JP6752829B2 - 高周波適用に適したバーチカルプローブをもつ試験ヘッド - Google Patents

Description

本発明は、複数のバーチカルプローブを含む、特に、高周波適用の試験ヘッドに関する。

より詳細には、本発明は、複数の接触プローブを含む、テスト中のデバイスの機能を検証するバーチカルプローブ試験ヘッドに関する。接触プローブの各々は、第１端及び第２端の間に延在する本体を有し、第２端は、テスト中のデバイスの接触パッドへの当接に適した接触チップである。

本発明は、ウェハーに集積された電子機器をテストする試験ヘッドに関するが、これに限定されるものではない。以下の説明では、説明を簡潔にするためにのみ、当該応用分野を参照する。

よく知られているように、試験ヘッド（プローブヘッド）は、電気的または一般的な機能テストを行う試験装置の対応するチャネルにミクロ構造の複数の接触パッドを電気的に接続するために適したデバイスである。集積された回路に行われるテストは、製造段階において、欠陥のある回路を検出し、絶縁するために有効である。通常、試験ヘッドは、チップを含むパッケージ内で、切断及び組み立てを行う前に、ウェハーの集積された回路を電気的にテストするために使用される。試験ヘッドは、基本的に、複数の可動接触要素、即ち、相互に平行な実質的に板状の少なくとも一対のサポートまたはガイドによって保持される接触プローブを含む。これらの板状サポートは、適切なホールを備え、接触プローブの移動及びあり得る変形のための自由空間即ち、ギャップを残すために、相互に所定距離離間して配置される。板状サポートの対は、詳細には、板状上サポート及び板状下サポートを含む。両サポートは、接触プローブが軸に沿ってスライドするガイドホールを各々が備え、プローブは、通常、電気的及び機械的特性がよい特殊合金ワイヤでつくられている。

試験プローブとテスト中のデバイスの接触パッドとの接触がよいことは、デバイスに試験ヘッドを押し付けることで確実となる。接触パッドは、２つの板状サポートの間でギャップ内の曲がり、及び、ガイドホール内のスライドが生じるように、押し付けることによる接触の間、上及び下板状サポートにつくられるガイドホール内で、移動可能である。この種類の試験ヘッドは、通常、「バーチカルプローブ」をもつ試験ヘッドと呼ばれる。

基本的に、バーチカルプローブをもつ試験ヘッドは、接触プローブの曲がりが発生するギャップを有し、簡潔な例示を行う図１に示されるように、当該曲がりは、プローブの適切な構成またはサポートにより支援され得る。図１では、試験ヘッドに通常含まれる複数のプローブの内１つの接触プローブだけが、示されている。

詳細には、図１の試験ヘッド１は、各々が、少なくとも１つの接触プローブ４がスライドするガイドホール３Ａ及び２Ａを各々が有する、通常「下ダイ」と呼ばれる板状下サポート３、及び、通常「上ダイ」と呼ばれる板状上サポート２を、少なくとも含む。

接触プローブ４の端部は、テスト中のデバイス５及び（図示しない）試験装置の間の電気的及び機械的接触を実現するために、テスト中のデバイス５の接触パッド５Ａに当接することを意図する接触チップ４Ａをもつ。試験機器の試験ヘッド１は端末要素を形成する。

用語「接触チップ」は、テスト中のデバイスまたは試験機器に接触することを意図される接触プローブの端部範囲即ち領域を意味し、当該端部範囲即ち領域は尖鋭である必要はない。

ある場合、接触プローブは、板状上サポートでヘッドにしっかりと固定されている。試験ヘッドはブロックプローブ試験ヘッドと呼ばれる。

しかしながら、より多くの場合、しっかりと固定されていないプローブをもつ試験ヘッドが使用される。試験ヘッドは、例えば、ミクロ接触ホルダーによって、いわゆるボードとインターフェイスをとり続ける。試験ヘッドは非ブロックプローブ試験ヘッドと呼ばれる。ミクロ接触ホルダーは、通常、「スペーストランスフォーマ」と呼ばれる。プローブに接触する以外に、試験中のデバイスの接触パッドに対してその上につくられた接触パッドを空間的に再配分することが可能であるためである。詳細には、パッドの中心間の距離制限を緩和する。この場合、図１に示されるように、接触プローブ４は、スペーストランスフォーマ６の複数の接触パッドのパッド６Ａに向かう、接触ヘッド４Ｂとして示される、他の接触チップを有する。プローブ４とスペーストランスフォーマ６との間の電気的によい接触は、スペーストランスフォーマ６の接触パッド６Ａに対して接触プローブ４の接触ヘッド４Ｂを押し付けることによるテスト中のデバイス５との接触と同様に確実とされる。

板状上及び下サポート２及び３は、適切には、接触プローブ４の変形を許容するギャップ７によって分離される。最後に、ガイドホール２Ａ及び３Ａは、接触プローブ４のスライドを許容する大きさに設定される。試験ヘッドがいわゆる「シフトプレート」技術でつくられる場合、「バックルビーム」とも呼ばれる接触プローブ４は、直線状につくられる。サポートのシフトは、プローブの本体の曲げを生じ、スライドするガイドホールの壁面との摩擦によるプローブの所望される保持を生じる。この場合、シフトプレートによる試験ヘッドとして参照される。

プローブの曲がりの形状及び曲がりに必要な力はいくつかのファクタ、例えば、プローブを構成する合金の物理的特性及び板状上サポートのガイドホールと、板状下サポートの対応するガイドホールとの間のオフセット値、に依存する。

試験ヘッドの適切な動作は、基本的に、２つのパラメータに左右される。接触プローブの縦方向の移動、即ち、オーバートラベル及び、プローブの接触チップの横方向の移動、即ち、スクラブである。例えば、薄い酸化物層または膜の形態の不純物を除去する接触パッドの表面のスクラッチを許容するために、接触チップのスクラブを確実とすることは重要である。これにより、試験ヘッドにより行われる接触が改善される。これらの全ての特性は、試験ヘッドの製造段階で評価され、較正される。これにより、試験中のデバイスとプローブとの間、詳細には、プローブの接触チップとテスト中のデバイスの接触パッドとのよい電気的接続が常に保証される。デバイスの接触パッドにプローブの接触チップを押し付けることによる接触が、パッドまたはプローブの損傷の原因となる可能性が高くないことが保証されることも重要である。

この問題は、制限された長さ、詳細には、５０００μｍよりも短い長さをもつ棒状本体を有するプローブ、いわゆる短プローブで特に感じられる。この種類のプローブは、例えば、プローブの低減された長さが関連する自己インダクタンス事象を制限する高周波適用に使用される。詳細には、「高周波適用」は、１０００ＭＨｚより高い周波数をもつ信号を扱うことができるプローブを意味する。しかしながら、この場合、プローブの低減された長さは、プローブの硬さを急激に増大する。硬さは、例えば、テスト中のデバイスの接触パッドの、各々の接触チップによって用いられる力の増加を伴う。硬さは、テスト中のデバイスを回復不能に損傷し、避けられるべき環境をパッドの損傷につなげる。より危険な方法で、接触プローブの硬さの増大は、本体の長さの低減により、プローブを損傷するリスクを増大する。

米国特許出願公開第２０１５／００１５２８９号 国際公開第２０１４／０８７９０６号

例えば、マルチパスプローブは、特許文献１に開示されている。実施例によれば、プローブはリーフをもつ構成を有する。また、特許文献２は、層構造を有し、３つのビーム部分を含むように形成された弾性変形部分を含む、電気接触プローブを開示する。オーバードライブ量及びプローブ圧を確実とし、接触プローブの高周波特性を改善するようにプローブの長さを短くすることを可能とする構成であるように、隣接するビーム部分は、ギャップを介して配置される。したがって、本発明の技術的課題は、５０００μｍより短い長さをもつプローブを有する高周波適用で使用することができる機能的及び構造的特性を有する試験ヘッドを提供することである。接触プローブの弾性は保証され、したがって、損傷するリスクは低減される。対応する接触パッドに当接する際に対応する端部に適用される力は、既知の技術によって実現される試験ヘッドを整える制限及び欠陥を解消する。

本発明の解決案は、対応する棒状本体に沿って延在する少なくとも１つの開口をもつプローブをもつ試験ヘッドを実現することである。これにより、プローブの硬さを低減することができ、圧力は接触パッドにプローブにより付与され、同時に、プローブの本体の十分な弾性を保証する。開口は、低減されたストレス、詳細には、曲げストレス、をもつ試験ヘッドの領域に配置された損傷しやすい部分を少なくとも有するように、配置される。

解決案に基づいて、技術的問題は、以下の試験ヘッドによって解決される。テスト中のデバイスの機能試験のためのバーチカル接触プローブをもつ試験ヘッドであって、前記試験ヘッドは、複数のバーチカル接触プローブを含み、各々のバーチカル接触プローブは第１及び第２端の間に所定長さ延在する棒状本体を有し、前記第２端は前記テスト中のデバイスの接触パッドに当接するように適応された接触チップであり、前記バーチカル接触プローブの各々の前記本体の長さは５０００μｍよりも短く、全長に延在し、複数のアームを画定する少なくとも１つの開口を含み、前記複数のアームは相互に平行であり、前記少なくとも１つの開口で離間され、前記バーチカル接触プローブの前記第１及び第２端に接続され、前記試験ヘッドは少なくとも１つの補助ガイドを含み、前記少なくとも１つの補助ガイドは、前記テスト中のデバイスによって画定される平面に平行な前記本体に沿って配置され、適切なガイドホールを含み、バーチカル接触プローブは、前記ガイドホールの各々を通ってスライドし、前記補助ガイドは前記バーチカル接触プローブの前記本体の危険部である前記少なくとも１つの開口の一端を含むギャップを画定するように適用され、前記危険部は前記本体の損傷しやすい領域であり、前記危険部は前記本体の残りに対して曲げストレスが低い、もしくはないように、前記ギャップに配置されている。

危険部は断面の変化が明らかに生じる部分に対応し、機械的ストレスが顕著に集中する。より詳細には、本発明は、以下の追加的、かつ、必須ではない特性を、個別に、もしくは、必要であれば、組み合わせて含む。

本発明の他の態様によれば、試験ヘッドは、１つの下ガイド及び１つの上ガイドを少なくとも含み、前記１つの下ガイド及び１つの上ガイドは相互に平行であり、ガイドホールを含み、前記ガイドホールの内部に、バーチカル接触プローブの各々が収納され、スペーストランスフォーマの接触パッドに当接するように適応された接触ヘッドを有し、前記補助ガイドは、前記上ガイドまたは前記下ガイドの各々と共に、前記少なくとも１つの開口の一端を含む前記ギャップを画定する。この場合、試験ヘッドは、前記下、上及び補助ガイドの面と平行であり、バーチカル接触プローブがスライドする適切なガイドホールを含み、前記補助ガイドと前記下ガイドまたは前記上ガイドの間に配置される、前記バーチカル接触プローブの前記本体に沿って配置される補助ガイドを含み、前記補助ガイドは、前記下ガイドまたは前記上ガイドと共に、前記バーチカル接触プローブの前記本体の危険部である前記少なくとも１つの開口の他端を含む追加ギャップを画定し、ギャップは前記補助ガイドと前記補助ガイドとの間に画定され、前記本体の前記危険部を含まない。

本発明の他の態様によれば、前記ギャップは１０００μｍ〜４０００μｍ、好ましくは、２０００μｍ〜３０００μｍの長さを有し、前記ギャップ及び追加ギャップは１００μｍ〜５００μｍ、好ましくは、２００μｍ〜３００μｍの長さを有する。

本発明の他の態様によれば、前記バーチカル接触プローブは前記本体の全長に沿って、相互に平行であり、前記複数のアームを画定するように適応している、前記本体で実現されている複数の開口を含む。

本発明の他の態様によれば、前記バーチカル接触プローブは、前記開口に配置され、前記本体で画定される前記アームを相互に接続するように適応されている、マテリアルブリッジを含み、前記マテリアルブリッジは要素を強めるように働く。

詳細には、前記マテリアルブリッジは前記ギャップ内、または、前記ギャップ内に配置されている。本発明の他の態様によれば、バーチカル接触プローブの各々は、側方壁面の１つからである少なくとも１つの突出要素、即ち、ストッパーを含み、前記少なくとも１つのストッパーはガイドのガイドホールの壁面に対応し、前記バーチカル接触プローブの前記側方壁面に接して実現されている。試験ヘッドは、開口をもたないバーチカル接触プローブをさらに含み、開口をもつ前記バーチカル接触プローブは前記テスト中のデバイスのパワー領域に属する接触パッドに当接し、開口をもたない前記バーチカル接触プローブは前記テスト中のデバイスの信号領域に属する接触パッドに当接し、前記接触パッドは前記接触パッドより大きさ及びピッチが大きい。

本発明の他の態様によれば、開口をもたない前記バーチカル接触プローブは開口をもつ前記バーチカル接触プローブのプローブの直径よりも小さいプローブの直径をもつ。詳細には、開口をもつ前記バーチカル接触プローブは、第２信号、詳細には、入力／出力信号より電流値が高い第１信号、詳細には、供給信号を扱い、開口をもたない前記バーチカル接触プローブは前記第２信号を扱う。

最後に、開口をもつ前記バーチカル接触プローブと開口をもたない前記バーチカル接触プローブとは同じ長さを有する。

本発明の試験ヘッドの特性及び効果は、添付の図面を参照する限定を意図しない例示を説明する以下の記載から明らかである。

既知の技術によって実現する試験ヘッドを示す。 本発明の部分ではない試験ヘッドの例を示す。 本発明の試験ヘッドの代替的な例を示す。 本発明の試験ヘッドの代替的な例を示す。 本発明の試験ヘッドの代替的な例を示す。 本発明の試験ヘッドの代替的な例を示す。 本発明の試験ヘッドの代替的な例を示す。 本発明の試験ヘッドの代替的な例を示す。 本発明の試験ヘッドの代替的な例を示す。

図面、詳細には図２、を参照して、試験ヘッド２０について説明する。

図は、概要を表し、縮尺は正確ではない。むしろ、本発明の重要な特徴を強調して描画されている。また、図において、様々な部分が概略で示される。形状は、所望される応用によって変更され得る。

試験ヘッド２０は、複数の接触プローブを含む。接触プローブの各々は、テスト中のデバイスの接触パッドに当接するのに適した少なくとも１つの接触端部を有する。例示、簡潔さ、及び明瞭さのために、図において、曲がっていない構成での本体２２の長手方向の寸法である長さを所定量有する棒状本体２２を含む接触プローブ２１が１つだけ示される。

より詳細には、試験ヘッド２０は、いわゆる短プローブタイプであり、例えば、高周波適用に使用される。この場合、接触プローブ２１の各々は、５０００μｍよりも短い長さを有する。接触プローブ２１の各々は、本体２２と連続する、少なくとも１つの第１端部及び１つの第２端部、詳細には、接触ヘッド２４及び接触チップ２５、を有する。

図２に示される例において、プローブタイプは、自由本体タイプであり、例えば、セラミックの、サポート２７、詳細には、接触領域２７Ａに、しっかりと連結された、例えば、半田付けされた接触ヘッド２４を有する。接触チップ２５は、テスト中のデバイス２６の接触パッド２６Ａに当接するのに適している。

接触プローブ２１の各々は、本体２２に沿って、実質的に本体と同じ長さで、延在する開口２８を含む。即ち、接触プローブ２１の本体２２は、相互に、実質的に平行であり、開口２８によって分離され、端部、詳細には、接触ヘッド２４及び接触チップ２５で接続されている、少なくとも１つの第１アーム２２ａ及び１つの第２アーム２２ｂによって形成されている。

これにより、接触プローブ２１の硬さはかなり低減される。さらに、接触プローブ２１は、開口２８をもたない同じサイズの既知の接触プローブと比較して、テスト中のデバイス２６の接触パッド２６Ａへの力を低減する。

しかしながら、試験ヘッド２０の寿命の間、接触プローブ２１、詳細には、本体２２が受ける圧縮力及び曲げ力により行われるテストが、テスト中のデバイス２６の接触チップ２５と接触パッド２６Ａとの間の接触の数千回のタッチ動作の間、試験ヘッド２０の有用な寿命を大幅に低減する、損傷しやすい本体２２の少なくとも１つの危険部２８Ａ、詳細には、アーム２２ａ及び２２ｂの接合部の近く、が存在する。より詳細には、少なくとも１つの危険部２８Ａが接触ヘッド２４に近い開口２８の一端にあることを検証する。詳細には、危険部２８Ａは、断面に明確な変化が生じる部分に対応し、機械的ストレスの顕著な集中を決定する。

補助ガイド３０とテスト中のデバイス２６との間に、危険部２８Ａを含まないギャップ３１を画定するように、試験ヘッド２０は、本体２２に沿って配置され、通常平面であり、相互に平行なサポート２７またはテスト中のデバイス２６によって画定された面と平行な、少なくとも１つの板状サポート、即ち、補助ガイド３０を含む。結果的に、補助ガイド３０とサポート２７との間に、接触プローブ２１の少なくとも１つの危険部２８Ａが配置される、追加的なギャップ３１Ａも画定される。

即ち、実施例及び図２のローカルリファレンスを参照して、補助ガイド３０は危険部２８Ａの下及び近くに、本体２２に沿って配置される。

補助ガイド３０は、適切なガイドホール３０Ａ及びガイドホール３０Ａを通ってスライドする接触プローブ２１を備える。

補助ガイド３０によって画定される追加的なギャップ３１Ａは、低い、詳細には、ギャップ３１の曲げストレスより小さい、曲げストレスをもつ接触プローブ２１の部分に存在する。追加的なギャップ３１Ａは、追加的なギャップ３１Ａに含まれる危険部２８Ａの本体アーム２２の接合部分の近くの損傷の可能性を低減する。

補助ガイド３０のアンダーカット面と接触パッド２６Ａを含むテスト中のデバイス２６の面との間の距離として画定される、ギャップ３１は長さＬ１を有する。ギャップ３１の長さＬ１は１０００μｍ〜４０００μｍであり、好ましくは、２０００μｍ〜３０００μｍである。同様に、追加的なギャップ３１Ａは、補助ガイド３０のアンダーカット面の反対側の面と接触プローブ２１の接触ヘッド２４が接続されている、詳細には、半田付けされているサポート２７の面との間の距離として画定される長さＬ１Ａを有する。追加的なギャップ３１Ａの長さＬ１Ａは１００μｍ〜５００μｍであり、好ましくは２００μｍ〜３００μｍである。

図３Ａに示されるように、シフトプレートの試験ヘッド２０を実現することが可能であり、詳細には、少なくとも１つの板状サポート、即ち、下ガイド３２、通常「下ダイ」と呼ばれる、及び、少なくとも１つの板状サポート、即ち、上ガイド３３、通常「上ダイ」と呼ばれる、を含む。下ガイド３２及び上ガイド３３は、平面であり、相互に平行であり、その中を、複数の接触プローブがスライドする、ガイドホール３２Ａ及び３３Ａを各々含む。図では、簡潔さのために１つだけが示されている。

図３Ａに示される例において、試験ヘッド２０は固定されていないプローブタイプであり、接触プローブ２１の接触ヘッド２４はスペーストランスフォーマ２９の接触パッド２９Ａに当接するのに適している。

この場合も、接触プローブ２１の各々は、本体２２に沿って、実質的に、本体２２の全長について延在し、相互に実質的に平行であり、開口２８によって分離され、接触プローブ２１の端部、詳細には、接触ヘッド２４及び接触チップ２５で接続される、第１アーム２２ａ及び第２アーム２２ｂを画定する開口２８を含む。開口２８は、実質的に、接触ヘッド２４及び接触チップ２５が配置されている端部間の接触プローブ２１の本体２２に沿って展開するカット形状を有する。

本発明によれば、試験ヘッド２０は、通常相互に平行なテスト中のデバイス２６及びスペーストランスフォーマ２９の面に平行な下ガイド３２及び上ガイド３３の面に平行に本体２２に沿って配置された板状サポート、即ち、補助ガイド３０を少なくとも含む。

この場合も、補助ガイド３０及び下ガイド３２の間に、少なくとも１つの危険部２８Ａを含まないギャップ３１が定義されている。開口２８によって接触プローブ２１の本体２２にもたらされる危険部２８Ａは、試験ヘッド２０の動作の間接触プローブ２１が経験する、ストレス、即ち、曲げのストレスに続く損傷が生じる本体２２の部分として意図される。

上記したように、補助ガイド３０及び上ガイド３３の間に、危険部２８Ａが配置される追加ギャップ３１が定義される。

この場合、追加ギャップ３１Ａは、低い曲げストレスをもつ接触プローブ２１の部分に相当し、危険部２８Ａで、本体２２を損傷する可能性を低減する。

ギャップ３１は、補助ガイド３０のアンダーカット面とギャップ３１の内部の下ガイド３２の面との間の距離として定義される長さＬ１をもつ。長さＬ１は１０００μｍ〜４０００μｍであり、好ましくは２０００μｍ〜３０００μｍである。

追加ギャップ３１Ａは、補助ガイド３０のアンダーカット面の反対側の面と上ガイド３３のアンダーカット面との間の距離として定義される長さＬ１Ａをもつ。追加ギャップ３１Ａの長さＬ１Ａは１００μｍ〜５００μｍであり、好ましくは、２００μｍ〜３００μｍである。
本発明によれば、本体２２で実現されている少なくとも１つの開口２８を備える接触プローブ２１と、開口２８によって本体２２にもたらされる危険部２８Ａ、即ち、損傷しやすい領域を含む接触プローブ２１は、低い曲げストレスを受ける、もしくは、曲げストレスを受けない、追加的なギャップ３１Ａを画定するのに適した下ガイド及び上ガイド３２、３３と平行である、補助ガイド３０とを組み合わせた使用は、短バーチカルプローブ、即ち、５０００μｍより短い長さをもち、既知の試験ヘッドの寿命より長くはないとしても、比較可能な有用な寿命をもつ、高周波適用に適した試験ヘッド２０を実現させる。詳細には、開口２８の使用は、接触プローブ２１の本体の硬さを低減することができ、同時に、テスト中のデバイス２６の接触パッド２６Ａへのプローブの接触チップ２５の衝突圧力を低減することができる。一方、接触プローブ２１の危険部２８Ａを含む追加的なギャップ３１Ａを画定する補助ガイド３０の存在は、危険部２８Ａのプローブを損傷する可能性を低減し、もしくは、なくすことができる。
採用された手段の相乗効果により、本発明によって実現される接触ヘッドは、高周波適用に適し、過剰な硬さ、もしくは、開口の存在によってもたらされる危険部によりプローブを損傷する可能性を低減して、長い有用な寿命を有する。

図３Ｂに示される代替的な実施例によれば、試験ヘッド２０は、相互に、及び、通常相互に平行である、テスト中のデバイス２６及びスペーストランスフォーマ２０に平行な平面である下ガイド３２、上ガイド３３及び補助ガイド３０の面と平行に本体２２に沿って配置され、通常、補助ガイド３０と下ガイド３２との間に配置される、少なくとも１つの追加的なガイド３４を含む。

補助ガイド３４は、本体２２の、損傷しやすい危険部２８Ｂ、詳細には、接触チップ２５に近い開口２８の端部に位置する、アーム２２ａ及び２２ｂ、を包含する、追加ギャップ３１Ｂを画定することができる。

即ち、図３Ｂのローカルリファレンス及び実施例を参照して、補助ガイド３４が危険部２８Ｂの上及び近くに、本体２２に沿って配置される。

この場合、追加ギャップ３１Ｂは、曲げストレスが低い接触プローブ２１の部分に相当し、危険部２８Ｂで本体２２を損傷する可能性を低減する。

明らかに、補助ガイド３０及び上ガイド３３の間に、接触ヘッド２４に近い開口２８の端部で、危険部２８Ａが配置されている、追加ギャップ３１Ａを画定するために、上ガイド３３及び下ガイド３２の間に配置されている補助ガイド３０を含む試験ヘッド２０もあり得る。

同様に、この場合、試験ヘッド２０が、接触チップ２５に近い、開口２８の端部に位置する、損傷しやすい本体２２の危険部２８Ｂを包含する、追加ギャップ３１Ｂを画定するために、補助ガイド３０と下ガイド３２との間に配置されている、補助ガイド３４を含み得る。

図に示される例を参照して、補助ガイド３０及び補助ガイド３４の存在により、補助ガイド３０と補助ガイド３４との間に、危険部２８Ａ及び２８Ｂを含まない、ギャップ３１、補助ガイド３０と上ガイド３３との間に、危険部２８Ａが配置される追加ギャップ３１Ａ、補助ガイド３４と下ガイド３２との間に、危険部２８Ａが配置される追加ギャップ３１Ｂが画定される。

明らかに、この場合、ギャップ３１の長さＬ１は、補助ガイド３０の壁面と内部に面する補助ガイド３４との間の距離として画定される。また、追加ギャップ３１Ｂは、補助ガイド３４の壁面と内部に面する下ガイド３２との間の距離で意図される長さＬ１Ｂを有する。

追加ギャップ３１Ｂの長さＬ１Ｂについても、追加ギャップ３１Ａの長さＬ１Ａについて、図３Ａの例について上記した、同様の値の範囲をとることができる。図３Ｂに示される試験ヘッド２０の例は、危険部２８Ａ及び２８Ｂを、低いもしくは極めて低いストレス、詳細には、曲げによるストレスをもつ領域に包含する補助ガイド３０及びガイド３４によって、高周波適用に適するように開口２８を備える接触プローブ２１のストレス、詳細には、曲げによるストレスによる損傷の可能性を低減する。試験ヘッド２０は、適切な有用寿命期間、詳細には、既知の解決案よりも長い期間、をもつことが期待される。本発明による試験ヘッド２０の代替的な例によれば、開口によって分離され、相互に実質的に平行な、本体２２に沿った複数のアームを画定するのに適した複数の開口を含む、接触プローブ２１の本体２２を提供し得る。

例示を簡潔にするために、図４Ａにおいて、第１、第２、第３アーム２２ａ、２２ｂ、２２ｃを本体２２で画定することができる、第１開口２８及び第２開口２８’を少なくとも含む接触プローブ２１が示される。上記したように、開口２８及び２８’は接触ヘッド２４及び接触チップ２５の端部の間に、本体２２の全体にわたって延在する。例示だけのために示される、異なる長さをもつ複数の開口があり得る。

さらに、本発明によれば、試験ヘッド２０は、プローブが低いもしくは極めて低いストレス、主に、曲げのストレスを受ける、及び、開口２８及び２８’の端部に、少なくとも１つの危険部２８Ａが配置されている、追加ギャップ３１Ａを画定するのに適した少なくとも１つの補助ガイド３０を含む。図４Ａの場合のように、試験ヘッド２０は、開口２８、２８’の他端部に、危険部２８Ｂが配置されている、追加ギャップ３１Ｂを画定するのに適した、補助ガイド３４を含み得る。

代替的な実施例によれば、図４Ｂに示されるように、接触プローブ２１は、開口２８に配置され、開口によって画定される本体２２のアームを相互に接続するのに適した、実質的に、要素を強化するように働くマテリアルブリッジ３５を含む。本発明によれば、これらのマテリアルブリッジ３５は接触プローブ２１の危険部内に配置されている。

より詳細に、図４Ｂに示される例において、４つのマテリアルブリッジ３５Ａ、３５Ｂ、３５Ｃ、３５Ｄが示されている。これらは、第１アーム２２ａと第２アーム２２ｂとの間、第２アーム２２ｂ及び第３アーム２２ｃの間の危険部２８Ａ及び危険部２８Ｂにおいて、即ち、第１開口２８及び第２開口２８’に、対で配置されている。

代替的に、マテリアルブリッジ３５はギャップ３１内につくられ得る。詳細には、マテリアルブリッジ３５は、ブリッジでちょうど遮られている、非連続開口２８によって画定され得る。

最後に、シフトプレートタイプの試験ヘッドの場合、上ガイド３３に加えて、補助ガイド３０の存在がガイドホール３０Ａ及び３３Ａで接触プローブ２１のスライドをかなり増加することが検証され得る。

詳細には、接触プローブ２１の本体２２の所望される曲げを実現するために、相互に、下ガイド３２及び上ガイド３３が動くことはよく知られている。さらに、既存技術と同様に、及び、上記したように、試験ヘッド２０のプローブの所望される保持を実現するために、相互に、上ガイド３３及び補助ガイド３０を動かすことが可能である。しかしながら、上ガイド３３及び補助ガイド３０の相対的な動きで取得される接触プローブ２１の保持は、テスト中のデバイス２６もしくはスペーストランスフォーマ２９がない場合、試験ヘッド２０の外側でのスライドを接触プローブ２１で避けることはできない。同様に、下ガイド３２及び補助ガイド３４が、存在する場合、考慮され得る。

本発明の試験ヘッド２０の代替的な例によれば、図５Ａに示されるように、接触プローブ２１は、その壁面の１つで、対応する本体２２から突出する少なくとも１つの要素を含む。突出する要素は、詳細には、テスト中のデバイス２６もしくはスペーストランスフォーマ２９がない場合にも、接触プローブ２１が試験ヘッド２０から出ることを妨げるのに適した接触プローブ２１の停止手段を実現するために必要とされ、以下で、ストッパー２３として示される。ストッパー２３は接触プローブ２１の本体２２と統合される。

詳細には、ストッパー２６は、対応する接触プローブ２１の（図５Ａのローカルリファレンスの）上方移動を妨げることができる。

図に示されている好ましい例において、ストッパー２６は、接触プローブ２１の本体２２と統合され、接触プローブ２１の直径と比較可能なサイズ、詳細には、５〜４０μｍである、側方突出で本体２２から突出している、歯状である。比較可能であるとは、側方サイズと接触プローブ２１の直径との差が２０％より小さいことを意味する。直径という用語は、非円形断面の場合でも、最大横断サイズを意味する。

図５Ａに示される例において、ストッパー２６は、補助ガイド３０のガイドホール３０Ａの壁面に接触するのに適した接触プローブ２１の壁面２１ａから突出するギャップ３１に配置される。

ストッパー２３は、対応する試験ヘッド２０の通常動作の間、ストッパー２３が、補助ガイド３０に接触しないように、対応する接触プローブ２１の動きに干渉しないように、接触プローブ２１の本体２２に沿って配置される。これにより、ストッパー２３は、接触プローブ２１の上方への可能な動きに対してだけ働く。例えば、スペーストランスフォーマ２９を取り除く場合、たとえ、一時的であっても、プローブの接触ヘッド４とスペーストランスフォーマ２９の接触パッド２９Ａとが、所望されずに「付着」する場合に働く。

実際、ストッパー２３は、図５Ａのローカルリファレンスにおいて、接触プローブ２１が上方に移動しようとする場合、補助ガイド３０のアンダーカット面に当接することが保証され、ストッパー２３が突出する接触プローブ２１の壁面２１ａにちょうど当接する補助ガイド３０のガイドホール３０Ａの壁面に配置される。

ストッパー２３は、よく知られているように、強力なエアジェットにより通常行われる、詳細には、接触プローブを動かし得る、試験ヘッド２０の清掃動作の場合、接触プローブ２１の所望されない動きを妨げることができる。動きは、補助ガイド３０の存在により、ガイドホールでプローブを強くスライドさせることで、生じ得る。

さらに、従来では見られないように、接触ヘッド２４は、対応する接触プローブ２１の（図５Ａのローカルリファレンスで）下方へのスライドを妨げるように、上サポート３３に実現されているガイドホール３３Ａのサイズより大きいサイズをもつように、実現され得る。直径という用語は、非円形断面の場合でも、最大横断サイズを意味する。

代替的な例において、接触プローブ２１は、壁面２１ａの反対側の壁面２１ｂから突出し、追加ギャップ３１Ａに配置されるように実現されている、少なくとも１つのストッパー２３’を含む。詳細には、壁面２１ｂは上ガイド３３のガイドホール３３Ａの壁面への接触に適している。

上ガイド３３と補助ガイド３０との間の、即ち、追加ギャップ３１Ａの、ストッパー２３’の配置は、特に有用である。ストレスが低減された範囲であり、曲げからほとんど自由であるためである。このように、接触プローブ２１の壁面から突出する形状が必然的にストレス累積点を生じるストッパー２３で所望されない損傷が引き起こされるリスクがない。

様々なガイド３２、３３、３０または３４で実現されているガイドホールは、ストッパー２３で接触プローブ２１を通過させるように、適切なサイズを有する。

詳細には、ガイドホールは、接触プローブ２１の直径とストッパー２３の側方直径との和に、処理耐性のための値を加算した値に相当する直径でつくられる。

図５Ｂに示される例において、接触プローブ２１は、ギャップ３１に配置されるストッパー２３及び追加ギャップ３１Aに配置されるストッパー２３’を含む。ストッパー２３及び２３’は、接触プローブ２１の壁面２１ａ及び２１ｂから突出している。このような構成で、ストッパー２３、２３’は、ガイドホールの壁面に接触している接触プローブの壁面に存在する。これにより、試験ヘッド２０の接触プローブ２１の保持を強め、二重の力で、可能な上方への動きを妨げることを保証する。代替的に、ストッパー２３及び２３’は、接触プローブ２１の同一の壁面２１ａまたは２１ｂから突出する。

これにより、実際、少なくとも１つのストッパー２３及び２３’は、接触プローブ２１の壁面に接触するガイドホールの壁面なので、ガイドホールを通る動きで、プローブの曲げ、プローブのマウンティングアングル、から防がれている。図５Ｂで示されている例は、接触プローブ２１の単一のマウンティングアングルに使用され得る。

さらに、ストッパー２３、２３’は、同じ方向に同じサイズを有し、存在する場合、ガイド３２、３３、３０、３４のガイドホールを実現する場合、必要であるとみなされる最小の直径を最小化することを保証する。

（示されていない）例によれば、接触プローブ２１は、追加ギャップ３１Ａ及びギャップ３１に、対で、配置されている、接触プローブ２１の壁面から突出する少なくとも４つのストッパーを含み得る。

これにより、ストッパーの対がマウンティングアングルから、接触プローブ２１の所望されない上方への動きの場合、ガイドのアンダーカット壁面に当接するのに適しているという事実により、保持を強めることを保証し得る。

説明されている代替的な例において、試験ヘッド２０の通常動作の間、ストッパー２３は、対応する接触プローブ２１の動きと干渉しないように、ガイド３３または３０と接触しない。ストッパー２３は、例えば、スペーストランスフォーマ２９を取り除く場合に、接触プローブ２１の上方への動きを妨げるように働く。詳細には、ストッパー２３は、下サポート３２から、詳細には、対応するガイドホール３２Ａから接触プローブ２１の接触チップ２５がでることを妨げるように配置される。接触プローブ２１が所定位置に戻ると、接触チップ２５へのガイドホール３２Ａの位置合わせを新たに行わずに、接触チップ２５が接触プローブ２１を含む試験ヘッド２０を使用できなくする。

ストッパー２３は、ガイドから、例えば、図５Ａで示される場合のように補助ガイド３０から、詳細には、試験ヘッド２０の外側の下ガイド３２から突出する接触チップ２４の長さＬｐと下ガイド３２の厚さＳｐ、詳細には、対応するガイドホール３２Ａの高さ、との和、より短い値をもつ、補助ガイド３０のアンダーカット壁面から距離Ｄ、Ｄ＜Ｌｐ＋Ｓｐ、に配置されている。ストッパー２３の適した配置は、バックルビームタイプの接触プローブの場合、特に有用である。この場合、下ガイド３２のガイドホール３２Ａから接触プローブ２１の接触チップ２５の可能な抽出は、プローブを突然まっすぐにし、元の場所に戻す意図を妨げる。さらに、ストッパー２３は、ストッパー２３が接触プローブ２１を含む試験ヘッド２０の通常動作に干渉しないことを保証するために、最小値である５〜１０μｍより大きい距離Ｄに配置され得る。干渉の問題を防ぐために、距離Ｄは、１００μｍ、詳細には、１５０μｍより大きい距離となるように、選択されることが好ましい。

開口２８が備えられる接触プローブ２１は、プローブもしくは接触するパッドを損傷するリスクなしで、開口なしの従来の接触プローブに対してより高い直径を有するように実現され得る。

本発明による試験ヘッド２０の例は、図６に示される。

試験ヘッド２０は、開口２８をもち、上記したように実現されている複数の接触プローブ２１と、従来の方法で実現されており、長手方向の開口を有さない、２１Ｂで示される、複数の接触プローブと、を含む。

図に示される例において、試験ヘッド２０は、シフトプレートタイプであり、平面であり、相互に平行であり、開口なしの接触プローブ２１Ｂがスライド可能なガイドホール３２Ｂ及び３３Ｂを含む、下ガイド３２及び上ガイド３３を含む。

より詳細には、開口なしの接触プローブ２１Ｂは、スペーストランスフォーマ２９の接触パッド２９Ｂに当接するのに適した接触ヘッド２４Ｂと、テスト中のデバイス２６の接触パッド２６Ｂに当接するのに適した接触チップ２５Ｂと、を含む。

図に示される例において、試験ヘッド２０は、上記したように、開口なしの接触プローブ２１Ｂを収納するのに、適したガイドホール３０Ｂ及び３４Ｂを含む、少なくとも１つの補助ガイド３０及び補助ガイド３４を含む。

図６に示される試験ヘッド２０の接触プローブ２１及び２１Ｂは、同じ長さを有する。しかしながら、開口なしの接触プローブ２１Ｂは、開口２８をもつ接触プローブ２１の対応するプローブの直径よりも短いプローブの直径をもつ。したがって、これにより実現されるプローブは、適切な動作を保証するように適した弾性及び試験ヘッドに十分な有用な寿命を有する。

図６に示されているように実現される試験ヘッド２０を使用して、様々なピッチを有する統合されたデバイスをテストすることが可能である。

デバイスの様々な領域の様々な相対的な距離またはピッチをもつ２次元アレイの接触パッドをもつデバイスを実現することが許容される統合された回路を実現するために使用される技術が開発されていることが知られている。より詳細には、様々なピッチをもつ領域は、様々な信号を扱うために貢献する、様々なサイズをもつ接触パッドを含む。より詳細には、デバイスは、パワー領域と呼ばれ、パッドがより小さく、相互により近い、信号領域である、第２領域の対応する中心間の距離及び横断サイズより大きい、第１領域を、接触パッドが含む。この場合、マルチピッチのデバイスとして参照される。一般的に、第１パワー領域において、１Ａ程度の高電流値をもつ供給信号を扱うことができる。第２信号領域において、詳細には０．５Ａ程度の、より低電流値をもつ入力／出力信号を扱うことができる。

図６に示す本発明による試験ヘッド２０は、詳細には、第１パワー領域に開口２８を含む接触プローブ２１、及び、第２信号領域に開口をもたない接触プローブ２１Ｂを使用して、デバイスの試験を行うことができる。プローブはすべて同じ長さを有する。これにより、マルチピッチデバイスの試験が行われる。したがって、長さが５０００μｍより短い、プローブ本体の低減されたサイズにより、本発明によって実現される試験ヘッドは、高周波適用、詳細には、１０００ＭＨｚより高い周波数に適した動作特性をもつ。

詳細には、接触プローブの本体のカット形状開口の存在は、プローブの硬さを低減することができ、プローブの損傷の可能性を大幅に低減し、対応する接触チップにより与えられる圧力を適切に低減することが保証され、テスト中のデバイスの接触パッドの損傷を防ぐことができる。

開口の存在により損傷しやすい領域となる本体の少なくとも１つの危険部を含むように適切に配置されている、プローブの本体の低いまたは極めて低いストレスをもつ領域を画定するのに適した少なくとも１つの補助ガイドと、開口と、を組み合わせた使用は、適切な有用な寿命をもつ試験ヘッドを取得することを可能とする。接触プローブのスライドについて適切なガイドホールを含む少なくとも２つのガイドの存在が、スライドを強め、プローブの所望されない損傷がないことを保証する。

試験ヘッドの摩擦力の低減は、動作を強め、個々の要素の寿命を伸ばし、費用を節約する。

また、少なくとも１つのストッパーの存在は、試験ヘッドの適切な動作、詳細には、接触プローブの適切な保持を保証する。ストッパーは、詳細には、強力なエアジェット、詳細には、接触プローブを動かし得るエアジェットにより通常行われる試験ヘッドの清掃動作の場合、接触プローブの所望されない動きを妨げ、スペーストランスフォーマが取り除かれた場合も、試験ヘッド内に接触プローブを維持する。対抗力は、スペーストランスフォーマのパッドに対して接触ヘッドを保持する酸化物を壊すことを保証する、上サポートのガイドの対応するアンダーカット壁面にストッパーを当接することで実現される。試験ヘッドの通常動作の間、ストッパーはガイドに接触せず、対応する接触プローブ２１の動きに干渉しない。ストッパーは、スペーストランスフォーマに向かう、接触プローブの所望されない動きの場合にだけ働く。

詳細には、ストッパーは、接触プローブの接触チップが、下ガイドから、即ち、対応するガイドホールから、でる、これにより、詳細には、バックルビーム技術において、試験ヘッドが使用不能となる、ことを妨げるように形成される。また、停止手段、即ち、ストッパーが従来のフォトリソグラフィ技術またはＭＥＭＳ（Micro Electro-Mechanical System）技術、または、レーザ技術による金型から直接的に統合して製造されることで、接触プローブを容易に低価格で製造できる。

代替的な例によれば、本発明による試験ヘッドによれば、詳細には、接触パッドが大きいサイズ及びピッチを有する、第１パワー領域に開口を含む接触プローブ、及び、接触パッドが小さいサイズ及びピッチを有する、デバイスの第２信号領域に開口を有さない接触プローブを使用することで、マルチピッチデバイスの試験を行うことができる。これらのプローブの長さは等しい。

ここでは説明されない、本発明と同様の課題を有する様々な例、例えば、多くの開口及び単一の補助ガイドをもつ試験ヘッド、または、下ガイドの近くに配置されたストッパーもしくは多くのガイドをもつ試験ヘッドについても、本発明は含み得る。実施例に関する説明は、他の実施例についても適用可能であり、少なくとも２つを相互に自由に組み合わせ可能である。

特定の必要とされる目的をもつ上記試験ヘッドに対して、いくつかの変更が可能である。

Claims (13)

1. テスト中のデバイスの機能試験のためのバーチカル接触プローブをもつ試験ヘッドであって、
   前記試験ヘッドは、複数のバーチカル接触プローブを含み、
   各々のバーチカル接触プローブは第１端及び第２端の間に延在する所定長さの棒状本体を有し、
   前記第２端は前記テスト中のデバイスの接触パッドに当接する接触チップであり、
   前記バーチカル接触プローブの各々の前記棒状本体の長さは５０００μｍよりも短く、
   前記バーチカル接触プローブの各々の前記棒状本体は、全長に延在し、複数のアームを画定する少なくとも１つの開口を含み、
   前記複数のアームは相互に平行であり、前記少なくとも１つの開口で離間され、前記バーチカル接触プローブの前記第１端及び第２端に接続され、
   前記試験ヘッドは、平面であり、相互に平行であり、前記バーチカル接触プローブを各々が中に収納するガイドホールを各々が含む、１つの下ガイド及び１つの上ガイドを少なくともさらに含み、
   前記試験ヘッドは少なくとも１つの補助ガイドを含み、
   前記少なくとも１つの補助ガイドは、前記テスト中のデバイスによって画定される平面に平行であり、前記棒状本体に沿って配置され、適切なガイドホールを含み、
   前記バーチカル接触プローブは、前記ガイドホールの各々を通ってスライドし、
   前記補助ガイドは、前記バーチカル接触プローブの前記第１端及び／または第２端の近くに配置され、
   前記補助ガイドは、第１ギャップ及び／または第２ギャップ及び第３ギャップを含むギャップを画定する第１補助ガイド及び第２補助ガイドを含み、
   前記第１ギャップは、前記第１補助ガイドと前記上ガイドとの間に画定され、
   前記第２ギャップは、前記第２補助ガイドと前記下ガイドとの間で画定され、
   前記複数のアームの間の接合部に位置する前記棒状本体の部分である危険部は、前記第１ギャップ及び／または第２ギャップに位置し、
   前記危険部は前記棒状本体の損傷しやすい領域であり、
   前記危険部は、第１危険部及び第２危険部を含み、
   前記第１危険部及び第２危険部へかかる、曲げようとする力が前記棒状本体の他の部分と比較して低い、もしくはないように、前記第１危険部が前記第１ギャップに配置され、前記第２危険部が前記第２ギャップに配置されている、
   試験ヘッド。
2. 前記第１補助ガイド及び第２補助ガイドの両方を含み、
   前記第３ギャップは前記第１補助ガイドと前記第２補助ガイドとの間に画定され、前記バーチカル接触プローブの棒状本体の前記第２危険部も前記バーチカル接触プローブの前記棒状本体の前記第１危険部も含まない、
   請求項１に記載の試験ヘッド。
3. 前記第３ギャップは１０００μｍ〜４０００μｍの長さを有し、
   前記第１ギャップ及び第２ギャップは１００μｍ〜５００μｍの長さを有する、
   請求項１または請求項２に記載の試験ヘッド。
4. 前記第３ギャップは２０００μｍ〜３０００μｍの長さを有し、
   前記第１ギャップ及び第２ギャップは２００μｍ〜３００μｍの長さを有する、
   請求項１または請求項２に記載の試験ヘッド。
5. 前記バーチカル接触プローブは、前記棒状本体で実現されている第１開口及び第２開口を含み、
   前記第１開口及び第２開口は、前記棒状本体の全長に沿って延び、
   前記第１開口及び第２開口は相互に平行であり、
   前記第１開口及び第２開口は前記複数のアームの第１アーム、第２アーム、及び第３アームを画定する、
   請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の試験ヘッド。
6. 前記バーチカル接触プローブは、前記第１開口及び第２開口に配置されたマテリアルブリッジを含み、
   前記マテリアルブリッジは、前記複数のアームの前記第１アーム、第２アーム及び第３アームを相互に接続する、
   請求項５に記載の試験ヘッド。
7. 前記マテリアルブリッジは前記第１ギャップ内、第２ギャップ内、または、前記第３ギャップ内に配置されている、
   請求項６に記載の試験ヘッド。
8. 前記バーチカル接触プローブの各々は、前記バーチカル接触プローブの側方壁面の１つからでている少なくとも１つのストッパーを含み、
   前記少なくとも１つのストッパーは、前記ストッパーの上にある前記上ガイド及び／または下ガイドのガイドホールの壁面に対応して実現され、
   前記少なくとも１つのストッパーは、前記バーチカル接触プローブの前記側方壁面に接している、
   請求項１〜請求項７の何れか１項に記載の試験ヘッド。
9. 開口をもつ第１バーチカル接触プローブと、開口をもたない第２バーチカル接触プローブと、を含む、
   請求項１〜請求項８の何れか１項に記載の試験ヘッド。
10. 開口をもたない前記第２バーチカル接触プローブは、開口をもつ前記第１バーチカル接触プローブのプローブ直径よりも小さいプローブ直径をもつ、
    請求項９に記載の試験ヘッド。
11. 開口をもつ前記第１バーチカル接触プローブは第１信号を扱い、
    開口をもたない前記第２バーチカル接触プローブは第２信号を扱い、
    前記第１信号の電流値は、前記第２信号の電流値より高い、
    請求項９または請求項１０に記載の試験ヘッド。
12. 開口をもつ前記第１バーチカル接触プローブは供給信号を扱い、
    開口をもたない前記第２バーチカル接触プローブは入力／出力信号を扱う、
    請求項１１に記載の試験ヘッド。
13. 開口をもつ前記第１バーチカル接触プローブと開口をもたない前記第２バーチカル接触プローブとは同じ長さを有する、
    請求項９〜請求項１２の何れか１項に記載の試験ヘッド。