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JPS5952541B2 - 電気的プロ−ブ組立体 - Google Patents
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JPS5952541B2 - 電気的プロ−ブ組立体 - Google Patents

電気的プロ−ブ組立体

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JPS5952541B2
JPS5952541B2 JP56198692A JP19869281A JPS5952541B2 JP S5952541 B2 JPS5952541 B2 JP S5952541B2 JP 56198692 A JP56198692 A JP 56198692A JP 19869281 A JP19869281 A JP 19869281A JP S5952541 B2 JPS5952541 B2 JP S5952541B2
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pad
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pads
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電子装置及び基板上の間隔の密なパッドに電気
的接触を形成するためのプローブ組立体、さらに具体的
にはパッドのマトリックスに積極的に電気的接触を与え
得るプローブ組立体、さらに具体的にはコンタクト素子
がパッド上の絶縁体層に貫入し得る、ユニークなこすり
作用を有するプローブ組立体に係る。
半導体装置は複雑化が増大し、微小化されて来ており、
しばしば０．６４ｃｍ平方以下の単一チップ上に数１０
０個の回路が使用されている。
この複雑さと密度のためにより狭い面積上により多くの
電気的コンタクトが必要とされる。この様な要求はパッ
ドがチップの全表面上に格子をなして配列されているよ
うなパッドのマトリックス配列を不可欠のものとした。
半導体装置をテストする場合には、密な間隔のパッドは
電気的接触を複雑化する。
米国特許第３８４９７２８号に開示された型のカードに
はんだ付けされる針状のコンタクトが開発された。しか
しながら、この様なコンタクト配列体はパッドの唯一も
しくはせいぜい２つの周辺列に電気的接触を確立するた
めに適用されている。装置表面に垂直に配向された長く
て薄い素子より成る米国特許第３８０６８０１号に開示
された如き座屈ばり（ビーム）コンダクタは密な間隔の
パッドのマトリックス配列体に接触させ得る能力を有す
る。改良座屈ばリプローブは米国特許第４０２７９３５
号中に開示されている。この様なプローブ組立体はプロ
ーブ素子がパツドのマトリツクス配列体を収容出来ると
いう利点を有する。しかしながら、これ等のプローブ素
子は限られたふき取り作用もしくはこすり作用を与える
だけである。多くのパツド、特に半導体装置上のパツド
はアルミニウムで形成されている。
Ａｌ２Ｏ３の発生層が空気に露らされる事によつてアル
ミニウム表面上に自然に形成され、特に密な間隔のパツ
ド・マトリツクスを有する高度に微小化された装置中に
お，いて必要とされる極めて小さなコンタクト・パツド
の場合には電気的接触を極めて困難にする荒い被膜を形
成する。座屈ばり型プローブのふき取りもしくはこすり
作用も電気的コンタクトを信頼性をもつて確立するには
不十分である。本発明はアルミニウム・パツドから表面
のＡｌ２Ｏ３及び他の類似の酸化物及び被膜を信頼性を
もつて且つ一貫としてこすり去り、良好な電気的接触を
確立する回転プローブ素子を具体化する。
本発明に従い、テストさるべき装置もしくは基板上の表
面の酸化物、薄膜等に貫入し得る回転可能な細長いプロ
ーブ素子を有する改良プローブ組立体が与えられ、これ
によつて装置もしくは基板の電気的テストを可能ならし
める様な一貫とした信頼性のある電気的接触がパツドに
対して確立される。本発明のプローブは特に極めて小さ
な、密な間隔のパツド構成体、特にアルミニウムで形成
されたパツド・マトリツクスをテストするのに特に適し
ている。プローブ組立体はアルミニウム・パツド上の自
然発生的酸化アルミニウム層を突破ることが出来る。本
発明の構成においてその電気プローブ組立体は各々直径
よりはるかに長い長さを有する、導電性の可撓性材料で
形成される複数個の細長いプローブ素子を有する。
開孔を有する間隔を隔てた上方及び下方の平坦な支持素
子がプローブ素子の両端を受入れ、プローブ素子を総体
的に平行に保持し、少なく共下方端は接触さるべきパツ
ド構成に対応する或る構成に支持され、下方の支持素子
を越えて突出している。切断（切削）もしくはこすり動
作を与えるためにプローブ素子を同時に回転するための
装置が与えられる。プローブ素子をそれ自身を軸として
回転させる装置はソレノイドもしくは空気シリンダの如
き付勢素子、もしくはプローブ素子がパツドと接触関係
にもたらされ、さらに下方に押される時のプローブ素子
の座屈を利用した装置であり得る。例えば半導体チツプ
上のパツドに接続された集積回路の電気的特性をパツド
がテスタに接続される様にパツドと係合するプローブ・
コンダクタ中のプローブによつてテストする場合には、
パツドもしくはチツプに対する損傷を防止するためにパ
ツドの各々は制御された力でプローブによつて接触され
る事が必要である。
しかしながら、この力はプローブによるパツドに対する
電気的接触が確実になされる如きものでなければならな
い。特に通常のプローブでアルミニウム・パツドをテス
トする場合には、表面酸化物を突破るに必要な力はプロ
ーブもしくはチツプに損傷を与えるほど大きなものとな
る。本発明の効果としてそのプローブ組立体は先端に鋭
い切断用の刃を有するプローブ素子を回転させる事によ
つて表面酸化物もしくは他の被膜を突破る。
第１図を参照するに、プローブ組立体１０の好ましい特
定実施例がスペース変換器１２及び印刷回路板１４との
組合せで示されている。
細長いプローブ素子１６はプローブ組立体１０中に総体
的に直立即ち垂直に取付られていて、下方端１８がテス
トされるべき装置もしくは基板上のパツド構造体に接触
する様に突出している。プローブ素子１６の上方端はス
ペース変換器１２の下面上のパツド構成体２０と電気的
に接触している。スペース変換器はパツド２０をスペー
ス変換器１２の上面上のパツド２２の形状に拡げる末広
がりパターンを有する適切な素子である。詳細に示され
ていないフアン・アウト構造は変換器の上面もしくは下
面上或は中央にはさまれました１乃至それ以上の層中の
任意の適切な型のものであり得る。スペース変換器１２
は例えば樹脂もしくはセラミツクの如き任意の適切な材
料で形成され得る。プローブ組立体１０中の開孔２６及
びスペース変換器１２中の開孔２８中にはめ込まれる整
列ピン２４がパツド２０がプローブ素子１６の端上への
整列を保証している。印刷回路板１４はその下面上にス
ペース変換器１２上のパツド２２と一致する１組の接触
パツド３０を有する。末広がり冶金層３２、がさらにそ
の間隔を端子３４に拡げている。端子３４は適切なテス
タに接続されている。この様にしてプローブ組立体１０
中の各プローブ素子１６はスペース変換器１２を介して
印刷回路板１４中の対応する１つの端子３４に電気的に
接続されている。上記スペース変換器及び印刷回路板組
立体はプローブ素子１６に電気的接触をなすための代表
的なものである。プローブ組立体１０をテスタに接続す
るための他の適切なシステムが図示されたものに置換さ
れ得る。プローブ素子１６は第１図に示された如く予じ
１め曲げられている。
プローブ素子１６の上方端はベース３８上に取付けられ
た平坦な上方支持素子３６中に回転可能に支持されてお
り、下方端は同様にベース３８上に支持された平坦な下
方支持素子４０中に支持されている。平坦なプローブ回
転，素子４２は開孔４４中に予じめ曲げられたプローブ
素子１６の中央部分を受入れており、プローブ回転素子
４２の運動をアーチ状の運動に制限する適切なカム装置
が与えられている。このアーチ状運動はプローブ素子１
６を略８５゜もしくはそれ以，下の角度回転させる。プ
ローブ回転素子４２はその中にカム従動ピン４６が差込
まれる図示されていないアーチ状カム表面を有する。プ
ローブ素子１６の上方端は変換器素子１２に対して電気
的に接触しなければならない。この接触配列は種々の方
法で達成される。例えばこの電気的接触は金、銀、白金
もしくはこれ等の合金の如き不活性金属でめつきされる
事が好ましい球表面８０（第２図参照）を与える事によ
つて達成され得る。もしくは、プローブ素子１６の端は
斜角の表面８２（第２図）が与えられ得、もしくはワイ
ア８４が素子３６上に突出している端部分に結合され得
る（第２図）。さらに他の技法は接続回路に適切に接続
され得るつる巻形構造８６の（第２図）を形成する事で
ある。次に第２図を参照するに、上方支持素子３６、下
方支持素子４０及びプローブ回転素子４２中にあつて回
転可能な予じめ曲げられたプローブ素子１６の配列体が
示されている。
各プローブ素子１６は予じめ曲げられていて、中央部分
４８が支持素子４２中の開孔５０中に受入れられ、上方
の弓成り部分５２が中央部分４８に結合され、上方端が
スペース変換器１２中のパツドもしくはピンと電気的に
接触し、下方弓成り部分５４は中央部分４８に結合され
、下方端には基板６０上のパツド５８と電気的接触をな
す尖点５６が与えられる様な形状を有する事が好ましい
。第５図にさらに明瞭に示されている如く、プローブ素
子１６の下方端５４には鋭い切断刃を与える斜角表面５
６が与えられている。プローブ素子の斜角表面はパツド
５８の表面に関して任意の適切な角度をなしているが、
１５゜乃至６０゜の範囲の角度をなす事が好ましく、さ
らに好ましくは３０゜乃至４５゜の範囲の角度をなす事
が好ましい。第２図及び第３図により明確に示された如
く、プローブ回転素子４２は平坦な支持素子３６と４０
の間に存在する。
プローブ素子１６は素子３６及び４０中の開孔と同一の
総体的構造を有する開孔５０を通してプローブ回転素子
４２中に延びている。プローブ回転素子４２は素子４２
がアーチ状経路中を移動する様に制限し、これによつて
プローブ素子１６を９０゜よりも若干小さな或る弧のま
わりを回転させるカム配列体を有する。この力ム配列体
は第４図に示され、図で功ム表面６２はカム従動ピン４
６を受入れる溝より構成されている。プローブ回転素子
４６の結果アーチ状運動は矢印６４によつて示されてい
る。プローブ回転素子４２は例えば適切な連鎖機構に接
続されたソレノイドもしくは空気弁の如き任意の適切な
装置によつて付勢され得る。第７図は付勢前付勢後のプ
ローブ回転素子の初期及び最終位置を示す。実線の図形
は初期位置を示し、破線の図形はプローブ素子１６を含
むその後の位置を示している。本発明のさらに他の好ま
しい実施例においては、プローブ回転素子は基板６０上
のパツド５８と接触した後のプローブ１６のたわみもし
くは屈曲運動によつて付勢される。プローブ素子１６の
各々は直径よりもはるかに長い長さを有する。本発明の
実施にとつて好ましいプローブ素子は０．７６２ｃｍ乃
至２．２８６ｃｍの範囲の長さ及び０．００５０８乃至
０．０１５２ｃｍの範囲の直径を有する。プローブ素子
１６はばね状の材料、好ましくはタングステン、ＢｅＮ
ｉ及びＢｅＣｕで形成される。プローブ素子はパツド５
８上に存在するプローブ組立体１２がパツドと接触する
様に押下され、さらに短い距離下方に押しやられる時に
屈曲する。この追加の移動はパツドの最上部表面が同一
平面上になく、同様に予じめ屈曲したプローブ素子を外
方に曲げ、上述のカム組立体によつて指示される経路に
沿うプローブ回転素子４２の移動を生ずる場合に、プロ
ーブ素子のすべてがパツドと接触する事を確実にする。
第６図はプローブ回転素子４２がプローブ素子１６の屈
曲によつて付勢される前後のプローブ回転素子４２の相
対的位置を示す。実線の図形はプローブが回転された後
の位置である。第４図はプローブ回転素子を移動させる
のに必要なカム表面及びプローブ素子の相対位置を示す
。１６によつて示されたプローブ素子の初期位置は弧７
０によつて示された如く２つのカム従動ピン４６を結ぶ
軸に平行な線６３からオフセツトされている。
屈曲したピン１６は力７４及び力７６に分解され得る力
７２を生ずる。カム組立体は矢印７４方向の運動を阻止
するが、矢印６４で示された一般的方向の運動は可能と
する。さらにプローブ素子の屈曲はカム組立体によつて
指示された経路にプローブ回転素子４２のアーチ状運動
を生じ、これによつてプローブ素子１６の部分的回転を
生ずる。プローブ素子１６の端は特定の応用に適合する
様に形造られ得る。プローブがはんだパツドと接触され
るために使用される時は端は平坦でよい。なんとなれば
平坦なプローブ素子の回転は相対的に軟かいはんだ材料
上の酸化物に侵入するのに十分だからである。
【図面の簡単な説明】
第１図は全体的プローブ組立体の正面の断面の分解図で
ある。 第２図は本発明の好ましい特定の実施例の動作モードを
示すプローブ組立体の断面の拡大立面図である。第３図
は本発明の好ましい実施例の動作モードを示す単一のプ
ローブの簡単化された形の立断面の拡大図である。第４
図は第３図の線４−４に沿う部分を上から見た部分図で
ある。第５図はプローブ素子の先端構造とそのパツドに
対する関連を示した拡大スケールの詳細図である。第６
図は本発明の好ましい実施例のプローブ回転素子の破断
部を上から見た図である。第７図は本発明の他の好まし
い実施例のプローブ回転素子の他の上面図である。１０
・・・・・・プローブ組立体、１２・・・・・・スペー
ス変換器、１４・・・・・・印刷回路板、１６・・・・
・・プローブ素子、１８・・・・・・プローブ素子の下
端、２０，２２，３０・・・・・・パツド、３４・・・
・・・端子、３６，４０・・・・・・上下支持素子、３
８・・・・・・ベース、４２・・・・・・プローブ回転
素子、４４・・・・・・開孔。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 電気的接触をうけるようほぼ平面状に並んで配置さ
    れている複数個のパッドに対して複数本のプローブ素子
    を同時に設触させるためのプローブ組立体において、弾
    力性のある導電性材料で針状の形に作られ少なくともそ
    の一方の端部において尖つた先端部を形成している複数
    本のプローブ素子と、多数の開孔を設けた２枚の板状体
    を含み一本の上記プローブ素子が上記２枚の板状体の各
    々の一つの開孔を通つて支持される形式にて上記複数本
    のプローブ素子を互いにほぼ平行に且つ各々が上記パッ
    ドの各々に対面するような間隔で支持する支持素子と、
    上記複数本のプローブ素子を同時に各々の上記尖つた先
    端部における針状の形の中心軸を軸として回転させる装
    置を有する電気的プローブ組立体。 ２ 上記プローブ素子の各々はその中央部において、両
    端を結ぶ線から横に外れるような屈曲部を有する上記第
    １項記載の電気的プローブ組立体。 ３ 多数の開孔を設けられ上記屈曲部の各々をそれら開
    孔に通して保持する第３の板状体を有する上記第２項記
    載の電気的プローブ組立体。
JP56198692A 1981-03-20 1981-12-11 電気的プロ−ブ組立体 Expired JPS5952541B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US245818 1981-03-20
US06/245,818 US4423376A (en) 1981-03-20 1981-03-20 Contact probe assembly having rotatable contacting probe elements

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS57162442A JPS57162442A (en) 1982-10-06
JPS5952541B2 true JPS5952541B2 (ja) 1984-12-20

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ID=22928204

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JP56198692A Expired JPS5952541B2 (ja) 1981-03-20 1981-12-11 電気的プロ−ブ組立体

Country Status (4)

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US (1) US4423376A (ja)
EP (1) EP0061615B1 (ja)
JP (1) JPS5952541B2 (ja)
DE (1) DE3268074D1 (ja)

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