KR20080050517A

KR20080050517A - 전기적 접속장치의 조립방법

Info

Publication number: KR20080050517A
Application number: KR1020087009567A
Authority: KR
Inventors: 요시에이 하세가와
Original assignee: 가부시키가이샤 니혼 마이크로닉스
Priority date: 2005-10-24
Filing date: 2005-10-24
Publication date: 2008-06-05
Also published as: JP4567063B2; WO2007046153A8; CN101297445A; DE112005003731B4; WO2007046153A2; US7728608B2; KR100981645B1; JPWO2007046153A1; US20090284273A1; CN101297445B; DE112005003731T5

Abstract

지지부재와, 프로브 기판과, 지지부재 및 프로브 기판 사이에 배치되는 스페이서를 갖춘 전기적 접속장치의 조립방법. 지지부재의 접촉부위 및 이와 마주보는 상기 프로브 기판의 접촉부위의 최소한 한쪽의 각 접촉부위의 높이를 측정하고, 복수의 스페이서의 각각의 길이를 측정한다. 이들의 측정에 의해 얻어진 측정값에 기초하여, 상기 프로브 기판에 설치된 다수의 프로브의 선단을 동일면 위에 유지하는데 적절한 스페이서가 상기 양 접촉부위 사이마다 선택된다.

Description

전기적 접속장치의 조립방법{Electric Connection Device Assembling Method}

기술분야

본 발명은, 전기회로의 전기적 검사를 위해, 피검사체인 예를 들어 집적회로와 그 전기적 검사를 행하는 테스터와의 전기적 접속에 이용되는 프로브 카드와 같은 전기적 접속장치의 조립방법에 관한 것이다.

배경기술

종래의 이러한 종류의 전기적 접속장치의 하나로서, 다수의 프로브가 설치된 프로브 기판을 갖춘 전기적 접속장치로서 상기 프로브 기판의 평탄성을 조정 가능하게 하는 전기적 접속장치가 제안되어 있다(특허문헌 1 참조). 상기 종래의 전기적 접속장치에 의하면, 프로브 기판을 지지하는 지지부재로부터 프로브 기판의 일부로 압력 또는 인장력을 작용시킬 수 있다. 이 작용력의 조정에 의해, 프로브 기판에 휨이 생겨 있어도 프로브 기판의 휨 변형을 수정하여, 상기 프로브 기판의 평탄성을 유지할 수 있다.

따라서 다수의 프로브가 설치된 프로브 기판의 제조 시에, 상기 프로브 기판에 휨 변형이 생겨도, 그 프로브 기판의 상기 지지부재에의 설치 후의 상기한 조정 작업에 의해, 프로브 기판을 평탄하게 유지할 수 있기 때문에, 상기 프로브 기판으로부터 신장하는 다수의 프로브의 선단을 동일 평면 위에 유지할 수 있다. 이에 의해, 모든 상기 프로브의 선단을 피검사체의 전기회로의 상기 각 프로브에 대응하는 전기접속단자에 확실하게 접촉시킬 수 있기 때문에, 이 양자 간에 양호한 전기적 접촉을 얻을 수 있다.

그러나 특허문헌 1 기재의 상기한 종래기술에 의하면, 프로브 기판의 지지부재에의 설치 시마다, 각 프로브 기판에 도입된 휨 변형에 따라, 모든 프로브 선단이 동일 평면 위에 위치하도록 조정할 필요가 있다. 프로브 기판을 지지부재에 설치한 상태로, 그 모든 프로브의 선단이 피검사체의 상기한 대응하는 각 전기접속단자에 적정하게 접촉하도록 조정하는 작업은 번잡하고 숙련을 요한다. 특히, 반도체 웨이퍼 위에 형성된 다수의 집적회로의 검사에서는, 프로브 조립체의 프로브 수가 현저하게 증대하기 때문에, 이와 같은 다수의 프로브가 반도체 웨이퍼 위의 대응하는 각 패드에 적정하게 접촉하도록 조정하는 작업은 용이하지 않다.

그래서 출원인은 먼저 국제특허출원(PCT/JP2005/009812)에서, 프로브 기판의 변형에 상관없이 지지부재에의 설치 후의 프로브 기판의 평탄화 조정 작업을 필요로 하지 않고, 프로브와 피검사체의 전기회로의 대응하는 전기접속단자와의 확실한 전기적 접속을 얻을 수 있는 전기적 접속장치를 제안하였다.

상기 전기적 접속장치에서는, 부하를 받지 않는 자유상태에서 휨 변형이 생긴 프로브 기판에, 선단이 동일면 위에 일치하도록 프로브가 형성되어 있다. 지지부재의 설치면과 상기 프로브 기판과의 사이에는 설치 볼트의 삽입을 허락하는 스 페이서(spacer)가 배치되고, 상기 스페이서는 설치 볼트의 조임 시, 프로브 기판의 상기한 변형을 유지하는 작용을 한다. 그 때문에, 프로브 기판은 상기한 변형을 유지한 상태로 상기 지지부재의 기준면에 설치되기 때문에, 모든 프로브의 선단이 동일 평면 위에 위치한다.

따라서 프로브 기판의 상기 지지부재에의 설치 후, 종래와 같은 프로브 기판을 평탄화하기 위한 조정 작업을 행하지 않고, 모든 프로브의 선단을 피검사체인 전기회로의 각 전기접속단자에 거의 균등하게 내리누를 수 있다. 이에 의해, 프로브 조립체의 교환마다, 종래와 같은 상기한 번거로운 평탄화 조정 작업이 불필요해져, 효율적인 전기적 검사가 가능해진다.

그러나 이러한 종류의 스페이서의 길이 치수는, 그 제조 시의 허용오차인 가공공차를 포함한다. 또, 스페이서의 단면(端面)을 받는 지지부재 또는 프로브 기판의 각 접촉부위에도 각각의 가공공차가 포함된다. 그 때문에, 각 가공공차 내에서 제조된 지지부재, 스페이서 및 프로브 기판을 포함하는 전기적 접속장치를 조립해도, 각 부재의 가공공차의 상승효과에 의해, 프로브 선단의 높이 위치에 소정의 공차를 넘는 불규칙함이 생길 수 있다.

상기 불규칙함을 억제하는 데는, 지지부재, 상기 지지부재의 설치면에 한쪽 끝이 접하는 스페이서 및 상기 스페이서의 다른쪽 끝이 접하는 프로브 기판의 각 가공공차를 작게 하는 것을 생각할 수 있다. 그런데 각 구성부재의 가공공차를 작게 하기 위해 각각의 가공 정밀도를 높이는 것은, 그들의 원가를 올리기 때문에, 전기적 접속장치의 고가격화를 초래한다.

[특허문헌 1] 일본 특표2003-528459호 공보

발명의 개시

발명이 해결하려는 과제

본 발명의 목적은, 각 구성부재의 가공공차의 저감을 필요로 하지 않고, 프로브 기판에 설치되는 프로브 선단의 불규칙함을 억제할 수 있는 전기적 접속의 조립방법을 제공하는데 있다.

과제를 해결하기 위한 수단

본 발명이 대상으로 하는 전기적 접속장치는, 지지부재와, 상기 지지부재로부터 간격을 두고 배치되는 프로브 기판으로서 상기 지지부재와 마주보는 한쪽 면과 반대쪽인 다른쪽 면에, 테스터에 전기적으로 접속되고 선단이 상기 테스터에 의해 전기적 검사를 받는 피검사체의 전기접속단자에 접촉되는 다수의 프로브가 설치된 평판상의 프로브 기판과, 상기 지지부재 및 상기 프로브 기판의 서로 마주보는 면의 상호 대향하는 양 접촉부위에 양단(兩端)을 각각 접촉시키고 상기 지지부재 및 상기 프로브 기판 사이에 배치되는 복수의 스페이서를 갖춘다. 본 발명에 따른 조립방법은, 상기 전기적 접속장치의 조립에 있어서, 상기 지지부재의 접촉부위 및 그 접촉부위와 마주보는 상기 프로브 기판의 접촉부위의 최소한 어느 한 쪽의 접촉부위마다 그 접촉부위의 높이를 측정하고, 미리 형성된 상기 복수의 스페이서마다 그 스페이서의 길이를 측정하고, 최소한 상기 양 측정에 의해 얻어진 측정값에 기 초하여, 상기 프로브의 상기 선단을 동일면 위에 유지하는데 적절한 상기 스페이서를 상기 지지부재 및 상기 프로브 기판의 서로 마주보는 상기 양 접촉부위의 사이마다 선택하는 것을 포함한다.

상기 지지부재는, 그 치수가 가공공차 내의 치수에 들어가도록 가공되어 있지만, 상기 지지부재의 각 접촉부위의 실제 치수는 가공공차 내에서의 불규칙함이 허용되어 있기 때문에, 그 각 접촉부위의 높이 레벨은, 일반적으로는 가공공차 내에서 불규칙함이 생겨 있다. 이와 마찬가지로, 상기 프로브 기판의 상기 각 접촉부위의 레벨에도 그 가공공차 내에서의 불규칙함이 생겨 있다. 또, 상기 각 스페이서의 길이 치수에도 그 가공공차 내에서의 불규칙함이 생겨 있다.

본 발명에 따른 상기 조립방법에서는, 상기 각 스페이서의 양단이 각각 접하는 상기 지지부재 및 프로브 기판의 최소한 어느 한 쪽의 각 접촉부위의 높이가 측정되고, 또 상기 각 스페이서의 길이 치수가 측정된다.

상기 측정에 의해, 상기 각 스페이서의 실제 길이와, 상기 스페이서의 단부를 받는 상기 지지부재 또는 프로브 기판의 상기 각 접촉부위의 실제 높이 레벨을 알 수 있기 때문에, 상기 접촉부위의 오차와 스페이서의 오차가 상호 없어지거나, 또는 그들 오차의 영향을 저감할 수 있는 조합이 되도록, 상기 지지부재 및 프로브 기판 사이에서 쌍을 이루는 양 접촉부위 사이마다 최적의 상기 스페이서를 선택할 수 있다.

상기 스페이서의 선택에 의해, 프로브의 선단의 불규칙함을 억제하는데 최적의 조합이 되도록, 상기 각 양 접촉부위 사이와, 그 접촉부위 사이에 대응하는 스 페이서를 조합시킬 수 있기 때문에, 상기 지지부재 또는 상기 프로브 기판의 가공공차와, 스페이서의 가공공차와의 변경을 초래하지 않고, 프로브의 선단의 불규칙함을 억제할 수 있다.

게다가 상기한 조합은, 실측값에 의해 얻어지는 데이터에 기초하여 이루어지기 때문에, 종래의 조정과 같은 감(感)에 기초한 숙련을 요하지 않고, 비교적 용이하게 최적의 조합을 찾아낼 수 있기 때문에, 용이하고 확실하게 프로브 선단의 불규칙함을 억제할 수 있다.

또, 상기 지지부재 및 상기 프로브 기판의 어느 한쪽의 상기 접촉부위의 높이 측정에 더하여, 그 다른 쪽의 상기 접촉부위의 높이 측정을 행하고, 서로 쌍을 이루는 양 접촉부위의 각각의 측정 결과 및 스페이서의 측정 결과인 3개의 측정 결과를 이용하여 상기 조합을 결정함으로써, 상기 지지부재 및 상기 프로브 기판의 각 가공공차와, 스페이서의 가공공차를 고려할 수 있기 때문에, 프로브의 선단의 불규칙함을 보다 효과적으로 억제할 수 있다.

상기 접촉부위의 높이 측정으로서, 접촉부위의 기준높이 레벨과 상기 각 접촉부위의 높이 레벨과의 차를 측정할 수 있다. 이 경우, 상기 지지부재 및 상기 프로브 기판의 양자의 접촉부위의 높이 측정에는, 상기 지지부재 및 상기 프로브 기판의 각각에 개별 기준높이 레벨이 채용된다. 또, 상기 스페이서의 길이 측정으로서, 상기 스페이서의 기준 길이와 상기 각 스페이서 길이와의 차를 측정할 수 있다. 이들 측정에는, 예를 들어 레이저 빛을 이용한 레이저 측정장치 또는 자동초점기능을 갖는 CCD 카메라를 이용한 자동측정장치 등을 이용할 수 있다.

상기 지지부재를 관통하고 상기 스페이서를 관통하는 복수의 나사부재가 상기 전기접속장치에 설치되고, 상기 프로브 기판의 상기 한쪽 면에, 상기 각 나사부재의 선단부에 결합하는 나사구멍이 각각의 정부(頂部)로 개방하고 미리 모든 정면(頂面)이 가공공차 내의 높이 위치에 있도록 연삭(硏削)가공을 받은 복수의 앵커(anchor)부가 상기 프로브 기판의 상기 접촉부위로서 형성되는 경우, 본 발명에 따른 상기 방법에서의 상기 프로브 기판에 대한 상기 접촉부위의 높이 측정으로서, 상기 앵커부의 정면의 기준면과 상기 정면과의 차가 측정되고, 최소한 상기 앵커부 및 상기 스페이서에 대한 상기 각 측정값에 기초하여, 상기 프로브의 상기 선단을 동일면 위에 유지하는데 적절한 상기 스페이서를 상기 양 접촉부위의 사이마다 선택할 수 있다.

상기 선택에 의해, 프로브의 선단의 불규칙함을 억제하는데 최적의 조합이 되도록, 상기 각 앵커부와, 상기 앵커부의 정면에 대응하는 상기 스페이서를 조합시킬 수 있기 때문에, 상기 프로브 기판의 앵커부의 가공공차 및 스페이서의 가공공차의 변경을 초래하지 않고, 프로브의 선단의 불규칙함을 억제할 수 있다.

상기 프로브 기판이 부하를 받지 않는 자유상태에서 휨 변형이 생긴 평판상의 프로브 기판이고, 상기 프로브 기판의 상기 다른쪽 면에 설치된 상기 프로브는 상기 프로브 기판이 상기 변형을 유지한 상태로 상기 선단이 동일면 위에 유지되어 있는 경우, 상기 지지부재 및 상기 프로브 기판에서의 상기 양 접촉부위 사이와 이에 대응하는 상기 스페이서와의 조합은, 상기 프로브 기판의 휨 변형을 유지하는데 최적의 조합이 되도록 선택할 수 있다. 상기 선택 기준을 채용함으로써, 프로브 기 판에 비록 휨 변형이 생겨 있어도, 스페이서 및 지지부재의 가공공차에 변경을 초래하지 않고, 프로브 선단의 불규칙함을 억제할 수 있다.

또, 상기 프로브 기판이 그 변형을 유지한 상태로, 상기 프로브의 선단이 가공공차 내에서 동일면 위에 위치하도록 연삭가공을 받은 경우, 상기 지지부재에서의 상기 각 접촉부위와 그 접촉부위에 대응하는 상기 스페이서와의 조합은, 상기 프로브의 상기 선단의 공차(公差) 내에서의 불규칙함을 억제하는데 최적의 조합이 되도록 선택할 수 있다. 이 선택 기준을 채용함으로써, 스페이서 및 지지부재의 가공공차에 변경을 초래하지 않고, 프로브 선단의 공차 내에서의 불규칙함을 억제할 수 있다.

상기 지지기판과 상기 프로브 기판과의 사이에, 상기 테스터에 접속되는 회로를 갖고 상기 나사부재의 삽입을 허락하는 관통구멍을 갖는 배선기판이 배치되고, 상기 배선기판과 상기 프로브 기판 사이에는, 상기 나사부재의 삽입을 허락하는 관통구멍을 갖고 상기 배선기판의 상기 회로와 상기 프로브 기판의 상기 각 프로브를 접속하는 접속기가 배치된 전기적 접속장치에서는, 본 발명에 따른 상기 방법에 의하면, 상기 나사부재가 상기 배선기판 및 상기 접속기의 상기 각 관통구멍을 관통하여 배치되고, 상기 나사부재와 관련하여 상기 스페이서가 상기 각 관통구멍 내에 삽입된 후, 상기 나사부재의 상기 앵커부에의 조임에 의해, 상기 프로브 기판을 상기 지지기판에 결합할 수 있다.

발명의 효과

본 발명에 따른 상기 조립방법에 의하면, 상기한 바와 같이, 상기 지지부재 또는 프로브 기판의 가공 공차 및 스페이서의 가공공차의 변경을 초래하지 않고, 프로브의 선단의 불규칙함을 억제할 수 있기 때문에, 이들 부품의 가공 정밀도를 높이지 않고, 따라서 가공 정밀도의 향상에 따른 제조비용의 증대를 초래하지 않고, 프로브의 선단의 불규칙함을 억제할 수 있다.

또, 상기한 양 접촉부위 사이와 스페이서와의 조합은, 실측값에 의해 얻어지는 데이터에 기초하여 이루어지기 때문에, 종래의 조정과 같은 감(感)에 기초한 숙련을 필요로 하지 않고, 비교적 용이하게 최적의 조합을 찾아낼 수 있기 때문에, 용이하고 확실하게 프로브 선단의 불규칙함을 억제할 수 있다.

도면의 간단한 설명

도1은, 본 발명에 따른 전기적 접속장치의 한 실시예를 나타낸 종단면도이다.

도2는, 도1에 나타낸 전기적 접속장치의 요부를 분해하여 나타낸 종단면도이다.

도3은, 도2에 나타낸 전기적 접속장치의 요부를 조립한 도1과 동일한 도면이다.

도4는, 본 발명에 따른 전기적 접속장치의 지지부재, 스페이서 및 프로브 기판의 가공공차를 나타낸 설명도이다.

발명을 실시하기 위한 최선의 형태

본 발명에 따른 전기적 접속장치(10)는, 도1에 나타내어져 있듯이, 아래면(12a)이 평탄한 설치 기준면이 되는 평판상의 지지부재(12)와, 상기 지지부재의 설치면(12a)에 지지되는 원형 평판상의 배선기판(14)과, 상기 배선기판에 전기 접속기(16)를 거쳐 전기적으로 접속되는 프로브 기판(18)과, 전기 접속기(16)를 받아들이는 중앙개구(20a)가 형성된 베이스 링(20)과, 상기 베이스 링의 중앙개구(20a)의 가장자리와 함께 프로브 기판(18)의 가장자리를 끼워 지지하는 고정 링(22)을 갖춘다. 고정 링(22)은, 그 중앙부에 프로브 기판(18)의 프로브(18a)의 노출을 허락하는 중앙개구(22a)를 갖는다. 도시한 예에서는, 배선기판(14)을 지지하는 지지부재(12)의 열변형을 억제하기 위한 열변형 억제부재(24)가 볼트(26)에 의해, 지지부재(12)의 윗면(12b)에 설치되어 있다.

전기적 접속장치(10)는, 도시하지 않았지만, 종래 잘 알려져 있듯이, 예를 들어 반도체 웨이퍼에 만들어 넣어진 다수의 IC 회로의 전기적 검사를 위해, 상기 IC 회로의 접속단자인 각 접속 패드를 테스터의 전기회로에 접속하는데 이용된다.

도2는, 도1에 나타낸 전기적 접속장치(10)로부터 베이스 링(20), 고정 링(22) 및 열변형 억제부재(24) 등의 보조부품을 제외한 본 발명의 요부를 분해하여 나타낸다. 도2를 참조하면, 배선기판(14)은, 전체적으로 원형 판상의 예를 들어 폴리이미드 수지판으로 이루어지고, 그 아래면(14a)에는 상기 테스터의 상기 전기회로에 접속되는 종래 잘 알려진 다수의 접속단자(도시하지 않음)가 사각형 매트릭스 상으로 배열되어 있다.

지지부재(12)는, 그 설치면(12a)을 배선기판(14)의 윗면(14b)에 접촉시켜 배치되는 예를 들어 스테인레스 판으로 이루어지는 판상의 프레임 부재로 이루어진다. 도1에 나타낸 열변형 억제부재(24)는, 지지부재(12)의 윗면(12b)에서의 가장자리를 덮어 배치되는 환상 부재로 이루어지고, 예를 들어 알루미늄과 같은 금속재료로 구성되어 있다. 상기 열변형 억제부재(24)는, 상기 IC 회로와 같은 피검사체의 예를 들어 번인(burn-in) 테스트 하에서, 지지부재(12)가 그 설치면(12a) 및 윗면(12b)과의 사이에서 큰 온도 차가 발생한 때에 생기는 지지부재(12)의 휨을 억제한다.

지지부재(12)에는, 프로브 기판(18)을 지지부재(12)에 설치하기 위한 설치 볼트(28)의 관통을 허락하는 관통구멍(30) 및 전기 접속기(16)를 설치하기 위한 설치나사(32)가 결합하는 나사구멍(34)이 각각 형성되어 있다. 또, 배선기판(14)에는, 관통구멍(30) 및 나사구멍(34)에 대응하는 각 관통구멍(36, 38)이 형성되어 있다. 상기 관통구멍(36, 38)은, 종래와 마찬가지로 배선기판(14)의 전기접속에 영향을 주지 않는 영역에 형성되어 있다. 또, 지지부재(12) 및 배선기판(14)의 가장자리에는, 베이스 링(20)을 지지부재(12)에 결합하기 위한 설치 볼트(40)(도1 참조)의 삽입을 허락하는 볼트구멍(42, 44)이 형성되어 있다. 배선기판(14)의 볼트구멍(44)에는, 배선기판(14)을 설치 볼트(40)의 조임력으로부터 보호하기 위한 종래 잘 알려진 슬리브(sleeve)(46)(도1 참조)가 배치되어 있다.

프로브 기판(18)은, 도2에 나타낸 바와 같이, 종래 잘 알려져 있듯이, 예를 들어 세라믹 판으로 이루어지는 기판부재(48)와, 상기 기판부재 즉 세라믹 판의 아 래면(48a)에 형성된 다층 배선층(50)을 갖춘다. 다층 배선층(50)은, 도시하지 않았지만 종래 잘 알려져 있듯이, 전기 절연성을 나타내는 예를 들어 폴리이미드 수지 재료로 이루어지는 다층판과, 상기 각 다층판 사이에 형성된 배선로를 갖는다. 다층 배선층(50)의 아래면(50a)에는, 다층 배선층의 상기 배선로에 각각 전기적으로 접속된 프로브 랜드(18b)가 형성되어 있다. 각 프로브(18a)의 상단(上端)은, 대응하는 프로브 랜드(18b)에 접속되어 있고, 이에 의해 각 프로브(18a)는 다층 배선층(50)의 아래면(50a)으로부터 아래쪽으로 돌출하도록 프로브 기판(18)에 설치되고, 대응하는 각 프로브 랜드(18b)를 거쳐 다층 배선층(50)의 상기 배선로에 접속되어 있다.

도2에 나타낸 예에서는, 프로브 기판(18(48, 50))에는, 부하를 받지 않는 자유상태에서, 꾸불꾸불하게 휨 변형이 생겨 있다. 이와 같은 변형은, 세라믹 판(48)의 가공 시에 상기 세라믹 판에 도입될 수 있고, 프로브 기판(18)의 아래면보다 더 낮은 부분과 높은 부분과의 고저차가 예를 들어 수십 ㎛∼100㎛를 나타낼 수 있다. 상기 프로브 기판(18)의 휨 변형에 상관없이, 프로브 랜드(18b)의 하단은 프로브 기판(18)의 가상평면(P)에 평행한 평면(P1)에 일치해 있고, 각 프로브 랜드(18b)에 접속된 프로브(18a)는 동일 길이로 형성되어 있기 때문에, 프로브 기판(18)의 자유상태에서 각 프로브(18a)의 하단 즉 선단은 가상평면(P)에 평행한 평면(P2) 위에 일치해 있다.

세라믹 판(48)의 윗면(48b)에는, 도시하지 않았지만 다층 배선층(50)의 상기 배선로를 거쳐 대응하는 각 프로브(18a)에 접속되는 전기 접속부가 형성되어 있다. 상기 전기 접속부는, 종래 잘 알려져 있듯이, 배선기판(14)의 아래면(14a)에 사각형 매트릭스 상으로 배열된 상기한 다수의 접속단자에 대응하여 형성되어 있다.

세라믹 판(48)의 윗면(48b)에 형성된 상기 전기 접속부와, 그 각 전기 접속부에 대응하는 배선기판(14)의 상기 접속단자와의 사이에는, 대응하는 양자를 접속하기 위해 상기 전기 접속기(16)가 배치되어 있다.

전기 접속기(16)는, 도시한 예에서는 판 두께방향으로 형성된 다수의 관통구멍(52)이 형성된 전기 절연성을 나타내는 판상 부재로 이루어지는 포고핀 블록(16a)과, 각 관통구멍(52) 내에 직렬적으로 배치되고, 각각이 관통구멍(52)으로부터의 탈락이 방지된 상태로 관통구멍(52)의 축선방향으로 미끄러질 수 있도록(slidably) 수용되는 한 쌍의 포고핀(pogo pin)(16b, 16b)을 갖춘다. 각 한 쌍의 포고핀(16b, 16b) 사이에는, 양 포고핀(16b, 16b)에 서로 멀어지는 방향으로의 편의력(偏倚力)을 주고, 양 포고핀 사이의 도전로가 되는 압축 코일 스프링(16c)이 배치되어 있다. 또, 포고핀 블록(16a)에는, 상기 관통구멍(30, 36)에 정합(整合)하여 설치 볼트(28)의 관통을 허락하는 관통구멍(54) 및 상기 나사구멍(34) 및 관통구멍(38)에 정합하여 설치나사(32)를 받아들이는 관통구멍(56)이 형성되어 있다.

전기 접속기(16)는, 도1에 나타낸 전기적 접속장치(10)의 조립상태에서는, 그 압축 코일 스프링(16c)의 스프링 힘에 의해, 각 한 쌍의 포고핀(16b, 16b)의 한쪽 포고핀(16b)이 배선기판(14)의 상기 접속단자에 압접(壓接)하고, 또 다른쪽 포고핀(16c)이 배선기판(14)의 상기 접속단자에 대응하는 세라믹 판(48)의 상기 전기 접속부에 압접한다. 이에 의해, 각 프로브 랜드(18b)에 설치된 프로브(18a)는, 배 선기판(14)의 대응하는 상기 접속단자에 확실하게 접속된다. 그 결과, 프로브(18a)의 선단이 반도체 웨이퍼에 형성된 상기 IC 회로의 상기 접속 패드에 접촉되면, 그 접속 패드는 대응하는 각 프로브(18a), 전기 접속기(16) 및 배선기판(14)을 거쳐, 상기 테스터에 접속되기 때문에, 그 테스터에 의한 상기 반도체 웨이퍼의 상기 전기회로의 전기적 검사를 행할 수 있다.

상기한 전기적 접속장치(10)의 조립에서, 프로브 기판(18)을 지지부재(12)에 결합하기 위해, 프로브 기판(18)의 윗면, 즉 세라믹 판(48)의 윗면(48b)에는, 앵커부(58)가 형성되어 있다. 상기 앵커부의 정면(頂面)에는, 지지부재(12)의 관통구멍(30), 배선기판(14)의 관통구멍(36)을 관통하는 설치 볼트(28)의 선단부에 결합하는 암나사 구멍(58a)이 개방되어 있다.

도2에 나타낸 프로브 기판(18)에는, 상기한 휨 변형이 생겨 있고, 각 앵커부(58)의 정면은, 프로브 기판(18)의 상기한 휨 변형을 유지한 상태로 가상평면(P)에 평행한 평면(P3) 위에 일치하도록 미리 연삭가공되어 있다. 또, 프로브 기판(18)이 설치되는 지지부재(12)와 프로브 기판(18)과의 사이에는, 설치 볼트(28)의 조임에 의한 프로브 기판(18)의 변형을 규제하고, 각 앵커부(58)의 정면(58b)과 지지부재(12)의 설치면(12a)과의 사이에 소정의 간격을 유지하기 위한 통 형상의 스페이서(60)가 적용되어 있다.

상기 프로브 기판(18)의 지지부재(12)에의 설치에 앞서, 도3에 나타낸 바와 같이, 전기 접속기(16)의 관통구멍(56) 및 배선기판(14)의 관통구멍(38)을 관통하고 지지부재(12)의 나사구멍(34)에 선단이 결합하는 설치나사(32)에 의해, 이들 지 지부재(12), 배선기판(14) 및 전기 접속기(16)가 일체적으로 결합된다. 그 후, 도3에는 도면의 간소화를 위해 생략되어 있지만, 도1에 나타낸 바와 같이, 설치 볼트(40)를 통하여 베이스 링(20)이 배선기판(14)의 아래면(14a)에 결합된다. 상기 베이스 링(20)의 결합 후, 도3에 나타낸 바와 같이, 각 설치 볼트(28)가 지지부재(12) 쪽부터 지지부재의 관통구멍(30) 및 배선기판(14)의 관통구멍(36)을 관통하여 삽입되고, 또 각각의 설치 볼트(28)에 스페이서(60)가 장착된다. 각 스페이서(60)는, 그 상단(上端)(60a)(도2 참조)이 지지부재(12)의 설치면(12a)에서의 각 관통구멍(30)의 개구 가장자리에 접한다.

각 스페이서(60)의 장착 후, 각 설치 볼트(28)의 선단이 프로브 기판(18)의 대응하는 앵커부(58)의 암나사 구멍(58a)에 결합되고, 소정의 조임력으로 조여진다. 상기 조임에 의해, 각 스페이서(60)의 하단(60b)(도2 참조)이 대응하는 앵커부(58)의 정면(58b)에 접한다. 따라서 상기한 바와 같이, 각 스페이서(60)는, 그 하단(60b)이 접하는 프로브 기판(18)의 접촉부위인 앵커부(58)의 정면(58b)과, 그 상단(60a)이 접하는 지지부재(12)의 접촉부위인 설치면(12a)에서의 관통구멍(30)의 개구 가장자리(12a')(도4 참조)와의 간격을 규정한다.

설치 볼트(28)의 조임에 의한 프로브 기판(18)의 설치 후, 도1에 나타낸 바와 같이, 고정 링(22)이 베이스 링(20)에 볼트(62)로 결합되고, 이에 의해 상기한 바와 같이, 고정 링(22)과 베이스 링(20)과의 사이에 프로브 기판(18)의 가장자리가 끼워지고, 전기적 접속장치(10)가 조립된다.

본 발명에 따른 전기적 접속장치(10)에서는, 상기한 바와 같이, 스페이 서(60)의 상단(60a) 및 하단(60b)은 지지부재(12) 및 프로브 기판(18)에 각각 접하여 배치된다. 또, 스페이서(60)와, 그 상단(60a) 및 하단(下端)(60b)을 받는 각 접촉부위가 형성되는 지지부재(12) 및 프로브 기판(18)은, 각각의 가공공차 내에서 형성된다.

그 때문에, 도4에 나타낸 바와 같이, 각 스페이서(60)의 하단(60b)에서 상단(60a)까지의 설계상의 높이 치수 H1을 예를 들어 기준길이로 하면, 각 스페이서(60)의 실제길이에 대해서는, 가공오차 Δ1로서, 기준길이 H1에서 ±Δ1의 공차 a(오차 a1∼a4)가 생겨 있다. 또, 마찬가지로 지지부재(12)에 대해서는, 그 윗면(12b)을 기준면(P4)으로서, 각 접촉부위인 설치면(12a)의 관통구멍(30)의 가장자리에서의 접촉부위까지의 설계상의 거리 즉 상기 접촉부위의 설계상의 거리를 기준높이 레벨 H2로 하면, 설치면(12a)의 각 접촉부위(12a')의 높이 레벨에는, 가공오차 Δ2로서, 기준높이 레벨 H2에서 ±Δ2의 공차 b(오차 b1∼b4)가 생겨 있다. 게다가, 프로브 기판(18)에 대해서는, 상기 프로브 기판의 가상평면(P)에 평행한 각 프로브(18a)의 하단이 일치하는 평면(P2)을 기준면으로 하고, 상기 기준면(P2)에서 앵커부(58)의 정면(58b)까지의 설계상의 거리를 프로브 기판(18)의 접촉부위인 정면(58b)의 기준높이 레벨 H3으로 하면, 각 앵커부(58)의 정면(58b)의 높이 레벨에는, 가공공차 Δ3으로서, 기준높이 레벨 H3에서 ±Δ3의 공차 c(오차 c1∼c4)가 생겨 있다. 또한, 도4에서는, 도면의 간소화를 위해, 세라믹 판(48)의 상기 변형이 생략되고, 프로브 기판(18(48, 50))이 평탄하게 나타내어져 있다.

이들 공차는, 예를 들어 ±10㎛이지만, 서로 대응하는 접촉부위(12a', 58b) 와 상기 접촉부위 사이에 배치되는 스페이서(60)와의 공차 Δ1∼Δ3의 조합에 따라서는, 스페이서(60)를 이용했음에도 불구하고, 지지부재(12)의 설치면(12a)과 프로브 기판(18)의 정면(58b)과의 간격에, 최대 +30㎛∼-30㎛에 달하는 불규칙함이 생길 수 있고, 그 때문에, 조립 후의 전기적 접속장치(10)에서의 각 프로브(18a)의 선단이, 그 불규칙함의 허용오차인 예를 들어 ±10㎛를 크게 넘어 버릴 수 있다.

그래서 스페이서(60)의 실제길이, 지지부재(12)의 각 접촉부위(12a')의 실제높이 및 프로브 기판(18)의 각 접촉부위인 정면(58b)의 실제높이가 각각 측정된다. 이 측정을 위해, 상기한 스페이서(60)의 각 오차 a1∼a4, 지지부재(12)의 각 접촉부위(12a')에서의 각 오차 b1∼b4 및 프로브 기판(18)의 각 접촉부위 즉 앵커부(58)의 정면(58b)의 각 오차 c1∼c4를 측정할 수 있다.

상기 오차의 실측에는, 예를 들어 레이저 빛을 이용한 레이저 측정장치 또는 자동초점기능을 갖는 CCD 카메라를 이용한 자동측정장치 등을 이용할 수 있다.

이들 실측에 의해, 스페이서(60)의 각 오차 a1∼a4, 지지부재(12)의 각 접촉부위(12a')에서의 각 오차 b1∼b4 및 프로브 기판(18)의 각 접촉부위 즉 앵커부(58)의 정면(58b)의 각 오차 c1∼c4가 얻어지면, 서로 대응하는 지지부재(12)의 각 접촉부위(12a')와, 상기 접촉부위에 대응하는 프로브 기판(18)의 각 접촉부위(58b)와의 각각의 오차의 가산값(a+c, 즉 a1+c1, a2+c2, a3+c3, a4+c4)이 각각 구해진다. 이어서, 상기 오차의 각 가산값(a+b)과, 각 스페이서(60)의 오차(c)를 가산(a+b+c)했을 때, 그들의 불규칙함이 가장 작아지는 조합이 되도록, 서로 마주보는 접촉부위(12a' 및 58b) 사이마다, 여기에 배치되는 스페이서(60)가 선택된다.

이와 같이, 각 오차의 가산값 가산(a+b+c)의 불규칙함이 가장 작아지는 조합으로, 각 대응하는 접촉부위(12a') 및 접촉부위(58b) 사이에 스페이서(60)를 넣음으로써, 상기한 각 프로브(18a)의 선단의 불규칙함을 억제하고, 허용오차 내로 유지할 수 있다.

본 발명에 따른 전기적 접속장치(10)의 조립방법에 의하면, 도2를 따라 설명한 바와 같이, 프로브 기판(18)이 부하를 받지 않는 자유상태에서 휨 변형이 생긴 평판상의 프로브 기판이고, 상기 프로브 기판에 설치된 프로브(18a)의 선단이, 상기 프로브 기판의 상기 변형을 유지한 상태로 동일면(P2) 위에 유지되어 있는 경우, 지지부재(12) 및 프로브 기판(18)에서의 양 접촉부위(12a' 및 58b) 사이와, 이에 대응하는 스페이서(60)와의 조합은, 프로브 기판(18)의 휨 변형을 유지하는데 최적의 조합이 되도록 선택할 수 있다.

이 선택기준을 채용함으로써, 프로브 기판(18)에 비록 휨 변형이 생겨 있어도, 스페이서(60), 지지부재(12) 및 프로브 기판(18)의 가공공차 Δ1∼Δ3에 변경을 초래하지 않고, 프로브 선단의 불규칙함을 억제할 수 있다. 또, 이 선택은 각각의 실측값에 기초하여 행할 수 있기 때문에, 감(感)에 의존하지 않고 비교적 용이하게 행할 수 있다.

또, 프로브 기판(18)이 그 변형을 유지한 상태로, 프로브(18a)의 선단이 동일면(P2) 위에 위치하도록 연삭가공을 받은 경우, 지지부재(12)에서의 접촉부위(12a')와 상기 접촉부위에 대응하는 프로브 기판(18)의 접촉부위(58b)와의 사이에 배치되는 스페이서(60)와의 조합은, 상기 프로브의 상기 선단의 공차 내에서의 불규칙함을 억제하는데 최적의 조합이 되도록 선택할 수 있다. 이 선택기준을 채용함으로써, 스페이서 및 지지부재의 가공공차에 변경을 초래하지 않고, 프로브 선단의 공차 내에서의 불규칙함을 억제할 수 있고, 고정밀도로 프로브 선단을 동일면 위에 일치시킬 수 있다.

상기한 바에서는, 상기 스페이서(60)의 선택을 위해, 각 대응하는 접촉부위(12a' 및 58b) 사이의 수(數)와 같은 스페이서(60)로부터 최적의 조합을 선택한 예에 대해서 설명하였지만, 그에 한정되지 않고, 대응하는 접촉부위(12a' 및 58b) 사이의 수보다도 다수의 스페이서(60) 중에서 예를 들어 각 오차의 가산값 가산(a+b+c)이 0이 되는 조합을 찾아낼 수 있다. 이에 의해, 각 프로브(18a)의 선단의 불규칙함을 거의 없앨 수 있다.

게다가, 상기한 바에서는, 지지부재(12)의 접촉부위(12a') 및 프로브 기판(18)의 접촉부위(58b)의 양자에 대한 높이를 측정한 예에 따라 설명하였지만, 이 대신에 그 어느 한쪽의 접촉부위(12a' 또는 58b)의 높이를 측정하고, 그 한쪽 오차(a1∼a4 또는 c1∼c4)와, 스페이서(60)의 길이를 측정하고, 그 오차(b1∼b4)로부터 각 스페이서(60)를 선택할 수 있다.

그러나 상기한 바와 같이, 지지부재(12)의 접촉부위(12a') 및 프로브 기판(18)의 접촉부위(58b)의 각각에 대해서 높이를 측정하고, 그 양자의 오차(a1∼a4 및 c1∼c4)와 스페이서(60)의 오차(b1∼b4)를 고려하여 대응하는 각 접촉부위(12a' 및 58b) 사이의 스페이서(60)를 선택하는 것이, 보다 정확하고 확실하게 각 프로브(18a)의 선단의 불규칙함을 억제하기 때문에 바람직하다.

또, 상기한 양 접촉부위(12a', 58b)의 높이의 측정, 이들에 대응하는 스페이서(60)의 길이 측정에 더하여, 이들에 대응하는 프로브(18a)의 길이를 더 측정함으로써, 대응하는 각 프로브(18a)의 하단 위치의 벗어남도 고려하여, 양 접촉부위(12a', 58b)와, 그 사이에 배치되는 스페이서(60)와의 조합을 선택할 수 있다. 이에 의해, 각 프로브(18a)의 가공공차에 의한 그 선단의 불규칙함도 효과적으로 억제할 수 있다.

본 발명에 따른 상기 방법은, 휨 변형이 도입되어 있지 않는 평탄한 프로브 기판을 갖는 전기적 접속장치에도 적용할 수 있다.

본 발명은, 상기 실시예에 한정되지 않고, 그 취지를 벗어나지 않는 한 각종 변경이 가능하다.

Claims

지지부재와, 상기 지지부재로부터 간격을 두고 배치되는 프로브 기판으로서 상기 지지부재와 마주보는 한쪽 면과 반대쪽인 다른쪽 면에, 테스터에 전기적으로 접속되고 선단이 상기 테스터에 의해 전기적 검사를 받는 피검사체의 전기 접속단자에 접촉되는 다수의 프로브가 설치된 평판상의 프로브 기판과, 상기 지지부재 및 상기 프로브 기판의 서로 마주보는 면의 상호 대향하는 양 접촉부위에 양단을 각각 접촉시켜 상기 지지부재 및 상기 프로브 기판 사이에 배치되는 복수의 스페이서를 갖춘 전기적 접속장치의 조립방법으로서,

상기 지지부재의 상기 접촉부위 및 상기 프로브 기판의 상기 접촉부위의 최소한 어느 한쪽의 접촉부위마다 그 접촉부위의 높이를 측정하고,

미리 형성된 상기 복수의 스페이서마다 그 스페이서의 길이를 측정하고,

상기 양 측정에 의해 얻어진 측정값에 기초하여, 상기 프로브의 상기 선단을 동일면 위에 유지하는데 적절한 상기 스페이서를 상기 양 접촉부위 사이마다 선택하는 것을 포함하는 전기적 접속장치의 조립방법.
제1항에 있어서, 상기 접촉부위의 높이 측정은, 접촉부위의 기준높이 레벨과 상기 각 접촉부위의 높이 레벨과의 차(差)의 측정이고, 상기 스페이서의 길이 측정은, 스페이서의 기준길이와 상기 각 스페이서 길이와의 차의 측정인 것을 특징으로 하는 전기적 접속장치의 조립방법.
제1항에 있어서, 상기 지지부재를 관통하고 상기 스페이서를 관통하는 복수의 나사부재가 설치되고, 상기 프로브 기판의 상기 한쪽 면에는, 상기 각 나사부재의 선단부에 결합하는 나사구멍이 각각의 정부(頂部)로 개방하고 미리 모든 정면(頂面)이 가공공차 내의 높이 위치에 있도록 연삭가공을 받은 복수의 앵커부가 상기 프로브 기판의 상기 접촉부위로서 형성된 전기적 접속장치의 조립방법으로서, 상기 프로브 기판의 상기 접촉부위의 높이의 측정으로서 상기 앵커부의 정면의 기준높이 레벨과 상기 정면의 높이 레벨과의 차가 측정되고, 최소한 상기 앵커부 및 상기 스페이서에 대한 상기 각 측정값에 기초하여, 상기 프로브의 상기 선단을 동일면 위에 유지하는데 적절한 상기 스페이서를 상기 양 접촉부위의 사이마다 선택하는 것을 특징으로 하는 전기적 접속장치의 조립방법.
제1항에 있어서, 상기 프로브 기판은, 부하를 받지 않는 자유상태에서 휨 변형이 생긴 평판상의 프로브 기판이고, 상기 프로브 기판이 상기 변형을 유지한 상태로 상기 프로브의 상기 선단이 동일면 위에 유지되어 있고, 상기 프로브 기판의 휨 변형을 유지하도록, 상기 측정값에 기초하여 상기 스페이서를 상기 양 접촉부위의 사이마다 선택하는 것을 포함하는 전기적 접속장치의 조립방법.
제1항에 있어서, 상기 프로브 기판은 부하를 받지 않는 자유상태에서 휨 변형이 생긴 평판상의 프로브 기판이고, 상기 프로브는 상기 프로브 기판이 상기 변형을 유지한 상태로 상기 선단이 가공공차 내에서 동일면 위에 위치하도록 연삭가공되어 있고, 상기 측정값에 기초하여, 상기 프로브의 상기 선단의 공차 내에서의 불규칙함을 억제하는데 적절한 상기 스페이서를 상기 양 접촉부위의 사이마다 선택하는 것을 포함하는 전기적 접속장치의 조립방법.
제3항에 있어서, 상기 지지기판과 상기 프로브 기판과의 사이에는, 상기 테스터에 접속되는 회로를 갖고 상기 나사부재의 삽입을 허락하는 관통구멍을 갖는 배선기판이 배치되고, 상기 배선기판과 상기 프로브 기판 사이에는, 상기 나사부재의 삽입을 허락하는 관통구멍을 갖고 상기 배선기판의 상기 회로와 상기 프로브 기판의 상기 각 프로브를 접속하는 접속기가 배치되어 있고, 상기 나사부재가 상기 배선기판 및 상기 접속기의 상기 각 관통구멍을 관통하여 배치되고, 상기 나사부재와 관련하여 상기 스페이서가 상기 각 관통구멍 내에 삽입된 후, 상기 나사부재의 상기 앵커부에의 조임에 의해, 상기 프로브 기판이 상기 지지기판에 결합되는 것을 특징으로 하는 전기적 접속장치의 조립방법.