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TWI814768B - 懸臂式接觸探針及相應的探針頭 - Google Patents

懸臂式接觸探針及相應的探針頭 Download PDF

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TWI814768B
TWI814768B TW108101708A TW108101708A TWI814768B TW I814768 B TWI814768 B TW I814768B TW 108101708 A TW108101708 A TW 108101708A TW 108101708 A TW108101708 A TW 108101708A TW I814768 B TWI814768 B TW I814768B
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裡卡爾多 韋托裡
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義大利商探針科技公司
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Abstract

一種懸臂式接觸探針(31)，包含位於一下降探針部位(31b)及一上升探針 部位(31c)之間的一探針本體(40)，當接觸探針組裝於懸臂式探針頭(30)時，下降探針部位(31b)沿著傾斜於相應待測裝置(35)的晶圓的平面的參考面(π)的一預設縱軸(HH)延伸，懸臂式接觸探針(31)更包含至少一末端部分(31a)，形成於下降探針部位(31b)，相對縱軸(HH)從彎曲點(PG1)開始彎曲並止於懸臂式接觸探針(31)，適以貼靠晶圓待測裝置的接觸墊(35A)的接觸端部(36A)。適當地，探針本體(40)適當地塑形，並包含至少一基本部分(40a)、一較高部分(40d)及一頂端部分(40e)，較高部分(40d)從基本部分沿著塑形本體(40)的與參考面(π)正交的縱向延伸軸(AA)而開始延伸，頂端部分(40e)與較高部分(40d)連接，並具有大於較高部分(40d)的直徑(D1)的直徑(D2)，且較高部分及頂端部分(40d,40e)實質上形成T型，較高部分(40d)為T型的桿部，而頂端部分(40e)為T型的橫檔。

Description

懸臂式接觸探針及相應的探針頭
本發明是關於一種懸臂式接觸探針及相應的探針頭。
特別地，本發明關於但不限定為一種適以安裝在測試設備的探針頭，其中測試設備是用於半導體晶圓積體裝置的電子測試，且以下描述係參照此應用領域，並且主要目標在於簡化其描述。
如廣為所知的，探針頭實質上為一種裝置，適以實現微結構的複數個接觸墊與其測試設備的相應通道之間的電性連接。
積體電路所執行的測試係用於在製程階段中偵測出並隔離瑕疵的裝置。通常，在晶圓被切割並組裝至一晶片包覆封裝之前，探針頭被使用於電性測試結合在晶圓上之電路。
所謂的“懸臂式”探針頭臂被廣泛使用，即該探針頭包含了以懸臂方式從適當的支撐體凸出的複數個探針。
特別的是，如圖1所示，具有懸臂式探針的探針頭或懸臂式探針頭10通常包含與積體電路板或PCB板12連結的一支撐環11，且支撐環11是例如由鋁、陶瓷或其它適當材料所製成。一支撐體13(一般由樹脂製成)與支撐環11連 結，並適以與複數個可移動接觸元件或接觸探針14組合，接觸元件或接觸探針14通常由具備良好電性及機械屬性的特殊合金線製成，並相對一參考面(特別是待測裝置15的平面)以適當角度α而露出於樹脂支撐體13之外，其中待測裝置15例如為透過接觸探針14進行測試的積體電路晶圓。據此，接觸探針14亦被稱為懸臂的探針或懸臂式探針。
特別的是，懸臂式接觸探針14具有一末端部分，通常稱為鉤14a，其以適當角度相對一探針本體14b而彎曲。鉤14a止於一接觸端部16A，接觸端部16A適以貼靠待測裝置15的一接觸墊15A。因此，鉤14a在一彎曲點14c彎曲，其中彎曲點14c定義為探針本體14b及鉤14a之間，使得鉤14a實質上是正交於待測裝置15的平面。
如圖1的範例可知，當鉤14a垂直配置時，待測裝置15是水平配置，探針本體14b相對於待測裝置15的平面將以角度α傾斜。
懸臂式探針頭10的接觸探針14的接觸端部16A與待測裝置15的接觸墊15A之間的良好連接將透過懸臂式探針頭10在待測裝置上的擠壓來達成，接觸探針14在該裝置朝向懸臂式探針頭10移動的相反方向上進行垂直彎曲。
特別的是，當待測裝置15對著鉤14a垂直移動時，例如發生於積體電路晶圓的一般測試運作時，相應的接觸探針14以實質上正交於待測裝置15的平面的方向彎曲，且其彎曲點14c沿著一圓弧移動。
一第一探針部位18以朝向待測裝置15的方向而從樹脂支撐體13凸出，因此被定義為工作臂，以用於接觸探針14的垂直彎曲移動(通常被指為“自由長度(free length)”)。
在與待測裝置15的接觸墊15A接觸及上升移動的過程中或超出預固定接觸點的“過度移動(overtravel)”的過程中，懸臂式接觸探針14的似鉤形狀將使得鉤14a在接觸墊15A上移動的方向由測試系統的探針頭裝置的形狀來決定，以確保所謂的接觸墊15A上的懸臂式接觸探針14的接觸端部16的“摩擦(scrub)”。
每個懸臂式接觸探針14更包含一第二探針部位18b，第二探針部位18b以朝向PCB板12的方向而從樹脂支撐體13凸出，並止於接觸探針14的一額外末端16B，額外末端16B通常在一焊接點17上與PCB板12焊接。
為了產生焊接點17，第二探針部位18b必須具有合適大小，特別是幾釐米的量級；特別的是，焊接點17通常透過手動使用顯微鏡及鑷子以探針探測來做成。
也因此必須提供空間來產生焊接點17，並使探針部位18b朝向PCB板12凸出；特別的是，懸臂式探針頭10的整體尺寸藉由空間的變化而增加，該空間必須在可圍繞於支撐環11，以產生分開的接觸，即針對每個接觸探針14提供分開的焊接點17。
需特別留意的是，當待測裝置15相應的晶片大小或晶粒大小約為5mm時，為了產生焊接點17，第二探針部位18b甚至必須具有釐米級的長度(至少是10mm，即1cm，也就是晶片的二倍大小)。
另外需注意的是，接觸探針14在待測裝置15的接觸墊15A上的施力取決於許多因素，其中主要因素是：製造接觸探針14的材料類型、接觸探針14的形狀、角度α的配置、第一凸出部位18a的長度或接觸探針14的自由長度以及待 測裝置15的移動或“過度移動(overtravel)”。這些要素進一步定義了接觸鉤14a在接觸墊15A上的滑動或“摩擦(scrub)”的範圍。
另外本領域已知支撐環11之使用，支撐環11通常由鋁、陶瓷或其它適當材料製成，且取決於須執行測試的一組接觸墊15A而具備不同大小，進而使接觸探針14的“自由長度”一致，並因此使它們在墊上的施力一致，藉此確保整個懸臂式探針頭10的消耗與表現的穩定性。
或者，其它已知的是透過垂直技術生產的探針頭，如圖2所示。
垂直探針頭(整體以符號20標示)實質上包含複數個接觸探針21，通常由特殊的線材製造，以具備良好的電性及機械屬性，並藉由至少一對支撐體或導件來保持，支撐體或導件實質上為板狀，彼此相互平行，並與待測裝置25(通常為晶圓積體電路的待測裝置)定義的平面平行，如前述，該範例的接觸探針21以實質上正交於待測裝置25的平面的方向而延伸。
特別的是，垂直探針頭20包含至少一較低板狀支撐體以及一較高板狀支撐體，較低板狀支撐體通常稱為“較低壓模(lower die)”或簡稱為較低導件22，較高板狀支撐體通常被稱為“較高壓模(upper die)”或簡稱為較高導件23，較低板狀支撐體以及較高板狀支撐體各自具有導孔22A及23A，以讓至少一接觸探針21滑動。
探針及導件容納於封裝或殼體24之中，並且彼此間隔放置，以釋放自由區域或空氣間隔24A，讓接觸探針21可產生移動或可能的形變；對此，區域24A亦被稱為彎曲區域。
每個接觸探針21止於一終端，並具有一接觸端部21A，用以貼靠待測裝置25的接觸墊25A，進而產生待測裝置25與測試設備(圖未顯示)之間的機械或電性接觸，在此情況下，垂直探針頭20形成一末端元件。
此處或下文記載的“接觸端部”意指接觸探針與待測裝置或測試設備接觸的末端區域或範圍，且末端區域或範圍不一定是尖銳的。
在一些範例中，接觸探針21的頂部本身在較高導件23處固定地受限：此範例被稱為阻擋探針的探針頭。
然而，探針頭與探針亦可非固定地阻擋，較常被使用的是與所謂基板(例如具有相應的接觸墊的微接觸板(micro-contact board))保持接觸：此範例被稱為非阻擋探針的探針頭。微接觸板常被稱為“空間轉換器”，因為除了接觸探針之外，其亦可使形成於相反面的接觸墊之間產生空間重新分配，並經由空間轉換器內的適當金屬走線而相連接，因此待測裝置上相應的墊的中心之間的距離限制可被釋放。為了方便說明，圖2中僅顯示空間轉換器的接觸墊與接觸探針接觸。
請參考圖2，特別的是，此範例的接觸探針21具有一額外接觸端部，表示為接觸頭21B朝向空間轉換器26的複數個接觸墊26B之一。探針21及空間轉換器26之間的良好電性接觸時常藉由將接觸探針21的接觸頭21B緊壓鄰接至空間轉換器26的接觸墊26B上來確保，接觸墊26B可做為PCB板(圖未顯示)的介面。
在圖2的範例中，接觸探針21更包含一預變形部分21C，適以在擠壓接觸待測裝置25的探針頭的過程中，輔助該等探針的彎曲。
因此在該範例中，接觸探針21的接觸頭21B不被阻擋，但懸浮且擠壓接觸空間變換器26的接觸墊26B。
此外，空間轉換器26可經由不同方法生成，例如根據所謂的直接附著(direct attach)，其使空間轉換器直接包含自其所欲連接的PCB板中，或者根據接線技術(wired technology)，空間轉換器物理性地與PCB板分開，且藉由打線(bonding wires)的方式與PCB板相連接。
垂直技術的主要優點在於可使測試裝置具備靠近的接觸墊，接觸墊的間距非常狹窄，且亦可為全陣列(full-array)形式，即四側皆配置有接觸墊。
實際上，由於懸臂式技術之端部具有錐形形狀，懸臂式探針頭在間距方面具有優勢，特別是使用多層結構用於相應的支撐環上並僅利用該錐形端部來接觸非常靠近的墊，其可具備減少的間距。
在垂直技術中，墊之間的距離受限於探針直徑以及使導件中的導孔更加靠近的能力。在此處及下文中，“墊之間的距離”或間距的定義是指這些墊的對稱中心之間的距離。
採用現有技術，垂直技術所生成的探針頭無法達到懸臂式探針頭所具備的間距。
相對於懸臂式頭而言，垂直技術所生成的探針頭具有高度平行地接觸晶粒的的優點，其接觸端部“複製”待測裝置的墊的分佈。
懸臂式技術生成的探針頭需要保留一些空間來進行焊接，其無法同步測試並排的多個晶粒，即使彌補此缺點且可獲得比單一晶粒更高的平行度的技巧是已知的，例如使用偏移探針的步驟或使用對角線配置的探針來測試二個靠近的晶粒，卻無法達到垂直技術的效能。
此外，應注意的是，懸臂式探針頭的接觸探針的定位問題與樹脂支撐體的使用有關，一種材料可以實現所需的探針保留，但會導致不需要的位移，且使得懸臂式探針頭的設計者在確立該等不同探針的位置時必須考慮到適當的修正，此舉明顯地使探針之間能夠減少的距離受到限制，特別是接觸端部之間的距離，且因此裝置的接觸墊的間距可透過探針頭來進行測試。
本發明是提供一種懸臂式接觸探針及相應的探針頭，其具有結構性及功能性的特徵來解決先前技術所導致的探針頭的限制，特別是能夠精準地保持探針頭之中的探針。
本發明的解決構想為修改懸臂式探針的結構，藉此具備至少一塑形本體，進而符合具備適當相應且互補形狀並且形成於剛性支撐體中的一座體，並且無需使用固定樹脂。
基於該解決構想，可藉由下列方式來解決技術問題：一種懸臂式接觸探針，包含：一探針本體，插入於一下降探針部位及一上升探針部位之間，當該接觸探針組裝於一懸臂式探針頭時，該下降探針部位沿著一預設縱向軸延伸，該預設縱向軸相對一參考面而傾斜，該參考面相應一待測裝置的一晶圓的一平面；至少一終端部分，形成於該下降探針部位，並相對該縱軸而自一彎曲點開始彎曲，並停止於該懸臂式接觸探針的一接觸端部，該接觸端部適以貼靠該晶圓的一待測裝置的一接觸墊；其特徵在於：該本體適當地塑形，並包含至少一基本部分、一較高部分及一頂端部分，該較高部分是自該基本部分開始沿著該塑形本體的一縱軸延伸，該縱軸與該參考面正交，該頂端部分連接該較高 部分，並具有比該較高部分的一直徑更大的一直徑，該較高部分及該頂端部分實質上塑形成一T型，該較高部分為該T型的桿部，該頂端部分為該T型的橫檔。
更特別的是，本發明包含以下額外且非限定的特徵，可視需求單獨或合併使用。
根據本發明的另一觀點，上升探針部位可連接至塑形本體的頂端部分，且下降探針部位可連接至塑形本體的基本部分。
此外，塑形本體的基本部分可包含至少一對臂，該對臂自基本部分的相反部分沿著塑形本體的橫向延伸軸開始延伸，橫向延伸軸正交於縱向延伸軸，並與參考面平行。
每個臂可各自包含一凸起部，該等凸起部自該等臂上正交地沿著塑形本體的縱向延伸軸而朝著頂端部分延伸。
根據本發明的另一觀點，塑形本體的基本部分具有實質上為矩形形狀的縱切面，並具有沿著該橫向延伸軸的最大橫向尺寸，最大橫向尺寸大於較高部分的直徑及頂端部分的直徑。
此外，塑形本體包含可一體成形的至少一基本部分、較高部分及頂端部分。
根據本發明的另一觀點，懸臂式接觸探針可包含額外彎曲點，額外彎曲點定義為位於上升探針部位靠近塑形本體的頂端部分，上升探針部位實質上正交於參考面，並終止於懸臂式接觸探針的較遠接觸終端。
又根據本發明的另一觀點，塑形本體可包含一開口。
特別的是，開口可靠近該等臂中具有較長延伸之一者。
適當地，懸臂式接觸探針更可包含至少一阻尼部分，阻尼部分形成於下降探針部位及/或上升探針部位。
特別的是，至少一阻尼部分可沿著下降探針部位而形成，並較佳地塑形成各彎曲點上連接至末端部分及下降探針部位的一縮放部分，並且實質地包含具有可變部位的四側，該等四側實質上配置成一平行六面體，並定義出一空閒空間。
該至少一阻尼部分更可位於上升探針部位且實質上形成一彈簧部分，彈簧部分連接至塑形本體的較遠彎曲點，並可包含懸臂式接觸探針的較遠接觸末端。
習知問題亦可被一種懸臂式探針頭解決。懸臂式探針頭包含一支撐結構，適以容納複數個懸臂式接觸探針，且懸臂式接觸探針以懸臂方式從支撐結構突出至一待測裝置，其特徵在於每個懸臂式接觸探針是根據前述內容實現，並包含一塑形本體，用以插入於相應的容納座中，容納座形成在支撐結構之中，並適以透過精準方式保持懸臂式探針頭中的懸臂式探針。
根據本發明的另一觀點，支撐結構可包含至少一第一部分及第二部分，第一部分及第二部分較佳地皆為環狀，並彼此重疊，且具有每個懸臂式接觸探針的塑形本體各自的容納座。
又根據本發明的另一觀點，支撐結構更可包含至少一第三部分，第三部分位於每個接觸探針的塑形本體的至少一臂，並具有凹槽，適以容納至少一臂。
特別的是，支撐結構的第一部分可包含至少一第一容納座，用於通過及保留懸臂式接觸探針的塑形本體的較高部分及頂端部分。
此外，第一容納座可具有等同於塑形本體的較高部分及較低部分的橫截面的集合的一橫切面。
更特別的是，支撐結構的第一部分更包含一對第二容納座，該等第二容納座具有一橫截面，橫截面與塑形本體的該等臂的該等凸起部的一橫截面互補及相應，且於懸臂式探針頭的一般工作過程中，該等凸起部被容納於該等第二容納座之中。
此外，支撐結構的第二部分可包含位於第一容納座中的適當開口，以用於塑形本體的頂端部分的通過。
根據本發明的另一觀點，懸臂式探針頭更可包含至少一支撐板，連接至支撐結構的第二部分，支撐板並具有孔洞，適合使具有懸臂式接觸探針的額外接觸末端的上升探針部位通過。
更特別的是，支撐板可由絕緣材料製成，並可與支撐結構的第二部分或PCB板整合。
根據本發明的另一觀點，具備支撐板的支撐結構的第二部分是透過壓力接觸而與PCB板組裝，而位於上升探針部位的懸臂式接觸探針的額外接觸末端貼靠於PCB板的接觸墊。
而根據本發明的另一觀點，懸臂式探針頭可包含複數個模組，每個模組具有自一支撐結構，以使懸臂式接觸探針從該處突出，並終止於各自的接觸端部或末端，該等模組的大小可比擬為單一待側裝置的大小。
根據本發明此觀點，該等模組為分散配置，以覆蓋PCB板的面積，其中該面積等同於待測裝置的晶圓的面積。
更特別的是，每個模組包含至少一接觸部分，接觸部分適當地具有至少一孔洞，適以容納至少一固定元件。
每個模組更可包含校準腳位，校準腳位具有與多個容納部互補的適當形狀。
此外，懸臂式探針頭更可包含連結至PCB板的一支撐結構，用於容納該等模組，並具有用於該等模組的校準腳位的容納部。
最後，懸臂式探針頭可包含具有不同大小的第二末端部分的接觸探針，藉此調整該PCB板的該等接觸墊的分佈。
習知問題亦可由一種組裝位於前述之懸臂式探針頭之中的懸臂式接觸探針的方法來解決。該方法包含步驟：藉由將每個懸臂式接觸探針的塑形本體的較高部分及頂端部分插入至一相應部位以及藉由將塑形本體的該等臂的該等凸起部沿著第一移動方向插入至相應的第二容納座，使每個懸臂式接觸探針插入至懸臂式探針頭之中，其中相應部分具有大於形成於懸臂式探針頭的支撐結構的第一部分的第一容納座的尺寸，直到它們沿著第一移動方向而通過形成於懸臂式探針頭的支撐結構的第二部分的該等開口，第一移動方向正交於參考面，第二容納座是形成於懸臂式探針頭的支撐結構的第一部分，以及藉由沿著一第二移動方向而橫向移動每個懸臂式接觸探針的塑形本體，將懸臂式接觸探針安裝至懸臂式探針頭，其中第二移動方向正交於參考面，較高部分被容納於第一容納座的一較低尺寸部位，藉此阻擋懸臂式接觸探針深入懸臂式探針頭， 其中每個懸臂式接觸探針的探針本體的較高部分的高度低於或等同於支撐結構的第二部分的厚度，以確保塑形本體與懸臂式探針頭的支撐結構之間的機械式耦接。
根據本發明的另一觀點，將每個懸臂式接觸探針插入至懸臂式探針頭的步驟可包含：將探針上升部位各自插入至第一T型容納座的T型橫檔部分，以及接著橫向位移，以將塑形本體的較高部分安裝在T型桿部，其中橫檔部分的大小等同於每個懸臂式接觸探針的塑形本體的頂端部分的尺寸，桿部的大小等同於較高部分的尺寸。
本發明的懸臂式接觸探針以及其懸臂式探針頭的特徵及優點將清楚地由實施例於說明書此處或後續及圖式所呈現，且並非限定。
10:懸臂式探針頭
11:支撐環
12:PCB板
13:支撐體
14:接觸探針
14a:鉤
14b:探針本體
14c:彎曲點
15:待測裝置
15A:接觸墊
16A:接觸端部
16B:額外末端
17:焊接點
18:第一探針部位
18b:第二探針部位
20:垂直探針頭
21:接觸探針
21C:預變形部分
22:較低導件
22A:導孔
23:較高導件
23A:導孔
24:殼體
24A:區域
25:待測裝置
25A:接觸墊
26:空間轉換器
26B:接觸墊
30:懸臂式探針頭
31、31’:接觸探針
31a:鉤
31b:下降探針部位
31c:上升探針部位
32:支撐結構
32A:第一部分
32B:第二部分
32C:第三部分
33:PCB板
33A:接觸墊
34:焊接點
35:待測裝置
35A:接觸墊
36A:接觸端部
36B、36B’:額外末端
37:支撐板
37A、37A’:孔洞
38:開口
40:塑形本體
40a:基本部分
40b1、40b2:臂
40c1、40c2:凸起部
40d:較高部分
40e:頂端部分
40f1、40f2:缺口
41:容納座
41c1、41c2:第二容納座
41d:第一容納座
41e:開口
50:縮放部分
50a~50d:四側
50e:空閒空間
51、51’:彈簧部分
60:模組
61:接觸部分
61A:孔洞
62:螺絲
63:校準腳位
AA:縱向延伸軸
BB:橫向延伸軸
D1、D2:直徑
HH:縱軸
KK:縱軸
L1、L2:長度
P1、P2:間距
PG1:彎曲點
PG1a、PG1b:彎曲點
PG2:額外彎曲點
α:角度
π:參考面
在這些圖式中：圖1示意地顯示先前技術所實現的懸臂式探針的剖面圖；圖2示意地顯示先前技術所實現的垂直式接觸探針的剖面圖；圖3(A)示意地顯示本發明一實施例所實現的懸臂式接觸探針及懸臂式探針頭的剖面圖；圖3(B)及3(C)示意地顯示本發明其它實施例所實現的懸臂式接觸探針的剖面圖；圖4(A)至4(C)示意地顯示本發明其它實施例所實現的懸臂式接觸探針的細節的局部圖； 圖5(A)至5(C)示意地顯示本發明其它實施例所實現的懸臂式探針頭的細節的俯視平面圖；圖6(A)及6(B)示意地顯示本發明其它實施例所實現的懸臂式接觸探針的剖面圖；圖7示意地顯示包含至少一對接觸探針的圖6(B)的懸臂式探針頭的局部剖面圖；圖8示意地顯示本發明的懸臂式探針頭的俯視平面圖；圖9(A)及9(B)各自示意地顯示本發明模組化方式生成的探針頭的平面及側視圖。
參照該些圖式，特別是圖3(A)，本發明所實現的懸臂式技術的探針頭將被描述，此處稱之為懸臂式探針頭且整體以元件符號30來表示。
須注意的是，這些圖式以本發明探針頭的示意觀點來強調本發明的重要特徵，而沒有按比例繪製。此外，在圖式中，不同元件被示意性地描繪，該等的形狀可根據應用需求而改變。此外需注意的是，在圖式中，相同的元件符號在形狀或功能方面表示為相同的元件。最後，關於圖式中本發明不同觀點所呈現範例的明顯地可組合在一起，且不同實施例之間可相互適用。
更特別的是，懸臂式探針頭30包含複數個可移動接觸元件或接觸探針31，接觸探針31以懸臂式方式從一支撐結構32凸出，支撐結構32適以根據探針31之間的預設距離關係來保持懸臂式接觸探針31並且與積體電路板或PCB板33相連接。為方便說明，圖3(A)的範例僅顯示單一懸臂式接觸探針31。每個懸臂 式接觸探針31通常由特殊線材製造，以具備良好電性或機械屬性，並適以確保經由PCB板33朝向測試設備(圖未顯示)及朝向待測裝置35的良好電性接觸。
適當地，懸臂式接觸探針31的支撐結構32包含一第一部分32A及一第二部分32B，第一部分32A及第二部分32B例如是環形，且彼此重疊，並且各自具有接觸探針本體的容納座，該等容納座適當地塑形，之後將更詳細地說明。在圖3(A)的實施例中，支撐結構32的第一部分32A及第二部分32B實質上為板狀。
更特別的是，第一部分32A放置為面對待測裝置35，即朝向圖3(A)範例的下方，而第二部分32B放置為面對PCB板33，即朝向圖3(A)範例的上方。
支撐結構32的第一部分32A及第二部分32B可由相同或不同材料製成，材料可選擇該技術領域中製造懸臂式探針頭的材料，特別是可從鋁、陶瓷或其它適當材料之間進行選擇。
如同習知的懸臂式探針頭，懸臂式接觸探針31沿著一縱軸HH延伸而遠離支撐結構32，縱軸HH相對一參考面π(特別是待測裝置35的平面，待測裝置35例如是待測的晶圓積體電路)而傾斜一角度α，而每個接觸探針31在晶圓上方凸出如同一種釣竿，亦即以懸臂式的方式凸出。特別的是，角度α可藉於0至65度之間，較佳是8度。
適當地，懸臂式接觸探針31具有一末端部分，通常稱之為鉤31a，鉤31a相對一下降探針部位31b彎曲，下降探針部位31b沿著縱軸HH延伸；特別的是，鉤31a彎曲，進而較佳地實質上正交於待測裝置35的參考面π，且因此與下降探針部位31b形成一角度，該角度等同於角度α增加一直角，亦即該角度介於90至155度之間，較佳為98度。
鉤31a止於懸臂式接觸探針31的一接觸端部36A，接觸端部36A適以貼靠待測裝置35的一接觸墊35A。
如同現有技術，此範例中的“端部”意指接觸探針的末端區域或範圍，且不一定是尖銳的。
當懸臂式接觸探針31組裝於懸臂式探針頭30時，鉤31a特別在下降探針部位31b中的彎曲點PG1處彎曲，並以朝向待測裝置35的方向凸出；在懸臂式探針頭30接觸待測裝置35的正常運作的過程(即懸臂式接觸探針31的接觸端部36A貼靠待測裝置35的接觸墊35A時)中，下降探針部分31b因此定義出一個懸臂式接觸探針31的垂直彎曲移動的工作臂，而垂直彎曲移動的長度通常被稱為“自由長度”。
實際上，如先前技術所述，懸臂式接觸探針31的接觸端部36A與待測裝置35的接觸墊35A之間的良好電性連接是藉由接觸式探針頭30擠壓待測裝置35來確保，懸臂式接觸探針31在此接觸過程中是以正交於參考面π(即圖3(A)所示的Z方向)且相反於裝置本身的移動的方向進行彎曲。
特別的是，當待測裝置35對著鉤31a移動時，相應的懸臂式接觸探針31彎曲且其彎曲點PG1沿著一圓弧移動，而鉤31a末端的接觸端部36A沿著參考面π移動，特別是在相應的接觸墊上35A移動，以確保該墊表面上所謂的“摩擦”。
此外，鉤31a具有錐形形狀，特別是有多層結構，被用以與待測裝置35的接觸墊35A接觸，該等接觸墊35A彼此非常靠近，即具有減少的間距。
如本領域技術人士所知，“間距”或接觸墊之間的距離是指相應的中心點之間的距離，亦即該等墊的對稱中心點之間的距離。
每個懸臂式接觸探針31更包含一上升探針部位31c，當懸臂式探針31組裝於懸臂式探針頭30時，上升探針部位31c以朝向PCB板33的方向從支撐結構32凸出。上升探針部位31c亦沿著一縱軸KK而從支撐結構32凸出，縱軸KK實質上與下降探針部位31b的軸HH一致或平行。
下降探針部位31b持續升高以接觸PCB板33，並適當地與如圖3(A)範例的焊接點34連接。
適當地，本發明的懸臂式接觸探針31更包含本體40，本體40連接下降探針部位31b及上升探針部位31c，且適當地塑形，進而形成與支撐結構32媒合的形狀，因此取得懸臂式探針31在懸臂式探針頭30之中所需要的精準定位，而無須使用傳統樹脂支撐體，以下將更詳細說明。
更特別的是，塑形本體40包含至少一基本部分40a以及一對臂40b1、40b2，臂40b1、40b2各自從基本部分40a的相反部分沿著塑形本體40的一橫向延伸軸BB(特別是平行於待測裝置35定義的參考面π，亦即圖3(A)中的X方向)延伸；臂40b1、40b2更各自具有凸起部40c1、40c2，凸起部40c1、40c2沿著塑形本體40的一縱向延伸軸A(特別是正交於待測裝置35定義的參考面π，亦即圖3(A)中的Z方向)而正交地從臂40b1、40b2上延伸。
當懸臂式接觸探針31位於懸臂式探針頭30中且透過支撐結構32保持時，該對臂40b1、40b2用以貼靠於支撐結構32的第一部分32A的面，特別是面對待測裝置35的面，且凸起部40c1、40c2用以被配置於第一部分32A之中的適當容納座所容納，如圖3(A)所示，之後將更詳細說明。
適當地，塑形本體40更包含一較高部分40d及一頂端部分40e，較高部分40d沿著塑形本體40的縱向延伸軸A而從基本部分40處開始朝著PCB板33 延伸，縱向延伸軸A正交於參考面π，即圖3(A)範例的Z方向，頂端部分40e連接較高部分40d，並具有比較高部分40d的直徑D1更大的直徑D2。較高部分40d及頂端部分40e實質上塑形成T型，較高部分40d為T型的桿部，頂端部分40e為T型的橫檔。
塑形本體40的基本部分40a具有實質上為矩形的縱向部位及沿著橫向延伸軸BB延伸的最大橫向尺寸，最大橫向尺寸大於較高部分40d的直徑D1及頂端部分40e的直徑D2。
在較佳實施例中，塑形本體40的不同部分，特別是基本部分40a、具有凸起部40c1、40c2的臂40b1、40b2、較高部分40d及頂端部分40e是一體成形的。
適當地，上升探針部位31c連接至塑形本體40的頂端部分40e，下降探針部位31b連接至塑形本體40的基本部分40a。
懸臂式探針頭30因此包含形成於支撐結構32中的適當容納座(整體以元件符號41標示)以用於塑形本體40。
更特別的是，支撐結構32包含形成於第一部分32A中的至少一第一容納座41d，並具有等同於懸臂式接觸探針31的塑形本體40的較高部分40d及頂端部分40e的部位的集合的一部位，之後將更詳細地說明，而一對第二容納座41c1、41c2經常形成於第一部分32A中，特別是面對待測裝置35的面上，並具有相應且互補於懸臂式接觸探針31的塑形本體40的臂40b1、40b2的凸起部40c1、40c2的形狀。
相似地，支撐結構32的第二部分32B包含適當的開口41e，開口41e位於第一容納座41a上(特別是在頂端部分40e)，用於使塑形本體40通過。
據此，塑形本體40可使懸臂式探針頭30中的懸臂式接觸探針31的一修正保持被執行，特別針對支撐結構32，臂40b1、40b2的凸起部40c1、40c2插入於第二容納座41c1、41c2中，以避免懸臂式接觸探針31在平行於參考面π的方向(即圖3(A)範例的X方向)上產生移動，且由於頂端部分40e的直徑D2大於下方較高部分40d的直徑D1，頂端部分40e貼靠於第二部分32B，以避免懸臂式接觸探針31在正交於參考面π的方向(即圖3(A)範例的Z方向)上產生移動。
根據圖3(B)所示的另一實施例，懸臂式接觸探針31亦包含一額外彎曲點PG2，額外彎曲點PG2定義於上升探針部位31c，較佳在上升探針部位31c的起始處，即靠近頂端部分40e，使得上升探針部分31c實質上正交於PCB板的一面(與參考面π平行)，進而形成懸臂式接觸探針31的一額外末端部分，並止於一額外末端36B，額外末端36B形成懸臂式接觸探針31在PCB板33上的一額外接觸端部。
據此，當上升探針部位31推向PCB板33時，上升探針部位31亦定義出懸臂式接觸探針31的工作臂，特別是在懸臂式探針頭30的組裝過程中(即在懸臂式探針頭的一般工作的過程中)，相似於擠壓接觸待測裝置35時的下降探針部位31b。
可知的是，在本範例中，接觸探針31的額外末端36B可運作成如先前技術所述之垂直式接觸探針的接觸頭。適當地，根據另一實施例，以下將更詳細描述，由於懸臂式接觸探針31具有額外彎曲點PG2及因而正交於PCB板33的上升探針部位31c，探針與PCB板之間的接觸方式或許可採用傳統垂直技術。
更特別的是，根據本發明，懸臂式探針頭30可適當地更包含一支撐板37，支撐板37具有孔洞37A，適用以作為上升探針部位31c在懸臂式接觸探針31的額外終端36B上的通道。
支撐板37可由適當的絕緣材料製造，例如陶瓷或其它適當材料，並例如藉由樹脂而連接或整合至支撐結構32的第二部分32B，支撐結構32適當地塑形，進而支撐結構32具有一部分抵靠著支撐板37上的PCB板33，如圖3(B)所示。
支撐板37可固定於PCB板33。
需指出的是，根據本發明的優點，接觸探針31的額外末端36B因此直接接觸PCB板33，特別地，適當的接觸墊33A可實現於該接觸點，相應的上升探針部位31c藉由支撐板37的孔洞37A而被適當地引導。
於此，由於接觸探針31的結構具有了額外彎曲點PG2，且上升探針部位31c貼靠PCB板33，懸臂式接觸探針31與PCB板33之間的焊接點34是可以被移除的，而懸臂式接觸探針31與PCB板33之間的接觸可由探針的上升探針部位31c的額外末端36B來產生。
換言之，懸臂式接觸探針31(特別是其上升探針部位31c)在具有孔洞37A的支撐板37中滑動，與垂直技術的探針的接觸頭採用相同的方式，且懸臂式接觸探針31亦具有了額外末端36B，適合用於以擠壓PCB板33的接觸墊33A的方式來達成接觸。
另外可知的是，懸臂式接觸探針31適當地具有末端部分或鉤31a，鉤31a為錐形並從下降探針部位31b開始彎曲至相應的待測裝置35的接觸墊35A上，且懸臂式接觸探針31藉由支撐結構32來支撐並藉由塑形本體40而適應於 支撐結構32中來保持，進而對於探針及探針頭整體而言，能夠保留住懸臂式基本結構。
此範例的懸臂式探針頭30連接至PCB板33的方法是採用與垂直技術的所謂“直接連接(direct attach)”相似的方法。
此外，在運作時，鉤31a及上升探針部位31c可被比對為二個位於懸臂式接觸探針31的相反末端的彈簧，即在懸臂式探針頭30的一般工作過程中，當貼靠待測裝置25及接觸PCB板33時，鉤31a及上升探針部位31c位於該等末端，適以貼靠各自相應的接觸墊。
根據另一實施例，如圖3(C)所示，懸臂式接觸探針31更包含至少一開口38(在塑形本體40處)，開口38實質上類似槽孔並沿著與塑形本體40的橫向延伸軸BB平行的一軸來配置，此舉可增加塑形本體40本身的彈性，特別是在懸臂式探針頭30的運作過程中，即在鉤31a的移動過程中及懸臂式接觸探針31的相應下降探針部位31b在擠壓接觸待測裝置35的過程中。較佳地，開口38位於塑形本體40上靠近其(特別是基本部分40a)所貼靠的第一部位32A處，即靠近塑形本體40及支撐結構32的第一部分32A之間的接面處。較佳地，開口38配置為靠近具有較大延伸的臂40b2處。
此外，懸臂式探針頭30可包含支撐結構32的至少一第三部分32C，位於至少一臂，例如圖3(C)中的臂40b1，並適當地具有一凹槽(indentation)，適以容納該臂40b1。特別的是，臂40b1因此陷入於第二部分32B及支撐結構32的第三部分32C之間，以避免移動。
第三部分32C亦可形成在其它臂40b2上，或同時形成在臂40b1及40b2上。
適當地，支撐結構32的第三部分32C用以保持接觸探針31(特別是臂40b1、40b2)，其避免任何可能材料斷裂而掉落的情形，藉此確保測試晶圓的安全性，而不會有材料撞擊到測試晶圓造成損傷的風險。
最後，亦可提供臂40b1、40b2上的凸起部40c1、40c2適當的缺口40f1、40f2，缺口40f1、40f2可形成在凸起部40c1、40c2被容納於容納座41c1、41c2之處，並可增加凸起部40c1、40c2的彈性。
圖4(A)至4(C)將描述塑形本體40的不同實施例。
特別的是，在圖4(A)的範例中，塑形本體40所具有的臂40b1、40b2各自具有長度L1、L2，且長度L1及L2彼此相等，在圖4(B)及4(C)的範例中，長度L1及L2則不相同，該等長度是由基本部分40a處開始量測。
圖5(A)至5(C)顯示了與圖4(A)至4(C)實施例的塑形本體40相應的凸起部40c1、40c2的容納座41，第二容納座41c1、41c2相對第一容納座41d是各自以距離E1、E2來放置，以各自相應塑形本體40的凸起部40c1、40c2的不同長度，這些距離是從頂端部分40e開始量測。
第一容納座41d具有適當的T型形狀，T型的桿部具有與塑形本體40的較高部分40d的橫切面的形狀及大小相應且互補的形狀及大小，而T型的橫檔則具有與頂端部分40e的橫切面的形狀及大小相應且互補的形狀及大小，因此第一容納座41d具有較高部分40d及頂端部分40e的橫切面的集合的形狀。
由此可知，可獲得簡單且快速的方法來精準定位及修正保持懸臂式探針頭30的支撐結構32中的懸臂式接觸探針31。特別的是，懸臂式接觸探針31的塑形本體40的較高部分40d及頂端部分40e插入於支撐結構32之中，特別是沿著正交於參考面π的一第一移動方向Dir1，如圖4(A)所示，而在第一容納座41d的橫 檔處插入至第一部分32A，上至開口41e而位於第一容納座41d，臂40b1、40b2的凸起部40c1、40c2進入並阻擋於相應的第二容納座41c1、41c2之中，並因此橫向地沿著正交於參考面π的第二移動方向Dir2，如圖5(A)所示，進而容納第一容納座41d的桿部中的較高部分40d及阻擋懸臂式接觸探針31的移動。
適當地，塑形本體40的較高部分40d的高度低於或等於第二部分32B的厚度，進而使懸臂式接觸探針31的塑形本體40及懸臂式探針頭30的陶瓷支撐結構32之間具有機械耦接。
藉此，懸臂式接觸探針31可藉由將上升部位31c插入相應的第一T型容納座41d的橫檔，並接著藉由各自符合的塑形本體40而橫向地移動上升部位31，進而組裝於懸臂式探針頭30，其中T型的橫檔具有與頂端部分40e的直徑D2相同的大小，特別地，較高部分40d位於T型的桿部，且桿部具有與塑形本體40的較高部分40d的直徑D1相同的大小。
根據圖6(A)顯示的另一實施例，懸臂式接觸探針31可更包含一阻尼部分，實質上塑形成一縮放部分(pantograph portion)50，形成在下降探針部位31b並連接鉤31a。舉例來說，懸臂式接觸探針31包含相應圖3(C)實施例的塑形本體40，但懸臂式接觸探針31亦可提供如圖4(A)或4(C)的塑形本體40，並具有縮放部分50。又舉例來說，支撐結構32包含第三部分32C以保持臂40b1、40b2。
更加特別的是，縮放部分50在彎曲點PG1a及PG1b處各自連接鉤31a及下降探針部位31b。
縮放部分50實質上包含四側50a至50d，四側50a至50d具有可變部位，以均勻分散壓力，且實質上配置成平行六面體且從中定義出一空閒空間50e。 可理解的是，在懸臂式接觸探針31的接觸端部36A擠壓接觸待測裝置35的接觸墊35A時，縮放部分50可執行所需的減震功能。
根據圖6(B)所示之另一較佳實施例，懸臂式接觸探針31更包含一額外阻尼部分，實質地塑形成一彈簧部分51，並在上升探針部位31c上形成。更特別的是，彈簧部分51在額外彎曲點PG2上與塑形本體40的頂端部分40e相連接，並定義出適用於與PCB板33的接觸墊33A接觸的額外末端36B。如先前所述(僅是舉例)，懸臂式接觸探針31包含相應圖3(C)實施例的塑形本體40，但懸臂式探針31亦可具備如圖4(A)或4(C)所述之塑形本體40；此外，支撐結構32可包含用於固定臂40b1、40b2的第三部分32C，但亦非限定。
在圖6(B)的範例中，彈簧部分51實質上塑形成一延伸N形狀。可理解的是，在懸臂式接觸探針31的額外末端36A擠壓接觸PCB板33的接觸墊33A的過程中，彈簧部分51可執行所需的減震功能。
明顯地，懸臂式接觸探針31可實現為具備彈簧部分51且不具備縮放部分50。
需注意的是，當接觸探針31組裝於懸臂式探針頭30時，定義於朝向PCB板33突出的上升探針部位31c的額外彎曲點PG2的存在可使得接觸探針31的額外末端36B進行空間分佈，特別是依照PCB板33的接觸墊33A的空間分佈，如圖7所示，其中懸臂式接觸探針31是以圖3(C)的方式來舉例，但並非限定。特別的是，上升探針部位31C具有彈簧部分51，並因此可做為接觸探針31的探針頭的額外末端36B可分佈為多排(圖式顯示2個)，接觸端部36A則繼續以單排對齊，縮放部分50重疊於圖中。
須說明的是，由於上升探針部位31c及形成於其中的彈簧部分51的不同尺寸，若需要，可將PCB板33上的接觸墊33A的分布修正為多於二排。此舉可釋放相對於待測裝置35的接觸墊35A的PCB板33的該等接觸墊33A的間距限制。
此舉可能有利於產生懸臂式接觸探針31與PCB板33的接觸墊33A之間的接觸，而無須插入附加元件，特別是垂直技術常使用的空間轉換器。
事實上可知的是，PCB板33的接觸墊33A的分佈的空間限制相較於待測裝置35的接觸墊35A可更加釋放，其中懸臂式探針頭30包含前述具備額外彎曲點PG2的懸臂式接觸探針31，並可被複製，並無須附加元件。
特別的是，於圖7中，一懸臂式探針頭30被繪示為包含至少一第一懸臂式接觸探針31及一第二懸臂式接觸式接觸探針31’，各自具有額外的彎曲點位於該等探針的上升部位，該等彎曲點各自連接至彈簧部分51、51’，彈簧部分51、51’適以定義各自的額外末端36B、36B’，額外末端36B、36B’可在彼此間位移，因此可接觸PCB板33的不同位置的接觸墊33A。更特別的是，上升探針部位的末端部分(即彈簧部分51、51’)可被支撐板37的不同孔洞37A、37A’所容納。懸臂式接觸探針31、31’各自更具有縮放部分50，該等縮放部分50重疊於圖7中。
接觸探針31的額外末端36B相對於相應的接觸端部36A的空間分布更透過懸臂式探針頭30的俯視視角以透過PCB板33顯示而呈現於圖8中。圖中特別清楚的是，接觸探針31具有額外彎曲點PG2的設定可使得具有第一距離或間距P1的待測裝置35的接觸墊35A與具有第二距離或間距P2的PCB板33的接觸墊 33A相連接，第二距離或間距P2大於第一距離或間距P1(P2>P1)，並因此執行所需的空間轉換而無須使用附加元件(例如空間轉換器)。
另外說明的是，支撐結構32及支撐板37在組裝階段時適當地擠壓PCB板33，進而確保在懸臂式探針頭30的正常工作過程中，保懸臂式接觸探針31的上升探針部位31c(特別是額外接觸部分36B)與PCB板33的接觸墊33A的接觸。由於具備形成於上升探針部分31c的額外彎曲點PG2(在組裝於懸臂式探針頭30的懸臂式接觸探針31的擠壓接觸過程中，可作為彈簧)，特別是當具備接觸板37的支撐結構32貼靠於PCB板33時，組件的擠壓可以被實現。
此效果進一步地在具備彈簧部分31的懸臂式接觸探針31的範例中被確保，如圖6(B)及7所示。
另外說明的是，懸臂式接觸探針31具備適當大小，進而確保接觸端部36A與鉤31a所止於的待測裝置36的接觸墊35A之間的足夠接觸力道。特別的是，每個接觸探針31所施加的力道F與從支撐結構32凸出的探針部分所形成的臂成比例，並等同於：F=E * D4/L3 (1)
其中：E是楊氏模量(或縱向彈性模量)；D是接觸探針31的直徑，亦即下降探針部位31b的橫切部位的最大尺寸；及L是下降探針部位31b的長度，定義為下降探針部位31b的臂(或自由長度)。
根據本發明，適當地，一較小力道被施加在PCB板33上，特別是施加在接觸墊33A上，該較小力道是藉由接觸探針31在其上升部位31c(如先前所述，實質上可運作為如同垂直技術探針的接觸頭部分)的擠壓而產生。
有利地，在圖6(B)及7的較佳實施例中，施加在待測裝置35的接觸墊35A及PCB板33的接觸墊33A的力道是透過具備額外彎曲點PG2的懸臂式接觸探針31的各自形成於下降探針部位31b及上升探針部位31c的阻尼部分(特別是縮放部分50及彈簧部分51)而減緩。
如前述，額外彎曲點PG2的不同分佈更可使適當的空間轉換被實現以及使PCB板33的接觸墊33A被分散(特別是以可適用於更大尺寸的接觸墊33A的距離來放置)，如圖8所示。
另外說明的是，由於懸臂式接觸探針31的上升探針部位31c在額外端部36B上與產生於懸臂式探針頭30的組裝過程的PCB板33的接觸墊33A之間的接觸，以及特別是由於具備支撐板37的支撐結構32在PCB板33上的擠壓，本發明的懸臂式探針頭30更可克服垂直技術的缺點，實際上，垂直探針的頭部末端部分與PCB板之間的接觸是懸空且必須在每次各端部部分在待測裝置的接觸墊上的接觸(觸碰)時重新產生。
換言之，根據本發明的懸臂式探針頭30，懸臂式接觸探針31的上升部位31c在PCB板33的接觸墊33A上的接觸甚至確保了缺少貼靠於待測裝置35的接觸墊35A的各鉤31a的情況。
此外，以本發明的懸臂式探針頭的接觸探針的特徵為基礎，特別是懸臂式探針頭30的較佳實施例，其它技術問題亦可被解決。
具備額外彎曲點PG2的懸臂式接觸探針31的設計以及額外端部36B在PCB板33上的擠壓接觸實際上可使得探針頭以模組化方式生產。更特別的是，該模組化探針頭包含PCB板33及複數個模組60，每個模組60具有一支撐結構32從接觸探針31凸出，並止於具有鉤31a的一側，且接觸探針31具有上升探針部 位31c的另一部分之後將適當地由形成於與支撐結構32整合(特別是與第二部分32B整合)的支撐板37A之中的孔洞37A所引導。每個模組60因此具有前述懸臂式探針頭30的特色，但該等的尺寸可相比較於單一待測器件35的尺寸(特別是稍微大一些)，其中“可相比較於”是指模組60所佔據的面積等同於待測裝置35所佔據的面積或大於待測裝置35的面積的50%以下(較佳是大於20%)。
該等模組被特別地配置，進而以相應包含了待測裝置的晶圓的面積而延伸一面積，該面積等同於PCB板的可用面積，因此產生適用於更多裝置的平行測試的模組化探針頭。
更特別的是，PCB板33具備適當的支撐結構或金屬容納部以容納模組60。
適當地，由於接觸是透過懸臂式接觸探針31在其額外端部36B貼靠至PCB板33的接觸墊33A來執行(以類似垂直技術所謂的“直接接觸”方式)而無須焊接線，包含了複數個與PCB板33連結的模組60的模組化探針頭具有可獨立放置模組的優點，假如有模組損壞則可替換。
更特別的是，如圖9(A)及9(B)所示，每個模組60包含至少一接觸部分61，接觸部分61適當地具有至少一孔洞61A(特別是螺紋狀)，適以容納至少一固定元件(特別是螺絲62)，由於螺絲62轉緊於孔洞61A之中，模組60可整合或固定於PCB板33的支撐結構或者可直接與PCB板33整合或固定。
在較佳實施例中，如圖9(A)所示，每個模組60具有至少一對接觸部分61，接觸部分61沿著具有支撐板37的支撐結構32配置，特別是在基本為方形的支撐結構32的相反角度上配置。
另外可能的是，如圖9(B)所示，每個模組具備校準元件或腳位63，校準元件或腳位63具備適當的形狀，以與許多預先設置於PCB板33的支撐結構之中的容納部位(圖未顯示)互補，進而確保每個模組60相對於PCB板33的正確位置，並以利於模組60的更換。
更特別的是，該等校準腳位63可塑形成小圓柱或金字塔型狀，並以PCB板33的方向自支撐結構32凸出，適以在具備有限間隙(例如小於10微米)的PCB板33的支撐結構的適當容納部中找尋該等校準腳位63的位置，進而透過容納部與校準腳位63之間的耦合來確保每個模組60的精準組裝。
支撐結構或用於容納模組60的金屬容納部更適當地具備接觸點，用於與PCB板33校準。
具備複數個模組60的模組化探針頭具有可僅更換其一部分的額外優點，例如當在損壞時，如同具備所謂懸浮接觸探針的垂直技術的獨門優點，可輕易地取出一或多個損壞的探針以取將該等更換。適當地，對應一或多個模組60的該可更換部分為小於整個探針卡，並小於待測裝置的晶圓，因此可減少探針卡本身的維護成本，此方式在所謂低成本或大規模生產的領域中特別需要，例如記憶體測試領域。)
使用具有適當接觸部分61(可固定(例如轉緊)至PCB板33的支撐結構)的模組60可使得損壞部分的更換操作比更換垂直技術的頭部的一或多個探針容易，其中更換模組60的操作可直接在安裝有探針頭的測試設備中進行，並且無需使用較高技術水平的工作者。
綜上所論，懸臂式接觸探針所具備的塑形本體可透過正確且精準的方法而與相應的容納座耦合，該相應的容納座形成在懸臂式探針頭的支撐結構，並將探針容納。
藉此，懸臂式接觸探針的探針頭不需要使用如傳統懸臂式技術的保持樹脂。
此外，在懸臂式接觸探針的從支撐結構朝向PCB板而凸出的上升部位上具備至少一額外彎曲點的範例中，如前所述，組合了懸臂式技術及垂直技術的優點(維持其基本結構)的懸臂式探針頭將可實現，在沒有焊接的情況可執行接觸，且探針頭的支撐結構不需要具備更大的面積，且僅會與支撐板整合。
特別的是，由於傳統懸臂技術的成本降低以及模組間獨立且可更換，探針頭在製造時期以及在探針頭的生命週期中並不會特別昂貴。
此外，由於懸臂式接觸探針具備實質上與PCB板正交的上身部位，其可輕易修正PCB板上的接觸墊之間的距離或間距；事實上，其足夠”扇出(fan out)”止於其他接觸末端的該等上升探針部位，藉由簡易地修改它們的長度，因此可在PCB板上形成大且遠離的接觸墊。
據此，本發明亦可減少連結懸臂式探針頭的PCB板的成本，此部分與PCB板上的接觸墊的密度或間距及大小有關。
另外說明的是，根據本發明，探針頭本身形成空間轉換器，可使得PCB板的成本更加減少，如上所述，測試設備的最相關成本與接觸墊之間的密度或間距和大小相關聯。
此外，一或多個探針部位上的阻尼部分可提升相應的末端部分在待測裝置及/或PCB板的接觸墊上的接觸。
最後，本發明的懸臂式探針頭可由模組化的方式實現，以確保僅更換相應一個或多個模塊的受損頭部的可能性。
明顯地，為了滿足可能及特殊的需求，本領域技術人士可對前述的探針頭及懸臂式接觸探針進行一些修改及變化，而這些修改及變化的所有內容皆屬於以下本發明的申請專利範圍所保護的內容。
30:懸臂式探針頭
31:接觸探針
31a:鉤
31b:下降探針部位
31c:上升探針部位
32:支撐結構
32A:第一部分
32B:第二部分
33:PCB板
34:焊接點
35:待測裝置
35A:接觸墊
36A:接觸端部
40:塑形本體
40a:基本部分
40b1、40b2:臂
40c1、40c2:凸起部
40d:較高部分
40e:頂端部分
41:容納座
41c1、41c2:第二容納座
41d:第一容納座
41e:開口
AA:縱向延伸軸
BB:橫向延伸軸
D1、D2:直徑
HH:縱軸
KK:縱軸
PG1:彎曲點
π:參考面

Claims (22)

  1. 一種懸臂式接觸探針(31)，包含：一探針本體(40)，插入於一下降探針部位(31b)及一上升探針部位(31c)之間，當該接觸探針組裝於一懸臂式探針頭(30)時，該下降探針部位(31b)沿著一預設縱向軸(HH)延伸，該預設縱向軸(HH)相對一參考面(π)而傾斜，該參考面(π)相應一待測裝置(35)的一晶圓的一平面；至少一終端部分(31a)，形成於該下降探針部位(31b)，並相對該縱軸(HH)而自一彎曲點(PG1)開始彎曲，並停止於該懸臂式接觸探針(31)的一接觸端部(36A)，該接觸端部(36A)適以貼靠該晶圓的一待測裝置(35)的一接觸墊(35A)，該探針本體(40)包含至少一基本部分(40a)、一較高部分(40d)及一頂端部分(40e)，該較高部分(40d)是自該基本部分(40a)開始沿著經塑形的該本體(40)的一縱軸(A)延伸，該縱軸(A)與該參考面(π)正交，該頂端部分(40e)連接該較高部分(40d)，並具有比該較高部分(40d)的一直徑(D1)更大的一直徑(D2)，該較高部分(40d)及該頂端部分(40e)塑形成具有與該參考面(π)正交的一T型橫截面的結構，該較高部分(40d)為具有該T型橫截面的元件的桿部，該頂端部分(40e)為具有該T型橫截面的元件的橫檔，其特徵在於，經塑形的該本體(40)的該基本部分(40a)包含至少一對臂(40b1,40b2)，該對臂(40b1,40b2)自該基本部分(40a)的相反部分沿著經塑形的該本體(40)的一橫向延伸軸(BB)開始延伸，該橫向延伸軸(BB)正交於該縱向延伸軸(AA)，並與該參考面(π)平行，及每個臂(40b1,40b2)各自包含一凸起部(40c1,40c2)，該等凸起部(40c1,40c2)自該等臂(40b1,40b2)上正交地沿著經塑形的該本體(40)的該縱向延伸軸(AA)而朝著該頂端部分(40e)延伸，包含了至少該基本部分(40a)、該較高部分(40d)及該頂端部分(40e)的經塑形的該本體(40)是一體成形。
  2. 如請求項1所述之懸臂式接觸探針(31)，其特徵在於，該上升探針部位(31c)自經塑形的該本體(40)的該頂端部分(40e)延伸，且該下降探針部位(31b)自經塑形的該本體(40)的該基本部分(40a)延伸。
  3. 如請求項1所述之懸臂式接觸探針(31)，其特徵在於，經塑形的該本體(40)的基本部分(40a)具有一矩形形狀的縱切面，並具有沿著該橫向延伸軸(BB)的一最大橫向尺寸，該最大橫向尺寸大於該較高部分(40d)的該直徑(D1)及該頂端部分(40e)的該直徑(D2)。
  4. 如請求項1所述之懸臂式接觸探針(31)，其特徵在於，更包含一額外彎曲點(PG2)，該額外彎曲點(PG2)定義為位於該上升探針部位(31c)靠近經塑形的該本體(40)的該頂端部分(40e)，該上升探針部位(31c)正交於該參考面(π)，並終止於該懸臂式接觸探針(31)的一較遠接觸終端(36B)。
  5. 如請求項1所述之懸臂式接觸探針(31)，其特徵在於，經塑形的該本體(40)包含一開口(38)。
  6. 如請求項5所述之懸臂式接觸探針(31)，其特徵在於，該開口(38)較靠近該等臂(40b1,40b2)之中具有較長延伸之一者。
  7. 如請求項1所述之懸臂式接觸探針(31)，其特徵在於，更包含至少一阻尼部分(50,51)，位於該下降探針部位(31b)及/或該上升探針部位(31c)。
  8. 如請求項7所述之懸臂式接觸探針(31)，其特徵在於，該至少一阻尼部分(50)是沿著該下降探針部位(31b)而形成，塑形成各彎曲點(PG1a,PG1b)上連接至該末端部分(31a)及該下降探針部位(31b)的一縮放部分(pantograph portion)，並且包含具有可變部位的四側(50a-50d)，該等四側配置成一平行六面體(parallelepiped)，並定義出一空閒空間(50e)。
  9. 如請求項7所述之懸臂式接觸探針(31)，其特徵在於，該至少一阻尼部分(51)是位於該上升探針部位(31c)且形成一彈簧部分，該彈簧部分連接至經塑形的該本體(40)的該較遠彎曲點(PG2)，並包含該懸臂式接觸探針(31)的該較遠接觸末端(36B)。
  10. 一種懸臂式探針頭(30)，包含一支撐結構(32)，適以容納複數個懸臂式接觸探針(31)，且該等懸臂式接觸探針(31)以一懸臂式方式從該支撐結構(32)突出至一待測裝置(35)，其特徵在於：每個懸臂式接觸探針(31)是根據前述任一請求項之內容而實現，並且該懸臂式接觸探針(31)包含經塑形的一本體(40)，用以插入於相應的容納座(41)中，該容納座(41)形成在該支撐結構(32)之中，並適以保持該懸臂式探針頭(30)中的該等懸臂式探針(31)，該支撐結構(32)包含至少一第一部分(32A)及第二部分(32B)，該第一部分(32A)及該第二部分(32B)皆為環狀，且彼此覆蓋，其中，該支撐結構(32)的該第一部分(32A)包含：至少一第一容納座(41d)，用於容納該些懸臂式接觸探針(31)的經塑形的該本體(40)的該較高部分及頂端部分(40d,40e)，該第一容納座(41d)具有一橫截面，該橫截面等同於經塑形的該本體(40)的該較高部分及較低部分(40d,40e)的該等橫截面的集合；及一對第二容納座(41c1,41c2)，該等第二容納座(41c1,41c2)具有一橫截面，該橫截面與經塑形的該本體(40)的該等臂(40b1,40b2)的該等凸起部(40c1,40c2)的一橫截面互補及相應，且於該懸臂式探針頭(30)的一般工作過程中，該等凸起部(40c1,40c2)被容納於該等第二容納座(41c1,41c2)之中， 且其中，該支撐結構(32)的該第二部分(32B)包含多個開口(41e)，該等開口(41e)位於該第一容納座(41a)，以用於經塑形的該本體(40)的該頂端部分(40e)的通過。
  11. 如請求項10所述之懸臂式探針頭(30)，其特徵在於，該支撐結構(32)更包含一第三部分(32C)，該第三部分(32C)放置於每個懸臂式探針(31)的經塑形的該本體(40)的至少一臂(40b1,40b2)，並具有一凹槽，適以容納該至少一臂(40b1,40b2)。
  12. 如請求項10所述之懸臂式探針頭(30)，其特徵在於，更包含至少一支撐板(37)，連接至該支撐結構(32)的該第二部分(32B)，該支撐板(37)並具有孔洞(37A)，用於使具有該懸臂式接觸探針(31)的該額外接觸末端(36B)的該上升探針部位(31c)通過。
  13. 如請求項12所述之懸臂式探針頭(30)，其特徵在於，該支撐板(37)是由一絕緣材料所製成，並與該支撐結構(32)的該第二部分(32B)或一PCB板(33)整合。
  14. 如請求項12所述之懸臂式探針頭(30)，其特徵在於，具備該支撐板(37)的該支撐結構(32)的該第二部分(32B)是透過壓力接觸而與一PCB板(33)組裝，而位於該上升探針部位(31c)的該懸臂式接觸探針(31)的該額外接觸末端(36B)貼靠於該PCB板(33)的接觸墊(33A)。
  15. 如請求項10所述之懸臂式探針頭(30)，其特徵在於，更包含複數個模組(60)，每個模組(60)具有一支撐結構(32)，以使該等懸臂式接觸探針(31)從該處突出，並終止於各自的接觸端部或末端(36A,36B)，該等模組(60)的面積大於或等於該晶圓的該待測裝置(35)所佔面積的50%。
  16. 如請求項15所述之懸臂式探針頭(30)，其特徵在於，該等模組(60)為分散配置，以覆蓋一PCB板(33)的一面積，其中該面積等同於該待測裝置(35)的該晶圓的面積。
  17. 如請求項15所述之懸臂式探針頭(30)，其特徵在於，每個模組(60)包含至少一接觸部分(61)，該接觸部分(61)具有至少一孔洞(61A)，適以容納至少一固定元件(62)。
  18. 如請求項15所述之懸臂式探針頭(30)，其特徵在於，每個模組(60)更包含校準腳位(63)，該等校準腳位(63)具有與多個容納部互補的形狀。
  19. 如請求項15所述之懸臂式探針頭(30)，其特徵在於，更包含與一PCB板(33)連結的一支撐結構，以用於容納該等模組(60)，該支撐結構並具有該等容納部，以用於該等模組(60)的該等校準腳位(63)。
  20. 如請求項10所述之懸臂式探針頭(30)，其特徵在於，更包含多個接觸探針(31)，各自具有不同大小的第二末端部分(31c)，藉此調整一PCB板(33)的該等接觸墊(33A)的分佈。
  21. 一種組裝位於如請求項1至9任一項所述之一懸臂式探針頭(30)之中的複數個懸臂式接觸探針(31)的方法，該等懸臂式接觸探針(31)如請求項10至20任一項所述內容而實現，該方法包含步驟：藉由將每個懸臂式接觸探針(31)的經塑形的該本體(40)的該較高部分及頂端部分(40d,40e)插入至一相應部位，以及藉由將經塑形的該本體(40)的該等臂(40b1,40b2)的該等凸起部(40c1,40c2)沿著該第一移動方向(Dir1)插入至相應的第二容納座(41c1,41c2)，將每個懸臂式接觸探針(31)插入至該懸臂式探針頭(30)之中，其中該相應部分具有大於形成於該懸臂式探針頭(30)的該支撐結構(32)的該第一部分 (32A)的該第一容納座(41d)的尺寸，直到它們沿著該第一移動方向(Dir1)通過形成於該懸臂式探針頭(30)的該支撐結構(32)的該第二部分(32B)的該等開口(41e)，該第一移動方向(Dir1)正交於該參考面(π)，該等第二容納座(41c1,41c2)是形成於該懸臂式探針頭(30)的該支撐結構(32)的該第一部分(32A)，以及藉由沿著一第二移動方向(Dir2)而橫向移動每個懸臂式接觸探針(31)的經塑形的該本體(40)，將該等懸臂式接觸探針安裝至該懸臂式探針頭(30)，該第二移動方向(Dir2)正交於該參考面(π)，該較高部分(40d)將被容納於該第一容納座(41d)的一較低尺寸部位，藉此阻擋該等懸臂式接觸探針(31)深入該懸臂式探針頭(30)，其中每個懸臂式接觸探針(31)的該探針本體(40)的該較高部分(40d)的高度低於或等同於該支撐結構(32)的該第二部分(32B)的一厚度，以確保經塑形的該本體(40)與該懸臂式探針頭(30)的該支撐結構(32)之間的一機械式耦接。
  22. 如請求項21所述之方法，其中將每個懸臂式接觸探針(31)插入至該接觸探針頭(30)的步驟包含：將該等懸臂式接觸探針(31)的上升部位各自插入至沿著該參考面(π)具有一T型橫截面的第一容納座(41d)，以及接著橫向位移，以將經塑形的該本體(40)的該較高部分(40d)安裝在該第一容納座(41d)的該T型橫截面的桿部，其中該第一容納座(41d)的該T型橫截面的橫檔的大小等同於每個懸臂式接觸探針(31)的經塑形的該本體(40)的該頂端部分(40e)的一尺寸(D2)，該第一容納座(41d)的該T型橫截面的該桿部的大小等同於該較高部分(40d)的一尺寸。
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