JP2018501490A - テストヘッド用コンタクトプローブ - Google Patents

Abstract

電子デバイスをテストするための装置のテストヘッドのためのコンタクトプローブであって、上記プローブが、コンタクトチップとコンタクトヘッド（３０Ａ、３０Ｂ）との間の長手方向に従って本質的に延長された本体を含み、上記コンタクトプローブ（３０）が少なくとも１つの多層構造（３１）を備え、上記少なくとも１つの多層構造（３１）が、今度は、少なくとも１つの内側層またはコア（３２）と第１の内側コーティング層（３３）との重ね合わせを含み、上記コンタクトプローブ（３０）が、多層構造（３１）を完全に被覆し、コア（３２）を実現している材料よりも高い硬度を有する材料から作られた外側コーティング層（３５）を含み、上記外側コーティング層（３５）が、コア（３２）と第１の内側コーティング層（３３）とを備えるエッジ部分（３４Ａ、３４Ｂ）をも被覆する、コンタクトプローブについて説明する。

Description

本本発明はテストヘッド用コンタクトプローブに関する。本発明は特に、しかしながら非限定的に、ウエハ上に集積された電子デバイスをテストするための装置のテストヘッド用のコンタクトプローブに関し、以下の記述は、説明の簡略化のみを目的として、この応用分野を参照して行われる。

周知のように、テストヘッド（プローブヘッド）は、本質的には、微細構造、特にウエハ上に集積された電子装置の複数のコンタクトパッドを、機能テスト、特に電気的テスト、または一般的にテストを行うテスト機械の対応するチャネルと、電気的に接触させるのに適した装置である。

集積装置で実行されるこのテストは、欠陥のある装置を製造段階で検出し、分離するために特に有用である。したがって、テストヘッドは、通常、ウエハに集積された装置を、切断（選別）してチップパッケージ内に組み付ける前に、電気的にテストするために使用される。

テストヘッドは、通常、良好な機械的および電気的特性を有する特別な合金で製造され、被テスト装置の対応する複数のコンタクトパッド用の少なくとも１つの接触部が設けられた、多数のコンタクト素子またはコンタクトプローブを含む。

通常、「垂直プローブヘッド」と呼ばれる垂直プローブを含むテストヘッドは、実質的に板状であり互いに平行である少なくとも１対のプレートまたはガイドによって保持される複数のコンタクトプローブを本質的に含む。それらのガイドは、特定の穴が設けられており、コンタクトプローブの動作および生じうる変形のための自由空間または空隙を残すために、互いに一定の距離をおいて配置されている。一対のガイドは、特に、コンタクトプローブが軸方向に摺動するガイド孔をそれぞれ備えた上部ガイドおよび下部ガイドを含み、プローブは通常、良好な電気的および機械的特性を有する特別な合金線で製造される。

コンタクトプローブと被テスト装置のコンタクトパッドとの間の良好な接続は、テストヘッドを装置自体に押し付けることによって保証され、コンタクトプローブは、上部および下部ガイドに形成されたガイド孔内を移動可能であり、２つのガイド間の空隙内部で屈曲し、押圧接触の間にこれらのガイド孔の内部で摺動する。

さらに、図１に概略的に示すように、空隙内で屈曲するコンタクトプローブは、プローブ自体またはそれらのガイドの適切な構成によって支援することができるが、図示の簡略化のために、テストヘッドに通常含まれる複数のプローブのうちの１つのコンタクトプローブのみが示されており、示されたテストヘッドはいわゆる移動プレートタイプである。

特に、図１において、テストヘッド１は、少なくとも１つの上部プレートすなわちガイド２と、１つの下部プレートすなわちガイド３とを含み、それぞれ少なくとも１つのコンタクトプローブ４が摺動する上部ガイド孔２Ａおよび下部ガイド孔３Ａを有する。

コンタクトプローブ４は、少なくとも１つの接触端すなわち先端部４Ａを有する。ここで、また以降において、端または先端という用語は端部を意味し、必ずしも鋭角ではない。具体的には、コンタクトチップ４Ａは、被テスト装置５のコンタクトパッド５Ａに当接して、その装置とテスト装置（図示せず）との間の電気的および機械的接触を実現し、テストヘッド１はその端子要素を形成する。

コンタクトプローブが上部ガイドのテストヘッドに締結固定される場合もあり、このような場合、テストヘッドはブロックプローブテストヘッドと呼ばれる。

あるいは、プローブが締結固定されていないが、微細コンタクトボードによってボードに接続されているテストヘッドが使用されている場合、これらのテストヘッドは、非ブロックプローブテストヘッドと呼ばれる。微細コンタクトボードは、プローブに接触することに加えて、その上に形成されたコンタクトパッドを被テスト装置のコンタクトパッドに対して間隔を再分配させること、特にパッド自身の中心間の距離制約を緩和することができるため、通常は「間隔変換器」と呼ばれている。

この場合、図１に示すように、コンタクトプローブ４は、本技術分野でコンタクトヘッドとして示されている、その間隔変換器６の複数のコンタクトパッド６Ａに向かう別のコンタクトチップ４Ｂを有する。プローブと間隔変換器との良好な電気的接触は、被テスト装置５との接触と同様に、コンタクトプローブ４のコンタクトヘッド４Ｂを間隔変換器６のコンタクトパッド６Ａに押し付けることによって保証される。

既に説明したように、上部ガイド２および下部ガイド３は、コンタクトプローブ４の変形を可能にする空隙７によって適切に分離され、コンタクトプローブ４のコンタクトヘッドが、被テスト装置５のコンタクトパッド５Ａおよび間隔変換器６のコンタクトパッド６Ａにそれぞれ接触していることを保証する。上部ガイド孔２Ａおよび下部ガイド孔３Ａのサイズが、コンタクトプローブ４がその中を摺動可能であるように決定されなければならないことは明らかである。

テストヘッドの適切な動作は、本質的にコンタクトプローブの垂直移動すなわちオーバートラベル、およびこれらのプローブのコンタクトチップの水平移動すなわちスクラブの２つのパラメータに関連することに留意すべきである。

したがって、プローブと被テスト装置との良好な電気的接続が常に保証されなければならないため、これらの特性は、テストヘッドの製造段階において評価され、較正される必要がある。

また、セラミック材料から通常作られる支持体から突出しているコンタクトプローブを有するテストヘッドを実現することが可能であり、それらのプローブは、テスト対象デバイスのパッドに接触するときにそれらのコヒーレント曲げを保証するために、場合によっては適切に事前変形される。その上、それらのプローブは、テスト対象デバイスのパッドに接触するときにさらに曲がる。

しかしながら、プローブのパッキング密度が増すと、特にプローブがテストヘッド動作中に変形されたとき、プローブ自体の間の接触問題が生じる。

プローブの、および特にそれらの変形された断面の、適切な配向を保証するために、非円形断面、特に矩形を有するコンタクトプローブと、非円形断面、特に矩形を有するそれぞれのガイドホールを有するガイドをもつテストヘッドとを実現することが知られており、ガイドホールは、テスト対象デバイスのコンタクトパッドとコンタクトプローブが接触しているときおよびその結果としてコンタクトプローブにさらなる変形が生じているときに、コンタクトプローブを所定の位置に保持する。

また、テスト対象デバイスおよびスペーストランスフォーマのコンタクトパッドとの適切な接触を保証するために、弾性的変形の可能性に加え、良好な動作にとって本質的な様々な特性、特に機械的強度および導電率、を最適化することが可能である多層構造によってコンタクトプローブを実現することが知られている。

より詳細には、それらの多層プローブは、通常、多層金属シートから開始して作られ、コンタクトプローブは、特にレーザ切断によって、簡便に切り抜かれる。

従来技術に従って作られた多層プローブは、プローブ全体の電気的および硬度性能を改善しやすい１つまたは複数の層でコーティングされた中心層またはコアを含む。

例えば、図１に示されている平面ａにおいて取られた、図２（Ａ）の断面図Ａ−Ａに示されているように、多層プローブ２０は、例えばタングステンＷから作られた、コア２１を含む。

好適には、コア２１は、第１の層２２（特に、例えば金Ａｕから作られた、高導電率層）と、第２の層２３（特に、例えばロジウムＲｄから製造された、高硬度層）とによって被覆され、それらの第１の層および第２の層はコア２１の反対側上に配置される。

特に、多層プローブ２０は、コア２１の第１の側２１Ａにおいて、例えば図２（Ａ）の局所参照システムではコア２１の上側において第１の層２２の第１の部分２２Ａを含む。第１の層２２の第１の部分２２Ａは、コア２１の第１の側２１Ａに常に置かれる第２の層２３の第１の部分２３Ａによって被覆される。この図の例では、第１の層２２の第１の部分２２Ａは、まさに第１の側２１Ａにおいて、コア２１に接触しており、第２の層２３の第１の部分２３Ａは、第１の層２２の第１の部分２２Ａに接触している。

同様に、多層プローブ２０は、コア２１の第２の側２１Ｂにおいて、例えば図２（Ａ）の局所参照システムではコア２１の下側において第１の層２２の第２の部分２２Ｂを含む。第１の層２２の第２の部分２２Ｂは、コア２１の第２の側２１Ｂに常に置かれる第２の層２３の第２の部分２３Ｂによって被覆される。この図の例では、第１の層２２の第２の部分２２Ｂは、まさに第２の側２１Ｂにおいて、コア２１に接触しており、第２の層２３の第２の部分２３Ｂは、第１の層２２の第２の部分２２Ｂに接触している。

図２（Ｂ）に示される代替実施形態によれば、多層プローブはまた、コア２１上の第１の層２２の接着を可能にするために、コア２１と第１の層２２の部分２２Ａおよび部分２２Ｂとの間に配置された各接着膜２４Ａ、２４Ｂを含む。

どちらの実施形態でも、多層プローブ２０は、それらの多層プローブ２０のプロファイルにおいてそれぞれのエッジ部分２５Ａおよびエッジ部分２５Ｂを有し、ここでコア２１が環境に露出する。それらのエッジ部分２５Ａおよびエッジ部分２５Ｂにおいて、第１の層２２も露出し、特にその部分２２Ａおよび２２Ｂ、および場合によっては接着膜２４Ａ、２４Ｂも露出して、それらの層は十分な硬度および／または腐食強度を提供しない材料で作られる。

したがって、コア２１の、第１の層２２の、および場合によってはさらに接着膜２４Ａ、２４Ｂの露出領域は、多層プローブ２０における腐食問題につながる。その上、垂直プローブヘッドの場合、それらの要素が比較的柔らかい材料から作られていると、上側ガイドと下側ガイドとのガイドホール内部の多層プローブ２０の摺動問題が生じ得る。

本発明の技術的問題は、従来技術によるテストヘッドに影響を現在及ぼしている制限および欠点を克服するために、湿性環境または腐食環境における動作をテストする場合でもテスト対象デバイスのコンタクトパッドとの良好な電気的接触および機械的接触を保証し、同時に、垂直プローブ構成において損傷または接着するプローブ、特に多層金属シートのレーザ切断によって実現されるプローブについての問題を回避することが可能なコンタクトプローブを提供することである。

本発明の基礎にある解決策のアイデアは、高い硬度と腐食強度とを有する金属材料層を用いた多層から取得されるコンタクトプローブを完全に被覆することである。

かかる解決案に基づき、前記技術的課題は、コンタクトチップとコンタクトヘッドとの間に長手方向に従って本質的に延在する本体と、
少なくとも１つの内側層またはコアと第１の内側コーティング層との重ね合わせを含む少なくとも１つの多層構造と、
前記多層構造を完全に被覆し、前記コアを実現している材料よりも硬度が高い材料で作られ、前記コア及び前記第１の内側コーティング層を含むエッジ部分をも被覆する外側コーティング層とを含む、
電子デバイスをテストするための装置のテストヘッド用のコンタクトプローブにより解決される。

特に、本発明は必要に応じて下記の追加的特徴および任意付加可能な特徴を単独または組み合わせて含む。

本発明のある実施態様においては、前記第１の内側コーティング層は、前記コアの第１の側に配置された第１の部分と、その反対にある第２の側に配置された第２の部分とを含んでもよい。

本発明のある実施態様においては、前記コアは第１の導電性材料で作られ、前記第１の内側コーティング層は前記第１の導電性材料よりも導電率および熱伝導率の値が高い第２の導電性材料で作られていてもよい。

また、前記コアは非導電性材料で作られ、前記第１の内側コーティング層は導電率および熱伝導率が高い第２の導電性材料で作られていてもよい。

本発明のある実施態様においては、前記多層構造は前記第１の内側コーティング層を被覆する第２の内側コーティング層をさらに含んでもよい。

特に、前記第２の内側コーティング層は、前記第１の内側コーティング層の前記コアの第１の側にある第１の部分を被覆する第１の部分と、その反対にある第２の側にある第２の部分を被覆する第２の部分と、を含んでもよい。

本発明のある実施態様においては、前記コンタクトプローブは、前記コアと前記第１の内側コーティング層との間に配設され、前記コアと前記第１の内側コーティング層との接着を容易とする材料で作られている接着膜を、前記多層構造がさらに含んでもよい。

また、前記コンタクトプローブは、前記多層構造を完全に囲み、前記多層構造と前記外側コーティング層の間に挿入される保護層をさらに含んでもよい。

本発明のある実施態様においては、前記多層構造は、前記コアから始まる任意の数で一方が他方の上に交互に配置された、複数の第１の内側コーティング層および第２の内側コーティング層を含んでもよい。

特に、前記コアと第１の内側コーティング層との間、及び第２の内側コーティング層とさらなる第１の内側コーティング層との間に配置された、１つまたは複数の接着膜を、前記多層構造がさらに含んでもよい。

本発明のある実施態様においては、コアは、ニッケル、タングステン、コバルト、パラジウム、及びニッケルマンガン、ニッケルコバルト、ニッケルパラジウム、ニッケルタングステン合金、好ましくはニッケルタングステンなど、それらの合金の中から選択された第１の材料で作られるか、または非導電性材料、好ましくはシリコンで作られていてもよい。

さらに、第１の内側コーティング層は、第２の導電性材料、特に銅、銀、金及びそれらの合金、好ましくは銅から選択された金属材料で作られていてもよい。

特に、前記第２の内側コーティング層は前記第２の導電性材料で作られていてもよい。

本発明のある実施態様においては、前記外側コーティング層は、ロジウム、白金、イリジウム及びそれらの合金、パラジウムコバルト合金、パラジウムニッケル合金、並びにニッケルリン合金、好ましくはロジウムから選択される第３の導電性材料で作られていてもよい。

接着膜は、金、銀、白金およびそれらの合金の中から選択される金属または金属合金で作られていてもよく、好ましくは金から作られていてもよい。

さらに、保護層は、ロジウム、金、白金、パラジウム及びそれらの合金並びにパラジウムコバルト合金から選択される金属または金属合金で作られていてもよく、好ましくはパラジウムから作られていてもよい。

技術的課題はまた、上記で説明したように作成された複数のコンタクトプローブを備える、電子デバイスをテストするための装置のテストヘッドによっても解決される。

特に、テストヘッドはセラミックプレート形支持体を含むことができ、このセラミックプレート形支持体には、それぞれのコンタクトヘッドにおいて複数のコンタクトプローブが締結固定される。

または、テストヘッドは、コンタクトプローブが摺動する各ガイドホールとともに提供されるガイドの少なくとも１つのペアを含むことができる。

本発明によるコンタクトプローブおよびテストヘッドの特性と利点は、添付の図面に関する例示的で非限定的な例として与えられる、それらの実施形態についての以下の説明から明らかとなろう。

従来技術による垂直プローブヘッドのコンタクトプローブを概略的に示す。 従来技術によるコンタクトプローブの代替的実施形態の断面を概略的に示す。 本発明の一実施形態によるコンタクトプローブを概略的に示す。 本発明の様々な実施形態によるコンタクトプローブの拡大された断面を概略的に示す。 本発明の様々な実施形態によるコンタクトプローブの拡大された断面を概略的に示す。

上記の図、特に図３では、ウエハ上に組み込まれた電子デバイスをテストするための装置のテストヘッドのためのコンタクトプローブについて説明され、３０で全般的に示されている。

これらの図は、本発明によるコンタクトプローブの概略図を表し、一定の縮尺で描かれているのではなく、本発明の重要な特徴を強調するように描かれていることに留意されたい。これらの図では、様々な部分は概略的に示され、それらの形状は、所望の適用例に応じて変化することが可能である。

コンタクトプローブ３０は、従来通りであるので図示されていないテスト対象デバイスのコンタクトパッドに当接しやすい少なくとも１つのコンタクトチップ３０Ａを含む。

コンタクトプローブ３０はまた、図３の例に示されているように、コンタクトチップ３０Ａに関して同じまたは異なる形状を有する、コンタクトヘッド３０Ｂを含むことができる。コンタクトヘッド３０Ｂは、ブロックされないプローブの場合のように、スペーストランスフォーマのコンタクトパッドに当接するか、または、支持体から突出するプローブの場合のように、セラミック支持体に締結固定されること、例えばはんだ付けされることを意図され得る。

コンタクトプローブ３０はまた、コンタクトチップ３０Ａとコンタクトヘッド３０Ｂとの間の長手方向に従って本質的に延長された本体３０Ｃを備える。

本発明の一態様によれば、コンタクトプローブ３０は多層構造３１を備え、多層構造３１は、今度は、図３に示されている平面πにおいて取られた断面Ｐ−Ｐを表す図４（Ａ）〜図４（Ｅ）に概略的に示されているように、第１の内側コーティング層３３によって、特に例えば金Ａｕから作られた高導電性層によって２つの反対側においてコーティングされた、第１の材料、特にニッケルタングステンＮｉＷから作られた少なくとも１つの内側層３２またはコアを含む。

より詳細には、図４（Ａ）〜図４（Ｅ）に示されている例では、第１の内側コーティング層３３は、コア３２の第１の側３２Ａに、例えば図４（Ａ）〜図４（Ｅ）の局所参照システムでは上側に配置された第１の部分３３Ａを含み、またコア３２の第２の側３２Ｂに、例えば下側に第２の部分３３Ｂを含む。

したがって、多層構造３１は、少なくとも１つの第１のエッジ部分３４Ａおよび第２のエッジ部分３４Ｂを有し、ここで、コア３２、また第１の内側コーティング層３３が露出する。それらのエッジ部分３４Ａ、３４Ｂは、例えば、多層シートから開始するコンタクトプローブ３０をレーザ切断して生じることができることが当業者には明らかである。

有利には本発明によれば、コンタクトプローブ３０はまた、コンタクトプローブ３０自体を完全に被覆してコア３２および第１の内側コーティング層３３の露出部分を被覆する、外側コーティング層３５、特に、例えば、ロジウムＲｄから作られた高硬度層を含む。

図４（Ｂ）に示されている代替実施形態では、コンタクトプローブ３０の多層構造３１は、第１の内側コーティング層３３を被覆する第２の内側コーティング層３６を含むことができる。特に、第１の内側コーティング層３３の第１の部分３３Ａは、コア３２の第１の側３２Ａに常に配置される第２の内側コーティング層３６の第１の部分３６Ａによって被覆される。

この図の例では、第１の内側コーティング層３３の第１の部分３３Ａは、まさに第１の側３２Ａにおいて、コア３２に接触しており、第２の内側コーティング層３６の第１の部分３６Ａは、第１の内側コーティング層３３の第１の部分３３Ａに接触している。

同様に、第１の内側コーティング層３３の第２の部分３３Ｂは、コア３２の第２の側３２Ｂに常に配置される第２の内側コーティング層３６の第２の部分３６Ｂによって被覆される。

さらに、図４（Ｃ）に示されているように、多層構造３１はまた、コア３２と第１の内側コーティング層３３との間に配設され、コア３２上の第１の内側コーティング層３３の接着を可能にしやすい材料から作られた、接着膜３７を含む。特に、接着膜３７は、コア３２と第１の内側コーティング層３３の第１の部分３３Ａとの間に配置された第１の部分３７Ａと、コア３２と第１の内側コーティング層３３の第２の部分３３Ｂとの間に配置された第２の部分３７Ｂとを含む。

図４（Ｄ）に概略的に示されている、さらなる代替実施形態によれば、多層構造３１は、コア３２の第１の側３２Ａおよび第２の側３２Ｂにおいて任意の数で交互に配置された、複数の第１の内側コーティング層３３ｉおよび第２の内側コーティング層３６ｉを含むことができる。当該代替実施形態によれば、多層構造３１は、コア３２と第１の内側コーティング層３３との間、及び第２の内側コーティング層３６とさらなる第１の内側コーティング層３３との間に配置された、１つまたは複数の接着膜３７ｉをも含むことができる。

図４（Ｅ）に概略的に示されている、別の代替実施形態によれば、コンタクトプローブ３０はまた、多層構造３１を完全に囲み、多層構造３１と外側コーティング層３５の間に挿入された、保護層３８を含む。

本発明によるコンタクトプローブ３０の異なる要素のための典型的な寸法範囲は以下の通りである。
１０×１０μｍ〜５０×５０μｍの断面を有するコア３２、
０．５μｍ〜２０μｍの厚さを有する高導電率の第１の内側コーティング層３３、
０．５μｍ〜２０μｍの厚さを有する第２の内側コーティング層３６、および
０．０１μｍ〜５μｍの厚さを有する外側コーティング層３５
コンタクトプローブの典型的な長さの範囲は２ｍｍ〜９ｍｍである。

図に示されている実現例では、コンタクトプローブ３０は実質的に矩形の断面を有する。コンタクトプローブ３０がどんなプリズム形状を有する断面をも有することは明らかである。

コア３２は、第１の導電性材料、特に、ニッケルまたはニッケルマンガンＮｉＭｎ、ニッケルコバルトＮｉＣｏ、またはニッケルタングステンＮｉＷ合金などのニッケル合金等の、金属または金属合金で作られる。本発明の好ましい実施形態では、コア３２はニッケルタングステンＮｉＷで作られる。または、コア３２は非導電性材料、例えばシリコンＳｉで作られてもよい。

さらに、第１の内側コーティング層３３は第２の導電性材料で作られ、特に第１の導電性材料の値よりも大きい、特に高い導電率値および熱伝導率値を有する金属材料で作られる。したがって、当該金属材料は、銅Ｃｕ、銀Ａｇ、金Ａｕまたはそれらの合金の中から選択される。本発明の好ましい実施形態では、第１の内側コーティング層３３は銅Ｃｕで作られる。

第２の内側コーティング層３６は同じ第２の導電性材料で作られてもよく、第１の内側コーティング層３３と第２の内側コーティング層３６とを交互に配置することにより、個々により薄い層を使用できるため、より均質な多層構造３１を作成することが可能になる。

高導電率、すなわち低抵抗率を有する第１の内側コーティング層３３が存在することで、コンタクトプローブ３０の電気的挙動が変わることが強調されるべきである。

実際、例えば銅から作られる、高導電性層が存在することで、コンタクトプローブ３０の多層構造３１のコア３２の抵抗と並列の抵抗が本質的に実現する。

特に、直流（ＤＣ）条件下では、電流は、コンタクトプローブ３０の全断面に沿って、すなわち（例えばニッケルタングステンで作られた）コア３２中を、および（例えば銅で作られた）高導電率を有する第１の内側コーティング層３３中を流れる。ニッケルタングステンで作られたコア３２の抵抗に対して、高導電率を有し銅で作られている第１の内側コーティング層３３によって導入される抵抗は、多層構造３１の、したがってコンタクトプローブ３０の全体的な抵抗を低下させ、その電流導電を改善する。

実際に、これは、コンタクトプローブ３０が、高い導電率を有する第１の内側コーティング層３３の導電率とコア３２の導電率との間、例えば銅とニッケルタングステンとの間の平均値である導電率を有する材料で作られるためである。コンタクトプローブ３０に適用される電流は、いずれの場合も、より少ない抵抗経路を選好し、高い導電率を有する第１の内側コーティング層３３中を主に流れることになる。

好適には、コンタクトプローブ３０の挙動は交流（ＡＣ）条件下でさらに改善される。実際、その場合、「表皮効果」として知られる現象によれば、コンタクトプローブ３０の多層構造３１にわたって流れる電流は、実質的にその外側部分、すなわち、最も高い導電率を有する内側コーティング層である第１の内側コーティング層３３の中のみを流れる傾向がある。

表皮効果が、導体内で交流が不均一に分配される傾向を示す現象を示すことを想起されたい。電流密度は導電面上でより高く、導電面内でより低い。

理論的観点から、導体の電流密度、すなわち単位面積当たりの電流は、外側表面から内側部分のほうへ漸進的に侵入して指数関数的に減少する。これは、テストヘッドのコンタクトプローブの場合のように円形断面または他の形状を有する導体について真である。

実質的に、多層構造３１のおかげで、コンタクトプローブ３０では、適用される電流の大部分が、高導電率、すなわちより低い抵抗率を有する第１の内側コーティング層３３中に流れるので、完全にニッケルタングステンから作られた従来のプローブよりも高い電流密度を持続させることが可能である。コンタクトプローブ３０では、表皮効果により、高導電率を有する第１の内側コーティング層３３中のみを流れる傾向がある交流の場合、より一層高い電流密度を持続させることが可能である。

そのようなコンタクトプローブ３０はまた、テスト信号送信中のリークがより少ない。最後に、高導電率を有する第１の内側コーティング層３３が存在することで、コンタクトプローブ３０の多層構造３１による一層良好な熱放散が保証される。

その上、外側コーティング層３５は、多層構造３１のコア３２を作成する第１の導電性材料の硬度に対してより高い硬度を有する第３の導電性材料で作られる。好ましくは、第３の導電性材料は金属または金属合金であり、特にロジウムＲｄ、白金Ｐｔ、イリジウムＩｒもしくはそれらの合金、パラジウムコバルトＰｄＣｏ合金、パラジウムニッケルＰｄＮｉ合金、またはニッケルリンＮｉＰｈ合金である。本発明の好ましい実施形態では、外側コーティング層３５はロジウムＲｄで作られる。

第３の導電性材料は、良好な導電率を有し、そうしてコンタクトプローブによって測定される値を著しく悪化させないように選択されることが強調されるべきである。その上、外側コーティング層３５の存在により、コンタクトプローブ３０の外部硬度がより高くなること、コンタクトプローブ３０を含むテストヘッドのプレート形ガイドにおいて実現されるガイドホールを通るコンタクトプローブ３０の摺動が改善すること、また、多層構造３１の層の露出部分の保護が可能になることが強調されるべきである。そのようにすると、プローブが、プレート形ガイド、特にセラミックガイドにおいて実現されるガイドホール中で摺動するよう取り付けられた場合に、動作中にプローブ自体の摩耗または「剥離」が生じない。

実質的に、ロジウムから作られた外側コーティング層３５は、プローブの機械的性能を概して改善する。

さらに、コンタクトチップ３０Ａを含めてコンタクトプローブ３０を完全に被覆する、ロジウムで作られた外側コーティング層３５は、プローブ可使時間を増分することを可能にし、またチップ３０Ａがテスト中のデバイスのコンタクトパッド上に押下接触する多回数のテスト動作及び研磨布を通常使用する多数のチップクリーニングと再整形の間中の動作について、適切な動作を保証する。

結果として、有利には本発明によれば、外側コーティング層３５が存在すると、コア３２と第１の内側コーティング層３３との損傷および酸化が防止される。特に、露出したエッジ部分３４Ａおよびエッジ部分３４Ｂにおいてこれらのエッジ部分を外側コーティング層３５によって被覆されると損傷および酸化が防止される。

さらに、コア３２上の、高導電率を有する第１の内側コーティング層３３の接着を改善するために、接着膜３７を、金属または金属合金、特に金Ａｕ、銀Ａｇ、白金Ｐｔまたはそれらの合金、好ましくは金Ａｕで作成してもよい。

「膜」という用語は、当技術分野において知られているように、０．０１μｍ〜０．５μｍの間の厚さを有する層を意味する。

最後に、保護層３８は金属または金属合金で作られる。特にロジウムＲｄ、金Ａｕ、白金Ｐｔ、パラジウムＰｄまたはそれらの合金またはパラジウムコバルトＰｄＣｏ合金、好ましくはパラジウムＰｄから作られる。保護層３８は、外側コーティング層３５中に浸入することが可能な腐食性薬剤から多層構造３１を保護するように構成される。

実際、極めて多孔質であり酸素通過を可能とすることが良く知られているロジウムを多層構造３１の外側コーティング層３５の作成に使用すると、例えば銅で作られている高導電率の第１の内側コーティング層３３は酸化され得る。かかる酸化は、例えばパラジウムで作られ、多層構造３１間、したがって第１の内側コーティング層３３と外側コーティング層３５との間に挿入される保護層３８を使用することで防止することができる。実際、パラジウムから作られた保護層３８は酸素に対して透過性でないため、酸素は高導電率を有する第１の内側コーティング層３３に到達できず、したがって第１の内側コーティング層３３に損傷を与えることができない。

テストヘッドは、本発明のコンタクトプローブ３０に従って作られた複数のプローブを備える。特に、そのようなテストヘッドは、複数のコンタクトプローブがその内部で摺動する各上側ガイドホールおよび下側ガイドホールを備え、空隙を画成するために互いに離間された関係にある上側ガイドおよび下側ガイドを含んでもよい。

代替的に、テストヘッドはプレート形支持体、特にセラミックのプレート形支持体を含んでもよい。このプレート形支持体には、プローブヘッドにおいて複数のコンタクトプローブが締結固定され、一方、プローブチップは、テスト対象デバイスの対応する複数のコンタクトパッドに当接するように、プレート形支持体から自由に突出する。

本発明によるコンタクトプローブは、多層シートから開始して、そのレーザ切断によって作成できることが強調されるべきである。代替的には、フォトリソグラフィ技術を使用すること、すなわちいわゆるＭＥＭＳプロセスを用いることが可能である。

高導電性層による改善された電流能力および外側コーティング層の硬度など、改善されたコンタクトプローブ性能のおかげで、断面積を、したがってプローブの長さをも、例えば同様の適用例のために使用される既知のプローブとの比較で、半分まで低減することが可能である。性能が等しければ、プローブ長さが減じると、全体的なコンタクトプローブの性能、特に周波数性能に関する利点とともに、ＲＬＣ寄生効果、特にインダクタンス値を低減できることが直ちに明らかである。

上記で説明したコンタクトプローブに対して、特定のおよび具体的な必要を満たす目的で、当業者が多くの変更および修正を実施可能であることは明らかであり、それらのすべては、以下の特許請求の範囲によって定義される本発明の保護範囲内に含まれる。

Claims (13)

1. コンタクトチップとコンタクトヘッド（３０Ａ、３０Ｂ）との間に長手方向に従って本質的に延在する本体と、
   互いに平行である少なくとも１つの内側層またはコア（３２）と第１の内側コーティング層（３３）との重ね合わせを含む少なくとも１つの多層構造（３１）と、
   前記多層構造（３１）を完全に被覆し、前記コア（３２）を実現している材料よりも硬度が高い材料で作られ、前記コア（３２）及び前記第１の内側コーティング層（３３）を含む前記多層構造（３１）のエッジ部分（３４Ａ、３４Ｂ）をも被覆する外側コーティング層（３５）とを含む、
   電子デバイスをテストするための装置のテストヘッド用のコンタクトプローブ（３０）。
2. 前記第１の内側コーティング層（３３）は、前記コア（３２）の第１の側（３２Ａ）に配置された第１の部分（３３Ａ）と、その反対にある第２の側（３２Ｂ）に配置された第２の部分（３３Ｂ）とを含む、請求項１に記載のコンタクトプローブ。
3. 前記コア（３２）は第１の導電性材料で作られ、前記第１の内側コーティング層（３３）は前記第１の導電性材料よりも導電率および熱伝導率の値が高い第２の導電性材料で作られている、請求項１または請求項２に記載のコンタクトプローブ。
4. 前記コア（３２）は非導電性材料で作られ、前記第１の内側コーティング層（３３）は導電率および熱伝導率が高い第２の導電性材料で作られている、請求項１または請求項２に記載のコンタクトプローブ。
5. 前記多層構造（３１）は前記第１の内側コーティング層（３３）を被覆する第２の内側コーティング層（３６）をさらに含む、請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載のコンタクトプローブ。
6. 前記コア（３２）と前記第１の内側コーティング層（３３）との間に配設され、前記コア（３２）と前記第１の内側コーティング層（３３）との接着を容易とする材料で作られている接着膜（３７）を、前記多層構造（３１）がさらに含む、請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載のコンタクトプローブ。
7. 前記多層構造（３１）を完全に囲み、前記多層構造（３１）と前記外側コーティング層（３５）の間に挿入される保護層（３８）をさらに含む、請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載のコンタクトプローブ。
8. 前記多層構造（３１）は、前記コア（３２）から始まる任意の数で一方が他方の上に交互に配置された、複数の第１の内側コーティング層（３３ｉ）および第２の内側コーティング層（３６ｉ）を含む、請求項１〜請求項７のいずれか一項に記載のコンタクトプローブ。
9. 前記コア（３２）と第１の内側コーティング層（３３）との間、及び第２の内側コーティング層（３６）とさらなる第１の内側コーティング層（３３）との間に配置された、１つまたは複数の接着膜（３７ｉ）を、前記多層構造（３１）がさらに含む、請求項７に記載のコンタクトプローブ。
10. 前記第２の内側コーティング層（３６）は前記第２の導電性材料で作られている、請求項５に記載のコンタクトプローブ。
11. 前記外側コーティング層（３５）は、ロジウム、白金、イリジウム及びそれらの合金、パラジウムコバルト合金、パラジウムニッケル合金、並びにニッケルリン合金、好ましくはロジウムから選択される第３の導電性材料で作られている、請求項１〜請求項１０のいずれか一項に記載のコンタクトプローブ。
12. 前記保護層（３８）は、ロジウム、金、白金、パラジウム及びそれらの合金、パラジウムコバルト合金、好ましくはパラジウムから選択される金属または金属合金で作られている、請求項７〜請求項１１のいずれかに記載のコンタクトプローブ。
13. 請求項１〜請求項１２のいずれか一項に従って作られた複数のコンタクトプローブ（３０）を含む、電子デバイスをテストするための装置用のテストヘッド。