JPH08285892A - 裸集積回路デバイスをテストするための構造体 - Google Patents
裸集積回路デバイスをテストするための構造体Info
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- JPH08285892A JPH08285892A JP8063811A JP6381196A JPH08285892A JP H08285892 A JPH08285892 A JP H08285892A JP 8063811 A JP8063811 A JP 8063811A JP 6381196 A JP6381196 A JP 6381196A JP H08285892 A JPH08285892 A JP H08285892A
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- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
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- G01R1/02—General constructional details
- G01R1/06—Measuring leads; Measuring probes
- G01R1/067—Measuring probes
- G01R1/06772—High frequency probes
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/28—Testing of electronic circuits, e.g. by signal tracer
- G01R31/2801—Testing of printed circuits, backplanes, motherboards, hybrid circuits or carriers for multichip packages [MCP]
- G01R31/2805—Bare printed circuit boards
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- Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
- Testing Of Individual Semiconductor Devices (AREA)
- Measuring Leads Or Probes (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 高性能の受動素子を現場インクマーキングに
適合する形で被テストデバイスに密に近接させて配置す
る構造体を提供すること。 【解決手段】 被テスト集積回路デバイスに電気的接続
を設定するためのテスト用プローブ構造体を提供する。
プローブ構造体は、多層印刷回路板から成るプローブア
ームであり、プローブアームはそのティップにMCM−
D基板を担持しており、MCM−D基板の下面に電気的
接続を行うための1列のバンプが形成されている。プロ
ーブアームは、被テストデバイス又はウエハの表面に対
して浅い角度をなして支持される。MCM−D基板には
被テストデバイスに電気的接続を設定するための受動素
子が形成されている。被テストデバイスの各側辺に1つ
づつ4つのプローブアームを設けることができる。
適合する形で被テストデバイスに密に近接させて配置す
る構造体を提供すること。 【解決手段】 被テスト集積回路デバイスに電気的接続
を設定するためのテスト用プローブ構造体を提供する。
プローブ構造体は、多層印刷回路板から成るプローブア
ームであり、プローブアームはそのティップにMCM−
D基板を担持しており、MCM−D基板の下面に電気的
接続を行うための1列のバンプが形成されている。プロ
ーブアームは、被テストデバイス又はウエハの表面に対
して浅い角度をなして支持される。MCM−D基板には
被テストデバイスに電気的接続を設定するための受動素
子が形成されている。被テストデバイスの各側辺に1つ
づつ4つのプローブアームを設けることができる。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、裸の(むき出し
の)集積回路(IC)デバイスをテストするための構造
体に関する。
の)集積回路(IC)デバイスをテストするための構造
体に関する。
【0002】
【従来の技術】多数の未パッケージICデバイスから成
るマルチチップモジュール(MCM)回路組立体を適当
な回路連結基板上に組み立てる作業に随伴する古くから
の問題は、その組立体中の各チップが実際に機能しうる
完全なものである確率は1未満であることに関連してい
る。即ち、組み立てられたマルチチップモジュール組立
体の歩留りは、すべての個々のチップの歩留り率と組立
体の歩留り率との積であり、下記の数式で表される。 Y={F(B)m} n ここで、Y=最終回路組立体の歩留り F=個々のICが機能しうる完全なものである確率 m=1つのチップ当りの接続点の数 n=回路組立体中のICの数 この回路歩留りの積依存性は、すべての個別ICが回路
組立体として組み立てに付される前に完全な機能を有す
るものであるという高い確信をもてること、そして、非
常に高い歩留の組み立て工程を用いることが肝要である
ことを意味している。例えば、はんだバンプ(瘤状体)
のアレー(配列体)を裸のIC上の接点パッドを覆って
配設し、それらのICを表裏逆にして基板に取り付ける
フリップチップはんだボンディング法は、適度に高い歩
留りの組み立て方法をてっこすことが認められた。例え
ば、冷却を施されないIR検出器アレーにおいては、1
0,000箇所のはんだ結合による接続点を有するデバ
イスの場合で100%のボンド(結合)歩留りが達成さ
れている。これは、個々のボンド歩留りが99.99%
以上であることを示す。
るマルチチップモジュール(MCM)回路組立体を適当
な回路連結基板上に組み立てる作業に随伴する古くから
の問題は、その組立体中の各チップが実際に機能しうる
完全なものである確率は1未満であることに関連してい
る。即ち、組み立てられたマルチチップモジュール組立
体の歩留りは、すべての個々のチップの歩留り率と組立
体の歩留り率との積であり、下記の数式で表される。 Y={F(B)m} n ここで、Y=最終回路組立体の歩留り F=個々のICが機能しうる完全なものである確率 m=1つのチップ当りの接続点の数 n=回路組立体中のICの数 この回路歩留りの積依存性は、すべての個別ICが回路
組立体として組み立てに付される前に完全な機能を有す
るものであるという高い確信をもてること、そして、非
常に高い歩留の組み立て工程を用いることが肝要である
ことを意味している。例えば、はんだバンプ(瘤状体)
のアレー(配列体)を裸のIC上の接点パッドを覆って
配設し、それらのICを表裏逆にして基板に取り付ける
フリップチップはんだボンディング法は、適度に高い歩
留りの組み立て方法をてっこすことが認められた。例え
ば、冷却を施されないIR検出器アレーにおいては、1
0,000箇所のはんだ結合による接続点を有するデバ
イスの場合で100%のボンド(結合)歩留りが達成さ
れている。これは、個々のボンド歩留りが99.99%
以上であることを示す。
【0003】しかし残念ながら、いろいろな形態のモジ
ュールやハイブリッド回路構造に用いられるような裸の
未パッケージICを使用した場合、個々のICの機能が
完全であることの確率は、上記のボンド歩留りほど高く
なく、通常、90%から99%の間である。それは、主
として、裸の未パッケージICの、特に最終作動周波数
でテストすることが困難であることと、1つには、非常
に複雑なデジタルデバイスをテストする場合、そのテス
トはデバイスの機能要件の一部だけをサンプル検査する
テストパターンを用いるので統計的な誤差要因が随伴す
ることに基因している。このことは、組立体中のICの
数が多くなるほど、回路の歩留りが減少し、許容し得な
いほどの低率点に急激に近づくことを意味する。100
個のI/O(入出力)デバイスとの10チップのマルチ
チップ組立体において初回テストで80%を越える歩留
りを達成するには、99%のIC信頼値と、99.99
%のボンディング工程の歩留りが必要とされると考えら
れる。
ュールやハイブリッド回路構造に用いられるような裸の
未パッケージICを使用した場合、個々のICの機能が
完全であることの確率は、上記のボンド歩留りほど高く
なく、通常、90%から99%の間である。それは、主
として、裸の未パッケージICの、特に最終作動周波数
でテストすることが困難であることと、1つには、非常
に複雑なデジタルデバイスをテストする場合、そのテス
トはデバイスの機能要件の一部だけをサンプル検査する
テストパターンを用いるので統計的な誤差要因が随伴す
ることに基因している。このことは、組立体中のICの
数が多くなるほど、回路の歩留りが減少し、許容し得な
いほどの低率点に急激に近づくことを意味する。100
個のI/O(入出力)デバイスとの10チップのマルチ
チップ組立体において初回テストで80%を越える歩留
りを達成するには、99%のIC信頼値と、99.99
%のボンディング工程の歩留りが必要とされると考えら
れる。
【0004】従って、「既知の良品ダイス」(Known Go
od Die)(KGD)を用いてテストされる裸ダイスMC
M回路の組立体のための個別ICの高い機能コンフィデ
ンス(信頼性)又は高いデバイス「良品率」を保証する
方法を開発する必要性があることは、明らかである。
od Die)(KGD)を用いてテストされる裸ダイスMC
M回路の組立体のための個別ICの高い機能コンフィデ
ンス(信頼性)又は高いデバイス「良品率」を保証する
方法を開発する必要性があることは、明らかである。
【0005】シリコン集積回路デバイス(SIC)はウ
エハの形で加工され、完成したウエハをダイシングする
(ダイスに切り分ける)前に、被テスト(テストすべ
き)ICの接点パッドに対し電気的接触を設定するため
のプローブカード(検査カード)(最近ではメンブレン
状プローブカード)を用いて完成ウエハの初回テストが
実施される。
エハの形で加工され、完成したウエハをダイシングする
(ダイスに切り分ける)前に、被テスト(テストすべ
き)ICの接点パッドに対し電気的接触を設定するため
のプローブカード(検査カード)(最近ではメンブレン
状プローブカード)を用いて完成ウエハの初回テストが
実施される。
【0006】慣用のプローブカードは、印刷回路板(P
CB)の円形孔に支持された金属製プローブの放射状ア
レー(配列体)から成る。これらのプローブは、細いタ
ングステンワイヤを用いて作られた微細なプローブ端を
有している。プローブ端は、通常、長さ0.5mm、直
径0.15mmであり、プローブのティップ(接触部)
の接点は、通常、直径50μmの球形状とされている。
IC上のアルミニウム合金蒸着パッドに対する接触抵抗
を低くするために1プローブ当り6gないし9gの接触
力が用いられる。プローブセット(プローブカード)の
予想寿命は、約50万回の接点接触であり、約50万回
の接点接触が行われると、新しいプローブセットと交換
される。プローブカードの各プローブは、むらのない接
触を維持するために印刷回路板にそれぞれ独立して取り
付けられ、調節される。プローブの素材としてタングス
テンが選ばれるのは、タングステンは、プローブの摩耗
速度を低くする高い硬度を有し、プローブの電気抵抗を
低くするための低い電気抵抗値を有しているからであ
る。
CB)の円形孔に支持された金属製プローブの放射状ア
レー(配列体)から成る。これらのプローブは、細いタ
ングステンワイヤを用いて作られた微細なプローブ端を
有している。プローブ端は、通常、長さ0.5mm、直
径0.15mmであり、プローブのティップ(接触部)
の接点は、通常、直径50μmの球形状とされている。
IC上のアルミニウム合金蒸着パッドに対する接触抵抗
を低くするために1プローブ当り6gないし9gの接触
力が用いられる。プローブセット(プローブカード)の
予想寿命は、約50万回の接点接触であり、約50万回
の接点接触が行われると、新しいプローブセットと交換
される。プローブカードの各プローブは、むらのない接
触を維持するために印刷回路板にそれぞれ独立して取り
付けられ、調節される。プローブの素材としてタングス
テンが選ばれるのは、タングステンは、プローブの摩耗
速度を低くする高い硬度を有し、プローブの電気抵抗を
低くするための低い電気抵抗値を有しているからであ
る。
【0007】ウエハ段階でのデバイステストは、基本パ
ラメータテスト及び低周波数機能テストを含み、場合に
よっては、特別設計のテスト装置を用いたスピードビン
ニングテスト又は境界走査テストを含む。しかしなが
ら、慣用のプローブカードは、電気抵抗、特にインダク
タンスが比較的高いため、全作動周波数での徹底したテ
ストを実施することができない。
ラメータテスト及び低周波数機能テストを含み、場合に
よっては、特別設計のテスト装置を用いたスピードビン
ニングテスト又は境界走査テストを含む。しかしなが
ら、慣用のプローブカードは、電気抵抗、特にインダク
タンスが比較的高いため、全作動周波数での徹底したテ
ストを実施することができない。
【0008】ウエハレベル(ウエハ段階)でのデバイス
テストにおいて包括的機能テストを実施する場合、特に
実際の機能速度より低い速度で実施する場合、テストを
実施するのに長い時間が必要とされるが、ウエハレベル
のデバイステストに課せられるもう1つの制約は、テス
ト時間に対する制限である。ピン数の多い、従ってピン
密度の非常に高いICのテストに適する慣用型のプロー
ブカードを製造するには機械的な困難が伴うことが、慣
用のプローブカードに代わるプローブカードを開発する
努力が現在続けられている1つの理由である。
テストにおいて包括的機能テストを実施する場合、特に
実際の機能速度より低い速度で実施する場合、テストを
実施するのに長い時間が必要とされるが、ウエハレベル
のデバイステストに課せられるもう1つの制約は、テス
ト時間に対する制限である。ピン数の多い、従ってピン
密度の非常に高いICのテストに適する慣用型のプロー
ブカードを製造するには機械的な困難が伴うことが、慣
用のプローブカードに代わるプローブカードを開発する
努力が現在続けられている1つの理由である。
【0009】ウエハレベルのデバイステストに合格した
ICはパッケージされたならば、包括的機能テストに進
むことができる。パッケージは、パッケージされたデバ
イス(IC)を直接そのままテストのためにテストシス
テムの送り装置で搬送することを可能にする機械的保護
をICに与えるとともに、パッケージのリード(引出し
導線)を介して被テストデバイスに電気的接触を設定す
る実際的な手段をも提供する。パッケージ済みデバイス
は、速い速度でほぼ許容し得るテスト時間内に全機能に
ついて検査することができる。
ICはパッケージされたならば、包括的機能テストに進
むことができる。パッケージは、パッケージされたデバ
イス(IC)を直接そのままテストのためにテストシス
テムの送り装置で搬送することを可能にする機械的保護
をICに与えるとともに、パッケージのリード(引出し
導線)を介して被テストデバイスに電気的接触を設定す
る実際的な手段をも提供する。パッケージ済みデバイス
は、速い速度でほぼ許容し得るテスト時間内に全機能に
ついて検査することができる。
【0010】ウエハレベルのデバイステストにおける最
近の進歩は、メンブレン状プローブカード構造が開発さ
れたことである。メンブレン状プローブカード構造にお
いては、被テストデバイスの接点パッドの部位にインピ
ーダンスを制御された微細ピッチのトレースを提供する
ことができる可撓性のPCB相互接続多層体が用いられ
る。被テストデバイスに対する一時的な接触は、PCB
のトレース端子上に設けられたインピーダンスの非常に
低いメッキ金又はそれに類する金属バンプアレーを介し
て設定され、適当な接触力と摺擦(ワイプ)作用が与え
られる。このPCB多層体は、テスト装置のエレクトロ
ニクスから被テストデバイスへのインピーダンスを制御
された相互接続を設定することを可能にする、信号伝送
トレースの部位に限られた局部的な接地平面を提供す
る。
近の進歩は、メンブレン状プローブカード構造が開発さ
れたことである。メンブレン状プローブカード構造にお
いては、被テストデバイスの接点パッドの部位にインピ
ーダンスを制御された微細ピッチのトレースを提供する
ことができる可撓性のPCB相互接続多層体が用いられ
る。被テストデバイスに対する一時的な接触は、PCB
のトレース端子上に設けられたインピーダンスの非常に
低いメッキ金又はそれに類する金属バンプアレーを介し
て設定され、適当な接触力と摺擦(ワイプ)作用が与え
られる。このPCB多層体は、テスト装置のエレクトロ
ニクスから被テストデバイスへのインピーダンスを制御
された相互接続を設定することを可能にする、信号伝送
トレースの部位に限られた局部的な接地平面を提供す
る。
【0011】メンブレン状プローブカードは、より高い
周波数でのウエハレベルのテストを可能にし、又、現在
ではその金属バンプのパターンをリソグラフ印刷法によ
って形成することができるので、ピン数の多いデバイス
のテストに非常に適している。ただし、メンブレン状プ
ローブカード法による温度テストは、通常、そのメンブ
レンの素材により約85°Cに制限される。
周波数でのウエハレベルのテストを可能にし、又、現在
ではその金属バンプのパターンをリソグラフ印刷法によ
って形成することができるので、ピン数の多いデバイス
のテストに非常に適している。ただし、メンブレン状プ
ローブカード法による温度テストは、通常、そのメンブ
レンの素材により約85°Cに制限される。
【0012】現在市販されているメンブレン状プローブ
カードは、可撓性PCB加工方法の延長として銅金属化
層を用いて製造されたものであり、現行では一般に2層
の金属層構造に限定されている。従って、現行のメンブ
レン状プローブカードは、例えば、信号伝送及び接地/
給電(電源)層と、それらの金属層を分離する通常厚さ
約30μmのポリイミド材から成る誘電体分離層とから
成る。それらの2つの金属層の間に、通常レーザー穿孔
法を用いて連絡接続部が形成され、ポリイミド層に連絡
透孔が形成される。多ピン数のデジタルICデバイスの
高速テストに対するこのようなメンブレン状プローブカ
ードの適性は、多数の機関によって証明されている。
又、デジタルICデバイスのテストのための改良された
信号帯域幅も報告されている。
カードは、可撓性PCB加工方法の延長として銅金属化
層を用いて製造されたものであり、現行では一般に2層
の金属層構造に限定されている。従って、現行のメンブ
レン状プローブカードは、例えば、信号伝送及び接地/
給電(電源)層と、それらの金属層を分離する通常厚さ
約30μmのポリイミド材から成る誘電体分離層とから
成る。それらの2つの金属層の間に、通常レーザー穿孔
法を用いて連絡接続部が形成され、ポリイミド層に連絡
透孔が形成される。多ピン数のデジタルICデバイスの
高速テストに対するこのようなメンブレン状プローブカ
ードの適性は、多数の機関によって証明されている。
又、デジタルICデバイスのテストのための改良された
信号帯域幅も報告されている。
【0013】特に、高速デジタルデバイス、信号及び高
周波アナログ混合デバイス及びRF/ マイクロ波デバイ
スのための高速機能テストに課せられる重要な制約は、
被テストデバイスのための局部的な受動素子に支持を与
えることが困難であることである。局部的給電の脱結
合、信号成端、インピーダンス変換、インピーダンス整
合及びバイアシング等の機能が、受動素子に一般的に必
要とされる機能である。これらの受動素子を被テストデ
バイスにできるだけ近接して配置することの必要性は、
デバイスの作動周波数が高くなるほど増大する。表面実
装用フォーマットチップ受動素子をプローブカードの印
刷回路板上に、あるいは、ある種のメンブレン状プロー
ブカード構造の場合は、そのメンブレン状プローブカー
ド自体の上に取り付けることが可能である。しかしなが
ら、これらのチップ受動素子の物理的なサイズが、被テ
ストデバイスに対する近さと、特定のサイズのデバイス
に対して設けることができる受動素子の個数に基本的な
制限を課する。そのようなチップ受動素子の範囲と性能
も制限される。
周波アナログ混合デバイス及びRF/ マイクロ波デバイ
スのための高速機能テストに課せられる重要な制約は、
被テストデバイスのための局部的な受動素子に支持を与
えることが困難であることである。局部的給電の脱結
合、信号成端、インピーダンス変換、インピーダンス整
合及びバイアシング等の機能が、受動素子に一般的に必
要とされる機能である。これらの受動素子を被テストデ
バイスにできるだけ近接して配置することの必要性は、
デバイスの作動周波数が高くなるほど増大する。表面実
装用フォーマットチップ受動素子をプローブカードの印
刷回路板上に、あるいは、ある種のメンブレン状プロー
ブカード構造の場合は、そのメンブレン状プローブカー
ド自体の上に取り付けることが可能である。しかしなが
ら、これらのチップ受動素子の物理的なサイズが、被テ
ストデバイスに対する近さと、特定のサイズのデバイス
に対して設けることができる受動素子の個数に基本的な
制限を課する。そのようなチップ受動素子の範囲と性能
も制限される。
【0014】ウエハレベルの裸ダイスのテストにメンブ
レン状プローブカード法を適用することに対するもう1
つの製造上の制約は、メンブレンが切れ目や開口のない
連続した物体であるため、テストに合格しなかったデバ
イスにインクマーキングを施すためにそのような不良デ
バイスに上から直接アクセスすることを阻止することに
基因している。この問題を回避するためにオフラインイ
ンキング、オフセットインキング又はウエハマッピング
を用いることができるが、1個のデバイスウエハに数百
から数千個のデバイスが含まれるような、信号及び高周
波アナログ混合デバイス及びRF/ マイクロ波デバイス
等の比較的小寸法のデバイスにとっては、直接的な現場
インクマーキングの利点は特に重要である。
レン状プローブカード法を適用することに対するもう1
つの製造上の制約は、メンブレンが切れ目や開口のない
連続した物体であるため、テストに合格しなかったデバ
イスにインクマーキングを施すためにそのような不良デ
バイスに上から直接アクセスすることを阻止することに
基因している。この問題を回避するためにオフラインイ
ンキング、オフセットインキング又はウエハマッピング
を用いることができるが、1個のデバイスウエハに数百
から数千個のデバイスが含まれるような、信号及び高周
波アナログ混合デバイス及びRF/ マイクロ波デバイス
等の比較的小寸法のデバイスにとっては、直接的な現場
インクマーキングの利点は特に重要である。
【0015】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、高性能の微
小受動素子を上述した現場インクマーキングに適合する
形(フォーマット)で高速デジタルデバイス、信号及び
高周波アナログ混合デバイス及びRF/ マイクロ波デバ
イスような被テストデバイスに密に近接させて配置する
という要求を充足することを目的とする。
小受動素子を上述した現場インクマーキングに適合する
形(フォーマット)で高速デジタルデバイス、信号及び
高周波アナログ混合デバイス及びRF/ マイクロ波デバ
イスような被テストデバイスに密に近接させて配置する
という要求を充足することを目的とする。
【0016】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、裸集積回路デバイスをテストするための
構造体であって、被テスト集積回路デバイスを支持する
ための支持手段と、多層金属−ポリマー誘電体基板(多
層金属−ポリマー誘電体を含む基板)を該基板の一端縁
が該デバイスに近接するように該デバイスに角度をなし
て取り付けるための多層印刷回路板プローブ手段(多層
印刷回路板を含むプローブ手段)とから成り、前記基板
は、熱可塑性接着材によって前記プローブ手段に固着さ
れており、前記被テストデバイスと該基板上に形成され
た少くとも1つの受動回路素子との間に電気的接続を設
定するために前記一端縁に沿って配設された複数のマイ
クロバンプ(微小瘤状体)を有することを特徴とする構
造体を提供する。
決するために、裸集積回路デバイスをテストするための
構造体であって、被テスト集積回路デバイスを支持する
ための支持手段と、多層金属−ポリマー誘電体基板(多
層金属−ポリマー誘電体を含む基板)を該基板の一端縁
が該デバイスに近接するように該デバイスに角度をなし
て取り付けるための多層印刷回路板プローブ手段(多層
印刷回路板を含むプローブ手段)とから成り、前記基板
は、熱可塑性接着材によって前記プローブ手段に固着さ
れており、前記被テストデバイスと該基板上に形成され
た少くとも1つの受動回路素子との間に電気的接続を設
定するために前記一端縁に沿って配設された複数のマイ
クロバンプ(微小瘤状体)を有することを特徴とする構
造体を提供する。
【0017】前記基板ウエハは、例えばサファイア又は
シリコン製であってよく、その多層金属−ポリマー誘電
体基板の上に、被テストデバイスに関連して成端、イン
ピーダンス整合、フィルタ機能、バイアシング、付勢又
はその他の機能を実行するための抵抗器、キャパシタ、
インダクタ及び変成器等の複数の受動素子を形成するこ
とができる。
シリコン製であってよく、その多層金属−ポリマー誘電
体基板の上に、被テストデバイスに関連して成端、イン
ピーダンス整合、フィルタ機能、バイアシング、付勢又
はその他の機能を実行するための抵抗器、キャパシタ、
インダクタ及び変成器等の複数の受動素子を形成するこ
とができる。
【0018】
【発明の実施の形態】以下に、添付図を参照して、本発
明による裸集積回路デバイスをテストするための構造体
の実施形態を説明する。まず、図1を参照して説明する
と、この構造体は、小型マルチチップモジュール(MC
M−D)基板1と、基板1に熱可塑性接着材3を介して
接合された多層印刷回路板(PCB)である角形プロー
ブ多層体(以下、「多層印刷回路板」又は「プローブ構
造体」又は「プローブ手段」又は単に「プローブ」とも
称する)4とから成る。基板1は、絶縁性ウエハ上に積
層された多層金属−ポリマー誘電体(金属層とポリマー
誘電体層との多層構造体)から成る。
明による裸集積回路デバイスをテストするための構造体
の実施形態を説明する。まず、図1を参照して説明する
と、この構造体は、小型マルチチップモジュール(MC
M−D)基板1と、基板1に熱可塑性接着材3を介して
接合された多層印刷回路板(PCB)である角形プロー
ブ多層体(以下、「多層印刷回路板」又は「プローブ構
造体」又は「プローブ手段」又は単に「プローブ」とも
称する)4とから成る。基板1は、絶縁性ウエハ上に積
層された多層金属−ポリマー誘電体(金属層とポリマー
誘電体層との多層構造体)から成る。
【0019】基板1と、外部のテスト用回路(図示せ
ず)に通じる印刷回路板4の各トラックとの間の接続
は、高さの低い、短いワイヤボンドリンク(以下、単に
「ワイヤボンド」とも称する)5によって設定される。
ワイヤボンド5は、角形プローブ4を傾斜させて配置し
たことにより被テスト集積回路(IC)デバイス6の表
面から物理的に離隔されている。図2に示されるよう
に、被テストデバイス6の各側辺に対して1つづつ4つ
のプローブ4を用いることができ、プローブ4を被テス
トデバイス6に対して浅い角度をなして配置する。
ず)に通じる印刷回路板4の各トラックとの間の接続
は、高さの低い、短いワイヤボンドリンク(以下、単に
「ワイヤボンド」とも称する)5によって設定される。
ワイヤボンド5は、角形プローブ4を傾斜させて配置し
たことにより被テスト集積回路(IC)デバイス6の表
面から物理的に離隔されている。図2に示されるよう
に、被テストデバイス6の各側辺に対して1つづつ4つ
のプローブ4を用いることができ、プローブ4を被テス
トデバイス6に対して浅い角度をなして配置する。
【0020】基板1は、サファイア、融着石英又はシリ
コンウエハと、その上に形成された電力供給、接地及び
信号相互接続機能を果たす多層金属−ポリマー誘電体相
互接続構造体と、抵抗器、キャパシタ及びインダクタを
含む集積薄膜受動素子から成る。この基板は、テストの
直後に、プローブ4のティップ(接触部)間に形成され
た孔を通して欠陥デバイスに現場で(その場で)インク
マーキングを施すのに適合している。
コンウエハと、その上に形成された電力供給、接地及び
信号相互接続機能を果たす多層金属−ポリマー誘電体相
互接続構造体と、抵抗器、キャパシタ及びインダクタを
含む集積薄膜受動素子から成る。この基板は、テストの
直後に、プローブ4のティップ(接触部)間に形成され
た孔を通して欠陥デバイスに現場で(その場で)インク
マーキングを施すのに適合している。
【0021】基板1は、例えば、全種類の集積受動素子
を備えた、アルミニウム金属化層とポリイミド誘電体を
含む3層の多層体として形成されるように既知の方法に
よって製造することができる。基板1上の各トラックの
形状・寸法は、10〜25μmのライン幅であり、トラ
ックのピッチは40〜100μm、金属の厚さは2〜5
μmである。基板1の誘電体の厚さは5〜20μmの範
囲内である。このような形状・寸法は、必要に応じて、
インピーダンスを制御された50Ωのラインを形成する
ことを可能にする。導電体の素材として銅を使用するこ
とのでき、誘電体の素材としていろいろな種類のポリマ
ーを使用することができる。
を備えた、アルミニウム金属化層とポリイミド誘電体を
含む3層の多層体として形成されるように既知の方法に
よって製造することができる。基板1上の各トラックの
形状・寸法は、10〜25μmのライン幅であり、トラ
ックのピッチは40〜100μm、金属の厚さは2〜5
μmである。基板1の誘電体の厚さは5〜20μmの範
囲内である。このような形状・寸法は、必要に応じて、
インピーダンスを制御された50Ωのラインを形成する
ことを可能にする。導電体の素材として銅を使用するこ
とのでき、誘電体の素材としていろいろな種類のポリマ
ーを使用することができる。
【0022】次いで、基板1上に無電解ニッケルバンプ
形成法によって接点マイクロバンプ2を形成する。この
バンプ形成法は、例えば、マイクロバンプ2を形成すべ
き基板上のアルミニウムパッド表面7を活性化するため
の亜鉛酸塩溶液による予備処理と、次いで行われる実質
的に等方性の無電解ニッケル被着工程と、接触抵抗を低
くする金仕上げを施すための最終のイオン交換式金浸漬
処理から成る。別法として、マイクロバンプ2は、湿潤
性パッド表面7上にはんだ付けされた銅の球状体として
もよく、あるいは、金−錫共融混合物のメッキ又は蒸着
バンプとしてもよい。必要ならば、後にワイヤボンド5
を形成すべきボンドパッド部位8をレジストでマスクし
ておく。バンプ2の形状・寸法及び部位は、被テストデ
バイス6のパッド部位に整合するようにリソグラフ印刷
法によって規定される。バンプの高さは、適当な接点特
性を発揮し、かつ、プローブ4の端部を被テストデバイ
ス6から適当に離隔させる、即ちプローブ4の端部と被
テストデバイス6の間に適当なクリアランスを設けるよ
うに選択される。バンプの直径を70μmとし、高さを
30μmとするのが、広範囲の応用例にとって適当であ
ることが判明している。
形成法によって接点マイクロバンプ2を形成する。この
バンプ形成法は、例えば、マイクロバンプ2を形成すべ
き基板上のアルミニウムパッド表面7を活性化するため
の亜鉛酸塩溶液による予備処理と、次いで行われる実質
的に等方性の無電解ニッケル被着工程と、接触抵抗を低
くする金仕上げを施すための最終のイオン交換式金浸漬
処理から成る。別法として、マイクロバンプ2は、湿潤
性パッド表面7上にはんだ付けされた銅の球状体として
もよく、あるいは、金−錫共融混合物のメッキ又は蒸着
バンプとしてもよい。必要ならば、後にワイヤボンド5
を形成すべきボンドパッド部位8をレジストでマスクし
ておく。バンプ2の形状・寸法及び部位は、被テストデ
バイス6のパッド部位に整合するようにリソグラフ印刷
法によって規定される。バンプの高さは、適当な接点特
性を発揮し、かつ、プローブ4の端部を被テストデバイ
ス6から適当に離隔させる、即ちプローブ4の端部と被
テストデバイス6の間に適当なクリアランスを設けるよ
うに選択される。バンプの直径を70μmとし、高さを
30μmとするのが、広範囲の応用例にとって適当であ
ることが判明している。
【0023】基板1は、ウエハの形で加工し、その相互
接続構造の完全性及び集積受動素子又は素子網(ネット
ワーク)のいろいろな値を検査するために、例えば正味
リスト駆動式浮動プローブ法によってテストすることが
できる。次いで、テストに合格した良品の基板1を半導
体鋸ダイシング法又はレーザースクライビング法によっ
てダイスに切り分ける。後者の方法は、図2に示された
角形形状の基板1をダイスに切り分けるのに特に適して
いる。次いで、基板1を熱可塑性接着材3によって多層
印刷回路板角形プローブ構造体(多層印刷回路板を含む
角形プローブ構造体であり、「多層印刷回路板」又は
「多層角形プローブ構造体」又は単に「プローブ」とも
称する)4に接合する。熱可塑性接着材3を用いたこと
により必要に応じて基板1を交換することができる。
接続構造の完全性及び集積受動素子又は素子網(ネット
ワーク)のいろいろな値を検査するために、例えば正味
リスト駆動式浮動プローブ法によってテストすることが
できる。次いで、テストに合格した良品の基板1を半導
体鋸ダイシング法又はレーザースクライビング法によっ
てダイスに切り分ける。後者の方法は、図2に示された
角形形状の基板1をダイスに切り分けるのに特に適して
いる。次いで、基板1を熱可塑性接着材3によって多層
印刷回路板角形プローブ構造体(多層印刷回路板を含む
角形プローブ構造体であり、「多層印刷回路板」又は
「多層角形プローブ構造体」又は単に「プローブ」とも
称する)4に接合する。熱可塑性接着材3を用いたこと
により必要に応じて基板1を交換することができる。
【0024】基板1と、外部のテスト用回路に通じる多
層印刷回路板4の各トラック(導体)との間の電気的接
続は、角形プローブ4を傾斜させて配置したことにより
被テストデバイス6の表面から物理的に離隔されている
高さの低い、短いワイヤボンドリンク(以下、単に「ワ
イヤボンド」とも称する)5によって設定する。ワイヤ
ボンド5は、インダクタンスを最少限にし、高周波伝送
品質を最善にするために長さを0.5mm未満とするこ
とが好ましい。又、ワイヤボンド5は、円形ワイヤや長
方形のリボンの形とすることができ、アルミニウム又は
金等の接合材を用いることができる。基板の各トラック
の銅金属化層への接合性を良好にするためにワイヤボン
ド5に金仕上げを施すことができる。
層印刷回路板4の各トラック(導体)との間の電気的接
続は、角形プローブ4を傾斜させて配置したことにより
被テストデバイス6の表面から物理的に離隔されている
高さの低い、短いワイヤボンドリンク(以下、単に「ワ
イヤボンド」とも称する)5によって設定する。ワイヤ
ボンド5は、インダクタンスを最少限にし、高周波伝送
品質を最善にするために長さを0.5mm未満とするこ
とが好ましい。又、ワイヤボンド5は、円形ワイヤや長
方形のリボンの形とすることができ、アルミニウム又は
金等の接合材を用いることができる。基板の各トラック
の銅金属化層への接合性を良好にするためにワイヤボン
ド5に金仕上げを施すことができる。
【0025】図2の平面図に示されるような角形基板1
は、該基板1の印刷回路板4側の端部と印刷回路板4の
ティップとの間にファンアウト(散開関係)を設定し、
それによって基板1の印刷回路板4側の端部におけるワ
イヤボンド接合部のピッチを最大限にする。この構成は
又、各受動素子を設けるための面積をも最大限にする。
は、該基板1の印刷回路板4側の端部と印刷回路板4の
ティップとの間にファンアウト(散開関係)を設定し、
それによって基板1の印刷回路板4側の端部におけるワ
イヤボンド接合部のピッチを最大限にする。この構成は
又、各受動素子を設けるための面積をも最大限にする。
【0026】それらの受動素子は、非常に狭い素子フッ
トプリント内で非常に高い性能を発揮することができ
る。薄膜ニクロム及びそれに類する抵抗器の材料は、1
0Ω〜0.5MΩの抵抗値を示すことができ、100p
pm/ K°以下の抵抗温度係数を有し、通常0.25%
の追跡及び整合率を有する。この性能は、〜500μm
のフットプリント内で達成される。MCM−Dキャパシ
タは、平方mm当り0.4pFから1nFの間の比キャ
パシタンス値を示すことができ、低い比キャパシタンス
値範囲においては少くとも10Ghzまでは有用な性能
を発揮することができる。集積MCM−Dインダクタ
は、1〜100nHのインダクタンス値を示すことがで
き、RF/ マイクロ波領域において有用なQ値を示す。
MCM−D基板1には、平衡不平衡変成器構造を用いる
こともできる。そのような変成器は、1:1から1:9
の間のインピーダンス変換比率を提供することができ
る。又、MCM−Dの代表的な受動素子は、シリコン集
積回路技術にみられるものより低い直列寄生現象及び接
地寄生現象(parastics )を有し、GaAs技術に通常
みられるものに匹敵するか、それより良好であることに
も注目すべきである。又、各素子の絶対許容差及び精度
も、モノリシック集積回路技術に一般にみられるものよ
り相当に高い。
トプリント内で非常に高い性能を発揮することができ
る。薄膜ニクロム及びそれに類する抵抗器の材料は、1
0Ω〜0.5MΩの抵抗値を示すことができ、100p
pm/ K°以下の抵抗温度係数を有し、通常0.25%
の追跡及び整合率を有する。この性能は、〜500μm
のフットプリント内で達成される。MCM−Dキャパシ
タは、平方mm当り0.4pFから1nFの間の比キャ
パシタンス値を示すことができ、低い比キャパシタンス
値範囲においては少くとも10Ghzまでは有用な性能
を発揮することができる。集積MCM−Dインダクタ
は、1〜100nHのインダクタンス値を示すことがで
き、RF/ マイクロ波領域において有用なQ値を示す。
MCM−D基板1には、平衡不平衡変成器構造を用いる
こともできる。そのような変成器は、1:1から1:9
の間のインピーダンス変換比率を提供することができ
る。又、MCM−Dの代表的な受動素子は、シリコン集
積回路技術にみられるものより低い直列寄生現象及び接
地寄生現象(parastics )を有し、GaAs技術に通常
みられるものに匹敵するか、それより良好であることに
も注目すべきである。又、各素子の絶対許容差及び精度
も、モノリシック集積回路技術に一般にみられるものよ
り相当に高い。
【0027】角形基板1と外部のテスト装置との間に電
気的接続を設定する多層印刷回路板4は、又、給電及び
接地配線用平面をも提供する。又、例えば、給電(電
源)側と接地側との間の脱結合機能及びそれに類する機
能を得るために、多層印刷回路板プローブ構造体4の上
面に、高い値のチップキャパシタ及びその他のチップ素
子及び能動デバイス9を取り付けることができる。この
ように組み立てられたプローブ構造体4を機械的支持体
10を介して被テストデバイス6に接触させる。この機
械的支持体10は、その上に被テストデバイス6を支持
するとともに、被テストデバイス6の上に基板1とプロ
ーブ構造体4の組立体を支持し、被テストデバイス6の
シリコン又はGaAsパッド金属化層のような接点パッ
ド11上の表面酸化物を破除し、かつ、低い接触抵抗で
所要の接触圧を設定するために制御された度合の接触摺
擦(ワイプ)を与える。典型的なシリコン又はGaAs
パッド金属化層11に設けられた上述のニッケルバンプ
2の形状・寸法の場合、接触抵抗を低くするには、10
μm程度の摺擦距離と1接点当り5〜10gの接触圧と
するのが適当である。
気的接続を設定する多層印刷回路板4は、又、給電及び
接地配線用平面をも提供する。又、例えば、給電(電
源)側と接地側との間の脱結合機能及びそれに類する機
能を得るために、多層印刷回路板プローブ構造体4の上
面に、高い値のチップキャパシタ及びその他のチップ素
子及び能動デバイス9を取り付けることができる。この
ように組み立てられたプローブ構造体4を機械的支持体
10を介して被テストデバイス6に接触させる。この機
械的支持体10は、その上に被テストデバイス6を支持
するとともに、被テストデバイス6の上に基板1とプロ
ーブ構造体4の組立体を支持し、被テストデバイス6の
シリコン又はGaAsパッド金属化層のような接点パッ
ド11上の表面酸化物を破除し、かつ、低い接触抵抗で
所要の接触圧を設定するために制御された度合の接触摺
擦(ワイプ)を与える。典型的なシリコン又はGaAs
パッド金属化層11に設けられた上述のニッケルバンプ
2の形状・寸法の場合、接触抵抗を低くするには、10
μm程度の摺擦距離と1接点当り5〜10gの接触圧と
するのが適当である。
【0028】被テストデバイス6の各側辺に別個のMC
M−D基板1を用いることにより、必要に応じて各プロ
ーブ4をそれぞれ対応するMCM−D基板1に個別に整
合させることができ、個々のプローブ4を交換すること
ができる。又、このプローブ構造体4によって提供され
る中央開放領域は、テストによって欠陥デバイスが検出
されたときテスト直後にその欠陥デバイスにその場でイ
ンクマーキングを施すことを可能にする。
M−D基板1を用いることにより、必要に応じて各プロ
ーブ4をそれぞれ対応するMCM−D基板1に個別に整
合させることができ、個々のプローブ4を交換すること
ができる。又、このプローブ構造体4によって提供され
る中央開放領域は、テストによって欠陥デバイスが検出
されたときテスト直後にその欠陥デバイスにその場でイ
ンクマーキングを施すことを可能にする。
【図1】図1は、本発明による裸集積回路デバイスをテ
ストするための構造体の一部の概略断面図である。
ストするための構造体の一部の概略断面図である。
【図2】図2は、本発明による裸集積回路デバイスをテ
ストするための構造体の一部の概略平面図である。
ストするための構造体の一部の概略平面図である。
1:小型マルチチップモジュール(MCM−D)基板 2:接点マイクロバンプ 3:熱可塑性接着材 4:多層印刷回路板プローブ構造体(プローブ手段) 5:ワイヤボンドリンク 6:被テスト集積回路デバイス 7:アルミニウム製パッド表面 8:ボンドパッド部位 9:能動デバイス 10:機械的支持体(支持手段) 11:GaAsパッド金属化層(接点パッド)
Claims (8)
- 【請求項1】 裸集積回路デバイスをテストするための
構造体であって、被テスト集積回路デバイスを支持する
ための支持手段と、多層金属−ポリマー誘電体基板を該
基板の一端縁が該被テストデバイスに近接するようにし
て該デバイスに角度をなして取り付けるための多層印刷
回路板プローブ手段とから成り、前記基板は、熱可塑性
接着材によって前記プローブ手段に固着されており、前
記被テストデバイスと該基板上に形成された少くとも1
つの受動回路素子との間に電気的接続を設定するために
前記一端縁に沿って配設された複数のマイクロバンプを
有することを特徴とする構造体。 - 【請求項2】 前記基板は、サファイアウエハを含むこ
とを特徴とする請求項1に記載の構造体。 - 【請求項3】 前記基板は、シリコンウエハを含むこと
を特徴とする請求項1に記載の構造体。 - 【請求項4】 前記多層金属−ポリマー誘電体基板の上
に複数の受動回路素子が形成されていることを特徴とす
る請求項1に記載の構造体。 - 【請求項5】 前記基板と前記多層印刷回路板プローブ
手段の導体との間に電気的接続は、短いワイヤボンドリ
ンクによって設定されていることを特徴とする請求項1
に記載の構造体。 - 【請求項6】 前記多層印刷回路板プローブ手段の導体
は、給電、接地及び信号伝送ラインを構成することを特
徴とする請求項5に記載の構造体。 - 【請求項7】 前記プローブ手段の、前記基板に近接し
た部位に少くとも1つの別個の回路素子が取り付けられ
ていることを特徴とする請求項1に記載の構造体。 - 【請求項8】 各々前記基板を備えた複数個のプローブ
手段が、被テスト集積回路デバイスに電気的接触を設定
するために設けられていることを特徴とする請求項1に
記載の構造体。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
GBGB9503953.3A GB9503953D0 (en) | 1995-02-28 | 1995-02-28 | An mcm-d probe tip |
GB9503953.3 | 1995-02-28 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08285892A true JPH08285892A (ja) | 1996-11-01 |
Family
ID=10770358
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8063811A Pending JPH08285892A (ja) | 1995-02-28 | 1996-02-26 | 裸集積回路デバイスをテストするための構造体 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5764070A (ja) |
EP (1) | EP0731360A3 (ja) |
JP (1) | JPH08285892A (ja) |
GB (2) | GB9503953D0 (ja) |
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---|---|---|---|---|
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EP0989409A1 (en) * | 1998-09-23 | 2000-03-29 | Delaware Capital Formation, Inc. | Scan test machine for densely spaced test sites |
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-
1995
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