JPS6114575A - 回路試験用探針装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、マイクロエレクトロニクスにおける回路の
試験用パッドのパターンに適合する複数の探針ワイヤア
レイをもつ座屈柱探針装置に関するものである。

［従来技術］ 従来より、半導体チップ上のパッドに接続された集積回
路の電気的特性を検査するために、座屈柱（ｂｕｃｋｌ
ｉｎｇ　ｂｅａｍ）探針接触子が使用されている。そし
て、その検査は、パッドを試験装置と並列に電気的に接
続するようにして行なおれる。このときパッドまたは電
子回路の損傷をを防止するためには、探針ワイヤに加え
る力を制限することが必要である６さらに、探針ワイヤ
は近接配置されているため、屈曲可能な細いワイヤが座
屈柱としてはたらき、このためそれらのワイヤは回路の
短絡を防止するべくパッドに対して、ワイヤの接触用チ
ップを正確に位置決めされていなければならない。

今まで知られている座屈柱試験用探針接触子は中心支持
ポストを有しており、その支持ポストは複数の探針用ワ
イヤに対する案内手段をもつように設計されている。そ
して、これらのワイヤのチップが試験用のパターンまた
はアレイを形成し、その複数の試験用パターンまたはア
レイは、互いに平行して、複雑で微細な電子回路のパッ
ドに接触するように適合する試験用ヘッドを形成する。

ワイヤの各アレイには、ワイヤチップが存在しないよう
な領域がある。これは、中央支持ポストが存在するため
である。す゛ると、もし試験されるべきパッドのパター
ンに、上述したワイヤチップの存在しない領域が含まれ
てしまう場合、それらのパッドは一度の試験操作では検
査することができず、別の構成の試験用探針ワイヤを用
いてもう一度試験操作を行う必要がある。

また、西独特許第２３６４７８６号によれば、チップが
マトリクスを形成するようにした複数の試験用探針ワイ
ヤからなる座屈柱試験用装置を使用することが示されて
いる。しかし、これらのワイヤは固いフレームにより支
持されているので複数の探針ワイヤを互いに近接するよ
うに配置することができない。

［発明が解決しようとする問題点］ この発明は、ワイヤ案内支持手段の存在により、電子回
路の近接する複数の試験用パッドのパターンにおいて、
一度の試験操作で接触をはかることができないような領
域が存在する、という問題に着目してなされたものであ
り、上記接触をはかることのできない領域を最小限に低
減できるような試験用探針装置を提供することを目的と
するものである。

［問題点を解決するための手段］ この発明に基づく座屈柱試験用探針装置は、各々例えば
２５個の試験用探針アレイをカット（ｑｕａｄ）状に配
置してなるきわめて多数の座屈柱アレイを簡単且つ短時
間で試験される回路上に取り付けることを可能とする、
という長所を有する。

これらのアレイは互いに近接して配置されているので、
ワイヤのチップの試験用パッドへの接触を防げるような
無駄な領域をきわめて限定された面積に抑えることがで
きる。

［実施例］ 第１図を参照すると、その図には座屈柱試検用探針装置
１０のカッドが示されており、その探針装置１０は、部
材１２及び１４中の孔を貫通して延長された２個のロッ
ド１６によって相対的に固定された取付部材１４（第２
図）と、取付部材１４に接続された組体ブロック１２と
を備えてｂ）る。

そして取付部材１４は試験接触装置の全体構造の一部を
なす支持部材１８に接続されている。取付部材１４の下
方には、各々ロッド１６と同軸的な離間チューブ２０と
コイルスプリング２２とが配置されている。らせん状の
コイルスプリング２２は組付ブロック１２を下方（第２
図）に付勢して、組付ブロック１２を取付部材１４とは
相対的に矢印Ｚ方向に移動させるはたらきをもつ。尚、
その移動距離は離間チューブ２０の長さによって決定さ
れる。

長いチューブ２６は、ネジ３０とピン３１とにより組付
ブロック１２の頂部に固定されたプレート２８に取付け
られている。その各々のチューブ２６は上端にカラー３
２と溝３４とを形成されている。そして、各チューブ２
６は、各チューブの位置毎にプレート２８内の環状の孔
を貫通しており、これらのチューブの位置は第１図に示
すよう　−に正方形のマトリクス状に配置されている。

プレート２８の頂部にネジ３７によって固定されたロッ
ク用プレート３６は、チューブ３２をロックすべくカラ
ー３２の溝３４に係合する段４０を設けた断面形状３８
（第２図）を有している。

各チューブ３６には、座屈柱５０のアレイを垂直方向に
上昇及び下降させるために、ネジボルト４２（第２図）
が挿通されている。このため、スクリューボルト４２の
下端にはカラー４４が形成されており、そのカラー４４
は断面正方形状の支持ブロック４８の上部４６に設けた
溝４５に回動可能に係合している（第４．５図参照）。

複数の座屈柱５０は、導電材料で被覆されたワイヤから
なり、支持ブロック４８に埋め込まれている。支持ブロ
ック４８の上方で座屈柱５０は４つのケーブルに束ねら
れ、それら各々のケーブルは第５図に示すように支持ブ
ロック４８の上部の４つの孔５２中に導かれている。支
持ブロック４８には、その下部に出口用プレート５４が
配置されており、この出口用プレート５４には、座屈柱
５０を挿通するための貫通孔のパターンが形成されてい
る。

この貫通孔のパターンは検査すべき電子回路の試験用パ
ッドのパターンに対応する。これと同一のパターンは案
内プレート５６．５７．５８にも形成されており、それ
らの案内プレートは支持ブロック４８の下方に配置され
ている。このとき案内プレー１−５６及び５８は出ロブ
１ノート５４に対して垂直に整合して配置されており、
一方案内プレート５７は、後で説明するように横方向に
わずかにずれている。案内プレート５６．５７．５８の
高さは支持ブロック４８の孔６２を貫通する円柱形の４
つのロッド６０によって決定される。孔６２は、支持ブ
ロック４８の正方形の外形の隅に形成されており、支持
ブロック４８のロンドロ０に沿う移動を可能とするため
にその直径をロンドロ０の直径よりもわずかに大きく設
定しである。また、ロンドロ０の上端はチューブ２６の
カラー６４に固定されている（第５図）。そしてロンド
ロ０もまたすえ込み６６によって案内プレート５６．５
７及び５８に固定されている。

座屈柱５０の下端にはストリッパプレート７０が配置さ
れている。ストリッパプレート７０は正方形状のインサ
ート７４をもつフレーム７２からなる。そして各インサ
ート７４は、検査される回路のパッドのパターンに対応
する、プレート５４．５６．５７及び６６と同一の貫通
孔パターンを有している。こうして、座屈柱５０のチッ
プはインサートの孔７５内にとどまり、そのチップは孔
７５によって完全に保護される。このことは、インサー
ト７４の孔７６内にあるロッド６０についてもあてはま
る。すなわち、もし支持ブロック４８の上下方向の移動
調節がネジボルト４２をまわすことによって行なわれる
ならば、座屈柱５ｏのチップはストリッパプレート７０
中で上下するが、ロンドロ０と案内プレート５６．５７
及び５８はもとの位置のままである。

さて第２図に示すように、ストリッパプレート７０は組
付ブロック］２の孔８０中に案内されたロッド７８に、
ネジ７９により接続されている。

ロンドア８上の孔８０内にはらせん状のコイルスプリン
グ８２が配置されている。そして、スプリング８２の上
端は孔８０の上端で組付ブロック１２に固定された環状
のディスク８４に接触している。このようにして、ロン
ドア８は上方に移動可能であり、ストリッパプレート７
０の突出部８８の上端と、２つのフレーム９０及び９２
の下端との間の隙間８６によって決定される距離により
ストリッパプレート７ｏが上下方向に移動可能となって
いる。ロンドア８は小さい直径の円柱形の部分９３を有
しており、その部分９３はフレーム９０及び９２中の縦
方向に整合する孔に貫入している。ストリッパプレート
７０の突出部８８に隣接する角プレート９４ば、フレー
ム９２とフレーム９０とを、ネジ９５によって組付ブロ
ック１２とは相対的な位置に固定するために使用される
（第７図）。

フレーム９０及び９２の各々は９個の正方形の孔９６及
び９８をもつ格子からなり、それらの孔は案内プレート
５６または５７の軸郭外側面にそれぞれ適合する。フレ
ーム９０内の孔９６は互いに近接し、第７図に示すよう
にストリッパプレート７０のインサート７４によって形
成される等価なマトリクスに整合する３×３の正方マト
リクスをなす。第７図には、組付ブロック１２の試験用
ヘッド部分を下から見た様子が示されている。尚、フレ
ーム９２の正方形の孔９８もそれと同様に配置されてい
る。

第３図に示すように、フレーム９２は円柱形のロッド１
０２によって、矢印Ｘの横方向に移動調節可能である。

ロッド１０２には、その上端に六角ソケット１０４が形
成され、その下端には断面が円形で、フレーム９２の円
形の凹み１０８に係合する偏心する突出部１０６が形成
されている。

ロッド１０２には溝１１０が設けられ、その溝１１０に
はロッド１０２を回転方向に係止するための係止用リン
グが嵌め込まれている。そしてロッド１０２の回転はフ
レーム９２の矢印Ｘ方向の移動調節を引き起こす。フレ
ーム９２の横方向の移動によって案内プレート５７が案
内プレート５６．５８及び出口ブレート５４とは相対的
に移動し、これにより座屈柱５０が平行した状態で横方
向に変位する。直径が１ｍｍ以下であるロンドロｏもこ
の横方向の変位に追従する。そして、ロッド１０２の微
調節によって、座屈柱５０が予定の距離だけＸ方向に変
位し、これにより個々のワイヤ間の接触が極小化される
とともに、試験すべき回路のパッドに対する座屈柱のチ
ップの接触力が調節される。このとき、座屈柱５０の横
方向への変位が大きいほどチップの接触力が低減し、座
屈柱５０の横方向への変位が小さいほどチップの接触力
が増大する。

座屈柱５０は、ストリッパフレート７０がら、支持ブロ
ック４８．ケーブル４７、アレイケーブル１１４、組付
ケーブル１１６を介して試験装置１１８へ至る連続的な
ワイヤである（第１図）。

このような連続的なワイヤは、試験装置と試験される回
路との間で誤動作なく試験信号の伝達を行うために、ス
トリッパプレート７２の下部から長い距離を経て試験装
置１１８に到達する。尚、これらのワイヤはその全長に
亘って同一の物質から成っていてもよく、あるいは連続
的なワイヤを形成すべく異なる物質を交互に接着または
融着してもよい。

第３図は、矢印２４　（Ｚ）方向に移動可能なテーブル
１２２によって回路基板１２０が支持されている状態を
あられす図である。

この回路基板１２０のパッドのパターンは、第７図に符
号１２６で示すような３×３の座屈柱アレイによって構
成されるパターンに完全に一致する。

このマトリックスは組付ブロックの正方形の一隅に配置
され、その４つのマトリクスは、互いに対向配置された
時点で探針ヘッドを形成する。

試験される回路基板のパッドパターンは、座屈柱のチッ
プ位置の部分集合をなす。そして第７図においては、ア
レイ間でカラム６０と隙間１２８が占めるわずかな面積
を除いては、ビームのチップが形成する探針位置が試験
用ヘッドのすべての面積を占め得ることが見てとれよう
。この配置によって、多数のパッドを試験の目的で平行
して同時に接触させることが可能となり、その結果とし
て試験時間を著しく低減することができる。尚、第４図
及び第７図に参照符号５０ａで示すように。

ロッド６０と案内プレート５６．５７．５８とストリッ
パプレートのインサート７４の間の小さな領域中に試験
用探針を配置してもよいことに注意されたい。

座屈柱のチップは試験される回路基板１２０に接触する
まではストリッパプレートのインサー１−７４内に収め
られており、こうしてそれらのチップは機械的損傷から
保護されている。また、インサート７４中の孔は試験さ
れる回路基板のパッドのパターンのクラスに応じて、被
輩された座屈柱５０の直径とそれらの位置とに正確に位
置あわせされている。

［作用コ 試験動作を行う場合、試験される回路基板１２０を上面
に載置したテーブル１２２が、基板１２０をステッパプ
レート７０と接触させる位置まで上昇され、次にステッ
パプレート７０はスプリング８２の付勢力に抗して組付
ブロック１２とは相対的に上方に押し上げられる。この
移動動作の間に、座屈柱５０のチップが回路基板１２０
の試験用バット（図示しない）と接触し、座屈柱５０は
隙間８６によって決定される予定の量だけ（約０゜５ｍ
ｍ）偏倚する。そして、突出部８８がフレーム９２に接
触して隙間８６が密着されたとき、座屈柱５０は偏倚し
たまま試験される回路基板のパッドとは係止接触状態に
ある。この動作の間は、座屈柱５ｏは、試験される基板
１２０に対してストリッパプレート７０により加えられ
た力を受は流すことができる。また、基板１２０の任意
の上昇移動はスプリング２２によって吸収される。とい
うのは、スプリング２２は、離間チューブ２０と取付部
材１４の底面との間に設定された距離によって、組付ブ
ロック」−２の上方移動を可能ならしめるからである。

こうして座屈柱試験用探針５０と接点装置１０とは、準
備期間、試験期間、及び試験後に亘って、ステッパプレ
ート７ｏに加えられた過剰な力に対して保護される。

また、試験動作の間に、格子状のフレーム９０．９２及
び格子状のステッパプレート７０とは座屈柱５０が平行
して基板１２０の試験用パッドに接触するときに生じる
ＸまたはＹ方向の力を受は止めることができる。それと
同時に、ロンドロ０が安定化機能を果たし、案内プレー
ト５５．５７及び５８をＺ方向のもとの位置に保持し、
こうして座屈柱５０の弾力抵抗性とそれら相互間の距離
とが維持される。

尚、第７図において符号１２６で示すような探針アレイ
は、ネジボルト４２を回転調節して支持ブロック４８及
びそれに植設されたすべての座屈柱を、案内プレート５
６．５７．５８及びストリッパプレート７０のインサー
ト７４とは相対的に上下動させることにより高さを調節
することができる。こうして、符号１２６で示すような
各探針アレイの高さを他のすべての探針アレイに対して
相対的に調節できるとともに、案内プレート５６．５７
及び５８の相互の位置及び探針アレイの弾性的な性質も
また維持される。

［発明の効果コ 以上のように、この発明によれば、案内プレートとステ
ッパプレー１−にマトリクス状に形成した孔により弾性
をもつ探針用座屈柱を導くようにしたので、稠密な探針
アレイを構成することができ。

以て一度に多数の試験用パッドに接触をはかることがで
きるから、回路基板の試験時間を短縮することができる
。

また、回路基板との接触状態で探針アレイは屈曲可能で
あるため、過剰な押圧力を逃がす作用をもち、よって試
験される回路基板の損傷を防止することができる。そし
て、探針アレイの高さはネジによって調節可能であるた
め回路基板に与える圧力を適正な値に調節することがで
きる。

さらに、探針アレイは、試験動作を行わなし１ときはス
トリッパプレートの孔内に退避されるので、未使用時の
探針アレイの損傷が防止される。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の装置の平面図、 第２図は、第１図のＡ−Ａ断面図、 第３図は、第１図のＢ−Ｂ断面図、 第４図は、座屈柱アレイを示す第３図の部分拡大図、 第５図は、第４図のＣ−Ｃ断面図、 第６図は、ストツリパブレート部分を示す第４図の部分
拡大図、 第７図は、第１図の装置を下方から見た場合の探針ワイ
ヤチップの部分図である。 １２０・・・・試験される回路基板、５０・・・・ワイ
ヤ（座屈柱）、５６．５７．５８・・・・案内手段（案
内プレート）、６０・・・・保持手段（ロンド）、９０
．９２．７２・・・・フレーム手段（フレーム）、。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 試験される回路基板とのＺ方向の接触により、該Ｚ方向
   と交差するＸまたはＹ方向に座屈可能な、導電性及び弾
   性をもつ複数のワイヤを有する回路試験用探針装置にお
   いて、 （ａ）上記ワイヤを摺動可能に挿通するための複数の孔
   を形成し、上記ワイヤを上記Ｘ及びＹ方向に位置決めす
   るための案内手段と、 （ｂ）上記案内手段の周囲に配置され、上記案内手段を
   上記Ｚ方向に保持するための保持手段と、 （ｃ）上記案内手段を受容するための複数の開口を形成
   し、該開口は上記ワイヤの複数のアレイを互いに近接配
   置可能とするように配列されてなるフレーム手段、 とを具備することを特徴とする回路試験用探針装置。