JPH0345540B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、一般に集積回路試験用ステーシヨン
に用いられる圧力制御装置に関し、特に集積回路
試験用ステーシヨンの試験プローブの接触圧を適
切な値に保つための圧力制御装置に関する。

〔従来の技術及び発明が解決しようとする問題点〕

集積回路の製造工程の中で重要なものに、夫々
の回路が適切にできているかどうかを決定するた
めの試験工程がある。組立工程の中では、できる
だけ早期に集積回路の性能を評価することが一般
に望まれる。このことを達成するために集積回路
の外側のすべての接続点と接続し、そこで試験信
号を集積回路に印加し、その性能を評価するので
ある。

集積回路の試験を能率的に行なうために、オレ
ゴン州ビーバートンのテクトロニツクス・インコ
ーポレイテツドは、集積回路試験プローブシステ
ムの開発を行なつてきている。このシステムは、
厚さ約0.001インチの小さな矩形の透明なポリイ
ミドフイルムで作られた可撓性プローブから成つ
ている。このフイルムの下面には複数の金属パツ
ドを設けてある。この金属パツドは好ましくはニ
ツケルから作り、集積回路上の接触領域（ボンド
パツド）と合致する配置になつている。このポリ
イミドフイルムのプローブの金属パツドを、例え
ばマイクロストリツプライン形成技術を用いてフ
イルムのプローブのへりへ延ばした伝送線によつ
て電気的に接続する。

このプローブシステムの好適な形態としては、
ポリイミドフイルムの上面に接地面を設ける。し
かしながらこの接地面は、フイルムの金属パツド
の近傍の領域は覆つていない。このためフイルム
を通して金属パツドを目視することができ、この
ため試験する集積回路と対応させてパツドの位置
合わせを目視で行なうことができる。

このポリイミドフイルムを食刻回路基板に取り
付け、ポリイミドフイルムをこのへりにそつて支
持する。プローブとこの食刻回路基板の外周に沿
つて設けられた同軸コネクタとが食刻回路基板上
の伝送路によつて接続する。

上述のテストシステムを使用するために、ポリ
イミドフイルムのプローブと食刻回路基板とを支
持構体上の定位置に取り付ける。プローブと支持
構体の下方には、試験する集積回路を上方のプロ
ーブに向けて上昇させるための手段を含む装置を
設ける。好ましくは集積回路チツプ又はウエハを
保持するための真空装置を有する台と、この台及
び集積回路を上方のプローブの方向へ徐々に持ち
上げるためのステツパ電動機とを具えた真空チヤ
ツク装置を用いる。集積回路を試験するために
は、この集積回路をプローブの下面にある金属パ
ツドと十分に接触しうるだけ持ち上げなければな
らない。

しかしながら、プローブの試験パツドを被試験
集積回路と十分に接触させること、さらにこうし
た接触を試験中維持することを確実にする必要が
ある。またプローブの金属パツドが集積回路と触
れたとき、集積回路がプローブに対し過度の圧力
をかけないようにするために、台と集積回路の上
昇運動を制御する必要もある。もし真空チヤツク
のステツパ電動機が正確に制御できていなかつた
ら、ポリイミドフイルムのプローブに向う集積回
路の上昇運動によつて過度の圧力が発生してしま
う。このような圧力はプローブに重大な損傷を与
えてしまう。典型的には、各プローブのパツドあ
たり３グラムの圧力が働いていれば、損傷せずに
回路の試験を十分に適切に行なうことができる。
プローブのパツドあたり圧力が10グラムを超過す
ると、損傷の原因にたいへんなりやすい。もつと
も、これらの値は、用いられるプローブの型式及
び厚さに応じて変わりうる。

本発明は、集積回路の試験中、プローブに適切
な圧力を確実に作用させると共に、プローブと集
積回路とを十分に接触させるためのプローブステ
ーシヨンのアクセサリを提供する。この結果、正
確な試験データが得られ、プローブに圧力が過度
にかかることによりこれが損傷してしまうおそれ
もなくす。

そこで本発明の目的は、集積回路の試験中、試
験プローブに適切な圧力を確実に作用させるため
の、集積回路試験ステーシヨンの圧力制御装置を
提供することにある。

本発明の他の目的は、試験プローブの接触点と
被試験回路とを確実に十全に接触させるよう設計
された、集積回路試験ステーシヨンの圧力制御装
置を提供することにある。

本発明の更に他の目的は、プローブを構造上及
び機能上損なわぬよう保護するために回路を試験
している間、試験プローブに作用する圧力の総量
を制限することのできる、集積回路試験ステーシ
ヨンの圧力制御装置を提供することにある。

本発明の更に他の目的は、高い精度と圧力検知
能力とによつて特徴づけられる、集積回路試験ス
テーシヨンの圧力制御装置を提供することにあ
る。

本発明の更に他の目的は、運動する部品の数が
最小限であり、製造が安価な集積回路試験ステー
シヨンの圧力制御装置を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段及び作用〕

上述の目的に従つて本発明の集積回路試験ステ
ーシヨン用圧力制御装置は、固定している支持構
体に弾性保持部材を用いて固定した圧力パツドを
含む。この圧力パツドは、本体部分に固定された
剛性チツプを有する弾性本体部分、及びこの本体
部分を通つて下方に延びる縦のボアとを含んでい
る。弾性保持部材が圧力パツドを支持構体に取り
付けているために、圧力パツドが支持構体に対し
て垂直に動きうる。第１端及び第２端があるひき
延ばされた導体部材を弾性保持部材に固定する。
被試験回路を上方へ持ち上げるための台を具えた
真空チヤツクの内部には電動機があつて、第１端
と電気的に接続している。導体部材の第２端は通
常支持構体に取り付けられた導体パツドと接触し
ている。この導体パツドは支持構体に対して絶縁
されていて、真空チヤツク中の電動機とは電気的
に接続している。導体部材の第２端がこの導体パ
ツドと接触しているときは、チヤツク中の電動機
を含む完全な電気回路が形成されている。

使用にあたつては、まずポリイミドのプローブ
がある食刻回路基板を、圧力パツドが取り付けら
れている支持構体に固定する。このプローブを圧
力パツドの真下にくるように支持構体に固定す
る。この圧力パツドは、プローブの上面と接する
ように設計されており、プローブをやや下方へ押
し下げる。この結果プローブは、これが付いてい
る回路基板の平面よりも下方にふくらむ。真空チ
ヤツク中の電動機をそこで回転させると集積回路
はプローブへ向けて上昇する。いつたん集積回路
がプローブのところまで来ると、回路はプローブ
を押し上げる。ここでプローブが上方へ動くと、
この圧力パツドに対して圧力が作用する。始め
は、圧力パツドがプローブの上方の動きに抗す
る。この抗力がプローブの接点の集積回路との接
触を確かなものにする。集積回路がプローブと圧
力パツドに抗して上昇し続けるにつれて、圧力パ
ツドも、これを支持構体に固定している弾性保持
部材のおかげで上昇する。圧力パツドが上昇し続
けるにつれて、ひき延ばされた導体部材の第２端
が支持構体上の導体パツドから離れる。このため
電動機の回路が切れて、集積回路のプローブの方
向への運動が止まる。このような方法による電動
機の停止により、集積回路を試験するのに適当な
圧力が加圧され、集積回路の動きにより作用する
過大な圧力によりプローブが損傷することを防止
する。

本発明のこれらの目的、特徴、及び利点は、図
面を参照して実施例で詳しく説明する。

〔実施例〕

第１図は、食刻回路基板とプローブを具えた支
持構体に取り付けられた、本発明に基づく圧力制
御装置の斜視図である。本発明の圧力制御装置１
０は、集積回路の試験中ポリイミドフイルムのプ
ローブに作用する圧力を検知し制御するよう設計
された装置を含んでいる。第１図に示すように、
本発明の圧力制御装置１０を、支持構体１２に固
定する。支持構体１２は、適当な据え付け支持フ
レーム（図示せず）に固定する。第２図は、第１
図の線−に沿う断面図であるが、第２図に示
すように、ポリイミドフイルムのプローブ１６が
取り付けられた食刻回路基板が、支持構体１２に
取り付けられている。このポリイミドフイルムの
プローブ１６は被試験集積回路上の接触部と適合
するように設計された複数の金属パツド１８を含
んでいる。この金属パツド１８は、好適にはニツ
ケルにて作り、ポリイミドフイルムのプローブ１
６の下面に設ける。上述のようにプローブ１６
は、パツド１８を設けた部分を除外して接地面に
よつて覆う、このためパツド１８の近傍ではプロ
ーブ１６は透明になつている。

第３図は、第２図の線−に沿う断面図であ
る。第１図と第３図に示すように、圧力制御装置
１０を支持構体１２の環状部分２０に取り付け
る。圧力制御装置１０の構造的部品は、ねじ２４
を用いて環状部分２０に固定され、好適にはなめ
らかで強いプラスチツク（例えばテフロン）で作
られた環状部材２２を含んでいる（第３図参照）。
環状部材２２の下面２８にはポリイミドフイルム
のプローブ１６を囲む回路基板１４と隣接する環
状フランジ３０がある。

中央部３６から放射状に外側へ延びる４つの接
続部分３４を有する弾性保持部材３２を、第１図
に示すようにワツシヤ２６の下に置き、ねじ２７
を用いて所定の位置に固定する。弾性保持部材３
２は、好適には、約0.010インチ厚のベリリウム
銅合金によつて作る。この材料は、豊かな弾性と
柔軟性によつて特徴づけられ、この性質の有用性
は後述する。

第４図は、本発明の圧力制御装置に用いられる
圧力パツドの斜視図である。第２図及び第４図に
示すように、好適には透明なシリコンゴムによつ
て作られた弾性のある圧力パツド５０を、弾性保
持部材３２の中央部３６の開口３８内にモールド
する。圧力パツド５０には、弾性保持部材３２の
開口３８の直径よりも大きな直径となつている拡
大した頂部５２がある。従つて、この頂部５２
は、圧力パツド５０を使用中弾性保持部材３２に
対して所定の位置に保持する。

圧力パツド５０は、硬い透明なプラスチツク
（例えば透明アクリルプラスチツク）で作られた
非弾性チツプ５３も含んでいる。圧力パツド５０
の内部には縦の中心軸に沿つて下方に延びるボア
５４を設ける。このボア５４によつてプローブス
テーシヨンの使用者が圧力パツド５０、チツプ５
３及びポリイミドフイルムのプローブ１６の透明
な部分を通して下方を直接見ることができる。こ
のことによつてプローブと被試験回路とを適切に
位置合わせすることができる。

第１図及び第２図に示すように、支持ブロツク
６０を、この分野で知られているエポキシ樹脂接
着材を用いて弾性保持部材３２に固定する。この
支持ブロツク６０はボア６４及び２組のねじ６６
を含んでいる。好適にはベリリウム銅のワイヤに
金メツキしたもので作つたひき延ばされた導電部
材７０を、ボア６４の中に挿入する。この導電部
材はセツトスクリユ６６を用いてこの支持ブロツ
ク６０の中に固定する。

ひき延ばされた導電部材７０の第１の端７２
は、被試験集積回路をポリイミドフイルムのプロ
ーブ１６に向かつて上昇させている間、集積回路
を所定の場所へ固定しておくよう設計された装置
へ、リード７３によつて電気的に接続する。第２
図に示すように、この装置は支持構体１２の下方
に設けてあり、集積回路チツプ又はウエハ７９を
保持するための台７８を具えた真空チヤツク７６
及びこの台７８を垂直に動かすためのステツパ電
動機８０を含んでいる。ひき延ばされた導体部材
７０の第１端７２は、ステツパ電動機８０に電気
的に接続する。

ひき延ばされた導体部材７０の第２端８２は、
通常支持構体１２の環状部分２０上の位置８８に
固定されかつ支持構体に対して絶縁されている導
体パツド８４上に乗せる（第１図参照）。好適に
は、この導体パツドには金メツキしたセラミツク
を用い、下面にはポリイミドフイルムの絶縁層を
設ける。導体パツド８４は好適には支持構体１２
に半田付けにより固定する。

導体パツド８４は、第２図に示すように真空チ
ヤツク７６内のステツパ電動機８０へ、リード線
８５によつて電気的に接続している。圧力パツド
５０上にどんな上方向の圧力も存在しないとき
は、ひき延ばされた導体部材７０及び導体パツド
８４からステツパ電動機８０へと至る完全な電気
回路が存在し、電動機８０は後述するような使用
のされかたをする。

〔動作〕

動作にあたつては、圧力パツド５０及びひき延
ばされた導体部材７０と導体パツド８４とを含む
圧力制御装置の圧力検知部品は、プローブの接触
パツドが、集積回路と十全で連続的でかつ損傷を
与えないような接触を確実にするよう共働する。
第２図に示すように、圧力パツド５０のチツプ５
３は、可撓性のあるプローブ１６と金属パツド１
８とを食刻回路基板１４が形成する平面よりも下
方へ押し下げる。プローブ１６を囲んでいる回路
基板１４に接している環状部材２２の環状フラン
ジ３０も、回路基板１４の平面からプローブ１６
が外側へ動きうるようにしている。このように外
側へ動きうることでプローブが回路と接触しやす
くなる。

集積回路を試験するために、真空チヤツク７６
中のステツパ電動機が動き、台７８及び集積回路
チツプ又はウエハ７９が上昇する。ステツパ電動
機の運転は、ひき延ばされた導体部材７０と導体
パツド８４を含む電気経路が完成することによつ
て可能となる。いつたん集積回路７９がポリイミ
ドフイルムのプローブ１６上の金属パツド１８と
接触しても、集積回路７９は、プローブ１６と圧
力パツド５０とに向つて上昇し続ける。初めに集
積回路７９がプローブ１６と接触するときは、圧
力パツド５０は、プローブが上昇することを防げ
ようとする。このように上昇運動が防げられるの
で、プローブ１６の圧力パツド１８は、集積回路
７９と安定的で完全な接触ができる。

集積回路７９がプローブ１６と圧力パツド５０
とに向つて上昇し続けるにつれ、圧力パツド５０
は、弾性保持部材３２のおかげで上昇し始める。
圧力パツドが上昇し続けると、ひき延ばされた導
体部材７０の第２端８２は、導体パツド８４から
離れる。この結果、ステツパ電動機８０の運転を
可能にしている。ひき延ばされた導体部材７０を
含む完全な回路が切れて、集積回路７９の上昇運
動が止まり、これによりポリイミドフイルムのプ
ローブ１６に圧力が適切な値に設定され、プロー
ブの損傷を避けることができる。第２図における
破線は、ステツパ電動機の回路が切れるときの圧
力制御装置の部品の位置を示している。

ひき延ばされた導体部材７０の第２端８２によ
つて導体パツド８４上に作用する圧力は、セツト
スクリユー６８によつて調整する。これによりポ
リイミドフイルムのプローブ１６に向う集積回路
７９の許容できる上昇運動が、セツトスクリユー
６８によつて制御できる。仮にひき延ばされた導
体部材７０の第２端８２が導体パツド８４に向つ
て下方に押されるべくセツトスクリユー６８をね
じ込めば、ステツパ電動機８０の電気回路が切れ
るまでに集積回路７９は、ポリイミドフイルムの
プローブ１６に対していつそう大きな圧力を作用
させる。さらにいうと、集積回路により作用する
圧力は、用いるプローブの型式により選択的に所
望の値に変更できる。

〔発明の効果〕

本発明の装置は、透明フイルム上に金属パツド
を形成したプローブで集積回路を試験する集積回
路試験ステーシヨンの集積回路及びプローブ間の
圧力制御を行う。プローブ及び集積回路の圧接に
より押し上げられた圧力パツドの端部を透明部材
で形成し、圧力パツドに対しプローブの反対側よ
り、透明部材を介して金属パツドを観察できる。
これにより、試験をするに際し、圧力部材の透明
部材及びプローブの透明部分を介して、顕微鏡等
で下方を見て、プローブの金属パツドと被試験集
積回路の被試験個所とを適切に位置合わせするこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、食刻回路基板とプローブを具えた支
持構体に取り付けられた本発明に基づく圧力制御
装置の斜視図、第２図は、第１図における線−
に沿う断面図、第３図は、第２図における線
−に沿う断面図、第４図は、本発明の圧力制御
装置に用いられる圧力パツドの斜視図である。 これらの図において、１２は支持構体、１４は
回路基板、１６はプローブ、１８は金属パツド、
３２は弾性支持部材、５０は圧力パツド、７６，
７８，８０はリフト手段、６０，７２，８４はス
イツチ手段である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 支持構体に取り付けられ、開口を有する回路
   基板と、被試験集積回路の試験個所に対応する金
   属パツドを透明フイルム上に形成して成り、上記
   回路基板の上記開口の周囲に沿つて取り付けられ
   たプローブと、上記被試験集積回路を載せ、該被
   試験集積回路の上記試験個所を上記プローブの上
   記金属パツドに圧接させるように動作するリフト
   手段とを有する集積回路試験ステーシヨンの圧力
   制御装置であつて、 上記支持構体により支持される弾性支持部材
   と、 該弾性支持部材により、上記プローブ上で該プ
   ローブの面に対して垂直な方向に移動可能に支持
   され、少なくとも上記プローブの上記金属パツド
   に対向する端部に透明部材を有する圧力パツド
   と、 上記圧力パツドの移動に連動し、上記圧力パツ
   ドが所定位置を超えると開成して上記リフト手段
   の動作を停止させるスイツチ手段とを具え、 上記圧力パツドに対し上記プローブの反対側よ
   り上記透明部材を介して上記金属パツドを観察可
   能であることを特徴とする集積回路試験ステーシ
   ヨン用圧力制御装置。