專利名稱：加強(qiáng)接觸元件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的實(shí)施例一般涉及加強(qiáng)彈性元件，更具體地涉及用于半導(dǎo)體器 件測(cè)試的加強(qiáng)彈性元件。
相關(guān)技術(shù)描述
測(cè)試是半導(dǎo)體器件制造中的重要步驟。通常，通過使設(shè)置在待測(cè)器
件一一也稱作被測(cè)器件(或DUT) _—的上表面上的端子與作為測(cè)試系統(tǒng) 一部分(比如包括在探針卡組件中)的彈性接觸元件接觸來測(cè)試半成品或 成品半導(dǎo)體器件。然而，形成在DUT上的部件尺寸的減小(例如，50微米 及以下)引起探針卡上的彈性元件的可伸縮性問題。具體而言，為便于接 觸DUT上的更小部件而進(jìn)行的彈性元件尺寸的減小提高了刮掉接觸部件、 或彎曲和/或與彈性元件之間的對(duì)準(zhǔn)問題的幾率。此外，彈性元件尺寸的減 小提高了摩擦比(定義為當(dāng)彈性元件移動(dòng)經(jīng)過DUT的接觸點(diǎn)時(shí)，在接觸部 件上的前向移動(dòng)距離與超行程或向下移動(dòng)距離之比)。在彈性元件在探測(cè) 期間不刮掉多個(gè)DUT觸點(diǎn)的情況下，彈性元件摩擦比的提高限制了與DUT 建立適當(dāng)電接觸所需的超行程預(yù)算。此外，利用多個(gè)彈性元件的多DUT測(cè) 試甚至可能需要更大的探針超行程以克服探測(cè)區(qū)域上的非平面性，從而獲 得所有彈性元件的同時(shí)接觸。
因此，需要適合用于具有更小部件尺寸的測(cè)試設(shè)備的改進(jìn)的彈性元件。

發(fā)明內(nèi)容
這里提供了加強(qiáng)彈性元件及其制造方法的實(shí)施例。在一些實(shí)施例中， 加強(qiáng)彈性元件包括被配置為電探測(cè)待測(cè)器件的彈性元件，該彈性元件具 有第一末端和相反的第二末端；和加強(qiáng)構(gòu)件，其具有第一末端，該第一末端在彈性元件的第一末端處或在該彈性元件的第一與第二末端之間設(shè)置 的一點(diǎn)處附連至該彈性元件；相反的第二末端，該第二末端按照朝向該彈 性構(gòu)件的第二末端的方向設(shè)置以及彈性部分，其設(shè)置在第一和第二末端 之間，其中該彈性部分與該彈性構(gòu)件以分離關(guān)系設(shè)置。
在一些實(shí)施例中， 一種加強(qiáng)彈性元件包括彈性元件，其具有第一末 端、相反的第二末端以及緊鄰第一末端設(shè)置的尖端，該尖端被配置為接觸 待測(cè)器件的表面；和加強(qiáng)構(gòu)件，其耦合到該彈性元件，且具有第一末端、 第二末端以及設(shè)置在它們之間的彈性部分，其中該彈性部分與該彈性元件 以分離關(guān)系設(shè)置，并且被配置為提供旋轉(zhuǎn)彈性常數(shù)和比旋轉(zhuǎn)彈性常數(shù)更大 的軸向彈性常數(shù)。
在一些實(shí)施例中， 一種用于測(cè)試半導(dǎo)體的探針卡組件包括探針基板； 和至少一加強(qiáng)彈性元件，該加強(qiáng)彈性元件耦合到該探針基板，其中該加強(qiáng) 彈性元件包括被配置為電探測(cè)待測(cè)試器件的彈性元件，其具有第一末端 和相反的第二末端；和加強(qiáng)構(gòu)件，其具有第一末端，其在彈性元件第一 末端處或在該彈性元件的第一和第二末端之間設(shè)置的一點(diǎn)處附連到該彈性 元件；相反的第二末端，其沿朝向該彈性元件的第二末端的方向設(shè)置；以 及彈性部分，其設(shè)置在第一和第二末端之間，其中該彈性部分與該彈性構(gòu) 件以分離關(guān)系設(shè)置。
在一些實(shí)施例中，本發(fā)明提供了一種制造用于測(cè)試器件的裝置的方法。 在一實(shí)施例中，該方法包括提供被配置為電探測(cè)待測(cè)器件的彈性元件， 該彈性元件具有第一末端和相反的第二末端；和在彈性元件的第一末端處 或在該彈性元件的第一和第二末端之間設(shè)置的一點(diǎn)處將加強(qiáng)構(gòu)件的第一末 端附連至該彈性元件，其中，加強(qiáng)構(gòu)件具有相反的第二末端，該第二末 端沿朝向彈性構(gòu)件的第二末端的方向設(shè)置；和彈性部分，該彈性部分設(shè)置 在加強(qiáng)構(gòu)件的第一和第二末端之間，且與該彈性構(gòu)件保持分離關(guān)系。
在一些實(shí)施例中，本發(fā)明提供了一種測(cè)試器件的方法。在一實(shí)施例中， 該方法包括提供探針卡組件，該探針卡組件包括探針基板，該探針基板 具有多個(gè)與其耦合的加強(qiáng)彈性元件，其中加強(qiáng)彈性元件包括被配置為電
探測(cè)待測(cè)試器件的彈性元件，該彈性元件具有第一末端和相反的第二末端；和加強(qiáng)構(gòu)件，其具有第一末端，其在彈性元件的第一末端處或在該彈性 元件的第一和第二末端之間設(shè)置的一點(diǎn)處附連至該彈性元件；相反的第二 末端，其沿朝向彈性構(gòu)件的第二末端的方向設(shè)置；以及彈性部分，該彈性 部分配置在第一和第二末端之間，其中該彈性部分與該彈性構(gòu)件以分離關(guān) 系設(shè)置；使器件的多個(gè)端子與相應(yīng)的加強(qiáng)彈性元件接觸器件；以及通過探 針基板向至少一個(gè)端子提供一個(gè)或多個(gè)電信號(hào)。
在一些實(shí)施例中，本發(fā)明提供了已經(jīng)通過本發(fā)明的方法測(cè)試過的半導(dǎo) 體器件。在一些實(shí)施例中，提供了一種半導(dǎo)體器件，該器件已經(jīng)通過以下 步驟被測(cè)試，這些步驟包括提供探針卡組件，該探針卡組件包括探針基 板，該探針基板具有多個(gè)與其耦合的加強(qiáng)彈性元件，其中加強(qiáng)彈性元件包 括彈性元件，該彈性元件被配置為電探測(cè)待測(cè)試器件，該彈性元件具有 第一末端和相反的第二末端；和加強(qiáng)構(gòu)件，其具有第一末端，該第一末 端在彈性元件的第一末端處或在彈性元件的第一和第二末端之間設(shè)置的一 點(diǎn)處附連至彈性元件；相反的第二末端，該第二末端沿朝向彈性元件的第 二末端的方向設(shè)置；以及彈性部分，該彈性部分設(shè)置在第一與第二末端之 間，其中該彈性部分與該彈性構(gòu)件以分離關(guān)系設(shè)置；使器件的多個(gè)端子與 相應(yīng)的加強(qiáng)彈性元件接觸；以及通過探針基板向至少一個(gè)端子提供一個(gè)或 多個(gè)電信號(hào)。
附圖簡(jiǎn)述
因此通過參考實(shí)施例可獲得詳細(xì)理解上面敘述的本發(fā)明的特征的方 式、上述簡(jiǎn)要概括的和下面將描述的本發(fā)明的更具體描述，，其中一些實(shí) 施例在附圖中示出。然而，需要注意的是，附圖僅示出本發(fā)明的典型實(shí)施 例，因此不能被認(rèn)為是對(duì)本發(fā)明范圍的限制，因?yàn)楸景l(fā)明可以容許其它等 效的實(shí)施例。


圖1描述了根據(jù)本發(fā)明一些實(shí)施例的加強(qiáng)彈性元件的一個(gè)實(shí)施例的示 意性側(cè)視圖。
圖2A-B描述了根據(jù)本發(fā)明一些實(shí)施例的加強(qiáng)彈性元件的一些實(shí)施例 的立體圖。圖3A-B描述了根據(jù)本發(fā)明一些實(shí)施例的加強(qiáng)構(gòu)件的彈性部分的一些
實(shí)施例的立體圖。
圖4描述了根據(jù)本發(fā)明一些實(shí)施例的具有加強(qiáng)彈性元件的探針卡組件
的示意性側(cè)視圖。
圖5描述了根據(jù)本發(fā)明一些實(shí)施例的測(cè)試器件的方法的流程圖。
圖6描述了根據(jù)本發(fā)明一些實(shí)施例的制造加強(qiáng)彈性元件的方法的流程圖。
圖7描述了根據(jù)本發(fā)明一些實(shí)施例的制造加強(qiáng)彈性元件的加強(qiáng)構(gòu)件的 方法的流程圖。
在可能之處，本文中相同的附圖標(biāo)記用來指示各圖中共有的相同元件。 出于說明性目的，圖中使用的圖象被簡(jiǎn)化并且不一定按比例繪制。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明提供適合測(cè)試具有減小的接觸部件尺寸(例如，50微米以下) 的器件的方法和裝置。本發(fā)明的裝置和方法能夠通過保持與器件的正確對(duì) 準(zhǔn)和接觸而利用減少的誤探測(cè)發(fā)生率來便于此類器件的測(cè)試?？深A(yù)期的是， 本發(fā)明的裝置和方法也能有利于測(cè)試具有更大零件尺寸的器件。本發(fā)明的 裝置和方法能進(jìn)一步提供減小的摩擦比。減小的摩擦比能有利地減少對(duì) DUT上的探測(cè)焊盤區(qū)域的損傷。
圖1描述了加強(qiáng)彈性元件100的一個(gè)實(shí)施例的示意性側(cè)視圖。加強(qiáng)彈 性元件100包括彈性元件120和加強(qiáng)構(gòu)件122。彈性元件120包括具有第一 末端107和第二末端108的梁102。梁102可包含一層或多層并且可包含一 種或多種導(dǎo)電材料。合適材料的例子包括金屬。在一個(gè)實(shí)施例中，梁102 可包含鎳(Ni)、鈷(Co)、銅(Cu)、鈹(Be)等，以及它們的合金(例 如鎳-鈷合金、銅-鈹合金，等等)。
尖端104毗鄰梁102的第一末端107設(shè)置，且可包括設(shè)置在尖端104 的末梢部分的觸頭106，且能被配置為接觸待測(cè)器件。梁102、尖端104和 觸頭106可整體用相同材料形成，或者梁102、尖端104以及觸頭106中的 一個(gè)或多個(gè)可分別用相同或不同材料形成并且隨后耦合在一起。除以上關(guān)于梁102的所描述的材料，制造尖端104和/或觸頭106的合適材料包括貴金屬。
一般來說，加強(qiáng)構(gòu)件122包括具有第一末端109、第二末端111和設(shè) 置在它們之間的彈性部分114的構(gòu)件110。構(gòu)件110的第一和第二末端109、 111 一般耦合到彈性元件120的梁102。在一些實(shí)施例中，構(gòu)件110的第一 和第二末端109、 111耦合到梁102，毗鄰梁102的第一和第二末端107、 108?？商鎿Q地，且如圖1所示，構(gòu)件110的第一末端109在設(shè)置在梁102 的第一和第二末端107、 108之間的一點(diǎn)處耦合到梁102?？蛇x地，在梁102 的第二末端108耦合到基座或其它支撐結(jié)構(gòu)(未示出)的實(shí)施例中，構(gòu)件 110的第二末端111可耦合到代替梁102的支撐結(jié)構(gòu)。在其它實(shí)施例中，構(gòu) 件110可附連至多個(gè)梁102 (例如，如下面的圖2A-B所示)。雖然圖2A-B 示出四個(gè)梁，但是更多的或更少的梁能耦合到加強(qiáng)構(gòu)件252。
構(gòu)件110可以任一合適的方式附連到彈性元件120的梁102，例如通 過膠合、粘接、焊接等。在一些實(shí)施例中，可通過對(duì)構(gòu)成構(gòu)件110的材料 的選擇、中間介電層的存在(未示出)、或通過用來將構(gòu)件110附連至多 個(gè)梁102的機(jī)構(gòu)中的至少一種來使構(gòu)件110與梁102或多個(gè)梁102電絕緣。 在一些實(shí)施例中，構(gòu)件IIO通過膠粘層112附連到梁102。在一些實(shí)施例中， 膠粘層112包括環(huán)氧基粘合劑。
構(gòu)件110可用任一材料或材料組合制造。在構(gòu)件110附連到多個(gè)梁102 的實(shí)施例中，構(gòu)件110可用不導(dǎo)電材料制造，或者與多個(gè)梁102電絕緣。 在一實(shí)施例中，構(gòu)件110包括適于批量微機(jī)械加工的材料。在一些實(shí)施例 中，構(gòu)件IIO包括硅。
當(dāng)耦合到彈性元件120時(shí)，加強(qiáng)構(gòu)件122能提供框架彈簧構(gòu)造，因此 有利于提高加強(qiáng)彈性元件100的整體軸向剛度(本文使用的軸向剛度是指 沿組件的長(zhǎng)度或長(zhǎng)軸的剛度)。當(dāng)加強(qiáng)彈性元件IOO偏斜時(shí)，該彈性元件 100的被提高的軸向剛度能有利地提高通過尖端106施加到正被接觸的表 面的力。被提高的軸向剛度能進(jìn)一步有利地限制加強(qiáng)彈性元件100的側(cè)移。 加強(qiáng)構(gòu)件122能進(jìn)一步有利地減小彈性元件120在操作期間的彎曲和或偏 移概率。另外，加強(qiáng)構(gòu)件122能減小偏斜期間在彈性元件120的梁102中產(chǎn)生的應(yīng)力。在非限制性示例中，與具有相同尖端長(zhǎng)度的常規(guī)懸臂式接觸 元件相比，加強(qiáng)彈性元件100能進(jìn)一步有利地減小大約30%的摩擦距離。
此外，加強(qiáng)彈性元件100可進(jìn)一步具有更長(zhǎng)的尖端104，同時(shí)使由傳統(tǒng)的懸
臂式接觸元件的尖端長(zhǎng)度的類似增大產(chǎn)生的摩擦距離的不合需要的提高最 小化。
加強(qiáng)構(gòu)件122的彈性部分114 一般能允許加強(qiáng)構(gòu)件122的一些旋轉(zhuǎn)， 同時(shí)保持相對(duì)剛性的軸向彈力，從而保持框架彈簧構(gòu)造的益處。例如，圖 2A示出了具有包括彈性部分214的加強(qiáng)構(gòu)件222的加強(qiáng)彈性元件200的立 體圖。彈性部分214有旋轉(zhuǎn)彈性常數(shù)Kk和袖向弾性常數(shù)KA，且能被配置 為旋轉(zhuǎn)彈性常數(shù)kk小于軸向彈性常數(shù)ka，從而提供更大程度的旋轉(zhuǎn)彈性， 同時(shí)保持更大的軸向剛度。在一些實(shí)施例中，軸向彈性常數(shù)ka可小于毗鄰 加強(qiáng)構(gòu)件122的第一和第二末端109、 111的軸向彈性常數(shù)，從而有利地減 小加強(qiáng)構(gòu)件122與彈性元件120之間的附連點(diǎn)處的應(yīng)力。
加強(qiáng)構(gòu)件(122， 222)的彈性部分(114， 214)可包括適合用于提供 上述期望的相對(duì)旋轉(zhuǎn)和軸向彈性常數(shù)的任一構(gòu)造。在非限制性示例中，圖 2A中所描述的彈性部分214包含多個(gè)扭轉(zhuǎn)彈性部分203，該扭轉(zhuǎn)彈性部分 203交替地耦合到多個(gè)鏈節(jié)204。扭轉(zhuǎn)彈性部分203能便于加強(qiáng)彈性元件100 的旋轉(zhuǎn)。如上述討論的那樣，鏈節(jié)204能便于減小加強(qiáng)構(gòu)件122與彈性元 件120之間的附連點(diǎn)處的應(yīng)力。
圖3A-B描述了彈性部分(例如，彈性部分114、 214，如圖1和2A所 述)的兩個(gè)附加的非限制性說明性實(shí)施例的立體圖。具體而言，圖3A示出 了其中設(shè)置有彈性部分314a的枸件310a的加強(qiáng)枸件300A。在這一實(shí)施例 中，彈性部分314a包括枸件310A的具有減小的寬度和/或厚度的一部分， 從而提供具有降低的旋轉(zhuǎn)彈性常數(shù)同時(shí)保持剛性或更高的軸向彈簧常數(shù)的 區(qū)域。圖3B示出了包括其中設(shè)置有彈性部分314B的構(gòu)件310B的加強(qiáng)構(gòu)件 300B。在這一實(shí)施例中，彈性部分314B包括構(gòu)件310B的其中的多個(gè)部分的 材料已被選擇性地去除的部分，從而也提供具有降低的旋轉(zhuǎn)彈性常數(shù)同時(shí) 保持剛性的或更高的軸向彈簧常數(shù)的區(qū)域?？深A(yù)期的是，可利用彈性部分 的很多其它實(shí)施例來提供加強(qiáng)構(gòu)件的增強(qiáng)的旋轉(zhuǎn)彈性同時(shí)保持軸向剛度?；氐綀D1，在其中構(gòu)件110的第一末端109在設(shè)置在梁102的第一和 第二末端107、 108之間的一點(diǎn)處附連至梁102的實(shí)施例中，加強(qiáng)構(gòu)件122 能有利地提供整體偏斜區(qū)域116和局部偏斜區(qū)域107。整體偏斜區(qū)域116 以由加強(qiáng)構(gòu)件122提供的更大軸向剛度為特征，并且便于當(dāng)偏斜時(shí)在尖端 106處產(chǎn)生更大接觸力(例如，當(dāng)在測(cè)試期間接觸DUT時(shí))。局部偏斜區(qū) 域U8具有較低的軸向剛度并且，因此，更有能力偏斜。在一個(gè)實(shí)施例中， 局部偏斜區(qū)域118 (也即是，梁102的第一末端107從構(gòu)件110的第一末端 109延伸的區(qū)域)足夠長(zhǎng)以允許梁102的第一末端107的至少10pm的偏斜。
如上述討論，加強(qiáng)構(gòu)件可耦合到單個(gè)彈性元件(如圖1所示)或多個(gè) 彈性元件(如圖2A-B所示)。圖2A描述了具有耦合到多個(gè)彈性元件220 的加強(qiáng)構(gòu)件222的加強(qiáng)彈性元件200的立體圖。彈性元件220類似于圖1 所述的彈性元件120 (具有分別有第一和第二末端207、 208的梁202)。 加強(qiáng)構(gòu)件222 —般包括耦合到多個(gè)彈性元件220并且其中設(shè)置有彈性部分 214的構(gòu)件210。加強(qiáng)構(gòu)件222提供沿著與加強(qiáng)構(gòu)件222重合的區(qū)域設(shè)置的 整體偏斜區(qū)域216，和沿著多個(gè)彈性元件220的延伸超過加強(qiáng)構(gòu)件222的部 分的局部偏斜區(qū)域218。整體和局部偏斜區(qū)域216、 218類似于關(guān)于圖1所 述的整體和局部偏斜區(qū)域116、 118。另外，局部偏斜區(qū)域218提供各個(gè)梁 202的第一末端207的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)，從而例如當(dāng)連接具有局部不平面性的DUT 或其它表面的端子時(shí)便于更穩(wěn)固的接觸。在一些實(shí)施例中，局部偏斜區(qū)域
218能提供每一梁202的第一末端207的至少10pm的獨(dú)立偏斜能力。這種 局部偏斜能允許局部不平面性，并且能幫助提供穿過加強(qiáng)陣列的可靠電接 觸。
多個(gè)彈性元件220可以任一模式排列。例如，在圖2A的實(shí)施例中，多 個(gè)彈性元件220 —般平行且具有均勻間距。然而，可預(yù)期的是，多個(gè)彈性 元件220可用其它模式排列，諸如在每一彈性元件220之間具有不同的間 距、在各個(gè)梁202的第一末端207之間具有第一斜度和在各個(gè)梁202的第 二末端208之間具有不同的第二斜度(也就是，多個(gè)彈性元件220可以不 平行)，等等。另外，多個(gè)彈性元件220可以是扇形，曲形，或具有其它 形狀等。圖2B描述了加強(qiáng)彈性元件200的陣列250的一個(gè)示例，其中第一組加 強(qiáng)彈性元件252可具有第一尺寸、構(gòu)造等，而第二組彈性元件254可具有 不同于第一組的尺寸、構(gòu)造等。每一組加強(qiáng)彈性元件252、 254可耦合到支 承加強(qiáng)彈性元件252、 254的支承結(jié)構(gòu)230?？稍谥С薪Y(jié)構(gòu)230上或通過支 撐結(jié)構(gòu)230提供用于加強(qiáng)彈性元件200的各個(gè)尖端與測(cè)試系統(tǒng)(未示出) 之間的電通信的導(dǎo)電路徑256，正如下面將更詳細(xì)描述的那樣。
圖4描述了根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的具有如這里描述的一個(gè)或多個(gè) 加強(qiáng)彈性元件200的探針卡組件400的示意圖。圖4所示的示例性探針卡 組件400能用于測(cè)試一個(gè)或多個(gè)電子器件(用DUT 428表示)。DUT 428 可以是任一電子器件或待測(cè)器件。合適的DUT的非限制性示例包括未單片 化半導(dǎo)體晶圓的一個(gè)或多個(gè)管芯、從晶圓單片化的一個(gè)或多個(gè)半導(dǎo)體管芯 (封裝或未封裝)、設(shè)置在載具或其它保持裝置中的單片化半導(dǎo)體管芯的 陣列、 一個(gè)或多個(gè)多管芯電子模塊、 一個(gè)或多個(gè)印刷電路板、或任一其它 類型的電子器件或多個(gè)器件。本文所使用的術(shù)語(yǔ)DUT指一個(gè)或多個(gè)這種電 子器件。
探針卡組件400 —般作為測(cè)試儀(未示出)和DUT 428之間的接口。 測(cè)試儀可以是計(jì)算機(jī)或計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，其通?？刂艱UT 428的測(cè)試，例如通 過產(chǎn)生要輸入DUT428的測(cè)試數(shù)據(jù)，并接收和評(píng)估DUT428響應(yīng)于測(cè)試數(shù) 據(jù)產(chǎn)生的響應(yīng)數(shù)據(jù)。探針卡組件400包括配置為與測(cè)試儀的多個(gè)通信信道 (未示出)進(jìn)行電連接的電連接器404。探針卡組件400還包括一個(gè)或多個(gè) 加強(qiáng)彈性元件200，所述一個(gè)或多個(gè)加強(qiáng)彈性元件200壓抵DUT 428的一 個(gè)或多個(gè)輸入和/或輸出端子420從而與它們建立電連接。加強(qiáng)彈性元件200 通常被配置成對(duì)應(yīng)于DUT 428的端子420，并且排列為具有期望的幾何圖 形的一個(gè)或多個(gè)陣列。
探針卡組件400可包括被配置成支承連接器404和加強(qiáng)彈性元件200 并且提供它們之間的電連接的一個(gè)或多個(gè)基板。圖4中所示的示例性的探 針卡組件400具有三個(gè)這樣的基板，不過在其它實(shí)現(xiàn)中，探針卡組件400 可具有更多的或更少的基板。在圖4描述的實(shí)施例中，探針卡組件400包 括布線基板402、插入基板408、以及探針基板。布線基板402、插入基板408、以及探針基板一般可由任一合適類型的材料制成，這些材料無限制地 例如印刷電路板、陶瓷、有機(jī)或無機(jī)材料等或它們的組合。
導(dǎo)電路徑(未示出)可從連接器404通過布線基板402提供給多個(gè)導(dǎo) 電彈性互連結(jié)構(gòu)406。其它導(dǎo)電路徑(未示出)可從彈性互連結(jié)構(gòu)406通過 插入基板408提供給多個(gè)導(dǎo)電彈性互連結(jié)構(gòu)419。其它的導(dǎo)電通路(未示出) 可進(jìn)一步從彈性互連結(jié)構(gòu)419通過探針基板424被提供給加強(qiáng)彈性元件 200。通過布線基板402、插入基板408和探針基板424的導(dǎo)電通路可包含 導(dǎo)電通孔、跡線等，它們可位于布線基板402、插入基板408和探針基板 424之上、之內(nèi)和/或穿過這些基板。
布線基板402、插入基板408以及探針基板424可通過一個(gè)或多個(gè)托 架422和/或其它合適工具(諸如螺栓、螺釘或其它合適的緊固件)保持在 一起。圖4所示的探針卡組件400的配置僅僅是示例性的并且出于說明和 討論的方便而被簡(jiǎn)化，而可預(yù)期多種改變、修改以及添加。例如，探針卡 組件可具有比圖4所示的探針卡組件400更少或更多的基板(例如，402， 408， 424)。作為另一示例，探針卡組件可具有多于一個(gè)探針基板(例如， 424)，并且每一這樣的探針基板可單獨(dú)可調(diào)。在2005年6月24日提交的 美國(guó)專利申請(qǐng)S/N 11/165,833中披露了具有多個(gè)探針基板的探針卡組件的 非限制性示例。在1999年11月2日授權(quán)的美國(guó)專利No. 5， 974,662出版 和2003年1月21日授權(quán)的美國(guó)專利No.6， 509,751出版以及前述的美國(guó)專 利申請(qǐng)S/N 11/165,833中說明了探針卡組件的另外的非限制性示例?？深A(yù) 期的是，在那些專利和申請(qǐng)中描述的探針卡組件的各種特征可在圖4所示 的探針卡組件400中實(shí)現(xiàn)，而且前述專利和申請(qǐng)中描述的探針卡組件可受 益于本文中披露的本發(fā)明的加強(qiáng)彈性元件的使用。
圖5描述了根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例用具有加強(qiáng)彈性元件的探針卡組 件測(cè)試DUT的方法500。方法500能利用有關(guān)圖4所述的探針卡組件400 來描述。方法500從步驟502開始，其中提供DUT 428。 DUT 428 —般被 設(shè)置在測(cè)試系統(tǒng)(未示出)的可移動(dòng)支撐上。然后，在步驟504，使DUT428 的端子420與具有加強(qiáng)彈性元件(例如，諸如加強(qiáng)元件100， 200)的探針 卡組件400接觸。通過移動(dòng)DUT 428或探針卡組件400中的至少一個(gè)使加強(qiáng)彈性元件200與DUT 428的端子420接觸。通常，DUT428設(shè)置在測(cè)試 系統(tǒng)(未示出)的可移動(dòng)支承件上，該可移動(dòng)支承件移動(dòng)DUT 428以使其 與加強(qiáng)彈性元件200充分接觸以提供與端子420的可靠電接觸。
當(dāng)移動(dòng)DUT 428以使其與探針卡組件400的加強(qiáng)彈性元件200接觸時(shí)， DUT 428通常朝著探針卡組件400繼續(xù)移動(dòng)，直到所有加強(qiáng)彈性元件200 都與端子420充分電接觸。由于設(shè)置在探針卡組件400上的加強(qiáng)彈性元件 200的各個(gè)尖端的一些非平面性和/或DUT 428的端子420的一些非平面性， DUT 428可在第一加強(qiáng)彈性元件200的初始接觸后朝著探針卡組件400繼 續(xù)移動(dòng)附加的距離(有時(shí)稱為超行程)，以合適地接觸DUT 428的每一端 子420。在非限制性示例中，這樣的距離可以是約l一4密耳(約25.4-102 )im)。因此， 一些加強(qiáng)彈性元件200可能比其它的加強(qiáng)彈性元件承受更多 偏斜。不過，局部偏斜區(qū)域能有利于允許加強(qiáng)彈性元件200的各個(gè)尖端單 獨(dú)偏斜而仍提供合適的接觸力，以建立適于測(cè)試的可靠的電連接(例如， 突破DUT 428的端子420上存在的任何氧化層)。
然后，在步驟506， DUT 428可按照例如包括在測(cè)試儀的存儲(chǔ)器中的 預(yù)定協(xié)議被測(cè)試。例如，測(cè)試儀可產(chǎn)生功率和測(cè)試信號(hào)，這些信號(hào)通過探 針卡組件400提供給DUT 428。 DUT 428響應(yīng)于測(cè)試信號(hào)產(chǎn)生的響應(yīng)信號(hào) 類似地通過探針卡組件400傳遞給測(cè)試儀，該測(cè)試儀然后分析這些響應(yīng)信 號(hào)并確定DUT 428是否對(duì)測(cè)試信號(hào)作出正確響應(yīng)。 一旦測(cè)試完成，則該方 法結(jié)束。
圖6描述了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例制造加強(qiáng)彈性元件的方法600。該方 法以步驟602開始，其中提供一個(gè)或多個(gè)彈性元件。彈性元件類似于以上 關(guān)于圖1和2A-B所描述的彈性元件120、 220，且可以任一樣式排列。例 如，步驟602可包含子步驟604，其中彈性元件設(shè)置在第一基板上，并且其中第一基板以期望的幾何圖形(例如平行、扇形、具有期望的間距，等等) 支承多個(gè)彈性元件。
然后，在步驟606，加強(qiáng)構(gòu)件耦合到一個(gè)或多個(gè)彈性元件。如上討論 地，單個(gè)加強(qiáng)構(gòu)件可附連到一個(gè)或多個(gè)彈性元件以確保它們相互間的相對(duì) 位置。步驟606可進(jìn)一步包含子步驟608，其中加強(qiáng)構(gòu)件附連到關(guān)于上述子步驟604所描述的設(shè)置在第一基板上的多個(gè)彈性元件。
然后，在步驟610，從第一基板上去除加強(qiáng)彈性元件以釋放該加強(qiáng)彈
性元件。因此，可單個(gè)或成組地提供加強(qiáng)彈性元件，并且可選地附連到用來以期望的幾何圖形或布置來保持多個(gè)彈性元件的第一基板。隨后加強(qiáng)彈
性元件可進(jìn)一步附連到基座，諸如以上關(guān)于圖2B所描述的基座230。替代地，在步驟606期間在將加強(qiáng)構(gòu)件附連至彈性元件之前，可在步驟602期間一起提供彈性元件和基座230—一可選地在第一基板上。 一旦步驟608完成，該方法就結(jié)束。隨后可將一個(gè)或多個(gè)己完成的加強(qiáng)彈性元件固定到探針卡組件，諸如以上關(guān)于圖4所描述的探針卡組件400。
圖7描述了根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的制造加強(qiáng)構(gòu)件(諸如以上關(guān)于附圖l-3B所描述的加強(qiáng)構(gòu)件)的方法700。方法700從步驟702開始，其中提供基板。該基板包含一種或多種適合形成以上關(guān)于圖1所討論的加強(qiáng)構(gòu)件的材料。接下來，在步驟704，沉積光刻膠層并按照期望的幾何形狀形成圖案，以產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于加強(qiáng)構(gòu)件和設(shè)置于其中的彈性部分的期望形狀的圖案(諸如圖2A-B， 3A-B所示，等等)。然后，在步驟706，穿過被己形成圖案的光刻膠蝕刻基板以形成加強(qiáng)構(gòu)件中的期望部件。然后，在步驟708，去除光刻膠并從基板釋放加強(qiáng)構(gòu)件。然后可將加強(qiáng)構(gòu)件附連到一個(gè)或多個(gè)彈性元件，例如以上關(guān)于圖6所討論地。
因此，在本文中已提供了適合測(cè)試具有減小的部件尺寸(例如，50微米以下)的器件的方法和裝置及其制造方法。本發(fā)明的裝置和方法便于在降低對(duì)用來接觸器件的彈性接觸元件的損傷幾率的情況下測(cè)試這些器件。本發(fā)明的裝置與傳統(tǒng)的懸臂式接觸元件相比，進(jìn)一步有利地提供減小約30%的摩擦距離。
雖然上述內(nèi)容涉及本發(fā)明的實(shí)施例，但在不背離其基本范圍的情況下，可設(shè)計(jì)本發(fā)明的其它和進(jìn)一步的實(shí)施例，并且本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求確定。
權(quán)利要求
1、一種加強(qiáng)彈性元件，包括彈性元件，其被配置為電探測(cè)待測(cè)器件，所述彈性元件具有第一末端和相反的第二末端；以及加強(qiáng)構(gòu)件，其具有第一末端，其在所述彈性元件的第一末端處或設(shè)置在所述彈性元件的所述第一與第二末端之間的一點(diǎn)處附連到所述彈性元件；相反的第二末端，其按照朝向所述彈性構(gòu)件的第二末端的方向設(shè)置；以及設(shè)置在所述第一和第二末端之間的彈性部分，其中所述彈性部分與所述彈性構(gòu)件以分離關(guān)系設(shè)置。
2、 如權(quán)利要求1所述的加強(qiáng)彈性元件，其特征在于，與具有相同尖端長(zhǎng)度的懸臂式接觸元件相比，所述加強(qiáng)彈性元件具有減小的摩擦距離。
3、 如權(quán)利要求1所述的加強(qiáng)彈性元件，其特征在于，所述加強(qiáng)構(gòu)件包括硅。
4、 如權(quán)利要求1所述的加強(qiáng)彈性元件，其特征在于，所述加強(qiáng)構(gòu)件的彈性部分具有比軸向彈性常數(shù)低的旋轉(zhuǎn)彈性常數(shù)。
5、 如權(quán)利要求1所述的加強(qiáng)彈性元件，其特征在于，所述彈性部分包括扭轉(zhuǎn)彈簧。
6、 如權(quán)利要求1所述的加強(qiáng)彈性元件，其特征在于，所述加強(qiáng)構(gòu)件的第二末端附連到所述彈性元件。
7、 如權(quán)利要求1所述的加強(qiáng)彈性元件，其特征在于，所述加強(qiáng)構(gòu)件的第二末端附連到耦合至所述彈性元件的支承結(jié)構(gòu)。
8、 如權(quán)利要求1所述的加強(qiáng)彈性元件，其特征在于，所述加強(qiáng)構(gòu)件通過粘合劑附連到所述彈性元件。
9、 如權(quán)利要求1所述的加強(qiáng)彈性元件，其特征在于，所述加強(qiáng)構(gòu)件的第一末端在設(shè)置在所述彈性構(gòu)件的第一與第二末端之間的一點(diǎn)處附連到所述彈性元件。
10、 如權(quán)利要求9所述的加強(qiáng)彈性元件，其特征在于，還包括如權(quán)利要求1所述的多個(gè)彈性元件，每一個(gè)所述彈性元件都附連到所述加強(qiáng)構(gòu)件。
11、 如權(quán)利要求io所述的加強(qiáng)彈性元件，其特征在于，所述加強(qiáng)構(gòu)件的第二末端耦合到支承結(jié)構(gòu)。
12、 如權(quán)利要求IO所述的加強(qiáng)彈性元件，其特征在于，所述加強(qiáng)構(gòu)件與所述多個(gè)彈性構(gòu)件電絕緣。
13、 一種探針卡組件，包括探針基板；以及耦合到所述探針基板的至少一個(gè)加強(qiáng)彈性元件，包括彈性元件，其被配置為電探測(cè)待測(cè)器件，所述彈性元件具有第一末端和相反的第二末端；以及加強(qiáng)構(gòu)件，其具有在所述彈性元件的第一末端處或設(shè)置在所述彈性元件的第一和第二末端之間的一點(diǎn)處附連到所述彈性元件的第一末端；相反的第二末端，其按照朝向所述彈性構(gòu)件的第二末端的方向設(shè)置；以及設(shè)置在所述第一和第二末端之間的彈性部分，其中所述彈性部分以與所述彈性構(gòu)件分離的關(guān)系設(shè)置。
14、 如權(quán)利要求13所述的加強(qiáng)彈性元件，其特征在于，所述加強(qiáng)構(gòu)件包括硅。
15、 如權(quán)利要求13所述的加強(qiáng)彈性元件，其特征在于，所述加強(qiáng)構(gòu)件的彈性部分具有比軸向彈性常數(shù)低的旋轉(zhuǎn)彈性常數(shù)。
16、 如權(quán)利要求13所述的加強(qiáng)彈性元件，其特征在于，所述彈性部分包括扭轉(zhuǎn)彈簧。
17、 如權(quán)利要求13所述的加強(qiáng)彈性元件，其特征在于，所述加強(qiáng)構(gòu)件通過粘合劑附連到所述彈性元件。
18、 如權(quán)利要求13所述的加強(qiáng)彈性元件，其中，所述加強(qiáng)構(gòu)件的第一末端在所述彈性構(gòu)件的第一和第二末端之間設(shè)置的一點(diǎn)處附連到所述彈性元件。
19、 如權(quán)利要求18所述的加強(qiáng)彈性元件，其特征在于，還包括如權(quán)利要求1所述的多個(gè)彈性元件，所述每一個(gè)彈性元件都附連到所述加強(qiáng)構(gòu)件。
20、 如權(quán)利要求19所述的加強(qiáng)彈性元件，其特征在于，所述多個(gè)彈性元件的第二末端耦合到支承結(jié)構(gòu)。
21、 如權(quán)利要求20所述的加強(qiáng)彈性元件，其特征在于，所述加強(qiáng)構(gòu)件的第二末端耦合到所述支承結(jié)構(gòu)。
22、 如權(quán)利要求19所述的加強(qiáng)彈性元件，其特征在于，所述加強(qiáng)構(gòu)件與所述多個(gè)彈性構(gòu)件電絕緣。
23、 一種制造用于測(cè)試器件的裝置的方法，包括提供彈性元件，其被配置為電探測(cè)待測(cè)器件，所述彈性元件具有第一末端和相反的第二末端；以及將加強(qiáng)構(gòu)件的第一末端在所述彈性元件的第一末端處或設(shè)置在所述彈性元件的第一和第二末端之間的一點(diǎn)處附連到所述彈性元件，其中所述加強(qiáng)構(gòu)件具有相反的第二末端，其按照朝向所述彈性構(gòu)件的第二末端的方向設(shè)置；以及彈性部分，其設(shè)置在所述加強(qiáng)構(gòu)件的第一和第二末端之間并且與所述彈性構(gòu)件保持分離關(guān)系。
24、 如權(quán)利要求23所述的方法，其特征在于，所述附連步驟還包括用粘合劑將所述加強(qiáng)構(gòu)件附連到所述彈性元件。
25、 如權(quán)利要求23所述的方法，其特征在于，還包括在所述加強(qiáng)構(gòu)件中蝕刻所述彈性部分。
26、 如權(quán)利要求23所述的方法，其特征在于，還包括用硅制造所述加強(qiáng)構(gòu)件。
27、 如權(quán)利要求23所述的方法，其特征在于，還包括提供多個(gè)彈性元件；以及如權(quán)利要求23所述地將所述加強(qiáng)構(gòu)件的第一末端附連到所述多個(gè)彈性元件。
28、 如權(quán)利要求27所述的方法，其特征在于，所述多個(gè)彈性元件與所述加強(qiáng)構(gòu)件電絕緣。
29、 如權(quán)利要求27所述的方法，其特征在于，還包括將所述加強(qiáng)構(gòu)件的第二末端在靠近所述多個(gè)彈性元件各自的第二末端處附連到所述多個(gè)彈性元件。
30、 如權(quán)利要求27所述的方法，其特征在于，還包括在第一基板上制造多個(gè)彈性元件；將所述加強(qiáng)構(gòu)件附連到所述多個(gè)彈性元件；以及將所述多個(gè)加強(qiáng)彈性元件從所述第一基板上釋放。
31、 如權(quán)利要求30所述的方法，其特征在于，還包括在所述第一基板中整體地制造耦合到所述多個(gè)彈性元件各自的第二末端的支承結(jié)構(gòu)。
32、 一種測(cè)試器件的方法，包括提供包括探針基板的探針卡組件，所述探針基板具有與其耦合的多個(gè)加強(qiáng)彈性元件，所述加強(qiáng)彈性元件包括彈性元件，其被配置為電探測(cè)待測(cè)試器件，所述彈性元件具有第一末端和相反的第二末端；以及加強(qiáng)構(gòu)件，其具有第一末端，其在所述彈性元件的第一末端處或設(shè)置在所述彈性元件的第一和第二末端之間的一點(diǎn)處附連到所述彈性元件；相反的第二末端，其按照朝向所述彈性構(gòu)件的第二末端的方向設(shè)置；以及設(shè)置在所述第一和第二末端之間的彈性部分，其中所述彈性部分以與所述彈性構(gòu)件分離的關(guān)系設(shè)置；將所述器件的多個(gè)端子與相應(yīng)的加強(qiáng)彈性元件接觸；以及將一個(gè)或多個(gè)電信號(hào)通過所述探針基板提供給至少一端子。
33、 如權(quán)利要求32所述的方法，其特征在于，所述接觸步驟還包括移動(dòng)所述探針卡組件或所述器件中的至少一個(gè)，以在所述器件的多個(gè)端子與所述加強(qiáng)彈性元件的尖端之間建立初始接觸；以及進(jìn)一步移動(dòng)所述探針卡組件或所述器件中的至少一個(gè)，以在所述器件的多個(gè)端子與所述接觸元件的相應(yīng)尖端之間建立期望的接觸壓力。
34、 如權(quán)利要求33所述的方法，其特征在于，所述加強(qiáng)構(gòu)件耦合到多個(gè)彈性元件。
35、 一種通過如權(quán)利要求32所述的方法測(cè)試的半導(dǎo)體器件。
全文摘要
本發(fā)明提供了加強(qiáng)彈性元件及其制造方法的實(shí)施例。在一實(shí)施例中，一種加強(qiáng)彈性元件包括被配置為電探測(cè)待測(cè)器件的彈性元件，該彈性元件具有第一末端和相反的第二末端；和加強(qiáng)構(gòu)件，其具有第一末端，其在該彈性元件的第一末端處或設(shè)置在該彈性元件的第一與第二末端之間的一點(diǎn)處附連到該彈性元件；相反的第二末端，該第二末端按照朝向彈性構(gòu)件的第二末端的方向設(shè)置；以及設(shè)置在第一和第二末端之間的彈性部分，其中該彈性部分不附連到該彈性構(gòu)件。
文檔編號(hào)G01R31/02GK101606073SQ200780046189
公開日2009年12月16日 申請(qǐng)日期2007年11月25日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月17日
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