用于测试头的接触探针制造技术

描述了用于电子设备的测试装置的测试头的接触探针(10)，所述接触探针(10)包括主体，其基本上沿纵向方向在相应端部之间延伸，相应端部适于与相应接触焊盘接触。适当地，至少一个端部(10A)包括由第一导电材料制成的插入件(20)，第一导电材料的硬度大于接触探针(10)由其制成的第二导电材料，所述插入件(20)由所述端部(10A)的部件(21)支撑，所述部件(21)由所述第二导电材料制成，并且被成形为具有与所述插入件(20)互补的形状以及具有面向并粘附到插入件(20)的相应的贴靠表面(20A，20B)的相应的贴靠表面(21A，21B)。

Contact probe for testing head

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于测试头的接触探针
本专利技术涉及一种用于测试头的接触探针。本专利技术具体地而非排他地涉及用于集成在晶片上的电子设备的测试装置的测试头的接触探针，将参考该应用领域进行以下描述，其目的仅在于简化其说明。
技术介绍
众所周知，测试头(探针头)本质上是适于将微结构的多个接触焊盘电连接到执行工作测试(特别是电测试，或一般测试)的测试机的相应通道的设备，特别是集成在晶片上的电子设备。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设备进行切割并且将其组装在芯片封装中之前对该设备进行电测试。测试头通常包括大量接触元件或接触探针，该接触元件或接触探针由具有良好电性能和机械性能的特殊合金的线制成，并且设置有用于待测试设备的相应多个接触焊盘的至少一个接触部分。测试头包括垂直探针(通常被称为“垂直探针头”)，其基本上包括由至少一对板或引导件保持的多个接触探针，至少一对板或引导件基本上是板形的并且彼此平行。这些引导件设置有适当的孔并且彼此间隔一定距离设置，以便留出用于接触探针的移动以及可能变形的自由空间或气隙。一对引导件特别包括上引导件和下引导件，两个引导件都设有相应的引导孔，在该引导孔中接触探针轴向滑动，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。接触探针和待测设备的接触焊盘之间的良好连接通过按压在设备本身上的测试头来保证，该接触探针在上下引导件中形成的引导孔内可移动，在按压接触期间该接触探针可以在两个引导件之间的空气间隙内经受弯曲并在这种引导孔内滑动。此外，可以借助于探针本身或其引导件的合适构造来辅助气隙中的接触探针的弯曲，如图1中示意性所示，其中为了说明简单，仅示出了多个探针的一个接触探针包括在测试头中，所示出的测试头是所谓的偏移板型的测试头。具体地，图1示意性地示出了测试头1包括至少一个上板或引导件2和一个下板或引导件3的测试头1，其具有相应的上引导孔2A和下引导孔3A，其中至少一个接触探针4在该引导孔内滑动。接触探针4具有至少一个接触端或接触尖端4A。这里和在下文中，术语“端”或“尖端”是指端部，其不一定是锋利的。特别地，接触尖端4A贴靠于待测设备5的接触焊盘5A，从而实现该设备与测试装置(未示出)之间的机械接触和电接触，测试装置的这种测试头是终端元件。在某些情况下，接触探针在上引导件处固定地紧固到头部本身：在这种情况下，测试头被称为被封闭的探针测试头。或者，使用具有未被固定地紧固的探针的测试头，这些探针与所谓的微接触板相接：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”，因为除了与探针接触之外，其还允许相对于待测设备上的接触焊盘、空间上重新分布形成于其上的接触焊盘，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4具有另一接触尖端4B(在该
中其被称为接触头)，该接触尖端4B朝向这种空间转换器6的多个接触焊盘6A。探针和空间转换器之间良好的电接触可以以类似于与待测试设备的接触方式、通过将接触探针4的接触头4B按压在空间转换器6的接触焊盘6A上来确保。如已经说明的那样，上引导件2和下引导件3适当地间隔开气隙7，其允许接触探针4变形并且确保接触探针4的接触尖端和接触头分别与待测试设备5的接触焊盘以及空间转换器6的接触。显然，上引导孔2A和下引导孔3A的尺寸必须被设定为使得接触探针4在其中滑动。实际上，应该记住的是，测试头的正确操作基本上与两个参数相关：接触探针的垂直运动或超程、以及这种探针的接触尖端的水平移动或擦拭。因为必须始终保证探针和待测设备之间良好的电气连接，因此必须在测试头的制造步骤中对这些特性进行评估和校准。也可以实现具有从支撑件突出的接触探针的测试头，其通常由陶瓷材料制成，可被适当地执行以便在与待测设备的焊盘接触期间确保其适当的弯曲。当接触待测设备的焊盘时，这种探针进一步变形。晶片上集成的最先进技术所需的探针封装密度的增加已经引起了相邻探针之间的接触问题，尤其是在测试头操作时在探针变形期间。为了确保探针(特别是其变形的部分以及因此它们的变形)的正确定向，已知实现具有非圆形截面的接触探针(特别是矩形)以及具有引导件的测试头(引导件相应的引导孔具有非圆形截面、特别是矩形)，在接触探针与待测设备的接触焊盘接触期间以及随之进一步的变形期间，将接触探针保持就位。方便强调的是接触探针4的端部(其在接触头部和接触尖端4A和4B处的且尤其包括易于在引导孔2A和3A中滑动的探针部分)通常被制成为相对于这些孔的轴线(通常与由待测设备限定的平面正交)倾斜，以确保接触焊盘上的所需擦拭。接触探针的端部相对于引导孔的轴线的倾斜然后在探针和孔之间产生一个或多个接触点，以便实现将探针至少部分地保持在孔内。然而，发现将探针、特别是其端部保持在引导孔内有时是过度的，这限制了探针本身的滑动自由度并且影响整个测试头的正常操作。在极端条件下，接触探针可能会在引导孔内“卡住”，完全停止测试头的任何操作，并导致需要更换。为了确保探针在相对引导孔内的正确滑动以及探针在引导件内的适当位置保持，同时最小化探针被卡住的风险，因此需要更换头部，已知用导电材料的层涂覆接触探针4的端部，导电材料具有比形成接触探针的其余部分的导电材料硬度大。特别地，涂层相应于相应端部的末端、从尖端到相应引导孔的整个高度延伸延伸。然而，具有高硬度的导电材料也具有显著的脆性，并且可以仅以减小厚度(例如在0.01微米至5微米之间)的膜的形式制成。例如从美国专利申请US2012/0286816中已知的是，也可以使用这种具有高硬度的导电材料来制造从接触探针的主体(在它们的端部)突出的薄板。非常坚固的且能够穿透可能覆盖接触焊盘的氧化物层的这些板还特别允许与所谓的凸块、即从待测设备突出作为接触部分的导电元件相接触，如其在其它实施例中用于接触焊盘一样。在一些情况下，接触探针的中心部分也涂覆有一层绝缘材料，例如亚芳基，其易于改善探针的电绝缘性，特别是在相邻接触探针之间意外接触的情况下避免短路。通过贵金属、特别是钯基贵金属对接触探针的端部的涂覆也用于改善该端部与各个接触焊盘的接触，实际上形成接触探针的材料具有接触问题，特别是通过改变包括接触探针的测试头的操作温度。本专利技术的技术问题是提供一种具有至少一个端部的接触探针，该至少一个端部由至少一个导电材料制成，该导电材料具有比形成接触探针的主体的导电材料更大的硬度值并且能够改善端部与相应接触焊盘的接触，同时避免端部的断裂，从而克服当前影响根据现有技术制造的测试头的限制和缺点。
技术实现思路
在本专利技术的基础上的解决思路是实现一种接触探针，其具有至少一个端部，该端部设置有由具有比形成接触探针的导电材料更高的硬度值的导电材料制成的插入件，该插入件通过由与形成接触探针的材料相同的材料制成的端部的至少一个部件支撑。基于该解决方案的想法，技术问题通过用于电子设备的测试装置的测试头的接触探针来解决，该接触探针包括主体，其基本上沿纵向方向在适于与相应的接触焊盘接触的相应端部之间延伸，其中，至少一个端部包括由第一导电材料制成的插入件，所述第一导电材料的硬度大于所述接触探针由其制成的第二导电材料，所述插入件由所述端部的部件支撑；所述部件由所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于电子设备的测试装置的测试头的接触探针(10)，包括：主体，其基本上沿纵向方向在适于与相应的接触焊盘接触的相应端部之间延伸，其特征在于，至少一个端部(10A)包括由第一导电材料制成的插入件(20)，所述第一导电材料的硬度大于所述接触探针(10)由其制成的第二导电材料，所述插入件(20)由所述端部(10A)的部件(21)支撑；所述部件(21)由所述第二导电材料制成，并且成形为具有与所述插入件(20)互补的形状以及具有面向并粘附到所述插入件(20)的相应的贴靠表面(20A，20B)的相应的贴靠表面(21A，21B)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.03.13 IT MI2015A000382(102015902338004)1.一种用于电子设备的测试装置的测试头的接触探针(10)，包括：主体，其基本上沿纵向方向在适于与相应的接触焊盘接触的相应端部之间延伸，其特征在于，至少一个端部(10A)包括由第一导电材料制成的插入件(20)，所述第一导电材料的硬度大于所述接触探针(10)由其制成的第二导电材料，所述插入件(20)由所述端部(10A)的部件(21)支撑；所述部件(21)由所述第二导电材料制成，并且成形为具有与所述插入件(20)互补的形状以及具有面向并粘附到所述插入件(20)的相应的贴靠表面(20A，20B)的相应的贴靠表面(21A，21B)。2.根据权利要求1所述的接触探针，其特征在于，所述第一导电材料是选自铑、铂、铱或其金属合金或钯-钴合金、钯-镍合金或镍-磷合金的金属或金属合金，优选铑。3.根据权利要求1所述的接触探针，其特征在于，所述第二导电材料是选自诸如镍-锰、镍-钴或镍-钨合金的镍或其金属合金，铜或其合金，钯或其合金的金属或金属合金，优选镍-钨。4.根据前述权利要求中任一项所述的接触探针，其特征在于，所述插入件(20)和所述部件(21)具有相应的自由端面(22A，22B)，用于形成所述接触探针(10)的接触区域(22)。5.根据权利要求4所述的接触探针，其特征在于，所述插入件(20)包括至少一个第一贴靠表面(20A)和至少一个第二横向贴靠表面(20B)，所述至少一个第一贴靠表面(20A)沿着所述接触探针(10)的纵向方向(Y)被布置在所述插入件(20)的底部、在关于所述接触区域(22)的相对位置处，所述至少一个第二横向贴靠表面(20B)沿着垂直于所述纵向方向(Y)的横向方向(X)，所述插入件(20)的所述第一贴靠表面和所述第二贴靠表面(20A，20B)分别面对并接触所述部件(21)的第一贴靠表面和第二贴靠表面(21A，21B)。6.根据前述权利要求中任一项所述的接触探针，其特征在于，所述部件(21)包括用于贴靠所述插入件(20，20'，20”)的薄板部分(21'，21”)。7.根据前述权利要求中任一项所述的接触探针，其特征在于，所述插入件(20)的高度(H1)对应于所述接触探针(10)的高度(H)、特别是所述部件(21)的高度(H)。8.根据权利要求1至6中任一项所述的接触探针，其特征在于，所述插入件(20)的高度(H2，H4)小于所述接触探针(10)的高度(H)、特别是所述部件(21)的高度(H)。9.根据权利要求8所述的接触探针，其特征在于，所述插入件(20)的高度(H2，H4)等于所述接触探针(10)的所述高度(H)、特别是所述部件(21)的所述高度(H)的20％-80％，优选等于50％。10.根据权利要求8和9所述的接触探针，其特征在于，所述插入件(20)被布置在所述接触探针(10)的一角，或者被布置为对应于所述接触探针(10)的仅一侧，或...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗伯特·克里帕，朱塞佩·克里帕，拉斐尔·瓦劳利，
申请(专利权)人：泰克诺探头公司，
类型：发明
国别省市：意大利,IT