JP6407239B2 - 垂直型プローブモジュールのプローブホルダー - Google Patents

Description

本発明は、プローブカードのプローブモジュールに関し、詳しくは垂直型プローブモジュールのプローブホルダーに関するものである。

半導体チップテストを行う際、テスターはプローブカードを測定対象（Ｄｅｖｉｃｅ Ｕｎｄｅｒ Ｔｅｓｔ，ＤＵＴ）に電気的に接触させ、信号伝送および信号の解析を進めることによって測定結果を求める。
従来のプローブカードは回路基板およびプローブモジュールから構成されるか、それらおよびスペーストランスフォーマから構成される。スペーストランスフォーマは回路基板とプローブモジュールとの間に配置される。従来の垂直型プローブモジュールはホルダーと、ホルダーを縦方向に貫通する複数の垂直型プローブ（ｖｅｒｔｉｃａｌ ｐｒｏｂｅ）とを備える。複数の垂直型プローブ、例えポコピン（ｐｏｇｏ ｐｉｎ）は測定対象の電気接点に対応するように配列され、同時に測定対象の電気接点にプロービングを行う。

上述した垂直型プローブモジュールのプローブホルダーは、順に重なる上ガイドプレート、中ガイドプレートおよび下ガイドプレートを有する。上ガイドプレートおよび下ガイドプレートは複数の穿孔を有する。中ガイドプレートは上ガイドプレートと下ガイドプレートとの間に配置され、中空状を呈する。即ち中央に貫通溝を有する。つまり、上ガイドプレートの穿孔と下ガイドプレートの穿孔との間には貫通溝がある。
垂直型プローブは上ガイドプレートの穿孔、中ガイドプレートの貫通溝および下ガイドプレートの穿孔を貫通し、先端が下ガイドプレートに突出し、測定対象の電気接点にプロービングを行う。

測定対象の電気接点が非常に密集するのに対し、プローブモジュールにプローブを密集させ、大量に分布させる必要がある。プローブモジュールが同時に複数の測定対象にプロービングをできる平行測定プローブモジュール（Ｍｕｌｔｉ−ＤＵＴ ｐｒｏｂｅ ｈｅａｄ）である場合、さらにたくさんのプローブが必要である。
しかしながら、中ガイドプレートは中空状を呈するため、プローブモジュールの剛性を低下させるだけでなく、上ガイドプレートと下ガイドプレートとを弾性的に変形させる空間を生じる。かつプローブモジュールの大量のプローブが同時にプロービングを行う際に生じた反発力はプローブモジュールを湾曲させやすい。特に、平行測定プローブモジュール（Ｍｕｌｔｉ−ＤＵＴ ｐｒｏｂｅ ｈｅａｄ）のホルダーはガイドプレートの面積および中ガイドプレートの貫通溝の範囲が大きく、かつプローブの数が多ければ反発力が大きくなるため、湾曲および変形が起こりやすい。

本発明は、上述した欠点に鑑み、剛性が比較的よく、湾曲および変形を抑制できる垂直型プローブモジュールのプローブホルダーを提供することを主な目的とする。

上述した課題を解決するための垂直型プローブモジュールのプローブホルダーは下ガイドプレート、中ガイドプレート、少なくとも一つの上ガイドプレートおよび少なくとも一つの補強板を備える。下ガイドプレートは複数の下方穿孔を有し、複数のプローブは複数の下方穿孔に差し込まれ、装着される。中ガイドプレートは下ガイドプレートの上に固定され、少なくとも一つの貫通溝を有する。少なくとも一つの貫通溝は下方穿孔の上方に位置し、複数のプローブに貫通される。少なくとも一つの上ガイドプレートは中ガイドプレートの上に固定され、複数の上方穿孔を有する。複数の上方穿孔は中ガイドプレートの貫通溝の上方に位置し、複数のプローブは複数の上方穿孔に差し込まれ、装着される。少なくとも一つの補強板は中ガイドプレートの少なくとも一つの貫通溝内に固定され、複数の中間穿孔を有し、複数のプローブは複数の中間穿孔に差し込まれ、装着される。

本発明によるプローブホルダーは少なくとも一つの補強板を有するため、剛性が向上することによって湾曲および変形を抑制することができる。特に少なくとも一つの補強板と少なくとも一つの貫通溝とが相互に補い合う形に製作されれば、剛性がさらに良くなる。少なくとも一つの補強板は少なくとも一つの貫通溝内に固定され、ねじによって下ガイドプレートに締め付けられるが、これに限らない。

比較的好ましい場合、中ガイドプレートは貫通溝の少なくとも一つの辺縁部に突出した補強部を有する。中ガイドプレートの補強部はねじによって下ガイドプレートに固定され、プローブホルダーの剛性を向上させる。さらに好ましい場合、中ガイドプレートは貫通溝に二つの相対する補強部を有する、即ち、貫通溝の二つの相対する辺縁部に補強部を有し、良好な剛性を達成する。

比較的好ましい場合、下ガイドプレートは複数の中ガイドプレートの貫通溝に入り込む突起部を有する。少なくとも一つの補強板はねじによって下ガイドプレートの突起部に固定される。さらに好ましい場合、下ガイドプレートの突起部は二つの突起辺部を含む。二つの突起辺部は中ガイドプレートの貫通溝の二つの相対する辺縁部に位置する。一方、中ガイドプレートは貫通溝の二つの相対する辺縁部に突出した二つの補強部を有する。下ガイドプレートの突起部は二つの補強部の間に位置する中央突起部を含む。上述した手段により、下ガイドプレートの突起部はプローブホルダーの剛性を向上させ、中ガイドプレートと下ガイドプレートとを相互に安定させることができる。中央突起部は相当な範囲の貫通溝の中央に支持効果を生じ、良好な剛性を達成することができる。

比較的好ましい場合、プローブホルダーはさらに測定対象に対応する複数の検測エリアを有する。補強部および中央突起部は二つの隣り合う検測エリアの間に位置する。言い換えれば、プローブホルダーが平行測定プローブモジュール（Ｍｕｌｔｉ−ＤＵＴ ｐｒｏｂｅ ｈｅａｄ）のプローブホルダーになる場合、補強板、補強部および突起部はプローブホルダーの剛性を効果的に向上させることができる。補強部および中央突起部は相互に隣り合って相当な距離を置く検測エリアの間に支持効果を生じ、良好な剛性を達成する。

比較的好ましい場合、プローブホルダーは複数のプローブ装着ブロックを有する。プローブ装着ブロックは上ガイドプレート、補強板および貫通溝を有する。複数のプローブ装着ブロックは同じ下ガイドプレートおよび同じ中ガイドプレートを共用する。言い換えれば、複数枚の上ガイドプレートおよび補強板と、単一の中ガイドプレートおよび下ガイドプレートとを組み合わせてプローブホルダーを製作する設計はプローブホルダーの剛性を効果的に向上させることができる。

本発明による垂直型プローブモジュールのプローブホルダーの詳細な構造、特徴、組み立てまたは使用方法について、以下の実施形態の詳細な説明を通して明確にする。
また、以下の詳細な説明および本発明により提示された実施形態は本発明を説明するための一例に過ぎず、本発明の請求範囲を限定できないことは、本発明にかかわる領域において常識がある人ならば理解できるはずである。

本発明の一実施形態による垂直型プローブモジュールのプローブホルダーを示す斜視図である。 本発明の一実施形態による垂直型プローブモジュールのプローブホルダーを示す分解斜視図である。 本発明の一実施形態による垂直型プローブモジュールのプローブホルダーにおいて下ガイドプレートおよび中ガイドプレートが結合した状態を示す斜視図である。 本発明の一実施形態による垂直型プローブモジュールのプローブホルダーにおいて下ガイドプレート、中ガイドプレートおよび二つの補強板が結合した状態を示す斜視図である。 本発明の一実施形態による垂直型プローブモジュールのプローブホルダーを示す平面図である。 図５中の６−６線に沿った断面図である。 図５中の７−７線に沿った断面図である。 図５中の８−８線に沿った断面図である。

以下、本発明による垂直型プローブモジュールのプローブホルダーを図面に基づいて説明する。
（一実施形態）
本発明の一実施形態による垂直型プローブモジュールのプローブホルダー１０は、下ガイドプレート２０、中ガイドプレート３０、二つの上ガイドプレート４０および二つの補強板５０を備える。

本実施形態において、プローブホルダー１０は同時に複数の測定対象にプロービングをできる平行測定プローブモジュール（Ｍｕｌｔｉ−ＤＵＴ ｐｒｏｂｅ ｈｅａｄ）に適用される。詳しく言えば、プローブホルダー１０は四つの検測エリア１２（図１参照）を有する。
検測エリア１２は測定対象（図中未表示）に対応する。プローブホルダー１０の四つの検測エリア１２にプローブ（図中未表示）が配置してあれば、同時に四つの測定対象にプロービングを行うことができる。上述したとおり、本発明によるプローブホルダーは同時に複数の測定対象にプロービングをできるが、これに限らない。つまり、本発明によるプローブホルダーは単一の検測エリアしかなくてもよい。

図２に示すように、中ガイドプレート３０は中空状を呈し、二つの貫通溝３２を有する。貫通溝３２は二つの相対する辺縁部３２１、３２２に突出した補強部３４を有する。二つの補強部３４は相当な範囲の貫通溝３２を二つの連なるプローブ格納エリア３６に分割する。
二つの補強板５０と二つの貫通溝３２とは相互に補い合う形に製作される。詳しく言えば、補強板５０の外の輪郭の形は貫通溝３２の内側の形と同じであるが、補強板５０のサイズは貫通溝３２のサイズより小さい。

図３に示すように、中ガイドプレート３０は八つのねじ６１によって下ガイドプレート２０の上に固定される。そのうちの四つのねじ６１によって四つの補強部３４は下ガイドプレート２０に固定される。
図６および図８に示すように、ねじ６１は下ガイドプレート２０の下方から下ガイドプレート２０を貫通し、中ガイドプレート３０に締め付けられる。下ガイドプレート２０は四つのプローブ貫通エリア２２と、それらに形成された複数の下方穿孔２４とを有する。プローブ貫通エリア２２はプローブ格納エリア３６に対応する。下方穿孔２４は対応するプローブ格納エリア３６の下方に位置する。複数のプローブ（図中未表示）は下ガイドプレート２０の下方穿孔２４に差し込まれ、装着され、中ガイドプレート３０の貫通溝３２を貫通する。

図４に示すように、二つの補強板５０は五つのねじ６２によって下ガイドプレート２０に固定され、かつ中ガイドプレート２０の二つの貫通溝３２内に配置される。
図６および図８に示すように、ねじ６２は補強板５０の上方から補強板５０を貫通し、下ガイドプレート２０に締め付けられる。補強板５０は下ガイドプレート２０に固定されるが、これに限らない。つまり、貫通溝３２内に補強板５０を固定することさえできればよい。二つの補強板５０はそれぞれ二つのプローブ貫通エリア５２と、それらに形成された複数の中間穿孔５４とを有する。プローブ貫通エリア５２はプローブ格納エリア３６内に位置する。複数のプローブは複数の中間穿孔５４に差し込まれ、装着される。

図１に示すように、本実施形態において、プローブホルダー１０は二つのプローブ装着ブロック１４を有する。プローブ装着ブロック１４は二つの検測エリア１２、上ガイドプレート４０、補強板５０および貫通溝３２を有する。二つのプローブ装着ブロック１４は同じ下ガイドプレート２０および同じ中ガイドプレート３０を共用する。

図３に示すように、本実施形態において、下ガイドプレート２０は二つのプローブ装着ブロック１４に二つの突起辺部２６および一つの中央突起部２８を別々に有する。二つの突起辺部２６および一つの中央突起部２８は下ガイドプレート２０に締め付けられる三つの着脱可能な板体であるか、図６および図８に示すように、下ガイドプレート２０の基板と一体成型される。基板は二つの面積の比較的大きい突起辺部２６および一つの面積の比較的小さい中央突起部２８を含む。
突起辺部２６および中央突起部２８は中ガイドプレート３０の貫通溝３２に入り込む。貫通溝３２において、中央突起部２８は二つの相対する辺縁部３２１、３２２に突出した補強部３４の間に位置する。二つの突起辺部２６は別の二つの相対する辺縁部３２３、３２４に位置する。補強板５０は突起辺部２６および中央突起部２８に固定される。

図５および図７に示すように、二つの上ガイドプレート４０はそれぞれ八つのねじ６３によって中ガイドプレート３０に固定される。ねじ６３は上ガイドプレート４０の上方から上ガイドプレート４０を貫通し、中ガイドプレート３０に締め付けられる。
図２に示すように、二つの上ガイドプレート４０はそれぞれ二つのプローブ貫通エリア４２と、それらに形成された複数の上方穿孔４４とを有する。プローブ貫通エリア４２はプローブ格納エリア３６に対応する。上方穿孔４４は対応するプローブ格納エリア３６の上方に位置する。複数のプローブは上方穿孔４４に差し込まれ、装着される。

言い換えれば、プローブは上方穿孔４４、中間穿孔５４、下方穿孔２４に差し込まれ、装着され、貫通溝３２を貫通する。検測エリア１２に配置されるプローブの数は非常に多い（約１０００本から５０００本）。それに対し、数がプローブと同じで孔径が非常に小さい穿孔２４、４４、５４はプローブ貫通エリア２２、４２、５２に密集するように形成される。
本実施形態では、図面を簡単化し、穿孔を明確にするために、プローブ貫通エリア２２、４２、５２には五つの穿孔２４、４４、５４のみが表示される。また、図面の比率と実物の比率とは一致しない。

上述したとおり、プローブホルダー１０は補強板５０を有するため、剛性が向上する。プローブホルダー１０に差し込まれて配置された大量のプローブが同時に測定対象にプロービングを行う際、プローブホルダー１０は非常に大きい反発力に耐えても湾曲および変形を避けることができる。特に補強板５０と貫通溝３２とが相互に補い合う形に製作されれば、剛性がさらに良くなる。
一方、中ガイドプレート３０の貫通溝３２の辺縁部３２１、３２２に位置する補強部３４と、下ガイドプレート２０に位置する突起辺部２６および中央突起部２８とはプローブホルダー１０の剛性を向上させることができる。特に突起辺部２６および中央突起部２８はさらに中ガイドプレート３０と下ガイドプレート２０とを相互に安定させることができる。また、本実施形態は複数の補強板５０を貫通溝３２内に配置し、かつプローブの長さに応じて重なる補強板５０の枚数を調整することができる。

プローブホルダー１０が平行測定プローブモジュール（Ｍｕｌｔｉ−ＤＵＴ ｐｒｏｂｅ ｈｅａｄ）に適用される際、複数の検測エリア１２はプローブホルダー１０に配置され、同じ貫通溝３２は少なくとも二つ以上の検測エリア１２に共用される。このような配置によって設計の便をはかることができる。
隣り合う検測エリア１２の間に適当な距離を置く必要があるため、貫通溝３２は相当な範囲に保持される。補強部３４および中央突起部２８は二つの隣り合う検測エリア１２の間に位置するため、貫通溝３２および補強板５０の中央に支持効果を生じることができるだけでなく、同じプローブ装着ブロック１４の隣り合う検測エリア１２の間に支持効果を生じることができる。従って、剛性がさらに良好になる。

本発明によるプローブホルダーは上述に限らず、複数枚の上ガイドプレートおよび補強板と、単一の中ガイドプレートおよび下ガイドプレートとを組み合わせる方式を採用してもよい。例えば、本実施形態において、プローブホルダー１０は二つの上ガイドプレート４０および二つの補強板５０が単一の中ガイドプレート３０および単一の下ガイドプレート２０の上に配置されるため、剛性を効果的に向上させることができる。

以上、本発明は、上記実施形態になんら限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実施可能である。

１０ プローブホルダー
１２ 検測エリア
１４ プローブ装着ブロック
２０ 下ガイドプレート
２２ プローブ貫通エリア
２４ 下方穿孔
２６ 突出辺部
２８ 中央突起部
３０ 中ガイドプレート
３２ 貫通溝
３２１、３２２、３２３、３２４ 辺縁部
３４ 補強部
３６ プローブ格納エリア
４０ 上ガイドプレート
４２ プローブ貫通エリア
４４ 上方穿孔
５０ 補強板
５２ プローブ貫通エリア
５４ 中間穿孔
６１、６２、６３ ねじ

Claims (1)

1. 下ガイドプレート、中ガイドプレート、少なくとも一つの上ガイドプレート、および少なくとも一つの補強板を備え、
   前記下ガイドプレートは、複数の下方穿孔を有し、複数のプローブは複数の前記下方穿孔に差し込まれ、装着され、
   前記中ガイドプレートは、前記下ガイドプレートの上に固定され、少なくとも一つの貫通溝を有し、複数の前記下方穿孔は前記中ガイドプレートの前記貫通溝の下方に位置し、複数の前記プローブは前記中ガイドプレートの前記貫通溝を貫通し、
   少なくとも一つの前記上ガイドプレートは、前記中ガイドプレートの上に固定され、複数の上方穿孔を有し、複数の前記上方穿孔は前記中ガイドプレートの前記貫通溝の上方に位置し、複数の前記プローブは複数の前記上方穿孔に差し込まれ、装着され、
   少なくとも一つの前記補強板は、前記中ガイドプレートの前記貫通溝のサイズより小さく、前記中ガイドプレートの少なくとも一つの前記貫通溝内に固定され、複数の中間穿孔を有し、複数の前記プローブは複数の中間穿孔に差し込まれ、装着されることを特徴とする、
   垂直型プローブモジュールのプローブホルダー。

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