用于高频应用的改进的探针卡制造技术

本发明专利技术提供了一种用于电子器件的测试装置的探针卡(20)，包括：测试头(21)，容纳有沿纵轴轴线(H‑H)在第一端部(24A)和第二端部(24B)之间延伸的多个接触元件(22)；支撑板(23)，第一端部(24A)适于抵靠在支撑板(23)上；以及柔性膜(25)，包括第一面(F1)和相对的第二面(F2)。便利地，柔性膜(25)的第一部分(25A)设置在至少一个支撑件(28)上并且包括在近端(27A)和远端(27B)之间延伸的多个带(27)，探针卡(20)还包括多个微接触探针(30)，这些微接触探针(30)包括沿纵轴轴线(H‑H)在第一端部(30A)和第二端部(30B)之间延伸的主体(30C)，每个接触元件(22)的第二端部(24B)在对应的带(27)的远端(27B)处抵靠在柔性膜(25)的第一面(F1)上，并且每个微接触探针(30)的第一端部(30A)在对应的接触元件(22)处抵靠在柔性膜(25)的第二面(F2)上，柔性膜(25)通过其第二部分(25B)电连接至支撑板(23)，微接触探针(30)的第二端部(30B)适于与待测器件的接触垫(32)接触，其中至少一个支撑件(28)包括用于容纳多个微接触探针(30)的多个导引孔(28h)。

Improved Probe Card for High Frequency Applications

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于高频应用的改进的探针卡
本专利技术涉及一种用于测试集成在半导体晶圆上的电子器件的探针卡，并且以下内容是参考该应用领域作出的，其目的仅在于简化说明。
技术介绍
如广泛已知的，探针卡为一种适于将微结构的接触垫、尤其是集成在半导体晶圆上的电子器件的多个接触垫与执行功能性测试(特别是电测试或一般测试)的测试装置的对应通道电连接的装置。在集成的器件上执行的该测试对于早在制造阶段检测并隔离有缺陷的电路尤其有用。正常地，探针卡因此用于在将集成于晶圆上的器件切割并组装至含芯片封装之间对其进行电测试。探针卡包括测试头，测试头依次包括多个活动接触探针，这些接触探针由至少一对支撑件或导引件保持，该至少一对支撑件或导引件基本上为板状并且彼此平行。这些板状支撑件具有多个适合的孔并且彼此间隔一定距离布置，以留出用于接触探针的移动和可能的形变的活动空间或空隙，接触探针通常由具有良好的电学性能和机械性能的特殊合金线制成。图1示意性地示出了一种已知的探针卡15，探针卡15包括测试头1，测试头1依次包括至少一个板状支撑件或上引导件2(通常标示为“上模”)、以及板状支撑件或下引导件3(通常标示为“下模”)，上模和下模具有相应的导引孔4和5，多个接触探针6在导引孔4和5中滑动。每个接触探针6的末端具有接触尖端7，接触尖端7旨在于抵靠在测试下的集成在晶圆9上的器件的接触垫8上，以实现测试下的器件和测试装置(未示出)之间的机械接触和电接触，所述探针卡为该测试装置的终端元件。如图1中显示的，上模2和下模3由空隙10适当地隔开，该空隙允许接触探针6的变形。接触探针6和测试下的器件的接触垫8之间的恰当连接是通过测试头1在器件本身上的压力确保的，在此按压接触期间，在导引件中的导引孔内可移动的接触探针6在空隙10内会弯曲，并且在所述导引孔内滑动。这种类型的测试头通常称为“垂直探头”。在某些情况下，接触探针在上板状支撑件处固定地紧固到至测试头本身：这样的测试头称为“封闭探针测试头”。更常见地，测试头在没有固定的封闭探针的情况下使用，然而测试头连接至所谓的板(可能地通过微接触板)：这样的测试头称为未封闭测试头。微接触板通常叫做“空间转换器”，这是由于除了接触探针，微接触板还允许相对于测试下的器件上的接触垫在空间上重新分布其上实现的接触垫，尤其是放松垫本身的中心之间的距离约束。在该情况下，仍旧参考图1，每个接触探针6还具有以所谓的接触头11为结束的末端区域，接触头11朝向包括测试头1的探针卡15的空间转换器13的多个接触垫中的一个接触垫12。接触探针6和空间转换器13之间恰好的电连接是通过接触探针6的接触头11抵靠在所述空间转换器13的接触垫12上确保的，类似于接触尖端7与集成在晶圆9上的测试下的器件的接触垫8之间的接触。进一步此外，探针卡15包括通常为印刷电路板(PCB)的支撑板14，支撑板14通过探针卡15与测试装置接合的方式连接至空间转换器13。探针卡的正确操作基本与两个参数有关：接触探针的竖直移动或超出行程、以及这样的接触探针的接触尖端在接触垫上的水平移动或刮擦。在探针卡的制造步骤中全部的这些特征都应当被评测以及校准，这是由于应当一直确保探针和测试下的器件之间的良好电连接。还重要的是确保探针的接触尖端压在测试下的器件的接触垫上的接触不应当过大而导致探针或垫本身的损坏。在所谓的短探针的情况下能够强烈感受到该问题，即探针的主体长度受限、尤其是小于5000μm的尺寸。这种类型的探针例如用于高频应用中，探针减少的长度限制连接的自感现象。具体地，术语“用于高频应用的探针”表示能够运载频率高于1GHZ的信号的探针。存在生产在接触探针的长度随之大幅减少的情况下能够运载更高频率(高至射频)的信号的探针卡的需要，以确保在没有被添加噪音的情况下运载这些信号，例如由于如上提到的自感现象导致的噪音。然而，在该情况下，探针主体长度的减少大幅度增加探针本身的刚度，这导致通过对应的接触尖端施加到测试下的器件的接触垫上的力的增加，力的增加导致这些垫的损坏，对测试下的器件造成不可挽回的损坏，这些是应当避免的情况。甚至更危险地，由于主体长度减少导致的接触探针刚度的增加还增加探针本身损坏的风险。本专利技术的技术问题在于提供一种探针卡，该探针卡的结构和功能特征能够克服仍在影响已知解决措施的限制和缺点，尤其是能够在不对高频信号添加噪音的情况下运载高频信号，同时确保其接触探针与待测器件的接触垫接触期间的正确操作，避免接触探针和接触垫的损坏。
技术实现思路
本专利技术基础上的解决方案构思在于实现一种探针卡，该探针卡包括多个适于接触待测器件的微接触探针，每个微接触探针具有抵靠在形成在探针卡的柔性膜中的多个带的对应带的末端上的末端部分，其中探针卡的测试头的接触元件还具有抵靠在带的这样的末端、然而抵靠在柔性膜的相对面上的端部，以此种方式作为用于对应微接触探针的阻尼支撑元件，这些带的末端部分在微接触探针与待测器件接触期间移动。在该解决方案构思的基础上，如上提到的技术问题是通过一种用于电子器件的测试装置的探针卡解决的，该探针卡包括测试头，测试头容纳有沿纵轴轴线在第一端部和第二端部之间延伸的多个接触元件；支撑板，第一端部适于抵靠在支撑板上；以及柔性膜，柔性膜包括第一面和相对的第二面，其特征在于，柔性膜的第一部分设置在至少一个支撑件上并且包括在近端和远端之间延伸的多个带，探针卡还包括多个微接触探针，这些微接触探针包括沿纵轴轴线在第一端部和第二端部之间延伸的主体，每个接触元件的第二端部在对应的带的远端处抵靠在柔性膜的第一面上，并且每个微接触探针的第一端部在对应的接触元件处抵靠在柔性膜的第二面上，柔性膜通过第二部分电连接至支撑板，微接触探针的第二端部适于接触待测器件的接触垫，其中至少一个支撑件包括多个导引孔，这些导引孔用于容纳多个微接触探针。更具体地，本专利技术包括如下额外特征，根据需要可分别采用或组合使用。根据本专利技术的一方面，探针卡还包括保持装置，保持装置适于使得柔性膜保持原位。根据本专利技术的一方面，保持装置可包括另外的支撑件，该支撑件包括用于容纳接触元件的多个另外的导引孔，柔性膜设置在支撑件和另外的支撑件之间，支撑件和另外的支撑件之间限定空隙以允许带的远端在微接触探针的第二端部与待测器件的接触垫接触期间移动。根据本专利技术的另一方面，支撑件和另外的支撑件之间的空隙可通过另外的支撑件中制造的凹口形成，或另外的支撑件可被划分到第一板状元件和第二板状元件内部，第一板状元件包括中心开口，第二板状元件在第一板状元件顶部上，空隙由第一板状元件的中心开口限定。此外，支撑件的多个导引孔可包括凹陷部分，凹陷部分形成支撑件中的肩部。根据本专利技术的一方面，支撑件可包括至少一个第一板状元件和至少一个第二板状元件，这两个元件彼此重叠并且互为整体，第一板状元件包括的开口相对于第二板状元件的对应的开口尺寸更大，第一板状元件的开口同中心地与第二板状元件的开口重叠，这些重叠的开口形成包括凹陷部分的支撑件的多个导引孔。根据本专利技术的另一方面，柔性膜的每个带的远端可包括开口，微接触探针的第一端部包括与该开口接合的接合部，其中接合部包括由间隔分离的第一部件和第二部件，这两个部件适于插入到开口内部并且由开口的壁朝向彼此移动。根据本专利技术的另一方面，微接触探针的长度小本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于电子器件的测试装置的探针卡(20)，包括：测试头(21)，所述测试头(21)容纳有多个接触元件(22)，所述多个接触元件(22)沿第一端部(24A)和第二端部(24B)之间的纵轴轴线(H‑H)延伸；支撑板(23)，所述第一端部(24A)适于抵靠在所述支撑板(23)上；以及柔性膜(25)，所述柔性膜(25)包括第一面(F1)和与所述第一面(F1)相对的第二面(F2)，所述探针卡(20)的特征在于，所述柔性膜(25)的第一部分(25A)布置在至少一个支撑件(28)上并且包括在近端(27A)和远端(27B)之间延伸的多个带(27)；所述探针卡(20)还包括：多个微接触探针(30)，所述多个微接触探针(30)包括主体(30C)，所述主体(30C)沿所述纵轴轴线(H‑H)在第一端部(30A)和第二端部(30B)之间延伸，每个接触元件(22)的所述第二端部(24B)在对应的带(27)的所述远端(27B)处抵接至所述柔性膜(25)的所述第一面(F1)，并且每个微接触探针(30)的所述第一端部(30A)在对应的接触元件(22)处抵接所述柔性膜(25)的所述第二面(F2)，所述柔性膜(25)通过其第二部分(25B)电连接至所述支撑板(23)，所述微接触探针(30)的所述第二端部(30B)适于与待测器件的接触垫(32)接触，其中，所述至少一个支撑件(28)设置有用于容纳所述多个微接触探针(30)的多个导引孔(28h)。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.02.15 IT 1020170000170611.一种用于电子器件的测试装置的探针卡(20)，包括：测试头(21)，所述测试头(21)容纳有多个接触元件(22)，所述多个接触元件(22)沿第一端部(24A)和第二端部(24B)之间的纵轴轴线(H-H)延伸；支撑板(23)，所述第一端部(24A)适于抵靠在所述支撑板(23)上；以及柔性膜(25)，所述柔性膜(25)包括第一面(F1)和与所述第一面(F1)相对的第二面(F2)，所述探针卡(20)的特征在于，所述柔性膜(25)的第一部分(25A)布置在至少一个支撑件(28)上并且包括在近端(27A)和远端(27B)之间延伸的多个带(27)；所述探针卡(20)还包括：多个微接触探针(30)，所述多个微接触探针(30)包括主体(30C)，所述主体(30C)沿所述纵轴轴线(H-H)在第一端部(30A)和第二端部(30B)之间延伸，每个接触元件(22)的所述第二端部(24B)在对应的带(27)的所述远端(27B)处抵接至所述柔性膜(25)的所述第一面(F1)，并且每个微接触探针(30)的所述第一端部(30A)在对应的接触元件(22)处抵接所述柔性膜(25)的所述第二面(F2)，所述柔性膜(25)通过其第二部分(25B)电连接至所述支撑板(23)，所述微接触探针(30)的所述第二端部(30B)适于与待测器件的接触垫(32)接触，其中，所述至少一个支撑件(28)设置有用于容纳所述多个微接触探针(30)的多个导引孔(28h)。2.根据权利要求1所述的探针卡(20)，其特征在于，还包括适于将所述柔性膜(25)保持就位的保持装置(29)。3.根据权利要求2所述的探针卡(20)，其特征在于，所述保持装置(29)包括另一支撑件，所述另一支撑件设置有用于容纳所述接触元件(22)的多个另外的导引孔(29h)，所述柔性膜(25)布置在所述支撑件(28)和所述另一支撑件(29)之间，在所述支撑件(28)和所述另一支撑件(29)之间限定空隙(31)以在所述微接触探针(30)的所述第二端部(30B)与所述待测器件的所述接触垫(32)接触期间允许所述带(27)的所述远端(27B)的移动。4.根据权利要求3所述的探针卡(20)，其特征在于，所述支撑件(28)和所述另一支撑件(29)之间的空隙(31)由所述另一支撑件(29)中制造的凹陷(31’)形成，或其特征在于，所述另一支撑件(29)被分为第一板状元件和第二板状元件，所述第一板状元件包括中心开口，所述第二板状元件在所述第一板状元件顶部，所述空隙(31)由所述第一板状元件的所述中心开口限定。5.根据前述权利要求中任一项所述的探针卡(20)，其特征在于，所述支撑件(28)的所述导引孔(28h)包括在所述支撑件(28)中形成肩部(S1)的凹陷部分(28l)。6.根据权利要求5所述的探针卡(20)，其特征在于，所述支撑件(28)包括至少一个第一板状元件和至少一个第二板状元件(28A，28B)，所述至少一个第一板状元件和至少一个第二板状元件(28A，28B)相互重叠并为一体，所述第一板状元件(28A)设置有开口(28Ah)，所述开口(28Ah)的直径大于所述第二板状元件(28B)的对应开口(28Bh)的直径，所述第一板状元件(28A)的所述开口(28Ah)与所述第二板状元件(28B)的所述开口(28Bh)同心地重叠，所述重叠的开口(28Ah，28Bh)形成所述支撑件(28)的所述导引孔(28h)，所述导引孔(28h)设置有所述凹陷部分(28l)。7.根据前述权利要求中任一项所述的探针卡(20)，其特征在于，所述柔性膜(25)的每个带(27)的所述远端(27B)包括开口(34)，所述微接触探针(30)的所述第一端部(30A)包括与所述开口(34)接合的接合部(41)，其中所述接合部(41)包括由间隔(41g)分开的第一构件(41a)和第二构件(41b)，所述第一和第二构件(41a，41b)适于插入到所述开口(34)内中并且通过所述开口(34)的壁朝向彼此移动。8.根据前述权利要求中任一项所述的探针卡(20)，其特征在于，所述微接触探针(30)的长度小于所述接触元件(22)的长度，优选地至少小于500μm，所述长度是沿所述纵轴轴线(H-H)测量的。9.根据前述权利要求中任一项所述的探针卡(20)，其特征在于，所述柔性膜(25)包括从所述带(27)的所述远端(27B)延伸的导电轨道(...

【专利技术属性】
技术研发人员：里卡尔多·维托里，斯太法罗·费利奇，
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