(57)【要約】  プローブカードの要素間の電気的相互接続を提供する相互接続機構が提供される。この相互接続機構は、複数の開口を有するフレームと、フレームに連結された複数の導電性接触部を含む。それぞれの導電性接触部は、（ａ）フレームの第一の面から離反するように延びる第一の弾性アームと、（ｂ）フレームの第二の面から離反するように延びる第二の弾性アームを含む。第一の弾性アームまたは第二の弾性アームの少なくとも一方は、前記複数の開口の一つを通じて延びている。【選択図】  図２
2008510140.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プローブカード機構の要素間に電気的相互接続を提供する相互接続機構であって、該相互接続機構は、
複数の開口を有するフレームと、
前記フレームに連結された複数の導電性接触部と、を備え、
各導電性接触部が（ａ）前記フレームの第一の面から離反するように延びる第一の弾性アーム及び（ｂ）前記フレームの第二の面から離反するように延びる第ニの弾性アームを含み、前記第一の弾性アーム及び前記第ニの弾性アームの少なくとも一方が前記複数の開口の一つを通じて延びていることを特徴とする前記相互接続機構。
【請求項２】
前記第一の弾性アームが前記プローブカード機構のＰＣＢの導電性領域に接続するように構成された第一の先端部を有し、前記第ニの弾性アームが前記プローブカード機構のスペーストランスフォーマーの導電性領域に接続するように構成された第ニの先端部を有する請求項１に記載の相互接続機構。
【請求項３】
前記プローブカード機構を用いた半導体デバイスの試験中、前記フレームと前記導電性接触部の双方が弾性を提供するように構成されている請求項１に記載の相互接続機構。
【請求項４】
前記フレームが絶縁材料を含む請求項１に記載の相互接続機構。
【請求項５】
前記フレームがポリイミド材料を含む請求項１に記載の相互接続機構。
【請求項６】
前記導電性接触部のそれぞれが（ａ）前記フレームの前記第一の面から離反するように延びるもう一つの第一の弾性アーム及び（ｂ）前記フレームの前記第二の面から離反するように延びるもう一つの第ニの弾性アームを有している請求項１に記載の相互接続機構。
【請求項７】
第一の面を有し、該第一の面に隣接する複数の第一の導電性領域を含むスペーストランスフォーマーと、
第一の面を有し、該第一の面に隣接する複数の第ニの導電性領域を含むプリント基板と、
前記スペーストランスフォーマーと前記プリント基板の間の電気的相互接続を提供する相互接続機構と、を備え、
該相互接続機構は、（ａ）複数の開口を有するフレームと、（ｂ）前記フレームに連結された複数の導電性接触部と、を含み、
各導電性接触部が（１）前記フレームの第一の面から離反するように延びる第一の弾性アーム及び（２）前記フレームの第ニの面から離反するように延びる第ニの弾性アームを有し、前記第一の弾性アーム及び前記第ニの弾性アームの少なくとも一方が前記複数の開口の一つを通って延びていることを特徴とするプローブカード機構。
【請求項８】
前記第一の弾性アームが前記複数の第一の導電性領域のそれぞれ一つと接触するよう構成された第一の先端部を有し、前記第ニの弾性アームが前記複数の第ニの導電性領域のそれぞれ一つと接触するよう構成された第ニの先端部を有する請求項７に記載のプローブカード機構。
【請求項９】
さらに、前記相互接続構造をもう一つ備え、前記相互接続機構と前記もう一つの相互接続機構のそれぞれが、前記スペーストランスフォーマーと前記プリント基板の間の電気的相互接続が前記相互接続機構と前記もう一つの相互接続機構の双方を通じて提供されるように積層されている請求項７に記載のプローブカード機構。
【請求項１０】
前記相互接続機構と前記もう一つの相互接続機構は、（ａ）前記相互接続機構の導電性接触部の前記第一の弾性アームと前記第二の弾性アームの内の一方の先端部と（ｂ）前記もう一つの相互接続機構の導電性接触部の前記第一の弾性アームと前記第二の弾性アームの内の一方の先端部とが接触するように積層されている請求項９に記載のプローブカード機構。
【請求項１１】
さらに、前記相互接続機構をもう一つ備えるとともにスペーサー基板を備え、前記相互接続機構と前記もう一つの相互接続機構のそれぞれが前記プローブカード機構内で前記スペーサー基板の両側に配置されている請求項７に記載の前記プローブカード機構。
【請求項１２】
（ａ）前記相互接続機構の導電性接触部の前記第一の弾性アームと前記第二の弾性アームの内の一方の先端部が前記スペーサー基板の両側の内の一方の側の導電性領域と接触し、（ｂ）前記もう一つの相互接続機構の導電性接触部の前記第一の弾性アームと前記第二の弾性アームの内の一方の先端部が前記スペーサー基板の両側の内の他方の側の導電性領域と接触している請求項１１に記載のプローブカード機構。
【請求項１３】
前記プローブカード機構を用いた半導体デバイスの試験中に、前記フレームと前記導電性接触部の双方が弾性を提供するように構成されている請求項７に記載のプローブカード機構。
【請求項１４】
前記フレームが絶縁材料を含む請求項７に記載のプローブカード機構。
【請求項１５】
前記フレームがポリイミド材料を含む請求項７に記載のプローブカード機構。
【請求項１６】
前記導電性接触部のそれぞれが（ａ）前記フレームの前記第一の面から離反するように延びるもう一つの第一の弾性アーム及び（ｂ）前記フレームの前記第ニの面から離反するように延びるもう一つの第二の弾性アームを有している請求項７に記載のプローブカード機構。
【請求項１７】
プローブカード機構の構成要素間に電気的相互接続を提供するインターポーザーであって、
前記インターポーザーは、第一の相互接続機構と、第二の相互接続機構と、を備え、
前記第一の相互接続機構が（１）複数の第一の開口を有する第一のフレームと、（２）前記第一のフレームに連結された複数の第一の導電性接触部とを備え、各第一の導電性接触部が（ａ）前記第一のフレームの第一の面から離反するように延びる第一の弾性アーム及び（ｂ）前記第一のフレームの第ニの面から離反するように延びる第ニの弾性アームを有し、前記第一の導電性接触部の前記第一の弾性アーム及び前記第一の電導接触部の前記第ニの弾性アームの内の少なくとも一方が前記複数の第一の開口の一つを通じて延びており、
また、前記第二の相互接続機構が（１）複数の第ニの開口を有する第ニのフレームと、（２）前記第ニのフレームに連結する複数の第ニの導電性接触部とを備え、各第二の導電性接触部が（ａ）前記第二のフレームの第一の面から離反するように延びる第一の弾性アーム及び（ｂ）前記第二のフレームの第ニの面から離反するように延びる第ニの弾性アームを有し、前記第二の導電性接触部の前記第一の弾性アーム及び前記第ニの電導接触部の前記第ニの弾性アームの内の少なくとも一方が前記複数の第二の開口の一つを通じて延びており、
前記第一の相互接続機構の第一の導電性接触部及び前記第ニの相互接続機構の第ニの導電性接触部の対応する組の間に導電経路が提供されるようになっていることを特徴とする前記インターポーザー。
【請求項１８】
さらに、前記第一の相互接続機構と前記第二の相互接続機構の間に配置されたスペーサー基板を備えた請求項１７に記載のインターポーザー。
【請求項１９】
（ａ）前記第一の相互接続機構の前記第一の導電性接触部の前記第一の弾性アームと前記第二の弾性アームの内の一方の第一の先端部が前記スペーサー基板の一方の側の導電性領域と接触し、（ｂ）前記第二の相互接続機構の前記第二の導電性接触部の前記第一の弾性アームと前記第二の弾性アームの内の一方の第二の先端部が前記スペーサー基板の他方の側の導電性領域と接触している請求項１７に記載のプローブカード機構。
【請求項２０】
前記第一の相互接続機構と前記第二の相互接続機構は、（ａ）前記第一の相互接続機構の前記第一の導電性接触部の前記第一の弾性アームと前記第二の弾性アームの内の一方の先端部と（ｂ）前記第二の相互接続機構の前記第二の導電性接触部の前記第一の弾性アームと前記第二の弾性アームの内の一方の先端部とが接触するように積層されている請求項１７に記載のインターポーザー。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の相互参照】
【０００１】
本願は２００４年８月１１日に出願された米国仮特許出願第６０／６００,５１２号の利益を主張しており、その全体の開示内容がそのまま参照として本願に組み込まれる。
【技術分野】
【０００２】
本発明は相互接続（内部接続）機構(interconnect assemblies)に関し、より詳しくは集積回路デバイス（例えば、半導体ウエハー）の試験に用いるプローブカードで用いられる相互接続機構に関する。
【背景技術】
【０００３】
メモリーチップを含む集積回路デバイスの試験では、一般にプローブカードが用いられる。プローブカードの一例は、Kulicke and Soffa Industries, Inc.から入手できる。そのプローブカードは、片側に、試験するデバイス(device under test/ＤＵＴ)上（例えば、ウエハー上のダイ）の通常パッドやバンプといった形態をなす外部の電気接触部と接触するように配置された金属プローブのアレイを有する。例えば、典型的なプローブは、一端で基板（スペーストランスフォーマー/space transformer）に連結されてもよいし、またはプローブヘッド内に取り付けられてもよい。また、典型的なプローブカードは、電子試験システムに接続可能な配線を有するプリント基板（ＰＣＢ）を含む。一般に、スペーストランスフォーマーは、ＰＣＢ上の配線の間隔が試験する集積回路デバイス上のパッドの間隔より広いアプリケーションに含まれる。
【０００４】
特定の試験機構では、プローブカードはインターフェースシステムを用いて、電子試験システムの試験ヘッドに電気的に接続される。例えば、このインターフェースシステムは、「ポゴ ”pogo”」ピンとも呼ばれるキャリアに取り付けられる双頭の導電性スプリングピンを備えることもできる。各ポゴピンの一端はプローブカードの導電パッドと接触する。ポゴピンの他端は試験装置と接触する。本願の譲受人に譲渡された米国特許第６,１１４,８６９号はそのようなインターフェースシステムの一例を記述している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
多くの場合、プローブカードは、ＰＣＢ及びスペーストランスフォーマー間に配列されたインターポーザーを含む。残念ながら、従来のプローブカードの多くのインターポーザー（例えば、ポゴピンの構造）は、機械的に複雑で、費用がかかり、プローブカード機構で所望の狭いピッチを提供するのに困難な構造を有している。従って、従来のインターポーザーの欠点の一つまたは複数を解消するプローブカード用の相互接続機構を提供することが望まれていた。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の典型的な実施例によると、プローブカード機構(probe card assembly)の要素(elements)間の電気的相互接続を提供する相互接続機構(interconnect assembly)が提供される。この相互接続機構は、複数の開口を規定するフレームと、該フレームに連結された複数の導電性接触部とを含む。各々の導電性接触部は（ａ）フレームの第一の面から離反するように延びる第一の弾性アーム及び（ｂ）フレームの第二の面から離反するように延びる第二の弾性アームを含む。第一の弾性アーム及び第二の弾性アームの少なくとも一方は、複数の開口の一つを通じて延びている。
【０００７】
また、本発明の他の典型的な実施例によると、プローブカード機構(probe card assembly)が提供される。このプローブカードは、第一の面を有し、該第一の面に隣接する複数の第一の導電性領域を含むスペーストランスフォーマーと、第一の面を有し、該第一の面に隣接する複数の第ニの導電性領域を含むプリント基板と、を備えている。また、このプローブカード機構は、前記スペーストランスフォーマーと前記プリント基板の間の電気的な相互接続を提供する相互接続機構をも備えている。この相互接続機構は、（ａ）複数の開口を有するフレームと（ｂ）前記フレームに連結された複数の導電性接触部と、を含んでいる。各導電性接触部は、（１）前記フレームの第一の面から離反するように延びる第一の弾性アーム及び（２）前記フレームの第ニの面から離反するように延びる第ニの弾性アームを有している。前記第一の弾性アーム及び前記第ニの弾性アームの少なくとも一方が、前記複数の開口の一つを通って延びている。
【０００８】
さらに、他の本発明の典型的な実施例によると、プローブカード機構の要素間の電気的相互接続を提供するためのインターポーザーが提供される。このインターポーザーは、第一の相互接続機構と、第二の相互接続機構と、を備えている。前記第一の相互接続機構は、（１）複数の第一の開口を有する第一のフレームと、（２）前記第一のフレームに連結された複数の第一の導電性接触部とを備えている。各第一の導電性接触部は、（ａ）前記第一のフレームの第一の面から離反するように延びる第一の弾性アーム及び（ｂ）前記第一のフレームの第ニの面から離反するように延びる第ニの弾性アームを有している。前記第一の導電性接触部の前記第一の弾性アーム及び前記第一の電導接触部の前記第ニの弾性アームの内の少なくとも一方が前記複数の第一の開口の一つを通じて延びている。また、前記第二の相互接続機構は、（１）複数の第ニの開口を有する第ニのフレームと、（２）前記第ニのフレームに接続する複数の第ニの導電性接触部とを備えている。各第ニの導電性接触部は、（ａ）前記第二のフレームの第一の面から離反するように延びる第ニの弾性アーム及び（ｂ）前記第二のフレームの第ニの面から離反するように延びる第ニの弾性アームを有している。前記第二の導電性接触部の前記第一の弾性アーム及び前記第ニの電導接触部の前記第ニの弾性アームの内の少なくとも一方が前記複数の第二の開口の一つを通じて延びている。また、前記第一の相互接続機構の第一の導電性接触部及び前記第ニの相互接続機構の第ニの導電性接触部の対応する組の間に導電経路が提供されるようになっている。
【０００９】
なお、以下の発明を実施するための最良の形態の欄では、発明を説明するため、現時点において好ましい発明の形態を図面に示してあるが、本発明が図示されたとおりの構成や手段に限定されるものでないことを理解すべきである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
米国特許第５,６２９,８３７号、第６,０４２,３８７号及び第６,８９０,１８５号、並びに米国特許出願公開第２００５/０１５９０２５号、米国仮特許出願第６０/６４５,８９５号及び第６０/６４６,９２７号は、いずれも電気接続技術に関するものであり、これらの内容はそれぞれそのまま参照により本願に組み込まれる。
【００１１】
本発明の特定の典型的な実施例においては、垂直プローブカード機構における基板（例えば、ＭＬＯまたはＭＬＣスペーストランスフォーマー）とプリント基板（ＰＣＢ）の間で電気的相互接続を与えるために使用するインターポーザーが提供される。典型的なインターポーザーは、二つの相互接続機構間に配置される絶縁シート（例えば、スペーサー基板）を含む。スペーサー基板は、一つのスペーサー基板から他のスペーサー基板まで及ぶ導体（例えば、メッキされたビア）を有する。各相互接続機構は、絶縁材料からなる層及び複数の導電性接触部を含む。各相互接続機構の導電性接触部は、相互接続機構の両側面から弾性を有するように突出して配置される。相互接続機構の一方の面から突出する導電性接触部は、絶縁シート上の導体と接続するように配置されている。相互接続機構の他の側面から突出する導電性接触部は、ＰＣＢまたは基板上の導体パッドのような隣接する導体パッドに接続するように配置されている。
【００１２】
本発明の典型的な実施例においては、絶縁シートは、二つの相互接続機構間に配置されたプリント基板（ＰＣＢ）である。また、ＰＣＢにおける導体は、ＰＣＢの一方の面から他方の面への導電性接続のアレイを提供するスルーホールまたはビアである。
【００１３】
本発明の基本的態様は多様に組み合わせることができる。多様な構成の好ましい態様は、互いに関連付けて使用しても単独で使用してもよい。これらの多様な特徴により従来技術を上回る一定の利点がもたらされる。これらの利点はここに記載され、当業者であれば明細書の記載及び図面を精査することにより理解するであろう。
【００１４】
図面を参照すると、各図において類似した構成要素に似たような参照番号が付されている。図１は、本発明に係るプローブカード機構の一部の概略図であり、参照符号１０がプローブカード機構を示している。プローブカード機構１０は、プリント基板（ＰＣＢ）１２、インターポーザー１４、基板（スペーストランスフォーマー）１６及びプローブヘッド１８を含む。
【００１５】
プローブヘッド１８は、プローブカード１０の使用時に、試験する集積回路（図示せず）上の外部パッド、バンプまたは他の電気的接触部と係合するようになっている多くのプローブピン２０を含む。インターポーザー１４及びスペーストランスフォーマー１６は、取付けネジなどの適切な固定手段２４を用いて保持用環状部材(retaining collar)２２により一体に保持されて、ＰＣＢ１２に固定されている。アライメントはダボ２６のようなガイドによってなされる。スペーサー２８も示されている。本発明は、プローブヘッドに係合したプローブピンを有するプローブカードへの適用に限定されないことを理解すべきである。例えば、プローブカードのプローブピンはプローブヘッドを用いずに基板（例えばスペーストランスフォーマー）に接続することもできる。当業者がよく知る適当な配置のプローブを使用することも可能であり、よって、さらなる説明は不要である。
【００１６】
図1に示した典型的な構造をもう一度参照すると、使用中は、プローブピン２０の後部端（図1における上端）は、スペーストランスフォーマー１６のプローブ側のプローブパッド（図示せず）に係合（接触）するように配置される。プローブピン２０の構造と位置決めは、試験を行う集積回路デバイスの接触部とスペーストランスフォーマー１６のプローブパッドとの間で必要な電気的接続を提供するように設計される。
【００１７】
スペーストランスフォーマー１６のプローブピン２０と反対側の側面（図1における上側の面）（「ＰＣＢフェース」とも呼ばれる）は、ＰＣＢ１２の接触部（ＰＣＢ１２の接触部は図1の略図には示されていない）と電気的に接続するように設計された接触部を有している。図示された実施例においては、この電気的接続は、インターポーザー１４により提供される。ＰＣＢ１２の接触部の位置及び間隔は、スペーストランスフォーマー１６の上面の接触部の位置及び間隔と同じでもよい。あるいは、ＰＣＢ１２の接触部の位置とスペーストランスフォーマー１６のＰＣＢ面側の接触部の位置との間にＸ方向及び／またはＹ方向へのシフトがあってもよい。ＰＣＢを通って延びる導電配線は、接触部（図示されていないが、インターポーザー１４と隣接する図１のＰＣＢ１２の底面に位置する）をＰＣＢの反対側の導電パッド（図示されていないが、図1のＰＣＢ１２の上面に位置する）に接続する。導電パッドは、容易に外部試験を行えるよう十分に間隔を空けて設けられている。
【００１８】
図１に示される典型的な実施例では、スペーストランスフォーマー１６は、例えばＭＬＣ基板またはＭＬＯ基板であってもよい。かかる多層構造の実施例では、各層の表面に導電配線を設けてもよい。多重導電層は、各層間に配線が設けられた状態で積層される。各層の配線を接続するために、これらの層の一つまたは複数の層を通る金属メッキされたスルーホールからなる導電ビアを設けてもよい。単純な典型的な構造では、上層に現れる各ビアは、配線経路とビアホールを経由して、下層に現れる一つのビアと接続され、各経路は残りの経路と電気的に分離される。必要な場合には、コンデンサーや他の部品をスペーストランスフォーマー１６のＰＣＢ側の面に取り付けてもよい。
【００１９】
インターポーザー１４は、ＰＣＢ１２及びトランスフォーマー１６の接触部の高さにおけるわずかなばらつき（即ち、ＰＣＢ１２、インターポーザー１４及びスペーストランスフォーマー１６の主面に対して垂直な方向における各接触部の位置におけるばらつき）を吸収するのに役立つ。接触位置におけるそのようなばらつきは、例えば、ＰＣＢ１２及びスペーストランスフォーマー１６の表面が平坦でないという理由により生じる（例えば、製造中にＰＣＢが湾曲したり、スペーストランスフォーマーが歪んだり、表面が完全に平行ではないといった理由から生じる）。
【００２０】
図１に示された典型的な構造では、インターポーザー１４は、スペーストランスフォーマー１６に隣接する第一の相互接続機構１４ｂ、ＰＣＢ１２に隣接する第二の相互接続機構１４ａ及びそれらの間に配置された絶縁シート１４ｃ（例えば、スペーサー基板）を含む。例えば、絶縁シート１４ｃは、（ａ）第一の相互接続機構１４ｂに隣接する絶縁シート１４ｃの第一の面から（ｂ）第二の相互接続機構１４ａに隣接する絶縁シート１４ｃの第二の面まで延びる導電経路（例えば、メッキされたビア）を有する基板またはＰＣＢであってもよい。
【００２１】
以下において詳細に説明するが、インターポーザー１４の各相互接続機構（例えば、１４ａ及び１４ｂ）は、絶縁シート（例えば、絶縁フレームまたはグリッド）及び絶縁シートの上下に延びる複数の導電性接触部を含む多層構造であってもよい。
【００２２】
図1に示すインターポーザー１４は、絶縁シート１４ｃで分離された二つの相互接続機構（例えば、１４ａ及び１４ｂ）を含む。しかし、代替的な構造も考えられる。例えば、図２を参照すると、典型的なプローブカードの一部が、簡易化のために様々な要素（例えばプローブ要素）を取り除いた概略図で示されている。この典型的なプローブカードは、接触部１１２ａ（例えば、接触パッド１１２ａ、導電配線１１２ａ等）を有するＰＣＢ１１２及び接触部１１６ａ（例えば、導体パッド１１６ａ、導電配線１１６ａ等）を含む基板１１６（例えば、スペーストランスフォーマー１１６）を含む。ＰＣＢ１１２及びスペーストランスフォーマー１１６間に電気的接続を提供するのは相互接続機構１１４である。相互接続機構１１４は、フレキシブル基板２０２により支持された複数の導電性接触部２００を含む。例えば、フレキシブル基板２０２はポリイミド基板であってもよい。また、導電性接触部２００は、基板２０２を選択的にメッキして形成してもよい（あるいは、導電層をエッチングするなどして蒸着により形成してもよい）。この場合、各導電性接触部が図示された形状を有するように（例えば、機械的に）操作される。
【００２３】
各導電性接触部２００は、（ａ）フレキシブル基板２０２と接触する中心部２００ｃ、（ｂ）ＰＣＢ１１２の接触部１１２ａと接触するように構成された上部接触アーム２００ａ及び、（ｃ）スペーストランスフォーマー１１６の接触部１１６ａと接触するように構成された下部接触アーム２００ｂを含む。また、好ましくは、スペーサー／シム２０４が相互接続機構１１４を所望のレベルを越えて圧縮させないようにする機械的ストッパとして設けられる。
【００２４】
図２を図1と対比して見ると明らかであるが、本発明に係る単一の相互接続機構１１４は、プローブカードのＰＣＢとスペーストランスフォーマーとの間で弾性的な電気的相互接続を提供するために用いられてもよい。これに対し、図１のインターポーザー１４は、絶縁シート１４ｃの両側に設けられた二つの相互接続機構１４ａ及び１４ｂを含んでいる。特定の用途（例えば、サイズの制約や所望のコンプライアンスなど）に応じて、図示された構造のいずれかを（発明の範囲内にある他の構造と同様に）選択することができる。
【００２５】
図３Ａは導電性接触部３００の斜視図である。接触部３００は、中心部３００ｃ（すなわち、フレーム３００ｃ）、中心部３００ｃから延びる二つの上部接触アーム３００ａ及び中心部３００ｃから延びる二つの下部接触アーム３００ｂを含む。以下において詳細に説明するが、接触部３００のような接触部は、アディティブプロセス（例えば、フォトリソグラフィを使用した選択的なメッキ加工）やサブトラクティブプロセス（例えば、導電性シートのエッチングまたはレーザー加工）などの数多くの方法で形成することができる。そのプロセス（例えば、アディティブまたはサブトラクティブプロセス）の後で、所望する形状を有するように上部及び下部アームの操作を行ってもよい。
【００２６】
図３Ｂ−３Ｄは、それぞれ、複数の接触部３００を含む相互接続機構３５０を示したものである。接触部３００のアレイが絶縁シート３１０に設けられている。絶縁シート３１０（例えば、ポリイミドシート）は、下部接触アーム３００ｂが延びる複数の開口を有している。もちろん、完成した相互接続機構はプローブカード機構において使用するために多くの接触部３００（例えば、何百、何千、それ以上の接触部）を包含してもよい。図３Ｂ−３Ｄには簡易化のために、９つの接触部３００が図示される。図３Ｂに示されているように、接触部３００は、絶縁シート３１０の一部であるスペース３１０ａにより互いに絶縁されている。
【００２７】
図３Ａ−３Ｄに示された本発明の典型的な実施例においては、各導電性接触部３００は、ほぼ三角の形状を有し、プローブカード機構の幾つかの部分（例えば、ＰＣＢ上の導体パッド、スペーストランスフォーマー上の導体パッド、図1の絶縁シート１４ｃのような絶縁シート／スペーサーの導電性領域等）と接触するように構成された先端へ延びるアーム３００ａ／３００ｂを有する。本発明に係る導電性接触部のアームの形状と先端は、所望のレベルの弾性及び／または接触力を有するように選択することができる。
【００２８】
例えば、接触部３００は、従来のリソグラフ方法により形成してもよく、あるいは各接触部３００の中心部３００ｃが絶縁シート３１０の各セルの周縁に位置するようにグリッド５０に接着あるいは付着させることにより形成してもよい（例えば、絶縁シート３００のセルは、接触部３００を受け入れるように構成されたシートの領域であってもよく、また接触部３００のアームの一部を受け入れるように構成された絶縁シート３００の対応する開口でもよい）。
【００２９】
本発明の特定の典型的な実施例においては、接触部３００は絶縁シート３００上に直接形成される。例えば、接触部は、シート３００上に選択的にメッキされ、その後で（例えばレーザー切断により）開口を形成することにより形成してもよい。他の典型的な代替手段は、接触部３００が形成される間、絶縁シート３１０の開口を塞ぐためにレジスト材料を用いることである。接触部３００の形成後、レジスト材料は、当業者が知る任意の従来技術によって取り除くことが可能である。さらに他の典型的な代替手段によると、接触部３００を連続構造として絶縁シート３１０から分離して形成し、絶縁シート３１０に接着（例えば、接着剤により）してもよい。接触部３００を結合する構造部分（例えば“連続”構造を作るタイバー）は、接触部３００を絶縁シート３１０に接着した後で取り除く（例えば、切除する）ことが可能である。そして、アームは図３Ａ−３Ｂに示された方向に絶縁シートの残りの面から外側に曲げることができる。
【００３０】
図４Ａは、図２に示された典型的な導電性接触部または図３Ａ−３Ｄに示された導電性接触部とは異なる形状を有する導電性接触部４００の斜視図である。接触部４００は、中心部４００ｃ、二つの上部接触アーム４００ａ及び二つの下部接触アーム４００ｂを含む。図４Ｂは、相互接続機構４５０の斜視図であって、絶縁シート４１０上に設けられた９つの接触部４００を図示している。相互接続機構４５０の一部分のみが図４Ｂに示されている。絶縁シート４１０（例えば、ポリイミドシート）は、図４Ｂで一部だけが見える部分４１０ａを有しており、当該部分４１０ａは、各接触部４００の中心部４００ａの下に位置している。
【００３１】
図４Ａに関し説明かつ図示される導電性接触部４００は、図３Ａに示すような他の接触部を上回る一定の利点を有する。この形状により、中心部４００ｃによって導電性接触部４００及び絶縁シート４１０の間のインターフェースが改良される。この改良されたインターフェースにより、絶縁シート４１０（例えばポリイミドシート）はスプリング要素として、さらに活用ができる。例えば、接触部４００の中心部４００ｃが絶縁シートの一部と接続しているため、接触部４００はこのインターフェースを中心に回転する。従って、接触力が高められ、オーバードライブポテンシャル(overdrive potential)が高められる。
【００３２】
図４Ａに示されるように、特定の導電性接触部４００の隣り合う接触アーム（例えば、二つの上部接触アーム４００ａ）は、スロット／開口により分離されている。当該スロットまたは開口は、導電性接触部に加わる応力（例えば、半導体ウエハーデバイスの試験中に加わる圧縮応力）を分散する。さらに、当該スロットまたは開口は、それぞれの導電性接触部を通じて送られる信号を分離するために使用してもよい。
【００３３】
図５Ａ−５Ｂは、積層接触部（積層された接触部のセット）を含む他の典型的な相互接続機構の一部を示す。より詳細には、図５Ａ−５Ｂは、中心部５００ｃ、上部接触アーム５００ａ及び下位接触アーム５００ｂを含む接触部５００を示す。接触部５００は、それぞれの接触アームを受け入れる複数の開口を有する絶縁シート５１０に固定される。図５Ａ−５Ｂには単数の接触部５００が示されているが、複数の接触部がプローブカード機構と接続して使用される絶縁シート５１０により支持されるということを理解すべきである。もう一つの接触部５０２は、中心部５０２ｃ、上部接触アーム５０２ａ及び下位接触アーム５０２ｂを含むものとして図示されている。接触部５０２は、それぞれの接触アームを受け入れるための複数の開口が設けられた絶縁シート５２０に固定される。
【００３４】
図５Ａ−５Ｂに示す構造において、接触部のセット（一方の接触部のセットが接触部５００を含み、もう一方の接触部のセットが接触部５０２を含む）が積層され、所望するプローブカードの構造に、例えば、さらなる弾性や高さを提供する。
【００３５】
図４Ａ−４Ｂに示すねじれ接触部４００の先端部と対照的に、接触部５００は上部接触アーム５００ａ及び下部接触アーム５００ｂのそれぞれにおいて（先の尖っていない）平らな端部を含む。この平らな端部は、特に図５Ａ−５Ｂの積層構造において、接触アーム５００ｂ及び接触アーム５０２ａ間のインターフェース領域５３０における表面積を増加させるのに有益である。
【００３６】
ここに示される本発明の多様な典型的実施例では、導電性接触部（例えば、図４Ａ−４Ｂに示された導電性接触部４００）及び絶縁シート（例えば、図４Ｂに示される絶縁シート４１０）の双方が半導体デバイス（例えば、半導体ウエハー部分）を備えたプローブカードにより当該半導体デバイスを試験している間弾性力を提供するという点で、利便がもたらされる。
【００３７】
本発明に係る相互接続機構の典型的な形成プロセスをここに説明する。絶縁シート（例えば、ポリイミドシート）は、その片面または両面をシード層（例えば、薄さ９ミクロン未満の薄い銅層）により（例えば、蒸着により）被覆してもよい。絶縁シートの第一面（コーティングされた面）は、選択的に（例えば、ニッケル、ニッケル合金等の）導電性材料でメッキすることができ、その結果、所望の導電性接触部の大まかな形状（しかし、まだ寸法が定まっていない形状）が形成される。メッキ加工は電気的蒸着のようなプロセスであるため、平らな導電性接触部はタイバーまたはそれと同様のものを介して一緒に短絡させることもできる。
【００３８】
絶縁シートの両面がシード層により覆われた実施例においては、第二の絶縁シート面は、絶縁シートの絶縁性材料の部分（例えば、ポリイミド材料）を露出するように、選択的にエッチングを施すことができる。例えば、この選択的エッチングを施すことにより、最終的にポリイミド材料により画定される開口として実質的に形成されるポリイミド領域を露出させることができる。次に、ポリイミド材料は、該ポリイミド材料に開口（例えば、長方形の開口）を形成するためレーザー切断加工が施される。このレーザー切断加工は、反対側の面の導電性メッキ（すなわち、所望の導電性接触部の大まかな形状を有する導電性メッキ）と干渉しないように、例えば電力または波長のパラメータを使用して行われる。
【００３９】
残りのシード層材料はどれも最終的には（例えば、エッチングにより）取り除かれ、平らな導電性接触部を短絡させるタイバーまたは他の短絡手段も（例えば、レーザー切除により）取り除かれる。導電性接触部は次に、例えば、ここに示された典型的な形状（例えば、図３Ａ、図４Ａ、図５Ａ等に示された形状）のような所望の形状を有するように（例えば、所望の形の溝を有する形成ブロック及びワイヤボンディング工具のようなパンチング工具を使用して）機械的に曲げられる。このベンディングプロセスは、例えば同時に一方の面に対して実行することができる。
【００４０】
導電性接触部は（例えば、形成過程(”shaping process”)の前または後で）被覆してもよい。例えば、接触部は伝導性を高めるために（例えば、金で）被覆してもよい。同様に、先端部の損耗を減らすために、導電性接触部の全てまたは一部（例えば、アームの先端）を（硬質金、パラジウムコバルト等で）被覆してもよい。
【００４１】
当業者が理解できるような事項は、この簡単な説明からは省略されている。例えば、導電性接触部材料の選択的メッキは、フォトリソグラフィまたは他のリソグラフィ加工のような加工によって行ってもよい。
【００４２】
この過程は本来典型的なものであり、本発明はこれに限定されない。例えば、特定の材料は電気蒸着プロセスにうまく適合しない。従って、もしそのような材料（例えば、ベリリウム銅）を導電性接触部の形成材料として選択すると、その材料はおそらく電気的に蒸着できず、むしろ所望の部分が（例えば、レーザー加工またはそれと同様なサブトラクティブな加工により）取り除かれるシートとして提供されることになるかもしれない。
【００４３】
図示された本発明の特定の典型的な実施例では、スペーサー／シム（例えば、図２に示されたスペーサー２０４）が設けられている。例えば、当該スペーサーの厚みと導電性接触部のアームの形状や曲げは、アームの先端が対応する導体パッドまたは同様のものに対して、過度の接触力を与えることなく、所望の電気的接続を提供することができるように、適宜選択することができる。また、アームの弾性は（及び絶縁シートの弾性）、隣接する導体パッド等の高さにおける所望のレベルの不均一を吸収するように構成できる。
【００４４】
数値の例として、スペーサー／シム（例えば、図２に示されるスペーサー２０４）は、各相互接続機構の絶縁シートと、接触アームの先端が係合するように構成される面の間に、約４ミル（１００マイクロメートル）の隙間を両側に確保するように設定できる。もちろん、この数値は実際、典型的なものであり、希望の数値を選ぶことができる。さらに、相互接続機構の上側に形成される隙間は、相互接続機構の下側に形成される隙間と異なるように選択可能である。そのような場合は、スペーサー／シム（例えば、図２に示されたスペーサー２０４）は異なる厚みを有するように選択できる。
【００４５】
本発明の典型的な実施例によると、相互接続機構（または、一または複数の相互接続機構を組み込むインターポーザー）の全体的な厚みは、プローブカード機構の他の部分を再設計せずに既存のポゴピンタワー（”pogo pin tower”）と置きかえることができるように設定することができる。
【００４６】
本発明は、特定の典型的な実施例に関し、ここに説明され図示される。当業者は、本発明の精神と範囲に逸脱することなく、前述したまたはそれ以外の様々な変形や省略や付加を行ってもよいということを理解すべきである。
【００４７】
例えば、様々な実施例がスペーストランスフォーマー（例えば、図１に示される構成はスペーストランスフォーマー１６を含む）に関して説明されているが、もし試験する集積回路（ＩＣ）デバイス上の導体パッドのスペースが十分に広い場合には（例えば、全体または部分的にパッケージされたＩＣデバイスの特定の試験の場合）、スペーストランスフォーマーは省略してもよい。その場合は、相互接続機構の導電性接触部の突出アームの先端がＩＣデバイスの導体パッドと直接係合（接触）できる。
【００４８】
以上、本発明について、主に、絶縁シートに長方形の開口のアレイが形成され、各開口が対応する導電性接触部のアームを受け入れるようになっている例に基づいて説明したが、本発明はそれらに限定されるものではない。長方形のグリッドは、多くの場合、最もコンパクトな開口／導電性接触部の構成ではあるが、他の構成も考え得る。
【００４９】
また、以上において、本発明は、特定の形状／構成を有する導電性接触部（例えば、図３Ａ及び４Ａに示される導電性接触部）に関して説明されているが、本発明はそれらに限定されるものではない。むしろ、接触部の形状／構成は、所望の接触先端部の位置や所望の弾性等を有するように適宜選択できる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】図１は、本発明の典型的な実施例に係るインターポーザーを含むプローブカード機構の一部分の概略図である。
【図２】図２は、本発明の典型的な実施例に係る相互接続機構を含むプローブカード機構の一部分の概略図である。
【図３Ａ】図３Ａは、本発明の典型的な実施例に係る相互接続機構の導電性接触部の斜視図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、本発明の典型的な実施例に係る複数の導電性接触部を含む相互接続機構の一部分の斜視図である。
【図３Ｃ】図３Ｃは、図３Ｂの相互接続機構の一部分の上面図である。
【図３Ｄ】図３Ｄは、図３Ｂの相互接続機構の一部分の側面図である。
【図４Ａ】図４Ａは、本発明の典型的な実施例に係る相互接続機構の導電性接触部の斜視図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、本発明の典型的な実施例に係る複数の導電性接触部を含む相互接続機構の一部分の斜視図である。
【図５Ａ】図５Ａは、本発明の典型的な実施例に係る二つの相互接続機構の一部分の斜視図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、図５Ａの側面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【国際調査報告】
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