CN109387673B - 测试探针和使用其的测试装置 - Google Patents

Abstract

本发明揭示一种用于测试待测试物件的电气特性的测试探针和使用其的测试装置。测试探针包括：第一接触部分；第二接触部分，可接近或远离第一接触部分移动；以及弹性变形部分，使第一接触部分与第二接触部分连接且通过在探针轴线方向上的压缩而弹性地变形，其中第一接触部分和第二接触部分中的至少一个包括由沿纵向方向形成的第一狭缝分离的多个分离接触部分。根据本揭示，多个分离接触部分被配置成独立地接触待测试物件的测试接触点，从而不仅提高接触可靠性而且通过替代分离接触部分来确保接触可靠性，即使分离接触部分中的一个有故障或损坏。

Description

测试探针和使用其的测试装置

技术领域

本揭示涉及一种用于测试半导体或类似待测试物件的电气特性的测试探针，以及使用所述测试探针的测试装置。

背景技术

作为一种用于测试半导体晶片或类似待测试物件的电气特性或适合性的测试装置，已使用测试探针，所述测试探针包含：多个探针，用于待测试物件的测试接触点(端子、凸点)与测试电路的测试接触点(垫片)之间的电连接；以及探针卡，用于支撑这些探针。

随着技术的发展，半导体晶片已变得较大且半导体变得较小，从而增加了在一张半导体晶片上可成形的垫片的数量。因此，半导体垫片之间的距离必须变得更窄。类似地，因为垫片之间的间距变得更窄，所以在探针卡上需要更密集地布置多个探针。

通常，探针卡采用许多微机电系统(microelectromechanical system；MEMS)探针。在测试期间，MEMS探针使物件的待测试接触点抵压朝向测试电路的一个部分，且因此中间弹性变形部分变形。在这种情况下，MEMS探针的另一接触部分在测试电路(插入件)的垫片上在与弹性变形部分的弯曲方向相反的方向上滑动及移动，且因此产生接触不确定的问题。此外，即使由于在测试中重复使用在接触部分中多个MEMS探针中仅一个有故障或损坏，传统的MEMS型探针卡仍被诊断为探针卡的整体故障或缺陷。此外，MEMS探针待与待测试物件的测试接触点(端子、凸点以及垫片)接触的接触部分的接触电阻可能由于顶端受重复测试的磨损或污染而增大，从而降低可靠性。

多个MEMS探针安装到其间保留有间隙而平行布置的上部支撑构件和下部支撑构件。在这种情况下，MEMS探针的一个接触部分在纵向方向上在支撑构件上滑动，且因此对支撑构件并不具有较大影响。然而，MEMS探针的另一接触部分对支撑构件具有不良影响，这是因为弹性变形部分受到纵向压缩而变形，且因此降低MEMS探针的接触精确度和可靠性。

发明内容

本揭示的一方面用来解决常规问题，并提供一种通过降低接触电阻且减小接触误差来提高测试可靠性的测试探针，以及使用所述测试探针的测试装置。

根据本揭示的实施例，提供一种用于解决前述问题的测试探针。测试探针包含第一接触部分；第二接触部分，可接近或远离第一接触部分移动；以及弹性变形部分，使第一接触部分与第二接触部分连接且通过在探针轴线方向上的压缩而弹性地变形，其中第一接触部分和第二接触部分中的至少一个包括沿纵向方向分离的多个分离接触部分。根据本揭示，多个分离接触部分被配置成独立地接触待测试物件的测试接触点，从而不仅提高接触可靠性而且通过替代分离接触部分来确保接触可靠性，即使分离接触部分中的一个有故障或损坏。

弹性变形部分可包括由沿纵向方向形成的狭缝分离的多个分离变形部分，以使得弹性变形部分可变形且始终在某一方向上弯曲。

多个分离接触部分的分离线延伸到狭缝，且分离接触部分和分离变形部分由于为单个主体而分离，从而使得狭缝从多个分离变形部分吸收变形力。

多个分离接触部分可包括待在探针轴线方向上或在穿越探针轴线的方向上接合的接合部分，以使得多个分离接触部分可以适当统一操作。

多个分离变形部分中的一个包含沿纵向方向形成的第二狭槽，从而不仅促进弹性变形而且降低接触电阻。

提供一种使用前述测试探针的测试装置。测试装置包含：第一支撑构件，包括多个端子孔；第二支撑构件，包括多个导孔并且与第一支撑构件间隔开且平行布置；以及多个测试探针，包括插入且支撑在端子孔中的第一接触部分，插入在导孔中且可接近和远离第一接触部分移动的第二接触部分，以及使第一接触部分与第二接触部分连接且通过在探针轴线方向上的压缩而弹性地变形的弹性变形部分，其中第一接触部分和第二接触部分中的至少一个包括沿纵向方向分离的多个分离接触部分。

附图说明

根据结合随附附图对示例性实施例进行的以下描述，以上和/或其它方面将变得显而易见并且更容易了解，其中：

图1是根据本揭示的第一实施例的测试探针的透视图。

图2是使用根据本揭示的第一实施例的测试探针的测试装置的横截面视图。

图3是在图2的测试装置的测试期间操作的测试探针的横截面视图。

图4是根据本揭示的第二实施例的测试探针的透视图。

图5是根据本揭示的第三实施例的测试探针的透视图。

图6是根据本揭示的第四实施例的测试探针的透视图。

具体实施方式

图1是根据本揭示的第一实施例的测试探针100的透视图，且图2是使用图1的测试探针100的测试装置1的横截面视图。如其中所示，测试探针100提供为用于在两个接触点之间(例如在待测试物件10的端子12与插入件20的垫片端子22之间)电连接的具有预定厚度的板状导电构件。当然，测试探针100可出于使任何两个接触点电连接以及待测试物件10与插入件20之间的电连接的目的而应用。测试探针100可非限制性地由钯(Pd)合金、镍(Ni)合金、金(Au)、铂(Pt)、银(Ag)、铜(Cu)、铝(Al)、铁(Fe)、铍(Be)、铑(Rh)以及类似导电材料制成。在下文，其将借助于测试探针100用于待测试物件10与插入件20之间的连接的实例来描述。

测试探针100包含与插入件20的垫片端子在一侧接触的第一接触部分110，与待测试物件10的端子12在另一侧接触的第二接触部分130，以及通过第二接触部分130的压缩在第一接触部分110与第二接触部分130之间变形的弹性变形部分120。

第一接触部分110包含沿纵向方向分离的两个第一分离接触部分110-1和第二分离接触部分110-2。第一分离接触部分110-1与第二分离接触部分110-2由第一狭缝117保留有如图1中所示的间隙而分离。当然，第一分离接触部分110-1与第二分离接触部分110-2可彼此接触。此外，第一接触部分110可包含三个或多于三个分离接触部分。第一分离接触部分110-1包含第一接触主体111，形成于第一接触主体111的末端处且接触插入件20的垫片端子22的第一接触顶端112，以及在穿越第一接触主体111的纵向方向的方向上突出的第一突起113。第二分离接触部分110-2包含第二接触主体114，以及形成于第二接触主体114的末端处且接触插入件20的垫片端子22的第二接触顶端115。当然，如同第一分离接触部分110-1，第二分离接触部分110-2可选择性包含在穿越第二接触主体114的纵向方向的方向上突出的第二突起(未示出)。

弹性变形部分120包含由沿纵向方向形成的第二狭缝122分离的两个第一分离变形部分120-1及第二分离变形部分120-2。如图1中所示，第二狭缝122与在第一分离接触部分110-1与第二分离接触部分110-2之间的第一狭缝连通。因此，第一分离接触部分110-1和第一分离变形部分120-1的单个主体由彼此连通的第一狭缝117及第二狭缝122而与第二分离接触部分110-2和第二分离变形部分120-2的单个主体分离。当然，第二狭缝122及第一狭缝117可在彼此不连通的情况下不连续地形成。第一分离变形部分120-1和第二分离变形部分120-2预先形成为具有在某一方向上的曲率，例如在穿越第一接触部分110的纵向方向的方向上。如此，第一分离变形部分120-1和第二分离变形部分120-2预先形成为具有曲率且因此始终在某一方向上受压缩而变形。此处，第一分离变形部分120-1和第二分离变形部分120-2不限于弯曲形状，而是可例如直线成形。

其中第一分离变形部分120-1和第二分离变形部分120-2会聚的第二接触部分130沿探针轴线直线延伸。

在图1所示的测试探针100中，当待测试物件10的端子12抵压并接触第二接触部分130的末端132时，弹性变形部分120朝向插入件20的垫片端子22推压第一接触部分110同时在弯曲方向上变形，从而实现测试的电导。

图2是使用根据本揭示的第一实施例的测试探针100的测试装置1的横截面视图，且图3是在图2的测试装置中的测试期间操作的测试探针100的横截面视图。

如其中所示，测试装置1包含具有多个端子孔32的第一支撑构件30，与第一支撑构件30间隔开且平行并且具有多个导孔42的第二支撑构件40，以及各自具有待插入在端子孔32和导孔42中的相对末端的多个测试探针100。

第一支撑构件30为板状绝缘构件且包含其中插入有第一接触部分110的第一分离接触部分110-1和第二分离接触部分110-2的多个端子孔32。第一突起113锁定到第一支撑构件30的一侧以便限定第一分离接触部分110-1的第一接触顶端112插入到端子孔32中。

第二支撑构件40为板状绝缘构件且包含其中插入有朝向第一接触部分110滑动且移动的第二接触部分130的多个导孔42。

测试探针100在这种情况下等效于图1中所示的测试探针100，且因此将避免其重复描述。

对于测试，当待测试物件10(例如半导体)的垫片端子12抵压并接触图2的第二接触部分130的末端132时，第二接触部分130经由导孔42滑动且朝向第一接触部分110移动。第一分离变形部分120-1和第二分离变形部分120-2随着第二接触部分130移动而在弯曲方向上变形。在这种情况下，变形量并不均匀，而是以不同方式施加到第一分离变形部分120-1和第二分离变形部分120-2。如图3中所示，在测试期间，第一分离变形部分120-1变形以使得第二狭缝122的宽度从第二接触部分130朝向第一接触部分110可变得更窄。因此，第一分离变形部分120-1与第二分离变形部分120-2可在第一支撑构件30附近彼此接触。在这种情况下，第一分离接触部分110-1朝向第二分离接触部分110-2移动。第一分离接触部分110-1的第一接触顶端112与第二分离接触部分110-2的第二接触顶端115彼此接触，在与弹性变形部分120的变形方向相对的方向上移动且按压插入件20的垫片端子22的表面。因此，第一分离接触部分110-1的第一接触顶端112和第二分离接触部分110-2的第二接触顶端115两者都与插入件20的垫片端子22的表面接触，从而提高接触可靠性且降低接触电阻。

图4是根据本揭示的第二实施例的测试探针200的透视图。如其中所示，测试探针200提供为具有预定厚度的板状导电构件，且电连接两个接触点，例如待测试物件10的端子12和插入件20的垫片端子22。测试探针200可非限制性地由钯(Pd)合金、镍(Ni)合金、金(Au)、铂(Pt)、银(Ag)、铜(Cu)、铝(Al)、铁(Fe)、铍(Be)、铑(Rh)以及类似导电材料制成。在下文中，其将借助于提供测试探针200以用于待测试物件10与插入件20之间的电连接的实例来描述。

测试探针200包含与插入件20的垫片端子22在一侧接触的第一接触部分210，与待测试物件10的端子12在另一侧接触的第二接触部分230，以及通过第二接触部分230的压缩在第一接触部分210与第二接触部分230之间变形的弹性变形部分220。

第一接触部分210包含沿探针轴线直线延伸的第一接触主体211，形成于第一接触主体211的末端处且接触插入件20的垫片端子22的第一接触顶端212，以及在穿越第一接触主体211的纵向方向的方向上突出的第一突起213。当然，第一接触部分210可选择性包含在第一突起213的相对侧处的第二突起(未示出)。

弹性变形部分220包含由沿纵向方向形成的第二狭缝222分离的两个第一分离变形部分220-1与第二分离变形部分220-2。第一分离变形部分220-1和第二分离变形部分220-2预先形成为具有在某一方向上的曲率，例如在穿越第一接触部分210的纵向方向的方向上。如此，第一分离变形部分220-1和第二分离变形部分220-2预先形成为具有曲率且因此始终在某一方向上受压缩而变形。此处，第一分离变形部分220-1和第二分离变形部分220-2不限于弯曲形状，而是可例如直线成形。

第二接触部分230包含沿纵向方向分离的两个第一分离接触部分230-1与第二分离接触部分230-2。第一分离接触部分230-1与第二分离接触部分230-2由第一狭缝239保留有如图4中所示的间隙而分离。当然，第一分离接触部分230-1与第二分离接触部分230-2可彼此接触。此外，第二接触部分230可包含三个或多于三个分离接触部分。第一分离接触部分230-1与第二230-2在彼此分离时可彼此间隔开或彼此接触。如图4中所示出，第二狭缝222与在第二接触部分230的第一分离接触部分230-1与第二分离接触部分230-2之间的第一狭缝239连通。因此，第一分离接触部分230-1和第一分离变形部分220-1的单个主体由彼此连通的第一狭缝239及第二狭缝222而与第二分离接触部分230-2和第二分离变形部分220-2的单个主体分离。当然，第一狭缝239和第二狭缝222可以不连续地形成。

图1示出第一接触部分110分成两个第一分离接触部分110-1和第二分离接触部分110-2，且图4示出第二接触部分230分成两个第一分离接触部分230-1和第二分离接触部分230-2。或者，第一接触部分110、第一接触部分210和第二接触部分130、第二接触部分230两者可分离成两段或多于两段。在这种情况下，弹性变形部分120、弹性变形部分220的第二狭缝122、第二狭缝222可被配置成不与第一接触部分和第二接触部分的各自第一狭缝117、第一狭缝239连通。

图5是根据本揭示的第三实施例的测试探针300的透视图。第一支撑构件和第二支撑构件等效于图2中所示的构件，且因此将避免其重复描述。

测试探针300提供为具有预定厚度的板状导电构件，且电连接两个接触点，例如待测试物件10的端子12和插入件20的垫片端子22。为了制造测试探针300，钯(Pd)合金、镍(Ni)合金、金(Au)、铂(Pt)、银(Ag)、铜(Cu)、铝(Al)、铁(Fe)、铍(Be)、铑(Rh)或类似导电材料可非限制性地单独使用或通过在厚度方向上镀覆而合金化为叠层。在下文，其将借助于提供测试探针300以用于待测试物件10与插入件20之间的电连接的实例来描述。

测试探针300包含与插入件20的垫片端子22在一侧接触的第一接触部分310，与待测试物件10的端子12在另一侧处接触的第二接触部分330，以及通过第二接触部分330的压缩在第一接触部分310与第二接触部分330之间变形的弹性变形部分320。

第一接触部分310包含沿纵向方向分离的两个第一分离接触部分310-1及第二分离接触部分310-2。第一分离接触部分310-1和第二分离接触部分310-2由如图5中所示的第一狭缝319而彼此间隔开且彼此分离。第一分离接触部分310-1与第二分离接触部分310-2可彼此接触。当然，第一接触部分310可包含三个或多于三个分离接触部分。第一分离接触部分310-1包含第一接触主体311，形成于第一接触主体311的末端处且接触插入件20的垫片端子22的第一接触顶端312，以及在穿越第一接触主体311的纵向方向的方向上突出的第一突起313。第二分离接触部分310-2包含第二接触主体314，以及形成于第二接触主体314的末端处且接触插入件20的垫片端子22的第二接触顶端315。当然，如同第一分离接触部分310-1，第二分离接触部分310-2可选择性包含在穿越第二接触主体314的纵向方向的方向上突出的第二突起(未示出)。第一接触主体311和第二接触主体314在其面向彼此的表面上形成有凹部316和凸部317。也就是说，如其中所示，第一接触主体311包含凹部316，且第二接触主体314包含待与凹部316接合的凸部317。即使当凸部317插入在其中时，凹部316仍可具有用于使得凸部317在探针轴线方向上可移动的充足空间。此处，第一接触主体311可具有凸部317，且第二接触主体314可具有用以容纳凸部317的凹部316。

弹性变形部分320包含与沿纵向方向形成的第二狭缝322和第三狭缝324分离的三个第一分离变形部分320-1、第二分离变形部分320-2以及第三分离变形部分320-3。如图5中所示，第二狭缝322被配置成与形成于第一分离接触部分310-1与第二分离接触部分310-2之间的第一狭缝319连通。因此，第一分离接触部分310-1以及第一分离变形部分320-1和第二分离变形部分320-2的单个主体由彼此连通的第一狭缝319及第二狭缝322而与第二分离接触部分310-2和第三分离变形部分320-3的单个主体分离。当然，第一狭缝319和第二狭缝322可在彼此不连通的情况下不连续地形成。第一分离变形部分320-1、第二分离变形部分320-2以及第三分离变形部分320-3中的每一个预先形成为具有在某一方向上的曲率，例如在穿越第一接触部分310的纵向方向的方向上。第三狭缝324沿纵向方向在第一分离变形部分320-1与第二分离变形部分320-2之间形成。或者，第一狭缝319和第三狭缝324可彼此连通，且第二狭缝322可在第二分离变形部分320-2与第三分离变形部分320-3之间形成和闭合。此外，弹性变形部分320可包含具有多个狭缝的四个或多于四个分离变形部分(未示出)。

其中各自具有曲率的第一分离变形部分320-1、第二分离变形部分320-2以及第三分离变形部分320-3会聚的第二接触部分330沿探针轴线直线延伸。

图6是根据本揭示的第四实施例的测试探针400的透视图。在前述测试探针100、测试探针200以及测试探针300中，第一接触部分110、第一接触部分210和第一接触部分310以及弹性变形部分120、弹性变形部分220以及弹性变形部分320沿曲面分离。另一方面，测试探针400在垂直于如图6中所示的曲面的方向上分离。

测试探针400包含与插入件20的垫片端子22在一侧接触的第一接触部分410，与待测试物件10的端子12在另一侧接触的第二接触部分430，以及通过第二接触部分430的压缩在第一接触部分410与第二接触部分430之间变形的弹性变形部分420。

第一接触部分410包含沿垂直于弹性变形部分420的曲面的平面上的纵向方向分离的两个第一分离接触部分410-1及第二分离接触部分410-2。第一分离接触部分410-1及第二分离接触部分410-2可由如图6所示的第一狭缝419保留有间隙而彼此分离。第一分离接触部分410-1与第二分离接触部分410-2可彼此接触。当然，第一接触部分410可包含三个或多于三个分离接触部分。第一分离接触部分410-1包含第一接触主体411，形成于第一接触主体411的末端处且接触插入件20的垫片端子22的第一接触顶端412，以及在穿越第一接触主体411的纵向方向的方向上突出的第一突起413。第二分离接触部分410-2包含第二接触主体414，形成于第二接触主体414的末端处且接触插入件20的垫片端子22的第二接触顶端415，以及在穿越第二接触主体414的纵向方向的方向上突出的第二突起416。

弹性变形部分420包含由沿纵向方向形成的第二狭缝422在垂直于弹性变形部分420的曲面的平面上分离的两个第一分离变形部分420-1及第二分离变形部分420-2。如图6中所示，第二狭缝422与第一狭缝419连通。因此，第一分离接触部分410-1和第一分离变形部分420-1的单个主体由第一狭缝419和第二狭缝422与第二分离接触部分410-2和第二分离变形部分420-2的单个主体分离。当然，第一狭缝419和第二狭缝422可以不连续地形成。第一分离变形部分420-1和第二分离变形部分420-2预先形成为具有在某一方向上的曲率，例如在穿越第一接触部分410的纵向方向的方向上。如此，第一分离变形部分420-1和第二分离变形部分420-2预先形成为具有曲率且因此始终在某一方向上受压缩而变形。此处，第一分离变形部分420-1和第二分离变形部分420-2不限于弯曲形状，而是可例如直线成形。

其中第一分离变形部分420-1和第二分离变形部分420-2会聚的第二接触部分430沿探针轴线直线延伸。

图6中所示的第四实施例在插入件20的垫片端子22的宽度(即弹性变形部分420的宽度)在穿越变形方向的方向上较大时是有利的。

根据本揭示的测试探针和使用其的测试装置具有如下效果。

第一，通过基于构成测试探针的接触部分的多个分离接触部分的多次接触提高接触可靠性。

第二，即使当接触部分在使用多个测试探针的测试装置中有故障或损坏时，也有可能使用替代分离接触部分来测试，从而提高测试可靠性和耐久性。

第三，通过与多个分离接触部分的接触降低接触电阻。

第四，分离变形部分易于变形，从而提高耐久性。

第五，当测试探针变形时，对用于支撑测试探针的支撑构件的影响降低，从而提高测试可靠性。

虽然本揭示通过几个示例性实施例和附图来描述，但本发明不限于前述示例性实施例，且本领域具有一般技术的人员应了解，可根据这些实施例做出各种修改和改变。

因此，本揭示的范围必须由随附权利要求和等效物而非示例性实施例限定。

Claims (4)

1.一种测试探针，用于测试物件的电气特性，所述测试探针包括：

第一接触部分；

第二接触部分，位在所述第一接触部分的相对侧；以及

弹性变形部分，使所述第一接触部分与所述第二接触部分连接且在所述测试探针的轴线方向上被压缩时弹性地变形，

其中所述第一接触部分或所述第二接触部分包括由在纵向方向上形成的第一狭缝分离的多个分离接触部分，且

其中所述弹性变形部分包括由在所述纵向方向上形成的第二狭缝分离的多个分离变形部分，所述第二狭缝从所述第一狭缝延伸且与所述第一狭缝连接。

2.根据权利要求1所述的测试探针，其中所述多个分离接触部分各自包括设置为接合彼此的接合部分。

3.根据权利要求1所述的测试探针，其中所述多个分离变形部分中的至少一个包括沿所述纵向方向形成的第三狭缝。

4.一种测试装置，用于测试待测试物件的电气特性，所述测试装置包括：

第一支撑构件，包括多个端子孔；

第二支撑构件，包括多个导孔并且与所述第一支撑构件间隔开且平行布置；以及

多个测试探针，各自包括插入并支撑在所述端子孔中的第一接触部分，插入在所述导孔中且位在所述第一接触部分的相对侧的第二接触部分，以及使所述第一接触部分与所述第二接触部分连接且在所述测试探针的轴线方向上受压缩时而弹性地变形的弹性变形部分，其中所述第一接触部分或所述第二接触部分包括由在纵向方向上形成的第一狭缝分离的多个分离接触部分，

其中所述弹性变形部分包括由在所述纵向方向上形成的第二狭缝分离的多个分离变形部分，所述第二狭缝从所述第一狭缝延伸且与所述第一狭缝连接。

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