KR20070058522A - 양측 프루빙 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명에 개시된 피시험 디바이스의 양측 프루빙을 위한 테스트 구성은 제1방향으로 피시험 디바이스를 고정하기 위한 홀더, 제2방향으로 고정된 측정 기판, 및 측정 기판을 사용하여 측정할 수 있고, 피시험 디바이스를 프루빙할 수 있는 프루브를 포함한다.

테스트 구성, 피시험 디바이스, 측정 기판, 프루브, 제1방향, 제2방향.

Description

양측 프루빙 구조{DOUBLE SIDED PROBING STRUCTURES}

본 출원은 2004년 9월 13일에 출원된, 미국 가출원 번호 60/609,605의 우선권을 주장한다.

본 출원은 프루빙에 관한 것이다.

고속 집적회로 기반 시스템의 실제 성능을 특성화하는 것은 그 집적회로를 형성하는 웨이퍼의 전기 특성, 그 집적회로 자체의 특성, 그 집적회로가 설치된 패키지의 특성, 그 집적회로가 지지되는 회로기판 또는 지지부의 특성, 및 그 집적회로와 패키지, 및 패키지와 회로기판을 인터페이싱하는 상호연결 구조의 특성을 정확히 아는 것을 요구한다. 측정의 빈번한 목적인, 전기 특성은 이웃한 라인과의 크로스 커플링, 스펙트럼 분광, 전기 공명, 및 주변 유전체로의 방사로 인한 손실을 포함한다.

전통적인 측정 스테이션은 수평적 포지션으로 집적회로 기판 또는 패키지와 같은 피시험 디바이스를 지지하도록 구성된다. 이러한 배열은 단면 패키지로부터만 프루빙 디바이스에 직접적인 물리적 액세스를 제공한다. 회로 기판 또는 패키지의 양측을 동시에 액세스하는 것은 그러한 테스트 구조에서는 사용할 수 없다. 특별히 제조된 마운팅 카드가 종종 패키지를 홀딩할 뿐만 아니라 프루빙에 물리적 액세스를 위해 카드의 탑부에 모든 커넥션을 제공하기 위해 사용되었다. 패키지 마운팅 카드의 사용은 패키지 또는 다른 상호연결에 의하지 않은 측정 데이터에의 영향을 도입하였다. 이 효과는, 스스로, 반드시 판정되고, 그 데이터의 최종 분석에서 보상되거나 모델링되어야 한다. 이러한 효과를 어떻게 다루는가에 관계없이, 이것은 패키지의 전기 특성 결과의 정확도 및 효율성을 모두 저해한다.

GigaTest Labs는 인쇄회로기판의 반대 측을 프루빙하기 용이한 GTL 5050 프루브 스테이션을 제공한다. 측정 기판은 수평 지지부에 의해 수평 방향으로 지지된다. 이 프루브는 수평 지지부에 의해 지지되고, 측정 기판에 대하여 마주하는 관계로 배열된다. 그 다음, 프루브는 일 세트의 S 파라미터와 같은, 측정 파라미터를 판정하기 위해 측정 기판을 사용하여 측정된다. 또한, 이 측정 파라미터는 피시험 디바이스의 특성이 판정될 수 있도록, 케이블 및 프루브의 효과에 대해 우선적으로 측정하기 위해 사용된다. 그 다음, 클램프 중 하나는 이 회로 보드의 일측면을 테스트하기 적합한 포지션으로 스테이션의 수평 지지부에 클램핑된다. 그 다음, 클램핑된 프루브를 포함한 수평 지지부는 플립 오버된다. 그 다음, 다른 클램프는 그 회로 기판의 다른 측면을 테스트하기 적합한 포지션으로 스테이션의 수평 지지부의 새로운 윗면에 클램핑된다. 작동하는 동안, 테이블의 플리핑(flipping) 및 포지셔닝을 위해 필수적인 프루브의 상당한 이동은 측정에 에러를 도입하는 긴 케이블을 필요로 한다.

본 발명자는 사용가능한 양측 프루빙 솔루션을 고려하였고, 프루빙 효율을 증가시키고, 동시에 측정 정확도를 증가시키는 이점이 있고, 프루브 스테이션의 최소의 재구성을 통해, 양측 프루빙을 허용하는 프루빙 솔루션을 실현하였다. 먼저, 도 1을 참조하면, 최초 문제로써, 피시험 디바이스(30)는 수평 지지대(20)에 대하여 실질적으로 90도와 같은, 수직 방향인 홀더(10)에 의해 바림직하게 지지되어 있음이 판정된다. 피시험 디바이스(30)는, 예컨대, 포고-핀 컨택터, 그리드 볼 어레이 패키지 I/O 및 바이어스, 테스트 소켓, 비어 어레이, 인쇄회로기판, 및 오른각 보드를 보드 커넥터로 트래버싱하는 전송 라인의 쓰루 패쓰 등과 같은 임의의 적절한 디바이스를 포함할 수 있다. 또한, 차동 임피던스 테스트가 수행될 수 있다. 수직 방향의 피시험 디바이스(30)는 프루빙 시스템의 크기를 줄이고, 피시험 디바이스(30)의 양측을 보는 현미경(40)의 효과적인 사용을 허용한다.

측정 테스트를 수행하기 위해서, 프루빙 시스템은 측정 기판(60)을 위한 기판 지지부(50)를 포함한다. 이 측정 기판은 하나 이상의 프루브의 측정을 용이하게 하는 하나 이상의 측정 구조를 포함한다. 측정 기판은 수평 지지부(20)에 실질적으로 평행인 것이 바람직하다. 한 쌍의 프루브 포지셔너(70 및 80)는 그 끝부에 각각 컨택트부를 포함한 프루빙 엘리먼트(100 및 105)를 포함하는 것이 전형적이다. 그러므로, 프루빙 컨택트의 각 세트의 세타는 측정 기판의 표면과의 프루빙 컨택트를 배열하기 위해 프루빙 포지셔너의 세타 조절을 사용하여 조절된다. 이러한 방법으로, 모든 프루빙 컨택트가 측정 기판과 적절한 컨택트를 이룬다(그렇지 않으면, 하나 이상의 프루브 컨택트는 적절한 컨택트를 이루지 못할 것이다). 이 측정은 일반적으로 백터 네트워크 분석기를 사용한 백터 측정이다.

그 다음, 프루브 포지셔너(70 및 80)는 피시험 디바이스(30)의 각 측면에 인접한 위치의 수평 지지부(20) 상에 리포지셔닝된다. 원한다면, 스탠드(72)(또는 복수의 스탠드)가 사용될 수 있다. 몇몇 기존 프루브가 상이한 포지션으로 프루빙 컨택트의 재방향 설정을 허용할 수 있지만, 성공적인 프루빙을 위해 피시험 디바이스(30)를 가진 라인에 충분하게 프루빙 컨택트의 방향을 조절하기 위해는 상당한 시간이 소요된다. 또한, 한 방향에서 다른 방향으로 조절하는 것은 통상적으로 연속된 회전축을 따라야 하기 때문에, 적절한 프루빙 컨택트를 이루기 위해 피시험 디바이스(30)의 표면과의 프루빙 컨택트를 충분히 배열하는데 문제가 된다. 프루브 컨택트가 배열에서 약간 벗어나 있으면, 그 테스트는 기능하지 않거나, 올바르게 기능은 하지만 실제로는 부정확한 결과를 제공하게 된다. 또한, 사용자가 프루빙 컨택트를 피시험 디바이스상의 패드와 정확히 정렬하기 위해 동일한 패드 상에 복수의 복수의 터치 다운을 만들 필요가 있다면, 피시험 디바이스 상의 패드는 손상될 상당한 가능성이 있고, 그 결과 피시험 디바이스가 손상되거나, 그렇지 않으면 측정값이 부정확해진다.

이러한 프루브 배열 제한을 줄이기 위해, 본 발명자는 수평의 프루빙 방향에서 수직의 프루빙 방향으로 형성된 이동을 허용하는 구조를 포함하는 프루브를 실현하였다. 이러한 방법으로, 프루브 컨택트는 그 방향이 90도와 같은, 그들 사이에 소정의 각을 이룬다는 확신을 가지고 제1방향에서 제2방향으로 이동한다.

도 1은 수평 측정 기판 및 수직 피시험 디바이스를 도시한다.

도 2는 프루브 포지셔너를 도시한다.

도 3은 도2의 프루브 포지셔너를 다른 방향으로 도시한다.

도 4는 수평 측정 기판 및 수평 피시험 디바이스를 도시한다.

도 5는 수직 측정 기판 및 수직 피시험 디바이스를 도시한다.

도 6은 수직 측정 기판 및 수평 피시험 디바이스를 도시한다.

도 7은 가드 전위에 상호연결된 측면의 플레이트 어셈블리를 도시한다.

도 8은 가드 전위에 상호연결된 한 쌍의 플레이트 어셈블리를 도시한다.

도 9는 가드 전위에 (피시험 디바이스의 양측에) 상호연결된 수직 슬라이딩 플레이트 어셈블리를 도시한다.

도 10A-NN는 다른 실시예를 도시한다.

도 2를 참조하면, 프루브 포지셔너(70(80))는 컨택팅 엘리먼트를 가진 프루빙 엘리먼트(100)를 포함할 수 있다. 전형적으로, 프루빙 엘리먼트(100)는 그 끝부에 연결된 복수의 컨택팅 엘리먼트를 가진 동축 케이블을 포함한다. 이 프루빙 엘리먼트(100)는 프루브 지지부(102)에 의해 지지된다. 이 프루브 지지부(102)는 프루브 지지부(102)를 보호하기 위해 조여질 수 있는 핀과 같은 것으로, 지지부 피처(104)와 회전가능하게 연결될 수 있다(106). 이 상호연결(106)은 그 프루빙 컨택트의 위치에서, 그리고 그 피시험 디바이스와의 그 각의 컨택트에서 조절가능성을 제공한다.

지지부 피처(104)는 회전할 때, 프루빙 엘리먼트의 세타 방향을 조절하는 노 브(110)를 포함하는 세타 조절 구조(108)와 상호연결된다. 세타 조절 구조(108)는 플레이트(110)에 고정된다.

플레이트(110)는 그 내에 플레이트(110)가 피벗 블록(112)에 부착되도록, 피벗 블록(112) 내의 개구와 매칭하는 일 세트의 개구를 포함한다. 도 2에서, 이 프루빙 엘리먼트(100)는 수평 방향으로 방향지어 있다. 상이한 소정의 방향에 대해 프루빙 엘리먼트(100)를 조절하는 편리한 방법을 제공하기 위해, 피벗 블록(112)은 힌지(114)에 설치된다. 사용자가 프루빙 엘리먼트(100)의 방향을 변경하고자 할 때, 사용자는 피벗 블록(112)이 제2포지션으로 힌지(114)를 돌아 피벗하도록 허용하는 나사(116)를 제거할 수 있는데, 이때, 고정된 포지션에서 피벗 블록(112)을 고정하기 위해, 도 3에 도시된 바와 같이, 핀(116)이 교체된다. 핀(116)의 제거 및 피벗 블록(112)의 피벗의 결과는 90도와 같은, 소정의 각으로 프루빙 엘리먼트(100)의 방향을 변경하는 것이다. 또한, 다른 고정된 포지션의 이동이 프루브 스테이션의 상이한 부분의 방향 및 특정 어플리케이션에 따라 사용될 수 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 수직 방향으로 방향진 프루빙 엘리먼트(100)를 가짐으로써, 프루브는 수평 방향인 측정 기판에서 측정되기에 적합하다. 컨택팅 멤버는 측정 기판에 일정한 컨택트를 이루기 위해 적절하게 조절될 수 있다. 그 후, 프루브는 90도의 조절을 가진 힌지(114)를 사용하여 수평 방향으로 용이하게 변경될 수 있다. 피시험 디바이스(30)가 수직 방향이므로, 도 3에 도시된 바와 같은 프루브는, 회전 후, 테스트를 위해 적합한 포지션에 있게 된다. 이 프루브는 피시험 디바이스 부근의 프루빙 컨택트를 포지셔닝하기 위해, 필요하다면, 수평 지지 부(20)에서 이동될 수 있다. 측정 기판(60)과 피시험 디바이스(30) 사이의 각 관계로 알고 있는 90도의 조절을 가짐으로써, 프루빙 컨택트는 피시험 디바이스(30)를 테스트하기 위해 적절한 배열일 것이다. 이러한 방법으로, 프루빙 컨택스 세타 배열의 추가적인 배열은 전형적으로 필수적이지 않고, 피시험 디바이스(30) 상의 패드는 프루빙 컨택트의 적절한 배열을 이루려는 시도를 통해 잘 마모되지 않는다. 또한, 각각의 프루브 포지셔너는 상이한 방향으로 회전될 수 있으므로, 피시험 디바이스(30)의 각각의 측에 적절한 컨택트가 이루어질 수 있다.

또한, 피벗 블록(112)의 복수의 면은 그 내에 일 세트의 홀을 포함할 수 있으므로, 플레이트(11)는 원한다면, 피벗 블록(112)의 상이한 면에 고정될 수 있다. 이러한 방법으로, 피벗 블록(112)의 회전은 프루브의 상이한 방향으로 이루어질 수 있다.

힌지(114)는 다른 지지부(116)에 고정된다. 지지부(116)는 그 내에 형성된 한쌍의 마주한 그루브를 포함한다. 나사(122)를 풀므로써, 지지부(116)는 플레이트(124)를 자유롭게 슬라이딩 업다운할 수 있고, 나사(112)를 조임으로써 그 위치에 고정된다. 또한, 이 마주한 그루브(118 및 120)는 플레이트(116)가 플레이트(124)로부터 완전히 분리되게 하고, 플레이트(116)(및 부착된 프루빙 엘리먼트)는 900도, 180도, 270도로 회전될 수 있고, 상이한 방향으로 플레이트(124)와 계합한다. 이것은 측정 기판 및 피시험 디바이스를 배열하기 위해 프루브의 방향을 조절하는 다른 방법을 제공한다.

플레이트(124)는 각각 노브(132, 130, 및 128)를 사용하여 그 프루브를 이동 시키는 x-y-z 메카니즘에 고정된다. 이러한 방법으로, 프루브(100)의 x-y-z 방향의 미세조정이 피시험 디바이스를 프루빙하기 위해 사용자에 의해 수행될 수 있다.

도 4를 참조하면, 본 명세서에 서술된 프루브 포지셔너를 효과적으로 사용하게 하는 대안의 방향이 도시되어 있다. 이 측정 기판은 수평 방향으로 유지되고, 프루브는 측정된다. 그 다음, 프루브 포지셔너 중 하나는 측정을 위해 사용될 때 프루브의 동일한 방향인 피시험 디바이스의 윗면을 프루빙하기 위한 방향이고, 다른 프루빙 포지셔너의 프루빙 컨택트는 180도 회전되고, 그 다음 피시험 디바이스의 바닥면을 프루빙하기 위한 방향이 된다. 이러한 방법으로, 피시험 디바이스는 효과적으로 프루빙될 수 있다.

도 5를 참조하면, 본 명세서에 서술된 프루브 포지셔너를 효과적으로 사용하게 하는 대안의 방향이 도시되어 있다. 측정 기판(60')은 지지부(50')상에서 수직 방향으로 유지되고, 프루브가 측정된다. 그 다음, 하나의 프루브 포지셔너는 측정을 위해 사용될 때 프루브의 동일 방향인, 피시험 디바이스의 일 측면을 프루빙하기 위한 방향이 된다. 다른 프루빙 포지셔너의 프루빙 컨택트는 180도 회전되고, 그 다음 피시험 디바이스의 다른 측면을 프루빙하기 위한 방향이 된다. 이러한 방법으로 피시험 디바이스는 효과적으로 프루빙될 수 있다.

도 6을 참조하면, 본 명세서에 서술된 프루브 포지셔너를 효과적으로 사용하게 하는 대안의 방향이 도시되어 있다. 측정 기판(60")은 지지부(50")상에서 수직 방향으로 유지되고, 프루브가 측정된다. 그 다음, 하나의 프루브 포지셔너는 피시험 디바이스의 탑부를 프루빙하기 위한 방향이 된다. 다른 프루브 포지셔너의 프 루빙 컨택트는 회전되고, 그 다음 피시험 디바이스의 다른 측면을 프루빙하기 위한 방향이 된다. 이러한 방법으로 피시험 디바이스는 효과적으로 프루빙될 수 있다.

프루빙 포지셔너의 방향에 대해, 모두 서로에 대해, 프루빙 엘리먼트, 측정 기판, 및 피시험 디바이스를 포함한 프루브 포지셔너의 방향에 따라, 후속 프루빙을 위해 포지셔닝될 때 프루빙 엘리먼트의 방향이 변경될 수 있음이 이해될 것이다

전통적으로, 수직으로 방향진 구조의 양측을 동시에 테스트하기 위해 사용되는 이 측정방법은 원하는 결과를 얻기에 충분했었다. 그러나, 특히 낮은 노이즈 특성을 얻고자 하는 경우에 있어서, 몇몇 경우에, 노이즈 레벨이 높은 것으로 판단되어 왔다. 이러한 경우에, 수직으로 방향진 프루빙 디바이스 둘레에 보호 구조를 추가하는 것이 유리할 것이라고 판단되어 왔다. 이 보호 구조는 신호 경로에 전위를 트래킹하거나, 그렇지 않으면 비슷한 전위로 제공되는 도전 부재이다. 이러한 방법으로, 신호 경로로부터의 누출을 줄일 수 있다. 도 7을 참조하면, 수정된 수직 지지 구조는 신호 경로의 가드 전위로 제공되는 외부링(200)을 포함한다. 이 링의 외부는 다른 도전 부재로 절연되는 것이 바람직하다. 또한, 이 외부링은 피시험 디바이스의 하나 이상의 측면에 피시험 디바이스의 대부분을 둘러싸는 것이 바람직하다. 도 8을 참조하면, 피시험 디바이스의 일 또는 양 외부 표면에 대하여, 그 내에서 프루브가 피시험 디바이스를 테스트하는, 테스트 도전 플레이트 어셈블리(210)가 제공될 수 있고, 이 도전 플레이트의 각각은 신호 경로의 가드 전위에 연결될 수 있다. 예를 들어, 각각의 프루브에 인접한 도전 플레이트의 전위는 각각의 프루브의 신호 경로의 가드 대표자와 상호연결될 수 있다.

도 9를 참조하면, 변형된 구조는 그 내에서 프루브가 피시험 디바이스를 테스트하는 개구(240)를 형성하는 일 세트의 수직으로 방향진 상호연결된 슬라이딩가능한 플레이트(230)를 포함한다. 플레이트(230)는 피시험 디바이스의 일 또는 양측에 제공될 수 있고, 개구(240)는 피시험 디바이스의 다른 영역이 테스트될 수 있도록 이동할 수 있다. 이러한 방법으로, 피시험 디바이스는 가드 전위를 가진 중요한 영역을 가진다.

도 10A-NN를 참조하면, 다른 실시예들이 도시되어 있다.

앞서 명세서에 채용된 용어 및 표현은 설명을 위해 사용되었고, 이에 제한되지 않으며, 그러한 용어 및 표현을 사용한 것은, 도시되고 설명된 피처 또는 그 피처의 일부분의 동등물을 제외하려는 의도가 아니고, 본 발명의 범위는 오직 첨부된 청구항에 의해 정의되고 한정되어야 함을 알아야 한다.

Claims (1)

1. 테스트 구성으로서,

   (a) 제1방향인 피시험 디바이스에 대한 홀더,

   (b) 제2방향인 측정 기판, 및

   (c) 상기 기판을 사용하여 측정할 수 있고, 상기 피시험 디바이스를 프루빙할 수 있는 프루브를 포함하는 것을 특징으로 하는 테스트 구성.

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