CN101454679A - 带有电子组件的探针结构 - Google Patents

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Abstract

一种探针装置包括基板、附加在基板上的接触结构以及电连接到接触结构的电子组件。电子组件可以附加在接触结构上。

Description

带有电子组件的探针结构
背景技术
已知小型或微型尺寸的探针结构包括用于与物体进行接触(即,探测)的尖端部分。例如,这种探针结构可以与其它装置一起使用,来测试电子设备,诸如一个或多个半导体管芯(semiconductor die)。可以使探针的尖端压住电子设备的输入和/或输出端子使之与电子设备电连接。然后可以通过一些探针把测试数据输入到电子设备,并且可以通过其它一些探针从电子设备读出由电子设备产生的响应数据。本发明的一些实施例涉及制造探针的改进的方法,并且一些实施例特别涉及与一个或多个整体形成的电子组件一起制造探针的方法。本发明的一些实施例还涉及对紧邻探针接触尖端处的电子组件进行定位。
发明内容
在一些实施例中,探针装置可以包括基板、附加在基板上的接触结构以及电连接到接触结构的电子组件。电子组件可以附加在接触结构上。
附图说明
图1示出根据本发明一些实施例的、带有附加形成的电子元件的示范性探针结构。
图2示出根据本发明一些实施例的示范性探针卡组件。
图3示出根据本发明一些实施例的通信信道和去耦电容器的简化示意图。
图4示出根据本发明一些实施例的、带有多个分支和每个分支中的隔离电阻的通信信道的简化示意图。
图5A—12C示出根据本发明一些实施例的示范性过程,在该过程中形成带有电连接探针结构的电容器的探针结构。
图13A—13E示出根据本发明一些实施例的示范性过程,在该过程中形成带有隔离电阻的、使端子电连接到多个探针的连接杆(tie bar)。
图14A—23B示出根据本发明一些实施例的示范性过程,在该过程中在牺牲基板上形成带有电容器的探针。
图24示出通过图14A—23B的过程形成的牺牲基版上的探针和电容器的正面透视图。
图25示出把通过图14A—23B的过程形成的探针附加到基板上。
图16A—30B示出根据本发明一些实施例的另一个示范性过程,在该过程中在牺牲基板上形成带有电容器的探针。
具体实施方式
本说明描述本发明的示范性实施例和应用。然而,本发明并不局限于这些示范性实施例和应用或示范性实施例和应用工作的方式或这里所描述的。此外,可以以简化形式或部分视图来示出附图,为了说明的简便和清楚起见,可能会夸大附图中元件的尺寸或不成比例。此外,这里使用的术语“之上”可以是一个物体(例如,材料、层、基板等)在另一个物体“之上”而不管这一个物体是直接位于另一个物体“之上”或有一个或多个其它物体插入在该物体和其它物体之间。
图1示出根据本发明一些实施例的、带有附加电子组件104的示范性探针结构。如图1所示,可以把探针结构102附加在基板108的导电端子106上,它可以包括用于使端子106与基板108上或中的另一个端子(未示出)或其它电气元件(未示出)电连接的导电通孔114。另一方面或此外,端子106可以通过设置在基板108的表面上或内部的导电轨迹(未示出)与基板108上或中的其它端子(未示出)或电气元件(未示出)电连接。基板108可以包括任何材料。例如,基板108可以包括,但是不局限于,下列材料之一或组合:印刷电路板材料、陶瓷、有机材料、无机材料、塑料等。
还是如图1所示,可以由一种或多种导电材料制造的探针结构102可以包括悬臂横杆110和接触尖端112。可以配置接触尖端112使之压住电子设备(未示出)的一个端子(未示出)。横杆110可以是柔性的和有回弹力的,因此产生使尖端112抵住电子设备(未示出)的端子(未示出)的反力。探针结构102因此而可以建立基板108和电子设备(未示出)之间的电连接。
如上所述,探针结构102可以包括电气组件104。例如,在形成探针结构102的过程期间,可以与探针结构一起形成电气组件104,或可以把电子组件104附加到探针结构102上(例如,作为独立制造的、分立电子组件)。电气组件104因此而可以与探针结构102集成在一起。当然,可以使不止一个电气组件104集成在探针结构102中或与探针结构102一起形成或在制造探针结构102之后附加到探针结构102上。
电气组件104可以是任何电气元件或组件。电气组件104的非局限性例子包括一个或多个电阻器、电容器、电感器、二极管、晶体管、驱动电路、集成电路(例如,集成到半导体材料中的电路)等。集成电路的非局限性的例子包括驱动电路、数字处理器、数字存储器、数字逻辑电路、模拟电路或上述电路的任何组合。此外,虽然在图1中示出了一个探针结构102,但是可以把多个探针结构102附加到基板108上。例如,可以使多个探针结构102附加到基板108上的多个端子106。在这种情况中,可以使一个或多个探针结构102电连接到电气组件104,并且可以在制造探针结构过程期间或之后与探针结构102一起制造电气组件104或使电气组件104附加到探针结构102上。
图1中的探针结构102的配置只是示范性的,探针结构102的许多其它配置都是可能的。探针结构102的其它合适配置的非局限性例子包括由与基板(像基板108)上导电端子(像端子106)结合的芯线形成的和涂敷了有回弹力的材料的合成结构,如美国专利第5,476,211号、美国专利第5,917,707号、美国专利第6,336,269号中所描述的。另外,探针结构102可以是通过平版印刷法形成的结构,像美国专利第5,994,152号、美国专利第6,033,935号、美国专利第6,255,126号、美国专利第6,945,827号、美国专利申请公报2001/0044225号以及美国专利申请公报2004/0016119号中所描述的探针和弹簧元件。再有的探针结构102其它合适配置的非局限性例子包括美国专利第6,827,584号、美国专利第6,640,432号、美国专利第6,441,315号以及美国专利申请公报2001/0012739号中揭示的探针。探针结构102的配置的其它非局限性例子包括导电弹簧引脚(pogo pin)、突出物、接线柱、冲压弹簧(stampedspring)、针、扣住杆等。
存在像图1的探针结构102那样的探针结构的许多可能的应用和用途。示出根据本发明一些实施例的示范性探针卡组件的图2示出了一个如此的应用或用途。
可以使用图2中示出的示范性探针卡组件200来测试以下称之为待测设备或“DUT”228的一个或多个电子设备。DUT 228可以是任何待测的一个或多个电子设备。DUT 228的非局限性例子包括未分成单个(unsingulated)的半导体晶片的一个或多个管芯、从晶片分成单个(singulated)的一个或多个半导体管芯(经封装或未经封装的)、设置在载体或其它固定设备上的分成单个的半导体管芯的阵列、一个或多个多管芯电子模块、一块或多块印刷电路板或任何其它类型的一个或多个电子设备。注意,这里使用的术语DUT是指这些电子设备中的一个或多个。
探针卡组件200的作用如同测试仪(未示出)和DUT 228之间的接口。可以是计算机或计算机系统的测试仪(未示出)可以控制DUT 228的测试。例如,测试仪(未示出)可以产生要输入到DUT 228的测试数据,并且测试仪(未示出)可以根据测试数据接收和估计通过DUT 228产生的响应数据。探针卡组件200可以包括电气连接器204,它可以与来自测试仪(未示出)的多个通信信道(未示出)进行电连接。探针卡组件200还可以包括配置成可以压住因而与DUT 228的输入和/或输出端子220进行电连接的探针226。
探针卡组件200还可以包括配置成支撑连接器204和探针226以及提供连接器204和探针226之间的电连接的一个或多个基板。图2中示出的示范性探针卡组件200可以具有更多或更少的基板。图2所示为导线基板202、插入基板208以及探针基板224。可以由任何类型的基板来制造导线基板202、插入基板208和探针基板224。合适基板的例子包括,但是不局限于,印刷电路板、陶瓷基板、有机或无机基板等。上述各种基板的组合也是可能的。
可以提供从连接器204经过导线基板202到导电弹簧互连基板206的导电路径(未示出)。可以提供从弹簧互连基板206经过插入基板208到导电弹簧互连基板219的另外的导电路径(未示出),还可以提供从弹簧互连基板219经过探针基板224到探针226的再另一个导电路径(未示出)。经过导线基板202、插入基板208和探针基板224的电路经(未示出)可以包括在导线基板202、插入基板208和探针基板224上或中的、或经过导线基板202、插入基板208和探针基板224的导电通孔、轨迹等。
可以通过支架222和/或其它合适的装置使导线基板202、插入基板208和探针基板224固定在一起。图2所示的探针卡组件200的配置只是示范性的,并为了便于说明和讨论而作了简化。许多变型、修改和添加都是可能的。例如,探针卡组件200可以比图2中示出的探针卡组件200具有更少或更多的基板(例如,202、208、224)。作为另一个例子,探针卡组件200可以具有不止一个探针基板(例如,224),并且每个如此的探针基板可以独立地调节。在2005年6月24日提交的美国专利申请11/165,833中揭示了带有多个探针基板的探针卡组件的非局限性例子。在美国专利第5,974,622号、美国专利第6,509,751号、和上述2005年6月24日提交的美国专利申请11/165,833中示出了探针卡组件另外的非局限性例子,并且可以在图2中示出的探针卡组件200中实施这些专利和申请中描述的探针卡组件的各种特征。
探针卡组件200的、像探针结构102那样的探针226可以包括像图1的电气组件104那样的、一个或多个集成的电气组件。存在像电气组件104那样的、集成在探针卡组件200中或与探针卡组件200的探针226一起形成的一个或多个电气组件的许多可能的用途。
图3示出一个如此用途的例子。图3示出示范性通信信道304,可以通过该通信信道把功率提供给DUT228。如所示,驱动电路302可以把功率(例如,5伏信号)驱动到信道304。如上相对于图2所述,信道304可以电连接到探针卡组件200的连接器204(也参见图2),探针卡组件200的连接器204可以进一步连接到配置成接触DUT 228上功率输入端子220的探针226。另一方面,驱动器302可以通过信道304提供数据、测试、控制或其它类型的信号。驱动器302可以位于测试仪(未示出)中或位于其它位置。作为图3所示的配置的变型,驱动器302可以位于探针卡组件200上。
如图3所示,电容器308可以从信道304电连接到地310,并且可以定电容器308的大小使之滤除通过驱动器302驱动到信道304上的功率信号的噪声。例如,可以定电容器308的大小使之滤除驱动到信道304上的、可能是由于DUT 228的操作而引起的功率信号的高频噪声。电容器308因此而可以具有去耦电容器那样的功能。可以使电容器308集成到两个或多个探针226的构成中,以致电容器308与配置成把功率提供给DUT 228的一个或多个探针226电连接,而一个或多个其它探针226配置成向DUT 228提供地连接。另一方面,可以把电容器308附加到(例如,焊接到)一个或多个探针226。不管电容器308是集成到探针226的构成中还是附加到探针226上,在一些实施例中,可以通过使去耦电容器308的位置接近探针226而减少或消除寄生效应(例如,寄生电容)。事实上,一般来讲,电容器308的位置与探针226的接触尖端越接近,寄生效应就越小。
图4示出像集成到探针卡组件200中或与探针卡组件200的探针226一起形成的电气组件104那样的一个或多个电气组件的另一个示范性用途。如所示,驱动电路402可以把测试数据驱动到通信信道404上。一般信道404像信道304那样,并且如图4所示,可以电连接到探针卡组件200的连接器204。驱动器402可以位于测试仪(未示出)中或位于其它位置。作为图4所示的配置的变型,驱动器402可以位于探针卡组件200上。作为再一个变型,驱动器402可以通过信道404提供功率或接地。
如图4所示,可以经过多个导电分支406(示出三个,但是可以实施更多个或更少个)把通过驱动器402驱动到通信信道404上的测试数据提供给多个探针226。这样,可以使用输入到一个DUT 228的、通过测试仪(未示出)产生的测试数据来测试多个DUT 228(再次,图4中示出三个,但是可以实施更多个或更少个)。
还是如图4所示,每个分支406可以包括一个隔离电阻412,该电阻用来防止图4所示的一个端子220处的对地短路故障不致使其它端子220也对地短路。即,隔离电阻412可以提供通过分支406电连接的探针226之间的电气隔离的量度。例如,如果图4所示的探针226中之一接触已经发生对地短路故障的DUT 228的端子220(即,端子220对地短路),则图4所示的所有探针226都会趋向于接地,因为所有的探针226是相互电连接的。因此,图4所示的探针226接触的DUT 228之一的对地短路故障可能使所有的探针226都记录地电平电压,事实上,在只有一个DUT 228有故障时,导致所有的DUT 228都测试成有故障。因为隔离电阻412提供每个探针226的电气隔离的量度,所以隔离电阻412可以防止在一个探针226处的除了其它故障之外的对地短路故障负面地影响其它探针226。隔离电阻412的正确大小取决于系统和系统中使用的电压电平。一般来讲,应该定电阻412的大小以致如果在探针226上有高电平电压的同时探针226中之一接触对地短路的端子220,则根据系统的规格,其它探针226保持在足以认为高逻辑电平电压的一个电压上。可以使电阻412集成到探针卡组件200中或与探针卡组件200的一个或多个探针226一起制造,或另一方面,电阻412可以焊接于或附着于探针226。
图3和4示出用于集成到探针卡组件200的探针226的一个或多个电气组件的两个可能的用途。还存在其它可能的用途。例如,如上所述,电气组件104(见图1)可以是一个或多个有源集成电路。作为一个例子,电气组件104可以包括包含处理器运行的软件(包括而不局限于软件、固件和微码)的处理器(未示出)和存储器(未示出)。例如,可以对这种处理器进行编程,以执行产生要输入到DUT 228的测试数据和根据测试数据估计通过DUT 228产生的响应数据的测试仪(未示出)一般执行的某些或所有的功能。因此,可以在由电气组件104组成的集成的处理器和存储器电路中实施测试仪(未示出)执行的上述某些或所有的功能。作为再另一个方面,探针卡组件200的不同探针226可以具有不同类型的电气组件104。
图5A-12C示出根据本发明一些实施例的示范性过程,用于制造像图1的电气组件104那样的、具有两个探针结构构成(每个都像图1的探针结构102那样的)的电气组件。将会看到,在图5A-12C示出的例子中,可以在基板502上制造两个探针结构1100和1101以及电容器704(见图12A-12C)。如可在图12A-12C中看到(图中示出通过图5A-12C的过程形成探针结构1100、1101),可以使探针结构1100电连接(通过列806)到基板502的一个端子504,并且可以使探针结构1101电连接(通过列808)到基板502的另一个端子506。在图12A-12C中还可以看到,电容器704可以与探针结构1100和探针结构1101电连接。
可以通过端子504使探针结构1100连接到电源,因此可以把功率(例如,5伏)提供给DUT 228,并且可以通过端子506使探针结构1101连接到地(例如,0伏)。因此电容器704的功能是如同图3中的去耦电容器308那样的去耦电容器。但是,可以在探针结构1100、1101之间设置与电容器704不同的电气组件来代替电容器704或附加于电容器704。例如,如上所述,除了或代替电容器704之外,可以形成诸如电阻器、电感器、二极管、晶体管、驱动电路、集成电路等的电气组件。
现在参考图5A和5B,这些附图分别示出带有端子504、506的基板502的顶视图和侧视横截面图。基板502可以像图1的基板108那样,而端子504、506可以像图1的端子106那样。例如,虽然在图5A和5B中没有示出,但是端子504、506可以与基板502上或中的其它端子(未示出)或电气元件(未示出)电连接。在基板502上或中的轨迹和/或通孔(例如,像图1的通孔114)可以提供如此的连接,一般如上相对于图1的端子106所讨论的那样。
如图6A和6B(它们分别示出顶视和侧视横截面图)所示,可以在基板502上邻近端子504、506处形成组件基座602。如所看到的,组件基座602可以提供制造或放置电容器704的基座。组件基座602可以是任何材料的,并且可以按任何合适的方式进行沉积。例如,组件基座602可以包括光刻胶材料,并且可以沉积在基板502的全部或大部分表面上。然后可以选择性地使光刻胶材料曝光,并且除去一部分而留下图6A和6B中所示出的图案。可以形成组件基座602的材料的其它非局限性例子包括聚酰胺、有机材料等。
接着,如图7A和7B所示,可以在组件基座602上制造或放置电容器704。在图7A和7B中,以示意的形成示出了电容器704。实际上,电容器704可以是放置在组件基座602上的分立电路元件。另一方面,可以以沉积在组件基座602上的多种材料(例如,形成由电介质层分开的平行板的两个导电层)来形成电容器704。此外,可以在电容器704周围形成或提供保护封装(未示出)。
如图7A和7B所示,可以使电容器704与可以设置在组件基座602上的导电基座702、706电连接。例如,可以把基座702、706附着于或形成于组件基座602上。基座702、706可以包括选择性地电镀在或选择性地沉积到组件基座602上的导电材料。可以看到,基座702、706可以提供供列802、804附着的基座,并且基座702、706可以使电容器704与列802、804电连接。另一方面,电容器704可以包括包含连接端子(未示出)的封装(未示出)或其它保护材料,并且可以使列802、804附着于电容器704的封装和电连接到电容器的连接端子(未示出)。在一个例子中,可以在组件基座602上设置电容器704之后在电容器704周围形成如此的封装(未示出)。另一方面,如此的封装(未示出)在使电容器704设置在组件基座602上之前可以是电容器704的一部分。
如图8A和8B所示,支撑列802、804、806、808可以附着于基座702、706和端子504、506。如图8B中部分地示出,支撑列802、804、806、808可以包括使用标准导线结合技术与基座702、706和端子504、506结合的导线852。还如图8B中部分地示出,形成支撑列802、804、806、808的导线852可以包括外涂敷材料854。例如,支撑列802、804、806、808可以像美国专利申请公报2001/0012739中的列元件102那样。即,支撑列802、804、806、808可以包括与美国专利申请公报2001/0012739中的列元件102一样的或相似的材料。
列802、804、806、808不需要包括导线。例如,每个列802、804、806、808可以包括一个或多个柱结构,这些柱结构一个堆叠在另一个之上。可以通过,例如,把包括柱结构的材料沉积(例如,通过电镀)到定义柱的形状的掩模材料的开口中而通过平版印刷法来形成这些柱结构。例如,这些柱可以像图30A和30B中所示的柱2906那样,并且可以根据掩模材料中通过平版印刷法形成的图案来形成,像如下所述的图30A和30B的掩模层2904那样。
如从图8B中较佳地看到,列802、804、806、808可以具有不规则的高度。即,例如,由于制造的不完善,列802、804、806、808会以不同的长度从基板502的表面延伸。可以对列802、804、806、808进行平整,以致列802、804、806、808以近似相同的长度(在可接受的容差范围内)从基板502的表面延伸。图9A和9B示出对列802、804、806、808进行平整的示范性方法。如图所示,可以在列802、804、806、808周围的基板502上设置密封材料902。然后可以对密封材料902的外表面904和列802、804、806、808的末端部分一起进行平整。合适的密封材料902的非局限性例子包括下填充材料(under fillmaterial)、环氧浇铸混合物、滴入—顶部材料(glob-top material)以及为铸造和搭叠而设计的材料。对表面904进行平整的非局限性方法包括机械研磨方法,包括,但是不局限于,使用基于钻石的研磨工具或基于硅—碳化物的研磨工具。对表面904进行平整的其它非局限性方法包括化学—机械方法,包括,但是不局限于,使用泥浆(例如,二氧化硅、氧化铝、氧化铯等的泥浆)或电气放电机器。
如图10A和10B所示,可以在列802、804、806、808的末端上形成或附加连接杆1002、1004(例如,架子(scaffolding))。(虽然在图10A中由于杆1002、1004的阻挡而看不到,但是在图10A中以虚线示出列802、804、806、808)。如所示,可以在列802、806的末端上形成或附加杆1002中之一,而可以在列804、808的末端上形成或附加其它的连接杆1004。连接杆1002、1004可以是导电的,因此包括导电材料。因此,其中,连接杆1002可以使列802与列806电连接,而连接杆1004可以使列804与列808电连接。
可以按任何合适的方法来形成连接杆1002、1004。作为一个例子,可以把形成连接杆1002、1004的一种或多种材料电镀到沉积在密封材料902的表面904上的晶种层1006(例如,导电材料的薄层)上。可以在全部或大部分表面904上沉积晶种层1006,并且可以在晶种层1008上沉积可形成图案的掩模材料(例如,光刻胶材料)(未示出)的层,并且形成图案使之具有穿通到晶种层1008的开口(未示出)。开口的位置可以在待形成连接杆1002、1004处,并且按所要求的连接杆1002、1004的形状来形成其形状。在电镀操作中,只在晶种层1006的暴露区域上镀覆形成连接杆1002的一种或多种材料,如上所述,与可形成图案的掩模材料(未示出)中的开口(未示出)相对应。然后可以除去可形成图案的掩模材料(未示出),并且还可以除去晶种层1008的所有暴露部分(是连接杆1002、1004没有覆盖到的所有晶种层部分)。作为另一个选择,可以使晶种层1006只沉积到待形成连接杆1002、1004的位置处的密封材料902的表面904上,并且按所要求的连接杆1002、1004的形状。这可以通过沉积晶种层1006使之穿过可形成图案的掩模(未示出)来实现,通过在密封材料902的全部或大部分表面904上沉积晶种层1006,然后除去晶种层1006的选中的部分,或通过其它任何合适的方法来实现。然后可以把形成连接杆1002、1004的一种或多种材料电镀到晶种层1006上。晶种层1006可以包括任何导电材料(例如,铜、钯、钛、钨、银、金和它们的合金),并且可以使用任何合适的沉积方法进行沉积(例如,化学气相沉积、物理气相沉积、溅射沉积、电子束沉积、热蒸镀等)。
不需要通过把材料电镀到晶种层1006上来形成连接杆1002、1004。例如,可以通过化学气相沉积、物理气相沉积、溅射沉积、电子束沉积、热蒸镀等使形成连接杆1002、1004的一种或多种材料沉积在密封材料902的表面904上而无须晶种层1006。此外,可以通过有图案的掩模(按要求的连接杆1002、1004的形状形成图案)沉积形成连接杆1002、1004的一种或多种材料。另一方面,可以沉积形成连接杆1002、1004的一种或多种材料作为密封材料902的表面904上的覆盖层,并且然后可以通过除去部分覆盖层、留下连接杆1002、1004而使覆盖层形成图案。用于形成连接杆1002、1004的这些方法中的再另一个例子包括预先制造连接杆1002、1004,然后把预制的连接杆1002、1004附着于列802、804、806、808的末端。例如,可以从在模子中形成的和剥离的、电形成的板材金属压制连接杆1002、1004,然后附加到列802、804、806、808的末端。可以通过焊接、铜焊、使用任何粘合材料等使连接杆1002、1004附着于列802、804、806、808的末端。此外,图10A和10B中示出的连接杆1002、1004的形状只是示范性的,连接杆1002、1004可以采用许多不同的形状。
作为再另一个变型,首先可以在另一个基板(例如,牺牲基板或可除去的基板)上另外形成包含连接杆1002、1004、列802、804、806、808、电子组件704和导电基座702的结构,然后附加到基板502上,然后从另一个基板(未示出)上剥离。例如,作为图5A—10B中示出的过程的变型,可以在另一个基板(未示出)的表面上形成连接杆1002、1004,并且可以使列802、804、806、808附加到连接杆1002、1004上。然后可以在列802、804上形成电子组件704和导电基座702或把电子组件704和导电基座702附加到列802、804上。然后可以把从连接杆1002、1004延伸出的列806、808的末端附加到基板502的端子504、504上,这产生了图10A和10B中示出的结构而无需密封材料902。
如图11A和11B中所示,可以使探针1102、1108附加到连接杆1002、1004上。例如,探针1102可以附加到连接杆1002上,而探针1108可以附加到连接杆1004上。在图11A和11B中示出的例子中,可以把探针1102、1108焊接1122到连接杆1002、1004上。例如,可以仅对连接杆1002、1004直接施加焊接1122;仅对探针1102、1108直接施加焊接;或对连接杆1002、1004和探针1102、1108两者直接施加焊接。然而,可以使用使探针1102、1108附加到连接杆1002、1004上的其它方法。例如,可以使探针1102、1108铜焊到连接杆1002、1004上。作为另一个例子,可以使用粘合剂使探针1102、1108附加到连接杆1002、1004上。作为再另一个例子,可以在连接杆1002、1004上制造探针1102、1108。
虽然图11A和11B中示出的示范性探针1102、1108包括杆1104和尖端1106,但是另外,可以在连接杆1002、1004上附加或制造其它类型的探针。例如,探针1102、1108可以是上面相对于探针结构102讨论的任何类型的探针。
如图12A-12C中所示,可以除去密封材料902。还如所示,也可以除去组件基座602。例如,如果组件基座602包括光刻胶材料,则可以使用已知除去光刻胶材料的工艺来除去光刻胶材料。其结果是两个探针结构1100、1101通过电容器704电连接。如所示,探针结构1100包括附加到连接杆1002的探针1102,所述连接杆1002是附加到列802和列806两者的。因为列806附加到基板502的端子504,并且列802附加到电容器704的第一端,因此探针结构1100与基板502的端子504以及电容器704的第一端电连接。探针结构1101包括附加到连接杆1104的探针1108,而所述连接杆1104是附加到列804和列808两者的。因为列808附加到基板502的端子506,而列804附加到电容器704的第二端,因此探针结构1101与基板502的端子506和电容器704的第二端电连接。虽然图12A-12C中没有示出,但是不需要从基板502上除去组件基座602,而是可以让它留在基板502的合适位置上。
可以在基板502上制造或附加像或相似于探针结构1100、1101的许多探针结构以及其它探针结构,然后可以使用其作为像图2的探针卡组件200那样的探针卡组件中的探针基板224。参考图2、12A、12B和12C,作为一个例子,探针基板502的端子504可以通过弹簧互连219、经过插入器基板208的电气路径(未示出)、弹簧互连206、以及经过导线基板202的电气路径(未示出)与连接器204接收功率信号的一部分电连接。端子506可以相似地经过探针卡组件200与连接器204接收地信号的一部分电连接。因此电容器704的功能如同去耦电容器,像图3的电容器308那样,从提供给端子504的功率信号中滤除高频噪声。如上所述,在一些实施例中,可以通过使去耦电容器704位置接近接触尖端1106而减少或消除寄生效应(例如,寄生电容)。事实上,一般来说,电容器704的位置越接近接触尖端1106,寄生效应就越小。
虽然在图4A-12C所示的示范性过程中形成了两个探针结构1100、1101和一个电容器704,但是可以形成更多或更少的探针结构1100、1101,以及更多或更少的电容器704。此外,探针结构1100、1101可以以许多连接配置中的任何一种与一个或多个电容器704电连接。此外,可以由一个或多个其它电子组件来代替电容器704,包括但是不局限于,电阻器、二极管、晶体管、驱动电路、有源电子电路、集成电路、电感器等。此外,可以形成具有多种形状和大小的电子组件。
图13A—13E示出根据本发明一些实施例的另一个示范性过程,用于与像图1的探针结构102那样的探针结构的形成结合在一起而制造像图1的电气组件104那样的电气组件。可以看到,图13D和13E中示出的结果配置可以实现像图4中所示的配置那样的电气配置,除了还可以使驱动器电路1313与包括探针1324的基板一起制造或附加到该基板上。即,在图13D和13E中,可以通过驱动器电路1313接收基板1302的端子1314处接收到的信号,并且通过电阻器结构1306输出到一个或多个探针1324(示出了三个探针1324,但是可以使用更多或更少个探针)。
如图13A所示,可以把导电支撑列1316附加到基板1302的导电信号端子1314上。基板1302可以像基板502那样(见图5A和5B),并且端子1314可以像基板502的各个端子504、506那样。此外,端子1314可以与基板1302上或中的另一个端子(未示出)或电气元件(未示出)电连接,如上关于图5A和5B的端子504、504所述那样。还如所示,可以使导电支撑列1309附加到电源和地端子1311。列1309、1316可以像图8A和8B的列806那样,并且可以以与把列806附加到基板502的端子504上相同的方式来附加到端子1311、1314上。
还是如图13A所示,可以在基板1302上设置电阻器结构1306。(示出了三个电阻器结构1306,但是在其它实施中可以使用更多或更少个电阻器结构)。每个电阻器结构1306可以包括组件基座1354、列基座1352、1358以及电阻器1310。组件基座1354可以像图6A和6B的组件基座602那样,并且列基座1352、1358可以像图7A和7B的列基座702、706那样。此外,可以按图7A和7B中在组件基座602上设置或制造电容器704和电连接到基座702、706的同样方式,在组件基座1354上设置电阻器1310,并且电连接到列基座1352、1358。例如,可以在基座1354上制造电阻器1310,或可以作为分立电阻器独立地制造,并且附加到(例如,焊接)基座1354上。
如图13B所示,可以在列1309、1316上附加(例如,通过焊接)或形成驱动器电路1313(例如,以集成电路的形式)。列1309可以与驱动器电路1313的电源或地输入电连接,而列1316可以与驱动器电路1313的输入电连接。还是如图13B所示,可以把导电列1308、1312附加到列基座1352、1358,并且电连接到电阻器1310。可以按图7A和7B中在组件基座602上设置或制造电容器704和电连接到基座702、706的同样方式,在组件基座1354上设置电阻器1310,并且电连接到列基座1352、1358。还可以使导电列1315附加到驱动器电路1313上和电连接到驱动器电路1313的输出。列1308、1312、1315可以像图8A和8B中的列802那样,而列1312可以像图8A和8B中的列804那样。
还是如图13B所示,可以把列1304的组附加到基板1302上。再次,示出了三组列1304,但是在其它实施中可以使用更多或更少的列。列1304可以像图8A和8B中的列802、804、806、808中任何一个那样。此外,虽然在图13B中没有示出,但是可以在基板1302上沉积像图9A和9B中的密封材料902那样的密封材料来密封列1304、1308、1312、1315。如上关于密封材料902所述,可以对密封材料(图13B中没有示出)的表面进行平整,还可以平整列1304、1308、1312、1315的末端。
接着,如图13C所示,可以在列1304、1308、1312、1315的末端上制造或附加导电连接杆1321、1322。如所示,可以在列1315和1312的末端上设置连接杆1321,因此可以使列1315(它附加和电连接到驱动器1313的输出)与列1312中的每一个电连接。因为每组列1312与电阻器1310中之一的第一侧电连接,因此连接杆1321把驱动器电路1313的输出电连接到电阻器1310中每一个的第一侧。可以在一组列1308和一组列1304的末端上设置连接杆1322中的每一个,因此连接杆1322中的每一个可以电连接到电阻器1310的第二末端。连接杆1321、1322可以像图10A和10B中的连接杆1002、1004那样,并且可以像连接杆1002、1004那样制造或附加。
如图13D所示,导电探针1324可以附加到连接杆1322中的每一个上。探针1324可以像图11A和11B中的探针1102、1108那样,并且可以按与在连接杆1002、1004上附加或制造探针1102、1108的相同方式,附加到或制造在连接杆1322上。
因此图13D和13E中示出的所得的结构包括驱动器电路1313,它经过端子1314接收输入到驱动器电路1313的信号(例如,从测试仪(未示出)接收到的测试信号)。因此,驱动器电路1313经过多个电阻器1310把信号驱动到多个探针1324。可以在基板1302上制造或附加许多如此的结构以及其它探针结构,然后可以作为探针卡组件中的探针基板224来使用,像图2的探针卡组件200那样。例如,探针基板1302的端子1314可以经过弹簧互连219、经过插入器基板208的电气路径(未示出)、弹簧互连206、以及经过导线基板202的电气路径(未示出)与连接器204的一部分电连接,连接器204的一部分接收用于一个DUT(未示出)的一个输入端子(未示出)的测试信号。图13D和13E中示出的结构可以经过探针1324把该测试数据分配给三个DUT(未示出)的输入端子(未示出)。当然,在其它实施中,可以把测试数据分配给更多或更少的DUT(未示出)。因此,电阻器1310的功能如同隔离电阻器,像图4的隔离电阻器那样,并且驱动器电路1313的功能如同图4中的驱动器402那样,除了驱动器电路1313的位置接近电阻器412(例如,在连接器204和分支406之间)之外。
应该注意,如图13D和13E所示,可以使用连接杆1321作为分配信号层,把在基板1302的第一位置处接收到的信号分配给基板1302上的一个或多个其它位置(例如,探针1324)。此外,可以使用这些连接杆(像1321)来分配其它信号。
虽然在图13A-13E示出的例子中,使一个端子1314连接到一个驱动器电路1313,使之通过三个电阻器1310把信号驱动到三个探针1324,但是另一方面,驱动器电路1313可以经过比三个更多或更少的电阻器1310连接到比三个更多或更少的探针1324。此外,可以由一个或多个其它电子组件来代替电阻器1310,包括但是不局限于,电容器、二极管、晶体管、驱动器电路、有源电子电路、集成电路、电感器等。
可以组合图5A-12C和13A-13E中示出的示范性过程。例如,可以在同一基板(例如,像基板502那样的基板)上形成像图12A-12C中示出的结构那样的一个或多个结构以及像图13D和13E中示出的结构那样的一个或多个结构。事实上,还可以使用再另外的一些过程(未示出)来创建基板上再另外的一些结构(例如,探针),并且可以使用如此的基板作为像图2的探针卡组件200那样的探针卡组件中的探针基板224。
图14A—24示出根据本发明一些实施例的示范性过程,用于制造电子组件(例如,电阻器、电容器、电感器、二极管、驱动器电路、晶体管、集成电路等)以及各个都可以与电子组件电连接的多个探针。然而,在讨论该过程之前,提供在图23A、23B和24中示出的完工的电子组件和探针的例子的概括说明是有帮助的。
关于示范性完工的电容器2408(这只是一个类型的电子组件的例子)以及设置在牺牲基板1402上的探针2406a-h,图23A示出顶视图,图23B示出侧视横截面图,以及图24示出透视图。(这里,术语“牺牲基板”是指任何可牺牲或可除去的基板)。如所示,电容器2408可以包括一般平行的、导电板1906、2106,而可以在板1906、2106之间设置电解质材料2006。还如所示,每个探针2406a-h可以包括尖端1606(在图24中示出为附加到牺牲基板1402上)、基座1706、杆1806以及柱结构2410,可以看到,该柱结构包括柱和一个或多个间隔元件。探针2406a-h是导电的,并且可以附加到电容器2408的板1906、2106中之一。在图24示出的例子中,探针2406a和探针2406h电连接到电容器2408的板1906。延伸部分1910可以把探针2406a电连接到板1906。(在图24中看不到探针2406h到板1906的连接)。此外,探针2406b、探针2406d、探针2406e和2406g电连接到电容器2408的板2106。延伸部分2110使探针2406b、探针2406d、探针2406e和2406g电连接到板2106。探针2406c和探针2406f没有电连接到电容器2408。虽然在图24中示出了一个电容器2408和8个探针2406a-h,但是可以制造更多的电容器2408和更多或更少的探针2406a-h。此外,可以把任何数量的探针2406a-h连接到电容器2408的各个板1906、2106。因此图24中示出的特定配置只是示范性的,并且是为了说明和讨论而提供的。许多其它的配置都是可能的。此外,探针2406a-h可以是许多不同类型的探针中的任何一种,包括上面关于探针102讨论的许多不同类型的探针。此外,电容器2408是可以制造的电子组件的非局限性例子。如上所述,根据一些实施例,另一方面或此外,电容器2408可以是任何电子组件,包括但是不局限于,一个或多个电阻器、电感器、二极管、驱动器电路、晶体管、集成电路等。此外电容器2408可以包括多个电容器。
图14A-23B示出根据一些实施例的示范性过程,用于制造图23A、23B、和24的电容器2408和探针2406a-h。图14A和14B分别示出牺牲基板的顶视图和侧视横截面图,牺牲基板可以是任何合适的基板,包括但是不局限于,半导体基板(例如,硅晶片)、有机基板、无机基板、陶瓷基板等。如图14A和14B所示,根据一些实施例,可以在牺牲基板1402中蚀刻出凹坑1404。可以看到,可以在凹坑1404中部分地形成探针2406a-h的尖端1606。结果,可以按与所要求的尖端1606的图案相对应的图案来形成凹坑1404。例如,如果要使用探针2406a-h作为探针卡组件(像探针卡组件200)上的探针(像探针226)以接触一个或多个DUT(像DUT228)的端子(像端子220),则可以按与一个或多个DUT上的端子图案相对应的图案来安排凹坑1404。此外,可以定凹坑1404的形状使之与所要求的探针2406a-h的尖端1606的形状相对应。尖端形状的非局限性例子包括角锥、截短的角锥、刀刃、突出物等。
可以使用任何合适的手段来形成凹坑1404,这些手段,包括但是不局限于,化学蚀刻、压印、雕刻、激光消融、研磨等。合适的化学蚀刻剂的非局限性例子包括氧化物,包括但是不局限于氧化钾(KOH)。也可以使用反应离子蚀刻技术。
可以使用平版印刷法技术来形成1404,像在半导体材料中形成集成电路所使用的那些。例如,牺牲基板1402可以是硅晶片,并且用于形成凹坑1404的非局限示范性过程如下:在晶片上形成氧化物层,在氧化物层上施加掩模材料(例如,光刻胶)的层,以及在掩模材料中形成开口,使与所要求的凹坑1404的位置相对应的部分氧化物层暴露;除去氧化物层的暴露部分(例如,通过用诸如缓冲的氧化物蚀刻剂之类的蚀刻剂进行蚀刻),暴露晶片的选中部分;除去掩模材料;以及在晶片的暴露部分中蚀刻凹坑1404。可以使用氢氧化钾或其它结晶蚀刻剂来形成像凹坑1404那样的锥形凹坑。使用上述或其它平版印刷法技术,可以使凹坑1404的位置,因此而探针2406a-h的结果尖端1606,精确地定位,并且可以以紧密的间距来形成尖端1606。例如,使用这种平版印刷法技术,相互隔开70微米或更小的凹坑1404的间距是可能的。当然,也可以按大于70微米的间距来形成凹坑1404。
如图15A和15B所示,可以在牺牲基板1402上沉积可形成图案的第一掩模材料1504,并且形成图案使之具有暴露凹坑1404的开口。第一掩模材料1504可以是能沉积在牺牲基板1402上和形成图案以具有开口1506的任何材料。例如,掩模材料1504可以是光刻胶材料,如所知道的,可以把它沉积(例如,涂敷)在基板1402上的覆盖层中,此后,可以除去选中的部分(例如,与开口1506对应的部分)。另一方面,可以在沉积到凹坑1404中的牺牲材料(未示出)周围沉积掩模材料1504,并且按所要求的尖端1606的形状进行定形,此后,可以除去牺牲材料(未示出)。例如,牺牲材料(未示出)可以是沉积到凹坑1404中和基板1402上的光刻胶材料,然后选择性地除去以留下与图15A和15B中示出的开口1506相对应的材料。掩模材料1504可以是电镀到牺牲基板1402上的导电晶种层(未示出)上和围绕光刻胶材料(未示出)的金属(例如,铜)。然后可以除去光刻胶材料(未示出),留下作为图15A和15B中示出的掩模材料的金属。如上所述,可以在凹坑1404和开口1506中形成探针2406a-h的尖端1606。结果,可以定开口1506的形状使之对应于所要求的尖端1606的形状。
如图16A和16B所示,可以用一种或多种材料填充开口1506和凹坑1404以形成探针2406a-h的尖端1606。沉积到开口1506和凹坑1404以形成尖端1606的一种或多种材料可以是一种或多种导电材料。用于尖端1606的合适材料的非局限性例子包括钯、金、铑、镍、钴、银、铂、导电氮化物、导电碳化物、钨、钛、钼、铼、铟、锇、铑、铜、难熔的金属以及它们的合金,包括上述的混合物。此外,可以使用任何合适的沉积方法来沉积要沉积到开口1506和凹坑1404中的一种或多种材料,这些方法包括但是不局限于,电镀、化学气相沉积、物理气相沉积、溅射沉积、化学镀、电子束沉积、热蒸镀、火焰喷涂、等离子体喷涂等。如果把一种或多种材料电镀到开口1506和凹坑1404中,则可以首先把形成晶种层的导电材料薄层(未示出)沉积到凹坑1406的底部。可以知道,可以把这种晶种层(未示出)电连接到电镀设备(未示出)的阴极或阳极,以促进电镀过程。作为另一个变型,可以沉积晶种层(未示出)作为基板1402上的覆盖层,并且可以把第一掩模材料1504沉积在晶种层(未示出)上。在把形成尖端1606的一种或多种材料沉积到开口1506和凹坑1404中之后,可以对掩模材料1504的外表面与尖端1606的末端进行平整。另一方面,可以除去掩模材料1504,并且可以把保形材料(conformal material)(未示出)沉积到基板1402上和尖端1606周围和上面。可以对保形材料(未示出)的外表面和尖端1606的末端进行平整。平整掩模材料1504(或保形材料(未示出))的外表面可以除去任何过多地沉积到开口1506中的材料,并且可以平整尖端1606的末端。例如,可以通过任何机械或化学—机械研磨或搭叠过程来进行平整。
还是如图16A和16B所示,第一掩模材料1504和尖端1606可以形成第一层1602。如图17A和17B所示,可以把第二掩模材料1704沉积在第一层1602上,并且形成图案以形成开口(未示出),并且可以用一种或多种材料填充开口以形成探针2406a-h的基座1706。
如图18A和18B所示,可以在包括第二掩模层1704和基座1706的层1702上沉积第三掩模层1804。可以在第三掩模层1804上形成开口(未示出)的图案,使之对应于探针2406a-h的杆1806,并且可以把一种或多种材料沉积到开口(未示出)中以形成探针2406a-h的杆1806。
如图19A和19B所示,可以在层1802(包括第三掩模层1804和杆1806)上沉积第四掩模材料1904,并且形成图案而具有开口(未示出),可以用一种或多种材料填充开口以形成电容器2408的第一板1906、间隔1908以及连接延伸物1910。如从图19A较佳地看到,电容器2408的第一板1906可以占用基板1402上未使用的区域(例如,未被探针2406a-h占据的区域)。间隔1908和连接延伸物1910形成每个探针2406a-h的部分柱结构2410,每个连接延伸物1910还可以把探针2406a-h中之一电连接到电容器2408的第一板1906。
第二掩模材料1704、第三掩模材料1804和第四掩模材料1904通常与第一掩模材料1504相同或相似,并且可以按与第一掩模材料1504相同或相似的方式来沉积和形成图案。另一方面,第二掩模材料1704、第三掩模材料1804和第四掩模材料1904可以与第一掩模材料1504不同,并且可以按与第一掩模材料1504不同的方式进行沉积和形成图案。形成基座1706、杆1806、第一板1906、间隔1908和连接延伸物1910的一种或多种材料可以与形成尖端1606的一种或多种材料相同或相似,并且可以按相同或相似方式进行沉积和处理(例如,进行平整)。另一方面,形成基座1706、杆1806、第一板1906、间隔1908和连接延伸物1910的一种或多种材料可以与形成尖端1606的一种或多种材料不同,并且可以按不同的方式进行沉积和处理(例如,进行平整)。
如图20A和20B所示,一般可以把电解质材料沉积在第一板1906上,并且延伸而超过第一板1906,如上所述,这可以是电容器2408的板1906、2106之间的电解质材料。电解质材料2006可以是任何电解质材料,并且可以基于所要求的电容器2408的特性来选择。可以按任何合适的方式沉积电解质材料2006和形成其图案。例如,可以把电解质材料2006作为覆盖层沉积在所有或大多数第四层1902(它包括第四掩模材料1904、第一板1906和间隔1908)上,并且除去选中部分的覆盖层以留下图20A和20B所示的电解质材料2006的图案。例如,可以在电解质材料的覆盖层上沉积掩模材料(未示出)的层,并且形成图案使之仅覆盖待保留的部分覆盖层。然后可以蚀刻而去除覆盖层的暴露部分。作为另一个例子,可以首先沉积掩模材料(未示出)的层,并且形成具有与第一板1906对应的开口的图案,并且此后可以使电解质材料沉积到开口(未示出)中。不管是沉积为覆盖层然后形成图案或是沉积到掩模材料中的开口中,都可以按任何合适的方式来沉积电解质材料,包括但是不局限于,化学气相沉积、物理气相沉积、溅射沉积、电子束沉积、热蒸镀等。
如图21A和21B所示,可以在第四层1902和电解质材料2006上沉积第五掩模材料2104,并且形成图案使之具有开口(未示出),可以用一种或多种材料填充开口以形成电容器2408的第二板2106、间隔2108、以及连接延伸物2110。如从图21A较佳地看到,可以定电容器2408的第二板2106的位置和形状使之对应于第一板1906和电解质材料2006。间隔2108和连接延伸物2110形成每个探针2406a-h的部分柱结构2410,每个连接延伸物2110还可以把探针2406a-h电连接到电容器2408的第二板2106。
如图22A和22B所示,可以在包括第五掩模层2104、第二板2106、间隔2108和连接延伸物2110的层2102上沉积第六掩模层2204。可以在第六掩模层2204中形成开口(未示出)的图案,并且可以把一种或多种材料沉积到开口(未示出)中以形成探针2406a-h的柱2206。柱2206和间隔1908、延伸连接物1910、间隔2108和连接延伸物2110一起形成探针2406a-h的柱结构2410。
第五掩模材料2104和第六掩模材料2204、2304一般与第一掩模材料1504相同或相似(或可以是不同的),并且可以按与第一掩模材料1504相同或相似的方式(或不同的方式)进行沉积和形成图案。形成间隔2108、第二板2106、连接延伸物2110和柱2206的一种或多种材料可以与形成尖端1606的一种或多种材料相同或相似(或不同),并且可以按相同或相似(或不同)的方式进行沉积和处理(例如,进行平整)。
如图23A和23B和24所示,可以除去掩模材料1504、1704、1804、1904、2104、2204,留下多个探针2406a-h(示出了8个,但是可以实施更多或更少个),它们在它们的尖端1606处附加到各个探针2406a-h所电连接的牺牲基板1402和电容器2408上。如图25所示,探针2406a-h可以通过它们的柱2206附加到另一个基板2402的端子2404。可以通过任何合适的手段把柱2206附加到端子2404。例如,可以通过焊接(未示出)、铜焊(未示出)、粘合(未示出)等把柱2206附加到端子2404。然后可以从牺牲基板1402剥离探针2406a-h,并且除去牺牲基板1402,留下通过它们的柱2206附加到基板2402的探针2406a-h。
可以按任何合适的方式从牺牲基板1402剥离尖端1606。例如,可以使用把牺牲基板1402蚀刻掉但是实质上没有蚀刻尖端1606的蚀刻剂来蚀刻牺牲基板1402而除去基板1402。作为另一个例子,可以在沉积形成尖端1606的一种或多种材料之前在凹坑1404中沉积剥离材料(未示出)的层。可以通过使用蚀刻剥离层但是实质上不蚀刻尖端1606的蚀刻剂来蚀刻剥离层(未示出)而从牺牲基板1402剥离尖端1606。如果在凹坑1404中沉积晶种层(未示出),如上所述,则晶种层的功能也同剥离层一样。
然后可以使探针2406a-h的尖端1606压住电子设备(未示出)的端子,从而通过探针2406a-h形成电子设备(未示出)的端子和基板2402之间的电气连接。作为一个非局限性的例子,基板2402可以是像图2的探针基板224那样的探针基板,因此可以在像图2的探针卡组件200那样的探针卡组件中使用基板2402。在如此的配置中,探针2406a-h可以像图2的探针226那样,并且可以设置成接触像图2的DUT 228那样的一个或多个DUT中像端子220那样的端子。电容器2408的功能如同去耦电容器,像图3的电容器308那样。
图26A-30B示出根据本发明实施例的另一个示范性过程,用于制造电子组件(例如,电容器3008(见图30B)以及多个探针3006(见图30B),这些探针中的每一个都可以与电子组件电连接。可以看到,图26A-30B中示出的过程一般与图14A-24中示出的过程相似,除了通过间隔2506使由板2606、2806和电解质材料2706形成的电容器3008提高到探针3006之上。可以从图27A-29B中看到,可以制造形成电容器3008的板2606、2806和电解质材料2706,因此而可以制造电容器3008,使之比图14A—24所示的过程制造的电容器2408能覆盖基板1402的更大的区域。(例如,对图19A中的第一板1906与图27A中的第一板2606进行比较)。像用图14A-24的过程那样,可以使用图26A-30B所示的过程来制造不同于电容器的电子组件。例如,另一方面或另外,电容器3008可以是一个或多个电阻器、电感器、二极管、晶体管、驱动器电路、集成电路等。作为另一个例子,电容器3008可以包括多个电容器。例如,电容器3008可以包括串联的、并联的、或处于包括串联和并联连接的网络中的多个电容器。此外,可以在相同或不同的平面中设置这多个电容器。
现在转入图26A-30B所示过程的更详细的讨论。图26A和26B示出牺牲基板1402、包括形成在第一掩模材料1504中的开口(未示出)中的尖端1606的第一层1602、包括形成在第二掩模材料1704中的开口(未示出)中的基座1706的第二层1702以及包括形成在第三掩模材料1804中的开口(未示出)中的柱1806的第三层1802,如上关于图14A-18B所述。因此图26A-30B所示的过程可以与图14A-24所示的过程一样地开始。更具体地,图26A-30B的过程可以像图14A-18B所示的那样开始。然而,在图18A和18B之后,如图26A和26B所示,图26A-30B的过程可以分叉。具体地,如图26A和26B所示,可以在包括第三掩模材料1804和柱1806的层1802上沉积第四掩模层2504。可以在第四掩模层2504中形成开口(未示出)的图案,并且可以把一种或多种材料沉积到开口(未示出)中以形成间隔2508。可以看到,间隔2508可以形成每个探针3006的柱结构3010的一部分。(见,例如,图30B)。此外,可以定间隔2508的大小以足够地提高电容器3008使之在柱1806之上,以防止在压缩探针3006期间柱1806与第一板2608碰撞。
此后,可以在第五掩模材料2604中的开口(未示出)中形成第一导电板2606、导电间隔2608和连接延伸物2610(见图27A和27B);可以在第一板2606上形成电解质材料2706(见图28A和28B);可以在第六掩模材料2804中形成第二导电板2806、导电间隔2808和连接延伸物2810(见图29A和29B);以及可以在第七掩模材料2904中的开口(未示出)中形成导电柱2906(见图30A和30B)。
第四掩模层2504、第五掩模层2604、第六掩模层2804和第七掩模层2904可以与上面讨论的掩模层1504、1704、1804、1904、2104、2204中的任何一个相同或相似,并且可以按相同或相似的方式进行沉积和处理(例如,形成)。同样,形成尖端1606、基座1706、杆1806、间隔2506、第一板2606、间隔2608、连接延伸物2610、间隔2708、第二板2806、间隔2808、连接延伸物2810和柱2906的材料可以采用与图14A-24中形成相同标号的元件相同或相似的材料,并且可以按相同或相似的方式进行沉积和处理(例如,进行平整)。相似地,电解质材料2706可以是与电解质材料2006相同或相似的材料,并且可以按相同或相似的方式进行沉积和形成图案。
应该明白,第一板2606、电解质材料2706和第二板2806形成电容器3008,该电容器在某些方面可以与图24的电容器2408相似。连接延伸物2610把各个间隔2506,因此而各个探针3006,电连接到电容器3006的第一板2606,并且连接延伸物2810把各个探针3006电连接到电容器3008的第二板2806。应该明白,间隔2506、连接延伸物2610和间隔2608、间隔2708、连接延伸物2810和间隔2808以及柱2906形成探针3006的柱结构3010。
虽然没有示出,但是可以除去掩模层1504、1704、1804、2504、2604、2804、2904,留下多个探针3006(它们通过它们的尖端1606附加到牺牲基板1402)以及各个探针3006所电连接的电容器3008。确实,结果探针3006和电容器3008一般与图24中示出的探针2406a-h和电容器2408相似,除了通过间隔2508使电容器3008提高到探针3006之上,这允许电容器3008比电容器2408占据更大的区域。
虽然没有示出,但是探针3006可以通过它们的柱2906附加到像基板2402那样的基板上,像端子2404那样的端子上,一般如图25所示。可以从牺牲基板1402剥离尖端1606,并且可以除去牺牲基板1402,留下通过它们的柱2906附加到基板2402的端子2404的探针3006。可以按使柱2410附加到端子2404的相同方式使柱2906附加到端子2404上。例如,柱2906可以通过焊接(未示出)、铜焊(未示出)、导电粘合(未示出)等附加到端子2404上。如上所述,基板2402可以是探针基板,并且可以用作为图2的探针卡组件中的探针基板224。因此像图2的探针226那样,可以使用探针3006来接触一个或多个DUT中像220那样的端子,并且电容器3008的功能可以像图3的电容器308那样。
虽然不是如此地限制本发明,但是在一些实施例中,诸如电容器、电阻器、晶体管、二极管、以及集成电路(例如,驱动器电路)之类的电子组件可以直接电连接到基板上的接触结构(像图2所示的探针基板224上的探针226),而不是设置在基板上和通过连续的和/或通过基板的电连接连接到接触结构。如已知的,在一些应用中,电子组件越是设置得接近探针的接触尖端,电子组件的性能就越佳。例如,图3的去耦电容器308设置得越接近探针226的接触尖端,电子组件和接触结构之间的电气路径的寄生效应(哦人,电容和/或电感效应)就越小。作为另一个例子,图13D和13D的驱动器电路1313设置得越接近探针1324,探针1324更多的驱动负载就会越小。
虽然在本说明中已经描述了本发明的特定实施例和应用,但是并非旨在使本发明受到这些示范性实施例和应用的限制,或受到示范性实施例和应用工作的方式或这里所描述的内容的限制。例如,虽然在附图中示出列802、804、806、808、1304、1308、1312、1316作为包括列的对,但是可以使用一个列——而不是两个列,另外还可以使用三个或多个列。作为另一个例子,并且如早先所述,虽然已经在一些实施例中描述了制造作为电子设备的电容器,但是熟悉本领域普通技术的人员会明了,可应用这里的实施例的学说以及创建相同或不同类型、配置和/或结构的另外的电子组件。作为另一个例子,可以在适当的位置制造这里描述的任何电子组件,或另一方面,可以提供作为分立的、以前制造的电子组件,并且附加到这里描述的许多实施例中的适当位置上。

Claims (34)

1.一种探针装置,包括:
基板;
附加在基板上的接触结构;以及
附加在接触结构上的电子组件,其中电子组件与接触结构电连接并且与基板隔开。
2.如权利要求1所述的装置,其特征在于,还包括多个接触结构,每个接触结构包括附加部分以及接触部分,接触结构通过附加部分而被附加到基板上,接触部分则被设置成远离基板且被配置成接触待测试的电子设备。
3.如权利要求2所述的装置,其特征在于,所述电子组件包括电容器、电阻器、晶体管、二极管、驱动器电路以及集成电路中的一种。
4.如权利要求2所述的装置,其特征在于,所述电子组件包括电容器。
5.如权利要求4所述的装置,其特征在于:
所述接触结构在基板上是按多行设置的;以及
所述电容器包括设置在两行之间的板。
6.如权利要求4所述的装置,其特征在于,所述电容器包括设置在每个接触结构的附加部分和接触部分之间的板,并且各个接触结构包括用于把各个接触结构电连接到电容器的板的材料。
7.如权利要求4所述的装置,其特征在于,所述电容器包括多个板,并且至少一个板是与至少一个接触结构一体地形成的。
8.如权利要求3所述的装置,其特征在于,所述电子组件电连接至少两个接触结构。
9.如权利要求3所述的装置,其特征在于,所述电子组件把接触结构之一电连接到一导电结构,而另一个接触结构也电连接到该导电结构。
10.如权利要求3所述的装置,其特征在于,所述装置构成探针卡组件。
11.一种在基板上制造接触结构的方法,所述方法包括:
配置将要附加到基板上的基座结构;
配置将要附加到基座结构上的主体结构;以及
配置将要电连接到主体结构并且与基板隔开的电子组件。
12.如权利要求11所述的方法,其特征在于,配置基座结构包括在基板上制造基座结构。
13.如权利要求11所述的方法,其特征在于,配置基座结构包括提供以前制造的基座结构作为所述基座结构,并且把以前制造的基座结构附加到基板上。
14.如权利要求11所述的方法,其特征在于,配置主体结构包括在基座结构上制造主体结构。
15.如权利要求11所述的方法,其特征在于,配置主体结构包括提供以前制造的主体结构作为所述主体结构,并且把以前制造的主体结构附加到基座结构上。
16.如权利要求11所述的方法,其特征在于,配置电子组件包括在基板上制造电子组件。
17.如权利要求11所述的方法,其特征在于,配置电子组件包括提供分立电子组件作为所述电子组件。
18.如权利要求11所述的方法,其特征在于,所述基座结构包括:
附加到基板上的多个列;以及
附加到多个列上的连接结构。
19.如权利要求11所述的方法,其特征在于,所述基座结构包括柱子。
20.如权利要求11所述的方法,其特征在于,所述电子组件包括电容器、电阻器、晶体管、二极管、驱动器电路以及集成电路中的一种。
21.一种制造探针装置的方法,所述方法包括:
在基板上形成第一接触结构,第一接触结构包括被配置成接触待测试的电子设备的接触部分;以及把电子组件附加到第一接触结构上,其中所述电子组件电连接到第一接触结构并且与基板隔开。
22.如权利要求21所述的方法,其特征在于,形成第一接触结构包括:
配置将要附加到基板上的第一基座结构;
配置将要设置在基板上的可移动基座上的电子组件;以及
配置将要附加到电子组件上的第二基座结构;以及
配置将要附加到第一基座结构和第二基座结构上的连接结构。
23.如权利要求22所述的方法,其特征在于,形成第一接触结构还包括从基板上除去所述可移动基座。
24.如权利要求23所述的方法,其特征在于:
所述第一基座结构包括与基板的端子相结合的至少一根导线或附加到基板的端子上的至少一个平版印刷法形成的柱子;以及
所述第二基座结构包括与电子组件相结合的至少一根导线或附加到电子组件上的至少一个平版印刷法形成的柱子。
25.如权利要求22所述的方法,其特征在于,形成第一接触结构还包括把杆结构附加到连接结构上,其中所述接触部分构成杆结构。
26.如权利要求21所述的方法,其特征在于,所述第一电子组件包括电容器、电阻器、晶体管、二极管、驱动器电路以及集成电路中的一种。
27.如权利要求21所述的方法,其特征在于,所述第一电子组件包括电容器。
28.如权利要求27所述的方法,其特征在于,所述第一接触结构被配置成把电能提供给待测试的电子设备,并且所述电容器是去耦电容器。
29.如权利要求21所述的方法,其特征在于,还包括在基板上形成多个第二接触结构,每一个第二接触结构包括被配置成接触待测试的电子设备的接触部分。
30.如权利要求29所述的方法,其特征在于,所述第一电子组件把第一接触结构电连接到第二接触结构之一。
31.如权利要求29所述的方法,其特征在于,还包括使基板与其它元件组装在一起以形成探针卡组件。
32.如权利要求29所述的方法,其特征在于,还包括:
把第一接触结构和第二接触结构传送到测试设备;
从基板上剥离第一接触结构和第二接触结构;以及
使测试设备与其它元件组装在一起以形成探针卡组件。
33.如权利要求21所述的方法,其特征在于,还包括:
在基板的信号端子上形成第一底座(pedestal),第一底座朝着远离基板的方向延伸;
在基板上制造至少一个具有相关联的第二电子组件的第二接触结构;
在第一和第二电子组件中的每一个组件的第一端子上形成多个第二底座,每个第二底座朝着远离基板的方向延伸;
在第一和第二电子组件中的每一个组件的第二端子上形成多个第三底座,每个第三底座朝着远离基板的方向延伸;
形成第一导电连接结构,用于把第一底座连接到每个第二底座;以及
形成多个第二导电连接结构,用于把第三底座之一连接到第一接触结构或至少一个第二接触结构之一。
34.如权利要求33所述的方法,其特征在于,所述第一和第二电子组件包括电阻器。
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PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
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WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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