專利名稱：探針的制作方法
技術領域：
根據(jù)示例性實施例的設備和方法涉及一種探針，并且更具體地，涉及一種穩(wěn)定地傳送測試信號的探針。
背景技術：
諸如半導體芯片或晶片的半導體裝置經(jīng)歷要測試其質(zhì)量的預定測試。測試插座或探針卡用于電連接測試器和半導體裝置，所述測試器通過施加預定測試信號測試諸如半導體芯片或晶片的半導體裝置的質(zhì)量。測試插座或探針卡具有設置在其中以將預定測試信號施加到半導體裝置的焊球或焊盤的探針。 探針的第一端和第二端分別連接到半導體裝置和測試器的載板以電連接半導體裝置和測試器。探針將測試信號(電流或電壓)傳送到半導體裝置，并且非常重要的是穩(wěn)定地傳送測試信號。

發(fā)明內(nèi)容
因此，一個或多個示例性實施例提供一種穩(wěn)定地傳送測試信號的探針。另一個示例性實施例提供一種具有簡單結構并提高傳導性的探針。另一個示例性實施例提供一種降低測試成本的探針。上述和/或其它方面可以通過提供一種探針來實現(xiàn)，所述探針電連接半導體裝置和用于測試半導體裝置的測試器，所述探針包括上柱塞，所述上柱塞被構造成電連接到半導體裝置；下柱塞，所述下柱塞被構造成電連接到測試器；彈性構件，所述彈性構件設置在上柱塞與下柱塞之間，并且彈性偏壓上柱塞和下柱塞以使所述上柱塞和所述下柱塞彼此分隔開；導電構件，所述導電構件設置在彈性構件的內(nèi)部或外部中并電連接上柱塞和下柱塞；和桶狀部，在所述桶狀部中容納上柱塞、下柱塞、彈性構件和導電構件。只有當上柱塞和下柱塞中的至少一個朝向上柱塞和下柱塞中的另一個移動時,導電構件可以電連接上柱塞和下柱塞。導電構件可以選擇性地接觸上柱塞和下柱塞中的至少一個。導電構件可以將彈性力施加到上柱塞和下柱塞中的至少一個以使所述上柱塞和所述下柱塞彼此分隔開。本發(fā)明的效果導電構件可以包括導電卷簧和導電橡膠中的至少一個。如上所述，根據(jù)本發(fā)明的探針具有以下效果I)在附加的導電構件設置在探針中時，測試信號可以穩(wěn)定地被傳送；2)可獲得相對簡單的結構，并且可以提高傳導性；和3)可以減少測試成本。


上述和/或其它方面將從以下結合附圖對示例性實施例的說明變得清楚且更容易地理解，在附圖中圖I是根據(jù)本發(fā)明的第一示例性實施例的探針和其中容納探針的測試插座的示意性剖視圖；圖2顯示根據(jù)本發(fā)明的第一示例性實施例的探針中的電阻的比較的圖表；圖3和圖4是根據(jù)本發(fā)明的第二示例性實施例的在接收外力之前和之后的探針的縱向剖視圖；圖5是圖3中的探針的橫截面圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明的第三示例性實施例的探針的示意性縱向剖視圖；
圖7是根據(jù)本發(fā)明的第四示例性實施例的探針的示意性縱向剖視圖；圖8是根據(jù)本發(fā)明的第五示例性實施例的探針的示意性縱向剖視圖；以及圖9是根據(jù)本發(fā)明的第六示例性實施例的探針的示意性縱向剖視圖。
具體實施例方式下面將詳細參照

示例性實施例以便本領域的技術人員容易實現(xiàn)。示例性實施例可以具體表現(xiàn)為各種形式而不限于在此陳述的示例性實施例。為了清楚起見省略公知部分的說明，并且相同的附圖標記在全文中表示相同的元件。如圖I所示，根據(jù)本發(fā)明的第一示例性實施例的探針100包括上柱塞110 ;下柱塞120 ;彈性構件140，所述彈性構件彈性偏壓上柱塞110和下柱塞120以使所述上柱塞和所述下柱塞彼此分隔開；設置在彈性構件140內(nèi)的導電構件150 ;和桶狀部130，在所述桶狀部中容納上柱塞110和下柱塞120、彈性構件140以及導電構件150。上柱塞110包括接觸半導體裝置10的焊球11的末端111 ;形成在上柱塞110的外圓周中的溝槽113 ;和接觸彈性構件140的彈性構件接觸件115。末端111的外徑可以大于桶狀部130的內(nèi)徑。使用者可以通過向桶狀部130推上柱塞110直到溝槽113保持桶狀部130的突出部131 (隨后說明)為止將上柱塞110固定到桶狀部130。圖I顯示了末端111，該末端具有類似于形成在其上的具有多個三棱錐的王冠的形狀，但是末端111的形狀不限制于此?？蛇x地，末端111的形狀可以根據(jù)接觸目標的形狀而改變。例如，如果半導體裝置10包括為球狀柵格陣列的半導體芯片，則末端111可以如上所述成形為類似于王冠的形狀。另外，末端111可以具有A形形狀，該形狀具有單個尖銳末端，或者末端111可以具有凹陷形狀，該凹陷形狀的內(nèi)部凹入以使焊球11插入到該處。另夕卜，如果接觸目標為焊盤，則末端111可以成形為類似于諸如下柱塞120的末端121的半球形(隨后說明)。上柱塞110的溝槽113連接到桶狀部130的突出部131。上柱塞110連接到桶狀部130，使得上柱塞110不會上下移動且貼附到所述桶狀部。彈性構件接觸件115可以成形為類似于朝向下柱塞120突出的錐形。在一些情況下，彈性構件接觸件115可以具有類似于圓筒的形狀，彈性構件140插入所述圓筒中。彈性構件接觸件115可以具有其它各種形狀，只要該形狀可以保持與彈性構件140接觸即可。上柱塞110可以形成為單個主體。下柱塞120包括接觸測試器的載板20的焊盤21的末端121 ;主體122，所述主體由桶狀部130的末端132保持；和接觸彈性構件140的彈性構件接觸件123。末端121可以成形為類似于半球形，以便容易接觸焊盤21。主體122的外徑Dl大于桶狀部130的末端132的內(nèi)徑D3并小于桶狀部130的內(nèi)徑D2。因此，下柱塞120可以通過桶狀部130的第二端插入，并且主體122由末端132保持，使得下柱塞120不會朝向載板20分離。彈性構件接觸件123可以成形為類似于朝向上柱塞110突出的錐形形狀。不同地，彈性構件接觸件123可以成形為類似于可以插入彈性構件140的桶狀部的形狀。彈性構件 接觸件123可以具有其它各種形狀，只要該形狀可以保持與彈性構件140接觸即可。下柱塞120可以形成為單個主體。在桶狀部130中容納上柱塞110、下沖桿120、彈性構件140和導電構件150。桶狀部130可以成形為類似于圓筒的形狀，所述圓筒的上側開口以用于使上柱塞110插入到該處。桶狀部130包括由上柱塞110的溝槽113保持的突出部131 ;和防止下柱塞120向下分離的末端132。如果施加大于彈性構件140的彈性偏壓的外力，則下柱塞120可以朝向上柱塞110移動。末端132用作調(diào)節(jié)下柱塞120的向下運動的止動件。在桶狀部130中容納上柱塞110和下柱塞120而將上柱塞110的末端111和下柱塞120的末端121暴露到外部。彈性構件140設置在上柱塞110與下柱塞120之間，并且彈性偏壓上柱塞110和下柱塞120以使所述上柱塞和所述下柱塞彼此分隔開。彈性構件140可以包括導電金屬。導電構件150電連接上柱塞110和下柱塞120。導電構件150的第一端接觸上柱塞110的彈性構件接觸件115，導電構件150的第二端接觸下柱塞120的彈性構件接觸件123。導電構件150的第一端和第二端保持與彈性構件接觸件115和123接觸而與下柱塞120的向上和向下運動無關。導電構件150可以在上柱塞110和下柱塞120彼此分隔開的方向上將彈性力施加到上柱塞110和下柱塞120中的至少一個。如圖I所示，導電構件150可以形成為類似于卷簧的形狀。導電構件150的外徑小于彈性構件140的內(nèi)徑。因此，導電構件150可以容納在彈性構件140中。導電構件150可以包括導電金屬。在一些情況中，導電構件150可以包括導電橡膠或?qū)щ娝芰?。在諸如硅的非導電材料中包括多個導電金屬球的情況下，導電橡膠可以具有導電特性。導電構件150的材料不限于上述情況，而可以包括其它各種材料，只要該材料能夠?qū)щ娂纯?。導電構?50優(yōu)選地具有等于或高于桶狀部130的導電率的導電率。桶狀部130用作容納柱塞110和120、彈性構件140以及導電構件150的外殼并傳導電力。因此，具有高機械強度和良好導電率的材料可以用于桶狀部130。
導電構件150可以由具有等于或高于彈性構件140的導電率的材料制成。導電構件150可以包括與上柱塞110和下柱塞120相同的材料。采用上述結構，探針100容納在插座殼體210中。插座殼體210在其中容納探針100，并且插座殼體210支撐探針100，而使上柱塞110的末端111和下柱塞120的末端121暴露到外部。如果夾持半導體裝置10的操縱器(未示出)向下推壓半導體裝置10并具有接觸上柱塞Iio的半導體裝置10的焊球11，則測試信號(電流)通過彼此接觸的下柱塞120和載板20從載板20傳送到半導體裝置10。由半導體裝置10的向下壓力產(chǎn)生的任何沖擊都可以被彈性構件140吸收。由測試器的載板20施加的測試信號(電流)根據(jù)以下三個路徑通過上柱塞110被傳送到半導體裝置10的焊球11 I)第一路徑接觸焊盤21的下柱塞120 —彈性構件140 —上柱塞110 ；2)第二路徑下柱塞120 —導電構件150 —上柱塞110 ;和3)第三路徑下柱塞120的主體122和桶狀部130的末端132接觸情況下的下柱塞120 —桶狀部130 —上柱塞110。上述三個路徑具有與包含三個并聯(lián)電路的閉合電路相同的結構。因此，探針100的整個電阻值顯著被減小以穩(wěn)定地傳送測試信號。在本發(fā)明的第一示例性實施例中，上柱塞110粘附到桶狀部130，并且下柱塞120相對于桶狀部130上下移動，但是不限制于此?？蛇x地，上柱塞110可以上下移動，并且下柱塞120可以粘附到桶狀部130。圖2顯示比較根據(jù)本發(fā)明的第一示例性實施例的探針100和其中不具有導電構件160的探針的電阻值的圖表。如圖I所示，導電構件160包括卷簧。對于100個探針分別進行測試。對于每一個探針，測量上柱塞與下柱塞之間的總電阻值，并且計算平均值和標準偏差?？傠娮柚当硎緛碜韵轮c上柱塞之間的三個信號傳送路徑的電阻值的總和。如果不存在導電材料160 ([表I]中的‘B’)，則由100個探針測量的電阻值(ι Ω)最大為90. 8，最小為18. 9，平均值為27. 3，并且具有7. O的標準偏差。根據(jù)本發(fā)明的第一示例性實施例，如果存在導電構件160([表I]中的‘Α’)，則由相同數(shù)量的探針測量的電阻值(πιΩ)最大為41. 6，最小為15.0，平均值為19.3，并且具有3. I的標準偏差。以上所述如下面的表格概述。[表I]
測量電阻[!ΠΩ]~I平均值I標準偏差I最大值I最小值^
A19. 3 ~4176 ΤδΓ
B27. 3 Γ090.8 ΤδΓθ概括地說，根據(jù)本發(fā)明的第一示例性實施例，如果導電構件160設置在探針100中，則平均電阻值降低大約30%且標準偏差降低55%或更多。即，根據(jù)第一示例性實施例的探針100具有更穩(wěn)定的電阻值，并因此在測試器與半導體裝置之間穩(wěn)定地傳送測試信號。如圖3-5所示，根據(jù)本發(fā)明的第二示例性實施例的探針I(yè)OOa包括上柱塞110 ;下柱塞120 ;彈性構件140 ;導電構件160 ;和桶狀部130。在根據(jù)本發(fā)明的第一示例性實施例的導電構件150的情況下，導電構件150的相對端部分別接觸上柱塞Iio和下柱塞120。同時，根據(jù)本示例性實施例的導電構件160的相對端部中的至少一個不接觸上柱塞110和下柱塞120。圖3和圖4顯示導電構件160，所述導電構件的第一端與上柱塞110分隔開而不接觸上柱塞110。然而，導電構件160的相對端部可以與上柱塞110和下柱塞120分隔開而不是相接觸。在這種情況下，導電構件160可以通過連接到桶狀部130的連接器(未示 出)由桶狀部130支撐。如圖5所示，由于導電構件160的外徑小于彈性構件140的內(nèi)徑，因此導電構件160可以容納在彈性構件140中。導電構件160的第一端與上柱塞110分隔開預定間隙G，并且所述導電構件的第二端接觸下柱塞120。返回圖3，除非半導體裝置10向下移動且焊球11接觸上柱塞110并將外力施加到探針100a，否則上柱塞110和下柱塞120通過彈性構件140彼此分隔開。因此，導電構件160的相對端部中的至少一個與上柱塞110和下柱塞120分隔開且不接觸所述上柱塞和所述下柱塞。導電構件160在為被推壓時具有長度Hl。上柱塞110與下柱塞120之間的間隙為G+H1。如圖4所示，如果外力被施加到探針100a，則上柱塞110和下柱塞120通過克服彈性構件140的彈性偏壓移動并彼此靠近。更具體地，由于上柱塞110粘附到桶狀部130且下柱塞120由載板20支撐，因此彈性構件140被壓縮且上柱塞110和桶狀部130向下移動。接著，上柱塞110的彈性構件接觸件115接觸導電構件160。因此，測試信號(電流)通過導電構件160、彈性構件140和上柱塞110被從載板20傳送到半導體裝置10。S卩，根據(jù)第二示例性實施例，導電構件160只有當正在測試半導體裝置10時同時接觸上柱塞110和下柱塞120。如果不進行測試，則導電構件160與上柱塞110和下柱塞120或者與上柱塞和下柱塞中的至少一個分隔開而不進行接觸。在桶狀部130由于半導體裝置10的向下壓力而向下移動時，桶狀部130的內(nèi)側面和下柱塞120的外表面彼此接觸，并且形成下柱塞120、桶狀部130和上柱塞110的電流傳送路徑。另外，形成下柱塞120、彈性構件140和上柱塞110的路徑以及下柱塞120、導電構件160和上柱塞110的路徑。因此，可以更穩(wěn)定地傳送測試信號。桶狀部130在施加外力之前和之后的移動距離J與導電構件160與上柱塞110之間的預定間隙G相同或大于間隙G。移動距離J下降到外力施加到桶狀部的末端132之前的位置YO與施加外力之后的位置Yl之間的差值之下。S卩，上柱塞110與下柱塞120之間在施加外力之后的間隙H2與導電構件160的長度Hl相同或小于該長度(H2 < Hl)。
如圖6所示，根據(jù)本發(fā)明的第三示例性實施例的探針I(yè)lOb包括上柱塞110 ;下柱塞120 ;彈性構件140 ;導電構件170 ;和容納上述元件的桶狀部130。根據(jù)第二示例性實施例的導電構件160包括卷簧，但是根據(jù)第三示例性實施例的導電構件170可以包括圓柱形管，但是不限制于此?？蛇x地，根據(jù)本示例性實施例的導電構件170可以具有各種形狀，例如三角形、長方形或其它多邊形形狀或者橢圓形。下柱塞120可以還包括朝向?qū)щ姌嫾?70突出的突出部124。具有類似于棒狀形狀的導電構件170可以以推壓方式插入到突出部124中。導電構件170可以包括薄且高導電性的金屬。 導電構件170可以包括導電合成樹脂。導電合成樹脂可以包括其中具有多個金屬球而能夠?qū)щ姷墓铇漉セ蛳鹉z。導電構件170可以改變，只要該導電構件能夠?qū)щ娂纯伞?突出部(未示出)可以形成在導電構件170中，并且插入部件(未示出)可以形成在下柱塞120中以便以推壓方式將突出部插入到所述下柱塞中。插入部件可以包括溝槽或突出部。如圖7所示，根據(jù)本發(fā)明的第四示例性實施例的探針I(yè)OOc包括上柱塞110 ;下柱塞120 ;彈性構件190 ;導電構件180 ;和其中容納上述元件的桶狀部130。彈性構件190的相對端部接觸上柱塞110和下柱塞120，并且彈性偏壓柱塞110和120以使所述柱塞彼此分隔開。導電構件180設置在彈性構件190的外部中。即，導電構件180的內(nèi)徑大于彈性構件190的外徑。導電構件180的第一端與上柱塞110分隔開預定間隙G，并且所述導電構件的第二端接觸下柱塞120。當施加外力時，導電構件180的相對端部可以與上柱塞110和下柱塞120分隔開。如果施加外力，即只有當半導體裝置10向下移動并推壓上柱塞110時，上柱塞110與下柱塞120之間的間隙減小，并且導電構件180的相對端部可以接觸上柱塞110和下柱塞120。如圖8所示，根據(jù)本發(fā)明的第五示例性實施例的探針I(yè)OOd包括上下移動的上柱塞IlOa ;下柱塞120 ;彈性構件140，所述彈性構件彈性偏壓上柱塞110和下柱塞120以使所述上柱塞和所述下柱塞彼此分隔開；導電構件150 ;和桶狀部130a。當根據(jù)第一至第四示例性實施例的上柱塞110粘附到桶狀部130時，根據(jù)本示例性實施例的上柱塞IlOa可以相對于桶狀部130a上下移動。桶狀部130a中可移動地各納上柱塞IlOa和下柱塞120。桶狀部130a還包括末端133，所述末端向內(nèi)彎曲以防止上柱塞IlOa向上分離。在接收到壓力時，上柱塞IlOa向下移動，并且上柱塞IlOa的圓錐形彈性構件接觸件115接觸導電構件150。因此，測試信號(電流)通過下柱塞120、桶狀部130a、導電構件150和彈性構件140被傳送到上柱塞110a。如圖9所示，根據(jù)本發(fā)明的第六示例性實施例的探針I(yè)OOe包括上下移動的上柱塞IlOa ;下柱塞120 ;彈性構件140，所述彈性構件彈性偏壓上柱塞I IOa和下柱塞120以使所述上柱塞和所述下柱塞彼此分隔開；導電構件170 ;和桶狀部130a。雖然已經(jīng)顯示和說明了幾個示例性實施例，但是本領域的技術人員將會認識到在不背離本發(fā)明的原理和精神的情況下可以在這些示例性實施例中做出改變，本發(fā)明的保護范圍限定在所附權利要求及其等 效形式中。
權利要求
1.一種探針，所述探針電連接半導體裝置和用于測試半導體裝置的測試器，所述探針包括 上柱塞，所述上柱塞被構造成電連接到所述半導體裝置； 下柱塞，所述下柱塞被構造成電連接到所述測試器； 彈性構件，所述彈性構件設置在所述上柱塞與所述下柱塞之間，并且彈性地偏壓所述上柱塞和所述下柱塞以使所述上柱塞和所述下柱塞彼此分隔開； 導電構件，所述導電構件設置在所述彈性構件的內(nèi)部或外部中并電連接所述上柱塞和所述下柱塞；和 桶狀部，在所述桶狀部中容納所述上柱塞、所述下柱塞、所述彈性構件和所述導電構件。
2.根據(jù)權利要求I所述的探針，其中，所述導電構件只有當所述上柱塞和所述下柱塞中的至少一個朝向所述上柱塞和所述下柱塞中的另一個移動時才電連接所述上柱塞和所述下柱塞。
3.根據(jù)權利要求I所述的探針，其中，所述導電構件選擇性地接觸所述上柱塞和所述下柱塞中的至少一個。
4.根據(jù)權利要求3所述的探針，其中，所述導電構件將彈性力施加到所述上柱塞和所述下柱塞中的至少一個以使所述上柱塞和所述下柱塞彼此分隔開。
5.根據(jù)權利要求4所述的探針，其中，所述導電構件包括導電卷簧和導電橡膠中的至少一個。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種穩(wěn)定地傳送測試信號的探針。探針電連接半導體裝置和用于測試半導體裝置的測試器。探針可以包括上柱塞，所述上柱塞被構造成電連接到半導體裝置；下柱塞，所述下柱塞被構造成電連接到測試器；彈性構件，所述彈性構件設置在上柱塞與下柱塞之間，并且彈性偏壓上柱塞和下柱塞以使上柱塞和下柱塞彼此分隔開；導電構件，所述導電構件設置在彈性構件的內(nèi)部或外部中并電連接上柱塞和下柱塞；和桶狀部，在所述桶狀部中容納上柱塞、下柱塞、彈性構件和導電構件。
文檔編號H01L21/66GK102971842SQ201080067768
公開日2013年3月13日 申請日期2010年9月10日 優(yōu)先權日2010年6月30日
發(fā)明者李彩允 申請人:李諾工業(yè)有限公司