JP2008511840A - 所望のコンプライアンス特性を有するプローブカード装置を設計する方法 - Google Patents

Abstract

プローブカード装置は、所望の全体的な量のコンプライアンスを有するように構成される。このプローブカード装置のプローブのコンプライアンスが、判定され、追加の所定の量のコンプライアンスが、このプローブカード装置に設計され、その結果、追加コンプライアンスとプローブのコンプライアンスとの合計が、総計でこのプローブカード装置の全体的な所望のコンプライアンスになる。

Description

デバイスとの一時的接触を行うことによってデバイスをプローブする、多くの応用例が存在する。例えば、プローブは、デバイスの動作を監視するのに使用することができる。もう１つの例として、電子デバイスをプローブして、そのデバイスとの一時的電気接続を確立することによって、電子デバイスをテストすることができる。テストデータを、一時的接続を介してデバイスに入力することができ、そのデバイスによって生成された応答データを、やはり一時的接続を介して読み取ることができる。プローブカード装置には、通常、端子を例えばテスタにインターフェースするために支持構造物を介して電気的に接続されるプローブのアレイが含まれる。しばしば、プローブは、コンプライアンスを有する。すなわち、プローブは、力に応答してたわむ。

多くのプロービング応用例では、特定のレベルのコンプライアンスが望ましい。例えば、プローブのコンタクトチップは、コンタクトチップに加えられる力の１単位あたり特定の所定の距離だけ変位し、ある最大たわみを許すことが望ましい場合がある。コンプライアンスは、たわみの１単位あたりの加えられる力の単位として表されるばね定数として定量化することができる。

あるプロービング応用例では、そのプローブに負荷されうる最大たわみがある場合があり、それはプローブによって加えられる最大許容力をもたらす。例えば、プローブの永久歪みが発生する前にそのプローブが経験できるたわみに対する限界がある場合がある。永久歪みは、多くの応用例で許容可能でない場合がある。金属材料では、プローブがその弾性限界付近または弾性限界を超える応力を受けたならば、永久歪みが発生し得る。

既存のプローブカード装置では、プローブアレイのコンプライアンスは、通常、そのプローブカード装置の他の部品からのコンプライアンス寄与に優位を占める。実際に、プローブカード装置を設計する際に、プローブカード装置の他の部品のコンプライアンス寄与は、伝統的に無視されてきた。プローブカード装置を設計し、作る際にプローブアレイのコンプライアンス寄与だけを考慮することには、少なくとも２つの潜在的な不利益がある。第１に、プローブアレイのコンプライアンスだけが検討される場合に、そのプローブアレイは、プローブカード装置の所望のコンプライアンスのすべてをもたらすように設計されなければならない。一般的に言って、プローブアレイに必要なコンプライアンスが大きいほど、アレイ内のプローブを大きくする必要があり、ピッチまたは最小間隔を大きくしなければならない。したがって、いくつかの応用例では、より小さいプローブおよびより狭いピッチが望ましいか必要である可能性があるが、プローブカード装置の所望のコンプライアンスレベルが、プローブアレイの最小サイズおよび最小ピッチを間接的にセットする場合がある。第２に、コンプライアンスの他の源が、考慮されないがそれでも存在し得るので、プローブカード装置を設計し、作る際にプローブアレイのコンプライアンスだけが考慮される場合に、プローブカード装置の全体的コンプライアンスが、期待されるほど正確でない場合がある。

したがって、プローブカード装置を設計し、作る際の改善の必要がある。

本発明の好ましい実施形態では、プローブカード装置は、所望の全体的な量のコンプライアンスを有するように構成される。このプローブカード装置のプローブのコンプライアンスが、判定され、追加の量のコンプライアンスが、このプローブカード装置に設計され、その結果、追加コンプライアンスとプローブのコンプライアンスとの合計が、総計でこのプローブカード装置の全体的な所望のコンプライアンスになる。

本明細書では、本発明の例示的な実施形態および応用例を説明する。しかし、本発明は、これらの例示的な実施形態および応用例に限定されず、これらの例示的な実施形態および応用例が動作する形または本明細書で説明される形に限定されない。

図１に、プローブカード装置を設計する例示的方法を示す。このプローブカード装置は、任意のタイプのプローブカード装置とすることができる。例えば、このプローブカード装置を使用して、デバイスの動作の監視、デバイスに関連するさまざまなパラメータの読取、デバイスのテストなどを行うことができる。

この図に示されているように、ステップ１０２で、プローブカード装置に望まれるコンプライアンスの全体的レベルを判定する。コンプライアンスの全体的レベルは、特定のタイプのプローブカードの必要と、そのプローブカード装置の期待される１つまたは複数の用途とに依存する。例えば、プローブが、プローブされるデバイスに、設計された力を働かせることが望ましいまたは必要である場合がある。その場合に、全体的コンプライアンスの所望のレベルを、プロービング応用例の適当な分析によって判定することができる。もう１つの例として、全体的コンプライアンスの所望のレベルを、プローブカード装置が納入される顧客によって単純に指定することができる。

もう１つの例として、プローブの接触端（例えば、プローブされるデバイスに物理的に接触するプローブの端）が所与の距離だけ変位することが望ましいまたは必要である場合がある。例えば、プローブの変位が大きいほど、プロービングシステムが許容できる積重ね誤差（ｓｔａｃｋ ｕｐ ｅｒｒｏｒ）が大きくなる。しかし、プローブがそれから作られる材料の弾性限界を超える可能性に起因して、プローブが受けることのできるたわみの量に対する限界がある場合がある。その場合に、プローブカード装置は、プローブに与えられる力に応答して必要なたわみをもたらすのに十分な全体的コンプライアンスを有する必要があるはずである。コンプライアンスは、ばね定数（Ｋ）に関して定量化することができ、ばね定数は、たわみあたりの力に関して表すことができる。言い換えると、Ｋ＝Ｆ÷Ｄである（ここで、Ｋはばね定数であり、Ｆは加えられる力であり、Ｄはたわみである）。したがって、プローブカード装置が、所与の距離（Ｄ_ｒ）だけ変位することを要求されるが、プローブカード装置に加えることができる最大許容力（Ｆ_ｍａｘ）がある場合には、必要なコンプライアンスを、必要なばね定数（Ｋ_ｒ）として表すことができ、このＫ_ｒは、Ｋ_ｒ＝Ｆ_ｍａｘ÷Ｄ_ｒとして決定することができる。

ステップ１０４で、プローブアレイのコンプライアンス寄与を判定するが、これは、任意の適当な形で行うことができる。例えば、プローブアレイのコンプライアンスを、測定器を使用して測定することができる。代替案では、プローブアレイのコンプライアンスを計算することができる。もう１つの代替案として、プローブアレイのコンプライアンスを、例えばそのプローブアレイを製造するまたは販売する外部当事者によって単純に供給することができる。もちろん、プローブアレイのコンプライアンスが制限される場合がある。例えば、上で述べたように、プローブのサイズおよびピッチが、プローブアレイから得ることのできるコンプライアンスを制限する場合がある。したがって、ステップ１０４で判定されるプローブアレイのコンプライアンスは、ステップ１０２で判定されたプローブカード装置の必要な全体的コンプライアンス未満とすることができる。

ステップ１０６で、ステップ１０２で判定された全体的な必要なコンプライアンスと、ステップ１０４で判定されたプローブアレイのコンプライアンスとの間の差を判定し、プローブカード装置に設計する。例えば、プローブカード装置の諸部品（プローブアレイ以外）を、プローブカード装置に固有に寄与するコンプライアンスまたは潜在的に寄与するコンプライアンスのいずれかとして識別することができ、これらの部品のコンプライアンスを、利用し、強化し、または減らし、その結果、プローブアレイを含む、プローブカード装置の全部品のコンプライアンス寄与の合計が、許容可能な公差（プロービング応用例に依存する可能性がある）以内で、ステップ１０４で判定された所望の全体的コンプライアンスと等しくなるようにすることができる。ステップ１０８で、プローブカード装置を製造する。

図１に示されたステップを、図２に示されたプロービングシステム２００内で使用するために設計され、製造される例示的で非限定的なプローブカード装置２０６を参照してこれから説明する。図３〜６に示された例も参照する。例示的なプローブカード装置２０６と、図２〜６およびこれらの図面の次の説明のさらなる例とは、例示のためおよび議論を簡単にするために提供されるものであって、限定的と解釈してはならない。

図２に、デバイス２０２をプローブする例示的システム２００を示す。プローブカード装置２０６は、図１に示されたプロセスを使用して設計され、製造される。本発明はこれに限定されないが、図２に示された例示的システム２００は、電子デバイス２０２をプローブして電子デバイス２０２をテストするためのものである。テスト中の電子デバイス２０２（以下では、「テスト中のデバイス」を「ＤＵＴ」と称する）は、テストを受ける任意の電子デバイスとすることができる。例えば、ＤＵＴは、単体化されていない（ｕｎｓｉｎｇｕｌａｔｅｄ）半導体ウェハのダイ、１つまたは複数の単体化されたダイ（パッケージング済みまたは未パッケージング）、１つまたは複数の電子モジュール、またはテストされる任意の他のタイプの電子デバイスのうちの１つまたは複数とすることができる。しかし、上で述べたように、本発明は、電子デバイスのプロービングまたはテストに限定されるのではなく、デバイスがプローブされる（例えば、プローブがデバイスと物理的に接触する）すべての応用例で使用することができる。

図２に示された例では、ＤＵＴ ２０２が、可動ステージ２０４上に配置され、可動ステージ２０４は、ＤＵＴ ２０２の端子２２０を、プローブカード装置２０６のプローブ２１８と接触するように移動する。プローブカード装置２０６上のテスタ端子２２２は、テスタ（図示せず）へのインターフェースを提供し、このテスタは、ＤＵＴ ２０２をテストするテストデータを生成し、ＤＵＴ ２０２によって生成された応答データを受け取るように構成することができる。プローブカード装置２０６を介する電気接続（図示せず）は、テスタ端子２２２のうちのいくつかをプローブ２１８のうちのいくつかに接続する。したがって、テストデータの電気経路（図示せず）が、テスタ（図示せず）からプローブカード装置２０６を介してＤＵＴ ２０２の入力端子２２０まで設けられ、ＤＵＴ ２０２によって生成される応答データ用の類似する電気経路（図示せず）が、ＤＵＴ ２０２の出力端子２２０からプローブカード装置２０６を介してテスタ（図示せず）まで設けられる。ステージ２０４を、ハウジング２０８内に配置することができ、プローブカード装置２０６を、取付けハードウェア２１０によってハウジング２０８に固定することができる。図２に示された例示的なプローブカード装置２０６には、インターフェースボード２１２およびプローブ基板２１６が含まれ、インターフェースボード２１２およびプローブ基板２１６は、コネクタ２１４によって互いに接続される。テスタ端子２２２は、インターフェースボード２１２上に配置され、プローブ２１８は、プローブ基板２１６上に配置される。テスタ端子２２２とプローブ２１８との間の電気接続（図示せず）は、インターフェースボード２１２、コネクタ２１４、およびプローブ基板２１６を通ってまたはその上を通ることができる。

もう一度図１を参照すると、プローブカード装置２０６を設計する際の第１ステップ１０２は、プローブカード装置２０６のコンプライアンスの所望の全体的レベルを判定することである。プローブカード装置２０６の全体的コンプライアンスの所望のレベルは、一般に、特定のプロービング応用例の状況、環境、必要な精度などに依存する（全体的コンプライアンスとは、プローブカード装置２０６の全部品のコンプライアンス寄与を含む、プローブカード装置２０６の総コンプライアンスを指す）。例えば、ＤＵＴ端子２２０の高さの変動に対処するために、あるレベルの柔軟性が必要になる場合がある。柔軟性は、ハウジング２０８の周囲またはその内側の温度の変化によって引き起こされるＤＵＴ ２０２またはプローブカード装置２０６の部品の熱膨張の変化に起因して誘導される製造不正確性または不正確性に起因するステージ２０４の位置決めの不正確性もしくはＤＵＴ端子２２０またはプローブ２１８の位置の不正確性に起因するＤＵＴ端子２２０の変動に対処するために必要になるか望ましい場合もある。

ここで図１のステップ１０４を参照すると、プローブ２１８のアレイのコンプライアンスが判定される。プローブアレイ２１８のコンプライアンスは、もちろん、プローブアレイの設計、構成、および材料に依存する。一般的に言って、より大きいプローブは、より小さいプローブより大きいコンプライアンスを有する可能性がある。狭いピッチを有するプローブアレイは、一般に、より少ない量のコンプライアンスを有する。というのは、アレイのピッチが狭いほど、プローブをより小さくしなければならないからである。

図３ａおよび３ｂに、プローブ基板２１６上のプローブアレイ２１８を示す。プローブアレイ２１８には、小さく、短くて太いプローブが含まれ、これらのプローブは、狭いピッチを得るために使用される（ピッチは、プローブアレイ２１８内の個々のプローブまたはプローブの先端の間の水平距離３０２および垂直距離３０４を指す）。例えば、プローブアレイ２１８のプローブに、プローブ基板２１６上の端子またはパッド（図示せず）に接着された短いワイヤを含めることができる。代替案では、プローブアレイ２１８のプローブを、めっきされたポスト、はんだバンプ、またはリソグラフィによって画定されたばね要素とすることができる。例示的なプローブアレイ２１８のプローブを構成する１つまたは複数の材料は、任意の適切な導電材料とすることができる。例には、パラジウム、金、ロジウム、ニッケル、コバルト、銀、導電性窒化物、導電性炭化物、タングステン、チタニウム、モリブデン、レニウム、インジウム、オスミウム、ロジウム、銅、金、高融点金属、シリコン、ガリウムヒ素など、または前述の材料の任意の組合せを含むこれらの合金が含まれる。パラジウム−コバルト合金は、プローブアレイ２１８のプローブに特に有用な材料である（プローブの全体またはほとんどを構成する材料としてまたはプローブの一部またはすべてに適用されるコーティングまたはめっきとしてのいずれかで）可能性がある。現在の技術を使用すると、１５ミクロンもの狭いピッチを達成することができる。より狭いピッチさえ、達成することができる。しかし、プローブアレイ２１８内のプローブは小さいので、プローブアレイ２１８のコンプライアンスも、小さくなる可能性が高い。例えば、プローブアレイ２１８の材料および構成に依存して、使用可能なコンプライアンスが、無視できるか相対的に小さくなる可能性がある（例えば、プローブアレイ２１８内のプローブの先端の１０ミクロンから２５ミクロンのたわみ）。

例示的なプローブアレイ２１８内のプローブなどの、小さいコンプライアンスを有する短く太いプローブ以外のプローブを使用することができる。例えば、さまざまなスプリングプローブのどれであっても、プローブアレイ２１８内で使用することができる。そのようなスプリングプローブの例を、米国特許第５４７６２１１号明細書、米国特許第５９１７７０７号明細書、米国特許第６３３６２６９号明細書、米国特許第６０６４２１３号明細書、米国特許第６４８２０１３号明細書、米国特許第６２６８０１５号明細書、米国特許出願公報第２００１／００１２７３９号明細書、米国特許出願公報第２００１／００４４２２５号明細書、および１９９８年２月２６日出願の米国特許出願第０９／０３２４７３号明細書に見出すことができる。前述の特許および特許出願のすべてが、参照によってその全体を本明細書に組み込まれている。ニードルプローブ（ｎｅｅｄｌｅ ｐｒｏｂｅ）、バックリングビームプローブ（ｂｕｃｋｌｉｎｇ ｂｅａｍ ｐｒｏｂｅ）、バンプ、ポストなどを限定なしに含む、他のタイプのプローブをその代わりに使用することができる。

図３ｃ〜３ｆに、プローブアレイ２１８内で使用できる代替プローブの非限定的な例を示す。図３ｃに、プローブ基板３１６の端子３１０に取り付けられたスプリングプローブ３１２を示す。図３ｃの各スプリングプローブには、端子３１０に取り付けられたポスト３１４と、ビーム３１６と、コンタクトチップ３１８とが含まれ、これらのすべてを、リソグラフィによって形成することができる。コンタクトチップ３１８を電子デバイス（図示せず）に接触させる時に、ビーム３１６が、曲がり、その電子デバイスに反対の力を働かせる。図３ｄに、バックリングビームプローブ３２０を示すが、このバックリングビームプローブ３２０も、プローブ基板３１６の端子３１０に取り付けられる。各バックリングビーム３２０は、案内板３２２および３２６内の穴３２４および３２８を通過し、案内板３２２および３２６は、ブラケット３３０によってプローブ基板３１６に固定される。バックリングビーム３２０の端３２９を電子デバイス（図示せず）に接触させる時に、バックリングビーム３２０が、横に挫屈する。図３ｅに、スプリングプローブ３３２のもう１つの例を示すが、このスプリングプローブ３３２のそれぞれは、プローブ基板３１６の端子３１０に取り付けられる。図３ｅの各スプリング接点３３２には、ワイヤ３３４が含まれ、このワイヤ３３４は、端子３１０およびコンタクトチップ３３６に接着される。コンタクトチップ３３６を電子デバイス（図示せず）に接触させる時に、スプリングプローブ３３２が、圧縮され、その電子デバイスに反対の力を働かせる。図３ｆに、ニードルプローブ３３８を取り付けられた端子３１０を有するプローブ基板３１６を示す。

使用されるプローブのタイプと、プローブアレイの構成とにかかわらず、プローブアレイ２１８のコンプライアンスは、複数の異なる形のいずれかで判定することができる。例えば、アレイのコンプライアンスを、プローブに加えられる力の１単位あたりのプローブのたわみを測定する機械を使用して測定することができる。もう１つの例として、プローブアレイのコンプライアンスを、使用される材料のタイプ、プローブの形状などに基づいて計算しまたは推定することができる。もう１つの代替案として、プローブまたはプローブアレイのコンプライアンスを、プローブアレイ２１８の製造業者または販売者によって供給することができる。

プローブアレイ２１８内の各プローブが、個々のレベルのコンプライアンスを有し、プローブアレイ２１８のコンプライアンスが、プローブの個々のコンプライアンスによって決定されることは明白である。実際に、プローブアレイ２１８は、個々のプローブのコンプライアンスがアレイ内の他のプローブのコンプライアンスと独立になるように構成することができる。したがって、各プローブは、アレイ内の他のプローブと大きく異なるレベルのコンプライアンスを提供することができる。各プローブが、アレイ内の他のプローブと同一レベルの個々のコンプライアンスを提供するように設計される場合であっても、各プローブが個々の独立なレベルのコンプライアンスを提供するので、１つのプローブが、例えば他のプローブと比較してその１つのプローブに加えられる異なるレベルの力に起因して、アレイ内の別のプローブと異なる距離だけ変位することができる。

ここで図１のステップ１０６を参照すると、プローブカード装置２０６についてステップ１０２で判定されたコンプライアンスの所望の全体的レベルと、ステップ１０４で判定されたプローブアレイ２１８のコンプライアンスのレベルとの間の差が、ステップ１０６でプローブカード装置２０６に設計される。プローブカード装置２０６には、可能なコンプライアンスの任意の個数の源がある。例えば、プローブカード装置２０６の次の要素のすべてが、このプローブカード装置の全体的コンプライアンスに寄与する可能性がある：プローブカード装置２０６をハウジング２０８に取り付ける取付けハードウェア２１０；インターフェースボード２１２；プローブ基板２１６をインターフェースボード２１２に接続するコネクタ２１４；およびプローブ基板２１６。コンプライアンス寄与は、図１のステップ１０６でプローブカード装置２０６のこれらの部品または他の部品のうちのいずれか１つまたは複数に設計することができる。さらに、プローブカード装置２０６のこれらの部品または他の部品のうちのいずれかから、その部品のコンプライアンス寄与を除去するか無視できるレベルまで減らすために補剛または他の処置を講じることによって、コンプライアンスを設計することができる。

図４に、例示的なプローブカード装置４０６のさまざまな部品にコンプライアンスを設計する例示的な形を示すが、プローブカード装置４０６は、全体的に図２のプローブカード装置２０６に似たものとすることができ、テスタ端子４２２は、プローブアレイ４１８（上で述べたプローブアレイ２１８と同一とすることができる）のプローブに電気的に接続され、取付けハードウェア４１０は、ハウジング（例えば、図２のハウジング２０８に似た）へのプローブカード装置４０６の取付けの手段を提供する。プローブカード装置４０６には、コネクタ４１４によってプローブ基板４１６に接続されたインターフェースボード４１２を含めることもでき、これらのすべてを、図２の類似する名前の要素に似たものとすることができる。図４のプローブカード装置４０６は、取付けハードウェア４１０、インターフェースボード４１２、コネクタ４１４、および／またはプローブ基板４１６にコンプライアンスを設計する、例示的で非限定的な形を示す。

コンプライアンスを、次のように取付けハードウェア４１０に設計することができる。図４に示されているように、取付けハードウェア４１０には、取付けブラケット４４０、リップ４４４、および延長部４４２が含まれる。リップ４４４とインターフェースボード４１２との間に、コンプライアンスを有する要素４４８があり、インターフェースボード４１２と延長部４４２との間に、もう１つのコンプライアンスを有する要素４４６がある。コンプライアンスを有する要素４４６および４４８は、任意の柔軟なかつ／または弾力性のある材料とすることができるが、プローブカード装置４０６にコンプライアンス寄与を提供する。コンプライアンスを有する要素４４６および４４８は、同一の材料または異なる材料とすることができるが、ゴム、エラストマー、プラスチック、スポンジなどを含むことができる。もちろん、コンプライアンスを有する要素４４６および４４８を、金属を含む複数の材料から作ることができる。コンプライアンスを有する要素４４６および４４８のコンプライアンスは、上で述べたように、材料に加えられる力の１単位あたりの材料のたわみを測定する機械、または材料に加えられる力の１単位あたりの材料によって生成される反対の力を測定する機械を使用して測定することができる。代替案では、コンプライアンスを有する要素４４６および４４８のコンプライアンスを、計算するか、推定するか、材料の製造業者または販売者によって供給することができる。

コンプライアンスを、インターフェースボード４１２を構成する１つまたは複数の材料を選択することによってインターフェースボード４１２に設計することができる。例えば、インターフェースボード４１２には、皆無かそれに近い（例えば無視できる）コンプライアンスを提供する比較的堅い材料を含めることができる。例えば、セラミック材料は、皆無かそれに近いコンプライアンスを提供することができる。プリント回路基板材料は、低いレベルのコンプライアンスを提供することができる。ゴム引きされた材料は、より高いレベルのコンプライアンスを提供することができる。インターフェースボード４１２を構成する材料のほかに、インターフェースボード４１２を、所望のレベルのコンプライアンスを提供する形で構成することができる。コンプライアンスを有する要素４４６および４４８と同じように、インターフェースボード４１２のコンプライアンスは、機械を使用して測定するか、計算するか、推定するか、製造業者または販売者によって供給することができる。

コンプライアンスは、コネクタ４１２がそれから作られる材料の選択によって、および／またはコネクタ４１４の設計によって、プローブ基板４１６をインターフェースボード４１２に接続するコネクタ４１４に設計することもできる。図５ａ、５ｂ、５ｃ、および５ｄに、コネクタ４１４の例示的実施形態を示す。図５ａ、５ｂ、５ｃ、および５ｄのそれぞれに、インターフェースボード４１２、プローブ基板４１６、およびプローブアレイ４１８の部分図が示されている。図５ａでは、コネクタ４１４が、コンプライアンスを有する材料５０２として実施され、このコンプライアンスを有する材料５０２は、上で述べたコンプライアンスを有する要素４４６または４４８に似たものとすることができる。電気コネクタ５０４は、テスタ端子（図５ａには図示せず。図４の４２２）からプローブ基板４１６への電気接続をもたらすことができ、このプローブ基板４１６を介して、電気接続（図示せず）が、プローブアレイ４１８のプローブまで設けられる。インターフェースボード４１２およびプローブ基板４１６を電気的に接続する他の形を使用することができる。例えば、導電通路を、コンプライアンスを有する材料５０２を通して設けることができる。

図５ｂでは、コネクタ４１４が、複数のばね相互接続５０６として実施され、ばね相互接続５０６は、導電性とすることができ、インターフェースボード４１２からプローブ基板４１６への電気接続を提供し、したがって、テスタ端子（図５ａには図示せず。図４の４２２）からプローブアレイ４１８への電気接続（図示せず）の一部を形成することができる。代替案では、インターフェースボード４１２とプローブ基板４１６との間に他の電気接続を設けることができる（例えば、電気コネクタ５０４）。ばね相互接続５０６は、さまざまな形のいずれかで作ることができる。例えば、ばね相互接続５０６は、前述の特許および特許出願すなわち、米国特許第５４７６２１１号明細書、米国特許第６２６８０１５号明細書、米国特許出願公報第２００１／００４４２２５号明細書、および１９９８年２月２６日出願の米国特許出願第０９／０３２４７３号明細書のいずれかで開示されたばね相互接続（またはスプリング接点）に似たものとすることができる。他のタイプのばね相互接続５０６を使用することができる。

図５ｃでは、コネクタ４１４が、インターポーザ基板５１２の対向する側面から延びるばね相互接続５０８を含むインターポーザとして実施される。これらのばね相互接続は、導電性とすることができ、インターポーザ基板５１２の一方の側面上のばね相互接続５０８とインターポーザ基板５１２の反対の側面上のばね相互接続５０８との間に電気接続（図示せず）を設けることができる。したがって、ばね相互接続５０８およびインターポーザ基板５１２は、テスタ端子（図５ａには図示せず。図４の４２２）からプローブアレイ４１８への電気接続（図示せず）の一部を形成することができる。代替案では、インターフェースボード４１２とプローブ基板４１６との間に他の電気接続を設けることができる（例えば、電気コネクタ５０４）。

図５ｄでは、コネクタ４１４が、２つの柔軟なシート５２０の間に配置された複数のプランジャばね構造５１６として実施され、シート５２０は、インターフェースボード４１２およびプローブ基板４１６に取り付けられる。電気コネクタ５０４が、インターフェースボード４１２をプローブ基板４１６に電気的に接続し、したがってテスタ端子（図５ｄには図示せず。図４の４２２）とプローブアレイ４１８のプローブとの間の電気接続の一部を形成するために設けられる。もちろん、インターフェースボード４１２とプローブ基板４１６との間に他の電気接続を設けることができる（例えば、電気コネクタ５０４）。例えば、プランジャばね構造５１６を、導電性になるように構成することができる。もう１つの例で、シート５２０をパッドに置換することができる。さらに、プランジャばね構造５１６を、他のタイプのばね（例えば、つる巻ばね、板ばねなど）に置換することができる。

図５ａ、５ｂ、５ｃ、および５ｄには図示されていないが、プローブ基板４１６を、適切な機構を使用してインターフェースボード４１２に固定することができる。例えば、ブラケット、フレーム、ファスナなどを使用して、プローブ基板４１６をインターフェースボード４１２に固定することができる。コンプライアンスを有する要素４４６および４４８を、コネクタ４１４が図５ａ、５ｂ、５ｃ、または５ｄに図示されているどの形においても実施できることに留意されたい。また、コネクタ４１４のコンプライアンスは、このコネクタに加えられる力の１単位あたりのコネクタ４１４のたわみを測定する機械、またはこのコネクタに加えられる力の１単位あたりのこのコネクタによって生成される反対の力を測定する機械を使用して測定することができる。代替案では、コネクタ４１４のコンプライアンスを、計算するか、推定するか、製造業者または販売者によって供給することができる。

もう一度図４を参照すると、コンプライアンスを、全体的に上で説明したように、インターフェースボード４１２のコンプライアンスを選択できる形と同一の全般的な形で、プローブ基板４１６を構成する１つまたは複数の材料を選択することによってプローブ基板４１６に設計することができる。例えば、プローブ基板４１６に、皆無かそれに近い（例えば無視できる）コンプライアンスを提供する比較的堅い材料を含めることができる。例えば、セラミック材料は、皆無かそれに近いコンプライアンスを提供することができる。プリント回路基板材料は、低いレベルのコンプライアンスを提供することができる。ゴム引きされた材料は、より高いレベルのコンプライアンスを提供することができる。プローブ基板４１６を構成する材料のほかに、プローブ基板４１６を、所望のレベルのコンプライアンスを提供する形で構成することができる。プローブ基板４１６のコンプライアンスは、このプローブ基板に加えられる力の１単位あたりのプローブ基板４１６のたわみを測定する機械、またはこのプローブ基板に加えられる力の１単位あたりのこのプローブ基板によって生成される反対の力を測定する機械を使用して測定することができる。代替案では、プローブ基板４１６のコンプライアンスを、計算するか、推定するか、製造業者または販売者によって供給することができる。

図６は、プローブカード装置４０６の全体的なコンプライアンスに寄与するプローブカード装置４０６の要素が概略的にばねとして示されている、プローブカード装置４０６の概略図を示す。ばね６１０は、取付けハードウェア４１０のコンプライアンスを表し、ばね６１２は、インターフェースボード４１２のコンプライアンスを表し、ばね６１４は、コネクタ４１４のコンプライアンスを表し、ばね６１６は、プローブ基板４１６のコンプライアンスを表し、ばね６１８は、プローブアレイ４１８のコンプライアンスを表す。プローブカード装置４０６の全体的コンプライアンスは、ばね６１０、６１２、６１４、６１６、および６１８によって表されるプローブカード装置要素のそれぞれのコンプライアンスの合計である。ばね６１０、６１２、６１４、６１６、および６１８によって表される要素のうちのいずれか１つまたは複数が、全体的コンプライアンスのうちの多かれ少なかれを提供するように設計できることは明白である。本明細書で述べるプローブカード装置４１６の例では、プローブアレイ４１８が、小さいプローブおよび狭いピッチを有するように設計される。したがって、プローブアレイ４１８は、図６では、ばね６１８によって表されるが、コンプライアンスのうちの少ない量だけを与える可能性が高い。したがって、プローブカード装置４０６の１つまたは複数の他の要素（ばね６１０、６１２、６１４、および／または６１６のうちの１つまたは複数によって表される）を、プローブカード装置４１６の全体的コンプライアンスのうちの大多数を与えるように設計することができる。例えば、プローブアレイ４１８（図６では、ばね６１８によって表される）は、プローブカード装置４１６の全体的コンプライアンスのうちの半分、１／５、１／１０、またはそれ未満を与えることができる。図３に示されたプローブアレイ２１８（プローブアレイ４１８をこれに似たものにすることができる）に関して上で与えた例を参照すると、１５ミクロンから５０ミクロンまでの範囲内の狭いピッチを有する小さいプローブを含むプローブアレイは、１０ミクロンから２５ミクロンまでの範囲内の対応するコンプライアンスを有する可能性があり、このコンプライアンスは、プローブカード装置４０６の所望の全体的コンプライアンスより大幅に少ない可能性がある。その場合に、プローブカード装置４０６の１つまたは複数の別の部品のコンプライアンス寄与を、プローブアレイのコンプライアンスの２倍、５倍、または１０倍にして、プローブカード装置４０６の所望の全体的コンプライアンスを達成する必要がある可能性がある。もちろん、前述のすべてが、例にすぎず、プローブアレイ４１８を、プローブカード装置４０６の全体的コンプライアンスの０からすべてまでの、全体的コンプライアンスの任意の部分を与えるように設計することができる。

プローブカード装置の部品のコンプライアンスを、その部品のばね定数Ｋとて表すことができ、このばね定数Ｋは、上で述べたように、たわみあたりの力に関して定義することができる。言い換えると、Ｋ＝Ｆ÷Ｄである（ここで、Ｋはばね定数であり、Ｆは加えられる力であり、Ｄはたわみである）。コンプライアンスがばね定数Ｋとして表される場合に、図６に示されているように直列の複数のばね定数は、個々のばね定数の逆数の合計の逆数をとることによって合計され、Ｋ_ｓｕｍ＝１÷（（Ｉ÷Ｋ_ｉ）＋（１÷Ｋ_２）＋）（１÷Ｋ_３）…（１÷Ｋ_ｎ））である。したがって、図６に示された一連のばね６１０、６１２、６１４、６１６、および６１８の全体的コンプライアンスは、Ｋ_ｓｕｍ＝１÷（（Ｉ÷Ｋ_６Ｉ_０）＋（１÷Ｋ_６Ｉ２）＋（１÷Ｋ_６Ｉ４）＋（１÷Ｋ_６Ｉ６）＋（１÷Ｋ_６Ｉ８））である。前述の式中の十分に大きいばね定数Ｋを、適当な情況の下で無視することができ、プローブカード装置の対応する部品を、コンプライアンスを提供しないものとして扱うことができることは明白である。

上で述べたように、コンプライアンスを、図６のばね６１０、６１２、６１４、６１６、および６１８によって表されるプローブカード装置４０６の要素のすべてに設計する必要はない。実際に、プローブカード装置４０６の要素のうちのいずれか１つまたは複数のコンプライアンスを０または少なくとも無視できるレベルまで減らす処置を講じることができる。図７および図８に、プローブカード装置の選択された要素だけがコンプライアンスを有するように設計され、他の要素が０または無視できるコンプライアンスを有すると仮定されるかそうなるように設計される、２つの例示的プローブカード装置を示す。

もう一度図１を参照すると、ステップ１０６で、プローブカード装置２１８に追加コンプライアンスを設計した後に、ステップ１０２、１０４、および１０６で判定されたコンプライアンス成分を有するプローブカード装置２０６が、ステップ１０８で製造される。

図１のプロセスに従ってプローブカードを設計し、製造する、もう１つの例を、これから説明する。この例では、次のシナリオを仮定する。プローブカード装置は、図２に示されたシステムに似た、ＤＵＴをテストするプロービングシステムで使用される。プローブカードのプローブ２１８とＤＵＴ ２０２の端子２２０との間のよい電気接続を保証するために、ステージ２０４は、ＤＵＴ ２０２の端子２２０を、端子２２０との最初の接触を過ぎてある距離だけ駆動することができる。この指定された距離を、「オーバートラベル」と称する場合がある。また、この説明において、プローブ２１８は、限られたオーバートラベル（すなわち、たわみ）だけに耐えることができ、この例では、プローブアレイ２１８のコンプライアンスが、指定されたオーバートラベルに対処するのに不十分であると仮定する。すなわち、チャック２０４が、指定されたオーバートラベルを介して端子を駆動する場合に、プローブは、過大な応力を受け、損傷を受ける可能性がある。この議論において（限定ではなく）、次を仮定する。プローブカード装置２０６は、１００ミクロンのオーバートラベルに対処できなければならず、プローブアレイ２１８のプローブは、２５ミクロンのオーバートラベルに安全に耐えることができ、このプローブアレイは、１グラム毎ミクロンのばね定数を有する（例えば、このプローブアレイが１０個のプローブを有し、各プローブが、１グラム毎ミクロンの１／１０の個々のばね定数を有する）。

上で説明した例示的仕様を満足するためのプローブカード装置の設計および製作を述べるためにもう一度図１を参照すると、第１ステップ１０２は、プローブカード装置２１８の所望の全体的コンプライアンスを判定することである。上で述べたように、この例では、プローブカード装置２０６は、ＤＵＴ ２０２の端子２２０がプローブアレイ２１８に接触させられ、これに押し付けられる時に、１００ミクロンの総オーバートラベルに対処する必要がある。したがって、このプローブカード装置に必要な全体的コンプライアンスは、プローブアレイ２１８に押し付けられる端子の最大力（Ｆ_ｍ）に応答する１００ミクロンのたわみに対応する。したがって、このプローブカード装置の全体的ばね定数は、その力（Ｆ_ｍ）を１００ミクロンで割った値すなわち、（Ｋｏ_ｖｅｒａｉｌ）＝Ｆ_ｍ÷１００ミクロンである必要がある。

さらに図１を参照すると、プローブカード装置２０６の設計の次のステップ１０４は、プローブアレイ２１８のコンプライアンス寄与を判定することである。上で述べたように、この例において、プローブアレイ２１８内のプローブは、最大２５ミクロンだけたわむことができる。したがって、プローブアレイ２１８のコンプライアンスは、力（Ｆ_ｍ）に応答する２５ミクロンのたわみに対応する。したがって、プローブアレイ２１８のばね定数は、（Ｆ_ｍ）を２５ミクロンで割った値すなわち、（Ｋ_ｐｒＯｂｅ ａｒｒａｙ）＝Ｆ_ｍ−２５ミクロンである。

ステップ１０６では、プローブカード装置に必要な追加コンプライアンスを判定する。もちろん、この追加の必要なコンプライアンスは、ステップ１０２で判定されたプローブカード装置２０６に必要な全体的コンプライアンスと、ステップ１０４で判定されたプローブアレイ２１８のコンプライアンス寄与との間の差である。したがって、この場合に、追加の必要なコンプライアンスは、同一の力（Ｆ_ｍ）に応答するたわみの７５ミクロンのたわみに対応する。したがって、追加の必要なコンプライアンスのばね定数は、（Ｋａ_ｄｄｒｔｉｏ_ｎａｉ）＝Ｆ_ｍ−７５ミクロンである。したがって、力（Ｆ_ｍ）に応答する７５ミクロンのたわみに対応するコンプライアンス（言い換えれば、Ｆ_ｍ−７５ミクロンのばね定数）を、プローブカード装置２０８に設計する必要がある。明白であるように、プローブカード装置に設計される追加コンプライアンスのばね定数（Ｋ_ａｄｄｉ_{ｔｉｏｎａ}ｉ）に対するプローブアレイのばね定数（Ｋ_ｐｒｏｂ_ｅ ａｒｒ_ａｙ）の比は、３対１であり、これは、プローブアレイ２１８が、プローブカード装置２０６に設計されるコンプライアンスより３倍堅いことを意味する。したがって、この例のプローブカードのコンプライアンス（Ｋ_ｐｒｏｂ_ｅ ｃａｒｄ）は、０．３３グラム／ミクロンである。

プローブカード装置２０６は、図１のステップ１０８で作られる。最大許容たわみを生成する力（Ｆ_ｍ）に応答して、プローブアレイ２１８自体は、２５ミクロンだけたわむが、プローブカード装置２０６自体は、さらに７５ミクロンだけたわみ、このすべてが、同一の力に応答するものである。したがって、プローブアレイ２１８は、合計１００ミクロンだけたわみ、ウェハの展望からは、（Ｋ_ｍ）＝Ｆ_ｍ−１００ミクロンのばね定数を有するように見える。

図７〜９に、上で説明した例により、力Ｆ_ｍに応答するたわみの７５ミクロンに対応する追加コンプライアンスおよびばね定数Ｋａ_{ｄｄｉｔｉｏｎａｉ}＝Ｆ_ｍ÷７５ミクロンが、インターフェースボード２１２をプローブ基板２１６に接続するコネクタ２１４または取付けハードウェア２１０のいずれかに設計される、例示的なプローブカード装置７０６、８０６、および９０６を示す。

図７に、追加コンプライアンスが、プローブ基板７１６と相互接続ボード７１２との間の相互接続に設計される例示的なプローブカード装置７０６を示す。例示的なプローブカード装置７０６には、プローブカード装置２０６と同一の基本要素すなわち、取付けハードウェア７１０、インターフェースボード７１２、プローブ基板７１６、プローブアレイ７１８、およびテスタ端子７２２が含まれる。図７に示された例では、プローブカード装置７０６は、インターフェースボード７１２をプローブ基板７１６に接続するコネクタ内にコンプライアンスを有するように設計される。すなわち、インターフェースボード７１２は、複数のばね相互接続７１４によってプローブ基板７１６に接続され、ばね相互接続７１４は、図５ｂのばね相互接続５０６に似たものとすることができる。取付けハードウェア７１０、インターフェースボード７１２、およびプローブ基板７１６は、０または無視できるコンプライアンスを提供するように構成される。取付けハードウェア７１０は、堅く、ハウジング（例えば、図２のハウジング２０８と同様）にしっかり固定される。延長部７４２は、堅く、インターフェースボード７１２を強化し、プローブ基板７１６は、無視できるコンプライアンスを有するセラミック材料から作られる。したがって、プローブカード装置７０６の全体的コンプライアンスは、ばね相互接続７１４およびプローブアレイ７１８によって提供されるコンプライアンスの合計である（図６のばね６１４および６１８に対応するはずであり、ばね６１０、６１２、および６１６は無視できる）。この例では、ばね相互接続７１４は、上で説明したように、力Ｆ_ｍに応答するたわみの７５ミクロンに対応するコンプライアンスおよびばね定数Ｋ_ａｄ_{ｄｉｔｉｏｎａ}ｉ＝Ｆ_ｍ÷７５ミクロンをもたらすように設計される。

図８に、追加コンプライアンスが取付けハードウェア８１０に設計される、例示的なプローブカード装置８０６を示す。例示的なプローブカード装置８０６にも、プローブカード装置２０６と同一の基本要素すなわち、取付けハードウェア８１０、インターフェースボード８１２、プローブ基板８１６、プローブアレイ８１８、およびテスタ端子８２２が含まれる。図８に示された例では、プローブカード装置８０６は、取付けハードウェア８１０内にコンプライアンスを有するように設計される。すなわち、取付けハードウェア８１０には、図４と同様に、リップ８４４と延長部８４２との間に配置されたコンプライアンスを有する要素８４４および８４６が含まれる。インターフェースボード８１２をプローブ基板８１６に接続するコネクタ（図８には図示せず。図４の要素４１４）、インターフェースボード８１２、およびプローブ基板８１６は、０または無視できるコンプライアンスを提供するように構成される。プローブ基板８１６は、インターフェースボード８１２にしっかりと固定され、したがって、インターフェースボード８１２とプローブ基板８１６との間の接続（図８には図示せず）は、無視できるコンプライアンスを提供する。スチフナ８５２（例えば、インターフェースボード８１２に固定された金属板）が、インターフェースボード８１２を強化し、プローブ基板８１６は、無視できるコンプライアンスを有するセラミック材料から作られる。したがって、プローブカード装置８０６の全体的コンプライアンスは、取付けハードウェア８１０（コンプライアンスを有する要素８４４および８４６を含む）およびプローブアレイ８１８によって提供されるコンプライアンスの合計である（図６のばね６１０および６１８に対応するはずであり、ばね６１２、６１４、および６１６は無視できる）。この例では、取付けハードウェア８１０は、上で説明したように、力Ｆ_ｍに応答するたわみの７５ミクロンに対応するコンプライアンスおよびばね定数Ｋ_ａｄｄｉｔｉｏｎａｌ＝Ｆ_ｍ÷７５ミクロンをもたらすように設計される。

図９は、図７と同様、追加コンプライアンスが、プローブ基板９１６と相互接続ボード９１２との間の相互接続に設計される、例示的なプローブカード装置９０６を示す。図７および８と同じように、図９の例示的なプローブカード装置９０６には、プローブカード装置２０６と同一の基本要素すなわち、取付けハードウェア９１０、インターフェースボード９１２、プローブ基板９１６、プローブアレイ９１８、およびテスタ端子９２２が含まれる。しかし、図９では、ばね９０２（例えば、つる巻ばね、板ばねなど）が、プローブ基板９１６とインターフェースボード９１２との間に配置される。柔軟な電気接続９０４（例えば、柔軟な薄膜配線基板）が、インターフェースボード９１２からプローブ基板９１６への接続をもたらす。ビアホール（図示せず）を、インターフェースボード９１２を介して設けて、テスタ端子９２２を柔軟なコネクタ９０４に電気的に接続することができ、プローブ基板９１６上のトレース（図示せず）が、柔軟なコネクタ９０４をプローブアレイ９１８のプローブに電気的に接続することができる。柔軟なコネクタ９０４は、図９ではプローブ基板９１６のプローブアレイ９１８側に接続されて図示されているが、柔軟なコネクタ９０４を、その代わりに、プローブ基板９１６の反対側に接続することができ、プローブ基板９１６を通るビアおよびトレースを設けて、柔軟なコネクタ９０４をプローブアレイ９１８のプローブに電気的に接続することができる。この例では、取付けハードウェア９１０、インターフェースボード９１２、およびプローブ基板９１６は、０または無視できるコンプライアンスを提供するように構成される。取付けハードウェア９１０は、堅く、ハウジング（例えば、図２のハウジング２０８と同様）にしっかり固定される。スチフナ９５２が、インターフェースボード９１２を強化し、プローブ基板９１６は、無視できるコンプライアンスを有するセラミック材料から作られる。したがって、プローブカード装置９０６の全体的コンプライアンスは、ばね相互接続９１４およびプローブアレイ９１８によって提供されるコンプライアンスの合計である（図６のばね６１４および６１８に対応するはずであり、ばね６１０、６１２、および６１６は無視できる）。やはり、この例では、ばね相互接続９０２は、上で説明したように、力Ｆ_ｍに応答するたわみの７５ミクロンに対応するコンプライアンスおよびばね定数Ｋ_ａｄｄｉ_ｔｉ_ｏｎａｉ＝Ｆ_ｍ÷７５ミクロンをもたらすように設計される。

図２、４、および７〜９に示された構成が、例示的であるのみであることに留意されたい。図６に表されたプローブカード装置（例えば、２０６、４０６、７０６、８０６、９０６）の要素の任意の組合せを、コンプライアンスを提供するためまたは提供しないために選択することができる。実際に、プローブアレイ（例えば、２１８、４１８、７１８、８１８、９１８）を、特定のレベルのコンプライアンス（無視できるコンプライアンスを含む）を提供するように設計することすらできる。もう１つの例として、取付けハードウェア２１０、４１０、７１０、８１０、９１０（図６ではばね６１０によって表される）およびプローブ基板２１６、４１６、７１６、８１６、９１６（図６ではばね６１６によって表される）を、無視できるコンプライアンスを提供するように設計することができると同時に、インターフェースボード２１２、４１２、７１２、８１２、９１２（図６ではばね６１２によって表される）、コネクタ２１４、４１４、７１４、８１４、９１４（図６ではばね６１４によって表される）およびプローブアレイ２１６、４１６、７１６、８１６、９１６（図６ではばね６１６によって表される）のそれぞれを、特定のレベルのコンプライアンスを有するように設計することができる。プローブカード装置の要素の任意の他の組合せを、いくつかは無視できるコンプライアンスについて、それら以外は所定のレベルのコンプライアンスについて、選択することができる。

図１０に、コンプライアンスをプローブカード装置に設計するもう１つのまたは代替の形を示す。図１０では、コンプライアンスを有する要素１０１０が、ステージ１００４に組み込まれ、ステージ１００４は、それ以外の点では図２のステージ２０４に似たものとすることができる。コンプライアンスを有する要素１０１０は、上で図４に関して述べた、コンプライアンスを有する要素４４６に似たものとすることができる。コンプライアンスを有する要素１０１０を、図５ｂ、５ｃ、または５ｄで全般的に示したばね相互接続またはプランジャばねを用いて作ることもできる。

図１１に、もう１つの例示的なプローブカード装置１１０６を示す。図１１に示されているように、例示的なプローブカード装置１１０６には、前の図（例えば、図９）の同じような名前の要素に全体的に似た要素、すなわち、取付けハードウェア１１１０、インターフェースボード１１１２、テスタ端子１１２２、プローブ基板１１１６、およびプローブのアレイ１１１８が含まれる。プローブカード装置１１０６には、１つまたは複数の柔軟な電気コネクタ１１０４も含まれ、この柔軟な電気コネクタ１１０４は、全体的に、上で説明した図９の柔軟な電気コネクタ９０４と同様のものとすることができる。テスタ端子１１２２のうちのいくつかは、インターフェースボード１１１２を介して柔軟な電気コネクタ１１０４内の電気導体（図示せず）のうちのいくつかに接続され（図１１には図示せず）、この電気コネクタ１１０４内の電気導体は、はんだボール１１２６または他の導電要素に電気的に接続される。はんだボール１１２６のうちのいくつかは、プローブ基板１１１６を介してプローブアレイ１１１８内のプローブのうちのいくつかに電気的に接続される（図１１には図示せず）。クランプフレーム１１３６が、プローブ基板１１１６を保持し、ねじまたはボルト１１３４が、クランプフレーム１１３６をインターフェースボード１１１２に取り付ける。クランプフレーム１１３６には、プローブ基板１１１６を保持する保持部分１１２８と、ねじまたはボルト１１３４が取り付けられるフランジ部分１１３０とが含まれる。フランジ部分１１３０には、コンプライアンス部分１１０２も含まれ、このコンプライアンス部分１１０２は、全般的に上で説明したように（例えば、図１のステップ１０６を参照されたい）、追加の設計されたコンプライアンスをプローブカード装置１１０６に与える。コンプライアンス部分１１０２は、「ｚ」方向でコンプライアンスを許すが、「ｘ」方向および「ｙ」方向では許さないことが好ましい。図１１には、フランジ部分１１３０の部分１１３２が除去されている、コンプライアンス部分１１０２の好ましい実施形態が示されている。しかし、コンプライアンス部分１１０２は、任意の適切な形で（例えば、ばね材料など）構成することができる。

図１２ａおよび１２ｂに、コンプライアンス部分１１０２の例示的な代替構成を示す。図１２ａおよび１２ｂは、それぞれ、例示的なクランプフレーム１２３６の平面図および断面図を示し、このクランプフレーム１２３６は、図１１のクランプフレーム１１３６の代わりに使用することができる。保持部分１２２８は、図１１の保持部分１１２８と同様のものとすることができるが、プローブ基板を保持する（開口部１２６０は、プローブ基板上のプローブアレイ用である）。フランジ部分１２３０には、図１１に示されたねじまたはボルト１１３４と同様のものとすることができるねじまたはボルトを受けるねじ付き開口部１２５０が含まれる。フランジ部分１２３０には、複数の開口部１２５４も含まれ、これらの開口部１２５４の間に、条１２５２が配置され、条１２５２は、コンプライアンスを提供し、したがって、図１１のコンプライアンス部分１１０２に対応する。条１２５２には、コンプライアンス材料（例えば、ばね材料または柔軟な材料）を含めることができ、クランプフレーム１２３６によって提供されるコンプライアンスの量は、条１２５２を除去することによって調整することができる。

もう一度図１１を参照すると、例示的なプローブカード装置１１０６のねじまたはボルト１１３４には、頭１１２０およびねじ付きシャフト１１２２が含まれ、このねじ付きシャフト１１２２は、クランプフレーム１１３６のフランジ部分１１３０内のねじ付き開口部（例えば、図１２ａの１２５０。図１１には図示せず）にねじ込まれる。ばね１１２４は、クランプフレーム１１３６をインターフェースボード１１１２から離れるように偏らせる。ばね１１２４は、ばね１１２４からのコンプライアンス寄与が無視できるものになるように、コンプライアンス部分１１０２のコンプライアンスより十分に大きいばね定数を有することが好ましい。例えば、ばね１１２４のばね定数は、コンプライアンス部分１１０２のコンプライアンスの２倍、５倍、１０倍、１００倍、またはさらに大きい倍数、あるいはそれらの数の間のどこかとすることができる。複数のそのようなばね１１２４とねじまたはボルト１１２２とをクランプフレーム１１３６のフランジ部分１１３０の周囲で間隔をおいて配置することによって、これらのねじまたはボルトを使用して、プローブカード装置１１０６がその取付けハードウェア１１１０によってプローバまたは他のテスト装置に取り付けられている間にプローブされ、テストされる電子デバイス（図示せず）の端子の平面性に対応するようにプローブアレイ１１１８のプローブのコンタクトチップの平面性を調整することができる。例えば、図１２では、４つのねじ付き開口部１２５０が、クランプフレーム１２３６のフランジ部分１２３０のまわりで間隔をおかれ、これは、クランプフレーム１２３６の平面性をインターフェースボード１１１２に関して調整できるようにする。この形で、プローブ基板１１１６の平面性と、プローブアレイ１１１８のプローブのコンタクトチップとが、上で述べたように調整される。これは、ねじまたはボルト１１３４のうちの１つまたは複数を調整することによって、プローブ基板１１１６を、インターフェースボード１１１２に関して「ｚ」方向で移動でき、かつ／または「ｘ」軸および「ｙ」軸の回りで回転できるからである。ねじまたはボルト１１３４を、参照によって本明細書に組み込まれている米国特許第５９７４６６２号明細書に開示された平坦化機構のいずれかなど、他の平坦化機構に置換することができる。

図１３に、事前に選択され、設計されたコンプライアンスを有するプローブカードアセンブリを使用して電子デバイスをテストする例示的方法１３００を示す。図示のように、ステップ１３０２で、事前に選択され設計されたコンプライアンスを有するプローブカードアセンブリを設ける。例えば、本明細書で説明したプローブカードアセンブリのどれであっても、ステップ１３０２で設けることができる。ステップ１３０４で、ステップ１３０２で設けられたプローブカードアセンブリのプローブを、テストされる電子デバイス（図示せず）の端子に接触させる。ステップ１３０６で、電子デバイスをテストする。例えば、テスト信号を、テスタ（図示せず）からプローブカードアセンブリ（例えば、図１１の、１１２２などのテスタ端子へ、プローブカードアセンブリ１１０６を介してプローブアレイ１１１８のプローブへ）を介して電子デバイス（図示せず）に供給することができる。この電子デバイスによって生成された応答データは、同様に、プローブカードアセンブリを介してテスタに送り返すことができ、このテスタは、この応答データを評価して、その電子デバイスがテストに合格するかどうかを判定することができる。

本発明の例示的な実施形態および応用例を本明細書で説明したが、本発明をこれらの例示的な実施形態および応用例に限定する意図はなく、本発明をこれらの例示的な実施形態および応用例が動作する形または本明細書で説明される形に限定する意図はない。例えば、図面に示し、上で述べた例示的実施形態には、インターフェースボードおよびプローブ基板が含まれるが、プローブがインターフェースボードに直接に取り付けられる、インターフェースボードだけを有するプローブカード装置を使用することもできる。もちろん、これは、プローブ基板だけではなく、プローブ基板をインターフェースボードに接続するコネクタも除去するはずである。もう１つの例として、複数の基板（すなわち、インターフェースボードおよびプローブ基板より多数の基板）を有するプローブカード装置を使用することができる。多数の他の変形形態が可能である。

プローブカード装置を設計し、製造する例示的方法を示す図である。 例示的なプローブカード装置を含む例示的なプロービングシステムを示す図である。 例示的なプローブアレイを示す図である。 例示的なプローブアレイを示す図である。 追加の例示的なプローブアレイを示す図である。 追加の例示的なプローブアレイを示す図である。 追加の例示的なプローブアレイを示す図である。 追加の例示的なプローブアレイを示す図である。 例示的なプローブカード装置を示す図である。 インターフェースボードをプローブ基板に接続するコネクタにコンプライアンスを設計する例示的な形を示す図である。 インターフェースボードをプローブ基板に接続するコネクタにコンプライアンスを設計する例示的な形を示す図である。 インターフェースボードをプローブ基板に接続するコネクタにコンプライアンスを設計する例示的な形を示す図である。 インターフェースボードをプローブ基板に接続するコネクタにコンプライアンスを設計する例示的な形を示す図である。 プローブカード装置の例示的要素のコンプライアンスが概略的にばねによって表されている概略図である。 選択された部品でコンプライアンスを有するように設計された例示的プローブカード装置を示す図である。 選択された部品でコンプライアンスを有するように設計された例示的プローブカード装置を示す図である。 選択された部品でコンプライアンスを有するように設計された例示的プローブカード装置を示す図である。 コンプライアンスを提供するように設計された例示的ステージを示す図である。 事前に選択されたコンプライアンスと、プローブを平坦化する機構とを有する例示的プローブカード装置を示す図である。 例示的プローブ基板クランプフレーム１２３６を示す平面図および断面図である。 例示的プローブ基板クランプフレーム１２３６を示す平面図および断面図である。 プローブカード装置を使用して電子デバイスをテストする例示的方法を示す流れ図である。

Claims (42)

1. 事前に選択された量の総コンプライアンスを有するプローブカード装置であって、
   第１量のコンプライアンスを有する、複数のプローブと、
   前記プローブカード装置内で選択された追加量のコンプライアンスを提供するコンプライアンス手段と、を含み、
   前記事前に選択された量の総コンプライアンスが、前記第１量のコンプライアンスと前記選択された追加量のコンプライアンスとの合計である、プローブカード装置。
2. コンプライアンスの前記第１量が、たわみに対する力の第１比である第１ばね定数に対応し、
   コンプライアンスの前記追加量が、たわみに対する力の第２比である第２ばね定数に対応し、
   所与の量の力が、前記第１ばね定数と前記第２ばね定数との合計に対応する距離だけ前記プローブを変位させる、請求項１に記載のプローブカード装置。
3. 前記合計が、前記第１ばね定数の逆数と前記第２ばね定数の逆数との数学的加算の逆数に対応する、請求項２に記載のプローブカード装置。
4. 前記プローブカード装置が、さらに、
   前記プローブが取り付けられるプローブ基板と、
   テスト信号用のインターフェースを含むインターフェースボードであって、前記プローブ基板が前記インターフェースボードに接続される、インターフェースボードと、
   前記プローブカード装置をハウジングに取り付けるように構成された取付け機構と、を含む、請求項２に記載のプローブカード装置。
5. 前記コンプライアンス手段が、前記プローブ基板と前記インターフェースボードとの間に配置される、請求項４に記載のプローブカード装置。
6. 前記コンプライアンス手段が、コンプライアンスを有する材料を含む、請求項５に記載のプローブカード装置。
7. 前記コンプライアンスを有する材料が、前記第２ばね定数を有するように構成される、請求項６に記載のプローブカード装置。
8. 前記コンプライアンス手段が、ばね機構を含む、請求項５に記載のプローブカード装置。
9. 前記コンプライアンス手段が、前記プローブ基板と前記インターフェース基板とを相互接続するばね相互接続要素を含む、請求項５に記載のプローブカード装置。
10. 前記コンプライアンス手段が、プランジャばねを含む、請求項５に記載のプローブカード装置。
11. 前記コンプライアンス手段が、インターポーザを含む、請求項５に記載のプローブカード装置。
12. 前記コンプライアンス手段が、前記インターフェースボードを含む、請求項４に記載のプローブカード装置。
13. 前記インターフェースボードが、前記第２ばね定数を有するように構成される、請求項１２に記載のプローブカード装置。
14. 前記コンプライアンス手段が、前記プローブ基板を含む、請求項４に記載のプローブカード装置。
15. 前記コンプライアンス手段が、前記取付け機構を含む、請求項４に記載のプローブカード装置。
16. 前記コンプライアンス手段が、前記インターフェースボードと前記インターフェースボードを前記ハウジングに取り付けるハードウェアとの間に配置されたコンプライアンスを有する材料を含む、請求項４に記載のプローブカード装置。
17. 前記コンプライアンスを有する材料が、前記第２ばね定数を有するように構成される、請求項１６に記載のプローブカード装置。
18. 前記第２ばね定数が、前記第１ばね定数より大きい、請求項３に記載のプローブカード装置。
19. 前記複数のプローブの前記ばね定数が、前記プローブのそれぞれの個々のコンプライアンスの合計を含み、前記プローブのそれぞれの前記個々のコンプライアンスが、互いに独立である、請求項３に記載のプローブカード装置。
20. コンプライアンスの前記総量が、前記プローブの所望のオーバートラベルに対応し、
    コンプライアンスの前記第１量が、前記プローブの許容たわみに対応し、
    コンプライアンスの前記追加量が、前記プローブカード装置のたわみに対応する
    請求項１に記載のプローブカード装置。
21. テストされる電子デバイスの端子に関して前記プローブの接点部分の平面性を調整する手段をさらに含む、請求項１に記載のプローブカード装置。
22. 所望の全体的量のコンプライアンスを有するプローブカード装置を作る方法であって、
    複数のプローブを設けることと、
    前記複数のプローブのコンプライアンスの量を判定することと、
    前記プローブカード装置内で追加量のコンプライアンスを設けることと、を含み、
    前記所望の全体的量のコンプライアンスが、前記追加量のコンプライアンスと前記プローブの前記コンプライアンスとの合計である方法。
23. 前記合計が、前記追加量のコンプライアンスの逆数と前記プローブの前記コンプライアンスの逆数との数学的加算の逆数に対応する、請求項２２に記載の方法。
24. 前記プローブが、プローブ基板に取り付けられ、前記プローブ基板とインターフェースボードとの間の相互作用が前記追加量のコンプライアンスを提供するように、前記プローブ基板を前記インターフェースボードに取り付けることをさらに含む、請求項２２に記載の方法。
25. 前記プローブが、プローブ基板に取り付けられ、前記プローブ基板が、前記追加量のコンプライアンスを提供する、請求項２２に記載の方法。
26. テスト信号用のインターフェースを含むインターフェースボードを設けることをさらに含み、前記インターフェースボードが、前記プローブに電気的に接続され、前記インターフェースボードが、前記追加量のコンプライアンスを提供する、請求項２２に記載の方法。
27. 前記プローブに電気的に接続されたテスト信号用のインターフェースを含むインターフェースボードを設けることと、
    前記インターフェースボードをハウジングに取り付ける取付け機構を設けることと、をさらに含み、
    前記取付け機構が、前記追加量のコンプライアンスを提供する、請求項２６に記載の方法。
28. 前記インターフェースボードおよび前記取付け機構が、前記追加量のコンプライアンスを提供する、請求項２７に記載の方法。
29. 前記プローブのコンプライアンスの前記量が、たわみに対する力の第１比である第１ばね定数に対応し、
    コンプライアンスの前記追加量が、たわみに対する力の第２比である第２ばね定数に対応し、
    所与の量の力が、前記第１ばね定数と前記第２ばね定数との合計に対応する距離だけ前記プローブを変位させる、請求項２２に記載の方法。
30. 前記第２ばね定数が、前記第１ばね定数より大きい、請求項２９に記載の方法。
31. 前記プローブカード装置によってプローブされるデバイスを支持するチャック内で第２追加量のコンプライアンスを提供することをさらに含む、請求項２２に記載の方法。
32. 前記複数のプローブの前記量のコンプライアンスが、前記プローブのそれぞれの個々のコンプライアンスの合計を含み、前記プローブのそれぞれの前記個々のコンプライアンスが、互いに独立である、請求項２２に記載の方法。
33. コンプライアンスの前記追加量を判定することをさらに含み、コンプライアンスの前記追加量を判定する前記ステップが、
    前記プローブの所望のたわみを判定することと、
    前記プローブの第１許容たわみを判定することと、を含み、
    前記追加コンプライアンスが、前記プローブの前記所望のたわみと前記第１たわみとの間の差に対応する追加たわみを提供する、請求項２２に記載の方法。
34. テストされる電子デバイスの端子に関して前記プローブの接点部分の平面性を調整する手段を設けることをさらに含む、請求項２２に記載の方法。
35. 電子デバイスをテストする方法であって、
    事前に選択された量の総コンプライアンスを有するプローブカード装置を設けることであって、前記プローブカード装置が、
    第１量のコンプライアンスを有する、複数のプローブと、
    前記プローブカード装置内で選択された追加量のコンプライアンスを提供するコンプライアンス手段と、を含み、
    前記事前に選択された量の総コンプライアンスが、前記第１量のコンプライアンスと前記選択された追加量のコンプライアンスとの合計であり、
    前記プローブのうちのいくつかを前記電子デバイスと接触させることと、
    前記プローブを介して前記電子デバイスにテスト信号を供給することと、
    を含む方法。
36. コンプライアンスの前記第１量が、たわみに対する力の第１比である第１ばね定数に対応し、
    コンプライアンスの前記追加量が、たわみに対する力の第２比である第２ばね定数に対応し、
    所与の量の力が、前記第１ばね定数と前記第２ばね定数との合計に対応する距離だけ前記プローブを変位させる
    請求項３５に記載の方法。
37. 前記合計が、前記第１ばね定数の逆数と前記第２ばね定数の逆数との数学的加算の逆数に対応する、請求項３６に記載の方法。
38. 前記プローブカード装置が、さらに、
    前記プローブが取り付けられるプローブ基板と、
    テスト信号用のインターフェースを含むインターフェースボードであって、前記プローブ基板が、前記インターフェースボードに接続される、インターフェースボードと、
    前記プローブカード装置をハウジングに取り付けるように構成された取付け機構と、を含む、請求項３６に記載の方法。
39. 請求項３８に記載の方法を使用してテストされた電子デバイス。
40. 請求項３７に記載の方法を使用してテストされた電子デバイス。
41. 請求項３６に記載の方法を使用してテストされた電子デバイス。
42. 請求項３５に記載の方法を使用してテストされた電子デバイス。

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