專利名稱：用于微電路測試器的導(dǎo)電引腳的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明針對用于測試微電路的裝備。
背景技術(shù)：
隨著微電路持續(xù)演進(jìn)得更小并且更加復(fù)雜，測試微電路的測試裝備也在演進(jìn)?，F(xiàn)在正努力改進(jìn)微電路測試裝備，所述改進(jìn)導(dǎo)致提高可靠性、增加吞吐量并且/或者減少開銷。把有缺陷的微電路安放到電路板上的代價相對較高。安裝通常涉及將微電路焊接到電路板上。一旦被安放在電路板上之后，移除微電路就成為問題，這是因為第二次熔化焊料的行為就會毀壞電路板。因此，如果微電路存在缺陷，則電路板本身也可能被毀壞，這意味著此時附加到電路板上的所有價值都已喪失。出于所有這些原因，通常在安裝到電路板上之前對微電路進(jìn)行測試。必須測試每一個微電路，從而識別出所有存在缺陷的器件，但是不能錯誤地將良好的器件識別為存在缺陷。任何一種錯誤如果頻繁發(fā)生的話都會大大增加電路板制造工藝的總體成本，并且可能會增加對于被錯誤地識別為有缺陷器件的器件的重新測試成本。微電路測試裝備本身非常復(fù)雜。首先，測試裝備必須與每一個緊密間隔的微電路接觸件進(jìn)行精確并且低電阻的非破壞性臨時電接觸。由于微電路接觸件及其之間的間隔尺寸較小，所以在進(jìn)行接觸時的即使很小的誤差也將導(dǎo)致不正確的連接。而連接到失準(zhǔn)的或者在其他方面不正確的微電路將會導(dǎo)致測試裝備把待測器件(DUT)識別為存在缺陷，盡管導(dǎo)致這一錯誤的原因是測試裝備與DUT之間的存在缺陷的電連接，而不是DUT本身中的缺陷。微電路測試裝備中的另一個問題出現(xiàn)在自動化測試中。測試裝備可以每分鐘測試 100個器件或者甚至更多。測試的數(shù)目眾多導(dǎo)致在測試期間與微電路端子進(jìn)行電連接的測試器接觸件上的磨損。這種磨損會導(dǎo)致從測試器接觸件和DUT端子脫落導(dǎo)電碎片，其會污染測試裝備以及DUT本身。所述碎片最終會導(dǎo)致測試期間的電連接變差并且導(dǎo)致表明DUT存在缺陷的錯誤指示。除非從微電路中去除所述碎片，否則粘附到微電路上的碎片可能會導(dǎo)致套件故障。去除碎片又會增加成本并且在微電路本身當(dāng)中弓丨入另一個缺陷來源。此外還存在其他考慮因素。性能良好又便宜的測試器接觸件是有利的。使得更換測試器接觸件所需的時間最小化也是合乎期望的，這是因為測試裝備較為昂貴。如果測試裝備長時間離線以進(jìn)行延長周期的正常維護(hù)，則測試一個單獨微電路的成本會增加。當(dāng)前使用的測試裝備具有一個測試器接觸件陣列，其模擬微電路端子陣列的模式。測試器接觸件陣列在一個精確保持接觸件相對于彼此對準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)中得到支撐。由一個對準(zhǔn)模板或板盤將微電路本身與測試接觸件對準(zhǔn)。測試接觸件和對準(zhǔn)板被安放在負(fù)載板上，負(fù)載板具有電連接到測試接觸件的導(dǎo)電焊盤。負(fù)載板焊盤連接到在測試裝備電子裝置與測試接觸件之間承載信號和電力的電路路徑。對于電測試，希望在待測器件上的每一個端子與負(fù)載板上的相應(yīng)電焊盤之間形成臨時電連接。一般來說，焊接并移除由測試臺上的相應(yīng)電探頭接觸的微電路上的每一個電端子的做法是不切實際的。取代焊接并移除每一個端子，測試器可以采用設(shè)置成一定模式的一系列導(dǎo)電引腳，其中所述模式對應(yīng)于待測器件上的端子和負(fù)載板上的電焊盤。當(dāng)施力令待測器件與測試器接觸時，所述引腳完成各個待測器件接觸件與相應(yīng)的負(fù)載板焊盤之間的電路。在測試之后，當(dāng)釋放待測器件時，所述端子與引腳分離，并且電路被斷開。本申請是針對這些引腳的改進(jìn)的。存在一種被稱作“Kelvin”測試的測試類型，其測量待測器件上的兩個端子之間的電阻?；旧蟻碚f，Kelvin測試涉及到強(qiáng)制一個電流在兩個端子之間流動，從而測量兩個端子之間的電壓差，并且利用歐姆定律導(dǎo)出所述端子之間的電阻，即由電壓除以電流給出。待測器件上的每一個端子電連接到負(fù)載板上的兩個接觸焊盤。兩個焊盤的其中一個提供已知數(shù)量的電流。另一個焊盤是充當(dāng)伏特計的高阻抗連接，其只汲取少量電流。換句話說，經(jīng)歷 Kelvin測試的待測器件上的每一個端子同時電連接到負(fù)載板上的兩個焊盤，其中一個焊盤提供已知數(shù)量的電流，另一個焊盤測量電壓并且與此同時只汲取少量電流。每次對兩個端子進(jìn)行Kelvin測試，從而單次電阻測量使用負(fù)載板上的兩個端子和四個接觸焊盤。在本申請中，可以按照幾種方式來使用形成待測器件與負(fù)載板之間的臨時電連接的引腳。在“標(biāo)準(zhǔn)”測試中，每一個引腳將待測器件上的特定端子連接到負(fù)載板上的特定焊盤，其中端子與焊盤成一對一關(guān)系。對于這些標(biāo)準(zhǔn)測試，每一個端子精確地對應(yīng)于一個焊盤，并且每一個焊盤精確地對應(yīng)于一個端子。在“Kelvin”測試中，有兩個引腳接觸待測器件上的每一個端子，正如前面所描述的那樣。對于這些Kelvin測試，(待測器件上的)每一個端子對應(yīng)于(負(fù)載板上的)兩個焊盤，并且(負(fù)載板上的)每一個焊盤精確地對應(yīng)于 (待測器件上的)一個端子。雖然測試方案可以不同，但是不管測試方案如何，引腳的機(jī)械結(jié)構(gòu)和使用實質(zhì)上是相同的。所述測試臺的許多方面可以從舊有或現(xiàn)有的測試臺合并。舉例來說，可以使用來自現(xiàn)有測試系統(tǒng)的許多機(jī)械基礎(chǔ)設(shè)施和電路，其可以與這里所公開的導(dǎo)電引腳相兼容。下面將列出并概括這樣的現(xiàn)有系統(tǒng)。在 2007 年 8 月 30 日公開的標(biāo)題為 “Test contact system for testingintegrated circuits with packages having an array of signal and power contacts (用于測試其封裝具有信號和電力接觸件陣列的集成電路的測試接觸系統(tǒng))，，的美國專利申請公開號US 2007/0202714 Al中公開了一種示例性微電路測試器，其發(fā)明人為 Jeffrey C. Sierry，并且將其全文合并在此以作參考。對于‘714的測試器，順序地測試一系列微電路，其中每一個微電路(或者“待測器件”)被附著到測試臺，對其進(jìn)行電測試并且隨后將其從測試臺移除。這樣的測試臺的機(jī)械和電方面通常是自動化的，從而可以把測試臺的吞吐量保持得盡可能高。在‘714中，用于與微電路端子進(jìn)行臨時電接觸的測試接觸元件包括至少一個韌性耙指，其從絕緣接觸隔膜突出以作為懸梁。所述耙指在其接觸側(cè)具有用于接觸微電路端子的導(dǎo)電接觸焊盤。測試接觸元件優(yōu)選地具有多個耙指，其可以有利地具有餡餅狀設(shè)置。在這樣的設(shè)置中，每一個耙指至少部分地由隔膜中的兩個徑向指向的溝槽所限定，所述溝槽將每一個耙指與形成測試接觸元件的多個耙指當(dāng)中的每一個其他耙指機(jī)械地分離。在‘714中，多個測試接觸元件可以形成測試接觸元件陣列，其包括以預(yù)定模式設(shè)置的測試接觸元件。實質(zhì)上按照測試接觸元件的預(yù)定模式來設(shè)置多個連接通路，每一個所述連接通路與其中一個測試接觸元件對準(zhǔn)。優(yōu)選地，由界面隔膜以預(yù)定模式支撐所述多個連接通路。可以把許多通路遠(yuǎn)離器件接觸區(qū)域嵌入在餡餅件中，以便延長使用壽命?？梢詫Ψ蛛x耙指的溝槽進(jìn)行電鍍以便產(chǎn)生I形梁，從而防止耙指變形并且也延長使用壽命?！?14的連接通路可以是具有開放末端的杯狀，其中杯狀通路的開放末端與對準(zhǔn)的測試接觸元件接觸。由于從測試裝備加載及卸載DUT而產(chǎn)生的碎片可以穿過測試接觸元件落下，其中杯狀通路收容碎片?！?14的接觸和界面隔膜可以被用作包括負(fù)載板的測試容器的一部分。負(fù)載板具有實質(zhì)上依照測試接觸元件的預(yù)定模式的多個連接焊盤。負(fù)載板支撐界面隔膜，其中負(fù)載板上的每一個連接焊盤實質(zhì)上與其中一個連接通路對準(zhǔn)并且與之電接觸。在‘714中，器件使用具有保持屬性的非常纖薄的導(dǎo)電鍍覆，其粘附到非常纖薄的不導(dǎo)電絕緣體上。器件的金屬部分提供接觸I/O與負(fù)載板之間的多個接觸點或路徑。這一點可以利用電鍍通孔外罩或者利用電鍍穿孔通路來實現(xiàn)，或者利用具有與第二表面(即器件I/O)接觸的第一表面的凸起表面(其可能與彈簧相組合)來實現(xiàn)。器件I/O可以與負(fù)載板物理地靠近，從而改進(jìn)電性能。常常在安裝之前測試的一種特定類型的微電路具有通常被稱作球柵陣列(BGA) 端子設(shè)置的封裝或外罩。典型的BGA封裝可以具有平坦矩形塊的形式，其典型的尺寸范圍是在一側(cè)有5mm到40mm并且有Imm厚。典型的微電路具有封閉實際電路的外罩。信號和電力(S&P)端子處在外罩的兩個較大平坦表面的其中之一上。一般來說，端子占據(jù)表面邊沿與任何一個或多個間隔物之間的大部分面積。應(yīng)當(dāng)提到的是，在某些情況下，間隔物可以是被密封的芯片或接地焊盤。每一個端子可以包括一個較小的近似球形的焊球，其牢固地粘附到從內(nèi)部電路穿透表面的引線，因此被稱作“球柵陣列”。每一個端子和間隔物從表面突出較小距離，其中端子從表面突出的距離長于間隔物。在組裝期間，所有端子都被同時熔化，并且粘附到先前形成在電路板上的被適當(dāng)定位的導(dǎo)線。端子本身可以彼此相當(dāng)靠近。一些端子的中心線間隔可以小至0.4mm，甚至間隔相對較寬的端子仍然可以相距大約1.5mm。相鄰端子之間的間隔常常被稱作“間距”。除了前面提到的因素之外，BGA微電路測試還涉及到附加的因素。首先，在與球端子進(jìn)行臨時接觸時，測試器不應(yīng)當(dāng)損壞與電路板接觸的S&P端子表面，這是因為這樣的損壞可能會影響對應(yīng)于該端子的焊接接點的可靠性。其次，如果承載信號的導(dǎo)線被保持得較短，則測試處理更加精確。理想的測試接觸設(shè)置具有短的信號路徑。第三，出于環(huán)境原因，現(xiàn)今通常用于BGA端子的焊料主要是錫?；阱a的焊料合金可能會在外表面上產(chǎn)生導(dǎo)電性很差的氧化物膜。早前的焊料合金包括大量鉛，其不會形成氧化物膜。測試接觸件必須能夠穿透所存在的氧化物膜。在本領(lǐng)域內(nèi)當(dāng)前已知并使用的BGA測試接觸件采用由多個零件構(gòu)成的彈簧引腳， 其包括彈簧、主體以及頂部和底部插棒。2003年 10月 16 日公開的標(biāo)題為“Method of making an electronic contact (用于進(jìn)行電子接觸的方法)”的美國專利申請公開號US 2003/0192181 Al示出了配備有以規(guī)則模式布置的不平整的微電子接觸件，比如柔性片狀懸臂接觸件。每一處不平整在其遠(yuǎn)離接觸件表面的尖部都有尖銳特征。隨著配對的微電子元件與接觸件接合，掃滑動作(wiping action)使得所述不平整的尖銳特征刮擦配對元件，從而提供有效的電互連，并且可選地在激活粘接材料之后在接觸件與配對元件之間提供有效的冶金粘接。根據(jù)2004 年 10 月 14 日公開的標(biāo)題為 “!"est interconnect for bumped semiconductor components and method of fabrication(用于凸起半導(dǎo)體組件的測試互連及制造方法)”的美國專利申請公開號US 2004/0201390 Al，用于測試半導(dǎo)體組件的互連包括基板以及用于與所述組件上的凸起接觸件進(jìn)行臨時電連接的基板上的接觸件。每一個接觸件包括凹陷和懸置在所述凹陷上方的引線模式，其被配置成與凸起接觸件電接合。所述引線被適配成在凹陷內(nèi)的ζ方向上移動，以便容許凸起接觸件的高度和平面性的變化。 此外，所述引線可以包括用于穿透凸起接觸件的突出、用于防止粘接到凸起接觸件的非粘接外層以及匹配凸起接觸件的拓?fù)涞膹澢螤??？梢酝ㄟ^在基板上形成模制金屬層、通過把其上具有引線的聚合物基板附著到所述基板上或者通過蝕刻所述基板以形成導(dǎo)電梁而形成所述引線。根據(jù)2001 年 6 月 12 日授予 Fukasawa 等人的標(biāo)題為‘、emiconductor inspection apparatus and inspection method using the apparatus
設(shè)備的檢查方法)”的美國專利申請?zhí)朥S 6, 246, 249 Bi，一種半導(dǎo)體檢查設(shè)備對具有球形連接端子的待檢器件執(zhí)行測試。該設(shè)備包括形成在支持膜上的導(dǎo)體層。所述導(dǎo)體層具有連接部分。所述球形連接端子連接到該連接部分。至少所述連接部分的形狀是可改變的。所述設(shè)備還包括由可彈性形變的絕緣材料制成的振動吸收構(gòu)件，以便至少支撐連接部分。該發(fā)明的用于與微電路端子進(jìn)行臨時電接觸的測試接觸元件包括從絕緣接觸隔膜突出以作為懸梁的至少一個韌性耙指。所述耙指在其接觸側(cè)具有用于接觸微電路端子的導(dǎo)電接觸焊盤。
在 1998 年 9 月 22 日授予 Fjelstad 等人的標(biāo)題為 “Microelectronic connector for engaging bump leads (用于接合凸起引線的微電子連接器)”的美國專利號5，812，378 中，用于微電子裝置的連接器包括薄片狀主體，其具有合乎期望地設(shè)置在規(guī)則柵格模式中的多個孔洞。每一個孔洞配備有韌性層狀接觸件，比如薄片金屬環(huán)，其具有在所述主體的第一主表面的孔洞上方向內(nèi)延伸的多個突出。連接器主體的第二表面上的端子電連接到所述接觸件。所述連接器可以附著到諸如多層電路板之類的基板上，從而使得連接器的端子電連接到基板內(nèi)的引線。在其上具有凸起引線的微電子元件可以與所述連接器接合并因而連接到基板，這是通過將凸出引線推進(jìn)到連接器的孔洞中以便將凸出引線與接觸件接合而實現(xiàn)的?？梢詫μ准M(jìn)行測試，并且如果發(fā)現(xiàn)可以接受的話，則可以將凸出引線永久性地粘接到接觸件。根據(jù) 2001 年 8 月 9 日公開的標(biāo)題為 “Test interconnect for bumped semiconductor components and method of fabrication(用于凸起半導(dǎo)體組件的測試互連及制造方法)”的美國專利申請公開號US 2001/0011907 Al，用于測試半導(dǎo)體組件的互連包括基板以及用于與所述組件上的凸起接觸件進(jìn)行臨時電接觸的基板上的接觸件。每一個接觸件包括凹陷和懸置在所述凹陷上方的支撐構(gòu)件，其被配置成與凸起接觸件電接合。所述支撐構(gòu)件在形成于基板表面上的螺旋引線上懸掛在所述凹陷上方。螺旋引線允許支撐構(gòu)件在凹陷內(nèi)的ζ方向上移動，以便容許凸起接觸件的高度和平面性的變化。此外，所述螺旋引線相對于凸起接觸件扭轉(zhuǎn)支撐構(gòu)件，以便于穿透其上的氧化物層?？梢酝ㄟ^把其上具有引線的聚合物基板附著到所述基板上或者通過在基板上形成模制金屬層而形成螺旋引線。在一個替換實施例的接觸件中，支撐構(gòu)件在升起的彈簧節(jié)段引線上被懸掛在基板表面上方。

發(fā)明內(nèi)容
一個實施例是一種可更換的縱向可壓縮的隔膜(10)，其用于在具有多個端子(2) 的待測器件⑴與具有多個接觸焊盤⑷的負(fù)載板⑶之間形成多個臨時機(jī)械和電連接， 每一個接觸焊盤(4)被橫向設(shè)置成精確地對應(yīng)于一個端子0)，其包括與待測器件(1)上的端子( 縱向相鄰的柔性電絕緣頂部接觸板G0)；與負(fù)載板C3)上的接觸焊盤(4)縱向相鄰的柔性電絕緣底部接觸板(60)；頂部與底部接觸板(40，60)之間的縱向有韌性的電絕緣中介層(50)；延伸穿過頂部接觸板(40)、中介層(50)和底部接觸板(60)中的縱向孔洞的多個縱向可壓縮的導(dǎo)電引腳對00，30)，所述多個引腳對當(dāng)中的每一個引腳對被橫向設(shè)置成精確地對應(yīng)于待測器件(1)上的一個端子O)。當(dāng)特定引腳對(20，30)被縱向壓縮時， 該對中的引腳(20，30)沿著關(guān)于中介層(50)的表面法線傾斜的虛擬界面表面(70)滑過彼此。另一個實施例是一種測試夾具(5)，其包括在待測器件(1)與負(fù)載板( 之間橫向延伸的隔膜(10)，待測器件(1)包括設(shè)置在預(yù)定模式中的多個電端子0)，負(fù)載板(3)包括設(shè)置在與端子O)的預(yù)定模式相對應(yīng)的預(yù)定模式中的多個電接觸焊盤G)，所述隔膜具有面對待測器件(1)的端子O)的頂側(cè)和面對負(fù)載板(3)的接觸焊盤的底側(cè)；按照與端子O)的預(yù)定模式相對應(yīng)的預(yù)定模式由隔膜(10)支撐的多個電引腳對00，30)，所述多個引腳對當(dāng)中的每一個引腳對包括延伸穿過隔膜(10)的頂側(cè)并且具有頂部引腳配對表面03)的頂部引腳00)；以及延伸穿過隔膜(10)的底側(cè)并且具有底部引腳配對表面(33) 的底部引腳(30)。頂部和底部引腳配對表面(23，3；3)具有互補(bǔ)表面輪廓。當(dāng)向著引腳對向相應(yīng)的電端子( 施力時，頂部和底部引腳配對表面(23，3；3)沿著虛擬界面表面(70)沿著彼此滑動。虛擬界面表面(70)關(guān)于隔膜(10)的表面法線傾斜。另一個實施例是一種用于在具有多個端子( 的待測器件(1)與具有多個接觸焊盤⑷的負(fù)載板⑶之間形成多個臨時機(jī)械和電連接的測試夾具(5)，端子(2)與接觸焊盤 (4)被設(shè)置成一對一對應(yīng)關(guān)系，其包括總體上被布置成與負(fù)載板C3)平行并相鄰的可更換中介層隔膜(10)，中介層隔膜(10)包括被設(shè)置成與所述多個端子( 具有一對一對應(yīng)關(guān)系的多個引腳對(20，30)，每一個引腳對(20,30)包括與相應(yīng)的端子(2)相鄰并且延伸到中介層隔膜中的頂部引腳00)以及與相應(yīng)的接觸焊盤(4)相鄰并且延伸到中介層隔膜(10) 中的底部引腳(30)。對應(yīng)于特定引腳對O0，30)的每一個接觸焊盤(4)被配置成通過在機(jī)械和電方面容納對應(yīng)于所述特定引腳對O0，30)的待測器件(1)上的端子O)。當(dāng)待測器件(1)被附著到測試夾具( 上時，頂部引腳00)與待測器件(1)上的相應(yīng)端子(2)接觸，底部引腳(30)與負(fù)載板C3)上的相應(yīng)接觸焊盤(4)接觸，每一個頂部引腳(20)沿著關(guān)于中介層隔膜(10)的表面法線傾斜的虛擬界面表面與相應(yīng)的底部引腳(30)接觸，并且待
測器件(1)上的多個端子( 按照一對一對應(yīng)關(guān)系電連接到負(fù)載板(3)上的多個接觸焊盤 ⑷。


圖1是用于容納待測器件(DUT)的測試裝備的一部分的側(cè)視圖。圖2是與DUT電接合的圖1的測試裝備的側(cè)視圖。圖3是處于其松弛狀態(tài)下的示例性中介層隔膜的側(cè)視剖面圖。圖4是處于其壓縮狀態(tài)下的圖3的中介層隔膜的側(cè)視剖面圖。圖5是處于其松弛狀態(tài)下的示例性引腳對的側(cè)視圖。圖6是處于其壓縮狀態(tài)下的圖5的引腳對的側(cè)視圖。圖7是圖3中所示的平面狀的界面表面的平面圖。圖8是圖5中所示的圓柱狀彎曲的界面表面的平面圖。圖9是在水平和垂直方向上都有曲率的彎曲界面表面的平面圖。圖10是鞍狀界面表面的平面圖，其中垂直和水平曲率具有相反的凹度。圖11是具有諸如凹槽或凸脊之類的定位特征的界面表面的平面圖。圖12是總體呈平面狀的頂部接觸焊盤的平面圖。圖13是延伸出焊盤平面的頂部接觸焊盤的平面圖。圖14是包括一個離開焊盤平面的突出的頂部接觸焊盤的平面圖。圖15是包括多個離開焊盤平面的突出的頂部接觸焊盤的平面圖。圖16是傾斜頂部接觸焊盤的平面圖。圖17是具有離開焊盤平面的多個突出的傾斜頂部接觸焊盤的平面圖。圖18是紋理化的頂部接觸焊盤的平面圖。圖19是徑向擴(kuò)大的頂部接觸焊盤的平面圖。圖20是頂部引腳的側(cè)視圖，其頂部接觸焊盤具有被圓化的邊沿。圖21是在一側(cè)具有頂部引腳接合特征的頂部引腳的側(cè)視剖面圖。圖22是在相對兩側(cè)具有頂部引腳接合特征的頂部引腳的側(cè)視剖面圖。圖23是具有接合頂部接觸板的兩個頂部引腳接合特征以及接合泡沫中介層的一個接合特征的頂部弓I腳的側(cè)視剖面圖。圖M是具有底部引腳接合特征的底部引腳的側(cè)視剖面圖。圖25是示例性中介層隔膜的透視剖面圖。圖沈是圖25的中介層隔膜的端向剖面圖。圖27是圖25和沈的中介層隔膜的平面圖。圖觀是用于Kelvin測試的示例性頂部接觸焊盤的平面圖，其具有分離焊盤的兩半的絕緣部分。圖四是用于Kelvin測試的示例性引腳對的側(cè)視圖，其具有從頂部引腳配對表面向外延伸的絕緣凸脊。圖30是被插入到框架中的中介層隔膜的平面圖。圖31是從框架中取出的圖30的中介層隔膜的平面圖。圖3 是圖30至31的中介層隔膜的示意性頂視圖。圖32b是圖30至31的中介層隔膜的平面圖。圖32c是圖30至31的中介層隔膜的示意性正視圖。圖32d是圖30至31的中介層隔膜的示意性右側(cè)視圖。圖33a是來自圖30至32的中介層隔膜的中介層的示意性頂視圖。圖3 是來自圖30至32的中介層隔膜的中介層的平面圖。圖33c是來自圖30至32的中介層隔膜的中介層的示意性正視圖。圖33d是來自圖30至32的中介層隔膜的中介層的示意性右側(cè)視圖。圖34包括以剖面示出的用于中介層支撐構(gòu)件的M種具體設(shè)計。圖35是具有在特定平面內(nèi)的相鄰孔洞之間延伸的支撐構(gòu)件的中介層的平面圖。圖36是具有完全填充相鄰孔洞之間的區(qū)域的支撐平面但是在該平面上方或下方不存在的中介層的平面圖。圖37包括以剖面示出的用于中介層的18種具體設(shè)計，其中頂部和底部接觸板具有水平指向，引腳方向則總體上是垂直的。
具體實施例方式考慮被制造成將要合并到更大系統(tǒng)中的電芯片。在使用中時，所述芯片通過一系列引腳或端子將器件電連接到更大系統(tǒng)。舉例來說，電芯片上的引腳可以插入到計算機(jī)中的相應(yīng)插槽中，從而使得計算機(jī)電路可以按照預(yù)定方式與芯片電路電連接。這種芯片的實例可以是用于計算機(jī)的內(nèi)存卡或處理器，其中的每一項可以被插入到與芯片進(jìn)行一個或更多電連接的特定溝槽或插槽中。非常期望在裝運(yùn)之前或者在將其安裝到其他系統(tǒng)中之前測試這些芯片。這樣的組件級別的測試可以有助于診斷制造工藝中的問題，并且對于并入了所述芯片的系統(tǒng)可以有助于改進(jìn)系統(tǒng)級別的產(chǎn)出。因此，已經(jīng)開發(fā)了精密的測試系統(tǒng)來確保芯片中的電路按照所設(shè)計的那樣執(zhí)行操作。將芯片作為“待測器件”附著到測試器上，對其進(jìn)行測試，并且隨后將其從測試器脫離。一般來說，希望盡可能快速地執(zhí)行所述附著、測試和脫離，從而可以使得測試器的吞吐量盡可能地高。測試系統(tǒng)通過以后將被用以在其最終應(yīng)用中連接芯片的相同引腳或端子來訪問芯片電路。其結(jié)果是，對于執(zhí)行測試的測試系統(tǒng)存在一些一般要求。一般來說，測試器應(yīng)當(dāng)與各個引腳或端子建立電接觸，使得引腳不受損壞并且使得與每一個引腳進(jìn)行可靠的電連接。大多數(shù)這種類型的測試器在芯片引腳與測試器接觸件之間使用機(jī)械接觸，而不是焊接和脫焊或者某種其他附著方法。當(dāng)把芯片附著到測試器上時，芯片上的每一個引腳被帶到與測試器上的相應(yīng)焊盤進(jìn)行機(jī)械和電接觸。在測試之后，將芯片從測試器上移除，并且所述機(jī)械和電接觸被斷開?！銇碚f，非常期望令芯片和測試器在所述附著、測試和脫離規(guī)程期間都只受到盡可能小的損壞。測試器上的焊盤布局可以被設(shè)計成減小對于芯片引腳的磨損或損壞或使其最小化。舉例來說，不希望刮擦器件1/0(引線、引腳、焊盤或球)、彎曲或偏轉(zhuǎn)I/O或者執(zhí)行可能會以任何方式永久性改變或損壞I/O的任何操作。通常來說，測試器被設(shè)計成把芯片留在與其初始狀態(tài)盡可能接近的最終狀態(tài)。此外還期望避免或減輕對于測試器或測試器焊盤的任何永久性損壞，從而令測試器部件在更被換之前可以堅持更長時間。當(dāng)前，測試器制造商在焊盤布局方面已經(jīng)做了許多努力。舉例來說，焊盤可以包括彈簧負(fù)載機(jī)制，其以規(guī)定阻力容納芯片引腳。在一些應(yīng)用中，焊盤在彈簧負(fù)載力行程范圍的極端處可以具有可選的硬停止。焊盤布局的目標(biāo)是與相應(yīng)的芯片引腳建立可靠的電連接， 其在芯片被附著時可以盡可能地接近“閉合”電路，并且在芯片被脫離時可以盡可能地接近 “斷開”電路。由于期望盡可能快地測試這些芯片或者仿真其在更大系統(tǒng)中的實際使用，因此可能有必要在非常高的頻率下從引腳驅(qū)動和/或接收電信號。當(dāng)前的測試器的測試頻率可以高達(dá)40GHz或更高，并且測試頻率有可能隨著未來世代的測試器而提高。對于例如在接近DC(OHz)下進(jìn)行的低頻測試，可以相當(dāng)簡便地應(yīng)對電性能即，想要在芯片被脫離時有無限高的電阻，以及在芯片被附著時有無限小的電阻。在更高頻率下，其他電屬性也會發(fā)揮作用，而不僅僅是電阻。阻抗(或者基本上來說是作為頻率的函數(shù)的電阻)變?yōu)樵谶@些更高頻率下的電性能的更為適當(dāng)?shù)亩攘俊Ｗ杩箍梢园ㄏ辔恍?yīng)以及幅度效應(yīng)，還可以合并并且在數(shù)學(xué)上描述電路徑中的電阻、電容和電感的效應(yīng)。一般來說，期望在芯片I/O與負(fù)載卡上的相應(yīng)焊盤之間形成的電路徑中的接觸電阻足夠低(其保持在50歐姆的目標(biāo)阻抗)，從而使得測試器本身不會令待測器件的電性能顯著失真。應(yīng)當(dāng)提到的是，大多數(shù)測試裝備被設(shè)計成具有50歐姆的輸入和輸出阻抗。對于具有許多許多間隔緊密的I/O的現(xiàn)如今的芯片來說，仿真器件I/O界面處的電和機(jī)械性能變得有幫助。二維或三維內(nèi)的有限元建模已經(jīng)成為許多設(shè)計者的一種工具選擇。在一些應(yīng)用中，一旦對于測試器焊盤配置選擇了基本的幾何結(jié)構(gòu)樣式之后，就對焊盤配置的電性能進(jìn)行仿真，并且隨后可以迭代地調(diào)節(jié)具體的尺寸和形狀，直到獲得所期望的電性能為止。對于這些應(yīng)用，一旦所仿真的電性能達(dá)到特定閾值之后，幾乎可以作為事后的考慮(afterhought)來確定機(jī)械性能。下面是本公開內(nèi)容的一般概要。待測器件的端子通過一系列導(dǎo)電引腳對被電連接到負(fù)載板上的相應(yīng)接觸焊盤。各個引腳對被中介層隔膜保持就位，所述中介層隔膜包括面對待測器件的頂部接觸板、面對負(fù)載板的底部接觸板以及頂部和底部接觸板之間的具有垂直韌性的不導(dǎo)電構(gòu)件。每一個引腳對包括頂部和底部引腳，其分別朝向待測器件和負(fù)載板延伸超出頂部和底部接觸板。頂部和底部引腳在相對于隔膜表面法線傾斜的界面處彼此接觸。當(dāng)被縱向壓縮時，引腳通過沿著界面滑動而朝向彼此平移。所述滑動在很大程度上是縱向的，并且具有由界面的傾斜所決定的較小的合乎期望的橫向分量。所述界面可選地是沿著一個或兩個維度彎曲的，并且可選地在每一個方向上具有不同的曲率和/或凹度，并且可選地可以包括諸如凸脊或凹槽之類的一個或更多定位特征。頂部和底部接觸板可以由聚酰亞胺或者不導(dǎo)電的柔性材料制成，比如可以從DuPont Corporation買到的卡普頓(KAPTON)。另一種示例性材料是聚醚醚酮(PEEK)，這是一種可以從諸如Victrex之類的制造商買到的工程塑料。接觸板之間的材料可以是泡沫或彈性材料。每一對中的引腳可選地可以由不同材料制成。前一段僅僅是本公開內(nèi)容的概要，而絕不應(yīng)當(dāng)被理解為進(jìn)行限制。下面將更加詳細(xì)地描述測試器件。圖1是用于容納待測器件(DUT) 1的測試裝備的一部分的側(cè)視圖。DUT 1被放置在測試器5上，對其進(jìn)行電測試，并且隨后將DUT 1從測試器5移除。任何電連接都是通過把各個組件按壓到與其他組件發(fā)生電接觸而形成的；在對DUT 1的測試過程當(dāng)中的任一點都沒有焊接或脫焊。整個電測試規(guī)程可能只持續(xù)大約不到一秒鐘，因此待測器件1的快速精確的放置對于確保高效地使用測試裝備來說就變得非常重要。測試器5的高吞吐量通常需要對待測器件1進(jìn)行機(jī)器人式處理。在大多數(shù)情況下，自動化機(jī)械系統(tǒng)在測試之前將DUT 1放置到測試器5上，并且一旦完成測試之后就移除DUT 1。所述處理和放置機(jī)制可以使用機(jī)械和光學(xué)傳感器來監(jiān)測DUT 1的位置，并且可以使用平移和旋轉(zhuǎn)致動器的組合來對準(zhǔn)DUT 1并將其放置在測試臺上。這樣的自動化機(jī)械系統(tǒng)是成熟的并且已經(jīng)被用在許多已知的電測試器中；這些已知的機(jī)器人系統(tǒng)也可以被用于這里所公開的任何或所有測試器元件?？商鎿Q地，可以用手放置DUT 1，或者通過人工饋送和自動化裝備的組合來放置。同樣地，被用來測試DUT 1上的每一個端子的電算法是很好地確立的并且已經(jīng)被用在許多已知的電測試器中。些已知的電算法也可以被用于這里所公開的任何或所有測試器元件。待測器件1通常包括一個或更多芯片，并且包括連接到芯片的信號和電力端子。 芯片和端子可以處于待測器件1的一側(cè)，或者可以處于待測器件1的全部兩側(cè)。為了用在測試器5中，所有端子2都應(yīng)當(dāng)可以從待測器件1的一側(cè)接進(jìn)，但是應(yīng)當(dāng)理解的是，在待測器件1的相對側(cè)可以有一個或更多元件，或者在無法通過接進(jìn)端子2而測試的相對側(cè)可以有其他元件和/或端子。每一個端子2被形成為較小的通常為球形的焊球。在測試之前，將球2附著到與待測器件1上的其他引線、其他電組件和/或一個或更多芯片內(nèi)部連接的電引線上。可以相當(dāng)精確地控制焊球的體積和尺寸，并且從球到球的尺寸變化或放置變化通常不會導(dǎo)致太多困難。在測試期間，端子2保持為固體，并且不存在對于任何焊球2的熔化或再流動。可以按照任何適當(dāng)?shù)哪Ｊ綄⒍俗?布局在待測器件1的表面上。在一些情況中，端子2可以處于總體上為正方形的柵格中，這就是描述待測器件1的表達(dá)方式“球柵陣列”的起源。還可以有不同于矩形柵格的偏差，其中包括不規(guī)則間隔和幾何結(jié)構(gòu)。應(yīng)當(dāng)理解的是， 可以按照需要改變端子的具體位置，其對應(yīng)于負(fù)載板上的焊盤以及隔膜上的引腳對的相應(yīng)位置，它們被選擇來與待測器件端子2的端子相匹配。一般來說，相鄰端子2之間的間隔處在0. 25到1. 5mm的范圍內(nèi)，所述間隔通常被稱作“間距”。當(dāng)如圖1中那樣從側(cè)面看去時，待測器件1顯示出一行端子2，其可選地可以包括間隙和不規(guī)則間隔。這些端子2被制成總體上呈平面狀，或者利用典型的制造工藝所可能獲得平面狀。在許多情況下，如果在待測器件1上有芯片或其他元件，則芯片離開待測器件 1的突出通常小于端子2離開待測器件1的突出。圖1的測試器5包括負(fù)載板3。負(fù)載板3包括負(fù)載板基板6和被用來對待測器件1進(jìn)行電測試的電路。這樣的電路可以包括驅(qū)動電子裝置和檢測電子裝置，驅(qū)動電子裝置可以產(chǎn)生具有一個或更多特定頻率的一個或更多AC電壓，檢測電子裝置可以感測待測器件1對于這樣的驅(qū)動電壓的響應(yīng)。 所述感測可以包括檢測一個或更多頻率下的電流和/或電壓。這樣的驅(qū)動和感測電子裝置在行業(yè)內(nèi)是公知的，并且來自已知測試器的任何適當(dāng)?shù)碾娮友b置都可以被用于這里所公開的測試器元件。一般來說，非常期望在安放時令負(fù)載板3上的特征與待測器件1上的相應(yīng)特征對準(zhǔn)。通常來說，待測器件1和負(fù)載板3都與測試器5上的一個或更多定位特征機(jī)械對準(zhǔn)。 負(fù)載板3可以包括一個或更多機(jī)械定位特征，比如基準(zhǔn)或者精確定位的孔洞和/或邊沿，其確?？梢园沿?fù)載板3精確地安置在測試器5上。這些定位特征通常確保負(fù)載板的橫向?qū)?zhǔn) (x，y)和/或也確?？v向?qū)?zhǔn)(ζ)。機(jī)械定位特征在行業(yè)內(nèi)也是公知的，并且來自已知測試器的任何適當(dāng)電子裝置都可以被用于這里所公開的測試器元件。在圖1中沒有示出機(jī)械定位特征?！銇碚f，負(fù)載板3可以是相對復(fù)雜且昂貴的器件。在許多情況下，可能有利的是把附加的相對便宜的元件引入到測試器5中，其保護(hù)負(fù)載板3的接觸焊盤4免于磨損和損壞。這樣的附加元件可以是中介層隔膜10。中介層隔膜10也利用適當(dāng)?shù)亩ㄎ惶卣?未示出)與測試器5機(jī)械地對準(zhǔn)，其在負(fù)載板3上方駐留在測試器5中并且面對待測器件1。中介層隔膜10包括一系列導(dǎo)電引腳對20、30。一般來說，每一個引腳對把負(fù)載板 3上的一個接觸焊盤4連接到待測器件1上的一個端子2，但是也可以有這樣的測試方案， 其中多個接觸焊盤4連接到單個端子2，或者多個端子2連接到單個接觸焊盤4。為了簡單起見，在本文和附圖中假設(shè)單個引腳對把單個焊盤連接到單個端子，但是應(yīng)當(dāng)理解的是，這里所公開的任何測試器元件都可以被用來把多個接觸焊盤連接到單個端子，或者把多個端子連接到單個接觸焊盤。通常來說，中介層隔膜10把負(fù)載板焊盤與測試接觸器的底部接觸表面電連接。其可以替換地被用來把現(xiàn)有的負(fù)載板焊盤配置連接到轉(zhuǎn)換到作為被用來連接并測試待測器件的媒介物。雖然與負(fù)載板3的移除和更換相比可以相對容易地移除并更換中介層隔膜10，但是對于本文獻(xiàn)則把中介層隔膜10考慮為測試器5的一部分。在操作期間，測試器5包括負(fù)載板3、中介層隔膜10以及用來將其安放并固定就位的機(jī)械構(gòu)造(未示出)。將每一個待測器件1放置在測試器5上、對其進(jìn)行電測試并且將其從測試器移除。單個中介層隔膜10在其耗盡之前可以測試許多待測器件1，并且在需要更換之前通?？梢詧猿?jǐn)?shù)千次測試或更多次測試。一般來說，期望中介層隔膜10的更換相對快速且簡單，從而使得測試器5對于隔膜更換只經(jīng)歷很少的停機(jī)時間。在一些情況中，對應(yīng)于中介層隔膜10的更換速度可能比每一個隔膜10的實際成本更加重要，測試器正常運(yùn)行時間的增加會導(dǎo)致操作期間的適當(dāng)?shù)某杀竟?jié)省。圖1示出了測試器5與待測器件1之間的關(guān)系。在對每一個器件1進(jìn)行測試時， 將其放置在具有足夠精確的放置特性的適當(dāng)?shù)臋C(jī)器人式操作裝置中，從而關(guān)于中介層隔膜 10上的相應(yīng)引腳對20、30和負(fù)載板3上的相應(yīng)接觸焊盤4精確可靠地(在X、y和Z方向上)放置器件1上的特定端子2。機(jī)器人式操作裝置(未示出)施力將每一個待測器件1與測試器5進(jìn)行接觸。所述力的量值取決于測試的實際配置，其中包括所測試的端子2的數(shù)目、將被用于每一個端子的力、典型的制造和對準(zhǔn)容差等等。一般來說，所述力由測試器的機(jī)械操作裝置(未示出)施加并且作用在待測器件1上。一般來說，所述力通常是縱向的，并且通常平行于負(fù)載板3的表面法線。圖2示出了相接觸的測試器和待測器件1，其中對待測器件1施加足夠的力以便接合引腳對20、30并且在每一個端子2與其在負(fù)載板3上的相應(yīng)接觸焊盤4之間形成電連接 9。如前所述，可以替換地有這樣的測試方案，其中多個端子2連接到單個接觸焊盤4，或者多個接觸焊盤4連接到單個端子2，但是為了簡單起見，在附圖中假設(shè)單個端子2唯一地連接到單個接觸焊盤4。圖3和4分別是處于其松弛和壓縮狀態(tài)下的示例性中介層隔膜10的側(cè)視剖面圖。 在其松弛狀態(tài)下，在待測器件1上的端子2與負(fù)載板3上的接觸焊盤4之間沒有電連接。在其壓縮狀態(tài)下，對待測器件1朝向負(fù)載3施力，在待測器件1上的端子2與負(fù)載板3上的接觸焊盤4之間有電連接9。在一些情況下，中介層隔膜10可以實質(zhì)上延伸跨過負(fù)載板的整個橫向范圍，或者至少在由負(fù)載板接觸焊盤4對向所限的橫向區(qū)域上延伸。隔膜10包括機(jī)械地制成各個導(dǎo)電引腳對的夾層結(jié)構(gòu)，其中每一個引腳對對應(yīng)于待測器件1上的端子2和負(fù)載板3上的接觸焊盤4。下面將描述該夾層結(jié)構(gòu)，隨后是對引腳對的詳細(xì)描述。隔膜10可以被形成為一個夾層結(jié)構(gòu)，其中中介層50被頂部接觸板40和底部接觸板60所圍繞。在一些情況中，隔膜10的各層40、50、60通過相對纖薄的粘合劑層41、61被
保持在一起。中介層50是電絕緣的垂直韌性材料，比如泡沫或彈性體。當(dāng)朝向負(fù)載板向待測器件施力時，中介層50在縱向上(垂直)壓縮，正如圖4中的情況那樣。所述垂直壓縮通常是彈性的。當(dāng)待測器件被釋放時，中介層50在縱向上(垂直)伸展到其原始尺寸和形狀， 正如圖3中的情況那樣。應(yīng)當(dāng)提到的是，可選地還可以有一定的橫向(水平)壓縮，盡管橫向分量通常小于縱向分量。一般來說，在施加縱向力時，中介層50的材料不會顯著地橫向“流動”。在一些情況中，可能有中介層50的材料所提供的橫向阻力，其可以幫助把引腳對20、30約束到特定柱狀體積，并且防止或減少每一對中的引腳的重疊部分的任何橫向分散。在中介層50的任一側(cè)是接觸板，頂部接觸板40面對待測器件1，并且底部接觸板 60面對負(fù)載板3。接觸板40、60可以由電絕緣的柔性材料制成，比如聚酰亞胺或kapton (卡普頓)?？商鎿Q地，接觸板40、60可以由任何半剛性的薄膜材料制成，其中可以包括聚酯、聚酰亞胺、PEEK、Kapton、尼龍或者任何其他適當(dāng)材料。在一些情況中，接觸板40、60通過粘合劑41、61粘附到中介層50上。在其他情況中，接觸板40、60與中介層50集成在一起。在另外的情況中，接觸板40、60自由漂浮并且沒有與中介層50物理附著，這樣可以允許快速移除和更換。對于這些情況，沒有將中介層50粘接到接觸板40、60的粘合劑41、61。接觸板40、60(kaptOn)的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高于中介層50 (泡沫)，并且為中介層隔膜10 提供耐久的外表。此外，當(dāng)待測器件1被朝向負(fù)載板3施力時，接觸板40、60的形變小于中介層50。應(yīng)當(dāng)提到的是，在圖4中，頂部接觸板40可以縱向彎曲以便容許縱向壓縮，但是實際壓縮的材料是中介層50的泡沫或彈性體。換句話說，在壓縮期間，頂部和底部接觸板 40、60可以被推向彼此，并且其中一個或全部兩個可以縱向形變，但是其中任一個都不會顯著壓縮或改變厚度。使用kapton接觸板40、60的隔膜10可以具有幾個優(yōu)點。首先，切割孔洞并且將其放置在半剛性膜中較為容易并且相對便宜，所述半剛性膜可以從諸如kapton之類的材料制成。其結(jié)果是，一旦接觸焊盤4和相應(yīng)端子2的橫向位置被確定之后(通常由待測器件1的制造商確定)，就可以把位置和尺寸饋送到在所期望的位置處鉆孔或蝕刻孔洞的機(jī)器中。應(yīng)當(dāng)提到的是，對于可比較的金屬層的處理來說，對于 kapton的加工/處理要便宜得多。其次，在經(jīng)過加工之后，kapton層的強(qiáng)度非常高，并且會抵抗孔洞形狀或位置的橫向形變。其結(jié)果是，在中介層隔膜10的組裝期間，kapton層本身可以被用來確定引腳對的橫向位置。換句話說，引腳可以被插入到kapton中的現(xiàn)有孔洞中，從而不再需要用以把引腳精確地放置在(x，y)處的附加的昂貴工具。圖3中所示的示例性隔膜10示出了當(dāng)隔膜10處于其松弛狀態(tài)下時在空間上分離的頂部引腳20和底部引腳30。當(dāng)隔膜10被壓縮時，如圖4中所示，將頂部引腳20和底部引腳30帶入物理和電接觸。應(yīng)當(dāng)提到的是，在松弛狀態(tài)下的引腳分離是可選的?？商鎿Q地，即使在隔膜處于其松弛狀態(tài)下時，頂部和底部引腳也可以發(fā)生物理和電接觸；這是下面參照圖5和6討論的設(shè)計情況。在討論了中介層隔膜10的夾層結(jié)構(gòu)之后，現(xiàn)在將討論頂部引腳20和底部引腳30。頂部引腳20也被稱作滑動器引腳20，其具有總體上圍繞引腳20橫向延伸并且與待測器件1上的端子2發(fā)生接觸的頂部接觸焊盤21。該橫向延伸使得頂部接觸焊盤21在測試期間成為端子2的“更大的目標(biāo)”，并且?guī)椭徑馑袦y試器和器件元件上的一些制造和對準(zhǔn)容差。頂部接觸焊盤21的輪廓不需要是平坦的或矩形的；下面將參照圖12至18討論其他選項。頂部引腳20具有遠(yuǎn)離頂部接觸焊盤21朝向負(fù)載板3延伸的縱向構(gòu)件22。在一些情況中，縱向構(gòu)件22可以包括除了頂部接觸焊盤21之外的頂部引腳20的所有部分。縱向構(gòu)件22可以包括至少一個配對表面23。配對表面23的形狀被確定為在引腳對的縱向壓縮期間接觸底部引腳30上的相似配對表面33，從而引腳對上的配對表面23和 33提供頂部引腳與底部引腳之間的良好的機(jī)械和電接觸。在這里，附圖標(biāo)記“23”和“33” 指代一般的配對表面。所述表面本身可以采取許多形狀和指向，并且各種具體形狀在附圖中被標(biāo)記為“ 23A”、“ 33A”、“ 23B ”、“ 33B ”等等。圖3和4示出了平坦配對表面23A和33A。 在后面的附圖中示出了其他適當(dāng)?shù)男螤睢?br> 底部引腳30也被稱作基底引腳30，其具有底部接觸焊盤31、縱向構(gòu)件32和配對表面33A，所有這些構(gòu)造都類似于頂部引腳20中的相似結(jié)構(gòu)。在一些情況中，頂部引腳和底部引腳用不同的金屬形成，從而使得引腳避免在沿著配對表面23A和33A反復(fù)接觸的過程中“粘合”在一起。適當(dāng)?shù)慕饘俚膶嵗ㄣ~、金、 焊料、黃銅、銀和鋁，以及前述導(dǎo)電金屬的組合和/或合金。在圖3和4的示例性設(shè)計中。配對表面23A和33A實質(zhì)上是平面狀的。當(dāng)被帶到一起時，配對表面23A和33A形成所謂的虛擬“界面表面” 70A，其在本例中是一個平面。下面將提供其他實例。應(yīng)當(dāng)提到的是，隔膜10中的孔洞以及同樣還有縱向構(gòu)件22和32的剖面可以是圓形、橢圓形、細(xì)長形、矩形、正方形或者任何其他適當(dāng)形狀。在所有這些情況中，隔膜10將頂部和底部引腳保持在一起，其方式類似于在引腳的重疊縱向部分附近用橡皮圈圍繞引腳的周圍。隔膜10提供對于橫向運(yùn)動的阻力。雖然圖3和4的界面表面70a總體上是平面狀的，但是界面表面可以替換地采取其他形狀。舉例來說，圖5和6中的界面表面70B就是彎曲的。頂部引腳配對表面2 是凸?fàn)畹?，而底部引腳配對表面3 是凹狀的，二者都具有相同的曲率半徑，從而會配合在一起。在圖5中，當(dāng)隔膜處于其松弛狀態(tài)下時，頂部引腳20和底部引腳30具有總體上平行的縱向構(gòu)件。在圖6中，當(dāng)朝向負(fù)載板對待測器件施力時，頂部引腳20沿著彎曲的界面表面70B滑動，從而把頂部引腳20向下平移并且令頂部引腳20發(fā)生樞軸轉(zhuǎn)動，從而使得頂部接觸焊盤關(guān)于待測器件上的端子2傾斜，并且使得頂部引腳縱向構(gòu)件關(guān)于底部引腳縱向構(gòu)件傾斜。這一角度傾斜可能是有用。應(yīng)當(dāng)提到的是，在圖6中，當(dāng)在端子(球)2與負(fù)載板接觸焊盤4之間發(fā)生電連接9時，頂部引腳20的頂部接觸焊盤21遠(yuǎn)離球2的中心與球2 接觸。接觸區(qū)域的這一偏移可能會導(dǎo)致所期望的“掃滑”功能，其中頂部引腳20上的頂部接觸焊盤21可以擦破形成在焊球2上的任何氧化物層。這又可能會導(dǎo)致球2與頂部引腳 20的頂部接觸焊盤21之間的電連接得到改進(jìn)。此外，取決于界面表面70B的旋轉(zhuǎn)中心的位置，隨著朝向負(fù)載板對待測器件施力， 頂部引腳20可能會發(fā)生附加的橫向平移。一般來說，該橫向(x，y)平移小于頂部引腳的縱向(ζ)平移，但是仍然是合乎期望的，這是因為其也可能會導(dǎo)致前面描述的“掃滑”功能。應(yīng)當(dāng)提到的是，該橫向平移也存在于圖3和4的設(shè)計中，其中界面表面70A是平面狀的，并且從中介層隔膜10的表面法線傾斜。其結(jié)果是，圖3和4的設(shè)計表現(xiàn)出前面所描述的合乎期望的“掃滑”功能。還應(yīng)當(dāng)提到的是，雖然“掃滑”可能對于待測器件上的焊球端子2是合乎期望的， 但是“掃滑”對于負(fù)載板3上的接觸焊盤4通常是不合期望的。一般來說，對于負(fù)載板接觸焊盤4的持續(xù)反復(fù)掃滑可能會導(dǎo)致焊盤本身的退化，并且可能最終導(dǎo)致負(fù)載板3的故障，而這是非常不合期望的。對于這里所考慮的設(shè)計，頂部引腳20是移動并執(zhí)行掃滑的引腳，而底部引腳30則保持總體上靜止，并且不掃滑負(fù)載板接觸焊盤4。應(yīng)當(dāng)提到的是，頂部引腳20具有頂部退切(relief)表面M，其是從頂部引腳縱向構(gòu)件切除的，從而使得頂部引腳可以發(fā)生樞軸轉(zhuǎn)動而不會碰到韌性隔膜(未示出，在圖6的左側(cè)部分)。在一些情況中，當(dāng)頂部引腳20處于完全壓縮時，正如圖6中那樣，頂部退切表面M與中介層隔膜10的平面垂直。在圖6中所示的情況中，底部引腳30包括與隔膜表面垂直的底部退切表面34，由于底部引腳通常不會發(fā)生樞軸轉(zhuǎn)動，因此其不會導(dǎo)致與隔膜泡沫的任何干擾。圖3和4示出了平面狀的界面表面70A，圖5和6示出了彎曲的界面表面70B。在圖7到11中更加清晰地示出了上述和其他配置。圖7是圖3中所示的平面狀的界面表面70A的平面圖。應(yīng)當(dāng)提到的是，所述平面本身是關(guān)于中介層隔膜10的表面法線傾斜的。換句話說，該表面不是絕對垂直的，而是與垂直偏離一定角度，比如1度、5度、10度、15度、20度， 或者偏移一定角度范圍內(nèi)的某一角度，比如1至30度、5至30度、10至30度、15至30度、 20至30度、5至10度、5至15度、5至20度、5至25度、10至15度、10至20度、10至25 度、15至20度、15至25度或20至25度。為了形成該平面狀的界面表面70A，頂部引腳配對表面23A和底部引腳配對表面33A都是平面狀的。對于平面狀的界面表面70A，頂部配對表面23A關(guān)于底部配對表面33A的移動沒有限制。各個配對表面可以關(guān)于彼此自由平移并旋轉(zhuǎn)，同時保持彼此接觸。圖8是圖5中所示的彎曲的界面表面70B的平面圖。在本例中，所述曲率僅僅是沿著一個維度，因此界面表面70B采取圓柱狀輪廓。存在沿著垂直方向的曲率，但是沒有沿著水平方向的曲率。為了形成這一圓柱狀彎曲的界面表面70B，頂部引腳配對表面2 呈圓柱狀彎曲并且是凸?fàn)畹?，而底部引腳配對表面3 呈圓柱狀彎曲并且是凹狀的。每一個配對表面具有相同的曲率半徑。應(yīng)當(dāng)提到的是，所述凹性可以反轉(zhuǎn)，從而使得頂部引腳配對表面2 是凹狀的，并且底部引腳配對表面3 是凸?fàn)畹?。彎曲的界面表?0B限制引腳關(guān)于彼此的移動。引腳的配對表面可以水平平移、 沿著不具有曲率的維度平移并且可以圍繞曲率中心樞軸轉(zhuǎn)動(配對表面和界面表面都具有相同的曲率中心)，但是不能在沒有關(guān)于彼此旋轉(zhuǎn)的情況下垂直平移。曲率中心的放置決定對于引腳的給定縱向平移所能實現(xiàn)的旋轉(zhuǎn)和/或橫向平移的量。一般來說，期望具有足夠的平移和/或旋轉(zhuǎn)來提供對于球端子2的充分“掃滑”，正如前面所描述的那樣。圖9是在水平和垂直方向上都具有曲率的彎曲的界面表面70C的平面圖。在一些應(yīng)用中，水平和垂直曲率半徑是相同的，這意味著界面表面70C是球形彎曲的。這是圖9中所示出的情況。在其他應(yīng)用中，水平和垂直曲率半徑是不同的，這意味著界面表面具有單一凹度但是形狀更加復(fù)雜。圖10是鞍狀的界面表面70D的平面圖，其中垂直和水平曲率具有相反的凹度。應(yīng)當(dāng)提到的是，頂部引腳配對表面和底部引腳配對表面都是鞍狀的，其具有配對形成界面表面70D的表面輪廓。最后，圖11是具有定位特征的界面表面70E的平面圖，所述定位特征例如是凹槽或凸脊。應(yīng)當(dāng)提到的是，一個引腳的配對表面可以具有凹槽，而另一個引腳的配對表面則具有配合到凹槽中的凸脊的互補(bǔ)特征。這樣的定位特征可以限制沿著特定維度或特定軸的運(yùn)動。如圖11中所繪，配對表面的唯一可能的相對運(yùn)動主要是圍繞曲率中心的垂直樞軸轉(zhuǎn)動；所述定位特征不允許水平相對運(yùn)動。
18
除了圖7到11中所示出的之外，其他適當(dāng)?shù)男螤?、曲率半徑、凹度?或定位特征當(dāng)然也是可能的。在每一種情況中，頂部引腳配對表面和底部引腳配對表面具有互補(bǔ)特征， 其可以可選地限制特定維度中的運(yùn)動或者沿著特定方向的旋轉(zhuǎn)。在測試期間使用引腳的過程中，引腳的壓縮保持配對表面之間的緊密接觸，并且所述接觸是沿著界面表面。頂部接觸焊盤21可以包括能夠有助于增強(qiáng)與待測器件1上的球端子2的電接觸的多種特征當(dāng)中的任一種。在圖12至18中示出了其中的幾項。圖12是總體上呈平面狀的頂部接觸焊盤2IA的平面圖。圖13是從焊盤平面延伸出的頂部接觸焊盤2IB的平面圖。在圖13所示的例子中， 接觸焊盤21B的中心與邊沿相比延伸得更加遠(yuǎn)離頂部引腳，但是這并不是一項要求。在一些情況中，頂部接觸焊盤21B是彎曲的并且是凸?fàn)畹?。圖14是包括一個離開焊盤平面的突出的頂部接觸焊盤21的平面圖。在圖14所示的實例中，所述突出實質(zhì)上是延伸穿過焊盤中心的一條線。在其他情況中，所述線可以垂直于圖14中所繪制的線。在另外的情況中，所述突出可以是一個點或突出區(qū)段而不是一條線?？商鎿Q地，其他突出形狀和指向也是可能的。在一些情況中，頂部接觸焊盤21C是彎曲的并且是凹狀的。在其他情況中，頂部接觸焊盤21C同時包括凹狀和凸?fàn)畈糠?。圖15是包括多個離開焊盤平面的突出的頂部接觸焊盤21D的平面圖。在圖15所示的實例中，所述突出實質(zhì)上是線性并且是平行的，但是也可以使用其他形狀和指向。在一些情況中，頂部接觸焊盤21D只包括平坦部分。在其他情況中，頂部接觸焊盤21D同時包括彎曲和平坦部分。在一些情況中，頂部接觸焊盤2ID包括一個或更多邊沿或葉片，其可以被用于前面所描述的“掃滑”動作。圖16是傾斜的頂部接觸焊盤21E的平面圖。對于頂部接觸焊盤具有一定傾斜的一個可能優(yōu)點在于其可以促進(jìn)對端子2的“掃滑”。圖17是具有多個離開焊盤平面的突出的傾斜頂部接觸焊盤21F的平面圖。除了所述傾斜之外，所述突出也可以增強(qiáng)對端子2的“掃滑”。在這里，所述突出是與球掃滑動作的方向平行的凹槽或凸脊?？商鎿Q地，所述凹槽可以垂直于球掃滑動作，正如圖15中所示出的那樣。圖18是紋理化頂部接觸焊盤21G的平面圖。在一些情況中，所述紋理是一系列重復(fù)結(jié)構(gòu)，其可以用于“掃滑”端子2。在一些情況中，頂部接觸焊盤21G是有硬結(jié)的。在一些情況中，所述硬結(jié)或紋理可以被疊加在彎曲的或者其他形狀的頂部接觸焊盤上。圖19是徑向擴(kuò)大的頂部接觸焊盤21H的平面圖。在實踐中，所能使用的最大尺寸可以取決于待測器件1上的引腳的二維布局、中介層隔膜的機(jī)械響應(yīng)(即，隔膜是否將發(fā)生足夠大的縱向變形從而確保頂部和底部引腳之間的良好接觸)等等。在一些情況中，頂部接觸焊盤的形狀或覆蓋區(qū)可以是圓形、橢圓形、偏斜的、矩形、多邊形、正方向或者任何其他適當(dāng)形狀。此外，頂部接觸焊盤可以具有與前面所描述的任何傾斜、突出和紋理相組合的擴(kuò)大覆蓋區(qū)。圖20是其頂部接觸焊盤21具有圓化邊沿25的頂部引腳20的側(cè)視圖。一般來說， 頂部引腳20以及同樣還有底部引腳30的任何或所有邊沿都可以是圓化的或尖銳的?？梢园讶魏螆A化邊沿與這里所示出的任何或所有引腳特征一起使用。應(yīng)當(dāng)提到的是，可以同時使用圖12至20中所示出的任何特征組合。舉例來說，可以有在長度維度中還具有凹槽OlF)的總體上平坦的頂部引腳接觸焊盤OlA)，或者還具有長度維度中的凹槽(21F)和圓化邊沿05)的延伸出平面間的頂部引腳01B)。可以按照需要混合并匹配任何或所有這些特征。頂部引腳20和底部引腳30可以可選地包括能夠允許將引腳鎖扣到中介層隔膜10 中的一個或更多特征。在圖21至M中示出了一些示例性接合和/或保持特征。圖21是在一側(cè)具有頂部引腳接合特征2隊的頂部引腳20的側(cè)視剖面圖。在本例中，所述接合特征是沿著頂部接觸焊盤的底側(cè)蔓延的水平凹窩或唇緣。應(yīng)當(dāng)提到的是，在一些情況中，頂部引腳的縱向構(gòu)件的輪廓是矩形的，并且所述唇緣可以沿著頂部引腳的一個、 兩個、三個或全部四個邊沿蔓延。當(dāng)被插入到中介層隔膜中的孔洞內(nèi)時，頂部引腳接合特征 26A可以與頂部接觸板40的全部或一部分接合，并且可以可選地與泡沫或彈性體中介層50 的一部分接合。這樣的接合允許在沒有粘合劑并且沒有任何附加連接組件的情況下把頂部引腳20連接到中介層隔膜的其余部分。此外，這樣的接合特征26A可以允許通過以下方式組裝中介層隔膜首先具有頂部板、泡沫和底部板的夾層結(jié)構(gòu)，其中在最終將容納引腳的位置處帶有孔洞；隨后把每一個引腳插入到一個孔洞中，直到接合特征捕捉到kapton接觸板為止。每一個孔洞本身的尺寸應(yīng)當(dāng)被適當(dāng)?shù)卮_定成允許引腳合適地插入到唇緣但是又具有緊貼的配合。圖22是在相對兩側(cè)具有頂部引腳接合特征^B的頂部引腳20的側(cè)視剖面圖。其具有圖21中示出的特征26A的優(yōu)點，并且有附加的接合和保持強(qiáng)度。對于具有圓形剖面的頂部引腳縱向構(gòu)件，唇緣26B可以圍繞縱向構(gòu)件的周長的全部或一部分延伸。圖23是具有接合頂部接觸板的兩個頂部引腳接合特征^B以及接合泡沫中介層 50的一個接合特征^C的頂部引腳20的側(cè)視剖面圖。其也具有附加的接合和保持強(qiáng)度。 在一些情況中，可能優(yōu)選的是把底部板接合到泡沫而不是頂部板，從而使得頂部板可以在沒有限制的情況下自由移動。在一些情況中，泡沫可以不完全延伸到接合特征中，或者可以完全不延伸到接合特征中。底部引腳30也可以具有類似的接合和保持特征。舉例來說，圖M示出了與底部接觸板60的一部分接合的接合特征或唇緣36A。與對于頂部引腳20的配置相似，其他配置也是可能的。前面的幾幅附圖示出了各個單獨的特征和元件。圖25到27示出了其中組合了許多特征的更加詳細(xì)的實例。應(yīng)當(dāng)提到的是，其僅僅是實例，而決不應(yīng)當(dāng)被解釋成進(jìn)行限制。圖25是示例性中介層隔膜10的透視剖面圖。圖沈是圖25的中介層隔膜10的端向剖面圖。圖27是圖25和沈的中介層隔膜10的平面圖。來自待測器件的端子接觸對應(yīng)的頂部引腳20，來自負(fù)載板的接觸焊盤4接觸對應(yīng)的底部引腳30。在本例中，頂部接觸焊盤21B呈圓柱狀彎曲并且是凸?fàn)畹?，底部接觸焊盤31 是平坦的。頂部和底部接觸引腳沿著配對表面2 和3 滑過彼此，所述配對表面在本例中呈圓柱狀彎曲。配對表面2 和3 沿著虛擬的圓柱狀彎曲的界面表面70B彼此接觸， 所述界面表面在圖26中由虛線示出。所述引腳具有頂部和底部退切表面23、34，其在本例中當(dāng)引腳完全壓縮時都是總體上垂直于隔膜10指向的。在本例中，頂部和底部引腳接觸焊盤具有圓化邊沿25、35。頂部和底部引腳具有分別接合頂部和底部接觸板40、60的接合特征^A、36A，以及接合泡沫層50的可選接合特征^C、36C。
圖27示出了隔膜10中的引腳20的示例性布局。在本例中，引腳本身被布局在總體上呈正方形的柵格中，其分別對應(yīng)于待測器件和負(fù)載板的端子和接觸焊盤布局。應(yīng)當(dāng)提到的是，接觸焊盤的覆蓋區(qū)被指向關(guān)于正方形柵格成45度角，從而允許比起焊盤沿著正方形柵格本身延伸的情況所將可能獲得的更大接觸焊盤。還應(yīng)當(dāng)提到的是，界面表面70B的指向關(guān)于正方形柵格成45度角。在實踐中，界面表面70B可以替換地沿著所述柵格指向， 或者關(guān)于柵格成任何適當(dāng)角度。考慮特別有用于所謂的“Kelvin”測試的一些元件是有益的。與前面描述的一個端子/ 一個接觸焊盤的測試不同，Kelvin測試測量待測器件上的兩個端子之間的電阻。這種測量的物理學(xué)是直接明了的——在兩個端子之間流動已知電流(I)，測量兩個端子之間的電壓差(V)，并且使用歐姆定律(V = IR)來計算兩個端子之間的電阻(R)。在一種實際的實現(xiàn)方式中，待測器件上的每一個端子電連接到負(fù)載板上的兩個接觸焊盤。一個接觸焊盤實際上是電流源或電流吸收器，其提供或接收已知量的電流。另一個接觸焊盤實際上充當(dāng)伏特計，其測量電壓但是不接收或提供大量電流。按照這種方式，對于待測器件上的每一個端子，一個焊盤應(yīng)對I，另一個焊盤應(yīng)對V。雖然有可能對于每一個端子使用兩個分開的引腳對，其中每一個引腳對對應(yīng)于負(fù)載板上的單個接觸焊盤，但是這種方法存在缺陷。舉例來說，測試器將必須在每一個端子處進(jìn)行兩個可靠的電連接，這對于極小的或者間隔緊密的端子來說將被證明是非常困難的。 此外，保持引腳對的隔膜將包括實質(zhì)上兩倍的機(jī)械部件，從而可能會增加這種隔膜的復(fù)雜度和成本。一種更好的替換方案是把來自負(fù)載板上的兩個接觸焊盤的電信號進(jìn)行內(nèi)部組合的引腳機(jī)制，從而只有一個頂部引腳焊盤需要與每一個端子進(jìn)行可靠的接觸，而不是兩個不同的引腳接觸每一個端子。存在可以將兩個負(fù)載板信號組合到單個頂部引腳中的五種可能的引腳方案，下面將分別進(jìn)行簡要描述。第一，在負(fù)載板本身處組合電信號，這是對應(yīng)于單個底部接觸焊盤對著負(fù)載板上的兩個相鄰焊盤的情況。第二，在底部引腳處組合電信號。對于這種情況，隔膜將包括兩個不同的底部接觸焊盤，或者具有絕緣部分的單個底部接觸焊盤，所述絕緣部分將一個負(fù)載板接觸焊盤與另一個電分離。第三，在頂部引腳處組合電信號。對于這種情況，整個底部引腳被分成由電絕緣體分開的兩半。第四，在頂部接觸焊盤處組合電信號，或者等效地盡可能靠近待測器件的端子。對于這種情況，整個底部引腳或者頂部引腳的縱向構(gòu)件的大部分或全部被分成由電絕緣體分開的兩半。所述兩半在頂部接觸焊盤處電聯(lián)結(jié)，并且在頂部接觸焊盤下方(即，在頂部接觸焊盤與對應(yīng)的負(fù)載板接觸焊盤之間)彼此電隔離。最后第五，只在待測器件的端子處組合電信號。頂部接觸焊盤、頂部引腳、底部引腳和(多個)底部接觸焊盤全都包括將所述引腳和(多個)焊盤分成彼此電絕緣的兩個導(dǎo)電部分的電絕緣體。實際上，引腳可以被絕緣材料對稱地二分，從使得“左”半與“右”半電絕緣，其中“左”半與負(fù)載板上的一個焊盤電接觸，并且“右”半與負(fù)載板上的另一個焊盤電接觸。
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說明書
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在一些情況中，沿著引腳的縱向范圍的大部分或全部將各個電信號保持彼此隔離的做法是有優(yōu)點的。如果所述信號在負(fù)載板處相連，則存在不必要的冗余，就好像存在兩條獨立信號路徑一樣。此外，在負(fù)載板處連接信號可以實際上降低相關(guān)聯(lián)的電感，這是因為并聯(lián)的兩個電感會導(dǎo)致電感減半。在圖28和四中示出了前面的第五種情況的實例。圖28是用于Kelvin測試的示例性頂部接觸焊盤121的平面圖，其中具有分離該焊盤的導(dǎo)電的兩半127、1四的絕緣部分128。在許多情況中，所述絕緣部分在頂部引腳的完全縱向范圍內(nèi)延伸，并且實際上將引腳分成彼此電絕緣的兩個導(dǎo)電部分。在許多情況中，底部引腳還可以包括相似的絕緣部分，其將底部引腳分成彼此電絕緣的兩個導(dǎo)電部分。圖四是用于Kelvin測試的示例性引腳對120、130的側(cè)視圖，其中絕緣凸脊180 從頂部引腳配對表面123向外延伸。凸脊180可以總體上呈平面狀，并且可以延伸過整個頂部引腳120。凸脊180實際上二分頂部引腳120，并且將(面對圖四中的觀看者的)一半與(背對圖四中的觀看者的)另一半電隔離。所述凸脊可以由任何適當(dāng)?shù)慕^緣材料制成，比如kapton等等。凸脊180本身從配對表面123向外延伸，并且將該表面的一半與另一半電絕緣。配對表面123現(xiàn)在包括通過從表面向外延伸的一道凸脊分開的不連續(xù)的兩半。底部引腳130 上的相應(yīng)的配對表面133包括用于容納凸脊的適當(dāng)?shù)陌疾?；所述凹槽是沿著配對表?33 的凹進(jìn)，并且在圖四中沒有示出。在一些情況中，所述凹槽可以比凸脊延伸得更深，從而使得凸脊的“頂部”在行程范圍內(nèi)的任一點處都不與凹槽的“底部”接觸。這樣可能是合乎期望的，這是因為配對表面123和133可以共享較少的共同表面積，并且在移動經(jīng)過彼此時可以產(chǎn)生較少的摩擦。在其他情況中，凸脊的“頂部”接觸凹槽的“底部”。所述凸脊和凹槽結(jié)構(gòu)用來把配對表面保持對準(zhǔn)，正如前面所描述的情況一樣。在一些情況中，所述凹槽和凸脊都是由電絕緣材料制成的，其把頂部和底部引腳分別分成彼此電絕緣的兩個導(dǎo)電部分。這樣允許將單個機(jī)械引腳用于兩個獨立的電接觸， 從而對于Kelvin測試是有益的。應(yīng)當(dāng)提到的是，在圖四中，底部引腳上的凹槽被表面133 隱藏，并且將按照凸脊180在頂部引腳中的表面123的右側(cè)出現(xiàn)的類似方式在表面133的右側(cè)出現(xiàn)。所述凹槽的深度可以等于或大于凸脊180。在一些情況中，所述凹槽(未示出)的尺寸將被確定成容納凸脊或高岸180并且恰好比凸脊略寬。利用這樣的尺寸，各個元件可以自由地彼此滑動。此外，所述凸脊一凹槽接合提供用于頂部和底部元件120、130的滑動的可靠軌道，從而防止所述元件在關(guān)于彼此移動時發(fā)生偏斜或失準(zhǔn)。還有可能用導(dǎo)電材料(即非電介質(zhì))制成凸脊和凹槽，其中不需要Kelvin測試能力。這樣可以提供相同的軌道定位能力，并且還可以增大電接觸表面積。虛擬界面表面170可以略微不同于前面描述的情況，這是在于其可以不包括由凸脊和凹槽結(jié)構(gòu)所占據(jù)的部分。在這些情況中，界面表面170可以包括兩個不連續(xù)區(qū)段，其中一個在“正面”，另一個在“背面”，正如圖四中所繪制的那樣。每一個區(qū)段可以包括平面狀、 圓柱狀彎曲或球形彎曲的表面，正如前面所描述的那樣。應(yīng)當(dāng)提到的是，在一些情況中，所述界面表面可以包括不連續(xù)性，比如曲率半徑的改變。一般來說，這樣的不連續(xù)性優(yōu)選地是可以接受的，只要兩個配對表面123和133對于其行程范圍的大部分或全部保持接觸即可。舉例來說，“正面”部分可以具有一個特定的曲率半徑，而“后面”部分可以具有不同的曲率半徑，并且兩個曲率中心可以是一致或共線的， 以便允許配對表面移動并保持接觸。其他變型可以包括沿著配對表面的“條紋”，其中每一個條紋可以具有其自身的特定曲率半徑，所述曲率半徑都一致或共線。應(yīng)當(dāng)理解的是，頂部和底部引腳的凸脊和凹槽可以分別互換成頂部和底部引腳上的凹槽和凸脊。還應(yīng)當(dāng)理解的是，頂部和底部配對表面的凹度也可以反轉(zhuǎn)。應(yīng)當(dāng)提到的是，在至此為止的正文和附圖中，隔膜10被顯示為夾層結(jié)構(gòu)，其中兩個外層圍繞一個內(nèi)層。一般來說，該夾層結(jié)構(gòu)的外層的機(jī)械屬性不同于內(nèi)層，其中外層是半剛性薄膜，內(nèi)層是垂直韌性材料。作為替換方案，所述夾層結(jié)構(gòu)可以被單片隔膜替代，所述單片隔膜可以被形成為具有單一機(jī)械屬性集合的單層。這樣的單片單層的外表面將面對負(fù)載板和待測器件。在這種情況中，隔膜本身可以被形成為具有一組垂直指向的孔洞的單層。 兩個引腳被從頂部和底部放置到所述孔洞中。最后將更加詳細(xì)地討論中介層50。對應(yīng)于中介層的最簡單設(shè)計是只有單片結(jié)構(gòu)，其中從頂部接觸板延伸到底部接觸板的孔洞可以容納引腳。在這種最簡單設(shè)計中，中介層材料完全圍繞孔洞，并且除了孔洞本身之外沒有內(nèi)部結(jié)構(gòu)。對于中介層的其他設(shè)計也是可能的，其中包括在中介層本身內(nèi)合并有一些中空空間的設(shè)計。在這些設(shè)計中，對應(yīng)于引腳的孔洞可以與單片設(shè)計中類似，但是圍繞這些孔洞的中介層在圍繞引腳孔洞的區(qū)段內(nèi)可以具有一些結(jié)構(gòu)化的中空空間。在圖30至33中示出了對應(yīng)于這種結(jié)構(gòu)化中介層的具體實例。圖30是被插入到框架中的中介層隔膜的平面圖。圖31是從框架中取出的圖30的中介層隔膜的平面圖。圖 32是圖30至31的中介層隔膜的四視圖示意圖，其中圖分別包括頂視圖、平面圖、正視圖和右側(cè)視圖。圖33是來自圖30至32的中介層隔膜的中介層的四視圖示意圖，其中圖 33a-d分別包括頂視圖、平面圖、正視圖和右側(cè)視圖。在該具體實例中，中介層50被結(jié)構(gòu)化成蜂巢，其中具有在引腳支撐孔洞210之間延伸的支撐構(gòu)件230并且通常還有支撐構(gòu)件230之間的空置空間M0。對于中介層內(nèi)的支撐構(gòu)件230存在許多可能的設(shè)計。圖34包括以剖面示出的對應(yīng)于中介層支撐結(jié)構(gòu)的M種具體設(shè)計?？锥?10和支撐構(gòu)件230可以采取多種形狀、尺寸和指向當(dāng)中的任一種。在這些實例中，支撐構(gòu)件230可以從一個引腳支撐孔洞延伸到一個直接相鄰的孔洞，或者從一個引腳支撐孔洞延伸到一個對角相鄰的孔洞。其他指向、形狀和尺寸也是可能的?！銇碚f，對應(yīng)于中介層的具體設(shè)計被選擇成具有特定機(jī)械屬性而不是具體美學(xué)特性。所期望的是中介層是垂直韌性的，并且為引腳提供支撐和適當(dāng)?shù)淖枇?。從示出M種替換結(jié)構(gòu)的圖34中可以看出，除了總體上呈圓柱狀(即，對于中介層內(nèi)的與接觸板平行的所有平面，所述結(jié)構(gòu)的每一個剖面都是相同的)的中介層結(jié)構(gòu)之外， 還可以有平面外結(jié)構(gòu)。舉例來說，圖35是具有特定平面內(nèi)的在相鄰孔洞之間延伸的支撐/ 橋接構(gòu)件260的中介層的平面圖，其可以與所述圓柱狀結(jié)構(gòu)的頂部或底部邊沿處于相同平面內(nèi)或者可以不處于相同平面內(nèi)。作為另一個實例，圖36是具有完全填充相鄰孔洞之間的區(qū)域的支撐平面270但是在該平面上方或下方則不存在的中介層的平面圖。圖37包括以剖面示出的對應(yīng)于中介層的18中具體設(shè)計，其中頂部和底部接觸板是水平指向的，并且引腳方向總體上是垂直的。從附圖中可以看出，許多可能的剖面設(shè)計是可能的。一般來說，中介層50不需要是單片的，并且可以包括一個或更多中空區(qū)段，其設(shè)計可以在中介層隔膜的平面內(nèi)變化(如圖34中所示)，并且可以變化出中介層隔膜的平面 (如圖35中所示)。任何中介層設(shè)計的機(jī)械性能都可以利用有限元分析容易地仿真。圖30和31有另外一項值得注意的特征。圖30和31中的框架包括一系列優(yōu)選地處于外圍的安放支柱220，其延伸穿過中介層隔膜中的相應(yīng)的定位孔洞215。在圖30和31 中，所述定位孔洞和支柱是圍繞隔膜的周界定位的，但是也可以使用任何適當(dāng)?shù)闹е涂锥次恢?。一般來說，以高橫向精度設(shè)置這些支柱220，從而當(dāng)把隔膜放置到框架中時，隔膜中的引腳也以高橫向精度被放置。這里所闡述的對于本發(fā)明及其應(yīng)用的描述是說明性的，而不意圖限制本發(fā)明的范圍。這里所公開的實施例可以有各種變型和修改，并且本領(lǐng)域技術(shù)人員在研究過本專利文獻(xiàn)之后將會理解對于所述實施例的各種元素的實際替換方案和等效方案。在不背離本發(fā)明的范圍和精神的情況下，可以對這里所公開的實施例做出上述和其他變型和修改。部件列表1-待測器件2-端子或球3-負(fù)載板4-負(fù)載板接觸焊盤5-測試器6-負(fù)載板基板9-電連接10-中介層隔膜20-頂部引腳或滑動器引腳21、21A、21B、21C、21D、21E、21F、21G、21H-頂部接觸焊盤22-頂部引腳縱向構(gòu)件23A、23B_頂部引腳配對表面24-頂部退切表面25-頂部接觸焊盤圓化邊沿26A.26B.26C-頂部引腳接合特征或唇緣30-底部引腳或基底引腳31-底部接觸焊盤32-底部引腳縱向構(gòu)件33A、33B_底部引腳配對表面34-底部退切表面35-底部接觸焊盤圓化邊沿36A、36C_底部引腳接合特征或唇緣40-頂部接觸板(kapton，聚酰亞胺)41-粘合劑50-中介層(泡沫，彈性體)
60-底部接觸板(kapton，聚酰亞胺)61-粘合劑70A、70B、70C、70D、70E、70F-界面表面120-頂部引腳121-頂部接觸焊盤123-頂部引腳配對表面127-頂部接觸焊盤的正面導(dǎo)電半部128-絕緣材料129-頂部接觸焊盤的背面導(dǎo)電半部130-底部引腳133-底部引腳配對表面170-界面表面180-絕緣凸脊210-引腳支撐孔洞215-定位孔洞220-定位引腳230-支撐構(gòu)件240-空置空間260-支撐構(gòu)件270-支撐平面
權(quán)利要求
1.一種可更換的縱向可壓縮的隔膜(10)，其用于在具有多個端子O)的待測器件(1) 與具有多個接觸焊盤(4)的負(fù)載板C3)之間形成多個臨時機(jī)械和電連接，每一個接觸焊盤 (4)被橫向設(shè)置成精確地對應(yīng)于一個端子O)，所述隔膜(10)包括與待測器件(1)上的端子( 縱向相鄰的柔性電絕緣頂部接觸板GO)；與負(fù)載板( 上的接觸焊盤(4)縱向相鄰的柔性電絕緣底部接觸板(60)；頂部與底部接觸板(40，60)之間的縱向有韌性的電絕緣中介層(50)；延伸穿過頂部接觸板(40)、中介層(50)和底部接觸板(60)中的縱向孔洞的多個縱向可壓縮的導(dǎo)電引腳對00，30)，所述多個引腳對當(dāng)中的每一個引腳對被橫向設(shè)置成精確地對應(yīng)于待測器件(1)上的一個端子O)；其中，當(dāng)特定引腳對(20，30)被縱向壓縮時，該引腳對中的引腳(20，30)沿著相對于中介層(50)的表面法線傾斜的虛擬界面表面(70)滑過彼此。
2.權(quán)利要求1的隔膜(10)，其中，特定引腳對中的兩個引腳(20,30)包括在被帶到一起時形成虛擬界面表面(70)的配對表面03，33)。
3.權(quán)利要求1的隔膜(10)，其中，虛擬界面表面(70A)總體上是平面狀的。
4.權(quán)利要求1的隔膜(10)，其中，虛擬界面表面(70B)是沿著一個維度彎曲的。
5.權(quán)利要求1的隔膜(10)，其中，虛擬界面表面(70C)是沿著兩個維度彎曲的。
6.權(quán)利要求1的隔膜(10)，其中，虛擬界面表面(70D)是鞍狀的。
7.權(quán)利要求1的隔膜(10)，其中，虛擬界面表面(70E)包括一個或更多定位特征。
8.權(quán)利要求1的隔膜(10)，其中，虛擬界面表面包括一個或更多不連續(xù)區(qū)段。
9.權(quán)利要求8的隔膜(10)，其中，所述不連續(xù)區(qū)段包括共線的曲率中心。
10.權(quán)利要求8的隔膜(10)，其中，所述不連續(xù)區(qū)段由布置在配對表面上的匹配凹槽和凸脊分開。
11.權(quán)利要求1的隔膜(10)，其中，每一個引腳對O0，30)的其中一個引腳00)包括接觸焊盤(21)，其能夠掃滑穿過待測器件(1)上的端子O)的表面上的任何氧化物層。
12.權(quán)利要求1的隔膜(10)，其中，每一個引腳對(20,30)的其中一個引腳(20)包括用于接觸待測器件(1)上的端子O)的紋理化接觸焊盤OlE)。
13.權(quán)利要求1的隔膜(10)，其中，每一個引腳對(20,30)的其中一個引腳(20)包括具有至少一個圓化邊沿0 的接觸焊盤01)。
14.權(quán)利要求1的隔膜(10)，其中，每一個引腳對(20,30)的其中一個引腳(20)包括用于把該引腳00)固定到頂部接觸板GO)的接合特征06)。
15.權(quán)利要求1的隔膜(10)，其中，每一個引腳對(20,30)的其中一個引腳(20)包括用于把該引腳(20)固定到頂部接觸板(40)的凹窩(26) 0
16.權(quán)利要求1的隔膜(10)，其中，每一個引腳對(20,30)的其中一個引腳(30)包括用于把該引腳(30)固定到底部接觸板(60)的接合特征(36)。
17.權(quán)利要求1的隔膜(10)，其中，每一個引腳對(20,30)的其中一個引腳(30)包括用于把該引腳(30)固定到底部接觸板(60)的凹窩(36)。
18.權(quán)利要求1的隔膜(10)，其中，頂部接觸板00)和底部接觸板(60)由聚酰亞胺制成。
19.權(quán)利要求1的隔膜(10)，其中，頂部接觸板00)和底部接觸板(60)由卡普頓制成。
20.權(quán)利要求1的隔膜(10)，其中，頂部接觸板00)和底部接觸板(60)由聚醚醚酮 (PEEK)制成。
21.權(quán)利要求1的隔膜(10)，其中，中介層(50)由泡沫制成。
22.權(quán)利要求1的隔膜(10)，其中，中介層(50)由彈性體制成。
23.權(quán)利要求1的隔膜(10)，其中，中介層(50)包括至少一個中空區(qū)段。
24.權(quán)利要求1的隔膜(10)，其中，每一個引腳對O0，30)當(dāng)中的兩個引腳由不同金屬制成。
25.權(quán)利要求1的隔膜(10)，其中，當(dāng)特定引腳對(20，30)在待測器件(1)上的端子(2)與負(fù)載板C3)上的接觸焊盤(4)之間被縱向壓縮時，其中一個引腳(30)保持靜止并且與負(fù)載板C3)上的接觸焊盤(4)接觸，并且另一個引腳00)在保持與待測器件(1)上的端子(2)接觸的同時移動。
26.權(quán)利要求對的隔膜(10)，其中，所述另一個引腳00)包括退切特征⑵)，其避免在縱向壓縮的完全范圍內(nèi)與中介層(50)接觸。
27.權(quán)利要求1的隔膜(10)，其中，待測器件(1)上的每一個端子(2)對應(yīng)于負(fù)載板(3)上的多達(dá)兩個接觸焊盤G)。
28.權(quán)利要求1的隔膜(10)，其中，待測器件(1)上的每一個端子( 精確地對應(yīng)于負(fù)載板C3)上的一個接觸焊盤G)。
29.權(quán)利要求1的隔膜(10)，其中，頂部接觸板(40)、中介層(50)和底部接觸板(60) 中的至少兩個縱向孔洞容納對應(yīng)的延伸穿過其中的橫向?qū)?zhǔn)引腳。
30.一種測試夾具(5)，其包括隔膜(10)，其在待測器件(1)與負(fù)載板C3)之間橫向延伸，待測器件(1)包括以預(yù)定模式設(shè)置的多個電端子0)，負(fù)載板C3)包括以與端子( 的預(yù)定模式相對應(yīng)的預(yù)定模式設(shè)置的多個電接觸焊盤G)，所述隔膜具有面對待測器件(1)的端子( 的頂側(cè)和面對負(fù)載板 (3)的接觸焊盤的底側(cè)；按照與端子O)的預(yù)定模式相對應(yīng)的預(yù)定模式由隔膜(10)支撐的多個電引腳對00， 30)，所述多個引腳對當(dāng)中的每一個引腳對包括延伸穿過隔膜(10)的頂側(cè)并且具有頂部引腳配對表面03)的頂部引腳00)；以及延伸穿過隔膜(10)的底側(cè)并且具有底部引腳配對表面(33)的底部引腳(30)； 其中，頂部和底部引腳配對表面(23，3；3)具有互補(bǔ)表面輪廓； 其中，當(dāng)向著引腳對相應(yīng)的電端子( 施力時，頂部和底部引腳配對表面(23，3；3)沿著虛擬界面表面(70)沿著彼此滑動；并且其中，虛擬界面表面(70)相對于隔膜(10)的表面法線是傾斜的。
31.權(quán)利要求30的測試夾具(5)，其中，隔膜(10)包括多個隔膜層。
32.權(quán)利要求31的測試夾具(5)，其中，所述多個隔膜層當(dāng)中的至少兩個隔膜層具有不同的機(jī)械屬性。
33.權(quán)利要求30的測試夾具(5)，其中，隔膜(10)是單片的。
34.一種用于在具有多個端子O)的待測器件(1)與具有多個接觸焊盤的負(fù)載板 (3)之間形成多個臨時機(jī)械和電連接的測試夾具(5)，端子( 與接觸焊盤以一對一對應(yīng)關(guān)系進(jìn)行設(shè)置，所述測試夾具( 包括可更換的中介層隔膜(10)，其總體上被布置成與負(fù)載板C3)平行并相鄰，中介層隔膜 (10)包括被設(shè)置成與所述多個端子( 具有一對一對應(yīng)關(guān)系的多個引腳對00，30)，每一個引腳對(20，30)包括與相應(yīng)的端子( 相鄰并且延伸到中介層隔膜中的頂部引腳00) 以及與相應(yīng)的接觸焊盤(4)相鄰并且延伸到中介層隔膜(10)中的底部引腳(30)；其中，對應(yīng)于特定引腳對O0，30)的每一個接觸焊盤(4)被配置成在機(jī)械和電方面容納待測器件(1)上對應(yīng)于所述特定引腳對00，30)的端子O)；并且其中，當(dāng)待測器件(1)被附著到測試夾具( 上時， 頂部引腳00)與待測器件(1)上的相應(yīng)端子( 接觸， 底部引腳(30)與負(fù)載板(3)上的相應(yīng)接觸焊盤⑷接觸，每一個頂部引腳00)沿著相對于中介層隔膜(10)的表面法線傾斜的虛擬界面表面與相應(yīng)的底部引腳(30)接觸，并且待測器件(1)上的多個端子( 按照一對一對應(yīng)關(guān)系電連接到負(fù)載板C3)上的多個接觸焊盤。
35.權(quán)利要求34的測試夾具(5)，其中，隔膜(10)包括多個隔膜層。
36.權(quán)利要求35的測試夾具(5)，其中，所述多個隔膜層當(dāng)中的至少兩個隔膜層具有不同的機(jī)械屬性。
37.權(quán)利要求34的測試夾具(5)，其中，隔膜(10)是單片的。
全文摘要
待測器件的端子通過一系列導(dǎo)電引腳對被臨時電連接到負(fù)載板上的相應(yīng)接觸焊盤。各個引腳對被中介層隔膜保持就位，所述中介層隔膜包括面對待測器件的頂部接觸板、面對負(fù)載板的底部接觸板以及頂部和底部接觸板之間的具有垂直韌性的不導(dǎo)電構(gòu)件。每一個引腳對包括頂部和底部引腳，其分別朝向待測器件和負(fù)載板延伸超出頂部和底部接觸板。頂部和底部引腳在相對于隔膜表面法線傾斜的界面處彼此接觸。當(dāng)被縱向壓縮時，引腳通過沿著界面滑動而朝向彼此平移。所述滑動在很大程度上是縱向的，并且具有由界面的傾斜所決定的較小的合乎期望的橫向分量。
文檔編號H05K1/11GK102422726SQ201080020411
公開日2012年4月18日 申請日期2010年3月10日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月10日
發(fā)明者加里·W·米哈爾科, 布賴恩·沃里克, 帕特里克·J·阿拉戴奧, 杰弗里·C·謝里, 約翰·E·納爾遜, 羅素·F·奧伯格 申請人:約翰國際有限公司