JP2012510633A - 熱応答を改善するためのプローブカードアセンブリの機械的分離 - Google Patents

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Abstract

スタック状に配置されたスティフナ構造体、配線基板、及び主面を有するフレームが、プローブカードアセンブリの一部であることができる。配線基板は、フレームとスティフナ構造体との間に配置され、プローブ基板は、1つ以上の調節不能固定結合機構によってフレームに結合されることができる。プローブ基板のそれぞれは、プローブカードアセンブリを介して、検査制御装置への配線基板上の電気的インターフェースに電気的に接続される。調節不能固定結合機構は、主面に垂直な第1の方向において剛性であり、同時に主面に概ね平行な第2の方向において可撓性であることができる。
【選択図】図5

Description

(原文の該当箇所に記載なし)
発明の背景
[0001] 図1は、電子デバイスの検査のための従来技術の検査システム100を示す。検査制御装置102は、DUT118に入力信号を提供することができ、かつ、この入力信号に応答してDUT118によって生成される応答信号を受信することができる。「検査信号」という用語は、検査制御装置102によって生成される入力信号及びDUT118によって生成される応答信号のいずれか、又は両方を総称的に指すことができる。検査システム100は、プローブカードアセンブリ112を含むことができる。プローブカードアセンブリ112の導電性プローブ114は、DUT118の端子116との圧力ベースの電気的接続を行うことができ、検査信号は、接続104(例えば二軸ケーブル、無線リンク、光ファイバリンクなど)、検査ヘッド106における電子デバイス(図示せず)、検査ヘッド106とプローブカードアセンブリ112との間のコネクタ108、及びプローブカードアセンブリを介して、検査制御装置102とDUT118との間を通過することができる。プローブカードアセンブリ112は、DUT118が載置される移動可能チャック122を含むハウジング120(例えば、プローバ)の取付け面110に結合されることができる。チャック122は、DUT118の端子116がプローブカードアセンブリ112のプローブ114に押し付けられるようにDUT118を移動させることができる。代替的に又は追加的に、プローブカードアセンブリ112を移動させることができる。
[0002] 図2に示すとおり、プローブカードアセンブリ112は、多層基板を含むことができる。例えば、図1のプローブカードアセンブリ112は、配線基板202及びプローブ基板206を含み、これらは通常、異なる素材からなるため、異なる熱膨張係数(CTE)を有する。それゆえ、温度変化又は勾配は、異なる基板が異なる量で膨張又は収縮することを引き起こしうる。図2では配線基板202及びプローブ基板206がプローブカードアセンブリ112において共に結合されているため、このことは配線基板202及びプローブ基板206が図3に示すように反りを引き起こしうる。反りは、図3に示すものとは反対に反り得る。図2及び図3に示すとおり、このような反りはプローブ412の先端の向きを変化させることができる。例えば、プローブ412の先端の元の向き208は、反った向き208’に変化できる。プローブカードアセンブリ112の基板(例えば、配線基板202及びプローブ基板206)の熱膨張又は収縮は、その他の問題も引き起こしうる。例えば、基板間の電気的接続が整列不良となりうる。図2のプローブカードアセンブリ112において、例えば、配線基板202とプローブ基板206との間の電気的接続(図示せず)が整列不良となりうる。別の例としては、プローブ412が、DUT118(図1を参照)の端子116が整列不良となりうる。いくつかの実施形態は、上述の問題の1つ以上及び/又は本明細書に記載するその他の問題に対処する。
概要
[0003] いくつかの実施形態では、電子デバイスを検査するためのプローブカードアセンブリは、スタック状に配置されたスティフナ構造体と、配線基板と、主面を有するフレームとを備えることができる。配線基板は、フレームとスティフナ構造体の間に配置されることができる。プローブカードアセンブリはまた、複数のプローブ基板も含むことができ、それぞれのプローブ基板は、プローブカードアセンブリを介して、検査制御装置への配線基板上の電気的インターフェースに電気的に接続されるプローブを有する。調節不能固定結合機構(non-adjustably fixed coupling mechanism)が、1つ以上のプローブ基板をフレームに固定することができる。調節不能固定結合機構は、同時に、主面に対して垂直な第1の方向で剛性であり、主面に概ね平行な第2の方向で可撓性であることができる。
[0004] いくつかの実施形態では、半導体ダイの検査プロセスは、プローブカードアセンブリを検査システムに結合することを含むことができる。プローブカードアセンブリは、スティフナ構造体に結合されたフレームと、スティフナ構造体及びフレームの間に配置された配線基板と、フレームの主面に結合された複数のプローブ基板とを備えることができる。プロセスはまた、配線基板上の電気的インターフェースを、ダイの検査を制御するよう構成された検査制御装置に電気的に接続することも含むことができる。電気的インターフェースは、プローブカードアセンブリを介してプローブ基板に結合されたプローブに電気的に接続されることができる。プロセスはまた、いくつか又は全てのプローブの先端とダイの端子との間の接触を生じさせることも含むことができる。接触を維持する間に、検査信号は、検査制御装置とダイとの間にプローブカードアセンブリを介して提供されることができる。検査信号を提供する間、フレームとプローブ基板のそれぞれとの間の相対的移動が、フレームの主面に垂直な第1の方向において妨げられ得る。フレームの主面と概ね平行な第2の方向におけるフレームとプローブ基板のそれぞれとの間の相対的移動は同時に可能である。
[0005] いくつかの実施形態では、プローブカードアセンブリを作成するステップは、スティフナ構造体と、スティフナ構造体に結合されたフレームと、スティフナ構造体及びフレームの間に配線基板とを含むことができるスタックを得ることを含む。配線基板は、フレームに結合されることができる。プロセスはまた、スタックに対して垂直な第1の方向において剛性であり、同時にスタックに対して平行な第2の方向において可撓性である調節不能固定結合機構を用いて、プローブ基板をフレームに結合することも含むことができる。プローブ基板に結合されたプローブは、フレーム及び配線基板を介して、検査制御装置への配線基板上の電気的インターフェースに電気的に接続されることができる。
[0006] 図1は、電子デバイスを検査するための従来技術の検査システムを示す図である。 [0007] 図2は、従来技術のプローブカードアセンブリを示す図である。 [0008] 図3は、図2の従来技術のプローブカードアセンブリの反りを示す図である。 [0009] 図4は、本発明のいくつかの実施形態に従う、プローブカードアセンブリの斜視図である。 [0010] 図5は、電気的接続及び機械的結合の簡略化した図を用いた図4のプローブカードアセンブリの側面断面図である。 [0011] 図6Aは、説明を容易にするために、電気的接続のみを有する図5の側面断面図である。 [0012] 図6Bは、説明を容易にするために、機械的結合のみを有する図5の側面断面図である。 [0013] 図7は、スティフナに対する図4のプローブカードアセンブリのフレームの傾きを変更するための第1の調節可能結合機構の使用を示す図である。 [0014] 図8は、図4のプローブカードアセンブリのフレームの主面の形状を変更するための第1の調節可能結合機構の使用を示す図である。 [0015] 図9は、第1の調節可能結合機構が「z」方向に剛性であり、「x、y」面に可撓性であることを示す図である。 [0016] 図10は、取付け面に対して、図4のプローブカードアセンブリのスティフナの傾きを変更するために第2の調節可能結合機構の使用を示す図である。 [0017] 図11は、図4のプローブカードアセンブリのフレームの主面の形状を変更するために第2の調節可能結合機構の使用を示す図である。 [0018] 図12は、第2の調節可能結合機構が「z」方向に剛性であり、「x,y」面に可撓性であることを示す図である。 [0019] 図13は、図5及び図6Bに示される第1の調節可能結合機構の一例を示す図である。 [0020] 図14は、プローブカードアセンブリの底面図である。 [0021] 図15は、図5及び図6Bに示される調節不能固定結合機構の一例を示す図である。 [0022] 図16は、図15の調節不能固定結合機構が、「x,y」面に可撓性であることを示す図である。 図17は、図15の調節不能固定結合機構が、「x,y」面に可撓性であることを示す図である。 [0023] 図18は、図16及び図17に示す例の変形であり、フレームにおける穴の中の接合材にピンの一端が埋め込まれる変形を示す図である。 [0024] 図19は、図5及び図6Bに示される調節不能固定結合機構の別の例を示す図である。 [0025] 図20は、図5及び図6Bに示す調節不能固定結合機構のL字形ブラケット形態の代替的な例を示す図である。 [0026] 図21は、図5及び図6Bに示す調節不能固定結合機構の中空ピン形態の代替的な例を示す図である。 図22は、図5及び図6Bに示す調節不能固定結合機構の中空ピン形態の代替的な例を示す図である。 [0027] 図23は、図16及び図17に示す例の変形であり、ピンの一端が接合材によってプローブ基板における穴に結合される変形を示す図である [0028] 図24は、図5及び図6Bの結合機構の一例を示す図である。 図25は、図5及び図6Bの結合機構の一例を示す図である。 図26は、図5及び図6Bの結合機構の一例を示す図である。 [0029] 図27は、図5及び図6Bの第2の調節可能結合機構の一例を示す図である。 [0030] 図28は、図5及び図6Bの第2の調節可能結合機構の別の例を示す図である。 [0031] 図29は、図5及び図6Bのインターポーザの代替的な実施形態を示す図である。 図30は、図5及び図6Bのインターポーザの代替的な実施形態を示す図である。 図31は、図5及び図6Bのインターポーザの代替的な実施形態を示す図である。 [0032] 図32は、本発明のいくつかの実施形態に従う、図4のプローブカードアセンブリを使用したDUTの検査のプロセスを示す図である。 [0033] 図33は、本発明のいくつかの実施形態に従う、図4のプローブカードアセンブリを用いた図1の検査システムを示す図である。 [0034] 図34は、本発明のいくつかの実施形態に従う、図4のプローブカードアセンブリの作成のプロセスを示す図である。
例示的な実施形態の詳細な説明
[0035] 本明細書は、本発明の例示的な実施形態及び応用を記載する。ただし、本発明は、これらの例示的な実施形態及び応用、又は、本明細書において例示的な実施形態及び応用が動作する態様又は記載される態様に限定されない。さらに、図面は、簡略図又は部分図であり、図における要素の寸法は明確にするために誇張されているか、又は実際の縮尺と異なる。また、本明細書において「上に(on)」、「に取り付けられる(attached to)」又は「に結合される(coupled to)」という用語を使用する際に、1つの物体(例えば、素材、層、基板など)は、別の物体の「上に」あるか、これ「に取り付けられる」か、又はこれ「に結合される」ことができ、ここで、1つの物体が直接、別の物体の上にあるか、これに取り付けられているか、若しくは結合されているか、又は、1つの物体と別の物体との間に介在する1つ以上の物体があるかどうかは問わない。また、方向(例えば、上方、下方、頂部、底部、側面、上、下、真下、真上、上部、下部、水平、垂直、「x」、「y」、「z」など)が与えられている場合、これらは相対的であり、単に例示を目的として、説明及び記述を容易にする目的のみで与えられており、限定する目的でない。いくつかの図面には、「x」、「y」、「z」軸が右手座標系に従い与えられているが、記述及び説明を容易にする目的のためであって、限定する目的でない。さらに、構成要素の列挙(例えば構成要素a、b、c)を参照する場合、このような参照は、列挙された構成要素のいずれか1つの構成要素それ自体、列挙された構成要素のすべてではないがいくつかの任意の組み合わせ、及び/又は、列挙された構成要素のすべての組み合わせを含むことを意図している。
[0036] 図4、図5、図6A及び図6Bは、本発明のいくつかの実施形態に従うプローブカードアセンブリ400の実施形態を示す。図4は、プローブカードアセンブリ400の斜視図を、図5は、図4のプローブカードアセンブリの側面断面図を示す。図5は、プローブカードアセンブリ400の電気的接続及び機械的結合の簡略図を含む。図6Aは、電気的接続を有するが機械的結合を有さない、図5の側面断面図を示す。これは、電気的接続の説明を容易にするためである。図6Bは、機械的結合を有するが電気的接続を有さない、図5の側面断面図を示す。これは、機械的結合の説明を容易にするためである。しかしながら、プローブカードアセンブリ400が、電気的接続及び機械的結合の両方を含むことができることを理解されたい。
[0037] 図示するとおり、プローブカードアセンブリ400は、スティフナ402と、配線基板406と、フレーム408(これは別のスティフナであり得る)と、それぞれがプローブ基板410及びプローブ412を備える1つ以上のプローブアセンブリ414とを含むことができる。プローブカードアセンブリ400は、図1の検査システム100におけるプローブカードアセンブリ112の代わりに、ハウジング120の取付け面110に結合されることができる。
[0038] 図5及び図6Aを参照して、プローブカードアセンブリ400内の電気的接続を記述する。図示するとおり、電気的コネクタ404(例えば、ゼロ挿入力電気的コネクタ、ポゴピンパッドなど)は、配線基板406(例えば、多層プリント回路板などの半剛体基板、又はその他の種類の配線基板)上に配置されることができる。電気的コネクタ404は、図1の検査システム100における検査ヘッド106へのコネクタ108に接続されることができる。図5及び図6Aにおける電気的コネクタ404は、それゆえ、検査制御装置(例えば、図1における検査制御装置102)への電気的インターフェースであることができる。
[0039] 多数の個別の電気的経路が、コネクタ404とプローブ412との間に提供されることができる。例えば、図5及び図6Aに示すように、配線基板406上の又は配線基板406内の導電接続512(例えば、導電ビア及び/又はトレース)は、コネクタ404を配線基板406上の端子514と接続する。電気的接続が、配線基板406上の端子514とプローブ基板414上の端子520との間に提供されることができる。端子514及び/又は端子520のいずれか又は両方に固定して取付けられたフレックスコネクタは、このような電気的コネクタの一例であることができる。図5及び図6Aに示すインターポーザ518は、このような電気的接続の別の例であることができ、端子514と端子520とを接続する。いくつかの実施形態では、各インターポーザ518は、インターポーザ本体524(例えば、プリント回路板及び半導体基板、セラミック基板など)の両側面から延在する導電ばね相互接続526及び528を含むことができる。インターポーザ本体524の一側面から延在する個別のばね相互接続526は、インターポーザ本体524を介して、インターポーザ本体524の他方の測面にある個別のばね相互接続528に電気的に接続されることができる。図5及び図6Aに示すように、インターポーザ518は、フレーム408の開口部516に配置されることができる。各プローブアセンブリ414は、剛体又は半剛体プローブ基板410(例えば、セラミック基板、多層プリント回路板、半導体基板など)及びDUT118(図1を参照)の端子116と接触するための導電プローブ412を含むことができる。「被試験装置」の略語である「DUT」は、(単体化(unsingulated)又はウェーハの形状の、パッケージング済み又はパッケージングされていない)半導体ダイを含むがこれに限定されない任意の電子デバイスであることができる。プローブ基板410上の端子520は、電気的接続522(例えば、プローブ基板410上及び/又は中にあるトレース及び/又はビア)によってプローブ412に電気的に接続されることができる。
[0040] 図5及び図6Bを参照して、プローブカードアセンブリ400内の機械的結合を説明する。図示のように、配線基板406は、スティフナ402とフレーム408との間に配置されることができる。スティフナ402は、プローブカードアセンブリ400を「z」方向において剛化することができる機械的剛性構造体を備えることができる。いくつかの実施形態では、スティフナ402は、ステンレス鋼又はアルミニウムといった金属を含むことができる。スティフナ402は、ソリッド構造、層状構造、又はハニカム構造であることができる板構造の形態であることができる。スティフナ402は、次の少なくとも1つを提供する:プローブカードアセンブリ400にかかるか、又はこの内部に発生するプローブ負荷による、プローブカードアセンブリ400の変形を最小化するために十分に剛性であること;接続負荷(例えば、インターポーザ518の負荷)による配線基板406の変形を最小化すること;スティフナ402に対するフレーム408の屈曲を可能にするために十分に剛性であること;フレーム408のための構造的コネクタであること;ハウジング120(図1を参照)への機械的結合を提供すること;温度勾配による反りを最小化するために熱伝導性であること;及び/又はプローブカードアセンブリ400と検査システム100との間の整列を提供すること。
[0041] フレーム408もまた、スティフナ構造として機能することができ、プローブカードアセンブリ400を「z」方向に剛化することができる。フレーム408は金属板を備えることができる。上述のとおり、かつ図5及び図6Aに示すように、フレーム408は、インターポーザ518のための開口部516を含むことができる。
[0042] 図5及び図6Bに示すように、スティフナ402、配線基板406及びフレーム408は、スタック状に配置されることができ、「z」方向はスタックに対して概ね垂直であり、「x,y」面は、スタックに対して概ね平行である。また、図5及び図6Bに示すとおり、プローブアセンブリ414は、スタックにおいてフレーム408の外面であることができるフレーム408の主面534に結合されるか、及び/又はこれに隣接することができる。例えば、ピンが、フレーム408の主面534にある穴にプローブアセンブリ414を結合することができることは理解されるであろう。フレーム408の主面534は、概ね「x,y」面にあり、「z」方向は主面534に対して概ね垂直であることができる。スティフナ402の1つ以上の対、配線基板406、フレーム408及びプローブアセンブリ414は、互いに結合されることができ、「x,y」面にける熱膨張又は収縮が可能となる一方で、「z」方向においては剛性であることは理解されるであろう。
[0043] 図5及び図6B示すように、第1の調節可能結合機構502は、スティフナ402とフレーム408とを結合することができる。図示のように、第1の調節可能結合機構502のそれぞれは、ロック538及びアジャスタ536を含むことができる。ロック538がロックされていない間、アジャスタ536を操作してフレーム408の一部を「z」方向にフレーム408に向かって又はこれから離れるように移動させることができる。例えば、アジャスタ536の操作は、第1の調節可能結合機構502が結合されているフレーム408の部分を、スティフナ402から離れるように移動させるか、又はフレーム408のその部分をスティフナ402に向かって移動させることができる。フレーム408の異なる部分に結合された複数の第1の調節可能結合機構502はこのようにして、スティフナ402に対するフレーム408の主面534の傾き、又は形状でさえを変更するため使用されることができる。非限定的な例が図7及び図8に示される。フレーム408の主面534の傾き又は形状を変更することによって、プローブ412の接触部の向きが変更される。
[0044] 図7に示すように、スティフナ402に対するフレーム408の傾きは、1つ以上の第1の調節可能結合機構502を(ロックされていない間)操作することでフレーム408の部分408をスティフナ402に向かって動くように変更することができる一方で、1つ以上の他の第1の調節可能結合機構502を操作してフレーム408の別の部分408をスティフナ402から離れるように動かすことができる。図8に示す別の例として、主面534の形状は、フレーム408の1つ以上の部分がスティフナ402に向かって動くように1つ以上の第1の調節可能結合機構502及び502を(ロックしていない間)操作することで変更することができる一方で、1つ以上の他の第1の調節可能結合機構502を操作してフレーム408の別の部分をスティフナ402から離れるように動かすことができる。第1の調節可能結合機構502は2つ示されているが、所望の形状を達成するために任意の数の第1の調節可能結合機構502を使用することができる。
[0045] しかしながら、ロック538がロックされている間は、第1の調節可能結合機構502は、「z」方向において剛性であり、同時に「x,y」面において可撓性であることができる。これにより、スティフナ402及びフレーム408が、異なる歪みで膨張又は収縮する際「x,y」面において互いに移動可能になる一方で、スティフナ402とフレーム408との間の「z」方向における相対移動を妨げることが可能になる。図9に示す例は、1つ以上の第1の調節可能結合機構502が「x」及び/又は「y」方向に動くことで、例えば、異なる熱膨張又は収縮のために、スティフナ402及びフレーム408間の「x,y」面での相対移動が可能になることを示す。図9における1つ以上の第1の調節可能結合機構502は、図9におけるページの中へ又は外へ向かう「y」方向において撓むことができることに留意されたい。図9に示す特定の例では、スティフナ402は、フレーム408に対して膨張しており、1つ以上の第1の調節可能結合機構502は、「x、y」面において撓んでいる。図9における破線は、撓む前の第1の調節可能結合機構502を示すことに留意されたい。また、第1の調節可能結合機構502は、スティフナ402に対するフレーム408の膨張、フレーム408に対するスティフナ402の収縮、又はスティフナ402に対するフレーム408の収縮に順応するように撓むことができることにも留意されたい。このようにして第1の調節可能結合機構502は、ロックされている間は、図3に示すタイプの著しい反り又は湾曲を引き起こすことなく、スティフナ402及びフレーム408が異なって膨張又は収縮することを可能にし、同時に、スティフナ402とフレーム408の「z」方向の相対移動に対して剛化する(又は妨げる)ことが可能となる。著しい反り又は湾曲は、DUT118の検査プロセスに悪影響を及ぼす反り又は湾曲である(例えば、1つ以上のプローブ412がDUT118の1つ以上の端子116と接触しないように動くことを引き起こしたり、又は、1つ以上のプローブ412が1つ以上の端子116に対して過度の力で押し付けられることを引き起こしたりする)。膨張又は収縮は、相対的な膨張及び/又は縮小がスティフナ402及びフレーム408の両方における位置に対して固定されている膨張又は収縮であることができる。このスティフナ402の位置及びフレーム408の対応する位置は、スティフナ402及びフレーム408との間に相対的な熱膨張又は収縮がある場合であっても、互いに実質的に固定された温度重心であることができる。いくつかの実施形態では、スティフナ402とフレーム408との間の「x,y」面における相対移動は、第1の調節可能結合機構502の可撓性を特定のレベルに設計することで排斥することができる。
[0046] いくつかの実施形態では、スティフナ402及びフレーム408の相対的な膨張又は収縮が発生するスティフナ402及びフレーム408の位置は、図5及び図6Bに示される任意の固定結合機構550などの機械的機構によって画定されることができ、これは、「x,y」面において剛性であることができ、それゆえ、スティフナ402とフレーム408との間の「x,y」面における相対移動を、スティフナ402及びフレーム408上の固定結合機構550の位置から放射状になるよう制限する。固定結合機構550が存在する場合、それはボルト又はスクリューであることができる。いくつかの実施形態では、固定結合機構550は、スティフナ402におけるねじ山付開口部(図示せず)及び/又はフレーム408におけるねじ山付開口部(図示せず)へ螺入することができる。代替的に又は追加的に、固定結合機構550は、配線基板406におけるねじ山付開口部(図示せず)に螺入することができる。代替的には、固定結合機構は、配線基板406におけるオーバーサイズ開口部(図示せず)を通ることができる。
[0047] しかしながら、別の実施形態では、第1の調節可能な結合機構502のパターン及び構成は、相対的な膨張又は収縮が発生するスティフナ402及びフレーム408上の位置を、固定結合機構550を必要とせず画定することができる。結合機構504及び552に関して以下で説明されるように、さらに別の実施形態では、結合機構504及び/又は552は、相対的な膨張又は収縮が発生するスティフナ402及びフレーム408上の位置を、固定結合機構550を必要とせず画定することに寄与するか又は実質的に画定することができる。
[0048] このような位置が、固定結合機構550などの結合機構によって、又は第1の調節可能結合機構502のパターン及び構成によって画定されているかにかかわらず、いくつかの実施形態では、スティフナ402における場所の場所は、スティフナ402のおよそ中心にあることができ、フレーム408上の固定結合機構550の場所は、フレーム408のおよそ中心にあることができる。代替的には、スティフナ402及び/又はフレーム408における場所の場所は、中心以外の位置にあることができる。
[0049] 上述のように、第1の調節可能結合機構502が、フレーム408上の部分の「z」方向における位置を変更するために、ロック538がロックされていない間に操作されるアジャスタ536を含むことから、第1の調節可能結合機構502は、「調節可能結合機構」である。第1の調節可能結合機構502の非限定的な例が図13において図示され、この図を参照して以下に記載される。
[0050] 第1の調節可能結合機構502は、ロック538を含む必要がないことに留意されたい。例えば、第1の調節可能結合機構502のそれぞれは、自己ロック式であることができる。このような実施形態では、例えば、第1の調節可能結合機構502のそれぞれは、「z」方向において剛性であることができ、それゆえ、アジャスタ536が上述の調節を行うよう作動している場合を除き、「z」方向における移動に抵抗する。いくかの実施形態では、第1の調節可能結合機構502は、調節538を含む必要がなく、それゆえ、調節可能である必要がない。結合機構502が調節可能でない実施形態では、「z」方向における位置の変動は、プローブ基板410の位置の制御によることができる。
[0051] さらに図5及び図6Bを参照して、結合機構504が配線基板406とフレーム408とを結合することができることに留意されたい。結合機構504は、フレーム408に対する配線基板406の「x,y」面における制限された移動を可能にすることができる。配線基板406及びフレーム408はそれゆえ、図3に示すタイプの著しい反り又は湾曲を引き起こすことなく膨張又は収縮することができる。結合機構504はまた、配線基板406上の端子514と、フレーム408における開口部516に正確に位置決めされることができるインターポーザ518のばね相互接続526とを整列させることができる(図5、図6A及び図6B参照)。結合機構504の非限定的な例は、図24、図25及び図26に示されており、これらの図を参照して以下に記載される。結合機構504は、フレーム408に対するスティフナ402の相対的な膨張又は収縮が発生するスティフナ402及びフレーム408上の位置を画定するようなパターンに構成され配置されることができる。また図5及び図6Bに示されるように、結合機構504と同様でありうる結合機構552は、配線基板406をスティフナ402に結合することができる。結合機構504と概ね同様に、結合機構552は、フレーム408に対するスティフナ402の相対的な膨張又は収縮が発生するスティフナ402及びフレーム408上の位置を画定するようなパターンに構成され配置することができる。
[0052] さらに図5及び図6Bを参照して、プローブカードアセンブリ400は、図1の検査システムにおけるプローブカードアセンブリ112の代わりに、図1の検査システム100におけるハウジング120の取付け面110に結合されることができる。いくつかの実施形態では、スティフナ402は、ハウジング120の取付け面110に結合され又はこれから取り外されることができる結合アーム418を含むことができる。図5及び図6Bに示すように、いくつかの実施形態では、結合アーム418は、第2の調節可能結合機構508によって取付け面110に結合されることができる。いくつかの実施形態では、第2の調節可能結合機構508は、第1の調節可能結合機構502と同様であることができる。
[0053] 図5及び図6Bに示すとおり、第2の調節可能結合機構508のそれぞれは、ロック542及びアジャスタ540を含むことができる。ロック542がロックされていない間に、アジャスタ540を操作することで、スティフナ402の結合アーム418を「z」方向に取付け面408に向かって又はこれから離れるように移動させることができる。例えば、アジャスタ540を操作することで、第2の調節可能結合機構508が結合されているスティフナ402の結合アーム418を、取付け面110から離れるように移動させ又は結合アーム418を取付け面110に向かって移動させることができる。かように、スティフナ402の異なる結合アーム418に結合された複数の第2の調節可能結合機構508は、取付け面110に対するスティフナ402の傾きを変更するため使用されることができる。非限定的な例が図10及び図11に示される。
[0054] 図10に示すように、取付け面110に対するスティフナ402の傾きは、スティフナの1つ以上の結合アーム418を取付け面110に向かって又はこれから離れるように移動させるために、1つ以上の第2の調節可能結合機構508を(ロックしていない間に)操作することで変更されることができる。さらに、図11に示すように、スティフナ402の形状は、1つ以上の結合アーム418を取付け面110に向かって又はこれから離れる方向に移動させるように、1つ以上の第2の調節可能結合機構508を(ロックしていない間に)操作することで変更されることができる。所望の形状を達成するために第2の調節可能結合機構508が任意の数に調整されることができる。また図11に示されるように、スティフナ402が第1の調節可能結合機構502によってフレーム408に結合されているため、スティフナ402の形状の変化は、フレーム408の主面534の形状に対応する変化を引き起こす。
[0055] しかしながら、第1の調節可能結合機構502と同様に、ロック542がロックされている間、第2の調節可能結合機構508は、「z」方向において剛性であることができる一方、同時に「x,y」面において可撓性であることができる。これにより、スティフナ402及び取付け面110が、異なって膨張又は収縮する際に「x,y」面において互いに移動(例えば、膨張又は収縮)することが可能になる一方で、スティフナ402及び取付け面110との「z」方向における相対移動を妨げることが可能になる。これは図12に示されており、図12は、例えば異なる熱膨張又は収縮のせいで、スティフナ402と取付け面110との間の相対移動を可能にするような「x」及び/又は「y」方向に撓む第2の調節可能結合機構508を示す。第2の調節可能結合機構508はこのようにして、ロックされている間は、図3に示すタイプの著しい反り又は湾曲を引き起こすことなく、スティフナ402及び取付け面110が異なって膨張又は収縮することを可能にし、同時に、スティフナ402と取付け面110との間の「z」方向における相対移動に対して剛性となる(又はこれを妨げる)ことを可能にする。第2の調節可能結合機構508は、スティフナ402上の場所に対して、スティフナ402と取付け面110との間の「x,y」面における相対移動が、その場所から放射状になるようなパターンで配置されることができる。例えば、第2の調節可能結合機構508は、概ね円形に配置されることができ、これは、スティフナ402と取付け面110との間の「x,y」面における相対移動がその円の中心に対応するスティフナ402上の場所から放射状になることを引き起こし得る。代替的に又は追加的に、スティフナ402と取付け面110との間の「x,y」面における放射状の相対移動が発生するスティフナ402上の場所は、結合機構504及び552と同様の結合機構によってであるが、取付け面110と結合アーム418(又はスティフナ402)との間画定されることができる。例えば、取付け面110と結合アーム418(又はスティフナ402)との間のこのような結合機構は、図24の整列フィーチャ2402のような取付け面110又は結合アーム418(若しくはスティフナ402)から延在する整列フィーチャ、及び、図25の拘束2502のような対応する制約を取付け面110又は結合アーム418の他方(若しくはスティフナ402)の上に備えることができる。
[0056] 上述のように、第2の調節可能結合機構508が、ロック542がロックされていない間に、スティフナ402の結合アーム418の「z」方向における位置を変更するために操作されるアジャスタ540を含むことから、第2の調節可能結合機構508は、「調節可能結合機構」である。第2の調節可能結合機構502の非限定的な例は、図27に示され、以下にこの図を参照して記載される。
[0057] さらに図5及び図6Bを参照して、調節不能固定結合機構506が、プローブアセンブリ414をフレーム408に結合することができることに留意されたい。調節不能固定結合機構506は、「z」方向において剛性であるが、「x,y」面において可撓性であることができ、プローブアセンブリ414のそれぞれ及びフレーム408が、異なって膨張又は収縮する際に、互いに対して「x,y」面において移動(例えば、膨張又は収縮)することを可能にする。フレーム408及びプローブアセンブリ414はこのようにして、図3に示すタイプの著しい反り又は湾曲を引き起こすことなく、膨張又は収縮することができ、同時に、プローブ412における負荷などの外的力による、プローブアセンブリ414及びフレーム408の「z」方向における相対移動に対して剛性である(又はこれを妨げる)ことができる。
[0058] フレーム408と各プローブ基板410との間の膨張又は収縮は、相対的な膨張及び/又は収縮が、プローブ基板410上の位置及びフレーム408上の対応する位置に対して固定されている膨張又は収縮であることができる。いくつかの実施形態では、プローブ基板410及びフレーム408の相対的な膨張又は収縮が発生するフレーム408上の位置は、プローブ基板410のほぼ中心に配置される固定結合機構506などの機械的機構によって画定されることができる。このような実施形態では、フレーム408に対するプローブ基板の相対的な膨張又は収縮は、プローブ基板の中心から放射状であることができる。しかしながら、他の実施形態では、固定された結合機構506のパターン及び構成は、相対的な膨張又は収縮が発生するプローブ基板410上の場所を、その地点に固定結合機構506を必要とせず画定することができる。
[0059] 調節不能固定結合機構506は、「z」方向においてプローブアセンブリ414を移動させるためのアジャスタ526などのアジャスタを含まないことに留意されたい。それゆえ、ひとたび調節不能固定結合機構506が所定の位置に固定されると、調節不能固定結合機構506は、プローブアセンブリ414のいかなる部分も「z」方向に移動させる能力を提供しない。調節不能固定結合機構506が、プローブアセンブリ414のいかなる部分も「z」方向に移動させる能力を提供しないことから、調節不能固定結合機構506は「調節不能固定結合機構」である。調節不能固定結合機構506の非限定的な例は、図14、図15、図16、図17、図18、図19、図20、図21、図22及び図23に示され、これらの図を参照して以下に記載される。
[0060] さらに別の例として、プローブ基板410のそれぞれが、十分に小さいため、DUT118に対するプローブ基板410の熱誘導された移動における差の大きさは無視できるほど十分に小さくなり得る。いくつかの実施形態では、これは、所与の特定の検査条件において、DUTの熱誘導動作(膨張又は収縮)とプローブ基板410のそれぞれの熱誘導動作(膨張又は収縮)との差が無視できるほど十分に小さい場合である。いくつかの実施形態では、プローブ基板410のプローブ412が、DUT118の検査の間に発生する全ての温度変化にわたって、DUT118の端子116と接触したままである場合、このような差は無視することができる。プローブ基板410の熱誘導動作は、CTEプローブ基板*ΔTプローブ基板*Lプローブ基板で表される。ただし、CTEプローブ基板は、プローブ基板410の熱膨張係数であり、*は、乗算を意味し、ΔTは、DUT118の検査中の任意の時間におけるプローブ基板410の実温度と参照温度との差であり、Lプローブ基板は、プローブ基板410に取り付けられたプローブ412の任意の2つの間の距離(例えば、2つのプローブ412の間の最長距離)である。DUT118の熱誘導動作は、CTEDUT*ΔTDUT*LDUTで表される。ただし、CTEDUTは、DUT118の熱膨張係数であり、*は、乗算を意味し、ΔTDUTはDUT118の検査中の任意の時間におけるDUT118の実温度と参照温度との差であり、LDUTはDUT118の端子116の任意の2つの間の距離(例えば、2つの端子116の間の最長距離)である。
[0061] 図5、図6A及び図6Bに示す電気的及び機械的構成は、あくまで例であり、変形が可能である。例えば、図5及び図6Bにおける第1の調節可能結合機構502、調節不能固定結合機構506、結合機構504及び550、ならびに第2の調節可能結合機構508のいずれも、「x,y」面において可撓性でない結合機構と置き換えることができる。
[0062] 例えば、いくつかの実施形態では、一方、プローブ基板410の熱歪みと、他方、フレーム408の熱歪みとは、略等しくなるように選択されることができ、これは、図3に示すタイプの反り又は湾曲効果を排除するか、無視できるレベルにまで低減させることになる。このような場合では、調節不能固定結合機構506は、「x,y」面において可撓性である必要がない。プローブ基板410の熱歪みは、CTEプローブ基板*ΔTプローブ基板で表される。ただし、CTEプローブ基板はプローブ基板410の熱膨張係数であり、*は、乗算を意味し、ΔTは、プローブカードアセンブリ400の使用中の任意の時間におけるプローブ基板410の実温度と参照温度との差である。フレーム408の熱歪みは、CTEフレーム*ΔTフレームで表される。ただし、CTEフレームはフレーム408の熱膨張係数であり、*は、乗算を意味し、ΔTは、プローブカードアセンブリ400の使用中の任意の時間におけるフレーム408の実温度と参照温度との差である。一方で、プローブ基板410の熱歪みがフレーム408の熱歪みと等しく又は略等しくなるように、プローブ基板410の材質及びフレーム408の材質を選択し、及び/又は、代替的又は追加的に、プローブカードアセンブリ400の作動中にプローブ基板410及び/又はフレーム408の温度を制御することによって、プローブ基板410の熱歪み及びフレーム408の熱歪みは、等しくまたは略等しくすることができる。いくつかの実施形態では、フレーム408の温度は、プローブカードアセンブリ400に1つ以上の温度制御装置を含むことで制御されることができる。例えば、図4及び図5に示すようなバンドヒータ416は、フレーム408の周りに配置されることができ、フレーム408の熱歪みを所望の熱歪みを保つか、又はプローブ基板410の熱歪みと等しく又はほぼ等しく保つために、プローブカードアセンブリ400の使用中に制御され、フレーム408の温度を制御する。同様の温度制御装置(図示せず)が、プローブカードアセンブリ400の使用中にスティフナ402の温度を制御するためにプローブカードアセンブリ400に含まれることができる。
[0063] 図5及び図6Bにおける第1の調節可能結合機構502、調節不能固定結合機構506、結合機構504及び第2の調節可能結合機構508のいずれもが、「x,y」面において可撓性でない結合機構と置き換えることができるが、やはり「x,y」面において可撓性である結合機構502,504、506、508及び550のそれぞれの非限定的な例が図において示され以下に記述される。
[0064] 図13は、ボルトアセンブリ1300の形態の第1の調節可能結合機構502の非限定的な例を示す。(図13は、スティフナ402、配線基板406及びフレーム40の簡略化した部分図である。)図示のように、ボルトアセンブリ1300は、シャフト1302、調節ナット1314、ロックナット1316及び締付けナット1312を含むことができる。さらに、シャフト1302は、ねじ山付シャフト上部1304、可撓性中部1306及びねじ山付端部1308を含むことができる。シャフト上部1304は、締付けナット1312がシャフト1304に螺合することができるように、シャフトの全て又は少なくとも一部に沿ってねじ山がつけられることができる。中部1306は、中部1306の可撓性を増加するようパターンが付けられることができる。例えば、中部1306は、1つ以上の狭窄部(図示せず)を含むことができる。実際には、中部1306の可撓性を増加するための多様な方法があり、そのいずれもが使用されることができる。
[0065] また図示するように、スティフナ402は、ねじ山付上部穴1320及びオーバーサイズ下部穴1324を有することができ、これらは、配線基板406におけるオーバーサイズ穴1326及びフレーム408におけるねじ山付穴1322と概ね整列する。調節ナット1314は、ねじ山が付けられ、スティフナ402におけるねじ山付上部穴1320に螺入されることができる。調節ナット1314を一方向に回すと、調節ナット1314をフレーム408に向かって移動させることができ、調節ナット1314を反対方向に回すと、調節ナット1314をフレーム408から離れるように移動させることができる。このように、調節ナット1314の下端1332の位置は、調節ナット1314を回すことで位置決めされることができる。ロックナット1316は、調節ナット1314を所定の位置にロックすることができる。それゆえ、調節ナット1314は、ロックナット1316がロックされていないときのみに回すことができ、ロックナット1316がロックされている間は、いずれの方向にも(合理的な又は通常の力では)回すことができない。下端1332は、このように、所望の場所に位置決めされロックされることができる。
[0066] また図示するように、シャフト1302のねじ山付端部1308は、フレーム408におけるねじ山付穴1322に螺入されることができ、可撓性中部1306は、配線基板406におけるオーバーサイズ穴1326及びスティフナ402におけるオーバーサイズ穴1324の中にあることができる。シャフト上部1304は、調節ナット1314における穴1328を通ることができる。前述したとおり、シャフト上部1304は、締め付けナット1312がシャフト1304に螺合されるように、ねじ山がつけられることができる。しかしながら、調節ナット1314における穴1328はねじ山が付けられていない。それゆえ、シャフト1302のシャフト上部1304は、穴1328内を「z」方向(例えば、上及び下)に移動することができる。締付けナット1312をシャフト1302のシャフト上部1304に螺合すること及び締付けナット1312を調節ナット1314に対して締付けることは、シャフト1302の肩部1318が調節ナット1314の下端1332に接触するまで、シャフト1302のシャフト上部1304を、それゆえ、シャフト1302を、穴1328を通って上方に引き上げる。調節ナット1313の位置、又はより具体的には調節ナット1314の下端1332の位置は、それゆえ、スティフナ402とねじ山付穴1322が位置するフレーム408の部分との間の距離を決定する。
[0067] 前述したとおり、ボルトアセンブリ1300は、図4、図6、図7及び図8における第1の調節可能結合機構502の例であることができる。ボルトアセンブリ1300は、かように、これらの図における第1の調節可能結合機構502のそれぞれと置き換えられることができる。上述の図7及び/又は図8の記載に従い、それぞれ図13のボルトアセンブリ1300として実装される図7及び/又は図8における1つ以上の第1の調節可能結合機構502は、図13に関連して上述したようにスティフナ402とフレーム408の部分との間の個別に選択された距離を設定するために使用されることができ、それにより、図7に示すとおりスティフナ402に対するフレーム408の所望の傾き及び/又は図8に示すようにフレーム408の主面534の形状の変化をもたらすことができる。
[0068] ボルトアセンブリ1300のそれぞれは、以下のとおり操作されることができる。締付けナット1312は、緩められるか又は取り外されることができ、ロックナット1316は、ロックをはずされることができる。調節ナット1314は、そして、スティフナ402と下部穴1322が位置するフレーム408の部分との距離が所望の距離になるまで回転することができる。ロックナット1316はその後、ロックされることができ、これは上述のように調節ナット1314が(合理的又は通常の力で)回すことを防ぎ、それゆえ下端1332の位置をロックする。締付けナット1312はその後、シャフト1302のシャフト上部1304に螺合され、調節ナット1314に対して締付けられ、これは上述のように、シャフト1302の肩部1318を、調節ナット1314の下端1332対して引っ張る。図4及び図6ならびに上述のとおり、複数の第2の調節可能結合機構508がスティフナ402をフレーム408に結合することができ、このような第2の調節可能結合機構508のそれぞれは、図13に示すボルトアセンブリ1300として実装されることができる。このようなボルトアセンブリ1300の1つ以上を上述のとおり操作することで、フレーム408の傾きが図7に示すとおり変更され、かつ/またフレーム408の主面434の形状が図8に示すとおり変更されることができる。
[0069] その後、フレーム408は、以下のとおりボルトアセンブリ1300のそれぞれを操作することによって取り除かれ、置き換えられることができる。即ち、締付けナット1312は、取り除かれることができ、シャフト1302のシャフト上部1304が穴1328から引き出されることを可能にする。フレーム408は、かように、スティフナ402から取り除かれることができ、置き換えられる。しかしながら、ロックナット1316は、ロックをはずされる必要がない。その結果、調節ナット1314の下端1332は、同じ場所に留まることになる。同一の又は異なるフレーム408が、シャフト1302のシャフト上部1304を、調節ナット1314における穴1328を通って、各フレーム408における穴1322に羅入して挿入し、その後、締付けナット1312をシャフト1302のシャフト上部1304に螺合し、締付けナット1312を調節ナット1314に対して締付けることによって、スティフナ402に結合されることができる。各調節ナット1314の下端1332の位置が変更されていないので、フレーム408の傾き及び/又はフレーム408の主面434の形状は、フレーム408が取り除かれ、置き換えられる前とほぼ同一となる。
[0070] 上述したとおり、ボルトアセンブリ1300は、図5及び図6Bに示す第1の調節可能結合機構502の一例である。さらに、ロックナット1316は、ロック538の一例であり、調節ナット1314は、図5及び図6Bに示すアジャスタ536の一例である。図9に示すように、また、上述のように、ロックナット1316がロックされている間は、ボルトアセンブリ1300のそれぞれは、「z」方向において剛性であり、同時に「x,y」面において可撓性であることに留意されたい。上述したとおり、第1の調節可能結合機構502は、ロック538を含む必要はない。それゆえ、ボルトアセンブリ1300は、ロックナット1316なしで実装されることができる。
[0071] 図14は、プローブカードアセンブリ400の底面図であり、図15、図16、図17、図18、図19、図20、図21、図22及び図23は、調節不能固定結合機構506の非限定的な例を示す。図15は、1つのこのような例を示す。図14は、プローブカードアセンブリ400の底面図を示し、図15は、フレーム408及び1つのプローブアセンブリ414の部分図を含む簡略化された側断面図である。
[0072] 図15において、ピン1510は、プローブアセンブリ414のプローブ基板410をフレーム408に結合することができる。ピン1510は、それゆえ、調節不能固定結合機構506の非限定的な例である。ピン1510が2つ示されているが、1つのピン1510又は2つより多いピン1510が、プローブ基板410をフレーム408に結合することができる。例えば、いくつかの実施形態では、プローブ基板410に対して左右対称に配置された4つのピン1510が、プローブ基板410をフレーム408に結合することができる。
[0073] 図15に示すように、各ピン1510の第1の端部1506は、フレーム408の穴1502に挿入されることができる。接合材1504(例えば、はんだ、ろう付け材、接着剤(例えば、エポキシ樹脂)、ナノ粒子を含む素材、溶接材料、若しくは上述の任意の組合せ又はその他の素材)は、第1の端部1506を穴1502に結合することができる。各ピン1510の第2の端1516は、接合材1512(例えば、はんだ、ろう付け材、接着剤(例えば、エポキシ樹脂)、ナノ粒子を含む素材、溶接材料、若しくは上述の任意の組合せ又はその他の素材)によってプローブ基板410の端子1514に結合されることができる。ピンは、「z」方向において剛性であり、「x,y」において可撓性であることができる。図16及び図17に示すとおり、フレーム408における穴1502から延在するピン1510のシャフト1508の部分は、プローブ基板410とフレーム408との間の熱誘導の相対移動に応答して「x,y」面において移動(例えば、膨張又は収縮)することができる。上述のとおり、フレーム408に対するプローブ基板410の収縮又は膨張は、プローブ基板410の特定の場所からであることができる。
[0074] 図14、図15、図16及び図17に示すピンの実施形態は、あくまでも例であり、変形が可能である。例えば、ピン1510のシャフト1508は、「x,y」面における可撓性を増加させるためにパターンが付けられることができる。例えば、シャフト1508は、1つ以上の狭窄部を含むことができる。別の例としては、ピン1510の第2の端1516は、端子1514にではなく、プローブ基板410に直接結合されることができる。さらに別の例としては、第1の端部1506は、フレーム408における穴1502に摩擦嵌挿することができ、接合材1504を使用する必要がない。図18、図19、図20、図21、図22及び図23は、変更の他の例を示す。
[0075] 図18は、ピン1510の第2の端部1506が、フレーム408における穴1502の中の接合材1802(例えば、はんだ、ろう付け材、接着剤(例えば、エポキシ樹脂)、ナノ粒子を含む素材、溶接材料、若しくは上述の任意の組合せ又はその他の素材)に埋め込まれる実施形態を示す。図示のように、穴1502は、ピン1510の第2の端部1506に対してオーバーサイズであることができる。
[0076] 図19は、プローブ基板410をフレーム408に結合するための代替的ピン1910の使用を示す。図示するとおり、ピン1910は、「x,y」面におけるピン1910の可撓性を増加することができる狭窄部1920を有するシャフト1908を有することができる。ピン1910は、支持体1922を含むことができ、これに、プローブ基板410が接合材1924(例えば、はんだ、ろう付け材、接着剤(例えば、エポキシ樹脂)、ナノ粒子を含む素材、溶接材料、若しくは上述の任意の組合せ又はその他の素材)によって接合される。いくつかの実施形態では、接合材は必要がなく、摩擦がプローブ基板を所定の位置に保持するために使用されることができる。ピン1910の第2の端部1906は、フレーム408における穴1502に摩擦嵌挿されるか又は接合材(図示せず)によって穴1502に結合されることができる。
[0077] 図20は、ピン1510がL字形ブラケット1950に置き換えられ、フレーム408における穴1502がスロット1552に置き換えられる実施形態を示す。図示のように、L字形ブラケット1950の一端は、フレーム408におけるスロット1952の内部に(例えば、接合材1504のような接合材(図示せず)によって)結合されることができる。スロット1952は、L字形ブラケット1950を受けるように成形することができる。L字形ブラケット1950の他端は、プローブ基板410に(例えば、接合材1504のような接合材(図示せず)によって)結合されることができる。L字形ブラケット1950は、「z」方向において剛性であり、「x,y」面において可撓性であることができ、プローブ基板410とフレーム408との間の「x,y」面における相対移動(例えば、熱膨張又は収縮による)を可能にする一方で、「z」方向におけるこのような移動を妨げる。
[0078] 複数のL字形ブラケット1950が使用され、「z」方向における剛性に対する「x,y」面における可撓性の所望の比率を達成するよう配向されることができる。L字形ブラケットは、「x,y」面における一方向(例えば、「x」方向)において、「x,y」面における垂直方向(例えば、「y」方向)よりも、より可撓であることができる。図20においてプローブ基板410をフレーム408に結合するL字形ブラケット1950の数及び配置は、「x,y」面における「x」方向及び「y」方向の両方において等しい又はほぼ等しい可撓性を達成するよう選択することができる。例えば、4つのL字形ブラケット1950がプローブ基板410をフレーム408に結合することができ、このL字形ブラケット1950のうち2つが第1の方向(例えば、「x」方向)に配向されることができ、他の2つのL字形ブラケット1950が、第1の方向に垂直な第2の方向(例えば、「y」方向)に配向されることができる。
[0079] 図21及び図22は、各ピン1510が缶形ピン1960と置き換えられる実施形態を示す。ピン1960は、第1の端1066において開いていて、第2の端1968において閉じている缶のように成形されることができる。ピン1960の内部1970は、空洞であることができる。第1の端1966に隣接するピン1960の部分は、フレーム408における穴1502の内部に(例えば、接合材1504のようであることができる接合材1962によって)結合されることができ、ピン1960の第2の端1968は、プローブ基板410に(例えば、接合材1512のようであることができる接合材1964によって)結合されることができる。ピン1960は、「z」方向において剛性であり、「x,y」面において可撓性であることができる。前述のとおり、「x,y」面における可撓性は、プローブ基板410とフレーム408との間の相対移動(例えば、熱膨張又は収縮による)を可能にすることができる。いくつかの実施形態では、ピン1960はまた、第2の端1968においても開いていることができ、それゆえ、チューブであることができる。
[0080] 図23は、ピン1510の第2の端1516が、プローブ基板410における穴2320に挿入される実施形態を示す。図示のように、第2の端1516に隣接する各ピン1510の部分は、穴2302の内部に、上述したとおり、接合材1512のようであることができる接合材2304によって結合されることができる。
[0081] 図24から図26は、結合機構504の非限定的な例を示す。図24は、配線基板406から延在する整列フィーチャ2420(例えば、ピン)を含む配線基板406の底面図を示す。図25は、拘束2502を有するフレーム408の底面図を示す。図26は、配線基板406上の整列フィーチャ2402がフレーム408上の拘束2502に挿入されている配線基板406及びフレーム408の底面図を示す。整列フィーチャ2403と拘束2502との対のそれぞれは、結合機構504の非限定的な例である。
[0082] 上述したとおり、図24は、配線基板の底面を示す配線基板406の底面図であり、その底面は、端子514(図5及び図6参照)が載置される面である。整列フィーチャ2402は、配線基板の底面から延在することができる。また上述したとおり、図25は、整列フィーチャ2402を受けるための拘束2502を含むフレーム408の底面図である。フレーム408はまた、インターポーザ518のための開口部516も含む。開口部516は、インターポーザ518を位置決めするためのバンプ2520を含むことができる。例えば、インターポーザ518をバンプ2520に対して押し付けることによって、インターポーザ518は、開口部516に位置決めされることができる。インターポーザ518及び/又はフレーム408のばね(図示せず)は、バンプ2520に対してインターポーザ518を付勢することができる。
[0083] インターポーザは、開口部516におけるバンプ2520に対して位置決めされる間、整列フィーチャ2402は、端子514に対して配線基板406における所定の位置に位置決めされることができ、拘束2502は、インターポーザ518のばね相互接続526に対してフレーム408における所定の位置に位置決めされることができ、それにより、整列フィーチャ2402が拘束2502に挿入されると、ばね相互接続526が端子514と整列することになる。
[0084] 図25に示すとおり、各拘束2502は、対応する整列フィーチャ2402を受けるための開口部2504を含むことができる。開口部2504は、整列フィーチャ2402に対してサイズが小さく、開口部2504は、より大きい整列フィーチャ2402を収容するために開口部2504が撓むことを可能にする隣接する撓み2506を含むことができる。代替的に又は追加的に、整列フィーチャ2402のそれぞれは、可撓性であり、それゆえ、より小さな開口部2504に嵌合できるように撓むことができる。開口部2504は、整列フィーチャ2402が開口部2504内で1つ以上の方向に移動することを可能にするよう構成されることができる。拘束2502は、拘束2502のそれぞれが、対応する整列フィーチャ2402の移動を、図25及び図26において軸2508として表される単一移動度に制限するよう構成されることができる。つまり、開口部2504における整列フィーチャ2402の移動が軸2580に沿う移動に制限される。図25及び図26に示すとおり、整列フィーチャ2402が拘束2502に挿入されている間(図26のように)、全ての軸2508がフレーム408上の位置2512及び配線基板406上の対応する位置2404に向けられるように、全ての拘束2502の一群は位置決めされることができる。いくつかの実施形態では、各インターポーザ518がフレーム408における開口部516におけるバンプ2520に対して位置決めされている間、位置2404は、配線基板406における端子514の重心であることができ、位置2512は、インターポーザ518のばね相互接続526の重心であることができる。整列フィーチャ2402及び拘束2502は、位置2512及び2404に対する配線基板406及びフレーム408の「x,y」面における放射状の相対的な膨張又は収縮を可能にする一方で、配線基板406及び/又はフレーム408の「z」軸周りの回転を妨げる。これは、位置2512及び2404が概ね整列したままに保ち、かつ、配線基板406上の端子514及びフレームにおける開口部516におけるインターポーザ518のばね相互接続526が整列したままに保つことができる。代替的に、拘束2502は、軸2508が位置2512以外に向けられるように位置決めされることができる。
[0085] いくつかの実施形態では、開口部2508は、スロットであることができ、スロットに挿入された対応する整列フィーチャ2402がスロットの長さに沿って移動することを可能にする。このような例では、スロットの長さは、整列フィーチャ2402よりも大きく、一方でスロットの幅は、整列フィーチャ2402よりも小さいくあることができる。各スロットは、長さが位置2512を指すように配向されることができる。1つ以上の撓みが、センタースロットとセンタースロットに隣接して位置する2つのサイドスロットとの間のフレーム408の部分であることができる。
[0086] 図24から図26に示す例は限定的でなく、変形が可能である。例えば、整列機構2402は、フレーム408から延在することができ、拘束2502は配線基板406上にあることができる。
[0087] 図24から図26においては図示されないが、結合機構552(図5及び図6B参照)が、本明細書において記述される結合機構504の全ての変形を含む図24から図26における結合機構504と同様に実装されることができる。例えば、結合機構552の整列フィーチャが配線基板406の反対面からスティフナ402(図5及び図6B参照)に向かって延在することができる点を除き、結合機構552は、図24から図26における整列フィーチャ2402と同様の整列フィーチャを備えることができる。いくつかの実施形態では、図24に示す整列フィーチャ2402及び配線基板406の反対面から延在する結合機構552の対応する整列フィーチャは、配線基板406を通過し、配線基板406の両面に延在する単一のピンを備えることができる。結合機構552はまた、結合機構504の拘束2502と同様であるがフレーム408上ではなくスティフナ402上に拘束を含むことができる。その他の場合は、結合機構552は、図24から図26に示すような結合機構502と同様に実装され、同様に機能することができる。
[0088] 図27は、ボルトアセンブリ2700の形態の第2の調節可能結合機構508の非限定的な例を示す。図27は、スティフナ402の結合アーム418及び図1の検査システム100のハウジング120の取付け面110の簡略化した部分図を示す。ボルトアセンブリ2700は、図13のボルトアセンブリ1300と概ね同様であることができる。
[0089] 図27は、ボルトアセンブリ1300の形態の第2の調節可能結合機構508の非限定的な例を示す。(図27は、スティフナ402の結合アーム418及び図1の検査システム100のハウジング120の取付け面110の簡略化した部分図を示す。)図示のように、ボルトアセンブリ2700は、シャフト2702、調節ナット2714、ロックナット2716及び締付けナット2712を含むことができる。さらに、シャフト2702は、ねじ山付シャフト上部2704、可撓性中部2706及びねじ山付端部2708を含むことができる。シャフト上部2704は、締付けナット2712がシャフト2704に螺合することができるように、シャフトの全て又は少なくとも一部に沿ってねじ山が付けられることができる。中部2706は、中部2706の可撓性を増加するようパターンが付けられる(図示せず)ことができる。例えば、中部は、1つ以上の狭窄部(図示せず)を含むことができる。
[0090] また図示のように、結合アーム418は、ねじ山付上部穴2720及びオーバーサイズ下部穴2724を有することができ、これらは取付け面110におけるねじ山付穴2722と概ね整列する。調節ナット2714は、ねじ山が付けられ、結合アーム418におけるねじ山付上部穴2720に螺入されることができる。調節ナット2714を一方向に回すと、調節ナット2714を取付け面110に向かって移動させることができ、調節ナット1314を反対方向に回すと、調節ナット2714をフレーム408から離れるように移動させることができる。それゆえ、調節ナット2714の下端2732の位置は、調節ナット2714を回すことで位置決めされることができる。ロックナット2716は、調節ナット2714を所定の位置にロックすることができる。それゆえ、調節ナット2714は、ロックナット2716がロックされていないときのみに回転することができ、ロックナット2716がロックされている間は、いずれの方向にも(合理的な又は通常の力では)回転することができない。調節ナット2714の下端2732は、このように、所望の場所に位置決めされロックされることができる。
[0091] また図示するとおり、シャフト2702のねじ山付端部2708は、取付け面110におけるねじ山付穴2722に螺入されることができ、可撓性中部2706は、結合アーム418におけるオーバーサイズ穴2724にあることができる。シャフト上部2704は、調節ナット2714における穴2728を通ることができる。上述したとおり、シャフト上部2704は、締め付けナット2712がシャフト2704に螺合されるように、ねじ山が付けられることができる。しかしながら、調節ナット2714における穴2728はねじ山が付けられていない。それゆえ、シャフト2702のシャフト上部2704は、穴2728内を「z」方向(例えば、上及び下)に移動することができる。締付けナット2712をシャフト2702のシャフト上部2704に螺合すること及び締付けナット2712を調節ナット2714に対して締付けることは、シャフト2702の肩部2718が調節ナット2714の下端2732に接触するまで、シャフト2702のシャフト上部2704を、それゆえ、シャフト2702を、穴2728を通って上方に引き上げる。調節ナット2727の位置、又はより具体的には調節ナット2712の下端2732の位置は、それゆえ、結合アーム418とねじ山付穴2722が位置する取付け面110における部分との間の距離を決定する。
[0092] 上述したとおり、ボルトアセンブリ2700は、図4、図6、図10、図11、及び図12における第2の調節可能結合機構508の例であり得る。ボルトアセンブリ2700は、それゆえ、これらの図における第2の調節可能結合機構502のそれぞれと置き換えられることができる。上述の図10及び/又は図11の記載に従い、それぞれ図27のボルトアセンブリ2700として実装される図10及び/又は図11における1つ以上の第2の調節可能結合機構508は、図27に関連して上述したとおりスティフナ402の結合アーム418と取付け面110の部分との間の個別に選択された距離を設定するために使用されることができ、それにより、図10に示すとおり取付け面110に対するプローブカードアセンブリ400の所望の傾き及び/又は図11に示すとおりフレーム408の主面534の形状の変化をもたらす。
[0093] 図27のボルトアセンブリ2700は、図13のボルトアセンブリ1300と概ね同様の方法で操作されることができる。例えば、ボルトアセンブリ2700のそれぞれは、以下のとおり操作されることができる。即ち、締付けナット2712は、緩められるか又は取り外されることができ、ロックナット2716は、ロックをはずされることができる。調節ナット2714はその後、シャフト2702の下端2732が、結合アーム418と下部穴2722が位置する取付け面110の部分との距離が所望の距離になるように位置するまで回すことができる。ロックナット2716はその後、ロックされることができ、これは上述のとおり調節ナット2712が回されることを防ぎ、それゆえ下端2732の位置をロックする。締付けナット2712が、シャフト1302のシャフト上部2704に螺合され、調節ナット2714に対して締付けられ、これは上述のとおりシャフト2702の肩部2718を、調節ナット2714の下端2732対して引っ張る。図4及び図6並びに上述したとおり、複数の第2の調節可能結合機構508が結合アーム418を取付け面110に結合することができ、このような第2の調節可能結合機構508のそれぞれは、図27に示すボルトアセンブリ2700として実装されることができる。上述したとおり、このようなボルトアセンブリ2700の1つ以上を上述のとおり操作することで、スティフナ402の傾き、かようにプローブカードアセンブリ400が、図10に示すような取付け面110に対して変更され、及び/又はフレーム408の主面534の形状が図11に示すように変更されることができる。
[0094] その後、スティフナ402、かように、プローブカードアセンブリ400は以下のとおりボルトアセンブリ2700のそれぞれを操作することによって取り除かれ、置換えられることができる。即ち、締付けナット2712は、取り除かれることができ、結合アーム418がシャフト2702から引き離されることを可能にする。結合アーム418のそれぞれ、かようにプローブカードアセンブリ400は、それゆえ、取付け面110から取り除かれることがでる。しかしながら、ロックナット2716は、ロックをはずされる必要がない。その結果、調節ナット2714の下端2732は、同じ場所に留まることになる。取付け面110における穴2722に螺入された各シャフト2702のシャフト上部2704が、対応する調節ナット2714における穴2728に挿入されるように結合アーム418を位置決めすることと、その後、締付けナット2712をシャフト2702のシャフト上部2704に螺合し、締付けナット2712を調節ナット2714に対して締付けることとによって、プローブカードアセンブリ400が取付け面110に結合されることができる。各調節ナット2714の下端2732の位置が変更されていないので、プローブカードアセンブリ400の傾き及び/又はフレーム408の主面534の形状は、プローブカードアセンブリ400が取り除かれる前とほぼ同一となる。
[0095] 上述したとおり、ボルトアセンブリ2700は、図5及び図6Bに示す第2の調節可能結合機構508の一例である。さらに、ロックナット2716は、ロック542、の一例であり、調節ナット2714は、図5及び図6Bに示すアジャスタ540の一例である。図12に示すように、また、上述したように、ロックナット2716がロックされている間、ボルトアセンブリ2700のそれぞれが、「z」方向において剛性であり、同時に「x,y」面において可撓性であることに留意されたい。上述したとおり、各シャフト2702の可撓性シャフト部2706は、「x,y」面において可撓性であることができる。
[0096] 図28は、ボルトアセンブリ2800の形態の第1の調節可能結合機構502又は第2の調節可能結合機構508の別の非限定的な例を示す。以下の説明において、ボルトアセンブリ2800は、第2の調節可能結合機構508の実装の観点から記載されるが、第1の調節可能結合機構502がボルトアセンブリ2800と概ね同様に構成されることができることを理解されたい。(図28は、結合アーム418及び図1の検査システム100のハウジング120の取付け面110の簡略化した部分図を示す。)図示のように、ボルトアセンブリ2800は、シャフト2802、調節ナット2814、ロックナット2816及び締付けナット2812を含むことができる。さらに、シャフト2802は、ねじ山付シャフト上部2804、可撓性中部2806及びねじ山付端部2808を含むことができる。シャフト上部2804は、締付けナット2812がシャフト2804に螺合することができるように、シャフトの全て又は少なくとも一部に沿ってねじ山が付けられることができる。いくつかの実施形態では、締付けナット2812及びシャフト上部2804は、単一構造であることができる。
[0097] また図示のように、結合アーム418は、ねじ山付穴2820を有することができ、これは取付け面110におけるねじ山付穴2822と概ね整列する。調節ナット2814は、ねじ山が付けられ、結合アーム418におけるねじ山付穴2820に螺入されることができる。調節ナット2814を一方向に回すと、調節ナット2814を取付け面110に向かって移動させることができ、調節ナット1314を反対方向に回すと、調節ナット2814を取付け面110から離れるように移動させることができる。それゆえ、調節ナット2814の下端2832の位置は、調節ナット2814を回すことで位置決めされることができる。ロックナット2816は、調節ナット2814を所定の位置にロックすることができる。それゆえ、調節ナット2814は、ロックナット2816がロックされていないときのみに回すことができ、ロックナット2816がロックされている間は、いずれの方向にも(合理的な又は通常の力では)回すことができない。調節ナット2814の下端2832は、このように、所望の場所に位置決めされロックされることができる。
[0098] また図示のように、シャフト2802のねじ山付端部2808は、取付け面110におけるねじ山付穴2822に螺入されることができ、可撓性シャフト部2806及びシャフト2802のシャフト上部2804は、調節ナット2814における穴2828を通ることができる。上述したとおり、シャフト上部2804は、締め付けナット2812がシャフト2804に螺合されるように、ねじ山がつけられることができる。しかしながら、調節ナット2814における穴2828はねじ山が付けられていない。それゆえ、シャフト2802のシャフト上部2804は、穴2828内を「z」方向(例えば、上及び下)に移動することができる。締付けナット2812をシャフト2702のシャフト上部2804に螺合すること及び締付けナット2812を調節ナット2814に対して締付けることは、シャフト2802の下端2832を取付け面110に対して押す。調節ナット2828の位置、又はより具体的には調節ナット2812の下端2832の位置は、かように、スティフナ402とねじ山付穴2822が位置する取付け面110における部分との間の距離を決定する。
[0099] 上述したとおり、ボルトアセンブリ2800は、図4、図6、図10、図11、及び図12における第2の調節可能結合機構508の例であることができる。(また上述したとおり、第1の調節可能結合機構502もまたボルトアセンブリ2800と概ね同様に実装されることができる。)ボルトアセンブリ2800は、かように、これらの図における第2の調節可能結合機構502のそれぞれと置き換えられることができる。上述の図10及び/又は図11の記載に従い、それぞれ図28のボルトアセンブリ2800として実装される図10及び/又は図11における1つ以上の第2の調節可能結合機構508は、図28に関連して上述したように結合アーム418のそれぞれと取付け面110の部分との間の個別に選択された距離を設定するために使用されることができ、それにより、図10に示すとおり取付け面110に対するプローブカードアセンブリ400の所望の傾き及び/又は図11に示すとおりフレーム408の主面534の形状の変化をもたらす。
[00100] 図28のボルトアセンブリ2800は、図13のボルトアセンブリ1300と概ね同様に操作されることができる。例えば、ボルトアセンブリ2800のそれぞれは、以下のとおり操作されることができる。即ち、締付けナット2812は、緩められるか又は取り外されることができ、ロックナット2816は、ロックをはずされることができる。調節ナット2814は、そして、シャフト2802の下端2832が、スティフナ402と、穴2822が位置する取付け面110の部分との距離が所望の距離になるように位置するまで回転することができる。ロックナット2816は、そそして、ロックされることができ、これは上述したように調節ナット2812が回転することを防ぎ、かように下端2832の位置をロックする。締付けボルト2812が、シャフト1302のシャフト上部2804に螺合され、調節ナット2814に対して締付けられ、これは調節ナット2814の下端2832を取付け面110に対して押す。図4及び図6並びに上述したように、複数の第2の調節可能結合機構508が、結合アーム418を取付け面110に結合することができ、このような第2の調節可能結合機構508のそれぞれは、図28に示すボルトアセンブリ2800として実装されることができる。このようなボルトアセンブリ2800の1つ以上を上述したように操作することで、プローブカードアセンブリ400の傾きが、図10に示すとおり取付け面110に対して変更され、及び/又はフレーム408の主面534の形状が図11に示すとおり変更されることができる。
[00101] その後、スティフナ402、かように、プローブカードアセンブリ400は以下のとおりボルトアセンブリ2800のそれぞれを操作することによって取り除かれ、置き換えられることができる。即ち、締付けナット2812は、取り除かれることができ、結合アーム418がシャフト2802から引き離されることを可能にする。結合アーム418のそれぞれ、かようにプローブカードアセンブリ400は、それゆえ、取付け面110から取り除かれることがでる。しかしながら、ロックナット2816は、ロックをはずされる必要がない。その結果、調節ナット2814の下端2832は、同じ場所に留まることになる。取付け面110における穴2822に螺入された各シャフト2802のシャフト上部2804が、対応する調節ナット2814における穴2828に挿入されるように結合アーム418を位置決めし、そして、締付けナット2812をシャフト2802のシャフト上部2804に螺合し、締付けナット2812を調節ナット2814に対して締付けることによって、プローブカードアセンブリ400が取付け面110に結合されることができる。各調節ナット2814の下端2832の位置が変更されていないので、取付け面110に対するプローブカードアセンブリ400の傾き及び/又はフレーム408の主面534の形状は、プローブカードアセンブリ400が取り除かれる前とほぼ同一となる。
[00102] 上述したように、ボルトアセンブリ2800は、図5及び図6Bに示す第2の調節可能結合機構508の一例である。さらに、ロックナット2816は、ロック542の一例であり、調節ナット2814は、図5及び図6Bに示すアジャスタ540の一例である。図12に示すように、また、上述したように、ロックナット2816がロックされている間、ボルトアセンブリ2800のそれぞれが、「z」方向において剛性であり、同時に「x,y」面において可撓性であることに留意されたい。上述したように、各シャフト2802の可撓性シャフト部2806は、「x,y」面において可撓性であることができる。
[00103] 「x、y」面における可撓性は、図27及び図28においては、図27におけるねじ山付穴2722又は図28におけるねじ山付穴2822に隣接する取付け面110において撓み(図示せず)を備えることによって提供されることができる。このような撓み(図示せず)は、ねじ山付穴2722又は2822が位置する取り付け面110の部分が、「x、y」面において1つ以上の方向に移動することを可能にする。例えば、取付け面110における細長穴(図示せず)の形態の1つ以上のスロット(図示せず)が、図27のねじ山付穴2722に隣接して提供されることができる。これらのスロット(図示せず)は、ねじ山付穴2722と十分に近接することができるため、ねじ山付穴2722と各スロット(図示せず)との間の取付け面110の素材が撓むことができ、それゆえ、ねじ山付穴2722が位置する取付け面110の部分が「x,y」面において1つ以上の方向に移動することを可能にする撓みであることができる。スロット(図示せず)は、図28においてねじ山付穴2822に隣接して取付け面110に同様に提供されることができ、ねじ山付穴2822とスロット(図示せず)との間の取付け面110の部分は、撓み(図示せず)であることができ、これはねじ山付穴2822が位置する取付け面110の部分が「x、y」面において1つ以上の方向に移動することを可能にする。代替的に又は追加的に、これらの撓みは、図27における穴2720又は図28における穴2820の近くでスティフナ402において形成されることができる。
[00104] 図29、図30及び図31は、本発明のいくつかの実施形態に従う図5及び図6Aのインターポーザ518の代替的な例示的実施形態を示す。図29、図30及び図31に示すインターポーザ2900は、図4、図5及び図6のプローブカードアセンブリ400におけるインターポーザ518と取り替えられることができる。インターポーザ2900が、配線基板406とプローブ基板408との間を結合するせん断力を低減させることができることは理解されるだろう。
[00105] 図29に示すように、インターポーザ2900は、互いに重なり配置される第1の介在層2902及び第2の介在層2904を含むことができる。第1の介在層2902は、第2の介在層2904におけるスルーホール(本図には図示せず)と実質的に整列する複数のスルーホール(本図には図示せず)を有することができる。複数の相互接続構造体2906は、第1及び第2の介在層2902及び2904を介して穴(図示せず)に挿入されることができる。相互接続構造体2906のそれぞれは、第1の介在層2902から延在し、第1の配線基板406上の端子514と電気接触を形成することが可能である第1の端2910(図5及び図6Aにおけるインターポーザ518のばね相互接続526に相当する)を有することができる。相互接続構造体2906のそれぞれはまた、第2の介在層2904から延在し、プローブ基板420上の端子520と電気接触を形成することが可能である第2の端3012(図5及び図6Aにおけるインターポーザ518のばね相互接続528に相当する)も有することができる。
[00106] 図29においては第1及び第2の介在層2902及び2904が接触して示されているが、本発明のいくつかの実施形態では、これらの間に空間があってもよい。さらに、本発明のいつかの実施形態では、インターポーザ2900は2つより多い介在層を有することができる。例えば、インターポーザ2900は、垂直に積み重ねられた3つの介在層を有することができる。同様に、複数の介在層は、互いから離れているか、又は隣接することができる。本発明のいくつかの実施形態では、インターポーザ2900は、単一層の構造であることができ、1つ以上の切り欠き又は撓みをその上面と下面との間に含み、1つの面から他の面を結合する、せん断力を低減させる。
[00107] 図30及び図31は、本発明のいくつかの実施形態に従う配線基板406とプローブ基板410との間のインターポーザ2900の部分断面図を示し、配線基板406とプローブ基板410との間を結合するせん断力をどのように低減するかを示す。図示のように、相互接続構造体2906の第1の端2910は、配線基板406の端子514と接触し電気的接続を形成することができ、第2の端2912は、プローブ基板410の1つにおける端子520と接触し電気的接続を形成することができる。
[00108] 第1及び第2の介在層2902及び2904は、「x,y」面において可撓性である1つ以上の結合機構3002によって結合されることができ、それゆえ、第1及び第2の介在層2902と2904との間の相対移動を可能にする。例えば、結合機構3002のそれぞれは、「x,y」面において可撓性である図15におけるピン1510と同様のピンを含むことができる。第1及び第2の介在層2902及び2904はそれゆえ、配線基板406とプローブ基板410との間を結合するせん断力を低減する分離構造体として機能することができるため、第1の端2910と配線基板406上の端子514との間、及び、第2の端2012とプローブ基板上の端子520との間の接触が維持されることができる。
[00109] 例えば、図5及び図6Bに関して上述したような調節不能結合機構404によって可能になる配線基板406の「x,y」面における移動について考慮する。そのような移動は、インターポーザ2900を介して配線基板406とプローブ基板410との間のせん断力を誘発することができる。インターポーザ2900は、とりわけこのようなせん断力を低減させるよう構成されることができる。インターポーザ2900は、第1及び第2の介在層2902及び2904がそれぞれ配線基板406及びプローブ基板410に沿って移動できる場合に分離構造体として設計されることができる。図30と図31との違いに示されるように、配線基板406が基準線A―Aに対して右に移動又は膨張するとき、第1の介在層2902は、第1の配線基板406に沿ってその間の摩擦によって移動することができる。第2の介在層2904が第1の介在層2902から分離されることができるため、インターポーザ2900全体は、配線基板406に隣接する介在層2902の上面とプローブ基板410に隣接する介在層2904の下面とが一体素材であるときよりも、「x,y」面においてより従順(compliant)となることができる。それゆえ、第1及び第2の介在層2902及び2904は、とりわけ第1の介在層2902の上面と第2の介在層2904の下面との間を結合するせん断力を、2つの面が一体素材であったときに低減されるよりもさらに低減させるための分断構造として機能することができる。結果として、相互接続構造体2906は、図29における元の位置であって図31において破線で示す位置から、図31において実線で示す新しい位置へそれることができ、かつ配線基板406上の端子514及びプローブ基板410上の端子520との電気的接触を保つことができる。追加的に、第1の介在層2902が端子514の移動に従い、第2の介在層2904が端子520の移動に従うため、インターポーザ2900の相互接続構造2904は、より狭いピッチで配置することができる。第2の介在層2904が、配線基板406がフレームに対して移動する場合でもフレーム408(図31には図示せず)に対してほぼ固定されているため、第2の介在層2904に結合されたプローブ基板410は、フレーム408に対して固定されたままであることができ、それにより、プローブ基板410に結合されたプローブ412がフレーム408に対して移動せず、それゆえ、DUT118(図1参照)の端子116と電気的接触を保つことを確実にする。
[00110] 上述したとおり、図4、図5及び図51のプローブカードアセンブリ400(本明細書中に示すか又は記述される任意の実施形態、例、又は変形を伴う)は、電子デバイスを検査するために使用されることができる。例えば、プローブカードアセンブリ400は、図1の検査システム100におけるプローブカードアセンブリ112と置き換えられることができ、かように、DUT119を検査するために使用されることができる。図32は、電子デバイスを検査するプロセス3200を示す。プロセス3200は、図1のDUT118を検査するための検査システム100のような検査システムにおける使用に限定されないが、記載及び説明の簡略化のために、プロセス3200は、本明細書では図1の検査システム100に関して記載される。
[00111] 図32のプロセス3200を参照すると、3202において、プローブカードアセンブリ112は、図1の検査システム100におけるハウジング120の取付け面110に結合されることができる。例えば、図33(図1の検査システム100を示すが、本明細書において記載するプローブカードアセンブリ400の実施形態又は変形を含むプローブカードアセンブリ400をプローブカードアセンブリ112の代わりに備える)に示すように、図4及び図5のプローブカードアセンブリ400の結合アーム418は、第2の調節可能結合機構508(図33には図示されないが、図4、図5、図6A及び図6Bに示す)によって取付け面110に結合されることができる。代替的に、結合アーム418は別の機構によって取付け面110に結合されることができる。例えば、アーム418は、取付け面110にボルト、クランプなどで固定されることができる。また図33に示すとおり、プローブカードアセンブリ400の電気的コネクタ404は、コネクタ108に電気的に接続されることができる。プローブカードアセンブリ400はかように、コネクタ108、検査ヘッド106及び接続104を介して検査制御装置102に通信可能に接続されることができる。
[00112] 図32のプロセス3200における3204において、フレーム408の向きは、第1の調節可能結合機構502によって調節されることができる。例えば、第1の調節可能結合機構502(本明細書において記載される第1の調節可能結合機構502の任意の実施形態を含む)は、図7及び図8に示すとおり、スティフナ402に対するフレーム408の傾き及び/又はフレーム408の主面534の形状を調節するために使用されることができる。代替的に又は追加的に、スティフナ402の傾きは、例えば図10に示すとおり第2の調節可能結合機構508(本明細書において記載される第2の調節可能結合機構502の任意の実施形態を含む)を使用して、図33の検査システム100のハウジング120の取付け面110に対して調節されることができる。上述は、プローブ412の接触部の向きをDUT118(図33参照)の端子116の向きと一致させるためになされることができる。
[00113] 図32のプロセス3200の3206において、図33のDUT118の端子116は、プローブカードアセンブリ400のプローブ412と接触させることができる。これは、DUT118の端子116がプローブカードアセンブリ400のプローブ412に対して押しつけられるように、チャック122を移動させることによって達成される。代替的には、プローブカードアセンブリ400が移動されるか、又はチャック122及びプローブカードアセンブリ400の両方が移動され、端子116とプローブ412との接触をもたらすことができる。
[00114] 3208において、検査信号(上述のとおり、検査制御装置102によって生成される入力信号及び入力信号に応答してDUT118によって生成される応答信号を含むことができる)はプローブカードアセンブリ400を介して検査制御装置102とDUT118との間を通過することができる。検査制御装置102は、応答信号を分析してDUT118が検査を通過したか判定することができる。例えば、検査制御装置102は、応答信号を予測された応答信号と比較することができる。応答信号が、予測された応答信号と一致する場合、検査制御装置102は、DUT118が検査を通過したと判定することができる。そうでない場合は、検査制御装置102は、DUT118が検査を通過しなかったと判定することができる。別の例として、検査制御装置102は、応答信号が許容範囲内にあるかどうか判定し、そうであれば、DUT118が検査に通過したと判定することができる。
[00115] 図32のプロセス3200における3208の間、プローブカードアセンブリの1つ以上の基板は、1つ以上の他の基板に対して、「x,y」面において移動(例えば、膨張又は収縮)する一方で、「z」方向における剛性を維持することが可能となる。上述したように、第1の調節可能結合機構502は、スティフナ402及びフレーム408を互いに対して「x,y」面において膨張及び収縮することを可能にし、かように、スティフナ402及びフレーム408が異なって膨張又は収縮したとしても、図3に示す反りのような反りを防ぐことができる。また上述のとおり、調節不能固定結合機構506は、同様にフレーム408及び各プローブアセンブリ414を互いに対して「x,y」面において膨張及び収縮することを可能にし、かつ、第2の調節可能結合機構508は、スティフナ402及び図33における取付け面110が互いに対して「x,y」面において膨張及び収縮することを可能にする。これはまた、フレーム408及び1つ以上のプローブ基板410が異なって膨張又は収縮する場合、又はスティフナ402及び取付け面100が異なって膨張又は収縮する場合であっても、図3に示す反りのような反りを防ぐことができる。さらに、上述のように、第1の調節可能結合機構502、調節不能固定結合機構506及び第2の調節可能結合機構508は、「z」方向における剛性を維持しつつ、そうすることができる。かように、第1の調節可能結合機構502、調節不能固定結合機構506及び第2の調節可能結合機構508は、取付け面110と、スティフナ402と、フレーム408と、プローブ基板410とにおける「z」方向における相対移動を妨げることができる。
[00116] 図32のプロセス3200の3208の間に、インターポーザ18がフレーム408における開口部516におけるバンプ2520に対して位置決めされている間、結合機構504は、配線基板406を、配線基板406上の端子514の場所2404及びインターポーザ518のばね相互接続526の場所2512から、「x,y」面において放射状に膨張及び収縮することを可能にすることができることに留意されたい。さらに、結合機構504は、そうすることができる一方で、位置2404及び2512、かように、配線基板406上の端子514及びインターポーザ518のばね相互接続526の位置2512が整列するのを維持することができる。それゆえ、これは図3に示す反りを防ぐだけでなく、ばね相互接続526及び528が配線基板406上の端子514及びプローブ基板410条の端子520と整列することを維持することができる。
[00117] 図示されないが、フレーム408は、DUT118(図33参照)と同一の又は類似の熱歪みを有するよう作成されることができる。これは、検査の間、DUT118が膨張又は収縮するときでも、プローブ412とDUT118の端子116とが整列したままにすることができる。DUTの熱歪みは、CTEDUT*ΔTDUTで表される。ただし、CTEDUTはDUT118の熱膨張係数であり、*は、乗算を意味し、ΔTは、プローブカードアセンブリ400の使用中の任意の時間におけるDUT118の実温度と参照温度との差である。上述のように、フレーム408の熱歪みは、CTEフレーム*ΔTフレームで表される。ただし、CTEフレームはフレーム408の熱膨張係数であり、*は、乗算を意味し、ΔTは、プローブカードアセンブリ400の使用中の任意の時間におけるフレーム408の実温度と参照温度との差である。実際には、プローブカードアセンブリ400、とりわけフレーム408は、参照温度においてプローブ412がDUT118の端子116と整列するよう構成されることができ、その後、フレーム1310について特定の熱膨張係数を得るようフレーム408の材質を選択すること、及び代替的又は追加的に、DUT118の検査の間、フレーム408及びDUT118の温度範囲にわたり、プローブ基板410の熱歪みが、DUT118の熱歪みと等しく又は略等しくなるようにDUT118の検査の間、フレーム408の温度を制御することによって、DUT118の熱歪み及びフレーム408の熱歪みは、等しく又はほぼ等しくされることができる。上述したように、フレーム408の温度は、プローブカードアセンブリ400に1つ以上の温度制御装置を含むことで制御されることができる。例えば、図4及び図5に示すようなバンドヒータ416は、フレーム408の周りに配置されることができ、プローブカードアセンブリ400の使用中、フレーム408の温度を制御するよう制御される。
[00118] 図34は、本発明のいくつかの実施形態に従う、プローブカードアセンブリ400を作成するプロセスを示す。第1の調節可能結合機構502(本明細書において開示した任意の例、実施形態、構成又は変形を含む)によって結合されたスティフナ402及びフレーム408と、結合機構504(本明細書において開示した任意の例、実施形態、構成又は変形を含む)を用いてフレーム408に結合された配線基板406とを備えるスタックが、組み立てられ、作成され、提供され、又は得られることができる。図34には示されていないが、図5及び図6Aに示すようにインターポーザ518がフレーム408における開口部516にあることができる。代替的には、インターポーザ518は、フレーム408の開口部516に後で配置されることができる。
[00119] 調節不能固定結合機構506(本明細書において開示した任意の例、実施形態、構成又は変形を含む)は、フレーム408に対して位置決めされることができる。例えば、調節不能固定結合機構506が図15のピン1510を備える場合、ピン1510は、フレーム408における穴1502に挿入されることができる(図15参照)。プローブ基板410は、図34に示すとおり、フレーム408に対して所望の位置に移動することができる。プローブ基板410の位置は、プローブ基板410が所望の位置にあるように、「x、y」面及び/又は必要に応じ「z」方向において調節されることができる。いくつかの実施形態では、ピックアンドプレース装置3402が、プローブ基板410を位置決めするために使用されることができる。プローブ基板410が所定の位置にあると、調節不能固定結合機構506は、フレーム408及びプローブ基板410に接合されることができる。例えば、調節不能固定結合機構506が図15のピン1510を備える場合、ピン1510は、接合材1504によって穴1502に接合され、接合材1512によってプローブ基板410に接合されることができる。

Claims (32)

  1. 電子デバイスを検査するためのプローブカードアセンブリであって、
    スタック状に配置された、スティフナ構造体と、配線基板と、主面を有するフレームとであって、前記配線基板は、前記フレームと前記スティフナ構造体との間に配置される、スタック状に配置された補強材構造体と、配線基板と、主面を有するフレームと、
    前記プローブカードアセンブリを介して、検査制御装置に対する前記配線基板上の電気的インターフェースに電気的に接続されるプローブをそれぞれ有する複数のプローブ基板と、
    1つ以上の調節不能固定結合機構であって、それぞれが1つ以上の前記プローブ基板を前記フレームに固定し、前記主面に垂直な第1の方向において剛性であり、同時に前記主面に概ね平行な第2の方向において可撓性である調節不能固定結合機構と、
    を備えるプローブカードアセンブリ。
  2. 前記スティフナ構造体及び前記フレームを結合する複数の調節可能結合機構をさらに含み、前記調節可能結合機構は、前記第1の方向において剛性であり、同時に前記第2の方向において可撓性である、請求項1に記載のプローブカードアセンブリ。
  3. 前記調節可能結合機構の剛性が、前記スティフナ構造体と前記フレームとの間の前記第1の方向における相対移動を実質的に妨げ、前記第1の調節可能結合機構の可撓性が、前記スティフナ構造体と前記フレームとの間の前記第2の方向における相対移動を可能にし、
    前記調節不能固定結合機構の剛性が、前記プローブ基板のそれぞれと前記フレームとの間の前記第1の方向における相対移動を実質的に妨げ、前記調節不能固定結合機構の可撓性が、前記プローブ基板のそれぞれと前記フレームとの間の前記第2の方向における相対移動を可能にする、請求項2に記載のプローブカードアセンブリ。
  4. 前記スティフナ構造体は、前記配線基板を前記第1の方向において剛化するために、前記配線基板の第1の側面に配置され、
    前記フレームは、前記配線基板を前記第1の方向において剛化するため及び/又は前記プローブ基板を支持するために、前記配線基板の第2の側面に配置される第2の剛化構造体である、請求項1−3のいずれかに記載のプローブカードアセンブリ。
  5. 前記スティフナ構造体は、取付け機構を備え、前記取付け機構によって前記プローブカードアセンブリが取付け面において検査システムに結合され、かつ分離される、請求項1−4のいずれかに記載のプローブカードアセンブリ。
  6. 前記取付け機構は、前記取付け面に垂直な方向において剛性であり、同時に前記取付け面に概ね水平な方向において可撓性である1つ以上の構造体を備える、請求項5に記載のプローブカードアセンブリ。
  7. 前記調節不能固定結合機構のそれぞれは、細長ピンを備え、
    前記ピンの長さが概して前記第1の方向において配向され、
    前記ピンの第1の端部が前記フレームに調節不能に結合され、
    前記ピンの第2の端が前記プローブ基板の1つ以上に結合される、請求項1−6いずれかに記載のプローブカードアセンブリ。
  8. 前記ピンの前記第1の端部は、第1の接合材によって前記フレームに結合され、
    前記ピンの前記第2の端は、第2の接合材によって前記1つ以上のプローブ基板に結合される、請求項7に記載のプローブカードアセンブリ。
  9. 前記第1の接合材及び前記第2の接合材はそれぞれ、はんだ、ろう付け材、接着剤、ナノ粒子、又は溶接材料を含む、請求項8に記載のプローブカードアセンブリ。
  10. 前記第2の端が前記プローブ基板の前記1つにおける穴に結合される、請求項8又は9に記載のプローブカードアセンブリ。
  11. 前記調節不能固定結合機構のそれぞれは、L字形ブラケットを備える、請求項1−10のいずれかに記載のプローブカードアセンブリ。
  12. 前記調節可能結合機構のそれぞれは、前記スティフナ構造体に第1の端において固定される構造体部材を備え、前記構造体部材の部分が、前記第1の端から、前記スティフナ構造体におけるオーバーサイズ開口及び前記配線基板におけるオーバーサイズ開口部を通って、前記フレームに固定された第2の端へ延在する、請求項2−11のいずれかに記載のプローブカードアセンブリ。
  13. 前記配線基板を前記フレームに結合し、場所からの前記配線基板の熱膨張又は収縮を可能にする一方で、前記配線基板上の端子と前記フレームにある開口部において配置されたインターポーザのばね相互接続との整列を維持し、前記配線基板上の前記端子を前記プローブ基板上の端子に電気的に接続することを可能にする結合機構をさらに備える、請求項1−12のいずれかに記載のプローブカードアセンブリ。
  14. 前記結合機構のそれぞれは、
    前記配線基板又は前記フレームのうち1つから延在する整列フィーチャと、
    前記配線基板又は前記フレームのうちの他方におけるスロットと前記スロットに隣接する撓みと、を備え、
    前記撓みが、前記整列フィーチャが前記スロットに挿入されている間撓む、請求項13に記載のプローブカードアセンブリ。
  15. 前記フレームは複数の開口部を備え、
    前記プローブカードアセンブリはさらに、複数のインターポーザを備え、前記インターポーザのそれぞれは、前記開口部の1つにおいて配置され、前記配線基板の前記第2の側面上の端子を、少なくとも1つの前記プローブ基板の第1の側面上の端子と電気的に接続し、前記配線基板の前記第2の側面上の前記端子は、前記配線基板を介して前記検査制御装置への前記インターフェースに電気的に接続され、前記少なくとも1つの前記プローブ基板の前記第1の側面上の前記端子は、前記プローブ基板を介して前記プローブ基板上の前記プローブに電気的に接続される、請求項13又は14に記載のプローブカードアセンブリ。
  16. 前記インターポーザのそれぞれは、インターポーザ本体の両測面から延在する可撓性導電体を備え、前記可撓性導電体は、前記配線基板の前記第2の側面上の前記端子及び前記少なくとも1つの前記プローブ基板の第1の側面上の前記端子と接触する、請求項15に記載のプローブカードアセンブリ。
  17. 前記インターポーザ本体は、前記平行方向において互いに対して移動可能な第1の部分と第2の部分とを備える、請求項16に記載のプローブカードアセンブリ。
  18. 前記フレームと接触する温度制御装置をさらに含む、請求項1−17のいずれかに記載のプローブカードアセンブリ。
  19. 前記プローブカードアセンブリをハウジングの取付け面に取付けるための結合機構をさらに備え、前記結合機構は、前記取付け面に垂直な方向において実質的に剛性であり、同時に前記取付け面に平行な方向において可撓性である、請求項1−18のいずれかに記載のプローブカードアセンブリ。
  20. 半導体ダイを検査するプロセスであって、
    プローブカードアセンブリを検査システムに結合するステップであって、前記プローブカードアセンブリは、スティフナ構造体に結合されるフレームと、前記強材構造体及び前記フレームの間に配置される配線基板と、前記フレームの主面に結合された複数のプローブ基板とを備える、ステップと、
    前記配線基板上の電気的インターフェースを前記ダイの検査を制御するよう構成された検査制御装置に電気的に接続するステップであって、前記電気的インターフェースは、前記プローブカードアセンブリを介して前記プローブ基板に結合されたプローブに電気的に接続される、ステップと、
    それぞれの前記プローブの先端及び前記ダイの端子の間に接続をもたらすステップと、
    前記接続を維持する間に、前記検査制御装置及び前記ダイの間に前記プローブカードアセンブリを介して検査信号を提供するステップと、
    前記検査信号を提供する間に、前記フレームの前記主面に垂直な第1の方向における前記フレームと前記プローブ基板のそれぞれとの間の相対移動を妨げ、同時に、前記フレームの前記主面に概ね平行な第2の方向における前記フレームと前記プローブ基板のそれぞれとの間の相対移動を可能にするステップと、
    を備えるプロセス。
  21. ピンが、前記プローブ基板を前記フレームに結合し、前記第2の方向における前記フレームと前記プローブ基板のそれぞれとの間の相対移動を可能にするステップは、前記第2の方向に撓む前記ピンのシャフトを備える、請求項20に記載のプロセス。
  22. 前記第1の方向における前記剛化構造体と前記フレームとの間の相対移動を妨げ、同時に前記第2の方向における前記剛化構造体と前記フレームとの間の相対移動を可能にするステップをさらに備える、請求項20又は21に記載のプロセス。
  23. 前記第2の方向における前記剛化構造体と前記フレームとの間の相対移動を可能にするステップは、前記フレームと前記剛化構造体とを結合し、前記剛化構造体及び前記配線基板におけるオーバーサイズ開口部内で屈曲するボルトのシャフトを備える、請求項22に記載のプロセス。
  24. 前記フレームの弧における開口部において配置されたインターポーザのバネ相互接続が、前記配線基板上に配置された端子と接触するように前記配線基板が前記フレームに結合されている間に、前記配線基板が、前記フレームの前記主面に概ね平行な面において、前記フレームに対して、前記配線基板上の第1の場所から放射状に膨張又は収縮することを可能にするステップをさらに備える、請求項20−23のいずれかに記載のプロセス。
  25. 前記配線基板が膨張又は収縮することを可能にするステップは、ピンであって、前記ピンが収入されるスロット内を移動するピンを備え、撓みが前記スロットのそれぞれに隣接し、前記ピンを収容するために撓む、請求項24に記載のプロセス。
  26. 前記検査信号を提供するステップが、
    入力信号を、前記検査制御装置から前記配線基板上の前記電気的インターフェースへ、かつ、前記電気的インターフェースから前記配線基板、前記配線基板と前記プローブ基板との間に配置されるインターポーザ及び前記プローブ基板を介して、前記ダイの端子と接触するそれぞれの前記プローブに送信するステップと、
    前記ダイの端子と接触するそれぞれの前記プローブにおいて、前記入力信号に応答して前記ダイによって生成される応答信号を送信し、前記応答信号を、前記それぞれのプローブから、前記プローブ基板、前記インターポーザ及び前記配線基板を介して、前記電気的インターフェースへ、かつ、前記インターフェースから前記検査制御装置へと提供するステップを備える、請求項20−25のいずれかに記載のプロセス。
  27. 前記プローブカードアセンブリを結合するステップは、前記スティフナ構造体を前記検査システムのハウジングの取付け面に結合するステップを備え、前記ハウジングは、前記ダイが配置される支持構造体を含む、請求項20−26のいずれかに記載のプロセス。
  28. 前記スティフナ構造体を前記取付け面に結合するステップの後、かつ、前記接触を生じさせるステップの前に、前記取付け面に対する前記スティフナ構造体の傾きを変更するステップと、
    前記検査信号を提供する間に、前記取付け面に垂直な方向における、前記スティフナ構造体と前記取付け面との間の相対移動を妨げ、同時に前記取付け面に平行な方向における、前記スティフナ構造体と前記取付け面との間の相対移動を可能にするステップと、
    をさらに備える、請求項27に記載のプロセス。
  29. 前記スティフナ構造体を前記取付け面に結合するステップの後、かつ、前記接触を生じさせるステップの前に、前記フレームの前記主面の形状を変更するステップと、
    前記検査信号を提供する間に、前記取付け面に垂直な方向における、前記スティフナ構造体と前記取付け面との間の相対移動を妨げ、同時に前記取付け面に平行な方向における、前記スティフナ構造体と前記取付け面との間の相対移動を可能にするステップと、
    をさらに備える、請求項27又は28に記載のプロセス。
  30. プローブカードアセンブリを作成するプロセスであって、
    前記プロセスが、
    スティフナ構造体と、前記スティフナ構造体に結合されるフレームと、前記スティフナ構造体及び前記フレームの間で、前記フレームに結合される配線基板とからなるスタックを得るステップと、
    前記スタックに垂直な第1の方向において剛性であり、同時に前記スタックに平行な第2の方向において可撓性である調節不能固定結合機構を用いて、複数のプローブ基板を前記フレームに結合させるステップと、を含み、
    前記プローブ基板に結合されたプローブが、前記フレーム及び前記配線基板を介して、検査制御装置への前記配線基板上の電気的インターフェースに電気的に接続される、
    プロセス。
  31. 前記結合するステップは、前記プローブ基板のそれぞれを所望の向きに位置決めするステップを含み、その向きにおいて前記プローブ基板は前記調節不能固定結合機構と接触する、請求項30に記載のプロセス。
  32. 前記フレームは、前記第1の方向において剛性であり、同時に前記第2の方向において可撓性である結合機構を用いて、前記スティフナ構造体に結合される、請求項30又は31に記載のプロセス。
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