JP2016524137A - 電子デバイスを試験するためのプローブカードアセンブリ - Google Patents

Abstract

【課題】 プローブカードアセンブリのさまざまな改良を提供することである。【解決手段】 プローブカードアセンブリは、プローブを所定の位置に保持するプローブガイドを含むガイドプレートを備えることができる。このプローブカードアセンブリはさらに配線構造体を備えることができ、この配線構造体は、プローブの接続先端が配線構造体上の接点に対して位置決めされ、接続先端がそれらの接点に取り付けられるように、ガイドプレートに取り付けられる。このガイドプレートの配線構造体への取付けは、配線構造体が、ガイドプレートよりも大きな比率で膨張または収縮することを可能にすることができる。プローブは、大電流および熱応力で故障するコンプライアント要素であって、接触先端から離れて位置するコンプライアント要素を含むことができる。【選択図】 図１

Description

[0001] プローブカードアセンブリ（probe card assembly）は、電子デバイスの試験を制御する試験装置（tester）と電子デバイスとの間のインターフェースを提供することができる装置である。本発明の実施形態は、このようなプローブカードアセンブリのさまざまな改良を対象とする。

[0002] いくつかの実施形態では、接触プローブが、撓み要素（flexure element）およびコンプライアント接続要素（compliant connection element）を備えることができる。撓み要素は、接触先端（contact tip）を含むことができ、この接触先端は、接触先端の平面内に配置された第１の電子デバイスに接触するように配置される。コンプライアント接続要素は、接続先端（connection tip）を含むことができ、この接続先端は、接続先端の平面内に配置された第２の電子デバイスに接触するように配置される。接触先端から接続先端までの導電性経路を備えることができる。

[0003] いくつかの実施形態では、プローブカードアセンブリが、配線構造体およびガイドプレート（guide plate）を備えることができる。配線構造体は、配線構造体の第１の面にある電気接点を含むことができる。ガイドプレートは、配線構造体に取り付けることができ、ガイドプレートの第１の面から第２の面までのプローブガイドを含むことができる。プローブガイド内に接触プローブを配置することができる。接触プローブはそれぞれ、ガイドプレートの第２の面から延びるコンプライアント接続要素を含むことができ、コンプライアント接続要素は、配線構造体の第１の面の電気接点のうちの１つの電気接点に接触した（例えば取り付けられた）接続先端を有することができる。接続要素は、配線構造体の第１の面に対して実質的に平行な第１の平面内でコンプライアントであることができる。

[0004]プローブを保持するガイドプレートを含むプローブカードアセンブリを備える、本発明のいくつかの実施形態に基づく試験システムを示す図である。 [0005]本発明のいくつかの実施形態に基づく、図１のガイドプレート内のプローブガイドの例を示す図である。 [0006]図２のプローブガイドに挿入することができる、本発明のいくつかの実施形態に基づくプローブの例を示す図である。 [0007]本発明のいくつかの実施形態に従って図２のプローブガイド内に配置され、図２のプローブガイドに取り付けられた図３のプローブを示す図である。 [0008]本発明のいくつかの実施形態に基づくプローブの他の例を示す図である。 [0009]配線構造体を貫通する熱経路を備える、本発明のいくつかの実施形態に基づくプローブカードアセンブリの構成例を示す図である。 [0010]本発明のいくつかの実施形態に基づくプローブカードアセンブリの別の例を示す図である。 [0011]プローブカードアセンブリを試験する、本発明のいくつかの実施形態に基づく自己試験構成の例を示す図である。 プローブカードアセンブリを試験する、本発明のいくつかの実施形態に基づく自己試験構成の例を示す図である。

[0012] 本明細書は、本発明の例示的な実施形態および用途を記載する。しかしながら、本発明は、それらの例示的な実施形態および用途、またはそれらの例示的な実施形態および用途が機能する様式もしくはそれらの例示的な実施形態および用途が本明細書に記載される様式だけに限定されない。さらに、図は、簡略化された図または部分図を示すことがあり、図中の要素の寸法は誇張されていたり、または誇張とは違う形で実際の比率どおりでなかったりすることがある。加えて、本明細書で用語「〜上に（on）」、「〜に取り付けられた（attached to）」、「〜に接続された（connected to）」、「〜に結合された（coupled to）」または同種の表現が使用されているときには、１つの要素（例えば材料、層、基板など）が、別の要素「上に」あることがあり、または別の要素「に取り付けられて」、別の要素「に接続されて」もしくは別の要素「に結合されて」いることがあり、その場合には、その１つの要素が、直接にその別の要素「上に」あり、または直接にその別の要素「に取り付けられて」、その別の要素「に接続されて」もしくはその別の要素「に結合されて」いるのか、あるいはその１つの要素とその別の要素の間に１つまたは複数の介在要素があるのかは問わない。さらに、方向（例えば上方（above）、下方（below）、上（top）、下（bottom）、側（side）、上へ（up）、下へ（down）、〜の下（under）、〜の上（over）、上部（upper）、下部（lower）、水平（horizontal）、垂直（vertical）、「ｘ」、「ｙ」、「ｚ」など）が示されている場合、それらの方向は相対的なものであり、説明および議論を分かりやすくするために単に例として示されているだけであり、限定を意図したものではない。加えて、列挙された要素（例えば要素ａ、ｂ、ｃ）に言及している場合、そのような言及は、列挙された要素単独、列挙された要素の全てでない任意の組合せおよび／または列挙された全ての要素の組合せのうちの任意の１つを含むことが意図されている。

[0013] 本明細書で使用されるとき、「実質的に（substantially）」は、意図された目的に対して機能するのに十分であることを意味する。したがって用語「実質的に」は、絶対的なまたは完璧な状態、寸法、測定値、結果などからの重要でない小さな変動であって、当業者が予想すると思われる範囲の、全体性能にあまり影響を及ぼさない小さな変動を許容する。数値または数値として表現することができるパラメータもしくは特性に関して使用されるとき、「実質的に」は１０パーセント以内を意味する。用語「それら（ones）」は２つ以上を意味する。用語「配置された（disposed）」は、その意味の中に「位置する（located）」の意味を包含する。

[0014] 本発明のいくつかの実施形態では、プローブカードアセンブリがガイドプレートを備えることができ、このガイドプレートは、プローブを所定の位置に保持するプローブガイドを有することができる。このプローブカードアセンブリはさらに配線構造体を備えることができ、この配線構造体は、プローブの接続先端が配線構造体上の接点に対して位置決めされ、接続先端がそれらの接点に取り付けられるように、ガイドプレートに取り付けられる。このガイドプレートの配線構造体への取付けは、配線構造体が、ガイドプレートよりも大きな比率で膨張または収縮することを可能にすることができ、それによって、より安価な構成要素を配線構造体として使用することができる。プローブは、大電流および熱応力で故障する要素であって、接触先端から離れて位置する要素を備えることができる。

[0015] 図１は、電子デバイス（以下、被試験デバイス（DUT）１１６と呼ぶ。ＤＵＴ１１６を第１の電子デバイスの例とすることができる）を試験するための試験システムの例１００の側断面図を示す。ＤＵＴ１１６の例には、個片化されていないダイを含む半導体ウェーハ、個片化された半導体ダイ、およびその他の電子デバイスが含まれる。システム１００は、試験制御装置１０２と、プローブカードアセンブリ１１０と、プローブカードアセンブリ１１０を試験制御装置１０２に接続する通信チャネル１０４とを備えることができる。プローブカードアセンブリ１１０のプローブ１５０の接触先端１５２を、ＤＵＴ１１６の端子１１８に接触させることができる。試験装置１０２は次いで、通信チャネル１０４およびプローブカードアセンブリ１１０を通してＤＵＴに試験信号を提供することにより、ＤＵＴ１１６の試験を制御することができ、同様に、試験装置１０２は、プローブカードアセンブリ１１０およびチャネル１０４を通してＤＵＴ１１６から応答信号を受け取ることができる。あるいは、試験制御装置１０２の一部または全部が、プローブカードアセンブリ１１０上に位置することもできる。

[0016] 示されているとおり、プローブカードアセンブリ１１０は、配線構造体１２０（これを第２の電子デバイスの例とすることができる）と、ガイドプレート１４０とを備えることができる。配線構造体１２０は、一方の面１２２に電気コネクタ１２４を備えることができ、反対側の面１２４に電気接点１３０を備えることができる。電気接続１２８は、コネクタ１２４を接点１３０に接続することができる。配線構造体１２０は例えば、プリント回路板、積層セラミック配線構造体などの配線板とすることができる。

[0017] ガイドプレート１４０はプローブガイド１４６を備えることができ、プローブガイド１４６はそれぞれ、ガイドプレート１４０内にある、またはガイドプレート１４０を貫通する、１つまたは複数の通路、開口および／またはフィーチャ（feature）を備えることができる。それぞれのプローブ１５０をプローブガイド１４６の１つに挿入し、その中に固定することができる。それによって、プローブ１５０をガイドプレート１４０に取り付けることができる。示されているとおり、プローブ１５０はそれぞれ、ＤＵＴ１１６の端子１１８に接触するための接触先端１５２と、配線構造体１２０の第１の面１２４上の接点１３０の１つに接続するための接続接点１５４とを備えることができる。プローブ１５０は、接続先端１５４と接触先端１５２の間の導電性経路、したがって配線構造体１２０とＤＵＴ１１６の間の導電性経路を提供することができる。プローブ１５０の接触先端１５２は、平面（以下、接触先端平面）１７０内に実質的に配置することができ、同様に、接続先端１５４は、実質的に平面（以下、接続先端平面）１７２内に配置することができる。

[0018] 接触先端平面１７０は、配線構造体１２０の第１の面１２４および／または配線構造体１２０の第２の面１２２に対して実質的に平行とすることができる。接続先端平面１７２は、ガイドプレート１４０の第１の面１４４、ガイドプレート１４０の第２の面１４２および／またはＤＵＴ１１６の端子１１８の平面（図示せず）に対して実質的に平行とすることができる。いくつかの実施形態では、接触先端平面１７０を、接続先端平面１７２に対して実質的に平行とすることができる。

[0019] ガイドプレート１４０は、ＤＵＴ１１６（例えばシリコンウェーハ）に近い熱膨張率（CTE）を有する材料を含むことができる。やはり図１に示されているが、配線構造体１２０とガイドプレート１４０の間に、ガイドプレート１４０の平坦化機構として機能するスペーサ１３２を配置することができる。図１には２つのスペーサ１３２が示されているが、それよりも多数のまたはそれよりも少数のスペーサ１３２を配置することもできる。例えば、配線構造体１２０とガイドプレート１４０の間の支持を提供するのに十分な数のスペーサ１３２を配置することができる。

[0020] ガイドプレート１４０を配線構造体１２０に取り付けることができる。例えば取付け機構１３４（例えば１つまたは複数のボルト、ねじ、クランプ、はんだ、接着剤など）が、ガイドプレート１４０を配線構造体１２０に取り付けることができる。いくつかの実施形態では、ガイドプレート１４０のほぼ中心および配線構造体１２０のほぼ中心で、取付け機構１３４が、ガイドプレート１４０を配線構造体１２０に取り付けることができる。これによって、配線構造体１２０は、例えば接触先端平面１７０、接続先端平面１７２、配線構造体１２０の第１の面１２２もしくは第２の面１２４、ガイドプレート１４０の第１の面１４２もしくは第２の面１４４、および／またはＤＵＴ端子１１８の平面（図示せず）に対して実質的に平行な平面内で、（例えば変化する熱条件によって）膨張および収縮することができる。しかしながら、取付け機構１３４は、配線構造体１２０とガイドプレート１４０が、互いに対して、上記の平面のうちの１つの平面に対して実質的に垂直な方向に移動することを実質的に防ぐ。

[0021] 別の例として、クリップ１６０が、ガイドプレート１４０を配線構造体１２０に取り付けることもできる。例えば、配線構造体１２０にそれぞれのクリップ１６０を、例えばボルト、ねじ、クランプ、はんだ、接着剤などを用いて動かないように取り付けることができるが、クリップ１６０のリップまたはレッジ上にガイドプレート１４０を載せることができ、これによって、配線構造体１２０は、上で概略的に論じた接触先端平面１７２に対して実質的に平行な平面内で、ガイドプレート１４０に対して膨張および収縮することができる。しかしながら、クリップ１６０は、配線構造体１２０とガイドプレート１４０の間の、それらの平面のうちの１つまたは複数の平面に対して実質的に垂直な方向の相対運動を、実質的に阻止することができる。

[0022] ＤＵＴ１１６は、ＤＵＴ１１６を加熱または冷却する温度制御装置（図示せず）を含むことがあるステージ（図示せず）または他の支持体上に配置されることがある。したがって、試験中にプローブカードアセンブリ１１０の周りの周囲温度が変化することがある。さらに、プローブカードアセンブリ１１０を横切る温度勾配（例えば概ね配線構造体１２０の第２の面１２２からＤＵＴ１１６へ向かって増大する勾配）があることもある。上記の温度条件および／または他の温度条件の結果、配線構造体１２０、ガイドプレート１４０および／またはＤＵＴ１１６が異なる比率で膨張または収縮することがある。図１には、熱によって誘起される配線構造体１２０の膨張または収縮がＴ_１で示されており、熱によって誘起されるガイドプレート１４０の膨張または収縮がＴ_２で示されており、熱によって誘起されるＤＵＴ１１６の膨張または収縮がＴ_３で示されている。

[0023] この膨張または収縮の結果、配線構造体１２０、ガイドプレート１４０および／またはＤＵＴ１１６の間の相対運動が生じることがある。過度の相対運動の結果、プローブ１５０の１つまたは複数の接触先端１５２が移動してＤＵＴ１１６の対応する端子１１８から離れる（したがって１つまたは複数の接触先端１５２が対応する端子１１８との接触を断つ）ことがある。このような運動の結果、１つまたは複数の接続先端１５４が対応する接点１３０から外れ、かつ／または１つまたは複数の接続先端１５４が移動して対応する接点１３０から離れる（したがって１つまたは複数の接続先端１５４が対応する接点１３０との接触を断つ）こともある。

[0024] それぞれがＤＵＴ１１６と実質的に同様の熱膨張率（ＣＴＥ）を有するように、配線構造体１２０およびガイドプレート１４０を構築することによって、上記の問題に対処することができる。しかしながら、そのような配線構造体１２０は比較的に高価になることがある。とはいえ、プリント回路板などの経済的な配線構造体はしばしば、典型的なＤＵＴ１１６よりもかなり大きなＣＴＥを有する。

[0025] 図１に示されたプローブカードアセンブリ１１０の例では、ＤＵＴ１１６のＣＴＥと実質的に同じＣＴＥをガイドプレート１４０に与える材料で、ガイドプレート１４０を構築することができる。しかしながら、配線構造体１２０はかなり大きなＣＴＥを有することがある。例えば、配線構造体１２０のＣＴＥが、ガイドプレート１４０のＣＴＥの２倍、３倍、４倍、５倍または５倍超であることがある。したがって、配線構造体１２０の熱膨張または収縮Ｔ_１が、ガイドプレート１４０の熱膨張または収縮Ｔ_２よりもかなり大きいことがある。上で論じたとおり、配線構造体１２０をガイドプレート１４０に、ガイドプレート１４０に対する配線構造体１２０の相対運動が可能になるように取り付ける。さらに、理解されるように、ガイドプレート１４０内の１つのプローブガイド１４６の中にそれぞれのプローブ１５０を固定し、それぞれのプローブ１５０を１つの接点１３０にコンプライアントに接続して、上で論じた配線構造体１２０の相対運動を適応することができる。

[0026] 図２は、１つのプローブガイド１４６の構成例を示し、図３は、プローブ１５０の構成例である。図４は、プローブガイド１４６に挿入され、プローブガイド１４６内に固定されたプローブ１５０を示す。

[0027] 図２に示された例では、プローブガイド１４６が、通路２０２と、下位置合せ開口２０８と、上位置合せ開口２１４とを備えることができる。通路２０２は、ガイドプレート１４０の第２の面１４２からガイドプレート１４０を貫通して第１の面１４４に達する貫通穴とすることができる。下位置合せ開口２０８は、通路２０２からガイドプレート１４０内へ延びる空洞とすることができる。位置合せ開口２１４は、ガイドプレート１４０の第１の面１４４にあって通路２０２から延びる開口とすることができる。示されているとおり、位置合せ開口２１４は、位置合せフィーチャ２１６ならびに他の位置合せフィーチャ２１８、２２０、２２２および２２４を備えることができる。

[0028] 図３に示されているように、プローブ１５０は、取付け要素３０８、位置合せ要素３１４および撓み要素３３２がそこから延びることができる本体３１２を備えることができる。プローブ１５０はさらに、本体３１２から接続先端１５４まで延びるコンプライアント接続要素３０４を含むことができる。

[0029] 図３および４から分かるとおり、取付け要素３０８は、プローブガイド１４６の下位置合せ開口２０８に合わせてサイズおよび位置が決められている。例えば、取付け要素３０８は、下位置合せ開口２０８と摩擦ばめを形成することができる。取付け要素３０８はさらに、下位置合せ開口２０８の側壁に対して伸張することができる１つまたは複数のばね構造体３１０を含むことができる。

[0030] 位置合せ要素３１４は、プローブガイド１４６の位置合せ開口２１４の中に適合するようにサイズおよび位置を決めることができる。位置合せ要素３１４は、位置合せ開口２１４の位置合せフィーチャ２１６に対応し、位置合せフィーチャ２１６の中に適合する位置合せフィーチャ３１６を含むことができる。プローブ１５０がプローブガイド１４６に挿入され、プローブガイド１４６内の所定の位置にロックされている間、プローブ１５０の接触先端１５２が、ガイドプレート１４０に対する特定の位置に精確に位置するように、位置合せフィーチャ２１６は位置合せ開口２１４内に位置し、対応する位置合せフィーチャ３１６は位置合せ要素３１４上に位置することができる。示されているとおり、位置合せ要素３１４はさらに、ガイドプレート１４０の位置合せ開口２１４の位置合せフィーチャ２１８に対応し、位置合せフィーチャ２１８と接触するように位置する位置合せフィーチャ３１８と、位置合せ開口２１４の位置合せフィーチャ２２０に対応し、位置合せフィーチャ２２０と接触するように位置する位置合せフィーチャ３２０と、位置合せ開口２１４の位置合せフィーチャ２２２に対応し、位置合せフィーチャ２２２と接触するように位置する位置合せフィーチャ３２２とを備えることができる。フィーチャ位置合せ対２１８／３１８、２２０／３２０、２２２／３２２が使用されるのは、ガイドプレート１４０に対する所望の位置にプローブ１５０を精確に位置決めするためである。

[0031] 撓み要素３３２は、プローブ１５０の本体３１４から接触先端１５２まで延びることができる。撓み要素３３２は可撓性とすることができ、したがって、接触先端１５２上の接触力Ｆに応じて湾曲または移動することができる。例えば、撓み要素３３２は、接触力Ｆに応じて、概ねＤＵＴ１１６から離れる方向へ湾曲することができる。したがって、撓み要素３３２は、接触先端平面１７０に対して実質的に垂直な方向の第１のコンプライアンスＣ_１（例えば可撓性）を提供することができる。

[0032] プローブ１５０のコンプライアント接続３０４は、プローブ１５０の本体３１２から接続接点１５４まで延びることができる。接続接点１５４は、上で論じ図４に示したとおり、配線構造体１２０の第１の面１２４上の電気接点１３０の１つに接触することができる。少なくともプローブ１５０の撓み要素３３２、本体３１２およびコンプライアント接続３０４は導電性とすることができ、したがって、接触先端１５２（やはり導電性とすることができる）から接続先端１５４（導電性とすることができる）までの導電性経路を形成することができる。

[0033] 接続先端１５４は、単に電気接点１３０に接触するだけとすることができ、または電気接点１３０に取り付けることもできる。例えば、接着剤（例えば導電性接着剤）、はんだなど（図示せず）が、接続先端１５４を電気接点１３０に取り付けることができる。あるいは、機械的接触、および／またはテープ自動ボンディング、ワイヤボンディング、レーザボンディング、圧電ボンディングなどのボンディング技法を利用して、接続先端１５４を接点１３０に取り付けることもできる。いずれにせよ、コンプライアント接続３０４は、概ね接続先端平面１７２に対して実質的に平行な方向の第２のコンプライアンスＣ_２（例えば可撓性）を提供することができる。上で論じたとおり、熱膨張または収縮の差が、接続先端平面１７２に対して実質的に平行な平面内における配線構造体１２０のガイドプレート１４０に対する相対運動を引き起こすことがある。第２のコンプライアンスＣ_２は、電気接点１３０が、電気接点１３０に対する接続先端１５４の取付けを破壊することなく、配線構造体１２０とともに、ガイドプレート１４０に対して（したがってプローブ１５０の本体３１２、取付け要素３０８、位置合せ要素３１４および撓み要素３３２に対して）移動することを可能にすることができる。コンプライアント接続要素３０４は、可撓性もしくは弾性材料および／またはばね構造体を含むことができる。

[0034] 図３および４に示されているように、コンプライアント接続要素３０４はさらに要素３０６を備えることができ、要素３０６は、接触先端１５２から接続先端１５４まで延びる導電性経路内に配置することができ、経路内の電流によって生成された熱を放散させることができる。さらに、要素３０６は、撓み要素３３２から離れたコンプライアント接続３０４内にあるため、接触先端１５２と接続先端１５４の間の導電性経路において放散される熱の大部分は、撓み要素３３２から離れた要素３０６のところにありうる。例えば、図３に示されているように、接触先端１５２が取り付けられた撓み要素３３２は、接触先端平面１７０から第１の距離Ｄ_１のところに位置することができ、要素３０６は、接触先端平面１７０からの第２の距離Ｄ_２のところに位置することができる。第２の距離Ｄ_２は第１の距離Ｄ_１よりも大きくすることができる。例えば、第２の距離Ｄ_２を、第１の距離Ｄ_１の２倍、３倍、４倍、５倍または５倍超とすることができる。

[0035] 図２〜４に示されたプローブ１５０および対応するプローブガイド１４６の構成は単なる例であり、多くの変形構成が可能である。例えば、プローブ１５０は、図３および４に示された要素よりも少数のまたは多数の要素を有することができる。別の例として、図１５０に示された要素は、異なる形状を有することができ、また、異なる位置にあることができる。図５は、プローブ１５０の例とすることができるプローブの例５００を示す。したがって、本明細書の任意の図または議論において、プローブ１５０をプローブ５００に置き換えることができる。

[0036] 図５に示されているように、プローブ５００は、図３および４の接触先端１５２および接続先端１５４の例とすることができる接触先端５５２および接続先端５５４を備えることができる。プローブ５００はさらに、コンプライアント接続要素５０４、取付け要素５０８、位置合せ要素５１４および撓み要素５３２がそこから延びることができる本体５１２を備えることができる。上記の要素をそれぞれ、図３および４の本体３１２、コンプライアント接続３０４（要素３０６を含む）、取付け要素３０８、位置合せ要素３１４および撓み要素３３２の例とすることができる。

[0037] 示されているとおり、コンプライアント接続要素５０４は、コンプライアンスを提供することができる蛇行した形状を含むことができる。したがって、接続要素５０４の蛇行した形状を図３および４の要素３０６の例とすることができる。

[0038] 同じく示されているとおり、取付け要素５０８は、図３および４のばね３１０の例とすることができる１つまたは複数のばね５１０を含むことができる。それぞれ図３および４の位置合せフィーチャ３１６および他の位置合せフィーチャ３１８、３２０、３２２の例とすることができる位置合せフィーチャ５１６および他の位置合せフィーチャ５１８、５２０、５２２。

[0039] 図６は、図１のプローブカードアセンブリ１１０の変形構成の例を示す。図６のプローブカードアセンブリ６００は、図１のプローブカードアセンブリ１１０と概ね同様のプローブカードアセンブリとすることができ、似た符号が付けられた要素は同じ要素であることがある。しかしながら、示されているとおり、プローブカードアセンブリ６００はさらに、熱構造体６０２（例えば金属など高熱伝導率の材料を含む構造体）と、ガイドプレート１４０の断熱／熱伝導材料の層６３２（図６では下面にだけ示されているが、両面に置くことができる）とを備えることができる。熱伝導性取付け構造体６１４（例えば金属のねじ、ボルト、クランプなど）が、配線構造体１２０を熱構造体６０２に結合することができる。取付け構造体６１４の熱伝導性を配線構造体１２０よりも大きく（例えば２倍超に）することができ、したがって、取付け構造体６１４は、配線構造体１２０を貫通して熱造体６０２に達する熱伝導性経路を提供することができる。ガイドプレート１４０の第２の面１４２から取付け構造体６１４まで、熱伝導性材料６１６（例えば熱伝導性のペースト、接着剤、テープなど）を配置することができる。材料６１６および取付け構造体６１４を含む熱伝導性経路をこのように提供して、ガイドプレート１４０から配線構造体１２０を通して熱構造体６０２まで熱を伝導することができる。加えて、ガイドプレート１４０と配線構造体１２０の間に他の熱伝導性材料６２２を配置することもできる。

[0040] 配線構造体１２０およびガイドプレート１４０を、プローブカードアセンブリ１１０であるとして、図１に示し、上で論じたが、その代わりに、配線構造体１２０およびガイドプレート１４０を、より大きな装置のサブアセンブリとすることもできる。図７は、配線構造体１２０とガイドプレート１４０の組合せが、他の構成要素に取り付けられてより大きなアセンブリを形成するサブアセンブリ７０４であり、このより大きなアセンブリ自体をプローブカードアセンブリ７００とすることができる例を示す。図７に示されているように、プローブカードアセンブリ７００は、図１のプローブカードアセンブリ１１０に対応するサブアセンブリ７０４を迅速かつ容易に取り付けたり取り外したりすることができる再使用可能なアセンブリ７０２を備えることができる。

[0041] 再使用可能なアセンブリ７０２は、補剛構造体７０６と、１次配線構造体７０８と、インターポーザ７１２とを備えることができ、インターポーザ７１２は、１次配線構造体７０８と配線構造体１２０の間の可撓性の電気接続を備えることができる。補剛構造体７０６は例えば、機械的に堅い（例えば金属）構造体とすることができる。１次配線構造体７０８は電気コネクタ７１０を備えることができ、電気コネクタ７１０は例えば、（試験装置１０２のような）試験装置へ通じる図１の１０４のようなチャネルに接続することができる。１次配線構造体７０８は、コネクタ７１０から１次配線構造体７０８を通ってインターポーザ７１２まで延びる電気接続（図示せず）を備えることができ、インターポーザ７１２は、１次配線構造体７０８からサブアセンブリ７０４まで延びる可撓性の電気接続（図示せず）を提供することができる。インターポーザ７１２の可撓性の電気接続（図示せず）は、標準パターンで配置することができる。

[0042] 示されているとおり、サブアセンブリ７０４は、配線構造体１２０とガイドプレート１４０とを備えることができ、ガイドプレート１４０には、図１〜５に概略的に示し上で論じたプローブ１５０が取り付けられている。しかしながら、図１のコネクタ１２４の代わりのいずれかに、インターポーザ７１２に対するインターフェース（図示せず）を使用することもできる。上で概略的に論じたとおり、配線構造体１２０は、インターポーザ７１２から、上で論じたようなプローブ１５０への電気接続を提供することができる。

[0043] 再使用可能なアセンブリ７０２およびサブアセンブリ７０４はそれぞれ、互いに容易に取り付けたり取り外したりすることができる単一のアセンブリユニットとすることができる。例えば、サブアセンブリ７０４を、単一のユニットとして、再使用可能なアセンブリ７０２に取り付けたり、再使用可能なアセンブリ７０２から取り外したりすることができる。再使用可能なアセンブリ７０２は、端子１１８のパターンがそれぞれ異なる（１１６のような）いくつかの異なるタイプのＤＵＴを試験するのに使用される標準アセンブリとすることができる。しかしながら、異なるタイプのＤＵＴごとに、プローブ１５０のカスタマイズされたレイアウトを有するただ一つのサブアセンブリ７０４を設計し、製作することもできる。異なるタイプのＤＵＴを試験するたびに、以前のタイプのＤＵＴに対応するサブアセンブリ７０４を再使用可能なアセンブリ７０２から取り外し、その新たなタイプのＤＵＴに対してカスタマイズされた新しいサブアセンブリ７０４を、再使用可能なアセンブリ７０２に取り付けることができる。したがって、図７のプローブカードアセンブリ７００は、単にサブアセンブリ７０４を取り替えることによって、異なるタイプのＤＵＴに対してカスタマイズすることができる。しかしながら、再使用可能なアセンブリ７０２を使用して、異なるいくつかのタイプのＤＵＴを試験することもできる。

[0044] 図８Ａおよび８Ｂは、図７のプローブカードアセンブリ７００内の接続性を試験するためのデイジーチェーン型構成の例を示す。プローブカードアセンブリ内の故障の共通の原因には、１次配線構造体７０８または配線構造体１２０へのインターポーザ７１２の接続故障が含まれる。

[0045] 図８Ａは、１次配線構造体７０８、インターポーザ７１２および配線構造体１２０の部分断面図を示す。示されているとおり、電気接続８０２は、例えばコネクタ７１０（図７を参照されたい。図８には示されていない）から１次配線構造体７０８を通ってインターポーザ７１２、次いで電気接続８０４に達する電気経路を提供することができ、電気接続８０４は、配線構造体１２０を通って配線構造体１２０の第１の面１２２上の接点１３０に達する。図８Ｃ８Ａに示されているとおり、１次配線構造体７０８内または１次配線構造体７０８上のスイッチ８１２、および配線構造体１２０内または配線構造体１２０上の同様のスイッチ８１４は、閉じられている（これはスイッチ８１２、８１４の状態である）ときに、１次配線構造体７０８とインターポーザ７１２の間および配線構造体１２０とインターポーザ７１２の間の複数の接続を通る、第１の位置８２２から第２の位置８２４までのデイジーチェーン接続された一時的な経路８２０を生成することができる（図８Ｂ参照）。例えば第１の位置８２２に提供された試験信号が第２の位置８２４で検出された場合、デイジーチェーン接続された経路８２０に沿ったインターポーザ７１２から配線構造体７０８、１２０までの接続は良好である。そうでなければ、上記の接続のうちの少なくとも１つの接続が不良である。プローブカードアセンブリ７００がデイジーチェーン試験モードにあることを示すため、および／または試験信号が経路８２０をうまく通過したかどうかを示すために、経路８２０に沿ってインジケータ機構８１６（例えばライト）が位置することができる。プローブカードアセンブリ７００の上記の自己試験が終了した後、スイッチ８１２、８１４を開き、プローブカードアセンブリ７００を使用して、（例えばＤＵＴ１１６のような）ＤＵＴを試験することができる。

[0046] 本明細書には、本発明の特定の実施形態および用途を説明したが、これらの実施形態および用途は単なる例であり、他の多くの変形形態および用途が可能である。

Claims (26)

1. 接触先端を備える撓み要素であり、前記接触先端が、前記接触先端の平面内に配置された第１の電子デバイスに接触するように配置された、撓み要素と、
   接続先端を備えるコンプライアント接続要素であり、前記接続先端が、前記接続先端の平面内に配置された第２の電子デバイスに接触するように配置された、コンプライアント接続要素と、
   前記接触先端から前記接続先端までの導電性経路と
   を備える接触プローブ。
2. 前記コンプライアント接続要素が、大電流および熱応力で故障するように設計された、請求項１に記載の接触プローブ。
3. 前記撓み要素が、前記接触先端の前記平面から第１の距離のところに配置されており、
   大電流および熱応力で故障する前記コンプライアント要素が、前記接触先端の前記平面から第２の距離のところに配置されており、
   前記第２の距離が前記第１の距離よりも大きい、
   請求項２に記載の接触プローブ。
4. 前記第２の距離が前記第１の距離よりも大きい、請求項２に記載の接触プローブ。
5. 大電流および熱応力で故障する前記コンプライアント要素が、互いから間隔を置いて配置されたコンプライアント要素を含む、請求項２に記載の接触プローブ。
6. 大電流および熱応力で故障する前記コンプライアント要素が前記導電性経路内に配置されており、前記経路の他のどの部分よりも大きな熱放散能力を有する、請求項１に記載の接触プローブ。
7. 前記接触プローブのサイズが、ガイドプレート内のプローブガイドの中に適合するように決められた、請求項１に記載の接触プローブ。
8. 全ての３つの軸において前記接触プローブを位置決めすることを可能にする機械式クランプとして使用されるコンプライアント接続要素からなる、請求項７に記載の接触プローブ。
9. 前記プローブガイドの位置合せ開口の中に適合し、それによって前記接触プローブを前記ガイドプレートに取り付けるように構成された取付け要素をさらに備える、請求項７に記載の接触プローブ。
10. 前記プローブガイドの位置合せ開口に対応する位置合せ要素をさらに備え、前記位置合せ要素が位置合せフィーチャを備え、前記位置合せフィーチャが、前記位置合せ開口内の対応する拘束部に接触し、それによって、前記接触先端上の前記第１の電子デバイスの接触力に起因する前記プローブガイド内での前記接触プローブの運動を、前記ガイドプレートに対する所定の位置で止めるように位置決めされた、請求項７に記載の接触プローブ。
11. 前記撓み要素が、前記接触先端上の前記第１の電子デバイスの接触力に応じて第１の方向にコンプライアントであり、
    前記接続要素が第２の方向にコンプライアントであり、
    前記第１の方向が、前記第２の方向に対して実質的に垂直である、
    請求項１に記載の接触プローブ。
12. 電気接点を備える配線構造体であり、前記電気接点が前記配線構造体の第１の面にある配線構造体と、
    前記配線構造体に取り付けられたガイドプレートであり、前記ガイドプレートの第１の面から第２の面までのプローブガイドを備えるガイドプレートと、
    前記プローブガイド内に配置された接触プローブと
    を備え、
    前記接触プローブがそれぞれ、前記ガイドプレートの前記第２の面から延びるコンプライアント接続要素を備え、前記コンプライアント接続要素が、前記配線構造体の前記第１の面の前記電気接点のうちの１つの電気接点に取り付けられた接続先端を備え、
    前記接続要素が、前記配線構造体の前記第１の面に対して実質的に平行な第１の平面内でコンプライアントである、
    プローブカードアセンブリ。
13. 実質的に前記配線構造体の前記第１の平面内での前記ガイドプレートに対する差のある熱膨張または収縮の間、前記接続先端が、前記電気接点のうちの前記１つの電気接点に動かないように取り付けられた状態を維持するのに、前記接続要素のコンプライアンスが十分である、請求項１２に記載のプローブカードアセンブリ。
14. 前記配線構造体の熱膨張率（ＣＴＥ）を前記ガイドプレートのＣＴＥよりも大きくすることができる、請求項１２に記載のプローブカードアセンブリ。
15. 前記配線構造体を、プリント回路板または多層セラミックとすることがある、請求項１４に記載のプローブカードアセンブリ。
16. 前記配線構造体を前記ガイドプレートに取り付ける取付けクリップをさらに備え、前記取付けクリップが、
    実質的に前記第１の平面内での前記ガイドプレートに対する前記配線構造体の相対運動を可能にし、
    前記第１の平面に対して実質的に垂直な方向の前記ガイドプレートに対する前記配線構造体の相対運動を制限する、
    請求項１２に記載のプローブカードアセンブリ。
17. 前記プローブガイドの内側に位置決めされたバイアス要素であり、前記接触プローブを、前記プローブガイド内の特定の位置へバイアスするバイアス要素をさらに備える、請求項１２に記載のプローブカードアセンブリ。
18. 前記配線構造体の前記第１の面と前記ガイドプレートの前記第２の面の間に配置されたスペーサをさらに備える、請求項１２に記載のプローブカードアセンブリ。
19. 前記ガイドプレートの前記両方の面に配置された断熱／熱伝導材料と、
    前記ガイドプレートの前記第２の面から延びて前記配線構造体を貫通する熱伝導性経路を生成する断熱／熱伝導性構造体と
    をさらに備える、請求項１２に記載のプローブカードアセンブリ。
20. 第１のアセンブリをさらに備え、前記第１のアセンブリが、
    補剛体と、
    試験装置への電気接続を備える１次配線構造体と、
    前記１次配線構造体からの可撓性電気接続を備えるインターポーザと
    を備える、請求項１２に記載のプローブカードアセンブリ。
21. 前記配線構造体が２次配線構造体であり、
    前記プローブカードアセンブリが、前記ガイドプレートに取り付けられた前記２次配線構造体を含む第２のアセンブリをさらに備え、
    前記第２のアセンブリが、単一のユニットとして、前記第１のアセンブリに取り付けられ、前記第１のアセンブリから取り外されるように構成された、
    請求項２０に記載のプローブカードアセンブリ。
22. 前記１次配線構造体内の電気スイッチおよび前記２次配線構造体内の電気スイッチをさらに備え、前記電気スイッチが、閉じられているときに、前記１次配線構造体と前記インターポーザの間および前記インターポーザと前記２次配線構造体の間の複数の相互接続を通るデイジーチェーン接続された電気経路を生成する、請求項２１に記載のプローブカードアセンブリ。
23. 前記接触プローブがそれぞれ、
    前記ガイドプレートの前記第２の面から延びる撓み要素であり、前記第１の平面に対して実質的に平行な第２の平面内にある被試験電子デバイス（DUT）に接触するように配置された接触先端を備える撓み要素と、
    前記接触先端から前記接続先端までの導電性経路と
    をさらに備える、請求項１２に記載のプローブカードアセンブリ。
24. 前記接続要素が、大電流および熱応力で故障するコンプライアント要素を備える、請求項２３に記載のプローブカードアセンブリ。
25. 前記接続要素が、前記導電性経路内に配置されており、前記経路の他のどの部分よりも大きな熱放散能力を有する、請求項２４に記載のプローブカードアセンブリ。
26. 前記接触プローブがそれぞれ、前記プローブガイドのうちの対応する１つのプローブガイドの位置合せ開口内の対応する位置合せフィーチャに接触するように位置決めされた位置合せフィーチャを備える位置合せ要素をさらに備え、前記位置合せ開口の前記フィーチャが、前記ガイドプレートに対する所定の位置で止まる、請求項２３に記載のプローブカードアセンブリ。

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