JPH06265577A

JPH06265577A - 半導体試験用電気的接続治具

Info

Publication number: JPH06265577A
Application number: JP5052381A
Authority: JP
Inventors: Hirotaka Kakiuchi; 裕隆垣内; Toshiyuki Tsujii; 利之辻井
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1993-03-12
Filing date: 1993-03-12
Publication date: 1994-09-22

Abstract

(57)【要約】【目的】ＬＳＩテスタとウェハプローバの電気的接続
を容易かつ確実にする。【構成】回転軸３５を中心として円弧運動をなすよう
に配置された複数個の電極３１を保持するアタッチメン
トボード２９を用いて、電極３１の各々からウェハ状態
の被試験半導体装置２１に通電するためにアタッチメン
トボード２９と被試験半導体装置２１との間に介在させ
る電気的接続治具１であって、電気的接続治具１の表面
には、電極３１の各々に対応して複数個の上側接触子５
が設けられている。この上側接触子５は、回転軸３５の
位置から離れるにしたがって長くなるように延びてお
り、かつ対応する電極３１が回転軸３５を中心として描
く円弧に沿った形状を有するように固定用治具３の表面
から延びている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ウェハ状態の半導体装
置を試験するために必要はＬＳＩテスタのテストヘッド
とウェハプローバとの電気的接続を行なうために使用す
る半導体試験用電気的接続治具に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】まず、ウェハテストを行なうための半導
体試験装置について説明する。

【０００３】図７は、半導体試験装置の構成を概略的に
示す側面図である。図７を参照して、半導体試験装置
は、電気的接続治具１０１と、プローブカード２５と、
ウェハプローバ２７と、アタッチメントボード２９と、
電極３１と、テストヘッド３３と、回転軸３５と、ＬＳ
Ｉテスタ３７とを含んでいる。

【０００４】ウェハプローバ２７には、電気的接続治具
１０１とプローブカード２５とが水平となるように固定
されている。プローブカード２５は、ウェハ状態の被試
験半導体装置２１のパッド部２１ａに接続されるべきプ
ローブ針２３を有している。電気的接続治具１０１は、
ウェハプローバ２７に接続されている。

【０００５】一方、ＬＳＩテスタ３７には、回転軸３５
の回転により円弧運動をするようにテストヘッド３３が
支持されている。その円弧運動によりテストヘッド３３
の電気的接続治具１０１と対向すべき表面には、複数個
の電極が配置されたアタッチメントボード２９が取付け
られている。

【０００６】次に、上記の半導体試験装置に取付けられ
た従来の電気的接続治具１０１について詳細に説明す
る。

【０００７】図８は、従来の電気的接続治具の構成を概
略的に示す斜視図である。図８を参照して、従来の電気
的接続治具１０１は、固定用治具１０３と、上側接触子
１０５と、下接触子側１０７と、固定部１０９と、ばね
１１１とを含んでいる。固定用治具１０３には、複数個
の固定部１０９が取付けられている。この固定部１０９
は、内部が中空の略円筒形状を有している。この固定部
１０９内には、ばね１１１を介在して、その両端に上側
接触子１０５と下側接触子１０７とが支持されている。
このため、上側接触子１０５は、固定用治具１０３の表
面上側に突出するようにばね１１１に付勢され、かつ矢
印Ｂに沿う方向に移動可能なようになっている。また、
下側接触子１０７は、固定用治具１０３の裏面下側に突
出するようにばね１１１に付勢され、かつ矢印Ｂに沿う
方向に移動可能なようになっている。

【０００８】なお、上側接触子１０５は、図７に示すよ
うにアタッチメントボード２９に配列された電極３１と
接続されるべき部分であり、また下側接触子１０７は、
プローブカード２５に接続されるべき部分である。この
上側接触子１０５と下側接触子１０７とは、直線状に延
びた形状を有し、かつすべて同じ長さを有している。

【０００９】次に、従来の電気的接続治具１０１を用い
た半導体試験装置の動作について説明する。

【００１０】まず図７を参照して、プローブカード２５
のプローブ針２３にウェハ状態の被試験半導体装置２１
のパッド部２１ａが接続される。次に、プローブカード
２５と下側接触子１０７とが接触するように従来の電気
的接続治具１０１がウェハプローバ２７に固定される。
次にテストヘッド３３を回転軸３５を中心として矢印Ａ
₂方向に回転させ、図９に示すようにアタッチメントボ
ード２９に配置された電極３１と電気的接続治具１０１
の上側接触子１０５とを接続させる。

【００１１】図９に示す状態でウェハテストが行なわれ
る。ウェハテストでは、ＬＳＩテスタ３７の信号が、ア
タッチメントボード２９に配置された電極３１から電気
的接続治具１０１、プローブカード２５、プローブ針２
３を経由し、ウェハ状態の被試験半導体装置２１へ伝え
られる。これにより、被試験半導体装置２１の試験が行
なわれる。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】上記の半導体試験装置
では、テストヘッド３３が回転することにより、電極３
１と上側接触子１０５との接続が行なわれる。すなわ
ち、テストヘッド３３は円弧を描いて電気的接続治具１
０１に接触することとなる。

【００１３】図１０は、テストヘッドと上側接触子との
接続の様子を示す概略斜視図である。図１０を参照し
て、従来の電気的接続治具１０１では、上側接触子１０
５が固定用治具１０３の表面に対して垂直に延びてい
る。これに対して、テストヘッド３３は、上述したよう
に円弧を描いて移動することにより電気的接続治具１０
１に接触する。このため、電極３１が配置されたアタッ
チメントボード２９の面と上側接触子１０５とは垂直に
接触しない。よって、上側接触子１０５とテストヘッド
３３との間にかかる力ＦのうちＦ・ｓｉｎθ分は上側接
触子１０５がアタッチメントボード２９上をすべる方向
に働く。なお、ここで角度θは、回転軸３５の軸線を中
心としたときの水平線と電極３１が配置されたアタッチ
メントボード２９の面とのなす角度である。

【００１４】上側接触子１０５は固定部１０９により支
持されているが、上側接触子１０５と固定部１０９との
間には取付けのマージン（余裕）が設けられている。こ
のため、図１１に示すように上側接触子１０５は、Ｆ・
ｓｉｎθの力により力のかかる方向に傾く。また、電極
３１が微小領域に形成されていることもあって、この傾
きにより上側接触子１０５のアタッチメントボード２９
と接触する部分が電極３１からずれてしまう。したがっ
て、上側接触子１０５と電極３１とが電気的に接続され
ないという問題点が生じる。

【００１５】図１２は、テストヘッドと上側接触子とが
接触する様子を順に示す概略斜視図である。まず図１２
（ａ）を参照して、回転軸３５に近い側の上側接触子１
０５の方が遠い側に比較して早くアタッチメントボード
２９の電極３１に接触する。このため、テストヘッド３
３の回転方向の力は、最も回転軸３５に近い上側接触子
１０５と電極３１とが接触する部分に集中する。

【００１６】次に図１２（ｂ）を参照して、この後、テ
ストヘッド３３はさらに回転を続け、回転軸３５に近い
側から遠い側へ順次アタッチメントボード２９と接触子
１０５とが接触していく。これにより、テストヘッド３
３の回転方向の力は複数の接触子１０５に分散されてい
く。

【００１７】このように接触子１０５とアタッチメント
ボード２９とが接触していくため、以下に述べる弊害が
生じる。

【００１８】図１２（ｃ）を参照して、アタッチメント
ボード２９は、テストヘッド３３に設けられた接触子
（ポゴピン）を介在して支持されている。このため、テ
ストヘッド３３とアタッチメントボード２９との間の領
域であって、接触子（ポゴピン）が設けられた領域以外
には所定の間隙が生じており、アタッチメントボード２
９に反りが発生しやすい構成となっている。上述したよ
うに、アタッチメントボード２９に最も回転軸３５に近
い上側接触子１０５のみが接触している場合（図１２
（ａ）に示す場合）、この接触部にテストヘッド３３の
回転方向の力が集中する。このため、この接触部分にお
いてアタッチメントボード２９は上側接触子１０５より
大きな力を受けることとなる。この力によりアタッチメ
ントボード２９は、図１３に示すように変形し、反りが
生じた状態となる。

【００１９】このように、アタッチメントボード２９に
反りが生じた場合、接触子１０５の一部が電極３１と接
触しないおそれがあるという問題点が生じる。

【００２０】上記の理由から、ウェハテストにおいてＬ
ＳＩテスタとウェハプローバとの間で電気的導通を取る
ことが困難になる。特に多ピンの半導体装置のウェハテ
ストにおいては、接触子１０５の間隔が狭くなるため、
電極の面積も一層微小になり、上記の問題点は顕著に現
われる。

【００２１】本発明は、上記のような問題点を解決する
ためになされたもので、テストヘッドが回転することに
よりＬＳＩテスタとウェハプローバとの電気的接続を行
なう方式において、ＬＳＩテスタとウェハプローバとの
電気的接続を容易にかつ確実にすることを目的とする。

【００２２】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の半導体
試験用電気的接続治具は、所定の回転軸線を中心として
円弧運動をなすように配置された複数個の接触電極を保
持する電極保持部材を用いて接触電極の各々からウェハ
状態の半導体装置の被試験電極に通電するために電極保
持部材の半導体装置側への回転移動時に電極保持部材と
半導体装置との間に介在させる半導体試験用電気的接続
治具であって、電極保持部材に対面する主表面を有する
基板と、接触電極の各々に対応して基板の主表面に設け
られた複数個の接触子とを備え、複数個の接触子の各々
は、回転軸線の位置から離れるにしたがって長くなるよ
うに主表面から延びている。

【００２３】請求項２に記載の半導体試験用電気的接続
治具は、所定の回転軸線を中心として円弧運動をなすよ
うに配置された複数個の接触電極を保持する電極保持部
材を用いて接触電極の各々からウェハ状態の半導体装置
の被試験電極に通電するために電極保持部材の半導体装
置側への回転移動時に電極保持部材と半導体装置との間
に介在させる半導体試験用電気的接続治具であって、電
極保持部材に対面する主表面を有する基板と、接触電極
の各々に対応して基板の主表面に設けられた複数個の接
触子とを備え、複数個の接触子の各々は、回転軸線を中
心として対応の接触電極が描く円弧に沿って主表面から
延びている。

【００２４】

【作用】請求項１に記載の半導体試験用電気的接続治具
では、複数個の接触子の各々は、回転軸線の位置から離
れるに従って長くなるように主表面から延びている。こ
のため、円弧運動する電極保持部材に保持された複数個
の接触電極と接触子とを同時に接触させることが可能と
なる。すなわち、１の接触子だけが接触電極に接触した
状態とはならない。よって、１の接触子と電極保持部材
との接触において１の接触子にのみ電極保持部材の回転
力が不均一に集中することはなく、各接触子と電極保持
部材とに均一に力が分散される。それゆえ、１の接触子
と電極保持部材との間に不均一な力が加わることによる
電極保持部材の反りは生じない。したがって、接触電極
と接触子との間では良好な接触状態を実現でき、電気的
導通を容易かつ確実にすることができる。

【００２５】請求項２に記載の半導体試験用電気的接続
治具では、複数個の接触子の各々は、対応の接触電極が
回転軸線を中心として描く円弧に沿って主表面から延び
ている。このため、接触子が接触電極と接触するときは
常に、接触子は接触電極と垂直に接触した状態が維持さ
れる。よって、接触子は、電極保持部材の表面を滑る方
向に力を受けることはない。それゆえ、この表面を滑る
力により、接触子が接触電極からずれるということもな
い。したがって、接触電極と接触子との間では良好な接
触状態を実現でき、電気的導通を容易かつ確実にするこ
とができる。

【００２６】

【実施例】以下、本発明の一実施例における半導体試験
用の電気的接続治具について図を用いて説明する。

【００２７】図１は、本発明の一実施例における電気的
接続治具の構成を概略的に示す斜視図である。また、図
２は、本発明の一実施例における電気的接続治具の接触
子の支持構造を示す部分拡大断面図である。

【００２８】図１と図２を参照して、電気的接続治具１
は、固定用治具３と、上側接触子５と、下側接触子７
と、固定部９と、ばね１１ａ、１１ｂと、導電体１３と
を含んでいる。固定用治具３には、複数個の固定部９が
取付けられている。この固定部９が固定用治具３の表面
から突出する部分は、一定の曲率を有して円弧状に延び
ている。また固定部９が固定用治具３の裏面から突出す
る部分は、固定用治具３の裏面に対してほぼ垂直に延び
ている。この固定部９は、内部が中空の略円筒形状を有
している。

【００２９】この固定部９内には、上側接触子５と下側
接触子７とがそれぞれ固定用治具３の表面上側、裏面下
側に、各々突出するように支持されている。上側接触子
５と下側接触子７との間には導電体１３を間に挟んで上
側接触子側にばね１１ａ、下側接触子７側にばね１１ｂ
が各々取付けられている。このばね１１ａにより上側接
触子５は、固定用治具３の表面上側に付勢されている。
またばね１１ｂにより下側接触子７は、固定用治具３の
裏面下側に付勢されている。上側接触子５は、固定用治
具３の表面上側に突出した固定部９の一定の曲率を有す
る円弧状に沿った形状を有して延びている。下側接触子
７は、固定用治具３の裏面に対して垂直になるように直
線状に延びている。

【００３０】複数個の下側接触子７はすべて同一の長さ
で延びている。これに対して、複数個の上側接触子５
は、固定用治具３の一方端部から他方端部へ向かうにつ
れてその長さが長くなる。すなわち、固定用治具３の一
方端部に配置された上側接触子５の長さは最も短く、他
方端部に向かうにつれて上側接触子５の長さは順次長く
なり、最も他方端部に近い位置に配置された上側接触子
５の長さが最も長い。

【００３１】次に、本発明の一実施例における電気的接
続治具が用いられた半導体試験装置の構成について説明
する。

【００３２】図３は、本発明の一実施例における電気的
接続治具が用いられた半導体試験装置の構成を概略的に
示す側面図である。図３を参照して、半導体試験装置
は、電気的接続治具１と、プローブカード２５と、ウェ
ハプローバ２７と、アタッチメントボード２９と、電極
３１と、テストヘッド３３と、回転軸３５と、ＬＳＩテ
スタ３７とを含んでいる。

【００３３】ウェハプローバ２７には、電気的接続治具
１とプローブカード２５とが水平となるように固定され
ている。プローブカード２５は、被試験半導体装置２１
のパッド部２１ａと接続されるべきプローブ針２３を有
している。このプローブカード２５には、下側接触子７
により電気的接続治具１が電気的に接続されている。

【００３４】また、ＬＳＩテスタには、回転軸３５の回
転により円弧運動をなすようにテストヘッド３３が支持
されている。この円弧運動により電気的接続治具１の表
面と対面すべきテストヘッド３３の表面には複数個の電
極３１が配置されたアタッチメントボード２９が取付け
られている。

【００３５】次に、図３に示す半導体試験装置に用いら
れた場合の電気的接続治具の上側接触子５の具体的形状
について説明する。

【００３６】図４は、アタッチメントボードと上側接触
子との接触開始状態を示す概略斜視図である。図４を参
照して、上側接触子５は、上述のごとく一定の曲率を有
して円弧状に延びているが、具体的には、対応する電極
３１が回転軸３５を中心として描く円弧に沿って延びた
形状を有している。また複数の上側接触子５は上述のご
とくその長さが異なるが、具体的には、回転軸３５の位
置から近い側（一方端部側）は比較的その長さが短く、
離れるにしたがって（他方端部側にいくにしたがって）
順次その長さが長くなる。またその上側接触子５の長さ
の増加分は、上側接触子５ａと５ｂとの距離をｌ₁とす
ると、

【００３７】

【数１】

【００３８】となるように設定されている。このため、
全上側接触子５は、円弧運動するアタッチメントボード
２９に同時に接触する。

【００３９】なお、実際には回転軸３５の中心から上側
接触子までの距離は１メートル前後あり、これに対して
上側接触子の長さは１．５〜２．０ｃｍ程度と非常に短
い。このため、アタッチメントボード２９の電極３１が
配置された面と水平面とのなす角度θは、

【００４０】

【数２】

【００４１】で表わされ、角度θ＝０．８〜１．５゜と
なる。このように角度θが小さいため、上側接触子５の
円弧形状の曲率は、非常に小さくなり、上側接触子５の
形状はほとんど直線に近くなる。このため、上側接触子
５の固定部９に対する上下動は無理なく行なわれると考
えられる。

【００４２】次に、本発明の一実施例における電気的接
続治具が用いられる半導体試験装置の動作について説明
する。

【００４３】まず図３を参照して、回転軸３５を中心と
してテストヘッド３３が矢印Ａ₁方向に円弧運動する。
これにより、アタッチメントボード２９に配列された複
数個の電極３１が電気的接続治具１の上側接触子５に接
近する。

【００４４】次に図４を参照して、このテストヘッドの
矢印Ａ₁方向の円弧運動により、複数個の電極３１の各
々に複数個の上側接触子５が同時に接触する。

【００４５】図５を参照して、さらに、アタッチメント
ボード２９の電極３１の配置された表面が水平となるま
でテストヘッド３３は矢印Ａ₁方向に円弧運動する。こ
の際、上側接触子５は、アタッチメントボード２９によ
り下側へ押圧され、固定部９内に所定量収納される。こ
の状態においてばね１１ａの付勢力が大きくなるため、
電極３１と上側接触子５との間で大きな押圧力が得ら
れ、電極３１と上側接触子５との間で確実な接続が得ら
れる。

【００４６】この図５に示す状態でウェハテストが行な
われる。このウェハテストにおいては、ＬＳＩテスタ３
７の信号がアタッチメントボード２９に配置された電極
３１から電気的接続治具１に伝えられる。この電気的接
続治具１においては、上側電極５、ばね１１ａ、導電体
１３、ばね１１ｂおよび下側接触子７を信号が経由す
る。この信号は、下側接触子７からプローブカード２５
とプローブ針２３をさらに経由し、ウェハ状態の被試験
半導体装置２１へ伝えられる。これにより、被試験半導
体装置２１の試験が行なわれる。

【００４７】本発明の一実施例における電気的接続治具
１では、図４に示すようにすべての接触子５が同時に電
極３１と接触するような形状を有している。すなわち、
１の接触子５だけが１の電極３１に接触した状態とはな
らない。よって、１の接触子５とアタッチメントボード
２９との接触において、１の接触子５にのみテストヘッ
ド３３の回転力が不均一に集中することはない。よって
この不均一な力の集中によりアタッチメントボード２９
に反りが生じることはない。したがって、電極３１と接
触子５との間では良好な接触状態が実現できる。

【００４８】また、図４に示すように上側接触子５は、
対応する電極３１が回転軸３５を中心として描く円弧に
沿った形状を有している。このため、接触子５は、常に
対応する電極３１の表面に垂直に接触する。よって、接
触子５はアタッチメントボード２９によってアタッチメ
ントボード２９の表面を滑る方向に力を受けることはな
い。それゆえ、この表面を滑る力により接触子５が電極
３１から位置ずれを起こすこともない。したがって、電
極３１と上側接触子５との間では良好な接触状態が実現
できる。

【００４９】

【発明の効果】請求項１に記載の半導体試験用電気的接
続治具では、複数個の接触子の各々は、回転軸線の位置
から離れるにしたがって長くなるように主表面から延び
ている。このため、円弧運動する電極保持部材に保持さ
れた複数の電極と複数の接触子とは同時に接触する。し
たがって、電極保持部材と接触子との間に不均一な力が
加わることはなく、その力に起因した電極保持部材の反
りも生じない。したがって、電極と接触子との間で良好
な接触状態を実現でき、電気的導通を容易かつ確実にす
ることができる。

【００５０】請求項２に記載の半導体試験用電気的接続
治具では、複数個の接触子の各々は、対応の接触電極が
回転軸線を中心として描く円弧に沿って主表面から延び
ている。このため、接触子は、接触電極と接触するとき
は常に接触電極と垂直に接触するよう維持される。よっ
て、接触子が接触電極に対して位置ずれを起こす方向に
力を受けることはなく、よって接触電極に対して接触子
が位置ずれを起こすことはない。したがって、電極と接
触子との間で良好な接触状態を実現でき、電気的導通を
容易かつ確実にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における電気的接続治具の構
成を概略的に示す斜視図である。

【図２】本発明の一実施例における電気的接続治具の接
触子の支持構造を概略的に示す部分拡大断面図である。

【図３】本発明の一実施例における電気的接続治具が用
いられた半導体試験装置の構成を概略的に示す側面図で
ある。

【図４】アタッチメントボードに配置された電極と上側
接触子が接触開始状態にある様子を示す概略斜視図であ
る。

【図５】本発明の一実施例における電気的接続治具が用
いられた半導体試験装置のテスト状態を示す概略側面図
である。

【図６】本発明の一実施例における電気的接続治具が用
いられた半導体試験装置のテスト状態における上側接触
子の様子を示す概略斜視図である。

【図７】従来の電気的接続治具が用いられた半導体試験
装置の構成を概略的に示す側面図である。

【図８】従来の電気的接続治具の構成を概略的に示す斜
視図である。

【図９】従来の電気的接続治具が用いられた半導体試験
装置のテスト状態を概略的に示す側面図である。

【図１０】従来の電気的接続治具が用いられた半導体試
験装置において電極と上側接触子が接触開始状態にある
様子を示す概略斜視図である。

【図１１】従来の電気的接続治具が採用された半導体試
験装置において上側接触子と電極との間で接触不良が生
じた様子を模式的に示す側面図である。

【図１２】従来の電気的接続治具が採用された半導体試
験装置の動作において弊害が生じる様子を説明するため
の概略斜視図である。

【図１３】従来の電気的接続治具が採用された半導体試
験装置においてアタッチメントボードに反りが生じた様
子を示す概略側面図である。

【符号の説明】

１電気的接続治具３固定用治具５上側接触子７下側接触子９固定部１１ａ、１１ｂばね１３導電体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｈ０１Ｌ 21/66 Ｄ 7630−4Ｍ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】所定の回転軸線を中心として円弧運動を
なすように配置された複数個の接触電極を保持する電極
保持部材を用いて前記接触電極の各々からウェハ状態の
半導体装置の被試験電極に通電するために前記電極保持
部材の前記半導体装置側への回転移動時に前記電極保持
部材と前記半導体装置との間に介在させる半導体試験用
電気的接続治具であって、前記電極保持部材に対面する主表面を有する基板と、前記接触電極の各々に対応して前記基板の主表面に設け
られた複数個の接触子とを備え、前記複数個の接触子の各々は、前記回転軸線の位置から
離れるにしたがって長くなるように前記主表面から延び
ている、半導体試験用電気的接続治具。
【請求項２】所定の回転軸線を中心として円弧運動を
なすように配置された複数個の接触電極を保持する電極
保持部材を用いて前記接触電極の各々からウェハ状態の
半導体装置の被試験電極に通電するために前記電極保持
部材の前記半導体装置側への回転移動時に前記電極保持
部材と前記半導体装置との間に介在させる半導体試験用
電気的接続治具であって、前記電極保持部材に対面する主表面を有する基板と、前記接触電極の各々に対応して前記基板の主表面に設け
られた複数個の接触子とを備え、前記複数個の接触子の各々は、前記回転軸線を中心とし
て前記対応の接触電極が描く前記円弧に沿って前記主表
面から延びている、半導体試験用電気的接続治具。