(57)【要約】      （修正有）【課題】プローブカードアセンブリ用の平坦化装置を提供する。【解決手段】プローブカードアセンブリ２００は弾性接触構造体２１１、空間交換機２１０、フレーム２１２、インターポーザ２３０、弾性接触構造体２２９および２３１、フレーム２１８、プリント配線ボード２２０、ドライブプレート２２２、スタッド２３８、延長スタッド２４０、ネジ２２４より構成される。【選択図】  図２
2005164600.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プローブカードアセンブリの基板の平坦性を調整する方法であって、 基板の第１の領域、基板の第２の領域、基板の第３の領域、及び基板の第４の領域のうちの少なくとも１つをたわませることからなり、 前記たわませることが、前記基板の第１の領域、第２の領域、第３の領域、及び第４の領域のうちの少なくとも１つに引く力を加えることを含む、方法。
【請求項２】
少なくとも前記第１の領域が、基板の非周辺領域である、請求項１の方法。
【請求項３】
前記たわませることが、前記引く力が加えられていない前記第１の領域、前記第２の領域、前記第３の領域、及び前記第４の領域のうちの少なくとも１つに押す力を加えることを更に含む、請求項１の方法。
【請求項４】
前記たわませることが、手動で行われる、請求項１の方法。
【請求項５】
前記たわませることが、自動で行われる、請求項１の方法。
【請求項６】
プローブカードアセンブリと使用するためのインターポーザであって、 前記プローブカードアセンブリの空間変換器をたわませるための作動アセンブリを受容できる非周辺の開口を含む、インターポーザ。
【請求項７】
基板に取り付けられた複数の接触構造体の接触部分の全体にわたって平坦度を達成する方法であって、 前記基板の第１の表面に結合された前記複数の接触構造体と共に前記基板を形成するステップであって、前記接触構造体の接触部分が互いに対して第１の平坦な関係を有する、ステップと、 前記基板を変形させて、前記接触構造体の接触部分の互いに対する第２の平坦な関係を達成するために、前記基板に複数の力を選択的に加えるステップとからなる、方法。
【請求項８】
複数の基板が、結合されたアセンブリ上で変形される、請求項７の方法。
【請求項９】
回転調整が、前記結合されたアセンブリの少なくとも１つの基板上で行われる、請求項８の方法。
【請求項１０】
並進運動の調整が、前記結合されたアセンブリの少なくとも１つの基板上で行われる、請求項８の方法。
【請求項１１】
プローブカードアセンブリであって、 基板と、 前記基板上に配置された複数の接触要素と、 前記基板の形状を修正するために前記基板に力を伝達することができる少なくとも１つの平坦化要素からなる、プローブカードアセンブリ。
【請求項１２】
前記接触要素の各々が接触領域を有し、その接触領域が、前記少なくとも１つの平坦化要素に力を加えることにより、互いに対して平坦化され得る、請求項１１のプローブカードアセンブリ。
【請求項１３】
前記複数の接触要素が自立型ばね要素からなる、請求項１１のプローブカードアセンブリ。
【請求項１４】
前記少なくとも１つの平坦化要素に結合された自動式アクチュエータを更に含む、請求項１１のプローブカードアセンブリ。
【請求項１５】
プローブカードアセンブリと使用するための基板であって、その基板が、 前記プローブカードアセンブリのプリント配線ボードに対して配置された少なくとも４つの調整要素を含み、その調整要素が、前記基板の複数の領域を前記プリント配線ボードに対して、及び前記基板の他の領域に対して調整することを可能にする、基板。
【請求項１６】
前記基板の第１の表面上に配置された複数の接触構造体を更に含む、請求項１５の基板。
【請求項１７】
前記複数の接触構造体が弾性復原可能な要素からなる、請求項１６の基板。
【請求項１８】
前記複数の接触構造体が、半導体デバイス上の複数の端子に接触するように構成される、請求項１６の基板。
【請求項１９】
プローブカードアセンブリであって、 第１の表面、第２の表面、及び前記第１の表面上に配置された複数の接触要素を有する空間変換器と、 前記空間変換器の前記第２の表面に固定可能な複数の制御要素とからなる、プローブカードアセンブリ。
【請求項２０】
少なくとも１つの前記制御要素が、前記空間変換器の前記第２の表面の中央領域に結合可能である、請求項１９のプローブカードアセンブリ。
【請求項２１】
少なくとも１つの前記制御要素が、前記空間変換器の前記第２の表面の周辺領域に結合可能である、請求項１９のプローブカードアセンブリ。
【請求項２２】
少なくとも１つの前記制御要素が、前記空間変換器の前記第２の表面から伸長できる、請求項１９のプローブカードアセンブリ。
【請求項２３】
前記少なくとも１つの前記制御要素が、 前記空間変換器の前記第２の表面の突出部と噛み合うことができるボアを有する第１の端部、及び第２の端部を有するスタッドと、 前記スタッドの前記第２の端部に結合された作動部品とを含む、請求項２２のプローブカードアセンブリ。
【請求項２４】
前記作動部品が、前記スタッドの前記第２の端部に回転可能に結合される、請求項２３のプローブカードアセンブリ。
【請求項２５】
前記複数の制御要素が、コンピュータシステムにより制御可能である、請求項１９のプローブカードアセンブリ。
【請求項２６】
プローブカードアセンブリ用の平坦化装置であって、 前記プローブカードアセンブリの第１の基板に結合可能な第１の端部、及び第２の端部を有するコネクタと、及び 前記コネクタの前記第２の端部に移動可能に結合された作動アセンブリとからなり、 前記第１の基板が、前記コネクタに対する前記作動アセンブリの移動に従って変形可能である、平坦化装置。
【請求項２７】
前記作動アセンブリが前記コネクタに対して移動する際、前記作動アセンブリが、前記プローブカードアセンブリの第２の基板に力を伝達する、請求項２６の平坦化装置。
【請求項２８】
前記作動アセンブリが、 前記コネクタに結合されたナットと、及び 前記ナットによって支持可能なスプリングとを更に含み、 前記ナットと前記スプリングの双方が、前記コネクタを通して配置されている、請求項２６の平坦化装置。
【請求項２９】
前記コネクタの前記第１の端部が、前記第１の基板の非周辺領域に結合可能である、請求項２６の平坦化装置。
【請求項３０】
前記第１の基板の非周辺領域が、前記コネクタに対する前記作動アセンブリの移動に従って変形可能である、請求項２６の平坦化装置。
【請求項３１】
前記作動アセンブリが、コンピュータシステムにより制御可能である、請求項２６の平坦化装置。
【請求項３２】
プローブカードアセンブリであって、 第１の表面、第２の表面、及びその第１の表面上に配置された複数の接触端子を有するプローブカードと、 第１の表面、第２の表面、その第２の表面から伸びる第１の複数の弾性接触構造体、及びその第１の表面から伸びる第２の複数の弾性接触構造体を有する第１の基板であって、前記第１の複数の弾性接触構造体が、前記接触端子との圧力接続をもたらす、第１の基板と、 第１の表面、第２の表面、及びその第２の表面上に配置された複数の接触パッドを有する、第２の基板と、及び 前記第２の基板の一部の平坦性を調整するための牽引手段とからなり、 前記第２の複数の弾性接触構造体が、前記接触パッドとの圧力接続をもたらす、プローブカードアセンブリ。
【請求項３３】
前記牽引手段が前記第２の基板の第２の表面に結合される、請求項３２のプローブカードアセンブリ。
【請求項３４】
プローブカードアセンブリ用の平坦化装置であって、 前記プローブカードアセンブリの第１の基板に遠隔的なアクセスを可能にするための延長手段と、 前記延長手段に結合された作動手段であって、その作動手段が前記延長手段に対して移動する際、前記第１の基板を遠隔的にたわませる、作動手段とからなる、平坦化装置。
【請求項３５】
前記第１の基板の少なくとも第１の部分は、前記作動手段が前記延長手段に対して移動する際の前記作動手段によって生じた引く力により、たわむことが可能である、請求項３４の平坦化装置。
【請求項３６】
プローブカードアセンブリの調整機構であって、 複数の平坦性調整アセンブリを含み、前記平坦性調整アセンブリの少なくとも１つが、前記プローブカードアセンブリの第１の基板の非周辺領域をたわませるように構成され、複数の残りの平坦性調整アセンブリが、前記第１の基板の別個の周辺領域をたわませるように構成されている、調整機構。
【請求項３７】
前記平坦性調整アセンブリの前記少なくとも１つが、前記第１の基板の非周辺領域を張力でたわませるように構成され、前記複数の残りの平坦性調整アセンブリが、前記第１の基板の別個の周辺領域を圧縮力でたわませるように構成されている、請求項３６の調整機構。
【請求項３８】
プローブカードアセンブリの調整機構であって、 複数の平坦性調整アセンブリを含み、前記平坦性調整アセンブリの少なくとも１つが、前記プローブカードアセンブリの第１の基板の第１の領域を引くように構成され、残りの平坦性調整アセンブリが、前記第１の基板の別個の領域を押すように構成されている、調整機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概してプローブカードアセンブリに関し、より具体的には、プローブカードアセンブリ上の接触要素と被試験デバイスとの間で、より平坦な関係を達成することに関する。
【背景技術】
【０００２】
個々の半導体デバイス（ダイ）は、フォトリソグラフィおよび堆積のような一般に既知の技法を用いて、半導体ウェーハ上に幾つかの同じデバイスを作成することにより、概して製作される。一般に、これらのプロセスは、半導体ウェーハから個々のダイを分離する前に、完全に動作可能な集積回路デバイスを作成することが意図されている。しかしながら、多くの場合、ウェーハの物理的欠陥およびウェーハの処理における欠陥によって、ウェーハ上に幾つかの不良のダイが存在することになる。パッケージングをする前に、またはウェーハから分離する前に、不良のダイを識別できることが望ましい。このような識別を実行するために、ウェーハテスタまたはプローバを用いて、ダイ上の接続パッド（ボンディングパッド）に圧力接続を行う。次いで、ダイは、不良がないかどうかテストされ得る。ウェーハテスタの従来のコンポーネントはプローブカードであり、そのプローブカードは、ダイのボンディングパッドに圧力接続を行う接触要素を有する。
【０００３】
プローブカードは、「Method of Planarizing Tips of Probe Elements of a Probe Card Assembly」と題する米国特許第５，９７４，６６２号に開示されたようなプローブカードアセンブリの一部とすることができ、その米国特許は、参照により本明細書に組み込まれる。米国特許第５，９７４，６６２号によるプローブカードアセンブリは、プローブカード自体の他に、インターポーザ（interposer）および空間変換器（space transformer）のような多数のコンポーネントを一般に含む。インターポーザは、プローブカードと空間変換器との間に配置され、空間変換器の定位置（orientation）をプローブカードの定位置に対して調整することを可能にする。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
空間変換器により、空間変換器の一方の側における複数の接触構造体が、比較的微細なピッチで電子コンポーネントの端子（例えば、半導体デバイス上のボンディングパッド）に接触することを可能にする一方で、空間変換器の他方の側に対する接続が、比較的粗いピッチで行われることを可能にする。好適な実施形態において、接触構造体は、ウェーハのような能動半導体デバイスに接触する。このような接続は、空間変換器の平坦性における僅かなばらつきによって、途絶する可能性がある。残念ながら、空間変換器の平坦性におけるばらつきは、例えば、空間変換器の製造の際に生じる可能性がある。例えば、空間変換器のエッジが僅かに湾曲したり、または空間変換器の中心が曲がる可能性がある。
【０００５】
図１は、空間変換器の定位置を調整するための従来技術を概して示す。空間変換器１１０は、空間変換器１１０の底面上における調整点の異なるセットと共に示される。一例において、調整点は、空間変換器１１０の定位置を調整するために空間変換器１１０の背面に対して押しつけられ得るボールベアリングの位置に対応する。図１において、３つの調整点１１２ａ〜１１２ｃを用いて、空間変換器１１０の定位置を調整する。調整点１１２ａ〜１１２ｃは、空間変換器１１０の周囲に沿って配置される。
【０００６】
図１に示された調整点を用いて空間変換器１１０の周辺領域をたわませることができるが、調整点を用いて、空間変換器１１０の中央部のような非周辺領域をたわませることはできない。図１に示された３つの調整点は、空間変換器１１０の前面の平面に対してほぼ平行である平面を画定する。しかしながら、３つの調整点だけしかないため、それらの調整点は、空間変換器１１０の定位置を調整できるけれども、空間変換器１１０の形状を調整することはできない。即ち、幾何学的形状の変化は低次（一次多項式）のみで行われる。更に、調整点と共にボールベアリングを用いることにより、空間変換器１１０に対抗する押す力のみの適用が提供され、幾つかの例において、この押す力は、空間変換器１１０の反対側のスプリング部材によって対抗される。
【０００７】
多くの例において、空間変換器の多数の位置において引く力または押す力を加え得ることが望ましい。その理由は、空間変換器が、すぐれた平坦性を達成するために、及び表面の変化を補正するために、その表面にわたってたわむこと又はゆがむことを必要とするかもしれないからである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
一実施形態において、本発明は、プローブカードアセンブリの基板を調整する方法を提供し、この場合、その方法は、基板の第１の領域、基板の第２の領域、基板の第３の領域、及び基板の第４の領域の少なくも１つをたわませること、及びそのたわませることが、基板の第１の領域、基板の第２の領域、基板の第３の領域、及び基板の第４の領域の少なくとも１つに、引く力を加えることを含む。
【０００９】
別の実施形態において、本発明は、基板に取り付けられた複数の接触構造体の接触部分間で平坦度を達成する方法を提供し、この場合、その方法は、基板の第１の表面に接続された複数の接触構造体と共に基板を作成すること、接触構造体の接触部分が互いに対して第１の平坦な関係を有すること、複数の力を基板に選択的に加えて、基板を変形させ、互いに対する接触構造体の接触部分の第２の平坦な関係を達成することを含む。
【００１０】
別の実施形態において、本発明は、基板、基板上に配置された複数の接触要素、及び平坦化部材を有するプローブカードアセンブリも提供し、この平坦化部材は、基板に適用された場合、基板の異なる位置において押す力または引く力を加えることができ、基板の所望の変形を達成する。
【００１１】
別の実施形態において、プローブカードアセンブリと用いるための基板は、プローブカードアセンブリのプリント配線ボードに対して４つ以上の調整点を有する。調整点は、基板の複数の領域を、プリント配線ボードに対して、及び基板の他の領域に対して調整することを可能にする。
【００１２】
更に別の実施形態において、プローブカードアセンブリは、プローブカード、基板、及び基板からプローブカードに伸びる第１の制御要素を含む。第１の制御要素は、プローブカードを貫通して伸び、第１の制御要素が作動される際に基板をたわませる。本発明の一実施形態において、第１の制御要素は基板の中央領域に結合される。
【００１３】
本発明の更に別の実施形態において、平坦化装置は、第１の端部と第２の端部を有するコネクタを含み、その第１の端部は、プローブカードアセンブリの空間変換器のような第１の基板に結合可能である。平坦化装置は、コネクタの第２の端部に移動可能に結合された作動アセンブリも含む。第１の基板は、作動アセンブリに対するコネクタの移動に従ってたわむことが可能である。
【００１４】
本発明の別の実施形態において、基板の異なる位置上の多数の調整点は、基板に対して押す力および引く力の適用を容易にする。
【００１５】
本発明の別の実施形態において、各基板の異なる位置上に多数の調整点を備えた多数の基板、互いに対して各基板の平行移動と回転の能力を含む調整点、及び多数の基板のそれぞれに対する押す力と引く力の適用を容易にすることは、より大きな接触システムを作成するために共通アセンブリに組み合わせられる。
【００１６】
本発明の更なる特徴と利点は、以下の説明を精査する際に明らかになるであろう。
【００１７】
本発明の種々の実施形態は、図面に関連して詳細に説明される。それらの図面において、同じ参照番号は同じ要素を指す。本発明は一例として例示され、添付の図面に制限しない。留意すべきは、図面に示された多くの特徴は、かかる特徴を一層良く例示するために一定の縮尺で描かれていない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下の説明は、本発明の実施形態を提供する。しかしながら、理解されるように、本発明の他の実施形態が本説明を検討することで当業者に明らかとなるであろう。従って、本説明と添付図面は、例示のためであり、制限的な態様で本発明を解釈するために用いられるべきでない。
【００１９】
本発明の好適な実施形態において、プローブカードアセンブリは、プローブカード、インターポーザ、空間変換器、ドライブプレート、及び第１の制御要素を含む。インターポーザは、プローブカードと空間変換器との間に配置される。ドライブプレートはプローブカードに隣接して配置される。突出部が、空間変換器の底面の中央領域から、及びインターポーザの貫通穴を通って伸びている。第１の制御要素は突出部に結合され、インターポーザの貫通穴、及びプローブカードとドライブプレートの貫通穴の中に配置される。第１の制御要素は、ドライブプレートの露出した側からアクセス可能な第１の制御要素の端部に回転可能に結合された作動部品を有する。スプリングがその作動部品により支持され、ドライブプレートに対抗して付勢される。作動部品を回転してドライブプレートの方へ移動させると、スプリングがドライブプレートに対して押し付けられ、作動部品の移動に対する抵抗力を提供する。この間、空間変換器は、空間変換器から伸びる突出部に結合された第１の制御要素を介して、インターポーザの方へ引っ張られる。従って、空間変換器の非周辺領域は、本発明の好適な実施形態に従ってたわむ。
【００２０】
図２は、本発明の教示に従ったプローブカードアセンブリ２００の側断面図を示す。空間変換器２１０は、その周辺においてクランプフレーム２１２によって押さえられている。空間変換器２１０の上面から伸びる複数の弾性接触構造体２１１がフレーム２１２の上面より上に伸びることができるように、空間変換器２１０の上面は、フレーム２１２の上面とほぼ同一平面とすることができる。
【００２１】
接触構造体２１１のそれぞれは、電子コンポーネントの端子（例えば、半導体デバイス上のボンディングパッド）と接触するための接触領域を有する。一実施形態において、接触構造体２１１は自立型であり、弾性復原可能（springable）な接触要素である。理解されるように、他の接触要素を接触構造体２１１の代わりに用いることができる。係る要素は、本発明に従った平坦化作用で利益を得るために空間変換器２１０に十分に結合されることが好ましい。例えば、ポスト、ピン、パッド、端子、及びバンプ／ボール、又は当該技術で既知の他の接触要素が、接触要素として用いられ得る。
【００２２】
クランプスプリング２１４（例えば、リーフスプリング）がネジ２１６によりフレーム２１８に結合される。スプリング２１４はフレーム２１２を固定する。プローブカードのようなプリント配線ボード２２０が、フレーム２１８の下に配置され、そのボード２２０は、その中央に貫通穴、及び規則的なパターンになったその中央の周りの点における貫通穴を有する。補強基板（stiffening substrate）としても働くことができるドライブプレート２２２が、ボード２２０の底面に結合される。ドライブプレート２２２は、ボード２２０の貫通穴と位置合わせされた貫通穴のセットを有する。ネジ２２４が、ボード２２０とドライブプレート２２２の双方の外面の貫通穴に配置される。ボールベアリング２２６は、ネジ２２４の端部に置かれ、ネジ２２４が空間変換器２１０の方へねじ込まれる際に空間変換器２１０に対して押し付けられる。
【００２３】
インターポーザ２３０は、空間変換器２１０とボード２２０との間に配置される。インターポーザ２３０は中央貫通穴を有する。弾性接触構造体２２９は、インターポーザ２３０の上面から伸び、空間変換器２１０に配置された接触パッド２２８との圧力接続をもたらす。弾性接触構造体２３１は、インターポーザ２３０の底面から伸び、ボード２２０に配置された接触端子２３４との圧力接続をもたらす。ネジ付き突出部またはスタッド２３８は空間変換器２１０の底面から伸びる。スタッド２３８は、空間変換器２１０に結合されることができ、又は空間変換器２１０と一体的に形成され得る。延長スタッド２４０は、スタッド２３８にねじ込まれる一方の端部にネジ付きボアを有する。スタッド２４０の他方の端部はネジ山を付けられ、作動ナット２４２に適合する。スタッド２４０は、インターポーザ２３０、ボード２２０、及びドライブプレート２２２の中央貫通穴を貫通して配置される。スプリング要素２４４（例えば、皿形ばね座金（Belleville washer））は、ナット２４２によって支持され、ナット２４２がスタッド２４０を上がるにつれてドライブプレート２２２に対して押し付けられる。
【００２４】
理解されるように、複数の弾性接触構造体が空間変換器の底面に設けられ（例えば、空間変換器の底面の端子上に製作され）、プリント配線ボードの上面の端子に直接接触する。従って、インターポーザの使用は任意である。インターポーザに対する１つの代替は、接触構造体を組み込むフレキシブルシートを裏打ちした半剛性の支持部材である。半剛性の支持部材、ひいてはフレキシブルシートと接触構造体は、本発明の教示に従って平坦化され得る。インターポーザに対する他の代替は、フレックステープ、ポゴピン（pogo pin）及び他のソケット又は相互接続構造を含む。
【００２５】
プリント配線ボード（例えば、プローブカード）、インターポーザ、空間変換器、ドライブプレート、弾性接触構造体、接触要素、及び本発明と共に使用できるプローブカードアセンブリの他のコンポーネントに関するより詳細な説明は、米国特許第５，９７４，６６２号、米国特許第６，０５０，８２９号、及び「Probe Card Assembly and Kit」と題する米国特許出願第０９／０４２，６０６号に見つけることができ、これらの全ては、参照により本明細書に組み込まれる。
【００２６】
空間変換器２１０の平坦性は、周辺の制御要素（例えば、ネジ２２４とボールベアリング２２６）及び非周辺の制御要素（例えば、スタッド２３８に結合されたスタッド２４０）を介して調整され得る。
【００２７】
例えば、ネジ２２４は、ドライブプレート２２２の底面からアクセスされることができ、ネジを上方へ駆動してボールベアリング２２６を空間変換器２１０に対抗して強いることができる。空間変換器２１０はフレーム２１２とスプリング２１４によって保持されるため、空間変換器２１０に対抗するボールベアリング２２６の接触によって、空間変換器２１０は圧縮力を受ける。従って、ボールベアリング２２６が空間変換器２１０に対して押し付けられる場合、それに応じて空間変換器２１０はたわむ。ボールベアリング２２６が空間変換器２１０の周辺の近くに配置されているため、空間変換器２１０の周辺領域のみが、ネジ２２４とボールベアリング２２６を介して調整可能である。更に、ネジ２２４はドライブプレート２２２の露出した側からアクセス可能であるため、空間変換器２１０の周辺領域の平坦性が遠隔的に調整可能である。留意すべきは、ネジ２２４とボールベアリング２２６を用いて、インターポーザ２３０と干渉することなく空間変換器２１０をたわませることができる。
【００２８】
空間変換器２１０の中央領域は、ナット２４２の作動を通じてたわむことができる。ナット２４２が回されて、延長スタッド２４０を上に移動する場合、スプリング要素２４４がナット２４２によりドライブプレート２２２に対抗して押し付けられる。スプリング要素２４４はナット２４２の上方の移動に対する抵抗力を提供する。従って、ナット２４２がスタッド２４０のネジ部の周りに回転され、スプリング要素２４２に対抗して付勢されると、スタッド２４０が引き下ろされる。また、スタッド２４０がスタッド２３８に結合されているため、スタッド２３８が配置されている空間変換器２１０の領域が、スタッド２４０と共に引き下ろされる。従って、空間変換器２１０のそのような領域は、引く力または張力を受ける。空間変換器２１０がたわむ（例えば、ドーム状に）場合、スタッド２４０はナット２４２の作動を通じて引き下ろされて、空間変換器２１０の平坦性を調整できる。留意すべきは、ナット２４２がドライブプレート２２２の露出した側からアクセス可能であるため、空間変換器２１０の非周辺領域の平坦性は遠隔的に調整できる。更に留意すべきは、スタッド２３８と２４０を用いて、インターポーザ２３０と干渉することなく空間変換器２１０をたわませることができる。
【００２９】
スタッド２３８は、空間変換器２１０の底面上で種々の位置に配置され得る。例えば、スタッド２３８は、空間変換器２１０の底面の中央またはエッジの近くに配置され得る。従って、理解されるように、本発明の平坦化装置を用いて、プローブカードアセンブリの基板の周辺領域、及び非周辺領域をたわませることができる。更に、複数のスタッドを用いることができる。空間変換器は、システムを使用するために構成されることができ、この場合、空間変換器に固定されるスタッド又は他の要素の全てと同数の押す力および引く力を作動機構を通じて提供し、空間変換器の表面の所望の変形をもたらす。
【００３０】
ネジ２２４とボールベアリング２２６は空間変換器２１０に対する対抗スプリングと共に機能するように構成されているため、それらを用いて空間変換器２１０の中央領域を引き下ろすことはできない。本発明の平坦化装置は、上述したような係る欠陥に対処する。従って、空間変換器２１０の平坦性は、本発明の平坦化装置により、とりわけ高次の調整（例えば、２次多項式、３次多項式など）に基づいてより完全に調整され得る。
【００３１】
空間変換器２１０の平坦性を調整できることに加えて、本発明の平坦化装置を用いて、接触構造体２１１の接触領域が互いに対して平坦化されるように空間変換器２１０をたわませることができる。接触構造体２１１の接触領域の平坦化により、電子コンポーネントの端子との接触がより均一になることができ、電子コンポーネントのテストを容易にする。更に、空間変換器２１０のたわみは、接触パッド２２８と接触構造体２２９との間で、及び端子２３４と接触構造体２３１との間で、より均一な接触をもたらすことができる。
【００３２】
図３Ａと図３Ｂは、一般にプローブカードアセンブリ内に配置される空間変換器のような、たわんだ基板３１０を概して示す。図３Ａに示されるように、基板３１０がたわむ場合、隣接するインターポーザ３３０に直接的に影響を及ぼさない力３３２（例えば、張力）が、基板３１０に加えられ、基板３１０を所望の位置へと引っ張ることができる。特に、基板３１０の中央領域が所望の平坦性までたわむことができる。係る引く力は、図２に関連して前述したように、加えられ得る。基板３１０が図３Ｂに示すようにたわむ場合、インターポーザ３３０に影響を及ぼさない力３３４（例えば、圧縮力）が基板３１０に加えられ、基板３１０を所望の位置へと押すことができる。特に、基板３１０の中央領域が所望の平坦性までたわむことができる。係る押す力は、図５Ｃに示されるような本発明の実施形態を用いて加えられ得る。
【００３３】
図４Ａは、ネジ２２４に類似するプッシュオンリ制御要素４２４、及び延長スタッド２４０に類似するプッシュプル制御要素４４０を装備するプローブカードアセンブリの底面図を示す。ドライブプレート４２２がプローブカード４２０に結合される。ドライブプレート４２２とプローブカード４２０の双方は、制御要素４２４と４４０に対応するために貫通穴を有する。図４Ｂに示されるように、制御要素４２４は、ボールベアリング４２６を基板４１０の対応する位置で駆動する。一般に、空間変換器のような基板４１０は、図２に示されたもののようなプローブカードアセンブリの一部である。基板４１０の表面から伸びるスタッド４２８は、中央制御要素４４０に結合され、基板４１０の中央領域が、制御要素４４０に対するナット４４２の作動によって、たわむことを可能にする。制御要素４２４と４４０は、種々の態様で基板４１０の平坦性を調整するために独立して駆動され得る。
【００３４】
図５Ａ〜図５Ｃは、本発明に従った平坦化装置の種々の実施形態を示す。図５Ａにおいて、空間変換器のような基板５１０は、基板５１０の底面に結合された、又はその底面と一体的に形成されたスタッド５３８ａを有する。スタッド５３８ａは、ネジ付きボアを有し、ネジ付き端部を有するコネクタ５４０ａに適合する。コネクタ５４０ａのネジ付き端部の一方に結合されたナット５４２は、図２に関連して説明したものと類似する態様で、ドライブプレートのような基板（図示せず）に対抗して押し付けられ得るスプリング要素５４４ａを支持する。コネクタ５４０ａに対するナット５４２の作動、及びスプリング要素５４４ａにより提供される結果としての抵抗力は、ドライブコネクタ５４０ａを下げることに役立ち、これにより基板５１０をたわませる。スプリング要素５４４ａは、皿形ばね座金として示される。理解されるように、コイルスプリング及び波状座金のような他のスプリング要素を、皿形ばね座金の代わりに用いることができる。更に、スプリング要素はドライブプレートの底面へ組み込まれ得る。
【００３５】
図５Ｂにおいて、基板５１０は、基板５１０の底面に結合された、又はその底面と一体的に形成されたネジ付きスタッド５３８ｂを有する。ネジ付きボアを有するコネクタ５４０ｂがスタッド５３８ｂに結合される。コネクタ５４０ｂのネジ付き端部に結合されたナット５４２は、ドライブプレートのような基板（図示せず）に対抗してスプリング要素５４４ｂ〜５４４ｄを支持する。スプリング要素５４４ｂ〜５４４ｄのような種々のスプリング要素を用いて、ナット５４２が空間変換器５１０の方へコネクタ５４０ｂのネジ部に沿って回転される際にナット５４２に対して様々な抵抗力を提供する。
【００３６】
図５Ｃにおいて、基板５１０は、基板５１０の底面に結合された、又はその底面と一体的に形成されたネジ付きスタッド５３８ｃを有する。ネジ付きボアを有するコネクタ５４０ｃがスタッド５３８ｃに結合される。コネクタ５４０ｃのネジ付き端部は、ドライブプレートのような基板５２２のネジ付き貫通穴に結合される。コネクタ５４０ｃは、一般にプローブカードアセンブリの外側基板である基板５２２の露出した側からアクセス可能である。コネクタ５４０ｃは、時計方向または反時計方向に回転し、両方向に基板５１０をたわませることができる。
【００３７】
留意すべきは、本発明に従ってマルチポイント調整機構を用いて、他の基板の平坦性または定位置に干渉することなく、プローブカードアセンブリ内のそのような他の基板に対して、そのアセンブリ内の基板の定位置（例えば、ｘ方向、ｙ方向及びθ方向）を修正することもできる。従って、複数の変形可能な基板を有するプローブカードアセンブリが構成され、テスト基板に対してそれらの接触要素により画定された表面にわたる平面が作られることが可能である一方で、基板間の接触要素の適切な位置を維持する。係るアセンブリは概して図６に示される。
【００３８】
複数の基板６１０、６２０、・・ｎが、結合されたアセンブリ内で互いに隣接して配置される。各基板は、当該技術分野で良く知られている方向付け機構（図示せず）を用いて、ｘ、ｙ、及びθで他の基板に対して調整可能である。ｚ方向（紙面から外れて）において基板を変形させるためのシステムも含まれるが、図示されていない。係るシステムは、本明細書で開示されたような平坦化要素を組み込むことができる。ベクトルｒは、複数の基板６１０、６２０、・・ｎのそれぞれの上の対応する接触要素６１０ａ、６２０ａ・・ｚ間の関係を規定する。基板６１０、６２０、・・ｎは、ｒが所望の精度の範囲内であるように互いに対して位置決めされ、接触要素６１０ａ、６２０ａ・・ｚの接触先端部がｚ方向における所望の精度範囲内の同一平面であるように変形される。
【００３９】
図７Ａと図７Ｂを参照すると、図６に示されたものと類似した複数の基板を有する結合されたアセンブリのより詳細な描写が提供され、接触要素７１１が絶縁支持部材７０５に固定されている。接触要素７１１は、トレース７０６により接続ワイヤ７１５に電気接続され、そしてその接続ワイヤはトレース７１３に、及びテスタ７６０に接続される。接触要素７１１がハンダボールとして図示されているが、もちろん本明細書で説明された多くの形態をとることができる。好適な一実施形態において、接続ワイヤ７１５は、複数の標準フレキシブルケーブルの一部とすることができる。別の好適な実施形態において、接続ワイヤ７１５は、ワイヤボンディングされた接続部とすることができる。更に別の好適な実施形態において、絶縁支持部材７０５は、ポリイミド又は当該技術分野で良く知られている他のフレキシブル材料である。
【００４０】
基板７０４は絶縁支持部材７０５を支持する。好適な一実施形態において、それらは互いに固定される。別の好適な実施形態において、それらは密接した接触状態にすることができるが、互いに対して動くことができる。基板７０４は、要素７２４とボール７２６に作用するアクチュエータ７３０を含むプッシュオンリ制御要素によって位置決めされ、スプリング７１２により対抗されて、基板７０４に対して押し付けられ、そして基板フレーム７２０に固定される。これらの幾つかのプッシュ制御要素を使用することができ、図７Ｂには例示のために２つが示されている。基板７０４は、アクチュエータ７３２、要素７４０、及びスタッド７３８からなるプッシュプル制御要素によって位置決めされ、このプッシュプル制御要素は、基板７０４に固定される。基板フレーム７２０は基板ハウジング７２２に固定され、次いで閉ループシステムを形成するアクチュエータ７３０と７３２に接続される。アクチュエータを選択的に位置決めすることにより、基板７０４の形状が制御され得る。
【００４１】
プリント配線ボード７５０は、位置決め要素７５６に接続されるハウジング７５２を支持し、次いで基板ハウジング７２２に直接的に、又は図示のように、ブリッジハウジング７５４を介して接続される。位置決め要素７５６は、様式化された形態で示され、必要に応じてｘ、ｙ、ｚ、及び基板ハウジング７２２にわたって位置制御の３つの度合いを提供するための要素を含むことができる。
【００４２】
図７Ｂは、上述したような要素と共に、同様に第２の基板７０４Ａを示す。各基板７０４、７０４Ａは、所望の平坦度まで調整され得る。全く同様に、各基板７０４、７０４Ａは、それぞれの接触要素７１１の接触領域部分の所望の平坦度まで調整され得る。更に、基板７０４と７０４Ａは互いに対して位置決めされ、接触要素７１１の比較的大きなアレイを提供することができる。
【００４３】
複数の変形可能な基板から構成されたこのようなプローブカードアセンブリは、（面積において等しい）非常に大きな単一の基板を備えたより大きなプローブカードアセンブリに機能的に同等である。モノリシックの基板上に存在する接触要素の空間的関係を変更するためのモノリシック基板の変形は、変形と、複数の基板とそれらが存在する支持構造体のｘ、ｙ、ｚ、及びθの移動との双方により、達成される。
【００４４】
本発明の平坦化装置は、手動で又は自動で作動され得る。例えば、アクチュエータ機構は、平坦化装置（例えば、作動ナット）に接続され、コンピュータシステムからの信号に従って動作され得る。そのような自動化平坦化装置により駆動される非常に多くの制御点は、より高い精度まで基板を形作ることができる。
【００４５】
本発明は、とりわけプローブカードアセンブリ及び空間変換器に特に関連して説明されたが、本発明はその用途に限定されないことは理解されるであろう。
【００４６】
前述の詳細な説明において、本発明の装置と方法は、特定の例示的な実施形態に関連して説明された。しかしながら、本発明のより広い範囲と思想から逸脱することなく、種々の修正と変形が行えることは明白であろう。従って、本明細書と図面は、制限的ではなく例示的であると考えられるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】プローブカードアセンブリの空間変換器の平坦性を調整するための従来技術を概して示す。
【図２】本発明の教示に従ったプローブカードアセンブリの断面図を示す。
【図３Ａ】本発明の教示に従ったプローブカードアセンブリの基板のたわみを概して示す。
【図３Ｂ】本発明の教示に従ったプローブカードアセンブリの基板のたわみを概して示す。
【図４Ａ】本発明の教示に従ったプローブカードアセンブリの底面図を示す。
【図４Ｂ】図４Ａに示されたプローブカードアセンブリの基板の底面図を示す。
【図５Ａ】本発明の教示に従ったプローブカードアセンブリの平坦化要素の異なる実施形態を示す。
【図５Ｂ】本発明の教示に従ったプローブカードアセンブリの平坦化要素の異なる実施形態を示す。
【図５Ｃ】本発明の教示に従ったプローブカードアセンブリの平坦化要素の異なる実施形態を示す。
【図６】プローブカードアセンブリの複数の調節可能な基板を示す。
【図７Ａ】本発明の教示に従った複数の基板アセンブリの平面図を示す。
【図７Ｂ】図７Ａに示された複数の基板アセンブリの側面図を示す。
【図１】
2005164600.tif 000003
【図２】
2005164600.tif 000004
【図３Ａ】
2005164600.tif 000005
【図３Ｂ】
2005164600.tif 000006
【図４Ａ】
2005164600.tif 000007
【図４Ｂ】
2005164600.tif 000008
【図５Ａ】
2005164600.tif 000009
【図５Ｂ】
2005164600.tif 000010
【図５Ｃ】
2005164600.tif 000011
【図６】
2005164600.tif 000012
【図７Ａ】
2005164600.tif 000013
【図７Ｂ】
2005164600.tif 000014
【手続補正書】
【提出日】平成16年12月6日(2004.12.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体接触器を平坦化するための方法。
【手続補正書】
【提出日】平成16年12月27日(2004.12.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のプローブ基板と、
被試験デバイスの複数の端子に対応するように配置された複数のプローブであって、そのサブセットが、前記各プローブ基板の上に配置された複数のプローブと、
前記複数のプローブの接触部分の平坦性が前記端子の平坦性に合うように、前記各プローブ基板の平坦性を個別に調整する調整手段と、を備える、プローブアセンブリ。
【請求項２】
前記調整手段が、それぞれ1つの前記プローブ基板の平坦性を調整するように構成された複数の平坦性調整機構を備える、請求項１のプローブアセンブリ。
【請求項３】
各前記平坦性調整機構が、引く力または押す力のいずれかを、対応するプローブ基板に加えるように構成された機構を備える、請求項２のプローブアセンブリ。
【請求項４】
各前記平坦性調整機構が、引く力または押す力のいずれかを選択して加えるように構成された機構を備える、請求項２のプローブアセンブリ。
【請求項５】
各前記平坦性調整機構が、複数の力を、対応するプローブ基板の複数の領域に加えるように構成された複数の機構を備える、請求項２のプローブアセンブリ。
【請求項６】
前記複数の機構のうちの第1の前記機構が、前記対応するプローブ基板の第1の領域に押す力を加えるように構成され、前記複数の機構のうちの第２の前記機構が、前記対応するプローブ基板の第２の領域に押す力または引く力のいずれかを選択的に加えるように構成される、請求項５のプローブアセンブリ。
【請求項７】
前記第１の領域は、前記対応するプローブ基板の表面の周辺領域であり、前記第２の領域は、前記対応するプローブ基板の表面の中央領域である、請求項６のプローブアセンブリ。
【請求項８】
それぞれが1つの前記プローブ基板に付勢力を加えるように構成された複数のスプリングをさらに備える、請求項７に記載のプローブアセンブリ。
【請求項９】
前記付勢力が、前記第1の機構または前記第２の機構のいずれかにより加えられた押す力と反対の力である、請求項８のプローブアセンブリ。
【請求項１０】
前記複数のプローブが、複数の被試験デバイスの複数の端子に対応するように配置される、請求項１のプローブアセンブリ。
【請求項１１】
前記被試験デバイスが、半導体ダイを備える、請求項１のプローブアセンブリ。
【請求項１２】
前記被試験デバイスが、複数の半導体ダイを備える、請求項１１に記載のプローブアセンブリ。
【請求項１３】
前記各プローブ基板を個別に移動させる手段をさらに備える、請求項１のプローブアセンブリ。
【請求項１４】
前記移動が、プローブ基板を平行移動させることを含む、請求項１のプローブアセンブリ。
【請求項１５】
前記移動が、前記プローブ基板を回転させることを含む、請求項１４のプローブアセンブリ。
【請求項１６】
複数のプローブ基板と、
1つ以上の被試験デバイスの複数の端子に対応するように配置された複数のプローブであって、そのサブセットが、前記各プローブ基板に配置された複数のプローブと、
それぞれが1つの前記プローブ基板に対応し、かつ、その対応するプローブ基板に押す力または引く力のいずれかを加えるように構成された第１の平坦化要素を備える、複数の平坦化要素と、
を備える、プローブアセンブリ。
【請求項１７】
前記各平坦化要素が、前記対応するプローブ基板に押す力を加えるように構成された第２の平坦化要素をさらに備える、請求項１６のプローブアセンブリ。
【請求項１８】
前記第１の平坦化要素が、対応するプローブ基板の第１の領域に、前記押す力または引く力のいずれかを加えるように構成され、
前記第２の平坦化要素が、前記対応するプローブ基板の第２の領域に前記押す力を加えるように構成される、請求項１７のプローブアセンブリ。
【請求項１９】
前記第１の領域が中央領域であり、かつ、前記第２の領域が周辺領域である、請求項１８のプローブアセンブリ。
【請求項２０】
前記各平坦化要素が、複数の前記第２の平坦化要素をさらに備え、前記第１の平坦化要素が、対応するプローブ基板の第１の領域に前記押す力または引く力のいずれかを加えるように構成され、
前記各第２の平坦化要素が、前記対応するプローブ基板の他の領域に押す力を加えるように構成される、請求項１６のプローブアセンブリ。
【請求項２１】
前記第１の領域が中央領域であり、かつ、前記他の領域の各々が周辺領域である、請求項２０のプローブアセンブリ。
【請求項２２】
それぞれが１つの前記プローブ基板に付勢力を加えるように構成された複数のスプリングをさらに備える、請求項１６のプローブアセンブリ。
【請求項２３】
前記付勢力が、前記押す力とは反対の力である、請求項２２のプローブアセンブリ。
【請求項２４】
前記被試験デバイスが、半導体ダイを備える、請求項１６のプローブアセンブリ。
【請求項２５】
それぞれが１つの前記プローブ基板に対応し、かつ、その対応するプローブ基板を移動させるように構成される、複数の位置決め要素をさらに備える、請求項１６のプローブアセンブリ。
【請求項２６】
前記移動が、プローブ基板を平行移動させることを含む、請求項２５のプローブアセンブリ。
【請求項２７】
前記移動が、前記プローブ基板を回転させることを含む、請求項２６のプローブアセンブリ。
【請求項２８】
１つ以上の被試験デバイスの複数の端子に対応するように配置され、そのサブセットが複数のプローブ基板の各々の上に配置される複数のプローブを平坦化する方法であって、
前記端子の平坦性に対応するように前記プローブの接触部分の平坦性を調整するステップを備え、
前記調整するステップが、
前記プローブのサブセットの１つが表面に取り付けられている第１の前記プローブ基板の当該表面の形状を調整するステップと、
前記プローブのサブセットの別の１つが表面に取り付けられている第２の前記プローブ基板の当該表面の形状を調整するステップと、
を備える方法。
【請求項２９】
前記第１のプローブ基板の表面の形状を調整するステップが、押す力または引く力のいずれかを、前記第1のプローブ基板の第1の領域に選択的に加えることを備える、請求項２８の方法。
【請求項３０】
前記第１のプローブ基板の表面の形状を調整するステップが、
前記プローブ基板の第１の領域に引く力を加えることと、
前記プローブ基板の第２の領域に押す力を加えることと、
をさらに備える、請求項２８の方法。
【請求項３１】
前記第１の領域が、前記第１のプローブ基板の表面の中央領域に対応し、
前記第２の領域が、前記第１のプローブ基板の表面の周辺領域に対応する、請求項３０の方法。
【請求項３２】
前記第１のプローブ基板の表面の形状を調整するステップが、前記第１のプローブ基板の複数の領域に、複数の力を加えることをさらに備える、請求項２８の方法。