專利名稱：與測(cè)試設(shè)備一起使用的加強(qiáng)組件的制作方法
與測(cè)試設(shè)備一起使用的加強(qiáng)組件
背景技術(shù)：
發(fā)明領(lǐng)域
本發(fā)明的各實(shí)施例一般涉及對(duì)部分或全部完成的半導(dǎo)體器件的測(cè)試， 更具體地涉及與用于測(cè)試此類器件的裝置結(jié)合使用的加強(qiáng)組件。
相關(guān)技術(shù)描述
當(dāng)測(cè)試部分或全部完成的諸如集成電路等等之類的在半導(dǎo)體襯底上形 成的半導(dǎo)體器件時(shí)，通常使多個(gè)接觸元件與要測(cè)試的器件——有時(shí)也稱為
受測(cè)器件(或DUT)接觸。接觸元件通常是聯(lián)接到測(cè)試機(jī)構(gòu)的探針卡組件 或其它類似器件的一部分，測(cè)試機(jī)構(gòu)根據(jù)預(yù)定的測(cè)試協(xié)議向DUT上的端子 提供電信號(hào)。
為了在特定的測(cè)試協(xié)議期間充分和精確地接觸DUT的所有期望端子， 必須使設(shè)置在探針卡組件上的接觸元件與DUT的端子接觸而且與其保持對(duì) 準(zhǔn)。然而，施加到探針卡組件的各種力會(huì)使組件以會(huì)引起接觸元件失準(zhǔn)的 方式撓曲。因此，探針卡組件一般包括設(shè)計(jì)成使探針卡組件的此類撓曲最 小化的加強(qiáng)構(gòu)件和/或組件。
一般而言，這樣的加強(qiáng)構(gòu)件或組件具有相對(duì)大的質(zhì)量，以適當(dāng)?shù)靥峁?測(cè)試期間所需的加強(qiáng)的好處。然而，這樣的測(cè)試通常在例如高達(dá)約15(TC的 高溫下進(jìn)行，因此需要更長(zhǎng)的時(shí)間以便探針卡組件到達(dá)適合于開(kāi)始測(cè)試 DUT的穩(wěn)定狀態(tài)。然而，在測(cè)試中在等待探針卡組件加熱時(shí)的這樣的延遲 是成本很高的，從而降低了用于測(cè)試的設(shè)備的可用性。而且，加強(qiáng)構(gòu)件或 組件的大質(zhì)量進(jìn)一步惡化了此問(wèn)題。
因此，人們需要一種改進(jìn)的在探針卡組件中使用的加強(qiáng)元件。
發(fā)明概述在本文中提供了一種與測(cè)試設(shè)備一起使用的加強(qiáng)組件。在某些實(shí)施例中， 一種與測(cè)試設(shè)備一起使用的加強(qiáng)裝置包括內(nèi)構(gòu)件；與內(nèi)構(gòu)件主要成間隔開(kāi)的關(guān)系設(shè)置的外構(gòu)件；以及用于使內(nèi)構(gòu)件和外構(gòu)件相對(duì)于彼此定向的多個(gè)對(duì)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)，其中對(duì)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)將施加到內(nèi)構(gòu)件的下表面的力傳遞給外構(gòu)件，并在內(nèi)外構(gòu)件之間提供主要的導(dǎo)熱通道。
在某些實(shí)施例中， 一種與測(cè)試設(shè)備一起使用的加強(qiáng)裝置包括主要成間隔開(kāi)的關(guān)系設(shè)置的內(nèi)構(gòu)件和外構(gòu)件，所述內(nèi)構(gòu)件和外構(gòu)件可相對(duì)于彼此移動(dòng)且通過(guò)多個(gè)對(duì)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)聯(lián)接到一起，所述對(duì)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)將施加到內(nèi)構(gòu)件的下表面的力傳遞給外構(gòu)件，并在內(nèi)外構(gòu)件之間提供主要的導(dǎo)熱通道。
在某些實(shí)施例中， 一種探針卡組件包括具有上表面和相反的下表面的基板；加強(qiáng)裝置，其包括內(nèi)構(gòu)件；可動(dòng)地聯(lián)接至所述基板并與設(shè)置成內(nèi)構(gòu)件主要成間隔開(kāi)的關(guān)系的外構(gòu)件；以及用于使內(nèi)構(gòu)件和外構(gòu)件相對(duì)于彼此定向的多個(gè)對(duì)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)，其中對(duì)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)將施加到內(nèi)構(gòu)件的下表面的力傳遞給外構(gòu)件，并在內(nèi)外構(gòu)件之間提供主要的導(dǎo)熱通道。
在本發(fā)明的另一個(gè)方面中，提供了一種使用探針卡組件的方法。在某些實(shí)施例中， 一種使用探針卡組件的方法包括提供探針卡組件，該探針卡組件具有與其聯(lián)接的加強(qiáng)組件，所述加強(qiáng)組件包括主要成間隔開(kāi)的關(guān)系
設(shè)置的內(nèi)構(gòu)件和外構(gòu)件，所述內(nèi)外構(gòu)件可相對(duì)于彼此移動(dòng)且通過(guò)多個(gè)對(duì)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)聯(lián)接到一起，所述對(duì)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)將施加到內(nèi)構(gòu)件的下表面的力傳遞給外構(gòu)件，并在內(nèi)外構(gòu)件之間提供主要的導(dǎo)熱通道；以及通過(guò)對(duì)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)相對(duì)于外構(gòu)件的平面調(diào)節(jié)內(nèi)構(gòu)件的平面。
附圖簡(jiǎn)述
為可詳細(xì)理解本發(fā)明的上述特征以及下述的其它特征，可參考各實(shí)施例對(duì)上面簡(jiǎn)述的本發(fā)明進(jìn)行更具體的描述，其中一些實(shí)施例在附圖中示出。但是，應(yīng)當(dāng)注意，附圖僅僅示出本發(fā)明的典型實(shí)施例，因此不能被認(rèn)為是對(duì)本發(fā)明的范圍加以限制，因?yàn)楸景l(fā)明可容許其它等效實(shí)施例。


圖1描繪了根據(jù)本發(fā)明的某些實(shí)施例的加強(qiáng)組件的示意性俯視圖。
圖2A描繪了根據(jù)本發(fā)明的某些實(shí)施例的探針卡組件的示意性側(cè)視圖，
7該側(cè)視圖以對(duì)應(yīng)于圖1中所示的加強(qiáng)組件的剖面線2A的剖面示出。
圖2B描繪了根據(jù)本發(fā)明的某些實(shí)施例的探針卡組件的示意性側(cè)視圖，
該側(cè)視圖以對(duì)應(yīng)于圖1中所示的加強(qiáng)組件的剖面線2B的剖面示出。
圖3描繪了根據(jù)本發(fā)明的某些實(shí)施例的圖1的加強(qiáng)組件的一部分的分
解前視圖和側(cè)視圖。
圖4描繪了具有根據(jù)本發(fā)明的某些實(shí)施例的加強(qiáng)組件的探針卡組件。圖5描繪了根據(jù)本發(fā)明的某些實(shí)施例的測(cè)試基板的流程圖。在可能之處，本文中使用相同的附圖標(biāo)記指示各附圖共有的相同元件。
出于說(shuō)明性目的簡(jiǎn)化了附圖中所用的圖像，并且這些圖像不一定按比例繪制。
本發(fā)明的詳細(xì)描述
本發(fā)明提供加強(qiáng)組件和包括加強(qiáng)組件的探針卡組件的實(shí)施例。還提供了使用該加強(qiáng)組件和探針卡組件的方法。該加強(qiáng)組件可有利地對(duì)與探針卡組件一起使用的基板進(jìn)行加強(qiáng)，同時(shí)顯著減少加強(qiáng)組件部件之間的熱傳遞，從而使加強(qiáng)組件在測(cè)試期間必須被加熱的熱質(zhì)量最小化，并且減少使加強(qiáng)組件升溫的加熱時(shí)間。在某些實(shí)施例中，可相對(duì)于外部移動(dòng)內(nèi)部以輔助探測(cè)平面對(duì)要探測(cè)的表面的定向。
附圖和此處提供的以下描述說(shuō)明性地參照示例性笛卡爾坐標(biāo)系統(tǒng)，其中x和y軸基本上平行于由加強(qiáng)組件和/或包括加強(qiáng)組件的探針卡組件所限定的平面，而且其中z軸基本上正交或垂直于這樣的平面。例如，圖1說(shuō)明性地描述了加強(qiáng)組件在x-y平面內(nèi)的俯視圖，其中z軸垂直地延伸進(jìn)出該頁(yè)面。圖2A-B說(shuō)明性地描繪了在x-z平面中的側(cè)視圖。
圖1描述了根據(jù)本發(fā)明的某些實(shí)施例的加強(qiáng)組件100的俯視圖。說(shuō)明性地示出加強(qiáng)組件100聯(lián)接至基板102，以闡明加強(qiáng)組件100的說(shuō)明性用途。參考圖2A-B進(jìn)一步說(shuō)明了加強(qiáng)組件100，其中圖2A-B分別描繪了如在根據(jù)本發(fā)明的某些實(shí)施例的探針卡組件中說(shuō)明性地使用的加強(qiáng)組件100的示意性側(cè)視圖。圖2A-B是以對(duì)應(yīng)于圖1中所示的加強(qiáng)組件100的剖面線2A和2B的剖面示出。加強(qiáng)組件100 —般包括內(nèi)構(gòu)件104和外構(gòu)件106。內(nèi)構(gòu)件104包括主體150，在某些實(shí)施例中，主體150—般可具有對(duì)應(yīng)于設(shè)置在基板102之下的一個(gè)或多個(gè)探針基板(諸如圖2A-B中所示的探針基板202)的大小和形狀。在某些實(shí)例中，內(nèi)構(gòu)件104可直接抵靠基板102。替代地，附加層(未示出)可設(shè)置在內(nèi)構(gòu)件104和基板102之間。在某些實(shí)施例中，可設(shè)置一個(gè)或多個(gè)定位銷(未示出)以便于內(nèi)構(gòu)件104和基板102的對(duì)準(zhǔn)。
內(nèi)構(gòu)件104可由適合于當(dāng)探針卡組件受到在測(cè)試中采用的力(諸如用來(lái)預(yù)裝載加強(qiáng)組件和/或探針卡組件的力、因?yàn)榱鬟^(guò)加強(qiáng)組件和/或探針卡組件的能量流變化而施加的力、施加以用來(lái)與DUT的端子建立充分電接觸的力等)時(shí)保持其可接受的剛度(如將在下文中關(guān)于圖4進(jìn)一步討論的)、以及適于與加強(qiáng)組件100與基板102之間的熱應(yīng)變緊密匹配以減輕它們之間的切變聯(lián)接的任何材料構(gòu)成。合適的材料的非限制性示例包括諸如科伐 (Kovar )、因瓦,Irwai^)、鋼、不銹鋼等之類的金屬和金屬合金?？蛇M(jìn)一步選擇構(gòu)成內(nèi)構(gòu)件104的材料，以便于內(nèi)構(gòu)件104具有期望的傳熱率、或期望的熱容。
如圖2A所示，在某些實(shí)施例中，可設(shè)置探針基板對(duì)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)206，以局部地調(diào)整在內(nèi)構(gòu)件104之下設(shè)置的探針基板202的橫向和平面對(duì)準(zhǔn)。因此，可形成穿過(guò)內(nèi)構(gòu)件104的主體150的多個(gè)開(kāi)口 124，以便于探針基板202的這樣的平面對(duì)準(zhǔn)。在某些實(shí)施例中，探針基板對(duì)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)206可包括設(shè)置在內(nèi)構(gòu)件104之上的一個(gè)或多個(gè)調(diào)節(jié)板208。各個(gè)調(diào)節(jié)板208可聯(lián)接至與探針基板202對(duì)接的相應(yīng)的多個(gè)平面對(duì)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)204。在某些實(shí)施例中，對(duì)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)204可以是螺釘。不過(guò)，對(duì)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)204可包括適合于選擇性地調(diào)整探針基板202的平面度的其它裝置。各個(gè)平面對(duì)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)204穿過(guò)內(nèi)構(gòu)件104中相應(yīng)的開(kāi)口 124和基板102中對(duì)應(yīng)的開(kāi)口 125。開(kāi)口 124、 125的直徑可大于平面對(duì)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)204的直徑，以便于平面對(duì)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)204相對(duì)于內(nèi)構(gòu)件104和基板102的橫向移動(dòng)。
在操作時(shí)，可橫向地定位調(diào)整板208以控制在探針基板202相應(yīng)的探針表面210上形成的接觸元件相對(duì)于內(nèi)構(gòu)件104和基板102的相應(yīng)的橫向位置。 一旦處于期望位置，可例如通過(guò)夾緊、用螺栓固定、或者以其它方式將調(diào)整板208固定至內(nèi)構(gòu)件104來(lái)將調(diào)整板208鎖定就位?？蓡为?dú)地調(diào)節(jié)平面對(duì)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)204，以在探針基板202的橫向?qū)?zhǔn)之前或之后或既在之前又在之后選擇性地控制探針基板202的平面度。
返回圖1，外構(gòu)件106 —般包括具有中間開(kāi)口 140的主體107。開(kāi)口140的大小和形狀一般對(duì)應(yīng)于內(nèi)構(gòu)件104的大小和形狀，以使外構(gòu)件106基本上外接或包圍內(nèi)構(gòu)件104。
可通過(guò)諸如螺釘、螺栓、夾具等之類的任何合適的機(jī)構(gòu)將外構(gòu)件106固定地聯(lián)接至基板102。替代地，可將外構(gòu)件106可動(dòng)地聯(lián)接至基板102，以使基板102可相對(duì)于加強(qiáng)組件100自由地膨脹和收縮(例如橫向地)。在某些實(shí)施例中，多個(gè)臂126可從外構(gòu)件106的主體107向外延伸，以便于加強(qiáng)基板102設(shè)置在主體107的徑向外部的區(qū)域128?？膳c主體107 —體地形成向外延伸的臂126，或者可通過(guò)能夠承受使用期間產(chǎn)生的力的任何合適方式將臂126固定至主體107。在圖1中描述的實(shí)施例中，描繪了四個(gè)這樣向外延伸的臂126?？蓸?gòu)想設(shè)置更多或更少的臂126。在某些實(shí)施例中，可例如通過(guò)多個(gè)臂126將外構(gòu)件106機(jī)械地聯(lián)接至測(cè)試儀(未示出)。
向外延伸的臂126可便于基板102的加強(qiáng)以限制其非平面撓曲，同時(shí)便于加強(qiáng)組件100與基板102之間的橫向移動(dòng)。例如，在某些實(shí)施例中，各個(gè)臂126還可包括延伸部130，延伸部130具有從其延伸的凸緣132 (通過(guò)基板102中的說(shuō)明性剖面138示出)，該延伸部130被設(shè)計(jì)成與基板102中形成的槽134和相應(yīng)的擱架136對(duì)接(通過(guò)說(shuō)明性剖面142揭示)。凸緣132與擱架136之間的對(duì)接限制了基板102的撓曲，從而給外構(gòu)件106設(shè)置在主體107徑向外部的區(qū)域128中的基板102提供增加的穩(wěn)定性和/或剛度。不過(guò)，因?yàn)橥咕?32與擱架136之間的滑移，仍會(huì)出現(xiàn)加強(qiáng)組件IOO相對(duì)于基板102的共面橫向(例如徑向)移動(dòng)。
在某些實(shí)施例中——例如，為便于構(gòu)造帶有如在探針卡組件中使用的基板的加強(qiáng)組件IOO——向外延伸的臂126和延伸部130可以是適當(dāng)?shù)芈?lián)接到一起的分立的部件。因此，可利用諸如螺釘之類的一個(gè)或多個(gè)機(jī)構(gòu)來(lái)將向外延伸的臂126聯(lián)接至相應(yīng)的延伸部130。例如，在圖3中描繪的實(shí)施例中，在向外延伸的臂126中設(shè)置了兩個(gè)孔302。在延伸部130中設(shè)置了相應(yīng)的孔304，以便于利用螺釘(未示出)將向外延伸的臂126聯(lián)接至延伸部130。在某些實(shí)施例中，可相對(duì)于在基板102中形成的槽134和擱架136選擇延伸部130和凸緣132的尺寸，以便于它們之間的可滑動(dòng)聯(lián)接，從而允許向外延伸的臂126與基板102之間的橫向移動(dòng)。
返回圖1，外構(gòu)件106可包括適合于當(dāng)探針卡組件受到在測(cè)試中采用的力(諸如用來(lái)預(yù)裝載加強(qiáng)組件和/或探針卡組件的力、因?yàn)榱鬟^(guò)加強(qiáng)組件和/或探針卡組件的能量流變化而施加的力、施加以用來(lái)與DUT的端子建立充分電接觸的力等)時(shí)保持其可接受的剛度(如將在下文中關(guān)于圖4進(jìn)一步討論地)、以及適于與加強(qiáng)組件100與基板102之間的熱應(yīng)變緊密匹配以減輕它們之間的切變聯(lián)接的任何材料。合適的材料的非限制性示例包括諸如科伐@$0^,)、因瓦@(111^,)、鋼、不銹鋼、金屬基復(fù)合材料、陶瓷、金屬陶瓷等之類的金屬和金屬合金?？蛇M(jìn)一步選擇構(gòu)成內(nèi)構(gòu)件104的材料，以便于內(nèi)構(gòu)件104的期望的傳熱率、或期望的熱容。
內(nèi)外構(gòu)件104、 106可由相同或不同的材料構(gòu)成。而且，可有利地選擇構(gòu)成內(nèi)外構(gòu)件104、 106的材料，以給內(nèi)外構(gòu)件104、 106提供相似或不同的熱特性。例如，在某些實(shí)施例中，內(nèi)構(gòu)件104可具有低熱容和/或高傳熱率，以便于在測(cè)試期間將內(nèi)構(gòu)件104迅速加熱至處理溫度。在某些實(shí)施例中，外構(gòu)件106可具有高熱容和/或低傳熱率，以便于阻止熱通過(guò)外構(gòu)件106從內(nèi)構(gòu)件104流出?？蓸?gòu)想根據(jù)上述描述，取決于特定應(yīng)用可顛倒內(nèi)外構(gòu)件104、 106的熱特性。
在內(nèi)外構(gòu)件104、 106之間可保持間隙108，以使所述構(gòu)件以相對(duì)于彼此主要成間隔開(kāi)的關(guān)系設(shè)置。間隙108能限制內(nèi)外構(gòu)件104、 106之間的熱傳導(dǎo)，從而便于對(duì)加強(qiáng)組件100的期望熱特性進(jìn)行更好的控制。
可設(shè)置多個(gè)對(duì)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)110，用于使內(nèi)外構(gòu)件104、 106相對(duì)于彼此定向。在圖1中描述的實(shí)施例中，示出了三個(gè)這樣的對(duì)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)?？蓸?gòu)想可設(shè)置更多或更少的對(duì)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)?？筛郊拥乩酶鱾€(gè)對(duì)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)110以將施加到內(nèi)構(gòu)件104的下表面的力傳遞到外構(gòu)件106 (例如當(dāng)使DUT與探針基板202的接觸元件接觸時(shí))。此外，由于在內(nèi)外構(gòu)件104、 106之間保持了間隙108，所以多個(gè)對(duì)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)IIO可在內(nèi)外構(gòu)件104、106之間提供主要的熱傳導(dǎo)通道。
11通過(guò)利用這樣的對(duì)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)110來(lái)使內(nèi)外構(gòu)件104、 106相對(duì)于彼此定位同時(shí)在它們之間設(shè)置間隙108，加強(qiáng)組件IOO有利地牢固地機(jī)械聯(lián)接(從而便于加強(qiáng)其中使用了加強(qiáng)組件100的基板或探針卡組件)，同時(shí)寬松地?zé)崧?lián)接(從而便于減小在測(cè)試前到達(dá)穩(wěn)定狀態(tài)所要求的熱緩升或吸熱時(shí)間)。在某些實(shí)施例中，對(duì)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)110可包括從內(nèi)或外構(gòu)件104、 106中的一個(gè)延伸的突起部，該突起部與內(nèi)或外構(gòu)件104、 106中的另一個(gè)中形成的凹部對(duì)接；以及致動(dòng)器，用于控制內(nèi)外構(gòu)件104、 106之間在對(duì)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)110的位置處的相對(duì)距離。例如，在圖1和2B中所示的說(shuō)明性實(shí)施例中，突起部112從內(nèi)構(gòu)件104延伸到設(shè)置在外構(gòu)件106中的凹部212中。可設(shè)計(jì)突起部112和凹部212的大小，以保持內(nèi)外構(gòu)件104、 106之間的間隙108。致動(dòng)器114在內(nèi)外構(gòu)件104、 106之間延伸，而且可用來(lái)選擇性地控制它們之間的距離，從而選擇性地控制內(nèi)外構(gòu)件104、 106的相對(duì)位置。結(jié)合設(shè)置在加強(qiáng)組件IIO周圍的其它對(duì)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)110，對(duì)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)IIO可控制內(nèi)外構(gòu)件104、 106之間的平面對(duì)準(zhǔn)，從而有利地控制探針基板202的平面對(duì)準(zhǔn)，同時(shí)保持基板102的剛性支承。在某些實(shí)施例中，致動(dòng)器114可以是諸如緊定螺釘之類的螺釘。替代地，還可采用其它可致動(dòng)機(jī)構(gòu)。
在某些實(shí)施例中，可設(shè)置多個(gè)橫向?qū)?zhǔn)機(jī)構(gòu)116以便于內(nèi)外構(gòu)件104、106的橫向?qū)?zhǔn)，和/或提供從內(nèi)構(gòu)件104到外構(gòu)件106的附加的力傳遞。在圖1中描述的實(shí)施例中，設(shè)置了六個(gè)這樣的橫向?qū)?zhǔn)機(jī)構(gòu)116?？蓸?gòu)想可設(shè)置更多或更少的橫向?qū)?zhǔn)機(jī)構(gòu)116。在某些實(shí)施例中，橫向?qū)?zhǔn)機(jī)構(gòu)116可包括與以上關(guān)于對(duì)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)IIO描述類似地延伸到凹部中去的突起部118。任選地，可進(jìn)一步設(shè)置諸如緊定螺釘之類的可致動(dòng)機(jī)構(gòu)120，以輔助限制內(nèi)構(gòu)件104相對(duì)于外構(gòu)件106的橫向移動(dòng)和/或撓曲?？芍聞?dòng)機(jī)構(gòu)120提供內(nèi)和外機(jī)構(gòu)104、 106之間的最少的附加熱傳導(dǎo)點(diǎn)，從而保持它們之間的低熱傳導(dǎo)率。
任選地，可設(shè)置一個(gè)或多個(gè)撓曲件122用于使內(nèi)構(gòu)件104相對(duì)于外構(gòu)件106向上偏置。撓曲件122可向加強(qiáng)組件100附加地提供附加的x-y剛度以及z軸柔度。由于撓曲件的橫截面積小，所以撓曲件122在內(nèi)外構(gòu)件104、 106之間提供低熱導(dǎo)率，從而保持內(nèi)外構(gòu)件104、 106之間的低熱導(dǎo)率。
12通過(guò)選擇撓曲件122的材料特性可進(jìn)一步控制加強(qiáng)件之間的熱傳遞。雖然在圖1中示出了三個(gè)撓曲件122，但可設(shè)置更多或更少的撓曲件。而且，雖
然撓曲件122 —般示出為矩形(如圖1所見(jiàn))，但它們也可以是其它形狀。圖4描繪了采用根據(jù)本發(fā)明的某些實(shí)施例的加強(qiáng)組件100的探針卡組件400。圖4中所示的示例性探針卡組件400可用來(lái)測(cè)試一個(gè)或多個(gè)電子器件(用DUT428表示)。DUT428可以是要測(cè)試的任何電子器件。合適的DUT的非限制性示例包括未單片化的半導(dǎo)體晶片的一個(gè)或多個(gè)管芯、從晶片單片化所得的一個(gè)或多個(gè)半導(dǎo)體管芯(已封裝或未封裝)、設(shè)置在載具或其它保持器件中的單片化半導(dǎo)體管芯的陣列、 一個(gè)或多個(gè)多管芯電子組件、 一個(gè)或多個(gè)印刷電路板、或任何其它類型的電子器件。如本文所使用的術(shù)語(yǔ)DUT指的是一個(gè)或多個(gè)這樣的電子器件。
探針卡組件400 —般作為測(cè)試儀(未示出)和DUT428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)，其通常例如通過(guò)生成要輸入到DUT428的測(cè)試數(shù)據(jù)、并接收和評(píng)估由DUT 428響應(yīng)于測(cè)試數(shù)據(jù)生成的響應(yīng)數(shù)據(jù)來(lái)控制DUT 428的測(cè)試。探針卡組件400包括電連接器404，其可構(gòu)造成與來(lái)自測(cè)試儀的多個(gè)通信信道(未示出)建立電連接。探針卡組件400還包括一個(gè)或多個(gè)彈性接觸元件426，它們構(gòu)造成壓抵DUT 428的一個(gè)或多個(gè)輸入和/或輸出端子420，從而與其建立臨時(shí)電連接。彈性接觸元件426通常構(gòu)造成對(duì)應(yīng)于DUT 428的端子420，而且可被布置成具有期望幾何形狀的一個(gè)或多個(gè)陣列。
探針卡組件400可包括一個(gè)或多個(gè)基板，所述的一個(gè)或多個(gè)基板構(gòu)造成支承連接器404和彈性接觸元件426并提供它們之間的電連接。圖4中所示的示例性探針卡組件400具有三個(gè)這樣的基板，不過(guò)在其他實(shí)現(xiàn)中探針卡組件400可具有更多或更少的基板。在圖4中描繪的實(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424。布線基板402、插入基板408以及探針基板424 —般可由任何類型的合適材料制成，無(wú)限制地諸如印刷電路板、陶瓷、有機(jī)或無(wú)機(jī)材料等或它們的組合。如圖4所示，可將加強(qiáng)組件100聯(lián)接至布線基板402。如上所述，可利用加強(qiáng)組件100以將彈性接觸元件各自的末端保持在DUT 428的端子420相應(yīng)的上表面的對(duì)應(yīng)形貌的預(yù)定義公差范圍內(nèi)的構(gòu)造或形貌中。在某些實(shí)施例中，該 公差在30微米內(nèi)。在某些實(shí)施例中，該形貌基本是平面的。在某些實(shí)施例 中，該形貌可以是非平面的。
通常從連接器404通過(guò)各種基板將導(dǎo)電路徑(未示出)提供給彈性接 觸元件426和部件430。例如，在圖4中所述的實(shí)施例中，可從連接器404 通過(guò)布線基板402將導(dǎo)電路徑(未示出)提供給多個(gè)導(dǎo)電彈簧互連結(jié)構(gòu)406。 可從彈簧互連結(jié)構(gòu)406通過(guò)插入基板408將其它導(dǎo)電路徑(未示出)提供 給多個(gè)導(dǎo)電彈簧互連結(jié)構(gòu)419。還可從彈簧互連結(jié)構(gòu)419通過(guò)探針基板424 將再其它的導(dǎo)電路徑(未示出)提供給彈性接觸元件426。通過(guò)布線基板 402、插入基板408以及探針基板424的導(dǎo)電路徑可包括可設(shè)置在布線基板 402、插入基板408、以及探針基板424之上、之內(nèi)、和/或通過(guò)它們的導(dǎo)電 通孔、跡線等。
布線基板402、插入基板408、以及探針基板424可通過(guò)一個(gè)或多個(gè)支 架422和/或其它合適的裝置(諸如通過(guò)螺栓、螺釘、或其他合適的緊固件) 固定到一起。圖4中所示的探針卡組件400的構(gòu)造僅是示例性的，且為便 于說(shuō)明和討論器件被簡(jiǎn)化，可構(gòu)想許多變體、修改和添加。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400、408、 424)。作為另一示例，探針卡組件可具有一個(gè)以上的探針基板(例如424)， 且每一個(gè)這樣的探針基板可被單獨(dú)地調(diào)整(如以上關(guān)于圖l-2所描述地)。 2005年6月24日提交的美國(guó)專利申請(qǐng)S/N 11/165,833中公開(kāi)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、 2003年1月21日授權(quán)的美國(guó)專利No. 6,509,751以及上 述美國(guó)專利申請(qǐng)S/N 11/165,833中示出了探針卡組件的另外的非限制性示 例。可構(gòu)想在那些專利和申請(qǐng)中描述的探針卡組件的各種特征可實(shí)施于圖4 中所示的探針卡組件400，而且在上述專利和申請(qǐng)中描述的探針卡組件可受 益于本文中公開(kāi)的本發(fā)明的加強(qiáng)組件的使用。
通常，如上所述，可使加強(qiáng)組件100的內(nèi)外構(gòu)件相對(duì)于彼此對(duì)準(zhǔn)，以 在探針卡組件400的初始組裝期間提供探針基板424和/或設(shè)置于其上的彈 性接觸元件426的初始平面和/或橫向定向。此外，例如在將探針卡組件400安裝到特定的測(cè)試裝置中之后，還可使加強(qiáng)組件100的內(nèi)外構(gòu)件相對(duì)于彼 此進(jìn)一步移動(dòng)以便進(jìn)一步平面和/或橫向調(diào)節(jié)，以補(bǔ)償所采用的特定探針/
測(cè)試儀和/或受測(cè)試的特定DUT中的平面度和/或橫向位置變化。
在操作中，通過(guò)移動(dòng)DUT 428或探針卡組件400中的至少一個(gè)使彈性 接觸元件426與DUT428的端子420接觸。通常，可將DUT 428設(shè)置在測(cè) 試系統(tǒng)中設(shè)置的可動(dòng)支承件(未示出)上，該可動(dòng)支承件使DUT 428與彈 性接觸元件426充分接觸以提供與端子420的可靠電接觸。然后可按照測(cè) 試儀的存儲(chǔ)器中包含的預(yù)定協(xié)議測(cè)試DUT 428。例如，測(cè)試儀可產(chǎn)生電力 和測(cè)試信號(hào)，并通過(guò)探針卡組件400將它們提供至DUT 428。 DUT 428響 應(yīng)于測(cè)試信號(hào)產(chǎn)生的響應(yīng)信號(hào)同樣通過(guò)探針卡組件400傳送給測(cè)試儀，然 后測(cè)試儀分析響應(yīng)信號(hào)并確定DUT 428是否對(duì)測(cè)試信號(hào)正確地作出了響 應(yīng)。通常在升高的溫度(例如高達(dá)250'C以便晶片級(jí)老化)下測(cè)試DUT 428。 因此，通常將探針卡組件450預(yù)熱至等于測(cè)試溫度或在測(cè)試溫度的給定公 差內(nèi)的溫度。因?yàn)樾枰患訜岬募訌?qiáng)組件的熱質(zhì)量(例如內(nèi)構(gòu)件)減小， 所以本發(fā)明的加強(qiáng)組件IOO便于加熱時(shí)間迅速。
當(dāng)移動(dòng)DUT 428以接觸探針卡組件400的彈性接觸元件426時(shí)，DUT 428通常繼續(xù)向探針卡組件400移動(dòng)，直到所有的彈性接觸元件426與端子 420充分接觸。因?yàn)樵O(shè)置在探針卡組件400上的彈性接觸元件426相應(yīng)的末 端的非平面度和端子420的高度變化中的一方面或兩方面，所以在第一彈 性接觸元件426初始接觸DUT 428之后，DUT 428可繼續(xù)向探針卡組件400 移動(dòng)約1一4密耳(約25.4—102pm)的非限制示例性附加范圍(有時(shí)候稱 為超行程)。實(shí)際的超行程量取決于彈性接觸元件426相應(yīng)的末端的非平 面度特征和/或端子420的高度變化。因此，某些彈性接觸元件426會(huì)比其 它彈性接觸元件承受更多的撓曲。不過(guò)，超行程要求對(duì)探針基板424施加 了力，這些力被傳遞至布線基板402。加強(qiáng)組件100便于限制布線基板402 的任何彎曲或撓曲，這些彎曲或撓曲會(huì)不合需要地使接觸元件426的末端 的位置移動(dòng)、而且可能使它們與DUT428的端子420失去接觸。
例如，圖5描述了根據(jù)本發(fā)明的某些實(shí)施例利用以上關(guān)于圖4描述的 探針卡組件400測(cè)試半導(dǎo)體器件或DUT的過(guò)程500。示例性過(guò)程500始于
15502，其中探針卡組件400設(shè)置有與其聯(lián)接的加強(qiáng)組件100。通常，可通過(guò) 對(duì)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)110相對(duì)于外構(gòu)件106的平面調(diào)節(jié)加強(qiáng)組件100的內(nèi)構(gòu)件104的 平面。此外，可如上所述地相對(duì)于外構(gòu)件106橫向地調(diào)節(jié)內(nèi)構(gòu)件104，和/ 或可橫向地調(diào)節(jié)探針基板424。任選地，在504處，可加熱探針卡組件400。 接著，在506處，可使要測(cè)試的器件與探針卡組件400的彈性接觸元件426 的相應(yīng)末端接觸。
因此，在本文中提供了加強(qiáng)組件和包括該加強(qiáng)組件的探針卡組件。該 加強(qiáng)組件包括牢固地機(jī)械聯(lián)接和寬松地?zé)崧?lián)接的多個(gè)部件，從而有利地對(duì) 與探針卡組件一起使用的基板進(jìn)行加強(qiáng)，同時(shí)使加強(qiáng)組件的部件之間的傳 熱最小化。被最小化的加強(qiáng)組件的部件之間的傳熱便于使加強(qiáng)組件在測(cè)試 期間必須被加熱的熱質(zhì)量最小化，從而減少使加強(qiáng)組件升溫的加熱時(shí)間。
盡管上文涉及本發(fā)明的一些實(shí)施例，但可在不背離本發(fā)明的基本范圍 的情況下設(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)利要求書確定。
1權(quán)利要求
1.一種與測(cè)試設(shè)備一起使用的加強(qiáng)裝置，包括內(nèi)構(gòu)件；外構(gòu)件，設(shè)置成與所述內(nèi)構(gòu)件主要成間隔開(kāi)的關(guān)系；以及多個(gè)對(duì)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)，用于使所述內(nèi)構(gòu)件和外構(gòu)件相對(duì)于彼此定向，其中所述對(duì)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)將施加給所述內(nèi)構(gòu)件的下表面的力傳遞給所述外構(gòu)件，并在所述內(nèi)構(gòu)件和外構(gòu)件之間提供主要的導(dǎo)熱通道。
2. 如權(quán)利要求1所述的加強(qiáng)裝置，其特征在于， 所述對(duì)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)還包括-形成在所述內(nèi)構(gòu)件或外構(gòu)件之一中的凹部、和形成在所述內(nèi)構(gòu)件或外構(gòu)件 中的另一個(gè)上且構(gòu)造成延伸入所述凹部但不接觸所述凹部的內(nèi)表面的突起部； 以及致動(dòng)器，具有在所述突起部和所述凹部的壁之間延伸的元件，用于選擇性 地控制所述突起部與所述壁之間的垂直移位。
3. 如權(quán)利要求2所述的加強(qiáng)裝置，其特征在于， 所述致動(dòng)器包括螺釘。
4. 如權(quán)利要求l所述的加強(qiáng)裝置，其特征在于，傳遞到所述第一加強(qiáng)裝置構(gòu)件的導(dǎo)熱率與傳遞到所述第二加強(qiáng)裝置構(gòu)件 的導(dǎo)熱率不同。
5. 如權(quán)利要求1所述的加強(qiáng)裝置，其特征在于，所述第一加強(qiáng)裝置構(gòu)件包括與所述第二加強(qiáng)裝置構(gòu)件的熱阻率不同的材料。
6. 如權(quán)利要求l所述的加強(qiáng)裝置，其特征在于，還包括設(shè)置在所述內(nèi)構(gòu)件和外構(gòu)件之間的一個(gè)或多個(gè)撓曲件，用于使所述內(nèi)構(gòu)件 相對(duì)于所述外構(gòu)件向上偏置。
7. 如權(quán)利要求l所述的加強(qiáng)裝置，其特征在于， 還包括設(shè)置在所述內(nèi)構(gòu)件和外構(gòu)件之間的一個(gè)或多個(gè)撓曲件，用于在所述內(nèi)構(gòu)件 和外構(gòu)件公共的平面內(nèi)提供橫向剛度。
8. 如權(quán)利要求1所述的加強(qiáng)裝置，其特征在于， 所述外構(gòu)件還包括主體；以及從所述主體向外延伸、且構(gòu)造成與大于所述主體的基板對(duì)接的多個(gè)臂。
9. 一種與測(cè)試設(shè)備一起使用的加強(qiáng)裝置，包括主要成間隔開(kāi)的關(guān)系設(shè)置的內(nèi)構(gòu)件和外構(gòu)件，所述內(nèi)構(gòu)件和外構(gòu)件相對(duì)于 彼此可移動(dòng)且通過(guò)多個(gè)對(duì)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)聯(lián)接到一起，所述對(duì)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)將施加到所述內(nèi)構(gòu) 件的下表面的力傳遞給所述外構(gòu)件，并在所述內(nèi)構(gòu)件和外構(gòu)件之間提供主要的 導(dǎo)熱通道。
10. —種探針卡組件，包括具有上表面和相反的下表面的基板；以及加強(qiáng)裝置，包括 內(nèi)構(gòu)件；外構(gòu)件，可移動(dòng)地接合到所述基板，并設(shè)置成與所述內(nèi)構(gòu)件主要成間隔開(kāi)的關(guān)系；以及多個(gè)對(duì)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)，用于使所述內(nèi)構(gòu)件和外構(gòu)件相對(duì)于彼此定向，其中所述對(duì)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)將施加給所述內(nèi)構(gòu)件的下表面的力傳遞給所述外構(gòu)件，并在所 述內(nèi)構(gòu)件和外構(gòu)件之間提供主要的導(dǎo)熱通道。
11. 如權(quán)利要求10所述的探針卡組件，其特征在于， 所述對(duì)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)還包括形成在所述內(nèi)構(gòu)件或外構(gòu)件之一中的凹部、和形成在所述內(nèi)構(gòu)件或外構(gòu)件 中的另一個(gè)上且構(gòu)造成延伸入所述凹部但不接觸所述凹部的內(nèi)表面的突起部； 以及致動(dòng)器，具有在所述突起部和所述凹部的壁之間延伸的元件，用于選擇性 地控制所述突起部與所述壁之間的垂直移位。
12. 如權(quán)利要求ll所述的探針卡組件，其特征在于， 所述致動(dòng)器包括螺釘。
13. 如權(quán)利要求10所述的探針卡組件，其特征在于，傳遞到所述第一加強(qiáng)裝置構(gòu)件的導(dǎo)熱率與傳遞到所述第二加強(qiáng)裝置構(gòu)件 的導(dǎo)熱率不同。
14. 如權(quán)利要求10所述的探針卡組件，其特征在于， 所述第一加強(qiáng)裝置構(gòu)件包括與所述第二加強(qiáng)裝置構(gòu)件的熱阻率不同的材料。
15. 如權(quán)利要求10所述的探針卡組件，其特征在于， 還包括設(shè)置在所述內(nèi)構(gòu)件和外構(gòu)件之間的一個(gè)或多個(gè)撓曲件，用于使所述內(nèi)構(gòu)件 相對(duì)于所述外構(gòu)件向下偏置。
16. 如權(quán)利要求10所述的探針卡組件，其特征在于，所述外構(gòu)件還包括向外延伸的多個(gè)臂，構(gòu)造成限制所述基板的彎曲，同時(shí)允許所述臂與所述 基板之間的橫向移動(dòng)。
17. 如權(quán)利要求IO所述的探針卡組件，其特征在于，至少一個(gè)探針基板主要設(shè)置在所述第二加強(qiáng)裝置構(gòu)件之下。
18. —種使用探針卡組件的方法，包括提供探針卡組件，所述探針卡組件具有與其接合的加強(qiáng)組件，所述加強(qiáng)組 件包括主要成間隔開(kāi)的關(guān)系設(shè)置的內(nèi)構(gòu)件和外構(gòu)件，所述內(nèi)構(gòu)件和外構(gòu)件相對(duì) 于彼此可移動(dòng)且通過(guò)多個(gè)對(duì)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)聯(lián)接到一起，所述對(duì)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)將施加到所述內(nèi) 構(gòu)件的下表面的力傳遞給所述外構(gòu)件，并在所述內(nèi)構(gòu)件和外構(gòu)件之間提供主要的導(dǎo)熱通道；以及通過(guò)所述對(duì)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)相對(duì)于所述外構(gòu)件的平面調(diào)整所述內(nèi)構(gòu)件的平面。
19. 如權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于， 還包括加熱所述探針卡組件。
20. 如權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，還包括通過(guò)所述探針卡組件將一個(gè)或多個(gè)電信號(hào)提供給將要測(cè)試的器件的至少一個(gè)端子。
21.如權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于， 還包括使將要測(cè)試的器件與所述探針卡組件的多個(gè)觸點(diǎn)接觸。
全文摘要
在本文中提供了一種與測(cè)試裝置一起使用的加強(qiáng)組件。在某些實(shí)施例中，一種與測(cè)試設(shè)備一起使用的加強(qiáng)裝置包括內(nèi)構(gòu)件；與內(nèi)構(gòu)件主要成間隔開(kāi)的關(guān)系設(shè)置的外構(gòu)件；以及用于使內(nèi)構(gòu)件和外構(gòu)件相對(duì)于彼此定向的多個(gè)對(duì)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)，其中對(duì)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)將施加到內(nèi)構(gòu)件的下表面的力傳遞給外構(gòu)件，并在內(nèi)外構(gòu)件之間提供主要的導(dǎo)熱通道。
文檔編號(hào)G01R31/02GK101652668SQ200780048715
公開(kāi)日2010年2月17日 申請(qǐng)日期2007年12月8日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月29日
發(fā)明者A·W·麥克法蘭德, E·D·霍博斯 申請(qǐng)人:佛姆法克特股份有限公司