(57)【要約】一実施の形態において本発明は、被試験部品上の電気回路を試験するために、被試験部品を試験機械に電気的に接続するための試験組立体を提供する。本組立体は、被試験部品と相互接続されるコンタクタ組立体と、コンタクタ組立体を機械的に支持し、コンタクタ組立体を試験機械に電気的に接続するプローブ組立体と、第１のクランピング部材及び第２のクランピング部材を含むクランピングメカニズムとを備え、両クランピング部材は、プローブ組立体とコンタクタ組立体との間の電気的接続の導電性バンプを変形させるクランピング力を加えるように押し付けられる。
2005533254.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被試験部品上の電気回路を試験するために、前記被試験部品を試験機械に電気的に接続するための組立体であって、
複数の第１の導体、各々が前記第１の導体のそれぞれに接続されている複数の第１の端子、及び各々が前記第１の導体のそれぞれに接続されていて前記被試験部品と電気的に接触する端を有する弾力性相互接続要素、及びコンタクタ組立体を支持する支持部品を含むコンタクタ組立体と、
前記支持部品上にあって、前記試験機械に電気的接続を行うための電気コネクタを含む外部インタフェース部品と、
フレキシブル基体と、
前記フレキシブル基体上にあって、前記外部インタフェース部品に電気的に接続されているフレキシブルな第２の導体と、
前記フレキシブル基体上にあって、前記フレキシブルな第２の導体に電気的に接続されている複数の第２の端子と、
前記第１の端子と前記第２の端子との間に配置されている複数の導電性バンプと、
前記第１の端子及び前記第２の端子を互いに他方に向かって押し付けて前記導電性バンプを変形させる第１及び第２のクランピング部材を含むクランプと、
を備えていることを特徴とする組立体。
【請求項２】
前記第１の端子は各々、平坦な接点を有する端子ボディからなることを特徴とする請求項１に記載の組立体。
【請求項３】
前記第１のクランピング部材は、１つより多くの導電性バンプをスパンしている細長いバーからなることを特徴とする請求項２に記載の組立体。
【請求項４】
前記金属バーは、焼入れ鋼の加工硬化した金属であることを特徴とする請求項３に記載の組立体。
【請求項５】
前記第２のクランピング部材は、前記金属バーを前記各端子ボディの接触表面に押し付けるための締付け用ボルトからなることを特徴とする請求項３に記載の組立体。
【請求項６】
前記クランプ内にエキスパンダ部材を更に備え、前記エキスパンダ材料は弾力性材料であり、前記締付け用ボルトに平行な方向に圧縮及び圧縮解除されて前記締付け用ボルトの伸張によってもたらされるクランピング力の低下を補償するようになっていることを特徴とする請求項５に記載の組立体。
【請求項７】
前記導電性バンプは、金製であることを特徴とする請求項１に記載の組立体。
【請求項８】
前記導電性バンプは、60マイクロメートルの高さと、100マイクロメートルの幅とを有していることを特徴とする請求項１に記載の組立体。
【請求項９】
前記エキスパンダ部材は、シリコンゴムからなることを特徴とする請求項８に記載の組立体。
【請求項１０】
前記コンタクタ組立体は、インタポーザ、電気コンタクタ、及び前記インタポーザを前記電気コンタクタに電気的に接触させて保持する保持部品とを備え、前記複数の第１の導体及び前記第１の端子は前記電気コンタクタ上に配置され、複数の相互接続ばね要素が前記インタポーザ上に配置され、前記電気コンタクタ及び前記フレキシブル基体はそれらの上に前記第１及び前記第２の端子の位置合わせを容易にするための基準マーキングを含むことを特徴とする請求項４に記載の組立体。
【請求項１１】
前記金属バーの熱膨張係数は、前記コンタクタ基体の熱膨張係数の0.5ｐｐｍ／℃以内で整合していることを特徴とする請求項１０に記載の組立体。
【請求項１２】
前記電気コンタクタ及び前記インタポーザは、前記弾力性相互接続要素と前記電気コンタクタ上の電気接点要素との位置合わせを容易にするための相補的な基準マークを有していることを特徴とする請求項１０に記載の組立体。
【請求項１３】
前記弾力性相互接続要素は、ばねからなることを特徴とする請求項１に記載の組立体。
【請求項１４】
被試験部品上の電気回路を試験するために、前記被試験部品を試験機械に電気的に接続するための試験組立体であって、
第１の電気導体、前記第１の電気導体の第１の端に接続されている複数の第１の端子、前記第１の電気導体の第２の端に接続されている複数の第２の端子、及び前記第１の端子を前記被試験部品に電気的に相互接続する弾力性相互接続要素を含むコンタクタ組立体と、
前記コンタクタ組立体を支持している板部品、前記板部品上にあって前記試験機械に電気的に接続するための複数の外部電気コネクタからなるインタフェース部品、前記インタフェース部品に接続されている第１の端及び前記第１の端とは反対側の第２の端を有するフレキシブル基体、前記フレキシブル基体上のフレキシブル導体を含むプローブ組立体と、
を備え、
前記フレキシブル導体は、前記インタフェース部品に接続されている第１の部分、及び前記フレキシブル基体の第２の端にある端子部分を有し、前記端子部分は前記第２の端子と位置合わせされている複数の第３の端子を含み、
前記試験組立体は更に、
前記第２の端子と前記第３の端子との間の複数の電気コンタクタバンプと、
第１のクランピング部材及び第２のクランピング部材からなるクランピングメカニズムと、
を備え、
前記両クランピング部材は、前記第２及び第３の端子を運動させて前記コンタクタバンプを前記両端子の間で変形させるようなクランピング力を加えるように押し付けられる、
ことを特徴とする試験組立体。
【請求項１５】
前記弾力性相互接続要素は、ばねからなることを特徴とする請求項１４に記載の試験組立体。
【請求項１６】
前記第１のクランピング部材は金属バーからなり、前記第２のクランピング部材は前記各第２の端子の接触表面からなり、前記クランピングメカニズムは更に、前記金属バーを前記第３の端子に向かって押し付けるための締付け用ボルト及び相補的なナットを含むことを特徴とする請求項１４に記載の試験組立体。
【請求項１７】
前記クランピングメカニズムは更に、前記締付け用ボルトの頭と前記ナットとの間に配置されているエキスパンダ部材を含み、前記エキスパンダ部材は圧縮下にある弾力性材料製であって前記締付け用ボルトの伸張に起因するクランピング力の低下を補償するために前記締付け用ボルトの軸に沿って膨張することを特徴とする請求項１５に記載の試験組立体。
【請求項１８】
前記コンタクタ組立体は電気コンタクタを含み、前記電気コンタクタ上には前記複数の第１の電気導体、前記複数の第１の端子、及び前記複数の第２の端子が配置され、前記電気コンタクタ及び前記フレキシブル基体は前記第２及び第３の端子の位置合わせを容易にするための相補的な基準マークを有していることを特徴とする請求項１７に記載の試験組立体。
【請求項１９】
前記導電性バンプは、前記第３の端子に結合されていることを特徴とする請求項１８に記載の試験組立体。
【請求項２０】
被試験部品上の電気回路を試験するために、前記被試験部品と試験機械とをインタフェースするためのユニットであって、
コンタクタ組立体を支持して前記被試験部品と電気的に接触させる支持部品と、
前記支持部品上にあって、前記試験機械に電気的に接続するための複数の電気コネクタを含む外部インタフェース部品と、
前記インタフェース部品に電気的に接続されている第１の端、及び前記第１の端とは反対側の第２の端を有するフレキシブル基体と、
前記フレキシブル基体上のフレキシブル導体と、
を備え、
前記フレキシブル導体は、前記インタフェース部品に電気的に接続されている第１の部分及び前記フレキシブル基体の第２の端にある端子部分を有し、前記端子部分は複数の端子を含み、前記フレキシブル導体は更に、前記端子のそれぞれに接続されている複数の導電性バンプを有し、前記端子部分は前記コンタクタ組立体に接続可能であって前記コンタクタ組立体と前記試験機械との間の電気信号を伝えるようになっている、
ことを特徴とするユニット。
【請求項２１】
前記各端子には、ワイヤーボンディングによって２つの導電性バンプが接続されていることを特徴とする請求項２０に記載のユニット。
【請求項２２】
前記導電性バンプは、金製であることを特徴とする請求項２１に記載のユニット。
【請求項２３】
前記導電性バンプは、100マイクロメートルの幅と、60マイクロメートルの高さとを有していることを特徴とする請求項２２に記載のユニット。
【請求項２４】
被試験電気部品を試験するために、前記被試験部品を試験機械に電気的に接続するためのコンタクタ組立体であって、
試験構造と、
前記試験構造上の複数の電気端子と、
前記電気端子に接続されている第１の端、及び前記第１の端とは反対側にあって前記被試験部品に接続される自由端を各々が有している複数の弾力性相互接続要素と、
前記電気端子から離れた前記試験構造上の複数の電気接点要素と、
前記各電気端子を前記電気接点要素のそれぞれとブリッジする電気経路と、
を備え、
前記各電気接点要素は、対応コンタクタ要素がクランピング力の下で変形した時に前記対応コンタクタを支持する平坦な表面を限定している、
ことを特徴とするコンタクタ組立体。
【請求項２５】
前記弾力性相互接続要素は、ばねからなることを特徴とする請求項１４に記載のコンタクタ組立体。
【請求項２６】
前記試験構造は、その中に形成されていてクランピング部材と共同して前記対応コンタクタ要素をクランプする複数の孔を含むことを特徴とする請求項２４に記載のコンタクタ組立体。
【請求項２７】
前記試験構造は更に、前記電気接点要素と前記対応コンタクタ要素の位置合わせを容易にするための基準マーキングを含むことを特徴とする請求項２６に記載のコンタクタ組立体。
【請求項２８】
電気回路を試験する時に使用するためのコンタクタ組立体であって、
コンタクタ基体及び前記コンタクタ基体上の複数の電気端子を含む電気コンタクタと、
第１及び第２の側を有するインタポーザ基体、及び前記インタポーザ基体の第１及び第２の側からそれぞれ伸びている複数の第１及び第２の弾力性相互接続要素を含むインタポーザと、
を備え、
前記インタポーザは前記電気コンタクタに対する所定の位置に位置決めされ、前記所定の位置においては、前記インタポーザ基体が前記第１の弾力性相互接続要素を弾力的に変形させるように前記コンタクタ基体に向かって相対的に運動して前記各第１の弾力性相互接続要素を前記電気コンタクタの電気端子に電気的に接触させ、
前記コンタクタ組立体は更に、
前記電気コンタクタに固定される第１の位置、及び前記インタポーザと接触して前記インタポーザを前記電気コンタクタに対する所定の位置に保持する第２の位置を有する保持部品、
を備えていることを特徴とするコンタクタ組立体。
【請求項２９】
前記保持部品は、前記インタポーザを着座させる環状の凹み、及び前記電気コンタクタに固定されるフランジ状の面を有するリングからなることを特徴とする請求項２８に記載のコンタクタ組立体。
【請求項３０】
前記第１及び第２の弾力性相互接続要素は、ばねからなることを特徴とする請求項２８に記載のコンタクタ組立体。
【請求項３１】
前記所定の位置は、前記コンタクタ基体及び前記インタポーザ基体のそれぞれの上の基準マーキングが位置合わせされる位置に対応することを特徴とする請求項２８に記載のコンタクタ組立体。
【請求項３２】
電気回路を試験するための試験プローブ組立体であって、
第１の部材を有するフレーム部材と、
前記第１の部材に固定されているコンタクタ組立体と、
を備え、
前記コンタクタ組立体は、
コンタクタ基体、及び前記コンタクタ基体上の複数の電気端子を含む電気コンタクタと、
第１及び第２の側、及び前記第１及び第２の側からそれぞれ伸びている複数の第１及び第２の弾力性相互接続要素を有する導電性インタポーザ基体を含むインタポーザと、
を含み、
前記インタポーザは前記電気コネクタに対する所定の位置に位置決めされ、前記所定の位置においては、前記各第１の弾力性相互接続要素が前記電気コンタクタの電気端子と電気的に接触し、前記第２の弾力性相互接続要素が被試験電気回路が形成されている基体と電気的に接触し、
前記コンタクタ組立体は更に、
前記電気コンタクタに固定される第１の位置、及び前記インタポーザに固定されて前記インタポーザを前記電気コンタクタに対する所定の位置に保持する第２の位置を有する保持部品、
を備えていることを特徴とする試験プローブ組立体。
【請求項３３】
前記フレーム構造は第２の部材を更に有し、前記第１及び第２の部材は、閉じた位置にある時にそれらの間に空間を限定することを特徴とする請求項３２に記載の試験プローブ組立体。
【請求項３４】
ウェーハを保持するために前記第２の部材に固定されているウェーハホールダを更に備え、前記第１及び第２の部材は互いに他方に対して運動可能であって前記第２の弾力性相互接続要素を弾力的に変形させ、それらを前記ウェーハ上の電気端子に接触させることを特徴とする請求項３３に記載の試験プローブ組立体。
【請求項３５】
前記コンタクタ基体及び前記インタポーザ基体の少なくとも一方は、前記コンタクタ基体と前記インタポーザ基体との間の間隔を制限するストップを含むことを特徴とする請求項３２に記載の試験プローブ組立体。
【請求項３６】
前記インタポーザ基体は、前記インタポーザ基体と前記ウェーハの間隔を制限するストップを含むことを特徴とする請求項３２に記載の試験プローブ組立体。
【請求項３７】
前記第１及び第２の弾力性相互接続要素は、ばねからなることを特徴とする請求項３２に記載の試験プローブ組立体。
【請求項３８】
前記保持部品は、前記インタポーザを着座させる環状の凹み、及び前記電気コンタクタに固定されるフランジ状の面を有するリングからなることを特徴とする請求項３２に記載の試験プローブ組立体。
【請求項３９】
前記所定の位置は、前記コンタクタ基体及び前記インタポーザ基体のそれぞれの上の基準マーキングが位置合わせされる位置に対応することを特徴とする請求項３２に記載の試験プローブ組立体。
【請求項４０】
電気コンタクタをインタポーザに位置合わせするための位置合わせ機械であって、
電気コンタクタ上に位置決め可能なフレームと、
ｘ−ｙ面内において、及び前記ｘ−ｙ面に垂直なｚ方向に変位するように前記フレームに取付けられているキャリッジと、
前記フレーム上にあって、前記キャリッジを前記ｘ−ｙ面内において、及び前記ｚ方向に変位させるように動作可能な変位メカニズムと、
前記キャリッジ上にあって、前記インタポーザを前記キャリッジ上に取付けるための取付け配列と、
を備えていることを特徴とする位置合わせ機械。
【請求項４１】
前記フレームに取付けられ、前記インタポーザが前記電気コンタクタと空間的に位置合わせされた時点を指示する位置合わせメカニズムを更に備えていることを特徴とする請求項４０に記載の位置合わせ機械。
【請求項４２】
前記位置合わせメカニズムは、前記電気コンタクタ及び前記インタポーザ上のそれぞれの基準マーキングを拡大する拡大システムを含むことを特徴とする請求項４１に記載の位置合わせ機械。
【請求項４３】
前記変位メカニズムは、前記基準マーキングを位置合わせさせるために前記キャリッジを前記ｘ−ｙ面内において変位させる複数のマイクロメータを含むことを特徴とする請求項４２に記載の位置合わせ機械。
【請求項４４】
前記変位メカニズムは、前記キャリッジを前記ｚ方向に変位させて前記インタポーザを前記電気コンタクタに接触させるマイクロメータを含むことを特徴とする請求項４３に記載の位置合わせ機械。
【請求項４５】
前記取付け配列は、加工片を前記キャリッジに固定する解放可能な固定メカニズムを含み、前記加工片は前記インタポーザを保持する形状及び寸法であることを特徴とする請求項４０に記載の位置合わせ機械。
【請求項４６】
前記取付け配列は、前記インタポーザを前記加工片内に保持する吸引力を発生させる真空板を前記加工片に取付けることを可能にする形状及び寸法であることを特徴とする請求項４５に記載の位置合わせ機械。
【請求項４７】
試験コンタクタを組立てる方法であって、
インタポーザと電気コンタクタとを位置合わせするステップを含み、
前記インタポーザの弾力性相互接続要素が弾力的に変形して電気接点を前記電気コンタクタ上の対応する電気端子に接触させ、
前記方法は更に、
前記位置合わせされたインタポーザ及び電気コンタクタを一緒に固定するステップ、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項４８】
前記インタポーザを位置合わせするステップは、先ず、前記インタポーザの各弾力性相互接続要素が前記電気コンタクタ上のその対応する電気端子に位置合わせされる第１の位置に前記インタポーザを前記電気コンタクタ上のｘ−ｙ面内において位置合わせするステップと、次いで、前記インタポーザの各弾力性相互接続要素が前記電気コンタクタ上の対応する電気端子に接触する第２の位置まで前記インタポーザをｚ方向に変位させるステップを含むことを特徴とする請求項４７に記載の方法。
【請求項４９】
前記インタポーザを位置合わせするステップは更に、前記インタポーザの各弾力性相互接続要素が圧縮される第３の位置まで前記インタポーザをｚ方向に変位させるステップを含むことを特徴とする請求項４８に記載の方法。
【請求項５０】
前記インタポーザは、前記インタポーザ上のストップが前記電気コネクタに接触した時に第３の位置にあることを特徴とする請求項４９に記載の方法。
【請求項５１】
前記インタポーザを前記ｘ−ｙ面内において位置合わせするステップは、前記インタポーザをｘ、ｙ、またはθ方向に変位させるステップを含むことを特徴とする請求項４８に記載の方法。
【請求項５２】
前記インタポーザを前記ｘ−ｙ面内において位置合わせするステップは、前記インタポーザ及び前記電気コンタクタ上のそれぞれの基準マーキングを位置合わせするステップを含むことを特徴とする請求項４８に記載の方法。
【請求項５３】
集積回路を試験するために、試験コンタクタを組立てる方法であって、
インタポーザをそれのためのマウント内に着座させるステップと、
前記マウントを位置合わせ機械に結合するステップと、
前記インタポーザの弾力性相互接続要素が前記電気コンタクタ上の対応する電気端子に接触して弾力的に変形するような位置合わせされた位置まで前記マウントを電気コンタクタに対して変位させるように前記位置合わせ機械の設定を調整するステップと、
前記位置合わせされた位置において前記マウントを前記電気コンタクタに固定するステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項５４】
前記インタポーザを前記マウント内に着座させるステップは、吸引力を使用して前記インタポーザを前記マウント内の座内に保持するステップを含むことを特徴とする請求項５３に記載の方法。
【請求項５５】
前記マウントは、前記座を限定している環状の凹みを有するリングからなることを特徴とする請求項５３に記載の方法。
【請求項５６】
前記設定を調整するステップは、前記インタポーザ及び前記電気コンタクタ上のそれぞれの基準マーキングを位置合わせするように、前記調整機械の変位メカニズムを調整して前記マウントをｘ−ｙ面内において運動させるステップを含むことを特徴とする請求項５３に記載の方法。
【請求項５７】
前記設定を調整するステップは更に、前記位置合わせされた位置において前記マウントをｚ方向に運動させて前記インタポーザを移動させるように、前記変位メカニズムを調整するステップを含むことを特徴とする請求項５６に記載の方法。
【請求項５８】
前記ｚ方向の変位は、前記インタポーザ及び前記電気コンタクタが前記位置合わせされた位置にある時に、前記インタポーザと前記電気コンタクタとの間のストップが前記電気コンタクタに突き当たることによって制限されることを特徴とする請求項５７に記載の方法。
【請求項５９】
前記リングの一方の面に真空板を取付け、前記インタポーザと前記座との間に負圧ゾーンを発生させるステップを更に含むことを特徴とする請求項５５に記載の方法。
【請求項６０】
前記リングを前記電気コンタクタに固定した後に、前記真空板を取り除くステップを更に含むことを特徴とする請求項５９に記載の方法。
【請求項６１】
試験コンタクタを組立てる方法であって、
インタポーザの第１の弾力性相互接続要素が電気コンタクタ上の対応する電気端子に接触して弾力的に変形するように前記インタポーザ及び前記電気コンタクタを位置合わせするステップと、
位置合わせされた前記インタポーザ及び前記電気コンタクタを一緒に固定してサブ組立体を形成するステップと、
前記サブ組立体を試験基体に向かって運動させ、前記インタポーザ上の第２の弾力性相互接続要素を前記試験基体に電気的に接触させるステップと、
前記電気コンタクタを、試験プローブ回路に接続するステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項６２】
試験コンタクタを組立てる方法であって、
インタポーザ及び電気コンタクタ上のそれぞれの基準マーキングが位置合わせされる第１の位置に前記インタポーザを前記電気コンタクタ上のｘ−ｙ面内において位置決めするステップと、
前記インタポーザの複数の弾力性相互接続要素のそれぞれが前記電気コンタクタ上の複数の電気端子のそれぞれに電気的に接触する第２の位置まで前記インタポーザをｚ方向に変位させるステップと、
前記インタポーザの各弾力性相互接続要素が圧縮される第３の位置まで前記インタポーザをｚ方向に変位させるステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は試験機器に関する。特定的には、本発明は集積回路を含む電気回路を試験するための試験機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
コンピュータプロセッサ及びメモリのような電子デバイスの製造が完了すると、それらを出荷する前に欠陥デバイスを識別して排除するために、これらの電子デバイスに対してバーンイン及び電気試験を遂行する。“バーンイン”という用語は、所定の温度または温度プロファイル（典型的には炉内の高温）における集積回路の動作に関係付けられている。電子デバイスを高温に保ちながら、ある動作電気バイアスレベル及び／または信号を電子デバイスに印加する。高温を使用するとバーンイン中にデバイスが受ける応力が加速されるので、そのようにしなければサービスのために実装されてから短時間内に障害を起こしてしまうような境界上にあるデバイスはバーンイン中に障害を起こすから出荷されなくなる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
電気回路のバーンイン試験のための試験機器は、一般的に、ウェーハまたは被試験基体上の集積回路のような被試験電気回路を試験プローブ回路に電気的に接続するための接続配列を含んでいる。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
一実施の形態において本発明は、被試験部品上の電気回路を試験するために、被試験部品を試験機械に電気的に接続するための試験組立体を提供する。組立体は、被試験部品と相互接続されるコンタクタ組立体と、コンタクタ組立体を機械的に支持してコンタクタ組立体を試験機械に電気的に接続するプローブ組立体と、第１のクランピング部材及び第２のクランピング部材を含むクランピングメカニズムとを備え、両クランピング部材は、プローブ組立体とコンタクタ組立体との間の電気的接続の導電性バンプを変形させるクランピング力を加えるように押し付けられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００５】
図１は、インタポーザ１０及び電気的コンタクタ２６を示しており、これらは、例えばウェーハ３２上の電気回路を試験するために使用される本発明の一実施の形態によるコンタクタ組立体を形成している。
【０００６】
図１に示すように、インタポーザ１０は、第１の側１２及び第２の側１４を有する基体を含む。インタポーザ１０は、第１の側１２上に複数の電気端子１６を含む。インタポーザ１０は更に、相互接続用ばね要素１８の形状の弾力性相互接続要素を含む。各相互接続ばね要素１８は、側１２上の電気端子から伸びて自由端において終端している。各相互接続ばね要素１８の目的は、電気コンタクタ２６上の対応する電気端子と良好な電気的接触を得ることである。他の実施の形態における弾力性相互接続要素は、ポーゴーピン及び順応し易い導電性バンプを含む。
【０００７】
インタポーザ１０は更に、側１４上の各電気端子上に相互接続ばね要素２０を有している。相互接続ばね要素２０は相互接続ばね要素１８と類似しているが、相互接続ばね要素２０がウェーハ３２上の対応する電気端子と電気的に接触する点が異なっている。
【０００８】
インタポーザ１０は更に、その側１２及び１４上に、相互接続ばね要素１８の過走行を防ぎ、且つインタポーザがウェーハ３２のある領域に接触するのを防ぐための機械的位置合わせストップ２２を含んでいる。
【０００９】
電気コンタクタ２６は、側２８を含むコンタクタ基体を含む。電気コンタクタ２６は更に、側２８上に電気端子３０を含む。
【００１０】
ウェーハ３２は被試験電気回路を有する側３４を含むように図示されている。ウェーハ３２は側３４上に電気端子３６を有し、それによって電気回路への電気接続を行うことができるようになっている。
【００１１】
図２に、本発明の一実施の形態によるコンタクタ組立体４０を示す。組立体４０は、インタポーザ１０、及びリング４２の形状の保持部品を含んでいる。インタポーザ１０は、リング４２によって電気コンタクタ２６に対する所定の、即ち位置合わせされた位置に確保、または保持される。所定の、即ち位置合わせされた位置においては、各相互接続ばね要素１８がそのばね力に対抗して変形し、電気コンタクタ２６の対応する電気端子３０と電気的に接触することが理解されよう。この所定の位置には、リング４２及びその中に座しているインタポーザ１０を、位置合わせストップ２２が電気コンタクタ２６の側２８と接触するまで運動させることによって到達する。他の実施の形態においては、所定の位置には、コンタクタ２６を定位置に保持するために相互接続ばね要素１８（他の実施の形態においては、ポーゴーピンまたは順応し易い導電性バンプ）によって十分な圧力を加えた時に到達するようになっている。従って、ストップ２２はオプションである。インタポーザ１０と電気コンタクタ２６との間隔は、各相互接続ばね要素１８が圧縮されるような間隔である。
【００１２】
リング４２には、インタポーザ１０のための座を限定している凹み付き表面４４が形成されている。リング４２は、電気コンタクタ２６の側２８に載るフラットなフランジ状の面４６を有している。リング４２は、例えばねじ孔４８を通って伸びるねじのような締め具４３（図４参照）によって、電気コンタクタ２６に固定される。孔４８は、インタポーザ１０及びコンタクタ２６上のそれぞれの基準マーキングに位置合わせできるようにするために、ある程度の遊びをもって締め具４３を受入れるような寸法である。
【００１３】
図３に、コンタクタ組立体４０の形成の最初の段階を示す。図３に示すように、真空板５０がリング４２の面４６とは反対の側に固定され、サブ組立体５１が形成される。真空板５０は、継ぎ手５４及びこの継ぎ手５４に接続されるホース５２によってポンプ（図示せず）に接続することができる。使用中、ポンプは真空板５０とインタポーザ１０との間の領域５６内を真空にする。真空が、インタポーザ１０を凹み付き表面４４に対して保持する。図４及び５から理解されるように、真空板５０は、締め具４３へのアクセスを与えるような形状及び寸法である。
【００１４】
サブ組立体５１の断面図である図６（図５の６−６矢視）から理解されるように、インタポーザ１０はリング４２内にぴったりと着座している。
【００１５】
図７は、どのようにしてインタポーザ１０と電気コンタクタ２６との位置合わせが達成されるかを示すブロック図である。リング４２内に着座しているインタポーザ１０は、インタポーザ１０の側１２の上の基準マーキング５８と、電気コンタクタ２６の側２８の上の基準マーキング６０の位置が合うようにｘ、ｙ、またはθ方向に運動する。基準マーキング５８と基準マーキング６０とを位置合わせした後に、リング４２が電気コンタクタ２６と接触するようにリング４２をインタポーザ１０と一緒にｚ方向に変位させる。次いで孔４８内に位置するねじ４３を、電気コンタクタ２６内に形成されている相補的なねじ付きの孔６８内にねじ込む。基準マーキング５８、６０によって、相互接続ばね要素１８のイメージを取る必要なく、電気コンタクタ２６上の電気端子３０と、相互接続ばね要素１８の端とを位置合わせすることが可能になっている。各相互接続ばね要素のｘ−ｙ面における位置、またはそれがｘ−ｙ面から投射する角度の公差は、位置合わせプロセスに影響しない。インタポーザ１０の側１８上の機械的ストップ２２は、組立体４０を形成する時に、電気コンタクタ２６に向かうインタポーザ１０の運動を制限する（各相互接続ばね要素１８が所望の圧縮状態にあるようにする）ために使用することができる。
【００１６】
図８は、本発明の一実施の形態による位置合わせ機械７０の斜視図であって、この機械７０は、リング４２及びインタポーザ１０の組合わせと、電気コンタクタ２６とを位置合わせするために使用することができる。位置合わせ機械７０は、プローブ板１５２（図１０参照）上に載るような形状及び寸法のベース７２を含む。プローブ板１５２は、使用中に電気コンタクタ２６を収容する。位置合わせ機械７０は更に、小高くされたプラットフォームまたは板７４を含む。プラットフォーム７４は、取付け用ブラケット７６によってベース７２に固定されている。プラットフォーム７４は、キャリッジ７８を支持している。位置合わせ機械７０の側面図である図９に、キャリッジ７８が示されている。キャリッジ７８は、アングルブラケット８８及び水平ばね９０からなる取付け配列によってプラットフォーム７４の下側に固定されている。アングルブラケット８８はプラットフォーム７４に固定されていてばね９０の一方の端のためのアンカーになっており、ばね９０の他方の端は図９に示すようにキャリッジ７８の浮動板８０に固定されている。
【００１７】
キャリッジ７８は更に、リングホールダ８２を含んでいる。リングホールダ８２は、リングホールダ取付け板８２と浮動板８０との間に伸びる垂直部材８４に固定されている。
【００１８】
プラットフォーム７４と浮動板８０との間に配置されているローラ軸受９４が、浮動板８０をプラットフォーム７４に対して滑り変位可能にしている。垂直ばね９５が、浮動板８０をローラ軸受９４に接触させている。浮動板８０とプラットフォーム７４とがばね取付け配列によって結合されているために、浮動板８０はｘ−ｙ面内で運動することができる。ｘ−ｙ面内におけるこのような運動は、調整メカニズムによって制御される。調整メカニズムは、一実施の形態においては、マイクロメータ９６、９８、及び１００を含む。各マイクロメータは、そのチップを浮動板８０の縁に係合させるように動作可能であり、それによって浮動板８０に変位を生じさせることができる。例えば、図９に示すように、マイクロメータ９８のチップ９８．１を浮動板８０の縁に係合させてｙ方向に変位させ、それによって浮動板８０をｙ方向に変位させることができる。リングホールダ８２は浮動板８０に堅固に接続されているので、浮動板８０が変位するとリングホールダ８２も対応して変位する。
【００１９】
使用中、真空板５０及びポンプ（図示せず）の援助によって生ずる吸引力によってリング４２内に着座しているインタポーザ１０は、キャリッジ７８のリングホールダ８２に機械的に接続される。次いで、図１０に示すように、位置合わせ機械７０がプローブ板１５２上に位置決めされる。この位置においては、リング４２及びリング４２内に着座しているインタポーザ１０は、プローブ板１５２内に着座している電気コンタクタ２６の直上に位置決めされる。
【００２０】
図９に示すように、スコープ部分１０４及びベース１０６を含む顕微鏡１０２からなる拡大システムが、プラットフォーム７４上に固定されている。
【００２１】
顕微鏡１０２は、インタポーザ１０及び電気コンタクタ２６上の基準マーキング５８、６０を拡大する。マイクロメータ９６、９８、及び１００を操作してキャリッジ７８を運動させることができる。キャリッジ７８はリング４２及びインタポーザ１０を担持しているので、インタポーザ１０を電気コンタクタ２６上の所定の、即ち位置合わせされた位置（即ち、インタポーザ１０及び電気コンタクタ２６上の基準マーキング５８、６０が位置合わせされた位置）に位置決めすることができる。
【００２２】
位置合わせ機械７０は更に、マイクロメータヘッド１０８を含む。マイクロメータヘッド１０８は、キャリッジ７８をｚ方向に運動させるように動作可能であり、それによってインタポーザ及びリングの組合わせを電気コンタクタ２６に向かってｚ方向に変位させる。使用中、ｚ方向の変位は、位置合わせストップ２２が電気コンタクタ２６の側２８と接触するまで、または所望のｚ位置に到達するまで続行される。この位置に到達した時にねじ４３を電気コンタクタ２６内のソケット６８にねじ込み、それによってリング及びその中に着座しているインタポーザ１０を電気コンタクタ２６に固定する。
【００２３】
リング４２及びインタポーザ１０を電気コンタクタ２６に固定した後に、真空板５０及び位置合わせ機械７０を取り外す。図１２Ａに示すように、プローブ板１５２は、電気ピン１６６の形状の複数の電気コネクタからなる外部インタフェース部品１６４を含む。フレキシブルコネクタ１１０がコンタクタ組立体４０をインタフェース部品１６４に電気的に接続し、インタフェース部品１６４自体はピン１６６を介して試験機械（図示せず）のバーンインチャンバに電気的に接続されている。
【００２４】
図１３Ａに示すように、フレキシブルコネクタ１１０は、側１１２．１及び１１２．２を有するフレキシブル基体１１２を含む。更に、フレキシブル基体１１２は、第１の端１１５及び第２の端１１６を有する。図１３Ａ及び１３Ｂに示すように、フレキシブルライン導体１１４．１及び１１４．２が、それぞれ側１１２．１及び１１２．２上に形成されている。各フレキシブルライン導体１１４は、インタフェース部品１６４に電気的に接続されている第１の端と、第１の端とは反対側の第２の端とを有している。図１３Ｂに示すように、各フレキシブルライン導体１１４．１はその第２の端に、２つの導電性バンプ１１８．１からなる端子を含んでいる。同様に、各フレキシブルライン導体１１４．２は、インタフェース部品１６４に電気的に接続されている第１の端と、第１の端とは反対側の第２の端とを有している。各フレキシブルライン導体１１４．２の第２の端は、基体１１２を通って伸びるバイア１１３によって側１１２．１上の２つの導電性バンプ１１８．２からなる端子に接続されている。基体１１２の各側１１２．１及び１１２．２上にフレキシブルライン導体を設けることによって、基体１１２がより多くのライン導体１１４．１及び１１４．２を担持できることが理解されよう。
【００２５】
フレキシブルコネクタ１１０はフレキシブル基体１１２に損傷を与えることなくそれ自体の上に折り曲げることができるように十分にフレキシブルであり、典型的には、ポリイミドのような材料で作られる。幾つかの実施の形態によれば、フレキシブル基体１１２は25.4ミクロン、または49ミクロンの厚みを有することができるが、フレキシブル基体１１２に損傷を与えることなくそれ自体の上に折り曲げることができるという点からは、125ミクロンまでの厚みでも未だフレキシブルである。
【００２６】
典型的には、バンプ１１８．１、１１８．２は金で形成され、約100マイクロメートルの幅と約60マイクロメートルの高さとを有している。金は酸化することがなく、150℃乃至350℃の温度に耐えるので、バンプ１１８のための材料として好ましい。更に、金は180℃乃至240℃の温度範囲内においてその弾性を維持する。フレキシブルコネクタ１１０はライン導体１１４．１及び１１４．２をカバーする層１１９を含む。図１５に示すように、層１１９は非導電性フレキシブル材料で作られる。
【００２７】
フレキシブルコネクタ１１０は、コンタクタ組立体４０の堅固で実質的に折り曲げることができない電気コンタクタ２６に電気的に接続される。この目的のために、電気コンタクタ２６は、フレキシブルコネクタ１１０の導電性バンプ１１８．１及び１１８．２への電気接続に匹敵する複数の電気コンタクタ（接点）要素１２０を有している。図１４に、電気コンタクタ２６上の電気コンタクタ要素のレイアウトを示す。図１４に明示されているように、電気コンタクタ要素１２０は概ね矩形であり、２つの列１２５に配列されている。各要素１２０は、平坦な接点表面１２０．１を有している（図１５参照）。全ての電気コンタクタ要素１２０は同一面内にある。一実施の形態においては、各電気コンタクタ要素１２０は、500ミクロンの横方向寸法と、30ミクロンの高さを有している。この実施の形態においては、電気コンタクタ要素１２０は、100ミクロンのピッチで離間している。電気コンタクタ要素１２０は、典型的には金で形成され、導体バンプ１１８．１及び１１８．２との間にかなり強固な接続が得られる。フレキシブルコネクタ１１０と電気コンタクタ２６との間の電気的接続のプロファイルは低く、一実施の形態においては、約６ミリメートルの高さにしか過ぎない。
【００２８】
図１５は、フレキシブルコネクタ１１０と電気コンタクタ要素１２０との間の電気的接続を形成させる一段階のブロック図である。
【００２９】
基本的には、フレキシブルコネクタ１１０と電気コンタクタ要素１２０との間に電気的接続を形成させるために、フレキシブル電気コネクタ１１０の第２の端１１６を、クランプを用いて電気コンタクタ２６上にクランプする。クランプは、加工硬化した金属の細長いバー１２２の形状の第１のクランピング部材と、電気コンタクタ２６によって限定される第２のクランピング部材とからなる。金属バー１２２の熱膨張係数は、電気コンタクタ２６の熱膨張係数と整合している。一実施の形態においては、金属バー１２２の熱膨張係数は、電気コンタクタ２６の熱膨張係数の0.5ｐｐｍ／℃以内である。
【００３０】
細長い金属バー１２２、フレキシブルコネクタ１１０、及び電気コンタクタ２６は、締付け用ボルト１２４を受入れるための軸方向に伸びる孔を有している。図１６に示すようにナット１２６がボルト１２４にねじ込まれ、導電性バンプ１１８．１及び１１８．２と電気コンタクタ要素１２０とを接触させる位置に締め付ける。締付け用ボルト１２４によって加えられるクランピング力によって導電性バンプ１１８．１及び１１８．２は電気コンタクタ要素１２０に押し付けられ、導電性バンプ１１８．１及び１１８．２は弾性変形及び塑性変形を受ける。これにより、導電性バンプ１１８．１及び１１８．２と電気コンタクタ要素１２０との間に良好な電気的接触が得られる。
【００３１】
締付け用ボルト１２４、金属バー１２２、及び導電性バンプ１１８．１及び１１８．２は異なる熱係数を有し得るので、またバーンイン試験が高温で行われることから、バーンイン試験中に締付け用ボルト１２４は伸び得る。これは、締付け用ボルト１２４の頭１２４．１と金属バー１２２との間に間隙を生じさせる。
【００３２】
このような間隙が生ずると、締付け用ボルト１２４によってフレキシブルコネクタ１１０に加えられるクランピング力が解放されることが理解されよう。このような間隙を生ずる傾向を補償するために、図１６に示すように、細長い金属バー１２２とフレキシブルコネクタ１１０との間に弾力性材料のエキスパンダ部材１２８を挿入、またはサンドウィッチすることができる。エキスパンダ部材１２８は、締付け用ボルト１２４の締付けによって生ずるクランピング力の下では圧縮され、またもし締付けボルト１２４に伸びが発生すれば弛緩、または膨張する。従って、エキスパンダ部材１２８は頭１２４．１と金属バー１２２との間の何等かの間隙を吸収し、それによって締付け用ボルト１２４のクランピング力を維持する。エキスパンダ部材は、バーンインチャンバ内の高温に耐えることができる材料である。更に、導電性バンプ１１８．１及び１１８．２の高さが変化し得るから、エキスパンダ部材１２８はフレキシブル基体１１２を変形させて導電性バンプ１１８．１及び１１８．２の高さの変動を個々に補償する。
【００３３】
図１２Ａに、フレキシブルコネクタの別の実施の形態１１０Ａを示す。フレキシブルコネクタ１１０Ａはフレキシブルコネクタ１１０に類似しているが、バンプ１１８．１及び１１８．２に類似した導電性バンプをその各端に有している点が異なる。フレキシブルコネクタ１１０Ａの一方の端は上述したように電気コンタクタ２６にクランプされており、フレキシブルコネクタ１１０Ａの反対端は同じような手法でコネクタ１２１（外部インタフェース１６４へ、及びそれから電気信号を伝える）にクランプされる。
【００３４】
コンタクタ２６は、クランプする前に導電性バンプ１１８と電気コンタクタ要素１２０との位置合わせを容易にするための基準マーキング１３０（図１７参照）を含んでいる。これらの基準マーキング１３０は、フレキシブルコネクタ１１０を通して見ることができる。フレキシブルコネクタ１１０は、コンタクタ２６上の基準マーキング１３０と位置合わせすることができる相補的な基準マーキング１３２（図１３Ｂ参照）を有しており、それによって導電性バンプ１１８とコンタクタ要素１２０とを位置合わせ可能にしている。
【００３５】
図１８に、本発明の一実施の形態による試験プローブ組立体１５０の部品を示す。試験プローブ組立体１５０は、プローブ板１５２及びチャック板１５４を含む。これらは、これらの間に図２に示したコンタクタ組立体４０のようなコンタクタ組立体を受入れるための空間を限定している。
【００３６】
チャック板１５４は、ウェーハ３２を支持するペデスタル１５６を有している。プローブ板１５２は、ピストン１５８を含んでいる。ピストン１５８は、シリンダ１６０に取り外し可能なように接続できるホース１６２を通して使用中にシリンダ１６０内に導入される水圧流体によってシリンダ１６０内において変位可能である。ピストン１５８は、コンタクタ組立体４０の電気コンタクタ２６に接続されている。
【００３７】
使用中、ホース１６２を通して空気がチャンバ１６０内に導入されてピストン１５８をｚ方向に駆動すると、コンタクタ組立体４０はインタポーザ１０の側１４の上の機械的位置合わせストップ２２がウェーハ３２の側３４と接触するまでチャック板１５４に向かって変位させられる。リング４２とチャック板１５４との間に位置決めされているＯリング１６３のような弾力的に変形可能な部材は、ピストン１５８の運動によって生ずるコンタクタ組立体４０の変位の大きさを制限、または制御するのに役立つ。従って、ピストン１５８の運動を精密に制御する必要はない。更に、Ｏリング１６３は、リング４２とチャック板１５４との間のシールとして役立つ。Ｏリング１６３は、リング４２がチャック板１５４に向かって変位する際にリング４２の面４６が同一ｚ面をなさなくなる変動を、リング４２をクッショニングすることによって受入れる。一実施の形態においては、Ｏリング１６３はピストン１５８の運動に対して反応するばねに置換することができる。インタポーザ１０の側１４の機械的ストップ２２がウェーハ３２の側３４に接触すると相互接続ばね要素が圧縮され、それによってインタポーザ１０の相互接続ばね要素２０とウェーハ３２の電気端子３６との間に良好な電気接触が得られる。次いでホース１６２が取り外される。プローブ組立体１５２は更に、チャック板１５４をプローブ板１５２に取り外し可能なように確保、または締付ける確保メカニズムを含んでいる。図１２には確保メカニズムは示されていないが、米国特許第6,340,895号の運動継ぎ手のような何等かの適当なクランピング配列を含んでいる。次いで、試験プローブ組立体１５０が試験バーンインチャンバ内へ挿入され、電気接続ピン１６６が相補的な電気ソケット内に受入れられる。
【００３８】
以上に、本発明を特定の実施の形態に関して説明したが、これらの実施の形態に対して本発明の思想から逸脱することなく種々に変更及び変化させ得ることは明白である。従って、以上の説明は本発明を限定するものではなく、単なる例示に過ぎないことを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】インタポーザ、電気コンタクタ、及び被試験回路を含むウェーハのブロック図である。
【図２】本発明の一実施の形態によるコンタクタ組立体のブロック図である。
【図３】図２のコンタクタ組立体の形成の一段階を示すブロック図である。
【図４】本発明の一実施の形態によるリングに接続された真空板の斜視図である。
【図５】図４の真空板及びリングの上面図である。
【図６】図５の６−６矢視断面図である。
【図７】本発明の一実施の形態によって、リングと、その中に着座しているインタポーザとをどのようにしてコンタクタと位置合わせできるかを示すブロック図である。
【図８】本発明の一実施の形態による位置合わせ機械の斜視図である。
【図９】顕微鏡が取付けられている図８の位置合わせ機械の端面図である。
【図１０】プローブ板上に取り付けられている図８の位置合わせ機械の斜視図である。
【図１１】図１０の端面図である。
【図１２Ａ】プローブ板のブロック図であって、コンタクタ組立体をプローブ板に電気的に接続する本発明の別の実施の形態によるフレキシブルコネクタのブロック図である。
【図１２Ｂ】プローブ板のブロック図であって、コンタクタ組立体をプローブ板に電気的に接続する本発明の一実施の形態によるフレキシブルコネクタのブロック図である。
【図１３Ａ】図１２Ａのフレキシブルコネクタの側面図である。
【図１３Ｂ】図１２Ａのフレキシブルコネクタの一方の端の上面図である。
【図１４】本発明の一実施の形態による電気コンタクタ上の電気コンタクタ要素の配列を示す図である。
【図１５】図１２のフレキシブル電気コネクタと電気コンタクタとの間の電気接続の形成の一段階を示すブロック図である。
【図１６】図１２のフレキシブル電気コネクタと電気コンタクタとの間の電気接続の形成の図１５とは別の段階を示すブロック図である。
【図１７】図１２のプローブ板のブロック図であって、電気コネクタを取り除いてコンタクタ組立体上の基準マーキングを示す図である。
【図１８】本発明の一実施の形態による試験プローブ組立体のブロック図である。
【図１】
2005533254.tif 000003
【図２】
2005533254.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
2005533254.tif 000010
【図９】
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【図１０】
2005533254.tif 000012
【図１１】
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2005533254.tif 000014
2005533254.tif 000015
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【図１４】
2005533254.tif 000018
【図１５】
2005533254.tif 000019
【図１６】
2005533254.tif 000020
【図１７】
2005533254.tif 000021
【図１８】
2005533254.tif 000022
【国際調査報告】
2005533254.tif 000023
2005533254.tif 000024
2005533254.tif 000025
2005533254.tif 000026