[发明专利]具有脱开的电气和机械探针连接部的MEMS探针卡组件

说明书

探针经由多个承载板连接到空间变换器。探针到空间变换器的电气接触是借助探针上的弹簧尾部特征实现的，该弹簧尾部特征连接到空间变换器而不连接到承载板。换言之，承载板在功能上纯粹是机械的。相对于在空间变换器上的单个探针的顺序放置，这种构造可以显著减少探针阵列的制造时间。可以并行地在多个探针承载板上填布探针，并且将承载板到空间变换器上的最终顺序组装具有大大减少的操作次数。可以补偿空间变换器与平坦度之间的偏差。

技术领域

本发明涉及用于测试电气设备和电路的探针阵列。

背景技术

电气设备和电路的测试通常需要大的探针阵列以与测试中的设备进行接触。通常，每个探针都单独安装到空间变换器(space transformer)，该空间变换器在探针阵列和测试仪器之间提供电气接口。空间变换器往往是定制部件，因为所需的探针阵列图案会从电路到电路以及从客户到客户而变化。因此，上面概述的通常方法的交付时间是制作空间变换器所需时间加上用探针来填布(populate)空间变换器所需时间的组合。由于探针阵列可能具有100,000个或更多个的探针，因此即使在使用部件拾取和放置机器人技术的状态，填布探针阵列所需的时间也可能很长。由于这些是定制部件，因此无法预先制造，这意味着用探针填布空间变换器所需的时间是面对交付时间的客户非常不期望的。因此，提供用于填布探针阵列的较快方法在本领域中将是一项进步。

US 2002/048973涉及一种用于与接触目标建立电气连接的接触结构。该接触结构由接触器载体和多个接触器形成。接触器具有顶部弹簧、底部弹簧和主体部分，顶部弹簧具有在竖直方向定向的上端，底部弹簧具有与上端相反的方向上定向的下端，主体部分位于顶部弹簧和底部弹簧之间，其中主体部分的两侧都设有止动器，以将接触器安装在接触器载体上。

DE 10 2016 004520涉及一种接触针和一种包含多个接触针的测试插座。

US 2016/274147涉及一种探针头，包括第一基底、第二基底、间隔件、至少一个探针和绝缘材料。

US 2014/327461涉及一种探针卡组件，包括引导板，引导板包括用于将探针保持在预定的位置的探针引导件。该探针卡组件还包括附连到引导板的布线结构，以便探针的连接末端抵靠布线结构上的触点定位并附连到触点。

发明内容

在该工作中，探针经由多个承载板连接到空间变换器，其中，探针和承载板之间的连接在机械上不顺应(以简化探针设计)。探针到空间变换器的电气接触是借助探针上的机械顺应性的弹簧尾部特征实现的，该弹簧尾部特征连接到空间变换器而不连接到承载板。换言之，承载板在功能上纯粹是机械的。基本思想的进一步改进是，可以补偿空间变换器与平坦度之间的偏差。

多个承载板可实现探针组装的并行处理效率。将探针直接附连到空间变换器需要对探针进行连续的拾取和放置操作，具有累积的长的处理时间。基于被测设备(DUT)布局设计的多个承载板允许并行处理，并且即使在空间变换器可用之前也可以组装探针。与传统的探针卡相比，一旦制造好空间变换器，现在就可以使用机器人在很短的时间框架内附连预组装的承载板。考虑到探针卡的探针数量可以达到100,000个以上，在接收空间变换器后，在空间变换器上按顺序进行一个接一个的探针附连可能需要11天的时间，以每个探针10秒，使用24小时和7个工作日。对于多个承载板，我们可以使用多个机器人并行组装探针，并在更短的时间框架内完成探针的附连。

承载板可以被制造为与被测设备的布局相对应的不同形状和形式。取决于IC芯片焊盘布局，探针卡中可以有多于一种设计的承载板。