JPS63245931A - 集積回路チップ試験プローブカード - Google Patents

集積回路チップ試験プローブカード

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JPS63245931A
JPS63245931A JP62317303A JP31730387A JPS63245931A JP S63245931 A JPS63245931 A JP S63245931A JP 62317303 A JP62317303 A JP 62317303A JP 31730387 A JP31730387 A JP 31730387A JP S63245931 A JPS63245931 A JP S63245931A
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JP
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chip
test
coaxial cable
circuit board
contact area
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JP62317303A
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ロバート　スモーリー
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Northrop Grumman Space and Mission Systems Corp
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TRW Inc
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Publication date
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    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R1/00—Details of instruments or arrangements of the types included in groups G01R5/00 - G01R13/00 and G01R31/00
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    • G01R1/06—Measuring leads; Measuring probes
    • G01R1/067—Measuring probes
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    • G01R1/07307—Multiple probes with individual probe elements, e.g. needles, cantilever beams or bump contacts, fixed in relation to each other, e.g. bed of nails fixture or probe card
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L22/00—Testing or measuring during manufacture or treatment; Reliability measurements, i.e. testing of parts without further processing to modify the parts as such; Structural arrangements therefor
    • H—ELECTRICITY
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  • Testing Of Short-Circuits, Discontinuities, Leakage, Or Incorrect Line Connections (AREA)
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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） この発明は一般に電子部品を試験する装置に関し、特に
集積回路（ＩＣ＞チップを含む超小型電子部品を試験す
る装置に関する。
（従来の技術） 集積回路（ＩＣ）チッ゛プは一般に、トランジスタ、抵
抗およびコンデンサ等数千の超小型回路要素を含む、こ
れらの回路要素はＩＣチップ内で各種の回路構成に相互
接続され、各種回路の入／出力リードがＩＣチップの周
縁に位置した導電性領域つまりバッドに接続される。各
ＩＣチップが何等かの電子装置内で高信頼で使えるよう
に、各ＩＣチップ中の各種回路が正しく機能することを
保証するため、各ＩＣチップは電子装置内への設置前に
試験するのが望ましい。更に、ＩＣチップのパフケージ
化は比較的コストと時間がかかり、またかなりの数のＩ
Ｃチップが試験工程に合格せず廃稟されねばならないこ
とからも、各ＩＣチップはチップパッケージ内へ組み入
れる前に試験すのが望ましい。
ピンまたはリードを持たないパンケージ化前のＩＣチッ
プは、試験プローブカードによってＩＣチップ試験装置
へ電気的に接続できる。従来の試験プローブカードは、
ギヤレットソン（Ｇａｒｒｅｔｓｏｎ）等の米国特許第
３．８３５．３８１号に開示されている。
ギヤレントソン等の試験プローブカードは、試験回路ボ
ー°ドの一端に位置した開孔に装着されるプローブ組体
を備える。内側に突出した導電性プローブワイヤの放射
状アレイから成るプローブ組体は、パンケージされてな
いＩＣチップの周辺に沿った接点領域と電気接触する。
試験回路ボードのトレースがプローブのワイヤを、試験
回路ボードの他端にあるエツジカードコネクタに電気接
続せしめる。エツジカードコネクタが、試験回路ボード
をチップ試験装置に接続する。
（発明が解決しようとする問題点） ギヤレットソン等の試験プローブは多くの利点を存する
が、同時に幾つかの欠点も有する。一つの欠点は、試験
プローブカードを製造するのにかなり割高で、使用寿命
が限られていることである。
別の欠点は、試験プローブ組体が極めてデリケートで、
プローブワイヤが曲り易く、絶えず再位置合せを必要と
することである。更に別の欠点は、ＩＣチップの速度が
ますます高まっているため、プローブワイヤと長い回路
ボードトレースの寄生容量がＩＣチップの高速試験を大
きく制限することである。従来の試験プローブカードの
使用から生じる欠点を除去または最少限とするのに、パ
フケージ化前のＩＣチップを試験するための新たな手法
が必要なことは明らかであろう。かかる新手法は割安に
製造でき、より長い使用寿命を有すべきである。また新
手法は、接触抵抗とプローブを位置合せする難しさを最
少限とすべきで、更に最も重要なこととして寄生容量を
最少限とすべきである。本発明はこれらの目的を達成す
るものである。
（問題点を解決するための手段） 本発明は、パッケージ化前のＩＣチップを試験するため
の改良型試験プローブカードを提供する。
一般的な表現で要約すれば、改良型試験プローブカード
は、チップ絶縁ボードと試験回路ボードを含む。チップ
絶縁ボードはパッケージ化前のＩＣチップの接点領域と
対応した位置に開口を有し、試験回路ボードはチップ絶
縁ボードの開口と対応した位置に内側接点領域を有する
。ＩＣチップと回路ボード内側接点領域との間の電気接
続は、開口内に位置した導電性コネクタ要素によって形
成される。試験回路ボード上のトレースが回路ボード内
側接点領域を、試験回路ボードの外周に沿って位置した
外側接点領域に電気接続する。該外側接点領域は同軸ケ
ーブルを用いて外部の試験装置に接続され、同軸ケーブ
ルは同軸ケーブル接続ボードによって外側接点領域に電
気接続されるのが好ましい。
本発明の現時点で好ましい実施例において、ＩＣチップ
は試験台の凹部領域内に装着される。
ＩＣチップの露出頂面はチップの外周に沿って位置した
複数のメタル化接点領域つまりパッドを有し、これらが
ＩＣチップ内の各種回路の入／出力リードに接続されて
いる。可撓性支持フレームの内部に取り付けられたチッ
プ絶縁ボードが、ＩＣチップと試験回路ボードの間に介
在される。チップ絶縁ボードはＩＣチップの接点領域と
対応した位置に開口を有し、試験回路ボードはチップ絶
縁ボードの開口と対応した位置に内側接点領域を有する
。ＩＣチップの接点領域と回路ボード内側接点領域との
間の電気接続は、おもりで試験回路ボードをＩＣチップ
の方に向かって押圧し、チップ絶縁ボードの開口内に位
置したコネクタ要素をチップと回路ボード内側接点領域
に対し圧縮圧接することによって形成される。
試験回路ボード上のトレースが回路ボード内側接点領域
を、試験回路ボードの外周に沿って位置した外側接点領
域に電気接続する。該外側接点領域は同軸ケーブルを用
いて外部の試験装置に接続され、同軸ケーブルは同軸ケ
ーブル接続ボードによって外側接点領域に電気接続され
るのが好ましい。同軸ケーブル接続ボードは、同軸ケー
ブル絶縁ボードと同軸ケーブル支持フレームを含む。同
軸ケーブル絶縁ボードは回路ボード外側接点領域と対応
した位置に開口を有し、同軸ケーブル支持フレームは同
軸ケーブル絶縁ボードの開口と対応した位置で同軸ケー
ブルを支持する。外側接点領域と同軸ケーブルの先端と
の間の電気接続は、同軸ケーブル支持フレームを試験回
路ボードの方に向かって押圧し、同軸ケーブル絶縁ボー
ドの開口内に位置したコネクタ要素を回路ボード外側接
点領域と同軸ケーブルの先端に対し圧縮圧接することに
よって形成される。
コネクタ要素は各々金属ワイヤの単繊維から形成され、
各繊維が塊状化されほぼ円筒形の素材“ボタン”を形成
するのが好ましい。塊状ワイヤ製の各コネクタ要素は、
チップまたは同軸ケーブル絶縁ボードの開口内にぴった
り嵌合し、各絶縁ボードの上下にわずかに突き出ている
。塊状ワイヤ製コネクタ要素は、接点領域に対し押圧さ
れたとき複数の地点で電気接続を生じる。この種のコネ
クタは他の種類のコネクタと比べ顕著な利点を有し、高
い完全性と信鯨性を持つ接続を与える。
他の種類のコネクタと比べ、上記の機械的なコネクタ用
要素は接続の品質に影響を及ぼす付随の係数が非常に少
ない。有意な変数は接続に用いるコネクタ要素のサイズ
と圧縮力だけで、両方共正確に制御可能である。
上記から、本発明は超小型電子部品の分野における顕著
な進歩をもたらすことが理解されよう。
本発明の改良型試験プローブカードは比較的安価に製造
でき、長い使用寿命を有する。さらに、プローブワイヤ
と長い回路ボードトレースが除去されるので、改良型試
験プローブカードの寄生容量が大巾に減少される。また
、塊状ワイヤ製のコネクタ要素は非常にわずかな接触抵
抗しかもたず、位置合せの問題も生じない。本発明のそ
の他の特徴および利点は、発明の原理を一例としてのみ
示した添付の図面を参照した以下のより詳細な説明から
明らかとなろう。
（実施例） 例示を目的とした図面に示すように、本発明はパッケー
ジ化前のＩＣチップを試験する試験プローブカードにお
いて実施される。ＩＣチップは一般に、各種回路構成中
のＩＣチップ内で相互に接続された数千の超小型回路要
素を含む。各ＩＣチップが何等かの電子装置内で高信顧
で使えるように、各ＩＣチップ中の各種回路が正しく機
能することを保証するため、各ＩＣチップは電子装置内
への設置前に試験するのが望ましい、更に、ＩＣチップ
の；くツケージ化は比較的コストと時間がかかり、また
かなりの数のＩＣチップが試験工程に合格せず廃棄され
ねばならないことからも、各ＩＣチップはチップパッケ
ージ内へ組み入れる前に試験するのが望ましい。パフケ
ージ化前のＩＣチップを試験装置に接続可能とする従来
の試験プローブカードは、高速でＩＣチップを試験する
のに適した性能を備えていない。
本発明によれは、改良型試験プローブカードは、チップ
絶縁ボードと試験回路ボードを含む。チップ絶縁ボード
はパッケージ化前のＩＣチップの接点領域と対応した位
置に開口を有し、試験回路ボードはチップ絶縁ボードの
開口と対応した位置に内側接点領域を有する。ＩＣチッ
プと回路ボード内側接点領域との間の電気接続は、開口
内に位置した導電性コネクタ要素によって形成される。
試験回路ボード上のトレースが回路ボード内側接点領域
を、試験回路ボードの外周に沿って位置した外側接点領
域に電気接続する。該外側接点領域は同軸ケーブルを用
いて外部の試験装置に接続され、同軸ケーブルは同軸ケ
ーブル接続ボードによって外側接点領域に電気接続され
るのが好ましい。
第１および２図は、パッケージ化前のＩＣチップ１２を
試験するための改良型ＩＣチップ試験プローブカード１
０を示している。ＩＣチップ１２は試験台１４の凹部領
域内に装着され、真空ライン１６によって所定の位置に
しっかり保持される。
ＩＣチップ１２の露出頂面はチップの外周に沿って位置
した複数の薄膜メタル化接点領域つまりパッド１８を有
し、これらがＩＣチップ１２内の各種回路の入／出力リ
ードに接続されている。可撓性支持フレーム２２の内部
に取り付けられたチップ絶縁ボード２０が、ＩＣチップ
１２と試験回路ボード２４の間に介在される。第３図に
より明瞭に示すように、チップ絶縁ボード２０は、ＩＣ
チップの接触領域１８と対応した位置に開口２６を有す
る。試験回路ボード２４の下面は、チップ絶縁ボード２
０の開口２６と対応した位置に内側接点領域２８を有す
る。ＩＣチップの接点領域１８と試験回路ボードの内側
接点領域２８との間の電気接続は°、おもり３０で試験
回路ボード２４をＩＣチップ１２の方に向かって押圧し
、チップ絶縁ボード２０の各開口２６内に位置したコネ
クタ要素３２をＩＣチップ接点領域１８と回路ボード内
側接点領域２８に対し圧縮圧接することによって形成さ
れる。
試験回路ボード２４上面の回路ボードトレース３４が、
回路ボードの内側接点領域２８を試験回路ボード２４の
外周に沿って位置した回路ボード外側接点領域３６と電
気接続する。外側接点領域３６は同軸ケーブル３８を用
いて外部の試験装置（不図示）に接続されるのが好まし
く、同軸ケーブル３８は同軸ケーブル接続ボード４０に
よって外側接点領域に電気接続される。同軸ケーブル接
続ボード４０は、同軸ケーブル絶縁ボード４３と同軸ケ
ーブル支持フレーム４４を含む。同軸ケーブル絶縁ボー
ド４２は回路ボード外側接点領域３６と対応した位置に
開口４６を有し、同軸ケーブル支持フレーム４４は同軸
ケーブル絶縁ボード４２の開口４６と対応した位置で同
軸ケーブル３８を支持する。外側接点領域３６と同軸ケ
ーブル３８の先端との間の電気接続は、同軸ケーブル支
持フレーム４４を試験回路ボード２４の方に向かって押
圧し、絶縁ボード４２の開口４６内に位置したコネクタ
要素３２を回路ボード外側接点領域３６と同軸ケーブル
３８の先端に対し圧縮圧接することによって形成される
。
本発明の現時点で好ましい実施例において、コネクタ要
素３２は各々、２０〜３０％の密集度を持つほぼ円筒状
の素材“ボタン”を形成するように塊状化された単繊維
の金属ワイヤから形成されている。塊状ワイヤ製の各コ
ネクタ要素３２は、チップ絶縁ボード２０の開口２６ま
たは同軸ケーブル絶縁ボード４４の開口４６内にすべり
嵌合し、各絶縁ボードの上下にわずかに突き出ている。
塊状ワイヤ製コネクタ要素３２は、接点領域に対し押圧
されたとき複数の地点で電気接触を生じる。
この種のコネクタは他の種類のコネクタと比べ顕著な利
点を有し、高い完全性と信鯨性を持つ接続を与える。他
の種類のコネクタと比べ、上記の機械的なコネクタ要素
は接続の品質に影響を及ぼす付随の係数が非常に少ない
。有意な変数は接続に用いるコネクタ要素のサイズと圧
縮力だけで、両方共正確に制御可能である。
試験台１４の頂部は、試験プローブカード１０を支持す
る外側環状部４８と、ＩＣチップ１２が装着される中心
部５０とを有する。外側環状部４８は中心部５０よりわ
ずかに高く、おもり３０を試験プローブカード１θ上に
載置した後はじめて、試験プローブカード１０とＩ″Ｃ
Ｃチツプ１２間の電気接触がなされる。外側環状部４８
は垂直ボスト５２を有し、これが試験プローブカード１
０の孔５４と係合して、試験プロセスの間試験プローブ
カード１０を所定の位置にしっかり保持゛　する。
可撓性の支持フレーム２２は環状ディスクからなり、複
数のリブ５８がディスク５６の中心部内へと延び、チッ
プ絶縁ボード２０をたわみ可能に支持する。支持フレー
ム２２は、約０．００１〜０、００２インチ（約０．０
２５〜０．０５１ｍ）の厚さを持つステンレス鋼で作製
されるのが好ましい。
おもり３０が試験プローブカード１０上に載置されたと
き、支持フレーム２２の可撓性によってチップ絶縁ボー
ド２０がＩＣチップ１２と電気接触可能となる。
試験回路ボード２４は円形の普通の回路ボードで、該回
路ボードの少なくとも一方の面上にある導電性トレース
３４が回路ボード内側接点領域２８から回路ボード外側
接点領域３６へと延びている。第２図に示したように、
塊状ワイヤ製コネクタエレメント３２と電気接触する試
験回路ボード２４下面の内側接点領域２８は、メッキ貫
通孔６０を介して、試験回路ボード２４上面の回路ボー
ドトレース３４に電気接続される。従来の試験プローブ
カードの回路ボードがほぼ１２〜１４インチ（約３０．
５〜３５．６ａｍ）の長さであるのに対し、回路ボード
トレース３４は約２インチ（約５．１Ｃ１ｌ）の長さで
、試験プローブカード１０の寄生容量を大巾に減少する
。
同軸ケーブル接続ボード４０は環状で、おもり３０が試
験回路ボード２４上に直接載置されるのを可能とする。
同軸ケーブル３８の外側導体は同軸ケーブル支持フレー
ム４６にアースされる一方、同軸ケーブル３８の内側導
体はコネクタ要素３２との電気接続のためフラットな接
点領域に終端している。
同軸ケーブル絶縁ボード４２とチップ絶縁ボード２０は
、ガラスセラミック等の絶縁材料で作製されるのが好ま
しい。塊状ワイヤ製コネクタ要素３２は、ニッケル、あ
るいはベリリウムと銅、銀と銅またはリンと青銅の合金
から作製されたワイヤからなるのが好ましい。各塊状ワ
イヤ製コネクタ要素３２は、圧縮されると接点領域に対
して複数の接点を生じ、複数の導通路を与える。また、
塊状ワイヤ製コネクタ要素３２で与えられる各接点は、
塊状ワイヤによって形成されるスプリングと各接点の小
さい面積のため、非常に高い接触圧となる。塊状ワイヤ
製コネクタ要素３２の圧縮はかなり弾性的なので、おも
り３０の押圧力を取り除くと、塊状ワイヤ製コネクタ要
素３２はそれぞれ元の形状に復帰し、使用寿命の長い試
験プローブカードを与える。上記の実施例において、塊
状ワイヤ製コネクタ要素３２は米国ニューシャーシー州
ピスカタウエイ所在のテクニカル・ワイヤ・プロダクト
社から商標Ｆｕｚｚ　Ｂｕｔｔｏｎで製造販売されてい
る。
（発明の効果） 以上から、本発明は超小型電子部品の分野における顕著
な進歩をもたらすことが理解されよう。
本発明の改良型試験プローブカードは比較的安価に製造
でき、長い使用寿命を有する。さらに、プローブワイヤ
と長い回路ボードトレースが除去されるので、改良型試
験プローブカードの寄生容量が大巾に減少される。また
、塊状ワイヤ類のコネクタ要素は非常にわずかな接触抵
抗しかもたず、位置合せの問題も生じない０本発明の好
ましい実施例を図示し説明したが、発明の精神および範
囲から逸脱せずにその他の適応と変更が可能なことは明
らかであろう。
【図面の簡単な説明】
第１図゛は本発明の教示に基づく改良型試験プローブカ
ードの分解斜視図；第２図は本発明の教示に基づく改良
型試験プローブカードの部分断面図；および第３図は複
数の塊状ワイヤ製コネクタ要素を有するチップ絶縁ボー
ドの部分分解斜視図である。 １０・・・・・・試験装置（プローブカード）、１２・
・・・・・ＩＣチップ、１４・・・・・・試験台、１８
・・・・・・ＩＣチップ接点領域、２０・・・・・・チ
ップ絶縁ボード、２２・・・・・・可撓性支持フレーム
、２４−−−−・・試験回路ボード、２６．４６−−−
−・・開孔、２８−−−−−−試験回路ボード内側接点
領域、３０・・・・・・押圧手段（おもり）、３２・・
・・・・コネクタ要素、３４・・・・・・導電性トレー
ス、３６・・・・・・試験回路ボード外側接点領域、３
８・・・・・・同軸ケーブル、４０・・・・・・同接続
ボード、４２・・・・・・同絶縁ボード、４４・・・・
・・同支持フレーム、４８・・・・・・テスト台環状部
、５０・・・・・・同中心部、５６・・・・・・ディス
ク、５８・・・・・・リプ。 特許庁長官　　小　川　邦　夫　　殿 １．事件の表示　　　昭和６２年特許願第３１７３０３
号２、発明の名称　　　集積回路チップ試験プローブカ
ード３、補正をする者 事件との関係　　出願人 名　称　テイアールダブシコー インコーポレーアッド

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、複数の接点領域を有するＩＣチップを試験する装置
    において： 複数の貫通開口を有するチップ絶縁ボードで、該開口の
    少なくとも一部が前記ＩＣチップの接点領域と対応した
    位置にある： 前記チップ絶縁ボードの開口の一部と対応した位置に内
    側接点領域を有する試験回路ボードで、該試験回路ボー
    ドの少なくとも一方の面上の複数の導電性トレースが前
    記内側接点領域を、試験回路ボードの外周に沿って位置
    した複数の外側接点領域と電気接続させる：および 前記チップ絶縁ボードの開口のうち選択されたものの中
    に配置され、前記ＩＣチップと内側接点領域の間を電気
    接続する複数の導電性コネクタ要素：を備えた試験装置
    。 ２、前記コネクタ要素の各々が、圧縮されると変形して
    前記ＩＣチップおよび内側接点領域と複数の電気接触を
    なす導電性ワイヤの塊状繊維を含む特許請求の範囲第１
    項記載の試験装置。 ３、前記外側接点領域を外部の試験装置に電気接続する
    手段が、同軸ケーブルを用いて外側接点領域を該試験装
    置に接続する同軸ケーブル接続ボードを含む特許請求の
    範囲第１項記載の試験装置。 ４、前記同軸ケーブル接続ボードが： 複数の貫通開口を有する同軸ケーブル絶縁ボードで、該
    開口の少なくとも一部が前記試験回路ボードの外側接点
    領域と対応した位置にある：前記同軸ケーブル絶縁ボー
    ドの開口の一部と対応した位置で同軸ケーブルを支持す
    る同軸ケーブル支持フレーム：および 前記同軸ケーブル絶縁ボードの開口のうち選択されたも
    のの中に配置され、前記外側接点領域と同軸ケーブルの
    先端との間を電気接続する複数の導電性コネクタ要素：
    を含む特許請求の範囲第３項記載の試験装置。 ５、前記コネクタ要素の各々が、圧縮されると変形して
    前記外側接点領域と同軸ケーブルの先端と複数の電気接
    触をなす導電性ワイヤの塊状繊維を含む特許請求の範囲
    第４項記載の試験装置。 ６、前記チップ絶縁ボードが可撓性支持フレームの内部
    に取り付けられている特許請求の範囲第１項記載の試験
    装置。 ７、前記可撓性支持フレームが、ディスクの中心部へと
    延びた複数のリブを有し、前記チップ絶縁ボードをたわ
    み可能に支持する環状ディスクからなる特許請求の範囲
    第６項記載の試験装置。 ８、前記チップ絶縁ボードおよび試験回路ボードを支持
    する外側環状部と、前記ＩＣチップが装着される中心部
    とを有する試験台を更に含む特許請求の範囲第１項記載
    の試験装置。 ９、前記試験回路ボードをＩＣチップの方に向かって押
    圧し、前記コネクタ要素を圧縮して前記ＩＣチップと内
    側接点領域の間を電気接続する手段を更に含む特許請求
    の範囲第１項記載の試験装置。
JP62317303A 1986-12-15 1987-12-15 集積回路チップ試験プローブカード Pending JPS63245931A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US06/941,907 US4733172A (en) 1986-03-08 1986-12-15 Apparatus for testing I.C. chip
US941907 1986-12-15

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS63245931A true JPS63245931A (ja) 1988-10-13

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ID=25477264

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP62317303A Pending JPS63245931A (ja) 1986-12-15 1987-12-15 集積回路チップ試験プローブカード

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US (1) US4733172A (ja)
EP (1) EP0275634A1 (ja)
JP (1) JPS63245931A (ja)
KR (1) KR910004624B1 (ja)

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