JP-2026514957-A - 高い周波数性能を有するプローブヘッド

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Abstract

電子デバイスの試験のためのプローブヘッド（１００）が記載され、当該プローブヘッドは、第１の端部（１０ａ）と第２の端部（１０ｂ）との間において延在する本体（１０’）を備えた少なくとも１つのコンタクトプローブ（１０）であって、これら端部（１０ａ、１０ｂ）は、それぞれのコンタクトパッド（２０ａ、３０ｂ）に接触するように構成される、少なくとも１つのコンタクトプローブ（１０）と、コンタクトプローブ（１０）の少なくとも一部分を収容するように構成された少なくとも１つのガイド穴（４０ｈ）を備える少なくとも１つのガイド（４０）と、を有する。コンタクトプローブ（１０）は、第１の端部（１０ａ）と第２の端部（１０ｂ）との間に配置される少なくとも１つの中間セクション（１０ｓ）を備え、当該中間セクションは、弾性的に柔軟であり、コンタクトプローブ（１０）はコンタクトプローブ（１０）の長手方向軸（Ｈ－Ｈ）に沿って測定される、２０００μｍ未満、好ましくは１０００μｍ未満、さらにより好ましくは８００μｍ以下の長さを有し、プローブヘッド（１００）は、ガイド（４０）上に形成された導電部（２１）をさらに備え、当該導電部（２１）は、上記のガイド穴（４０ｈ）の少なくとも１つのグループ（４０ｈ’）を含み、穴の当該グループ（４０ｈ’）に収容されるおよび所定の種類の信号を伝えるように意図されたコンタクトプローブの対応するグループに接触し、コンタクトプローブの当該対応するグループを短絡させるように構成され、それによって所定の導電ドメインを形成し、コンタクトプローブ（１０）の少なくとも一部分が上記の導電部（２１）と接触する。

Inventors

ヴァロリ、ラファエーレ
パデルノ、ナーディア
カマーリ、カミッラ
ストゥッキ、ジューリア
フェリチ、ステファノ
モルガナ、ファビオ
クリッパ、ロベルト
クリッパ、ジュゼッペ

Assignees

テクノプローべソシエタペルアチオニ

Dates

Publication Date: 20260513
Application Date: 20240423
Priority Date: 20230426

Claims (16)

電子デバイスの試験のためのプローブヘッド（１００）であって、前記プローブヘッド（１００）は、第１の端部（１０ａ）と第２の端部（１０ｂ）との間において延在する本体（１０’）を備える少なくとも１つのコンタクトプローブ（１０）であって、前記端部（１０ａ、１０ｂ）はそれぞれのコンタクトパッド（２０ａ、３０ｂ）に接触するように構成される、少なくとも１つのコンタクトプローブ（１０）と、前記コンタクトプローブ（１０）の少なくとも一部分を収容するように構成された少なくとも１つのガイド穴（４０ｈ）を備える少なくとも１つのガイド（４０）と、を備え、前記コンタクトプローブ（１０）は、前記第１の端部（１０ａ）と前記第２の端部（１０ｂ）との間に配置される少なくとも１つの中間セクション（１０ｓ）を備え、前記中間セクション（１０ｓ）は弾性的に柔軟であり、前記コンタクトプローブ（１０）は、前記コンタクトプローブ（１０）の長手方向軸（Ｈ－Ｈ）に沿って測定される、２０００μｍ未満、好ましくは１０００μｍ未満、さらにより好ましくは８００μｍ以下の長さを有し、前記プローブヘッド（１００）は、前記ガイド（４０）上に形成された導電部（２１）をさらに備え、前記導電部（２１）は、前記ガイド穴（４０ｈ）の少なくとも１つのグループ（４０ｈ’）を含み、穴の前記グループ（４０ｈ’）に収容されるおよび所定の種類の信号を伝えるように意図されたコンタクトプローブの対応するグループに接触し、コンタクトプローブの前記対応するグループを短絡させるように構成され、それによって導電ドメインを形成し、前記コンタクトプローブ（１０）の少なくとも一部分が前記導電部（２１）と接触する、プローブヘッド（１００）。
前記導電部（２１）との前記コンタクトプローブ（１０）の接触は、前記弾性的に柔軟な中間セクション（１０ｓ）の少なくとも一部分によって行われ、前記少なくとも一部分は、前記接触、たとえば、摺動接触を行うように構成される、請求項１記載のプローブヘッド（１００）。
前記導電部（２１）は、前記ガイド（４０）の面（ＦＡ、ＦＢ）に形成される、および／または前記ガイド（４０）に埋め込まれる、請求項１または２記載のプローブヘッド（１００）。
前記ガイド穴（４０ｈ）の少なくとも１つの壁の少なくとも一部分が、前記導電部（２１）によって被覆され、前記コンタクトプローブと前記導電部との間の前記接触は、メタライズされた前記壁を通して生じる、請求項１～３のいずれか１項に記載のプローブヘッド（１００）。
前記プローブヘッド（１００）は、複数の導電ドメインに対応する複数の導電部（２１’、２１”）を備え、前記複数の導電部は、前記ガイド（４０）の同じ面に配置される、前記ガイド（４０）の反対側の面に配置される、および／または前記ガイド（４０）に埋め込まれる、請求項１～４のいずれか１項に記載のプローブヘッド（１００）。
前記コンタクトプローブ（１０）は、その前記本体（１０’）上に形成された停止手段であって、前記プローブヘッド（１００）内における前記コンタクトプローブ（１０）の保持を引き起こすように前記ガイド（４０）の少なくとも一部分と機械的に接触するように構成された停止手段を備え、前記導電部（２１）との前記コンタクトプローブ（１０）の前記接触は、前記停止手段によって行われる、請求項１～５のいずれか１項に記載のプローブヘッド（１００）。
前記停止手段は、前記ガイド（４０）の面（ＦＢ）に当接するように構成された少なくとも１つの肩部（Ｓ１、Ｓ２）を画定するように横方向延長部を有するストッパー（５０）を備え、前記面（ＦＢ）は、被試験デバイスに面する前記ガイド（４０）の面（ＦＡ）の反対側にある、請求項６記載のプローブヘッド（１００）。
前記停止手段は、前記ガイド穴（４０ｈ）と機械的に干渉するようにおよび前記ガイド穴（４０ｈ）の対応する壁（４０Ｗ）に接触するように構成された少なくとも１つのクリップ（６０）を備え、前記クリップ（６０）は、前記コンタクトプローブ（１０）の前記本体（１０’）から突出し、前記ガイド穴（４０ｈ）の前記壁（４０Ｗ）と接触している間に弾性変形するように構成され、それによって、前記ガイド穴（４０ｈ）との機械的干渉によって前記コンタクトプローブ（１０）の保持を実現する、請求項６または７記載のプローブヘッド（１００）。
前記導電部（２１）との前記コンタクトプローブ（１０）の前記接触は、前記ストッパー（５０）の前記少なくとも１つの肩部（Ｓ１、Ｓ２）の１つまたは複数の当接面による押圧接触である、請求項７記載のプローブヘッド（１００）。
前記ストッパー（５０）は、前記少なくとも１つの肩部（Ｓ１、Ｓ２）から突出する複数の突起（５０ｐ）を備え、前記複数の突起（５０ｐ）は、前記ガイド（４０）の面上に形成された前記導電部（２１）の一部と接触するように構成され、それによって、前記コンタクトプローブ（１０）と前記導電部（２１）との間の電気的接続を引き起こす、請求項７記載のプローブヘッド（１００）。
前記導電部（２１）との前記コンタクトプローブ（１０）の前記接触は、前記クリップ（６０）によって行われる、請求項８記載のプローブヘッド（１００）。
前記ガイド（４０）は、それぞれの第１のガイド穴（４０ａｈ）を備える第１のガイド（４０ａ）と、それぞれの第２のガイド穴（４０ｂｈ）を備える第２のガイド（４０ｂ）とで構造化され、前記弾性的に柔軟な中間セクション（１０ｓ）は、前記第１のガイド穴（４０ａｈ）および前記第２のガイド穴（４０ｂｈ）のうちの少なくとも１つに配置され、前記コンタクトプローブ（１０）は、前記第１のガイド（４０ａ）と前記第２のガイド（４０ｂ）との間に配置された中間停止手段をさらに備え、前記中間停止手段は、前記コンタクトプローブ（１０）を前記プローブヘッド（１００）内に保持するために、前記第１のガイド（４０ａ）および／または前記第２のガイド（４０ｂ）の少なくとも一部分と機械的に接触するように構成される、請求項１記載のプローブヘッド（１００）。
前記中間停止手段は、その当接面によって前記第１のガイド（４０ａ）および／または前記第２のガイド（４０ｂ）の面に当接するように構成された少なくとも１つの肩部（Ｓ１’、Ｓ２’）を画定するように横方向延長部を有する中間ストッパー（５０’）を備え、前記中間ストッパー（５０’）は、前記導電部（２１）の一部に当接するように構成され、それによって、前記コンタクトプローブ（１０）と前記導電部（２１）との間の電気的接続を引き起こす、請求項１２記載のプローブヘッド（１００）。
前記中間ストッパー（５０’）は、前記少なくとも１つの肩部（Ｓ１’、Ｓ２’）から突出する複数の突起（５０ｐ）を備え、前記複数の突起（５０ｐ）は、前記導電部（２１）の前記一部と接触するように構成され、それによって、前記コンタクトプローブ（１０）と前記導電部（２１）との間の電気的接続を引き起こす、請求項１３記載のプローブヘッド（１００）。
前記中間停止手段は、弾性フックとして形成された保持要素（９０）を備え、前記保持要素（９０）は、前記コンタクトプローブ（１０）を前記第１のガイド穴（４０ａｈ）または前記第２のガイド穴（４０ｂｈ）の一方を通じて挿入する間に、および前記コンタクトプローブ（１０）を前記第１のガイド穴（４０ａｈ）および前記第２のガイド穴（４０ｂｈ）のうちの他方を通じて抜き取る間に弾性変形するように構成され、前記保持要素（９０）は、前記第１のガイド（４０ａ）と前記第２のガイド（４０ｂ）との間に収容されたときに、変形しない構成になっており、前記コンタクトプローブ（１０）を保持するために前記第１のガイド（４０ａ）および／または前記第２のガイド（４０ｂ）と機械的に接触するように構成される、請求項１２記載のプローブヘッド（１００）。
前記プローブヘッド（１００）は、前記第１のガイド穴（４０ａｈ）に第１の弾性的に柔軟な中間セクション（１０ｓａ）を備え、前記第２のガイド穴（４０ｂｈ）に第２の弾性的に柔軟な中間セクション（１０ｓｂ）を備え、前記停止手段は、前記第１の弾性的に柔軟な中間セクション（１０ｓａ）と前記第２の弾性的に柔軟な中間セクション（１０ｓｂ）と間に配置される、請求項１２～１５のいずれか１項に記載のプローブヘッド（１００）。

Description

本発明は、半導体ウェハー上に集積された電子デバイス、たとえば、高周波デバイスの試験を実施するように構成されたプローブヘッドに関する。以下の説明は、本発明の説明を簡略化することのみを目的として、その応用分野を参照して記載される。周知のように、プローブヘッドは、本質的には、複数のコンタクトパッド、すなわち、微細構造、特に半導体ウェハー上に集積された電子デバイスの複数のパッドが、その機能試験を実施する試験装置の対応するチャネルに電気的に接触するように構成されるデバイスである。集積回路に実施される試験は、製造段階の早い段階で欠陥のある回路を検出し、切り離すのに特に有用である。したがって、通常、プローブヘッドは、ウェハー上に集積された回路を切断してチップ封止パッケージ内に組み立てる前に、これらの回路を試験するために使用される。プローブヘッドは、本質的に、実質的に板状で互いに平行である一対の支持体またはガイドの中に収容された、複数のコンタクトプローブを備える。これらの板状の支持体には適切なガイド穴が設けられ、コンタクトプローブの移動および起こり得る変形のための自由領域または空隙を残しておくように互いに間隔をあけて位置しており、コンタクトプローブは通常、良好な電気的特性および機械的特性を有する特殊合金のワイヤによって形成される。コンタクトプローブは、通常、被試験デバイスのパッドに接触することが意図される第１の端部と、スペーストランスフォーマまたはプリント回路基板（ＰＣＢ）に接触することが意図される第２の端部との間に延在する。プローブヘッドの正しい動作は、基本的には２つのパラメータ、つまりコンタクトプローブの垂直方向の動き（あるいはオーバートラベル）、および被試験デバイスとの接触中のパッド上でのこれらのプローブの接触先端の水平方向の動き（またはスクラブ）に関連付けられる。これらすべての特徴はプローブヘッドの製造段階において評価および校正される必要があり、コンタクトプローブと被試験デバイスとの間の良好な電気的な接続が常に保証される必要がある。したがって、試験中においてさまざまなパッドとのコンタクトプローブの適切な接触を保証することが特に重要である。一般に、コンタクトプローブの最大のオーバートラベルは、下部ガイドに対して突出するプローブ部分の寸法に等しく、この突出部分は、プローブ自体の曲げや変形により、被試験デバイスと接触した場合に下部ガイドの中へと戻る。しかし、この突出部分の高さは、プローブの機械的抵抗によって制限され、通常は低くなる。また、はるかに小さいオーバートラベルに対してさえ、プローブのインターロッキングや変形に関連する問題が発生するので、プローブのオーバートラベルの最大値は理論的にのみ到達可能であるということを付け加えておかなければならない。いくつかの既知の解決策によれば、予め変形したコンタクトプローブが製造されるが、これらの解決策には、たとえば、メンテナンスが困難であること、プローブを保持するために特別な手段が必要であること、はもちろん、試験中におけるインターロッキングの問題など、さまざまな欠点がある。これらの既知の解決策の別の問題は、プローブ自体によって引き起こされるコンタクトパッドの摩耗に関連付けられる。さらに、高周波試験に対しても最適なパフォーマンスを保証するために、過去には非常に短いプローブが製造され、この場合に、特に自己インダクタンス現象によりプローブの長さが大きな問題となる。しかし、この場合において、プローブ本体の長さを短くすると、プローブ自体の剛性が大幅に増加し、それぞれのコンタクトチップによってさまざまなパッドに及ぼされる力を増加させ、このことにより、被試験デバイスに修復不可能な損傷を伴うパッドの破損を引き起こし得る。その本体の長さを短くしたことによるコンタクトプローブの剛性の増加が、プローブ自体が破損するリスクも高める。したがって、この場合においても、試験中の改善された接触を確実に行うことができるコンタクトプローブが必要である。本発明の技術的課題は、公知の解決策に依然として影響を及ぼす制限および欠点を克服できるような構造的および機能的特徴を有する、特に、たとえばプローブの接触力の改善された制御によって試験中におけるコンタクトパッドとの最適な接触および高い周波数性能を保証することを可能にするプローブヘッドを考案することである。本発明の根底にある解決策のアイデアは、コンタクトプローブが試験中において（必ずしもそうである必要はないが）好ましくは主に長手方向に発生する弾性変形を受けるプローブヘッドを作製することである。特に、コンタクトプローブは、少なくとも１つの弾性的に柔軟な（またはしなやかな）中間セクションを有する非常に短いプローブ（一般的に、１０００μｍ未満の長さを有する）であり、その結果、コンタクトプローブは実質的に弾性スプリングとして機能する。プローブヘッドは、コンタクトプローブのグループを互いに短絡させる導電部（またはメタライゼーション）も備える。この解決策のアイデアに基づいて、上述の技術的課題は、電子デバイスの試験のための以下のプローブヘッドによって解決され、当該プローブヘッドは、第１の端部と第２の端部との間において延在する本体を備える少なくとも１つのコンタクトプローブであって、これら端部はそれぞれのコンタクトパッドに接触するように構成される、少なくとも１つのコンタクトプローブと、コンタクトプローブの少なくとも一部分を収容するように構成された少なくとも１つのガイド穴を備える少なくとも１つのガイドと、を備え、コンタクトプローブは、第１の端部と第２の端部との間に配置される少なくとも１つの中間セクションを備え、当該中間セクションは弾性的に柔軟であり（またはしなやかであり）、コンタクトプローブはコンタクトプローブの長手方向軸に沿って測定される、２０００μｍ未満、好ましくは１０００μｍ未満、さらにより好ましくは８００μｍ以下の長さを有し、プローブヘッドは、ガイド上に形成された導電部をさらに備え、当該導電部は、上記のガイド穴の少なくとも１つのグループを含み、これら穴の当該グループに収容されるおよび所定の種類の信号を伝えるように意図されたコンタクトプローブの対応するグループに接触し、コンタクトプローブの当該対応するグループを短絡させるように構成され、それによって所定の導電ドメインを形成し、コンタクトプローブの少なくとも一部分が上記の導電部と接触する。より詳細には、本発明は、下記の追加的および任意の特徴を個別に、または場合に応じて組み合わせて備える。本発明の一態様によると、導電部とのコンタクトプローブの接触は、当該接触を行うように構成された弾性的に柔軟な中間セクションの少なくとも一部分によって行われることが可能である。本発明の一態様によると、上記の接触は摺動接触であることが可能である。本発明の一態様によると、上記の接触は、後で議論されるように、コンタクトプローブの停止手段によって行われることが可能である。本発明の一態様によると、導電部は、ガイドの面、たとえば、上面および／または下面に形成されることが可能である。本発明の一態様によると、導電部は、ガイドに埋め込まれることが可能である。本発明の一態様によると、ガイド穴の少なくとも１つの壁の少なくとも一部分が導電部によって被覆されることが可能であり、上記の接触は、当該メタライズされた壁を通しても生じる。本発明の一態様によると、プローブヘッドは、複数の導電ドメイン（たとえば、さまざまなパワードメインおよび／またはグラウンドドメイン）に対応する複数の導電部を備えることが可能であり、これら導電部は、ガイドの同じ面に配置される、ガイドの反対側の面に配置される、および／または当該ガイドに埋め込まれる。本発明の一態様によると、コンタクトプローブは、その本体上に形成された停止手段であって、プローブヘッド内におけるコンタクトプローブの保持を保証するようにガイドの少なくとも一部分と機械的に接触するように構成された停止手段を備えることが可能である。本発明の一態様によると、導電部とのコンタクトプローブの接触は、上記の停止手段によって行われることが可能である。本発明の一態様によると、停止手段は、ガイドの面に当接するように構成された少なくとも１つの肩部を画定するように横方向延長部を有するストッパーを備えることが可能であり、上記の面は、被試験デバイスに面するガイドの面の反対側にある（プローブ本体部に接合されたストッパーは、コンタクトプローブを適切に保持するために、ガイド穴のものよりも大きい全体的な横方向延長部を有することが可能である）。本発明の一態様によると、停止手段は、ガイド穴と機械的に干渉するようにおよび当該ガイド穴の対応する壁に接触するように構成された少なくとも１つのクリップを備えることが可能であり、当該クリップは、コンタクトプローブの本体から突出し、ガイド穴の壁と接触している間に弾性変形するように構成され、それによって、ガイド穴との機械的干渉によってコンタクトプローブの保持を保証する。本発明の一態様によると、導電部とのコンタクトプローブの接触は、ストッパーの少なくとも１つの肩部の１つまたは複数の当接面による押圧接触であることが可能である。本発明の一態様によると、ストッパーは、少なくとも１つの肩部から突出する複数の突起を備えることが可能であり、これら突起は、ガイドの面上に形成された導電部の一部と接触するように構成され、それによって、コンタクトプローブと当該導電部との間の電気的接続を保証する。本発明の一態様によると、導電部とのコンタクトプローブの接触は、クリップによって行われることが可能である。本発明の一態様によると、ガイドは、それぞれの第１のガイド穴を備える第１のガイドと、それぞれの第２のガイド穴を備える第２のガイドとを備えることが可能であり（そのような第１のガイドおよび第２のガイドとして構造化されることが可能であり）、弾性的に柔軟な中間セクションは、第１のガイド穴および第２のガイド穴のうちの少なくとも１つに配置され、コンタクトプローブは、第１のガイドと第２のガイドとの間に配置された中間停止手段をさらに備え、上記の中間停止手段は、コンタクトプローブをプローブヘッド内に保持するために、第１のガイドおよび／または第２のガイドの少なくとも一部分と機械的に接触するように構成される。本発明の一態様によると、中間停止手段は、その当接面によって第１のガイドおよび／または第２のガイドの面に当接するように構成された少なくとも１つの肩部を画定するように横方向延長部を有する中間ストッパーを備えることが可能である（プローブ本体部に接合された中間ストッパーは、コンタクトプローブを適切に保持するために、上記のガイド穴のものよりも大きい全体的な横方向延長部を有することが可能である）。本発明の一態様によると、中間ストッパーは、導電部の一部に当接するように構成されることが可能であり、それによって、コンタクトプローブと導電部との間の電気的接続を引き起こす。本発明の一態様によると、上記に類似して、中間ストッパーは、少なくとも１つの肩部から突出する複数の突起を備えることが可能であり、これら突起は、導電部の一部と接触するように構成され、それによって、コンタクトプローブと導電部との間の電気的接続を引き起こす。本発明の一態様によると、中間停止手段は、弾性フックとして形成された保持要素を備えることが可能であり、当該保持要素は、コンタクトプローブを第１のガイド穴または第２のガイド穴の一方を通じて挿入する間に、および当該コンタクトプローブを上記の第１のガイド穴および第２のガイド穴のうちの他方を通じて抜き取る間に弾性変形するように構成され、当該保持要素は、第１のガイドと第２のガイ