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KR20250006066A - 전자 부품 접촉을 위한 평면 비편향 스프링 요소를 갖는 프로브, 이러한 프로브를 제작하는 방법, 및 이러한 프로브를 사용하는 방법 - Google Patents

전자 부품 접촉을 위한 평면 비편향 스프링 요소를 갖는 프로브, 이러한 프로브를 제작하는 방법, 및 이러한 프로브를 사용하는 방법 Download PDF

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KR20250006066A
KR20250006066A KR1020247036157A KR20247036157A KR20250006066A KR 20250006066 A KR20250006066 A KR 20250006066A KR 1020247036157 A KR1020247036157 A KR 1020247036157A KR 20247036157 A KR20247036157 A KR 20247036157A KR 20250006066 A KR20250006066 A KR 20250006066A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
probe
base
module
modules
probe module
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
KR1020247036157A
Other languages
English (en)
Inventor
아룬 에스. 비라마니
밍 팅 우
데니스 알. 스말리
Original Assignee
마이크로패브리카 인크.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from US18/295,755 external-priority patent/US20230314474A1/en
Application filed by 마이크로패브리카 인크. filed Critical 마이크로패브리카 인크.
Publication of KR20250006066A publication Critical patent/KR20250006066A/ko
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

프로브(3500)를 형성하는 방법은 제1 팁(3531-U) 및 제2 팁(3531-L)을 직접적으로 또는 간접적으로 유지하는 각각의 프로브 암을 기능적으로 결합하는 각자의 순응 요소(3521-U, 3521-L)를 갖는 제1 프로브 모듈(3500-U)과 제2 프로브 모듈(3500-L)을 제공하는 단계와, 제1 및 제2 프로브 모듈을 서로 반대쪽으로 향하는 이들의 각각의 팁과 횡방향 및 종방향으로 정렬하여 프로브를 형성하는 단계를 포함한다.

Description

전자 부품 접촉을 위한 평면 비편향 스프링 요소를 갖는 프로브, 이러한 프로브를 제작하는 방법, 및 이러한 프로브를 사용하는 방법
관련 출원
본 출원은 2023년 4월 4일자로 출원된 미국 특허 출원 제18/295,755호 및 2022년 4월 28일자로 출원된 미국 임시 특허 출원 제63/335,885호의 우선권 및 이익을 주장하며, 출원의 전체 개시내용은 모두 본원에 인용되어 포함된다.
기술분야
본 발명의 실시형태는 (예를 들어, 집적 회로의 웨이퍼 레벨 테스트 또는 소켓 테스트에 사용하거나, PCB 또는 기타 전자 부품으로의 전기적 연결에 사용하기 위한) 마이크로 프로브에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 핀(pin)형 마이크로 프로브(즉, 폭보다 큰(예를 들어, 일부 실시형태에서는 5배, 다른 실시형태에서는 10배 그리고 또 다른 실시형태에서는 20배만큼 더 큰) 수직 높이 또는 종방향 높이를 갖는 마이크로 프로브) 또는 스프링 요소가 편향되지 않은 상태에서 평면 구성을 갖는 버튼형 프로브에 관한 것이다. 일부 실시형태에서, 마이크로 프로브는, 적어도 부분적으로, 전기 화학적 제조 방법에 의해, 보다 구체적으로는 다층, 다중 재료 전기 화학적 제조 방법에 의해 생산되며, 일부 실시형태에서, 복수의 프로브가 프로브의 특징부와 맞물리는 관통 홀이 있는 하나 이상의 플레이트 및/또는 다른 배열 구조를 포함하는 배열 형태로 유지된 채로 사용된다.
프로브:
많은 전기 접촉 프로브와 핀 구성이 상업적으로 사용되어 왔거나 제안되어 왔으며, 그 중 일부는 종래 기술로 간주될 수 있고 다른 일부는 종래 기술로 간주되지 않을 수 있다. 이러한 핀, 프로브, 및 제작 방법의 예는, 예를 들어, 미국 특허출원공개 US 2005-0104609호, US 2006-0006888호, US 2005-0184748호, US 2006-0108678호, US 2006-0238209호 및 미국 특허 US 7,640,651호, US 7,265,565호, US 7,412,767호, US 7,273,812호, US 10,215,775호, US 11,262,383호에 제시되어 있다.
전기 화학적 제조:
복수의 접착된 층으로 3차원 구조를 형성하기 위한 전기 화학적 제조 기술은 캘리포니아주 밴 나이스 소재의 마이크로패브리카 주식회사(Microfabrica® Inc.)(구 엠이엠젠 코퍼레이션(MEMGen Corporation))에서 이에프에이비(EFAB) 및 엠아이씨에이 프리폼(MICA FREEFORM®)이라는 공정 명칭으로 상업적으로 추진되었거나 추진 중인 기술이다.
다양한 전기 화학적 제조 기술이 2000년 2월 22일자로 아담 코헨(Adam Cohen)에게 허여된 미국 특허 제6,027,630호에 설명되어 있다.
전기 화학적 제조 기술을 사용하여 미세 구조를 형성하기 위한 다른 방법은 헨리 구켈(Henry Guckel)에 허여된 발명의 명칭이 "희생 금속층을 이용한 다층 심부 X선 리소그래피에 의한 미세 구조 형성(Formation of Microstructures by Multiple Level Deep X-ray Lithography with Sacrificial Metal Layers)"인 미국 특허 제5,190,637호에 교시되어 있다.
전기 화학적 제조는 합리적인 비용으로 합리적인 시간 내에 상업적 수량의 소형 물체, 부품, 구조체, 디바이스 등과 이들의 프로토타입을 형성하는 기술을 제공한다. 사실, 전기 화학적 제조는 지금까지 생산이 불가능했던 많은 구조체의 형성을 가능하게 한다. 전기 화학적 제조는 다양한 산업 분야에서 새로운 설계 및 제품에 대한 스펙트럼을 열어준다. 전기 화학적 제조가 이러한 새로운 능력을 제공하고, 전기 화학적 제조 기술이 다양한 분야 내에 알려진 설계 및 구조와 조합되어 새로운 구조를 생산할 수 있다는 것이 이해되지만, 전기 화학적 제조의 특정 용도는 최신 기술의 관점에서 알려지지 않았거나 명확하지 않은 설계, 구조, 능력 및/또는 특징을 제공한다.
다양한 분야에서 개선된 특성, 단축된 제조 시간, 감소된 제조 비용, 단순화된 제조 공정, 디바이스 설계에서의 더 큰 다양성, 개선된 재료 선택, 개선된 재료 특성, 이러한 디바이스의 더욱 비용 효율적이고 덜 위험한 생산 및/또는 기하학적 구성과 선택된 제조 공정 사이의 더 많은 독립성을 갖는 소형 디바이스에 대한 요구가 존재한다.
본 발명의 일부 실시형태의 과제는, 비편향일 때, 평면이지만 비선형인(즉, 직선이 아닌) 스프링 구성(즉, 스프링 구성이 휨이나 각도가 없는 직선 막대가 아니라 휨이나 곡선을 제공하는 적어도 하나의 층의 평면 내에서 일부 2차원 구성을 가짐)을 포함하는 복수의 순응(compliant) 모듈로 형성된 순응 요소를 포함하는 프로브를 포함하는 개선된 프로브 어레이를 제공하는 것이며, 스프링의 평면은 프로브의 종축에 수직이고 프로브의 종축을 따라 순응성(compliance)을 제공하며, 순응 모듈은 직렬 방식으로 적층된다. 비선형 스프링 구성을 갖는 프로브는 편향 시 선형 스프링 복귀력 또는 비선형 복귀력을 제공할 수 있다.
본 발명의 추가적인 양태에서, 프로브 어레이를 형성하는 방법은: (a) 적어도 하나의 제1 스탠드오프(standoff)와, 비편향일 때 2차원의 실질적으로 평면인 스프링을 포함함으로써 평면 구성에 실질적으로 수직인 방향으로 순응성을 제공하는 적어도 하나의 제1 순응 요소를 포함하는 제1 프로브 모듈을 제공하는 단계 - 제1 순응 요소의 제1 부분은 적어도 하나의 스탠드오프와 기능적으로 결합하고, 제1 순응 요소의 제2 부분은 스탠드오프에 대해 탄성적으로 이동할 수 있는 제1 팁 암(arm)과 기능적으로 결합하고, 제1 팁 암은 제1 순응 요소가 비편향일 때 적어도 하나의 제1 스탠드오프의 제1 단부를 넘어 종방향으로 연장되는 제1 팁 단부를 직접적으로 또는 간접적으로 지지함 -; 및 (b) 적어도 하나의 제1 스탠드오프와, 스프링을 포함함으로써 평면 구성에 실질적으로 수직인 방향으로 순응성을 제공하는 적어도 하나의 제2 순응 요소를 포함하는 제2 프로브 모듈을 제공하는 단계 - 제2 순응 요소의 제1 부분은 적어도 하나의 제2 스탠드오프와 기능적으로 결합하고, 제2 순응 요소의 제2 부분은 스탠드오프에 대해 탄성적으로 이동할 수 있는 제2 팁 암과 기능적으로 결합하고, 제2 팁 암은 제2 순응 요소가 비편향일 때 적어도 하나의 제2 스탠드오프의 제2 단부를 넘어 종방향으로 연장되는 제2 팁 단부를 직접적으로 또는 간접적으로 지지함 -; 및 (c) 제1 및 제2 프로브 모듈을 이들의 각각의 팁과 실질적으로 반대되는 종방향으로 서로를 향하도록 횡방향 및 종방향으로 정렬하여 제1 프로브 모듈의 적어도 하나의 제1 스탠드오프와 제2 프로브 모듈의 적어도 하나의 제2 스탠드오프가 서로 직접적으로 또는 간접적으로 결합되어 적어도 하나의 제2 순응 요소로부터 적어도 하나의 제1 순응 요소를 이격시키도록 하는 단계를 포함한다.
본 발명의 위에 표시된 양태의 많은 변형예가 존재하며, 본원의 교시 내용에 대한 검토에 따라 당업자에게 명백하게 될 것이다.
특히, 대안적인 실시형태는, 예를 들어, (1) 제1 및 제2 프로브 모듈 중 적어도 하나는 또한 자신의 각각의 적어도 하나의 스탠드오프가 결합되는 베이스를 포함하고, 베이스는 적어도 하나의 제1 스탠드오프와 적어도 하나의 제2 스탠드오프 사이에 위치되는 것; (2) 단독의 양태 또는 제1 변형예와 조합된 양태 - 프로브 모듈들을 결합하는 것은: (A) 제1 및 제2 프로브 모듈 중 적어도 하나에 접착 재료를 적용한 다음, 접착 재료를 사용하여 모듈들을 서로 결합하는 것; (B) 각각의 프로브 모듈을 구축하는 층별 형성 공정 동안 프로브 모듈들 중 적어도 하나에 접착 재료를 적용한 다음 프로브 모듈들을 결합하는 것; (C) 초음파 용접을 사용하여 제1 및 제2 프로브 모듈을 접합하는 것; (D) 레이저 용접을 사용하여 제1 및 제2 프로브 모듈을 접합하는 것; (E) 브레이징 공정을 사용하여 제1 및 제2 프로브 모듈을 접합하는 것; (F) 솔더링 공정을 사용하여 제1 및 제2 프로브 모듈을 접합하는 것; (G) 제1 프로브 모듈의 특징부와 제2 프로브 모듈의 특징부 사이의 마찰을 사용하여, 적어도 일시적으로, 제1 및 제2 프로브 모듈을 서로 결합하는 것; (H) (i) 횡방향 움직임, (ii) 종방향 움직임, (iii) 회전 움직임, 및 (iv) 제1 및 제2 모듈의 인터로킹(interlocking)이 발생하는 이러한 움직임의 조합으로 구성되는 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 움직임을 사용하여, 적어도 일시적으로, 제1 및 제2 프로브 모듈을 서로 결합하는 것; (I) (i) 횡방향 움직임, (ii) 종방향 움직임, (iii) 회전 움직임, 및 (iv) 제1 및 제2 프로브 모듈의 인터로킹이 하나 이상의 재진입 특징부의 맞물림을 통해 발생하는 이러한 움직임의 조합으로 구성되는 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 움직임을 사용하여, 적어도 일시적으로, 제1 및 제2 프로브 모듈을 서로 결합하는 것; (J) (i) 횡방향 움직임, (ii) 종방향 움직임, (iii) 회전 움직임, 및 (iv) 제1 및 제2 프로브 모듈의 인터로킹이 하나 이상의 간섭 특징부의 맞물림을 통해 발생하는 이러한 움직임의 조합으로 구성되는 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 움직임을 사용하여, 적어도 일시적으로, 제1 및 제2 프로브 모듈을 서로 결합하는 것; (K) (i) 횡방향 움직임, (ii) 종방향 움직임, (iii) 회전 움직임, 및 (iv) 제1 및 제2 프로브 모듈의 인터로킹이 프로브 모듈 중 하나의 프로브 모듈 상의 탄성적인 순응 요소의 다른 프로브 모듈 상의 특징부와의 맞물림을 통해 발생하는 이러한 움직임의 조합으로 구성되는 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 움직임을 사용하여, 적어도 일시적으로, 제1 및 제2 프로브 모듈을 서로 결합하는 것 - 맞물림은 (i) 서로 간섭하는 특징부, (ii) 서로에 대해 재진입하는 특징부 및 (iii) 서로 마찰적으로 맞물리는 특징부로 구성되는 그룹으로부터 선택됨 - 으로 구성되는 그룹으로부터 선택된 요소를 포함함 -; (3) 하나의 프로브 모듈 상의 적어도 하나의 특징부는 다른 프로브 모듈 상의 적어도 하나의 특징부와 접촉하여, 모듈들의 고정된 만남 위치를 제공하는 단독의 양태 또는 이전 변형예와 조합된 양태; (4) 하나의 프로브 모듈 상의 적어도 하나의 특징부는 복수의 특징부를 포함하고, 다른 프로브 모듈 상의 적어도 하나의 특징부는 하드 스톱(hard stop)을 제공하는 복수의 특징부를 제공하는 제3 변형예; (5) 각각의 프로브 모듈 상의 적어도 3개의 특징부는 각각의 프로브 모듈 상의 적어도 3개의 특징부를 포함하는 제4 변형예; (6) 각각의 프로브 모듈 상의 복수의 특징부는 각각의 프로브 모듈 상의 적어도 4개의 특징부를 포함하는 제5 변형예; (7) 복수의 하드 스톱을 제공하는 복수의 특징부는 (A) 적어도 하나의 횡방향, (B) 적어도 하나의 종방향, (C) 적어도 하나의 방향과 일직선이 아닌 적어도 2개의 분리된 포인트에서의 적어도 하나의 방향, (D) 동일 직선상에 있지 않고 어떤 포인트 쌍도 적어도 하나의 방향과 일직선이 아닌 적어도 3개의 분리된 포인트에서의 적어도 하나의 방향, (E) 적어도 2개의 수직인 횡방향 치수, (F) 2개의 수직인 방향, (G) 적어도 하나의 방향과 하나의 회전, (H) 적어도 2개의 수직인 방향과 적어도 하나의 회전, (I) 적어도 3개의 수직인 방향과 적어도 하나의 회전, (J) 적어도 하나의 방향과 적어도 2개의 수직인 회전, 및 (K) 적어도 하나의 방향과 3개의 수직인 회전을 따라 정렬 스톱을 제공하는 제4 변형예; (8) 임의의 양태 또는 이전 변형예의 구조적 특징을 갖는 프로브; (9) 제8 변형예의 프로브를 갖는 어레이; 및 (10) 배열이 복수의 공간 및 배향된 프로브를 포함하는 제9 변형예를 포함한다.
본 발명의 다른 양태는 본원의 교시 내용에 대한 검토에 따라 당업자에 의해 이해될 것이다. 본 발명의 다른 양태는 위에서 언급된 양태들의 조합을 포함할 수 있다. 본 발명의 다른 양태는 위에 제시된 양태들의 다양한 조합을 제공할 수 있고, 위에 구체적으로 제시되지 않았지만 본원에 제시된 다른 특정 교시 내용에 의해, 전체로서의 본 명세서의 교시 내용에 의해 또는 본원에 인용되어 포함되는 교시 내용에 의해 교시되는 다른 구성, 구조, 기능적 관계 및 공정을 제공할 수 있다.
도 1a 내지 도 1f는 접착 마스크 플레이팅을 사용하는 구조체의 제1 층의 형성을 개략적으로 도시하며, 제2 재료의 블랭킷 증착이 제1 재료의 증착 위치들 사이의 개구부와 제1 재료 자체를 모두 덮는다.
도 1g는 증착된 재료를 원하는 레벨까지 평탄화하는 것으로부터 제1 층의 형성이 완료됨을 도시한다.
도 1h 및 도 1i는 각각 구조체의 다수의 층의 형성 후 및 희생 재료로부터의 구조체의 릴리스 후의 공정 상태를 도시한다.
도 2는 2개의 연결된 스프링 요소, 베이스, 및 프로브에서 사용될 수 있거나 프로브로 사용될 수 있는 연결 지지부(support) 또는 스탠드오프(standoff)를 갖는 예시적인 스프링 모듈 또는 순응 모듈의 등각 투영도를 도시한다.
도 3은, 2개의 스프링 요소가 더 두껍고 이에 따라 도 2의 요소보다 더 큰 스프링 상수를 제공한다는 점을 제외하고는 도 2의 모듈과 유사한, 프로브에서 사용될 수 있거나 프로브로 사용될 수 있는 제2의 예시적인 스프링 모듈 또는 순응 모듈의 등각 투영도를 도시한다.
도 4a 내지 도 4i는 본 발명의 다른 실시예에 따른 프로브의 다양한 도면을 제공하고, 프로브는 2개의 백 투 백(back-to-back) 모듈로 형성되고, 이 2개의 모듈이 스탠드오프로서도 기능하고 고리형 구성을 갖는 공통 베이스를 공유한다.
도 5는 도 4a 내지 도 4i의 프로브의 측면도를 제공하고, 프로브가 제조될 수 있는 17개 샘플 층 레벨을 도시하며, 모든 층이 고유 구성을 갖는 것은 아니다.
도 6a 내지 도 13b는 층 L1 내지 L17 고유 구성에 대해 평면도(-a 도면)와 등각 투영도(-b 도면)로 도시된 단면 구성을 예시하며, 도 6a 및 도 6b는 층 L1 및 L17의 도면을 예시하고; 도 7a 및 도 7b는 층 L2, L4, L6 및 L8의 도면을 예시하고; 도 8a 및 도 8b는 층 L3 및 L7의 도면을 예시하고; 도 9a 및 도 9b는 층 L5의 도면을 예시하고; 도 10a 및 도 10b는 층 L9의 도면을 예시하고; 도 11a 및 도 11b는 층 L10, L12, L14 및 L16의 도면을 예시하고; 도면 12a 및 12b는 층 L11 및 L15의 도면을 예시하고; 도면 13a 및 13b는 층 L13의 도면을 예시한다.
도 14 및 도 15는 본 발명의 다른 실시형태에 따라 조립 전의 2개의 반대로 배향된 프로브 모듈(도 14)과 조립된 프로브(도 15)의 등각 투영도를 제공하고, 프로브는 동일하거나 다른 배향을 갖는 2개의 별도 프로브 모듈로 형성된 후, 프로브 모듈은 한 프로브 모듈이 아래를 향하는 팁을 갖고 다른 프로브 모듈이 위를 향하는 팁을 갖도록 베이스간(base-to-base) 조립되고, 각각의 프로브 모듈은 자체 팁, 팁 암, 평면 스프링 요소, 스탠드오프 및 베이스로 형성되고, 각각의 모듈은 동일하거나 다른 특징부를 가질 수 있다.
도 16 및 도 17는 본 발명의 다른 실시형태에 따라 조립 전의 2개의 반대로 배향된 프로브 모듈(도 16)과 조립된 프로브(도 17)의 등각 투영도를 제공하고, 프로브가 동일하거나 다른 배향을 갖는 2개의 별도 프로브 모듈로 형성된 후, 프로브 모듈은 한 프로브 모듈이 아래를 향하는 팁을 갖고 다른 프로브 모듈이 위를 향하는 팁을 갖도록 조립되고, 각각의 프로브 모듈은 자체 팁, 팁 암, 평면 스프링 요소 및 스탠드오프로 형성되고, 이 실시형태에 따라 프로브 모듈 중 하나만이 자신의 스탠드오프에 결합된 베이스로 형성된다.
도 18a 내지 도 20은 본 발명의 다른 실시형태에 따라 프로브 모듈 또는 프로브 모듈로부터 조립된 프로브의 도면을 제공하고, 어느 프로브 모듈도 베이스를 포함하지 않지만 하나의 프로브 모듈로부터 다른 프로브 모듈로 메이팅(mating)할 수 있는 구성을 갖는 스탠드오프를 제공한다.
도 21 내지 도 23는 본 발명의 다른 실시형태에 따른 프로브를 생성할 때 다양한 조립 상태에서의 2개의 프로브 모듈의 등각 투영도를 제공하고, 도 21는 프로브 모듈이 횡방향으로 정렬된 것을 도시하며, 이동 화살표는 도 22에 예시된 조립 상태(이는 결국 도 23에 예시된 바와 같은 횡방향 정렬 및 메이팅을 제공하기 위하여 반대쪽 횡방향 이동에 대한 필요성을 예시함)를 생성하도록 횡방향 분리 및 이어지는 종방향 정렬의 필요성을 예시하며, 하나의 프로브 모듈에는 맞물림 슬롯은 갖는 베이스가 제공되는 반면 다른 프로브 모듈에는 더 좁은 목 영역에 의해 베이스로부터 분리된 캡핑 구조체를 지지하는 베이스가 제공되어,다른 프로브 모듈의 슬롯팅된 구조체를 갖는 베이스와 효율적으로 맞물려 이를 보유여 종방향 보유를 제공할 수 있도록 캡과 베이스 사이의 언더컷 영역을 형성한다.
도 24 내지 도 26은 본 발명의 다른 실시형태에 따라 프로브를 생성하기 위한 도 21 내지 도 23에서 제공된 것과 유사한 도면을 제공하고, 프로브 모듈은, 하부 프로브 모듈의 더 좁은 목 부분에 결합된 캡핑 구조체가 접합 작업이 필요없거나 여전히 선택적으로 사용될 수 있는 다른 구조체를 포함하지 않으면서 전기적 목적 및 기계적 목적으로 상부 프로브 모듈에 안정화된 횡방향 연결을 제공할 수 있는 스프링 요소로 대체되었다는 것을 제외하고는 도 21 내지 도 23의 프로브 모듈과 유사하다.
도 27 내지 도 29는 본 발명의 다른 실시형태에 따라 프로브를 생성하기 위한 도 21 내지 도 23 및 24 내지 도 26에서 제공된 것과 유사한 도면을 제공하고, 프로브 모듈은, 하부 프로브 모듈의 캡핑 구조체가 타원형 형상을 갖도록 수정되었고, 상부 프로브 모듈에서의 슬롯이 캡핑 구조체의 타원형 형상에 상보적인 형상을 갖는 홀 또는 개구부이지만, 캡핑 구조체를 개구부를 통해 삽입할 수 있도록 약간 더 커서 더 좁은 목 부분과 개구부가 동일한 종방향 레벨에 있도록 하여 프로브의 종축에 대한 프로브 모듈의 반대쪽의 상대적인 회전 운동이 하부 프로브 모듈의 타원형 형상을 갖는 캡핑 구조체로 하여금 상부 프로브 모듈에서의 개구부의 좁은 부분을 둘러싸는 구조체를 오버레이하도록 하여 프로브 모듈을 인터로킹할 수 있다는 것을 제외하고는 도 21 내지 도 23의 프로브 모듈과 유사하다.
일반 전기 화학적 제조
도 1a 내지 도 1i는 예시적인 다층, 다중 재료 전기 화학적 제조 공정의 다양한 상태의 측면도를 예시한다. 도 1a 내지 도 1g는 제1 금속과 제2 금속이 층의 일부를 형성하도록 제2 금속이 제1 금속 상에 증착될 뿐만 아니라 제1 금속에서의 개구부 내에도 증착되는 다층 제조 공정의 단일 층의 형성에 있어서의 다양한 단계를 예시한다. 도 1a에서, 패터닝 가능한 포토레지스트(84)가 도 1b에 도시된 바와 같이 위치되는 표면(88)을 갖는 기판(82)의 측면도가 도시된다. 도 1c에서, 레지스트의 경화, 노출, 및 현상으로 인해 생성되는 레지스트의 패턴이 도시된다. 포토레지스트(84)의 패터닝은 포토레지스트의 표면(86)으로부터 포토레지스트의 두께를 거쳐 기판(82)의 표면(88)까지 연장되는 개구부 또는 애퍼처(aperture)(92(a) 내지 92(c))를 생성한다. 도 1d에서, 금속(94)(예를 들어, 니켈)이 개구부(92(a) 내지 92(c)) 내로 전기 도금된 것으로 도시된다. 도 1e에서, 포토레지스트가 기판으로부터 제거되어(즉, 화학적으로 또는 다른 방법으로 스트리핑되어) 제1 금속(94)로 덮이지 않은 기판(82)의 영역이 노출되었다. 도 1f에서, 제2 금속(96)(예를 들어, 은)이 (전도성인) 기판(82)의 전체 노출된 부분과 (역시 전도성인) 제1 금속(94) 위에 블랭킷(blanket) 전기 도금된 것으로 도시된다. 도 1g는 제1 금속을 노출시키고 제1 층에 대한 두께를 설정하는 높이까지 제1 및 제2 금속을 아래로 평탄화하여 생성된 구조체의 완성된 제1 층을 도시한다. 도 1h에서, 도 1b 내지 도 1g에 도시된 공정 단계를 반복하여 다층 구조체를 형성한 결과가 도시되고, 각각의 층은 2개의 재료로 구성된다. 대부분의 응용 분야에서, 도 1i에 도시된 바와 같이, 이러한 재료 중 하나가 제거되어 원하는 3차원 구조체(98)(예를 들어, 부품 또는 디바이스) 또는 다수의 이러한 구조체를 생성한다.
본 발명의 다양한 양태의 다양한 실시형태는 재료로부터의 3차원 구조체의 형성에 관한 것이며, 이 중 일부 또는 전부는 (도 1a 내지 도 1i의 실시예에서 예시되고 본원에 인용되어 포함되는 다양한 특허 출원에서 논의된 바와 같이) 전착(electrodeposited)되거나 무전해 증착(electroless deposited)될 수 있다. 이러한 구조체 중 일부는 하나 이상의 증착된 재료로 형성된 단일 빌드 레벨로부터 형성될 수 있는 반면, 다른 구조체는 각각 적어도 두 가지 재료를 포함하는 복수의 빌드 층(예를 들어, 2개 이상의 층, 더 바람직하게는 5개 이상의 층, 가장 바람직하게는 10개 이상의 층)으로 형성된다. 일부 실시형태에서, 층 두께는 1 미크론만큼 작거나 50 미크론만큼 클 수 있다. 다른 실시형태에서, 더 얇은 층이 사용될 수 있고, 다른 실시형태에서 더 두꺼운 층이 사용될 수 있다. 일부 실시형태에서, 마이크로 스케일 구조체는 0.1 내지 10 미크론 수준의 정밀도로 위치 설정된 횡방향 특징부와 수 미크론 내지 수십 미크론 정도의 최소 특징부 크기를 갖는다. 다른 실시형태에서, 덜 정밀한 특징부 배치 및/또는 더 큰 최소 특징부를 갖는 구조체가 형성될 수 있다. 또 다른 실시형태에서, 더 높은 정밀도와 더 작은 최소 특징부 크기가 바람직할 수 있다. 본 출원에서, 메조 스케일 및 밀리미터 스케일은 동일한 의미를 가지며, 0.5 내지 50 밀리미터 범위 또는 그 이상으로 연장될 수 있는 하나 이상의 치수와 1 미크론 내지 100 미크론 범위의 정밀도로 배치되고 최소 특징부 크기가 수십 미크론 내지 수백 미크론 정도인 특징부를 가질 수 있는 디바이스를 지칭한다.
본원에 개시된 다양한 실시형태, 대안 및 기술은 모든 층에 단일 패터닝 기술을 사용하거나 상이한 층에 상이한 패터닝 기술을 사용하여 다층 구조체를 형성할 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 다양한 실시형태는 정합형(conformable) 접촉 마스크 및 마스킹 작업(즉, 기판에 접촉하지만 접착되지 않은 마스크를 사용하는 작업), 근접 마스크 및 마스킹 작업(즉, 접촉이 이루어지지 않더라도 기판에 대한 근접성에 의해 기판을 적어도 부분적으로 선택적으로 차폐하는 마스크를 사용하는 작업), 비정합형 마스크 및 마스킹 작업(즉, 접촉 표면이 상당히 정합적이지 않은 마스크에 기초한 마스크 및 작업) 및/또는 접착형 마스크 및 마스킹 작업(접촉되기만 하는 것에 반대로, 선택적인 증착 또는 에칭이 발생할 기판에 접착된 마스크를 사용하는 작업 및 마스크)을 사용하여 선택적 패터닝 작업을 수행할 수 있다. 정합형 접촉 마스크, 근접 마스크, 및 비정합형 접촉 마스크는 이들이 사전 형성되어 처리될 표면(즉, 표면의 노출된 부분이 처리될 것임)으로 또는 그 근처로 가져온다는 특성을 공유한다. 이러한 마스크는 통상적으로 마스크 또는 접촉되거나 근처에 위치된 처리를 받은 표면을 손상시키지 않고 제거할 수 있다. 접착된 마스크는 통상적으로 처리될 표면(즉, 마스킹될 표면의 부분) 상에 형성되고 임의의 재사용 포인트를 넘어 완전히 파괴되거나 손상되지 않고는 그 표면으로부터 분리될 수 없도록 그 표면에 접합된다. 접착 마스크는 다음을 포함하는 다수의 방법으로, (1) 포토레지스트의 적용, 포토레지스트의 선택적 노출, 및 그 다음의 포토레지스트의 현상, (2) 미리 패터닝된 마스킹 재료의 선택적인 전사 및/또는 (3) 컴퓨터 제어 재료 증착으로부터의 마스크의 직접 형성에 의해 형성될 수 있다. 일부 실시형태에서, 접착된 마스크 재료는 층을 위한 희생 재료로 사용될 수 있거나, 층의 형성을 완료하기 전에 다른 재료(예를 들어, 유전체 또는 전도성 재료)로 대체되는 마스킹 재료로만 사용될 수 있으며, 대체 재료는 각각의 층의 희생 재료로 간주될 것이다. 마스킹 재료는 그 안에 포함된 공극(void) 또는 개구부 내로 재료를 증착하기 전 또는 후에 평탄화될 수도 있고 그렇지 않을 수도 있다.
패터닝 작업은 재료를 선택적으로 증착하는 데 사용될 수 있고 그리고/또는 재료의 선택적 에칭에 사용될 수 있다. 선택적으로 에칭된 영역은 다른 원하는 재료로 선택적으로 채워지거나, 블랭킷 증착을 통해 채워지거나, 이와 유사한 방법을 통해 채워질 수 있다. 일부 실시형태에서, 층별 빌드 업은 다수의 층의 일부의 동시 형성을 포함할 수 있다. 일부 실시형태에서, 일부 층 레벨과 연관되어 이루어진 증착은 다른 층 레벨과 연관된 영역(즉, 다른 층의 기하학적 구성을 정의하는 상단 및 하단 경계 레벨 내에 놓여 있는 영역)에 증착을 제공할 수 있다. 다중 층과 연관된 이러한 선택적 에칭 및/또는 인터레이싱된 재료 증착의 사용은 현재 미국 특허 제7,252,861호이고, 발명의 명칭이 "Methods of and Apparatus for Electrochemically Fabricating Structures Via Interlaced Layers or Via Selective Etching and Filling of Voids"인 2003년 5월 7일자로 출원된 Smalley의 미국 특허 출원 제10/434,519호에 설명되어 있다. 이 참조 출원은 본원에 인용되어 포함된다.
구조체가 형성될 수 있는 임시 기판은 희생형(즉, 증착된 재료를 분리하는 동안 재사용할 수 없을 정도로 파괴되거나 손상됨) 또는 비희생형(즉, 파괴되거나 과도하게 손상되지 않고, 즉 재사용할 수 없을 정도로 손상되지 않으며, 예를 들어 기판과 형성되는 구조체의 초기 층 사이에 희생층 또는 릴리스 층이 위치됨)일 수 있다. 비희생 기판은 재작업(예를 들어, 하나 이상의 선택된 표면을 재평탄화하거나 릴리스 층을 적용하는 등)이 거의 또는 전혀 없이 재사용 가능한 것으로 간주될 수 있지만 다양한 이유로 재사용될 수도 있고 그렇지 않을 수도 있다.
본 발명의 실시형태를 이해하는 데 사용될 수 있는 (디바이스 자체, 디바이스를 제작하기 위한 특정 방법 또는 디바이스를 사용하기 위한 특정 방법에 대한) 다양한 용어 및 개념의 정의는 당업자에 의해 이해될 수 있을 것이다. 일부 이러한 용어와 개념은 본원에서 논의되고, 다른 용어는 본 출원이 우선권을 주장하고 그리고/또는 본원에 인용되어 포함되는 다양한 특허 출원(예를 들어, 미국 특허 출원 제16/584,818호)에서 다루어진다.
본원에서 사용되는 "종방향(longitudinal)"이라는 용어는 프로브의 긴 치수, 프로브의 단부간(end-to-end) 치수 또는 팁간(tip-to-tip) 치수를 의미한다. 종방향은 프로브의 한 단부로부터 프로브의 다른 단부까지 연장되는 대체로 똑바른 선을 의미할 수 있거나, 프로브의 높이를 따라 기울어지거나 심지어 방향이 변하는 곡선 또는 계단형 경로를 의미할 수 있다. 프로브 어레이 또는 어레이 구성 내로 로딩되는 프로브를 언급할 때, 종방향 치수는 어레이 내의 프로브가 가리키거나 연장되는 특정 방향을 나타낼 수 있지만, 단순히 복수의 프로브의 제1 단부, 팁 또는 베이스를 포함하는 평면에서 시작하여 프로브의 제2 단부, 팁 또는 상단을 포함하는 평면에 수직으로 연장되는 배열의 전체 높이를 지칭할 수도 있다. 일반적으로, 사용 맥락은 특히 당업자에게 무엇을 의미하는지 명확하게 설명한다. 본원에서 이 용어에 적용될 해석은 제공된 설명의 세부 사항 또는 이 용어가 사용되는 맥락에 의해 보장되는 한 좁게 의도된다. 그러나, 이러한 좁은 해석이 보장되지 않는 경우, 가장 넓은 합리적인 해석 범위가 적용되도록 의도된다.
본원에서 사용되는 "횡방향(lateral)"이라는 용어는 종방향이라는 용어와 관련이 있다. 층의 적층의 측면에서, 횡방향은 각각의 층 내의 방향 또는 각각의 층 내의 2개의 수직 방향(즉, 적층 방향에 실질적으로 수직인 층의 평면 내에 놓여 있는 하나 이상의 방향)을 의미한다. 프로브 어레이를 참조할 경우, "횡방향으로"는 횡방향 치수가 대체로 어레이의 상단 또는 하단의 평면에 평행한(즉, 종방향 치수에 실질적으로 수직인) 평면 내에 놓이는 치수를 의미한다는 점과 통상적으로 유사한 의미를 갖는다. 프로브 자체를 참조할 경우, 횡방향 치수는 프로브의 전체 종축에 수직인 치수, 프로브의 로컬 종축에 수직인 치수(즉, 로컬 횡방향 치수) 또는 단순히 어레이 또는 층에 대해 언급된 치수와 유사한 치수일 수 있다. 일반적으로, 사용 맥락은 특히 당업자에게 무엇을 의미하는지 명확하게 설명한다. 본원에서 이 용어에 적용될 해석은 제공된 설명의 세부 사항 또는 이 용어가 사용되는 맥락에 의해 보장되는 한 좁게 의도된다. 이러한 좁은 해석이 보장되지 않는 경우, 가장 넓은 합리적인 해석 범위가 적용되도록 의도된다.
본원에서 사용되는 "실질적으로 평행한(substantially parallel)"은 평행하거나 평행인 것에 가까운, 즉, 평행인 것의 15° 이내, 보다 바람직하게는 평행인 것의 10° 이내, 보다 더 바람직하게는 평행인 것의 5° 이내, 가장 바람직하게는 평행인 것의 1° 이내인 것을 의미한다. 용어가 설명 없이 사용되는 경우, 평행인 것의 15° 이내로 해석되어야 한다. 구체적인 설명과 함께 사용되는 경우, 이 용어는 구체적인 설명에 따라 해석되어야 한다.
본원에서 사용되는 "실질적으로 수직인(substantially perpendicular 또는 substantially normal)"은 수직이거나 수직인 것에 가까운, 즉, 수직인 것의 15° 이내, 보다 바람직하게는 수직인 것의 10° 이내, 보다 더 바람직하게는 수직인 것의 5° 이내, 가장 바람직하게는 수직인 것의 1° 이내인 것을 의미한다. 이 용어가 설명 없이 사용되는 경우, 수직인 것의 15° 이내로 해석되어야 한다. 구체적인 설명과 함께 사용되는 경우, 이 용어는 구체적인 설명에 따라 해석되어야 한다.
표면을 언급할 때 본원에서 사용되는 "실질적으로 평면(substantially planar)"은 평면이 되도록 의도된 표면을 의미하지만, 당업자에 의해 이해될 일부 불완전성(즉, 평면성으로부터 최대 1 내지 5 미크론만큼 벗어날 수 있지만, 본원에 제시된 주요 디바이스 실시형태와 같은 밀리미터 및 마이크로 스케일 디바이스를 언급할 때 본질적으로 종종 서브미크론인 불완전성)이 존재할 수 있다. 이 용어가 설명 없이 사용되는 경우, 평면성으로부터 5 미크론 이하만큼 벗어나는 불완전성을 갖는 것으로 해석되어야 한다. 구체적인 설명과 함께 사용되는 경우, 이 용어는 구체적인 설명에 따라 해석되어야 한다. 구조체를 언급할 때, 이 용어는 무한히 얇은 구조체를 지칭하는 것이 아니라, 예를 들어 실질적으로 평면인 상단 및 하단 표면, 예를 들어, 특히 각각의 층이 랩핑(lapping), 플라이 커팅(fly cutting), 화학적 기계적 평탄화, 스피닝에 의한 확산 등과 같은 평탄화 작업을 거칠 때 다중 재료, 다중 층 전기 화학적 제조 방법을 사용하여 형성된 구조체의 각각의 층 또는 연속적으로 형성된 층의 그룹의 상단 및 하단 표면으로 형성된 것을 지칭한다. 실질적으로 평면인 구조체는, 일부 경우에, 구조체 또는 구조체의 요소가 2개의 수직 치수에서 구조의 크기에 비해 높이나 두께가 작다는 것을 의미할 수도 있다(즉, 두께에 대한 수직 풋프린트의 비율이 25보다 크고, 바람직하게는 50보다 크고, 더욱 바람직하게는 100보다 크고, 가장 바람직하게는 200보다 크다). 이 용어가 설명 없이 구조체와 관련하여 사용되는 경우, 상부 및 하부 표면 모두에 대해 실질적으로 평면인 표면 기준을 충족하는 것으로 해석되어야 한다. 일부 맥락에서, 비율 요구 사항이 적용될 수 있으며. 즉, 적어도 25의 비율이다. 구체적인 설명과 함께 구조체에 관련하여 사용되는 경우, 이 용어는 구체적인 설명에 따라 해석되어야 한다.
본원에서 사용되는 "비교적 강성(relatively rigid)"은 2개의 구조적 요소가 작동 하중 또는 응력을 받을 때 2개의 구조적 요소 사이의 강성을 비교하는 것을 의미하며, 비교적 강성인 구조적 요소는 다른 구조적 요소에 비해 적어도 2배, 보다 바람직하게는 5배, 가장 바람직하게는 10배 더 적은 편향 또는 비틀림을 격을 것이다. 이 용어가 설명 없이 구조적 요소와 관련하여 사용되는 경우, 2배 요건을 충족하는 것으로 해석되어야 한다. 구체적인 설명과 함께 구조적 요소와 관련하여 사용되는 경우, 이 용어는 구체적인 설명에 따라 해석되어야 한다.
본원에서 사용되는 "비선형 구성(non-linear configuration)"은 특히 물리적 구조체 또는 요소에 적용될 때 직선 막대와 같은 구성이 아닌 구성을 의미한다. 비선형 구성은 본질적으로 2차원 또는 3차원적이며 하나 이상의 휨 또는 곡선을 포함하는 특징부를 갖는 구성이다. 예를 들어, 평면 비선형 구조체는 평평한 나선형 구조체일 수 있다. 스프링을 언급할 때, 본원에서 사용되는 바와 같이, 비선형 구성은 이러한 관계를 구체적이고 모호하지 않게 나타내지 않는 한 힘-편향 관계를 의미하지 않는다.
평면 스프링 모듈을 갖는 프로브:
본 발명의 평면 스프링 또는 평면 순응 요소는 다수의 상이한 방식으로 형성될 수 있으며 다수의 상이한 구성을 취할 수 있다. 통상적으로, 순응 요소는 정상적인 작동 동안 스프링이 내부로 편향될 수 있는 간격 또는 개방 영역 위로 스탠드오프로부터 팁 또는 팁 암까지 캔틸레버 또는 브리지 방식으로 연장되는 부분을 갖는 평면 스프링을 포함한다(예를 들어, 2개 이상의 스프링이 상이한 횡방향 스탠드오프 위치로부터 시작하여 본원에서 통상적으로 캔틸레버 또는 캔틸레버들이라고 하는 공통 팁 암과 결합함). 이러한 순응 부분은 통상적으로 횡방향 평면 내에 2차원 비선형 구성을 갖고 평면에 수직으로(예를 들어, 종방향으로) 연장되는 두께를 가지며, 2차원 구성은 길이가 폭보다 훨씬 큰, 예를 들어, 일부 변형예에서 적어도 5, 10, 20 또는 심지어 50배인 만곡되거나 각진 구성을 갖는 빔 구조의 형태일 수 있고, 두께는, 일부 변형예에서 빔의 길이보다, 예를 들어, 적어도 5, 10, 20 또는 심지어 50배 이상 작거나, 일부 변형예에서 스프링 요소의 횡방향 치수보다, 예를 들어, 적어도 5, 10, 20 또는 심지어 50배 이상 작을 수 있다. 일부 실시형태에서, 이러한 구성의 평면은 프로브 또는 모듈이 복수의 접착된 층(예를 들어, X-Y 평면)으로 형성될 때 층 평면과 평행할 수 있다. 스프링의 (예를 들어, Z 방향으로의) 두께는 단일 층의 두께이거나 다수의 층 두께일 수 있다. 일부 실시형태에서, 순응 요소는 복수의 이격된 평면 스프링 요소를 포함한다.
일부 실시형태에서, 순응 요소는 스탠드오프 또는 팁 구조체에서 서로 결합될 뿐만 아니라 이러한 단부 요소의 중간 위치에서도 결합되는 평면 스프링 요소를 포함할 수 있다. 이러한 일부 실시형태에서, 평면 스프링 요소는 비교적 높은 스프링 상수를 갖는 하나 이상의 두꺼워진 스프링으로서 한 단부(예를 들어, 스탠드오프 또는 팁 암)로부터 시작한 다음, 초기 스프링 구조체의 상단과 하단 사이의 일부 중간 스프링 재료의 제거에 의해 감소된 스프링 상수를 제공받을 수 있어, 작지만 두꺼운 다수의 평면 순응 요소(예를 들어, 1, 2 또는 3개의 요소)로 시작된 것이 더 많은 수의 더 얇은 평면 요소로 전환되도록 하고, 일부 초기 평면 요소는 다른 단부(예를 들어, 스탠드오프의 팁 암)에 도달하기 전에 2, 3, 4, 5개 또는 그 이상의 평면이지만 더 얇은 요소로 분할되도록 하여, 이를 통해, 예를 들어, 스프링 상수, 힘 요구 사항, 초과 이동, 응력, 변형률, 전류 전달 용량, 전체 크기 및 기타 작동 매개변수가 주어진 응용 분야의 요구 사항을 충족하도록 맞추어질 수 있다.
참조 번호가 도 2 내지 도 5e2의 대부분에 포함되어 있으며, 유사한 번호는 상이한 실시형태에서 유사한 구조 또는 기능을 나타내는 데 사용된다.
예시적인 스프링 모듈이 도 2 및 도 3에 도시된다. 도 2는 2개의 편향되지 않은 스프링 요소(221-1, 221-2), 스프링 요소로부터 이격된 베이스(201) 및 스프링 요소와 베이스 사이의 종방향 모듈 간격(MG)을 연결하는 연결 지지부(예를 들어, 스탠드오프 또는 브리지)(211)를 갖는 예시적인 스프링 모듈(200)의 등각 투영도를 도시한다. 도 2의 예에서, 2개의 스프링 요소 각각은 팁 구조체의 아래쪽으로 연장되는 부분을 통해 반경 방향으로 변위된 브리지(211)로부터 중앙에 또는 축 방향으로 위치 설정된 팁 요소(231)까지 연장되는, 평면의 반경 방향으로 연장되는 나선의 형태를 취한다. 스프링은 간격(SG)만큼 종방향으로 분리된다. 이 예에서, 브리지(211)는 각각의 스프링 요소의 한 단부를 함께 연결하는 반면, 팁 요소(231)는 팁 구조체의 연장된 부분을 통해 스프링 요소의 다른 단부를 함께 연결한다. 팁 요소(231)는 원하는 폭(TW)과 원하는 팁 높이(TH)로 형성되어 상부 스프링 위로 연장되고, 각각의 스프링 요소는 원하는 재료, 빔 두께 또는 스프링 높이(SH), 빔 폭 또는 스프링 폭(SW), 스프링 코일 간 간격(CS), 및 스프링이 구조체와 이를 형성하는 연관된 재료의 탄성 편향 한계를 초과하지 않고 편향 범위 전체에 걸쳐 원하는 고정 또는 가변 스프링 힘을 제공하면서 원하는 양만큼 편향하도록 하는 코일 빔 길이로 형성된다. 특히, 팁의 길이는 베이스, 브리지, 및 스프링 요소의 서로에 대한 간섭 없이 베이스를 향하는 모듈 팁의 원하는 압축이 발생할 수 있도록 하는 길이일 수 있다. 일부 실시형태에서, 예를 들어, 각각의 모듈의 팁에 대한 최대 이동 거리는 5 um(um = 미크론) 이하일 수도 있거나, 500 um(예를 들어, 25 um, 50 um, 100 um 또는 200 um) 이상일 수도 있다. 예를 들어, 일부 실시형태에서, 모듈당 최대 이동 거리는 25 um 내지 200 um일 수 있고, 다른 예시적인 실시형태에서 모듈당 최대 이동 거리는 50 um 내지 150 um일 수 있다. 일부 실시형태에서, 팁의 최대 이동 거리는, 베이스와 접촉하게 되는 스프링 또는 팁의 편향된 부분, 베이스 상의 스톱 구조체 또는 가능하게는 브리지의 상부 부분과 접촉하게 되는 팁(예를 들어, 인접한 모듈의 표면)과 같은 하드 스톱(hard stop)에 의해 설정될 수 있다. 다른 실시형태에서, 최대 이동 거리는 소프트 스톱(soft stop) 또는 순응성 감소 구조체와 접촉하게 되는 순응 스프링 또는 팁 부분에 의해 주입될 수 있다. 최대 편향(또는 이동)을 달성하기 위한 힘은 0.1 그램 중(gram force)만큼 작을 수도 있고 20 그램 중 이상만큼 클 수도 있다. 일부 실시형태에서, 0.5 그램의 힘 목표가 적절할 수 있다. 다른 실시형태에서, 1 그램, 2 그램, 4 그램, 8 그램 이상이 적절할 수 있다. 일부 실시형태에서, 50 um 이하의 모듈 높이(MH)(종방향 치수)가 목표로 될 수 있고, 다른 실시형태에서, 500 um 이상의 모듈 높이가 목표로 될 수 있다. 일부 실시형태에서, 전체 모듈 반경 방향 직경 또는 폭(MW)은 100 um 이하 또는 400 um 이상(예를 들어, 150 um, 200 um 또는 250 um)일 수 있다. 모듈의 스프링 빔 요소 또는 빔 요소들은 1 um 이하 내지 100 um 이상(예를 들어, 10, 20, 30 또는 40 um)의 스프링 높이(SH)와 1 um 이하 내지 100 um 이상(예를 들어, 10, 20, 30 또는 40 um)의 빔 폭 또는 스프링 폭(SW)을 가질 수 있다. 팁은 균일하거나 변화하는 기하학적 구조(예를 들어, 원통형, 직사각형, 원뿔형, 다중 갈래 또는 기타 구성 또는 구성들의 조합)를 가질 수 있다. 팁은, 스프링 빔에 결합되는 경우, 이것이 연결되는 빔 또는 빔들의 폭(SW)보다 더 큰 단면 폭(TW)을 통상적으로 가질 것이다.
도 3은, 2개의 스프링 요소가 더 두껍고 이에 따라 도 2의 요소보다 더 큰 스프링 상수를 제공한다는 점을 제외하고는 도 2의 모듈과 유사한 제2의 예시적인 스프링 모듈(300)의 등각 투영도를 도시한다. 다른 관점에서, 도 3의 예는 주어진 편향에 대해 더 많은 힘이 필요할 것이고, 따라서 도 2의 예보다 더 적은 편향으로 조합된 재료 및 구조적 형상의 항복 강도에 도달(예를 들어, 탄성 편향 한계에 도달)할 것이다.
다른 실시형태에서, 스프링 모듈은 도 2 또는 도 3에 도시된 것과 다른 형태를 취할 수 있다. 예를 들어, (1) 모듈은 단일 스프링 요소 또는 2개 초과의 스프링 요소를 가질 수 있고; (2) 각각의 스프링 요소는 폭, 두께, 길이 또는 회전 범위 중 하나 이상에서 변형을 가질 수 있고; (3) 스프링 요소는 요소의 길이에 걸쳐 변경될 수 있고; (4) 스프링 요소는 오일러(Euler) 나선이 아닌 다른 구성, 예를 들어, 직사각형 나선, 둥근 모서리를 갖는 직사각형 나선, S자 형상의 구조 또는 C자 형상의 구조를 가질 수 있고; (5) 개별 스프링 요소는 하나 초과의 브리지 접합부, 예를 들어, 모듈 주위로 180도, 120도 또는 90도에 위치된 브리지 연결 포인트에 연결될 수 있고; (6) 브리지 접합부는 별도의 브리지 상에 위치될 수 있고; (7) 모듈이 적층될 때 모듈 팁의 충분한 압축에 따라 더 높은 모듈의 베이스가 더 낮은 인접한 모듈의 상부 범위 아래로 연장될 수 있도록, 베이스 요소는 스프링/브리지 접합부보다 작은 반경 방향 범위를 가질 수 있고; (8) 모듈 베이스는 편향 시 모듈 스프링이 양방향으로부터 압축될 수 있도록 하는 추가 스프링으로 교체될 수 있고; (9) 프로브 팁은 모듈의 전체 횡방향 구성에 대해 횡방향으로 중심에 위치되지 않을 수 있다(즉, 층별로 형성될 때 압축의 주요 축이나 주요 빌드 축과 일치하지 않거나 동일 선상에 있지 않는다).
도 4a 내지 도 4i는 프로브(3400) 또는 이러한 프로브의 일부에 대한 다양한 도면을 제공하고, 프로브는 두 개의 백 투 백(또는 베이스 투 베이스) 모듈로 형성되고, 2개의 모듈은 고리형 구성을 갖고 다수의 뚜렷한 특징을 포함하는 공통 베이스를 공유한다: (1) 고리형 베이스 또는 프레임(3401)은 가장 바깥쪽 횡방향 범위로 상부 나선형 스프링 어레이(3421-UC)와 하부 나선형 스프링 어레이(3421-LC)를 유지하여 상부 및 하부 스프링 어레이 사이에 기본적인 스탠드오프 기능을 제공하고, 베이스 또는 프레임(3401)은 대향하는 호형(arcuate) 측부(3401-A)와 더 좁은 대향하는 평평한 측부(3401-F)를 갖는 내부 개구부가 있는 원형 외부를 갖고, 평평한 측부를 연결하는 상부 및 하부 표면은 상부 및 하부 지지부 또는 스탠드오프(3411-1, 3411-2, 3412-1, 3412-2)와 결합하여 결국 나선형 스프링 요소의 단부를 지지하기 위한 부착 영역을 제공하는 반면, 호형 영역은 스프링의 가장 바깥쪽 캔틸레버 부분이 (변형 전에) 상주할 수 있는 간격을 제공하며, 베이스의 두께는 서로를 향한 프로브 팁의 압축 동안 나선형 스프링의 일부가 편향될 수 있는 스탠드오프 스페이서 역할을 하고; (2) 상부 및 하부 스프링 어레이 각각은 베이스 위에 있는 감겨 있는 나선형 캔틸레버(3421-1U, 3421-2U) 베이스 아래에 있는 감겨 있는 나선형 캔틸레버(3421-1U, 3421-2L)의 2개의 종방향으로 분리된 공면(co-planar) 쌍으로서의 스탠드오프의 대향하는 쌍으로부터 안쪽으로의 경로를 시작하며, 각각의 요소의 각각의 캔틸레버는 안쪽으로 이동하는 도중에 2개의 종방향으로 이격된 캔틸레버로 분할되어, 4개의 상부 캔틸레버 요소(UC1 내지 UC4)가 상부 팁 암(3431-UA)의 각각의 측부와 결합하는 반면 4개의 하부 캔틸레버 요소(LC1 내지 LC4)가 하부 팁 암(3431-LA)의 각각의 측부와 결합하고, 이는 결국 접촉 또는 접합 팁(3431-U, 3431-L)을 각각 지지하고; (3) 상부 접촉 팁과 결합하는 나선형 스프링 요소의 회전 방향은 하부 접촉 팁과 결합하는 나선형 스프링 요소에 대해 반대 회전 배향을 갖고; (4) 스탠드오프(3411-1, 3411-2, 3412-1, 3412-2)는 상부 나선 어레이의 다수의 빔 사이에 그리고 하부 나선 어레이의 다수의 나선 빔 사이에 중간 스탠드오프 기능만 제공하지만, 두 스프링 그룹 사이의 스탠드오프 기능은 베이스(3401)에 의해 직접 제공되기 때문에 제공하지 않는다.
도 4a, 도 4b, 및 도 4c는 프로브(3400)의 측면도, 상부 등각 투영도 및 하부 등각 투영도를 각각 제공하며, 프로브의 다른 특징을 볼 수 있다. 도 4b은 프로브의 상부 스프링 섹션의 가장 위쪽 나선 스프링 쌍의 도면을 제공하는 반면, 도 4c는 프로브의 하부 스프링 섹션의 가장 아래쪽 나선 스프링 쌍의 도면을 제공한다. 도 4a, 도 4b, 및 도 4c 각각은 중앙 베이스(3401)와 함께 상부 및 하부 팁(3431-U, 3431-L)의 도면을 제공한다. 도 4a, 도 4b, 및 도 4c는 또한 상부 스탠드오프(3411-1, 3411-2)와 하부 스탠드오프(3412-1, 3412-2)의 도면과, 종방향으로 분리된 상부 캔틸레버 요소(3421-1U, 3421-2U)와 하부 캔틸레버 요소(3421-1L, 3421-2L)의 외부 부분의 도면을 제공한다. 공면 캔틸레버 요소 쌍의 인터리빙된 경로는 또한 각자의 스탠드오프로부터 안쪽으로 전파되어 각자의 중앙 팁에서 만나는 것을 볼 수 있다.
도 4d 및 도 4e는 각각 상부 및 하부 관점에서 프로브(3400)의 분해 등각 투영도를 제공하여, 하부 캔틸레버 요소의 하단과 상부 캔틸레버 요소의 상단을 볼 수 있도록 할 뿐만 아니라 하부 캔틸레버 요소의 상단과 상부 캔틸레버 요소의 하단을 볼 수 있도록 하며, 평평한 호형 측벽(3401-F, 3401-A)을 포함하는 고리형 베이스(3401)의 내부도 볼 수 있도록 한다. 도 4d 및 도 4e에서, 프로브의 상부 스프링 섹션 또는 상부 순응 요소(3421-UC)는 중앙 프레임 또는 베이스 요소(3401)로부터 분리되고, 결국 프로브의 하부 스프링 섹션 또는 하부 순응 요소(3421-LC)에서 분리된다. 상부 팁(3431-U)은 상부 및 하부 스프링 섹션의 상단 및 중앙 프레임 요소의 상단과 함께 도 4d에서 볼 수 있다. 하부 팁(3431-L)은 상부 및 하부 스프링 섹션(3421-UC, 3421-LC)의 하단 및 중앙 프레임 요소(3401)의 하단과 함께 도 4e에서 볼 수 있다. 분해된 요소를 연결하는 점선에 의해 볼 수 있는 바와 같이, 중앙 프레임 요소(3401)는 상부 및 하부 스프링 섹션의 가장 바깥쪽 횡방향 범위를 지지하고, 보다 구체적으로, 이러한 캔틸레버 요소를 지지하는 스탠드오프(3411-1, 3411-2, 3412-1, 3412-2)를 지지한다.
도 4f 내지 도 4i는 프로브(3400)의 4개의 상이한 절단도를 제공하며, 프로브의 내부 구조가 드러나도록 프로브의 측부를 점진적으로 더 큰 부분을 절단하여 캔틸레버 변화가 더 쉽게 보이고 이해될 수 있도록 한다. 나선형 요소가 횡방향으로 중심에 있는 팁 요소를 향해 안쪽으로 회전함에 따라, 캔틸레버 요소는 베이스(3401) 위의 2개의 종방향으로 분리된 캔틸레버 요소(3421-2U, 3421-1U)와 베이스(3401) 아래의 2개의 종방향으로 분리된 캔틸레버 요소(3421-1L, 3421-2L)로부터 베이스 위의 4개의 종방향으로 분리된 캔틸레버 요소(UC1 내지 UC4)와 베이스 아래의 4개의 종방향으로 분리된 캔틸레버 요소(LC1 내지 LC4)로 전환되며, 빔은 각각 종방향으로 이동 가능한 팁 암 요소(3431-UA, 3431-LA)(도 4h에서 가장 잘 볼 수 있음)에 도달하고, 이는 결국 각각 팁(3431-U, 3431-L)과 결합하거나 팁(3431-U, 3431-L)이 된다.
도 5은 도 4a와 유사한 프로브(3400)의 측면도를 제공하지만, 예를 들어, (희생 재료와 함께) 단일 또는 다수의 구조적 재료를 사용하고 프로브의 종축에 대응하는 빌드 축 또는 적층 축을 사용하는 다층, 다중 재료 전기 화학적 제조 공정과 같은 다층 제조 공정을 통해, 프로브가 제조될 수 있는 프로브의 종축(즉, 도시된 바와 같이 Z축)을 따라 각각의 층이 식별된 두께를 갖는 17개의 샘플 층 레벨(LI 내지 L17)이 식별된다. 이러한 형성 실시형태에서, 프로브는 한 번에 하나씩 형성될 수 있지만, 통상적으로 연속적인 층상(layer-upon-layer) 빌드 업을 통해 동시에 형성된 수백 개 또는 심지어 수천 개의 프로브로 일괄적으로 프로브를 형성하는 것이 바람직하다.
도 6a 내지 도 13b는 층 LI 내지 L17의 8가지 고유한 구성에 대한 평면도(-a 도면) 및 등각 투영도(-b 도면)에 도시된 단면 구성을 예시한다.
도 6a 및 도 6b는 층 LI 및 L17의 도면을 예시하고, LI에 대해 하부 팁(3431-L)이고 층 L17에 대해 상부 팁(3431-U)인 팁을 볼 수 있다.
도 7a 및 도 7b는 평면 스프링 나선(3421-1L, 3421-2L)의 일부와, 캔틸레버 섹션(LC1 내지 LC4)(라벨링되지 않음)을 형성하는 가장 안쪽 영역, 하부 중앙 팁 암(3431-LA)의 일부 및 하부 스탠드오프(3412-1, 3412-2)의 일부를 제공하는 L2, L4, L6 및 L8의 도면을 예시하고, 이중의(dual) 인터레이싱된 나선 구성을 볼 수 있다.
도 8a 및 도 8b는 L3 및 L7의 도면을 예시하고, 불완전한 나선형 요소(3421-1L, 3421-2L) 및 스탠드오프(3412-1, 3412-2)(도 7a 및 7b의 특징과 유사하지만 LC1 내지 LC4 부분이 없음)를 볼 수 있다. 이러한 도면에 반영된 나선형 부분은, 도 7a 및 7b의 위에 놓이거나 아래에 놓이는 부분과 조합하여, 스프링의 가장 바깥쪽 횡방향 부분에서 두꺼워진 나선형 단면을 형성하고, 하부 순응 요소(3421-LC)는 스프링의 가장 안쪽 횡방향 부분에서 팁 암과 결합하는 4개의 더 얇은 캔틸레버 요소(LC1 내지 LC4)와 대조적으로 2개의 두꺼워진 캔틸레버 요소만 포함한다.
도 9a 및 9b는 3421-1L과 3421-2L의 캔틸레버 스프링 부분 사이에 연결을 제공하는 스탠드오프(3412-1, 3412-2)의 일부와 하부 팁 암(3431-LA)의 일부를 포함하는 L5의 뷰를 예시한다.
도 10a 및 10b는 스탠드오프 역할을 하는 2개의 부분을 통해 상부 및 하부 순응 요소(3421-UC, 3421-LC)를 분리하고 연결하는 링형 베이스(3401)를 포함하는 L9의 뷰를 예시하고, 베이스의 일부 횡방향 부분은 스탠드오프 영역(3411-1, 3411-2, 3412-1, 3412-2)에서 스프링에 정렬되고 이와 맞물린다. 프로브(3400)의 안쪽으로 회전하는 나선의 실제 시작은 L8의 특징부가 L9의 특징부와 어떻게 인터페이스하는지 그리고 마찬가지로 L9의 특징부가 L10의 특징부와 어떻게 인터페이스하는지에 따라 달라진다. 특히, 인터페이스는 (예를 들어, 최소 폭 인터페이스가 제공되도록) 감겨 있는 나선의 국부적인 길이에 수직이 아니지만 베이스와 인터페이스하는 나선 빔(들)의 외부 부분이 길이를 따라 내부 부분에 비해 다른 양만큼 지지되도록 비스듬히 형성된다. 일부 변형예에서, 인터페이스는 인터페이스가 빔의 국부적인 길이에 수직으로 제공되어 베이스(또는 다른 스탠드오프 영역)에 의해 제공되는 지지가 지지되는 빔 영역과 지지되지 않는 빔 영역 사이에 횡방향으로 수직이거나 실질적으로 수직인 전환을 제공하는 방식으로 제공될 수 있다. 특히, 수직 전환은 L4와 L5, L5와 L6, L12와 L13 그리고 L13과 L14에 의해 형성된 인터페이스와, L2에서 L3, L3에서 L4로, L6에서 L7로, L7에서 L8로, L10에서 L11로, L11에서 L12로, L14에서 L15로, L15에서 L16으로와 같은 다른 빔 분할 영역에서 볼 수 있는 바와 같이, 다른 빔에서 스탠드오프 영역으로 제공되고, 빔 전환은 실질적으로 빔에 바로 수직이거나 빔의 국부적인 길이에 수직인 횡방향 선을 따라 연장된다, 이러한 수직 인터페이싱 및 비수직 인터페이싱과 이들의 일관되거나 다양한 사용은 프로브 성능 또는 작동 특성을 맞추는 데 사용될 수 있다. 특히, 베이스와의 비수직 인터페이싱으로 인해 그리고 캔틸레버의 다른 빔에 의해 그 사이에 제공되는 인터페이싱으로 인해, 캔틸레버의 외부 부분은 단일의 두꺼운 빔으로 제공되는 반면, 캔틸레버 구조체의 내부 부분은 중간 두께의 두 빔으로 시작하고 프로브 암에서 캔틸레버는 4개의 더 얇은 빔으로 끝난다. 일부 변형예에서, 초기 캔틸레버 구조체는 (베이스로부터 횡방향으로 벗어남에 따라) 폭 전체에 걸쳐 단일의 두꺼운 빔 또는 다수의 빔으로 시작할 수 있다. 빔 길이를 따르는 다른 전환은 또한 순수하거나(clean) 수직인 전환을 제공하도록 설정될 수 있거나, 가변적이거나 비수직인 전환을 제공하도록 설정될 수 있다. 도 11a 및 도 11b는 L10, L12, L14 및 L16의 도면을 예시하며, 이는 (1) 상부 평면 스프링 나선(3421-1U, 3421-2U)의 일부 및 캔틸레버 부분(UC1 내지 UC4)(라벨링되지 않음)를 형성하는 이의 가장 안쪽 연장부와, (2) 상부 중앙 팁 암(3431-UA)의 일부 및 상부 스탠드오프(3411-1, 3411-2)의 일부를 제공하고, 이중의 인터레이싱된 나선 구성을 볼 수 있다. 이들은 도 7a 및 도 7b에 도시된 하부 순응 요소 특징부에 대한 상부 순응 요소의 대응물이다. 이러한 도면들의 비교는 상부 및 하부 순응 요소의 나선의 회전 배향이 반전된 회전 배향을 가지고 있다는 것을 보여준다. 이러한 배향 반전은 일부 경우에는 유익할 수 있고 다른 경우에는 불필요하거나 심지어 해로울 수 있다. 스프링 요소의 압축 시, 팁은 나선형 요소의 안쪽을 향하는 회전과 반대 방향으로 회전하는 경향이 있어, 산화물 코팅을 돌파하는데 조력할 수 있는 스크러빙 또는 스크래핑 효과를 야기할 수 있거나 접촉되는 표면에 손상을 야기할 수 있다. 하부 및 상부 프로브 팁 사이의 스크러빙 배향 반전은 바람직할 수도 있고 바람직하지 않을 수도 있으며, 따라서 초기 프로브 설계 동안 고려될 수 있다. 마찬가지로, 분리된 상부 스프링 요소의 상대적 배향 반전이 가능하며, 분리된 하부 스프링 요소의 배향 반전도 가능하다.
도 12a 및 도 12b는 층 L11 및 L15의 도면을 예시하고, 도 11a 및 도 11b의 나선의 부분들을 연결하여 스프링의 가장 안쪽 횡방향 부분에서 더 두꺼운 섹션을 형성하는 불완전한 나선형 요소(3421-1U, 3421-2U) 및 스탠드오프(3411-1, 3411-2)의 연결 영역을 볼 수 있고, 상부 순응 요소(3421-UC)는 나선의 가장 안쪽 횡방향 영역에서 팁 암(3431-UA)과 결합하는 4개의 더 얇은 요소와는 대조적으로 단지 2개의 두꺼워진 요소를 포함한다. 도 12a 및 도 12b는 도 8a 및 도 8b에 도시된 하부 순응 요소에 대한 상부 순응 요소의 대응물을 제공한다.
도 13a 및 도 13b는 상부 팁 암(3431-UA)의 일부와 캔틸레버(3421-1U, 3421-2U) 사이에 연결을 제공하는 스탠드오프(3411-1, 3411-2)의 일부를 포함하는 층 L13의 도면을 예시한다. 도 13a 및 도 13b는 도 9a 및 도 9b에서 발견되는 하부 순응 요소 대응물에 대한 대응물인 상부 순응 요소의 일부의 이미지를 제공한다.
도 4a 내지 도 13b의 프로브에 대한 많은 추가 변형이 가능하고, 본원에서의 교시 내용을 검토하는 것에 따라 당업자에게 명백할 것이며, 예를 들어, (1) 재료의 변형; (2) 각각의 스프링 요소가 도입하는 회전 또는 부분 회전의 수, 각각의 종방향 레벨에서 사용되는 인터리빙된 스프링의 수, 사용되는 종방향으로 이격된 스프링의 수(예를 들어, 짝수, 홀수 등), 나선의 길이를 따라 발생하는 종방향 빔 전환의 수 및 위치, 연속적인 나선이 취하는 회전 방향(예를 들어, CW-CCW-CW-CCW-CW, CW-CCW-CCW-CCW-CW 등), 팁의 형상, 캔틸레버 빔의 폭 및 두께를 포함하는 구성에서의 변형; (3) 상부 및 하부 스프링 모듈 중 하나 또는 모두를 고리형 프레임으로부터 이격하는 스탠드오프의 사용; (4) 프로브의 외부 둘레가 아닌 프로브의 중앙 부분에 더 가까운 스탠드오프의 사용; (5) 상이한 유형의 프레임 또는 베이스 구조체 및/또는 이러한 프레임 및 베이스 구조체에서의 개구부의 사용; (6) 상이한 스탠드오프에 의해 지지되는 공면의 인터레이싱된 나선 쌍이 아니지만 주어진 종방향 레벨에 있는 단일 나선이거나 주어진 종방향 레벨에 있는 두 개 초과의 인터레이싱된 나선; 및 (7) 본원에 제시된 다른 실시형태 및 양태의 특징 및 이의 변형으로부터 취해진 변형을 포함한다.
도 14 및 도 15는 본 발명의 다른 실시형태에 따라 조립 전의 2개의 반대로 배향된 프로브 모듈(3500-U, 3500-L)(도 14)과 조립된 프로브(3500)(도 15)의 등각 투영도를 제공하고, 프로브가 동일하거나 다른 배향을 갖는 2개의 별도 프로브 모듈로 형성된 후, 프로브 모듈은 하부 프로브 모듈(3500-L)로도 표시되는 한 프로브 모듈(3500-L)이 아래를 향하는 팁(3531-L)을 갖고 상부 프로브 모듈(3500-U)로도 표시되는 다른 프로브 모듈(3500-U)이 위를 향하는 팁(3531-U)을 갖도록 베이스간(base-to-base) 조립되고, 각각의 프로브 모듈은 자체 팁(3531-U 또는 3531-L), 팁 암, 평면 스프링 요소(3521-U 또는 3521-L), 스탠드오프(3511-U 또는 3511-L) 및 베이스(3501-U 또는 3501-L)로 형성되고, 각각의 모듈은 동일하거나 다른 특징부를 가질 수 있다.
프로브(3500)의 상부 프로브 모듈(3500-U)은 상부 프로브 팁(3531-U)으로 끝나는 상부 프로브 암(3531-UA)에 연결된 스프링 요소 또는 조립체인 상부 순응 요소(3521-U)를 갖고, 프로브(3500)의 하부 프로브 모듈(3500-L)은 하부 프로브 팁(3531-L)으로 끝나는 하부 프로브 암(3531-LA)에 연결된 스프링 요소 또는 조립체인 하부 순응 요소(3521-L)를 갖는다.
더욱 구체적으로, 제1 순응 요소(3521-U)는 평면 구성에 실질적으로 수직인 방향으로 순응성을 제공하고, 제1 순응 요소의 제1 부분은 적어도 하나의 스탠드오프와 기능적으로 결합하고, 제1 순응 요소의 제2 부분은 적어도 하나의 스탠드오프에 대해 탄성적으로 이동할 수 있는 제1 프로브 팁 또는 상부 프로브 팁(3531-U)으로 끝나는 제1 프로브 암 또는 상부 프로브 암(3531-UA)과 기능적으로 결합하고, 제1 프로브 암(3531-UA)은 제1 순응 요소(3521-U)가 비편향일 때 적어도 하나의 스탠드오프의 제1 단부를 넘어 종방향으로 연장되는 제1 프로브 팁을 직접적으로 또는 간접적으로 유지한다.
더욱이, 제2 순응 요소(3521-L)는 평면 구성에 실질적으로 수직인 방향으로 순응성을 제공하고, 제2 순응 요소의 제1 부분은 적어도 하나의 스탠드오프와 기능적으로 결합하고, 제2 순응 요소의 제2 부분은 적어도 하나의 스탠드오프에 대해 탄성적으로 이동할 수 있는 제2 프로브 또는 하부 프로브 팁(3531-L)으로 끝나는 제2 프로브 암 또는 하부 프로브 암(3531-LA)과 기능적으로 결합하고, 제2 프로브 암(3531-LA)은 제2 순응 요소(3521-L)가 비편향일 때 적어도 하나의 스탠드오프의 제2 단부를 넘어 종방향으로 연장되는 제2 팁을 직접적으로 또는 간접적으로 유지한다.
일 실시형태에 따르면, 제1 순응 요소(3521-U) 및 제2 순응 요소(3521-L)는 비편향일 때 각자의 2차원의 실질적으로 평면인 스프링을 포함하여, 제1 및 제2 순응 요소가 평면 구성에 실질적으로 수직인 방향으로 순응성을 제공하도록 한다.
특히, 제1 및 제2 순응 요소(3521-U, 3521-L)의 제1 부분은 적어도 하나의 스탠드오프에 의해 종방향으로 서로 이격되고, 제1 및 제2 팁 중 적어도 하나를 다른 하나를 향해 편향할 때, 제1 및 제2 순응 요소(3521-U, 3651-L)의 제2 부분은 (A) 서로 더 가까워지는 방식 및 (B) 서로 더 멀어지는 방식으로 구성되는 그룹으로부터 선택된 방식으로 종방향으로 이동한다.
도 14는 종방향으로 분리된 프로브 모듈을 예시하며, 프로브 모듈은 3545로 표시된 방향으로의 상대적 이동을 겪어 상부 프로브 모듈(3500-U)의 하단이 하부 프로브 모듈(3501-L)의 상단과 접촉하게 된다. 대안적으로, 상부 프로브 모듈(3500-U)은 하나 이상의 중간 재료(예를 들어, 접합 재료 또는 접착 촉진 재료)와 접촉하고, 이어서 하부 프로브 모듈(3500-L)과 접촉하여, 도 15에 도시된 바와 같이 함께 놓이면, 2개의 프로브 모듈은 횡방향으로, 종방향으로 그리고 아마도 회전 방향으로 접착되거나 다른 방식으로 함께 유지되어 프로브를 형성할 수 있다. 일부 실시형태에서, 모듈은, 예를 들어, 납땜, 브레이징, 레이저 용접, 초음파 용접, 스팟 용접, 전도성 에폭시의 사용 또는 일부 다른 접착제를 통해 함께 고정될 수 있다. 일부 실시형태에서, 확산 접합 또는 기타 응집 접합(cohesive bonding)이 적절한 영구적 또는 일시적 접착력을 제공할 수 있다.
특히, 상부 및 하부 프로브 모듈(3500-U, 3500-L)은 이들의 각각의 팁이 실질적으로 반대인 종방향으로 서로 멀어지게 향하도록 방향 3545로 횡방향 및 종방향으로 정렬되어, 상부 프로브 모듈(3500-U)의 적어도 하나의 제1 스탠드오프(3511-U)와 하부 프로브 모듈(3500-L)의 적어도 하나의 제2 스탠드오프(3411-L)가 직접적으로 또는 간접적으로 서로 결합되어 적어도 하나의 제1 순응 요소(3521-U)를 적어도 하나의 제2 순응 요소(3521-L)로부터 분리시킨다.
도 14 및 도 15의 실시형태의 다른 많은 변형예가 가능하며, 예를 들어, (1) 스프링 두께, 스프링 폭, 나선 길이, 스탠드오프 높이, 팁 암 길이, 프로브 직경 또는 전체 높이와 같은 프로브 특징부의 물리적 치수에서의 변화; (2) 팁 구성에서의 변화, 스프링 형상에서의 변화, 스프링을 지지하는 스탠드오프의 수에서의 변화, 임의의 주어진 종방향 레벨에서 팁 암을 지지하는 나선형 요소의 수에서의 변화, 모듈의 일부를 형성하는 스프링 레벨의 수에서의 변화, 베이스 구성에서의 변화, 스탠드오프 구성에서의 변화, 실질적으로 원형인 구성으로부터 직사각형, 둥근 직사각형, 육각형, 타원형 또는 기타 다각형 또는 곡선 구성과 같은 다른 구성으로의 변화; (3) 프로브 또는 프로브의 다른 부분을 형성하는 데 사용되는 재료 또는 재료들에서의 변화; (4) 상부 및 하부 프로브 모듈이 상이한 재료로 형성된 상이한 구성을 갖는 것; (5) 본원에 제시된 다른 실시형태 또는 이러한 실시형태의 변형예와 연관되어 논의된 특징 또는 기능의 구현; (6) 예를 들어 기계적 인터로킹, 나사형 구조, 스프링에 의해 제공되는 마찰, 스프링에 의해 생성된 릴리스 가능하거나 릴리스 불가능한 래치 또는 다른 프로브 모듈과의 맞물림 동안 하나 또는 양 프로브 모듈 상의 하나 이상의 특징부의 강제적인 상대적 이동을 포함하는, 상부 및 하부 프로브 모듈을 부착하거나 다른 방식으로 통합하기 위한 다른 수단 또는 방법의 사용; 및 (7) 2개 초과의 별도로 형성된 프로브 모듈 또는 구조체의 사용을 포함한다.
도 16 및 도 17는 본 발명의 다른 실시형태에 따라 조립 전의 2개의 반대로 배향된 프로브 모듈(3600-U, 3600-L)(도 14)과 조립된 프로브(3600)(도 17)의 등각 투영도를 제공하고, 프로브가 동일하거나 다른 배향을 갖는 2개의 별도 프로브 모듈로 형성된 후, 프로브 모듈은 하부 프로브 모듈(3600-L)로도 표시되는 한 프로브 모듈이 아래를 향하는 팁(3631-L)을 갖고 상부 프로브 모듈(3500-U)로도 표시되는 다른 프로브 모듈이 위를 향하는 팁(3631-U)을 갖도록 조립되고, 각각의 프로브 모듈은 자체 팁(3631-U 또는 3631-L), 팁 암, 평면 스프링 요소(3621-L, 3621-U) 및 스탠드오프(3611-L, 3611-U)로 형성되고, 모듈 중 하나만이 자신의 스탠드오프(3611-L)에 결합된 베이스(3601-L)로 형성된다.
조립 과정 동안, 2개의 프로브 모듈이 먼저 도 16에 도시된 바와 같이 횡방향으로 정렬된 후, 프로브 모듈은 화살표 3645로 도시된 방향으로 서로에 대해 이동되어, 도 17에 도시된 바와 같이 상부 프로브 모듈(3600-U)의 스탠드오프(3611-U)가 하부 프로브 모듈(3600-L)의 베이스(3601-L)와 접촉하고 이에 결합된다.
도 14 및 도 15의 실시형태와 마찬가지로, 하나의 프로브 모듈의 스탠드오프, 특히 상부 프로브 모듈(3600-U)의 스탠드오프(3611-U)와 다른 프로브 모듈의 베이스, 특히 하부 프로브 모듈(3600-L)의 베이스(3601-L) 사이의 접촉은 직접적일 수 있고, 또는 중간 접합 또는 접착 촉진 재료가 접촉을 형성하기 전에 이러한 요소들의 표면 중 하나 또는 둘 모두에 위치될 수 있기 때문에 간접적일 수 있다.
2개의 프로브 모듈(3600-U, 3600-l)은 횡방향, 종방향 및 회전 방향으로 접착되거나 다른 방식으로 함께 유지되어 프로브를 형성할 수 있다. 일부 실시형태에서, 프로브 모듈(3600-U, 3600-L)은, 예를 들어, 납땜, 브레이징, 레이저 용접, 초음파 용접, 스팟 용접, 전도성 에폭시의 사용 또는 일부 다른 접착제를 통해 함께 고정될 수 있다.
도 16 및 도 17의 실시형태에 대한 많은 대안이 가능하며, 예를 들어, (1) 도 14 및 도 15의 실시형태와 관련하여 언급된 대안 및 본원에 명시된 다른 실시형태와 이의 대안과 연관된 특징부의 사용; (2) 양 프로브 모듈 모두 베이스 없이 형성되어 프로브를 형성하기 위한 2개의 프로브 모듈의 조립이 스탠드오프간(standoff-to-standoff) 메이팅을 제공하도록 할 수 있는 것; (3) 스탠드오프의 연장된 부분(즉, 평면 스프링(3621-U, 3621-L) 위 또는 아래 부분)이 프로브 모듈 중 하나로부터 제거되어, 메이팅이 한 프로브 모듈의 연장된 스탠드오프를 다른 프로브 모듈의 평면 스프링(들)의 잘린 스탠드오프 영역과 결합하여 발생하도록 할 수 있는 것; (4) 베이스가 링형 구조체 또는 상보적인 인터페이싱 특징부를 갖는 구조체와 같은 대안적인 구성을 취할 수 있는 것; 및 (5) 접촉 영역에서의 베이스 및/또는 스탠드오프 자체가 접착제, 기계적 인터로킹, 마찰, 확산 접합 또는 응집 접합의 어느 것에 의해서도 정렬 및/또는 결합을 제공하는 특징부를 포함할 수 있는 것을 포함한다.
도 18a 내지 도 20은 본 발명의 다른 실시형태에 따라 프로브 모듈 또는 프로브 모듈로부터 조립된 프로브의 도면을 제공하고, 어느 프로브 모듈(3700-U, 3700-L)도 베이스를 포함하지 않지만, 반대쪽 프로브 모듈(3711-L)과 메이팅할 수 있는 구성을 갖는 스탠드오프(3711-U)를 제공한다.
도 18a 및 도 18b는 프로브 모듈들을 반전된 종방향 배향으로 결합할 때 서로 맞물릴 수 있는 상보적인 종방향, 회전 방향, 또는 반경 방향 스톱 특징부가 있는 스탠드오프(3711)를 갖는 2개의 상보적인 프로브 모듈의 등각 투영도를 제공한다.
도 18a 및 도 18b의 각각의 프로브 모듈은 자체 팁(3731), 팁 암, 평면 스프링 요소(3721) 및 스탠드오프(3711)를 포함하고, 상부 또는 하부 프로브 모듈로서의 이러한 프로브 모듈들의 사용이 아직 특정되지 않았기 때문에 상부 지시 "U" 및 하부 지시 "L"은 빠져 있다. 도 18a 및 도 18b의 스탠드오프(3711)는 종방향 또는 수직 대향 특징부(3761-V1, 3761-V2)와, 실질적으로 양 또는 음의 접선 방향을 향하는, 횡방향 대향 특징부(3761-H1, 3761-H2)와, 실질적으로 양 또는 음의 반경 방향을 향하는, 반경 방향 대향 특징부(3761-R1, 3761-R2)를 포함한다. 도 18a의 프로브 모듈에서, 하나의 횡방향 대향 특징부(3761-H2)는 외부의 접선 방향 대향 메이팅 표면이고 내부의 접선 방향 대향 메이팅 표면인 다른 횡방향 대향 특징부(3761-H1)의 뒤쪽에 회전 방향으로 놓여 있어, 횡방향 대향 특징부들(3761-H1, 3761-H2), 즉 내부 및 외부의 접선 방향 대향 특징부 사이의 중간부인 반경 방향 대향 표면(3761-R1)이 반경 방향으로 바깥쪽으로 향하도록 한다. 도 18b의 프로브 모듈에서, 외부의 접선 방향 대향하는 메이팅 표면(3761-H2)인 하나의 횡방향 대향 특징부는 내부의 접선 방향 대향 메이팅 표면(3761-H1)인 다른 횡방향 대향 특징부보다 반경 방향으로 앞에 놓여 있어, 대응하는 중간부 반경 방향 대향 표면(3761-R2)이 반경 방향으로 안쪽을 향하도록 한다. 이러한 상보적인 관계로 인해, 37A1과 37A2의 프로브 모듈은 한 프로브 모듈이 상부 모듈로 사용되고 다른 하나가 하부 프로브 모듈로 사용될 때 이러한 표면에서 서로 메이팅할 수 있다. 도 18a 및 도 18b에 도시된 예에서, 프로브 모듈의 명확한 수직, 반경 방향 및 접선 방향 정렬이 제공된다. 이 실시형태의 변형예에서, 다른 상보적인 메이팅 표면이 관련 좌표계의 1개, 2개, 또는 바람직하게는 3개 축 모두의 세트를 따라 결정적 스톱 메이팅 또는 하드 스톱 메이팅을 제공할 수 있다.
도 19는 도 18a의 프로브 모듈이 상부 프로브 모듈(3700-U) 역할을 하고, 도 18b의 프로브 모듈이 위로 향하는 배향으로부터 아래로 향하는 배향으로 회전되어 하부 프로브 모듈(3700-L) 역할을 하는, 종방향 메이팅을 위해 배향되고 정렬된 도 18a 및 도 18b의 프로브 모듈의 등각 투영도를 제공하고, 프로브 모듈(3700-L, 3700-U)은 화살표 3745로 표시된 방향으로 서로 상대적으로 이동되어 메이팅을 제공할 것이고, 일부 횡방향 이동이 또한 메이팅 또는 정렬 표면의 대면 접촉을 보장하는 데 사용될 수 있다.
도 20는 완성된 프로브(3700)를 형성하기 위한 화살표 3745에 의해 지시된 이동, 메이팅 및 결합이 발생한 후의 도 19의 프로브 모듈의 등각 투영도를 제공한다. 프로브 모듈의 결합은 이전 실시형태에서 언급된 바와 같이 다양한 방법으로 발생할 수 있다.
프로브 및/또는 조립 과정에 대한 많은 추가적인 변형예가 다른 실시형태 및 이의 변형예와 연관되어 언급된 방법 또는 특징을 포함하는 본원에서의 교시에 대한 검토에 따라 당업자에 의해 이해될 것이다.
도 21 내지 도 23는 본 발명의 다른 실시형태에 따라 프로브(3800)를 생성할 때 다양한 조립 상태에서의 2개의 프로브 모듈, 특히 상부 프로브 모듈(3800-U) 및 하부 프로브 모듈(3800-L)의 등각 투영도를 제공한다.
프로브(3800)의 상부 프로브 모듈(3800-U)은 상부 프로브 팁(3831-U)으로 끝나는 상부 프로브 암에 연결된 스프링 요소 또는 조립체인 상부 순응 요소(3821-U)를 갖고, 프로브(3800)의 하부 프로브 모듈(3800-L)은 하부 프로브 팁(3831-L)으로 끝나는 하부 프로브 암에 연결된 스프링 요소 또는 조립체인 하부 순응 요소(3821-L)를 갖는다.
도 21는 횡방향으로 정렬된 상부 및 하부 프로브 모듈(3800-U, 3800-L)과 각각 이동 화살표 3845-1 및 3845-2로 도시된 후속적인 제1 및 제2 필수 메이팅 이동을 도시하며, 제1 필수 메이팅 이동은 더 좁은 목 특징부에 의해 하부 프로브 모듈(3800-L)의 베이스(3801-L)에 부착된 캡핑 구조체(3863)로부터 상부 프로브 모듈(3800-U)의 베이스(3801-U)를 분리하기 위한 제1 횡방향 분리(3845-1)를 포함하고, 이어서 종방향 정렬(3845-2)이 이어져 도 22에 예시된 조립체의 상태를 제공하며, 상부 프로브 모듈(3800-H)은 하부 프로브 모듈(3800-L) 위에 위치 설정되고, 프로브 모듈(3800-U, 3800L)은 서로 이동되는 각자의 팁(3831-U, 3831-L)을 갖는다. 추가 횡방향 이동이 도 23에 예시된 바와 같은 횡방향 정렬 및 메이팅을 제공하기 위해 3845-1의 이동과 반대인 화살표 3845-3으로 도시되고, 상부 프로브 모듈(3800-U)의 베이스(3801-U)는 3861-R1, 3861-R2 및 3861-V2를 포함하는 다수의 정렬 특징부를 갖는 맞물림 슬롯(3862)을 갖고, 하부 프로브 모듈(3800-L)의 베이스(3801-L)는 정렬 특징부(3861-V1)를 갖고, 더 좁은 목 영역에 의해 베이스(3801-L)로부터 분리된 캡핑 구조체(3863)를 지지하여, 종방향 보유를 제공하도록 이의 접합 정렬 특징부에 의해 슬롯형 구조체를 갖는 상부 프로브 모듈(3800-U)의 베이스(3801-U)와 효과적으로 맞물리고 이를 보유할 수 있는 캡핑 구조체(3863)와 하부 프로브 모듈(3800-L)의 베이스(3801-L) 사이의 언더컷 영역을 형성한다.
프로브 모듈의 결합은 위에서 논의된 정렬 및 보유 특징부에 의해 충분히 달성될 수 있지만, 일부 변형예에서, 이전 실시형태에서 언급된 바와 같은 향상된 메이팅을 제공하는 데 있어서 추가적인 부착, 보유 또는 접합 재료나 방법이 사용될 수 있다. 프로브 및/또는 조립 과정에 대한 많은 추가적인 변형예가 다른 실시형태 및 이의 변형예와 연관되어 언급된 방법 또는 특징을 포함하는 본원에서의 교시에 대한 검토에 따라 당업자에 의해 이해될 것이다.
도 24 내지 도 26는 본 발명의 다른 실시형태에 따라 프로브(3900)를 생성하기 위한 도 21 내지 도 23에서 제공된 것과 유사한 도면을 제공하고, 프로브 모듈은, 하부 프로브 모듈(3900-L)의 베이스(3901-L)의 목 부분에 결합된 캡핑 구조체(3963)가 접합 작업이 필요없거나 여전히 선택적으로 사용될 수 있는 다른 구조체를 포함하지 않으면서 전기적 목적 및 기계적 목적 중 하나 또는 모두를 위해 상부 프로브 모듈(3900-U)에 안정화된 횡방향 연결을 제공하는 스프링 요소(3964)를 포함한다는 것을 제외하고는 도 21 내지 도 23의 프로브 모듈과 유사하다.
프로브(3900)의 상부 프로브 모듈(3900-U)은 상부 프로브 팁(3931-U)으로 끝나는 상부 프로브 암에 연결된 스프링 요소 또는 조립체인 상부 순응 요소(3921-U)를 갖고, 프로브(3900)의 하부 프로브 모듈(3900-L)은 하부 프로브 팁(3931-L)으로 끝나는 하부 프로브 암에 연결된 스프링 요소 또는 조립체인 하부 순응 요소(3921-L)를 갖는다.
도 24 내지 도 26의 예에서, 스프링 요소(3964)는 반대 방향으로 배향된 2개의 탄성적 편향 요소를 갖고, 하나는 상부 모듈 스탠드오프(3911-U) 중 하나(예를 들어, 왼쪽 스탠드오프)에 접촉하고 다른 하나는 하부 프로브 모듈(3900-L)을 상부 프로브 모듈(3900-U)의 스탠드오프들 사이에 횡방향으로 중앙에 위치시키는 경향이 있는 힘을 제공하고 스프링 요소(3964)와 스탠드오프(3911-U)가 전도성 금속으로 이루어지고 어느 것에도 유전체 코팅이 제공되지 않을 때 상부 및 하부 프로브 모듈 사이에 안정적인 전기적 접촉을 제공하는 경향이 있는 다른 상부 모듈 스탠드오프(3911-U)(예를 들어, 오른쪽 스탠드오프)과 접촉한다. 상부 및 하부 프로브 모듈(3900-U, 3900-L) 사이에 존재하는 향상된 마찰력의 결과로서, 스프링 힘은 또한 상부 프로브 모듈(3900-U)의 스탠드오프들(3911-U) 사이에 하부 프로브 모듈(3900-U)의 캡핑 특징부(3963)의 보유를 촉진하는 경향이 있다.
다른 실시형태에서와 마찬가지로, 다양한 변형예가 가능하며, 다른 실시형태 및 이의 변형예에서 언급된 것뿐만 아니라 프로브 모듈 자체의 스프링 요소의 보유 스프링과 반대편 프로브 모듈과의 이의 상호 작용의 변형예와 연관되어 언급된 것을 포함한다. 예를 들어, 일부 변형예에서, 양 프로브 모듈 모두 스프링 요소를 포함할 수 있다. 일부 예에서, 프로브 모듈의 스프링 요소는 반대편 프로브 모듈 상의 상대적으로 강성인 특징부와는 대조적으로 반대편 프로브 모듈의 스프링 요소와 상호 작용한다. 다른 예로, 일부 대안에서, 보유를 유지하는 힘이 스프링에 의해 생성된 수직력과 조합한 마찰 계수에만 기초하지 않고 스프링 힘에 의해 유지되는 실제 간섭 맞물림 상호 작용 또는 심지어 재진입 맞물림 결합 상호 작용에 기초할 수 있도록, 프로브 모듈의 스프링은 반대편 프로브 모듈의 스탠드오프 상의 또는 그 내의 상보적인 특징부와 맞물릴 수 있는 돌출된 요소 또는 만입부(indentation)를 포함할 수 있다.
일부 추가 변형예에서, 상호 작용하는 특징부는 초기 로딩 동안 기울어진 인터페이스를 제공하고 분리 방향으로의 이동에 대항하는 수직 인터페이스 또는 심지어 재진입 인터페이스를 제공하는 구성(예를 들어, 스냅 잠금 구성)이 될 수 있다. 일부 변형예에서, 스냅 잠금 구성은 각각의 요소가 맞물릴 때, 특히 요소들 사이에 분리 편향이 존재하지 않을 때, 더 낮은 잔류 접촉력을 제공하거나 심지어 제거된 접촉력을 제공할 수 있다.
다른 실시형태에서, 맞물림이 더 얕은 경사로 발생할 수 있고, 분리에는 분리가 가능하지만 로딩에 필요했던 것보다 더 높은 힘을 필요로 하도록 계단형 구성을 갖는 경사진 인터페이스가 제공될 수 있다.
또 다른 실시형태에서, 프로브 모듈들 사이의 보유 스프링에 의해 유도된 상호 작용에 의해 제공되는 수평 편향 힘은 종방향으로 또는 혼합된 종방향/횡방향으로 편향을 제공하는 스프링으로 대체되거나 보완될 수 있다.
도 27 내지 도 29는 본 발명의 다른 실시형태에 따라 프로브를 생성하기 위한 도 21 내지 도 23 및 24 내지 도 26에서 제공된 것과 유사한 도면을 제공하고, 프로브 모듈은, 하부 프로브 모듈(4000-L)의 캡핑 구조체(4063)가 타원형 형상을 갖도록 수정되었고, 상부 프로브 모듈(4000-U)에서의 슬롯이 캡핑 구조체(4063)에 상보적인 형상을 갖는 홀 또는 개구부(4062)로 변환되지만, 캡핑 구조체(4063)를 개구부(4062)를 통해 삽입할 수 있도록 약간 더 커서 프로브 모듈이 화살표 4045-1로 도시된 방향으로 서로에 대해 이동될 때 하부 프로브 모듈(4000-L)의 베이스(4001-L)의 목 부분과 상부 프로브 모듈(4000-U)의 베이스(4001-U)의 개구부(4062)가 동일한 종방향 레벨에 있도록 하여 프로브의 종축을 중심으로 하는 하부 및 상부 프로브 모듈(4000-L, 4000-U)의 화살표 4045-2로 도시된 반대편의 상대적인 회전 운동이 하부 프로브 모듈(400-L)의 캡핑 구조체(4063)의 타원형 형상으로 하여금 개구부(4062)의 좁은 부분을 둘러싸는 상부 프로브 모듈(4000-U)의 베이스(4001-L)의 부분을 오버레이하도록 하여, 도 29에 도시된 바와 같이, 상부 및 하부 프로브 모듈(4000-L, 4000-U)을 서로 인터로킹할 수 있다.
프로브(4000)의 상부 프로브 모듈(4000-U)은 상부 프로브 팁(4031-U)으로 끝나는 상부 프로브 암에 연결된 스프링 요소 또는 조립체인 상부 순응 요소(4021-U)를 갖고, 프로브(4000)의 하부 프로브 모듈(4000-L)은 하부 프로브 팁(4031-L)으로 끝나는 하부 프로브 암에 연결된 스프링 요소 또는 조립체인 하부 순응 요소(4021-L)를 갖는다.
하부 및 상부 프로브 모듈(4000-L, 4000-U)의 상대적인 회전 운동(4045-2)은 또한 도 40c에 도시된 바와 같이 최종 조립체에서 각각의 스탠드오프(4011-l, 4011-U)를 종방향으로 정렬한다.
본 실시형태에 대한 많은 대안이 존재하며, 본원에서의 교시 내용에 대한 검토에 따라 당업자에게 명백하게 될 것이다. 일부 이러한 변형예는, 본원에서의 다른 실시형태와 마찬가지로, 다른 실시형태에서 발견되는 것과 유사한 특징을 가질 수 있으며, 이러한 다른 실시형태와 연관된 변형예와도 유사할 수 있다. 일부 대안적인 실시형태에서, 상부 프로브 모듈의 베이스에서의 개구부의 좁은 부분의 강성인 측벽 및/또는 하부 프로브 모듈의 베이스에서의 캡핑 구조체의 강성인 신장된 부분이 주어진 회전 배향으로의 프로브 모듈의 전기적 인터페이싱 및/또는 마찰, 간섭, 인터로킹 또는 심지어 이중 안정 기계적 잠금 중 하나 또는 모두를 제공하기 위해 반대편 모듈과 맞물릴 수 있는 스프링 구조체로 대체될 수 있다. 다른 변형예에서, 스프링은 상부 프로브 모듈이나 양 프로브 모듈 모두에 연관되어 향상된 메이팅을 제공할 수 있다.
추가 코멘트 및 결론:
위에서 많은 실시형태가 제시되었지만, 발명의 사상으로부터 벗어나지 않으면서 많은 추가 실시형태가 가능하다. 이러한 추가 실시형태 중 일부는 본원에서의 교시 내용과 본원에 인용되어 포함되는 다양한 교시 내용의 조합에 기초할 수 있다. 일부 제조 실시형태는 다층 전기 화학적 증착 공정을 사용할 수 있지만 다른 실시형태는 그렇지 않을 수 있다. 일부 실시형태는 선택적 증착 공정 및 블랭킷 증착 공정의 조합을 사용할 수 있는 반면, 다른 실시형태는 둘 모두 사용하지 않을 수 있고, 다른 실시형태는 상이한 공정의 조합을 사용할 수 있다. 예를 들어, 일부 실시형태는 어떠한 블랭킷 증착 공정도 사용하지 않을 수 있고 그리고/또는 연속적인 층의 형성에 평탄화 공정을 사용하지 않을 수 있다. 일부 실시형태는 일부 층에서 전기 도금 공정이 아닌 선택적 증착 공정 또는 블랭킷 증착 공정을 사용할 수 있다. 일부 실시형태는, 예를 들어, 니켈(Ni), 니켈-인(Ni-P), 니켈-코발트(NiCo), 금(Au), 구리(Cu), 주석(Sn), 은(Ag), 아연(Zn), 납땜, 로듐(Rh), 레늄(Re), 베릴륨 구리(BeCu), 텅스텐(W), 레늄 텅스텐(ReW), 알루미늄 구리(AlCu), 팔라듐(Pd), 팔라듐 코발트(PdCo), 백금(Pt), 몰리브덴(Mo), 망간(Mn), 강철, P7 합금, 황동, 크롬(Cr), 크롬(chrome), 크롬 구리(CrCu), 기타 팔라듐 합금, 구리-은 합금을 구조적 재료 또는 희생 재료로 사용할 수 있고, 다른 실시형태는 다른 재료를 사용할 수 있다. 상기 재료 중 일부는, 예를 들어, 스프링 특성을 위해 우선적으로 사용될 수 있고, 다른 재료는 향상된 전도성, 내마모성, 배리어 특성, 열 특성(예를 들어, 고온에서의 항복 강도 또는 높은 열 전도성)을 위해 사용될 수 있으며, 일부는 접합 특성, 다른 재료로부터의 분리성을 위해 선택될 수 있으며, 심지어 원하는 응용 분야 또는 용도에서 관심 있는 다른 특성을 위해 선택될 수도 있다. 다른 실시형태는 유전체(예를 들어, 세라믹, 플라스틱, 포토레지스트, 폴리이미드, 유리, 세라믹, 또는 기타 폴리머), 기타 금속, 반도체 등을 구조적 재료, 희생 재료 또는 패터닝 재료로 포함하는 다른 재료 또는 재료의 다른 조합을 사용할 수 있다. 일부 실시형태는, 예를 들어, 구리, 주석, 아연, 납땜, 포토레지스트 또는 기타 재료를 희생 재료로 사용할 수 있다. 일부 실시형태는 상이한 층 또는 단일 층의 상이한 부분에 상이한 구조적 재료를 사용할 수 있다. 일부 실시형태는 희생 재료를 제거할 수 있는 반면, 다른 실시형태는 그렇지 않을 수 있다. 일부 실시형태는 프로브 구조체를 형성할 수 있는 반면, 다른 실시형태는 본 발명의 스프링 모듈을 비프로빙(non-probing) 목적(예를 들어, 원하는 스프링 힘 또는 순응 맞물림으로 다른 작동 다비이스를 편향하기 위해)으로 사용할 수 있다.
또한, 본 발명의 일부 양태의 프로브 요소가 본원에 제시된 공정과 매우 다른 공정으로 형성될 수 있고, 본 발명의 구조적 양태가 본원에 교시된 공정에 의해서만 또는 본원에 교시된 공정에 의해 명백하게 된 공정에 의해서 형성되어야 하도록 의도되지 않는다는 것이 이해될 것이다.
본 명세서의 다양한 부분에 표제가 제공되었지만, 표제가 명세서의 한 부분에서 발견되는 교시 내용을 명세서의 다른 부분에 적용하는 것을 제한하는 데 사용되도록 의도되지 않는다. 예를 들어, 하나의 실시형태와 연관되어 인정된 대안은 다른 실시형태의 특징이 이러한 적용을 기능적으로 만들고 그렇지 않으면 채택된 실시형태의 모든 이점과 모순되지 않거나 이를 제거하지 않는 정도로 모든 실시형태에 적용하려고 의도된다.
본원에 제시된 발명의 임의의 양태는, 출원인이 독립항에 일단 작성된 후 명확하게 제시된 경우를 제외하고는 해석이나 설명을 위해 추가적인 한정 사항이나 요소를 본원에 제시된 다른 실시형태 또는 양태로부터 가져올 필요 없이 이러한 독립항으로 제시될 수 있다고 믿는 완전하고 완벽한 발명 설명으로 간주하는 독립적인 발명 설명을 나타낸다. 또한, 본원에 제시된 양태의 임의의 변형예는, 별개의 독립항을 형성할 수 있거나, 독립항에 개별적으로 추가될 수 있거나, 종속항이 작성될 경우 이러한 각각의 종속항에 의해 청구되는 발명을 추가로 정의하기 위하여 종속항으로서 추가될 수 있는 개별적이고 별개인 특징을 나타낸다.
본원의 교시 내용을 고려하여, 본 발명의 실시형태의 설계 및 용도에서 많은 추가적인 실시형태 및 대안이 당업자에게 자명할 것이다. 이와 같이, 본 발명은 전술된 특정한 예시적인 실시형태, 대안, 및 용도에 한정되는 것이 아니라, 이하에 제시된 청구항에 의해서만 한정되는 것으로 의도된다.

Claims (25)

  1. 프로브(3500, 3600, 3700, 3800, 3900, 4000)를 형성하는 방법으로서,
    (a) 적어도 하나의 스탠드오프(3511-U, 3611-U, 3711, 3811-U, 3911-U, 4011-U)와, 평면 구성에 실질적으로 수직인 방향으로 순응성을 제공하는 스프링 요소를 포함하는 적어도 하나의 제1 순응 요소(3521-U, 3621-U, 3721, 3821-U, 3921-U, 4021-U)를 포함하는 제1 프로브 모듈(3500-U, 3600-U, 3700-U, 3800-U, 3900-U, 4000-U)을 제공하는 단계 - 상기 제1 순응 요소(3521-U, 3621-U, 3721, 3821-U, 3921-U, 4021-U)의 제1 부분은 상기 적어도 하나의 스탠드오프(3511-U, 3611-U, 3711, 3811-U, 3911-U, 4011-U)와 기능적으로 결합하고, 상기 제1 순응 요소의 제2 부분은 상기 적어도 하나의 스탠드오프에 대해 탄성적으로 이동할 수 있는 제1 프로브 암과 기능적으로 결합하고, 상기 제1 프로브 암은 상기 제1 순응 요소(3521-U, 3621-U, 3721, 3821-U, 3921-U, 4021-U)가 비편향일 때 상기 적어도 하나의 스탠드오프(3511-U, 3611-U, 3711, 3811-U, 3911-U, 4011-U)를 넘어 종방향으로 연장되는 제1 팁(3531-U, 3631-U, 3731, 3831-U, 3931-U, 4031-U)을 직접적으로 또는 간접적으로 지지함 -; 및
    (b) 적어도 하나의 스탠드오프(3511-L, 3611-L, 3711, 3811-L, 3911-L, 4011-L)와, 상기 평면 구성에 실질적으로 수직인 방향으로 순응성을 제공하는 스프링 요소를 포함하는 적어도 하나의 제2 순응 요소(3521-L, 3621-L, 3721, 3821-L, 3921-L, 4021-L)를 포함하는 제2 프로브 모듈(3500-L, 3600-L, 3700-L, 3800-L, 3900-L, 4000-L)을 제공하는 단계 - 상기 제2 순응 요소(3521-L, 3621-L, 3721, 3821-L, 3921-L, 4021-L)의 제1 부분은 상기 적어도 하나의 스탠드오프(3511-L, 3611-L, 3711, 3811-L, 3911-L, 4011-L)와 기능적으로 결합하고, 상기 제2 순응 요소의 제2 부분은 상기 적어도 하나의 스탠드오프(3511-L, 3611-L, 3711, 3811-L, 3911-L, 4011-L)에 대해 탄성적으로 이동할 수 있는 제2 프로브 암과 기능적으로 결합하고, 상기 제2 프로브 암은 상기 제2 순응 요소(3521-L, 3621-L, 3721, 3821-L, 3921-L, 4021-L)가 비편향일 때 상기 적어도 하나의 스탠드오프(3511-L, 3611-L, 3711, 3811-L, 3911-L, 4011-L)를 넘어 종방향으로 연장되는 제2 팁(3531-L, 3631-L, 3731, 3831-L, 3931-L, 4031-L)을 직접적으로 또는 간접적으로 지지함 -; 및
    (c) 상기 제1 및 제2 프로브 모듈(3500-U, 3600-U, 3700-U, 3800-U, 3900-U, 4000-U; 3500-L, 3600-L, 3700-L, 3800-L, 3900-L, 4000-L)을 각각의 상기 제1 및 제2 팁(3531-U, 3631-U, 3731, 3831-U, 3931-U, 4031-U; 3531-L, 3631-L, 3731, 3831-L, 3931-L, 4031-L)과 실질적으로 반대되는 종방향으로 서로 향하도록 횡방향 및 종방향으로 정렬하여 상기 제1 프로브 모듈(3500-U, 3600-U, 3700-U, 3800-U, 3900-U, 4000-U)의 상기 적어도 하나의 스탠드오프(3511-U, 3611-U, 3711, 3811-U, 3911-U, 4011-U)와 상기 제2 프로브 모듈(3500-L, 3600-L, 3700-L, 3800-L, 3900-L, 4000-L)의 상기 적어도 하나의 스탠드오프(3511-L, 3611-L, 3711, 3811-L, 3911-L, 4011-L)가 서로 직접적으로 또는 간접적으로 결합되어 상기 적어도 하나의 제2 순응 요소(3521-L, 3621-L, 3721, 3821-L, 3921-L, 4021-L)로부터 상기 적어도 하나의 제1 순응 요소(3521-U, 3621-U, 3721, 3821-U, 3921-U, 4021-U)를 이격시키도록 하는 단계를 포함하는 프로브를 형성하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 프로브 모듈(3500-U, 3600-U, 3700-U, 3800-U, 3900-U, 4000-U; 3500-L, 3600-L, 3700-L, 3800-L, 3900-L, 4000-L) 중 적어도 하나는 또한 자신의 해당하는 적어도 하나의 스탠드오프(3511-U, 3611-U, 3811-U, 3911-U, 4011-U; 3511-L, 3611-L, 3811-L, 3911-L, 4011-L)가 결합되는 베이스(3501-U, 3501-L, 3601-L, 3801-U, 3801-L, 3901-U, 3901-L, 4001-U, 4001-L)를 포함하고, 상기 베이스(3501-U, 3501-L, 3601-L, 3801-U, 3801-L, 3901-U, 3901-L, 4001-U, 4001-L)는 상기 제1 프로브 모듈(3500-U, 3600-U, 3700-U, 3800-U, 3900-U, 4000-U)의 상기 적어도 하나의 스탠드오프(3511-U, 3611-U, 3711, 3811-U, 3911-U, 4011-U)와 상기 제2 프로브 모듈(3500-L, 3600-L, 3700-L, 3800-L, 3900-L, 4000-L)의 상기 적어도 하나의 스탠드오프(3511-L, 3611-L, 3711, 3811-L, 3911-L, 4011-L) 사이에 위치되는, 프로브를 형성하는 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 프로브 모듈(3500-U, 3600-U, 3700-U, 3800-U, 3900-U, 4000-U; 3500-L, 3600-L, 3700-L, 3800-L, 3900-L, 4000-L)의 결합은, (1) 상기 제1 및 제2 프로브 모듈(3500-U, 3600-U, 3700-U, 3800-U, 3900-U, 4000-U; 3500-L, 3600-L, 3700-L, 3800-L, 3900-L, 4000-L) 중 적어도 하나에 접착 재료를 적용한 다음, 상기 접착 재료를 사용하여 상기 프로브 모듈(3500-U, 3600-U, 3700-U, 3800-U, 3900-U, 4000-U; 3500-L, 3600-L, 3700-L, 3800-L, 3900-L, 4000-L)을 서로 결합하는 것; (2) 각각의 상기 프로브 모듈을 구축하는 층별 형성 공정 동안 상기 제1 및 제2 프로브 모듈(3500-U, 3600-U, 3700-U, 3800-U, 3900-U, 4000-U; 3500-L, 3600-L, 3700-L, 3800-L, 3900-L, 4000-L) 중 적어도 하나에 접착 재료를 적용하고, 그 후 상기 제1 및 제2 프로브 모듈(3500-U, 3600-U, 3700-U, 3800-U, 3900-U, 4000-U; 3500-L, 3600-L, 3700-L, 3800-L, 3900-L, 4000-L)을 결합하는 것; (3) 초음파 용접을 사용하여 상기 제1 및 제2 프로브 모듈(3500-U, 3600-U, 3700-U, 3800-U, 3900-U, 4000-U; 3500-L, 3600-L, 3700-L, 3800-L, 3900-L, 4000-L)을 접합하는 것; (4) 레이저 용접을 사용하여 상기 제1 및 제2 프로브 모듈(3500-U, 3600-U, 3700-U, 3800-U, 3900-U, 4000-U; 3500-L, 3600-L, 3700-L, 3800-L, 3900-L, 4000-L)을 접합하는 것; (5) 브레이징 공정을 사용하여 상기 제1 및 제2 프로브 모듈(3500-U, 3600-U, 3700-U, 3800-U, 3900-U, 4000-U; 3500-L, 3600-L, 3700-L, 3800-L, 3900-L, 4000-L)을 접합하는 것; (6) 솔더링 공정을 사용하여 상기 제1 및 제2 프로브 모듈(3500-U, 3600-U, 3700-U, 3800-U, 3900-U, 4000-U; 3500-L, 3600-L, 3700-L, 3800-L, 3900-L, 4000-L)을 접합하는 것; (7) 상기 제1 프로브 모듈의 특징부와 상기 제2 프로브 모듈의 특징부 사이의 마찰을 사용하여, 적어도 일시적으로, 상기 제1 및 제2 프로브 모듈(3500-U, 3600-U, 3700-U, 3800-U, 3900-U, 4000-U; 3500-L, 3600-L, 3700-L, 3800-L, 3900-L, 4000-L)을 서로 결합하는 것; (8) (i) 횡방향 움직임, (ii) 종방향 움직임, (iii) 회전 움직임, 및 (iv) 상기 프로브 모듈의 인터로킹이 발생하는 이러한 움직임의 조합으로 구성되는 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 움직임을 사용하여, 적어도 일시적으로, 상기 제1 및 제2 프로브 모듈(3500-U, 3600-U, 3700-U, 3800-U, 3900-U, 4000-U; 3500-L, 3600-L, 3700-L, 3800-L, 3900-L, 4000-L)을 서로 결합하는 것; (9) (i) 횡방향 움직임, (ii) 종방향 움직임, (iii) 회전 움직임, 및 (iv) 상기 제1 및 제2 프로브 모듈(3500-U, 3600-U, 3700-U, 3800-U, 3900-U, 4000-U; 3500-L, 3600-L, 3700-L, 3800-L, 3900-L, 4000-L)의 인터로킹이 하나 이상의 재진입 특징부의 맞물림을 통해 발생하는 이러한 움직임의 조합으로 구성되는 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 움직임을 사용하여, 적어도 일시적으로, 상기 제1 및 제2 프로브 모듈(3500-U, 3600-U, 3700-U, 3800-U, 3900-U, 4000-U; 3500-L, 3600-L, 3700-L, 3800-L, 3900-L, 4000-L)을 서로 결합하는 것; (10) (i) 횡방향 움직임, (ii) 종방향 움직임, (iii) 회전 움직임, 및 (iv) 상기 제1 및 제2 프로브 모듈(3500-U, 3600-U, 3700-U, 3800-U, 3900-U, 4000-U; 3500-L, 3600-L, 3700-L, 3800-L, 3900-L, 4000-L)의 인터로킹이 하나 이상의 간섭 특징부(3761-V1, 3761-V2, 3761-H1, 3761-H2, 3761-R1, 3761-R2, 3861-R1, 3861-R2, 3861-V1, 3861-V2, 3863, 3961-V1, 3961-V2, 3964, 4061-R1, 4061-R2, 4061-V1, 4061-V2, 4063)의 맞물림을 통해 발생하는 이러한 움직임의 조합으로 구성되는 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 움직임을 사용하여, 적어도 일시적으로, 상기 제1 및 제2 프로브 모듈(3500-U, 3600-U, 3700-U, 3800-U, 3900-U, 4000-U; 3500-L, 3600-L, 3700-L, 3800-L, 3900-L, 4000-L)을 서로 결합하는 것; 및 (11) (i) 횡방향 움직임, (ii) 종방향 움직임, (iii) 회전 움직임, 및 (iv) 상기 제1 및 제2 프로브 모듈(3500-U, 3600-U, 3700-U, 3800-U, 3900-U, 4000-U; 3500-L, 3600-L, 3700-L, 3800-L, 3900-L, 4000-L)의 인터로킹이 상기 프로브 모듈 중 하나의 프로브 모듈 상의 탄성적인 순응 요소의 다른 프로브 모듈 상의 특징부와의 맞물림을 통해 발생하는 이러한 움직임의 조합으로 구성되는 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 움직임을 사용하여, 적어도 일시적으로, 상기 제1 및 제2 모듈(3500-U, 3600-U, 3700-U, 3800-U, 3900-U, 4000-U; 3500-L, 3600-L, 3700-L, 3800-L, 3900-L, 4000-L)을 서로 결합하는 것 - 상기 맞물림은 (i) 서로 간섭하는 특징부, (ii) 서로에 대해 재진입하는 특징부, 및 (iii) 서로 마찰적으로 맞물리는 특징부로 구성되는 그룹으로부터 선택됨 - 으로 구성되는 그룹으로부터 선택된 요소를 포함하는, 프로브를 형성하는 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 프로브 모듈(3500-U, 3600-U, 3700-U, 3800-U, 3900-U, 4000-U; 3500-L, 3600-L, 3700-L, 3800-L, 3900-L, 4000-L) 중 하나 상의 적어도 하나의 특징부(3761-V1, 3761-V2, 3761-H1, 3761-H2, 3761-R1, 3761-R2, 3861-R1, 3861-R2, 3861-V1, 3861-V2, 3863, 3961-V1, 3961-V2, 3964, 4061-R1, 4061-R2, 4061-V1, 4061-V2, 4063)는 상기 제1 및 제2 프로브 모듈(3500-U, 3600-U, 3700-U, 3800-U, 3900-U, 4000-U; 3500-L, 3600-L, 3700-L, 3800-L, 3900-L, 4000-L) 중 다른 하나 상의 적어도 하나의 특징부(3761-V1, 3761-V2, 3761-H1, 3761-H2, 3761-R1, 3761-R2, 3861-R1, 3861-R2, 3861-V1, 3861-V2, 3863, 3961-V1, 3961-V2, 3964, 4061-R1, 4061-R2, 4061-V1, 4061-V2, 4063)와 접촉하여, 상기 제1 및 제2 프로브 모듈(3500-U, 3600-U, 3700-U, 3800-U, 3900-U, 4000-U; 3500-L, 3600-L, 3700-L, 3800-L, 3900-L, 4000-L)의 고정된 만남 위치를 제공하는, 프로브를 형성하는 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 프로브 모듈(3500-U, 3600-U, 3700-U, 3800-U, 3900-U, 4000-U; 3500-L, 3600-L, 3700-L, 3800-L, 3900-L, 4000-L) 중 하나 상의 상기 적어도 하나의 특징부(3761-V1, 3761-V2, 3761-H1, 3761-H2, 3761-R1, 3761-R2, 3861-R1, 3861-R2, 3861-V1, 3861-V2, 3863, 3961-V1, 3961-V2, 3964, 4061-R1, 4061-R2, 4061-V1, 4061-V2, 4063)는 복수의 특징부를 포함하고, 상기 제1 및 제2 프로브 모듈(3500-U, 3600-U, 3700-U, 3800-U, 3900-U, 4000-U; 3500-L, 3600-L, 3700-L, 3800-L, 3900-L, 4000-L) 중 상기 다른 하나 상의 상기 적어도 하나의 특징부(3761-V1, 3761-V2, 3761-H1, 3761-H2, 3761-R1, 3761-R2, 3861-R1, 3861-R2, 3861-V1, 3861-V2, 3863, 3961-V1, 3961-V2, 3964, 4061-R1, 4061-R2, 4061-V1, 4061-V2, 4063)는 복수의 하드 스톱을 제공하는 복수의 특징부를 제공하는, 프로브를 형성하는 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 프로브 모듈(3500-U, 3600-U, 3700-U, 3800-U, 3900-U, 4000-U; 3500-L, 3600-L, 3700-L, 3800-L, 3900-L, 4000-L)의 각각의 프로브 모듈 상의 상기 복수의 특징부(3761-V1, 3761-V2, 3761-H1, 3761-H2, 3761-R1, 3761-R2, 3861-R1, 3861-R2, 3861-V1, 3861-V2, 3863, 3961-V1, 3961-V2, 3964, 4061-R1, 4061-R2, 4061-V1, 4061-V2, 4063)는 관련 좌표계의 3개의 축 모두를 따라 메이팅(mating)하는 상기 제1 및 제2 프로브 모듈의 각각의 프로브 모듈 상의 적어도 3개의 특징부를 포함하는, 프로브를 형성하는 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 프로브 모듈의 각각의 프로브 모듈 상의 상기 적어도 3개의 특징부는 상기 제1 및 제2 프로브 모듈의 각각의 프로브 모듈 상의 적어도 4개의 특징부를 포함하는, 프로브를 형성하는 방법.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 복수의 하드 스톱을 제공하는 상기 복수의 특징부(3761-V1, 3761-V2, 3761-H1, 3761-H2, 3761-R1, 3761-R2, 3861-R1, 3861-R2, 3861-V1, 3861-V2, 3863, 3961-V1, 3961-V2, 3964, 4061-R1, 4061-R2, 4061-V1, 4061-V2, 4063)는, (1) 적어도 하나의 횡방향, (2) 종방향, (3) 적어도 하나의 방향과 일직선이 아닌 적어도 2개의 분리된 포인트에서의 상기 적어도 하나의 방향, (4) 동일 직선상에 있지 않고 어떤 포인트 쌍도 적어도 하나의 방향과 일직선이 아닌 적어도 3개의 분리된 포인트에서의 적어도 하나의 방향, (5) 적어도 2개의 수직인 횡방향 치수, (6) 2개의 수직인 방향, (5) 적어도 하나의 방향과 하나의 회전, (6) 적어도 2개의 수직인 방향과 적어도 하나의 회전, (7) 적어도 3개의 수직인 방향과 적어도 하나의 회전, (8) 적어도 하나의 방향과 적어도 2개의 수직인 회전, 및 (9) 적어도 하나의 방향과 3개의 수직인 회전 중 적어도 2개를 따라 정렬 스톱을 제공하는, 프로브를 형성하는 방법.
  9. 제4항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 프로브 모듈(3500-U, 3600-U, 3700-U, 3800-U, 3900-U, 4000-U; 3500-L, 3600-L, 3700-L, 3800-L, 3900-L, 4000-L)의 상기 스탠드오프(3511-U, 3611-U, 3811-U, 3911-U, 4011-U; 3511-L, 3611-L, 3811-L, 3911-L, 4011-L)는 상보적인 종방향, 회전 방향 및 반경 방향 스톱 특징부인 상기 적어도 하나의 특징부를 포함하고, 상기 제1 및 제2 프로브 모듈(3500-U, 3600-U, 3700-U, 3800-U, 3900-U, 4000-U; 3500-L, 3600-L, 3700-L, 3800-L, 3900-L, 4000-L)의 상기 횡방향 및 종방향 정렬은 상기 제1 및 제2 프로브 모듈(3500-U, 3600-U, 3700-U, 3800-U, 3900-U, 4000-U; 3500-L, 3600-L, 3700-L, 3800-L, 3900-L, 4000-L)과 반전된 종방향으로 결합할 때 상기 특징부와 맞물리는, 프로브를 형성하는 방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제1 프로브 모듈(3800-U, 3900-U, 4000-U)은 자신의 각각의 스탠드오프들 사이에 위치되고 맞물림 슬롯(3862, 3962, 4062)이 제공된 제1 베이스(3801-U, 3901-U, 4001-U)를 포함하고, 상기 제2 프로브 모듈(3800-L, 3900-L, 4000-L)은 자신의 각각의 스탠드오프들 사이에 위치되고 캡핑 구조체(3863, 3963, 4063)가 제공된 제2 베이스(3801-L, 3901-L, 4001-L)를 포함하고, 상기 캡핑 구조체는 더 좁은 목 영역에 의해 상기 제2 베이스(3801-L, 3901-L, 4001-L)에 부착되고, 상기 방법은, 상기 제2 프로브 모듈(3800-L, 3900-L, 4000-L)의 상기 제2 베이스(3801-L, 3901-L, 4001-L)에 부착된 상기 캡핑 구조체(3863, 3963, 4063)로부터 상기 제1 프로브 모듈(3800-U, 3900-U, 4000-U)의 상기 제1 베이스(3801-U, 3901-U, 4001-U)를 분리하기 위한 제1 횡방향 분리, 상기 제1 프로브 모듈(3800-U, 3900-U, 4000-U)이 상기 제2 프로브 모듈(3800-L, 3900-L, 4000-L) 위에 위치 설정되는 이어지는 종방향 정렬 - 각각의 제1 및 제2 팁(3831-U, 3931-U, 4031-U; 3531-L, 3631-L, 3731, 3831-L, 3931-L, 4031-L)이 서로 이동됨 - 및 상기 제1 프로브 모듈(3800-U, 3900-U, 4000-U)의 상기 제1 베이스(3801-U, 3901-U, 4001-U)의 상기 맞물림 슬롯(3862, 3962, 4062) 내에 상기 제2 프로브 모듈(3800-L, 3900-L, 4000-L)의 상기 제2 베이스(3801-L, 3901-L, 4001-L)에 부착된 상기 캡핑 구조체(3863, 3963, 4063)를 맞물려 상기 제1 및 제2 프로브 모듈(3800-U, 3900-U, 4000-U; 3800-L, 3900-L, 4000-L)을 횡방향으로 정렬하고 메이팅하는 추가 횡방향 이동을 포함하고, 상기 제1 베이스(3801-U, 3901-U, 4001-U)의 상기 맞물림 슬롯(3862, 3962, 4062)은 다수의 정렬 특징부(3861-R1, 3861-R2, 3861-V2, 3961-R1, 3961-R2, 3961-V2, 4061-R1, 4061-R2, 4061-V2)를 갖고, 상기 캡핑 구조체(3863, 3963, 4063)는 상기 더 좁은 목 영역에 의해 상기 제2 베이스(3801-L, 3901-L, 4001-L)로부터 분리되어 상기 맞물림 슬롯(3862, 3962, 4062) 내에 상기 캡핑 구조체(3863, 3963, 4063)를 슬롯팅함으로써 상기 제1 프로브 모듈(3800-U, 3900-U, 4000-U)의 상기 제1 베이스(3801-U, 3901-U, 4001-U)와 효율적으로 맞물리고 이를 보유할 수 있는 상기 캡핑 구조체(3863, 3963, 4063)와 상기 제2 베이스(3801-L, 3901-L, 4001-L) 사이의 언더컷 영역을 형성하는, 프로브를 형성하는 방법.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 제1 프로브 모듈(3900-U)은 자신의 각각의 스탠드오프들 사이에 위치되고 맞물림 슬롯(3962)이 제공된 제1 베이스(3901-U)를 포함하고, 상기 제2 프로브 모듈(3900-L)은 자신의 각각의 스탠드오프들 사이에 위치되고 스프링 요소(3964)가 제공된 제2 베이스(3901-L)를 포함하고, 상기 스프링 요소는 더 좁은 목 영역에 의해 상기 제2 베이스(3901-L)에 부착되고, 상기 방법은, 상기 제2 프로브 모듈(3900-L)의 상기 제2 베이스(3901-L)에 부착된 상기 스프링 요소(3964)로부터 상기 제1 프로브 모듈(3900-U)의 상기 제1 베이스(3901-U)를 분리하기 위한 제1 횡방향 분리, 상기 제1 프로브 모듈(3900-U)이 상기 제2 프로브 모듈(3900-L) 위에 위치 설정되는 이어지는 종방향 정렬 - 각각의 팁(3931-U, 3931-L)이 서로 이동됨 - 및 상기 제1 프로브 모듈(3900-U)의 상기 제1 베이스(3901-U)의 상기 맞물림 슬롯(3962) 내에 상기 제2 프로브 모듈(3900-L)의 상기 제2 베이스(3901-L)에 부착된 상기 스프링 요소(3964)를 탄성적으로 맞물려 상기 제1 및 제2 프로브 모듈(3900-U, 3900-L)을 정렬하고 메이팅하는 추가 횡방향 이동을 포함하는, 프로브를 형성하는 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 추가 횡방향 이동은 상기 제2 프로브 모듈(3900-L)의 상기 스프링 요소(3964)와 상기 제1 프로브 모듈(3900-U)의 상기 제1 베이스(3901-U)에 연결된 상기 적어도 하나의 스탠드오프(3911-U) 사이의 접촉을 탄성적으로 강제하는, 프로브를 형성하는 방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 프로브 모듈(3900-U, 3900-L) 중 적어도 하나는, (i) 종방향 편향, (ii) 횡방향 편향 또는 (iii) 혼합된 종방향/횡방향 편향으로 구성되는 그룹으로부터 선택된 편향을 제공하는 추가 스프링을 더 포함하는, 프로브를 형성하는 방법.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 제1 프로브 모듈(4000-U)은 자신의 각각의 스탠드오프들 사이에 위치되고 개구부(4062)가 제공된 제1 베이스(4001-U)를 포함하고, 상기 제2 프로브 모듈(4000-L)은 자신의 각각의 스탠드오프들 사이에 위치되고 타원형 형상을 갖는 캡핑 특징부(4063)가 제공된 제2 베이스(4001-L)를 포함하고, 상기 캡핑 특징부는 더 좁은 목 영역에 의해 상기 제2 베이스(4001-L)에 부착되고, 상기 방법은, 상기 제2 프로브 모듈(4000-L)의 상기 제2 베이스(4001-L)에 부착된 상기 캡핑 구조체(4063)로부터 상기 제1 프로브 모듈(4000-U)의 상기 제1 베이스(4001-U)를 분리하기 위한 제1 횡방향 분리, 상기 제1 프로브 모듈(4000-U)이 상기 제2 프로브 모듈(4000-L) 위에 위치 설정되는 이어지는 상대적 운동 - 각각의 팁(4031-U, 4031-L)이 서로 이동되고, 상기 제2 프로브 모듈(4000-L)의 상기 제2 베이스(4001-L)에 부착된 상기 캡핑 구조체(4063)가 상기 제1 프로브 모듈(4000-U)의 상기 제1 베이스(4001-)의 상기 개구부(4062) 내에 삽입되고, 상기 제1 모듈(4000-U)의 상기 제1 베이스(4001-U)의 상기 개구부(4062)는 상기 개구부(4062)를 통한 상기 캡핑 특징부(4063)의 삽입을 허용하도록 상기 제2 프로브 모듈(4000-L)의 상기 제2 베이스(4001-L)에 부착된 상기 캡핑 특징부(4063)에 대해 상보적이고 약간 더 큰 형상을 가짐 - 및 상기 제1 베이스(4001-U)의 상기 개구부(4062)를 둘러싸는 상기 제1 프로브 모듈(4000-U)의 상기 제1 베이스(4001-U)의 일부로 상기 제2 프로브 모듈(4000-L)의 상기 제2 베이스(4001-L)에 부착된 상기 캡핑 구조체(4063)의 일부를 중첩함으로써 상기 제1 및 제2 프로브 모듈(4000-U, 4000-L)을 맞물리게 하는 회전 이동을 포함하는, 프로브를 형성하는 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 프로브 모듈(4000-U, 4000-L)의 상기 회전 이동은 각각의 상기 스탠드오프(4011-U, 4011-L)를 종방향으로 정렬하는, 프로브를 형성하는 방법.
  16. 2개의 전자 회로 소자 사이에 접촉을 형성하기 위한 프로브로서,
    (a) 적어도 하나의 스탠드오프(3511-U, 3611-U, 3711, 3811-U, 3911-U, 4011-U)와, 평면 구성에 실질적으로 수직인 방향으로 순응성을 제공하는 스프링 요소를 포함하는 적어도 하나의 제1 순응 요소(3521-U, 3621-U, 3721, 3821-U, 3921-U, 4021-U)를 포함하는 적어도 하나의 제1 프로브 모듈(3500-U, 3600-U, 3700-U, 3800-U, 3900-U, 4000-U) - 상기 제1 순응 요소(3521-U, 3621-U, 3721, 3821-U, 3921-U, 4021-U)의 제1 부분은 상기 적어도 하나의 스탠드오프(3511-U, 3611-U, 3711, 3811-U, 3911-U, 4011-U)와 기능적으로 결합하고, 상기 제1 순응 요소(3521-U, 3621-U, 3721, 3821-U, 3921-U, 4021-U)의 제2 부분은 상기 적어도 하나의 스탠드오프에 대해 탄성적으로 이동할 수 있는 제1 프로브 암과 기능적으로 결합하고, 상기 제1 프로브 암은 상기 제1 순응 요소(3521-U, 3621-U, 3721, 3821-U, 3921-U, 4021-U)가 비편향일 때 상기 적어도 하나의 스탠드오프(3511-U, 3611-U, 3711, 3811-U, 3911-U, 4011-U)를 넘어 종방향으로 연장되는 제1 팁(3531-U, 3631-U, 3731, 3831-U, 3931-U, 4031-U)을 직접적으로 또는 간접적으로 지지함 -; 및
    (b) 적어도 하나의 스탠드오프(3511-L, 3611-L, 3711, 3811-L, 3911-L, 4011-L)와, 상기 평면 구성에 실질적으로 수직인 방향으로 순응성을 제공하는 스프링 요소를 포함하는 적어도 하나의 제2 순응 요소(3521-L, 3621-L, 3721, 3821-L, 3921-L, 4021-L)를 포함하는 제2 프로브 모듈(3500-L, 3600-L, 3700-L, 3800-L, 3900-L, 4000-L) - 상기 제2 순응 요소(3521-L, 3621-L, 3721, 3821-L, 3921-L, 4021-L)의 제1 부분은 상기 적어도 하나의 스탠드오프(3521-L, 3621-L, 3721, 3821-L, 3921-L, 4021-L)와 기능적으로 결합하고, 상기 제2 순응 요소(3521-L, 3621-L, 3721, 3821-L, 3921-L, 4021-L)의 제2 부분은 상기 적어도 하나의 스탠드오프(3521-L, 3621-L, 3721, 3821-L, 3921-L, 4021-L)에 대해 탄성적으로 이동할 수 있는 제2 프로브 암과 기능적으로 결합하고, 상기 제2 프로브 암은 상기 제2 순응 요소(3521-L, 3621-L, 3721, 3821-L, 3921-L, 4021-L)가 비편향일 때 상기 적어도 하나의 스탠드오프(3521-L, 3621-L, 3721, 3821-L, 3921-L, 4021-L)를 넘어 종방향으로 연장되는 제2 팁(3531-L, 3631-L, 3731, 3831-L, 3931-L, 4031-L)을 직접적으로 또는 간접적으로 지지함 - 를 포함하고;
    상기 제1 및 제2 순응 요소(3521-U, 3621-U, 3721, 3821-U, 3921-U, 4021-U; 3521-L, 3621-L, 3721, 3821-L, 3921-L, 4021-L)의 상기 제1 부분은 상기 적어도 하나의 스탠드오프(3511-U, 3611-U, 3811-U, 3911-U, 4011-U; 3511-L, 3611-L, 3811-L, 3911-L, 4011-L)에 의해 종방향으로 서로 이격되고, 상기 제1 및 제2 팁(3531-U, 3631-U, 3731, 3831-U, 3931-U, 4031-U; 3531-L, 3631-L, 3731, 3831-L, 3931-L, 4031-L) 중 적어도 하나를 다른 하나를 향해 편향할 때, 상기 제1 및 제2 순응 요소(3521-U, 3621-U, 3721, 3821-U, 3921-U, 4021-U; 3521-L, 3621-L, 3721, 3821-L, 3921-L, 4021-L)의 상기 제2 부분은 (A) 서로 더 가까워지는 방식 및 (B) 서로 더 멀어지는 방식으로 구성되는 그룹으로부터 선택된 방식으로 종방향으로 이동하고;
    상기 제1 프로브 모듈(3500-U, 3600-U, 3700-U, 3800-U, 3900-U, 4000-U)의 상기 적어도 하나의 스탠드오프(3511-U, 3611-U, 3711, 3811-U, 3911-U, 4011-U)와 상기 제2 프로브 모듈(3500-L, 3600-L, 3700-L, 3800-L, 3900-L, 4000-L)의 상기 적어도 하나의 스탠드오프(3511-L, 3611-L, 3711, 3811-L, 3911-L, 4011-L)는 상기 적어도 하나의 제2 순응 요소(3521-L, 3621-L, 3721, 3821-L, 3921-L, 4021-L)로부터 상기 적어도 하나의 제1 순응 요소(3521-U, 3621-U, 3721, 3821-U, 3921-U, 4021-U)를 이격시키도록 서로 직접적으로 또는 간접적으로 결합되는, 2개의 전자 회로 소자 사이에 접촉을 형성하기 위한 프로브.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 프로브 모듈(3500-U, 3600-U, 3700-U, 3800-U, 3900-U, 4000-U; 3500-L, 3600-L, 3700-L, 3800-L, 3900-L, 4000-L) 중 상기 적어도 하나는 또한 자신의 해당하는 적어도 하나의 스탠드오프(3511-U, 3611-U, 3811-U, 3911-U, 4011-U; 3511-L, 3611-L, 3811-L, 3911-L, 4011-L)가 결합되는 베이스(3501-U, 3501-L, 3601-L, 3801-U, 3801-L, 3901-U, 3901-L, 4001-U, 4001-L)를 포함하고, 상기 베이스(3501-U, 3501-L, 3601-L, 3801-U, 3801-L, 3901-U, 3901-L, 4001-U, 4001-L)는 상기 제1 프로브 모듈(3500-U, 3600-U, 3700-U, 3800-U, 3900-U, 4000-U)의 상기 적어도 하나의 스탠드오프(3511-U, 3611-U, 3711, 3811-U, 3911-U, 4011-U)와 상기 제2 프로브 모듈(3500-L, 3600-L, 3700-L, 3800-L, 3900-L, 4000-L)의 상기 적어도 하나의 스탠드오프(3511-L, 3611-L, 3711, 3811-L, 3911-L, 4011-L) 사이에 위치되는, 2개의 전자 회로 소자 사이에 접촉을 형성하기 위한 프로브.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 프로브 모듈(3700-U, 3800-U, 3900-U, 4000-U; 3700-L, 3800-L, 3900-L, 4000-L)은 적어도 하나의 각각의 특징부(3761-V1, 3761-V2, 3761-H1, 3761-H2, 3761-R1, 3761-R2, 3861-R1, 3861-R2, 3861-V1, 3861-V2, 3863, 3961-V1, 3961-V2, 3964, 4061-R1, 4061-R2, 4061-V1, 4061-V2, 4063)를 포함하고, 상기 제1 및 제2 프로브 모듈(3700-U, 3800-U, 3900-U, 4000-U; 3700-L, 3800-L, 3900-L, 4000-L)의 상기 특징부 사이의 접촉은 상기 제1 및 제2 프로브 모듈(3700-U, 3800-U, 3900-U, 4000-U; 3700-L, 3800-L, 3900-L, 4000-L)의 고정된 만남 위치를 제공하는, 2개의 전자 회로 소자 사이에 접촉을 형성하기 위한 프로브.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 프로브 모듈(3700-U, 3800-U, 3900-U, 4000-U; 3500-L, 3600-L, 3700-L, 3800-L, 3900-L, 4000-L)은 관련 좌표계의 적어도 하나의 축을 따라 메이팅하는 복수의 특징부(3761-V1, 3761-V2, 3761-H1, 3761-H2, 3761-R1, 3761-R2, 3861-R1, 3861-R2, 3861-V1, 3861-V2, 3863, 3961-V1, 3961-V2, 3964, 4061-R1, 4061-R2, 4061-V1, 4061-V2, 4063)를 포함하는, 2개의 전자 회로 소자 사이에 접촉을 형성하기 위한 프로브.
  20. 제18항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 프로브 모듈(3700-U, 3700-L)의 상기 스탠드오프(3711-U, 3711-L)는 상보적인 종방향, 회전 방향 및 반경 방향 스톱 특징부인 상기 적어도 하나의 특징부(3761-V1, 3761-V2, 3761-H1, 3761-H2, 3761-R1, 3761-R2)를 포함하고, 상기 제1 및 제2 프로브 모듈(3700-U, 3700-L)의 상기 횡방향 및 종방향 정렬은 반전된 종방향 배향으로 상기 제1 및 제2 프로브 모듈(3700-U, 3700-L)을 결합할 때 상기 특징부(3761-V1, 3761-V2, 3761-H1, 3761-H2, 3761-R1, 3761-R2)와 맞물리는, 2개의 전자 회로 소자 사이에 접촉을 형성하기 위한 프로브.
  21. 제16항에 있어서,
    상기 제1 프로브 모듈(3800-U, 3900-U, 4000-U)은 자신의 각각의 스탠드오프들 사이에 위치되고 맞물림 슬롯(3862, 3962, 4062)이 제공된 제1 베이스(3801-U, 3901-U, 4001-U)를 포함하고, 상기 제2 프로브 모듈(3800-L, 3900-L, 4000-L)은 자신의 각각의 스탠드오프들 사이에 위치되고 캡핑 구조체(3863, 3963, 4063)가 제공된 제2 베이스(3801-L, 3901-L, 4001-L)를 포함하고, 상기 캡핑 구조체는 더 좁은 목 영역에 의해 상기 제2 베이스(3801-L, 3901-L, 4001-L)에 부착되고, 상기 제2 프로브 모듈(3800-L, 3900-L, 4000-L)의 상기 제2 베이스(3801-L, 3901-L, 4001-L)에 부착된 상기 캡핑 구조체(3863, 3963, 4063)는 상기 맞물림 슬롯(3862, 3962, 4062) 내로 슬롯팅함으로써 상기 제1 프로브 모듈(3800-U, 3900-U, 4000-U)의 상기 제1 베이스(3801-U, 3901-U, 4001-U)와 맞물릴 수 있는, 2개의 전자 회로 소자 사이에 접촉을 형성하기 위한 프로브.
  22. 제16항에 있어서,
    상기 제1 프로브 모듈(3900-U)은 자신의 각각의 스탠드오프들 사이에 위치되고 맞물림 슬롯(3962)이 제공된 제1 베이스(3901-U)를 포함하고, 상기 제2 프로브 모듈(3900-L)은 자신의 각각의 스탠드오프들 사이에 위치되고 스프링 요소(3964)가 제공된 제2 베이스(3901-L)를 포함하고, 상기 스프링 요소는 더 좁은 목 영역에 의해 상기 제2 베이스(3901-L)에 부착되고, 상기 제1 및 제2 프로브 모듈(3900-U, 3900-L)은 상기 제1 프로브 모듈(3900-U)의 상기 제1 베이스(3901-U)의 상기 맞물림 슬롯(3962) 내에 상기 제2 모듈(3900-L)의 상기 제2 베이스(3901-L)에 부착된 상기 스프링 요소(3964)와 탄성적으로 맞물림으로써 맞물리는, 2개의 전자 회로 소자 사이에 접촉을 형성하기 위한 프로브.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 프로브 모듈(3900-U, 3900-L) 중 적어도 하나는 (i) 종방향 편향, (ii) 횡방향 편향 또는 (iii) 혼합된 종방향/횡방향 편향으로 구성되는 그룹으로부터 선택된 편향을 제공하는 추가 스프링을 더 포함하는, 2개의 전자 회로 소자 사이에 접촉을 형성하기 위한 프로브.
  24. 제16항에 있어서,
    상기 제1 프로브 모듈(4000-U)은 자신의 각각의 스탠드오프들 사이에 위치되고 개구부(4062)가 제공된 제1 베이스(4001-U)를 포함하고, 상기 제2 프로브 모듈(4000-L)은 자신의 각각의 스탠드오프들 사이에 위치되고 타원형 형상을 갖는 캡핑 특징부(4063)가 제공된 제2 베이스(4001-L)를 포함하고, 상기 캡핑 특징부는 더 좁은 목 영역에 의해 상기 제2 베이스(4001-L)에 부착되고, 상기 제1 프로브 모듈(4000-U)의 상기 제1 베이스(4001-U)의 상기 개구부(4062)는 상기 개구부(4062)를 통한 상기 캡핑 특징부(4063)의 삽입을 허용하도록 상기 제2 프로브 모듈(4000-L)의 상기 제2 베이스(4001-L)에 부착된 상기 캡핑 특징부(4063)에 대해 상보적이고 약간 더 큰 형상을 갖고, 상기 제1 베이스(4001-U)의 상기 개구부(4062)를 둘러싸는 상기 제1 프로브 모듈(4000-U)의 상기 제1 베이스(4001-U)의 일부로 상기 제2 프로브 모듈(4000-L)의 상기 제2 베이스(4001-L)에 부착된 상기 캡핑 구조체(4063)의 일부를 중첩함으로써 상기 제1 및 제2 프로브 모듈(4000-U, 4000-L)이 맞물리는, 2개의 전자 회로 소자 사이에 접촉을 형성하기 위한 프로브.
  25. 제16항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 제1 순응 요소(3521-U, 3621-U, 3721, 3821-U, 3921-U, 4021-U)와 상기 적어도 하나의 제2 순응 요소(3521-L, 3621-L, 3721, 3821-L, 3921-L, 4021-L)는 비편향일 때 각자의 스프링 요소로서 적어도 하나의 2차원의 실질적으로 평면인 스프링을 포함하여, 상기 제1 및 제2 순응 요소가 평면 구성에 실질적으로 수직인 방향으로 순응성을 제공하게 하는, 2개의 전자 회로 소자 사이에 접촉을 형성하기 위한 프로브.
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