(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に配置された導電性端子と、前記基板に結合したプローブアセンブリと、を備えるプローブカードアセンブリであって、
前記プローブアセンブリが、複数のガイド穴を有するガイド板と、導電性プローブと、を有し、
前記プローブがそれぞれ、基端、接触端、及び前記基端と前記接触端との間の細長い可撓性本体を有し、
前記プローブの前記本体の一部が、前記複数のガイド穴のうち１つのガイド穴の内部に配置され、前記１つのガイド穴の中での前記プローブの移動を低減するのに十分な垂直力を、前記１つのガイド穴の側壁に対して加えるように構成された圧縮可能な湾曲構造を有し、
前記圧縮可能な湾曲構造が、前記１つのガイド穴の内部に配置された前記本体の前記一部の主要部分から延在する片持ち梁式ビームを有する、プローブカードアセンブリ。
【請求項２】
電子機器を試験するテスタへのインタフェースをさらに備え、前記プローブが前記端子に電気的に接続し、前記端子が前記インタフェースに電気的に接続する、請求項１に記載のプローブカードアセンブリ。
【請求項３】
前記１つのガイド穴の前記側壁に対する前記垂直力が、前記側壁に実質的に平行である摩擦力をもたらす、請求項１に記載のプローブカードアセンブリ。
【請求項４】
前記摩擦力が、前記プローブにかかる重力の少なくとも２倍大きい、請求項３に記載のプローブカードアセンブリ。
【請求項５】
前記プローブの前記接触端にかかり、前記プローブの前記細長い本体を屈曲又は座屈させるのに十分な接触力が、少なくとも前記摩擦力の２倍である、請求項４に記載のプローブカードアセンブリ。
【請求項６】
電子機器の端子との接触により前記プローブの前記接触端にかかり、前記プローブと前記端子の間に電気接続を確立するのに十分である接触力が、前記摩擦力の少なくとも２倍である、請求項４に記載のプローブカードアセンブリ。
【請求項７】
非圧縮状態では、前記圧縮可能な湾曲構造の横方向の幅が、前記１つのガイド穴の横方向の幅より大きい、請求項１に記載のプローブカードアセンブリ。
【請求項８】
前記１つのガイド穴の中に配置されると、前記圧縮可能な湾曲構造が少なくとも部分的に圧縮される、請求項１に記載のプローブカードアセンブリ。
【請求項９】
前記片持ち梁式ビームが、前記本体の前記一部の前記主要部分に結合するベース、及び前記ベースの反対側の自由端を有し、
前記片持ち梁式ビームが、前記ベースから前記自由端へと伸長し、
前記片持ち梁式ビームの前記自由端が、前記自由端と前記本体の前記一部の前記主要部分との間の空間を通って移動可能である、請求項１に記載のプローブカードアセンブリ。
【請求項１０】
前記片持ち梁式ビームが非圧縮状態にある間、前記自由端、前記空間、及び前記本体の前記一部の前記主要部分の横方向の幅が、前記１つのガイド穴の横方向の幅より広い、請求項９に記載のプローブカードアセンブリ。
【請求項１１】
前記１つのガイド穴の中に配置されると、前記片持ち梁式ビームが、少なくとも部分的に圧縮した状態になり、その場合の前記空間が、前記片持ち梁式ビームが前記非圧縮状態にある場合の前記空間より小さくなる、請求項１０に記載のプローブカードアセンブリ。
【請求項１２】
前記ベースと前記片持ち梁式ビームの前記自由端とを通るビーム軸と、前記１つのガイド穴の前記側壁に平行な軸と、の間の角度が少なくとも１°である、請求項９に記載のプローブカードアセンブリ。
【請求項１３】
基板上に配置された導電性端子と、前記基板に結合したプローブアセンブリと、を備えるプローブカードアセンブリであって、
前記プローブアセンブリが、複数のガイド穴を有するガイド板と、導電性プローブと、を有し、
前記プローブがそれぞれ、基端、接触端、及び前記基端と前記接触端との間の細長い可撓性本体を有し、
前記プローブの前記本体の一部が、前記複数のガイド穴のうち１つのガイド穴の内部に配置され、
前記プローブの前記基端が、前記１つのガイド穴の外側に配置され、圧縮可能な湾曲を有し、
前記圧縮可能な湾曲が非圧縮状態にある間に、前記圧縮可能な湾曲が前記１つのガイド穴より広く、前記基端が前記１つのガイド穴に入るのを防止し、
十分に大きい力を前記プローブの前記本体に適用すると、前記圧縮可能な湾曲を圧縮して前記１つのガイド穴に入れる、プローブカードアセンブリ。
【請求項１４】
前記力が、前記プローブにかかる重力より少なくとも２倍大きい、請求項１３に記載のプローブカードアセンブリ。
【請求項１５】
基板上に配置された導電性端子と、前記基板に結合したプローブアセンブリと、を備えるプローブカードアセンブリであって、
前記プローブアセンブリが、複数のガイド穴を有するガイド板と、導電性プローブと、を有し、
前記プローブがそれぞれ、基端、接触端、及び前記基端と前記接触端との間の細長い可撓性本体を有し、
前記プローブの前記本体の一部が、前記複数のガイド穴のうち１つのガイド穴の内部に配置され、
前記プローブの前記基端が、前記１つのガイド穴の外側に配置され、前記１つのガイド穴より広く、前記基端が前記１つのガイド穴に入るのを防止する、プローブカードアセンブリ。
【請求項１６】
基板上に配置された導電性端子と、前記基板に結合したプローブアセンブリと、を備えるプローブカードアセンブリであって、
前記プローブアセンブリが、複数のガイド穴を有するガイド板と、導電性プローブと、を有し、
前記プローブがそれぞれ、基端、接触端、及び前記基端と前記接触端との間の細長い可撓性本体を有し、
前記プローブの前記本体の一部が、前記複数のガイド穴のうち１つのガイド穴の内部に配置され、前記１つのガイド穴の中での前記プローブの移動を低減するのに十分な垂直力を、前記１つのガイド穴の側壁に対して加えるように構成されたバネ機構を有し、
前記ガイド板が、上部ガイド板であり、
前記１つのガイド穴が、前記上部ガイド板の上部ガイド穴であり、
前記１つのガイド穴の内部に配置された前記プローブの前記本体の前記一部が、前記基端に隣接する前記プローブの前記本体の上部部分であり、
前記プローブカードアセンブリがさらに、複数の下部ガイド穴を有する下部ガイド板を備え、
前記プローブがさらに、前記複数の下部ガイド穴のうち１つの下部ガイド穴の内部に配置された前記本体の下部部分を有し、
前記１つのガイド穴が、前記側壁に実質的に平行である軸に沿って前記１つの下部ガイド穴と実質的に整列し、
前記プローブの前記上部部分が前記側壁に実質的に直角である方向に、前記プローブの前記下部部分から、前記プローブの前記上部部分が前記垂直力で前記側壁に押し付けられるほど十分にオフセットする、プローブカードアセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
[0001]  幾つかのタイプのプローブカードアセンブリは、それぞれが離隔して配置されたガイド板の穴内に配置された細長いプローブを備えている。試験対象の電子機器の端子をプローブの接触端に押し付けると、プローブはガイド板の穴の中で摺動及び／又は屈曲することができ、それによってプローブの反対端が試験中の電子機器の端子とプローブカードアセンブリの端子との間で圧縮されることを確保することができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００２】
[0001]  しかしながら、プローブはガイド板の穴内で移動することができるので、プローブは、プローブカードアセンブリを使用して電子機器を試験する前に、所定の位置から出てしまうことがある。また、プローブが穴の中で移動することによって、アセンブリの作業、及びプローブカードアセンブリの修理作業がさらに困難になることがある。本発明の実施形態は、プローブのこのような所望しない移動を抑制し、したがってこのような所望しない移動から生じる問題を回避することができる。
【課題を解決するための手段】
【０００３】
[0002]  幾つかの実施形態では、プローブカードアセンブリは、基板上に配置された導電性端子、及び基板に結合したプローブアセンブリを含むことができる。プローブアセンブリは、ガイド板及び導電性プローブを含むことができる。各プローブは、基端、接触端、及び基端と接触端との間の細長い可撓性本体を含むことができる。本体の一部は、ガイド穴のうち１つの内部に配置することができ、ガイド穴の側壁に垂直力を加えるように構成された第１のバネ機構を含むことができる。垂直力は、ガイド穴内のプローブの移動を低減させるほど十分に大きくてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０００４】
【図１Ａ】[0003]本発明の幾つかの実施形態によるプローブカードアセンブリの一例の斜視底面図である。
【図１Ｂ】[0004]図１Ａのプローブカードアセンブリの側断面図である。
【図１Ｃ】[0005]本発明の幾つかの実施形態によりガイド穴に配置され、ガイド穴内のプローブの不注意による移動を阻害するバネ機構を備えるプローブの上部本体部分の詳細図である。
【図２Ａ】[0006]本発明の幾つかの実施形態によりバネ機構が片持ち梁式ビームを備えるプローブの部分側断面図である。
【図２Ｂ】[0007]十分に圧縮した状態の図２Ａの片持ち梁式ビームを示す。
【図２Ｃ】[0008]ガイド板のガイド穴に挿入した図２Ａのプローブを示す。
【図３】[0009]本発明の幾つかの実施形態によりバネ機構が、それぞれが両端にて支持された複数のビームを備えるプローブの部分側断面図である。
【図４】[0010]本発明の幾つかの実施形態により、バネ機構が両端にて支持されたビームを備えるプローブの部分側断面図である。
【図５Ａ】[0011]図１Ａ〜図１Ｃのプローブカードアセンブリであるが、本発明の幾つかの実施形態により圧縮可能な止め構造を有するプローブを有するプローブカードアセンブリの側断面図である。
【図５Ｂ】[0012]本発明の幾つかの実施形態による図５Ａの圧縮可能な止め部の詳細図である。
【図５Ｃ】[0013]本発明の幾つかの実施形態による図５Ｂの圧縮可能な止め部の圧縮状態の詳細図である。
【図６Ａ】[0014]本発明の実施形態により圧縮可能な止め構造が片持ち梁式ビームを有するプローブの部分側断面図である。
【図６Ｂ】[0015]本発明の幾つかの実施形態により圧縮可能な止め構造が片持ち梁式ビームを有する図６Ａのプローブの部分側断面図である。
【図７Ａ】[0016]本発明の幾つかの実施形態により圧縮可能な止め構造が中空の球構造を有するプローブの部分側断面図である。
【図７Ｂ】[0017]本発明の幾つかの実施形態により中空の球構造を有する圧縮可能な止め構造が圧縮されている図６Ａのプローブの部分側断面図である。
【図８】[0018]本発明の幾つかの実施形態により図１Ａ〜図１Ｃのプローブカードアセンブリを使用することができる試験システムの一例を示す。
【図９】[0019]本発明の幾つかの実施形態により、下部ガイド板のガイド穴の内部にあるプローブ本体の下部部分が、上部ガイド板のガイド穴の内部にあるプローブ本体の上部部分からオフセットしたプローブの一例を示す。
【図１０】[0020]本発明の幾つかの実施形態により、下部ガイド板のガイド穴が上部ガイド板のガイド穴からオフセットした一例を示す。
【発明を実施するための形態】
【０００５】
[0021]  本明細書では、本発明の例示的実施形態及び適用について説明する。しかしながら、本発明はこれらの例示的実施形態及び適用、又は例示的実施形態及び適用が動作するか、又はそれについて本明細書で説明する方法に限定されない。さらに、図面は簡略化した図又は部分図を示すことがあり、図面にある要素の寸法は明快さを期して誇張するか、又は同じ割合ではないことがある。また、本明細書で「上にある」、「取り付けられる」、又は「結合する」という用語を使用する場合、１つの対象（例えば材料、層、基板など）は、別の対象に対して、その１つの対象が他方の対象上に直接あるか、取り付けられているか、結合されているか、又は１つの対象と他方の対象との間に１つ又は複数の介在する対象があるかにかかわらず、その「上にある」、「取り付けられる」、又は「結合する」ことができる。また、方向（例えば真上、真下、頂部、底部、側部、上方向、下方向、下、上、上部、下部、水平、垂直、「ｘ」、「ｙ」、「ｚ」など）が提供されている場合、それは相対的であり、専ら例示によってのみ、及び例示及び説明を容易にするために提供されているのであり、限定により提供されているのではない。また、要素のリスト（例えば、要素ａ、ｂ、ｃ）について言及する場合、このような言及は、列挙された要素のうちいずれか１つを単独で、列挙された要素の全部ではない部分の任意の組み合わせを、及び／又は列挙された要素の全部の組み合わせを含むものとする。
【０００６】
[0022]  本明細書で使用する「実質的に」は、意図された目的に作用するのに十分であることを意味する。「実質的に平行」とは、平行の±５°以内を意味する。「実質的に垂直」は、垂直の±５°以内を意味する。「実質的に直交」は、直交の±５°以内を意味する。「実質的に直角」は、直角の±５°以内を意味する。
【０００７】
[0023]  「同類物」という用語は複数を意味する。「細長い」は、任意の他の寸法より大きい長さ寸法を有することを意味する。
【０００８】
[0024]  方向は、少なくとも場合によっては図面に図示され、本明細書では直交軸ｘ、ｙ及びｚに関して言及する。ｚ方向はｚ軸に平行である方向を指す。図面に図示されているように、ｚ軸、したがってｚ方向は垂直とすることができ、ｘ、ｙ面は水平とすることができる。あるいは、ｘ、ｙ及びｚ軸は、ｚ軸が垂直である以外に配向することもできる。
【０００９】
[0025]  本発明の幾つかの実施形態では、プローブカードアセンブリの上部及び下部ガイド板の対応する穴に配置された細長い可撓性プローブは、ガイド板のうち１つの穴の側壁に対して垂直力を加える１つ又は複数のバネ機構を含むことができる。垂直力の結果、側壁に対して側壁に実質的に平行である摩擦力が生じ、これは穴の中におけるプローブの移動を低減させるか、又は阻害することができる。
【００１０】
[0026]  図１Ａ〜図１Ｃは、本発明の幾つかの実施形態により、上部ガイド板１２４の上部ガイド穴１２６の側壁１６０に対して垂直な（すなわち、実質的にｘ、ｙ面に平行である）力を加え、それによって側壁１６０に実質的に平行である摩擦力を提供するために、それぞれがバネ機構１６２を有するプローブ１４０を備えるプローブカードアセンブリ１００の例を示す。摩擦力は、側壁１６０に平行である上部ガイド穴１２６中のプローブ１４０の所望しない移動を低減させるか、又は阻害することができる。
【００１１】
[0027]  図示のように、プローブカードアセンブリ１００は、電気的インタフェース１０４と、配線基板１０２と、プローブアセンブリ１２０と、を備えることができる。図８に関して以下で説明するように、インタフェース１０４は、電子機器１８０の試験を制御するために、テスタとの間の電気接続部を提供することができる。電子機器１８０は、例えば、１つ又は複数の（ダイを作製する元となる半導体ウェーハから個片化されているか、又は個片化されていない）半導体ダイ及び／又は他のタイプの電子機器でよい。インタフェース１０４は、複数の電気接続部を提供する任意の電気コネクタを備えることができる。インタフェース１０４は、例えば１つ又は複数の無挿入力の電気コネクタ、ポゴピンパッドなどでよい。
【００１２】
[0028]  図示のように、インタフェース１０４は配線基板１０２上に配置することができ、これによってインタフェース１０４と端子１０８の間に電気接続部１０６を提供することができ、これは配線基板１０２の下面１１０上に配置することができる。配線基板１０２は、例えば、内部及び／又は外部電気接続部などを備えるプリント回路盤、セラミック基板などの配線盤とすることができる。電気接続部１０６は、例えば、配線基板１０２上及び／又は内の導電性通路及び／又はトレースとすることができる。配線基板１０２の下面１１０は、例えば、ｘ、ｙ面に実質的に平行とすることができる。
【００１３】
[0029]  図１Ａ及び図１Ｂに示すように、プローブアセンブリ１２０は、フレーム１２２内に配置することができる上部及び下部ガイド板１２４及び１２８のガイド穴１２６及び１３０内に配置された導電性プローブ１４０を備えることができる。図示のように、ガイド板１２４と１２８が実質的に平行で、離隔して配置されるように、上部ガイド板１２４及び下部ガイド板１２８をフレーム１２２に取り付けるか、又はその中に配置することができる。例えば、ガイド板１２４及び１２８は配線基板１０２の表面１１０に実質的に平行とすることができ、これは以上で説明したようにｘ、ｙ面に実質的に平行とすることができる。これも図示のように、上部ガイド板１２４には上部ガイド穴１２６があり、下部ガイド板１２８には対応する下部ガイド穴１３０があってよく、プローブ１４０をガイド穴１２６及び１３０内に配置することができる。図１Ｃに見られるように、上部穴１２６のそれぞれの側壁１６０はｚ軸に実質的に平行とすることができる。
【００１４】
[0030]  図１Ｂに示すように、各プローブ１４０は、基端１４２と、接触端１５０と、基端１４２と接触端１５０の間の細長い可撓性本体１４６と、を備えることができる。図示のように、基端１４２と接触端１５０はプローブ１４０の対向する端部にあってよい。図１Ｂに見られるように、各プローブ１４０の本体１４６の上部部分１４４は、上部ガイド板１２４の上部ガイド穴１２６のうち１つの内側に配置することができ、各プローブ１４０の下部部分１４８は、下部ガイド板１２８の下部ガイド穴１３０のうち対応する１つの中に配置することができる。図示のように、上部部分１４４は、基端１４２に隣接する本体１４６の一部とすることができ、下部部分１４８は、接触端１５０に隣接する本体１４６の一部とすることができる。プローブ１４０が穴１２６及び１３０内で実質的にｚ方向に移動（例えば摺動）できるように、各プローブ１４０の本体１４６の幅、厚さ、直径などの寸法は、対応する上部及び下部穴１２６及び１３０の幅、厚さ、直径などの寸法より小さくすることができる。したがって、プローブ１４０はガイド板１２４及び１２８内で「浮遊する」と言うことができる。したがって、本明細書で使用する「浮遊する」又は「浮遊」は、プローブ１４０がガイド板１２４及び１２８の穴１２６及び１３０内で実質的にｚ方向に移動（例えば摺動）できることを意味する。
【００１５】
[0031]  図１Ｂに示すように、フレーム１２２は、プローブ１４０の基端１４２が配線基板１０２の端子１０８に接触するか、又は少なくとも隣接するように、配線基板１０２に結合することができる。これも図示のように、電子機器１８０の端子１８２は、移動Ｍしてプローブ１４０の接触端１５０と接触させ、それに押し付けることができる。その結果としてプローブ１４０の接触端１５０上に生じる実質的にｚ方向の接触力が、プローブ１４０の基端１４２を配線基板１０２の端子１０８にしっかり押し付け、したがってプローブ１４０の細長い本体１４６を屈曲させるか、又は座屈させることさえできる。これで、プローブ１４０と電子機器１８０の端子１８２との間に圧力ベースの電気接続部を生成し、したがって端子１８２からプローブ１４０及び電気接続部１０６を通ってインタフェース１０４までの電気接続部を確立することができる。
【００１６】
[0032]  以上で説明したように、プローブ１４０はガイド板１２４及び１２８内に浮遊しているので、プローブ１４０のうち１つ又は複数が、電子機器１８０との接触以外の力に応答して、ガイド穴１２６及び１３０内で所望しない状態で移動（例えばシフト、摺動など）するか、又はさらにはガイド穴１２６及び１３０から落下することさえ可能である。例えば、重力、清浄媒体（例えば、ゲル系清浄媒体）からの力、プローブ先端１５０が１８２に接着することによる力、プローブカードアセンブリ１００の偶発的な振動の力などが、ガイド穴１２６及び１３０内で１つ又は複数のプローブ１４０のこのような所望しない移動を引き起こすか、又は、１つ又は複数のプローブ１４０をガイド穴１２６及び１３０から落下させることさえある。図１Ｃは、プローブ１４０のこのような所望しない移動を防止することができる各プローブ１４０の形態を示す。
【００１７】
[0033]  図１Ｃに示すように、各プローブ１４０の基端１４２は対応する上部ガイド穴１２６より大きくすることができ、これによってプローブ１４０がガイド穴１２６から落下するのを防止することができる。したがって、過大な基端１４２が止め部として機能することができる。
【００１８】
[0034]  これも図１Ｃに示すように、各プローブ１４０の本体１４６の上部部分１４４はバネ機構１６２（第１のバネ機構の一例でもよい）を備えることができ、これは対応する上部ガイド穴１２６の側壁１６０に垂直力を加える１つ又は複数のバネ構造を有することができる。これで、側壁１６０に実質的に平行である摩擦力をバネ機構１６２と側壁１６０の間にもたらすことができる。バネ機構１６２は、プローブ１４０にかかる重力、プローブカードアセンブリ１００の偶発的な振動又は衝突の力、又はプローブ１４０にかかる同様の偶発的な力に抗して、プローブ１４０を上部ガイド穴１２６内の所定の位置に保持するほど十分に強力である摩擦力を側壁１６０に対して提供するようなサイズ及び構成にすることができる。しかしながら、上述したように端子１８２が接触端１５０に押し付けられるので、摩擦力が、プローブ１４０の接触端１５０と電子機器１８０の端子１８２との間の接触力より有意に小さいことがある。バネ機構１６２のサイズ及び構成は、上記で説明したように、電子機器１８０との接触力に応答してプローブ１４０が対応する上部ガイド穴１２６内でｚ方向に移動できるようにするために、側壁１６０に対する摩擦力が十分に弱いようなサイズ及び構成にすることもできる。例えば、接触力は、バネ機構１６２によって生成される摩擦力より大きくすることができ、それはプローブ１４０にかかる重力より大きくすることができる。例えば、プローブ１４０の接触端１５０にかかる（例えば、プローブ１４０の細長い本体１４６を屈曲、又は座屈さえさせるのに十分な）端子１８２の接触力は、摩擦力の２倍以上とすることができ、これはプローブ１４０にかかる重力の２倍以上とすることができる。
【００１９】
[0035]  図１Ａ〜図１Ｃに示すプローブカードアセンブリ１００は一例にすぎず、変形が想定される。例えば、プローブカードアセンブリ１００は、追加の基板、電気コネクタ、及び／又は例えばフレーム１２２と配線基板１０２の間に配置された配線盤（図示せず）を含むことができる。端子１０８は、配線基板１０２の下面１１０ではなく、任意のこのような基板、電気コネクタ、又は配線盤（図示せず）上にあってよい。別の例として、バネ機構１６２は代替的に、下部ガイド板１２８の下部穴１３０に配置された各プローブ１４０の本体１４６の下部部分１４８の一部とすることができる。
【００２０】
[0036]  図１Ｃに示すバネ機構１６２は、任意の種類の１つ又は複数のバネ構造を有することができる。例えば幾つかの実施形態では、バネ機構１６２は、１つ又は複数の圧縮可能な湾曲を有することができる。図２Ａ〜図２Ｃは、片持ち梁式ビーム２０４の形態の圧縮可能な湾曲の例、及び片持ち梁式ビーム２０４とプローブ１４４の本体１４６の上部部分１４４の主要部分２０２との間の空間２０６を示す。
【００２１】
[0037]  図２Ａ（プローブ１４０の一部の側断面図を示す）に示すように、プローブ１４０の本体１４６の上部部分１４４は、本体１４６の上部部分１４４の主要部分２０２から離隔して配置された片持ち梁式ビーム２０４を備えることができる。図示のように、片持ち梁式ビーム２０４は、本体１４６の上部部分１４４の主要部分２０２に結合する（例えば取り付けるか、又は一体形成する）ことができる基端２３０から、自由端２２８へと伸長させることができる。あるいは、「自由」端２２８は自由ではなく、以下で説明する図３の例に示すように、本体１４６の上部部分の主要部分２０２に取り付ける。それとは関係なく、図２Ａを参照すると、片持ち梁式ビーム２０４と主要部分２０２の間に空間２０６があってもよく、これによって片持ち梁式ビーム２０４が主要部分２０２に向かって移動可能とすることができる。例えば、片持ち梁式ビーム２０４は、図２Ｂに示すように自由端２２８が主要部分２０２に接触するまでベース２３０を中心に回転することができる。
【００２２】
[0038]  片持ち梁式ビーム２０４は、バネ（すなわち弾性）特性を有する材料を含むことができ、さらに、自由端２２８が主要部分２０２に向かって移動するように片持ち梁式ビーム２０４が回転するにつれ、片持ち梁式ビーム２０４が少なくとも部分的に圧縮された状態になり、片持ち梁式ビーム２０４が主要部分２０２から図２Ａに示すような空間２０６の元のサイズだけ分離する非圧縮状態まで片持ち梁式ビーム２０４を回復する傾向があるバネ力Ｆを提供するように形成することができる。このように、片持ち梁式ビーム２０４は、バネ要素の一例である。
【００２３】
[0039]  図２Ａに示すように、非圧縮状態で、片持ち梁式ビーム２０４の細長い長さを軸２２２（以降ではビーム軸２２２と呼ぶ）に沿って配置することができ、これはｚ軸に実質的に平行である軸２２０に対して角度２２４をつけて配向することができる。上述したように、ｚ軸は上部ガイド板１２４の上部穴１２６の側壁１６０に実質的に平行とすることができる。角度２２４は、例えば実質的にゼロとするか、ゼロ度より大きくすることができる。例えば、角度２２４は少なくとも２°、３°、４°、５°、１０°、１５°、２０°、又は２５°とすることができる。図２Ｂに示すように、十分に圧縮した（すなわち自由端２２８が図２Ｂに示すように主要部分２０２に当たる）状態で、軸２２０とビーム軸２２２’の間の角度２２４’は、図２Ａに示す非圧縮状態の角度２２４より小さくすることができる。図２Ｃは、軸２２０とビーム軸２２２”の間の角度２２４”が、図２Ａに示す非圧縮状態の角度２２４より小さいが、図２Ｂに示す十分に圧縮した状態の角度２２４’より大きい部分的圧縮状態の片持ち梁式ビーム２０４を示す。図２Ｃに示す片持ち梁式ビーム２０４の部分的圧縮状態では、片持ち梁式ビーム２０４の自由端２２８と主要部分２０２の間の空間２０６を、図２Ａに示す非圧縮状態の片持ち梁式ビーム２０４の自由端２２８と主要部分２０２の間の空間２０６より小さくできることが分かる。
【００２４】
[0040]  図２Ａに示すように、片持ち梁式ビーム２０４が非圧縮状態にある間、軸２２０に垂直の片持ち梁式ビーム２０４の自由端２２８、空間２０６及び主要部分２０２の横方向（ｚ軸に垂直）の幅Ｗｕは、ガイド穴１２６の横方向の幅Ｗｈより大きくすることができる。上述したように、軸２２０はガイド穴１２６の（ｚ軸に実質的に平行に配向することができる）側壁１６０に実質的に平行とすることができる。図２Ｂに示すように、片持ち梁式ビーム２０４が十分に圧縮した状態にある間、軸２２０に垂直の片持ち梁式ビーム２０４の自由端２２８、空間２０６、及び主要部分２０２の横方向の幅Ｗｆｃは、ガイド穴１２６の幅Ｗｈより小さくすることができる。図２Ｃに示すように、片持ち梁式ビーム２０４が部分的圧縮状態にある間、軸２２０に垂直な片持ち梁式ビーム２０４の自由端２２８、空間２０６、及び主要部分２０２の横方向の幅Ｗｐｃは、ガイド穴１２６の幅Ｗｈと等しくすることができる。図２Ａ及び図２Ｂに示すように、横方向の非圧縮幅Ｗｕ及び横方向の十分に圧縮した幅Ｗｆｃは、プローブ１４０の本体１４６の横方向の幅Ｗｂより大きくすることができ、横方向の幅Ｗｂは穴の横方向の幅Ｗｈより小さくすることができる。
【００２５】
[0041]  図２Ａから図２Ｃへの推移で示すように、プローブ１４０は、接触端１５０から開始して（図１Ｂ参照）、ガイド穴１２６に挿入することができる。図２Ｃに示すように、図２Ａに示す横方向の非圧縮幅Ｗｕはガイド穴１２６の横方向の幅Ｗｈより大きいので、片持ち梁式ビーム２０４はガイド穴１２６内に少なくとも部分的に圧迫し、したがってガイド穴１２６の側壁１６０に垂直力２２６を加えることができる。側壁１６０に対する片持ち梁式ビーム２０４の垂直力２６６は、片持ち梁式ビーム２０４と側壁１６０の間に摩擦力Ｆｆを生成することができる。この摩擦力Ｆｆは、ｚ軸に実質的に平行である方向に作用し、したがってプローブ１４０のｚ方向の所望しない移動又は浮遊を防止することができる。片持ち梁式ビーム２０４及び空間２０６は、以上で説明したように、端子１８２がプローブ１４０の接触端１５０に押し付けられるにつれ、以上の摩擦力Ｆｆが電子機器１８０の端子１８２の接触の力より実質的に小さくなるような、及び摩擦力Ｆｆがプローブ１４０にかかる重力Ｆｇより実質的に大きくなるようなサイズ及び構成にすることができる。したがって、片持ち梁式ビーム２０４及び空間２０６は、プローブ１４０の接触端１５０に対する（例えばプローブ１４０の本体１４６を屈曲させるか、又は座屈さえさせるのに十分な）端子１８２の接触力が摩擦力Ｆｆより（例えば１．５倍、２倍、３倍、４倍、５倍、又はそれ以上）大きく、摩擦力Ｆｆがプローブ１４０にかかる重力Ｆｇより（例えば１．５倍、２倍、３倍、４倍、５倍、又はそれ以上）大きくなるようなサイズ及び構成にすることができる。
【００２６】
[0042]  したがって、図１Ａ〜図１Ｃのバネ機構１６２として図２Ａ〜図２Ｃの片持ち梁式ビーム２０４で構成すると、図１Ａ〜図１Ｃのプローブカードアセンブリ１００の各プローブ１４０の片持ち梁式ビーム２０４は、ガイド板１２４及び１２８内のプローブ１４０の所望しない移動を抑制しながら、幾つかの実施形態では、電子機器との接触によるこれより大きい力に応答して移動できるようにし、電子機器１８０の端子１８２とプローブ１４０の接触端１５０との間に十分に高い接触力が、プローブ１４０と端子１８２の間に低い抵抗の電気接続を確立できるようにすることができる。
【００２７】
[0043]  プローブ本体１４６の上部部分１４４の主要部分２０２から空間２０６によって分離された片持ち梁式ビーム２０４は、バネ機構１６２の一例にすぎない。図３及び図４は追加の例を示す。
【００２８】
[0044]  （プローブ１４０の一部の側断面図を示す）図３に示すように、プローブ１４０の本体１４６の上部部分１４４は、空間３０８によって相互から分離された複数の細長いビーム３０２及び３１２を備えることができ、これによってビーム３０２及び３１２を相互に向かって移動可能とすることができる。図示のように、各ビーム３０２及び３１２はその端部にてプローブ１４０の本体１４６に結合することができる。例えば、ビーム３０２は第１の端部３０４及び反対側の第２の端部３０６にて本体１４６に結合することができ、ビーム３１２は第１の端部３１４及び反対側の第２の端部３１６にて本体１４６に結合することができる。
【００２９】
[0045]  片持ち梁式ビーム２０４と同様に、ビーム３０２及び３１２はバネ（すなわち弾性）特性を有する材料を含むことができ、さらに、ビーム３０２及び３１２が相互に向かって空間３０８を通って圧迫されるにつれ、ビーム３０２及び３１２が少なくとも部分的に圧縮された状態になり、ビーム３０２及び３１２が空間３０８の元のサイズだけ相互から分離される非圧縮状態までビーム３０２及び３１２を回復する傾向があるバネ力を提供するように形成することができる。したがって、ビーム３０２及び３１２はバネ要素の例であり、ビーム３０２及び３１２及び空間３０８は、図１Ａ〜図１Ｃのバネ機構１６２の一例とすることができる圧縮可能な湾曲の一例である。
【００３０】
[0046]  （プローブ１４０の側断面図を示す）図４に示すように、プローブ１４０の本体１４６の上部部分１４４は、以上で説明した片持ち梁式ビーム２０４と同様に本体１４６の上部部分１４４の主要部分２０２から分離されたビーム４０２を備えることができる。これも図２Ａ〜図２Ｃの片持ち梁式ビーム２０４と同様に、ビーム４０２は第１の端部４０６から反対側の第２の端部４０４へと伸長することができる。しかしながら、片持ち梁式ビーム２０４と異なり、ビーム４０２は両端４０４及び４０６にて本体１４６の上部部分１４４の主要部分２０２に結合する。図示のように、ビーム４０２と主要部分２０２の間に空間４０８があってよく、これによってビーム４０２を主要部分２０２に向かって移動可能とすることができる。
【００３１】
[0047]  片持ち梁式ビーム２０４と同様に、ビーム４０２はバネ（すなわち弾性）特性を有する材料を含むことができ、さらに、ビーム４０２が空間４０８を通って主要部分２０２に向かって圧迫されるにつれ、ビーム４０２が少なくとも部分的に圧縮された状態になり、ビーム４０２が空間４０８の元のサイズだけ主要部分２０２から分離される非圧縮状態までビーム４０２を回復する傾向があるバネ力を提供するように形成することができる。したがって、ビーム４０２はバネ要素の例であり、ビーム４０２及び空間４０８は、図１Ａ〜図１Ｃのバネ機構１６２の一例とすることができる圧縮可能な湾曲の一例である。
【００３２】
[0048]  以上で説明したように、プローブ１４０の基端１４２（図１Ｃ参照）は、対応する上部ガイド穴１２６より大きくすることができ、それによってプローブ１４０がガイド板１２４及び１２８から落下するのを防止することができる。しかしながら、これによってプローブカードアセンブリ１００を最初に分解しない限り、プローブ１４０をガイド板１２４及び１２８から意図的に取り出すことが妨げられることもある。
【００３３】
[0049]  図５Ａ〜図５Ｃは、プローブ１４０の基端５４２が圧縮可能な止め構造を有するプローブカードアセンブリ１００を示す。図面に図示されたプローブ１４０はいずれも、基端１４２ではなく図５Ａ〜図５Ｃに示した基端５４２で構成できることが分かる。
【００３４】
[0050]  図５Ｂに示すように、基端５４２は非圧縮状態では上部ガイド穴１２６より大きい。図５Ｃに示すように、プローブ本体１４６に十分に大きい下方向の（上部ガイド穴１２６の側壁１６０に平行な）引っ張り力Ｆｐを適用すると、基端５４２をガイド穴１２６に引っ張り込み、基端５４２をガイド穴１２６のサイズに圧縮することができる。あるいは、引っ張り力Ｆｐは押す力などの別のタイプの力とすることができる。これによって、十分に大きい引っ張り力Ｆｐを適用すると、ガイド穴１２６及び下部ガイド板１２８の対応するガイド穴１３０からプローブ１４０を引き出し可能とすることができる。しかしながら、引っ張り力Ｆｐがない状態では、基端５４２は以上で説明したような基端１４２と同じ止め部として機能する。例えば、基端５４２はプローブ１４０がガイド板１２４及び１２８から落下するのを防止することができる。
【００３５】
[0051]  基端５４２は、基端５４２を上部ガイド穴１２６に引っ張り込み、次に引っ張り出すのに必要な力Ｆｐが、プローブ１４０にかかる重力Ｆｇより大きく、以上で説明したように、電子機器１８０の端子１８２をプローブ１４０の接触端１５０に押し付けた場合に、プローブ１４０にかかる接触力（例えばプローブ１４０の細長い本体１４６を屈曲させるか、又は座屈さえさせる接触の力）よりさらに大きくなるように構成することができる。例えば、引っ張り力Ｆｐはプローブ１４０にかかる重力Ｆｇの３倍、４倍、５倍、又はそれ以上とすることができ、引っ張り力Ｆｐは前述した接触力の１．５倍、２倍、３倍、又はそれ以上とすることができる。
【００３６】
[0052]  図５Ａ〜図５Ｃに示す圧縮可能な基端５４２を有するプローブ１４０は、ガイド板１２４及び１２８から引き出すことができ、したがってプローブカードアセンブリ１００が完全に組み立てられている間にプローブカードアセンブリ１００から取り出すことができる。引っ張り力Ｆｐと反対であり、したがって以上で説明したプローブ１４０を取り出す引っ張り作用の逆である力で、下部及び上部ガイド穴１３０及び１２６を通して基端５４２を押すことによって、プローブカードアセンブリ１００を完全に組み立てる間に、最初はプローブカードアセンブリ１００の一部ではないプローブ１４０を、プローブカードアセンブリ１００に追加できることも分かる。以上のことによって、プローブカードアセンブリ１００を、さらにはプローブアセンブリ１２０を分解せずに、例えば損傷したプローブ１４０をプローブカードアセンブリ１００から取り出し、新しいプローブ１４０と交換可能とすることができる（図１Ａ〜図１Ｃ参照）。
【００３７】
[0053]  図５Ａ〜図５Ｃに示す圧縮可能な基端５４２は、任意の種類の１つ又は複数のバネ構造を有することができる。例えば幾つかの実施形態では、基端５４２は１つ又は複数の圧縮可能な湾曲を有することができる。図６Ａ及び図６Ｂは一例を示し、図７Ａ及び図７Ｂは別の例を示す。
【００３８】
[0054]  図６Ａに示すように、基端５４２は、片持ち梁式ビーム６０４の形態の圧縮可能な湾曲、及び片持ち梁式ビーム６０４と基端５４２の主要部分６０２との間の空間６０８を有することができる。このような構成では、基端５４２はある意味で図２Ａ〜図２Ｃに示すバネ機構１６２の構成と同様である。
【００３９】
[0055]  図６Ａに示すように、片持ち梁式ビーム６０４は第１の端部６３０から伸長することができ、これは主要部分６０２を自由端６２８に結合する（例えば取り付けるか、又は一体形成する）ことができる。さらに、片持ち梁式ビーム６０４と主要部分６０２の間に空間６０８があってよく、これによって片持ち梁式ビーム６０４を主要部分６０２に向かって移動可能とすることができる。例えば、片持ち梁式ビーム６０４は、自由端６２８が主要部分６０２に接触するまで第１の端部６３０を中心に回転することができる。
【００４０】
[0056]  片持ち梁式ビーム６０４はバネ（すなわち弾性）特性を有する材料を含むことができ、さらに、自由端６２８が主要部分６０２に向かって移動するように片持ち梁式ビーム６０４が回転するにつれ、片持ち梁式ビーム６０４が少なくとも部分的に圧縮された状態になり、片持ち梁式ビーム６０４が空間６０８の元のサイズだけ主要部分６０２から分離される非圧縮状態まで片持ち梁式ビーム６０４を回復する傾向があるバネ力を提供するように形成することができる。
【００４１】
[0057]  図６Ａに示すように、非圧縮状態では、片持ち梁式ビーム６０４、空間６０８、及び主要部分６０２の横方向の幅Ｗｂは、ガイド穴１２６の幅Ｗｈ（図６Ｂ参照）より広い。したがって、非圧縮状態の片持ち梁式ビーム６０４は、基端５４２がガイド穴１２６に入るのを防止する止め部として機能する。図６Ｂに示すように、プローブ本体１４６に引っ張り力Ｆｐを適用すると、片持ち梁式ビーム６０４が少なくとも部分的に圧縮し、それによって基端５４２を図示のようにガイド穴１２６に引き込み、最終的に以上で説明したようにガイド穴１２６から引き出すことができる。
【００４２】
[0058]  図７Ａ及び図７Ｂは、基端５４２が中空の内部７０８を有する球構造７０４を有する代替構成を示す。図７Ａに示すように、球構造７０４が非圧縮状態にある間、球構造７０４の横方向の幅Ｗｂはガイド穴１２６の幅Ｗｈ（図７Ｂ参照）より広い。したがって、非圧縮状態の球構造７０４は、基端５４２がガイド穴１２６に入るのを防止する止め部として機能する。図７Ｂに示すように、プローブ本体１４６に引っ張り力Ｆｐを適用すると、球構造７０４が中空の内部空間７０８に押し込まれ、それによって基端５４２を図示のようにガイド穴１２６に引き込み、最終的に以上で説明したようにガイド穴１２６から引き出すことができる。
【００４３】
[0059]  プローブ１４０は、図６Ａ〜図７Ｂでは図２Ａ〜図２Ｃの片持ち梁式ビーム２０４とともに図示されているが、プローブ１４０は代替的に、図３に示すビーム３０２及び３１２、及び図４に示すビーム４０２のように他の構成のバネ機構１６２を有することができる。
【００４４】
[0060]  本明細書で図示し、説明した本発明の実施形態は、利点を提供することができる。このような利点の１つを図８に示す。
【００４５】
[0061]  図８は、プローブカードアセンブリ１００を使用して、入力及び／又は出力端子１８２を備える電子機器１８０を試験することができる試験システム８００を示す。図示のように、インタフェース１０４は通信チャネル８０４を通してテスタ８０２に接続することができ、それは通信チャネル８０４及びプローブカードアセンブリ１００を通して電子機器１８０の端子１８２に電力、制御信号及び／又は試験信号を提供する試験機器（例えばプログラムしたコンピュータ）を備えることができる。テスタ８０２は、プローブカードアセンブリ１００及び通信チャネル８０４を通して、電子機器１８０によって生成された応答信号を監視することもできる。したがって、テスタ８０２は電子機器１８０の試験を制御することができる。
【００４６】
[0062]  試験する前に、電子機器１８０を可動式支持体８１０上に配置することができる。カメラ８１２は、プローブ１４０の接触端１５０及び電子機器１８０の端子１８２の像を捕捉することができ、制御装置８１４は、端子１８２がプローブ１４０の対応する接触端１５０と整列するように、支持体８１０をｘ、ｙ面で移動することができる。端子１８２が対応する接触端１５０と整列すると、制御装置８１４は、端子１８２がプローブ１４０の対応する接触端１５０と接触して、それに押し付けられるように、支持体８１０が電子機器１８０をｚ方向に移動するようにし、端子１８２とプローブ１４０の間に圧力ベースの電気接続を確立して、それによりテスタ８０２と電子機器１８０の端子１８２との間に電気路を完成することができる。
【００４７】
[0063]  プローブ１４０のいずれかが、（例えば以上で説明したように、重力又はプローブカードアセンブリ１００の振動又は衝突により、ガイド板１２４及び１２８から落下することにより）プローブカードアセンブリ１００から落下した場合、テスタ８０２から電子機器１８０の対応する端子１８２への電気接続がなくなる。さらに、プローブ１４０のいずれかが、不注意でｚ方向に移動しただけの場合でも、これらのプローブ１４０の接触端１５０をカメラ８１２からの画像で検出することが困難になることがあり、端子１８２を接触端１５０と整列させることが困難になることがある。バネ機構１６２は、図２Ａ〜図２Ｃの片持ち梁式ビーム２０４として構成されていても、又はそうでない場合でも、ガイド板１２４の穴１２６の中でプローブ１４０が不注意で移動するのを阻害することができるので、バネ機構１６２は以上の問題及び／又は他の問題を克服することができる。
【００４８】
[0064]  図９及び図１０は、ガイド穴の側壁に対してプローブの垂直力を誘発する代替方法の例を示す。ここで見られるように、図９及び図１０に示す例は、垂直力を誘発するバネ機構としてプローブ１４０の本体１４６を使用する。
【００４９】
[0065]  図９に示す例では、上部ガイド板１２４の上部ガイド穴１２６は、ガイド穴１２６の側壁１６０に実質的に平行である軸９０２に沿って、下部ガイド板１２８の下部ガイド穴１３０と実質的に整列する。しかしながら、プローブ本体１４６の下部部分１４８は、本体１４６の上部部分１４４からオフセットしてもよい（以上で説明したように、下部部分１４８は下部ガイド板１２８のガイド穴１３０の内側に配置され、上部部分１４４は、上部ガイド板１２４のガイド穴１２６の内側に配置される）。例えば、図９に示すように、下部部分１４８は上部部分１４４からオフセット距離９０４だけ離隔して配置することができる。オフセット距離９０４は、ガイド穴１２６の側壁１６０に対して実質的に直角とすることができる。
【００５０】
[0066]  オフセット距離９０４により、ガイド板１２４及び１２８は、図９に示すように、プローブ１４０の本体１４６がバネとして機能し、プローブ本体１４６の上部部分１４４がガイド穴１２６の側壁１６０に対して垂直力９０６を加えるようにするように、プローブ１４０を予め装填することができる。以上で説明したように、ガイド穴１２６の側壁１６０はｚ方向に配向され、したがって側壁１６０に垂直である垂直力９０６が側壁１６０に対して実質的に直角になる。
【００５１】
[0067]  垂直力９０６は、以上で説明した垂直力２２６の特徴のいずれかを有することができる。例えば、プローブ１４０及びオフセット距離９０４は、垂直力９０６が側壁１６０に平行である摩擦力を生成し、プローブ１４０のｚ方向の所望しない移動を阻害するような構成及びサイズにすることができる。幾つかの実施形態では、垂直力９０６は、したがってその結果である摩擦力は、プローブ１４０にかかる重力Ｆｇの２倍、３倍、４倍、５倍、又はそれ以上とすることができる。
【００５２】
[0068]  図１０に示すように、上部ガイド板１２４のガイド穴１２６を下部ガイド板１２８のガイド穴１３０からオフセットさせることによって、同様の結果を得ることができる。すなわち、図１０に示す例では、プローブ本体１４６の下部部分１４８を、側壁１６０に実質的に平行である軸１００２に沿って上部部分１４４と整列させることができるが、下部ガイド板１２８のガイド穴１３０は上部ガイド板１２４のガイド穴１２６からオフセットしてもよい。例えば、図１０に示すように、ガイド穴１３０はガイド穴１２６からオフセット距離１００４だけ離隔して配置することができる。オフセット距離１００４は、ガイド穴１２６の側壁１６０に実質的に直角とすることができる。これは、例えば組立中にガイド穴１２６と１３０を整列させ、次にプローブ１４０をガイド穴１２６及び１３０に挿入した後に、ガイド板１２４及び１２８を相互に対してオフセット距離１００４だけシフトさせることによって達成することができる。
【００５３】
[0069]  オフセット距離１００４により、ガイド板１２４及び１２８は、図１０に示すようにプローブ１４０の本体１４６がバネとして機能し、プローブ本体１４６の上部部分１４４がガイド穴１２６の側壁１６０に対して垂直力１００６を加えるようにするように、プローブ１４０を予め装填することができる。以上で説明したように、ガイド穴１２６の側壁１６０はｚ方向に配向され、したがって側壁１６０に垂直である垂直力１００６が側壁１６０に対して実質的に直角になる。
【００５４】
[0070]  垂直力１００６は、以上で説明した垂直力２２６の特徴のいずれかを有することができる。例えば、プローブ１４０及びオフセット距離１００４は、垂直力１００６が側壁１６０に平行である摩擦力を生成し、プローブ１４０のｚ方向の所望しない移動を阻害するような構成及びサイズにすることができる。幾つかの実施形態では、垂直力１００６は、したがってその結果である摩擦力は、プローブ１４０にかかる重力Ｆｇの２倍、３倍、４倍、５倍、又はそれ以上とすることができる。
【００５５】
[0071]  本明細書では本発明の特定の実施形態及び適用について説明してきたが、これらの実施形態及び適用は例示にすぎず、多くの変形が可能である。
【図１Ａ】
0006366593.tif 000002
【図１Ｂ−１Ｃ】
0006366593.tif 000003
【図２Ａ】
0006366593.tif 000004
【図２Ｂ】
0006366593.tif 000005
【図２Ｃ】
0006366593.tif 000006
【図３】
0006366593.tif 000007
【図４】
0006366593.tif 000008
【図５Ａ−５Ｂ】
0006366593.tif 000009
【図５Ｃ】
0006366593.tif 000010
【図６Ａ】
0006366593.tif 000011
【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
0006366593.tif 000014
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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