JPS62163973A - プロ−ブ装置 - 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〕 本発明は、集積回路テップやリードレスＩＣ（集積回路
）のビンを試験機器その他の機器に接続するため便用し
得るグローブ装置に関する。

〔従来の技術及び発明か解決しようとする問題点〕ＩＣ
ＩＣチップ造において重要なことの１つに、チップ内の
回路が仕様どうりに動作するか確認するための試験があ
る。ＩＣチップが７４ツケージされた後でもＩＣの試験
はできる。しかし、ウェハをさいの目に切断し、各ＩＣ
チップをパッケージングすることの費用を考慮すると、
この製造工程のできる限シ早い段階でＩＣを試験するこ
とが望ましい。

その結果、欠陥ＩＣに労力を資す無駄が省けるので、Ｉ
Ｃはウェハの製作が完了した直後、即ちウェハを切断し
分離する前、又は切断した後であってもパックー・ゾン
グする前の段階で試験するのが望ましい。いずれの場合
でも、後続のパッケージングや接続操作の妨げにならな
いよう、非破壊的に回路の外部との電気的接続（一般に
接合パッド）を行うことが必要である。

ＩＣは、設計上の通常使用条件下と設計上の限界使用条
件下の両方で試験することが望ましい。特【高速ＩＣで
は、一般に入出力信号の周波数帯域がｌ　ＧＨｚを超え
るよう設計されており、このようなＩＣの動作もこの高
周波で試験される必要がある。

高速ウェハ・プローブは、１９８１年１１月４日に出願
された米国特許第３１８０８４号明細書に開示されてい
る。この特許に開示されているフェノ〜・グローブの実
用例は、約１８　ＧＨｚまでの信号周波数帯域の取扱が
可能であるが、被試験ＩＣチップに数個（１０個未満）
の接続しかできない。一方、現在製造されている５０乃
至１０００個の接続パッドを有する複雑なＩＣに対して
十分な数の接続点を提供するウェハ・プローブでは、そ
れらの限界使用条件下における試験を行うに十分な周波
数帯域を有していない。

そこで本発明の目的は、十分多くの接続接点を有し、し
かも広周波数帯域で使用できるグローブ装置を提供する
ことにある。

〔問題を解決するための手段及び作用〕テッグ状ＩＣの
試験に用いる本発明のプローブは、絶縁板状部材と、フ
レキ７プル絶縁フィルムとを具えている。絶縁板状部材
とフィルムの双方は、誘電体と、この誘電体により電気
的に絶縁されかつこの誘電体上に被着された複数の導体
部とを具えている。フィルムの導体部分は、内部コンタ
クト（接触部）、外部コンタクト及び伝送線部より成る
。内部コンタクトは、フィルム面上にＩＣチップの接触
面上のコンタクトパターンと対応する第１　）４ターン
状に形成されて力る。一方、外部コンタクトは、フィル
ム周辺部に第２−Ｊ？ターン状に配置形成さ九、フィル
ムの１つの主平面部で露出している。伝送線部は夫々内
部コンタクトから外部コンタクトへと延びている。支持
部材の導電部は、上記第２パターンと対応するパターン
で露出する内部コンタクトと、支持部材の内部コンタク
トから試験装置まで延びる伝送線とを具えている。更に
、ウェハ・グローブは、フィルムの外部コンタクトが、
支持部材の対応する内部コンタクトと電気的に接触する
ようにフィルムを絶縁板状部材に固定する。絶縁板状部
材には開口が設けられ、その開口を覆うようにフィルム
を絶縁板状部材に対して固定する。

〔実施例〕

第１図は本発明によるウェー・・グローブの側面図であ
る。第１図におけるフェノ・・グローブ構体は、グリン
ト基板（ＰＣＢ）　（２）、フレキシブル絶縁フィルム
（４）、取付装置（６）、及び機械的支持部材（７）を
具えている。被試験ＩＣチップ（８）は、チップ支持体
αＱ上に取シ付ける。ＩＣチップの上面にはコンタクト
・パッド（図示せず）が配置されている。このコンタク
ト・パッドが配置されているテップの面を以下ＩＣチッ
プの接触面と呼ぶことにする。

第３図は、フィルム構造及びこのフィルムと支持部材で
あるＰＣＢとの接続関係金示す拡大断面図である。フィ
ルム（４）は、ポリイミド等の弾性且つ透明な誘電体材
料製のフィルム材料（６）を具えている。導電性材料の
・母ターンは、標準的なフォトリングラフィ及びエツチ
ング（食刻）技法を用いてフィルム材料（６）上に形成
する。導電性材料の・９ターンは、フィルム材料（６）
の下面にある導電路α→とフィルムの上面にある遅硬し
た接地面αＱとを具えている。導電路α→は、フィルム
材料（６）の中央部（至）とフィルム材料（２）の外周
部との間に延びている。

また耐摩耗性材料の接触突起に）を導電路α◆の内側端
に通常のマスキング及びメッキ技法によシ形成する。フ
ィルム材料（２）の下面での接触突起（至）の配置は、
ＩＣチップ（８）の接触面上のコンパクト・パッドの配
置と対応している。それゆえ、突起に）は、対応するＩ
Ｃチップのコンタクト・パッドと導電的に圧着できる。

第２図は、本発明のフェノ・・グローブ構体の拡大底面
図でちゃ、第４図は、第２図の一部を上から見た拡大図
である。第３図と第４図から判るように、接地面αＱは
、中央部（至）とフィルムの周辺部の切欠き部分α力と
を除くフィルムの上面全体に延びている。フィルムの中
央部（イ）は、フィルムの上方からの接触突起を臨める
ように、接地面に覆われないままになっている。接地面
αＱの切欠き部分αηの目的は後述する。ウェー・・プ
ローブ・ヘッドの使用時に、接地面Ｑｆｅは接地され、
それゆえ導電路α→と接地面αＱは共に接触突起α榎か
らフィルムの周辺部へ延びる伝送線を形成する。

ＰＣＢは円形であり、窓（イ）を有し、窓（７）の周辺
からＰＣＢの周辺へと延びる導電路（社）を具えている
。

導電路四は、２つの主要グループに分れる。即ち信号路
（２２ｍ）と接地路（２２ｂ）である。導電路は、ＰＣ
Ｂ　（２）の上面で窓翰の周辺部付近で露出しており、
またＰＣＢの周辺部においても露出している。第５図は
、ＰＣＢと機械的支持部材との部分的な縮小平面図であ
シ、第６図は、第５図中のＡの印を付した部分の拡大図
である。ＰＣＢの下面は、連続的な接地面Ｃ２４＋に覆
われておシ、これにメッキされたスルーホール（イ）を
介して導電路（２２ｂ）が接続されている。

機械的支持部材（７）は、ＰＣＢ　（２）の窓勾よシも
幾分大きい開口部（至）を有する円板＠金具えている。

円板（至）の外周には、直立リング（３罎が設けられて
いる。

このようにＰＣＢ　（２）は、機械的支持部材（７）に
よって円形の凹部内に収められている。第５図では、２
個しか描いていないが、リング０埠は、ＰＣＢ　（２）
の信号路（２２ｍ）に各々が接続された内部導体を有す
る同軸コネクタ（ロ）を具えて＾る１、コネクタ（ロ）
の外部導体は、機械的支持部材（７）を通じて接地され
る。

機械的支持部材（７）も同様に下部の接地面１２４に接
続され接地される。導電路（２２ａ）と（２２ｂ）の間
隔は、導電路（２２ｂ）が、各々の信号導電路（２２ｍ
）と共に伝送線を形成する所定間隔とする。

フレキ７プル絶縁フィルム（４）は、グローブ・ヘッド
として窓■上に位置するようにし、グローブ・ヘッド（
４）の下面がＰＣＢ　（２）の上面に接触できるようＶ
Ｃスる。グローブ・ヘッド（４）とＰＣＢの導電路は、
導電路α４の各々が信号導電路＜２２＊）のうちの１本
と接触すると共に、これと隣接する接地導電路（２２ｂ
）とは交差することのないように配置する。

取付装置（６）は、グローブ・ヘッド（４）をＰＣＢに
対して位置決めするために用いられている。

取付装置ｆ　（６）は、透明なエラストマ材料であるモ
ールド品（至）と圧力板（至）とを具えている。取付ね
じ（６）は、圧力板とＰＣＢとを貫通する開口に延びて
内側から板（至）内のねじ孔（ロ）とかみ合っている。

エラストマ材料は、その外周下面にヘリ■を有している
。ゆえにねじを締めることによってエラストマ材料０′
４は圧縮され、グローブ・ヘッド（４）の外周部がＰＣ
Ｂ　（２）へ圧着される。この方法により導電路α◆は
、導電路（２２ｍ）と直接に圧着することになる。

グローブ・ヘッド（４）の外周にてこれとＰＣＢ　（２
）との間に延びる付加的な弾性フィルム・フレーム＠４
は、その下面に導体に）を有している。この導体に）は
、複数に分離した伝送線の形状をしており、フィルム・
フレームの下面を横切るように延びている。

この導体■は、接地導電路（２２ｂ）と接地面α・とを
電気的に接続する役割を果たしている。切欠き部分α力
は、導体−が、導電路（２２ｍ）を接地面（ト）とを接
続しないようにするために設けである。導体閃の幅と間
隔は、これらが導電路（２２ａ）及びこれに隣接する接
地導電路（２２ｂ）を交差して接続しなＡよう決定する
。台形部分（７）は」明で硬いプラスチックの圧力・！
ラドりと係合しており、この圧力・やラドは中央部（２
）上にてフィルムに固定されている。

また圧力パッドは、接触突起が弾性的に上方へ動くこと
を制限している。

図示したウェハ・グローブ構体を使用するには、接触突
起α樽がＩＣチップ（８）の適正な接続パッドのすぐ上
に位置するようｘ−ｙ　（水平）方向位置決め装置（図
示せず）を顕微鏡（財）と共に使用する。このとき、接
触突起（財）と適正な接続パッドとを圧着させるため、
ウェハ・グローブ・構体とチップ支持体ＣＬＯとの間の
縦方向の動きｔｍ整するが、これに２（縦）方向位置決
め装置Ｎを用いる。接触圧は、エラストマ材料（ハ）、
とりわけこれの台形部分０・が４、する。グローブ・ヘ
ッドとエラストマ材料（ト）の弾性は、圧力接触によっ
てＩＣチップが損なわれないようにするよう働く。また
接続パッド及び／又は接触突起α神の接触面の縦方向の
位置のわずかな変化を吸収する働きもある。

グローブ・ヘッドの伝送線の特性インピーダンスは、Ｐ
ＣＢの伝送線の特性インピーダンスと整合させる。この
ためＩＣチップの接続パッドト同軸コネクタ（ロ）との
間に完全な信号路が確立する。

本発明は、上述し図示する１つの実施例にのみ限るもの
ではなく、本発明の要旨全逸脱することなく種々の変形
が可能である。例えば、グローブ・ヘッド（４）の伝送
線がマイクロストリップライン形状でなく、その他の伝
送線形状も可能である。更に接地面αＱがフィルム（６
）の上面にあシ、信号導電路α尋がフィルム（６）の下
面に設けられているが、接触突起α樽がフィルム（６）
のバイアを通じてメッキされていれば、ＩＣチツ７°（
８）と信号導電路α→との間に接地面を挿入することに
よって上記の接地面αＱと信号導電路（１４の配置を逆
転させることも可能である。この代替配置は、導電路と
ＩＣチップとの間でシールドを設けることに相当すると
共に、信号路中に能動回路素子を取り付ける代りに信号
導電路へアクセスできるようにする。高入力インピーダ
ンス増幅器のような能動回路素子を用いて被試験回路に
高インピーダンス負荷となし、同軸コネクタへの信号伝
送には低インピーダンス伝送線を用いてもよい。ＩＣチ
ップをウェハ・グローブ・構体に対して位置決めするの
に自動ステッピング機構を用いる場合には、プローブ・
ヘッド（４）が透明である必要はない。ＩＣチップ（８
）の接続・ぜラドは、接触面の外周に設けたのと同様に
接触面の内部に設けてもよいことは勿論である。

〔発明の効果〕

図示したウェー・・グローブ構体は、既に知られている
ウェハ・グローブ構体に比していくつかの利点がある。

たとえば、本発明によるウェハ・プローブ構体は、個々
のＩＣに対して困難なく１００個程度の高忠実度接続点
を設けることが可能である。

プローブ・ヘッドそれ自身は安価で交換可能であり、ま
た従来の技術で製造可能である。さらに、プローブ・ヘ
ッドは弾性があるので、被試験チップとの接触によって
たやすく破損することがなく、またこのような接触のた
めＩＣチップを損うこともない。またＩＣチップの異な
るビン形状寸法に応じて容易に対処可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明によるグローブ装置の一部断面図とな
った側面図、第２図は、第１図におけるグローブ装置の
拡大底面図、第３図は、グローブ・ヘッドであるフレキ
シブル絶縁フィルムの構造及びそのフィルムとＰＣＢと
の接続を示す拡大断面図、第４図は第２図の一部をこの
図の裏面側から見た拡大図。 第５図は、ＰＣＢと機械的支持部材との部分的な縮小平
面図、第６図は、第５図のＡの印を付した部分の拡大図
である。 図中、（２）は絶縁板状部材であるＰＣ−Ｂ　、　（４
）はフレキシブル絶縁フィルム、Ｑ８１は接触突起、ｆ
６）　、　（７）　。 （至）、（４１は固定手段である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 夫々一面に多数の伝送線が形成された剛性の絶縁板状部
   材と、 該板状部材と重ねられ、対向面に上記伝送線と各一端が
   対応する多数の伝送線が形成されたフレキシブル絶縁フ
   ィルムと、 該フレキシブル絶縁フィルムの上記伝送線の他端部に被
   測定デバイスの多数の接触パッド位置と対応して形成し
   た多数の接触突起とを具え、上記フレキシブル絶縁フィ
   ルムを被測定デバイスに対して押圧して該デバイスの接
   触パッドと上記板状部材の伝送線とを相互接続すること
   を特徴とするプローブ装置。