特别适用于高频应用的竖向接触探针和包含其的测试头制造技术

描述了一种用于电子器件测试设备的测试头的接触探针(21)，该探针包括在相应的端部(24,25)之间沿纵向方向延伸的探针主体(20C)，所述端部适于接触相应的接触垫，第二端是适于抵靠所述被测器件(26)的接触垫(26A)上的接触尖端(25)，每个竖向接触探针(21)的主体(22)的长度小于5000μm并且包括沿其纵向尺寸延伸的至少一个穿通开口(28)。便利地，至少一个穿通开口(28)由填充材料(36)填充，以便在主体(22)中限定至少一个第一侧向部分和至少一个第二侧向部分(22a，22b)，其彼此平行并且通过在穿通开口(28)处由填充材料(36)实现的连接中心部分(22c)彼此连接，由填充材料(36)制成的连接中心部分(22c)用作加强元件。

A vertical contact probe especially suitable for high frequency applications and a test head containing it

Describes a contact probe test head for electronic devices of the test equipment (21), the probe included in the corresponding end (24,25) extending along the longitudinal direction of the probe body (20C), the end portion adapted to contact the contact pad corresponding to the second end is adapted to abut on the device under test (26) the contact pad (26A) on the contact tip (25), each vertical contact probe (21) of the body (22) of length less than 5000 m and extends along the longitudinal dimension of the at least one through openings (28). Conveniently, at least one through openings (28) by the filling material (36) in order to fill the main body (22) defines at least a first lateral part and at least one of the second lateral part (22a, 22b), parallel to each other and through the through openings (28) by filling material (36) is connected to the central part of the implementation (22c) connected to each other by the filling material (36) is connected to the central part made of (22c) used as a reinforcing element.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】特别适用于高频应用的竖向接触探针和包含其的测试头
本专利技术涉及一种竖向接触探针，特别适用于高频应用。更具体地，本专利技术涉及一种竖向接触探针，其具有在第一端和第二端之间延伸的主体，第二端是适于抵靠被测器件的接触垫的接触尖端，该主体的长度小于5000μm。本专利技术还涉及包括多个这些竖向接触探针的测试头，特别适用于高频应用。本专利技术特别地但不排他地涉及竖向接触探针和测试集成在晶片上的电子器件的相应的测试头，并且参考该应用领域进行以下描述，其目的仅在于简化说明。
技术介绍
众所周知，测试头(或探头)是适于将微结构的多个接触垫电连接到执行其功能性测试(特别是电测试，或者一般性测试)的测试机器的相应通道的装置。在集成电路中进行的测试对于在生产阶段中检测和隔离有缺陷的电路特别有用。通常，测试头用于在将晶片上的集成电路进行切割并将其组装至含芯片封装之前对其进行电测试。测试头基本上包括多个可移动的接触元件或接触探针，所述接触元件或接触探针由彼此平行的至少一对基本上板状的支撑件或导引件保持。这些板状支撑件设置有适当的孔并且彼此间隔一定距离设置，以便留下用于这些接触探针的移动和可能的变形的自由空间或间隙。一对板状支撑件特别包括上板状支撑件和下板状支撑件，两者均设置有各自的导引孔，接触探针轴向滑动通过其中，探针通常由具有良好电气特性和机械特性的特殊合金线制成。通过将测试头按压在器件本身上，能够确保测试探针和被测器件中的接触垫之间的良好连接，在按压接触期间，接触探针可在上板状支撑件和下板状支撑件中形成的导引孔内移动，经历在两个板状支撑件之间的间隙内部的弯曲并在这些导引孔内滑动。这种测试头通常被称为“竖向探针”头。基本上，具有竖向探针的测试头具有间隙，在该间隙中发生接触探针的弯曲，能够通过探针本身或其支撑件的适当构造来帮助该弯曲，如图1中示意性所示，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。特别地，在图1中，示意性地示出了测试头1，其包括通常称为“下模”的至少一个下板状支撑件3和通常称为“上模”的上板状支撑件2，分别具有相应的导引孔3A和2A，至少一个接触探针4在相应的导引孔内滑动。接触探针4在具有旨在抵靠被测器件5的接触垫5A的接触尖端4A的端部终止，以实现所述被测器件5与测试设备(未示出)之间的电接触和机械接触，在测试设备中测试头1形成终端元件。术语“接触尖端”在本文及其下文是指接触探针的旨在接触被测器件或测试设备的端部区域或范围，这样的端部区域或范围不需为尖锐的。在某些情况下，接触探针在上板状支撑件处固定地紧固至测试头本身上：该测试头被称为受阻探针测试头。然而，更常见的是，使用具有非固定紧固的探针、但是可通过微接触保持器保持与所谓的板连接的测试头：该测试头被称为非受阻探针测试头。微接触保持器通常称为“空间变换器”，因为除了接触探针之外，它还允许在其上制造的接触垫相对于被测器件的接触垫进行空间重新分配，特别是松放宽接触垫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具有朝向空间变换器6的多个接触垫的垫6A的另一接触尖端(表示为接触头4B)。类似于与被测器件5的接触，通过按压接触探针4的接触头4B抵靠在空间变换器6的接触垫6A上，可确保探针4与空间变换器6之间良好的电接触。上板状支撑件2和下板状支撑件3通过允许接触探针4的变形的间隙7适当地分开。最后，导引孔2A和3A的尺寸被设计成允许接触探针4在其中滑动。在被称为“带偏移板(withshiftedplates)”的技术中实现的测试头的情况下，使得也被称为“屈曲梁(bucklingbeams)”的接触探针4被制造为直的，支撑件的偏移导致探针主体的弯曲，以及由于探针与它们在其中滑动的导引孔的壁的摩擦使得探针本身保持在期望的位置。在这种情况下，它们被称为具有偏移板的测试头。探针正在经受的弯曲的形状和引起弯曲所需的力取决于几个因素，例如构成探针的合金的物理特性以及上板状支撑件中的导引孔与下板状支撑件中的相应的导引孔之间的偏移值。测试头的正确工作基本上与两个参数相关：接触探针的垂直运动(或超程(overtravel))，以及这些探针的接触尖端的水平移动或擦洗(scrub)。已知重要的是确保接触尖端的擦洗以便允许刮擦接触垫的表面，从而去除杂质(例如以薄的氧化物层或膜的形式)，从而增强了由测试头进行的接触。所有这些特性都应在测试头的制造阶段进行评估和校准，必须始终保证探针和被测器件之间(特别是在探针的接触尖端与被测器件的接触垫之间)的良好电连接。同样重要的是保证探针的接触尖端到器件的接触垫上的按压接触不会太高以导致探针或接触垫自身的破损。使用所谓的短探针(即具有有限长度，特别是尺寸小于5000μm的棒状主体的探针)对这个问题特别敏感。这种探针例如用在高频应用中，其中探针的减小的长度限制了有关的自感现象。特别地，术语“高频应用”是指能够传送频率高于1000MHz的信号的探针。然而，在这种情况下，探针主体的缩减的长度急剧地增加了探针本身的刚度，这意味着由相应的接触尖端施加在例如被测器件的接触垫上的力的增加，这可能导致使这些垫破损，不可挽回地损坏被测器件，应该明显避免这种情况。在更危险的的情况中，由于接触探针主体长度的缩减，其刚度的增加，提高了使探针本身破损的风险。例如在2015年1月15日公开的专利技术人为爱尔德里奇(Eldridge)的第US2015/0015289号美国专利申请，公开了多路径探针。该探针具有限定不同导电路径的多层结构，导电路径通过电绝缘间隙彼此电绝缘，电绝缘也是层的形式。此外，专利技术人为日本电子材料公司(JapanElectronicMaterialCorp)的于2014年6月12日的第WO2014/087906号公布的PCT申请公开了一种电接触探针，其具有分层结构，并且包括形成为包括三个梁部分的弹性变形部分，其中相邻的梁部分通过间隙布置，这样的构造使得可以缩短探针的长度以改善接触探针的高频特性，同时确保过过载量和探针压力。因此，本专利技术的技术问题是提供具有这样的功能和结构特性的测试头，以允许在高频应用中使用，探针的长度小于5000μm，同时确保接触探针具有足够的弹性并因此降低破坏它们的风险，以及确保当相应的端部抵靠在相应的接触垫上时施加的力，克服了已知的技术实现仍在调整的测试头的限制及缺点。
技术实现思路
根据本专利技术的解决思路是实现具有探针的测试头，探针具有根据主体本身的纵向方向在相应的棒状主体中实现的至少一个开口，开口填充有合适的填充材料，特别是聚合材料，能够降低探针的刚度，并因此降低探针对接触垫施加的压力，同时保证对这些探针的主体有足够的弹性，并防止在包括该探针的测试头正常操作期间由于探针主体的翘曲导致发生探针主体的裂纹或破损。基于该解决思路，该技术问题通过用于电子器件的测试设备的测试头的竖向接触探针来解决，该竖向接触探针包括探针主体，该探针主体基本上在纵向方向上在适于接触相应接触垫的相应端部之间延伸，第二端部是适于抵靠被测器件的接触垫的接触尖端，其特征在于，每个竖向接触探针的主体的长度小于5000μm，并且包括至少一个沿着其纵向尺寸延伸的穿通开口，其特征在于，所述至少一个穿通开口由填充材料填充，以便在该主体中限定至少一个本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于电子器件的测试设备的测试头的竖向接触探针(21)，包括在适于接触相应接触垫的相应端部(24,25)之间沿纵向延伸的探针的主体(22)，一个端部是适于抵靠被测器件(26)的接触垫(26A)上的接触尖端(25)，每个所述竖向接触探针(21)的所述主体(22)的长度小于5000μm，并且包括沿着其纵向尺寸延伸的至少一个穿通开口(28)，其特征在于，所述至少一个穿通开口(28)由填充材料(36)填充，以便在所述主体(22)中限定至少一个第一侧向部分和至少一个第二侧向部分(22a，22b)，所述至少一个第一侧向部分和至少一个第二侧向部分彼此平行并且通过对应于所述穿通开口(28)的、由所述填充材料(36)制成的连接中心部分(22c)连接，由所述填充材料(36)制成的所述连接中心部分(22c)用作加强元件。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.03.31 IT 1020150000104831.一种用于电子器件的测试设备的测试头的竖向接触探针(21)，包括在适于接触相应接触垫的相应端部(24,25)之间沿纵向延伸的探针的主体(22)，一个端部是适于抵靠被测器件(26)的接触垫(26A)上的接触尖端(25)，每个所述竖向接触探针(21)的所述主体(22)的长度小于5000μm，并且包括沿着其纵向尺寸延伸的至少一个穿通开口(28)，其特征在于，所述至少一个穿通开口(28)由填充材料(36)填充，以便在所述主体(22)中限定至少一个第一侧向部分和至少一个第二侧向部分(22a，22b)，所述至少一个第一侧向部分和至少一个第二侧向部分彼此平行并且通过对应于所述穿通开口(28)的、由所述填充材料(36)制成的连接中心部分(22c)连接，由所述填充材料(36)制成的所述连接中心部分(22c)用作加强元件。2.根据权利要求1所述的竖向接触探针(21)，其特征在于，包括设置在所述主体(22)中的彼此平行的多个穿通开口(28,28')，多个所述穿通开口具有相同或不同的长度和/或宽度并且在所述主体(22)中限定出多个侧向部分，至少一个所述穿通开口，优选地所有所述穿通开口(28,28')，由所述填充材料(36)填充，以形成用作加强元件的至少一个连接中心部分(22c，22e)。3.根据权利要求1或2所述的竖向接触探针(21)，其特征在于，还包括布置在至少一个所述穿通开口(28,28')内的至少一个材料桥(35)，所述材料桥适于将所述侧向部分在所述穿通开口(28)的侧面上彼此连接。4.根据权利要求2所述的竖向接触探针(21)，其特征在于，包括布置在一个或多个所述穿通开口(28,28')内的多个材料桥(35)。5.根据权利要求3或4所述的竖向接触探针(21)，其特征在于，所述材料桥(35)或材料桥中的至少一个被放置在相应的穿通开口(28,28')的一端。6.根据前述权利要求中任一项所述的竖向接触探针(21)，其特征在于，还包括从其中一个所述竖向接触探针的侧壁(21a，21b)突出的至少一个突出元件或止挡件(23)。7.根据权利要求6所述的竖向接触探针(21)，其特征在于，所述止挡件(23)具有横向延伸部，所述横向延伸部的横向尺寸与所述竖向接触探针(21)的直径相当，优选地介于5μm和40μm之间。8.根据前述权利要求中任一项所述的竖向接触探针(21)，其特征在于，所述填充材料(36)是聚合材料，优选地是材料，或无机介电材料，优选地是氧化铝(Al2O3)。9.根据权利要求8所述的竖向接触探针(21)，其特征在于，所述填充材料(36)涂覆整个竖向接触探针(21)。10.一种具有用于被测器件(26)的功能测试的竖向接触探针的测试头(20)，所述测试头包括多个竖向接触探针(21)，每个所述竖向接触探针(21)根据前述权利要求中的任一项实现。11.根据权利要求10所述的测试头(20)，其特征在于，包括没有穿通开口(28)的另外的竖向接触探针(21B)，以及设置有穿通开口(28)并且填充有填充材料(36)的竖向接触探针(21)，所述竖向接触探针(21)易于抵靠属于所述被测器件(26)的电气区域的接触垫(26A)上，以及所述没有穿通开口(28)的另外的竖向接触探针(21B)易于抵靠属于所述被测器件(26)的信号区域的另外的接触垫(26B)上，所述接触垫(26A)具有比所述另外的接触垫(26B)具有更大的尺寸和间距。12.根据权利要求11所述的测试头(20)，其中所述没有穿通开口(28)的另外的竖向接触探针(21B)的探针直径小于设置有填充有所述填充材料(36)的穿通开口(28)的所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：达尼埃莱·安康斯亚，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