JP2020517914A - 電子デバイスの試験装置用のプローブカード - Google Patents

Abstract

被試験デバイス（２３）の接触パッドに当接するように構成された少なくとも１つの接触先端を各々が有する複数のコンタクトプローブ（２２）を収容する少なくとも１つのプローブヘッド（２１）と、主支持体（２７）と、上記主支持体（２７）に接続され、スペーストランスフォーマ（２４）として、その両面上の接触パッド間の距離の空間変換を実現するように構成された中間支持体（２４）とを備えた、電子デバイスの試験装置用のプローブカードを開示する。好適には、上記プローブカード（２０）は、スペーストランスフォーマ（２４）および主支持体（２７）を連結するように構成された少なくとも１つの接続要素（３０）を備え、この接続要素（３０）は、略棒状の本体（３０Ｃ）を有し、スペーストランスフォーマ（２４）内に実現された対応するハウジング内に嵌入するように構成された少なくとも１つの終端部（３０Ａ１）を備える第１の端部（３０Ａ）と、上記主支持体（２７）に連結された当接要素（２８）に当接するように構成された第２の端部（３０Ｂ）とを備えている。

Description

本発明は、電子デバイスの試験装置用のプローブカードに関する。

排他的でないが具体的には、本発明は、特に、試験装置と接続することが意図された、主支持体または主ＰＣＢに連結された少なくとも１つの中間支持体を備えるプローブカードに関し、この中間支持体は、具体的には、スペーストランスフォーマとして、その両面上の接触パッド間の距離の空間変換を実現することができ、以下の開示は、その説明を簡素化する目的のみで本出願の技術分野を参照して行う。

よく知られているように、プローブカードとしても知られているメジャーカードは基本的には、マイクロストラクチャ、具体的には、ウェーハ上に集積された電子デバイスの複数のパッドまたは接触パッドを、その動作試験、具体的には電気的試験、または一般に試験を行う試験装置の対応するチャンネルと電気的に接続するように構成された装置である。

集積デバイスに対して行われる試験は、具体的には、製造工程において早ければ欠陥デバイスを検出し、分離するのに有用である。通常、プローブカードはしたがって、ウェーハまたはチップ上に集積された複数のデバイスを、切断または分離を行い、格納パッケージ内にそれらを組み立てる前の電気的試験のために使用される。

プローブカードは、被試験デバイスの対応する複数の接触パッドに当接するように構成された少なくとも１つの部分または接触先端を備えた複数の可動接触要素またはコンタクトプローブを実質的に含むプローブヘッドを備える。ここでは、および、以下では、「端」または「先端」との語は、必ずしも先がとがっていない端部を示す。

測定試験の効果性および信頼性が、他の要因の中でも、デバイスと試験装置との間の良好な電気接続の実現に、よって、プローブ／パッドの最適な電気的接触の確立に依存することは周知である。

ウェーハ上に集積されたデバイスを試験するために、ここで考察される当該技術分野において使用されるプローブヘッドのタイプの中でも、厳密には、被試験デバイスの上方に釣竿のように突出しているプローブを有する、いわゆるカンチレバープローブヘッドとも呼ばれている、カンチレバープローブを有するプローブヘッドが広く使用されている。

具体的には、公知のタイプのカンチレバープローブヘッドは通常、予め確立された電気的および機械的特性を有する複数の略針状の可撓性プローブを支持する。カンチレバープローブヘッドからカンチレバーが突出しているプローブは、略鈍内角を有する、実質的に肘を折りたたんだ終端部の存在により、略フック形状を有している。

カンチレバープローブヘッドのプローブと、被試験デバイスの接触パッドとの間の良好な接続は、デバイス自体に対するプローブヘッドの圧力によって確実にされ、コンタクトプローブは、プローブヘッドに向かう、デバイスの移動の反対の方向において、（被試験デバイスによって画定された平面に対する）垂直曲げを、この押圧接触中に受ける。

プローブのフック形状は、被試験デバイスの接触パッドとの接触、および、通常「オーバートラベル」と呼ばれる、予め確立された接触点を越えた上向きの、プローブのトラベルの間に、プローブの接触先端が、通常「スクラブ」と呼ばれる、一定の長さだけ、接触パッド上を摺動するようになっている。

通常、垂直プローブを有するプローブヘッドと呼ばれ、英語の用語：「垂直プローブヘッド（vertical probe heads）」によって示されるプローブヘッドも当該技術分野において知られている。垂直プローブヘッドは実質的には、略板形状を有しており、および互いに平行の少なくとも一対の支持体またはガイドによって保持された複数のコンタクトプローブを備える。これらのガイドは、コンタクトプローブの移動および考えられる変形のために自由空間またはエアギャップを残すために互いに一定の距離をおいて配置されており、これらのコンタクトプローブを収容するように構成された好適なガイド穴を備えている。上記少なくとも一対のガイドは具体的には、通常、良好な電気的および機械的特性を有する特殊な合金のワイヤによって形成された複数のコンタクトプローブが軸方向にその中を摺動する複数のガイド穴をいずれも設けた上方ダイおよび下方ダイを備え、「下方」との語は通常、被試験デバイスに対して最も近いガイドを示す。

プローブヘッドのコンタクトプローブと、被試験デバイスの接触パッドとの間の良好な接続はこの場合にも、デバイス自体に対するプローブヘッドの圧力によって確実にされ、上方および下方ガイド内に製作されたガイド穴内で可動であるコンタクトプローブはこの押圧接触中に、２つのガイド間のエアギャップ内で曲げを受け、これらのガイド穴内で摺動する。

さらに、エアギャップ内のコンタクトプローブの曲げは、複数のプローブ自体の、または、それらのガイドの好適な構成によって、具体的には、予め変形されたコンタクトプローブを使用することによって、または、好適には、それらを備えるガイドを横方向に遠ざけることによって促進され得る。

一般に、しっかりと固定されていないブロック化プローブを有していない一方、試験装置に接続された反対側の主支持体または主ボードに連結されて保持されたプローブヘッドが使用されている。そうしたプローブヘッドは、非ブロック化試験ヘッドとして呼ばれている。この主支持体は、大きな寸法ものアクティブエリアを有している支持体を製作することを可能にする一方、接触パッド間のピッチについて到達可能である最小値に対する大きな制約を有しており、よって、通常、厳密には、主支持体に用意される技術であって、中間支持体またはスペーストランスフォーマの使用のおかげで、被試験デバイスに対する、より緩和された、距離上の制約を有している技術であるプリント回路またはＰＣＢ（英語：「Printed Circuit Board（プリント回路基板）」の略称）手法によって製作されるため、主ＰＣＢとしても示される。

この場合、コンタクトプローブは、このスペーストランスフォーマの複数の接触パッドに当接するように構成されたさらなる端または接触ヘッドを有する。プローブとスペーストランスフォーマとの間の良好な電気接続は、スペーストランスフォーマの接触パッドに対するプローブの圧力により、被試験デバイスとの接触と同様に確実にされる。

さらに、主支持体は一般に、補強材により、所定の位置に保持される。プローブヘッド、主支持体または主ボード、中間支持体またはスペーストランスフォーマ、および補強材のアセンブリは、プローブカードを形成し、図１において１０によって全体的かつ概略的に示されている。

具体的には、プローブカード１０は、被試験デバイス３の接触パッドに当接するように構成されたプローブヘッド１、図の例では、垂直プローブヘッド２を備える。この場合、そうしたプローブヘッド１は、今度は、その中をコンタクトプローブ２が摺動する対応する上方および下方ガイド穴を有する、少なくとも１つの上方ガイド４、および支持体または下方ガイド５を備える。

各コンタクトプローブ２は、具体的には、被試験デバイス３の接触パッドに当接し、よって、このプローブヘッド１がその終端要素を形成する試験装置（図示せず）とこのデバイスとの間の機械的および電気的接触を行う少なくとも１つの端または接触先端を有する。

さらに、各コンタクトプローブ２は、中間支持体であって、具体的には、その両面上の複数の接触パッドの中心間の距離に関して、および、この理由で、実際の試験装置に接続された主支持体または主ボード７に接続されたスペーストランスフォーマ６として通常示される、空間変換を実現するように構成された中間支持体の複数の接触パッドに向かう、実際には接触ヘッドとして示すさらなる接触先端を有する。コンタクトプローブとスペーストランスフォーマとの間の良好な電気的接触は、スペーストランスフォーマ６の接触パッドに対するプローブの圧力により、被試験デバイスとの接触と同様に確実にされる。

既に示されているように、主ボード７は、補強材８により、所定の位置に保持される。

垂直プローブ技術では、したがって、複数のコンタクトプローブと試験装置との、具体的には、それらの接触ヘッドと、したがって、スペーストランスフォーマとの、対応する良好な接続を確実にすることも重要である。

一般的に約０．５〜３ｍｍの、非常に薄い厚さを有し、したがって、平坦度の問題を有するこのスペーストランスフォーマを製作するためのいくつかの技術が知られている。

具体的には、第１の公知の解決策は、高い平坦度で、複数の高強度セラミック材料層を製作することを可能にする、セラミックベースの、又は、ＭＬＣ（「Multi Layer Ceramic（多層セラミック）」の略称）技術であり、これらの層は、スペーストランスフォーマ自体の両面上に実現された接触パッドを接続する導電層が散在している。

より具体的には、スペーストランスフォーマは接触ヘッドの方を向いたその第１の面上に配置された第１の複数のパッドを備え、この第１の複数のパッドは、被試験デバイスのものと同様な値を有する、対応する中心間の距離、いわゆるピッチを有する。スペーストランスフォーマはさらに、第１の面の反対側の、具体的には、主支持体または主ボード、したがって、試験装置の方を向いたその第２の面上に配置された複数のパッドを備え、この第２の複数のパッドは、第１の複数のパッドよりも大きなピッチ値を有し、ピッチのこの拡大は導電層によって、および、好適には、重なっており、散在している、具体的にはセラミックである非導電層によって実現された導電路のおかげで得られる。第１および第２の複数のパッドは一般に、それぞれ、プローブ側のパッド、または、ファインピッチのパッド、および、ＰＣＢ側のパッド、または、大きなピッチのパッドとして示される。

あるいは、ＭＬＣセラミック多層の代わりに、たとえばそれに接着された高強度支持体に結合させられた有機多層（ＭＬＯ、「Multi Layer Organic」（有機多層）の略称）の使用も知られており、このＭＬＯは、複数の非導電層を実現する複数の有機材料層を含み、１つまたは複数の導電層は、前述したものと同様に、これらの層上に配置される。そうした高強度支持体は、好ましくはセラミック製である。

プローブカードを実現する複数の構成要素の相互の配置は、プローブ自体の正確な動作のための極めて重要なパラメータであることが分かっており、これらの複数の構成要素を実現するために使用される異なる技術は、特に、スペーストランスフォーマおよび主支持体の相互の配置に関して、プローブの構成を複雑にする、平坦度の問題をもたらす。全体のアセンブリを、より高い硬度および耐性を有するものにする補強材の存在もまた、スペーストランスフォーマの平坦度の欠陥を十分に除去し、主ボードとのその正確な、および完全な接触を確実にすることを可能にするものでない。

プローブカードを実現する構成要素の相互の配置は、特に、極端な温度において行われる試験の場合に、カード自体の動作温度によってさらに複雑になることが分かっている。実際に、この場合、プローブカードを構成する複数の構成要素の複数の熱膨張は、これらの構成要素が形成される材料の異なる熱膨張係数により、それらの正確な挙動に影響を及ぼし得る。実際には、プローブカードを実現する構成要素をねじによって互いに拘束することが通例であり、これは特に、温度試験中に、プローブカードのその全体の、それが被試験デバイスの接触パッドを接触させることができない限度にもおける、その後の誤動作を伴う、それに対するゆがみ（buckle）をもたらす傾向にある拘束を異なる支持体に対して施す。

したがって、本発明の技術的課題は、公知の技術によって得られるプローブカードに今日もなお影響を及ぼす制約および欠点を解消することを可能にすること、特にカードの異なる構成部分のアセンブリの正確な平坦度を確実にすることを可能にすることなどの構造的および機能的特徴を有する、電子デバイス、具体的には、ウェーハ上に集積された電子デバイスの試験装置と接続するための複数のコンタクトプローブを備えたプローブヘッドを備えるプローブカードを作ることである。

本発明の根底にある解決策の考えは、ファインピッチ技術によって得ることが可能な、カードの構成部分に対応する係合、およびカード自体の構成部分の全ての正確な保持を確実にすることができる好適な当接を実現する特殊な接続要素でプローブカードを備えることである。

この解決策の考えに基づけば、技術的課題は、被試験デバイスの接触パッドに当接するように構成された少なくとも１つの接触先端を各々が有する複数のコンタクトプローブを収容する少なくとも１つのプローブヘッドと、主支持体と、上記主支持体に接続され、スペーストランスフォーマとして、その両面上の接触パッド間の距離の空間変換を実現するように構成された中間支持体とを備えた、電子デバイスの試験装置用のプローブカードであって、上記プローブカードが、上記スペーストランスフォーマおよび上記主支持体を連結するように構成された少なくとも１つの接続要素を備え、この接続要素が、略棒状の本体を有し、上記スペーストランスフォーマ内に実現された対応するハウジング内に嵌入するように構成された少なくとも１つの終端部を含む第１の端部と、上記主支持体に連結された当接要素に当接するように構成された第２の終端部とを備えたローブカードによって解決される。

より具体的には、本発明は、適宜、個々に、または組み合わせで採用される以下のさらなる、および任意的な特徴を備える。

本発明の別の態様によれば、上記当接要素は、上記主支持体上に載置され、または接着される場合があり、および、上記主支持体が形成される材料よりも高い剛性および平坦度を有する材料で形成されている場合がある。

具体的には、この当接要素は、金属材料、好ましくはニッケル・鉄合金でできている場合がある。

本発明の別の態様によれば、上記少なくとも１つの接続要素の上記第２の端部は、上記少なくとも１つの接続要素の上記本体の最大横寸法よりも大きな最大横寸法を有する場合があり、上記当接要素に当接するように構成された少なくとも１つのアンダーカット部を画定する場合がある。

なお、本発明の別の態様によれば、上記プローブカードは、上記少なくとも１つの接続要素の少なくとも１つの収容穴を備え、上記主支持体と上記スペーストランスフォーマとの間に配置された少なくとも１つのフレームをさらに備え得る。

さらに、上記プローブカードは、このフレームに対応して上記スペーストランスフォーマと上記主支持体との間に配置され、上記スペーストランスフォーマ上に、および、上記主支持体上に実現された対応する複数のパッド間の連結を、上記フレームに対応して互いに面するそれらの面に対応して実現するように構成された電気接続インタフェースをさらに備える。

この場合、上記電気接続インタフェースは、上記スペーストランスフォーマ上および上記主支持体上それぞれに実現された上記パッドの対応する対を接続することができる複数のクリップ、導電性スポンジ、またはマイクロプローブを備え得る。

本発明の別の態様によれば、上記少なくとも１つの接続要素の上記第１の端部は、上記本体の最大横寸法よりも小さい最大横寸法を有している場合があり、上記フレームに当接するように構成された少なくとも１つのさらなるアンダーカット部を実現する場合がある。

具体的には、このフレームは、金属シートによって実現され得る。

本発明のさらなる態様によれば、上記当接要素は、上記当接要素によって画定された平面に直交する方向において調節可能な複数の脚を備え得る。

さらに、上記プローブカードは、上記スペーストランスフォーマ内に実現された対応するハウジング内に各々が収容された複数の接続要素を備え得る。

本発明の別の態様によれば、上記スペーストランスフォーマは、支持体、好ましくはセラミックに連結された少なくとも１つの多層、好ましくはＭＬＯ有機多層を備え、このハウジングは、上記多層内に少なくとも部分的に実現され得る。

さらに、上記スペーストランスフォーマは、各々が少なくとも１つの接続要素を備え、個々に調節可能な複数の多層モジュールを備え得る。

具体的には、これらの多層モジュールは、共通の支持体に連結され得る。

さらに、上記当接要素は、各々が、少なくとも１つの接続要素を介して上記複数の多層モジュールの１つに連結された、複数のモジュール式の当接要素を備え得る。

この場合、上記プローブカードは、上記複数の多層モジュールの２つ以上に共通であり、および、複数の上記モジュール式の当接要素の２つ以上と重なる第２の端部を有する接続手段を備え得る。

本発明の別の態様によれば、主支持体は、少なくとも１つの接続要素と係合しない少なくとも１つのハウジングを備え得る。

最後に、本発明のなお別の態様によれば、上記少なくとも１つの接続要素の上記第１の端部の上記終端部は、ねじが切られており、ねじ穴状のハウジングと係合するように構成される場合がある。

本発明によるプローブカードの特性および利点は、添付図面を参照して、示された、および限定的でない実施例によって表した、その実施形態の以下に記載した当該説明から明らかになるであろう。

先行技術によって製作された垂直プローブヘッドを支持するように構成されたプローブカードの概略的な断面図を示す。 本発明の一実施形態によるプローブカードの概略断面図を示す。 図２Ａのプローブカードの細部を拡大した概略断面図を示す。 図２Ａのプローブカードの代替的な構成の下方からの概略平面図を示す。 図２Ａのプローブカードの代替的な構成の下方からの概略平面図を示す。 図２Ａのプローブカードの代替的な構成の下方からの概略平面図を示す。 図２Ａのプローブカードの代替的な構成の下方からの概略平面図を示す。 本発明によるプローブカードの代替的な実施形態の概略断面図を示す。 図４のプローブカードの上方からの概略平面図を示す。

上記図、および、具体的には、図２Ａを参照すれば、参照番号２０は、具体的には、ウェーハ上に集積された、電子デバイスを試験するための複数のコンタクトプローブを備えた少なくとも１つのプローブヘッドを備えるプローブカードを全体的に、および概略的に示す。

図は、概略図を表し、縮尺通りに描いていない一方、その代わりに本発明の重要な特徴を強調するように描いていることに注意する。

さらに、図中に例によって示す、本発明の異なる態様は明らかに、互いに組み合わせることが可能であり、実施形態間で置換可能である。

具体的には、図２Ａに示すように、プローブカード２０は、複数のコンタクトプローブ２２を収容するプローブヘッド２１を備える。図に示す例では、プローブヘッド２１は、垂直型であり、その中でコンタクトプローブ２２が摺動する対応する穴を有する少なくとも１つの上方支持体またはガイド２１Ａ、および１つの下方支持体またはガイド２１Ｂを備える。プローブヘッド２１は、上方および下方ガイド２１Ａおよび２１Ｂ間に配置された、プローブ用の格納要素２１Ｃも備えている。

コンタクトプローブ２２各々は、具体的には、被試験デバイス２３の対応する接触パッドに当接するように構成された少なくとも１つの第１の端または接触先端２２Ａを備え、この接触パッドは、具体的には、被試験デバイス２３のパッド領域ＡＣ内に備えられ、このようにして、被試験デバイス２３のパッドとコンタクトプローブ２２との間の所望の接触、具体的には電気的接触が確立される。

各コンタクトプローブ２２はさらに、空間変換を実現するように構成され、従ってスペーストランスフォーマ２４として示される中間支持体上に実現された対応する接触パッドに、接触先端２２Ａと同様に、当接するように構成された第２の端または接触先端２２Ｂをさらに備える。具体的には、スペーストランスフォーマ２４の面Ｆ１に、被試験デバイス２３のパッド領域ＡＣと略同様なサイズおよび配置を有する第１のパッド領域Ａ１が確認される。具体的には、スペーストランスフォーマ２４の面Ｆ１はプローブヘッド２１に面しているので、スペーストランスフォーマ２４の第１のパッド領域Ａ１のパッドは、プローブヘッド２１のコンタクトプローブ２２によって接触させられ得る。

例として、図２Ａに示す例では、スペーストランスフォーマ２４は、具体的にはセラミックの、支持体２６に連結された多層２５、特に有機多層またはＭＬＯを備える。より具体的には、多層２５は、実際の空間変換を実現し、面Ｆ１に対応し、第１のパッド領域Ａ１を備える第１の面、および、特に、支持体２６上に載置され、および、第１のパッド領域Ａ１のパッドに対応する数の、しかし、第１のパッド領域Ａ１のピッチ値よりも大きな、対応する中心間の距離の値、すなわちピッチ値を有するように配置された複数のパッドを含む第２のパッド領域Ａ２を備える反対側の、第２の面Ｆ２を有し、第２のパッド領域Ａ２の複数のパッドは、第１のパッド領域Ａ１の複数のパッドに好適に接続される。

実際に、スペーストランスフォーマ２４によって、および、具体的には、その多層２５によって実現される空間変換の目的は、試験装置（図示せず）との接続に鑑みてパッド間の距離上の制約を緩和することができるというものである。

さらに、支持体２６は、多層２５の第２の面Ｆ２に載置される面の反対側の、支持体２６の面Ｆ３に実現された第３のパッド領域Ａ３を備える。

支持体２６の内部には、好適な電気接続Ｐ１が、第２のパッド領域Ａ２の複数のパッドと第３のパッドＡ３の複数のパッドとの間のルーチングを実現するために設けられている。このようにして、プローブヘッドに面する、スペーストランスフォーマ２４の、特に、その多層２５の、面に配置された第１のパッド領域Ａ１の複数のパッドと、スペーストランスフォーマ２４の、特に、さらなる支持体、特に「全体を２７で示し、および、通常、プリント回路技術またはＰＣＢ技術を介して高精度で製作されるので主ＰＣＢとして当該技術分野において知られている、試験装置を有する主接続支持体上にあるその支持体２６の、反対側に配置された第３パッド領域Ａ３の複数のパッドとの間の接続が確実にされる。主支持体２７は、特に、スペーストランスフォーマ２４上に載置された面の反対側であり、および、第３のパッド領域Ａ３の複数のパッドに対する、よって、プローブヘッド２１のコンタクトプローブ２２と接触している、第１のパッド領域Ａ１の複数のパッドに対するさらなる電気接続Ｐ２によって好適に接続された、その面に配置された複数のパッドをこの目的で備える、当業者に知られたやり方で、試験装置と接続するように構成される。

プローブがスペーストランスフォーマ２４に直接、溶着されたいわゆるカンチレバーマイクロプローブとしてのマイクロ機械型のプローブヘッドを使用することも可能であり、本発明は、図２Ａに示す垂直プローブ型としての具体的なタイプのプローブヘッドに限定されるものでないことも指摘する。

有利には、本発明によれば、プローブカード２０はさらに、カード自体の異なる構成部分、特に、この目的で、対応するハウジングを備えたスペーストランスフォーマ２４および主支持体２７、ならびに、主支持体２７が形成される材料よりも高い剛性および平坦度を有する材料で形成される当接要素２８を連結することができる好適な接続要素３０をさらに備える。

具体的には、当接要素２８は支持体または金属プラグによって実現される。実際には、通常の金属加工技術は、高い平坦度を、いずれにせよ、特に、それによって主支持体２７が製作されるＰＣＢ技術によって得ることが可能な平坦度よりも高い平坦度を有する支持体または金属プラグを製作することを可能にする。

そうした金属当接要素２８は好ましくは、（特に高ニッケル含有量を有する）ニッケル‐鉄合金、たとえば、ステンレススチール、または、いくつか挙げれば、４２、ニロ（登録商標）４２、インバー４２、またはＮｉＦｅ４２合金として知られている合金でできている。

好適には、図２Ｂに概略的に示すように、各接続要素３０は、好ましくは、円形または矩形の断面を有する略棒状の本体３０Ｃに接続された第１の端部または先端部３０Ａ、および第２の端部またはヘッド部３０Ｂを備える。

より具体的には、ヘッド部３０Ｂは、当接要素２８に当接するように構成された少なくともひとつのアンダーカット部Ｓｑを画定するように、本体３０Ｃの直径Ｄ２よりも大きな、円形断面を有していない構成要素についても直径Ｄ１として示す最大横寸法を有する。ヘッド部３０Ｂはさらに、０．５ｍｍと３ｍｍとの間に含まれる高さＨ１を有する一方、本体３０Ｃは、１０ｍｍと３０ｍｍとの間に含まれる高さＨ２を有する。

さらに、５ｍｍと１０ｍｍとの間に含まれる高さＨ３を有する先端部３０Ａは、スペーストランスフォーマ２４内に、たとえば、その多層２５内に実現された対応するハウジング内に嵌入するように構成された少なくとも１つの終端部３０Ａ１を備える。そうした終端部３０Ａ１は具体的には、３ｍｍと７ｍｍとの間に含まれ、好ましくは、多層２５の厚さよりも小さな高さＨ４を有する。

多層２５内に部分的にのみ、延在する先端部３０Ａを有する接続要素３０を実現することも可能であり、この場合、終端部３０Ａ１は、さらに、この終端部３０Ａ１用の好適なハウジングを備えた支持体２６に少なくとも部分的に対応して実現することができるスペーストランスフォーマ２４内に嵌入している。

好ましい実施形態では、終端部３０Ａは、好適には、ねじが切られており、および、具体的には、スペーストランスフォーマ２４内に実現されたねじ穴状のハウジング内に、および、場合によっては、支持体２６内に実現された、少なくとも部分的にねじが切られた穴状のハウジング内に、ねじで留めることによって嵌入するように構成される。

複数の接続要素３０であって、スペーストランスフォーマ２４内の、具体的にはその多層２５内の、それらの先端部３０Ａの終端部３０Ａ１の複数の接続要素３０の嵌入のおかげで得られる締め付け（clamping）、および、当接要素２８への、それらのヘッド部３０Ｂの、特にそれらのアンダーカット部Ｓｑによる当接は、スペーストランスフォーマ２４との主支持体２７の正確な連結を確実にし、よって、その全体におけるプローブカード２０の平坦度を向上させ、電子デバイスの試験中のコンタクトプローブの正確な接触を確実にするために十分に硬くする。

正確な位置決めを向上させるために、主支持体２７上に当接要素２８を接着することも可能であるが、その保持が、複数の接続要素３０によって、特に、それらのヘッド部３０Ｂのアンダーカット部Ｓｑによって既に行われていることを指摘する。

スペーストランスフォーマ２４内の複数のハウジングの実現が、複数の接続要素３０、特に、それらのハウジングに対応して収容され、特に、係合されるように構成された、終端部３０Ａ１を備えたそれらの先端部３０Ａの高レベルの精度、よって、位置付けを確実にすることを可能にし、スペーストランスフォーマ２４は、主支持体２７を製作する技術よりも高い精度を有する技術、特にファインピッチ技術によって実現可能な、プローブカード２０の構成部分であり、よって、その中に実現された複数のハウジングの、よって、その中に嵌入された複数の接続要素３０の高精度の位置決めを確実にすることも指摘する。複数のハウジングの、したがって、複数の接続要素３０の位置決め精度はさらに、これらのハウジングが実現される多層２５をスペーストランスフォーマ２４が備える場合にさらに向上する。

スペーストランスフォーマ２４が、高精度で定められた位置においてハウジングを実現することを助力する好適なアライン要素を備えることも可能である。

係合なしで接続要素３０を収容するように構成された、主支持体２７内に、および、場合によっては支持体２６内に実現されたさらなるハウジング、具体的には、ねじが切られていない穴は、逆に、具体的な精度を必要とせず、これらの接続要素３０の正確な動作は、当接要素２８への、それらのヘッド部３０Ｂの当接によって確実にされることも指摘する。

実質的には、プローブカード２０の高精度部内、具体的には、スペーストランスフォーマ２４内および、より具体的には、その多層２５内に実現された、たとえば、ねじ穴状のハウジング内に嵌入するように構成された少なくとも１つの終端部を有する接続要素３０の使用は、具体的には、プローブヘッド２１に対する、および、したがって、そのコンタクトプローブ２２の接触ヘッド２２Ｂに対する第１のパッド領域Ａ１の複数のパッドの正確な位置決めを確実にして、（図２Ａに部分的に示す）主支持体２７によって画定された平面ＸＹ内の、プローブヘッド２１に対するスペーストランスフォーマ２４の正確な位置決めを確実にする。同様に、これらの接続要素３０であって、スペーストランスフォーマ２４内に、特に、その多層２５内に実現されたハウジング内の、それらの先端部３０Ａに、特に、それらの終端部３０Ａ１に対応するこれらの接続要素３０の締め付け、および、当接要素２８へのそれらのヘッド部３０Ｂの当接は、プローブカード２０の種々の構成部分を保持することを確実にすることに加え、平面ＸＹに対して直交する方向Ｚにおけるスペーストランスフォーマ２４の正確な位置決めを確実にする。

好ましい実施形態では、プローブカード２０は、好適には、接続要素３０の複数の収容穴を備えており、および、主支持体２７と、スペーストランスフォーマ２４、特に、その支持体２６との間に配置された少なくとも１つのフレーム２９をさらに備える。好適には穿孔されたそうしたフレーム２９は、実際には、これらの接続要素３０の位置決めのための、平面ＸＹ内の基準を実現する。

この場合、主支持体２７は、今度は、フレーム２９に面するその面Ｆ４上に実現され、主支持体２７とスペーストランスフォーマ２４との間に配置された好適な電気接続インタフェース２９Ａによる、第３パッド領域Ａ３の複数のパッドと接続している複数のパッドを含む第４のパッド領域Ａ４を備える。より具体的には、電気接続インタフェース２９Ａは、第４のパッド領域Ａ４の複数のパッドと第３のパッド領域Ａ３の複数のパッドとの間の２点間接続を実現する。

例として、この電気接続インタフェース２９Ａは、第３のパッド領域Ａ３および第４のパッド領域Ａ４それぞれにおいて備えられた対応する対のパッドを接続することができる、たとえばポゴピン型の、複数のマイクロプローブによって、または、複数の導電性ペグまたはスポンジによって実現することが可能である。

さらに、この好ましい実施形態によれば、接続要素３０の先端部３０Ａは、本体３０Ｃの直径Ｄ２よりも小さい直径Ｄ３で実現され、よって、フレーム２９に対応してさらなるアンダーカット部Ｓｑ’を実現する。

本発明による、プローブカード２０のこの好ましい実施形態は、特に、ハウジング、たとえば、その中に実現されたねじ穴の、および、複数の接続要素３０を収容するために、フレーム２９内に実現された収容穴の組み合わせのおかげで、平面ＸＹ内のスペーストランスフォーマ２４の位置決め精度をさらに向上させる。特に、このフレーム２９は好ましくは、その中に実現された複数の接続要素３０の収容穴を製作するうえでの高精度を可能にする金属シートによって実現される。さらに、フレーム２９に対応する、本体３０Ｃのさらなるアンダーカット部Ｓｑ’の存在は、プローブカード２０の構成部分の締め付けを向上させ、これらの接続要素３０によって保持されたスペーストランスフォーマ２４の方向Ｚによる正確な位置決めを確実にする。

さらに、具体的には、接続要素３０に対応して実現された当接要素２８によって画定された平面に直交している方向Ｚにおいて、好適な調節可能な脚３１を当接要素２８に設けることが可能である。

この調節可能な脚３１のおかげで、具体的には、既に、接続要素３０によって一体化され、および、よって、プローブヘッド２１に対して単一のブロックとして製作されたプローブカード２０全体を方向Ｚにおいて移動させることが可能である。

プローブカード２０は、具体的には、平面ＸＹ内の正確な位置決め、およびその構成部分の締め付けを確実にするように、図２Ａに示すように、少なくとも２つの接続要素３０を備える。

たとえば、図３Ａに示すように、スペーストランスフォーマ２４の、具体的には、好ましくは、場合によっては丸みを帯びたエッジを有する正方形または長方形の、その多層２５の頂点に対応してこれらの接続要素３０を配置することが可能である。

たとえば、図３Ｂに示すように、スペーストランスフォーマ２４の、具体的には、好ましくは正方形又は長方形のその多層２５の辺に対応して、これらの辺の略中心位置に、これらの接続要素３０を配置することも可能である。

好ましい実施形態では、プローブカード２０は、スペーストランスフォーマ２４の、具体的には、図３Ｃに概略的に示すように、その多層２５の頂点に対応して、または、図３Ｄに概略的に示すように、その辺に、具体的には略中心位置に位置決めされた４つの接続要素３０を備える。

いずれにせよ、明らかに、スペーストランスフォーマ２４および主支持体２７上に画定された、第１のパッド領域Ａ１の、および、対応する第２、第３、および第４のパッド領域の複数のパッドの位置決めと干渉しないやり方で、スペーストランスフォーマ２４上に、特に、その多層２５上に任意のやり方で位置決めされた任意の数の接続要素３０を使用する可能性は明白であり、これらの接続要素３０は、主支持体２７内だけでなく、スペーストランスフォーマ２４内に、具体的には、その多層２５内に、および、その支持体２６内にも実現された穴を通過し、上記穴内に収容される。

接続要素３０によって得られた位置決め精度のおかげで、ＸＹＺ内の位置決めのために、対応する接続要素３０を各々が備えた複数のモジュール式の要素によってスペーストランスフォーマ２４を実現することも可能である。

より具体的には、ＭＬＯ技術によって実現されたスペーストランスフォーマ２４を示す図４に概略的に示すように、スペーストランスフォーマ２４は、対応するパッド領域Ａ１₁．．．Ａ１_Nを備え、共通の支持体２６に連結された複数の多層モジュール２５₁．．．２５_Nを備える。各多層モジュール２５₁．．．２５_Nは、それらを個々に、およびＸＹＺ内で、高精度で位置決めすることができる対応する接続要素３０も備えている。

前述したように、各接続要素３０は、対応する多層モジュール２５₁．．．２５_N内に実現されたハウジング内に嵌入するように構成された終端部を備えた先端部３０Ａを、当接要素、たとえば、図２Ａに関して説明したように、主支持体２７に連結された共通の当接要素２８に当接するヘッド部３０Ｂと共に有している。この場合も、各接続要素３０は、ねじが切られた終端部を備えている場合があり、対応する多層モジュール２５₁．．．２５_N内に実現されたハウジングはねじ穴状であり得る。

この実施形態によれば、スペーストランスフォーマ２４の高精度の位置決めを得ることが可能であり、各多層モジュール２５₁．．．２５_Nが個々に調節可能であることを指摘する。このようにして、より高い表面積をも有するスペーストランスフォーマを実現することが可能である。

好ましくは、図５に概略的に示すように、当接要素２８も、複数のモジュール式の当接要素２８₁．．．２８_Nを備え、各々は、接続要素３０により、多層モジュール２５₁．．．２５_Nの１つに連結される。

具体的には、複数の接続要素３０は好適には、モジュール式の当接要素２８₁．．．２８_Nの頂点に対応して実現される場合があり、ヘッド部３０Ｂは、好ましくは、任意のサイズで、具体的には、２つ以上のモジュール式の当接要素２８₁．．．２８_Nに重なるように構成された直径Ｄ１で実現される。同様に、これらの接続要素３０を、互いに隣り合っているモジュール式の当接要素２８₁．．．２８_Nの辺に対応して実現することが可能であり、ヘッド部３０Ｂは、２つ以上のモジュール式の当接要素２８₁．．．２８_Nに任意のやり方で重なる。

そうして実現された複数の接続要素３０はしたがって、主支持体２７に、少なくとも一対のモジュール式の当接要素２８₁．．．２８_Nを、モジュール式の当接要素２８₁．．．２８_Nのこの対に重なるそれらのヘッド部３０Ｂのおかげで連結することができる。

このようにして、複数の接続要素３０の数を削減することが可能であり、それらの一部は、多層モジュール２５₁．．．２５_Nの２つ以上、および、モジュール式の当接要素２８₁．．．２８_Nの２つ以上と共通である。

１つの多層部、たとえばＭＬＯ、および、たとえばセラミック型の１つの支持体部を重ねる、特に接着することにより、これらの多層モジュール２５₁．．．２５_Nを実現することも可能であり、単一の多層モジュール２５₁．．．２５_Nの支持体部は全て、よって、共通の支持体２６に連結される。

この場合も、複数の接続要素３０は、対応するハウジング内に嵌入するように構成され、および、多層モジュール２５₁．．．２５_Nの、またはそれらの多層部の全体の厚さに沿って、または、それらの支持体部内を、および、多層部内を部分的にのみ、延在する場合がある少なくとも１つの終端部３０Ａ１を有する先端部３０Ａを備えている。

まとめれば、有利には、本発明によれば、プローブカード自体の構成部分、具体的には、主支持体およびスペーストランスフォーマを連結するように構成された当接要素の、および接続要素の存在のおかげで、高平坦度プローブが得られる。

具体的には、これらの接続要素は、ＸＹＺ内のスペーストランスフォーマの正確な位置決め、よって、ウェーハ上に集積された電子デバイスの試験中に、プローブカード内に備えられた、プローブヘッドのコンタクトプローブの、それに対する、具体的には、その上で実現された複数のパッドに対する正確な接触を確実にする。

好適には、プローブカードは、具体的にはＸＹ内の、接続要素の、したがって、スペーストランスフォーマのより高い精度の位置決めに対する基準を実現することができるフレームを装置している場合がある。さらに、そうした接続要素は、フレームに当接することができるアンダーカット部を画定し、よって、Ｚ内のその、よって、スペーストランスフォーマのより高精度の位置決めを確実にするようにさらに実現することが可能である。

さらに、本発明によるプローブカードは、個々に調節可能な複数の多層モジュールによって実現されたスペーストランスフォーマの平坦度をさらに局所的に調節する可能性を有している。

この調節の可能性は、スペーストランスフォーマの製造に関係付けられた制約をさらに解除することを可能にする。

最後に、プローブカードは、多数のパッドを有する大型ウェーハおよびデバイスを試験することが必要な応用分野にも好適であることを指摘する。

明らかに、当該技術分野における当業者は、不特定の、および特定の要件を充足するために、以下の特許請求の範囲によって画定されるような、本発明の範囲内に全て含まれる数多くの修正および変形を、上記プローブカードに対して行うことができる。

あるいは、ＭＬＣセラミック多層の代わりに、たとえばそれに接着された高強度支持体に結合させられた有機多層（ＭＬＯ、「Multi Layer Organic」（有機多層）の略称）の使用も知られており、このＭＬＯは、複数の非導電層を実現する複数の有機材料層を含み、１つまたは複数の導電層は、前述したものと同様に、これらの層上に配置される。そうした高強度支持体は、好ましくはセラミック製である。
ねじまたはボルト状の接続要素を備えるプローブカードは、米国特許出願公開第２０１５／０３３５５３号明細書、米国特許出願公開第２０１２／０３８３８３号明細書、欧州特許出願公開第１９５９２６０号明細書、米国特許出願公開第２００５／２７７３２３号明細書、米国特許出願公開第２００７／２９０７０５号明細書、韓国公開特許第２００８００８５３２２号公報、米国特許出願公開第２００８／０４８６９８号明細書、米国特許出願公開第２０１１／１５６７４０号明細書によって公知である。

Claims (13)

1. 被試験デバイス（２３）の接触パッドに当接するように構成された少なくとも１つの接触先端（２２Ａ）を各々が有する複数のコンタクトプローブ（２２）を収容する少なくとも１つのプローブヘッド（２１）と、主支持体（２７）と、前記主支持体（２７）に接続され、スペーストランスフォーマ（２４）として、その両面上の接触パッド間の距離の空間変換を実現するように構成された中間支持体（２４）とを備えた、電子デバイスの試験装置用のプローブカード（２０）であって、
   前記プローブカード（２０）は、前記スペーストランスフォーマ（２４）および前記主支持体（２７）を連結するように構成された少なくとも１つの接続要素（３０）を備え、
   前記接続要素（３０）が、略棒状の本体（３０Ｃ）を有し、前記スペーストランスフォーマ（２４）内に実現された対応するハウジング内に嵌入するように構成された少なくとも１つの終端部（３０Ａ１）を含む第１の端部（３０Ａ）と、前記主支持体（２７）に連結された当接要素（２８）に当接するように構成された第２の端部（３０Ｂ）とを備えた、プローブカード（２０）。
2. 前記当接要素（２８）が、前記主支持体（２７）上に載置され、または接着され、前記主支持体（２７）が形成される材料よりも高い剛性および平坦度を有する材料によって実現される、請求項１に記載のプローブカード（２０）。
3. 前記少なくとも１つの接続要素（３０）の前記第２の端部（３０Ｂ）は、前記少なくとも１つの接続要素（３０）の前記本体（３０Ｃ）の最大横寸法（Ｄ２）よりも大きな最大横寸法（Ｄ１）を有し、前記当接要素（２８）に当接するように構成された少なくとも１つのアンダーカット部（Ｓｑ）を画定する、請求項１または２に記載のプローブカード（２０）。
4. 前記少なくとも１つの接続要素（３０）の少なくとも１つの収容穴を備え、前記主支持体（２７）と前記スペーストランスフォーマ（２４）との間に配置された少なくとも１つのフレーム（２９）をさらに含む、請求項１〜３のいずれか１項に記載のプローブカード（２０）。
5. 前記フレーム（２９）に対応して前記スペーストランスフォーマ（２４）と前記主支持体（２７）との間に配置され、前記スペーストランスフォーマ（２４）上に、および、前記主支持体（２７）上に実現された対応する複数のパッド間の連結を、前記フレーム（２９）に対応して互いに面するそれらの面（Ｆ３、Ｆ４）に対応して実現するように構成された少なくとも１つの電気接続インタフェース（２９Ａ）をさらに備える、請求項４に記載のプローブカード（２０）。
6. 前記少なくとも１つの接続要素（３０）の前記第１の端部（３０Ａ）は、前記本体（２０Ｃ）の最大横寸法（Ｄ２）よりも小さい最大横寸法（Ｄ３）を有しており、前記フレーム（２９）に当接するように構成された少なくとも１つのさらなるアンダーカット部（Ｓｑ’）を実現する、請求項４または５に記載のプローブカード（２０）。
7. 前記当接要素（２８）が、前記当接要素（２８）によって画定された平面（ＸＹ）に直交する方向（Ｚ）において調節可能な複数の脚（３１）を備えた、請求項１〜６のいずれか１項に記載のプローブカード（２０）。
8. 前記スペーストランスフォーマ（２４）内に実現された対応するハウジング内に各々が収容された複数の接続要素（３０）を備える、請求項１〜７のいずれか１項に記載のプローブカード（２０）。
9. 前記スペーストランスフォーマ（２４）は、支持体（２６）、好ましくはセラミックに連結された少なくとも１つの多層（２５）、好ましくはＭＬＯ有機多層を備え、前記支持体（２６）が、前記多層（２５）内に少なくとも部分的に実現された前記ハウジングである、請求項１〜８のいずれか１項に記載のプローブカード（２０）。
10. 前記スペーストランスフォーマ（２４）は、各々が少なくとも１つの接続要素（３０）を備え、個々に調節可能な複数の多層モジュール（２５₁．．．２５_N）を含む、請求項１〜９のいずれか１項に記載のプローブカード（２０）。
11. 前記当接要素（２８）は、各々が、少なくとも１つの接続要素（３０）を介して前記複数の多層モジュール（２５₁．．．２５_N）の１つに連結された複数のモジュール式の当接要素（２８₁．．．２８_N）を含む、請求項１０に記載のプローブカード（２０）。
12. 前記複数の多層モジュール（２５₁．．．２５_N）の２つ以上に共通であり、および、複数の前記当接要素（２８₁．．．２８_N）の２つ以上と重なる第２の端部（３０Ｂ）を有する接続要素（３０）を含む、請求項１１に記載のプローブカード（２０）。
13. 前記少なくとも１つの接続要素（３０）の前記第１の端部（３０Ａ）の前記終端部（３１Ａ１）は、ねじが切られており、ねじ穴状のハウジングと係合するように構成された、請求項１〜１２のいずれか１項に記載のプローブカード（２０）。

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