用于測試電子器件的探針卡組件的制作方法
【專利說明】
【背景技術(shù)】
[0001]探針卡組件是可在控制電子器件測試的測試儀與電子器件之間提供接口的裝置。本發(fā)明的實施例涉及這種探針卡組件的各種改進。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0002]在某些實施例中，接觸探針可包括撓曲元件和柔性連接元件。所述撓曲元件可包括接觸尖端，所述接觸尖端設(shè)置成與設(shè)置在接觸尖端的平面內(nèi)的第一電子器件接觸。所述柔性連接元件可包括連接尖端，所述連接尖端設(shè)置成與設(shè)置在連接尖端的平面內(nèi)的第二電子器件接觸。所述接觸尖端與連接尖端之間可以有導(dǎo)電路徑。
[0003]在某些實施例中，探針卡組件可包括接線結(jié)構(gòu)和導(dǎo)向板。所述接線結(jié)構(gòu)可包括其第一側(cè)上的電觸頭。所述導(dǎo)向板可附接在接線結(jié)構(gòu)上，并可包括從其第一側(cè)到第二側(cè)的探針導(dǎo)向件。接觸探針可設(shè)置在探針導(dǎo)向件中。每個接觸探針可包括從導(dǎo)向板第二側(cè)延伸出的柔性連接元件，并且柔性連接元件可具有連接尖端，所述連接尖端與接線結(jié)構(gòu)第一側(cè)的上電觸頭之一接觸(例如，附接在其上)。所述連接元件第一平面上可以是柔性的，所述第一平面與接線結(jié)構(gòu)的第一側(cè)基本平行。
【附圖說明】
[0004]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明某些實施例的測試系統(tǒng)，所述測試系統(tǒng)包括具有用于保持探針的導(dǎo)向板的探針卡組件。
[0005]圖2是根據(jù)本發(fā)明某些實施例的圖1中的導(dǎo)向板中的探針導(dǎo)向件的一個示例。
[0006]圖3示出了根據(jù)本發(fā)明某些實施例的可插入圖2的探針導(dǎo)向件中的探針的一個示例。
[0007]圖4示出了根據(jù)本發(fā)明某些實施例的設(shè)置在圖2的探針導(dǎo)向件中，并附接在其上的圖3的探針。
[0008]圖5是根據(jù)本發(fā)明某些實施例的探針的另一個示例。
[0009]圖6示出了根據(jù)本發(fā)明某些實施例的探針卡組件的一個示例配置，所述探針卡組件包括穿過接線結(jié)構(gòu)的熱路徑。
[0010]圖7示出了根據(jù)本發(fā)明某些實施例的探針卡組件的另一個示例。
[0011 ]圖8A和SB示出了根據(jù)本發(fā)明某些實施例的探針卡組件的自測試配置的一個示例。
【具體實施方式】
[0012]本說明書描述了本發(fā)明的示例性實施例和應(yīng)用。然而，本發(fā)明不限于這些示例性實施例和應(yīng)用或者不限于示例性實施例和應(yīng)用工作的方式，或者如本文所述。此外，附圖可以示出簡化圖或局部視圖，并且附圖中的元件的尺寸可以放大或者說是不按比例繪制。此夕卜，作為本文中使用術(shù)語“在...之上”、“附接至”、“連接至”、“耦接至”或類似詞語，一個要素(例如，材料、層、基板等)可以在另一個要素“之上”、“附接至”、“連接至”或“耦接至”另一個要素，而不論一個要素是否直接在另一個要素之上、直接地附接至、連接至或耦接至另一個要素，或者在一個要素與另一個要素之間是否存在一個或多個居間要素。另外，假如存在，方向(例如，之上、之下、頂部、底部、側(cè)、往上、往下、下方、上方、上、下、7K平、垂直、“X”、?、“z”等是相對的并且通過示例方式單獨提供并且為了便于說明和討論而不是限制。此夕卜，在引用要素列表(例如，要素a、b、c)時，這種引用旨在包括所列要素的任何一個本身、少于所有列出要素的任意組合和/或所有所列要素的組合。
[0013]如本文所用，“基本上”的意思是足以實現(xiàn)所意圖的目的。術(shù)語“基本上”因此允許偏離絕對或完美狀態(tài)、尺寸、測量值、結(jié)果等的微小、不重要的變化，例如，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以預(yù)想到但不會明顯影響整體性能的變化。當(dāng)相對于數(shù)值或可以表示成數(shù)值的參數(shù)或特征使用時，“基本上”意味著在10%以內(nèi)。術(shù)語“多個”(ones)意味著不止一個。術(shù)語“設(shè)置”在其含義中包含“定位”。
[0014]在本發(fā)明的一些實施例中，探針卡組件可包括導(dǎo)向板，所述導(dǎo)向板可具有用于將探針保持在預(yù)定位置的探針導(dǎo)向件。所述探針卡組件還可包括附接在導(dǎo)向板上的接線結(jié)構(gòu)，以使探針的連接尖端與接線結(jié)構(gòu)上的觸頭相抵接并附接在其上。所述導(dǎo)向板與接線結(jié)構(gòu)的附接可使接線結(jié)構(gòu)以大于導(dǎo)向板的比率膨脹或收縮，這允許采用低成本部件作為接線結(jié)構(gòu)。所述探針可包括如下元件:所述元件可遠離接觸尖端，可在大電流和熱應(yīng)力下失效。
[0015]圖1示出了測試系統(tǒng)100的一個示例的橫截面圖，所述測試系統(tǒng)100用于測試電子器件(下文稱為被測器件(DUT) 116，它可為第一電子器件的一個不例)C3DUT 116的不例包括:包括非切割管芯、切割半導(dǎo)體管芯和其他電子器件的半導(dǎo)體晶片。所述系統(tǒng)100可包括測試控制器102、探針卡組件110以及將探針卡組件110連接到測試控制器102的通信信道104。所述探針卡組件110的探針150的接觸尖端152可與DUT 116的端子118形成接觸。所述測試儀102隨后可通過通信信道104和探針卡組件110向DUT提供測試信號，從而控制DUT116的測試，并且所述測試儀102也可通過探針卡組件110和信道104從DUT 116接收響應(yīng)信號?？商娲?，所述測試控制器102的一部分或全部可定位在探針卡組件110上。
[0016]如圖所示，所述探針卡組件110可包括接線結(jié)構(gòu)120(可為第二電子器件的一個示例)和導(dǎo)向板140。所述接線結(jié)構(gòu)120可包括位于一側(cè)122的電連接器124和位于相對側(cè)124的電觸頭130。電氣連接128可將連接器124與觸頭130連接。所述接線結(jié)構(gòu)120可為，例如，接線板(例如，印刷電路板)、分層陶瓷接線結(jié)構(gòu)等。
[0017]所述導(dǎo)向板140可包括探針導(dǎo)向件146，每個探針導(dǎo)向件可包括在導(dǎo)向板140內(nèi)或穿過導(dǎo)向板140的一個或多個通道、開口和/或特征。每個探針150可插入并固定在其中一個探針導(dǎo)向件146內(nèi)。所述探針150可由此附接在導(dǎo)向板140上。如圖所示，每個探針150可包括用于接觸DUT116的端子118的接觸尖端152和用于與接線結(jié)構(gòu)120的第一側(cè)124上的觸頭130之一連接的連接觸頭154 ο所述探針150可在連接尖端154與接觸尖端152之間提供導(dǎo)電路徑，并由此在接線結(jié)構(gòu)120與DUT116之間提供導(dǎo)電路徑。所述探針150的接觸尖端152可基本設(shè)置在一個平面(下文稱為接觸尖端平面)170內(nèi)，并且所述連接尖端154同樣可基本設(shè)置在一個平面(下文稱為連接尖端平面)172內(nèi)。
[0018]所述接觸尖端平面170可與接線結(jié)構(gòu)120的第一側(cè)124和/或接線結(jié)構(gòu)120的第二側(cè)122基本平行。所述連接尖端平面172可與導(dǎo)向板140的第一側(cè)144、導(dǎo)向板140的第二側(cè)面142，和/SDUT 116的端子118的平面(未示出)基本平行。在某些實施例中，所述接觸尖端平面170可與連接尖端平面172基本平行。
[0019]所述導(dǎo)向板140可包括熱膨脹系數(shù)(CTE)與DUT116(例如，硅晶片)接近的材料。如圖1所示，可在接線結(jié)構(gòu)120與導(dǎo)向板140之間設(shè)置間隔件132，其用作導(dǎo)向板140的平面化機構(gòu)。盡管圖1中示出了兩個間隔件132，但墊片數(shù)量也可為兩個以上或以下。例如，可用足夠數(shù)量的間隔件132在接線結(jié)構(gòu)120與導(dǎo)向板140之間提供支撐。
[0020]所述導(dǎo)向板140可附接在接線結(jié)構(gòu)120上。例如，附接機構(gòu)134(例如，一個或多個螺栓、螺釘、夾具、焊料、粘合劑等)可將導(dǎo)向板140附接在接線結(jié)構(gòu)120上。在某些實施例中，所述附接機構(gòu)134可大致在導(dǎo)向板140與接線結(jié)構(gòu)120的中心處將導(dǎo)向板140附接在接線結(jié)構(gòu)120上。這可使接線結(jié)構(gòu)120在與接觸尖端平面170、連接尖端平面172、接線結(jié)構(gòu)120的第一偵打22或第二側(cè)124、導(dǎo)向板140的第一側(cè)142或第二側(cè)144和/或DUT端子118的平面(未示出)基本平行的平面內(nèi)膨脹和收縮(例如，由于熱條件的變化)。但是，所述附接機構(gòu)134可基本上防止接線結(jié)構(gòu)120和導(dǎo)向板140在與上述平面的其中之一基本垂直的方向上相對彼此移動。
[0021]在另一個示例中，夾子160可將導(dǎo)向板140附接在接線結(jié)構(gòu)120上。例如，每個夾子160可用(例如)螺栓、螺釘、夾具、焊料、粘合劑等牢固地附接在接線結(jié)構(gòu)120上，但是所述導(dǎo)向板140可抵靠在夾子160的唇部或凸緣，這可使接線結(jié)構(gòu)120在大致與如上文所述的接觸尖端平面172基本平行的平面內(nèi)相對于導(dǎo)向板140膨脹和收縮。但是，所述夾子160可基本上阻擋接線結(jié)構(gòu)120與導(dǎo)向板140之間在與這些平面中的一個或多個基本垂直的方向上相對移動。
[0022]DUT 116可設(shè)置在階梯(未示出)或其他支承物上，所述階梯或支承物可包括用于加熱或冷卻DUT 116的溫度控制器(未示出)。因此，所述探針卡組件110周圍的環(huán)境溫度可在測試期間改變。另外，跨所述探針卡組件110可以有溫度梯度(例如，增加的梯度總體上形成接線結(jié)構(gòu)120的第二側(cè)122到DUTl 16)。上述和/或其他溫度條件會使接線結(jié)構(gòu)120、導(dǎo)向板140和/SDUT 116以不同比率膨脹或收縮。在圖1中，所述接線結(jié)構(gòu)120的熱致膨脹或收縮被標(biāo)記為T1，導(dǎo)向板140的熱致膨脹或收縮被標(biāo)記為T2，DUT 116的熱致膨脹或收縮被標(biāo)記為
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[0023]這會使接線結(jié)構(gòu)120、導(dǎo)向板140和/SDUT116之間產(chǎn)生相對運動。過度的相對運動會使探針150的一個或多個接觸尖端152移離(并因此不接觸)DUT 116的對應(yīng)端子118。這種運動還會使一個或多個連接尖端154脫離和/或移離(并