阅读说明：本技术 弹簧针连接器用的探针组件、其制造方法及包含其的弹簧针连接器 (Probe assembly for pogo pin connector, method of manufacturing the same, and pogo pin connector including the same ) 是由 郑永倍 于 2018-06-22 设计创作，主要内容包括：本发明揭示一种弹簧针连接器用的探针组件、一种制造所述探针组件的方法及一种包括所述探针组件的弹簧针连接器。所述弹簧针连接器用的探针组件具有接触部分,所述接触部分包含硬度大于第一本体部分的硬度及第二本体部分的硬度的材料,且所述第一本体部分及所述第二本体部分中的每一者包含电导率等于或大于国际退火铜标准(IACS)的50％的材料。(A probe assembly for a pogo pin connector, a method of manufacturing the probe assembly, and a pogo pin connector including the probe assembly are disclosed. The probe assembly for a pogo pin connector has a contact portion comprising a material having a hardness greater than a hardness of a first body portion and a hardness of a second body portion, and each of the first body portion and the second body portion comprises a material having an electrical conductivity equal to or greater than 50% of International Annealed Copper Standard (IACS).)

弹簧针连接器用的探针组件、其制造方法及包含其的弹簧针 连接器

技术领域

本发明涉及一种弹簧针连接器用的探针组件、一种制造所述探针组件的方法及一种包括所述探针组件的弹簧针连接器，且更具体而言涉及一种具有改善的导电性及耐磨性的弹簧针连接器的探针组件及一种制造所述探针组件的方法以及一种包括所述探针组件的弹簧针连接器。

背景技术

在制造出半导体装置之后，对半导体装置进行电性检验，以检查半导体装置是否为可靠的并可正常操作。在该些检验过程期间，使用包括接垫的测试装置及测试插座。测试插座用于将半导体装置的端子连接至测试装置的接垫，使得可在半导体装置的端子与测试装置之间交换电性信号。

为此，在测试插座中排列弹簧针连接器作为接触器件。弹簧针连接器包括探针组件及弹性构件，以确保半导体装置与测试装置之间的平滑接触并吸收当所述半导体装置与测试装置接触时可能发生的机械冲击。

图1为示意性地示出相关技术的弹簧针连接器的图。如图1所示，上部插棒(1005)及下部插棒(1006)自弹簧针连接器的本体(1004)的两端突出，且弹簧(7)***本体(1004)中。上部插棒(1005)与下部插棒(1006)是通过弹簧(1007)在远离彼此的方向上偏置。在此种状态下，上部插棒(1005)接触半导体装置(1001)的端子(1002)，且下部插棒(1006)接触测试装置(1008)的接垫(1009)，使得半导体装置(1001)的端子(1002)可电性连接至测试装置(1008)的接垫(1009)。

韩国专利第10-1439342号中揭示了相关技术的另一弹簧针连接器。具体而言，参照本专利的图2及图3，弹簧针连接器包括：探针组件(1110)；本体(1120)；弹性构件(1130)，放置于本体(1120)中以在向上方向上对探针组件(1110)进行偏置；以及下部探针组件(1140)，经由本体(1120)的下部开口被至少局部地暴露出并由弹性构件(1130)支撑，其中探针组件(1110)包括多个针板(1112)至针板(1116)，所述多个针板(1112)至针板(1116)彼此整体地贴合且包括针部分(1112a)至针部分(1114a)以及耦合部分(1112b)至耦合部分(1114b)。

相关技术的弹簧针连接器具有以下问题。

由于将与半导体装置的端子直接接触的针部分具有板形状，因此半导体装置的端子与针部分之间的接触面积受到限制。另外，尽管需要针部分具有高耐磨性以耐受由半导体装置施加的集中载荷，且需要耦合部分具有高导电性以补偿在耦合部分处的电流损耗，然而由于相关技术的针部分相对于接触部分在水平方向上堆叠，因此针部分及耦合部分即使在由不同的材料形成时亦具有有限的电性质及机械性质。亦即，弹簧针连接器具有不佳的耐磨性及导电性。

发明内容

技术问题

本发明的技术解决方案是将提供一种弹簧针连接器的探针组件其中所述探针组件的接触部分与本体部分以与端子的接触区为基准在垂直方向上堆叠，所述接触部分包含具有高硬度的材料，且所述本体部分包含具有高导电性的材料以改善探针组件的耐磨性及导电性；一种制造所述探针组件的方法；及一种包括所述探针组件的弹簧针连接器。

然而，本发明的实施例并非仅限于此。其他实施例将在以下说明中予以部分阐述，且该些实施例将通过所述说明而对本发明所属技术中技术人员显而易见。

技术解决方案

为解决技术问题，本发明的实施例提供一种探针组件，所述探针组件包括：至少一个接触部分，在一个端上具有尖的末端，且被配置成接触测试目标物件的端子；第一本体部分，具有多边形柱或圆形柱形状，所述接触部分的另一端耦合至所述第一本体部分的一个端；以及第二本体部分，具有多边形柱或圆形柱形状，所述第一本体部分的另一端耦合至所述第二本体部分的一个端，其中所述接触部分包含硬度高于所述第一本体部分及所述第二本体部分的材料，且所述第一本体部分及所述第二本体部分包含电导率等于或大于国际退火铜标准(International Annealed Copper Standard，IACS)的50％的材料，其中所述探针组件是以探针组件至少局部地***具有内部空间的管中的状态在测试插座中使用。

在本发明的实施例中，所述接触部分可包含镍或镍合金。

在本发明的实施例中，所述第一本体部分或所述第二本体部分可包含含有选自由以下组成的群组中的至少一种元素的材料：铜(Cu)、金(Au)、银(Ag)、碳(C)、铂(Pd)、钌(Ru)、钨(W)、铝(Al)、锡(Sn)及铑(Rh)。

在本发明的实施例中，所述镍合金除镍(Ni)以外亦可包含选自由以下组成的群组中的至少一种合金元素：碳(C)、硼(B)、钨(W)、锰(Mn)、钛(Ti)、钯(Pd)、氧(O)、钴(Co)、银(Ag)、铟(In)、镓(Ga)及稀土元素。

在本发明的实施例中，以所述镍合金的100重量份计，所述镍合金可包含0.1重量份至50重量份的所述至少一种合金元素。

在本发明的实施例中，所述接触部分可具有700维氏硬度(Vickers hardness，Hv)或大于700维氏硬度的硬度，且所述第一本体部分及所述第二本体部分可具有50维氏硬度至700维氏硬度的硬度。

在本发明的实施例中，所述第一本体部分与所述第二本体部分可交替地堆叠。

在本发明的实施例中，所述接触部分可具有四角锥形状，且所述四角锥形状的侧表面可具有顶角为50°至90°的等边三角形形状。

在本发明的实施例中，所述接触部分可具有650微米或小于650微米的高度。

在本发明的实施例中，可提供两个或更多个接触部分，且相邻的接触部分之间的距离可为15微米或大于15微米。

为解决技术问题，本发明的实施例提供一种制造在测试插座中使用的弹簧针连接器的探针组件的方法，所述探针组件被配置成至少局部地***管中，所述管具有内部空间，所述方法包括：在牺牲基板中形成至少一个第一孔，所述至少一个第一孔在一个端上具有尖的末端；通过在所述第一孔中填充第一堆叠材料并将所述第一堆叠材料平面化来形成接触部分；将第一干膜放置于所述牺牲基板的上表面上且在所述第一干膜中形成第二孔以暴露出所述接触部分，所述第二孔具有多边形柱或圆形柱形状；通过在所述第二孔中填充第二堆叠材料并将所述第二堆叠材料平面化来形成第一本体部分；将第二干膜放置于所述第一干膜的上表面上且在所述第二干膜中形成第三孔以暴露出所述第一本体部分，所述第三孔具有多边形柱或圆形柱形状；以及通过在所述第三孔中填充第三堆叠材料并将所述第三堆叠材料平面化来形成第二本体部分，其中所述第一堆叠材料具有较所述第二堆叠材料及所述第三堆叠材料的硬度高的硬度，且所述第二堆叠材料及所述第三堆叠材料具有等于或大于国际退火铜标准(IACS)的50％的电导率。

在本发明的实施例中，所述第一堆叠材料可包含镍(Ni)或镍合金。

在本发明的实施例中，所述第二本体部分或所述第三本体部分可包含含有选自由以下组成的群组中的至少一种元素的材料：铜(Cu)、金(Au)、银(Ag)、碳(C)、铂(Pd)、钌(Ru)、钨(W)、铝(Al)、锡(Sn)及铑(Rh)。

在本发明的实施例中，所述镍合金除镍(Ni)以外亦可包含选自由以下组成的群组中的至少一种合金元素：碳(C)、硼(B)、钨(W)、锰(Mn)、钛(Ti)、钯(Pd)、氧(O)、钴(Co)、银(Ag)、铟(In)、镓(Ga)及稀土元素。

在本发明的实施例中，以所述镍合金的100重量份计，所述镍合金介质注入单元可包含0.1重量份至50重量份的所述至少一种合金元素。

在本发明的实施例中，所述第一堆叠材料可具有700维氏硬度(Hv)或大于700维氏硬度的硬度，且所述第二堆叠材料及所述第三堆叠材料可具有50维氏硬度至700维氏硬度的硬度。

为解决技术问题，本发明的实施例提供一种弹簧针连接器，所述弹簧针连接器被配置成接触半导体装置的端子以检验所述半导体装置的电性特性，所述弹簧针连接器包括：探针组件；管，在所述管中形成内部空间以接纳所述探针组件的一部分；插棒，所述插棒的一部分***所述内部空间中且另一部分自所述管向外突出；以及弹性构件，所述弹性构件的一个端耦合至所述探针组件以将所述探针组件朝所述管的外部偏置，且另一端耦合至所述插棒。

有利效果

根据本发明的实施例，所述弹簧针连接器的探针组件的所述接触部分与所述本体部分可以与端子的接触区为基准在垂直方向上堆叠，所述接触部分可包含高硬度材料，且所述本体部分可包含高导电材料，藉此增加探针组件的效率并延长探针组件的寿命。

本发明的效果并非仅限于上述效果，而是包括可自本发明的详细说明或由权利要求所界定的本发明的构成推断出的所有效果。

附图说明

图1为示出相关技术的弹簧针连接器的示意图。

图2为示出相关技术的另一弹簧针连接器的立体图。

图3为示出图2所示相关技术的弹簧针连接器的分解立体图。

图4为示出根据本发明第一实施例的包括探针组件的弹簧针连接器的分解立体图。

图5为示出根据本发明第一实施例的包括探针组件的弹簧针连接器的立体图。

图6为示出根据本发明第一实施例的***管中的探针组件的剖视图。

图7为示出根据本发明第二实施例的弹簧针连接器的探针组件的剖视图，探针组件***管中。

图8示出本发明第一实施例的弹簧针连接器的探针组件的正视图及剖视图，探针组件连接至弹性构件。

图9示出本发明第二实施例的弹簧针连接器的探针组件的正视图及剖视图，探针组件连接至弹性构件。

图10示出根据本发明第一实施例的包括探针组件的弹簧针连接器的操作图。

图11为示出根据本发明实施例的一种制造弹簧针连接器的探针组件的方法的流程图。

图12为示出图11所示制程S130至制程S160的图。

图13为示出根据本发明第一实施例的弹簧针连接器的探针组件的一部分的扫描电子显微镜(Scanning Electron Microscope，SEM)图像。

图14为示出根据本发明第二实施例的弹簧针连接器的探针组件的一部分的SEM图像。

具体实施方式

现将参照附图阐述本发明。然而，本发明可以各种方式进行实作。因此，本发明不应被视为仅限于以下所阐述的实施例。在附图中，为说明清晰起见，可省略与本发明不相关的部件，且相同的参考编号自始至终指代相同的元件。

在本说明书中，当称一部分“连接至(connected to)(接合至(jointed to)、接触或耦合至(coupled to))”另一部分时，所述部分可直接连接至另一部分，抑或可存在中间部分。

另外，更应理解，除非上下文中清楚地另外指出，否则在本文中使用的用语“包含(comprises)”和/或“包含(comprising)”是指明所述元件的存在，但不排除一或多个其他元件的存在或添加。

在以下说明中，技术用语仅用于阐释具体实施例而非限制本发明的范围及精神。除非上下文中清楚地另外指明，否则本文中所使用的单数形式“一(a、an)”及“所述(the)”旨在亦包括复数形式。“包括”或“包含”的含义详细说明性质、固定数目、步骤、制程、元件、组件或其组合，但不排除其他性质、固定数目、步骤、制程、元件、组件或其组合。

在下文中，将参照附图阐述本发明的实施例。

图4为示出根据第一实施例的包括弹簧针连接器的探针组件(10)的弹簧针连接器(1)的分解立体图，且图5为示出根据第一实施例的包括弹簧针连接器的探针组件(10)的弹簧针连接器(1)的立体图。

弹簧针连接器(1)是为测试插座(图中未示出)提供的以将半导体装置(B)(参照图10)连接至测试装置(图中未示出)的元件。弹簧针连接器(1)可包括管(20)(随后进行阐述)以耦合至测试插座。

包括弹簧针连接器的探针组件(10)(以下被称为探针组件(10)的弹簧针连接器(1))包括：管(20)，具有多边形柱或圆形柱形状，在管(20)中纵向地形成有内部空间(210)，内部空间(210)在一个端及另一端处具有与内部空间(210)连通的开口以接纳探针组件(10)；探针组件(10)，探针组件(10)的至少一部分放置于管(20)的内部空间(210)中且另一部分穿过所述一个端处的开口向外突出；插棒(40)，插棒(40)的至少一部分放置于管(20)的内部空间(210)中且另一部分穿过所述另一端处的开口向外突出；以及弹性构件(30)，放置于管(20)的内部空间(210)中以在向外方向上对探针组件(10)或插棒(40)进行偏置。因此，管(20)形成探针组件(10)的基本外部形状，且可被称为筒或壳体。内部空间(210)可具有圆形柱形状。

探针组件(10)可用于检验半导体装置(B)的电性特性。如上所述，探针组件(10)的所述至少一部分***管(20)的内部空间(210)中，且探针组件(10)的另一部分穿过所述一个端处的开口向外突出，使得探针组件(10)的所述一个端接触半导体装置(B)的端子(b)(参照图10)。

探针组件(10)包括：多个接触部分(110)，各自在一个端上具有尖的末端且能够接触半导体装置(B)的端子(b)；第一本体部分(120)，具有多边形柱或圆形柱形状，第一本体部分(120)的一个端耦合至所述多个接触部分(110)各自的另一端；以及第二本体部分(130)，具有多边形柱或圆形柱形状，第二本体部分(130)的一个端耦合至第一本体部分(120)的另一端。亦即，第一本体部分(120)及第二本体部分(130)在高度方向上依序堆叠于接触部分(110)各自的另一端上。换言之，接触部分(110)、第一本体部分(120)及第二本体部分(130)以将与半导体装置(B)的端子(b)接触的区为基准在垂直方向上堆叠。高度方向是指离开接触部分(110)各自的另一端的方向，且垂直方向是指与形成有端子(b)的半导体装置(B)的表面垂直的方向。

由于接触部分(110)以及本体部分(120)及本体部分(130)在垂直方向上堆叠于本发明的探针组件(10)中，因此相较于图2所示具有板形状的相关技术的探针组件(1110)而言，探针组件(10)可具有改善的结构稳定性及接触特性。

在此种情形中，接触部分(110)可包含硬度高于第一本体部分(120)及第二本体部分(130)的材料，且因此可不容易被由半导体装置(B)施加的集中载荷损坏。在实施例中，接触部分(110)可具有700维氏硬度(Hv)或大于700维氏硬度的硬度，且第一本体部分(120)及第二本体部分(130)可具有50维氏硬度至700维氏硬度的硬度。

接触部分(110)可包含镍或镍合金，且镍合金除镍(Ni)以外亦可包含选自由以下组成的群组中的至少一种合金元素：碳(C)、硼(B)、钨(W)、锰(Mn)、钛(Ti)、钯(Pd)、氧(O)、钴(Co)、银(Ag)、铟(In)、镓(Ga)及稀土元素。在此种情形中，以镍合金的100重量份计，镍合金可包含0.1重量份至50重量份的所述至少一种合金元素。包含镍或镍合金的接触部分(110)可较佳地具有高耐腐蚀性。

以镍合金的100重量份计包含0.1重量份至50重量份的所述至少一种合金元素的镍合金可具有较镍高的强度及耐腐蚀性。另外，第一本体部分(120)及第二本体部分(130)可包含电导率等于或大于国际退火铜标准(IACS)的50％的材料，且在此种情形中，可将探针组件(10)中的电流损耗最小化。更详言之，第一本体部分(120)或第二本体部分(130)可包含含有选自由以下组成的群组中的至少一种元素的材料：铜(Cu)、金(Au)、银(Ag)、碳(C)、铂(Pd)、钌(Ru)、钨(W)、铝(Al)、锡(Sn)及铑(Rh)。第一本体部分(120)及第二本体部分(130)可包含相同的材料或不同的材料。

接触部分(110)可具有在自接触部分(110)各自的一个端朝接触部分(110)各自的另一端的方向上逐渐增大的横截面积。图4及图5示出具有四角锥形状的接触部分(110)。具有四角锥形状的接触部分(110)可在接触部分(110)的中央顶点处接触半导体装置(B)的端子(b)，且接触部分(110)的底表面可耦合至第一本体部分(120)的所述一个端。

另外，两个或更多个接触部分(110)中的至少一者可具有与其他接触部分(110)的高度不同的高度。举例而言，至少一个接触部分(110)可包含硬度高于其他接触部分(110)的材料，且可高于其他接触部分(110)。当具有更高硬度的所述至少一个接触部分(110)相较于其他接触部分(110)而言更早地接触半导体装置(B)的端子(b)时，所述至少一个接触部分(110)会自端子(b)移除异物或破坏形成于端子(b)的表面上的氧化物层，然后其他接触部分(110)接触端子(b)，藉此确保有效的电传导。

另外，如上所述，接触部分中的至少一者可包含与其他接触部分中所包含的材料不同的材料。举例而言，至少一个接触部分可具有包含镍合金的高硬度材料，且其他接触部分可具有例如金或银等具有高导电性的金属材料。含有高硬度材料的至少一个接触部分可具有破坏形成于端子(b)的表面上的氧化物层的功能，且其他接触部分可提供高导电性。

图4及图5示出在探针组件(10)具有四(2×2)个接触部分(110)的情形中的探针组件(10)。然而，探针组件(10)可具有九(3×3)个接触部分(110)或另一数目的接触部分(110)而不受限制。在本发明的实施例中，探针组件(10)可还包括第三本体部分(140)。第三本体部分(140)具有多边形柱或圆形柱形状，且第二本体部分(130)的另一端耦合至第三本体部分(140)的一个端。第三本体部分(140)可以接触部分(110)各自的另一端为基准在高度方向上与第一本体部分(120)及第二本体部分(130)一起堆叠。

在此种情形中，位于探针组件(10)的最下端上的第三本体部分(140)可包含与接触部分(110)中所包含的材料或者第一本体部分(120)或第二本体部分(130)中所包含的材料相同的材料。

图4及图5示出第一本体部分(120)至第三本体部分(140)具有不同的外径。然而此为非限制性实例。

图6为示出根据本发明第一实施例的***管(20)中的探针组件(10)的剖视图。

根据本发明的实施例，接触部分(110)的包括接触部分(110)各自的与半导体装置(B)的端子(b)直接接触的所述一个端的区可具有在自接触部分(110)各自的所述一个端朝接触部分(110)各自的所述另一端的方向上增大的横截面积，且接触部分(110)的包括接触部分(110)各自的与第一本体部分(120)的所述一个端直接接触的另一端的其他区可具有多边形柱或圆形柱形状。在图6所示接触部分(110)中，包括接触部分(110)各自的与端子(b)直接接触的所述一个端的区具有四角锥形状，且接触部分(110)的包括与第一本体部分(120)的所述一个端接触的各自的另一端的其他区具有六面体形状。

第一本体部分(120)可具有较内部空间(210)的横截面积大的横截面积。在此种情形中，探针组件(10)可因第一本体部分(120)而不完全***管(20)中。

另外，第二本体部分(130)可具有较第一本体部分(120)的横截面积、第三本体部分(140)的横截面积及内部空间(210)的横截面积小的横截面积。在此种情形中，管(20)的与第二本体部分(130)对应的区可被压下以形成凹陷部分(220)，且因此通过凹陷部分(220)将探针组件(10)固定至管(20)。

更详言之，由于位于形成有凹陷部分(220)的区中的内部空间(210)的横截面积小于第一本体部分(120)的横截面积及第三本体部分(140)的横截面积，因此凹陷部分(220)被捕获在第一本体部分(120)与第三本体部分(140)之间，且因此可抑制或限制探针组件(10)与管(20)之间的相对运动。

在此种情形中，第三本体部分(140)的横截面积可小于或等于内部空间(210)的横截面积，使得第三本体部分(140)可***内部空间(210)中。若第三本体部分(140)的横截面积等于内部空间(210)的横截面积，则第三本体部分(140)可装配至内部空间(210)中。

亦即，探针组件(10)与管(20)可通过装配第三本体部分(140)而彼此主要地耦合，且可通过形成凹陷部分(220)而彼此另外地耦合。

具有四角锥形状的接触部分(110)或接触部分(110)的区可具有为等边三角形形状的侧表面，且等边三角形的顶角(a)可处于50°至90°的范围内。若等边三角形的顶角(a)小于50°，则接触部分(110)可具有不佳的耐久性且结构上不稳定。相反，若等边三角形的顶角(a)大于90°，则接触部分(110)可不良地接触端子(b)。

另外，接触部分(110)可自接触部分(110)各自的所述一个端至各自的所述另一端的中心部分具有650微米或小于650微米的高度(h)。若接触部分(110)的高度(h)大于650微米，则可在接触部分(110)中发生过度的电流损耗。

图7为示出根据本发明第二实施例的***管(21)中的探针组件(11)的剖视图。

第二实施例可包括与第一实施例相同的技术特征，且现将仅主要阐述与第一实施例的特征不同的特征。

与第一实施例的探针组件(10)不同，第二实施例的探针组件(11)具有一个接触部分(111)，且接触部分(111)可具有在自接触部分(111)的一个端朝接触部分(111)的另一端的方向上逐渐增大的横截面积。在本发明中，接触部分(111)的数目可根据使用者的设计来变化。

根据本发明的第二实施例，探针组件(11)可还包括第四本体部分(151)。第四本体部分(151)可具有多边形柱或圆形柱形状，且第三本体部分(141)的另一端可耦合至第四本体部分(151)的一个端。第四本体部分(151)可以接触部分(111)的另一端为基准在高度方向上与其他本体部分(121)、本体部分(131)及本体部分(141)一起堆叠。

第三本体部分(141)可具有较第二本体部分(131)的横截面积、第四本体部分(151)的横截面积及内部空间(211)的横截面积小的横截面积。在此种情形中，管(21)的与第三本体部分(141)对应的区可被压下以形成凹陷部分(221)，且因此通过凹陷部分(221)将探针组件(11)固定至管(21)。更详言之，由于位于形成有凹陷部分(221)的区中的内部空间(211)的横截面积小于第二本体部分(131)的横截面积及第四本体部分(151)的横截面积，因此管(21)的凹陷部分(221)被捕获在第二本体部分(131)与第四本体部分(151)之间，且因此可抑制或限制探针组件(11)与管(21)之间的相对运动。在此种情形中，第四本体部分(151)的横截面积可小于或等于内部空间(211)的横截面积，使得第四本体部分(151)可***内部空间(211)中。在本发明的实施例中，第二本体部分(131)的横截面积亦可小于或等于内部空间(211)的横截面积，使得第二本体部分(131)可***管(21)中。

另外，若第二本体部分(131)或第四本体部分(151)的横截面积等于内部空间(211)的横截面积，则第二本体部分(131)或第四本体部分(151)可装配至内部空间(211)中。亦即，探针组件(11)与管(21)可通过装配第二本体部分(131)或第四本体部分(151)而彼此主要地耦合，且可通过形成凹陷部分(221)而彼此另外地耦合。

探针组件(11)除第一本体部分(121)至第四本体部分(151)以外可还包括额外本体部分。额外本体部分亦可以接触部分(111)的另一端为基准在高度方向上与第一本体部分(121)至第五本体部分(151)一起依序堆叠。在此种情形中，位于最下端上的额外本体部分可包含与接触部分111中所包含的材料或者其他本体部分(121)至本体部分(141)中所包含的材料相同的材料。

如上所述，探针组件(10)及探针组件(11)的本体部分可具有不同的横截面积以易于形成多台阶结构，且因此探针组件(10)及探针组件(11)可分别易于耦合至管(20)及管(21)。

另外，分别将***管(20)及管(21)中的探针组件(10)及探针组件(110)的本体部分可具有圆形柱形状，且因此可易于***分别具有圆形柱形状的管(20)及管(21)中。

图8示出根据本发明第一实施例的耦合至弹性构件(30)的探针组件(10)的正视图及剖视图。图8的(a)示出探针组件(10)的正视图。

在本发明第一实施例的探针组件(10)中，四个接触部分(110)以此种方式耦合至第一本体部分(120)的所述一个端，使得四个接触部分(110)彼此间隔开。在此种情形中，相邻的接触部分(110)之间的距离(d)可为15微米或大于15微米。若相邻的接触部分(110)之间的距离(d)小于15微米，则相邻的接触部分(110)可彼此干涉。

图8的(b)示出探针组件(10)的剖视图。提供弹性构件(30)是为了抵抗压缩力。亦即，弹性构件(30)包括彼此连接的多个圆形转动件(circular)，且在无载荷状态下，彼此连接的圆形转动件之间具有间隙(s)。

第二本体部分(130)可具有较弹性构件(30)的内圆周横截面积小或与弹性构件(30)的内圆周横截面积相等的横截面积，且因此可***弹性构件(30)中，并且第一本体部分(120)可具有较弹性构件(30)的内圆周横截面积大的横截面积，使得弹性构件(30)的一个端可由第一本体部分(120)支撑。另外，第三本体部分(140)可具有较弹性构件(30)的内圆周横截面积大的横截面积，使得第三本体部分(140)可***圆形转动件与连接至所述圆形转动件的下一个圆形转动件之间的间隙(s)之间。因此，探针组件(10)与探针组件(30)无需使用额外耦合构件即可彼此耦合。在此种情形中，第三本体部分(140)的厚度可小于或等于圆形转动件与连接至所述圆形转动件的下一个圆形转动件之间的间隙(s)。

图9示出根据本发明第二实施例的耦合至弹性构件(31)的探针组件(11)的正视图及剖视图。图9的(a)示出探针组件(11)的正视图。

在本发明的第二实施例的探针组件(11)中，一个接触部分(111)耦合至第一本体部分(121)的所述一个端。在此种情形中，接触部分(111)可具有较第一本体部分(121)的横截面积小的横截面积，使得接触部分(111)可完全由第一本体部分(121)支撑。

图9的(b)示出探针组件(11)的剖视图。第三本体部分(141)可具有较弹性构件(31)的内圆周横截面积小或与弹性构件(31)的内圆周横截面积相等的横截面积，且因此可***弹性构件(31)中，并且第二本体部分(131)可具有较弹性构件(31)的内圆周横截面积大的横截面积，使得弹性构件(31)的一个端可由第二本体部分(131)支撑。另外，第四本体部分(151)可具有较弹性构件(31)的内圆周横截面积大的横截面积，使得第四本体部分(151)可***圆形转动件与连接至所述圆形转动件的下一个圆形转动件之间的间隙(s)之间。因此，探针组件(11)与弹性构件(31)无需使用额外耦合构件即可彼此耦合。在此种情形中，第四本体部分(151)的厚度可小于或等于圆形转动件与连接至所述圆形转动件的下一个圆形转动件之间的间隙(s)。

如上所述，在探针组件(10)及探针组件(11)中，本体部分可具有不同的横截面积以易于形成多台阶结构，且因此探针组件(10)及探针组件(11)可易于耦合至弹性构件(30)及弹性构件(31)。

图10示出根据本发明第一实施例的包括探针组件(10)的弹簧针连接器(1)的操作图。

首先，参照图10的(a)，将半导体装置(B)的端子(b)放置于与弹簧针连接器(1)对应的位置处。参照图10的(b)，降下半导体装置(B)或者升高弹簧针连接器(1)以使半导体装置(B)的端子(b)接触探针组件(10)的接触部分(110)。

根据本发明，探针组件(10)的所述多个接触部分(110)的形状、位置及高度可根据设计者的目的自由选择，且因此可提供适合于半导体装置(B)的端子(b)的最佳接触类型。

图11为示出根据本发明实施例的一种制造探针组件的方法的流程图。

根据本发明的实施例，制造探针组件的方法包括：制程(S100)，在牺牲基板中形成至少一个第一孔；制程(S110)，在第一孔中填充第一堆叠材料；制程(S120)，将填充于第一孔中的第一堆叠材料平面化；制程(S130)，将第一干膜放置于牺牲基板上；制程(S140)，在第一干膜中形成第二孔以暴露出第一堆叠材料；制程(S150)，在第二孔中填充第二堆叠材料；制程(S160)，将填充于第二孔中的第二堆叠材料平面化；制程(S170)，将第二干膜放置于第一干膜上；制程(S180)，在第二干膜中形成第三孔以暴露出第二堆叠材料的至少一部分；制程(S190)，在第三孔中填充第三堆叠材料；以及制程(S200)，将填充于第三孔中的第三堆叠材料平面化。通过该些制程，可制造包括接触部分、第一本体部分及第二本体部分的探针组件。然后，可通过移除所有干膜并将探针组件自牺牲基板分离来完成探针组件的制造。如此，本发明的探针组件即可通过微机电系统(micro electro mechanical system，MEMS)制程制造而成。

在牺牲基板中形成所述至少一个第一孔的制程(S100)至将填充于第一孔中的第一堆叠材料平面化的制程(S120)可用于形成探针组件的接触部分，将第一干膜放置于牺牲基板的上表面上的制程(S130)至将填充于第二孔中的第二堆叠材料平面化的制程(S160)可用于形成探针组件的第一本体部分，将第二干膜放置于第一干膜上的制程(S170)至将填充于第三孔中的第三堆叠材料平面化的制程(S200)可用于形成第二本体部分。

第一堆叠材料可包含镍或镍合金，且镍合金除镍(Ni)以外亦可包含选自由以下组成的群组中的至少一种合金元素：碳(C)、硼(B)、钨(W)、锰(Mn)、钛(Ti)、钯(Pd)、氧(O)、钴(Co)、银(Ag)、铟(In)、镓(Ga)及稀土元素。在此种情形中，以所述镍合金的100重量份计，所述镍合金可包含0.1重量份至50重量份的所述至少一种合金元素。

另外，第二堆叠材料及第三堆叠材料可包含电导率等于或大于IACS的50％的材料，且在此种情形中，可将探针组件10中的电流损耗最小化。更详言之，第二堆叠材料及第三堆叠材料可包含含有选自由以下组成的群组中的至少一种元素的材料：铜(Cu)、金(Au)、银(Ag)、碳(C)、铂(Pd)、钌(Ru)、钨(W)、铝(Al)、锡(Sn)及铑(Rh)。第二堆叠材料及第三堆叠材料可包含相同的材料或不同的材料。

在本发明的实施例中，可通过如上所述的放置干膜、形成孔、在孔中填充堆叠材料及将堆叠材料平面化的制程来形成额外本体部分。亦即，依序堆叠的本体部分的数目可根据使用者的设计来变化。在此种情形中，位于最上端的本体部分可包含与接触部分中所包含的材料或者第一本体部分及第二本体部分中所包含的材料相同的材料。

根据本发明的实施例，在第一孔中填充第一堆叠材料的制程(S110)之前，所述方法可还包括在形成有第一孔的牺牲基板的上表面上形成导电层的制程。在此种情形中，导电层可增大探针组件的电导率。

根据本发明的实施例，在将第一干膜放置于牺牲基板上的制程(S130)之前，所述方法可还包括在牺牲基板的上表面上形成导电层的制程。在所述情形中，导电层可增大探针组件的电导率。

另外，根据第一干膜(负性膜或正性膜)的特性，形成第二孔的制程(S140)可通过使将形成第二孔的区或将不形成第二孔的区暴露于光来执行。在此种情形中，第二孔具有与将形成的第一本体部分的形状相同的形状。

根据本发明的实施例，在将第二干膜放置于第一干膜上的制程(S170)之前，所述方法可还包括在第一干膜的上表面上形成导电层的制程。在所述情形中，导电层可增大探针组件的电导率。

另外，根据第二干膜(负性膜或正性膜)的特性，形成第三孔的制程(S180)可通过使将形成第三孔的区或将不形成第三孔的区暴露于光来执行。在此种情形中，第三孔具有与将形成的第二本体部分的形状相同的形状。

在此种情形中，第一堆叠材料具有较第二堆叠材料及第三堆叠材料高的硬度。因此，接触部分可不容易被由半导体装置施加的集中载荷损坏。更详言之，第一堆叠材料具有700维氏硬度(Hv)或大于700维氏硬度的硬度，且第二堆叠材料及第三堆叠材料可具有50维氏硬度至700维氏硬度的硬度。

探针组件可通过MEMS制程被制造成具有多台阶结构，且由于所述多台阶结构，探针组件可易于耦合至管或弹性构件。

图12为示出图11所示制程S130至制程S160的图。

参照图12的(a)，制备具有填充有第一堆叠材料(50a)的第一孔的牺牲基板(50)。参照图12的(b)，在牺牲基板(50)的上表面上形成导电层(51)。接着，参照图12的(c)，在制程S130中，将第一干膜(52)放置于导电层(51)上。

参照图12的(d)，在制程S140中，将第一干膜(52)暴露于光以在第一干膜(52)的上表面中形成孔(52a)。

参照图12的(e)，在制程S150中，在第一干膜(52)的上表面中所形成的第二孔(52a)中填充第二堆叠材料(53)。参照图12的(f)，在制程S160中，利用化学或物理平面化装置将第二堆叠材料(53)平面化以形成第一本体部分。以与图12所示方式相同的方式形成第二本体部分及第三本体部分。

图13为示出本发明第一实施例的探针组件的一部分的扫描电子显微镜(SEM)图像。参照图像，在一端式(one-end)区中形成有具有四角锥形状的多个接触部分，且在接触部分各自的另一端上堆叠有支撑接触部分的本体部分。

图14为示出本发明第二实施例的探针组件的一部分的(SEM)图像。参照图14，形成有具有四角锥形状的接触部分，且在接触部分的另一端上堆叠有支撑所述接触部分的本体部分。

根据依据于本发明的探针组件，接触部分与设置于接触部分的另一端上的本体部分可包含不同的材料。在此种情形中，接触部分可包含具有高耐磨性的高硬度材料，且因此即使在多次使用之后仍可不容易磨损。

因此，探针组件可甚至在多次使用之后仍可靠地接触端子。另外，本体部分可包含高导电材料以将探针组件中的电流损耗最小化。亦即，由于根据本发明，探针组件的接触部分与本体部分包含不同的材料，因此可改善探针组件的效率及寿命。

本发明的说明仅出于说明性目的，且在此项技术中技术人员将理解，可在不背离本发明的技术观点及重要特征的条件下，在形式方面作出各种修改及改变。因此，上述实施例应被视为仅具有说明性意义而并非用于限制目的。举例而言，上述每一元件可以分布方式提供，且上述分布的元件可以组合形式提供。

本发明的范围由权利要求界定，且应理解，在本发明及本发明的等效形式的意义及范围内作出的所有修改或改变皆处于本发明的范围内。