JP5466018B2

JP5466018B2 - デバイステストに使用する補強アセンブリ

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Publication number: JP5466018B2
Application number: JP2009544151A
Authority: JP
Inventors: エリックディー．ホッブス，; アンドリューダブリュー．マクファーランド，
Original assignee: フォームファクター，インコーポレイテッド
Priority date: 2006-12-29
Filing date: 2007-12-08
Publication date: 2014-04-09
Anticipated expiration: 2027-12-08
Also published as: TWI458983B; TW200844443A; US7471078B2; CN101652668A; WO2008082859A3; US20080157790A1; US20090108861A1; EP2097760A2; WO2008082859A2; JP2010515058A; KR20090101474A; US7956635B2

Description

本発明の実施形態は、一般に、部分的にあるいは完全に完了した半導体デバイスのテストに関するものであり、より詳細には、そのようなデバイスのテストの装置に関連する用途の補強アセンブリに関する。

（関連技術）
集積回路等のような半導体基板上に部分的にまたは完全に完了した形成した、半導体デバイスをテストするとき、コンタクト部品は、一般的にはテストされるべきデバイス（しばしば、テスト中デバイス（つまり、ＤＵＴ）と称される）と接続される。コンタクト部品は、典型的には、予め定められたテストプロトコルに従って電気信号を、ＤＵＴ上の端子に提供するテスト機構に結合されたプローブカードアセンブリまたは他の同様なデバイスの一部分である。

特定のテストプロトコルの間、ＤＵＴの全ての所望の端子に十分で正確に接続するために、プローブカードアセンブリ上に配置されるコンタクト部品は、ＤＵＴの端子との接続されなければならず、そして端子との位置合わせを維持しなくてはならない。しかしながら、プローブカードアセンブリに与えられる種々の力が、コンタクト部品の位置合わせ不良を起こさせ得るような方法でアセンブリをたわませる。従って、プローブカードアセンブリは一般に、補強部材および／または、プローブカードアセンブリのそのようなたわみを最小限にするように設計されたアセンブリを含む。

一般に、そのような補強部材またはアセンブリは、テスト中に要求される補強の効果を適切に提供するために、比較的大きな質量を有する。しかしながら、そのようなテストは、しばしば高温であり（例えば約１５０℃まで）、それによって、プローブカードアセンブリがＤＵＴのテストを開始するのに適切な定常状態に到達するために、増加時間を要求する。しかしながら、プローブカードアセンブリの昇温を待ちながらのテストにおけるそのような遅延は高価であり、テスト装置の稼働性を減少する。さらに、補強部材またはアセンブリの大きな質量が、この問題をさらに深刻にする。

従って、プローブカードアセンブリに使用する改良された補強部品に対する必要性がある。

デバイスをテストすることに使用する補強アセンブリが、本明細書に提供される。いくつかの実施形態によると、デバイスをテストするのに使用する補強材は、内側部材と、内側部材に主として離間した関係で配置される外側部材と、内側部材と外側部材をお互いに関して配向するための複数の位置合わせ機構とを含み、位置合わせ機構は内側部材の下側表面に加えられた力を外側部材に伝達し、内側部材と外側部材との間に主要な伝導性熱伝達経路を提供する。

いくつかの実施形態によると、デバイスをテストすることに使用する補強材は、主として離間した関係で配置される内側部材と外側部材とを含み、内側部材と外側部材は、お互いに対して動くことが可能であり、内側部材の下側表面に加えられた力を外側部材に伝達し、内側部材と外側部材との間に主要な伝導性熱伝達経路を提供する複数の位置合わせ機構を介して一緒に結合される。

いくつかの実施形態では、プローブカードアセンブリは、上面と対向するの下側表面とを有する基板と、補強材であって、内側部材と、基板に可動に結合され、かつ内側部材に主として離間した関係で配置される外側部材と、内側部材と外側部材とを互いに対して配向するための複数の位置合わせ機構とを含む補強材とを含み、位置合わせ機構は内側部材の下側表面に加えられた力を外側部材に伝達し、内側部材と外側部材との間に主要な伝導性熱伝達経路を提供する。

本発明のもう一つの局面によると、プローブカードアセンブリを使用する方法が提供される。いくつかの実施形態では、プローブカードアセンブリを使用する方法は、プローブカードアセンブリに結合された補強アセンブリを有するプローブカードアセンブリを提供することであって、補強アセンブリは、主として離間した関係で配置される内側部材と外側部材とを含み、内側部材と外側部材は、互いに対して動くことが可能であり、かつ内側部材の下側表面に加えられた力を外側部材に移し、内側部材と外側部材との間に主要な伝導性熱伝達経路を提供する複数の位置合わせ機構を介して一緒に結合される、ことと、内側部材の平面を、外側部材の平面に対して位置合わせ機構を介して調節することとを含む。

上に記載した本発明の特徴および以下に記載されることが詳細に理解されるように、上に簡単に要約された本発明のより詳細な記述が、実施形態を参照して述べられてよく、いくつかの実施形態が添付の図面に例示されている。しかしながら、添付の図面は例示のみの典型的な本発明の実施形態であり、本発明は他の同じく効果的な実施形態を包含するので、その範囲の限定であるとは見なされない。

図において、本明細書で使用される可能性のある同等な参照番号は、複数の図において共通な同等の部品を識別する。図で使用されるイメージは、例示の目的で単純化されており、必ずしも縮尺に合わせて図示されてはいない。
図１は、本発明のいくつかの実施形態による補強アセンブリの上面模式図を図示している。図２Ａは、本発明のいくつかの実施形態によるプローブカードアセンブリの側面模式図を、図１に示される補強アセンブリの切断線２Ａに対応する断面で図示している。図２Ｂは、本発明のいくつかの実施形態によるプローブカードアセンブリの側面模式図を、図１に示される補強アセンブリの切断線２Ｂに対応する断面で図示している。図３は、本発明のいくつかの実施形態による、図１の補強アセンブリの一部分の分解された前面と側面を図示している。図４は、本発明のいくつかの実施形態による、補強アセンブリを有するプローブカードアセンブリを図示している。図５は、本発明のいくつかの実施形態による基板をテストするためのフローチャートを図示している。

本発明は、補強アセンブリとそれを採用するプローブカードアセンブリの実施形態とを提供する。補強アセンブリとプローブカードアセンブリの使用方法がさらに提供される。補強アセンブリは、プローブカードアセンブリと共に使用される基板の補強を有利に提供できる一方で、補強アセンブリ構成部品の間の熱伝達を十分に減少し、それによって、テスト中に加熱されなければならない補強アセンブリの熱容量を最小化し、補強アセンブリを所定温度にする加熱時間を短縮する。いくつかの実施形態では、内側部分もまた、検査平面を検査されるべき表面に配向することを補助するために、外側部分に関して動かされる。

本明細書に提供される図および以下の記述は、ｘ軸とｙ軸が実質的に補強アセンブリおよび／またはそれを採用するプローブカードアセンブリで決まる平面に平行である例示のデカルト座標系を例示的に参照し、ｚ軸は実質的に法線、つまり、そのような平面に垂直である。例えば、図１は補強アセンブリの上面図をｘ−ｙ平面で例示しており、ｚ軸はｘ−ｙ平面に垂直に紙面の外に延びている。図２Ａ〜図２Ｂは、ｘ−ｚ平面における側面図を例示している。

図１は、本発明のいくつかの実施形態による補強アセンブリ１００の上面を図示している。補強アセンブリ１００は、補強アセンブリ１００の例示的利用を示すために、基板１０２に結合されて例示的に示されている。補強アセンブリ１００は、本発明のいくつかの実施形態によるプローブカードアセンブリに例示的に使用される補強アセンブリ１００の側面模式図をそれぞれ図示している図２Ａ〜図２Ｂを参照してさらに説明される。図２Ａ〜図２Ｂは、図１に示される補強アセンブリ１００の断面線２Ａと２Ｂに対応する断面を示している。

補強アセンブリ１００は、一般に、内側部材１０４と外側部材１０６とを含む。内側部材１０４は、いくつかの実施形態では、基板１０２の下に配置された一つ以上のプローブ基板（図２Ａ〜図２Ｂに示されたプローブ基板２０２のようなもの）に対応する大きさと形状を有することができる本体１５０を含む。内側部材１０４は、いくつかの例では、基板１０２に対して直接載ってよい。代わりとして、追加の層（示されない）が、内側部材１０４と基板１０２との間に配置されてよい。いくつかの実施形態によると、一つ以上の位置決めピン（示されない）が、内側部材１０４と基板１０２の位置合わせを容易にするために提供されてよい。

内側部材１０４は、テストに利用される力（補強アセンブリおよび／またはプローブカードアセンブリに予め負荷を与えるために使われる力、補強アセンブリおよび／またはプローブカードアセンブリを通して変化するエネルギー流が原因で与えられる力、ＤＵＴの端子と十分な電気接触をなすために与えられる力、のようなもの）を受ける場合に、プローブカードアセンブリの許容剛性を維持し、かつ、補強アセンブリ１００と基板１０２との間の熱ひずみにきちんと整合し、それらの間のせん断連結を和らげるために、適した任意の材料（図４に関して以下でさらに議論される）を含んでよい。適切な材料の非限定の例は、金属と、Ｋｏｖａｒ（登録商標），Ｉｎｖａｒ（登録商標）、スチール、ステンレススチール等のような金属合金を含む。内側部材１０４を含む材料は、所望の熱伝達率、または、内側部材１０４の所望の熱容量を容易にするために、さらに選択されてよい。

図２Ａに示されるようないくつかの実施形態では、プローブ基板位置合わせ機構２０６は、内側部材１０４の下に配置されるプローブ基板２０２の横方向位置合わせと平面位置合わせの両方を局所的に調節するために提供されてよい。従って、複数の開口部１２４は、プローブ基板２０２のそのような平面位置合わせを容易にするために、内側部材１０４の本体１５０を通して形成されてよい。いくつかの実施形態では、プローブ基板位置合わせ機構２０６は、内側部材１０４の上に配置される一つ以上の調整平板２０８を含むことが可能である。各調整平板２０８は、プローブ基板２０２に面する複数の平面位置合わせ機構２０４のそれぞれに結合されてよい。いくつかの実施形態では、位置合わせ機構２０４は、ねじであってもよい。しかしながら、位置合わせ機構２０４は、プローブ基板２０２の平面度を選択的に合わせるために適切な他のデバイスを含んでよい。各平面位置合わせ機構２０４は、内側部材１０４の中のそれぞれの開口部１２４と、基板１０２の対応する開口部１２５を通って通り抜ける。開口部１２４、１２５は、内側部材１０４と基板１０２に関しての横方向の動きを容易にするために、平面位置合わせ機構２０４よりも大きな直径を有してよい。

動作では、調整平板２０８は、プローブ基板２０２のそれぞれのプローブ表面２１０に形成されるコンタクト部品のそれぞれの横位置を内側部材１０４と基板１０２に対して制御するように、横方向に配置されてよい。ひとたび所望の位置におかれると、調整平板２０８は、例えば、クランプ、ボルト締め、そうでなければ、調整平板２０８を内側部材１０４に固定する他の方法によって、正しい位置に固定されてよい。平面位置合わせ機構２０４は、プローブ基板２０２の平坦性を選択的に制御するために、プローブ基板２０２の横方向位置合わせの前に、または後で、または両方で個別に調節されてよい。

図１に戻って、外側部材１０６は、一般に、中央開口部１４０を有する本体１０７を含む。開口部１４０の大きさと形状は、一般に内側部材１０４の大きさと形状に対応し、外側部材１０６は、実質的に内側部材１０４の周りに外接し、つまり、内側部材１０４を取り囲む。

外側部材１０６は、例えば、ねじ、ボルト、クランプのような任意の適切な機構によって、基板１０２に固定して結合されてよい。代わりに、基板１０２が自由に延びて補強アセンブリ１００に接触（例えば、横方向に）するように、外側部材１０６は、基板１０２に動くように結合されてよい。いくつかの実施形態では、複数のアーム１２６が、外側部材１０６の本体１０７から外方向に延び、本体１０７の外方向に放射状に配置される基板１０２の領域１２８を補強するのを容易にする。外方向に拡がるアーム１２６は、本体１０７と一体で形成されてもよく、使用中に発生される力に耐えられる任意の適切な方法で、本体に取り付けられてもよい。図１に図示された実施形態では、４つのそのような外方向に拡がるアーム１２６が図示されている。より多いまたはより少ないアーム１２６が提供され得ることが想定される。いくつかの実施形態では、外側部材１０６は、例えば複数のアーム１２６を介して、テスタ（示されない）に機械的に結合されることができる。

外方向に拡がるアーム１２６は、基板１０２の非平面たわみを制限するように基板１０２の補強を容易にし、同時に補強アセンブリ１００と基板１０２との間の横方向の動きを容易にしてよい。例えば、いくつかの実施形態では、それぞれのアーム１２６は、拡張部１３０から拡がる（基板１０２の例示的破断図１３８を通して示される）フランジ１３２を有する拡張部１３０をさらに含んでよく、拡張部１３０は、スロット１３４および対応する基板１０２に形成される棚１３６（例示破断図１４２に現される）とインターフェイスするように設計される。フランジ１３２と棚１３６との干渉は、基板１０２のたわみを制限し、それ故、外側部材１０６の本体１０７の外側に放射状に配置される領域１２８に、追加の安定性および／または基板１０２への剛性を提供する。しかしながら、補強アセンブリ１００の基板１０２に関する共面の、横方向（例えば、放射状）の動きは、フランジ１３２と棚１３６との間のすべりによっても起きてよい。

いくつかの実施形態では、（例えば、プローブカードアセンブリに使用されるような基板に関する補強アセンブリ１００の構築を容易にするために）外方向に拡がるアーム１２６と拡張部１３０は、適切に一緒に結合される分離した構成部品であってよい。従って、ねじのような一つ以上の機構が、外方向に拡がるアーム１２６をそれぞれの拡張部１３０に連結するために利用されてよい。例えば、図３に図示した実施形態では、二つの穴３０２が外方向に拡がるアーム１２６に提供される。対応する穴３０４は、外方向に拡がるアーム１２６を拡張部１３０に連結するねじ（示されない）の使用を容易にするために、拡張部１３０に提供される。いくつかの実施形態では、基板１０２に形成されるスロット１３４および棚１３６に対する拡張部１３０およびフランジ１３２の寸法は、その間にすべりが可能な連結を容易にするように選択されてよく、それによって、外方向に延びるアーム１２６と基板１０２との間の横方向の動きを可能にする。

図１に戻って、外側部材１０６は、テストに利用される力（補強アセンブリおよび／またはプローブカードアセンブリに予め負荷を与えるために使われる力、補強アセンブリおよび／またはプローブカードアセンブリを通して変化するエネルギー流が原因で与えられる力、ＤＵＴの端子と十分な電気接触をなすために与えられる力、のようなもの）を受ける場合に、プローブカードアセンブリの許容剛性を維持し、補強アセンブリ１００と基板１０２との間の熱ひずみにきちんと整合し、それらの間のせん断連結を和らげるために適した任意の材料（図４に関して以下でさらに議論される）を含んでよい。適切な材料の非限定の例は、金属と、Ｋｏｖａｒ（登録商標），Ｉｎｖａｒ（登録商標）、スチール、ステンレススチール、金属成分複合材、セラミックス、サーメット等のような金属合金を含む。外側部材１０４をを含む材料は、所望の熱伝達率、または、内側部材１０４の所望の熱容量を容易にするために、さらに選択されてよい。

内側部材１０４と外側部材１０６は、同じまたは異なる材料を含んでよい。さらに、内側部材１０４と外側部材１０６を含む材料は、同様なまたは異なる熱特性を内側部材１０４と外側部材１０６に提供するために、有利に選択されてよい。例えば、いくつかの実施形態では、内側部材１０４は、内側部材１０４の急速加熱を容易にし、テスト中に温度処理するために、低い熱容量および／または高い熱伝達率を有してよい。いくつかの実施形態では、熱が内側部材１０４から外側部材１０６を通って流れ出るのを防ぐことを容易にしために、外側部材１０６は高い熱容量および／または低い熱伝達率を有してよい。内側部材１０４と外側部材１０６の熱特性は、特定の応用に依存して、上の記述とは逆であってもよいと想定される。

部材がお互いに関して主として離間した関係に配置されるように、隙間１０８が、内側部材１０４と外側部材１０６との間で維持されてよい。隙間１０８は、内側部材１０４と外側部材１０６との間の伝導性熱伝達を制限でき、それによって、補強アセンブリ１００の所望の熱特性に対する大きな制御を容易にする。

複数の位置合わせ機構１１０が、内側部材１０４と外側部材１０６とをお互いに関して配向するために提供されてよい。図１に図示した実施形態では、三つのそのような位置合わせ機構１１０が示されている。より多いまたはより少ない位置合わせ機構が提供されてよい。各位置合わせ機構１１０は、内側部材１０４の下側表面に与えられる力を外側部材１０６に移すためにさらに利用されてよい（例えば、ＤＵＴがプローブ基板２０２のコンタクト部品に接続する場合）。さらに、内側部材１０４と外側部材１０６との間の隙間１０８を維持することから、複数の位置合わせ機構１１０が内側部材１０４と外側部材１０６との間の主要な伝導性熱伝達経路を提供してよい。そのような位置合わせ機構１１０を、内側部材１０４と外側部材１０６とをそれらの間に隙間１０８を提供しながら、お互いに関して位置決めするために利用することによって、補強アセンブリ１００は有利に強く機械的に結合され（それによって、基板または補強アセンブリ１００が使用されているプローブカードアセンブリの補強を容易にする）、同時に緩く熱的に結合される（それによって、低減した熱ランプアップまたは吸収の、テストに先立って定常状態に到達する時間を促進する）。

いくつかの実施形態では、位置合わせ機構１１０は、内側部材１０４と外側部材１０６のうちの一つから拡がって、内側部材１０４と外側部材１０６の他方に形成されるくぼみに面する突起部と、内側部材１０４と外側部材１０６との間の相対的な距離を位置合わせ機構１１０の位置で制御するアクチュエータとを含んでよい。例えば、図１と図２Ｂに例示された実施形態では、突起部１１２は、内側部材１０４から外側部材１０６に提供されるくぼみ２１２の中に拡がる。突起部１１２とくぼみ２１２は、内側部材１０４と外側部材１０６との間の隙間１０８を維持する大きさに合わされる。アクチュエータ１１４は、内側部材１０４と外側部材１０６との間に延在し、それらの間の距離を選択的に制御し、それによって、内側部材１０４と外側部材１０６との相対位置を選択的に制御する。補強アセンブリ１１０の周りに配置される他の位置合わせ機構１１０との組み合わせで、位置合わせ機構１１０は、内側部材１０４と外側部材１０６との間の平面位置合わせを制御してよく、それによって、基板１０２の堅固な支持を維持しながら、プローブ基板２０２の平面位置合わせを有利に制御する。いくつかの実施形態では、アクチュエータ１１４は、位置決めねじのようなねじであってよい。代わりに、他のアクチュエータ機構が利用されてもよい。

いくつかの実施形態では、内側部材１０４と外側部材１０６の横方向位置合わせを容易にするために、複数の横方向位置合わせ機構１１６が提供されてよく、および／または、内側部材１０４から外側部材１０６に力のさらなる伝達が提供される。図１に図示されるいくつかの実施形態では、６つのそのような横方向位置合わせ機構１１６が提供されている。より多いまたはより少ない横方向位置合わせ機構１１６が提供されてよいことが想定される。いくつかの実施形態では、横方向位置合わせ機構１１６は、位置合わせ機構１１０に関して上に記述したのと同様に、くぼみの中に拡がる突起部１１８を含んでよい。選択として、位置決めねじのようなアクチュエータ機構１２０が、外側部材１０６に関して横方向の動きおよび／または内側部材１０４のたわみを制限することを支援するために、さらに提供されてよい。アクチュエータ機構１２０は、内側部材１０４と外側部材１０６との間の伝導性熱伝達の最小限の追加の点を提供し、それによって、それらの間の低い伝導性熱伝達率を維持する。

選択として、一つ以上のたわみ部１２２が、外側部材１０６に対しての内側部材１０４を上方へ付勢するために提供されてよい。たわみ部１２２は、さらにｚコンプライアンスと同じく補強アセンブリ１００に追加のｘ−ｙ剛性を提供してよい。たわみ部１２２は、たわみ部の小さい断面積によって、内側部材１０４と外側部材１０６との間の低い伝導性熱伝達率を提供し、それによって、内側部材１０４と外側部材１０６との間の低い伝導性熱伝達率を維持する。複数の補強部材間の熱伝達は、たわみ部１２２の材料物性の選択によって、さらに制御され得る。図１には３つのたわみ部１２２が示されているが、より多いまたはより少ないたわみ部が提供されてもよい。さらに、たわみ部１２２は一般に長方形で例示されているが（図１に向かって見られるように）、それらは他の形状でもあり得る。

図４は、本発明のいくつかの実施形態による補強アセンブリ１００を利用するプローブカードアセンブリ４００を図示している。図４に示される例示のプローブカードアセンブリ４００は、一つ以上の電子デバイスをテストするのに使用され得る（ＤＵＴ４２８で表される）。ＤＵＴ４２８は、任意の電子デバイスまたはテストされるべきデバイスであり得る。適切なＤＵＴの限定されない例は、分離切断前の半導体ウェハの一つ以上のダイ、ウェハから分離切断された一つ以上の半導体ダイ（パッケージ化後か、パッケージ化前）、キャリアまたは他の支持デバイスに配置される分離切断された半導体ダイの配列、一つ以上のマルチダイ電子モジュール、一つ以上のプリント回路基板、または、任意の他のタイプの一つ以上の電子デバイスを含む。用語ＤＵＴは、本明細書で使用するように、一つまたは複数のそのような電子デバイスを意味する。

プローブカードアセンブリ４００は、一般に、テスタ（示されてはいない）とＤＵＴ４２８との間のインターフェイスとして動作する。コンピュータあるいはコンピュータシステムであり得るテスタは、例えば、ＤＵＴ４２８に入力されるテストデータを生成することと、テストデータへの応答としてＤＵＴ４２８によって発生される応答データを受信し評価することとによって、一般的にはＤＵＴ４２８のテストを制御する。プローブカードアセンブリ４００は、テスタからの複数の通信チャネル（示されてはいない）との電気的接続をなすように構成されている電気コネクタ４０４を含む。プローブカードアセンブリ４００は、また、ＤＵＴ４２８の一つ以上の入力端子および／または出力端子４２０に対して押し付けられるように構成され、従って、端子４２０と一時的な電気接続をなす一つ以上の弾性コンタクト部品４２６を含む。回転コンタクト部品４２６は、本明細書に開示されている種々の実施形態に似てもよく、一般的には、ＤＵＴ４２８の端子４２０に対応するように構成されており、任意の所望の幾何構成を有する一つ以上の配列に配置されてよい。

プローブカードアセンブリ４００は、コネクタ４０４と弾性コンタクト部品４２６とを支持し、それらの間の電気的接続を提供するように構成される一つ以上の基板を含む。図４に示される例示のプローブカードアセンブリ４００は、３つのそのような基板を有するが、他のいくつかの実装では、プローブカードアセンブリ４００は、より多くのまたはより少ない基板を有することができる。図４に図示された実施形態では、プローブカードアセンブリ４００は、ワイヤリング基板４０２、インターポーザ基板４０８とプローブ基板４２４とを含む。ワイヤリング基板４０２、インターポーザ基板４０８とプローブ基板４２４は、一般に任意のタイプの適切な材料または複数の材料、プリント回路基板、セラミック、有機または無機材料、のような材料、で作られることができるが、それらに限定されるものではない。図４に示されるように、補強アセンブリ１００は、ワイヤリング基板４０２に結合されてよい。補強アセンブリ１００は、上に述べたように、配置、つまりトポグラフィーにおいて、ＤＵＴ４２８の端子４２０のそれぞれの最上面の対応するトポグラフィーの所定の許容範囲内に、弾性コンタクト部品のそれぞれの先端を維持するために利用されてよい。いくつかの実施形態では、許容範囲は３０ミクロン以内である。いくつかの実施形態では、トポグラフィーは非平面であってよい。

導電経路（示されない）は、一般的には、コネクタ４０４から種々の基板を通って弾性コンタクト部品４２６と構成部材４３０に提供される。例えば、図４に図示された実施形態では、導電経路（示されない）は、コネクタ４０４からワイヤリング基板４０２を通って複数の導電性ばね配線構造４０６に提供されてよい。他の導電経路（示されない）は、ばね配線構造４０６からインターポーザ基板４０８を通って複数の導電ばね配線構造４１９に提供されてよい。さらに他の導電経路（示されない）は、ばね配線構造４１９からプローブ基板４２４を通って弾性コンタクト部品４２６にさらに提供され得る。ワイヤリング基板４０２、インターポーザ基板４０８およびプローブ基板４２４を通っての導電経路は、ワイヤリング基板４０２、インターポーザ基板４０８およびプローブ基板４２４の上に、それらの中に、および／または、それらを通って、配置されてよい導電性ビア、基板上の配線等を含むことができる。

ワイヤリング基板４０２、インターポーザ基板４０８とプローブ基板４２４は、一つ以上のブラケット４２２および／または他の適切な手段（ボルト、ねじ、または他の適切な締め具のようなもの）によって一緒に支持されてよい。図４に示したプローブカードアセンブリ４００の構成は、例示のみであり、例示と議論を簡単にするために単純化されており、多くの変更、修正および追加が想定される。例えば、プローブカードアセンブリは図４に示されているプローブカードアセンブリ４００よりも少ないまたは多い基板（例えば、４０２、４０８、４２４）を有してもよい。他の一つの例として、プローブカードアセンブリは、二つ以上のプローブ基板（例えば、４２４）を有してもよく、そのようなプローブ基板のそれぞれは個別に調整されることが可能である（図１〜図２に関して上に記載したように）。複数のプローブ基板を有するプローブカードアセンブリの非限定の例は、２００５年６月２４日に出願された米国特許出願第１１／１６５，８３３号に開示されている。さらなるプローブカードアセンブリの非限定の例は、１９９９年１１月２日に登録された米国特許第５，９７４，６６２号および２００３年１月２１日に登録された米国特許第６，５０９，７５１号に加えて、上に述べた米国特許出願第１１／１６５，８３３号にも開示されている。これらの特許および特許出願に記載されているプローブカードアセンブリの種々の特徴が、図４に示されたプローブカードアセンブリ４００に実装されてもよいことと、上に述べた特許および特許出願に記述されたプローブカードアセンブリが本明細書に開示された発明の補強アセンブリの利用からの恩恵を受けてもよいこととが想定される。

一般的には、補強アセンブリ１００の内側部材と外側部材は、上に述べたように、プローブカードアセンブリ４００の初期組立の間に、プローブ基板４２４および／またはそれらの上に配置される弾性コンタクト部品４２６の初期の平面的配向および／または横方向配向を提供するために、お互いに関して位置決めされてよい。さらに、補強アセンブリ１００の内側部材と外側部材は、さらなる平面的調整および／または横方向調整のために、お互いに関してさらに動かされ、例えば、プローブカードアセンブリ４００が特定のテスト装置に実装された後に、利用されている特定のプローバ／テスタおよび／または測定されている特定のＤＵＴにおける、平坦度および／または横方向位置の変動を補償してもよい。

動作では、ＤＵＴ４２８またはプローブカードアセンブリ４００のうちの少なくとも一つを動かすことによって、弾性コンタクト部品４２６はＤＵＴ４２８の端子４２０と接続される。一般的には、ＤＵＴ４２８は、端子４２０との信頼できる電気的接触を提供するように、ＤＵＴ４２８を弾性コンタクト部品４２６と十分に接続するように動かすテストシステム（示されてはいない）に配置された可動サポート上に配置されることができる。ＤＵＴ４２８は、例えば、テスタのメモリに格納されるような予め定められたプロトコルによってテストされてよい。例えば、テスタは、プローブカードアセンブリ４００を通してＤＵＴ４２８に提供される電力とテスト信号を発生してよい。テスト信号に対する応答としてＤＵＴ４２８によって発生される応答信号は、同様にプローブカードアセンブリ４００を通してテスタに送られ、テスタはその後応答信号を解析しＤＵＴ４２８がテスト信号に対して正しく応答しているかどうかを決定することが可能である。一般的には、ＤＵＴ４２８は、上昇された温度でテストされる（例えば、ウェハレベルバーンインでは２５０℃まで）。従って、プローブカードアセンブリ４５０は、一般的には、テスト温度に等しいか、所与の許容差内の温度に予備加熱される。本発明の補強アセンブリ１００は、加熱されることが要求される補強アセンブリ（例えば、内側部材）の減少した熱容量によって、高速な加熱時間を容易にする。

ＤＵＴ４２８をプローブカードアセンブリ４００の弾性コンタクト部品４２６に接続するように動かすとき、全ての弾性コンタクト部品４２６が端子４２０と十分に電気的に接触するようになるまで、ＤＵＴ４２８はプローブカードアセンブリ４００に向かって一般的には動き続ける。プローブカードアセンブリ４００上に配置された弾性コンタクト部品４２６の各先端の非平坦性と、端子４２０の高さの変動のうちの一方または双方が原因で、ＤＵＴ４２８は、最初の弾性コンタクト部品４２６の初期接触の後、ＤＵＴ４２８に接続するために、追加の距離（しばしば、オーバートラベルと称される）にわたってプローブカードアセンブリ４００に向かって動き続ける可能性がある。非限定の例では、そのような距離は約１〜４ｍｉｌ（約２５．４〜１０２μｍ）である。実際のオーバートラベル量は、弾性コンタクト部品４２６の各先端の非平坦性の特性および／または端子４２０の高さの変動に依存する。従って、弾性コンタクト部品４２６のいくつかは、他のものよりも多いたわみを受ける可能性がある。しかしながら、オーバートラベルの要求は、プローブ基板４２４に力を及ぼし、その力はワイヤリング基板４０２に伝達される。補強アセンブリ１００は、コンタクト部品４２６の先端の位置が望ましくなく動き、ＤＵＴ４２８の端子４２０との接続を失わせるかもしれないワイヤリング基板４０２のあらゆる曲り、あるいは、たわみを容易に制限する。

例えば、図５は、本発明のいくつかの実施形態による図４に関して上に記述されたように、プローブカードアセンブリ４００を利用して半導体デバイス、つまりＤＵＴ、をテストするプロセス５００を図示している。例示プロセス５００は、プローブカードアセンブリ４００に結合された補強アセンブリ１００を有するプローブカードアセンブリ４００が提供されるステップ５０２で開始する。一般的には、補強アセンブリ１００の内側部材１０４の平面は、外側部材１０６の平面に関して、位置合わせ機構１１０を介して合わせられてよい。さらに、内側部材１０４は、外側部材１０６に関して合わせられてよく、および／または、プローブ基板４２４は、上で議論したように、横方向に合わせられてよい。選択として、ステップ５０４で、プローブカードアセンブリ４００は、加熱されてもよい。次に、ステップ５０６では、テストされるべきデバイスが、プローブカードアセンブリ４００の弾性コンタクト部品４２６のそれぞれの先端と接続される。

このように、補強アセンブリと、それを採用するプローブカードアセンブリが、本明細書に提供された。補強アセンブリは、機械的には強く熱的には緩く結合される構成部品を含み、それによって、プローブカードアセンブリの使用において、補強アセンブリ構成部品の間の熱伝達を最小にしながら、基板の補強を有利に提供する。補強アセンブリ構成部品間の最小化された熱伝達は、テスト中は加熱されなければならない補強アセンブリの熱容量を最小にすることを容易にし、それによって、補強アセンブリを所定温度にまで昇温する加熱時間を減少する。

前述の内容は本発明のいくつかの実施形態を対象にしている一方で、他のおよびさらなる本発明の実施形態がその基本的範囲を逸脱することなく考案されることができ、その範囲は次に続く特許請求の範囲によって決定される。

Claims

デバイスをテストするために使用する補強材であって、
内側部材と、
該内側部材に対し主として離間した関係で配置される外側部材と、
該内側部材と該外側部材をお互いに関して配向するための複数の位置合わせ機構と
を含み、
該位置合わせ機構は、該内側部材の下側表面に加えられた力を該外側部材に伝達し、かつ該内側部材と該外側部材との間に主要な伝導性熱伝達経路を提供し、
前記位置合わせ機構は、
前記内側部材または外側部材のうちの一方に形成されたくぼみと、該内側部材と該外側部材のうちの他方に形成され、該くぼみの内側表面に接触することなく該くぼみの中に延びる突起と、
該突起と該くぼみの壁との間に延びる要素を有するアクチュエータであって、該突起と該壁との間の縦方向の変位を選択的に制御する、アクチュエータと
をさらに含み、
前記アクチュエータは、ねじを含み、
前記内側部材の伝導性熱伝達率は、前記外側部材の伝導性熱伝達率とは異なっており、
前記補強材は、該内側部材と該外側部材との間に配置された一つ以上のたわみ部をさらに含み、該たわみ部は、前記外側部材に対して前記内側部材を上方向に付勢するか、又は前記内側部材と前記外側部材に共通な平面での横方向の剛性を提供し、
前記外側部材は、
本体と、
該本体から外側に延びて、該本体よりも大きい基板とインターフェイスするように構成された複数のアームと
をさらに含む、
補強材。
前記外側部材は、前記内側部材とは異なる熱抵抗を有している材料を含む、請求項１に記載の補強材。
主として離間した関係で配置される内側部材と外側部材とを含む補強材を含み、
該内側部材と該外側部材は、お互いに対して動くことが可能であり、かつ複数の位置合わせ機構を介して一緒に結合され、該複数の位置合わせ機構は、該内側部材の下側表面に加えられた力を該外側部材に伝達し、かつ該内側部材と該外側部材との間に主要な伝導性熱伝達経路を提供し、
前記位置合わせ機構は、
前記内側部材または外側部材のうちの一方に形成されたくぼみと、該内側部材と該外側部材のうちの他方に形成され、該くぼみの内側表面に接触することなく該くぼみの中に延びる突起と、
該突起と該くぼみの壁との間に延びる要素を有するアクチュエータであって、該突起と該壁との間の縦方向の変位を選択的に制御する、アクチュエータと
をさらに含み、
前記アクチュエータは、ねじを含み、
前記補強材は、該内側部材と該外側部材との間に配置された一つ以上のたわみ部をさらに含み、該たわみ部は、前記外側部材に対して前記内側部材を上方向に付勢するか、又は前記内側部材と前記外側部材に共通な平面での横方向の剛性を提供し、
前記外側部材は、
本体と、
該本体から外側に延びて、該本体よりも大きい基板とインターフェイスするように構成された複数のアームと
をさらに含む、
デバイスをテストするために使用する補強材。
上側面と対向する下側面とを有する基板と、
補強材であって、
内側部材と、
基板に可動に結合され、かつ該内側部材に、主として離間した関係で配置されている外側部材と、
該内側部材と該外側部材とを互いに対して配向するための複数の位置合わせ機構と
を含む補強材と
を含み、
該位置合わせ機構は、該内側部材の下側表面に加えられた力を該外側部材に伝達し、かつ該内側部材と該外側部材との間に主要な伝導性熱伝達経路を提供し、
前記位置合わせ機構は、
前記内側部材または外側部材のうちの一方に形成されたくぼみと、該内側部材と該外側部材のうちの他方に形成され、該くぼみの内側表面に接触することなく該くぼみの中に延びる突起と、
該突起と該くぼみの壁との間の縦方向の変位を選択的に制御するために、該突起と該くぼみの壁との間に延びる部品を有するアクチュエータと
をさらに含み、
前記アクチュエータは、ねじを含み、
前記内側部材の伝導性熱伝達率は、前記外側部材の伝導性熱伝達率とは異なっており、
前記補強材は、該内側部材と該外側部材との間に配置された一つ以上のたわみ部をさらに含み、該たわみ部は、前記外側部材に対して前記内側部材を下方向に付勢するか、又は前記内側部材と前記外側部材に共通な平面での横方向の剛性を提供し、
前記外側部材は、
外方向に延びる複数のアームであって、該複数のアームは、アームと前記基板との間の横方向の動きを可能にしながら、該基板の曲がりを制限するように構成されている、複数のアーム
をさらに含む、
プローブカードアセンブリ。
前記外側部材は、前記内側部材とは異なる熱抵抗を有している材料を含む、請求項４に記載のプローブカードアセンブリ。
少なくとも一つのプローブ基板が、前記内側部材の主に下に配置される、請求項４に記載のプローブカードアセンブリ。