JP2002534684A - 検査プローブインタフェース組立体及び製造方法 - Google Patents

検査プローブインタフェース組立体及び製造方法

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JP2002534684A
JP2002534684A JP2000592643A JP2000592643A JP2002534684A JP 2002534684 A JP2002534684 A JP 2002534684A JP 2000592643 A JP2000592643 A JP 2000592643A JP 2000592643 A JP2000592643 A JP 2000592643A JP 2002534684 A JP2002534684 A JP 2002534684A
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マイケル ピー マクネアー
ルイス エイチ レドンド
ニコラス エム ディミトロポウロス
ドナルド エイ メアホファー
Original Assignee
ヴァーテスト システムズ コーポレイション
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    • G01R1/06—Measuring leads; Measuring probes
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    • G01R1/073—Multiple probes
    • G01R1/07307—Multiple probes with individual probe elements, e.g. needles, cantilever beams or bump contacts, fixed in relation to each other, e.g. bed of nails fixture or probe card
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    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y10T29/49117—Conductor or circuit manufacturing

Abstract

(57)【要約】 集積回路を検査するインタフェースモジュール及び製造方法が開示され、平らな自立形ダイヤフラム（21）が信号伝達経路（22）を支持し、これら信号伝達経路は、ダイヤフラムから延びるプローブコンタクトのパターンに接続され、かかるプローブコンタクトは、集積回路アクセスパッド（26）のパターンと位置が合っている。ダイヤフラムは、平らなプリント回路板（11）に、その平面に実質的に平行な平面内で弾性的に接続されている。フロッピー（登録商標）基板（16）が、プリント回路板（11）から自立形ダイヤフラム（21）への信号伝達経路を形成するようプリント回路板（11）とダイヤフラム（21）との間に配置される。製造方法は、穴のレーザ位置決め及びレーザ穴あけを行って自立形ダイヤフラム材料（11）に高密度の正確に位置決めされた小径の穴（23）を生じさせ、それにより高プローブコンタクト密度を無制限のパターンアレイの状態で得る工程を含む。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 〔発明の分野〕 本発明は、電子式検査プローブインタフェース組立体及び製造方法に関する。
特に、本発明は、インタフェース組立体を構成するのに複数の導通路、フロッピ
ー（登録商標）基板及びダイヤフラムを用いる。
【０００２】 〔発明の背景〕 プローブカード組立体は、これらの製造サイクルの或る特定の工程のところで
ソリッドステート電子デバイス（ダイ又はチップ）の検査を行う際に必要である
。プローブカードは、被検査装置と電気的検査を行うシステムとの間の電気−機
械インタフェースである。
【０００３】 プローブカードは、本質的には２５年以上にもわたって同一のままである技術
を用いて設計され製造されている。この旧式の技術は、自動化がなされておらず
、主として手作業による組立に依存している。したがって、これはコストが高く
つき、しかも同一であると推定される多数のプローブカード相互の一貫性が低い
。
【０００４】 当業界は、最近の十年間の間、プローブカードを製造する新しい方法を模索し
ている。高い信頼性をもたらす二三の新技術があるが、これらは、費用効果が良
いわけではなく、したがって、エンドユーザにとって「維持費」が高くつく。
【０００５】 本発明は、電子デバイス製造業界によって求められている技術面及びコスト面
における利益をもたらす。製造方法は、コンピュータによって生成される設計ア
ルゴリズム、レーザ加工及び半導体「薄膜技術」を用いて一層自動化されている
。多数のプローブカードは同一であり、エンドユーザにとって正確さを要する仕
様を備えている。
【０００６】 〔発明の概要〕 インタフェースが、集積回路検査装置に設けられた端子と、検査アクセスパッ
ドの所定のパターンを備えた検査されるべき集積回路に対応関係をなして設けら
れた端子との間に配置される。インタフェースは、プリント回路板と、プリント
回路板に設けられていて、集積回路検査装置の端子に接触するように形作られた
検査装置側端部及びこれと反対側の端部を備えた第１の複数の導通路とを有する
。フロッピー（登録商標）基板が設けられ、第２の複数の導通路が、フロッピー
（登録商標）基板上に形成され、導通路は、第１の複数の導通路の反対側の端部
と接触するよう設けられたプリント回路板側端部及びこれと反対側の端部を備え
る。自立形ダイヤフラムが設けられ、第３の複数の導通路が、自立形ダイヤフラ
ムに設けられていて、第２の複数の導通路の反対側の端部と接触するよう設けら
れたフロッピー（登録商標）基板側端部及びこれと反対側の端部を備える。自立
形ダイヤフラムから検査アクセスパッドの所定のパターンと一致したパターンで
延びるプローブ部材が設けられる。プローブ部材は、第３の複数の導通路の反対
側の端部に接続される。弾性手段が、プリント回路板と自立形ダイヤフラムとの
間に延びている。
【０００７】 本発明の別の特徴では、集積回路テスタに設けられた複数の端子を、所定のパ
ターンで配置された複数の検査アクセスパッドを備えた集積回路装置に接続する
インタフェース装置が提供される。プリント回路板が、一端が複数のテスタ端子
の導通路に電気的に接触するようになった複数の導通路を有する。プローブ支持
ダイヤフラムが設けられ、内側端部及び外側端部を備えた複数のプローブ支持ダ
イヤフラム導通路がプローブ支持ダイヤフラムに設けられている。複数のプロー
ブが、プローブ支持ダイヤフラムに取り付けられると共に集積回路装置の検査ア
クセスパッドの所定パターンに一致したパターンで設けられている。プローブは
、複数のプローブ支持ダイヤフラム導通路の内側端部に接続されている。弾性手
段が、プリント回路板及びプローブ支持ダイヤフラムに取り付けられた状態でこ
れらの間に延びている。フロッピー（登録商標）リングが、弾性手段と平行にプ
リント回路板とプローブ支持ダイヤフラムとの間に延びている。複数の導通路が
、フロッピー（登録商標）リングに設けられていて、複数のプリント回路板導通
路と及び複数のプローブ支持ダイヤフラム導通路に接触した状態でこれらの間に
延びている。
【０００８】 本発明の更に別の特徴では、超小型回路テスタに設けられた複数の端子を集積
回路上の所定パターンで複数の実質的に同一平面内に位置する超小型回路アクセ
スパッドに接続するインタフェースモジュールが提供される。インタフェースモ
ジュールは、プリント回路板と、プリント回路板に設けられていて、複数のテス
タ端子と電気的に接触するよう設けられた複数の導通路と、プリント回路板に隣
接して位置した底部及び底部と反対側に位置した開口部を備える切頭体の面の形
をした可撓性メンブレンとを有する。さらに、複数の導通路が、可撓性メンブレ
ンに設けられ、これら導通路は、底部に隣接したところから底部と反対側の開口
部に隣接したところまで延び、底部に隣接したプリント回路板の複数の導通路と
電気的接触状態にある。ダイヤフラムが、外側縁部及び内側部分を備え、複数の
導通路が、ダイヤフラムに設けられていて、外側縁部に向かう位置から内側部分
に向かう位置まで延びている。ダイヤフラムの導通路は、外側縁部に向かう位置
のところで、テープと反対側の開口部に隣接した可撓性メンブレンの複数の導通
路と電気的接触状態にある。複数の電気的コンタクトが、ダイヤフラムから超小
型回路アクセスパッドの所定パターンと一致したパターンで延び、これら実質的
に同一平面内に位置する先端を備えている。弾性手段が、ダイヤフラムの内側部
分を包囲していて、プリント回路板及びダイヤフラムに取り付けられた状態でこ
れらの間に延びている。この構成では、弾性手段は、複数の電気的コンタクトの
先端と超小型回路アクセスパッドとの共面性をもたらすように撓む。さらに、ダ
イヤフラムは、先端と超小型回路アクセスパッドの共面性からの局所的逸脱が生
じると、先端と超小型回路アクセスパッドを接触させるよう撓む。
【０００９】 集積回路検査装置に設けられた端子と集積回路上の回路アクセスパッドのパタ
ーンとの間に導電性信号伝達経路を形成するためのインタフェースモジュールを
製造する方法が提供される。インタフェースモジュールは、集積回路検査装置の
端子と集積回路検査装置に設けられた導電性信号伝達経路とを接触させるプリン
ト回路板を有する。この方法は、切頭体の面の形をしたフロッピー（登録商標）
リングを形成する工程と、導電性信号伝達経路をフロッピー（登録商標）リング
上に付着させる工程とを有する。さらに、平らな自立形ダイヤフラムプレートを
形成し、穴のパターンを回路アクセスパッドのパターンと一致したパターンでダ
イヤフラムプレートに位置決めしてレーザ穴あけする。また、レーザ穴あけした
穴のパターン中の穴の一つで終端した一端を有する導電性信号伝達経路をダイヤ
フラムプレート上に付着させる工程が含まれる。パッドコンタクトをレーザ穴あ
けされたパターンをなす穴に挿入し、フロッピー（登録商標）リングの導通路を
プリント回路板とダイヤフラムプレートの導電性信号伝達経路との間に接続した
状態でフロッピー（登録商標）リングをプリント回路板と自立形ダイヤフラムプ
レートとの間に配置する。自立形ダイヤフラムプレートをプリント回路板と実質
的に平行な平面関係で弾性的に固定する。パッドコンタクトの先端が平らな自立
形ダイヤフラムプレートに実質的に平行な平面内に位置するようにパッドコンタ
クトを調節する。
【００１０】 本発明の別の形態では、集積回路テスタに設けられた端子と、集積回路上の回
路アクセスパッドの所定パターンとを接続するインタフェースが提供され、この
インタフェースは、プリント回路板と、前記プリント回路板に隣接して位置する
底部を備えた切頭体の形状をした可撓性基板とを有する。
【００１１】 自立形ダイヤフラムが、底部と反対側の切頭体の端部に隣接した状態でこれを
横切って延びている。弾性手段が、プリント回路板及び自立形ダイヤフラムに接
続されると共にこれらの間に延びていて、弾性手段が応力を受けていない状態で
は、プリント回路板と自立形ダイヤフラムとの間に実質的に互いに平行で平らな
関係を維持する。複数のプローブが、自立形ダイヤフラム内に設けられていて、
回路アクセスパッドの所定パターンに一致したパターンで自立形ダイヤフラムか
ら延びている。導電性信号伝達経路が、プリント回路板、切頭体形状の可撓性基
板及び自立形ダイヤフラムに設けられていて、集積回路テスタの端子と回路アク
セスパッドを互いに連絡させる。
【００１２】 〔好ましい実施形態の説明〕 集積回路検査装置に設けられた端子を集積回路に設けられた特定のパッドに接
触するインタフェースモジュールは、幾つかのグループに属する。かかるグルー
プの一つは、個々に可撓性のコンタクトを備えた集積回路アクセスパッドに電気
的に接続されるコンタクトを有している。バックリング（座屈）形ビームコンタ
クト又は片持ちアームコンタクトは、かかるコンタクトの具体例である。もう一
つの一般的なグループは、集積回路アクセスパッドのコンタクト全てが一緒に撓
むグループである。この後者のタイプのインタフェース組立体は、パッド接触コ
ンタクトが担持された可撓性メンブレンを有するインタフェース組立体によって
具体化され、かかる可撓性メンブレンは、メンブレンに十分な強度をもたらすバ
ックアップ支持部材を更に必要とする。変形例として、十分な内部強度を備えた
剛性タイプのメンブレンを利用した場合、高い密度のプローブを得るのに十分な
ほどの密な間隔で穴を設けることが困難なので高密度のプローブを剛性メンブレ
ン内に得ると同時に十分な回数の繰返し検査サイクルを可能にするのに十分なほ
どの強度特性を備えたプローブを得ることは一般に困難である。
【００１３】 集積回路又は電子回路（「集積」と「電子」という用語は本明細書においては
区別なく用いられている）の検査のための高密度のプローブを必要とするプロー
ブカードは手作りであることが多く、カード上のプローブを手で正確に位置決め
する必要がある。隣り合うプローブをこれらが電気的に互いに接触しないように
するために特定の距離離隔させる必要がある。さらに、プローブの先端は、プロ
ーブ全てが各パッドに実質的に同一の力を及ぼした状態で検査中の集積回路のパ
ッドに同時に接触するようにするために共通平面内に位置しなければならない。
これにより、良好な電気的接触が得られて信頼性のある検査が行われる。変形例
として、もしプローブが過度の力で集積回路のパッドに係合すると、パッド及び
したがって集積回路は損傷を受ける場合がある。さらに、この種のプローブカー
ドは手作りなので、かかるプローブカードの特性が互いに同一でもなく、ほぼ同
一というわけでもない可能性が高い。かかるカードのコストは予想通り高い。
【００１４】 本発明のプローブカードは一層効率的に組み立てられ、プローブコンタクトの
位置決めは、プローブの自動位置決め方法及び本発明の方法によって達成できる
高密度のプローブによって高い精度で得られる。さらに、本発明の手順はプロー
ブ先端を共面関係に配置するが、本発明に関連したプローブカード及び製造方法
では、個々のプローブ変位を行うことができるので集積回路のパッドの高さ（局
所的）ばらつきが補償され、しかもプローブ先端を同一平面内に一括して調節で
きるので集積回路アクセスパッドの平面と本発明のプローブ取付けダイヤフラム
の平面との間の（全体的な）ばらつきが補償される。
【００１５】 図面の図１を参照すると、本発明の検査プローブインタフェース１０が、図示
のように底面に導電性の信号伝達経路（導電経路又は導通路という場合がある）
１２を備えたプリント回路板１１の周囲に向かって延びる導電経路の端部を有す
る状態で分解図で示されている。導電経路１２の周囲端部は、集積回路テスタ又
は検査装置（図示せず）の端子に接触するよう配置されている。本発明のこの実
施形態では、穴１３が、視認性を良くして組立てを容易にするため、プリント回
路板１１の中央に設けられた状態で示されている。
【００１６】 導電経路１２の内側端部は、薄い誘電体のフロッピー（登録商標）リング１６
上に設けられた複数の導電経路１４の端部に接触するように構成されており、こ
のフロッピー（登録商標）リング１６は、切頭体の面の形状を有している。切頭
体の底部は、プリント回路板１１の下面に隣接して位置している。フロッピー（
登録商標）リングは、或る誘電体、例えばプリイミドで作られている。フロッピ
ー（登録商標）リング１６の導電経路１４は、リング１６の上面に、その外周部
からリングの半径方向の幅の中間の位置まで形成されているように見える。経路
１４は、切頭体の底部から見て反対側で切頭体に設けられた開口部１８の内縁部
に向かって、バイア１７を介してリング１６の下面（図１）に導かれている。フ
ロッピー（登録商標）リング１６の下面（図１）上の導電経路１４は、自立形ダ
イヤフラム２１上に形成された導通路２２の外端部に接触するように配置されて
いる。導通路２２は、自立形ダイヤフラム２１の内側部分に向かって進み、貫通
ドリル穴２３で終端している。ドリル穴２３は、直径が小さく、約０．００２〜
０．００３インチ（０．０５０８〜０．０７６２mm）であり、以下に説明するよ
うな方法で作られる。ニードルタイプのコンタクト２４が、図１に示されており
、このコンタクトは、導電経路２２と電気的接触状態で穴２３の各々に嵌まって
いる。ニードルコンタクト２４は好ましくは、タングステン又は銅線から作られ
る。図１のニードル２４は、コンタクトプローブとして機能し、検査されるべき
集積回路チップ２７上に見える回路アクセスパッド２６のパターンに一致したパ
ターンで自立形ダイヤフラム２１内に設けられている。集積回路それ自体は、囲
み破線２５で図１に示されている。エラストマーリング２８が、図１の自立形ダ
イヤフラム２１の上面上に位置した状態で示されている。エラストマーリング２
８は、自立形ダイヤフラム２１の表面にくっついた状態で、この上に位置すると
共にフロッピー（登録商標）リング１６の中央穴１８の内周部の内側でプリント
回路板１１の下面に接触している。エラストマーリングは好ましくは、ダウコー
ニング（Dow Corning）社の１００％シリコーンである。
【００１７】 図２は、図１の組立体の断面を示しており、図２で見える縦の寸法は、分かり
やすくするため及び幾つかのプローブコンタクト２４を加えて、これらが図７に
見える回路アクセスパッドのパターンに対応して見えるかのごとくするために僅
かに拡大されている。信号伝達経路１２が下面に形成されたプリント回路板１１
を有する状態で示されている。切頭体の基板又は円錐形リング１６は、上端部が
、プリント回路板の信号伝達経路１２に接触すると共に下端部が自立形ダイヤフ
ラム２１の信号伝達経路２２の外端部に電気的に接触した状態で信号伝達経路１
４を備えた状態で示されている。図２は、信号伝達経路１４が切頭体又はフロッ
ピー（登録商標）リング１６の上面からその下面に至ることができるようにし、
それにより信号伝達経路１２，１２との上述の電気的接触を可能にするバイア１
７を示している。自立形ダイヤフラム２１は、弾性リング２８によってプリント
回路板１１の下面に取り付けられた状態で示されている。切頭体は、圧力が切頭
体の底部及びこの底部と反対側に位置した切頭体の穴１８の周囲に及ぼすと伝達
経路１４，１２及び１４，２２の端部相互間の接触を維持するように形づくられ
ている。圧力は、プリント回路板１１の下面と自立形ダイヤフラム２１の上面と
の間の適当な間隔によって維持される。変形例として、導通路１４，１２の端部
及び導通路１４，２２の端部は、はんだ又は導電性エポキシ、例えばエレクトロ
ニクス等級の銀又は金入りのエポキシを用いて互いに接触状態に保たれる。プリ
ント回路板１１とダイヤフラム２１との間の間隔は、弾性リング２８によって維
持され、組立て時にプリント回路板１１とダイヤフラム２１を互いに平行な平面
内に維持するよう注意が払われる。図２において弾性リングの断面から分かるこ
ととして、その最大寸法は、プリント回路板１１の下面と自立形ダイヤフラム２
１の上面との間に延びている。穴２３は以下に説明するように作られ、ニードル
タイプのプローブコンタクト２４はダイヤフラム２１の上面の信号伝達経路２２
と電気的接触状態でこの中に固定される。プローブコンタクト２４の先端は、以
下に説明する方法により互いに同一平面内に位置する関係に置かれており、した
がって半導体デバイス２７上の集積回路２５を包囲する回路アクセスパッド２６
のパターンに一致したパターンで得られる。上述のことから分かることとして、
弾性手段２８は、電気コンタクト２４の複数の先端と複数の超小型回路アクセス
パッド２６との間の全体として共面（同一平面内に位置する）関係を生じさせる
よう撓むことになる。加うるに、自立形ダイヤフラム２１は、複数のプローブ２
４の先端と、これらとそれぞれ対応関係にある超小型アクセスパッド２６との間
の接触を可能にするよう撓むような形状になっている。この特徴は、共通平面か
らの局所的逸脱がコンタクトプローブの先端と超小型回路アクセスパッドとの間
に生じた場合に効果を発揮するようになる。
【００１８】 図３の部分断面は、図２の記載よりも実際の部品の大きさに近い。プリント回
路板１１は、下面の信号伝達経路１２が、この実施形態では切頭体として見える
フロッピー（登録商標）リング１６上の信号伝達経路１４と接触した状態で示さ
れている。信号伝達経路１４と自立形ダイヤフラム２１の表面上に形成された伝
達経路２２が互いに接触した状態で示されている。プローブコンタクト又はニー
ドル２４は図３において、集積回路２７上の回路アクセスパッド２６に接触させ
ると、コンタクトの先端とアクセスパッドが互いに擦れるようにする目的で、図
３の記載では鉛直線に対して角度をなした状態で示されている。かかるコンタク
ト先端とアクセスパッドとの擦れは、プローブをパッド上に配置した時に、先端
とパッドとの間のオーバードライブが最高０．００４インチ（０．１０１６mm）
になると、この結果として生じる。エラストマーリング２８は、プリント回路板
１１とダイヤフラム２１との間の間隔を維持すると共にこれら２つの素子を互い
に平行な平面内に維持するよう図３では定位置で示されている。弾性部材２８は
、応力が加えられた後、プリント回路板１１及び自立形ダイヤフラム２１を、こ
れらの組立て状態の互いに平行な平面位置に戻すことになる。フロッピー（登録
商標）リング１６は、本発明者の知る限り最適な態様では、図面中に伝達経路１
４によって示された電気めっき金属信号伝達経路パターンを備えた薄手のポリイ
ミドである。自立形ダイヤフラム２１は、引張強さが高く、電気絶縁性が高く且
つ熱膨張率が低い材料で作られる。例えば、石英及び或る種のプラスチックのよ
うな材料は、このカテゴリーに属する。自立形ダイヤフラムは、用途に応じてデ
ィスク又は矩形の形をしており、取付け状態のコンタクトプローブを回路アクセ
スパッド２６に接触させると、取付け状態のコンタクトプローブを個々にダイヤ
フラムの弾性抵抗に抗して僅かに変位させることができる程度の弾性を有してい
る。他方、プローブコンタクト２４の先端のパターン全体は、弾性部材２８によ
って得られる弾性力に抗して集積回路アクセスパッド２６のパターンと同一平面
内に位置する関係となるよう動く。石英は、自立形ダイヤフラム２１の好ましい
材料であり、厚さ０．０１５〜０．０２０インチ（０．３８１〜０．５０８mm）
の状態で用いられている。石英は又、誘電特性、弾性及び引張強さが適度であり
、しかも、極低温から高温までの広い温度範囲にわたり熱膨張率が非常に低い。
さらに、以下に説明するように、石英物質は、検査プローブインタフェース組立
体に必要な厳しい公差に合わせて製造できる。本明細書で説明し図１〜図３に示
す組立体は、各プローブ先端のところに一様な「バランスのとれた接触力」をも
たらす。これは、コンタクトプローブ１４のアレイ中の各プローブ先端が実質的
に等しいプローブ圧力の大きさで集積回路アクセスパッド２６に接触することを
意味している。コンタクトプローブ２４は、上述のタングステン又は同材料で作
られた場合、繰返し接触サイクル全体にわたり良好に動作することが判明した。
というのは、これら材料は各々、優れた導電性及び耐摩耗性を有しているからで
ある。
【００１９】 次に、図面の図４を参照すると、本発明の変形実施形態が示されている。自立
形ダイヤフラム２１は、これを貫通して設けられた穴２３及び上述したように信
号伝達経路２２と電気的接触状態でこれら穴の中に設けられたコンタクト２４を
有する状態で示されている。誘電体膜２９が、自立形ダイヤフラム２１の頂部及
び信号伝達経路２２上に被着されている。誘電体膜は、蒸着窒化シリコン又はポ
リシリコン誘電体であるのがよい。導電性の接地面材３１が、誘電体層２９の頂
部に被着されている。追加の上側ダイヤフラム層３２が、接地面材３１の露出面
に固定されている。穴３３が、図４と関連して今説明した層の組合せ体を貫通し
て設けられており、これら穴はめっきが施されている。追加のプローブコンタク
ト３４が、穴３３内に設けられると共にこの中に導通状態で取り付けられ、そし
て追加の上側信号伝達経路３６で覆われている。このようにすると、伝達経路２
２のインピーダンスは、信号伝達経路２２を接地面材３１から分離する誘電体層
２９の厚さによって制御される。さらに、信号伝達経路３６の他のパターンが、
ダイヤフラム２１及び追加の支持部材３２を含む自立形ダイヤフラム組立体上に
形成され、追加のプローブコンタクト３４を検査プローブインタフェース組立体
に追加して集積回路２７のための追加のアクセスパッド２６に接触できるように
なっている。また、コンタクトプローブは、コンタクトパッド２６のパターンを
含む任意のパターン配置をとってもよく、パッド２６は集積回路２７の周囲又は
その内側の任意の箇所に存在してもよいことは注目されるべきである。図４の組
立体は、図２及び図３に示す組立体の場合と同様に機能する。
【００２０】 図５Ａを参照すると、上述したように好ましい実施形態では石英材料である自
立形ダイヤフラム基板２１が示されている。図５Ｂで分かるように、ダイヤフラ
ム２１に設けられた穴２３は、円錐形の形をしている。穴２３は、低出力炭酸ガ
スレーザを用いてダイヤフラムを穴あけすることにより形成される。このレーザ
による穴あけは、直径が０．００３〜０．００２インチの範囲にわたる穴２３を
生じさせる。レーザビームは、光学的に合焦されて位置決めされ、低出力ビーム
は、ビーム直径が小さいのでかかる小さな直径をもつ穴をあけることができる。
ウエストレーク・インコーポレーテッド（Westlake Inc. ）によって製造された
Ultem 1000（登録商標）材料には、エキシマレーザが非常に良好に働くことは注
目されるべきであり、この材料は、耐熱性プラスチックであり、比較的広い温度
範囲にわたって寸法安定性がある。Ultem 1000（登録商標）材料は、温度及び公
差に関してゆるやかな用途向きのダイヤフラム２１を作るのに用いられている。
しかしながら、極めて広い温度範囲の場合、ダイヤフラム２１については石英材
料が好ましく、低出力炭酸ガスレーザが、穴２３をあけるのに利用される。石英
材料は、本明細書に記載した用途について、弾性率、誘電特性及び熱膨張率が理
想的であることが実験的に判明している。
【００２１】 図５Ｃで分かるように、ダイヤフラム２１の上面及び穴の表面は、銅の層３７
で被覆されている。コンタクトプローブ、例えばニードル２４は、図５Ｄで分か
るようにめっき穴２３に挿入される。コンタクトプローブ２４は、図面では、説
明の目的上、実際に用いられる頂角よりも広い頂角をもつ円錐形部材として示さ
れている。コンタクトプローブ２４は、導電性金属をめっき穴２３を通して堆積
させてコンタクトプローブを形成することにより形成できることは注目されるべ
きである。プローブ２４は完成状態では、ダイヤフラム２１の下面から約０．０
０５〜０．０１５インチ（０．１２７〜０．３８１mm）はみ出る。コンタクトプ
ローブの全長は好ましくは０．０２５〜０．０５０インチ（０．６３５〜１．２
７mm）である。石英性のダイヤフラムの厚さは、好ましい実施形態では０．０１
５〜０．０２０インチである。Ultem 1000（登録商標）材料は、厚さが０．０２
０〜０．０４０インチまでばらつきがあるが、かかるばらつきがあっても本明細
書で説明したように機能する。ダイヤフラムの無支持状態の小さな寸法部分は、
ダイヤフラムが円形のディスクであるにせよ矩形のものであるにせよいずれにせ
よ、約２〜５インチ（５．０８〜１２．７cm）のばらつきがある。
【００２２】 追加の導電層３８が、図５Ｅで分かるように銅層３７の頂部に被着されている
。この層３８は、プローブコンタクト２４と電気的接触状態にあり、プローブコ
ンタクトをめっき穴２３内に固定している。フォトレジスト層３９が、図５Ｆで
分かるように導電層３８の頂部に被着されている。フォトレジスト層３９は部分
的に除去されて、導電層３８の頂部上にフォトレジストのパターンを残していて
、このパターンは、自立形ダイヤフラム２１の上面上に形成されるべき信号伝達
経路２２のパターンを表している。銅層３８，３７を、図５Ｈで分かるようにフ
ォトレジスト３９のパターンの下に位置する２つの銅層の部分を除き、ダイヤフ
ラム２１の上面からエッチングで除去する。図５Ｈで示されたエッチングを行っ
た後に残る導電層３８，３７のパターンは、ダイヤフラム２１上の信号伝達経路
２２のパターンである。フォトレジスト層３９を除去すると、信号伝達経路及び
信号伝達経路２２及びコンタクトプローブ２４によって表されるプローブコンタ
クトパターンは、上述したように、そして図５Ｉに示すように自立形ダイヤフラ
ム２１上に残る。
【００２３】 自立形ダイヤフラム２１の部分平面図が、図６に示されており、ここでは、複
数の信号伝達経路２２が、ダイヤフラムの内部の種々の位置で終端した状態で示
されている。プローブコンタクト２４は、ダイヤフラム２１の下面から（図７に
は示さず）０．００５〜０．０１５インチの上述の距離はみ出ている。集積回路
デバイス２７が、回路２５の周囲及び回路の内部の種々の箇所に設けられた複数
の実質的に同一平面内に位置する回路アクセスパッド２６を備えた状態で図７に
示されている。
【００２４】 図６は、自立形ダイヤフラム２１の内部に位置した端部を備える複数の信号伝
達経路２２を示している。図示のコンタクトニードルによって形成され、或いは
上述したようにコンタクトを通ってめっきされたコンタクトプローブ２４は、ダ
イヤフラム２１の下面から、図７に示す集積回路アクセスパッド２６のパターン
と一致したパターンで延びている。かくして、本明細書において説明した本発明
は、集積回路アクセスパッド２６が集積回路２７の表面全体にわたりどこに位置
してもこれら集積回路アクセスパッドに当接できるプローブコンタクトを提供す
ることが分かる。プローブコンタクトを受け入れるよう中心間距離が約０．００
４インチ（０．１０１６mm）の状態で自立形基板２１に非常に小さな穴（直径が
、０．００２〜０．００３インチ）をあけることができるのでコンタクトプロー
ブ２４の密度が増大する。本明細書で開示した材料に関してレーザ穴あけ技術に
よって得られる穴の位置の正確さ及び穴の直径の大きさの減少は、検査プローブ
インタフェース組立体全体に関して再現可能であり、アクセスパッドの所定のパ
ターンで集積回路アクセスパッドの各々に対して適切且つ確実なプローブ接触力
をもたらす正確な高密度プローブ接触パターンを提供する。
【００２５】 集積回路検査装置に設けられた端子と集積回路上の回路アクセスパッドのパタ
ーンとの間に信号伝達経路を形成するインタフェースモジュール製造方法が提供
される。インタフェースモジュールは、集積回路検査装置の端子と接触するプリ
ント回路板を有し、さらに、プリント回路板上に設けられた信号伝達経路を有し
ている。この方法は、切頭体の面の形をしたフロッピー（登録商標）リングを形
成する工程と、フロッピー（登録商標）リング上に信号伝達経路を被着させる工
程とを有する。さらに、この方法は、平らな自立形ダイヤフラムプレートを形成
する工程を含む。次に、ダイヤフラムプレートへの穴のパターンのレーザ位置決
め及びレーザ穴あけが行われ、この場合、穴のパターンは、回路アクセスパッド
のパターンと一致する。信号伝達経路をダイヤフラムプレート上に被着させて各
伝達経路の一端がレーザによって穴あけされたパターン中の穴の一つのところで
終端するようにする工程を実施した後、パッドコンタクトプローブをレーザによ
って穴あけされた穴のパターンで穴の各々の中に挿入する工程を実施する。フロ
ッピー（登録商標）リングを、プリント回路板と自立形ダイヤフラムプレートと
の間に配置し、プリント回路板とダイヤフラムプレートを互いに離隔させてプリ
ント回路板の伝達経路と切頭体の底部のところのフロッピー（登録商標）リング
の伝達経路の端部との間に圧力を生じさせると共に切頭体の反対側の端部のとこ
ろのフロッピー（登録商標）リングの伝達経路とダイヤフラムプレートの伝達経
路との間に圧力を生じさせることにより、フロッピー（登録商標）リング切頭体
をプリント回路板と自立形ダイヤフラムプレートとの間に保持する。変形例とし
て、伝達経路は、導電性エポキシに接続され、この導電性エポキシは、フロッピ
ー（登録商標）リング切頭体を定位置に保持する。プリント回路板及び自立形ダ
イヤフラムプレートは、これらの間に設けられた弾性接着部材によって互いに平
行な平面内でこの間隔を置いた状態に固定される。上述の方法は、パッドコンタ
クトの先端を調節して先端がダイヤフラムプレートの平面に実質的な平行な平面
内に位置するようにする工程を含む。フロッピー（登録商標）リング１４は、可
撓性回路インターポーザ（flexible circuit interposer）と呼ばれる場合があ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の集積回路テスタ用インタフェースの分解図である。
【図２】 図１の２−２線矢視断面図である。
【図３】 図２の左側の部分断面図である。
【図４】 自立形ダイヤフラムの中央部分の断面で見た本発明の変形実施形態を示す図で
ある。
【図５Ａ】 穴を自立形ダイヤフラムに設け、コンタクトピンを穴内に位置決めする方法の
一工程を示す図である。
【図５Ｂ】 穴を自立形ダイヤフラムに設け、コンタクトピンを穴内に位置決めする方法の
一工程を示す図である。
【図５Ｃ】 穴を自立形ダイヤフラムに設け、コンタクトピンを穴内に位置決めする方法の
一工程を示す図である。
【図５Ｄ】 穴を自立形ダイヤフラムに設け、コンタクトピンを穴内に位置決めする方法の
一工程を示す図である。
【図５Ｅ】 穴を自立形ダイヤフラムに設け、コンタクトピンを穴内に位置決めする方法の
一工程を示す図である。
【図５Ｆ】 穴を自立形ダイヤフラムに設け、コンタクトピンを穴内に位置決めする方法の
一工程を示す図である。
【図５Ｇ】 穴を自立形ダイヤフラムに設け、コンタクトピンを穴内に位置決めする方法の
一工程を示す図である。
【図５Ｈ】 穴を自立形ダイヤフラムに設け、コンタクトピンを穴内に位置決めする方法の
一工程を示す図である。
【図５Ｉ】 穴を自立形ダイヤフラムに設け、コンタクトピンを穴内に位置決めする方法の
一工程を示す図である。
【図６】 図２の６−６線矢視図である。
【図７】 図２の７−７線矢視図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ，ＺＷ )，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ， ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ， ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，Ｃ Ｕ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ， ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，Ｌ Ｋ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ， ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，Ｔ Ｍ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ ，ＺＷ (72)発明者 レドンド ルイス エイチ アメリカ合衆国 カリフォルニア州 95123 サン ホセ サウスウィック コ ート 5112 (72)発明者 ディミトロポウロス ニコラス エム アメリカ合衆国 カリフォルニア州 95123 サン ホセ カイオワ サークル 609 (72)発明者 メアホファー ドナルド エイ アメリカ合衆国 カリフォルニア州 95379 トゥオロム エヴァーグリーン ドライヴ 18838 Ｆターム(参考） 2G003 AA07 AG03 AG04 AG08 AG12 AH09 2G011 AA02 AA17 AB06 AB08 AC06 AC14 AC31 AD01 AE03 AF04 2G132 AF02 AF04 AL00 AL03 4M106 AA02 BA01 CA70 DD04 DD09 DD10

Claims (26)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 集積回路検査装置に設けられた端子と、検査アクセスパッド
    の所定のパターンを備えた検査されるべき集積回路に対応関係をなして設けられ
    た端子との間に配置されるインタフェースであって、プリント回路板と、前記プ
    リント回路板に設けられていて、集積回路検査装置の端子に接触するように形作
    られた検査装置側端部及びこれと反対側の端部を備えた第１の複数の導通路と、
    フロッピー（登録商標）基板と、前記フロッピー（登録商標）基板上に形成され
    ていて、前記第１の複数の導通路の前記反対側の端部と接触するよう設けられた
    プリント回路板側端部及びこれと反対側の端部を備えた第２の複数の導通路と、
    自立形ダイヤフラムと、前記自立形ダイヤフラムに設けられていて、前記第２の
    複数の導通路の前記反対側の端部と接触するよう設けられたフロッピー（登録商
    標）基板側端部及びこれと反対側の端部を備えた第３の複数の導通路と、前記自
    立形ダイヤフラムから検査アクセスパッドの所定のパターンと一致したパターン
    で延びていて、前記第３の複数の導通路の反対側の端部に接続されるプローブ部
    材と、前記プリント回路板と前記自立形ダイヤフラムとの間に延びる弾性接着手
    段とを有することを特徴とするインタフェース。
  2. 【請求項２】 前記フロッピー（登録商標）基板は、外周部及び内側開口部
    を備えた連続した薄いメンブレンを備え、前記第２の複数の導通路のプリント回
    路板側端部は、前記外周部に隣接して位置し、前記反対側の端部は、前記内側開
    口部に隣接して位置していることを特徴とする請求項１記載のインタフェース。
  3. 【請求項３】 前記自立形ダイヤフラムは、前記フロッピー（登録商標）基
    板の内側開口部を横切って設けられた石英ディスクから成ることを特徴とする請
    求項２記載のインタフェース。
  4. 【請求項４】 前記弾性接着手段は、硬化シリコーンから成ることを特徴と
    する請求項１記載のインタフェース。
  5. 【請求項５】 前記弾性接着手段は、前記プリント回路板と前記自立形ダイ
    ヤフラムとの間に延びる方向に最大寸法を備えた断面を有していることを特徴と
    する請求項１記載のインタフェース。
  6. 【請求項６】 集積回路テスタに設けられた複数の端子を、所定のパターン
    で配置された複数の検査アクセスパッドを備えた集積回路装置に接続するインタ
    フェース装置であって、一端が複数のテスタ端子の導通路に電気的に接触するよ
    うになった複数の導通路を有するプリント回路板と、プローブ支持ダイヤフラム
    と、前記プローブ支持ダイヤフラムに設けられていて、内側端部及び外側端部を
    備えた複数のプローブ支持ダイヤフラム導通路と、前記プローブ支持ダイヤフラ
    ムに取り付けられると共に集積回路装置の検査アクセスパッドの所定パターンに
    一致したパターンで設けられていて、前記複数のプローブ支持ダイヤフラム導通
    路の内側端部に接続される複数のプローブと、前記プリント回路板及び前記プロ
    ーブ支持ダイヤフラムに取り付けられた状態でこれらの間に延びる弾性手段と、
    前記弾性手段と平行に前記プリント回路板と前記プローブ支持ダイヤフラムとの
    間に延びるフロッピー（登録商標）リングと、前記フロッピー（登録商標）リン
    グに設けられていて、前記複数のプリント回路板導通路と及び前記複数のプロー
    ブ支持ダイヤフラム導通路に接触した状態でこれらの間に延びる複数の導通路と
    を有することを特徴とするインタフェース装置。
  7. 【請求項７】 前記プローブ支持ダイヤフラムは、石英プレートから成るこ
    とを特徴とする請求項６記載のインタフェース装置。
  8. 【請求項８】 前記石英プレートは、小さい方の無支持の横方向寸法に対す
    る厚さの割合が、０．０１〜０．００３の範囲にあることを特徴とする請求項７
    記載のインタフェース装置。
  9. 【請求項９】 前記弾性接着手段は、前記プリント回路板と前記自立形ダイ
    ヤフラムとの間に延びる最大寸法を備えた断面を有していることを特徴とする請
    求項６記載のインタフェース装置。
  10. 【請求項１０】 前記フロッピー（登録商標）リングは、前記プリント回路
    板に隣接したところに大径部を備えると共に小径の内側開口部を備えた薄い切頭
    円錐形シートと、前記大径部のところに設けられていて、前記複数のプリント回
    路板導通路と加圧接触状態にある第１のコンタクト手段と、前記小径内側開口部
    に隣接して設けられていて、前記複数のプローブ支持ダイヤフラム導通路の外側
    端部と加圧接触状態にある第２のコンタクト手段とから成ることを特徴とする請
    求項６記載のインタフェース装置。
  11. 【請求項１１】 超小型回路テスタに設けられた複数の端子を集積回路上の
    所定パターンで複数の実質的に同一平面内に位置する超小型回路アクセスパッド
    に接続するインタフェースモジュールであって、プリント回路板と、前記プリン
    ト回路板に設けられていて、複数のテスタ端子と電気的に接触するよう設けられ
    た複数の導通路と、前記プリント回路板に隣接して位置した底部及び前記底部と
    反対側に位置した開口部を備える切頭体の面の形をした可撓性メンブレンと、前
    記可撓性メンブレンに設けられていて、前記底部に隣接したところから前記底部
    と反対側の前記開口部に隣接したところまで延び、前記底部に隣接した前記プリ
    ント回路板の前記複数の導通路と電気的接触状態にある複数の導通路と、外側縁
    部及び内側部分を備えたダイヤフラムと、前記ダイヤフラムに設けられていて、
    前記外側縁部に向かう位置から前記内側部分に向かう位置まで延びていて、前記
    外側縁部に向かう前記位置のところで、前記テープと反対側の前記開口部に隣接
    した前記可撓性メンブレンの前記複数の導通路と電気的接触状態にある複数の導
    通路と、前記ダイヤフラムから超小型回路アクセスパッドの所定パターンと一致
    したパターンで延び、実質的に同一平面内に位置する先端を備えた複数の電気的
    コンタクトと、前記ダイヤフラムの内側部分を包囲していて、前記プリント回路
    板及び前記ダイヤフラムに取り付けられた状態でこれらの間に延びる弾性手段と
    を有し、前記弾性手段は、前記複数の電気的コンタクトの前記先端と前記超小型
    回路アクセスパッドとの共面性をもたらすように撓み、前記ダイヤフラムは、前
    記先端と超小型回路アクセスパッドの共面性からの局所的逸脱が生じると、前記
    先端と超小型回路アクセスパッドを接触させるよう撓むことを特徴とするインタ
    フェースモジュール。
  12. 【請求項１２】 前記ダイヤフラムは、石英プレートから成ることを特徴と
    する請求項１１記載のインタフェースモジュール。
  13. 【請求項１３】 前記電気的コンタクトは、複数の円錐形ニードルから成り
    、前記ダイヤフラムは、前記円錐形ニードルを受け入れる複数の円錐形貫通穴を
    有していることを特徴とする請求項１１記載のインタフェースモジュール。
  14. 【請求項１４】 前記弾性手段は、前記プリント回路板と前記ダイヤフラム
    との間に延びる最大寸法を備えた断面を有していることを特徴とする請求項１１
    記載のインタフェースモジュール。
  15. 【請求項１５】 前記ダイヤフラムの前記複数の導通路は、多数の導通路層
    と、前記多数の導通路層相互間に設けられた絶縁層とから成ることを特徴とする
    請求項１１記載のインタフェースモジュール。
  16. 【請求項１６】 前記絶縁層は、インピーダンス制御を行えるよう所定の厚
    さを有していることを特徴とする請求項１５記載のインタフェースモジュール。
  17. 【請求項１７】 前記ダイヤフラムは、小さい方の無支持のプレート寸法に
    対する厚さの割合が、０．００３よりも大きいことを特徴とする請求項１１記載
    のインタフェースモジュール。
  18. 【請求項１８】 前記ダイヤフラムの弾性率は少なくとも、石英の弾性率と
    同じほど大きいことを特徴とする請求項１１記載のインタフェースモジュール。
  19. 【請求項１９】 集積回路検査装置に設けられた端子と集積回路上の回路ア
    クセスパッドのパターンとの間に導電性信号伝達経路を形成するためのインタフ
    ェースモジュールを製造する方法であって、インタフェースモジュールは、集積
    回路検査装置の端子と集積回路検査装置に設けられた導電性信号伝達経路とを接
    触させるプリント回路板を有し、前記方法は、切頭体の面の形をしたフロッピー
    （登録商標）リングを形成する工程と、導電性信号伝達経路をフロッピー（登録
    商標）リング上に付着させる工程と、平らな自立形ダイヤフラムプレートを形成
    する工程と、穴のパターンを回路アクセスパッドのパターンと一致したパターン
    でダイヤフラムプレートに位置決めしてレーザ穴あけする工程と、レーザ穴あけ
    したパターンをなす穴の一つで終端した一端を有する導電性信号伝達経路をダイ
    ヤフラムプレート上に付着させる工程と、パッドコンタクトをレーザ穴あけされ
    たパターンをなす穴に挿入する工程と、フロッピー（登録商標）リングの導通路
    をプリント回路板とダイヤフラムプレートの導電性信号伝達経路との間に接続し
    た状態でフロッピー（登録商標）リングをプリント回路板と自立形ダイヤフラム
    プレートとの間に配置する工程と、自立形ダイヤフラムプレートをプリント回路
    板と実質的に平行な平面関係で弾性的に固定する工程と、パッドコンタクトの先
    端が平らな自立形ダイヤフラムプレートに実質的に平行な平面内に位置するよう
    にパッドコンタクトを調節する工程とを有することを特徴とする方法。
  20. 【請求項２０】 平らなダイヤフラムプレートを形成する工程は、石英を用
    いる工程を含み、レーザ穴あけ工程は、低出力炭酸ガスレーザ穴あけ工程から成
    ることを特徴とする請求項１９記載の方法。
  21. 【請求項２１】 直径が０．００２〜０．００３インチ（０．０５０８〜０
    ．０７６２mm）の穴を穴あけする工程と、穴を中心間距離が０．００４インチ（
    ０．１０１６mm）の状態で配置する工程とを更に有することを特徴とする請求項
    ２０記載の方法。
  22. 【請求項２２】 集積回路テスタに設けられた端子と、集積回路上の回路ア
    クセスパッドの所定パターンとを接続するインタフェースであって、プリント回
    路板と、前記プリント回路板に隣接して位置する底部を備えた切頭体の形状をし
    た可撓性基板と、前記底部と反対側の前記切頭体の端部に隣接した状態でこれを
    横切って延びる自立形ダイヤフラムと、前記プリント回路板及び前記自立形ダイ
    ヤフラムに接続されると共にこれらの間に延びていて、これらの間に実質的に互
    いに平行で平らな関係を維持する弾性手段と、前記自立形ダイヤフラム内に設け
    られていて、回路アクセスパッドの所定パターンに一致したパターンで前記自立
    形ダイヤフラムから延びる複数のプローブと、前記プリント回路板、切頭体形状
    の可撓性基板及び自立形ダイヤフラムに設けられていて、集積回路テスタの端子
    と回路アクセスパッドを互いに連絡させる導電性信号伝達経路とを有することを
    特徴とするインタフェース。
  23. 【請求項２３】 前記自立形ダイヤフラムは、結晶材料でできたプレートか
    ら成ることを特徴とする請求項２２記載のインタフェース。
  24. 【請求項２４】 前記結晶プレートは、石英プレートであることを特徴とす
    る請求項２３記載のインタフェース。
  25. 【請求項２５】 前記複数のプローブの密度は中心間距離で少なくとも０．
    ００４インチ（０．１０１６mm）であることを特徴とする請求項２２記載のイン
    タフェース。
  26. 【請求項２６】 前記弾性手段は、前記プリント回路板と前記自立形ダイヤ
    フラムとの間で最も大きな断面寸法を有していることを特徴とする請求項２２記
    載のインタフェース。
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