CN106662602A - 用于测试头的接触探针和相应的制造方法 - Google Patents

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Abstract

描述了一种用于测试电子器件的装置的测试头的接触探针，该接触探针包括在接触尖端和接触头之间延伸的主体，所述接触探针包括至少一个第一部分和一个第二部分，该至少一个第一部分和一个第二部分由至少两种不同的材料制成并对应于焊接线连接在一起。

Description

用于测试头的接触探针和相应的制造方法
技术领域
本发明涉及一种用于测试头的接触探针。
特别地但不排他地，本发明涉及一种接触探针，其***到用于测试集成在晶片上的电子器件的装置的测试头中，下述说明仅为了方便说明而参照了该应用领域。
现有技术
众所周知，测试头或探头本质上是一种设备，其适合于将微观结构，尤其是集成于晶片上的电子器件的多个接触垫电连接至与执行其工作测试(尤其是电测试或一般测试)的测试机的对应通道。
在集成器件上进行的测试尤其用于检测和隔离出在制造阶段已出现的故障器件。因此，通常，在将晶片锯开并将其组装在芯片包装中之前，测试头就被用于电测试集成在该晶片上的器件。
测试头通常包括大量接触元件或接触探针，该大量接触元件或接触探针由具有良好机械和电性能的特殊合金制成，并且设置有用于被测器件的相应的多个接触垫的至少一个接触部分。
所谓的垂直探针类型的测试头基本上包括由至少一对板或基本呈板状并相互平行的导向件保持的多个接触探针。这些导向件配置有特定孔并且彼此之间以特定的距离放置，从而为接触探针的运动及可能的变形留有自由区域或空隙。特别地，该一对导向件包括上导向件和下导向件，其都配置有导向孔，接触探针在此导向孔内轴向滑动，接触探针通常由具有良好电和机械性能的特殊金属制成。
接触探针与被测器件的接触垫之间的良好连接由测试头在器件本身上的压力来确保，在此压力接触下，在上导向件和下导向件中的导向孔内可移动的接触探针在两个导向件之间的空隙内会弯曲，并且在这些导向孔内滑动。
此外，可以借助于探针本身或其导向件的适当配置来辅助在空隙中弯曲的接触探针，如图1所示意的，其中，为了简化说明，只表示了通常包括在测试头中的多个探针中的一个接触探针，所示测试头是所谓的偏移板型。
特别地，在图1中，示意性地示出了包括至少一个上板或导向件2和一个下板或导向件3的测试头1，其具有相应的上导向孔2A和下导向孔3A，其中至少一个接触探针4在该上导向孔2A和下导向孔3A中滑动。
该接触探针4具有至少一个接触端或尖端4A。这里的术语端或尖端以及下文中指定的端部，不一定是尖的。特别地，接触尖端4A紧靠被测器件5的接触垫5A，使所述器件和测试装置(未示出)之间进行电和机械接触，测试头形成所述测试装置的终端元件。
在一些情况下，接触探针在上导向件处固定地连接到头部本身：在这种情况下，测试头被称为受阻(blocked)探针测试头。
或者，所使用的测试头具有未固定连接，但通过微接触保持装置与板接合的探针：这些测试头被称为非受阻探针测试头。该微接触保持装置通常被称为“空间变换器(spacetransformer)”，因为除了接触这些探针之外，它还允许置于其上的接触垫相对于存在于被测器件上的接触垫在空间上重新分布，特别是放松接触垫本身的中心之间的距离限制。
在这种情况下，如图1所示，接触探针4具有朝向该空间变换器6的多个接触垫6A的另一接触尖端4B(通常表示为接触头)。探针和空间变换器之间的良好电接触可以通过将接触探针4的接触头4B压靠空间变换器6的接触垫6A(类似于与被测器件接触的方式)来确保。
如前面所述，上导向件2和下导向件3通过空隙7方便地隔开，从而允许接触探针4变形并且确保接触探针4的接触尖端和接触头分别正接触被测器件5和空间变换器6的接触垫。显然，应该设定上导向孔2A和下导向孔3A的尺寸，以允许接触探针4在其中滑动。
事实上，应该记住，测试头的正确操作主要受限于两个参数：接触探针的垂直移动或超程，以及这种探针的接触尖端的水平移动或擦洗(scrub)。
因此，在测试头制造步骤应该评估和校准这些特征，因为需要始终确保探针和被测器件之间的良好电连接。
还可以实现具有从通常由陶瓷制成的支撑件伸出的接触探针的测试头，该接触探针可以方便地预变形，以便在接触被测器件的接触垫时确保其固定弯曲。此外，这些探针在接触被测器件的接触垫时会进一步变形。
例如，在被称为Cobra技术下制造的测试头的情况下，如图2所示意的，接触探针4'具有预变形的构造，其中，接触尖端4A和接触头4B之间的偏移已经被限定在测试头的剩余部分。特别是在这种情况下，接触探针4'包括预变形部分4C，其有助于接触探针4'的适当弯曲，甚至不会使测试头与被测器件5接触。该接触探针4'在其操作期间，即当与被测器件5压力接触时会进一步变形。
应当注意，对于正确的测试头操作，接触探针应当在导向孔内具有适当程度的轴向移动自由度。以这种方式，这些接触探针在单个探针断裂的情况下也可以被提取和替换，而不需强制更换整个测试头。
该轴向移动自由度(特别是探针在导向孔内滑动时)，与测试头在其操作期间的正常安全要求形成对比。
特别地，在使用偏移板技术制造的测试头的情况下，证实了接触探针4在测试头1的维护和清洁操作期间出来的风险非常高，这些操作通常使用空气吹送或超声波进行，由此在接触探针4上产生机械应力，促使接触探针从导向孔中出来。
应强调的是，还存在一些广泛使用的构造，其中，接触探针4在接触尖端4A和接触头4B处(特别是包括适于在导向孔2A和3A中滑动的探针部分)的端部相对于这些孔的轴线(通常垂直于由被测器件限定的平面)倾斜，以便确保接触尖端在接触垫上的期望擦洗。
因此，接触探针的端部相对于导向孔的轴线的倾斜会在探针和孔之间形成一个或多个接触点，适于将探针部分地保持在孔内。
然而，探针(特别是它们的端部)在导向孔内可能会被过度保持，从而影响探针本身的滑动自由度，并且影响测试头整体的正确操作。在极端条件下，接触探针可能会“卡”在导向孔内，从而完全停止测试头的操作并导致需要更换该测试头。
为了消除或至少减少探针卡在导向孔中的这些问题，还已知使用具有高硬度的导电材料涂覆它们的端部，即，对应于每个探针的接触尖端和接触头的这些端部，该导电材料的硬度尤其大于制造探针的剩余部分的导电材料的硬度。以这种方式，事实上，被涂覆的端部和它们在其中滑动的导向孔的壁之间的摩擦减小，因此也减小了与这些端部对应的接触探针的磨损。
因此，通常，使用具有高硬度的涂覆导电材料能够改善接触探针在各自导向孔中的滑动。
显然，选择涂覆导电材料是为了具有良好的导电性并因此不会使接触探针测量的值显著变差。
还已知通过多层结构来制造接触探针，除了可以使接触探针弹性变形之外，还能够优化其良好操作所需的不同特性(尤其是它们的机械强度和导电性)，以便保证与被测器件和空间变换器的接触垫的正确接触。
更具体地，这些多层探针通常从多层金属片开始制造，其中接触探针被方便地切割，特别是通过激光切割。
根据已知技术制造的多层探针包括涂覆有一层或多层适于改善整个探针的电性能和硬度性能的涂覆层的中心或芯体。
例如，多层探针可以包括例如由钨制成的芯体，该芯体涂覆有例如由金制成的第一高导电层和例如由铑制成的具有高硬度的第二层，该第一和第二层布置在该芯体的相对侧。
本发明的技术问题是提供一种接触探针，其能够保证与被测器件的接触垫进行良好的电气和机械接触，这优化了导热和导电以及机械强度的特性，同时避免了探针被损坏或卡在各自的导向孔中的问题，以便克服根据现有技术制造的测试头仍然存在的限制和缺点。
发明内容
本发明所基于的技术方案思想在于，通过具有高导电性和热导性的至少一个第一导电材料和具有高硬度和耐腐蚀性的第二导电材料的结合来制造接触探针。
基于该技术方案思想，技术问题通过一种用于测试电子器件的装置的测试头的接触探针来解决，该接触探针包括在接触尖端和接触头之间延伸的主体，所述接触探针包括至少一个第一部分和第二部分，该至少一个第一部分和第二部分由至少两种不同的材料制成并且对应于焊接线连接在一起。
更具体地，本发明包括以下附加和可选特征，这些特征可单独使用也可组合使用(若需要)。
根据本发明的一个方面，所述第一部分可由第一导电材料制成，并且所述第二部分可由第二导电材料制成，所述第二导电材料的硬度值大于所述第一导电材料的硬度值。
此外，第二导电材料可以具有比第一导电材料的表面粗糙度值低的表面粗糙度值。第一导电材料还可以具有低于10μΩ/cm的电阻率的值和高于110W/(m-K)的热导率λ的值。
根据本发明的另一方面，所述第一导电材料可以是选自以下中的金属或金属合金：铜、银、金或它们的合金，例如铜-铌合金或铜-银合金，所述第一导电材料优选为铜。
此外，根据本发明的另一方面，所述第二导电材料可具有大于250Hv(相当于2451.75MPa)的维氏硬度值，优选具有大于400Hv(相当于3922.8MPa)的维氏硬度值。
此外，第二导电材料可以具有小于0.05微米的表面粗糙度Ra的值，Ra是实际表面轮廓相对于平均线的绝对值偏差的平均值。
根据本发明的另一方面，所述第二导电材料可以是选自以下中的金属或金属合金：镍或其合金，例如镍-锰、镍-钴、或钨或其合金，例如镍-钨或包含钨的多层材料、或钯或其合金，例如镍-钯或钯-钨、或铑或其合金，所述第二导电材料优选为钨。
此外，第一部分可以包括预变形部分。
根据本发明的另一方面，第一部分可以包括接触探针的接触头，第二部分可以包括接触探针的接触尖端。
此外，根据本发明的另一方面，接触探针可以包括对应于另一焊接线接合到第一部分的另一部分。
特别地，所述第一部分可相对于所述接触探针的纵向轴线居中布置，并且所述第二部分和所述另一部分相对于所述第一部分布置在所述接触探针的相对侧的端部处的。
更特别地，所述第二部分可包括所述接触尖端，所述另一部分可包括所述接触头。
此外，所述另一部分可由制成所述第二部分的所述第二导电材料或另一导电材料制成，该另一导电材料不同于制成所述第二部分的所述第二导电材料，所述另一导电材料的硬度值大于所述第一导电材料的硬度值。
根据本发明的另一方面，所述另一导电材料可以具有比第一导电材料的表面粗糙度值低的表面粗糙度值。
此外，所述另一导电材料可以具有大于250Hv(等于2451.75MPa)的维氏硬度值，优选地具有大于400Hv(等于3922.8MPa)的维氏硬度值。
所述另一导电材料还可以具有小于0.05微米的表面粗糙度Ra的值，Ra是实际表面轮廓相对于平均线的绝对值偏差的平均值。
根据本发明的另一方面，所述另一导电材料可以是选自以下中的金属或金属合金：镍或其合金，例如镍-锰、镍-钴、或钨或其合金，例如镍-钨或包含钨的多层材料、或钯或其合金，例如镍-钯或钯-钨、或铑或其合金，所述另一导电材料优选为钨。
此外，所述接触探针还可以包括由第三导电材料制成的外涂层，该第三导电材料的硬度值大于所述第一导电材料和所述第二导电材料的硬度值。
特别地，所述外涂层可以具有大于500Hv(等于4903.5MPa)的维氏硬度值。
根据本发明的另一方面，所述外涂层可以为金属或金属合金，特别是铑、铂或其金属合金、或钯或其合金，例如钯-钴合金、钯-镍合金或镍-磷合金，所述外涂层优选为铑。
该技术问题还通过用于测试电子器件的装置的测试头来解决，其特征在于，该测试头其包括多个如上所述制成的接触探针。
特别地，该测试头可以包括板状陶瓷支撑件，多个接触探针对应于各自的接触头固定地连接到该板状陶瓷支撑件。
或者，该测试头可以包括至少一对设有各自的导向孔的导向件，接触探针在该导向孔中滑动。
最后，通过一种用于制造如上所述制成的接触探针的方法来解决该技术问题，该方法包括以下步骤：
-制备多材料层压制品，该多材料层压制品通过将由第一导电材料制成的第一片材对应于焊接线(soldering string)焊接到由第二材料制成的第二片材获得；并且
-在所述多材料层压制品中实现接触探针，以在所述第一片材中限定所述接触探针的第一部分和在所述第二片材中限定所述接触探针的第二部分，所述第一部分和所述第二部分对应于焊接线连接，该焊接线是所述焊接线的一部分。
根据本发明的另一方面，所述制备多材料层压制品的步骤可包括将由另一材料制成的另一片材对应于另一焊接线焊接到所述第一片材，并且其中，所述在所述多材料层压制品中实现接触探针的步骤还包括在所述另一片材中限定另一部分，所述第一部分和所述另一部分对应于另一焊接线连接，该另一焊接线是所述另一焊接线的一部分。
所述焊接步骤可以通过选自传统焊接、涂覆、钎焊的工艺进行。
此外，该制造方法还可以包括在焊接步骤之后的层压步骤。
根据本发明的另一方面，所述在所述多材料层压制品中实现接触探针的步骤可包括掩模工艺和随后的化学蚀刻，其具有一个或多个掩模和蚀刻步骤。
或者，所述在所述多材料层压制品中实现接触探针的步骤可包括激光切割步骤。
根据本发明的另一方面，所述激光切割步骤可包括对应于所述接触探针的轮廓的切割激光束的多个通道。
最后，所述激光切割步骤可包括校准所述切割激光束的多个通道，以便分离用在所述多材料层压制品中的硬度较大的材料。
根据本发明的测试头和调整方法的特征和优点将从以下参考附图的，通过指示性和非限制性的示例所给出的实施例的示例的描述中显而易见。
附图说明
在这些附图中：
图1示意性地示出了根据现有技术制造的垂直探针测试头的接触探针；
图2示意性地示出了根据现有技术以Cobra技术制造的测试头的接触探针；
图3A和3B示意性地示出了根据本发明的一个实施例的包括自由体接触探针的测试头；
图4示意性地示出了根据本发明的另一实施例的包括垂直技术中的接触探针的测试头；
图5示意性地示出了图3A的在其制造过程期间的接触探针；以及
图6示意性地示出了图4的在其制造过程期间的接触探针。
具体实施方式
参照这些附图，特别是图3A和3B，下面描述用于测试集成在晶片上的电子器件的装置的测试头的接触探针。
应注意的是，这些附图示出了根据本发明的接触探针的示意图，而没有按比例绘制，相反，这些附图绘制成突出本发明的重要特性。在附图中，不同的部分被示意性地示出，它们的形状能够根据所需应用而变化。此外，关于一个实施例所描述的并且在一个附图中示出的手段也可用于其它附图所示的其它实施例。
为求简化，测试头10被示为仅包括一个接触探针11，接触探针11又包括至少一个适于抵靠被测器件13的接触垫13A的接触尖端11A。
该接触探针11还可以包括也称为接触头11B的头部，在这种情况下，该头部接合在至少一个上板或导向件12的导向孔12A中。该接触头11B可以抵靠空间变换器的接触垫(如在未紧固的垂直探针的实施例中)，或者其可以固定地关联(例如焊接)到陶瓷支撑件(如在从这样的支撑物伸出的探针的实施例中)。
特别地，在图3A所示的示例中，接触探针11是自由体探针，并且其接触头11B容纳在上导向件12的导向孔12A中。也可以使用用于焊接到作为测试装置(未示出)的接口的外部支撑件12'的自由体类型的接触探针11，如图3B中示意性所示。在该实施例下，接触探针11在接触头11B处具有用于外部支撑件12'的焊接区域12B。
接触探针11还包括预变形部分14，其设置于上导向件12或外部支撑件12'与被测器件13之间(对应于在涉及现有技术的说明中所述的空隙15)，预变形部分14在接触尖端11A按压接触被测器件13的接触垫13A时进一步变形。
根据本发明的一个方面，接触探针11包括至少一个第一部分20和一个第二部分21，两者由两种不同材料制成并且对应于焊接线22连接在一起，以便形成接触探针11。特别地，该第一部分20包括接触探针11的接触头11B，而第二部分21包括接触探针11的接触尖端11A。方便地，该第一部分20也包括预变形部分14。
应强调的是，术语“焊接”用于指定第一和第二部分之间的固结，该固结可以通过传统的焊接工艺，或者通过涂覆工艺或钎焊来实现。
第一部分20由具有高导电率和热导率值的第一导电材料制成，该第一导电材料特别是选自铜、银、金或它们的合金(例如铜-铌或铜-银合金)的金属或金属合金，优选为铜。特别地，该第一导电材料具有小于10μΩ/cm的电阻率的值和大于110W/(m-K)的热导率λ的值。
相反，第二部分21由硬度值大于第一导电材料的硬度值的第二导电材料制成。此外，第二导电材料具有比第一导电材料的表面粗糙度值低的表面粗糙度值。特别地，第二导电材料是选自镍或其合金(例如镍-锰，镍-钴)、或钨或其合金(例如镍-钨或包含钨的多层材料)、或钯或其合金(例如镍-钯或钯-钨)、或铑或其合金中的金属或金属合金，优选为钨。特别地，第二导电材料具有大于250Hv(相当于2451.75MPa，使用转换公式Hv x 9,807＝MPa)的维氏硬度值，优选地具有大于400Hv(等于3922.8MPa)维氏硬度值。
此外，第二导电材料具有小于0.05微米的表面粗糙度Ra值(Ra是实际表面轮廓相对于平均线的绝对值偏差的平均值)。
应强调的是，具有高导电性(即低电阻率)的第一部分20的存在改变了接触探针11的电性能。
事实上，例如由铜制成的高导电部分的存在有效实现了与接触探针11的第二部分21的电阻串联的电阻。换言之，好像接触探针11是由具有第一部分20的第一导电材料与第二部分21的第二导电材料两者的平均导电性的材料制成。
因此，以这种方式，与例如完全由钨制成的传统探针相比，该接触探针11能够承受更高的电流密度，因为施加到该接触探针11上的大部分电流被带到其具有高导电性或低电阻率的第一部分20中。最后，具有高导电性的第一部分20的第一导电材料的存在保证了接触探针11的更好散热。
相反，选择第二部分21的第二导电材料是为了具有与第一导电材料相比更高的硬度值，从而提高(在第二部分21处制得的)接触尖端11A在被测器件13的接触垫13A上的滑动。以此方式，可延长探针的使用寿命，确保探针在大量测试操作(其中接触尖端11A按压接触被测器件13的接触垫13A)，并且还在对尖端本身所进行的通常涉及摩擦布(所谓的清洁“触摸(touch downs)”)的数次清洁和再成形操作之后进行正确操作。
还应强调的是，在第二部分21中并且由第二高硬度材料制成的接触探针11的接触尖端11A在被用于接触由非常硬的材料(例如铜柱和微铜柱)制成的接触垫时，以及在尖端本身在特定摩擦布上进行多次清洁“触摸”之后，也能有利地保持其形状。
根据一个可选实施例，接触探针11还可以包括外涂层(未示出)。特别地，该外涂层可以由第三导电材料制成，该第三导电材料的硬度值大于制成第一部分20和第二部分21的第一和第二导电材料的硬度值，并且特别地，其维氏硬度值大于500Hv(相当于4903.5MPa)。优选地，该第三导电材料为金属或金属合金，特别是铑、铂、或其金属合金；或钯或其合金，例如钯-钴合金、钯-镍合金或甚至镍-磷合金。在本发明的一个优选实施例中，该外涂层由铑制成。
应强调的是，选择第三导电材料，是为了具有良好的导电性，特别是使电阻率值低于10μΩ/cm，并且为了不使接触探针测量的值显著变差。此外，外涂层允许使接触探针11(特别是在其接触尖端11A处)具有甚至更大的外硬度。
实质上，外涂层通常改善了接触探针11整体的机械性能。
或者，如图4所示，根据本发明的接触探针11可以是竖直型的，其被***到至少一对板的各自的导向孔并被方便地偏移。
事实上，在该实施例下，如关于已知技术所述，测试头10除了上板或导向件12之外还包括下板或导向件16，上板或导向件12和下板或导向件16具有各自的上导向孔12A和下导向孔16A，至少一个接触探针11在其中滑动。
在该实施例下，接触探针11还具有至少一个适于抵靠被测器件13的接触垫13A上的接触端或尖端11A。
在该实施例下，接触探针11具有另一个接触尖端，其通常表示为接触头并在图4中标示为11B。该接触头朝向空间变换器18的多个接触垫18A。以类似于与被测器件接触的方式，通过将接触探针11的接触头11B压靠在空间变换器18的接触垫18A来确保探针和空间变换器之间的良好电接触。
如已关于已知技术所述，上导向件12和下导向件16通过空隙15方便地隔开，该空隙15允许接触探针11变形并且确保接触探针11的接触尖端和头部正分别接触被测器件13和空间变换器18的接触垫。显然，上导向孔12A和下16A导向孔的尺寸应当做成能够成允许接触探针11在其中滑动。
此外，接触探针11具有通过上导向件12和下导向件16的适当偏移而获得的偏移部19，并且该偏移部19可在测试头10操作期间变形，特别是在接触尖端11A按压接触被测器件13的接触垫13A以及接触头11B按压接触空间变换器18的接触垫18A时变形。
根据图4所示的本发明的一个实施例，接触探针11在该实施例中包括第一部分20和第二部分21以及另一部分21'。
特别地，第一部分20对应于接触探针11的纵向轴线的中央布置并且包括偏移部19。而第二部分21和另一部分21'布置在第一中央部分20的相对两侧，特别是与接触探针11的端部对应。更具体地，第二部分21包括接触探针11的接触尖端11A，而另一部分21'包括接触探针11的接触头11B。
方便地，这些中央部分20和端部部分21和21'由至少两种不同的材料制成，并且对应于焊接线22、22'连接在一起以形成接触探针11。特别地，第一部分20对应于焊接线22连接至第二部分21，第一部分20对应于另一焊接线22'连接至另一部分21'.
应强调的是，借助根据本发明的接触探针11的截面构造，只有端部部分接触设置在包括接触探针11的测试头的板形导向件中的导向孔。
方便地，还根据该实施例，第一部分20由具有高导电率和热导率值的第一导电材料制成，该第一导电材料可特别是选自铜、银、金或它们的合金(例如铜-铌或铜-银)的金属或金属合金，优选为铜。特别地，该第一导电材料具有小于10μΩ/cm的电阻率的值和大于110W/(m-K)的热导率λ的值。
第二部分21和另一部分21'都由硬度值大于第一导电材料的硬度值的第二导电材料制成。此外，第二导电材料也具有比第一导电材料的表面粗糙度值低的表面粗糙度值。特别地，第二导电材料是选自镍或其合金(例如镍-锰、镍-钴)、或钨或其合金(诸如镍-钨或包含钨的多层材料)、或钯或其合金(如镍-钯或钯-钨)、或铑或其合金的金属或金属合金，优选为钨。特别地，第二导电材料具有大于250Hv(相当于2451.75MPa)的维氏硬度值，优选具有大于350Hv(相当于3432.45MPa)的维氏硬度值。此外，第二导电材料具有小于0.05微米的表面粗糙度Ra的值(Ra是实际表面轮廓相对于平均线的绝对值偏差的平均值)。
或者，另一部分21'可由另一导电材料制成，该另一导电材料不同于制作第二部分21的第二导电材料。同样选择另一导电材料是为了具有大于第一导电材料的硬度值。此外，该另一导电材料也具有比第一导电材料的表面粗糙度值低的表面粗糙度值。类似地，另一导电材料是选自镍或其合金(诸如镍-锰、镍-钴)、或钨或其合金(诸如镍-钨或包含钨的多层材料)、或钯或其合金(例如镍-钯或钯-钨)、或铑或其合金的金属或金属合金，优选为钨，并且具有大于250Hv(相当于2451.75MPa)的维氏硬度值，优选具有大于400Hv(相当于3922.8MPa)的维氏硬度值。此外，该另一导电材料具有小于0.05微米的表面粗糙度Ra的值(Ra是实际表面轮廓相对于平均线的绝对值偏差的平均值)。
按照这种方式，当接触探针11滑动地组装在板形导向件(特别是陶瓷导向件)中的导向孔中时，探针本身在操作期间不会发生摩擦或“划痕”。
此外，如前所述，由该另一材料制成的接触尖端11A在被用于接触由非常硬的材料(例如铜柱和微铜柱)制成的接触垫时，以及在尖端本身在特定摩擦布上的多次清洁“触摸”之后，同样能有利地保持其形状。
测试头将包括多个根据本发明的接触探针11类型的探针。特别地，这种测试头可包括板状支撑件(特别是陶瓷支撑件)，该多个接触探针在探针头处固定地连接到该支撑件，而探针尖端从板状支撑件开始自由地伸出，以便紧靠对应的被测器件的多个接触垫，如图3A和3B所示，附图中仅示出一个接触探针11。
或者，测试头可以包括彼此相对间隔的上导向件和下导向件，以限定空隙，并且该上导向件和下导向件设置有相应的上导向孔和下导向孔，多个接触探针在其中滑动，如图4所示，其仅示出一个接触探针11。
本发明还涉及一种用于制造上述类型的接触探针11的方法。
用于制造图3所示类型的接触探针11的方法，例如特别包括以下步骤：
-制备多材料层压制品23，该层压制品通过将由第一导电材料制成的第一片材24对应于焊接线(soldering string)26焊接到由第二材料制成的第二片材25而获得；并且
-在多材料层压制品23中实现接触探针11，以在第一片材24中限定接触探针11的第一部分20和在第二片材25中限定第二部分21，两个部分对应于焊接线22连接，该焊接线22是焊接线26的一部分。
同样在该实施例中，术语“焊接”用于指定第一和第二片材之间的固结以形成多材料层压制品23，该固结可以通过传统的焊接工艺、或者通过涂覆工艺或钎焊获得。
该制造方法还可包括另一层压步骤，特别是在固结之后使多材料层压制品23平整，例如去除多材料层压制品23本身在焊接后留下的任何表面不均匀物。
此外，在多材料层压制品23中实现接触探针11的步骤可以通过激光切割、或通过掩模工艺和随后的化学蚀刻来进行，其进一步可包括一个或多个掩模和蚀刻步骤。
如图5所示，激光切割操作例如可通过能够将切割激光束28引导在多材料层压制品23上的专用激光设备27来执行。
以非常类似的方式，可以通过包括以下步骤的方法制造图4所示类型的接触探针11：
-制备多材料层压制品23，该层压制品通过将由第一导电材料制成的第一片材24对应于焊接线26焊接到由第二材料制成的第二片材25，并且将该第一片材24对应于焊接线26'焊接到由另一材料制成的另一片材25'而获得；并且
-在多材料层压制品23中实现接触探针11，以在第一片材24中限定接触探针11的第一部分20和在第二片材25中限定第二部分21以及在另一片材25'中限定另一部分21'，第一部分20和第二部分21对应于焊接线22连接，该焊接线22是焊接线26的一部分，第一部分20和另一部分21'对应于另一焊接线22'连接，该焊接线22'是另一焊接线26'的一部分。
同样在该实施例中，术语“焊接”用于指定第一和第二片材之间的固结以形成多材料层压制品23，该固结也可以通过传统的焊接工艺、或者通过涂覆工艺或钎焊获得。
该制造方法还可包括另一层压步骤，特别是在固结之后使多材料层压制品23平整，例如去除多材料层压制品23本身在焊接后留下的任何表面不均匀物。
此外，在多材料层压制品23中实现接触探针11的步骤可通过激光切割、或通过掩模工艺和随后的化学蚀刻来进行，其进一步可包括一个或多个掩模和蚀刻步骤。
此外，在该实施例中，如图6所示，激光切割操作例如也可通过能够将切割激光束28引导在多材料层压制品23上的专用激光设备27来执行。
应强调的是，接触探针11从多材料层压制品23的实际切割和分离可以包括切割激光束28对应于接触探针11的轮廓的多个通道。
此外，考虑到使用不同的材料来制造多材料层压制品23的片材，切割激光束28的通道数量可根据所考虑的材料而有所不同，特别是对于具有更大硬度的材料而言，通道数量也更多。
在一个优选实施例中，制造方法包括校准切割激光束28的多个通道，以便分离在多材料层压制品23中使用的硬度较大的材料。
总之，有利地根据本发明，可获得具有高导电率部分的接触探针，其能够增加探针可以承受的电流密度并且改善散热性，能够焊接到对应于被测器件的接触垫布置的较高硬度部分，并且能够改善接触尖端在接触垫上的滑动并且延长探针使用寿命，同时探针部分在导向孔中滑动，可避免探针刮伤或探针本身卡住。
此外，接触探针可以包括具有甚至更高硬度的外涂层，从而能够总体上提高探针的机械性能。
此外，由于接触探针的性能的改进(例如通过高导电层和外涂层的硬度提高的电流能力)，可以减小探针的横截面并因此也减小探针的长度，例如与用于类似应用的已知探针相比减少达其一半。立即可以清楚探针长度减小、性能相当如何能够降低RLC寄生效应(特别是电感值)，同时这有利于接触探针的整体性能，特别是在频率上。
最后，方便地，根据本发明的探针可通过激光切割由焊接不同材料的片材而获得的多材料层压制品并使用多个通道的切割激光束而制得，该多个通道基于待切割的材料(特别是在形成多材料层压制品的材料中具有最高硬度的材料)被校准。
很明显，为了满足特定的要求和规格，本领域技术人员可以对上文所述的测试探针进行多种改变和变型，这些改变和变型全部都包括在如所附权利要求书所限定的本发明的保护领域内。

Claims (21)

1.一种接触探针(1)，用于测试电子器件的装置的测试头，该接触探针包括在接触尖端和接触头(11A、11B)之间延伸的主体，所述接触探针(11)包括至少一个第一部分(20)以及第二部分(21)，该至少一个第一部分(20)和第二部分(21)由至少两种不同的材料制成并且对应于焊接线(22)连接在一起。
2.根据权利要求1所述的接触探针，其特征在于，所述第一部分(20)由第一导电材料制成，并且所述第二部分(21)由第二导电材料制成，所述第二导电材料的硬度值大于所述第一导电材料的硬度值。
3.根据权利要求2所述的接触探针，其特征在于，所述第一导电材料是选自以下的金属或金属合金：铜、银、金或它们的合金，例如铜-铌合金或铜-银合金，所述第一导电材料优选为铜。
4.根据权利要求2至3中的任一项所述的接触探针，其特征在于，所述第二导电材料具有大于250Hv(相当于2451.75MPa)的维氏硬度值，优选具有大于400Hv(相当于3922.8MPa)的维氏硬度值。
5.根据权利要求2至4中的任一项所述的接触探针，其特征在于，所述第二导电材料是选自以下的金属或金属合金：镍或其合金，例如镍-锰、镍-钴；或钨或其合金，例如镍-钨或包含钨的多层材料；或钯或其合金，例如镍-钯或钯-钨；或铑或其合金，所述第二导电材料优选为钨。
6.根据前述权利要求中的任一项所述的接触探针，其特征在于，所述第一部分(20)包括所述接触探针(11)的所述接触头(11B)，并且所述第二部分(21)包括所述接触探针(11)的所述接触尖端(11A)。
7.根据权利要求1至5中的任一项所述的接触探针，其特征在于，包括对应于另一焊接线(22')连接到所述第一部分(20)的另一部分(21')。
8.根据权利要求7所述的接触探针，其特征在于，所述第一部分(20)相对于所述接触探针(11)的纵向轴线居中布置，并且所述第二部分(21)和所述另一部分(21')相对于所述第一部分(20)的两侧布置，位于所述接触探针(11)的端部处。
9.根据权利要求8所述的接触探针，其特征在于，所述第二部分(21)包括所述接触探针(11)的所述接触尖端(11A)，所述另一部分(21')包括所述接触探针(11)的所述接触头(11B)。
10.根据权利要求7至9中的任一项所述的接触探针，其特征在于，所述另一部分(21')由制成所述第二部分(21)的所述第二导电材料制成。
11.根据权利要求7至9中的任一项所述的接触探针，其特征在于，所述另一部分(21')由另一导电材料制成，该另一导电材料不同于制成所述第二部分(21)的所述第二导电材料，所述另一导电材料的硬度值大于所述第一导电材料的硬度值。
12.根据权利要求11所述的接触探针，其特征在于，所述另一导电材料是选自以下的金属或金属合金：镍或其合金，例如镍-锰、镍-钴；或钨或其合金，例如镍-钨或包含钨的多层材料；或钯或其合金，例如镍-钯或钯-钨；或铑或其合金，所述另一导电材料优选为钨。
13.根据前述权利要求中的任一项所述的接触探针，其特征在于还包括由第三导电材料制成的外涂层，该第三导电材料的硬度值大于所述第一导电材料和所述第二导电材料的硬度值。
14.根据权利要求13所述的接触探针，其特征在于，所述外涂层为金属或金属合金，特别是铑、铂或其金属合金；或钯或其合金，例如钯-钴合金、钯-镍合金甚或镍-磷合金，所述外涂层优选为铑。
15.一种用于测试电子器件的装置的测试头，其特征在于包括多个根据前述权利要求中的任一项制造的接触探针(11)。
16.一种用于制造根据权利要求1至14中的任一项所述的接触探针(11)的方法，包括以下步骤：
-制备多材料层压制品(23)，该多材料层压制品通过将由第一导电材料制成的第一片材(24)对应于焊接线(26)焊接到由第二材料制成的第二片材(25)来获得；并且
-在所述多材料层压制品(23)中实现接触探针(11)，以在所述第一片材(24)中限定所述接触探针(11)的第一部分(20)和在所述第二片材(25)中限定所述接触探针(11)的第二部分(21)，所述第一部分(20)和所述第二部分(21)对应于焊接线(22)连接，该焊接线(22)是所述焊接线(26)的一部分。
17.根据权利要求16所述的制造方法，其中，所述制备多材料层压制品(23)的步骤包括将由另一材料制成的另一片材(25')对应于另一焊接线(26')焊接到所述第一片材(24)，并且其中，所述在所述多材料层压制品(23)中实现接触探针(11)的步骤还包括在所述另一片材(25')中限定另一部分(21')，所述第一部分(20)和所述另一部分(21')对应于另一焊接线(22')连接，该另一焊接线(22')是所述另一焊接线(26')的一部分。
18.根据权利要求16或17所述的制造方法，其中，所述在所述多材料层压制品(23)中实现接触探针(11)的步骤包括掩模工艺和随后的化学蚀刻，其具有一个或多个掩模和蚀刻步骤。
19.根据权利要求16至18中的任一项所述的制造方法，其中，所述在所述多材料层压制品(23)中实现接触探针(11)的步骤包括激光切割步骤。
20.根据权利要求19所述的制造方法，其中，所述激光切割步骤包括对应于所述接触探针(11)的轮廓的切割激光束(28)的多个通道。
21.根据权利要求20所述的制造方法，其中，所述激光切割步骤包括校准所述切割激光束(28)的多个通道，以便分离用在所述多材料层压制品(23)中的硬度较大的材料。
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