JP2023507475A - コンタクトプローブとガイド穴との間の改善された接触を備えた試験ヘッド - Google Patents

Abstract

電子デバイスの機能を試験するための試験ヘッド２０が、それぞれの接触パッドに接触するように構成されたそれぞれの端部１０ａ、１０ｂ間に、長手方向に延在しているプローブ本体１０’を備える複数のコンタクトプローブ１０、１０ｂｉｓ；複数のコンタクトプローブ１０，１０ｂｉｓの摺動収容のためのガイド穴４０ｈを備えた少なくとも１つの下方ガイド４０；および下方ガイド４０内の導電部２１を備えており、導電部２１は、ガイド穴４０ｈの少なくとも１つの群４０ｈ’を含み、および、穴の群４０ｈ’内に収容され特定のタイプの信号を搬送するように構成された、複数のコンタクトプローブ１０の対応する群に接触し、群を短絡させるように構成されている。好適には、少なくとも、穴の群４０ｈ’内に収容された複数のコンタクトプローブ１０は、群４０ｈ’のガイド穴内に、少なくとも部分的に挿入されるように構成された弾性変形可能な部分Ｐを備えており、部分Ｐは、群４０ｈ’のガイド穴内に収容された場合、ガイド穴の少なくとも１つの壁４０ｈＷとの接触により変形させられ、壁４０ｈＷに対して反力Ｆを作用させ電子デバイスの試験中の摺動接触を確実にする。

Description

本発明は半導体ウェーハ上に集積された電子デバイスの試験を行うように構成された試験ヘッドに関し、および、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、試験ヘッドは基本的には、マイクロストラクチャ、特に、半導体ウェーハ上に集積された電子デバイスの複数の接触パッドを、それらの機能試験、特に電気的な、または一般の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。

集積回路に対して行われる試験は、製造段階において早ければ欠陥回路を検出し、および分離するのに特に有用である。通常、試験ヘッドはよって、ウェーハ上に集積された複数の回路の、それらの切断、および、チップ格納パッケージ内での組み立て前の試験のために使用される。

試験ヘッドは基本的には、略板状であり、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可動のコンタクトプローブを備える。上記板状支持体は、好適なガイド穴を備えており、および、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でできているワイヤにより、形成された複数の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エリアまたはエアギャップを作るように互いに任意の距離をおいて配置されている。

複数のコンタクトプローブは一般に、被試験デバイスの接触パッドに接触するように構成された第１の端部と、試験ヘッドに関連付けられたスペーストランスフォーマまたはプリント回路基板（ＰＣＢ）に接触するように構成された第２の端部との間に延在している。

試験ヘッドの適切な動作は基本的には、２つのパラメータ、すなわち、複数のコンタクトプローブの垂直方向の移動（またはオーバートラベル）、および、複数の接触パッド上の、これらのプローブの複数の接触先端の水平方向の移動（またはスクラブ）と結び付けられる。これらの特徴はすべて、試験ヘッドの製造工程において評価され、および校正されるべきであり、および、複数のコンタクトプローブと被試験デバイスとの間の良好な電気接続は常に確実にされるべきである。

一層増大している数のアプリケーションでは、たとえば高周波アプリケーションでは、試験ヘッドの複数のガイドのうちの少なくとも１つは、特定の群のコンタクトプローブを互いに電気的に接続し、これらの群のプローブに対する共通の導電面を形成する目的で、導電部（特に、メタラーゼーション）を有する。それにより、試験ヘッドの周波数性能を改善し、および、一層高い周波数を有する低雑音信号を搬送することが可能である。

複数のコンタクトプローブと導電部との間の良好な電気接続を実現するために、短絡させるべき複数のプローブを収容するガイド穴の壁のメタライゼーションも一般に、設けられる。この場合、デバイスの試験中、コンタクトプローブと、ガイドの導電部との間の電気接続は、コンタクトプローブの壁と、メタライズされたガイド穴の壁との間の摺動接触により、行われる。

しかし、プローブとメタライゼーションとの間の効率的な電気接続を確実にすることが不可能であることが多く、試験ヘッドの全体性能の受容できない制約をもたらすことが知られている。すなわち、複数のコンタクトプローブと、ガイド穴の壁との間の適切な摺動接触を確実にすることが常に可能な訳でなく、よって、試験ヘッドの周波数性能が多くの場合、制限される。

本発明の技術的課題は、既知の解決策の制約および欠点を解消することを可能にするような、特に、複数のコンタクトプローブと、それらを収容する複数のガイド穴の壁との間の最適な摺動接触を確実にすることができる、構造的および機能的特徴を有する試験ヘッドを提供することである。

本発明の基礎をなす解決策の考えは、ガイド穴内に収容されるべき弾性変形可能な部分、特に、それがその中に収容された、下方ガイドのそのガイド穴の壁により、弾性変形させられることに適した部分を備えるように成形された複数のコンタクトプローブを有する試験ヘッドを作ることである。それにより、ガイド穴の壁に対する接触によってもたらされる、その変形中に、この弾性変形可能な部分は、この壁に対して反力を作用させ、プローブと、穴の壁との間の最適な電気的および機械的接続を確実にする。特に、ガイド穴の壁に対して、プローブ部分により、作用させられる推力により、ガイド穴のメタライズされた壁との摺動接触が、ガイドの移動の存在下でも、試験工程におけるプローブの移動中に、常に確実にされる。

この、解決策の考えに基づけば、上記技術的課題は、電子デバイスの機能を試験するための試験ヘッドであって、上記試験ヘッドが、それぞれの接触パッドに接触するように構成されたそれぞれの端部間に、長手方向に延在しているプローブ本体を備える複数のコンタクトプローブ、上記複数のコンタクトプローブを摺動収容するためのガイド穴を備えた少なくとも１つの下方ガイド、および上記下方ガイド内の導電部を備えており、上記導電部は、上記ガイド穴の少なくとも１つの群を含み、および、穴の上記群内に収容され、特定のタイプの信号を搬送するように構成された、上記複数のコンタクトプローブの対応する群に接触し、上記群を短絡させるように構成され、少なくとも、穴の上記群内に収容された上記複数のコンタクトプローブは、上記群の上記ガイド穴内に、少なくとも部分的に挿入されるように構成された弾性変形可能な部分を備えており、上記部分は、上記群の上記ガイド穴内に収容された場合、上記ガイド穴の少なくとも１つの壁との接触により変形させられ、それが、上記壁に対して反力を作用させ、上記電子デバイスの試験中の摺動接触を確実にする、試験ヘッドにより、解決される。

特に、本発明は、個々に、または、必要な場合、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。

本発明の態様によれば、少なくとも１つの上記導電部は、穴の上記群の上記ガイド穴の少なくとも１つの壁の少なくとも一部分を覆い、上記弾性変形可能な部分が接触するように構成された、上記穴のメタライズ部を形成し得る。

一実施形態では、上記ガイド穴の上記壁全体が、上記導電部により、覆われている場合がある。

本発明の態様によれば、試験ヘッドは、エアギャップにより、上記下方ガイドと離間させられ、それぞれのガイド穴を備えた上方ガイドをさらに備えており、上記導電部および上記弾性変形可能な部分が、被試験デバイスに最も接近しているガイドである上記下方ガイドにおいてのみ、配置され、または、両方のこれらのガイドにおいて配置されている場合がある。

本発明の態様によれば、上記下方ガイドおよび上記上方ガイドが互いにシフトさせられ、各コンタクトプローブの第２の端部に対する、第１の端部のオフセットをもたらし得る。

本発明の別の態様によれば、試験ヘッドは、弾性変形可能な部分のない複数のコンタクトプローブも備え得る。

本発明の別の態様によれば、導電部は、グランド領域、電源領域、または、同じ動作信号を搬送する一組のコンタクトプローブのうちの１つに対する、共通の導電面を形成するように構成され得る。

本発明の別の態様によれば、上記複数のコンタクトプローブの上記プローブ本体は上記弾性変形可能な部分において、上記プローブ本体の異なる部分を互いに離間させ、上記部分の形状を画定する貫通カットを備え得る。

一実施形態では、上記カットは、互いに異なる少なくとも２つの方向に延在している場合があり、ならびに、細長片状に、接続ゾーンにおいて上記プローブ本体に接続され、および、上記カットにより、上記プローブ本体の残りの部分と離間させられた上記弾性変形可能な部分を画定する場合があり、上記細長片は、ガイド穴の中に収容されると、ガイド穴の壁に接触するように構成され、ならびに、弾性変形させられ、上記反力を上記壁に対して作用させるように構成される場合がある。

本発明の別の態様によれば、上記弾性変形可能な細長片は、長手方向軸に対する湾曲セクションを備える。

本発明の別の態様によれば、上記複数のコンタクトプローブが上記下方ガイドの上記ガイド穴内に収容されている場合の変形された構成において、上記弾性変形可能な部分の変形は、上記複数のコンタクトプローブが上記下方ガイドの上記ガイド穴内に収容されていない構成に対して、上記カットのエリアの低減をもたらし得る。

さらに、上記弾性変形可能な部分は、少なくとも、上記下方ガイドの厚さに等しい長さに沿って長手方向に、すなわち、プローブ本体の長手方向軸に沿って延在している場合がある。

本発明の別の態様において、上記複数のコンタクトプローブが上記ガイド穴内に収容されていない構成において、上記弾性変形可能な部分の少なくとも一セクションにおける上記プローブ本体は、上記下方ガイドの上記ガイド穴の幅よりも大きい最大横方向長さを有する、すなわち、上記弾性変形可能な部分は、上記プローブ本体の残りの部分よりも多く、横方向に延在している場合がある。

本発明のなお別の態様によれば、上記複数のコンタクトプローブの被試験デバイスの接触パッドに接触するように構成され得る上記端部は、ベベル部を備えている。特に、このベベル部は、細長片に面するエッジにある。

本発明のなお別の態様によれば、上記複数のコンタクトプローブは、バックリングビームタイプのものであり、上記プローブ本体が変形を有する、バックリングビームタイプのものであり得る。

本発明のなお別の態様によれば、上記導電部は、上記ガイドの面上に配置され得る。

最後に、上記導電部は、互いに電気的に絶縁された複数のメタライゼーション状である場合があり、および、上記複数のコンタクトプローブに対する複数の導電部を形成するように構成される。

本発明による試験ヘッドの特徴および利点は、添付図面を参照して、限定でない例により表すその実施形態の以下の説明から明らかになるであろう。

本発明による試験ヘッドを概略的に示す。 第１の構成における、本発明による試験ヘッドのコンタクトプローブを概略的に示す。 第２の構成における、本発明による試験ヘッドのコンタクトプローブであって、その弾性変形可能な部分が、プローブがその中に収容されている、そのガイド穴の壁との接触により、変形させられる、コンタクトプローブを概略的に示す。 ２つの異なる構成における、代替的な実施形態による試験ヘッドのコンタクトプローブを示す。 ２つの異なる構成における、代替的な実施形態による試験ヘッドのコンタクトプローブを示す。

上記図を、および特に図１の例を参照すれば、本発明による試験ヘッドを、２０で全体的に、および概略的に示す。

留意すべきは、複数の図が、概略図を表しており、および、縮尺通りに描かれていないが、その代わりに、それらが、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である。さらに、複数の図では、異なる構成要素は概略的に描かれ、それらの形状は、所望の適用分野に応じて異なる。さらに、留意すべきは、複数の図では、同一の参照番号が、形状または機能において同一の構成要素を表していることである。最後に、１つの図において示す実施形態に関して説明した特定の特徴は、他の図において示す他の実施形態にも適用可能である。

試験ヘッド２０は、半導体ウェーハ２３上に集積された電子デバイス（たとえば高周波デバイス）の試験を行うための装置（図示せず）と接続するように構成される。

試験ヘッド２０は、試験ヘッド内に摺動収容され、半導体ウェーハ２３上に集積された被試験デバイスを試験装置と接続することが意図された、複数のコンタクトプローブ１０を備える。複数のコンタクトプローブ１０を収容するために、試験ヘッド２０は、複数のコンタクトプローブ１０がそれらを通って摺動することができるガイド穴４０ｈを備えた少なくとも１つのガイド４０を備える。

各コンタクトプローブ１０は、それぞれの接触パッドに接触するように構成された第１の端部１０ａおよび第２の端部１０ｂ間に長手方向軸Ｈ－Ｈに沿って延在しているプローブ本体１０’を備える。例として、（接触先端とも呼ばれる）第１の端部１０ａが、半導体ウェーハ２３上に集積された被試験デバイスの接触パッド２２に接触するように構成される一方、（接触ヘッドとも呼ばれる）第２の端部１０ｂは、参照数字２５で識別されるスペーストランスフォーマまたはプリント回路基板（ＰＣＢ）の接触パッド２４に接触するように構成される。明らかに、添付図面における端部１０ａおよび１０ｂは、先のとがった形状で終端するが、それらは、それに限定されるものでなく、ニーズおよび／または状況に適した任意の形状を有し得る。

ガイド４０は下方ガイドであり、および、よって、当該技術分野において知られているように、それは、被試験デバイスに接触することが意図された第１の端部１０ａに最も接近しているガイドである。

プローブ本体１０’は好ましくは、方形または矩形の断面を有している（すなわち、それは好ましくは、棒状である）が、本発明はそれに限定されるものでない。たとえば、プローブ本体１０’は、円形セクション、またはニーズおよび／もしくは状況に適した任意の他のセクションも有し得る。いずれにせよ、プローブ本体１０’は、少なくとも１つの壁Ｗを有しており、その表面は平坦であり（たとえば、方形または矩形のセクションを有するプローブの場合）、または曲線状であり（たとえば、円形セクションを有するプローブの場合）、この壁は、ガイド穴のそれぞれの壁と接触するように構成され得る。

本発明によれば、コンタクトプローブ１０は、「バックリングビーム」として当該技術分野において知られているタイプのプローブであり、すなわち、それは、その長さ全部において、一定の断面（好ましくは方形または矩形）のものを有し、プローブ本体１０’は、略中央の位置における変形を有し、被試験デバイスの試験中に、屈曲し、さらに変形するように構成される。

以下に説明するように、プローブ本体１０’の変形は一般に、試験ヘッド２０のいわゆるシフトプレートガイド構成であって、一対のガイドがまず、それぞれのガイド穴を位置合わせするように重ね合わせられる、シフトプレートガイド構成により、実現される。その後、コンタクトプローブ１０がこれらのガイド穴内に一旦挿入されると、上記複数のガイドは間隔が空けられ、それらの間にエアギャップを形成し、次いで、それらがシフトさせられ、プローブ本体１０’の上記変形をもたらす。

この場合、コンタクトプローブ１０は、被試験デバイスのパッド２２との接触中にさらに屈曲するのに適しており、この屈曲は、ここでは屈曲方向として示す特定の方向におけるプローブの横方向変位を定める。特に、ガイドの相対シフトは、コンタクトプローブ１０の屈曲方向、および、関連した端部の移動方向を定める。この移動は、コンタクトプローブ１０の少なくとも１つの第１の壁が、ガイド穴の対応する壁に接触することをもたらし、クリアランスが、コンタクトプローブ１０の第２の壁と、ガイド穴の反対側の壁との間に規定され、または、コンタクトプローブ１０の対向壁のいずれもが、ガイド穴の対応する対向壁に接触し得る。すなわち、屈曲中に、プローブの１つまたは複数の壁Ｗ（特に、屈曲方向に沿って互いに対向している２つの壁）は、それらの中にコンタクトプローブ１０が収容されたガイド穴の壁に接触する。

さらに、複数のコンタクトプローブ１０の屈曲中に（特に、当該技術分野においてオーバートラベルとして示される、複数のプローブの垂直方向の移動中に）、プローブ本体１０’とガイド穴の壁との間の摺動接触が起こる。

よって、プローブ本体１０’は、少なくとも部分的に、試験ヘッド２０の下方ガイド４０のガイド穴４０ｈ内に挿入されるように構成された部分Ｐを備えており、コンタクトプローブ１０の移動中に、この部分Ｐは、このガイド穴４０ｈとの接触、特に、摺動接触を行う。

（被試験デバイスのパッドのレイアウトによる）電源およびグランド信号の固定位置、およびプローブの形状は、試験ヘッド内部の信号のインピーダンスの制御を制限し、それらは、他の近い信号により信号プローブに対してもたらされる雑音の制御を制限し、これは、試験ヘッドの周波数性能を制限する。

この理由で、高周波アプリケーション（特に、ＲＦアプリケーション）では、複数のグランドプローブ（およびさらに、複数の電源プローブ）は、ガイド上のメタライゼーションにより、特に、同じ領域の複数のプローブを短絡され、および、短絡させられることで試験ヘッド内部のグランド接触を利用可能にすることにより、考えられる遮蔽を接続する。さらに、デバイス上のいくつかのグランド／電源領域を有するデバイスであって、次いで、ＰＣＢ上で接合されるデバイスの場合、メタライゼーションが、電源と、関連するグランドとの間のループインダクタンスが低減させられることを可能にする。

たとえば、被試験デバイスの所定の電源が、ヘッドの単一のプローブであって、同じ電源を共有し電源信号を搬送する他のプローブと短絡させられる、ヘッドの単一のプローブにより、接触させられる場合を考えてみる。この場合、この電源信号の電流が、この領域のプローブすべてを短絡させるメタライゼーションに接触すると、それは、短絡させられたプローブすべてのうちで分割し、それにより、この電流がＰＣＢまで単一のプローブ内に拘束されている場合と比較して、インダクタンス、および等価抵抗が低減させられることを可能にする。

よって、ガイド上のメタライゼーションまたは導電部であって、上記メタライゼーションがプローブ群を短絡させ、および共通の導電面を作る、ガイド上のメタライゼーションまたは導電部の存在が、雑音が低減させられること、および、試験ヘッドの周波数性能が向上させられることを可能にすることが明らかである。

この目的で、本発明によれば、図１に示す試験ヘッド２０の下方ガイド４０は、ガイド穴４０ｈの少なくとも１つの群の穴（参照番号４０ｈ’）を含み、上記穴を電気的に接続し、および、コンタクトプローブの対応する群であって、同じタイプの信号を搬送するように構成され、特に、定められたグランドもしくは電源または動作信号領域を搬送することが意図された、コンタクトプローブの対応する群に接触し、および、上記群を短絡させるように構成された少なくとも１つの導電部２１を備える。

たとえば、導電部２１により、互いに短絡させられた複数のコンタクトプローブ１０は、グランド信号を搬送するように構成された複数のコンタクトプローブである場合があり、電源信号を搬送するように構成された複数のコンタクトプローブである場合がある。すなわち、試験ヘッド２０内では、下方ガイド４０のメタライゼーションにより互いに短絡させられ、および、ガイド穴４０ｈの群４０ｈ’内に収容された複数のコンタクトプローブは、試験ヘッド性能のその後の向上をともなって、同じグランドまたは電源信号を搬送するように構成される。

さらに、上述したように、短絡させられた複数のプローブは、たとえば、ループバック手法において行われるように、被試験デバイスと、試験ヘッド２０にインターフェース接続された試験装置との間で入出力動作信号を搬送するように構成された複数のコンタクトプローブでもあり得る。いずれにせよ、導電部２１は、試験ヘッド内に共通の導電面を形成するようなものである。

明らかに、試験ヘッド２０は、任意のタイプの信号を搬送するための、ガイド上に任意のやり方で配置され（または、その中に埋め込まれた）任意の数の導電部２１を備え得る。たとえば、導電部は、（図１に示すように、）ガイド４０の上方面Ｆ１上に、およびその下方面Ｆ２上に配置される場合があり、および、それは、上記ガイド内部に形成される場合がある。

さらに、複数のグランドプローブを短絡させる第１の導電部、および、ガイドの反対側の面上、または（たとえば、中間ガイド、もしくは図示していないさらなる下方／上方ガイドなどの）別のガイド上にも配置された、複数の電源プローブを短絡させる第２の導電部の存在をもたらすことが可能であり、および、たとえば、出願人名義のＰＣＴ出願第ＰＣＴ／ＥＰ２０１７／０８２１８０号に開示されたような多くの他の構成が備えられ得る。この導電部の製造方法は、特定のものに限定されるものでなく、たとえば、それは、セラミックガイド上に導電性材料を蒸着することにより、形成され得る。

すなわち、本発明は、ニーズおよび／または状況に基づいて設定され得る、複数の導電部の数および配置により、制限されるものでない。

いずれにせよ、重要なことは、少なくとも１つの導電部２１が、共通の導電面であって、上記面が、いくつかのコンタクトプローブ（すなわち、穴の群４０ｈ’内に収容された複数のコンタクトプローブ１０）を互いに対して電気的に接続し、上述したように、試験ヘッド２０の全体性能を向上させることができる共通の導電面が形成されることを可能にすることである。

さらに、導電部２１は、群４０ｈ’のガイド穴の壁４０ｈＷの少なくとも一部分を覆い、それにより、特に、コンタクトプローブ１０が、上述した摺動接触を行う、コンタクトプローブ１０により接触させられる、ガイド穴のメタライズ部を形成する。

好ましくは、導電部２１は、ガイド穴の壁の一部またはすべてを完全に覆う場合があり（この場合メタライズ部は穴の壁４０ｈＷ全体と一致）、または、導電部２１がガイド穴の壁４０ｈＷを部分的に覆う構成を備えることが可能である。

導電部２１の重要性を考慮すれば、デバイスの試験中の、複数のコンタクトプローブ１０と導電部２１との間の（特に、複数のプローブと、複数のガイド穴のメタライズされた壁との間の）最適な接触を確実にする必要性が存在しており、特に、プローブと穴との間の上述した摺動接触を常に確実にする必要性が存在している。

図２および３によりよく示すように、有利には、本発明によれば、複数のコンタクトプローブ１０と導電部２１との間の電気接続を改善するために、下方ガイド４０のガイド穴４０ｈ内に挿入された部分Ｐは、ガイド穴４０ｈの壁４０ｈＷとの接触により、弾性変形させられるように構成され、この部分Ｐは、この変形に応じて反力をこの壁４０ｈＷに対して作用させるように構成され、この弾性反力は矢印Ｆにより図３に示される。

図２および３間の比較から分かり得るように、弾性変形可能な部分Ｐはよって、第１の構成であって、それが静止状態にあり、変形させられていない第１の構成（たとえば、プローブがガイド穴内に挿入されていない場合、図２）から、第２の構成であって、この部分Ｐがガイド穴４０ｈの壁４０ｈＷとの接触により変形させられ、それが、反力Ｆをこの壁４０ｈＷに対して作用させる第２の構成に切り替わるように構成される（図３）。

すなわち、別の観点によれば、ガイド穴４０ｈの壁４０ｈＷは、コンタクトプローブ１０の部分Ｐに対して、この部分を弾性変形させる力Ｆ’を作用させ、この部分Ｐは、この壁４０ｈＷに対する推力Ｆを、それに対して反応して作用させる。プローブと、ガイド穴の壁との間のこの接触は、弾性変形可能な部分Ｐの、そのバランス位置（すなわち、それがガイド穴内に挿入されていない位置）からの移動を定め、この反力Ｆを発生させる。

このようにして、受けた変形に対する反応として、部分Ｐは、その弾性が理由で、ガイド穴４０ｈの壁４０ｈＷに対する推力を作用させ、および、プローブと穴との間の最適な摺動接触を確実にするようなものである。

力Ｆは、構成に応じていくつかの値を有する可能性があり、たとえば、それは約０．０１Ｎ（概して＜１ｇ）であり得る。

弾性変形可能な部分Ｐの存在が、コンタクトプローブ１０と、ガイド穴４０ｈのメタライズされた壁４０ｈＷとの間の摺動接触の品質が改善され、従来技術に関して報告された課題を解決することを可能にすることが、明らかである。実際に、変形により、部分Ｐは、複数のプローブの屈曲中の摺動が常に最適に確実にされるように力Ｆをこの壁に対して作用させる。

好ましくは、弾性変形可能な部分Ｐは、コンタクトプローブ１０の第１の端部１０ａに対して近接して配置さ、すなわち、コンタクトプローブが試験ヘッド２０内に収容されている場合、それは下方ガイド４０にある。上述したように、第１の端部１０ａは、被試験デバイスのパッドに接触するように構成されたプローブ部分であり、本発明の意味合いでは、試験ヘッド２０の通常の動作中、被試験デバイスに最も接近しているプローブ部分である。すなわち、第１の端部１０ａとの語が、被試験デバイスに対して最も接近しており、接触先端で終端し、および、場合によっては下方ガイド４０内に収容されたプローブ部も備えるプローブ部分を意味することを当業者は確かに認識する。

本発明の有利な、および好ましい実施形態では、プローブ本体１０’は、このプローブ本体１０’の複数の異なる部分を互いに離間させる貫通カットＣを備えており、それにより弾性変形可能な部分Ｐを画定し、特に、その形状を画定する。

特に、図２および３の実施形態においてよりよく表すように、上記カットＣは、上記部分Ｐが、プローブ本体１０’から延在している（常に、参照記号Ｐで示す）細長片またはアーム状であるように、互いに異なる少なくとも２つの方向に沿って延在している。この細長片は、接続ゾーンＺにおいてプローブ本体１０’に接続され、および、上述したように、上記カットＣにより、プローブ本体１０’の残りの部分と離間させられる。

それにより、図３に示すように、弾性変形可能な細長片Ｐは好適には、プローブの移動中にガイド穴４０ｈの壁４０ｈＷに接触するように構成され、この壁４０ｈＷとの接触により、変形させられる。特に、細長片は、プローブ本体１０’の内側に屈曲させられ、この変形後、ガイド穴４０ｈの壁４０ｈＷに対して反力Ｆを作用させ、試験中の最適な摺動接触を確実にする。

本発明の実施形態では、弾性変形可能な細長片は、（常に参照系Ｈ－Ｈで示す）その長手方向軸に対して、参照記号Ｃ’で識別された湾曲セクションを備える。

このようにして、一実施形態では、図２においてみられ得るように、湾曲セクションＣ’はプローブ本体１０’から突出しており、および、プローブが一旦ガイド穴内に導入されると、プローブ本体の内側に屈曲させられ、所望の機械的干渉を形成し、上記力を発生させるセクションである。

例として、上記カットＣは、少なくとも２つの異なる方向に沿って集束レーザ光を移動させて、細長片Ｐ、および、プローブ本体１０’の残りの部分から細長片を離間させるカットエリアを画定する、導電性基板のレーザ切断により、作られ得る。明らかに、さらに他の製造方法も可能である。

一般に、複数のコンタクトプローブ１０が複数のガイド穴４０ｈ内に収容されていない構成では、上記弾性変形可能な部分Ｐの少なくとも１つのセクションにおけるプローブ本体１０’は、下方ガイド４０の複数のガイド穴４０ｈの幅よりも大きい、（軸Ｈ－Ｈに直交している軸に沿って測定される）最大横方向長さＴを有する。すなわち、弾性変形可能な部分Ｐは、プローブ本体１０’の残りの部分よりも大きく、横方向に延在しているので、プローブは、これらのガイド穴内に挿入された変形可能な部分Ｐにおける複数のガイド穴のそれらよりも大きい最大横方向寸法を有する。

上述したように、変形可能な部分Ｐが、湾曲セクションＣ’を備えた細長片の形状を有する場合、この細長片は、特にこの湾曲セクションＣ’において、プローブ本体の残りの部分よりも多く、横方向に延在している。

下方ガイド４０の穴内の複数のプローブの挿入および取り出しを容易にするために、複数のコンタクトプローブの端部１０ａは、ベベル部１１を、特に、アームＰに面するエッジにおいて備える。すなわち、ベベル部１１は、カットエリアに面しており、および、細長片Ｐが形成された場合、プローブの端から一部の材料を除去することにより、形成される。

さらに、コンタクトプローブ１０が第１の構成において静止状態にある場合、細長片状部Ｐは、少なくとも、ガイド４０の厚さに対して等しい（好ましくは大きい）長さに長手方向に沿って、すなわち、プローブ本体１０’の長手方向軸Ｈ－Ｈに沿って、延在し得る。構成に応じて、この長さは１００μｍ～１０００μｍの間で変化する場合がある。

明らかに、上述した値は、例示的な値に過ぎず、および、本発明の範囲を限定するものでない。

弾性変形可能な部分としてふるまう細長片の存在は特に有利である。というのは、それにより、バランス状態に対するその変形を実現し、および、よって、穴の壁に対してこの細長片を押す傾向にある反力Ｆの発生を実現するのが簡単であるからである。このようにして、プローブ本体を外側に押すことにより、所望の摺動接触を確実にするこの保持部を、下方ガイドにおいて形成するのが簡単である。

しかし、上述した構成が好ましいものであるが、プローブが、弾性変形可能な部分Ｐであって、その変形に応じて、ガイド穴の壁に対して力を作用させるように構成された弾性変形可能な部分Ｐを備える、他の異なる構成を採用し得ることが認められる。

たとえば、（図４Ａおよび４Ｂに示す、）本発明の代替的な実施形態では、上記カットＣは、好ましくはこのプローブ本体１０’の略中央の位置において、たとえば、プローブ本体１０’の長手方向軸Ｈ－Ｈに対して平行な、単一の方向に沿って延在している場合があり、上記部分Ｐは上記プローブ本体１０’内のスロット状である。この場合、スロット状の弾性変形可能な部分Ｐは、コンタクトプローブ１０が下方ガイド４０のガイド穴内に挿入された場合に、このスロットが、ガイド穴４０ｈの複数の対向壁４０ｈＷに対する圧縮力Ｆ’を受け、および、それがこれらの壁に対して反力Ｆを作用させるように、プローブ本体の残り部分よりも大きく、横方向に延在している。また、この実施形態は、プローブと、下方ガイド４０のガイド穴の複数の壁との間の最適な摺動接触を確実にすることができる。

一般に、本発明によれば、コンタクトプローブ１０がガイド穴４０ｈ内に収容され、弾性変形可能な部分Ｐが、壁４０ｈＷとの接触により、変形させられる第２の構成では、この部分Ｐの変形は、カットＣのエリア（area）の低減をもたらす。特に、細長片は、プローブ本体１０’の中心に向けて押され、図２および３、ならびに図４Ａおよび４Ｂに示すように、その形状が接触摺動により、修正される一方でカットのエリアを低減させる。

弾性変形可能な部分Ｐは、好適には、プローブと穴との間の摺動接触が起こる下方ガイド４０におけるガイド穴４０ｈ内に挿入されるように構成されたプローブ本体１０’のエリア内に、よって、被試験デバイスに最も接近しているプローブ端において形成される。この実施形態は特に有利である。というのは、最善の周波数性能を実現するために、被試験デバイスにできる限り接近した状態で複数のプローブを短絡させることが好ましいからである。上記位置決めが理由で、弾性変形可能な部分Ｐは、プローブの屈曲中にガイド穴の対応する壁４０ｈＷに対して摺動することが意図されたプローブ本体１０’の壁Ｗにあり、この屈曲は、被試験デバイスのパッドとの、プローブの接触中に起こる。

図１をなお参照すれば、一実施形態では、試験ヘッド２０は、エアギャップＧにより、下方ガイド４０と離間させられた上方ガイド５０も備えており、この上方ガイド５０は、上述したように、プローブ本体１０’の変形を形成するために、好適には、下方ガイド４０からオフセットまたはシフトさせられている（すなわち、ガイド穴が互いにシフトさせられている）。上方ガイド５０は、複数のコンタクトプローブを摺動収容することが意図された複数のガイド穴５０ｈを備える。図１の限定でない例では、試験ヘッド２０は、垂直プローブヘッドであって、上記複数のプローブの第１の端部１０ａが、導体ウェーハ２３上に集積された被試験デバイスの複数の接触パッド２２に接触するように構成されている一方、第２の端部１０ｂが、試験ヘッド２０と関連付けられたスペーストランスフォーマまたはＰＣＢ２５の複数の接触パッド２４に接触するように構成された垂直プローブヘッドである。

上述した理由で、下方ガイド４０上に導電部２１を形成することが好ましいが、変形可能な部分が、上方ガイド上にも、たとえば、コンタクトプローブの保持を改善するために、形成されることを妨げるものはなく、および、状況が必要とする場合、この上方ガイド上にも導電部を形成することも可能である。

最後に、そのより一般的な形態では、試験ヘッド２０は、弾性変形可能な部分Ｐを備えた複数のコンタクトプローブと、この弾性変形可能な部分Ｐのない従来の複数のコンタクトプローブ（これらのプローブは本明細書中、複数のプローブ１０ｂｉｓとして示している）、たとえば、短絡させられるべきでなく、導電部に電気的に接続されるべきでない複数のコンタクトプローブとをいずれも備えている。

まとめれば、本発明は、ガイド穴内に収容されるべき弾性変形可能な部分、特に、それがその中に収容された、その、下方ガイドのガイド穴の壁により、弾性変形させられるように構成された部分を備えるように成形された複数のコンタクトプローブを有する試験ヘッドを提供する。それにより、ガイド穴の壁に対する接触により生じるその変形中に、この弾性変形可能な部分はこの壁に対する反力を作用させ、プローブと穴の壁との間の電気的および機械的接続を確実にする。特に、ガイド穴の壁に対して、プローブ部分により、作用させられる推力により、このガイド穴のメタライズされた壁との摺動接触が、ガイドの移動の存在下でも、試験工程中のプローブの移動中に常に確実にされる。

有利には、本発明によれば、弾性変形可能な部分の存在は、特に、試験中に、被試験デバイスのパッドに対する、その端の圧力によりもたらされるコンタクトプローブの移動および屈曲中に、コンタクトプローブと、ガイドのメタライズされた穴との間の最適な摺動接触を常に確実にすることができ、それにより、既知の解決策の課題すべてを解消する。プローブと、穴の壁のメタライゼーションとの間のこの接触の品質は、この壁に対する、変形させられた部分により作用させられる推力により、かなり向上させられ、この推力は、接触圧力およびの接触の品質を向上させる。すなわち、摺動接触が常に確実にされ、試験ヘッドの全体性能が向上する。

さらに、変形中にプローブにより作用させられる推力は、ガイドの移動の存在下でも、デバイスの試験中に、最適な電気的および機械的接触が常に維持されることを可能にする。

それにより、好適には、本発明によれば、ガイド上の導電板を介してコンタクトプローブの群を効率的に短絡させて、これらのプローブを収容する試験ヘッドの周波数性能を改善させることが可能である。

よって、本発明の試験ヘッドが、無線周波数領域においても高周波デバイスの試験に特に適していることは明らかである。

明らかに、当業者は、特定のニーズおよび仕様を満たすために、すべて、以下の請求項によって画定されるような、本発明の保護の範囲内に含まれる、いくつかの変更および修正を上記試験ヘッドに対して行い得る。

Claims (16)

1. 電子デバイスの機能を試験するための試験ヘッド（２０）であって、
   それぞれの接触パッドに接触するように構成されたそれぞれの端部（１０ａ，１０ｂ）間に、長手方向に延在しているプローブ本体（１０’）を備える複数のコンタクトプローブ（１０，１０ｂｉｓ）；
   前記複数のコンタクトプローブ（１０，１０ｂｉｓ）の摺動収容のためのガイド穴（４０ｈ）を備えた少なくとも１つの下方ガイド（４０）；および
   前記下方ガイド（４０）内の導電部（２１）
   を備えており、
   前記導電部（２１）は、前記ガイド穴（４０ｈ）の少なくとも１つの群（４０ｈ’）を含み、および、穴の前記群（４０ｈ’）内に収容され特定のタイプの信号を搬送するように構成された、前記複数のコンタクトプローブ（１０）の対応する群に接触し、前記群を短絡させるように構成され、
   少なくとも、前記穴の前記群（４０ｈ’）内に収容された前記複数のコンタクトプローブ（１０）は、前記群（４０ｈ’）の前記ガイド穴内に、少なくとも部分的に挿入されるように構成された弾性変形可能な部分（Ｐ）を備えており、
   前記部分（Ｐ）は、前記群（４０ｈ’）の前記ガイド穴内に収容された場合、前記ガイド穴の少なくとも１つの壁（４０ｈＷ）との接触により変形させられ、前記壁（４０ｈＷ）に対して反力（Ｆ）を作用させ前記電子デバイスの試験中の摺動接触を確実にする、試験ヘッド（２０）。
2. 少なくとも１つの前記導電部（２１）は、前記穴の前記群（４０ｈ’）の前記ガイド穴の前記少なくとも１つの壁（４０ｈＷ）の少なくとも一部分を覆い、前記弾性変形可能な部分（Ｐ）が接触するように構成された、前記穴のメタライズ部を形成する、請求項１に記載の試験ヘッド（２０）。
3. 前記穴の前記壁（４０ｈＷ）全体が前記導電部（２１）により覆われている、請求項２に記載の試験ヘッド（２０）。
4. エアギャップ（Ｇ）により前記下方ガイド（４０）と離間させられ、それぞれのガイド穴（５０ｈ）を備えた上方ガイド（５０）をさらに備えており、
   前記導電部（２１）および前記弾性変形可能な部分（Ｐ）が、被試験デバイスに最も接近しているガイドである前記下方ガイド（４０）においてのみ配置され、または、両方のガイド（４０，５０）において配置された、請求項１～３のいずれか１項に記載の試験ヘッド（２０）。
5. 前記下方ガイド（４０）および前記上方ガイド（５０）が互いにシフトさせられ、前記複数のコンタクトプローブ（１０，１０ｂｉｓ）それぞれの、前記第２の端部（１０ｂ）に対する、前記第１の端部（１０ａ）のオフセットをもたらす、請求項４に記載の試験ヘッド（２０）。
6. 前記弾性変形可能な部分（Ｐ）のない、複数のコンタクトプローブ（１０ｂｉｓ）も備える、請求項１～５のいずれか１項に記載の試験ヘッド（２０）。
7. 少なくとも１つの前記導電部（２１）は、グランド領域、電源領域の一方に対する、または、同じ動作信号を搬送する一組の前記複数のコンタクトプローブ（１０）に対する、共通の導電面を形成するように構成された、請求項１～６のいずれか１項に記載の試験ヘッド（２０）。
8. 前記複数のコンタクトプローブ（１０）の前記プローブ本体（１０’）は前記弾性変形可能な部分（Ｐ）において、前記プローブ本体（１０’）の異なる部分を互いに離間させ、前記部分（Ｐ）の形状を画定する貫通カット（Ｃ）を備える、請求項１～７のいずれか１項に記載の試験ヘッド（２０）。
9. 前記カット（Ｃ）が、少なくとも２つの異なる方向に沿って延在しており、および、細長片状で接続ゾーン（Ｚ）において前記プローブ本体（１０’）に接続され前記カット（Ｃ）により前記プローブ本体（１０’）の残りの部分と離間させられた前記弾性変形可能な部分（Ｐ）を画定し、
   前記細長片は、前記ガイド穴に収容されると、前記ガイド穴の前記壁（４０ｈＷ）に接触するように構成され、ならびに、弾性変形させられ前記反力（Ｆ）を前記壁（４０ｈＷ）に対して作用させるように構成された、請求項８に記載の試験ヘッド（２０）。
10. 弾性変形可能な前記細長片が、長手方向軸に対する湾曲セクション（Ｃ’）を備える、請求項９に記載の試験ヘッド（２０）。
11. 前記複数のコンタクトプローブ（１０）が前記下方ガイド（４０）の前記穴内に収容されている場合の変形された構成において、前記弾性変形可能な部分（Ｐ）の変形は、前記複数のコンタクトプローブ（１０）が前記下方ガイド（４０）の前記穴内に収容されていない構成に対して、前記カット（Ｃ）のエリアの低減をもたらす、請求項８～１０のいずれか１項に記載の試験ヘッド（２０）。
12. 前記弾性変形可能な部分（Ｐ）は、少なくとも、前記下方ガイド（４０）の厚さに等しい長さに沿って長手方向に延在している、請求項１～１１のいずれか１項に記載の試験ヘッド（２０）。
13. 前記複数のコンタクトプローブ（１０）が前記ガイド穴内に収容されていない構成において、前記弾性変形可能な部分（Ｐ）のセクションにおける前記プローブ本体（１０’）は、前記下方ガイド（４０）の前記ガイド穴（４０ｈ）の幅よりも大きい最大横方向長さ（Ｔ）を有する、請求項１～１２のいずれか１項に記載の試験ヘッド（２０）。
14. 前記複数のコンタクトプローブ（１０）の被試験デバイスのパッドに接触するように構成された前記端部（１０ａ）は、ベベル部（１１）を備えるように構成された、請求項１～１３のいずれか１項に記載の試験ヘッド（２０）。
15. 前記導電部（２１）が、前記下方ガイド（４０）の一面（Ｆ１，Ｆ２）上に配置された、請求項１～１４のいずれか１項に記載の試験ヘッド（２０）。
16. 前記導電部（２１）は、互いに電気的に絶縁された複数のメタライゼーションであり、前記複数のコンタクトプローブ（１０）に対する複数の導電部を形成するように構成された、請求項１～１５のいずれか１項に記載の試験ヘッド（２０）。

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