KR20020095151A - 반도체 접촉자를 평탄화하기 위한 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 탐침 카드 조립체용 평탄화 기기에 대한 것이다. 평탄화 기기는 탐침 카드 조립체 내의 기판으로부터 연장하는 제1 제어 부재를 포함한다. 제1 제어 부재는 탐침 카드 조립체 내의 적어도 하나의 기판을 통해 연장하고, 탐침 카드 조립체의 외부 기판의 노출된 측면으로부터 접근 가능하다. 제1 제어 부재의 작동은 제1 제어 부재에 접속된 기판의 편향을 초래한다.

Description

반도체 접촉자를 평탄화하기 위한 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR PLANARIZING A SEMICONDUCTOR CONTACTOR}

개별 반도체 장치(다이)는 통상적으로 사진 석판 및 증착과 같은 일반적으로 공지된 기술을 사용하여 반도체 웨이퍼 상의 몇 개의 동일한 장치를 생성함으로써 제조된다. 일반적으로, 이들 공정은 반도체 웨이퍼로부터 개별 다이를 분리하기 전에 충분히 기능적인 집적 회로 장치를 생성하고자 한다. 그러나, 웨이퍼 상의 물리적 결함과 웨이퍼 처리시 결함은 종종 웨이퍼 상에 몇몇의 결함있는 다이의 존재를 유발한다. 패키징 전 또는 웨이퍼로부터 분리되기 전에 결함이 있는 다이를 식별할 수 있는 것이 바람직하다. 이러한 식별을 수행하기 위해서, 웨이퍼 테스터 또는 프로버(prober)가 다이 상의 접속 패드(접합 패드)와 가압 접속하기 위해 사용된다. 그 다음에 다이는 결함을 테스트할 수 있다. 종래 웨이퍼 테스터의 부품은 다이의 접합 패드와 가압 접속을 이루는 접촉 요소를 갖는 탐침 카드이다.

탐침 카드는 본원에서 참조로 합체된 발명의 명칭이 "탐침 카드 조립체의 탐침 요소의 팁을 평탄화하는 방법"인 미국 특허 제5,974,662호에 개시된 탐침 카드 조립체의 일부일 수 있다. 미국 특허 제5,974,662호에 따른 탐침 카드 조립체는 통상적으로 탐침 카드 자체에 부가하여 인터포저(interposer) 및 공간 변형기(space transformer)와 같은 복수 개의 부품을 포함한다. 인터포저는 탐침 카드와 공간 변형기 사이에 배치되고, 공간 변형기의 방위가 탐침 카드의 방위에 대해 조절되도록 한다.

공간 변형기는 공간 변형기의 일 측면 상의 복수 개의 접촉 구조가 비교적 미세한 피치에서 전자 부품(예를 들면, 반도체 장치의 접합 패드)의 단자와 접촉을 이루도록 하는 반면에, 공간 변환기의 다른 측면의 접속이 비교적 넓은 피치에서 행해진다. 양호한 실시예에서, 접촉 구조는 웨이퍼와 같은 활성 반도체 장치와 접촉을 이룬다. 이러한 접속은 공간 변형기 평탄도의 미소한 변화에 의해 분리될 수 있다. 불행히도, 공간 변형기의 평탄도의 변화는 예를 들어, 공간 변형기가 제조될 때 발생할 수 있다. 예를 들어, 공간 변형기의 에지는 약간 굴곡될 수 있거나 또는 공간 변형기의 중심이 휘어질 수 있다.

도1은 공간 변형기의 방위를 조절하기 위한 통상의 종래 기술을 도시한다. 공간 변형기(110)는 공간 변형기(110)의 저부 상의 상이한 세트의 조절 지점을 도시한다. 일 실시예에서, 조절 지점은 공간 변형기(110)의 방위를 조절하기 위해 공간 변형기(110)의 후방 표면에 대해 가압할 수 있는 볼 베어링의 위치에 상응한다. 도1에서, 세 개의 조절 지점(112a 내지 112c)은 공간 변형기(110)의 방위를 조절하기 위해 사용된다. 조절 지점(112a 내지 112c)은 공간 변형기(110)의 외주면을 따라 위치된다.

도1에 도시된 조절 지점은 공간 변형기(110)의 외주면 영역을 편향시키도록 사용될 수 있지만, 공간 변형기(110)의 중심과 같은 비외주면 영역을 편향시키는데 사용될 수 없다. 도1에 도시된 세 개의 조절 지점은 공간 변형기(110)의 전방면의 평면에 대략 평행인 면을 한정한다. 그러나, 세 개의 조절 지점만이 있기 때문에, 방위를 조절할 수는 있지만 공간 변형기(110)의 형태는 변화시키지 못하고, 기하학적인 변경은 낮은 차수(1차 다항식)에서만 행해진다. 게다가, 조절 지점과 결합된 볼 베어링의 사용은 공간 변형기(110)에 대해 누름력(pushing force)만을 인가하기 위해 제공되고, 몇몇 예에서, 누름력은 공간 변형기(110)의 대향 측면의 스프링 부재에 의해 대향된다.

많은 예에서, 공간 변형기가 보다 양호한 평탄화를 이루고 표면 변형을 보정하기 위해 그 표면에 걸쳐 편향 또는 비틀림이 요구될 수 있기 때문에, 공간 변형기의 복수 개의 위치에서 당김력(pulling force) 또는 누름력을 인가하는 것이 바람직하다.

본 발명은 통상적으로 탐침 카드 조립체에 관한 것이고, 특히 탐침 카드 조립체 상의 접촉 요소와 테스트 하의 장치 사이에 보다 평탄한 관계를 이루기 위한 것에 관한 것이다.

본 발명의 다양한 실시예는 유사한 도면 부호가 유사한 요소를 지시하는 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명될 것이다. 본 발명은 예로써 도시되고, 첨부된 도면에 제한되지 않는다. 도면에 도시된 많은 특징부들은 이러한 특징부들을 보다 용이하게 이해하도록 축소 및 확대하지 않았다.

도1은 통상적인 탐침 카드 조립체 내의 공간 변형기의 평탄도를 조절하기 위한 종래의 기술을 도시한다.

도2는 본 발명에 따른 탐침 카드 조립체의 단면도를 도시한다.

도3a 및 도3b는 본 발명에 따른 탐침 카드 조립체의 기판의 통상적인 편향을도시한다.

도4a는 본 발명에 따른 탐침 카드 조립체의 저면도를 도시한다.

도4b는 도4a에 도시된 탐침 카드 조립체의 기판의 저면도를 도시한다.

도5a 내지 도5c는 본 발명에 따른 탐침 카드 조립체용 평탄화 요소의 다른 실시예를 도시한다.

도6은 탐침 카드 조립체의 복수 개의 조절 가능한 기판을 도시한다.

도7a는 본 발명에 따른 복수 개의 기판 조립체의 평면도를 도시한다.

도7b는 도7a에 도시된 복수 개의 기판 조립체의 측면도를 도시한다.

본 발명은, 일 실시예에서, 탐침 카드 조립체 내의 복수의 기판의 평탄도를 조절하는 방법을 제공하는 것으로서, 이러한 방법은 기판의 제1 영역, 기판의 제2 영역, 기판의 제3 영역 및 기판의 제4 영역 중 적어도 하나에서 편향시키는 단계를 포함하고, 편향 단계는 기판의 제1, 제2, 제3 및 제4 영역 중 적어도 하나에 당김력을 인가하는 단계를 포함한다.

본 발명은, 다른 실시예에서, 기판에 장착되는 복수 개의 접촉 구조의 접촉부의 평탄도를 이루는 방법을 제공하는 것으로서, 이러한 방법은 기판을 기판의 제1 표면에 접속된 복수 개의 접촉 구조로 기판을 생성하는 단계로서, 접촉 구조의 접촉부는 서로에 대해 제1 평탄 관계를 갖는 단계와, 기판을 변형시키고 서로에 대해 접촉 구조의 접촉부의 제2 평탄 관계를 이루도록 복수 개의 힘을 선택적으로 기판에 인가하는 단계를 포함한다.

본 발명은 또한, 다른 실시예에서, 기판과, 기판 상에 위치한 복수의 접촉 요소와, 기판에 인가될 때 기판의 원하는 변형을 이루도록 기판의 다른 위치에서 당김력 또는 누름력을 인가할 수 있는 평탄화 부재를 갖는 탐침 카드 조립체를 제공한다.

다른 실시예에서, 탐침 카드 조립체에 사용되는 기판은 탐침 카드 조립체 내의 인쇄 배선 보드(printed wiring board)에 대해 3개 이상의 조절 지점을 갖는다. 조절 지점은 기판의 복수 개의 영역이 인쇄 배선 보드와 기판의 다른 영역에 대해 조절되게 한다.

다른 실시예에서, 탐침 카드 조립체는 탐침 카드와, 기판과, 기판으로부터 탐침 카드로 연장하는 제1 제어 부재를 포함한다. 제1 제어 부재는 탐침 카드를 통해 연장하고, 제1 제어 부재가 작동될 때 기판이 편향되도록 한다. 본 발명의 일 실시예에서, 제1 제어 부재는 기판의 중심 영역에 결합된다.

본 발명의 다른 실시예에서, 평탄화 장치는 제1 단부와 제2 단부를 갖는 커넥터를 포함하며, 제1 단부는 탐침 카드 조립체의 공간 변형기와 같은 제1 기판에결합될 수 있는 커넥터를 포함한다. 평탄화 장치는 또한 커넥터의 제2 단부와 가동식으로 결합하는 작동 조립체를 포함한다. 제1 기판은 작동 조립체에 대한 커넥터의 이동에 따라 편향 가능하다.

본 발명의 다른 실시예에서, 기판의 다른 위치 상의 복수 개의 조절 지점은 기판에 당김력 및 누름력을 인가하는 것을 용이하게 한다.

본 발명의 다른 실시예에서, 각각의 기판의 상이한 위치들 상의 복수 개의 조절 지점을 갖고, 조절 지점은 복수 개의 기판의 각각에 서로 당김력 및 누름력을 인가하는 것을 용이하게 할 뿐만 아니라, 서로에 대해 각각의 기판의 이동 및 회전시키는 능력을 갖는 복수 개의 기판은 대규모 접촉 시스템을 생성시키도록 일반적인 조립체와 합체한다.

본 발명의 다른 특징과 장점은 다음의 설명에 의해 명백해질 것이다.

다음의 설명은 본 발명의 실시예를 제공한다. 그러나, 본 발명의 다른 실시예는 본 설명의 검토에 의해 당업자에 의해 명백해질 것이다. 그러므로, 본 발명과 첨부된 도면은 도시하기 위한 목적으로 쓰이고, 본 발명을 제한하도록 해석되어 사용되지 않는다.

본 발명의 양호한 실시예에서, 탐침 카드 조립체는 탐침 카드, 인터포저, 공간 변형기, 구동판 및 제1 제어 부재를 포함한다. 인터포저는 탐침 카드와 공간 변형기 사이에 위치된다. 구동판은 탐침 카드에 인접해서 위치한다. 돌출부는 공간 변형기의 저부 표면의 중심 영역으로부터 인터포저의 관통 구멍을 통해 연장한다. 제1 제어 부재는 돌출부와 정합하고, 인터포저의 관통 구멍과 탐침 카드와 구동판의 관통 구멍 내에 배치된다. 제1 제어 부재는 구동판의 노출측으로부터 접근 가능한 제1 제어 부재의 단부에 회전식으로 정합하는 작동 부품을 갖는다. 스프링은 구동판에 대해 강제되는 작동 부품에 의해 지지된다. 작동 부품이 회전하고 구동판 쪽으로 이동함에 따라, 스프링은 구동판에 대해 가압되고 작동 부품의 이동에 대해 저항을 제공한다. 그 동안, 공간 변형기는 공간 변형기로부터 연장하는 돌출부와 정합된 제1 제어 부재를 통해 인터포저 쪽으로 당겨진다. 그러므로, 공간 변형기의 비외주면 영역은 본 발명의 양호한 실시예에 따라 편향된다.

도2는 본 발명에 따른 탐침 카드 조립체(200)의 측단면도를 도시한다. 공간 변형기(210)는 클램핑 프레임(212)에 의해 그의 외주면에서 고정된다. 공간 변형기(210)의 상부는 이로부터 연장된 복수의 탄성 접촉 구조(211)가 프레임(212)의 상층부 표면 위로 연장할 수 있도록 프레임(212)의 상층부와 실질적으로 같은 높이일 것이다.

접촉 구조(211)는 전자 부품(예를 들어, 반도체 장치의 접합 패드)의 단자와 접촉하기 위한 접촉 영역을 각각 갖는다. 일 실시예에서, 접촉 구조(211)는 프리스탠딩형이며, 탄성을 갖는 접촉 요소이다. 다른 접촉 요소가 접촉 구조(211) 대신에 사용될 수 있다는 것을 알 수 있다. 이러한 요소들이 본 발명과 관련한 평탄화 작용으로부터 유리하도록 공간 변형기(210)와 충분히 결합하는 것이 양호하다. 예를 들어, 포스트, 핀, 패드, 단자 및 범프/볼 또는 공지되어 있는 다른 접촉 요소가 접촉 요소로서 사용될 수 있다.

클램핑 스프링(214)(예를 들어, 리프 스프링)은 나사(216)에 의해 프레임(218)에 결합된다. 스프링(214)은 프레임(212)에 고정된다. 탐침 카드와 같은 인쇄 배선 보드(220)는 프레임(218) 아래에 위치하고, 중심의 관통 구멍과 규칙적인 패턴으로 중심 주위의 지점에서의 관통 구멍을 갖는다. 강성 기판과 같이 작용할 수 있는 구동판(222)은 보드(220)의 저부에 정합된다. 구동판(222)은 보드(220)의 관통 구멍과 정렬하는 관통 구멍의 세트를 갖는다. 나사(224)는 보드(220)와 구동판(222) 모두의 외부 관통 구멍에 위치된다. 볼 베어링(226)은 나사(224)의 단부에 놓여지고 나사(224)가 공간 변형기(210) 쪽으로 조여질 때, 공간 변형기(210)에 대해 가압된다.

인터포저(230)는 공간 변형기(210)와 보드(220) 사이에 위치된다. 인터포저(230)는 중심 관통 구멍을 갖는다. 탄성 접촉 구조(229)는 인터포저(230)의 상부로부터 연장되고 공간 변형기(210)에 위치한 접촉 패드(228)와 가압 접속을 달성한다. 탄성 접촉 구조(231)는 인터포저(230)의 저부로부터 연장되고 보드(220)에 위치한 접촉 단자(234)와 가압 접속을 달성한다. 나사산을 갖는 돌출부 또는 스터드(238)는 공간 변형기(210)의 저부로부터 연장한다. 스터드(238)는 공간 변형기(210)와 정합 가능하거나 또는 공간 변형기(210)와 일체식으로 형성된다. 연장 스터드(240)는 그 일단부에 스터드(238)와 조여지는 나사산을 갖는 보어를 갖는다. 스터드(240)의 타단부는 나사산을 갖고, 작동 너트(242)를 수용한다. 스터드(240)는 인터포저(230), 보드(220) 및 구동판(222)의 중심 관통 구멍을 통해 배치된다. 스프링 요소(244)[예를 들어, 벨빌 와셔(belleville washer)]는 너트(242)에 의해 지지되고, 너트(242)가 스터드(240)를 전진시킴에 따라 구동판(222)에 대해 가압된다.

복수 개의 탄성 접촉 구조는 인쇄 배선 보드의 상층부 표면의 단자와 직접접촉하도록 공간 변형기(예를 들어, 공간 변형기의 저부 표면의 단자에 제작된)의 저부 표면상에 제공될 수 있음을 알 수 있다. 그러므로, 인터포저의 사용은 선택적이다. 인터포저의 다른 예는 접촉 구조와 합체된 가요성 시트로 뒤를 댄 반강성 지지 부재이다. 반강성 지지 부재, 따라서 가요성 시트와 접촉 구조는 본 발명에 따라 평탄화될 수 있다. 인터포저의 다른 예는 가요성 테이프, 포고 핀(pogo pin) 및 다른 소켓 또는 상호연결 구조를 포함한다.

본 발명에 따라 사용될 수 있는 인쇄 배선 보드(예를 들어, 탐침 카드), 인터포저, 공간 변형기, 구동판, 탄성 접촉 구조, 접촉 요소 및 탐침 카드 조립체의 다른 부품의 더 상세한 논의는 본원에서 참조로 합체된 미국 특허 제5,974,662호, 미국 특허 제6,050,829호 및 발명의 명칭이 "탐침 카드 조립체 및 키트"인 미국 특허 출원 제09/042,606호에서 알 수 있다.

복수 개의 공간 변형기(210)는 외주면 제어 부재[예를 들어, 나사(224) 및 볼 베어링(226)]와 비외주면 제어 부재[예를 들어, 스터드(238)와 정합한 스터드(240)]를 통해 조정될 수 있다.

예컨대, 나사(224)는 구동판(222)의 저부 측으로부터 그들을 상방으로 구동하고 공간 변형기(210)에 대해 볼 베어링(226)에 힘을 가하기 위해 접근 가능하다. 공간 변형기(210)가 프레임(212) 및 스프링(214)에 의해 보유되기 때문에, 공간 변형기(210)에 대한 볼 베어링(226)의 접촉은 공간 변형기가 압축력을 받도록 한다. 그러므로, 볼 베어링(226)이 공간 변형기(210)에 대해 가압될 때, 공간 변형기(210)는 따라서 편향된다. 볼 베어링(226)이 공간 변형기(210)의 외주면에인접해서 위치하기 때문에, 공간 변형기(210)의 외주면 영역만이 나사(224)와 볼 베어링(226)을 통해 조절 가능하다. 게다가, 나사(224)가 구동판(222)의 노출측으로부터 접근 가능하기 때문에, 공간 변형기(210)의 외주면 영역의 평탄도는 원격으로 조절 가능하다. 나사(224)와 볼 베어링(226)이 인터포저(230)의 간섭없이 공간 변형기(210)를 편향시키기 위해 사용될 수 있음을 알 수 있다.

공간 변형기(210)의 중심 영역은 너트(242)의 작동을 통해 편향될 수 있다. 너트(242)가 돌아서 연장 스터드(240)로 전진함에 따라, 스프링 요소(244)는 너트(242)에 의해 구동판(222)에 대해 가압한다. 스프링 요소(244)는 너트(242)의 상방 이동에 저항을 제공한다. 그러므로, 너트(242)가 스터드(240)의 나사산 주위로 회전하여 스프링 요소(244)에 대해 강제함에 따라, 스터드(240)는 내려간다. 스터드(240)가 스터드(238)에 정합하기 때문에, 스터드(238)가 위치한 공간 변형기(210)의 영역 또한 스터드(240)를 따라 내려간다. 그러므로, 공간 변형기(210)의 이러한 영역은 당김력 또는 장력을 야기한다. 공간 변형기(210)가 휘어진다면(예를 들어, 반구형이 된다면) 스터드(240)는 공간 변형기(210)의 평탄도를 조절하기 위해 너트(242)의 작동을 통해 내려갈 수 있다. 너트(242)가 구동판(222)의 노출측으로부터 접근 가능하기 때문에, 공간 변형기(210)의 비외주면 영역의 평탄도는 원격으로 조절 가능하다는 것을 알 수 있다. 또한, 스터드(238, 240)가 인터포저(230)의 간섭없이 공간 변형기(210)를 편향시키도록 사용될 수 있다는 것도 알 수 있다.

스터드(238)는 공간 변형기(210)의 저부 표면의 다양한 위치에 위치될 수 있다. 예를 들어, 스터드(238)는 공간 변형기(210)의 저부 표면의 에지 또는 중심에 근접해서 위치될 수 있다. 그러므로, 본 발명의 평탄화 장치가 탐침 카드 조립체의 기판의 비외주면 영역뿐 아니라 외주면 영역을 편향시키는데 사용될 수 있다는 것을 알게 될 것이다. 게다가, 다중 스터드가 사용될 수 있다. 공간 변형기는 공간 변형기의 표면의 원하는 변형을 달성하도록 작동 메커니즘을 통해 당김력 및 누름력을 제공하는 공간 변형기에 고정된 스터드 또는 다른 요소의 수만큼의 시스템을 사용하도록 배열될 수 있다.

나사(224)와 볼 베어링(226)은 이들이 공간 변형기(210)에 대해 대향된 스프링과 함께 작동하도록 배열되기 때문에, 공간 변형기(210)의 중심 영역을 내리도록 하는데 사용될 수 없다. 본 발명의 평탄화 장치는 전술한 바와 같은 이러한 문제점을 다룬다. 그러므로, 공간 변형기(210)의 평탄도는 완벽하게 조절될 수 있고, 특히 본 발명의 평탄화 장치와 함께 (예를 들어 2차 다항식 또는 3차 다항식 등의) 고차식의 조절을 가능하게 한다.

공간 변형기(210)의 평탄도를 조절 가능하게 하는 것에 부가하여, 본 발명의 평탄화 장치는 접촉 구조(211)의 접촉 영역이 서로에 대해 평탄화되도록 공간 변형기(210)를 편향시키도록 사용될 수 있다. 접촉 구조(211)의 접촉 영역의 평탄화는 전자 부품의 테스트를 용이하게 하도록 전자 부품의 단자와 더 일정한 접촉을 허용한다. 게다가, 공간 변형기(210)의 편향은 접촉 패드(228)와 접촉 구조(229) 사이 및 단자(234)와 접촉 구조(231) 사이의 더 일정한 접촉을 달성할 수 있다.

도3a 및 도3b는 탐침 카드 조립체 내에 통상적으로 위치한 공간 변형기와 같은 일반적으로 휘어진 기판(310)을 도시한다. 기판(310)이 도3a에 도시된 바와 같이 휘어진다면, 인접한 인터포저(330)에 직접적으로 영향을 끼치지 않는 (예를 들어, 인장력인) 힘(332)은 기판(310)을 원하는 위치로 당기도록 기판(310)에 인가될 수 있다. 특히, 기판(310)의 중심 영역은 원하는 평탄도로 편향될 수 있다. 이러한 당김력은 도2를 참조하여 전술한 바와 같이 인가될 수 있다. 기판(310)이 도3b에 도시된 바와 같이 휘어진다면, 인터포저(330)에 영향을 끼치지 않는 (예를 들어 압축력인) 힘(334)은 기판(310)을 원하는 위치로 밀도록 기판(310)에 인가될 수 있다. 특히, 기판(310)의 중심 영역은 원하는 평탄도로 편향될 수 있다. 이러한 누름력은 도5c에 도시된 바와 같이 본 발명의 실시예에 사용될 수 있다.

도4a는 나사(224)와 유사한 밀기만 하는(push-only) 제어 부재(424)와 연장 스터드(240)와 유사한 밀고 당기는(push-pull) 제어 부재(440)와 끼워맞춤된 탐침 카드 조립체의 저면도를 도시한다. 구동판(422)은 탐침 카드(420)에 정합된다. 구동판(422)과 탐침 카드(420) 모두 제어 부재(424, 440)를 수용하기 위한 관통 구멍을 갖는다. 제어 부재(424)는 도4b에 도시된 바와 같은 기판(410)의 상응하는 위치에서 볼 베어링(426)을 구동한다. 공간 변형기와 같은 기판(410)은 통상적으로 도2에 도시된 바와 같이 탐침 카드 조립체의 일부이다. 기판(410)의 표면으로부터 연장하는 스터드(428)는 기판(410)의 중심 영역이 제어 부재(440)에 대해 너트(442)의 작동에 의해 편향되는 것을 허용하도록 중심 제어 부재와 정합한다. 제어 부재(424, 440)는 다양한 방식으로 기판(410)의 평탄도를 조절하도록 독립적으로 구동될 수 있다.

도5a 내지 도5c는 본 발명에 따른 평탄화 장치의 다양한 실시예를 도시한다. 도5a에서, 공간 변형기와 같은 기판(510)은 기판(510)의 저부 표면과 일체식으로 형성되거나 이와 정합하는 스터드(538a)를 갖는다. 스터드(538a)는 나사산을 갖는 단부를 구비한 커넥터(540a)를 수용하도록 나사산을 갖는 보어를 구비한다. 커넥터(540a)의 나사산을 갖는 단부의 하나와 정합하는 너트(542)는 도2에 따라 설명된 것과 유사한 방식으로 구동판과 같은 (도시되지 않은) 기판에 대해 가압할 수 있는 스프링 요소(544a)를 지지한다. 커넥터(540a)에 대한 너트(542)의 작동과 저항의 발생은 구동 커넥터(540a)를 내리도록 조력하는 스프링 요소(544a)에 의해 제공되어, 기판(510)을 편향시킨다. 스프링 요소(544a)는 벨빌 와셔로서 도시된다. 코일 스프링과 웨비 와셔(wavy washer)와 같은 다른 스프링 요소가 벨빌 와셔 대신에 사용될 수 있다. 게다가, 스프링 요소는 구동판의 저부에 세워질 수 있다.

도5b에서, 기판(510)은 기판(510)의 기부 표면과 일체식으로 형성되거나 또는 이와 정합하는 나사산을 갖는 스터드(538b)를 갖는다. 나사산을 갖는 보어를 구비한 커넥터(540b)는 스터드(538b)와 정합한다. 너트(542)는 구동판과 같은 (도시되지 않은) 기판에 대해 스프링 요소(544b 내지 544d)를 지지하는 커넥터(540b)의 나사산을 갖는 단부와 정합한다. 다른 스프링 요소는 너트(542)가 공간 변형기(510)쪽으로 커넥터(540b)의 나사산을 따라 회전하는 바와 같이, 너트(542)에 다양한 저항을 제공하기 위해 스프링 요소(544b 내지 544d)들이 사용될 수 있다.

도5c에서, 기판(510)은 기판(510)의 저부 표면에 일체식으로 형성되거나 또는 이와 정합하는 나사산을 갖는 스터드(538c)를 구비한다. 나사산을 갖는 보어를 구비한 커넥터(540c)는 스터드(538c)에 정합된다. 커넥터(540c)의 나사산을 갖는 단부는 구동판과 같은 기판(522)의 나사산을 갖는 관통 구멍에 정합된다. 커넥터(540c)는 통상적으로 탐침 카드 조립체의 외부 기판인 기판(522)의 노출측으로부터 접근 가능하다. 커넥터(540c)는 대향 방향으로 기판(510)을 편향시키도록 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전할 수 있다.

본 발명에 따른 다중 지점 조절 체계는 다른 기판의 평탄도 또는 방위의 간섭 없이 조립체 내의 다른 기판에 대해 탐침 카드 조립체 내의 기판의 (예를 들어, x, y, θ방향으로) 방위를 변경하도록 사용될 수 있음을 알게 될 것이다. 따라서, 다중 변형 가능한 기판을 갖는 탐침 카드 조립체는 구성될 수 있고, 기판으로부터 기판까지의 접촉 요소의 적절한 위치가 유지될 때 테스트 기판에 대해 그의 접촉 요소에 의해 한정된 표면을 평탄하게 교차시킬 수 있다. 이러한 조립체는 통상적으로 도6에 도시된다.

다중 기판(610, 620...n)은 병합된 조립체 내에서 서로 인접하게 위치된다. 각각의 기판은 다른 기판에 대해서 당업계에 공지된 (도시되지 않은) 방위 메커니즘을 사용하여 x, y 및 θ방향으로 조절 가능하다. (도면에서 종이 위쪽인) z 방향으로 기판을 변형시키기 위한 시스템이 또한 포함되지만 도시되지 않았다. 이러한 시스템은 전술한 바와 같은 평탄화 요소와 결합할 수 있다. 벡터 r은 다중 기판(610, 620...n)에 각각 상응하는 접촉 요소(610a, 620a...z) 사이의 관계를 한정한다. 기판(610, 620...n)은 r이 원하는 정확도 내에서 변형되고, 접촉요소(610a, 620a...z)의 접촉 팁이 z 방향으로 원하는 정확도 내에서 공면이 되도록 서로에 대해 위치된다.

도6에 도시된 것과 유사한 다중 기판을 갖는 병합 조립체의 상세한 설명을 제공하는 도7a 내지 도7b를 참조하여, 접촉 요소(711)는 절연 지지 부재(705)에 고정된다. 접촉 요소(711)는 트레이스(713)와 테스터(760)에 차례로 연결되는 접속 와이어(715)에 트레이스(706)에 의해 전기적으로 접속된다. 접촉 요소(711)는 납땜 볼로 도시되지만 물론 여기서 많은 형상으로 될 수 있다. 양호한 실시예에서, 접속 와이어(715)는 다중 직립 가요성 케이블의 일부이다. 다른 양호한 실시예에서, 접속 와이어(715)는 와이어 접합(wire bonded) 접속일 수 있다. 또 다른 양호한 실시예에서, 절연 지지 부재(705)는 당업계에 공지된 폴리이미드(polyimide) 또는 다른 가요성 재료이다.

기판(704)은 절연 지지 부재(705)를 지지한다. 양호한 일 실시예에서?? 이들은 함께 고정된다. 양호한 다른 실시예에서, 이들은 밀착 접촉일 수 있지만 서로에 대해 이동할 수 있다. 기판(704)은 요소(724)와 볼(726)을 기판 프레임(720)에 차례로 고정된 스프링(712)에 의해 대향된 기판(704)에 대해 가압하도록 작동하는 작동자(730)를 포함하는 밀기만 하는(push-only) 제어 요소에 의해 위치된다. 몇몇의 이들 미는 제어 요소가 사용될 수 있고, 도7b에 도시 목적으로 2개가 사용되었다. 기판(704)은 또한 작동자(732), 요소(740) 및 기판(704)에 고정되는 스터드(738)를 포함하는 밀고 당기는 제어 요소에 의해 위치된다. 기판 프레임(720)은 폐쇄 루프 시스템을 형성하는 작동자(730, 732)에 차례로 접속되는 기판하우징(722)에 고정된다. 작동자의 선택적인 위치 설정에 의해, 기판(704)의 형상이 제어될 수 있다.

인쇄 배선 보드(750)는 기판 하우징(722)에 접속되거나 또는 도시된 바와 같이 가교부 하우징(754)을 통해 차례로 접속되는 위치 설정 요소(756)에 접속된 하우징(752)을 지지한다. 위치 설정 요소(756)는 양식화한 형태로 도시되고, x, y, z 및 기판 하우징(722) 상의 위치 설정 제어용의 3개의 각도를 제공하기 위해 요구되는 요소를 포함할 수 있다.

도7b는 전술한 요소들과 함께 제2 기판(704a)을 도시한다. 각각의 기판(704, 704a)은 원하는 평탄도로 조절될 수 있다. 이와 동일하게, 각각의 기판(704, 704a)은 각각의 접촉 요소(711)의 접촉 영역부를 원하는 편평도로 조절할 수 있다. 게다가, 기판(704, 704a)은 접촉 요소(711)의 비교적 큰 어레이를 제공하도록 서로에 대해 위치될 수 있다.

다중의 변형 가능한 기판으로 구성된 이러한 탐침 카드 조립체는 더 큰(동일한 영역의) 단일 기판을 갖는 큰 탐침 카드 조립체와 기능적으로 동등하다. 이에 존재하는 접촉 소자의 공간 관계를 변화시키기 위한 모놀리식 기판(monolithic substrate)의 변형은 다중 기판과 그들이 존재하는 지지 구조의 변형 및 x, y, z 및 θ이동 모두에 의해 이루어진다는 것이 중요하다.

본 발명의 평탄화 장치는 수동식으로 작동되거나 또는 자동식으로 작동된다. 예를 들어, 작동자 메커니즘은 평탄화 장치(예를 들어, 작동 너트)에 접속될 수 있고, 컴퓨터 시스템으로부터 신호에 따라 작동될 수 있다. 이러한 자동화된 평탄화장치에 의해 구동되는 복수 개의 제어 지점은 고정밀도를 위해 기판의 형상일 수 있다.

본 발명이 특히 탐침 카드 조립체와 공간 변형기의 특정한 실시예를 참조하여 설명되더라도, 본 발명은 이러한 응용예에 제한되지 않는다는 것을 알 수 있을 것이다.

전술한 상세한 설명에서, 본 발명의 장치 및 방법은 특정한 예시적인 실시예를 참조하여 설명되었다. 그러나, 다양한 변경과 변화는 본 발명의 사상과 범주에서 벗어남 없이 실시될 수 있음이 명백할 것이다. 본 발명의 상세한 설명과 도면은 제한하기 위한 것이 아니라 참조하기 위한 것이다.

Claims (38)

1. 탐침 카드 조립체 내의 기판의 평탄도를 조절하기 위한 방법에 있어서,

   기판의 제1 영역, 기판의 제2 영역, 기판의 제3 영역 및 기판의 제4 영역 중 적어도 하나를 편향시키는 단계를 포함하고,

   상기 편향 단계는 기판의 상기 제1, 제2, 제3 및 제4 영역 중 적어도 하나에 당김력을 인가하는 것을 특징으로 하는 방법.
2. 제1항에 있어서, 적어도 상기 제1 영역은 기판의 비외주면 영역인 것을 특징으로 하는 방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 편향 단계는 상기 당김력이 인가되지 않은 제1, 제2, 제3 및 제4 영역 중 적어도 하나에 누름력을 인가시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
4. 제1항에 있어서, 상기 편향 단계는 수동으로 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
5. 제1항에 있어서, 상기 편향 단계는 자동으로 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
6. 탐침 카드 조립체에 사용하기 위한 인터포저에 있어서,

   상기 탐침 카드 조립체 내의 공간 변형기를 편향시키기 위한 작동 조립체를 수용할 수 있는 비외주면 개구를 포함하는 것을 특징으로 하는 인터포저.
7. 기판에 장착된 복수 개의 접촉 구조의 접촉부에서 평탄도를 이루는 방법으로서,

   기판의 제1 표면에 정합된 복수 개의 접촉 구조를 가지며, 상기 접촉 구조의 접촉부는 서로에 대해 제1 평면 관계를 갖는 기판을 생성하는 단계와,

   기판을 변형시키도록 서로에 대해 접촉 구조의 접촉부의 제2 평면 관계를 달성하기 위해 상기 기판에 선택적으로 복수의 힘을 인가시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
8. 제7항에 있어서, 복수 개의 기판은 병합된 조립체 상에서 변형되는 것을 특징으로 하는 방법.
9. 제8항에 있어서, 상기 병합된 조립체의 적어도 하나의 기판에서 회전 조절이 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
10. 제8항에 있어서, 상기 병합된 조립체의 적어도 하나의 기판에서 병진 조절이수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
11. 탐침 카드 조립체에 있어서,

    기판과,

    상기 기판에 배치된 복수의 접촉 요소와,

    상기 기판의 형상을 변화시키도록 상기 기판에 힘을 전달할 수 있는 적어도 하나의 평탄화 요소를 포함하는 것을 특징으로 하는 탐침 카드 조립체.
12. 제11항에 있어서, 각각의 상기 접촉 요소는 접촉 영역을 갖고, 상기 접촉 영역은 적어도 하나의 평탄화 요소에 힘을 인가함으로써 서로에 대해 평탄화될 수 있는 것을 특징으로 하는 탐침 카드 조립체.
13. 제11항에 있어서, 상기 복수 개의 접촉 요소는 프리스탠딩형 스프링 요소를 포함하는 것을 특징으로 하는 탐침 카드 조립체.
14. 제11항에 있어서, 상기 적어도 하나의 평탄화 요소와 정합된 자동화된 작동자를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 탐침 카드 조립체.
15. 탐침 카드 조립체에 사용하기 위한 기판에 있어서,

    탐침 카드 조립체의 인쇄 배선 보드에 대해 배치된 적어도 4개의 조절 요소를 포함하고,

    상기 조절 요소는 기판의 복수 개의 다른 영역이 인쇄 배선 보드 및 기판의 다른 영역들에 대해 조절될 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 기판.
16. 제15항에 있어서, 기판의 제1 표면에 배치된 복수 개의 접촉 구조를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판.
17. 제16항에 있어서, 상기 복수 개의 접촉 구조는 탄성을 갖는 요소를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판.
18. 제16항에 있어서, 상기 복수 개의 접촉 구조는 반도체 장치 상에 복수의 단자를 접촉시키기 위해 구성된 것을 특징으로 하는 기판.
19. 탐침 카드 조립체에 있어서,

    제1 표면, 제2 표면 및 상기 제1 표면에 배치된 복수의 접촉 요소를 갖는 공간 변형기와,

    상기 공간 변형기의 제2 표면에 대해 고정될 수 있는 복수 개의 제어 요소를 포함하는 것을 특징으로 하는 탐침 카드 조립체.
20. 제19항에 있어서, 상기 제어 요소 중의 적어도 하나는 상기 공간 변형기의제2 표면의 중심 영역과 정합 가능한 것을 특징으로 하는 탐침 카드 조립체.
21. 제19항에 있어서, 상기 제어 요소 중의 적어도 하나는 상기 공간 변형기의 제2 표면의 외주면 영역과 정합 가능한 것을 특징으로 하는 탐침 카드 조립체.
22. 제19항에 있어서, 상기 제어 요소 중의 적어도 하나는 상기 공간 변형기의 제2 표면으로부터 연장 가능한 것을 특징으로 하는 탐침 카드 조립체.
23. 제22항에 있어서, 상기 제어 요소 중의 적어도 하나는,

    제1 및 제2 단부를 갖는 스터드와,

    상기 스터드의 제2 단부와 정합하는 작동 부품을 포함하고,

    상기 제1 단부는 상기 공간 변형기의 제2 표면상의 돌출부와 정합 가능한 보어를 갖는 것을 특징으로 하는 탐침 카드 조립체.
24. 제23항에 있어서, 상기 작동 부품은 상기 스터드의 제2 단부에 회전 정합되는 것을 특징으로 하는 탐침 카드 조립체.
25. 제19항에 있어서, 상기 복수 개의 제어 요소는 컴퓨터 시스템에 의해 제어 가능한 것을 특징으로 하는 탐침 카드 조립체.
26. 탐침 카드 조립체용 평탄화 장치에 있어서,

    제1 및 제2 단부를 갖는 커넥터와,

    상기 커넥터의 제2 단부와 가동식으로 정합하는 작동 조립체를 포함하고,

    상기 제1 단부는 탐침 카드 조립체의 제1 기판에 결합가능하고,

    상기 제1 기판은 상기 커넥터에 대해 상기 작동 조립체의 이동에 따라 편향 가능한 것을 특징으로 하는 장치.
27. 제26항에 있어서, 상기 작동 조립체는 상기 작동 조립체가 커넥터에 대해 이동함에 따라 탐침 카드 조립체의 제2 기판에 힘을 전달하는 것을 특징으로 하는 장치.
28. 제26항에 있어서, 상기 작동 조립체는,

    상기 커넥터에 정합하는 너트와,

    상기 너트에 의해 지지 가능한 스프링을 더 포함하고,

    상기 너트 및 스프링 모두는 상기 너트 및 스프링을 통해 배치된 커넥터를 갖는 것을 특징으로 하는 장치.
29. 제26항에 있어서, 상기 커넥터의 제1 단부는 상기 제1 기판의 비외주면 영역에 결합 가능한 것을 특징으로 하는 장치.
30. 제26항에 있어서, 상기 제1 기판의 비외주면 영역은 상기 커넥터에 대한 작동 조립체의 이동에 따라 편향 가능한 것을 특징으로 하는 장치.
31. 제26항에 있어서, 상기 작동 조립체는 컴퓨터 시스템에 의해 제어 가능한 것을 특징으로 하는 장치.
32. 탐침 카드 조립체에 있어서,

    제1 표면, 제2 표면 및 상기 제1 표면에 배치된 복수 개의 접촉 단자를 갖는 탐침 카드와,

    제1 표면, 제2 표면, 상기 제2 표면으로부터 연장하는 복수 개의 제1 탄성 접촉 구조 및 상기 제1 표면으로부터 연장하는 복수 개의 제2 탄성 접촉 구조를 갖는 제1 기판과,

    제1 표면, 제2 표면 및 상기 제2 표면상에 배치된 복수 개의 접촉 패드를 갖는 제2 기판과,

    상기 제2 기판의 일부의 평탄도를 조절하기 위한 당김 수단을 포함하고,

    상기 복수 개의 제1 탄성 접촉 구조는 상기 접촉 단자와 가압 접촉을 달성하며,

    상기 복수 개의 제2 탄성 접촉 구조는 상기 접촉 단자와 가압 접촉을 달성하는 것을 특징으로 하는 탐침 카드 조립체.
33. 제32항에 있어서, 상기 조절 수단은 상기 제2 기판의 제2 표면에 결합되는 것을 특징으로 하는 탐침 카드 조립체.
34. 탐침 카드 조립체용 평탄화 장치에 있어서,

    탐침 카드 조립체용 제1 기판에 원격 접근을 허용하기 위한 연장부와,

    작동 수단이 연장 수단에 대해 이동할 때 제1 기판을 원격으로 편향시키기 위해 상기 연장 수단과 정합하는 작동 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 평탄화 장치.
35. 제34항에 있어서, 상기 제1 기판의 적어도 제1 부분은 상기 작동 수단이 연장 수단에 대해 이동할 때 상기 작동 수단에 의해 개시되는 당김력에 의해 편향되는 것을 특징으로 하는 평탄화 장치.
36. 탐침 카드 조립체용 조절 체계에 있어서,

    복수 개의 평탄화 조절 조립체를 포함하고,

    상기 평탄화 조절 조립체의 적어도 하나는 탐침 카드 조립체의 제1 기판의 비외주면 영역을 편향시키도록 구성되고,

    상기 복수 개의 잔여 평탄화 조절 조립체는 제1 기판의 분리된 외주면 영역을 편향시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는 조절 체계.
37. 제36항에 있어서, 상기 평탄화 조절 조립체의 적어도 하나는 제1 기판의 비외주면 영역을 신장하여 편향시키도록 구성되고, 상기 복수의 잔여 평탄화 조절 조립체는 제1 기판의 분리된 외주면 영역을 압축하여 편향시키도록 구성된 것을 특징으로 하는 조절 체계.
38. 탐침 카드 조립체용 조절 체계에 있어서,

    복수의 평탄화 조절 조립체를 포함하고,

    상기 적어도 하나의 상기 평탄화 조절 조립체는 탐침 카드 조립체의 제1 기판의 제1 영역을 당기도록 구성되고, 상기 잔여 평탄화 조절 조립체는 제1 기판의 분리된 영역을 누르도록 구성된 것을 특징으로 하는 조절 체계.