[发明专利]具有在相应引导孔内改进的滑动运动且在不同的操作条件下将探针恰当地保持在测试头内的带垂直探针的测试头

说明书

技术领域

本发明涉及一种测试头，其包括多个垂直探针，该垂直探针在相应引导孔内具有改进的滑动运动，并且恰当地保持在测试头本身内。

更具体地，本发明涉及具有用于电子设备的功能测试的垂直探针的测试头，测试头包括至少一对板状支撑件，所述至少一对板状支撑件通过合适的间隙彼此分开，并且设置有相应的引导孔以便可滑动地容纳多个接触探针，每个接触探针包括根据预定的纵轴在第一端和第二端之间延伸的杆状体，该第一端为适于贴靠在正在测试的设备的接触焊盘上的接触尖端，并且第二端为适于贴靠在空间转换器的接触焊盘上的接触头。

本发明具体而非排他地涉及用于测试集成在半导体晶片上的电子设备的测试头，参考本申请的领域进行了以下描述，其唯一目的是简化其说明。

背景技术

众所周知，测试头(探针头)是适于将微结构的多个接触焊盘电连接到执行其功能性测试(特别是电测试，或总体来说测试)的测试机的相应通道的设备。

在集成电路上执行的测试对于检测和隔离在制造步骤中已经存在的故障电路特别有用。因此，通常测试头用于在将集成在晶片上的电路进行切割并且将其组装在芯片封装中之前对该电路进行电测试。

测试头基本上包括由至少一对支撑件或引导件保持的多个可动接触元件或接触探针，所述支撑件或引导件基本上是板状的并且彼此平行。这种板状支撑件设置有适当的孔并且彼此间隔一定距离布置，以便留出用于接触探针的移动和可能的变形的自由区域或间隙。一对板状支撑件特别包括上板状支撑件和下板状支撑件，两者均设有引导孔，在该引导孔内接触探针轴向滑动，探针通常由具有良好电性能和机械性能的特殊合金的线制成。

接触探针与正在测试的设备的接触焊盘之间的良好连接通过按压设备本身上的测试头来确保，接触探针在上下板状支撑件中形成的引导孔内可移动，在两个板状支撑件之间的间隙内弯曲并且在按压接触期间在该引导孔内滑动。这种类型的测试头、即具有垂直探针的测试头通常被称为“垂直探针头”。

实质上，具有垂直探针的测试头具有间隙，在该间隙内接触探针出现弯曲，可以通过探针本身或其支撑件的适当构造来辅助这种弯曲，如图1所示，其中为了简化说明，已经示出了通常包括在测试头中的多个探针中的仅一个接触探针。

具体地，图1示意性地示出了测试头1包括至少一个下板状支撑件2(通常表示为“下模”)以及一个上板状支撑件3(通常表示为“上模”)，其具有相应的引导孔4和5，至少一个接触探针6在该引导孔内滑动。

接触探针6的一端终止于接触尖端7，该接触尖端7旨在贴靠在正在测的设备10的接触焊盘8上，以便实现正在测的设备10与测试设备(未示出)之间的机械接触和电接触，该测试设备的这种测试头形成终端元件。

这里和下文中，术语“接触尖端”是指设计成接触正在测试的设备或测试装置的接触探针的端部区或区域，所述接触区或区域不一定要被成形。

在某些情况下，接触探针与上板状支撑件相对应地被固定在头部本身上：这种测试头被称为“被封闭(blocked)的探针测试头”。

然而，更频繁地，使用具有未被封闭的探针的测试头、即未固定的探针，这些探针与所谓的板相接(可能通过微接触板)：这样的测试头被称为非被封闭的探针测试头。微接触板通常被称为“空间转换器”，因为除了接触探针之外，它还允许相对于正在测试的设备上的接触焊盘空间上重新分布位于其上的接触焊盘，特别是放宽焊盘本身的中心之间的距离约束。

在这种情况下，如图1所示，接触探针6具有朝向空间转换器12的多个接触焊盘的焊盘11的另一接触尖端15。以类似于通过将接触探针6的接触尖端按压在空间转换器12的接触焊盘11上而与正在测试的设备10接触的方式，保证了探针6和空间转换器12之间良好的电接触。

上下板状支撑件2和3适当地间隔开允许接触探针6变形的间隙9。最后，引导孔4和5的尺寸被设计成允许接触探针6在其中滑动。

由探针经历的形状的变形和产生这种变形所需的力取决于许多因素，诸如用于制造探针的合金的物理特性以及上板状支撑件中的引导孔与下板状支撑件中相应的引导孔之间的偏移的值。

测试头的正确操作基本上与两个参数相关联：接触探针的垂直运动或超行程，以及这种接触探针的接触尖端的水平运动或擦拭。众所周知，重要的是确保接触尖端的擦拭以便允许擦拭接触焊盘的表面，以这种方式去除例如薄层或氧化物膜形式的杂质，从而改善测试头进行的接触。