JPH0580146B2

JPH0580146B2 -

Info

Publication number: JPH0580146B2
Application number: JP63062106A
Authority: JP
Inventors: Aren Hooreru Teimoshii; Sutanrei Hoito Edowaado; Andore Waaruzu Roido
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1987-04-29
Filing date: 1988-03-17
Publication date: 1993-11-08
Also published as: DE3883590T2; EP0288801B1; EP0288801A3; CA1270069A; DE3883590D1; JPS63274154A; EP0288801A2

Description

【発明の詳細な説明】Ａ産業上の利用分野この発明は、再構成可能なプローブ・カード回
路を有するプローブ・カード装置に関するもので
ある。

Ｂ従来の技術半導体回路の製造時に、試験操作を行なうため
に、一時的に電気的接続を行なう必要がある場合
が多い。この接続を行なうため、半導体回路を製
造する際に、シリコン・ウエーハの表面上の各位
置に複数の超小型の試験用コンタクト・パツドを
設ける。次に複数の針状のプローブ・ピンを有す
るプローブ・カードを用いて、試験コンタクト・
パツドを機械的に接触させ、電気的に接続させ
る。

半導体回路への接触のためにプローブ・ピンを
用いる場合、各プローブ・ピンは次の２つの点で
整合していることが重要である。第１に、プロー
ブ・ピンの先端の形態が、試験コンタクト・パツ
ドの形態と正確に一致しなければならない。第２
に、各プローブ・ピンの先端は、すべてのコンタ
クト・ピンがほぼ同時に対応する試験コンタク
ト・パツドに接触するように、適切な平坦面上に
なければならない。しかし、このような重要な整
合を行なうためには、多大の技術と経験を要す
る。１度整合されても、プローブ・ピンは非常に
曲がり易いため、プローブ・カードはきわめて微
妙な装置である。

プローブ・カードのもうひとつの重要な特徴
は、プローブ・カードの回路が複数のプローブ回
路からなることであり、各プローブ回路はそれぞ
れ１本のプローブ・ピンと対応する。プローブ回
路には非常に多くの種類があるが、各プローブ・
ピンと対応するプローブ回路は、通常試験される
半導体回路の種類および適用される試験の種類に
よつて変わる。上記の依存性のために、各プロー
ブ・ピン用のプローブ回路は、半導体回路の種類
または試験操作が変わるたびに変えなければなら
ない。

従来、プローブ・カードは永久構造、すなわ
ち、プローブ・カードと一体となり、またはそれ
に永久的に取り付けたプローブ回路およびプロー
ブ・ピンを持つものとして製造されてきた。この
手法は、いくつかの点で欠点がある。第１に、多
数のプローブ・カードを製造し重要な整合を行な
い保存しインデクシングするには多大な費用を要
する。これらのプローブ・カードは再構成するこ
とができないため、わずかな回路変更で既存のプ
ローブ・カードに適するようになるとしても、プ
ローブ・カード回路を変更するたびに別のカード
を製作しなければならない。

さらに重要な欠点がある。多数の異なるプロー
ブ・カードを取り外したり取り付けたりしなけれ
ばならないことにより、過剰な取扱いが必要とな
るので、不適切な試験が行なわれたり、非常に微
妙な半導体回路またはプローブ・カードに損傷を
生じる確率がかなり高くなる。さらに、プロー
ブ・ピンを半導体回路とともに接点から取り外し
たり再び取り付けたりすることは、同じ半導体回
路に一連の異なる試験を適用しなければならない
場合、特に効率の悪い操作となる。

従来技術の１つの方法として、これらの欠点の
いくつかを改善したものがあり、“集積回路ウエ
ーハ用プローブおよびインターフエース装置
（Probe and Interface Device for Integrated
Circuit Wafers）”と題する1980年１月24日付
PCT国際公開番号WO 80／00101（Cerprobe
Corp.）に開示されている。この従来技術の方法
について、第５Ａ図ないし第５Ｃ図を参照して説
明する。

第５Ａ図に、結合コネクタ１０２に取り付けた
従来技術のプローブ装置１００の上面略図を示
す。コネクタ１０２から円形開口１０６へ、メタ
ライズした部分１０４が伸びている。この円形開
口１０６の拡大図を第５Ｂ図に示す。

複数の対応する保持手段１１２に取り付けられ
た複数のプローブ部材１１０が、この円形開口１
０６の中心に向かつて突出している。保持手段１
１２は、当該の保持溝１１４中に取外し可能に保
持され、当該のメタライズ部分１０４に電気的に
接続されている。

次に第５Ｃ図は、プローブ部材１１０に電気的
に接続したプローブ回路１１６を有する、１つの
Ｌ字形保持手段１１２が拡大図である。各プロー
ブ部材１１０用のプローブ回路は取外し可能な保
持手段１１２上に形成されているため、プローブ
装置１１０を別のプローブ・カード回路に再構成
できることがわかる。

この特徴は、多くの点で永久プローブ・カード
の方法にまさる利点がある。第１に、プローブ装
置１００は当該のいずれかの保持手段１１２を交
換することにより再構成または修理が可能である
点で、融通性が得られる。これにより、わずかな
変更が必要である場合も、大幅な変更が必要な場
合も、プローブ装置１００は再構成することがで
きる。さらに利点として、簡単なＬ字形の保持手
段構造を製造するほうがプローブ装置全体を製造
するより安価であるため、多大な製造上の節約が
実現される。

第５Ａ図ないし第５Ｃ図の方法は、永久プロー
ブ・カードの方法よりも改良された方法ではある
が、いくつかの点でなお欠点があることが判明し
ている。第１に、プローブ・カード回路を再構成
するために、最大24個のＬ字形保持手段１１２を
保持溝１１４から取り外して、新しい保持手段と
交換する必要がある。各保持手段１１２の交換時
に、新しいプローブ部材１１０をそれぞれ他のプ
ローブ部材と整合させるには、多大の技術と経験
を要する。この操作は非常に時間を要し、近くの
プローブ部材１１０が機械的に接触したり、重要
の整合が乱れたりする危険がある。

もう一つの欠点として、試験操作に変更が生じ
るたびに、プローブ装置１１０を半導体回路との
接触から外し、手直しをして再び取り付けなけれ
ばならない。これも、特に同じ半導体回路で一連
のプローブ試験を適用する場合は効率の悪い方法
である。

従来技術のこれらの欠陥のため、プローブ回路
の再構成に便利なプローブ・カード装置と方法が
以前から必要とされて来た。さらに、プローブ・
ピンの交換を必要とせず試験コンタクト・パツド
との接触からプローブ・ピンを取り外すことを必
要としない、再構成が容易なプローブ・カード装
置と方法が以前から必要とされて来た。

Ｃ発明が解決しようとする問題点この発明の目的は、プローブ・カード回路の再
構成に便利なプローブ・カード装置を提供するこ
とにある。

この発明の他の目的は、プローブ・ピンを交換
せずに、再構成のできるプローブ・カード装置を
提供することにある。

この発明の他の目的は、試験コンタクト・パツ
ドとの接触からプローブ・ピンを取り外すことを
必要とせずに、プローブ・カード回路の再構成が
できるプローブ・カード装置を提供することにあ
る。

この発明の他の目的は、プローブ・カード回路
を再構成するために、プローブ・カードを取り外
し、再調整して再び取り付ける必要のないプロー
ブ・カード装置を提供することにある。

この発明の他の目的は、多数の異なるプロー
ブ・カードを製作したり保管したりする必要のな
いプローブ・カード装置を提供することにある。

Ｄ問題点を解決するための手段本発明の目的は、第１のプローブ・カード部材
と、これに接続される第２のプローブ・カード部
材とを設け、第１のプローブ・カード部材の回路
を、第２のプローブ・カード部材を介して構成す
ることによつて達成させる。第１のプローブ・カ
ード部材（第１Ａ図の３１）は複数の端子部（コ
ンタクト・ホール端子Ｇ，５１，５２，５３，
Ｆ）およびこれらの端子部に接続された複数の回
路G′，１′，３′，F′，１０′，１３′，５４を有す
る。第２のプローブ・カード部材（アダプタ・リ
ング３３）は複数の端子部（コンタクト・ホール
端子５１′，５２′，５３′）およびこれらの端子
に接続された複数の回路（第１Ａ図、第１Ｃ図、
第２Ｄ図のＴ字形導電ランド）を有する。第１の
プローブ・カード部材の端子部および第２のプロ
ーブ・カード部材の端子部は例えばコンタクト・
ピン６１，６２，６３によつて接続され、第１の
プローブ・カード部材のプローブ回路は第２のプ
ローブ・カード部材を経て完成するように構成さ
れる。従つて第２のプローブ・カード部材の回路
設定を行なうことにより、簡単にプローブ回路を
再構成することができる。

Ｅ実施例この発明のプローブ・カード装置および方法に
ついての説明を始める前に、第１Ａ図ないし第１
Ｃ図および第２Ａ図ないし第２Ｅ図に示す高さ、
幅、および厚みは、説明を容易にするために例と
して挙げたもので寸法の比率や実寸を示すもので
なく、一部の寸法は、図を見やすくするために誇
張してあることに注意されたい。わかつている代
表的な寸法は、以下の説明中に示す。

詳細な説明に戻つて、この発明のプローブ・カ
ード装置の好ましい実施例を第１Ａ図ないし第１
Ｃ図、および第２Ａ図ないし第２Ｅ図を参照して
説明する。第２Ａ図ないし第２Ｅ図では、この発
明のプローブ・カード装置の各種構成部品と、回
路レイアウトの詳細図または切開図を示す。第１
Ａ図は、これらの構成部品の配置を示す簡略化し
た分解斜視図、第１Ｂ図および第１Ｃ図は、特定
部分の詳細を示す拡大図である。

以下の説明から明らかになるように、第２Ａ図
ないし第２Ｅ図のプローブ・カード印刷回路のレ
イアウトは複数のプローブ回路を画定し、各プロ
ーブ回路は当該のプローブ・ピンと対応する。本
実施例では、48個のプローブ回路があり、48本の
プローブ・ピンと対応する。図と説明を簡単にす
るため、第１Ａ図では、第２Ａ図ないし第２Ｅ図
に示す実際の印刷回路レイアウト中に形成したプ
ローブ回路の一例のみを示す。さらに説明を容易
にするため、これらの回路の例の１つだけを使つ
て、プローブ回路例の説明を行なう。以下の説明
は、このプローブ回路の例を中心に行なうが、こ
の説明は複数のプローブ回路のそれぞれにも同様
に適用されることを理解されたい。

第１Ａ図に戻つて、この図は、この発明のプロ
ーブ・カード装置の好ましい構造配置を表わすプ
ローブ・カード３０を示す。このプローブ・カー
ド３０は、重要な詳細を示すため、分解切開図で
示してある。好ましいプローブ・カード３０の主
要部品は、第１のプローブ・カード部材３１、ス
ペーサ・リング３２、スプリングつきのコンタク
ト・ピン６１，６２，６３、およびアダプタ・リ
ング３３である。これらの部品について、次に詳
細に説明を行なう。

第１のプローブ・カード部材３１は、第１の印
刷回路板、第１のプレート、またはマザー・ボー
ドと呼んでもよいが、この出願では一貫して“第
１のプローブ・カード部材”と呼ぶことにする。

第１のプローブ・カード部材３１は、実際には
多層の印刷回路板で、コンタクト・ホールすなわ
ち端子で終端する複数の導線を有する。好ましい
実施例の上面および下面の回路レイアウトを、そ
れぞれ第２Ａ図および第２Ｂ図の切開図に示す。
第１のプローブ・カード部材３１は、どのような
幾何学的形状であつてもよいが、好ましい実施例
では、この部品は図に示すように長方形とする。

第１のプローブ・カード部材３１の図で、印刷
回路のレイアウト・パターンは、多層印刷回路板
上に形成した導電性領域を表わす。好ましい実施
例では、これらの導線は一定のインピーダンスを
生成するのに必要な特定寸法の銅で形成するが、
さらに抵抗を減少させる目的で金メツキを行なつ
てもよい。一例として、第１のプローブ・カード
部材３１は、誘電率が約５のエポキシ板であり、
厚みは約1.6mmであり、幅が約1.4mmの銅メツキの
線を有し、線の下約0.8mmの部分に内部銅面を有
する。

第２Ａ図および第２Ｂ図に示す上面および下面
の印刷回路レイアウトからも明らかなように、導
電性領域は、第１のプローブ・カード部材３１の
両主表面に形成させる。これらの２つの主表面上
の対応する導電性領域は、印刷回路板に穴をあけ
た後、この穴に銅または金メツキを行なつて電気
的に相互接続をさせることが多い。

第１のプローブ・カード部材３１は、第１のボ
ード３１ａと第２のボード３１ｂから構成される
多層印刷回路板である。この第１のボード３１ａ
と第２のボード３１ｂの間に、中央接地面G′が
挟まれ、これは実際には第１のボード３１ａまた
は第２のボード３１ｂの中心に面した表面上に形
成された印刷回路の導電性領域である。好ましい
実施例では、中央接地面G′は、以下に説明する
ような非接地コンタクト・ホールのために設けた
部分を除いて中央に面した表面全体を覆う導電性
材料の層である。多層印刷回路板の製法について
は、製法自体はこの発明の対象ではなく周知のも
のであるため、説明は行なわない。

第１のプローブ・カード部材３１中に、その周
りにプローブ・カード３０のプローブ回路が構成
される位置を表わすプローブ・サイト・ホール４
０を形成させる。プローブ・サイト・ホール４０
は、プローブ・ピンの半導体試験コンタクト・パ
ツド（図示せず）との正しい整合と接続を目視で
チエツクするための開口としても働く。このプロ
ーブ・サイト・ホール４０は、どのような幾何学
的形状でもよいが、この好ましい実施例では円形
である。寸法の例として、プローブ・サイト・ホ
ール４０は通常直径約25mmに形成する。

第１Ａ図に示すプローブ回路では、例示の導線
１′，３′，F′，１０′，１３′は、第２Ａ図に示す
好ましい印刷回路レイアウトに示すいくつかの導
線に相当する。これらの導線は第１のプローブ・
カード部材３１の端部で終端し、試験装置、マイ
クロプロセツサ装置、電源その他への接続を行な
う位置となる。これらの導線および中央接地面
G′への接続は、個別接続を介して行なうことも、
また周知の適切な印刷回路コネクタを用いてまと
めて行なうことができる。導線１′，３′，F′，１
０′，１３′は、各プローブ・ピンに伴う導電性プ
ローブ回路パスに供給するように形成したプロー
ブ・ピン・ラインの例である。

第２Ａ図および第２Ｂ図の印刷回路レイアウト
に見られるように、好ましいレイアウト中の各プ
ローブ・ピン・ラインはプローブ・サイト・ホー
ル４０に向かう方向に走るが、好ましい実施例で
はプローブ・ピンをプローブ・サイト・ホール４
０の周囲に等間隔に取り付けるように設計されて
いるので、各プローブ・ピン・ラインは、48の異
なるプローブ・ピン（図示されていない）の１つ
に伴うプローブ・サイト・ホールの周りの48の異
なる位置の１つにまで走る。

この発明ではコンタクト・ホールを広範囲に使
用するので、この特徴について説明するのが適切
である。この応用例では、コンタクト・ホール
は、印刷回路板の異なる平面への導電性パスを形
成する構造である。各端子すなわちコンタクト・
ホールの場所で、印刷回路板にホールを穴あけす
る。表面では、ホールは導電性材料の部分で囲ま
れ、機械的、電気的接触が行なわれる領域とな
る。次に印刷回路板の反対側に至る導電性パスが
形成されるように、ホールを導電性材料でメツキ
する。裏面でも、ホールは導電性材料の部分で囲
まれ、機械的、電気的接触が行なわれる領域とな
る。

コンタクト・ホールは、接地コンタクト・ホー
ルと非接地コンタクト・ホールに分けられるが、
これらについて次にこの順に説明する。

接地コンタクト・ホールはメツキされた貫通孔
で、印刷回路板の表面と裏面に導電性のパスを形
成すると同時に、中央接地面にも接続される。こ
のようなコンタクト・ホールの例は、第１Ｂ図の
中央接地面G′に接続されたＧを見ると最もはつ
きりする。接地コンタクト・ホールを形成するに
は、中央接地面G′の印刷回路レイアウトには特
別な準備は施されない。第１のボード３１ａと第
２のボード３１ｂに孔をあけるとき中央接地面
G′の導電材料にも孔があく。このようにして、
中央接地面の導電材料は孔の周囲で露出する。電
気分解を行なつて導電材料を付着させ孔をメツキ
すると、導電材料が中央接地面G′にも付着し、
導電性パスができる。

これに対して、非接地コンタクト・ホールは、
印刷回路板の表面と裏面を導電性のパスを形成す
るが、中央接地面には接続されていない。このよ
うなコンタクト・ホールの例は、第１Ｂ図のＦ，
５３，５２，５１および第１Ｃ図の５３′，５
２′，５１′を見ると最もはつきりする。多層印刷
回路板（たとえば第１Ｂ図参照）に非接地コンタ
クト・ホールを形成するには、中央接地面に特別
の準備を施す。第１のボード３１ａと第２のボー
ド３１ｂを接着して多層ボード３１を形成する前
に、中央接地面の非接地コンタクト・ホール位置
から導電材料を除去する。第２Ａ図の好ましい中
央接地面G′を見ると最もはつきりしているが、
必要な非接地コンタクト・ホールのそれぞれに整
合し、それより直径の大きい円形の穴を形成させ
る。多層回路板を組み立てた後、必要な位置に孔
あけを行ない、第１のボード３１ａ、第２のボー
ド３１ｂおよび中央接地面G′の導電材料に設け
た穴を貫通する孔を形成させる。中央接地面
G′の導電材料は形成した孔のどの表面でも露出
しないので、孔をメツキする電解工程中に中央接
地面G′への接続は行なわれない。

印刷回路板の両面間に導電性のパスを形成する
以外に、コンタクト・ホールはいくつかの目的に
用いられる。

第１に、個別の電子部品（抵抗、コンデンサ
等）を２つのコンタクト・ホール間、またはコン
タクト・ホールと接地面との間に接続して、プロ
ーブ・カード回路を変更することが必要になるこ
とが多い。これらの場合に、コンタクト・ホール
は、はんだ付けされる電子部品のリード線を受け
る便利な小形の構造として働く。

第２に、スプリングつきのピンを各種のコンタ
クト・ホールに固定して取り付ける場合が多い。
この場合も、コンタクト・ホールは、はんだ付け
されるスプリングつきのピンの基部を受ける便利
な小形の構造として働く。

最後に、各種のコンタクト・ホールが整合さ
れ、スプリングつきのピンのコンタクト先端を機
械的に受け、電気的に接触する場所として働く。
この場合もまた、ホールはコンタクト先端を受
け、それとの接触を保つ便利な小形の構造として
働く。

上記の目的のため、コンタクト・ホールは、メ
ツキした後の直径が上記の各構造を受けるのに十
分な大きさでなければならない。

一例として、プローブ・ピン２５に対応するプ
ローブ回路について、第１Ａ図を参照して詳細に
説明を行なう。第１のプローブ・カード部材３１
上にプローブ・ピン・ラインF′が形成されてお
り、これはプローブ・ピン２５および接地コンタ
クト・ホールＧと関連する。プローブ・ピン・ラ
インF′は、非接地端子すなわちコンタクト・ホー
ル５１で終端する。

非接地コンタクト・ホール５２は、どの導線と
も接触せずに形成されている。このコンタクト・
ホール５２の目的は、並列な接地分岐路をプロー
ブ回路に導入するのに便利な端子となることであ
る。好ましい実施例では、コンタクト・ホール５
２は、コンタクト・ホール５１と５３との間にあ
り、プローブ・サイト・ホール４０の中心と接地
コンタクト・ホールＧを結ぶ直径上に整列してい
る。この直径を、第２Ａ図および第２Ｂ図では１
０１で示す。

非接地コンタクト・ホール５３は導線コネクタ
５４を伴つて形成され、導線コネクタ５４は非接
地プローブ・ピン・コンタクト・ホールＦ（後述）
に接続されている。好ましい実施例では、この第
３のコンタクト・ホール５３は、プローブ・サイ
ト・ホール４０と第１のコンタクト・ホール５１
を結ぶ直径上にある。この直径を、第２Ａ図およ
び第２Ｂ図では１０２で示す。

第３のコンタクト・ホール５３には、プロー
ブ・ピン２５をプローブ・カード３０に接続する
位置として用いる非接地プローブ・ピン・コンタ
クト・ホールＦが導線５４で電気的に接続されて
いる。プローブ・ピン２５は、プローブ・ピン・
コンタクト・ホールＦに永久的にはんだ付けを行
なつても、取外し可能に取り付けてもよい。好ま
しい実施例では、異なるプローブ構成に再整合さ
せるのに容易なように、取外し可能に取り付けて
いる。この発明の実施に便利なある構造のプロー
ブ・ピンが、ＲアンドＫコーポレーシヨン（米国
カリフオルニア州）で製造されている。この構造
では、プローブ・ピンは永久的に取り付けられ、
第１プローブ・カード部材のプローブ・ピン・コ
ンタクト・ホールに挿入するのに便利な他の構造
と整合されている。

以下に説明するプローブ回路では、プローブ・
ピン・ラインF′、接地面G′、コンタクト・ホール
Ｇ，５１，５２，５３、導線コネクタ５４、およ
びプローブ・ピン・コンタクト・ホールＦからな
る回路は不完全な回路である。すなわち、プロー
ブ・ピン・ラインF′とプローブ・ピン・コンタク
ト・ホールＦの間に完全な導線性のパスがないこ
とに注目されたい。必要な回路部分は、アダプ
タ・リング３３の構造部品により追加される。

第１Ａ図では、アダプタ・リング３３が部分切
開図として示されている。この第２の部品は、第
２のプローブ・カード部材、第２プレート・アダ
プタ印刷回路板、またはアタプタ・リング等と呼
んでもよいが、本願では、一貫して“アダプタ・
リング”の用語を使用する。

第１のプローブ・カード部材３１と同様に、ア
ダプタ・リングも、両面に印刷回路を有し、メツ
キしたコンタクト・ホールを設けた印刷回路板で
ある。好ましい実施例の上面および下面の印刷回
路レイアウトの切開図を、それぞれ第２Ｄ図およ
び第２Ｅ図に示す。アダプタ・リング３３にもプ
ローブ・サイト・ホール４１があけられ、これは
第１のプローブ・カード部材３１のプローブ・サ
イト・ホール４０に正確に対応する。寸法の例と
して、アダプタ・リング３３は、銅メツキ後の厚
みが3.2mmのエポキシ板で形成され、直径は75mm、
プローブ・サイト・ホールの直径は25mmである。
第１のプローブ・カード部材３１が多層構造であ
るのに対し、好ましいアダプタ・リング３３は単
層の印刷回路板である。

アダプタ・リング３３の上面にはＴ字形導電性
回路が形成され、この端部はメツキされたコンタ
クト・ホール５１′，５２′，５３′で終端する。
アダプタ・リング３３のこれらの特徴は、第１Ｃ
図の拡大切開図を見ると最もはつきりする。アダ
プタ・リングの上面のコンタクト・ホール同志を
接続するＴ字形導電性回路とは違つて、アダプ
タ・リング３３の裏面のコンタクト・ホール５
１′，５２′，５３′は、小さい導電性領域で囲ま
れているだけである。アダプタ・リング３３のこ
の特徴は、第２Ｅ図の好ましいアダプタ・リン
グ・レイアウトを見ると最もはつきりする。

組み立てた状態では、アダプタ・リング３３は
第１のプローブ・カード部材３１に近接して取り
付けられる。コンタクト・ホール５１′，５２′，
５３′は、アダプタ・リングが第１のプローブ・
カード部材３１に正しく整合した場合、これらの
コンタクト・ホールが第１のプローブ・カード部
材のコンタクト・ホール５１，５２，５３にそれ
ぞれ正確に整合するように構成されている。２つ
のプレート間に必要な電気的接続を行なうため、
スプリングつきのコンタクト・ピン６１，６２，
６３が設けられている。好ましい実施例では、ス
プリングつきのコンタクト・ピン６１，６２，６
３がそれぞれコンタクト・ホール５１，５２，５
３に挿入されはんだで固定されている。上記の永
久的な配置と異なり、コンタクト・ピン６１，６
２，６３のコンタクト先端部はスプリングでバイ
アスされ、コンタクト・ホール５１′，５２′，５
３′と噛み合う。このスプリングでバイアスされ
た噛み合わせにより、コンタクト先端部とコンタ
クト・ホール５１′，５２′，５３′との機械的、
電気的接触が良好になるとともに、アダプタ・リ
ングが交換可能になる。スプリングつきのこの発
明の実施に適したコンタクト・ピンは、パイロ
ン・コーポレーシヨン（米国マサチユーセツツ
州）から“ポゴ・ピン（Pogo−pin）”の商品名
で市販されている。他の適当なスプリングつきの
コンタクト・ピンは、スイツチング・プローブで
あり、R.W.ベツク（R.W.Beck）「スイツチン
グ・プローブ（Switching Probe）」、IBMテク
ニカル・デイスクロージヤ・ブルテン（IBM
Technical Disclosure Bulletin）、Vol.18、No.
８、1976年１月に開示されている。

スプリングつきのコンタクト・ピン６１，６
２，６３の機械的損傷を防ぐため、アダプタ・リ
ング３３の第１のプローブ・カード部材３１への
接近を制限して、ピン６１，６２，６３の圧縮範
囲を超えないようにするのに十分な厚みのスペー
サ・リング３２が設けられている。

スペーサ・リング３２は、２つのプローブ・カ
ード部材の間に導電性のパスを与える働きもす
る。このため、アダプタ・リング３３のプロー
ブ・サイト・ホール４１の周囲に導電性の中央接
地領域４６がある。同様に、第１のプローブ・カ
ード部材３１のプローブ・サイト・ホール４０の
周囲にも中央接地領域４５がある。これらの中央
接地領域は、個別電子部品（たとえば抵抗、コン
デンサ等）を接続する接地面として用いられるこ
とが多い。これら２つの中央接地領域４５，４６
間の接地接触を良好に保つため、スペーサ・リン
グは導電性材料製とする。好ましい実施例では、
スペーサ・リングは金メツキした黄銅製とする。
寸法例として、第２Ｃ図に詳細に示すスペーサ・
リング３２は、厚み5.5mm、外径38mm、内径32mm
である。スペーサ・リング３２の外径を大きく
し、ホールを適切な位置に配置して、アダプタ・
リング３３と第１のプローブ・カード部材３１の
間に制御されたインピーダンス接続のパスを与え
ることができる。

アダプタ・リング３３の第１のプローブ・カー
ド部材との取外し可能な取付けを容易にするため
には、中央接地領域４５，４６間に導電性のパス
が保たれる限り、どの周知の取付け手段を用いて
もよい。好ましい実施例では、導電性中央接地領
域４５，４６およびスペーサ・リング３２を貫通
して取付けホールを設ける。ネジ５０を用いて、
プローブ・カード部材とスペーサ・リングをネジ
止めする。

中央接地領域４５，４６以外に、プローブ・カ
ード部材３１上の導線で占められていない表面上
にも接地領域を設けることができる。これらの接
地領域は、第２Ａ図の上面レイアウトではG″、
第２Ｂ図の下面レイアウトではＧで示すが、接
地コンタクト・ホールを用いて中央接地面G′に
接続される。これらの追加された接地領域は、試
験中および故障発見の際に接地を行なうのに便利
な位置となるが、省略してもプローブ・カード装
置の動作が影響を受けることはない。

主要な構造部品と配置についての説明を終わつ
たので、次に完成したプローブ回路について詳細
に説明する。スプリングつきのコンタクト・ピン
６１，６２，６３を用いてアダプタ・リング３３
を第１のプローブ・カード部材３１に正しく取り
付けると、一連の完全な直列の電気的パスが、導
線F′とプローブ・ピン・コンタクト・ホールＦの
間に形成される。この直列の電気的パスは、プロ
ーブ・ピン・ラインF′、第１のコンタクト・ホー
ル５１、スプリングつきのコンタクト・ピン６１
とコンタクト・ホール５１′、Ｔ字形導線、コン
タクト・ホール５３′、スプリングつきコンタク
ト・ピン６３、コンタクト・ホール５３、ならび
に導線コネクタ５４からなる。このように、プロ
ーブ回路の例に関しては、各プローブ・ピン２５
に直列の電気的パスが設けられる。

次に、プローブ回路の再構成について説明す
る。重要な特徴は、Ｔ字形導線が、実際にはいく
つかの“ランド”から構成されていることであ
る。本明細書では、“ランド”は、印刷回路板の
表面上に形成した導電性材料のストリツプである
と定義する。このストリツプの導電性パスは、ラ
ンドの一部を切断または除去することにより、中
断させることができる。一般に、これは各種の工
具、たとえばやすりまたは鋭いナイフを用いて容
易に行なうことができる。この説明では、各“ラ
ンド”を定義するために、Ｔ字形導電性回路の交
点を点５５′とする。これは、第１Ｃ図の拡大切
開図を見ると最もはつきりしている。右、左およ
び下部の“ランド”は、それぞれコンタクト・ホ
ール５１′と点５５′の間、コンタクト・ホール５
３′と点５５′の間、およびコンタクト・ホール５
２′と点５５′の間と定義する。

切断可能な“ランド”の他に、この発明の注目
すべき重要な再構成の特徴は、個別電子部品（た
とえば抵抗、コンデンサ等）を各コンタクト・ホ
ール間、または各コンタクト・ホールと接地面と
の間にはんだ付けできることである。第１Ａ図
で、破線は個別電子部品E₁ないしE₄をそれぞれ
接続する４カ所の位置を示すのに用いる。これら
の４つの可能な接続については次に詳細に説明す
るが、決して絶対的なものではない。

第１の代替方法として、別個電子部品E₁をコ
ンタクト・ホール５２とＧとの間にはんだ付けし
て、Ｔ字形導電性回路から接地面へ並列回路分岐
を導入することができる。

第２の代替方法では、電子部品E₂を、第１の
プローブ・カード部材３１の裏面のコンタクト・
ホール５１と５３の間にはんだ付けするか、また
は電子部品E₃を、アダプタ・リング３３の上面
のコンタクト・ホール５１′と５３′の間にはんだ
付けすることができる。これら２つの配置は電気
的に等価であるが、アダプタ・リング３３の上面
に部品E₃をはんだ付けするほうが、アダプタ・
リング３３の簡単な変更でプローブ回路を再構成
するフレキシビリテイが最大になるので、より好
ましい。一方、アダプタ・リングを取り外した時
にも直列の電気的パスを維持することが望ましい
場合には、部品E₂を第１のプローブ・カード部
材３１の裏面にはんだ付けするのが好ましい。部
品E₂またはE₃の抵抗またはキヤパシタンスをプ
ローブ回路に導入するには、部品のリードの短絡
を妨げるために、右または左の“ランド”を切断
しなければならない。

第３の代替方法として、電子部品E₄を、アダ
プタ・リング３３の上面のコンタクト・ホール５
３′と中央接地領域４６の間にはんだ付けするこ
とができる。この接続の効果は、Ｔ字形導電性回
路と大地の間に並列パスを導入することである。
この代替方法は、アダプタ・リングの簡単な変更
でプローブ回路の再構成が可能になる点で望まし
い。

この発明の特徴である上記の切断可能なランド
と電子部品について、次に４つのプローブ回路例
を示す組合せの説明を行なう。第３Ａ図ないし第
３Ｄ図の略図と、第４Ａ図ないし第４Ｄ図の等価
回路略図を参照して、これらの回路について説明
する。

第３Ａ図の第１のプローブ回路では、50Ωの抵
抗E₁がコンタクト・ホール５２とＧの間にはん
だ付けされて、Ｔ字形導電性回路と大地の間に並
列な抵抗パスが導入されている。450Ωの抵抗E₂
は、切断されない右と左の“ランド”により有効
的に短絡されるので、電気回路の一部とはならな
い。この結果、第４Ａ図の等価回路図に示すよう
な“終端入力線”プローブ回路が得られる。

第３Ｂ図の第２のプローブ回路の例では、450
Ωの抵抗E₂が回路に導入されており、左右の
“ランド”の切断により50Ωの抵抗E₁からなる並
列回路が除去されている。この結果、第４Ｂ図の
等価回路に示す“出力プローブ線”プローブ回路
が得られる。

第３Ｃ図の第３のプローブ回路の例では、
0.1μFのコンデンサE₄によりＴ字形回路と大地の
間に並列回路が導入され、下部“ランド”の切断
により50Ωの抵抗E₁からなる並列回路が除去さ
れている。この場合も450Ωの抵抗E₂は、左右の
“ランド”により有効に短絡されるので、電気回
路の一部にはならない。この結果、第４Ｃ図の等
価回路に示すような“非終端入出力線”プローブ
回路が得られる。

第３Ｄ図の最後のプローブ回路の例では、図の
ように抵抗E₁，E₂、およびE₄を接続し右の“ラ
ンド”を切断して直並列抵抗回路を実現すること
により“電流検知プローブ”回路が構成される。
この結果得られる等価回路を第４Ｄ図に示す。

このように、この発明の可能回路なランドと電
子部品接続の特徴をアダプタ・リング３３に適用
して、プローブ・カード装置３０のプローブ・カ
ード回路が、アダプタ・リング３３の簡単な変更
で変更できるようにすることができる。アダプ
タ・リング３３を変更してプローブ回路を再構成
する場合、付随するプローブ・カード部材回路に
関して、最高48までのアダプタ・リング回路が変
更される。

各アダプタ・リング回路を確実に整合し、正し
いプローブ・カード部材回路に接続するために、
アダプタ・リング３３と第１のプローブ・カード
部材３１の間に整合機構を設けなければならな
い。好ましい実施例では、この整合機構は、アダ
プタ・リング３３と第１のプローブ・カード部材
３１が相互に“噛み合う”ように、対応する位置
からプローブ回路を省略することにより得られ
る。これらの部材を確実に正しい相対位置に置く
ために、たとえば、独特の幾何学的形状（たとえ
ば、正方形、三角形等）のアダプタ・リングを用
いるなど、他のあらゆる周知の方法を用いること
ができる。

上記の説明では、アダプタ・リング３３全体
が、プローブ回路の再構成専用となるように、半
導体回路への接続中にプローブ・カード３０の48
のプローブ回路のすべてを使用しなければならな
いと仮定した。必要な接続を行なうのに利用でき
るプローブ回路の総数より少ない数の回路しか必
要でない場合は、アダプタ・リングを使つて複数
の再構成を行なうことができる。変形の一例とし
て、アダプタ・リングを４分割し、それぞれ異な
る再構成のために用いることができる。したがつ
て、各再構成はアダプタ・リングを90°回転する
ことにより行なわれる。この例では、正方形のア
ダプタ部材３３が特に効果的に働く。

結論を述べると、半導体回路への接続を破壊す
ることなく、プローブ・ピンの微妙な整列を妨げ
ることなく、プローブ回路が再構成できるとい
う、プローブ・カード装置と、プローブ回路を再
構成する方法を開示した。これらの結果は、第１
のプローブ・カード部材に、複数のコンタクト・
ホールに対応する複数の不完全プローブ回路を設
けることによつて得られる。コンタクト・ホール
で終端するＴ字形導線を有するアダプタ・リング
を第１のプローブ・カード部材の近傍に取り付
け、スプリングつきのコンタクト・ピンを使つて
プローブ回路を完成する。アダプタ・リングは、
また各プローブ回路の再構成を可能にする切断可
能な“ランド”と、電子部品接続サイトを含む。
アダプタ・リングを変更して各プローブ回路の再
構成を行なうことができるので、アダプタ・リン
グを変更するだけで、プローブ・カード装置のプ
ローブ・カード回路全体を迅速に再構成すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１Ａ図は、この発明の好ましい実施例の部品
と構造配置を示す簡略化した部分切開分解図、第
１Ｂ図および第１Ｃ図は、第１Ａ図に示す好まし
い実施例の重要な構造的特徴を示す部分切開拡大
図、第２Ａ図および第２Ｂ図は、この発明の好ま
しい第１のプローブ・カード部材の上面および下
面の印刷回路レイアウトを示す部分切開図、第２
Ｃ図は、この発明の好ましいスペーサ・リングの
上面図および側面図、第２Ｄ図および第２Ｅ図
は、この発明の好ましいアダプタ・リングの印刷
回路レイアウトの表面および裏面を示す部分切開
図、第３Ａ図ないし第３Ｄ図は、この発明の好ま
しい実施例に従つて再構成が可能なプローブ回路
の例の簡略回路図、第４Ａ図ないし第４Ｄ図は、
第３Ａ図ないし第３Ｄ図のプローブ回路の例に相
当する等価回路の略図である。第５Ａ図ないし第
５Ｃ図は、従来技術のプローブ装置の各種の図で
ある。３０……プローブ・カード、３１……第１のプ
ローブ・カード部材、３２……スペーサ・リン
グ、３３……アダプタ・リング、６１〜６３……
コンタクト・ピン。

Claims

【特許請求の範囲】１半導体基板表面の集積回路の微細な試験用コ
ンタクト・パツドに接続するためのプローブ・カ
ード装置であつて、プローブ・ピンに電気的に接続する際に用いら
れる第１の接触手段と、試験装置に電気的に接続
するための第２及び第３の接触手段とを各々が含
む個別のプローブ・ピン回路を、間隔をあけて複
数有する第１のプローブ・カード部材と、上記第１の接触手段に電気的に接続するための
第４の接触手段と、上記第２の接触手段に電気的
に接続するための第５の接触手段と、上記第３の
接触手段に電気的に接続するための第６の接触手
段と、該第４、第５及び第６の接触手段間を互い
に電気的に接続しているが電気的接続を物理的に
切断可能に形成された導電性ライン手段とを有す
る個別のアダプタ回路を複数有する第２のプロー
ブ・カード部材と、を有し、上記第１、第２、第３、第４、第５及び
第６の接触手段は個別電子部品を接続できる構造
であり、上記第１のプローブ・カード部材上の少
なくとも一部のプローブ・ピン回路の上記第１、
第２及び第３の接触手段に、上記第２のプロー
ブ・カード部材上の少なくとも一部のアダプタ回
路の上記第４、第５及び第６の接触手段を整合し
て電気的に接続するように上記第２のプローブ・
カード部材を上記第１のプローブ・カード部材に
関して取り外し可能に取付けたことを特徴とする
プローブ・カード装置。