JPS6367742A - 集積回路試験ステーション用圧力制御装置 - 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、一般に集積回路試験用ステーションに用いら
れる圧力制御装置に関し、特に集積回路試験用ステーシ
ョンの試験プローブの接触圧を適切な値に保つための圧
力制御装置に関する。

〔従来の技術及び発明が解決しようとする問題点〕集積
回路の製造工程の中で重要なものに、夫々の回路が適切
にできているかどうかを決定するための試験工程がある
。組立工程の中では、できるだけ早期に集積回路の性能
を評価することが一般に望まれる。このことを達成する
ために集積回路の外側のすべての接続点と接続し、そこ
で試験信号を集積回路に印加し、その性能を評価するの
である。

集積回路の試験を能宝的に行なうために、オレがン州ビ
ーバートンのテクトロニツクス・インコーホレイテッド
は、集積回路試験プローブシステムの開発を行なってき
ている。このシステムは、厚さ約０．００１インチの小
さな矩形の透明ｆ：ポリイミドフィルムで作られた可撓
性プローブから成っている。このフィルムの下面には複
数の金属７４ツドを設けである。この金属パッドは好ま
しくはニッケルから作シ、集積回路上の接触領域（ボン
トノ母ツド）と合致する配置になっている。このポリイ
ミドフィルムのプローブの金属パラｆを、例えばマイク
ロストリップライン形成技術を用いてフィルムのプロー
ブのヘリへ延ばした伝送線によって電気的に接続する。

このプローブシステムの好適な形態としては、ポリイミ
ドフィルムの上面に接地面を設ける。しかしなからこの
接地面は、フィルムの金属パッドの近傍の領域は覆って
いない。このためフィルムを通して金属パッドを目視す
ることができ、このため試験する集積回路と対応させて
パッドの位置合わせを目視で行なうことができる。

このポリイミドフィルムを食刻回路基板に取シ付け、ポ
リイミドフィルムをこのへ９にそって支持する。プロー
ブとこの食刻回路基板の外周に沿って設けられた同軸コ
ネクタとが食刻回路基板上の伝送線によって接続する。

上述のテストシステムを使用する危めに、目？リイミド
フイルムのプローブと食刻回路基板とを支持構体上の定
位置に取シ付ける。プローブと支持構体の下方には、試
験する集積回路を上方のプローブに向けて上昇させる九
めの手段を含む装置を設ける。好ましくは集積回路チッ
プ又はウェハを保持するための真空装置を有する台と、
この台及び集積回路を上方のプローブの方向へ徐々に持
ち上げるためのステッパ電動機とを具えた真空チャック
装置を用いる。集積回路を試験するためには、この集積
回路をプローブの下面にある金属ノクツドと十分に接触
しうるだけ持ち上げなけＡｉｄ’ならない。

しかしながら、プローブの試験パッドを被試験集積回路
と十分に接触させること、さらにこうした接触を試験中
維持することを確実にする必要がある。またプローブの
金属パッドが集積回路と触れたとき、集積回路がプロー
ブに対し過度の圧力をかけないようにするために、台と
集積回路の上昇運動を制御する必要もある。もし真空チ
ャックのステン／’Ｐ電動機が正確に制御できていなか
つ次ら、ポリイミドフィルムのプローブに向う集積回路
の上昇運動によって過度の圧力が発生してしまう。この
ような圧力はプローブに重大な損傷を与えてしまう。典
型的には、各プローブの／？ラッドたシ３グラムの圧力
が働いていれば、損傷せずに回路の試験を十分に適切に
行なうこと２＞ｉできる。

プローブのノぐラドあｆｃシ圧力が１０グラムを超過す
ると、損傷の原因にたいへんなシやすい。もっとも、こ
れらの値は、用いられるプローブの型式及び厚さに応じ
て変わりうる。

本発明は、集積回路の試験中、プローブに適切な圧力を
確実に作用させると共に、プローブと集積回路とを十分
に接触させるためのプローブステーションのアクセサリ
を提供する。この結果、正確な試験データが得られ、プ
ローブに圧力が過度にかかることによりこれが損傷して
しまうおそれもなく丁。

そこで本発明の目的は、集積回路の試験中、試験プロー
ブに適切な圧力を確実に作用させるための、集積回路試
験ステーションの圧力制御装置を提供することにある。

本発明の他の目的は、試験プローブの接触点と被試験回
路とを確実に千金に接触させるよう設計された、集積回
路試験ステーションの圧力制御装置を提供することにあ
る。

本発明の更に他の目的は、プローブを構造上及び機能上
損なわぬよう保護するために回路を試験している間、試
験プローブに作用する圧力の総量を制限することのでき
る、集積回路試験ステーションの圧力制御装置を提供す
ることにある。

本発明の更に他の目的は、高い精度と圧力検知能力とに
よって特徴づけられる。集積回路試験ステーションの圧
力制御装置を提供することにある。

本発明の更に他の目的は、運動する部品の数が最小限で
あシ、製造が安価な集積回路試験ステーションの圧力制
御装置を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段及び作用〕上述の目的に
従って本発明の集積回路試、験ステーション用圧力制御
装置は、固定している支持構体に弾性保持部材を用いて
固定した圧カッ４ツドを含む・この圧力パッドは、本体
部分に固定された剛性チップを有する弾性本体部分、及
びこの本体部分を通って下方に延びる縦のボアとを含ん
でいる。弾性保持部材が圧カッ々ツドを支持構体に取シ
付けているために、圧カッ々ツドが支持構体に対して垂
直に動きうる。第１端及び第２端がちるひき延ばされた
導体部材を弾性保持部材に固定する。

被試験回路を上方へ持ち上げるための台を具えた真空チ
ャックの内部には電動機があって、第１端と電気的に接
続している。導体部材の第２端は通常支持構体に取シ付
けられた導体パッドと接触している。この導体・９ツド
は支持構体に対して絶縁されていて、真空チャック中の
電動機とは電気的に接続している。導体部材の勇２端が
この導体パッドと接触しているときは、チャック中の電
動機を含む完全な電気回路が形成される。

使用にあたっては、まずポリイミドのプローブがおる食
刻回路基板を、圧力パッドが取シ付けられている支持構
体に固定する。このプローブを圧力パッドの真下にくる
ように支持構体に固定する。

この圧力パッドは、プローブの上面と接するように設計
されておシ、プローブをやや下方へ押シ下げる。この結
果グロー２は、これが付いている回路基板の平面よシも
下方にふくらむ。真空チャック中の電動機をそこで回転
させると集積回路はプローブへ向けて上昇する。いつ几
ん集積回路がプローブのところまで来ると、回路はプロ
ーブを押し下げる。ここでプローブが上方へ動くと、こ
の圧力／４’ツドに対して圧力が作用する。始めは、圧
カッ４ツドがプローブの上方の動きに抗する。この抗力
がプローブの接点の集積回路との接触を確かなものにす
る。集積回路がプローブと圧力パッドに抗して上昇し続
けるにつれて、圧カッ母ツドも、これを支持溝体に固定
している弾性保持部材のおかげで上昇する。圧力パッド
が上昇し続けるにつれて、ひき延ばされた導体部材の第
２端が支持構体上の導体・母ツドから離れる。このため
電動機の回路が切れて、集積回路のプローブの方向への
運動が止まる。このような方法による電動機の停止によ
り、集積回路を試験するのに適当な圧力が加圧され、集
積回路の動きにより作用する過大な圧力によシブロープ
が損傷することを防止する。

本発明のこれらの目的、特徴、及び利点は、図面を参照
して実施例で詳しく説明する。

〔実施例〕

第１図は、食刻回路基板とプローブを具えた支持１４体
に取り付けられた、本発明に基づく圧力制御装置の斜視
図である。本発明の圧力制御装置Ｃ１■は、集積回路の
試験中ポリイミドフィルムのプローブに作用する圧力を
検知し制御するよう設計された装置を含んでいる。第１
図に示すようＫ、本発明の圧力制御装置ｆｌＯ＋を、支
持構体□□□に固定する。

支持構体（６）は、適当な据え付は支持フレーム（図示
せず）に固定する。第２図は、第１図の線■−Ｈに沿う
断面図であるが、第２図に示すように、ポリイミドフィ
ルムのプローブαＱが取シ付けられた食刻回路基板α４
が、支持構体（６）に取シ付けられている。このポリイ
ミドフィルムのプローブ０Ｑは被試験集積回路上の接触
部と適合するように設計された複数の金属パッドα穆を
含んでいる。この金属／４’ツド０→は、好適にはニッ
ケルにて作り、ガ？リイミドフイルムのプローブαＱの
下面に設ける。上述のようにプローブαＱは、・ぐラド
肋を設けた部分を除外して接地面によって覆う、このた
め／ぐラドαυの近傍ではプローブ０りは透明になって
いる。

＠３図は、第２図の線■−■に沿う断面図である。第１
図と第３図に示すように、圧力制御装置σ■を支持構体
□□□の環状部分（１）しこ取り付ける。圧力制御装置
ＣＩＯの構造的部品は、ねじ＠を用いて環状部分（１）
に固定され、好適にはなめらかで強いグラスチック（例
えばテフロン）で作られた環状部打器を含んでいる（第
３図参照）、環状部材□□□の下面（至）にはポリイミ
ドフィルムのプローブｏｑを囲む回路基板Ｉと貰接する
環状フランツ（７）がある。

中央部ＯＱから放射状江外側へ延びる４つの担続部分（
ロ）を有する弾性保持部材０コを、第１図に示すように
ワッシャ（４）の下に置き、ねじ（社）を用いて所定の
位置に固定する。弾性保持部材０諸は、好適には、約０
．０１０インチ厚のベリリウム鋼合金によって作る。こ
の材料は、豊かな弾性と柔軟性によって特徴づけられ、
この性質の有用性は後述する。

第４図は、本発明の圧力制御装置に用いられる圧力／４
’ツドの斜視図である。第２図及び第４図に示すように
、好適には透明なシリコンがムによって作られた弾性の
ある圧力／４’ツド輪を、弾性保持部材（イ）の中央部
（至）の開口（至）内にモールドする。圧力／４’ツド
図には、弾性保持部材０りの開口（至）の直径よシも大
きな直径となっている拡大し九頂部（財）がある。従っ
て、この頂部（転）は、圧カッ臂ツド（７）を使用中弾
性保持部材Ｏａに対して所定の位置に保持する。

圧カッ９ツド関は、硬い透明なグラスチック（例えば透
明アクリルグラスチック）で作られ几非弾性チップ鏝も
含んでいる。圧力パッドｑの内部には縦の中心軸に沿っ
て下方に延びる〆ア（財）を設けるこのボア□□□によ
ってプローブステーションの使用者が圧カッ々ツド輪、
チッグＱ及びポリイミドフィルムのプローブαＱの透明
な部分を通して下方を直接見ることができる。このこと
によってプローブと被試験回路とを適切に位置合わせす
ることができる。

第１図及び第２図に示すように、支持プＵツク…を、こ
の分野で知られているエポキシ樹脂接看材を用いて弾性
保持部材０■に固定する。この支持ブロック−はボア輪
及び２組のねじ−を含んでいる。好適にはベリリウム銅
のワイヤに金メッキし友もので作つ次ひき延ばされた導
電部材（至）を、ポアー〇中に挿入する。この導電部材
はセットスクリューを用いてこの支持ブロック−〇中に
固定する。

ひき延ばされた導電部材１７０の第１端（２）は、被試
験集積回路をポリイミドフィルムのプローブ０Ｑに同か
つて上昇させている間、集積回路を所定の場所へ固定し
ておくよう設計された装置へ、リードＱによって電気的
に接続する。第２図に示すように、この装置は支持構体
（ロ）の下方に設けてあり、集積回路チップ又はウェハ
翰を保持する九めの台（ハ）を具え次真空チャックｆＱ
及びこの台（ハ）を垂直に動かすためのステッパ電動機
−を含んでいる。ひき延ばさｎた導体部材クリの＄１端
（イ）は、ステツノ４電動機に）に電気的に接続する。

ひき延ばされた導体部材ｆ□の第２端６っけ、通常支持
構体叩の環状部分（ホ）上の位置（至）に固定されかつ
支持構体に対して絶縁されている導体・譬ツド（へ）上
に乗せる（第１図参照）。好適には、この導体ノ千ツド
には金メッキしたセラミックを用い、下面にはポリイミ
ドフィルムの絶縁層を設ける。導体ノクツド■は好適に
は支持構体■に半田付けにより固定する。

導体パッド■は、第２図に示すように真空チャックｆＱ
内のステツー４′電動機−へ、リード線（至）によって
電気的に接続している。圧カパツド閃上にどんな上方向
の圧力も存在しないときは、ひき延ばされた導体部材（
７Ｑ及び導体・セット■からステッパ電動機軸１へと至
る完全な電気回路が存在し、電動機−は後述するような
使用のされがたをする。

〔動　作〕

動作にあたっては、圧力パット図及びひき延ばされた導
体部材（７）と導体・ぐラド（財）とを含む圧力制御装
置の圧力検知部品は、プローブの接触７４ツドが、集積
回路と千金で連続的でかつ損傷を与えないような接触を
確実にするよう共働する。第２図に示すように、圧カッ
４ツド輪のチツｆ競は、可撓性のあるプローブαＱと金
属ノやラドαυとを食刻回路基板α４が形成する平面よ
シも下方へ押し下げる。

プローブ０Ｑを囲んでいる回路基板α４に接している環
状部材（財）の環状フランジ■も、回路基板←Ｉの平面
からプローブαＯが外側へ動きうるようにしている。こ
のように外側へ動きうることでプローブが回路と接触し
やすくなる。

集積回路を試験する友めに、真空チャック１７Ｑ中のス
テッパ電動機が動き、台（ハ）及び集積回路チップ又は
ウェハ（ハ）が上昇する。ステッパ電動機の運転は、ひ
き延ばされた導体部材＜７０と導体パッド（ロ）を含む
電気経路が完成することによって可能となる。いったん
集積回路−がポリイミドフィルムのプローブＯＱ上の金
属パッドＣｌｌ３と接触しても、集積回路（至）は、プ
ローブαＱと圧力パッド図とに向って上昇し続ける。初
めに集積回路四がプローブαＱと接触するときは、圧カ
パッド輪は、プローブが上昇することを防げようとする
。このように上昇運動が防げられるので、プローブａＱ
の圧力・々ツドα日は、集積回路（至）と安定的で完全
な接触ができる。

集積回路四がプローブ０Ｑと圧力パッド図とに向って上
昇し続けるにつれ、圧カッ々ツド輪は、弾性保持部材０
埠のおかげで上昇し始める。圧力・マッドが上昇し続け
ると、ひき延ばされ次導体部材１７０の第２端■は、導
体／４ツド■から離れる。この結果、ステツノ４′電動
機−の運転を可能にしている、ひき延ばされた導体部材
（７０を含む完全な回路が切れて、集積回路（至）の上
昇運動が止まシ、これによシポリイミドフイルムのプロ
ーブＣＩＱに圧力が適切な値に設定され、プローブの損
傷を避けることができる。

第２図における破線は、ステッパ電動機の回路が切れる
ときの圧力制御装置の部品の位置を示している。

ひき延ばされた導体部材ｔ！０の第２端■によって導体
パッド（へ）上に作用する圧力は、セットスクリュー■
によって調整する。これによシポリイミドフイルムのプ
ローブαＱに向う集積回路（ハ）の許容できる上昇運動
が、セットスクリュー■によって制御できる。仮にひき
延ばされた導体部材ＣＱの第２端（至）が導体ノやラド
■に向って下方に押されるべくセットスクリュー輪をね
じ込めば、ステラ）４電動機員の電気回路が切れるまで
に集積回路（ハ）は、ポリイミドフィルムのプローブＣ
ＩＱに対していっそう大きな圧力を作用させる。さらに
いうと、集積回路によ）作用する圧力は、用いるプロー
ブの型式によシ選択的に所望の値に変更できる。

〔発明の効果〕

本発明によシ、集積回路の試験中、集積回路が試験プロ
ーブに作用させる力を調整し制限することができると共
に試験プローブの接触点と被試験回路とを確実かつ十分
に接触させる圧力制御装置が提供できる。また本発明に
よシ部品点数が少なく製造費用のかからない圧力制御装
置が提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、食刻回路基板とプローブを具えた支持構体に
取り付けられた本発明に基づく圧力制御装置の斜視図、
第２図は、第１図における線ｎ−■に沿う断面図、第３
図は、第２図における線■−■に沿う断面図、第４図は
、本発明の圧力制御装置に用いられる圧カッ母ツドの斜
視図である。 これらの図において、□□□は支持構体、負Ｑはプロー
ブ、Ｏａは可撓性支持手段、輪は圧力／４’ツド、Ｇ’
＊　、　（７枠、＆）はリフト手段、輪、（ハ）、（ロ
）はスイッチ手段である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 プローブと、該プローブを支持する支持構体と、被試験
   回路素子を載せ、該回路素子を上記プローブの一面に圧
   接させるためのリフト手段とを具えた回路素子試験ステ
   ーションにおいて、 上記プローブの一面と反対側の他面側に配置した圧力パ
   ッドと、 上記支持構体に支持されると共に上記圧力パツドを支持
   し、上記圧力パツドが上記プローブの面に対して垂直な
   方向に移動可能にする支持手段と、上記圧力パツドの上
   記移動と連動し、上記圧力パツドが所定の位置を超える
   と開成するスイッチ手段とを具え、 該スイッチ手段の開成によつて、上記リフト手段の動作
   が停止することを特徴とする集積回路試験ステーション
   用圧力制御装置。