本申請要求2011年7月6日遞交的申請名稱為“具有探針卡和連接器機構(gòu)的測試設(shè)備”的美國臨時申請61/504907的權(quán)益，該美國臨時申請案的全部內(nèi)容以引用的方式包括到本申請中。本申請還要求于2012年1月31日提出申請名稱為“具有探測設(shè)備和轉(zhuǎn)位機構(gòu)的測試設(shè)備”的美國臨時申請61/592760的權(quán)益，該美國臨時申請的全部內(nèi)容以引用的方式包括到本申請中。

技術(shù)領(lǐng)域

通常地，本發(fā)明涉及測試設(shè)備及系統(tǒng)，具體地，用于測試半導(dǎo)體器件的測試設(shè)備及系統(tǒng)。更具體地，本申請揭示的內(nèi)容涉及具有探針卡的系統(tǒng)及裝置，該探針卡可與其他測試設(shè)備一起用于電探測半導(dǎo)體器件，例如半導(dǎo)體晶圓或微機電系統(tǒng)(MEMS)器件。

背景技術(shù)：

在半導(dǎo)體工業(yè)中例如使用使晶圓探測及測試可能會更高效、準(zhǔn)確。隨著半導(dǎo)體工業(yè)發(fā)展且器件變得越來越小，測試晶圓所需的設(shè)備變得更加復(fù)雜、昂貴。為了使投資回報最大化，必須高效地利用復(fù)雜、昂貴的設(shè)備。測試要求的復(fù)雜性意味著該設(shè)備還必須高效地執(zhí)行診斷測試。由于電以及機械使用，當(dāng)探針磨損以及探針吸附微粒時，用于探測晶圓的探針卡也會磨損劣化。目前為了在探針卡磨損時對其進行替換，在替換探針卡時必須將探測器及測試器停止。替換探針卡需要花費數(shù)分鐘，該時間可用于測試晶圓。替換晶圓的動作還可以改變晶圓/探針卡/探測器/測試頭系統(tǒng)的機械配合，從而導(dǎo)致不同的電結(jié)果。主板診斷卡改變的驗證則可以超過兩倍于前述的停機時間。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

例如，減少對停止測試設(shè)備以替換探針卡的需求以改進晶圓測試的利用及電效能將是有益的。本申請描述了在系統(tǒng)中對測試半導(dǎo)體器件有用的測試系統(tǒng)、裝置及設(shè)備。更具體地，本發(fā)明描述了可用于電探測半導(dǎo)體器件例如半導(dǎo)體晶圓或MEMS器件的一探針裝置。

通常地，所述探針裝置被構(gòu)造為探針卡，所述探針卡在一側(cè)上具有探針導(dǎo)線的一接觸結(jié)構(gòu)。在一些實施例中，這些探針導(dǎo)線可以被鍍金。所述接觸結(jié)構(gòu)用于接觸另一測試設(shè)備或組件例如一電路板上的各個接觸結(jié)構(gòu)。這些探針導(dǎo)線還包括尖端，所述尖端用于探測期望接受測試的器件，例如在半導(dǎo)體測試中的受測試器件(DUT)。信號通過來自探針卡的這些探針導(dǎo)線、通過插入的所述探針卡或核心與所述電路板的接觸、進而通過所述電路板被傳輸?shù)狡渌\斷設(shè)備。所述探針卡與所述電路板的所述接觸允許信號通過這些探針導(dǎo)線被傳送到所述其他診斷設(shè)備。

一連接器結(jié)構(gòu)也位于所述探針卡上，例如，在所述裝置的另一側(cè)上。所述連接器結(jié)構(gòu)允許所述探針卡自一固持器連接或斷開連接。

在一實施例中，所述連接器結(jié)構(gòu)包括一插座架座，所述插座架座例如可以與一固持器連接，例如可通過將所述連接器結(jié)構(gòu)的插座架座連接到所述固持器的一連接器結(jié)構(gòu)上，實現(xiàn)與所述固持器的連接。在一些實例中，所述固持器上的所述連接器結(jié)構(gòu)為一配對連接器，例如球形架座，以允許所述探針卡的微小移動(例如傾斜移動)以便于例如與一電路板進行良好的接觸。

在一實施例中，所述固持器允許用另一探針卡(例如，具有一不同接觸結(jié)構(gòu)的另一探針卡或用于替換磨損的或已使用的探針卡的替換卡)替換一探針卡。在一些實施例中，所述固持器具有連接到其自身的多個探針卡，且被配置以用于允許在連接到所述固持器的這些探針卡間互換(例如允許在測試間改變一探針卡)。在一些實施例中，所述固持器為用于測試裝置的一組件系統(tǒng)的一部分，其中所述固持器能夠根據(jù)需要操作及定位該探針卡。

進一步參考該探針卡，在一實施例中，一探針卡具有一導(dǎo)線導(dǎo)引器、與所述導(dǎo)線導(dǎo)引器連接的一探針塊及由所述導(dǎo)線導(dǎo)引器以及由所述探針塊支撐的多個探針導(dǎo)線。每根探針導(dǎo)線通過所述導(dǎo)線導(dǎo)引器以及該探針塊被定位。每根導(dǎo)線包括延伸通過該探針塊的探針尖端。這些探針尖端用于探測一裝置，例如半導(dǎo)體晶圓。每根導(dǎo)線還可以包括自該導(dǎo)線導(dǎo)引器暴露的信號傳輸部分及防護部分。這些信號傳輸部分及這些防護部分形成一接觸結(jié)構(gòu)。所述接觸結(jié)構(gòu)用于接觸另一設(shè)備(例如一電路板)上的一信號和防護接觸結(jié)構(gòu)。

在一實施例中，所述探針卡的這些探針尖端及所述接觸結(jié)構(gòu)位于所述探針卡的一側(cè)上。在所述探針卡的另一側(cè)上為一連接器結(jié)構(gòu)。所述連接器結(jié)構(gòu)用于允許所述探針卡連接到一固持器以及與所述固持器斷開連接。在一實施例中，所述連接器結(jié)構(gòu)為具有一保持槽的固位體部件。

在一實施例中，如上文描述的一探針卡可以被包括進來以作為一測試系統(tǒng)、裝置或設(shè)備的一部分，其中所述探針卡具有匹配另一測試設(shè)備或組件(例如，一電路板或母板)上一接觸結(jié)構(gòu)的接觸結(jié)構(gòu)。本申請中描述的探針卡也可作為用于測試裝置(例如半導(dǎo)體裝置)的綜合系統(tǒng)的一部分。例如，該探針卡的連接器結(jié)構(gòu)允許其連接至一固持器，其中該固持器為用于測試裝置的組件系統(tǒng)(例如，傳統(tǒng)的晶圓探測機)的一部分，且能夠根據(jù)需要操作及定位該探針卡。

在一實施例中，探測受測試裝置的方法包括：將一固持器定位到一探針位置中；利用所述固持器將一探針陣列定位到一受測試裝置上；使用所述探針陣列探測所述受測試裝置，以及將信號通過所述探針陣列傳輸?shù)揭粶y試設(shè)備。

附圖說明

后續(xù)附圖對本申請描述的各個實施例以示例性的方式進行了描述，但這些附圖并不一定是等比例繪制，也不用以限制本發(fā)明，其中：

圖1為一實施例中一探針裝置例如探針卡的一仰視立體圖；

圖2為圖1中探針裝置的一仰視圖；

圖2A為圖1中探針裝置的另一仰視圖；

圖2B為圖1中探針裝置的一剖面圖；

圖2C為圖1中探針裝置的一側(cè)視圖；

圖3為一實施例中電路板的一俯視圖；

圖3A為圖3中電路板的另一俯視圖；

圖3B為圖3中電路板的一側(cè)視圖；

圖3C為圖3中電路板的另一俯視圖；

圖4為圖1中探針裝置的一分解圖；

圖5為圖1的探針裝置的一近視圖；

圖6為圖1的探針裝置的一剖面圖；

圖6A為圖6的探針裝置的另一剖面圖；

圖7為圖1的探針裝置的另一剖面圖；

圖8為一實施例中固持器的一立體圖；

圖9為與一探針卡連接之前圖8中固持器的一立體圖；

圖10為與一探針卡連接的圖8中固持器的一立體圖；

圖11為另一實施例中探針裝置的一仰視立體圖；

圖12為圖11的探針裝置的另一立體圖；

圖13為圖11的探針裝置的另一立體圖；

圖14為圖11的探針裝置的局部分解圖；

圖15為一實施例中多個探針裝置平移轉(zhuǎn)位的一立體圖；

圖16為圖15中所示平移轉(zhuǎn)位的另一立體圖；

圖17為另一實施例中探針裝置的一俯視立體圖；

圖18為圖17的探針裝置的一仰視立體圖；

圖19為圖17的探針裝置的一剖面圖；

圖20為圖17的探針裝置的另一剖面圖；

圖21為一實施例中一測試系統(tǒng)的一立體圖；

圖22為圖21的測試系統(tǒng)的剖面圖；

圖23為圖21的測試系統(tǒng)的一部分剖面圖；

圖24為圖21的測試系統(tǒng)的另一剖面圖；

圖25為圖21的測試系統(tǒng)的另一剖面圖；

圖26為圖21的測試系統(tǒng)的另一部分剖面圖；

圖27為圖21的測試系統(tǒng)的俯視平面剖面圖；

圖28為一實施例中裝載工具的一等軸側(cè)視圖；

圖29為一實施例中封裝一測試系統(tǒng)的一立體圖；

圖30為另一實施例中多個探針裝置平移轉(zhuǎn)位的一俯視立體圖；

圖31為圖30中所示多個探針裝置的平移轉(zhuǎn)位的一俯視圖；

圖32為圖30中所示多個探針卡的平移轉(zhuǎn)位的一仰視立體圖；

圖33為圖30中所示探針的立體圖；以及

圖34為圖30中所示探針的另一立體圖。

具體實施方式

圖1至圖7示出了可在一系統(tǒng)中用于測試裝置(例如包括但不限于半導(dǎo)體晶圓或其他MEMS裝置的半導(dǎo)體裝置)的測試設(shè)備實施例。具體地，描述了測試系統(tǒng)、測試裝置以及測試設(shè)備。通常地，可使用一電路板以及一探針卡對半導(dǎo)體器件例如半導(dǎo)體晶圓進行電探測。所述探針卡接觸所述電路板。所述探針卡具有可探測待測試器件且將信號自該探針卡傳輸?shù)剿鲭娐钒宓奶结槍?dǎo)線。所述電路板將來自所述探針卡的信號傳輸例如到其他測試設(shè)備。

圖1、圖2以及圖2A到圖2C示出了探針卡10的一實施例。探針卡10具有一導(dǎo)線導(dǎo)引器16。一探針塊14與導(dǎo)線導(dǎo)引器16連接(如圖6所示)。導(dǎo)線導(dǎo)引器16提供了一凹槽結(jié)構(gòu)12，以探測被配置例如用來與電路板40一接觸結(jié)構(gòu)(下文進一步闡述)的探針導(dǎo)線接觸。如圖4到圖6A所示，一夾具18用于將探針導(dǎo)線固定于導(dǎo)線導(dǎo)引器16的凹槽結(jié)構(gòu)12內(nèi)。夾具18具有與導(dǎo)線導(dǎo)引器16上結(jié)構(gòu)12中每個凹槽相對應(yīng)的凹槽37。如圖所示，導(dǎo)線導(dǎo)引器16中的這些凹槽可以具有輻射狀表面，該輻射狀表面可進一步方便探針卡10與電路板40之間的接觸對準(zhǔn)以及接觸不匹配的消除。

多個探針導(dǎo)線30由導(dǎo)線導(dǎo)引器16、夾具18及探針塊14支撐。為便于說明，本發(fā)明實施例示出了一個探針導(dǎo)線30(見圖6及圖6A)。然而，應(yīng)了解，探針導(dǎo)線30可安放在由導(dǎo)引器16提供的凹槽結(jié)構(gòu)12的每個凹槽中以及夾具18的每個凹槽37中。

進一步參考圖6及圖6A，每根探針導(dǎo)線(參考探針導(dǎo)線30)將通過導(dǎo)線導(dǎo)引器16及夾具18的凹槽及探針塊14的通道15被定位。如圖所示，在一實施例中夾具18的凹槽37小于導(dǎo)線導(dǎo)引器的凹槽結(jié)構(gòu)12，凹槽37可允許夾具18限制裝配后的探針導(dǎo)線30的移動。通道15允許探針導(dǎo)線30插入到探針塊14中進而通過探針塊14到開口17。

探針導(dǎo)線30提供了探針卡10的探測功能。每根探針導(dǎo)線30將包括探針32，該探針32具有延伸通過探針塊14的探針尖端33。例如，探針32及探針尖端33可以朝向探針塊14中心被安裝，其中，這些尖端自探針塊14(一般在探針塊14的中心處例如在開口17處)暴露出來。應(yīng)了解，這些尖端可以以各種構(gòu)造方式和各種針/尖端陣列被適當(dāng)?shù)嘏帕幸赃m應(yīng)待測試裝置。通道15為每根探針導(dǎo)線30提供一入口及出口，且允許探針導(dǎo)線30自導(dǎo)線導(dǎo)引器16延伸至探針塊14中，然后自探針塊14延伸出至探針卡10的暴露或敞開的中心區(qū)域。為便于描述，一個探針導(dǎo)線30被示出，該導(dǎo)線30通過探針塊14的通道15(可參考例如圖6及圖6A)。然而，探針塊14中可存在多個通道15，所述多個通道15例如可用于導(dǎo)線導(dǎo)引器16及夾具18的每個凹槽，使得多個探針導(dǎo)線30可通過探針塊14。

每根探針導(dǎo)線30還包括自導(dǎo)線導(dǎo)引器16暴露的一信號傳輸部分30a及一可選的防護部分30b。信號傳輸部30a及防護部30b在導(dǎo)線導(dǎo)引器16凹槽結(jié)構(gòu)12內(nèi)的探針卡10一側(cè)上形成接觸結(jié)構(gòu)。信號傳輸部30a及防護部30b的該接觸結(jié)構(gòu)與電路板40的接觸結(jié)構(gòu)(下文將進一步描述)相匹配。

進一步參考導(dǎo)線導(dǎo)引器16，凹槽結(jié)構(gòu)12包括孔34。該導(dǎo)線導(dǎo)引器在每個凹槽處還包括空隙36，該空隙允許探針導(dǎo)線30例如足夠彎曲以接觸電路板40?？?4允許形成探針導(dǎo)線30例如在安裝后與該電路板的接觸，且允許查看探針導(dǎo)線30，這樣可確認各根導(dǎo)線30處于正確的位置中且已形成適當(dāng)接觸。在一實施例中，孔34可允許對探針導(dǎo)線30進行操作，例如以使得可通過孔對探針導(dǎo)線30進行操作。在一些示例中，導(dǎo)線導(dǎo)引器16的每個凹槽可具有空隙36。

2011年1月20日提出的申請?zhí)枮?3/010234的美國申請對導(dǎo)線導(dǎo)引器、探針塊及探針導(dǎo)線進行了進一步的描述和圖示，該美國申請的全部內(nèi)容以引用的方式被包括到本申請中。在一實施例中，探針塊14由不同于導(dǎo)線導(dǎo)引器16、夾具18及固位體部件20(下文進一步闡述)的材料構(gòu)成。例如，探針塊14為介電材料且例如可由一陶瓷材料構(gòu)成。在一些實施例中，所述固位體可由不銹鋼或其他合適的剛性材料制成。應(yīng)了解，例如，導(dǎo)線導(dǎo)引器及夾具可采用高溫塑料制成。應(yīng)進一步了解，例如，若測試在大約室溫或不需要更耐抗材料的非高溫下實施時，則可采用其他塑料或其他合適的剛性材料。

探針卡10在其另一側(cè)還包括一連接器結(jié)構(gòu)，在該另一側(cè)導(dǎo)線導(dǎo)引器16的凹槽結(jié)構(gòu)12被定位，且在該另一側(cè)探針導(dǎo)線30的接觸結(jié)構(gòu)被形成。如圖所示，該連接器結(jié)構(gòu)為固位體部件20。在一實施例中，固位體部件20具有一觀察口26及一保持槽28。觀察口26允許一個例如測試操作員或裝配工通過探針卡10觀察探針導(dǎo)線30。這個開口也允許調(diào)整探針的校準(zhǔn)。保持槽28允許將一組件置于槽28內(nèi)并保持探針卡10。保持槽28允許探針卡10作為一測試系統(tǒng)的一部分，其中，該測試系統(tǒng)能夠操作探針卡10的位置且當(dāng)需要時也可以更換探針卡。如圖5和圖6最佳地顯示，例如，保持槽28位于固位體部件20的兩個相對較大部分之間(見槽28的上方及下方部分)，這樣，相對于這些較大部分保持槽28為一缺口。在一實施例中，槽28圍繞固位體20延伸。在一些實施例中，固位體20的外部部分比靠近導(dǎo)線導(dǎo)引器16的內(nèi)部部分相對更扁長(例如如圖5所示)。這種形狀差異例如有助于將探針設(shè)備互換為另一探針設(shè)備且還可以提供一關(guān)鍵特征，從而可防止不具備該形狀差異的不正確探針卡用作探針卡的替換卡和/或防止與不正確探針卡互換。

在一實施例中，探針卡10具有底座24。例如如圖4至圖6A所示，底座24將探針塊14連接到導(dǎo)線導(dǎo)引器16、夾具18及固持器部件20。如圖所示，底座24具有從主體開始延伸的螺絲支撐件，其中這些螺絲支撐件可延伸通過夾具18及導(dǎo)線導(dǎo)引器16的孔且朝向固位體部件20?？蓪⒙萁z22插入到固位體部件20的孔中，并且螺絲22可以被緊固在底座24的這些螺絲支撐件中。應(yīng)了解，該底座、其特定結(jié)構(gòu)(包括螺絲支撐件及螺絲)僅為示例性的，其他結(jié)構(gòu)也可用于將導(dǎo)線導(dǎo)引器、夾具、探針塊及探針導(dǎo)線裝配及連接在一起。

參考電路板40，圖3只示出了電路板40的一俯視平面圖。在一實施例中，電路板40被設(shè)置為一板片，該板片具有一頂部側(cè)、一底部側(cè)(未示出)及通過頂部側(cè)與底部側(cè)的一開口44。在一實施例中，電路板40為接觸或跡線的母板，該母板幫助將信號自探針卡10傳送到(例如)在一綜合電診斷系統(tǒng)中使用的附加測試/測量設(shè)備，其中，所述綜合電診斷系統(tǒng)例如可用于測試半導(dǎo)體裝置或其他MEMS裝置，這些診斷及測量系統(tǒng)可以為大家所熟知且適合與本申請中所描述的探針卡及電路板一起使用。

在所示的示例中，該板片具有圓形形狀且開口44一般通過該圓形板片的中心。應(yīng)了解，可采用其他形狀配置以及該開口的其他布局。電路板40的開口44允許將一探針卡例如探針卡10置于電路板40上，且允許將探針卡互換至電路板40的開口中。

圖3僅示出了電路板40的一俯視圖，但進一步示出了信號接觸部42與防護接觸部46的一布局實施例。在所示示例中，該布局為許多信號接觸部42的接觸結(jié)構(gòu)和許多防護接觸部46的接觸結(jié)構(gòu)，在電路板40上以接觸跡線的形式示出。如圖3所示，信號接觸部42及防護接觸部46的一布局實施例為自該板片中心的一輪輻狀排列及布局，例如，自開口44朝向該板片的外部邊緣延伸。信號接觸部42及防護接觸部46的內(nèi)部端允許與探針導(dǎo)線30的信號傳輸部分30a及防護部分30b分別接觸，以允許將信號從探針卡10傳輸?shù)礁郊訙y試及測量設(shè)備。也就是說，探針卡10中探針導(dǎo)線30的接觸結(jié)構(gòu)與電路板40上的信號接觸部42及防護接觸部46的接觸結(jié)構(gòu)匹配。導(dǎo)線導(dǎo)引器16及夾具18的結(jié)構(gòu)有助于固定探針卡10與電路板40的接觸及對準(zhǔn)。

例如，通過用于測試半導(dǎo)體裝置的探針卡10的探針導(dǎo)線30傳輸?shù)男盘柨赏ㄟ^信號接觸部42以及防護接觸部46的接觸結(jié)構(gòu)進行傳輸。例如，通過該防護接觸部的信號將盡可能匹配中心導(dǎo)體例如信號接觸部的電壓以使漏電最小化。眾所周知，(例如)通過連續(xù)至探針的一測試器施加電壓使得防護信號橫穿探針卡10與電路板40之間的接口。在一些實施例中，例如，當(dāng)探針導(dǎo)線受防護例如利用導(dǎo)電聚合物驅(qū)動防護覆蓋時，受防護探針可從其在電路板處的接觸開始連續(xù)到探針的端部。應(yīng)了解，信號跡線可在沒有對非敏感信號進行防護的情形下起作用。

圖3A至圖3C示出了圖3中電路板40的附加的視圖，其中圖3C示出的接觸結(jié)構(gòu)細節(jié)較少。2011年1月20日提出的申請?zhí)枮?3/010234的美國申請還對電路板進行了進一步的描述和圖示，該美國申請的全部內(nèi)容以引用的方式被包括到本申請中。

在操作中，每根探針導(dǎo)線30包括用于探測一裝置例如一半導(dǎo)體晶圓的一端部(例如尖端33)。參考信號傳輸部分30a及防護部分30b，每根探針導(dǎo)線30的信號傳輸部分30a可用來與電路板40上信號接觸結(jié)構(gòu)中與電路板40和開口44中心接近的各個信號接觸部42接觸。同樣，每根導(dǎo)線30的防護部分30b用于與防護接觸部中與電路板40以及開口44中心接近的各個防護接觸部46接觸，如圖1和圖2的指向電路板40開口44的箭頭所示。如上文所述，在一些實施例中，任何一根或多根探針導(dǎo)線30可在防護部分30b上具有導(dǎo)電聚合物。應(yīng)了解，探針導(dǎo)線可按比例調(diào)整以適應(yīng)附加層，例如，三同軸(triax)及四同軸(quadrax)型連接器。

進一步參考探測導(dǎo)線30，其中，探測導(dǎo)線的特性及構(gòu)造可進行變化。之前的專利對探測特性以及構(gòu)造進行了描述，包括專利號為6,975,128、6,963,207、6,992,495、6,586,954以及6,201,402的美國專利。這些專利的所有內(nèi)容在這里通過引用的方式都被包括在本申請中，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，可以使用這些專利中描述的技術(shù)主題，并將所述技術(shù)主題應(yīng)用到本申請描述的任何探測核心的探針導(dǎo)線、探針、尖端等上面。

本申請可具有許多的結(jié)構(gòu)優(yōu)點及其他優(yōu)點，例如如下的任何一個或多個優(yōu)點：

1、探針槽的輻射狀底部有助于將探針集中到一中心以消除可替換的探針核心與母板間的不匹配。

2、框架中的孔允許接觸探針的最終形成以及在使探針卡與母板配對后檢測接觸位置。

3、探針的遠端可形成為消除附加零件的一接觸機構(gòu)。例如，在探針導(dǎo)線30接觸母板的情況下，無需為分離的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生接觸部，例如無需為彈簧銷提供接觸部。因此，例如在一些配置中，探針導(dǎo)線通過特定的彎曲被構(gòu)造成接觸部。例如，特定彎曲必需形成具有幾何形狀的探針導(dǎo)線，這樣，以適當(dāng)力度和表面積與母板進行接觸，以確保探針導(dǎo)線與母板間的低的接觸電阻。該接觸力度例如可由探針導(dǎo)線的無支撐長度來確定。該接觸表面積例如可由接觸部上的半徑來確定。在一些示例中，期望在該接觸力度和接觸表面積之間尋求平衡，以使得接觸不具有高電阻，從而可保護母板避免過早磨損。

從功能上來講，已觀察到本申請中包括(例如)探針卡及母板的所述測試系統(tǒng)、裝置以及設(shè)備具有以下概述的益處中一種或多種。

1、探針卡具有相對小的尺寸，這樣可節(jié)省空間及成本，從而易于制造及重建。

2、探針卡(例如，通過使用前述通過引用包括進來的較早專利的懸臂式設(shè)計)可提供較好的接觸和撞擊抵抗以及耐用性。

3、探針卡的這些探針(即：探針導(dǎo)線)可以被構(gòu)造及設(shè)置以便提供低噪聲、低漏電及低電容，還可以在寬溫度范圍內(nèi)操作。例如，當(dāng)在25℃及200℃的溫度下將100V施加到一個探針/引腳時且所有其他引腳接地時，已觀察到低漏電效能(例如fA/V)。結(jié)果已表明，已可獲得探針的低漏電效能，例如，在約25℃的溫度下可得到約5fA/V和約1fA/V，且在約200℃的溫度下也可以得到約0.5pA/V和約2fA/V。差異可取決于探針配置，例如，這些探針上的涂層或防護的結(jié)構(gòu)及配置。

4、探針卡的探針可允許高電流及電壓測試，同時維持容錯。

5、這些探針可具有統(tǒng)一的梁長度。

6、母板可用于以在一寬溫度范圍執(zhí)行，例如，介于-65℃至220℃之間。

進一步參考探針卡10，識別功能可以被使用以確保合適的探針卡及電路板正應(yīng)用于測試。

這種情形的實施例需要使用連接到探針卡10上獨特的識別電阻器。圖5及圖7進行了最好地顯示，其中電阻器52安置于導(dǎo)線導(dǎo)引器16上。在一實施例中，導(dǎo)線導(dǎo)引器16包括腔體38，電阻器52則位于腔體38中。通過導(dǎo)線56和電路板40的接觸，通道35允許導(dǎo)線56將電阻器52電連接到電路板，例如電路板40。例如，圖中示出了與電阻器52連接的一導(dǎo)線56，該導(dǎo)線通過一通道35進行延伸且形成一接觸部58。接觸部58與電路板40的一信號接觸跡線接觸。即：若采用識別電阻器(例如電阻器52)，則這些接觸部58可以在導(dǎo)線導(dǎo)引器16的特定位置處以其他方式代替探針導(dǎo)線30的接觸部以及電路板40的各個探針跡線。

標(biāo)準(zhǔn)測試設(shè)備可用于通過導(dǎo)線56與電路板40的接觸部58讀取電阻器。

在其他實施例中，電路板40可包括其自身擁有的識別電阻器。如圖3所示，位置50指的是在板40上可放置電阻器的位置。在其它實施例中，電阻結(jié)構(gòu)R可能大約位于圖3c的3:00位置。電路板40上的識別電阻器可用于確定是否正使用正確的電路板。如探針卡上的電阻器一樣，應(yīng)了解，標(biāo)準(zhǔn)的測試設(shè)備可用于讀取例如位置50處電路板40上的電阻器。在一些實施例中，電路板40可包括用于溫度反饋的跡線。例如，這些跡線可位于引線44例如短跡線的任一側(cè)上。在其它實施例中，跡線T可大約位于圖3c中的9:00位置，這些跡線可用于包括溫度電阻器/反饋的能力。

如上所述，通常地，一探針設(shè)備被構(gòu)造為在一側(cè)上具有一接觸結(jié)構(gòu)的探針卡。該接觸結(jié)構(gòu)用于接觸另一測試設(shè)備或組件例如一電路板上的各個接觸結(jié)構(gòu)。探針卡的接觸結(jié)構(gòu)包括具有尖端的探針導(dǎo)線，這些尖端用于探測被期望測試的裝置。信號通過來自探針卡的這些探針導(dǎo)線例如通過一電路板傳輸?shù)狡渌\斷設(shè)備。該探針卡與該電路板的該接觸允許將信號通過這些探針導(dǎo)線傳送到所述其他診斷設(shè)備。

在所述探針卡的另一側(cè)上為一連接器結(jié)構(gòu)。該連接器結(jié)構(gòu)允許所述探針卡從一固持器被連接或被斷開連接。

圖8至圖10示出了固持器70的一實施例。通常地，固持器70允許用另一探針卡替換一探針卡(例如探針卡10)。另一探針卡例如可以為具有不同接觸結(jié)構(gòu)的另一探針卡或可以為已使用的探針卡的替換卡。在一些實施例中，固持器70具有與其連接的多個探針卡，所述固持器70被配置以允許在連接至固持器70的這些探針卡間互換，例如，以允許在測試之間改變一探針卡。在一些實施例中，該固持器可以為用于測試裝置的一系統(tǒng)的一部分，其中固持器70能夠根據(jù)需要操作及固定該探針卡。

在所示實施例中，固持器70具有允許支撐多個探針卡的結(jié)構(gòu)。固持器70允許互換探針卡，例如，當(dāng)測試需要，例如若一待測試裝置需要不同探針尖端結(jié)構(gòu)或探針陣列以進行測試。應(yīng)了解，探針卡的探針尖端結(jié)構(gòu)可以不同例如以適應(yīng)正接受測試的裝置。固持器70也可以允許交換探針卡，以用于例如需要用與已使用探針卡相同的新探針卡來替換一舊探針卡或不能再根據(jù)需要提供功能的探針卡。應(yīng)了解，關(guān)于固持器的描述僅為示例性的，因為也可以用其他診斷工具替換探針卡。例如，一個、多個或全部的探針接觸部可一起被短路以測試電路板處的接觸電阻。

如圖8至圖10所示，固持器70包括具有多個表面74的主體72。每一表面74表示可保持一探針卡(例如探針卡10)的一個位置。在所示的實施例中，固持器70具有五個表面74且主體72呈五邊形輪形狀。一連接器孔或軸孔78允許固持器70連接到另一設(shè)備，以便自一個探針卡切換到另一探針卡，所述另一設(shè)備可通過孔78使固持器70繞軸A旋轉(zhuǎn)或轉(zhuǎn)動。所述另一設(shè)備可具有插入到孔78且借此使固持器70旋轉(zhuǎn)的主軸(未示出)。應(yīng)了解，自一探針切換至另一探針可設(shè)置為一自動化過程，其中可根據(jù)需要采用適當(dāng)控制、處理及機械硬件以操作該固持器。還應(yīng)了解，可采用該固持器的氣動操作以便消除或至少減少對該探針卡操作的電干擾。

應(yīng)了解，固持器的五邊形輪結(jié)構(gòu)并非用于限制其形狀，該固持器可視情況構(gòu)造為其他多邊形形狀的一輪，例如正方形、三角形、六邊形或諸如此類。還應(yīng)了解，固持器不一定需要旋轉(zhuǎn)或轉(zhuǎn)動以自一個探針卡切換至另一探針卡，可采用其它用于切換探針卡的實施方式。例如，對固持器進行配置以在探針卡之間平移，從而使得探針卡移入或移出探測位置(例如如圖15及下文進一步的描述所示)。

參考固持器70的細節(jié)，包括通過每個表面74的開口76。開口76允許將固位體部件的一部分通過開口76(例如探針卡10的固位體部件20)插入。

一滑動夾80將探針卡10連接到固持器70。滑動夾80可沿著固持器的表面74滑動且可保持在主體72上。滑動夾80具有例如呈U形狀的彎曲邊緣82，以與探針卡10上的槽28嚙合，如圖9指向探針核心槽以及滑動夾80彎曲邊緣82的B所示。在一實施例中，彎曲邊緣82的半徑小于開口76的半徑及曲率，使得滑動夾80與探針卡10的槽28嚙合但將不允許探針卡10脫離開口76。也就是說，固位體部件20的一部分能夠插入至開口76中，其中可以移動滑動夾80以嚙合槽28，但不允許固位體部件20的插入部脫離固持器70。因此，固位體部件20的相對較大部分位于滑動夾80的相對側(cè)上，以允許固持器70保持探針卡。圖8示出了固持器的一立體圖，其中一個夾位于非保持位置中，且該夾打開并準(zhǔn)備接納探針卡，且另一夾位于保持位置中。圖9示出了恰巧在與一探針卡連接之前的固持器70。圖10示出了由固持器70連接且保持的探針卡。圖10還示出了可含有滑動夾80的一板片。例如，該板片可自固持器70延伸且可安置于探針卡10與固持器70之間。也可以參考圖9的固持器70的頂部。該板片(例如)可在將探針卡安放到固持器70上之前在夾80的頂部上提供另一平臺。

圖11至圖14示出了探針設(shè)備100的另一實施例。探針設(shè)備100類似于探針設(shè)備10，但但其不同點中包括：探針設(shè)備100具有不同于探針設(shè)備10的保持部件及槽配置的一連接器結(jié)構(gòu)。類似于探針設(shè)備10，探針設(shè)備100包括具有凹槽結(jié)構(gòu)102的導(dǎo)線導(dǎo)引器106、夾具108以及探針塊104。探針塊104可以具有例如用于與一電路板(例如40)配對的一凸片與凹口結(jié)構(gòu)104a。探針塊104可例如通過一底座124與導(dǎo)線導(dǎo)引器106及夾具108裝配在一起。如同探針設(shè)備10，探針設(shè)備100也包括用于接觸半導(dǎo)體裝置(例如半導(dǎo)體晶圓或MEMS裝置)的、具有探針132及探針尖端133的探針導(dǎo)線130。探針塊104也可以包括一或多個通道(未示出，例如如設(shè)備10一樣的通道15)。探針塊104中的開口107允許探針尖端133自探針塊104延伸出并從探針塊104暴露出來。每根探針導(dǎo)線130包括一信號傳輸部分130a及一防護部分130b。在這里不再進一步對類似于探針設(shè)備10的其他結(jié)構(gòu)、配置及材料進行描述。應(yīng)了解，探針設(shè)備100也可具有識別功能，例如以與上文關(guān)于探針設(shè)備10所描述的方式相同或類似的方式使用識別電阻器。

具體參考圖12至圖14，探針設(shè)備100示出了不同于例如探針設(shè)備10的一連接器結(jié)構(gòu)。探針設(shè)備100的連接器結(jié)構(gòu)被配置為一球形的插座型架座，其中一固位體部件120包括一插座區(qū)125。在一實施例中，例如，固位體部件120被構(gòu)造為主體，該主體通過螺絲122(例如)連接到導(dǎo)線導(dǎo)引器106。在一實施例中，插座區(qū)125被配置用于接納一球形架座部件128。

在一實施例中，該球形的插座架座可允許探針卡微小的移動，例如傾斜移動，以方便例如與一電路板進行良好的匹配。如圖所示，固位體部件120被配置以包括探針設(shè)備100一側(cè)上的插座區(qū)125或開口。一或多個支撐件126可經(jīng)定位而朝向插座區(qū)125的外部部分。插座區(qū)125被配置用于接納球形的架座部件128，同時支撐件126允許將球形架座部件128安裝在插座區(qū)125內(nèi)。球形架座部件128及插座區(qū)125因此可提供另一架座配置。在所示的示例中，描述了四個支撐件126，但應(yīng)了解，可視情況和/或需要采用更多或更少的支撐件。應(yīng)了解，每個支撐件126可在該支撐件嚙合球形架座部件128的另一側(cè)上具有空隙區(qū)域，該空隙區(qū)域可允許支撐件移動以允許將球形架座部件128安裝在插座區(qū)125中。

參考球形架座部件128，應(yīng)了解，球形架座部件128可以為另一固持器設(shè)備的一部分和/或與所述另一固持器設(shè)備以可移除方式連接。例如，一孔129可允許將球形架座部件128連接到用于允許互換和/或替換一探針設(shè)備(例如探針設(shè)備100)的一固持器設(shè)備。例如，如上文所述的固持器可經(jīng)修改以連接到球形架座部件128而不使用固持器槽及夾配置。例如，可將固持器上的一部件插入至球形架座部件128的開口129中以保持球形架座部件128，從而當(dāng)將球形架座部件128連接到插座區(qū)125的支撐件126時保持探針設(shè)備100。應(yīng)了解，取決于所采用的固持器，探針設(shè)備100可與球形架座部件128一起被替換或獨立于球形架座部件128被替換(例如斷開球形及插座嚙合)。應(yīng)了解，在一些實施例中，球形架座可以被互換，例如，所述球形架座部件可以位于固持器上的所述探針卡和插座上，其中，該固持器可與探針卡連接。

圖17至圖20示出探針裝置300或探針卡的另一實施例。探針裝置300類似于探針裝置100以及探針裝置10，但具有不同于保持部件及槽配置的一連接器結(jié)構(gòu)。類似于探針裝置100，探針裝置300包括一導(dǎo)線導(dǎo)引器306，該一導(dǎo)線導(dǎo)引器306具有一凹槽結(jié)構(gòu)302、一夾具308以及一探針塊304。探針塊304可以包括一凸片和凹口結(jié)構(gòu)304a、304b，以用于例如與一電路板(例如40)匹配，以及用于探針卡的連接/斷開。探針塊304可以例如通過一底座324與導(dǎo)線導(dǎo)引器306及夾具308被裝配在一起。如同探針裝置100，探針裝置300還包括具有探針(例如來自探針卡100的探針132)以及探針尖端(例如來自探針卡100的探針尖端133)的探針導(dǎo)線(例如來自探針卡100的探針導(dǎo)線130)，以用于與半導(dǎo)體器件例如半導(dǎo)體晶圓或MEMS器件接觸。探針塊304還可以包括一或多個通道(未示出，但例如裝置10的通道15)。探針卡300也可以在探針塊304中具有一開口(例如來自探針卡100的開口107)以允許探針尖端(例如133)自探針塊304延伸出并被暴露。每根探針導(dǎo)線(例如130)可包括一信號傳輸部分及一防護部分(例如來自探針卡100的信號傳輸部分130a及防護部分130b)。在這里不再進一步對與探針裝置100及10類似的其他結(jié)構(gòu)、配置及材料進行描述。應(yīng)了解，探針裝置300也可以包括識別功能，例如以與上文中探針裝置100及10所描述的方式相同或類似的方式使用識別電阻器。在一實施例中，可使用類似于探針裝置10的52的電阻器350，也可以采用電阻器350來監(jiān)測探針卡的功能，例如操作溫度。應(yīng)了解，還可采用一個二極管。

進一步參考導(dǎo)線導(dǎo)引器306，在一些實施例中，導(dǎo)線導(dǎo)引器306可在導(dǎo)線導(dǎo)引器306周邊的部分處采用一斜面邊緣310。當(dāng)斜面邊緣310被使用，并與例如一電路板(例如40)以及受測試器件(例如一半導(dǎo)體器件)接觸時，斜面邊緣310可方便地被用于放置及安裝探針卡300。在一些實施例中，也如探針卡100中所示，導(dǎo)線導(dǎo)引器306也可以具有一凹口結(jié)構(gòu)312，當(dāng)使用該凹口結(jié)構(gòu)時可進一步有助于探針卡300的對準(zhǔn)及放置。

如同探針卡100，探針裝置300示出了不同于(例如)探針裝置10的一連接器結(jié)構(gòu)。探針裝置300的連接器結(jié)構(gòu)被配置為用于球形及插座型連接的一插座型架座，其中一固位體部件320包括一插座325。在一實施例中，例如，固位體部件320由一主體構(gòu)造而成，該主體可通過螺絲322連接(例如)到導(dǎo)線導(dǎo)引器306。在一實施例中，插座325被配置以接納一球形架座部件328，該球形架座部件可為下文進一步描述的一轉(zhuǎn)位機構(gòu)的一部分。

在一實施例中，插座架座可允許探針卡微小的移動(例如傾斜移動)，以方便例如與一電路板的良好匹配。如圖所示，固位體部件320被配置以包括探針裝置300一側(cè)上的插座325或開口。一個或多個支撐件326可朝向插座325的外部部分被固定。插座325被配置以接納一球形架座部件328，同時支撐件326允許(例如通過一壓入配合或干涉配合)將球形架座部件328安裝在插座325內(nèi)。球形架座部件328及插座325因此可提供另一架座配置。在所示的實例中，示出了四個支撐件326，但應(yīng)了解，可視情況和/或需要采用更多或更少的支撐件。應(yīng)了解，每個支撐件326可在該支撐件嚙合球形架座部件328的另一側(cè)上具有空隙區(qū)域，該空隙區(qū)域可允許支撐件移動以允許將球形架座部件328安裝在插座325中。

參考球形架座部件328，應(yīng)了解，球形架座部件328可以為另一固持器設(shè)備的一部分和/或與所述另一固持器設(shè)備以可移除方式連接。例如，一孔329可允許將球形架座部件328連接到用于允許互換和/或替換一探針設(shè)備(例如探針設(shè)備100)的一固持器設(shè)備。例如，如上文所述的固持器可經(jīng)修改以連接到球形架座部件328而不使用固持器槽及夾配置。例如，可將固持器上的一部件插入至球形架座部件328的開口329中以保持球形架座部件328，從而當(dāng)將球形架座部件328連接到插座325時保持探針設(shè)備300。應(yīng)了解，取決于所采用的固持器，探針設(shè)備300可與球形架座部件328一起被替換或獨立于球形架座部件328被替換(例如斷開連接球形及插座嚙合)。

圖15及圖16為多個探針設(shè)備的平移轉(zhuǎn)位200的一實施例的立體圖。如上文所述，可以對固持器進行配置以使其在探針卡之間平移。圖15示出所述平移轉(zhuǎn)位的一實施例。不同于旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)位器例如固持器70，圖15示出了用于互換探針卡的電路板400。例如，可采用探針設(shè)備100作為所述平移轉(zhuǎn)位實施方式中的探針卡。圖中示出了四個可互換的探針卡100，但應(yīng)了解，可采用多于或少于四個的探針卡。

在一實施例中，位于電路板400中心的探針卡100可經(jīng)選擇、移動、然后落入到探測位置中。在一實施例中，一推移器或其他可移動組件可選擇一探針卡100，然后移動該探針卡并使其落入到探測位置中。同樣，可將探測位置中的一探針卡100抬升并移出該探測位置再(例如)用一不同的探針卡替換。圖16示出了用于移動探針卡100的一推移器或一結(jié)構(gòu)的示例。在一實施例中，該結(jié)構(gòu)可配置為例如臂部210，該臂部210可根據(jù)需要選擇一探針卡100并使其移入及移出該探測位置以替換一探針卡100。

應(yīng)了解，自一探針切換至另一探針可設(shè)置為一自動化過程，其中視需要采用適當(dāng)控制、處理及機械硬件以操作該固持器。還應(yīng)了解，可采用該固持器的氣動操作以便消除或至少減少對該探針卡的操作的電干擾。

圖21到圖27示出了測試系統(tǒng)400的一實施例，該實施例包括系統(tǒng)400的多個剖面圖。通常地，一固持器結(jié)構(gòu)470與一托架及轉(zhuǎn)位組件一起被示出。在所示的實施例中，固持器470具有允許支撐多個探針卡的一結(jié)構(gòu)，例如，固持器470可構(gòu)造為一五邊形輪，其中在該五邊形的每一側(cè)476上可安裝一探針卡(例如探針卡100、300)。該托架為一框架上的一裝配，該裝配移動固持器以便使安裝于其上的一探針卡與一受測試器件(例如半導(dǎo)體晶圓)以及一電路板440(或例如40)該兩者接觸。該托架(例如)上下移動固持器470，以使一探針卡與電路板440接觸。該托架還可使固持器470旋轉(zhuǎn)以便自固持器470(例如，如圖所示的五邊形)的一側(cè)移動到固持器470的另一側(cè)，這樣，可允許使用固持器470上一不同的探針卡、允許安裝另一探針卡和/或允許替換/移除固持器任何一側(cè)上的一探針卡。

系統(tǒng)400可包括電路板440、固持器470以及托架裝配，該托架裝配包括一框架結(jié)構(gòu)及轉(zhuǎn)位組件，下文將進一步描述托架裝配的細節(jié)。

在一實施例中，所述框架包括例如通過一導(dǎo)線通道419連接到下部板411的頂部板401，該導(dǎo)線通道可用作一導(dǎo)線導(dǎo)引器，以用于沿著導(dǎo)線凹槽420延伸的導(dǎo)線。一托架中間框架412位于頂部板401及下部板411之間，并使用延伸通過固持器470一開口478的軸件480與固持器470連接，該軸件還允許該托架上的固持器進行旋轉(zhuǎn)(例如如圖23所示)。托架中間框架412與頂部板401連接，并可通過使用氣動控制相對于頂部板401進行上下移動。例如具體可參考圖24，示出的一氣壓提升缸408與托架中間框架412連接，并被用于相對一受測試器件及電路板440上下移動框架412。氣壓提升缸408可連接到一空氣源。所述托架可以被彈簧加壓，所述托架可包括例如一壓緊彈簧405，壓緊彈簧405圍繞上升導(dǎo)引軸襯414及上升導(dǎo)引軸件416以引導(dǎo)框架412。壓緊彈簧405可對探針卡提供一向下力，同時氣缸408可幫助將該托架固定在適當(dāng)位置。氣動上升可消除或至少避免進行測量處附近的電噪聲。在一些實施例中，可采用一上升停止器415來限制框架412沿上下方向的移動。

進一步參考固持器470，固持器470的每一側(cè)476可包括上文所述的球形架座328，這樣，可將探針卡(例如探針卡100、300)上的一插座安裝到固持器470上。如圖22及圖23所示，例如，一探針卡300被安裝并位于探測位置中。作為一示例，通過一螺絲，球形架座329可與所述固持器470連接，而探針卡的插座(例如325)可與球形架座328搭扣配合。

參考轉(zhuǎn)位組件，系統(tǒng)400可采用(例如)一轉(zhuǎn)位滑動件及轉(zhuǎn)位驅(qū)動結(jié)構(gòu)以移動固持器470，其中轉(zhuǎn)位滑動件406自一個位置移動至另一位置以嚙合固持器470且使其圍繞軸件480旋轉(zhuǎn)。例如如圖25及圖26所示。轉(zhuǎn)位滑動件406可通過轉(zhuǎn)位驅(qū)動器404驅(qū)動，該轉(zhuǎn)位驅(qū)動器可例如通過一轉(zhuǎn)位氣缸417以氣動方式啟動且與一空氣源連接。在一實施例中，固持器470在其上具有轉(zhuǎn)位傳動銷418，該轉(zhuǎn)位傳動銷可通過連接到轉(zhuǎn)位滑動件406的一鉤或掣子422被嚙合。例如，固持器470可被旋轉(zhuǎn)以自該探測位置將一探針卡(例如探針卡300)切換出來，并還允許替換/移除自固持器470任一側(cè)的探針卡。該托架向上移動固持器470以允許轉(zhuǎn)位驅(qū)動器404嚙合轉(zhuǎn)位滑動件406，例如通過轉(zhuǎn)位驅(qū)動器404及轉(zhuǎn)位滑動件406的一凸出部與凹部嚙合。然后，可以移動轉(zhuǎn)位驅(qū)動器404以帶動轉(zhuǎn)位滑動件移動。例如，如圖26所示，轉(zhuǎn)位滑動件406可移動到左邊使得掣子422可嚙合固持器470上的轉(zhuǎn)位傳動銷418中的一個，并使固持器470旋轉(zhuǎn)。在一些實施例中，轉(zhuǎn)位滑動件406可連接到一轉(zhuǎn)位復(fù)原彈簧413，以允許當(dāng)轉(zhuǎn)位驅(qū)動器404自轉(zhuǎn)位滑動件406解嚙合時，轉(zhuǎn)位滑動件406移動回到未轉(zhuǎn)位位置(例如，回至右邊)。參考掣子422，掣子422可圍繞一樞軸425移動且與一復(fù)原彈簧423連接，該復(fù)原彈簧允許掣子422樞轉(zhuǎn)或以其他方式移動到一未轉(zhuǎn)位位置，以不與轉(zhuǎn)位傳動銷418中的一個嚙合。

系統(tǒng)400還可以包括一對接部分，例如對接塊402及具有密封件(例如O形環(huán)密封件)的埠。對接塊402提供系統(tǒng)400(例如)與測試/測量設(shè)備的一氣動/壓力及電接口。在所示的實施例中，對接塊402在頂部板401的頂部上且可具有一空隙或凹入?yún)^(qū)域以允許對接設(shè)備(例如桿或其他夾具結(jié)構(gòu))的空隙?？稍诟鱾?cè)上夾緊對接塊402，以實現(xiàn)壓力及電連接。O形環(huán)403允許對欲進入到系統(tǒng)(例如，氣壓提升缸408及轉(zhuǎn)位驅(qū)動404的氣缸417)的空氣進行密封。例如當(dāng)一夾具嚙合或夾緊對接塊402時，對接設(shè)備將經(jīng)加壓的空氣遞送到氣缸，對接設(shè)備也可以具有用以電接觸對接塊402的電接觸部。該電連接可用于例如讀取ID電阻器。

在一些實施例中，可采用進一步的對準(zhǔn)結(jié)構(gòu)以幫助將探針卡安放到探測位置中。例如，如圖23及圖27中所示的例如一附加板421可安置于電路板440與下部板411之間。當(dāng)將板421定位到電路板440及待測試器件上時，板421可以具有一定的韌性以允許與探針卡配合。在一些實施例中，板421可包括具有一定韌性的止動凸塊427，并允許例如探針卡300的凹口結(jié)構(gòu)312在正確位置中對準(zhǔn)及嚙合。圖27示出了系統(tǒng)400的一俯視平面圖，該圖移除了大多數(shù)的托架及框架結(jié)構(gòu)，從而可以觀察到板421。

應(yīng)了解，電路板440上的系統(tǒng)400還可以具有識別功能及電阻測量功能，例如以上文中電路板40及探針裝置100及10中所使用的相同或類似的方法使用識別電阻器。在一實施例中，可使用電阻器452。電路板440上的識別電阻器可確定例如電路板是否正被正確的使用。如同探針卡上的電阻器，應(yīng)了解，標(biāo)準(zhǔn)測試設(shè)備可用于讀取電路板440上的電阻器。在一些實施例中，可以與上文描述的電路板40類似，電路板440包括用于溫度反饋的跡線。這些跡線可用于包括一溫度電阻器/反饋功能。

圖28為一裝載工具500的一實施例。裝載工具500可有助于從一固持器(例如固持器470)裝載及移除一探針卡(例如100、300)，并可避免與探針卡上的探針尖端接觸以及避免微粒進入至探針陣列中的風(fēng)險。裝載工具500包括一致動器502(例如一按鈕)，并包括一探針卡嚙合端部。該探針卡嚙合端部具有一內(nèi)置桿504、凹口506及一嚙合部件508(例如一滾珠)。裝載工具包括一主體，該主體可以為手柄510。在一實施例中，當(dāng)按鈕或致動器502向上時桿504向上，以使得所述滾珠旋轉(zhuǎn)到槽(例如探針卡300的槽304b)中，從而保持探針卡，以使探針卡可裝載到一固持器上或自一固持器(例如固持器470)移除。當(dāng)按鈕或致動器502被向下推動時桿504向下推動，其使所述滾珠自槽(例如探針卡300的槽304b)旋轉(zhuǎn)出以使探針卡脫離。因此，通過啟動致動器502，例如向下推動按鈕或推動按鈕以釋放桿504，裝載工具500可與探針卡解嚙合/嚙合。在一些實施例中，當(dāng)推動按鈕來移動嚙合部件508時，探針卡嚙合端部可旋轉(zhuǎn)。

圖29為一實施例中用于一測試系統(tǒng)的封裝600的一立體圖。在一些實施例中，封裝600為塑料，且具有與類特百惠(Tupperwar)容器形式的罩602及基底604。封裝600可被配置以容納作為單一單元的(例如)一測試系統(tǒng)400，該封裝600包括例如電路板(例如40)以及托架、固持器及托底架座，且可作為多個單元裝運。

圖15及圖16為多個探針設(shè)備的平移轉(zhuǎn)位200的一實施例的立體圖。如上文所述，可以對固持器進行配置以使其在探針卡之間平移。圖15示出所述平移轉(zhuǎn)位的一實施例。不同于旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)位器例如固持器70，圖15示出了用于互換探針卡的電路板400。例如，可采用探針設(shè)備100作為所述平移轉(zhuǎn)位實施方式中的探針卡。圖中示出了四個可互換的探針卡100，但應(yīng)了解，可采用多于或少于四個的探針卡。

在一實施例中，位于電路板400中心的探針卡100可經(jīng)選擇、移動、然后落入到探測位置中。在一實施例中，一推移器或其他可移動組件可選擇一探針卡100，然后移動該探針卡并使其落入到探測位置中。同樣，可將探測位置中的一探針卡100抬升并移出該探測位置再(例如)用一不同的探針卡替換。圖16示出了用于移動探針卡100的一推移器或致動結(jié)構(gòu)的示例。在一實施例中，該結(jié)構(gòu)可配置為例如臂部210，該臂部210可根據(jù)需要選擇一探針卡100并使其移入及移出該探測位置以替換一探針卡100。

應(yīng)了解，自一探針切換至另一探針可設(shè)置為一自動化過程，其中視需要采用適當(dāng)控制、處理及機械硬件以操作該固持器。還應(yīng)了解，可采用該固持器的氣動操作以便消除或至少減少對該探針卡的操作的電干擾。

圖30至圖34示出了多個探針裝置的平移轉(zhuǎn)位的另一實施例。如上文所述，一固持器可被配置以在探針卡之間平移。圖30到圖32示出了平移轉(zhuǎn)位的一實施例。不同于一旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)位器，圖30到圖32示出了一平移轉(zhuǎn)位器800，其中托架結(jié)構(gòu)被配置為具有用于在一中心固定板804內(nèi)互換探針卡的多位置板802。多位置板802包括帶有槽806的位置，以用于將一探針卡700配置到槽806中。中心板804具有一探針位置808，在該探針位置處可定位這些探針700中的一個。中心板804具有可與槽806連通(見箭頭)以允許例如一探針卡700朝向且向下滑動到中心板804探針位置808中的一入口。在一些實施例中，多位置板802可相對于中心板804旋轉(zhuǎn)，或反之亦然，以允許這些槽中任何一個同時與到中心板804探針位置808的入口對準(zhǔn)。應(yīng)了解，中心板804及多位置板802的任一個可相對于另一個靜止，或兩個都可以旋轉(zhuǎn)以連通槽806與到探針位置808中的入口。應(yīng)了解，可采用適合機械結(jié)構(gòu)以根據(jù)需要嚙合探針卡700以使其沿著槽806滑動到探針位置808中或自探針位置808滑動出。

圖33及圖34示出了探針卡另一實施例的一單個探針卡700。如同早期所述的探針卡，探針卡700具有由底座724固持在一起的一導(dǎo)線導(dǎo)引器702以及一探針塊704。探針卡700例如在底座724上還可以具有一固位體結(jié)構(gòu)706以允許其他測試組件(例如一合適的固持器)嚙合探針卡700，并根據(jù)需要對探針卡700進行定位。在一些實施例中，固位體706可以在底座724的環(huán)形表面上呈一扭轉(zhuǎn)鎖定結(jié)構(gòu)，該固持器可與被合適地構(gòu)造的一固持器嚙合。應(yīng)了解，此配置僅為示例。

應(yīng)了解，自一探針切換至另一探針可設(shè)置為一自動化過程，其中視需要采用適當(dāng)控制、處理及機械硬件以操作該固持器。還應(yīng)了解，可采用該固持器的氣動操作以便消除或至少減少對該探針卡的操作的電干擾。

前面已具體參考示出的優(yōu)選示例性實施例對本發(fā)明多個創(chuàng)造啟示進行了描述，其中，有益地，可將這些啟示應(yīng)用在例如一探針的特定問題上，以用于在探測半導(dǎo)體裝置中測量具有寬操作溫度范圍的低電流。然而，應(yīng)理解這些實施例僅為本申請創(chuàng)造啟示的多個有利使用的示例。一般而言，本申請說明書的描述不用于限制任一各種主張的發(fā)明。此外，一些描述可適用于一些發(fā)明特征但不適用于其他特征。一般而言，除非另外指明，單個組件可以為復(fù)數(shù)形式且反之亦然而不失一般性。

下面對整個說明中的術(shù)語進行了具體描述，但不具有限制性：

不具限制性的半導(dǎo)體裝置

本發(fā)明特別適用于探測半導(dǎo)體裝置，但本發(fā)明的啟示使用并不限于探測半導(dǎo)體裝置。其他裝置也可適用于本發(fā)明的啟示。因此，盡管本說明書以探測“半導(dǎo)體”裝置進行描述，但該術(shù)語應(yīng)廣義地解釋為包括探測任一合適的裝置。

不具限制性的低電流

本發(fā)明可解決測量低于100fA的電流的問題，但本發(fā)明啟示的電流范圍并不限于低于100fA。例如，本發(fā)明可適用于在一半導(dǎo)體裝置中測量達100fA或以上的電流。因此，盡管本說明書以“低電流”或“測量低于100fA的電流”進行描述，但這些術(shù)語應(yīng)廣義地解釋為包括可達100fA處或以上的流過半導(dǎo)體裝置的任何電流。在一接地防護控制阻抗配置中，本發(fā)明也可解決測量高溫下高頻率信號的問題。

不具限制性的寬溫度

本發(fā)明可解決在一窄或有限操作溫度范圍內(nèi)測量半導(dǎo)體裝置電流的問題。本發(fā)明啟示并不限制于一特定操作溫度范圍。本申請允許一測試器在一寬操作溫度范圍內(nèi)(不但在一低操作溫度下而且也可在一高操作溫度例如高至300℃及超過300℃的操作溫度下)電探測半導(dǎo)體裝置。因此，盡管本說明書以“寬溫度范圍”或“在一寬操作溫度范圍中測量電流”進行描述，但這些術(shù)語應(yīng)廣義地解釋為包括一半導(dǎo)體裝置的任何適合操作或測試溫度范圍。

不具限制性的探針

本發(fā)明可解決使用一屏蔽探針(例如共軸屏蔽探針)測量半導(dǎo)體裝置的電流問題。然而，本發(fā)明啟示中任何內(nèi)容都不用以限制本發(fā)明啟示對視情況和/或視需要具有更多或更少層的探針的應(yīng)用。本申請中的啟示優(yōu)點在于可與具有任何數(shù)量層的探針一起使用。

不具限制性的信號接觸部/纜線及防護接觸部/纜線

本發(fā)明可解決使用共軸或三軸信號纜線測量一半導(dǎo)體裝置的電流問題。然而，本申請中啟示的任何內(nèi)容都不用以限制本發(fā)明啟示對具有更多或更少層的信號纜線的應(yīng)用。本申請啟示的優(yōu)點在于可與具有任何數(shù)量層的信號纜線一起使用。

不具限制性的金屬

在本申請中的整個論述中已提及關(guān)于探針及驅(qū)動防護的金屬。本發(fā)明并未認識到何種類型的金屬可影響本申請啟示的任何限制。對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，通常地，任何導(dǎo)電材料都可不失一般性地用于實施本發(fā)明的啟示。

不具限制性的介電質(zhì)

在本申請中的整個論述中已參考術(shù)語介電質(zhì)。本發(fā)明并未認識到關(guān)于何種類型的介電質(zhì)可用于影響本申請啟示的任何限制。對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，將意識到任何非導(dǎo)電、高耐熱材料可不失一般性地用于實施本發(fā)明啟示。

本申請中公開的實施例在所有方面都應(yīng)視為僅為說明性而非限制性。本發(fā)明的范圍由隨附的權(quán)利要求表明而不由前述的描述來表明；且本發(fā)明意欲涵蓋屬于權(quán)利要求等效內(nèi)容的含義及范圍內(nèi)的所有改變。