JP7187672B2 - テストコンタクト配列を修理するための方法および装置 - Google Patents

Description

本発明は、はんだ接続によってテストコンタクトキャリアのコンタクト面に接触させた複数のテストコンタクトを有するテストコンタクト配列を修理するための方法に関し、この方法は、テストコンタクトキャリア上に不正確に配置されたテストコンタクトを、掴持接触段階において、掴持工具を用い、伝熱面として実現された少なくとも１つの掴持面が、熱を伝導するテストコンタクトの面に載るように、本体端部で掴持するステップと、掴持接触段階中に、掴持工具の外面上で実現された吸収面を、照射レーザ光で処理するステップと、照射による処理中に、はんだ接続のはんだ材料において達した温度を測定するステップと、温度がはんだ材料の軟化点であるときに、不正確な位置を修正してテストコンタクトを所望の位置に置くように、掴持工具を少なくとも１つの軸上で移動させるステップとを含む。さらに、本発明は上記方法を実行するための装置に関する。

テストコンタクト配列を製造するための方法および装置のさまざまな実施形態が知られている。たとえば、ＷＯ２０１７／０２６８０２Ａ１に示される方法および装置では、個々のテストコンタクトを掴持工具で把持してテストコンタクトキャリアと接触させ、コンタクトキャリアのコンタクト面と接触させるために設けられた下端を、濡らすためにはんだ材料槽に浸漬させる。続いて、掴持工具を用いてテストコンタクトの下端をテストコンタクトキャリアのコンタクト面上に配置し、はんだ材料を照射レーザ光で処理することにより、テストコンタクトとテストコンタクトキャリアとの間をはんだ材料で接続する。

ＤＥ１０２００８０５１８５３Ａ１に開示されるテストコンタクト配列の製造方法および装置では、テストコンタクトキャリアのコンタクト面に既に塗布されているはんだ材料の上に、掴持工具を用いてテストコンタクトキャリアのコンタクト面に接触させるために設けられているテストコンタクトの下端を置き、掴持工具内に設けられた照射路を通して照射されるレーザ光でテストコンタクトを処理することによってはんだ材料を溶融させ、テストコンタクトキャリアとテストコンタクトとの間のはんだ接続を実現する。

２つの周知の方法およびこれらの方法に使用される装置によって製造されたテストコンタクト配列に対しては、品質を保証するための適切な品質管理を行うことが可能であり、したがって、テストコンタクト配列を支障なく使用することが可能であり、対応する、許容誤差から外れたテストコンタクト配列は、不良品とみなされると判断される。

特に光源を用いた品質管理は、テストコンタクトの上端に実現されテストコンタクト配列を用いるときにウェハのコンタクト面との接触を実現するコンタクト先端が、必要なピッチでありかつ共通のコンタクト面に配置されているか否かをテストするのに役立つ。

本発明の目的は、テストコンタクトがテストコンタクトキャリア上に不正確に配置されていた場合にテストコンタクトの位置を修正することにより、テストコンタクト配列が不良品とみなされるのを防止することを可能にする、方法および装置を提案することである。

この目的を達成するために、本発明に係る方法は、請求項１の特徴を有し、本発明に係る装置は、請求項３の特徴を有する。

本発明に係る方法では、テストコンタクトキャリア上に不正確に配置されたテストコンタクトを、掴持接触段階において、掴持工具を用い、伝熱面として実現された少なくとも１つの掴持面が、熱を伝導するテストコンタクトの面に載るように、本体端部で掴持し、掴持接触段階中に、掴持工具の外面上で実現された吸収面を、照射レーザ光で処理し、照射による処理中に、はんだ接続のはんだ材料において達した温度を測定し、温度がはんだ材料の軟化点であるときに、不正確な位置を修正してテストコンタクトを所望の位置に置くように、掴持工具を少なくとも１つの軸上で移動させる。

本発明に係る方法により、テストコンタクトの不正確な位置を、テストコンタクト間の距離は必要なピッチのために短くテストコンタクトが不正確に配置された場合はさらに短いにもかかわらず、このテストコンタクトを掴持することで、修正することができる。この目的のために必然的に相応に小型の装置は、特に、はんだ材料が、はんだ材料接続を軟化させるのに必要な熱に、吸収面を介して間接的に晒されるので、可能になる。吸収面は、テストコンタクトの表面と熱導電性接触をなし、掴持工具の外面上に実現される。はんだ材料は掴持接触を介して熱に晒されるので、掴持工具内に照射路を設ける必要はなく、照射レーザ光の焦点をはんだ接続のはんだ材料に合わせる必要もない。そのため、不正確に配置されたテストコンタクトは隣接するテストコンタクトとの間の距離が短いので実現できないことが多い、定められた入射角度の調整を、通常は行うことができる。

この方法の好ましい変形に従うと、不正確な位置を特定するために、カメラユニットを用いてテストコンタクト配列を撮像し、画像処理ユニットを用いて、テストコンタクトの本体端部の本体端部座標を撮像による画像から求め、その後、掴持工具の掴持端部がテストコンタクトの本体端部に接して位置するように、掴持工具を本体端部座標の関数としての掴持位置に配置し、その後、掴持工具をその掴持端部とともに、画像処理を用いて画像から計算した所望の位置に移すことにより、不正確な位置を修正する。

不正確に配置されたテストコンタクトの本体端部を選択することにより、テストコンタクトの空間位置を特定するにはテストコンタクトの２つの面座標だけを求めれば十分になる。好都合には、これらの面座標を、掴持工具の掴持端部を配置するための空間座標として使用することができる。よって、テストコンタクトを掴持できる位置に掴持工具を配置するときに、掴持工具からテストコンタクトに、テストコンタクト配列に対する機械的負荷となる大きな負荷が伝達されることはない。代わりに、好ましくは内側端部として実現される掴持工具の掴持端部が、好ましくは外側端部として実現されるテストコンタクトの本体端部に載るので、掴持工具を掴持位置に配置するときに、最初に大きな負荷が伝達されることはなく、負荷の伝達は、テストコンタクトを所望の位置に移すときにのみ発生する。

テストコンタクト配列を修理するのに特に好都合である装置は、テストコンタクトの面に載るように構成された少なくとも１つの熱導電性掴持面を有する掴持工具と、掴持工具の外面上に実現され照射レーザ光を吸収する役割を果たす吸収面とを備え、吸収面は掴持面と熱伝導性接触をなすように配置され、装置はさらにレーザユニットを備え、レーザユニットはその光軸が吸収面に向けられ、装置はさらにはんだ材料の照射温度を測定するための温度測定ユニットを備える。

好ましくは、掴持工具は、外側端部として実現されるテストコンタクトの本体端部に接するように配置するための、内側端部として実現される掴持端部を有する。

吸収面が、外面に実現された材料突出部において実現され、掴持面が設けられた掴持工具の掴持要素の一部を形成する場合、吸収面と掴持面との間の伝熱経路内で伝熱抵抗が生じることはない。なぜなら、伝熱抵抗は互いに接触している異なる材料間の伝達で発生するからである。

材料突出部は、特に好ましくは、外面に対して鈍角をなして配置された吸収フランクを有する吸収ウェブとして実現されるので、テストコンタクトの鉛直軸に対する照射レーザ光の鋭角の入射角度を調整することができる。

以下、本発明の好ましい変形を、この文脈で用いられる装置の好ましい実施形態の例を用い、図面を利用しながらより詳細に説明する。

テストコンタクト配列の上方に配置された修理装置を示す図である。 図１に示されるテストコンタクト配列の側面図を示す。 テストコンタクト配列のあるテストコンタクトの不正確な位置を修正中の、図１に示される修理装置を示す図である。

図１は、テストコンタクトキャリア１２上に配置された複数のテストコンタクト１１を有するテストコンタクト配列１０を示す。図１と図２とを組み合わせた図から明らかなように、テストコンタクト１１は、下端１３を介してテストコンタクトキャリア１２のコンタクト面１４と接触しており、下端１３とコンタクト面１４との間の導電性機械的接触をはんだ接続１５で実現することが想定されており、このはんだ接続は、本件の場合は金属はんだで実現されるはんだ材料１６を有する。

図１と図２とを組み合わせた図からさらに明らかなように、テストコンタクト１１の各々は、コンタクト片持ち梁１８の自由端において実現されたコンタクト先端１７を有し、コンタクト片持ち梁１８は、その片持ち梁基部１９においてテストコンタクト基部２０に接続されており、このテストコンタクト基部は、先に述べたように、その下端１３を介してテストコンタクトキャリア１２に接続されている。

テストコンタクト配列１０を目的通りに使用するには、個々のテストコンタクト１１のコンタクト先端１７を、共通コンタクト面ＫＥにおいて共通コンタクト軸ＫＡ上に配置する必要がある。図１に一例として示されるように、正確に配置された一連のテストコンタクト１１の中で、テストコンタクト２１は不正確な位置にあるので、不正確な位置に配置されたテストコンタクト２１のコンタクト先端１７は、正確に配置されたテストコンタクト１１のコンタクト先端１７の共通コンタクト軸ＫＡに位置していない。図１に示されるずれの場合、位置が不正確であると、テストコンタクト２１のコンタクト先端１７と隣接するテストコンタクト１１との間の距離がピッチに対応しないという状態も生じるが、テストコンタクト２１のコンタクト先端１７は共通コンタクト軸ＫＡ上にあるので、修正はＸ軸方向に行うだけでよい。

テストコンタクト２１の不正確な位置を修正するために、修理装置２２がテストコンタクト配列１０の上方に位置しており、この修理装置は、掴持工具２３に加えてレーザユニット２４と温度測定ユニット２５とを有する。

図３は、掴持接触段階における動作中の修理装置２２を示す。この段階において、掴持工具２３は、不正確に配置されたテストコンタクト２１を掴持している。図３に示されるように、掴持工具２３は、工具本体２６において、工具本体２６に固定的に接続された第１掴持要素２７と、掴持要素２７に対して移動可能な掴持要素２８とを有する。掴持要素２７は、テストコンタクト２１の面３９に載せるための掴持面３８を有する。加えて、内側端部として実現される掴持端部２９が掴持要素２７において実現されている。この掴持端部２９は、掴持接触段階において外側端部として実現されるテストコンタクト２１の本体端部３０に載っている。この場合の上記本体端部３０は、テストコンタクト２１のコンタクト片持ち梁１８によって実現されるテストコンタクト２１の上端によって実現されている。

掴持工具２３は、この場合、４つの軸上で移動させることができる、すなわち、図３に示される座標軸Ｘ、ＹおよびＺの方向に移動させることができ、かつ、Ｚ軸を中心として旋回させることができる。この掴持工具２３は、テストコンタクト２１の不正確な位置の関数として制御され、本体端部座標Ｋ_１（Ｘ_Ｋ１，Ｙ_Ｋ１，Ｚ_Ｋ１）およびＫ_２（Ｘ_Ｋ２，Ｙ_Ｋ２，Ｚ_Ｋ２）は、最初に、カメラユニット３６（図１）を用い続いて画像処理を用いて生成されたテストコンタクト配列１０の画像から求められ、上記本体端部座標は本体端部３０の空間位置を明確に特定する。

掴持工具２３の座標系Ｘ_Ｇ、Ｙ_Ｇ、Ｚ_Ｇについて、掴持端部座標Ｇ_１およびＧ_２はわかっている。これらは、内側端部として実現される掴持端部２９の位置を明確に特定し、よって、掴持工具２３の掴持端部２９が（図３に示されるように）テストコンタクト２１の本体端部３０に載るように掴持工具２３を空間的に配置するために、掴持工具２３の軸制御を、掴持端部座標Ｇ_１およびＧ_２が本体端部座標Ｋ_１およびＫ_２上で撮像されるように実現する、または、対応する掴持端部座標の座標変換を行う。掴持工具２３とテストコンタクト２１との間の所望の相対配置（図３に示される）は、このようにして実現される。

テストコンタクト２１の位置を掴持工具２３で変更できるようにするための前提条件として、上記相対配置を出発点として掴持工具２３からテストコンタクト２１上に負荷を伝達できるようにするために、掴持工具２３とテストコンタクト２１との間に摩擦接続を実現する。（図３に示されるように）上側の本体端部３０の領域において掴持要素２７および２８間でテストコンタクト２１を締め付けるように、可動掴持要素２８を掴持要素２７に対して移動させる。たとえば、ここでは、工具本体２６および掴持要素２７において実現された真空チャネル３７を介し、コンタクト片持ち梁１８とテストコンタクト基部２０との間で実現されたテストコンタクト間隙３１（図２）を通して、図３において一点鎖線で示されるように真空を可動掴持要素２８に作用させるように、摩擦接続を実現することができる。

テストコンタクト２１を、図３に示される不正確な位置から、図３において一点鎖線で示される所望の位置にするために、最初に吸収面３３を照射する。吸収面３３は、掴持要素２７の外面３２において実現され、この場合は掴持要素２７と一体の吸収ウェブ３４において実現されており、吸収ウェブ３４は、吸収面３３を実現するために吸収フランク３５を有する。図３に示されるように、吸収フランク３５は、掴持要素２７の面３２に対して鈍角αをなすように配置されているので、レーザユニット２４を、レーザビーム経路の光軸ＯＡがテストコンタクト２１の鉛直軸Ｈに対して鋭角βをなすように、配置することができる。吸収フランク３５が照射で処理されるので、掴持要素２７が加熱され、この熱は、掴持要素２７の面３８とテストコンタクト２１の面３９との接触を介してテストコンタクト２１に伝達され、それとともに、はんだ接続１５のはんだ材料１６が対応して加熱される。

はんだ材料１６の軟化温度に達するまで吸収フランク３５を照射で処理すると、テストコンタクト２１を、複数軸の方向であってもよい、掴持工具２３の対応する移動により、所望の位置に移動させることができる。所望の位置において、テストコンタクト２１のコンタクト先端１７は、正しく配置されている隣接するテストコンタクト１１のコンタクト先端１７との共通接触軸ＫＡ上にある。

温度測定ユニット２５は、軟化温度に達したと判断し、たとえば赤外線測定ユニットとして実現されてもよく、そうすると、はんだ材料１６の温度を、はんだ材料１６から反射された照射Ｒから求めることができ、レーザユニット２４は、この温度に達すると、対応してオフに切り替えることができ、掴持工具２３は、指示されると複数軸の方向に移動させることができる。

Claims (6)

1. はんだ接続（１５）によってテストコンタクトキャリア（１２）のコンタクト面（１４）に接触させた複数のテストコンタクト（１１，２１）を有するテストコンタクト配列（１０）を修理するための方法であって、前記方法は、
   前記テストコンタクトキャリア（１２）上に不正確に配置されたテストコンタクト（２１）を、掴持接触段階において、掴持工具（２３）を用い、伝熱面として実現された少なくとも１つの掴持面（３８）が、熱を伝導する前記テストコンタクト（２１）の面（３９）に載るように、本体端部（３０）で掴持するステップと、
   前記掴持接触段階中に、前記掴持工具（２３）の外面（３２）上で実現された吸収面（３３）を、照射レーザ光で処理するステップと、
   前記照射による処理中に、前記はんだ接続（１５）のはんだ材料（１６）において達した温度を測定するステップと、
   前記温度が前記はんだ材料（１６）の軟化点であるときに、前記不正確な位置を修正して前記テストコンタクト（２１）を所望の位置に置くように、前記掴持工具（２３）を少なくとも１つの軸上で移動させるステップとを含む、方法。
2. 前記不正確な位置を特定するために、カメラユニット（３６）を用いて前記テストコンタクト配列（１０）を撮像し、画像処理ユニットを用いて、前記テストコンタクト（２１）の本体端部（３０）の本体端部座標（Ｋ_１，Ｋ_２）を前記撮像による画像から求め、その後、前記掴持工具（２３）の掴持端部（２９）が前記テストコンタクト（２１）の前記本体端部（３０）に接して位置するように、前記掴持工具（２３）を前記本体端部座標（Ｋ_１，Ｋ_２）の関数としての掴持位置に配置し、その後、前記掴持工具（２３）をその掴持端部（２９）とともに、前記画像処理を用いて前記画像から計算した所望の位置に移すことにより、前記不正確な位置を修正することを特徴とする、請求項１に記載の方法。
3. はんだ接続（１５）によってテストコンタクトキャリア（１２）のコンタクト面（１４）に接触させた複数のテストコンタクト（１１，２１）を有するテストコンタクト配列（１０）を修理するための装置であって、前記装置は、
   前記テストコンタクト（２１）の面（３９）に載るように構成された少なくとも１つの熱導電性掴持面（３８）を有する掴持工具（２３）と、
   前記掴持工具（２３）の外面（３２）上に実現され照射レーザ光を吸収する役割を果たす吸収面（３３）とを備え、前記吸収面（３３）は前記掴持面（３８）と熱伝導性接触をなし、前記装置はさらに、
   レーザユニット（２４）を備え、前記レーザユニットはその光軸ＯＡが前記吸収面（３３）に向けられるように構成され、前記装置はさらに、
   前記はんだ接続（１５）のはんだ材料（１６）の照射温度を測定するための温度測定ユニット（２５）を備える、装置。
4. 前記掴持工具（２３）は、外側端部として実現される前記テストコンタクト（２１）の本体端部（３０）に接するように配置するための、内側端部として実現される掴持端部（２９）を有することを特徴とする、請求項３に記載の装置。
5. 前記吸収面（３３）は、前記掴持工具（２３）の前記外面（３２）に実現された材料突出部において実現され、前記掴持面（３８）が設けられた掴持要素（２７）の一部を形成することを特徴とする、請求項３または４に記載の装置。
6. 前記材料突出部は、前記外面（３２）に対して鈍角αをなして配置された吸収フランク（３５）を有する吸収ウェブ（３４）として実現されることを特徴とする、請求項５に記載の装置。

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