种情况下，接触探针4'包括预变形部分4C，其有助于接触探针4'的适当弯曲，甚至不会使测试头与被测器件5接触。该接触探针4'在其操作期间，即当与被测器件5压力接触时会进一步变形。