KR860000227B1 - 소형회로 프로세싱 장치 및 이 장치에 사용하기 위한 매트릭스 테스트 헤드(matrix test head) - Google Patents

소형회로 프로세싱 장치 및 이 장치에 사용하기 위한 매트릭스 테스트 헤드(matrix test head) Download PDF

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Abstract

내용 없음.

Description

소형회로 프로세싱 장치 및 이 장치에 사용하기 위한 매트릭스 테스트 헤드(matrix test head)
제1도는 본 발명을 실시하는 매트릭스 테스트 헤드가 설치된 웨이퍼 프로우버(wafer prober)의 정면도.
제2도는 제1도에 도시된 본 발명의 매트릭스 테스트 헤드의 평면도.
제3도는 제1도에 도시된 본 발명의 매트릭스 테스트 헤드의 저면도.
제4도∼제7도는 제1도에 도시된 본 발명의 주요 소자들의 인쇄회로판을 예시한 도면.
제8도는 제1도에 예시된 본 발명의 매트릭스 테스트 헤드의 인쇄회로판의 특성을 기술하기 위하여 본 명세서상에 사용된 어떨 특수한 용법을 개략적으로 예시한 도면.
제9도는 제1도에 예시된 본 발명의 매트릭스 테스트 헤드의 중심부를 확대한 부분 단면도.
제10도는 제1도에 예시된 본 발명의 매트릭스 테스트 헤드의 사이팅 타게트(sighting targets)에 사용된 레티클 패턴(reticle pattern)을 예시한 도면.
제11도는 제1도에 예시된 본 발명의 매트릭스 테스트 헤드의 세라믹 프로우브 팁 칼러케이팅 패턴(ceramic probe tip collocating prttern)을 예시한 도면.
제12도는 소형회로를 테스트하기 위하여 거기에 사용되는 동안 제1도에 도시된 본 발명의 웨이퍼 프로우버를 현미경을 통해 관찰된 레이클-소형회로 계열을 예시한 도면.
본 발명은 집적회로 웨이퍼 프로우버와 같은 소형회로 프로세싱 장치와 이 장치에 사용하기 위한 테스트 헤드에 관한 것이다.
소형회로 프로세싱 장치와 이 장치에 사용하기 위한 테스트헤드는 종래의 기술에 이미 널리 공지되었는바 이러한 공지된 소형회로 프로세싱 장치를 일예로 소개하면 미합중국 캘리포니아주 먼로파크에 소재하는 Electroglas, Inc., 에 의해 제작 판매된 모델 1034 웨이퍼 프로우버가 있다. 종래 기술인 "프로우브 카드(probe cards)"라 불리는 이러한 장치에 사용하기 위한 테스트 헤드와 이 테스트 헤드를 제작하기 위한 방법은 1976년 1월 6일부로 Arthur Evans에게 허여된 미합중국 특허 제3,930,809호에 상세히 기술되고 예시되어 있다. 복합접촉주위(multiple contact environment)에 적당한 프로우브 배열을 얻기 위한 방법은 1977년 10월 11자로 Coughlin 등에게 허여된 미합중국 특허 제4,052,793호에 기술되어 있다. 이러한 프로우브 카드에 사용하기 위한 프로우브 수단은 1977년 7월 12일자로 본 발명의 출원인인 본인(Joseph Kvaternik)에게 허여된 미합중국 특허 제4,035,723호에 상세히 발표되었다.
그러나 이러한 종래기술에 의한 소형회로 프로세싱장치 및 거기에 사용하기 위한 프로우브 가드들은 단지 매우 제한된 테스트 프로우브를 제공하고, 테스트 프로우브 대다수는 링 형태(ring shape)로 배열된다.
이러한 종래 기술에 의한 테스트 헤드의 테스트 프로우브의 제한된 수에 의한 적절한 배치는 프로세싱장치의 일부분인 현미경을 통해 직접 테스트되는 소형회로의 표변상의 프로우브를 소형회로 프로세싱장치 조작자가 적당히 위치시킬 수 있다는 점에서는 편리하지만, 이러한 종래 기술에 의한 소형회로 프로세싱장치에 이용할 수 있는 제한된 프로우브 수는 모놀리딕 집적회로와 하이브리드 집적회로와 같은 어떤 소형회로를 테스트하는데 접촉되는 테스트점들이 링형태로 백열되는 영역보다도 작은 영역에 빽빽하게 밀집되게 배열되어 사용하는데 부적당하다.
따라서 본 발명의 목적은 상술한 바와 같이 종래 기술에서 이용되었던 테스트 헤드의 제한된 프로우브 수보다 단일테스트 헤드에 더 많은 프로우브를 가지는 소형회로 프로세싱 장치용 테스트 헤드를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 링형태로 배열되어 있는 것보다 2차프로우브 영역에 프로우브가 배치되어 있는 소형회로 프로세싱 장치용 테스트 헤드를 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 프로세싱 장치 조작자가 직접 프로우브 팁(probe tip)을 볼 필요없이 동작시키기 위한 방법과 소형회로 프로세싱 장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 중요한 특징에 따르면, 프로우브 팁들이 직사각형점 매트릭스(즉, 직사각형 2차그리드)의 선택점에 위치되는 소형회로 프로세싱 장치용 테스트 헤드를 제공한다.
본 발명의 다른 중요한 특징에 따르면, 여러 프로우브 샤프트들이 수직으로 배치된 다수의 인쇄회로판의 대응하는 홀(holes)들에 고착시킴으로써 단단하게 위치되는 초소형회로 프로세싱 장치의 테스트 헤드를 제공하는데, 상기 인쇄회로판은 상기 프로우브들의 샤프트와 적당한 리본 케이블 케넥터(ribbon cable connectors)를 상호 연결하기 위하여 리드 컨덕터(lead conductor)와 함께 제공된다.
본 발명의 또 다른 중요한 특징에 따르면, 매트릭스 테스트 헤드 부분들의 표준 세트가 제공되는데, 여기에서는 여러 다양한 필요조건을 만족시키는 매트릭스 테스트 헤드 부품들의 구성없이도 쉽게 조립된다.
본 발명의 또 다른 중요한 특징에 따르면, 본 발명의 각각의 테스트 헤드는 그리드의 틀이 프로우브 팁들이 배치되는 그리드의 틈과 동일하게 배열되어 있는 형태를 취하는 적어도 하나 이상의 정밀하게 규칙대로 배열된 투명한 타게트나 또는 레티클을 제공한다. 상기 타게트나 또는 타게트들은 테스트 헤드에 고정되고 프로우브 팁들의 상응하는 배열에 관하여 정정하게 위치한다.
이하 첨부도면에 의거 본 발명을 상세히 설명한다.
제1도는 웨이퍼 프로우버(12)상에 설치된 본 발명을 실시하는 매트릭스 테스트 헤드(10)를 예시한 것이다. 본 발명의 매트릭스 테스트 헤드는 웨이퍼 프로우버에만 사용되는 것이 아니라 소형회로의 프로세싱시 사용되는 많은 다른 장치에도 사용됨을 이해하기 바란다.
본 발명에 사용된 "소형회로"란 용어는 모롤리딕 직접회로에만 국한되는 것이 아니라 하이브리드 회로를 포함한 모든 다른 형태의 미리 제작된 회로장치들을 포함한다.
본 명세서상에 사용된 "프로세싱"란 용어는 소형회로의 제작시 포함된 모든 제작방법, 테스팅, 패킹, 그들의 질의 제어 및 가동단계 등을 모두 포함하는 말이다.
본 발명의 영역은 본 발명을 실시하는 매트릭스 테스트 헤드뿐만이 아니라 본 발명을 실시하는 매트릭스 테스트 헤드와 사용하기 적합한 소형회로 프로세싱 장치와, 상기 매트릭스 테스트 헤드와 그와 함께 사용하기 적당한 상기 장치 둘 다에 사용하는 방법을 포함한다.
제1도를 참조하면, 본 발명의 분야에 통상의 지식을 가진 사람에게는 미합중국 캘리포니아, 먼로파크에 소재하고 있는 Electroglas, Inc., 에 의해 제작 시판중인 Model 1034 웨이퍼 프로우버와 유사한 종래의 웨이퍼 프로우버로 보일 것이다.
제1도에 예시한 바와 같이 웨이퍼 프로우버(12)는 베이스(14)와, 이 베이스(14)상에 설치된 포스트(단 본 하나만 도시하였음)와, 이 포스트(16)상에 설치된 프로우브 어셈블리 캐링 테이블(probe assembly carrying table)(18)과, 종래 기술의 웨이패 프로우버상에 일반적으로 사용되는 모든 다른 부분들로 구성되었다.
상기 제1도를 좁더 상세히 기술하면, 이 웨이퍼 프로우버(12)는 지지기둥(22)상에 설치된 현미경(20)과 공지된 방법으로 상기 베이스(14)상에 고정된 지지기둥(22)으로 구성되었다.
상기 Model 1034 웨이퍼 프로우버에 실시된 기술과 대비하여 본 발명의 원리에 따르면, 현미경(20)은 지지기둥(22)에 단단하게 고정된 들보(crossbean)(24)상에 가볍게 설치된다.
본 발명의 들보924)의 웨이퍼 프로우버(12)의 양호한 실시예는 현미경의 후면으로부터 연장한 열장끼움돌출부를 꼭 맞게 수용하기 적합하게 된 열장끼움 체널(26)이 설비되어 있다. 상기 열장끼움 돌출부가 아주 꼭맞게 열장끼움 채널(26)에 수용되기 때문에 현미경(20)은 한쌍의 스톱(stop)(28)(30)에 의해서만 제한된 들보(24)의 한 선단에서 다른 선단으로 수동적으로 이동시킬 수 있다.
상기 들보(24)는 제어부재(36)을 억압함으로써 그들의 동작위치로부터 퇴출시킬 수 있는 한쌍의 현미경 록킹 스터드(microscope locking studs)(32)(34)가 설비되어 있다. 이 스터드(32)(34)들은 제어부재(36)가 억압될때만 그들의 동작위치에서 퇴출되어 그들의 동작위치로 정상적으로 스프링-바이어스(spring-bias)된다.
상기 스터드(32)(34)들은 상기 열장끼움 돌출부의 후면으로부터 내부로 연장한 리세스(recess)에 알맞게 수용되게 적당하여 왼쪽이나 오른쪽에 고정시킬 수 있는데, 왼쪽 현미경 위치는 제1도에서 쇄선으로 오른쪽 현미경 위치는 점선으로 각각 표시하였다.
제1도에는 또한 집적회로상에 설치된 웨이퍼 프로우버(12)의 진공척(vacuum chuck)(28)이 예시되었는데 하기에서 상세히 기술하겠다. 공지된 방법으로, 이 진공척(38)은 x, y, z축 방향의 위치로 선택적으로 위치할 수 있는데 공지의 수동작동제어수단(도시안됨)에 의해 수직축에 대하여 θ각으로 위치할 수 있다.
제1도는 다시 참조하면, 본 발명의 매트릭스 테스트 헤드(10)는 테이블(10)의 개방구(42)에 정확하게 수용되는 단단한 베이스판(40)을 가진다. 테이블(18)의 개방구(42)의 단단하게 설치된 많은 베이스판(40)은 본 발명을 실행함이 없이도 종래 기술에 통상의 지식을 가진 사람에게 실시할 수 있을 것이다.
제2도는 매트릭스 테스트 헤드(10)가 제1도에 도시된 위치에 있을 때의 이 매트릭스 테스트 헤드(10)의 정면도로써 웨이퍼 프로우버(12)의 다른 모든 부분은 예시를 명확희 하기 위해서 생략하였다.
제3도는 상기 제1도의 위치에 있는 매트릭스 테스트 헤드(10)의 평면도를 예시한 것으로, 웨이퍼 프로우버(12)의 그 외의 다른 부분들은 도시를 명확히 하기 위하여 생략하였다.
제3도를 참조하면, 베이스판(40)의 선단 가까이에 위치한 두개의 원형태의 개구(62)와 중앙부에 직사각형 형태의 구멍(60)이 형성되어 있다. 상기 베이스판(40)은 기계나사(74)(76)(78)(80)와 맞물리기 적당하게 수용되어 있는 4개의 랩트 홀(tapped holes)(66)(68)(70)(72)이 형성되어 있다.
제3도에 예시된 바와 같이 상기 베이스판(40)은 타게트판(84)이라 불리는 구조부재(84)를 수용하기 적당하게 그 하부면에 리세스(82)가 또한 설비되어 있다. 베이스판(40)과 같은 타게트판(84)은 적당한 알루미늄 합금으로 만든다. 상기 타게트판(84)은 기계나사(86∼100)의 수단에 의해 리세스(82)에 유지된다.
타게트판(84)은 중앙부에 원형 에퍼어쳐(101)와 중앙부 양편에 2개의 원형 애퍼어쳐(102)(104)가 설비되어 있다.
제3도에 예시한 바와 같이 세라믹판(106)은 적당한 클램핑 수단(108)(110)에 의해 타게트판(84)의 저부표면상에 안착된다. 이 판(106)은 세라믹패턴(106)이라 불리는 것으로 후술하겠다. 때때로 프로우브 가이드 액퍼어져(112)라 불리는 상기 세라믹 패턴(106)에의 다수의 작은 애퍼어쳐(101)와 일직선상에 위치한다. 세라믹패턴(106)의 기능과 프로우브 가이드 애퍼어쳐(112)의 어레이(114)는 하기에서 상세히 후술하겠다.
제3도에는 타게트나 또는 레티클(116)(118)라 불리우는 2개의 유리판(116)(118)이 또한 설비되어 있다. 본문에서 기술되고 예시된 본 발명의 양호한 실시예에서, 상기 타게트나 또는 레티클(116)은 레이저로 부식되었거나 에칭된 크로스 라인(cross line)(120)(122)과, 레이저로 부식되었거나 에칭된 웰(well)이나 핀트(126)의 어레이(124)가 형성되어 있다.
이와 유사하게 타게트나 또는 레티클(118)에도 크로스 라인(128)(130)과 웰이나 핀트(134)의 어레이(132)가 설비되어 있다.
상기 키게트(116)의 크로스 라인 및 웰들은 전술한 애퍼어쳐(62)(102)와 일직선상에 배열되고, 타게트(118)의 웰과 크로스라인들은 전술한 에퍼어쳐(64)(104)와 일직선상에 배열된다.
웰 어레이(124)(132)의 크로스 라인(120)(122)(128)(130)의 기능은 하기에서 상세히 후술하겠다.
제1도, 제2도 및 제3도를 비교해 볼 때 상부판(138)과 4개의 인쇄회로판(141)(142)(143)(144)가 기계나사(74)(76)(78)(80)에 의해 베이스판(40)에 설치되고 스페이서(spacer)(148∼186)에 의해 상호 분리되어 있다. 20개의 스페이서 모두는 구조가 동일하고 알루미늄으로 형성된다.
상기 기계나사(74)(76)(78)(801)들은 각가 상부판(138)의 적당한 개구와, 인쇄회로판(144)(143)(142)(141)에 대응하는 에퍼어처와 코오퍼레이팅 파이브 스페이서에 지탱되는 중심축선을 해해서 통과한다. 예를 들면 기계나사(78)는 상부판(138)의 애퍼어쳐 ; 스페어서(152)의 중앙보어 ; 인쇄회로판(142)의 애퍼어처 ; 스페이서(154)의 중앙보어 ; 인쇄회로판(141)의 애퍼어쳐(206) ; 스페이서(156)의 중앙보어를 각각 통과한 다음 베이스판(40)의 애퍼어쳐(70)의 쓰레드(thread)와 연동한다.
기계나사(80)(74)(76)들이 인쇄회로판의 그들의 대응하는 홀과, 스페이서의 보어 등등을 통과한후 베이스판(40)의 그들의 대응하는 트랩드 홀들과 연동한 후에, 4개의 기계나사(74)(76)(78)(80) 모두는 베이스판(40)의 그들의 대응홀들의 쓰레드와 견고하게 연동하여 매트릭스 레스트 헤드(10)는 제1도에 도시한 바와 같이 견고한 구조로 만들어진다.
상술한 어셈블리의 프로세스 동안 매트릭스 테스트 헤드(10)의 다른 부분들은 상기 인쇄회로판 등에 조립될 것이라는 것은 이해될 것이다.
본문에서 사용한 "점 매트릭스(point matrix)"란 용어는 기하학적인 평면에의 기하학적인 점들의 어떤 규정된 배열을 지칭하는 말이다.
본문에서 사용한 "직사각형 점 매트릭스"란 용어는 평면직사각형 좌표 시스템의 점들의 서포세트(subset)를 지칭하는 말이다.
본문에서 사용한 "점 정사각형(point square)"란 용어는 정사각형에 놓인 직사각형 점 매트릭스의 모든 점들을 지칭하는 말로, 상기 정사각형의 선단은 그들의 원래 점으로부터 둥거리에 있는 직교 점 매트릭스의 좌표축상의 점들에 의해 2등분 된다.
따라서 합성지령자(compound designator)에 의해 동일시될지도 모르는 직사각형 점매트릭스의 어떤 주워진 점들은 (I) 멤버(member)인 점 정사각형의 n-치, (2) 콜론(:), (3) 시계방향으로 +2 계수하는 개시점 1로써 지정된 점과 주워진 점들 사이에 놓이는 점 정사각형의 주변상에 놓이는 다수의 점들로 구성된다. 도면에 도시된 점 정사각형에서, 이 점 정사각형의 점 1은 포인트 정사각형의 상부 왼쪽 코너점에 취해질 것이다. 따라서 제8(a)도에서의 점 135는 점 2 : 7 등등으로써 나타낸다.
본문에서 사용된 "n-정사각형 점 매트릭스"란 용어는 본래의 점을 구성한 다음 점 정사각형이 즉시 그것을 둘러싸는 직사각형 점 매트릭스를 칭하는 말이다.
상기 정의를 고려하여 본 발명의 분야에 통상의 지식을 가지고 있는 사람이라면 제8(a)도가 직사각형 점 매트릭스를 개략적으로 예시한 것이라는 것을 안추할 수 있을 것이다. 직사각형 점 매트릭스의 본래의 점은 0 : 0으로써 표시된 점이고, 직사각형 점 매트릭스는 그 중에서 1 : 3; 1 : 6; 2 : 7으로써 표시된 점들을 포함한다.
제8(b)도는 점 정사각형을 개략적으로 나타낸 것으로, 특히 3-유니트 점 정사각형(htree-unit point squaer)를 나타낸다. 제8(c)도는 3-정사각형 점 매트릭스를 개략적으로 예시한 것이다.
제4도를 다시 참조하면, 인쇄회로판(144)에는 기계나사(74)(76)(80)들을 각각 수용하기 적당하게 애퍼어쳐(208)(210)(212)가 각각 설비되어 있는 것을 알 수 있을 것이다. 이와 유사하게 인쇄회로판(143)(제5도)에도 기계나사(74)(76)(80)들 각각이 수용하기 알맞게 애퍼어쳐(214)(216)(218)가 설비되어 있다. 인쇄회로판(142)에도 기계나사(74)(76)(80)를 수용하기 알맞게 애퍼어쳐(226)(228)(230)가 설비되어 있다. 인쇄회로판(141)에도 기계나사(74)(76)(80)를 수용하기 알맞게 애퍼어쳐(220)(222)(224)가 설비되어 있다.
제4도∼제7도를 비교하면 4개이ㅡ 인쇄회로판 각각에는 두개의 커다란 원형의 애퍼어쳐들이 설비되었는데 예를들면 인쇄회로판 141에는 애퍼어쳐 232, 234가, 그리고 인쇄회로판 142에는 애퍼어쳐 236, 238이, 인쇄회로판 143에는 애퍼어쳐 240, 242가, 인쇄회로판 144에는 애퍼어쳐 244, 246이 각각 설비되어 있다.
이러한 커다란 원형의 애퍼어쳐들의 각각의 위치는 상기 홀(200)(202)(204)(208)(210)등등에 관하여 레지스터(register)되어 상술한 바와 같이 상부판(138)과 베이스판(40) 사이에 상기 인쇄회로판이 단단하게 설치될때 홀(232)(236)(240)(244)들은 일직선상에 놓이고, 제1도에 도시한 바와같이 현미경(20)이 그것의 왼쪽 위치 쇄선에 있을때는 그들의 축은 실질적으로 현미경(20)의 주광축(principal optical axis)과 일치하고 베이스판(40)은 제1도에 도시한 바와같이 테이블(18)의 개방구에 부착된다. 홀(234)(238)(242)(246)들은 일직선상에 놓이고 현미경(20)이 제1도에 도시된 오른쪽 위치(점선)에 있을때는 그들의 축은 현미경(20)의 주광축과 실질적으로 일치하고, 베이스판(40)은 제1도에 도시한 바와 같이 테이블(18)의 개방구에 부착된다.
제4도를 다시 참조하면 본 발명의 양호한 실시예의 인쇄회로판(144)은 중심점(252)에 대하여 실질적으로 대창상태로 위치한 정사각형 주심개방구(250)가 설비되어 있다. 이와 유사하게 제5도의 인쇄회로판도 중심점(256)에 대하여 대칭상태로 위치한 정사각형 중심개방구(254)가 설비되어 있고, 제6도의 인쇄회로판(142)에도 중심점(260)에 대하여 대칭적으로 위치한 정사각형 중심개방구(258)가 설비되어 있다.
본 발명의 양호한 실시예에서 중심점(252)(256)중의 하나와 점(260) 각각은 같은 인쇄회로판에 4개의 설치홀들의 중심부로부터 둥거리 간격으로 위치하고, 개방구(250)(254)(258)들의 선단은 제4도∼제6도에 도시된 바와 같이 설치홀들의 중심부들을 연결하는 선들에 평행위치되어 있다. 따라서 인쇄회로판이 상술한 바와 같이 상부판(138)과 베이스판(40)의 상부면에 수직으로 놓여 있는 선상에 놓인다.
제7도를 참조하면, 인쇄회로판(141)이 공지형태의 리본 케이블 커넥터(262)가 설비되어 유순한 리본 케이블의 각각의 컨덕터가인 쇄회로판(141)상에 위치한 각각의 인쇄컨덕터에 각각 연결하고, 상기 어떤 인쇄컨덕터가 인쇄회로판(141)의 한 측면에 배치되고, 계속하여 다른 컨덕터가 다른 측면에 배치된다.
공지된 방법으로 커넥터(connrctor)(262)의 접촉핀의 내부선단은 프린트 회로판(141)의 홀을 통해 플래트 통과하여 상기 접촉핀의 상기 내부 선단과 그들의 결합 인쇄 컨덕터 단자 사이에 납땜 접합이 어떤 특별한 인쇄컨덕터가 위치되는 인쇄회로판(141)의 측면에 관계없이 인쇄회로판(141)의 한 측면으로부터 이루어진다.
이와 유사하게 제6도에 도시한 인쇄회로판(142)은 인쇄회로판(142) 측면과 2개의 리본 케이블의 대응하는 컨덕터상에 배치된 적어도 약간의 인쇄컨덕터 사이에 연결을 만들기 위하여 2개의 리본 케이블 컨덕터(264)(266)가 설비되어 있다. 제5도에 도시한 인쇄회로판(143)에는 인쇄회로판(143)의 양측면상에 배치도니 인쇄컨덕와 2개의 리본 케이블들중 적어도 하나이상의 컨덕터 사이의 연결을 만들 목적으로 2개의 리본케이블 컨덕터(68)(270)가 설비되어 있고, 제4도에 도시한 인쇄회로판(144)에는 인쇄회로판(144)의 양 측면에 배치된 인쇄컨덕터와 3개의 리본 케이블들중 적어도 하나 이상의 컨덕터 사이의 연결을 만들기 위하여 리본 케이블 커넥터(272)(274)(276)가 설비되어 있다.
편의상 어떤 특별한 리본 케이블 커넥터(262∼276)들과 협력하는 리본 케이블 및 결합된 피메일 커넥터(female connector)는 특별한 리본 케이블 커넥터의 참조번호 "1"로 표시하였다.
상기 각각의 커넥터(262∼276)들의 커넥터 접촉핀들의 내부 선단의 어테이는 상기에서 분해하여 도시하였다. 본 분야의 기술에 통상의 지식을 가진 사람들에게 이해된 바와 같이 상기 내부 접촉핀 선단의 약간은 납땜으로 코팅되고 몇개의 핀선단은 그렇지 않다. 땜납으로 코팅되는 내부접촉핀 선단들의 선택은 본 발명을 실시함이 없이 본 발명의 발표에 의해 알려진대로 본 발명의 분야에 통상의 지식을 가진 사람들에게 의해서도 행해질 수 있다. 양호한 실시예에서, 커넥터(262∼276) 각각은 공지된 방법으로 그것의 결합된 인쇄회로판에 고착된 Berg fifty pin male ribbon cable connector No. 65483-029이다.
본 발명의 중요한 원리에 따르면 인쇄회로판(141)(제7도)와 애퍼어쳐(280)는 설치홀(206)(220)(222)에 관하여 위치되어 매트릭스 테스트 헤드(10)가 완전히 조립될때 상기 중심점(252)(256)(260)과 애퍼어쳐(280)는 소위 "테스트 헤드축"이라 불리는 공통직선상에 놓이게 된다.
인쇄회로판 애퍼어쳐(232)(236)(240)(244)의 중심부는 "왼쪽 현미경축"이라 불리우는 공통직선(284)(제1도, 제2도)상에 놓인다는 것을 또한 인식해야 한다.
인쇄회로판 애퍼어쳐(234)(238)(242)(246)의 중심부는 "오른쪽 현미경축"이라 불리우는 공통직선(286)(제1도, 제2도)상에 놓인다.
매트릭스 테스트 헤드(10)가 완전히 조립될때 축(282)(284)(286)들 못두는 서로 평행하고 베이스판(40)의 하부면에 모두 수직관계로 유지된다.
제9도를 참조하면, 인쇄회로판(141∼144), 상부판(138) 및 베이스판(40)상에 지지된 매트릭스 테스트 헤드(10)의 부품들의 구조 및 동작원리가 기술되어 있는 것을 알 수 있을 것이다.
제9도는 매트릭스 테스트 헤드(10)의 하부 중심부의 부분 단면도로써, 커링판(cutting plane)은 테스트 헤드 축(282)과 현미경 축들(284)(286)을 내포한다.
상기 제9도는 단지 부분단면도만을 예시한 것으로, 본 발명을 실시하는 매트릭스 테스트 헤드 구조의 주요 원리를 실시하는 매트릭스 테스트 헤드(10)의 부품들만을 특히 상세히 예시한 것이다.
제9도의 점선(288)은 매트릭스 테스트 헤드(10)의 수단에 의해 테스트 되는 소형회로의 표면을 나타낸 것이다.
본 발명의 주요원리에 따르면, 표면(288)은 다수의 프로우브 립(290.1)(290.2)들에 의해 접촉되고, 이들의 각각은 프로우브 와이어(292.1)(292.2)들의 하부선단에 위치한다. 텅스텐 와이어나 또는 베릴륨-구리 와이어가 본 발명에 어떤 다른 실싱예에서 프로우브 와이어용으로 사용될지 모르지만 본 발명의 양호한 실시예에서의 각각의 프로우브 와이어는 0.005inch의 팔라듐 와이어가 사용된다. 본문에서 사용된 참조번호 90은 어떤 때는 매트릭스 테스트 헤드(10)의 프로우브 팁들을 나타내지만 때때로 특별한 각각의 프로우브 팁들을 지시하는 특별한 서픽스(suffixes)들을 가지는 참조번호들로 구별되어 표시되고 있다는 것을 인식해 주기 바란다. 이와 같은 참조문자에 관한 사항은 하기에 기술될 프로우브 와이어, 가이드 등등에 관하여도 적용된다.
제9도를 참조하면, 각각의 테스트 프로우브 와이어(292.1)(292.2)(등등)들이 각각 결합된 터브(tube)(294.1)(294.2)(등등)내에 내폭하고 있는 것을 볼 수 있을 것이다. 본 발명의 특별한 실시예에서 각각의 테스트 프로우브 와이어(292)는 그것의 결합된 터브(294)내에 슬리이더블(slidable) 된다. 이러한 터브들(즉 294.1, 294.2, 등등)을 때때로 "프로우브 가이드(probe guides)"라고도 부른다. 본 발명의 양호한 실시예에서, 상기 프로우에 가이드는 대략 0.006inch의 내부직경과 0.013inch의 외부직경을 가지는 이음매가 없는 스텐레스 강철 외과 터빙으로부터 형성된다.
때때로 본문에서 사용한"프로우브"란 용어는 하나나 2 이상의 프로우브 와이어와 결합된 프로우브 가이드의 조합을 지칭하는 말이다. 예를 들어, 프로우브 와이어(292.1)와 이것과 결합된 프로우브 가이드(294.1)를 프로우브(296.1)로 본문에서 정의하고 있다.
제9도에 도시한 바와 같이, 프로우브(296)(즉, 296.1, 296.2, 296.3, 등등)들은 세라믹 패턴(106)과 인쇄회로판(141)(142)의 하나나 둘에 부터 설치된다. 양호한 실시예에서, 프로우브 가이드(294)(즉, 294.1, 294.2, 294.3, 등등)의 하부 선단은 프로우브 가이드 애퍼어쳐(112)(즉, 112.1, 112.2, 112.3 등등)를 통해 에폭시 시멘트(298)수단에 의해 그안에 고정된다. 인쇄회로판(141)의 애퍼어쳐(300)(즉 300.1, 300.2, 300.3 등등)을 제9도에 도시한 모든 프로우브들이 통과하여 양호한 실시예의 홀을 통해 플래트된 다음 납땜에 의해 그 안에 고착된다. 이와 유사하게 프로우브(296.1)(296.2)들도 인쇄회로판(142)의 홀(302)(즉, 302.1, 302.2 등등)들을 통하여 프래트 통과하여 납땜에 의해 그안에 고착된다.
제9도에 예시한 바와 같이, 각각의 프로우브 가이드(294)는 인쇄회로판(141)(142) 중의 한판의 인쇄 컨덕터 중에 한 컨덕터에 납땜하여 연결된다. 따라서 한 예에서 프로우브 가이드(294.1)는 납땜 접합(306)수단에 의해 인쇄회로판(142)의 인쇄컨덕터(304)에 전기적으로 직접 연결된다. 프로우브 가이드(294.3)는 납땜 접합(310) 수단에 의해 인쇄회로판(141)의 인쇄 컨덕터(308)에 전기적으로 직접 연결된다.
상기 납땜 접합이 그것의 결합된 프로우브 와이어와 접촉하지 않는 것을 특히 인식해야 한다. 본 발명의 양호한 실시예에서는 프로우브 가이드와 그들을 둘러싸는 프로우브 가이드들이 그들 사이의 전기적 연결시 임피던스가 매우 낮게 연결되어 어떠한 프로우브 팁(290)과 그것과 결합된 인쇄 컨덕터 사이에 측정된 임피던스가 매우 작아지게 설계하였다.
본 발명의 원리에 따르면, 제1도의 양호한 실시예의 각각의 프로우브는 완전한 세트의 인쇄컨덕터 없이 단지 하나의 인쇄 컨덕터에 전기적으로 연결된다. 즉, 전체 인쇄 컨덕터들이 모든 4개의 인쇄 회로판(141~144)의 상, 하부 표면상에 설치된다.
본 발명의 발명에 의하여 본 발명의 분야에 통상의 지식을 가진 자들이 명확히 이해할 수 있을 것과 같이 프로우브(296)와, 인쇄회로판(141~144)상에 인쇄 컨덕터와, 커넥터(262~276)와, 이러한 인쇄 컨덕터와 그들과 결함된 프로우브들 사이의 납땜 접합 및 커넥터 접촉핀들이 배열 제작되어 리본 케이블과 그들과 결합된 피메일 커덕터(263~277)들이 매일 컨덕터(262~276)에 연결될 때 각각의 프로우브팁(290)은 단지 하나의 리본 케이블 컨덕터에만 직접 연결된다.
제9도에 예시된 바와 같이, 판 309는 인쇄회로판(142)을 한정하는 프로우브 와이어(292.1)(292.2)의 상부 선단에 반하여 지탱된다. 이와 유사하게 판 311도 인쇄회로판(141)을 한정하는 프로우브 와이어(292.3)(292.4)(292.5)(등등)들의 상부 선단을 지탱한다. "접촉 압력판"이나 "압력판"이라 불리는 절연판(309)(311)들은 본 발명의 양호한 실시예에서 견고한 세라믹판 들이다.
샤프트이나 기둥(314)은 압력판(309)의 애퍼어쳐를 통해 압력판(311)에 위치하고, 이것의 상부 선단은 상부판(138)(제1도)에 고착되어 인쇄회로판(141~144)에 관하여 위쪽으로 이동된다.
트러스판(truss plate)이라 불리는 견고판(316)이 절연 압력판(309)위에 위치한다. 이 트러스판(316)에는 샤프트(314)를 헐렁하게 설비하는 보어(bore)(318)가 설비되어 있다. 샤프트(314)에는 핀(322)을 수용하는데 적합하게 된 횡단보어(302)가 설비되어 있다. 핀(322)은 보어(322)의 양 선단으로부터 외부로 연장하여 트러스판(316)의 상부 표면상에 노치(notch)(324)와 맞물려 인쇄 회로판(141)(142)에 관하여 위쪽으로 트러스판(316)이 이동 못하게 한다.
제9도의 중심부를 다시 참조하면 샤프트(314)의 하부 선단이 코일 스프링(328)의 주요부를 내포하는 중심축선상의 원통보어(326)가 설비되어 있어 코일 스프링(328)은 절연 압축판(311)과 보어(326)의 내부 선단 사이에 포로(captive) 한다. 샤프트(134)가 인쇄 회로판(141)에 관하여 상부로 이동할 수 없기 때문에 코일 스프링(328)은 판 311상에 하부로 힘을 주는데 이 힘은 프로우브 와이어(292.3)(292.4)(292.5)(등등)의 상부 선단에 이동되어 웨이퍼 프로우브(12)에서 테스트되는 소형회로의 상부표면(288)과 전기적 접촉을 확실하게 프로우브 팁(290.3)(290.4)(290.5)(등등)에 이동된다.
본 발명의 양호한 실시예의 기술에 따라서, 트러스 판(316)은 시프트(314)와 일치하는 테스트 헤드 축(282) 상에 중심을 둔원 형태의 원주를 가진다. 트러스판(316)에는 아래쪽으로 위치한 다수의 리세스(제9도에서 예시부호 33으로 표시)가 설비되어 있다.
본 발명의 분야에 공지된 바와 같이 트러스판(316)의 하부면의 이러한 리세스(330)(등등) 상에 위치한 여러 코일 스프링(332)(등등)들은 절연 압축판(309)이 프로우브 와이어(292.1)(292.2)등의 상부 선단상에 쉽게 지탱되도록하여 이러한 프로우브 와이어들의 팁(290.1)(290.2)들이 웨이퍼 프로우버(12)에의 테스트되는 소형 회로의 표면(288)과 전기적 접촉을 명확히 하도록 가해진다.
제1도~제9도를 비교할 때 상술한 매트릭스 테스트헤드(10)에 절연 압축판(309)(311)을 더하는 것 외에 압축판(334)(338)들을 구성하는데 이러한 압축판들의 각각은 그것의 하부에 있는 판보다 더 큰 직경을 가진다. 매트릭스 테스트 헤드(10)에 상술한 트러스판(316)을 부가하는데 더하여 트러스 판(336)(340)을 구성한다. 트러스판(336)(340)들은 트러스판(316)이 시프트(314)에 고정되는 방법으로 시프트(314)에 둘도 고정된다. 트러스판(316)이 코일 스프링(330)들을 내포하는 하부로 개방되는 리세스가 설비되는 방법으로 트러스 판(336)(340)에도 코일 스프링을 내포하는 하부로 개방되는 리세스가 설비되어 있다.
상술한 바를 고려할 때 본 발명의 본 분야에 통상의 지식을 가지고 있는 사람이라면 매트릭스 테스트 헤드(10)의 각각의 프로우브 와이어의 팁이나 또는 하부선단이 프로우브 와이어의 상부 선단에 고정된 압축판을 내리 누르는 코일 스프링의 구룹이나 또는 코일 스프링 수단에 의해 와이퍼 프로우버(12)에 의해 테스트되는 어떠한 소형 회로와의 전기적 접촉을 확실하게 힘을 가한다.
본 발명의 주요 원리에 따라서 각각의 코일 스프링은 다수의 코일 스프링이 협동하고 다수의 프로우브와이어들이 구동하는 방향으로 배열 제작되어야 각각 프로우브 팁과 소형 회로표면(288)의 레지스터된 영역 사이의 접촉력이 모든 다른 영역들에서도 실질적으로 균일하게 된다.
본 발명의 분야에 통상의 지식을 가지고 있는 사람들에게 명백히 이해될 바와 같이, 본 발명의 매트릭스 테스트 헤드들의 각각은 소형회로의 형태나 또는 어떤 특별한 형태의 회로를 테스트하기 위해서 일반적으로 제작된다. 또한 본 발명의 분야에 통상의 지식을 가지고 있는 사람들에게 본 발명의 매트릭스 테스트 헤드의 프로우브 팁들에 의해 제작되는 특별한 소형 회로의 영역들이 코플레너(coplanner)하지 않고 매트릭스 테스트 헤드의 프로우브와 이어들의 길이가 본 발명을 실행함이 없이도 본 발명의 분야에 통상의 지식을 가진 사람들에게 변경될 수 있음을 유추할 수 있을 것이다.
제4도를 참조하므로써, 인쇄 회로판(144)내의 구멍을 통해 각각 돌출된 커넥터(272)의 접촉핀의 내단은(1) 커넥터 부재, (2) 인쇄 컨덕터가 인쇄회로판(144)의 상부 또는 하부에 고착되어 있던간에 제4도에 나타낸 바와 같은 T 또는 B 및 (3) 제4도에 수직으로 배치된 커넥터의 왼쪽단으로 구성된 설계자에 의해 각각 설계된다. 이 결과 설계자(272T3)는 제4도에 나타낸 바와 같이 커넥터(272)의 상단에 형성된 제3T핀을 나타낸다. 이와 유사하게 설계자(274 B 6)은 제4도에 나타낸 바와 같이 커넥터(274)의 위쪽단부의 제6의 핀을 나타내는 것으로서 이는 저면 인쇄 컨덕터 즉 제4도에 나타낸 인쇄회로판(144)의 후방에 부착된 인쇄 컨덕터이며 이는 제4도에 점선으로 나타냈다. 동일한 발명에 따라서, 제4도에 나타낸 바와 같이 커넥터(276)의 상단으로 부터 제2쌍의 접촉핀의 부재이며 인쇄회로판(144)의 저부 인쇄 컨덕터에 연결된 커넥터(276)의 접촉핀의 내단은 설계자(276B2)에 의해 설계되어 있다는 것이 본 분야에 공지된 사람들에게는 자명한 사실이다.
제5도를 참조하여 커넥터 핀 내단을 설계하기 위한 상기 언급된 발명을 염두에 두면서, 핀 내단(286B4)는 제5도에 나타낸 바와 같이 커넥터(268)의 상부로 부터 제4쌍의 접촉핀의 부재로서 이는 저부에 연결되거나 B인쇄 컨덕터에 연결되어 제5도에 나타낸 바와 같이 인쇄회로판(143)의 후면에 위치한다. (7)을 통해 제4도에 나타낸 모든 커넥터의 모든 접촉핀의 내단의 적절한 고안은 본 분야에 숙련된 사람들이 번주안에 있음을 본 태양에 의해 알 수 있다.
제4도를 다시 참조할 때, 애퍼어쳐(250)는 화살표(350)의 홀에 둘러쌓여 있다. 점홀(350)는 9-단점 정사각형과 8단점 정사각형으로 구성되는데 이는 동일한 직각점 매트릭스의 부재로, 이 직각 점 매트릭스의 원형 또는 0 : 0점은 애퍼어쳐(250)의 중심점(252)과 접하고 직각 점 매트릭스의 좌표축은 애퍼어쳐(200),(208),(210) 및 (212)의 중심과 상호 연결된 4라인 한 쌓에 평한한다. 상기 실시 태양 특히 제1도에서 언급했듯이, 이 홀의 모두는 프로우브 가이드의 상단을 수용하는 아주 밀접이 부착된 플레이트를 통하는 홀로서 납땜에 의해 그 프로우브 가이드의 상단을 수용하는 아주 밀접히 부착된 플레이트를 통하는 홀로서 납땜에 의해 그 프로우브 가이드의 상단에 인접된다. 이런 홀은 때때로 "프로우브 가이드 연결홀"로 불리운다. 본 분야에 숙련된 사람들에 의해 이해되듯이 본 발명의 실시태양을 프로우브 가이드를 포함하지 않는 프로우브 가이드 커넥터 홀과 여기에 납땜된 프로우브 가이드를 포함하는 프로우브 가이드 연결홀을 특징으로 한다. 일반적으로 8-단점 정사각형 및 9단점 정사각형의 홀을 통해 구멍을 뚫고 판금시키는 것이 경제적이며 편리함을 알 수 있다. 그러나 상기 홀 모두가 본 발명의 실시 태양에 사용되지 않는다.
제5도를 참조할 때, 애퍼이쳐(254)는 일부만이 도시된 홀(352)에 의해 외부 두 정사각형 고리에 둘러 쌓여 있다. 홀(352)의 점 매트릭스는 9-단 점정사각형, 8-단 점 정사각형, 7- 단 점 정사각형 및 6- 단 점 정사각형으로 구성되어 있는데 이들 모두는 동일한 직각 점 매트릭스의 부재로 상기 직각 점 매트릭스의 원형 또는 0 : 0점은 애퍼어쳐(254)의 중심점(256)과 일치하며 직각점 매트릭스의 좌표는 애퍼어쳐(202),(214),(216),(218)의 중심에 삽입된 4라인의 쌍과 평행한다.
상기 실시 태양, 특히 제1도로 부터 명시되었듯이, 홀(352)의 점 매트릭스의 두 내부 점 정사각형의 한점과 일치하는 홀(352)의 각 홀은 프로우브 가이드를 수용하게 밀접이 고착되며 납땜에 의해 프로우브 가이드에 접한다. 이와 같은 프로우브 가이드 연결홀은 집합적으로 프로우브 가이드 연결 홀(354)로 불리우는데, 이는 납땜된 프로우브가이드를 포함하는 공간홀과 프로우브를 포함하지 않는 비공간홀을 포함함을 특징으로 하는 본 발명의 중요한 실시 태양으로써 시험한 축소 회로의 배열에 좌우된다.
홀(352)의 점 매트릭스의 두 외부점 정사격형의 한점과 상응하는 홀(352)의 모든 홀은 인쇄회로판(144)의 홀(350)의 프로우브 가이드 연결홀 중 하나에 상부 발단이 납땜된 프로우브 가이드중 하나를 수용하게 근밀히 고착된 비연판 프로우브 가이드 크리어랜스이다.
상기 프로우브 가이드 크리어랜스 홀은 프로우브 가이드 크리어랜스 홀(356)으로 집합적으로 불리운다.
제6도에서 애퍼어쳐(258)은 외부 정사각형 고리가 일부만이 도시된 홀(358)에 의해 둘러쌓여 있다. 홀(358)의 점 매트릭스는 9단점 정사각형 8단 점 정사각형, 7단점 정사각형, 6단점 정사각형, 5단점 정사각형, 4단점 정사각형으로 구성되며 이의 모두는 동일한 직각 점 매트릭스로 직각 점 매트릭스 본래 및 0 : 0포인트는 매트릭스(258)의 중심점(260)과 접하고 있으며 이 직각점 매트릭스의 각 좌표는 애퍼어쳐(204),(226),(228) 및 (230)의 중심과 상호 연결된 4라인 쌍과 평행하다.
상기 실시 태양과 제1도로 부터 명시되었듯이 홀(358)의 점 매트릭스의 두 내부 점 정사각형의 한점과 상응하는 홀(358)의 각 구멍을 프로우브 가이드를 근접 고착되게 수용하는 연펀된 프로우브 가이드로써 납땜에 의해 프로우브 가이드와 연결되어 있다. 때로 프로우브 가이드 연결홀(360)으로 불리우는 이와 같은 프로우브 가이드 연결 홀은 납땜된 프로우브 가이드를 포함하는 공간 홀과 프로우브 가이드를 포함하지 않는 비공간 홀을 포함함을 특징으로 하는 본 발명의 중요한 실시 태양으로 이는 시험할 축소 회로의 배치에 좌우된다.
홀(358)의 잔여 홀은 프로우브 가이드 연결홀(352) 또는 프로우브 가이드 연결 홀(350) 중 하나가 이의 상단에 납땜된 프로우브 가이드의 하나를 근접 고척되게 수용하는 비연판 된 프로우브 가이드 크리어랜스이다. 이와 같은 프로우브 가이드 크리어랜스 홀은 프로우브 가이드 크리어랜스 홀(362)로 집합적으로 불리운다. 제7도에서, 인쇄 회로판(141)은 홀(364)를 제공하여 이외 각각이 프로우브 가이드(296)을 수용한다. 홀(364)의 포인트 매트릭스는 중심 포인트(280)와 접하는 점 또는 0 : 0점인 9-정사각형 점매트릭스이고 이의 좌표 각각은 애퍼어쳐(206),(220),(222) 및 (224)와 상호 연결된 한쌍의 라인과 평행하다. 홀(364)의 점 매트릭스의 단거리는 다른 프로우브 가이드홀(360),(352)의 모든 보통 단거리와 동일하다.
홀(364)는 내홀(366)과 외홀(368)로 구성된다. 내홀(366)의 점 매트릭스는 3-정사각형 점매트릭스이다.
홀(366)의 홀들은 연판된 프로우브 가이드 연결 홀로써 이들 각각은 프로우브 가이드(296)을 수용하도록 밀접히 고착되며 납땜에 의해 연결된다. 이와 같은 내홀(366)의 프로우브 가이드 연결 홀은 시험할 축소 회로의 배치에 좌우되며, 납땜될 프로우브 가이드를 포함하는 공간 홀과 프로우브 가이드를 포함하지 않는 빈홀을 포함함을 특징으로 하는 본 발명의 중요한 실시 태양이다.
외홀(368)의 점 매트릭스는 내홀(366)의 점 매트릭스의 점 이외에 홀(364)의 포인트 매트릭스의 점으로 구성된다. 외부 홀(368)의 홀들은 연판된 홀이 아니며 때때로 프로우브 가이드 그리어랜드홀(368)로 집합적으로 불리운다.
본 발명은 (1) 홀 통로가 고안된 인쇄회로판에 상응하는 인쇄 회로판 부재, (2) 콜론 및 (3) 고안된 홀과 상응하는 점 매트릭스 포인트의 화합물 설계자로 구성된 상응하는 프로우브 가이드 홀 설계자에 의해 인쇄회로판(141),(142),(143) 및 (144)내의 고안 프로우브 가이드 홀에 관한 것으로 이는 설계홀이 위치된 본 도면에서와 같이 점 정사각형 상단 왼쪽 홀이 될 설계 구멍을 포함하는 점 정사각형 상의 점(1)을 나타낸다.
예로써, 제4도의 인쇄회로판(144)내의 프로우브 가이드 연결홀(370)의 점 매트릭스는 9단 점 정사각형의 점이다. 제4도의 프로우브 가이드 연결홀(372)의 점 매트릭스는 8단 점 정사각형의 점이다. 유사하게 제5도의 홀(374)의 점 매트릭스는 8단점 정사각형의 포인트이다.
본 발명은 본 분야에 숙련된 사람들에 의해 인쇄 회로판 143(제5도) 내의 홀(376)을 143 : 7 : 28의 홀로 설계할 수 있다. 동일한 발명으로, 제4도의 홀(378)은 144 : 8 : 8로 설계할 수 있고, 제7도내의 홀(380)은 141 : 3 : 7로 설계할 수 있다.
본 도면을 쉽게 이해하도록 하기 위해, 제4도 내지 제7도의 인쇄 회로판의 몇몇의 홀을 회로로 나타내기 보다는 중심선 쌍의 중간부분으로 나타내었다. 예로서, 홀(382) 또는 143 : 7 : 22(제5도)는 홀 중심선(384) 및 (386)의 중간 부분에 모식적으로 나타내었다.
유사하게, 제5도의 홀(388)과 같은 제4도 내지 제7도의 인쇄 회로판 내의 연결 접촉핀 홀들 및 제7도의 홀(390)은 조그만 회로로 나타내기 보다는 중심선 중단에 모식적으로 나타내었다. 혼란이 야기되지 않는다면 본 발명은 여기에 배치된 연결 접촉핀 내단에 주어진 부재에 의해 연결 접촉핀 홀의 설계를 하는데 있다. 이 결과 연결 접촉핀 홀(388)은 커넥터 접촉핀 홀(268 B 7)로 가끔 설계될 수 있다.
또한 본 발명의 도면을 쉽게 이해하도록 하기 위해, 인쇄 회로판(141),(142), (143) 및 (144)에 의해 만들어진 인쇄 컨덕터의 완전한 일체는 여기에 설명하지 않았다. 수 많은 인쇄 컨덕터는 각 인쇄 회로판 상의 인쇄 컨덕터의 일반적 배열을 표시하는 인쇄 회로판의 각각을 나타낸 것으로 이는 본 분야에 숙련된 사람들의 범위에 속하며 어떤 특별한 축소회로를 시험하는데 필요한 인쇄컨덕터를 제공한다. 더우기 라인 392(제4도)에서와 같은 연속 라인은 제4도 내지 제7도에 나타낸 상기 인쇄 회로판이 있는 상단 또는 인쇄된 컨덕터를 나타낸다. 반면 라인(394)(제4도)와 같은 점선은 바닥 또는 인쇄 컨덕터를 나타내는 것으로 제4도 내지 제7도의 인쇄 회로판 하부에 존재한다.
제4도 내지 제7도의 인쇄회로판 중 하나에 의하여 형성되는 각 인쇄 컨덕터는 상호 연결된 소자의 설계자를 분리하는 하이폰을 구성하는 설계자로 설계할 수 있다. 예를들면, 제5도의 인쇄 컨덕터(396)은 (290T23)-143 : 7 : 39로 고안할 수 있으며 제7도의 인쇄 컨덕터(398)은 262B24-141 : 2 : 13으로 고안할 수 있다.
제10도를 참조하므로써, 투명 유리판 또는 타겟트(116)의 중심 부분이 도시되어 있으며, 또한 제3도에 도시되어 있다. 제3도에 도시되어 있는 타겟트(118)는 라켓트(116)와 실질적으로 동일한다. 타겟트(116)은 투명 유리로 만든 것으로서 제3도에 도시한 부위의 뒷판(40)의 밑면에 접합되어 있다. 교차선(120) 및 (122), 타겟트(116)의 표면 내의 벽(126) 또는 파트는 교차선 및 웰 또는 피트의 동일한 세트로 제공된다.
교차선으로 표시한 본 발명의 바람직한 실시태양은 직경이 0.0005인치로써 0.0001인치가지 공차 가능하다. 각 피트 또는 웰(126)에 대한 바람직한 실시 태양은 직경이 0.0002로써 0.001인치 까지 가능하다. 각 교차선(120),(122)에 평행한 각 쌍의 웰(126) 사이의 거리 D에 관한 바람직한 실시 태양은 0.0200인치로서 0.0005인치까지 가능하다. 교차선은 서로 직각을 이루고 있다. 바람직한 구현에서 웰(126)의 부재(124)는 정사각형이며 이의 각면은 0.3600인치로써 0.0005인치까지 공차 가능하며, 정사각형의 각면은 약 1.00인치이다. 제3도에서와 같이 교차선(120)과 (122)의 중간면은 좌측 미소축(284)상에 존재한다.
타켓트(118)의 교차선(128) 및 (130)의 중간면도 우측 미소축(286)상에 존재한다. 제3도에서와 같이, 타켓트(116)의 교차선(122)는 타켓트(118)의 교차선(130)과 동일 직선상에 존재하며 두 미소축(284)와 (286)이 서로 교차된다면 시험 헤드 축(282)과 교차된다.
제11도에서는 제3도에 도시된 세라믹 패턴(106)의 중심부분이 도시되어 있다. 본 발명의 바람직한 실시예에서는 세라믹 패턴(106)은 합당한 세라믹 물질로 만들 수 있으며 예비 결정된 부재(114)에 배치된 다수의 프로우브 가이드 애퍼어쳐(112)로 제공되어 있다. 바람직한 실시태양에서, 부재(114)의 포인트 매트릭스는 9-정사각형 점 매트릭스의 예비 선정된 점을 구성하는 것으로 부재(114)에 가장 밀접히 인접한 프로우브 가이드 애퍼어쳐 즉 상기 9-정사각형 점 내트릭스의 단일 거리는 0.200inch로 0.0005inch까지 가능하다. 바람직한 실시 태양에서, 프로우브 가이드 에퍼어쳐의 직경은 0.0145inch로서, 0.005inch까지 공차 가능하다. 제3도에 도시된 바와 같이 상기 9-정사각형점 매트릭스의 점 또는 0 : 0점과 상응하는 부재(114)의 중심 프로우브 가이드 애퍼어쳐(112)는 후판(40)상에 위치되어 이의 중심선이 시험헤드축(282)와 접하도록 한다. 바람직한 실시태양에서, 부재(114)의 9-정사각형 점 매트릭스의 좌표축중 한 축은 미소축(284) 및 (286)과 교차된다. 본 분야에 숙련된 사람들에게는 자명되듯이, 세라믹 패턴(106)은 프로우브 가이드 에퍼어쳐(112)와 같은 부재(114) 또는 예비 결정된 동일한 배치의 프로우브(296)의 저단을 구성한다. 본 발명의 바람직한 실시태양의 매트릭스 테스트 헤드를 제조함에 있어서, 부재(114)의 부재, 즉 부재(114)의 개구에 상응하는 9-정사각형 점 매트릭스의 특별한 위치는 테스트할 축소회로에 따라 본 실시태양에서 교시된 본 분야에 숙련된 사람들에 의해 결정될 수 있으며 특히 접촉패드 또는 접촉점의 배열은 시험 목적용의 본 발명의 매트릭스 테스트 헤드에 의해 접촉된다.
도면중(12a도) 내지 (제12i도)에는 진공척(38)(도면I)상에 장착된 실리콘 웨이퍼(400)의 여러 단면을 도시한 것이다. 공지된 방법에서 실리콘 웨이퍼(400)의 상부 표면을 다수의 스크라이브라인(404)에 의해 다수의 다이(401)로 양분한다. 제12a도 내지 제12i도의 각 다이는 다수의 인쇄 회로 소자를 갖는 통합 회로"칩"이며, 통상의 본딩 패드중 하나를 제외하고 각 다이(401)상의 회로 소자는 본 발명의 기본 방법의 설명을 명확히 하기 위해 제12a도 내지 제12i도로 부터 제외시켰다.
또 본 발명의 매트릭스 테스트 헤드(10) 및 웨이퍼 프로우버(12)는 실리콘 통하회로 이외의 축소회로를 제조하는데 사용될 수 있음을 이해할 수 있다.
또한 다이(401)이 결합 패드(402)중 몇몇은 제12a도 내지 제12i도에 도시되어 있으며, 이중 나머지는 설명을 명확히 하기 위해 생략하였다. 제12도, 즉 제12a도,제12d도,제12g도,제12c도,제12f도 및 제12i도의 두 외부 컬럼을 매트릭스 테스트 헤드(10)와 상응하는 투명한 유리 타켓트(118),(116)의 피트 또는 웰(126)이다.
각 다이(401) 상의 모서리 결합 페드(402)만을 제12도에 나타낸 것을 이해할 수 있다.
제12도인 제12a도,제12d도 및 제12g도의 우측 상부 컬럼은 도식적인 것으로 제1도에 나타낸 좌측(실선)위치내에서의 현미경(20)을 통해 나타낸 것이며, 제12도 즉, 제제12c도,제12f도 및 제12i도는 도식적인 것으로 제1도에 나타낸 우측(점선)위치에서의 현미경(20)을 통해 나타낸 것임을 이해할 수 있다.
이후 명시되었듯이 제12도, 즉 제13b도, 제12e도 및 제12h도는 도식적으로 프로우브 팁(290)의 하측에 위치된 실리콘 웨이퍼(400)의 부위만을 나타냈으므로 웨이퍼 프로우브(12)의 작동은 알 수 없다.
제12도, 즉 제12a도,제12b도 및 제12c도의 상부열은 수평의 스크라이브 라인 또는 실리콘 웨이퍼(400)의 "스트리트"(404)가 진공척(308)의 횡단방향 x의 각θ와 포지티브를 이루거나 클록 와이스를 만들때 수득되는 조건을 나타내며 제12도, 즉 제12g도, 제12h도 및 제12i도의 저부열은 실리콘 웨이퍼(400)의 "스트리트"(404)가 진공척(38)의 횡단방향 X의 각 θ와 네가티프를 이루거나 클록와이스 이룰때 수득되는 조건을 나타낸다.
제12도, 즉 제12d도,제12e도 및 제12f도의 중간열은 실리콘 웨이퍼가 정확히 정열되었을 때, 즉 실리콘 웨이퍼(400)의 수평의 스트리트(404)가 진공척(38)의 횡단방향 X로 정열되었을 때 수득되는 조건을 나타냄을 이해할 수 있다.
웨이퍼 프로우브(12)는 상호적으로 3수직방향으로 진공척(38)을 선택적으로 이동시키는 서보 수단을 포함한다. 제1도에서 횡단방향 x는 도면 평면에 대해 수평적이며 평행하며, y방향은 도면 평면에 대해 수직이다. 또한 제1도에서 횡단방향 이는 도면 평면에 대해 수평적이며 평행하다. 웨이퍼 프로우버(12)는 공지된 방법에서 클록 와이스 또는 카운터-클록 와이스 각θ를 통해 축 z에 대해 진공척(38)을 회전하는 서보 수단이 제공된다. 공지의 방법에서, 웨이퍼 프로우버(12)는 상기 3수평방향의 진공 척(38)이 행동을 선택적으로, 독립적으로 조절하며 z축의 선택각 θ을 통해 진공척(38)의 회전을 선택적으로, 독립적으로 손으로 조작 가능한 조절 수단이 제공된다.
타켓트(116),(118)와 상응하는 점보다 낮은 타켓트(116),(118)의 저면의 모든 프로우브 팁(290)의 축의 거리는 2,0000inch로서, 0.0001inch의 공차 가능하다. 본 분야에 숙련된 사람들도 모든 프로우브 팁(290)의 축과 타켓트116),(118)와 상응하는 점 사이의 두 거리는 매트릭스 테스트 헤드(10)가 웨이퍼 프로우브(12)에 장착되어 정확히 배열될 때의 횡단방향 x로 측정할 수 있음이 명백하다.
매트릭스 테스트 헤드(10)의 최초 조정을 웨이퍼 프로우브(12)로 함에 있어서, 매트릭스 테스트 헤드(10)를 웨이프 프로우브(12)에 장착하고 매트릭스 테스트헤드(10)가 상호 작동되게 하는 실리콘 웨이퍼(400)를 공지된 방법으로 진공척(38) 상에 장착한다.
상기 서보 수단용인 손으로 작공 가능한 조정수단은 제1도에 나타낸 지점까지 실리콘 웨이퍼(400)을 이동되겠금 작동되는데, 여기서"스트리트" 및 실리콘 웨이퍼(400)의 패드는 이들의 지점내의 현미경을 통해 볼 수 있다.
본 발명의 원칙에 따르면, 본 발명의 매트릭스 테스트 헤드를 이용할 수 있는 축소회로 공정장치에는 두 상이한 광학적 축에 따라 배치된 두 고정된 현미경 또는 두 상이한 광학적 축을 따라 배치할 수 있는 단일 이동성 현미경이 제공될 수 있는데 이에 웨이포 프로우버(12)내에 도시하여 서술되어 있다.
특별한 매트릭스 테스트헤드(10)는 특별한 매트릭스 테스트헤드(10)가 상호 작동될 수 있도록 설계한 특별한 형태의 수많은 축소회로를 시험하기 위해 본 발명의 웨이퍼 프로우버(12)내에 본 발명의 특별한 매트릭스 테스트헤드(10)를 설치하려고 하는 것이, 본 발명의 최초 조정모우드로 언급될 것이다.
1 . 상기 특별한 형의 축소회로 장치, 예로서, 제12도에서의 실리콘 웨이버(400)는 공지된 방법으로 웨이버 프로우버(12)의 진공척(38)상에 장착된다.
2. 공지의 방법으로 웨이퍼 프로우버(12)의 수동 작동가능한 위치조정기를 조정하므로서, 실리콘 웨이퍼(400)를 예로서, 우측(점선)위치의 현미경(20)에 오도록 한다.
3. 상기 손으로 작동 가능한 위치조정기를 눈으로 선택된 웰(126.1)까지 조정하여 현미경(20)에서와 같이 실리콘 웨이퍼(400)의 스수평"스트리트"(404)에 인접 점촉되도록 하여 상기 "스트리트"(404)에 인접, 접촉시키면서, 실리콘웨이퍼(400)는 여러 횡단스트리트(404)가 상기 웰(126.1)을 통과할때까지 횡단조정기 ×의 연숙가압에 의해 특별한 웰(126.1)를 통과 횡단하도록 한다.
4. 제3단계(super)가 종결될때, 웨이퍼 프로우버(12)의 손으로 작동가능한 위치조정기 x 및 y를 작동시켜 일련의 4웰(126.1),(126.2),(126.3) 및 (126.4)가 제12F도에 나타낸 바와같이 "스트리트접점"(408)의 4모서리의 각가 위치까지 도는 가능한한 이의 위치까지 이동되도록 작동시킨다.
5. 제12F도에 나타낸 바의 "스트리트 접점" 웰인접위치(juxtaposition) 또는 이의 접근을 수득한 후, 상기 손으로 작동가능한 위치조정기를 조작하여 진공척(38)에 장착된 실리콘 웨이퍼(400)를 좌측으로 2.0000inch(제1도에서와 같이)이동시켜 0.0001inch의 공차를 허용하는 거리 2.0000inch가 헤드축(282)과 현미경축(284),(286)사이의 방향 ×에 위치되도록 한다.
6. 현미경(20)을 이의 우측 위치에서 이의 좌측위치까지 손으로 이동시킨다.
7. 단계 5 및 6을 완결한 후, 일련의 4인접 웰(126)이 현미경(20)에 보여진 각 "스트리트접점"과 완전히 일치되지는 않지만 근접되도록 한다. 이어서 상기 손으로 작동가능한 위치조정기를 일련의 4웰과 인접 "스트리트접점"이 제12F도에 나타낸 "스트리트 접점" 웰 인접위치의 형태에 오도록 조정한다.
8. 단계 7을 행한후, 상기 수동 작동가능한 위치조정기를 공지방법으로 조정하여 진공 척(38)내에 장착된 실리콘 웨이퍼(400)이 ×방향 우측 2.0000inch에 이동시킨다.
9. 단계 8을 행한후 실리콘 웨이퍼(400)의 한 다이를 현미경(20)을 통해 보인 바와같이 동일한 방법으로 횡단선(120) 및 (122)의 교차점(284)와 레지스터시키는데 여기서 프로우브팁(290) 아래에 위치된 다이는 레지스터 되어 이 결과, 이것은 상기 손으로 작동가능한 위치조정기 다루는데 유일하게 필요하며, 교차점(120) 및 (122)의 접점(284)이 이의 밑에 있는 다이의 중앙을 표시하는 인덱스 마크와 레지스터 되도록 하여 공지의 방법으로 웨이퍼 프로우버(12)와 결합된 레스트용 컴퓨터에 의해 다이시험용 하부에 위치된 다이의 다른 접점 또는 적절한 페드와 프로브 팁(290)이 레지스터 되도록 한다.
단계 1내지 단계 9를 수행한 후, 웨이퍼 프로우버(12)의 조작자는 공지의 방법과 이후 테스트될 특별한 실리콘 웨이퍼를 동반하는 작동티켓트 상의 주어진 데이터를 사용하여 웨이퍼 프로우버(12)를 프로그램시켜 여기 하부에 위치된 다이를 자동적으로 그리고 상기 실리콘 웨이퍼상의 다른 모든 다이를 순차적으로 시험한다.
본 분야에 숙련된 모든 사람에게 명시되었듯이, 제1단계 내지 제9단계로 새로운 실리콘 웨이퍼를 시험하는 것은 꼭 필요하지는 않다. 차라리, 새로운 실리콘 웨이퍼 또는 다른 축소회로 장치를 시험용으로 진공척(38)상에 장착시키든 간에 웨이퍼 프로우버 중의 특별한 매트릭스 테스트 헤드가 변화되지 않는 한 시험할 새로운 실리콘 웨이퍼상에 상기 인덱스 마크들중 한 마크로 접점(284)을 맞추는 것이 필요하다. 실제로 모든 경우에 접점(284)을 맞치는 것이 필요하다. 실제로 모든 경우에 접점(284)와 인덱스 마크를 일치시키는 것이 필요하지 않다.
상기 서술로부터 명시된 상기의 목적은 효과적이다. 그 이유는 본 발명의 범주로부터 이탈하지 않는 한 어떠한 변화도 만들어질 수 있기 때문에, 본 명세서에 부착된 도면 또는 상기 모든 서술은 설명적인 것이며, 제한적이 아니다.
본 발명은 4인쇄 회로판인 즉, (141),(142),(143) 및 (144)가 포함된 매트릭스 테스트 헤드로 실시 태양되었지만 본 발명은 수많은 인쇄 회로판이 상기 4회로판과 상이하거나 단일 인쇄회로판이 사용되는 매트릭스 테스트 헤드를 채택한다. 더우기 본 발명은 인쇄회로판을 사용하므로서 개별의 프로우브 가이드에 부착된 리본 커넥터의 개별 컨덕터를 서술하였다.
또한 본 발명이 웨이퍼 프로우버에서 구현한 바의 다른 양상을 서술하는 한, 본 발명은 다른 축소회로 공정장치에 동일하게 적용된다.
더우기 본 발명이 두 광학적 축 사이에 이동성 현미경을 갖는 웨이퍼 프로우버를 서술하는 한, 본 발명은 두 광학적 축 사이의 이동성 현미경의 축소 회로공정 장치를 제공하는 것이 아니고, 본 발명은 차라리 이동성이 아닌 단 한개의 현미경 및 둘 이상의 현미경을 갖는 축소회로 공정장치를 채택한다.
하기의 청구범위는 본 발명의 일반적이고도 특별한 면과 본 발명 범주의 모든 원칙을 청구하려는 것임을 이해하여야 한다.

Claims (16)

  1. 테스트되는 소형회로의 규정된 영역과 전기적인 접촉을 양호하게 행하기 알맞게 설계된 제1팁부분과 제2팁부분을 각각 가지는 신장된 전도성 테스트 프로우브 수단과, 상기 테스트 프로우브 수단들중의 결합된 프로우브 수단과 마찰적으로 연동하고 슬라이드 어블리하게 수용하기 적당하게 설계되어 전기적인 접속을 제공하는 신장된 전도성 테스트 프로우브 수단으로 구성된 것을 특징으로 하는 소형회로 프로세싱 장치에 사용하기 위한 테스트헤드.
  2. 제1항에 있어서, 규정된 배열로 상의 테스트 가이드 수단을 지지하기 위한 지지수단을 구성하고 있는것을 특징으로 하는 소형회로 프로세싱 장치에 사용하기 위한 테스트헤드.
  3. 제2항에 있어서, 상기 지지수단이 상기 테스트 프로우브 가이드 수단을 수용하기 위한 애퍼어쳐들이 설비되어 있는 플래너 절연수단을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 소형회로 프로세싱 장치에 사용하기 위한 테스트헤드.
  4. 제3항에 있어서, 상기 플래너 절연수단이 상기 테스트 프로우브 가이드 수단들중 한 수단에 각각 연결되는 다수의 컨덕터를 지탱하는 것을 특징으로 하는 소형회로 프로세싱 장치에 사용하기 위한 테스트헤드.
  5. 제1항에 있어서, 테스트 프로우브 수단과 결합된 프로우브 가이드 수단의 종축방향으로 상기 테스트 프로우브 수단을 밀어넣어 상기 소형회로 프로세싱 장치에 의해 프로세스하기 위하여 위치된 소형회로 수단과 접촉하는 탄성수단을 구비하고 있음을 특징으로 하는 소형회로 프로세싱장치에 사용하기 위한 테스트헤드.
  6. 제4항에 있어서, 테스트 프로우브 수단과 결합된 테스트 프로우브 가이드 수단의 횡축방향으로 상기 테스트헤드 프로우브 수단을 밀어넣기 상기 소형회로 프로세싱 장치에 의해 프로세스 하기위해 위치된 소형회로 장치와 접촉하는 탄성수단을 구비하고 있음을 특징으로 하는 소형회로 프로세싱 장치에 사용하기 위한 테스트헤드.
  7. 제1항에 있어서, 규정된 배열로 상기 테스트 프로우브 수단의 상기 제2팁 부분을 유지시키기 위한 프로우브 팁 배열수단을 구성하고 있음을 특징으로 하는 소형회로 프로세싱 장치에 사용하기 위한 테스트헤드.
  8. 제4항에 있어서, 규정된 배열로 상기 테스트 프로우브 수단의 상기 제2팁 부분들을 유지시키기 위한 프로우브 팁 배열수단을 구성하고 있음을 특징으로 하는 소형회로 프로세싱장치에 사용하기 위한 테스트헤드.
  9. 제1항에 있어서, 상기 테스트 프로우브 팁 배열수단에 관하여 소형회로들의 위치를 결정하는데 사용하기 위한 레티클 수단을 구성하고 있음을 특징으로 하는 소형회로 프로세싱장치에 사용하기 위한 테스트헤드.
  10. 제9항에 있어서, 상기 레티클 수단은 상기 테스트 프로우브팁 배열수단의 양편에 규정된 일정한 거리간격으로 배열된 제1, 제2레티클 수단을 구성하고 있음을 특징으로 하는 소형회로 프로세싱장치에 사용하기 위한 테스트헤드.
  11. 제4항에 있어서, 상기 테스트 프로우브 팁 배열수단에 관하여 소형회로들의 위치를 결정하는데 사용하기 위한 레티클 수단을 구성하고 있음을 특징으로 하는 소형회로 프로세싱장치에 사용하기 위한 테스트헤드.
  12. 제11항에 있어서, 상기 레티클 수단은 상기 테스트 프로우브팁 배열수단의 양쪽편에 규정된 일정한 거리간격으로 배열된 제1, 제2레티클 수단을 구성하고 있음을 특징으로 하는 소형회로 프로세싱장치에 사용하기 위한 테스트헤드.
  13. 제4항에 있어서, 상기 플래너 절연수단에 설치된 케이블 커넥터 수단을 구성하고, 상기 플래너 절연수단에 의해 유지된 상기 컨덕터들의 각각에 연결된 그들의 접촉수단을 가지는 것을 특징으로 하는 소형회로 프로세싱 장치에 사용하기 위한 테스테헤드.
  14. 베이스와, 소형회로가 프로세스 되도록 유지하기 알맞게 설계된 척과, 상기 베이스에 관하여 상기 척을 위치결정하기 위한 서브 기구수단과, 상기 서어브 기구수단의 동작을 제어하기 위한 수동제어 수단과, 상기 베이스에 관하여 고정된 제1, 제2광학축을 따라 상기 척의 상기 소형회로를 관찰하기 위한 광학수단으로 구성되었음을 특징으로 하는 소형회로 프로세싱 장치.
  15. 제14항에 있어서, 상기 광학수단은 2개의 현미경을 구성하고 있음을 특징으로 하는 소형회로 프로세싱 장치.
  16. 제14항에 있어서, 상기 광학수단은 한개의 현미경과 상기 현미경의 위치를 선택적으로 결정하기 위한 수단으로 구성되고 그들의 축들은 상기 제1광학 축이나 또는 제2광학축과 일치되는 것을 특징으로 하는 소형회로 프로세싱 장치.
KR8204904A 1981-11-02 1982-11-01 소형회로 프로세싱 장치 및 이 장치에 사용하기 위한 매트릭스 테스트 헤드(matrix test head) KR860000227B1 (ko)

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