本發(fā)明涉及一種用于電子裝置的測試設(shè)備的探針卡。本發(fā)明特別、但不排他地涉及一種探針卡，該探針卡包括中間板，該中間板是空間變換器，該空間變換器插置在多個接觸探針和用于連接到測試設(shè)備的板之間，下面的描述就是針對這一應(yīng)用領(lǐng)域進行的，目的只是為了簡化闡述。

背景技術(shù)：

1、眾所周知，探針卡本質(zhì)上是一種適于將微型結(jié)構(gòu)、特別是集成在晶片上的電子裝置的多個接觸焊盤與執(zhí)行其測試的測試設(shè)備的相應(yīng)通道進行電氣連接的裝置。

2、對集成裝置進行的測試特別用于在生產(chǎn)階段及早檢測和隔離有缺陷的裝置。通常，探針卡用于對集成在晶片或芯片上的裝置進行電氣測試，然后再將其切割或單片化并將其組裝到容納包裝內(nèi)。

3、探針卡包括探針頭，該探針頭又主要包括多個可移動的接觸元件或接觸探針，這些接觸元件或探針設(shè)置有至少一個端部或接觸尖端，該端部或接觸尖端適于抵接到被測裝置的相應(yīng)多個接觸焊盤。術(shù)語端或尖端在此或以下指的是端部，不一定是尖的。

4、眾所周知，測量測試的有效性和可靠性，除其他因素外，僅僅取決于在被測裝置和測試設(shè)備之間建立良好的電氣連接，從而建立最佳的探針/焊盤電氣接觸。

5、在這里考慮的技術(shù)領(lǐng)域中用于測試集成在晶片上的裝置的各類探針頭中，所謂的豎直探針頭非常普遍，其中接觸探針布置成基本上垂直于被測裝置。

6、特別是，豎直探針頭包括多個接觸探針，該多個接觸探針通常由一對板狀且彼此平行的板或引導(dǎo)件保持。這些引導(dǎo)件彼此保持一定距離，以便為接觸探針的移動和可能的變形留出自由空間或空氣間隙，并且這些引導(dǎo)件設(shè)置有適當(dāng)?shù)囊龑?dǎo)孔，這些引導(dǎo)孔適于滑動容納所述接觸探針。更具體地說，這對引導(dǎo)件包括上引導(dǎo)件（上模）和下引導(dǎo)件（下模），兩者都配備有引導(dǎo)孔，接觸探針軸向滑動通過這些引導(dǎo)孔，這些引導(dǎo)件通常由具有良好電氣和機械性能的特殊合金絲制成，術(shù)語下引導(dǎo)件通常表示更靠近被測裝置的引導(dǎo)件。

7、探針頭的接觸探針與被測裝置的接觸焊盤之間的良好連接是通過將探針頭按壓在被測裝置本身上來確保的，接觸探針可在上下引導(dǎo)件的引導(dǎo)孔內(nèi)移動，在所述按壓接觸過程中，接觸探針在兩個引導(dǎo)件之間的氣隙內(nèi)發(fā)生彎曲，并在容納接觸探針的引導(dǎo)孔內(nèi)滑動。

8、此外，可以通過探針本身或引導(dǎo)件的適當(dāng)構(gòu)造，特別是使用預(yù)變形接觸探針或適當(dāng)橫向移動包含接觸探針的引導(dǎo)件，來幫助和引導(dǎo)氣隙中接觸探針的彎曲。

9、一般來說，使用具有這樣的探針的探針頭，這些探針不是牢固固定的，而是保持與適當(dāng)?shù)闹靼寤蛑麟娐钒鍖?，并依次連接到測試設(shè)備：這種探針頭被稱為無堵塞探針頭。所述主板也稱為主板或主印刷電路板，因為它通常采用印刷電路或印刷電路板（源自英文“printed?circuit?board（印刷電路板）”）技術(shù)制造，這種技術(shù)允許形成具有尺寸非常大的有源區(qū)域的電路板，但在接觸焊盤之間的最小可達(dá)到的距離（間距）值方面有很大的限制，因此通常只作為主板的備用，由于使用中間板或空間變換器，主板的距離限制比被測裝置的距離限制要寬松，該中間板或空間變換器具有在其相對面上以不同距離制成的接觸焊盤，這些接觸焊盤借助在空間變換器本身內(nèi)形成的連接件適當(dāng)?shù)乇舜诉B接。

10、在這種情況下，接觸探針的另一端部或接觸頭適于抵接到空間變換器的多個接觸焊盤。通過將探針按壓到在空間變換器上形成的接觸焊盤上，確保了接觸探針和空間變換器之間的良好電氣接觸，類似于與被測裝置的接觸。

11、此外，主板一般借助加強件保持就位。探針頭、主板、中間板或空間變換器和加強件的組件形成探針卡，在圖1中整體且示意性用10表示。

12、特別是，探針卡10包括探針頭1，在圖中的示例中，探針頭1包括多個豎直探針2，適于抵接到集成在半導(dǎo)體晶片3’上的被測裝置3的接觸焊盤3a上。在這種情況下，探針頭1又包括至少一個上引導(dǎo)件4和下引導(dǎo)件5，該引導(dǎo)件4和下引導(dǎo)件5具有相應(yīng)的上引導(dǎo)孔4a和下引導(dǎo)孔5a，接觸探針2滑動通過這些上引導(dǎo)孔4a和下引導(dǎo)孔5a。

13、每個接觸探頭2具有至少一個第一端部或接觸尖端2a，該第一端部或接觸尖端2a抵接到被測裝置3的接觸焊盤3a，在被測裝置和測試設(shè)備（未示出）之間進行機械和電氣接觸，所述探針頭1形成該測試設(shè)備的端元件。

14、此外，每個接觸探針2具有第二端部，通常表示為接觸頭2b，在接觸尖端2a和接觸頭2b之間，探針體2c沿著接觸探針2的縱向展開軸線延伸。

15、接觸頭2b又適于執(zhí)行與中間板6上的多個接觸焊盤6a進行接觸，該），該中間板6尤其是空間變換器，連接到主板7，主板7又連接到實際測試設(shè)備。

16、由中間板6進行的空間變換特別涉及在其相對面上形成的接觸焊盤的中心之間的距離；特別是，所述中間板6包括在其面向探針頭1的第一面fa上形成的第一多個接觸焊盤6a，該多個第一接觸焊盤6a與接觸探針2的接觸頭2b相對應(yīng)并借助適當(dāng)?shù)慕饘倩?c連接到在其面向主板7的第二相對面fb上形成的第二多個接觸焊盤6b，所述多個第二接觸焊盤6b具有不同的空間分布，尤其是各焊盤的中心距離較大，即間距大于多個第一接觸焊盤6a的間距，而多個第一接觸焊盤6a的分布方式與被測裝置3的接觸焊盤3a基本上對應(yīng)。這樣，中間板6執(zhí)行空間變換，特別是使形成在其第二面fb上的接觸焊盤6b相對于形成在其第一面fa上的接觸焊盤6a拉開距離。多個第一接觸焊盤6a和多個第二接觸焊盤6b通常分別表示為探針側(cè)或細(xì)間距焊盤和pcb側(cè)或大間距焊盤。

17、通過將探針按壓到形成在中間板6的第一面fa上的接觸焊盤6a上，確保了接觸探針2和中間板6之間的良好電接觸，類似于與被測裝置3的接觸。

18、如前所述，主板7也借助加強件8來保持就位。

19、在圖1所示的實施例中，探針頭1包括另一中間引導(dǎo)件5’（中引導(dǎo)件），該另一中間引導(dǎo)件5’呈板狀并且平行于上引導(dǎo)件4和下引導(dǎo)件5并布置在兩者之間，優(yōu)選靠近下引導(dǎo)件5，中間引導(dǎo)件5’又設(shè)置有多個中間引導(dǎo)孔5’a，接觸探針2滑動容納在這些中間引導(dǎo)孔5’a中。

20、合適地，上引導(dǎo)件4、下引導(dǎo)件5和中間引導(dǎo)件5’彼此偏移，以確保相對于接觸探針2的優(yōu)選彎曲方向，還將其正確保持在探針頭1內(nèi)，這由將引導(dǎo)件彼此整體連接的殼體9完成。

21、因此，在豎直探針技術(shù)中，確保接觸探針與被測裝置（尤其是與其接觸尖端對應(yīng)）以及與測試設(shè)備（尤其是與其接觸頭對應(yīng)）之間的良好連接非常重要，因此在空間變換器處的良好連接也非常重要，該空間變換器尤其是在測試根據(jù)最新集成技術(shù)制造的集成電路時起著非常重要的作用，這種集成技術(shù)要求被測裝置上的接觸焊盤非常接近且尺寸非常小，這種限制與制造主板的印刷電路板技術(shù)很難協(xié)調(diào)。

22、已知有用于形成空間變換器的不同技術(shù)，該空間變換器通常具有非常小的厚度，在0.5mm至3mm的范圍內(nèi)，尤其存在平面度問題。

23、更具體地說，第一種已知解決方案是基于陶瓷的技術(shù)或mlc（“multilayerceramic（多層陶瓷）”的首字母縮寫），該技術(shù)可形成具有高平面度的多層剛性陶瓷材料，其中穿插著導(dǎo)電層，這些導(dǎo)電層可連接形成在空間變換器的相對面上的接觸焊盤。

24、在mlc型空間變換器中，導(dǎo)電路徑6c尤其是借助導(dǎo)電層和非導(dǎo)電層（例如陶瓷層）的適當(dāng)構(gòu)造來形成的，這些導(dǎo)電層和非導(dǎo)電層彼此重疊和穿插。

25、替代地，取代陶瓷多層mlc，還已知借助與剛性支撐件相關(guān)聯(lián)的、例如粘合到剛性支撐件的有機多層板（mlo，“multilayer?organic”的首字母縮寫）來形成空間變換器，所述mlo包括形成多個非導(dǎo)電層的多層有機材料，一個或多個導(dǎo)電層以適當(dāng)?shù)臉?gòu)造布置在所述非導(dǎo)電層上，適于形成導(dǎo)電路徑6c。剛性支撐件優(yōu)選是陶瓷支撐件。

26、組成探針卡的元件之間的相互定位對于探針卡本身的正確運行是一個極其重要的參數(shù)，并且用于形成這些元件的多種技術(shù)帶來平面度問題，使整個探針卡的構(gòu)造復(fù)雜化，特別是在中間板或空間變換器與主板的相互定位方面。即使存在使整個組件更加剛性和堅固的加強件，通常也無法充分消除空間變換器的平面度缺陷，也無法確保其與主板的正確和完全接觸。

27、特別是在極端溫度下進行測試時，探針卡本身的工作溫度會使這種情況更加復(fù)雜。事實上，在這種情況下，由于形成所述這些元件的不同材料的熱膨脹系數(shù)不同，構(gòu)成探針卡的這些元件的熱膨脹會影響其正確性能。事實上，通常是借助螺釘將組成探針卡的元件相互固定，特別是在溫度測試期間，螺釘會對不同的板施加約束，從而導(dǎo)致探針卡彎曲，進而導(dǎo)致探針卡整體失靈，甚至達(dá)到與被測裝置的接觸焊盤沒有接觸的極限。

28、這個問題在大型探針卡中尤為突出，例如用于測試dram等存儲裝置的探針卡。對于這類探針卡，由于缺乏對元件熱膨脹的控制，在測試階段實際上會產(chǎn)生相當(dāng)大的問題。

29、本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種探針卡，其結(jié)構(gòu)和功能特點能夠克服已知技術(shù)制造的探針卡所存在的局限性和缺點，尤其是在大尺寸探針卡和高溫測試的情況下，能夠確保所有不同探針卡組件的正確平面度，同時具有簡單和易于組裝的結(jié)構(gòu)。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的解決思路是提供一種探針卡，該探針卡的中間板或空間變換器由多個獨立模塊組成，這些模塊可以在組裝到空間變換器中之前進行測試，并在出現(xiàn)故障的情況下還可以丟棄，所述模塊設(shè)置有用于連接到主板或附加支撐結(jié)構(gòu)的適當(dāng)器件。

2、根據(jù)這一解決思路，該技術(shù)問題通過一種探針卡得以解決，該探針卡適于安裝在電子裝置的測試裝置中，所述探針卡包括至少一個探針頭，該探針頭容納多個接觸探針，每個接觸探針具有至少一個適于抵接到被測裝置的接觸焊盤的第一端部、以及主板和中間板，該中間板連接到主板并適于在其相對面上形成的接觸焊盤之間提供距離空間變換，所述中間板是空間變換器，其特征在于，所述空間變換器包括呈板狀且共面、在結(jié)構(gòu)上和功能上彼此獨立的多個模塊，每個模塊具有第一面和第二面，該第一面面向探針頭并設(shè)置有多個第一接觸焊盤，接觸探針的相應(yīng)第二端部與之抵接；該第二面與第一面相對并面向主板，所述第二面又設(shè)置有多個第二接觸焊盤，該多個第二接觸焊盤通過形成在模塊內(nèi)的電氣連接件連接到多個第一接觸焊盤，并且空間變換器包括在模塊的第二面處形成的連接結(jié)構(gòu)，模塊具有相同厚度。

3、更具體地說，本發(fā)明包括以下附加的和可選的特征，這些特征可單獨使用，也可在必要時組合使用。

4、根據(jù)本發(fā)明的一個方面，空間變換器的連接結(jié)構(gòu)可以包括多個連接區(qū)域，所述連接區(qū)域中的每一個與模塊中的一個的第二面對應(yīng)形成。

5、此外，每個連接區(qū)域沿與主板正交的z軸的厚度可以小于每個模塊沿所述z軸的厚度的10%，優(yōu)選小于1%。

6、根據(jù)本發(fā)明的另一方面，每個連接區(qū)域可以包括焊接。

7、此外，每個連接區(qū)域可以包括粘合膜或膠水，該粘合膜或膠水優(yōu)選是導(dǎo)電的。

8、根據(jù)本發(fā)明的又一方面，連接結(jié)構(gòu)可以將空間變換器的模塊在對應(yīng)于主板的面向探針頭的面整體連接到主板。

9、特別是，與模塊整體連接的主板的面的表面粗糙度小于5微米。

10、根據(jù)本發(fā)明的另一方面，空間變換器可以還包括支撐件，并且連接結(jié)構(gòu)可以將空間變換器的模塊在對應(yīng)于支撐件面向探針頭的面整體連接到支撐件，所述支撐件又整體連接到主板。

11、特別是，與模塊整體連接的支撐件的面的表面粗糙度可以小于5微米、優(yōu)選小于1微米。

12、根據(jù)本發(fā)明的另一方面，空間變壓器可以還包括多個與模塊共面的分隔元件，所述分隔元件以棋盤式構(gòu)造插入并散布在所述模塊中，每個分隔元件將一對模塊隔開。

13、特別是，每個分隔元件可以包括與其面向主板的面對應(yīng)形成的連接區(qū)域，分隔元件的連接區(qū)域包括在空間變換器的連接結(jié)構(gòu)中。

14、根據(jù)本發(fā)明的另一方面，分隔元件中的至少一個可以包括有源和/或無源部件，優(yōu)選是電容器。

15、此外，根據(jù)本發(fā)明的另一方面，每個連接區(qū)域可以借助單個區(qū)域來形成，或者可以包括多個連接區(qū)域，這些連接區(qū)域彼此分立并布置在模塊的第二面上。

16、根據(jù)本發(fā)明的另一方面，模塊中的每一個具有板狀形狀，特別是具有矩形或六邊形底的棱柱形狀。

17、最后，根據(jù)本發(fā)明的另一方面，模塊中的每一個可以包括至少一個多層，優(yōu)選是有機多層mlo。

18、此外，該技術(shù)問題通過一種空間變換器得到解決，該空間變換器適于插入用于電子裝置的測試設(shè)備的探針卡中，其特征在于，該空間變換器包括多個呈板狀且共面、在結(jié)構(gòu)上和功能上彼此獨立的模塊，每個模塊具有設(shè)置有多個第一接觸焊盤的第一面和與第一面相對的第二面，所述第二面又設(shè)置有通過形成在模塊內(nèi)的電氣連接件連接到多個第一接觸焊盤的多個第二接觸焊盤，并且該空間變換器包括與模塊的第二面對應(yīng)形成的連接結(jié)構(gòu)，模塊具有相同厚度。

19、根據(jù)本發(fā)明的另一方面，連接結(jié)構(gòu)可以包括多個連接區(qū)域，每個連接區(qū)域都與其中一個模塊的第二面相對應(yīng)。

20、根據(jù)本發(fā)明的又一方面，每個連接區(qū)域的厚度可以小于沿相同z軸的模塊中的每一個的厚度的10%，最好小于1%。

21、此外，根據(jù)本發(fā)明的另一方面，每個連接區(qū)域可以包括焊接或粘合膜或膠水，該焊接或粘合膜或膠水優(yōu)選是導(dǎo)電的。

22、空間變換器可以還包括支撐件，連接結(jié)構(gòu)將模塊整體連接到所述支撐件的對應(yīng)面上。

23、特別是，與模塊整體連接的支撐件的面具有小于5微米、優(yōu)選小于1微米的表面粗糙度。

24、根據(jù)本發(fā)明的另一方面，空間變換器可以還包括多個與模塊共面的分隔元件，這些分隔元件以棋盤式構(gòu)造插入并散布在所述模塊中，每個分隔元件分隔一對模塊。

25、根據(jù)本發(fā)明的另一方面，每個分隔元件可包括連接區(qū)域，該連接區(qū)域與模塊的第二面對齊并對應(yīng)形成在其上，分隔元件的連接區(qū)域包括在空間變換器的連接結(jié)構(gòu)中。

26、根據(jù)本發(fā)明的又一方面，所述分隔元件中的至少一個可以包括有源和/或無源部件，優(yōu)選是電容器。

27、此外，根據(jù)本發(fā)明的另一方面，每個連接區(qū)域可以通過單個區(qū)域來形成，或者可以包括多個連接區(qū)域，這些連接區(qū)域彼此分立并布置在模塊的第二面上。

28、根據(jù)本發(fā)明的另一方面，模塊中的每一個可以具有板狀形狀，特別是具有長方形或六邊形底的棱柱形狀。

29、最后，根據(jù)本發(fā)明的另一方面，模塊中的每一個可以包括至少一個多層，優(yōu)選是有機多層mlo。

30、根據(jù)本發(fā)明的探針卡和空間變換器的特點和優(yōu)點將從下面參照附圖以非限制性舉例的方式給出的示例性實施例的描述中顯而易見。