专利名称：集成电路的测试装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于对半导体集成电路进行测试的装置，特别是作为一次或分多 次对形成在晶圆上的未切割的许多个集成电路进行测试的装置而优选的测试装置。
背景技术：
作为一次或分多次对形成在晶圆上的未切割的许多个集成电路进行测试的装置 的1种，有如下装置，该装置包括芯片单元，其包括芯片支承体、和配置在该芯片支承体上 侧的多个测试芯片；探针单元，其位于自该芯片单元隔开间隔的下方，且包括探针支承体、 和配置在该探针支承体下侧的多个触头；连接单元，其配置在上述芯片单元与上述探针单 元之间，且包括销支承体和多个连接销，该连接销沿上下方向贯穿该销支承体且上端以及 下端分别能够突出到上述销支承体的上方以及下方(专利文献1以及2)。在上述以往技术中，各测试芯片具有下述功能，S卩、产生用于对集成电路、即被检 查体进行电测试的电信号，并且接收来自被检查体的响应信号而处理响应信号。因此，采用 以往技术，由于无需设置多个配置有具有测试芯片的功能的多个电路的布线基板，所以能 够使在以往技术之前一直必需的测试头(test head)显著小型化，从而能够廉价地构成测 I式o但是，上述以往技术只不过是沿芯片单元、探针单元以及连接单元的厚度方向重 叠上述3个单元，并未使上述3个单元结合起来，且并未将上述3个单元支承在支承单元 上。专利文献1 日本特表平10-510682号公报专利文献2 日本特开平11-251383号公报

发明内容
本发明的目的在于将芯片单元以及探针单元中的至少一方单元、与连接单元以能 够调整上述一方单元与连接单元之间的相对按压力的方式结合起来。本发明的集成电路的测试装置包括芯片单元，其包括芯片支承体、和配置在该芯 片支承体上侧的多个电子零件；探针单元，其位于自该芯片单元隔开间隔的下方，且包括探 针支承体、和配置在该探针支承体下侧的多个触头；连接单元，其以电连接上述芯片单元以 及上述探针单元的方式配置在上述芯片单元以及上述探针单元之间，且包括销支承体和多 个连接销，该连接销以沿上下方向贯穿该销支承体的状态被支承在该销支承体上；结合单 元，其将上述芯片单元、上述探针单元以及上述连接单元以能分开的方式结合起来，且使上 述芯片单元以及上述探针单元中的至少一方单元、与上述连接单元沿彼此靠近或彼此分开 的方向位移。上述结合单元可以包括轴承装置，其是推力轴承装置，配置在上述芯片单元以及上述探针单元中的上述 一方单元、与上述销支承体之间，用于将上述一方单元与上述销支承体以能够沿彼此靠近或彼此分开的方向位移的方式结合起来，且该轴承装置在虚拟轴线的周围延伸，该虚拟轴 线经过上述芯片支承体、上述销支承体以及上述探针支承体而沿上下方向延伸；旋转环，其以能在上述虚拟轴线的周围旋转一定角度的方式配置在上述销支承体 与上述轴承装置之间；位移机构，其用于使该旋转环在上述虚拟轴线的周围进行位移，从而使上述芯片 单元以及上述探针单元中的上述一方单元、与上述销支承体沿彼此靠近或彼此分开的方向 位移。上述位移机构可以包括凸轮从动件，其自上述芯片单元以及上述探针单元中的 上述一方单元以上述虚拟轴线为中心的虚拟圆的半径方向外侧延伸；凸轮槽，其形成在上 述旋转环上，且包括收纳口部和凸轮部，上述收纳口部用于自上述芯片单元以及上述探针 单元中的上述一方单元侧收纳上述凸轮从动件，上述凸轮部与该收纳口部连通且自该收纳 口部绕上述虚拟轴线延伸；驱动机构，其用于使上述旋转环相对于上述连接单元在上述虚 拟轴线的周围位移。上述凸轮部可以具有凸轮面，该凸轮面以距离上述收纳口部越远的部 位、越靠近上述芯片单元以及上述探针单元中的上述一方单元的方式相对于上述芯片单元 以及上述探针单元中的上述一方单元倾斜。上述凸轮面可以在上述虚拟轴线的周围以彼此隔开间隔的方式具有多处凹处，该 凹处是向与上述芯片单元以及上述探针单元中的上述一方单元侧相反的侧凹陷形成的。上述轴承装置可以包括轴承保持体，其与上述芯片单元以及上述探针单元中的 上述一方单元、和上述销支承体结合；推力轴承，其为环状，配置在上述芯片单元以及上述 探针单元中的上述一方单元、与上述轴承保持体之间，且与上述旋转环结合。上述轴承保持体能够以能沿上下方向发生相对位移且不能在虚拟轴线发生相对 位移的方式与上述芯片单元或上述探针单元结合，上述虚拟轴线经过上述芯片支承体、上 述销支承体以及上述探针支承体而沿上下方向延伸。上述结合单元还可以包括第2轴承装置，其配置在上述芯片单元以及上述探针 单元中的另一方单元、与上述连接单元之间，且绕上述虚拟轴线延伸；第2旋转环，其配置 在上述连接单元与上述第2轴承装置之间；第2位移机构，其用于使上述第2旋转环相对于 上述连接单元绕上述虚拟轴线位移，从而使上述芯片单元以及上述探针单元中的上述另一 方单元、和上述连接单元沿彼此靠近或彼此分开的方向位移。上述芯片支承体可以包括芯片基板，其为在上侧配置有上述电子零件的圆板状； 第1环，其具有第1开口，该芯片基板配置在该第1开口处。上述探针支承体可以包括探 针基板，其为在下侧配置有上述触头的圆板状；第2环，其具有第2开口，该探针基板配置在 该第2开口处。上述销支承体可以包括销保持体，其为板状，上述连接销以沿上下方向贯 穿该销保持体的状态配置在该销保持体上；第3环，其具有第3开口，该销保持体配置在该 第3开口处。上述结合单元可以使上述第1、第2以及第3环以能沿彼此靠近或彼此分开的 方向位移的方式相互结合。上述销支承体可以包括环，其包括环部和多个直线部，上述环部在虚拟轴线的周 围延伸，该虚拟轴线经过上述芯片支承体、上述销支承体以及上述探针支承体而沿上下方 向延伸，上述多个直线部自该环部朝向上述虚拟轴线延伸且在该环部的中心部彼此结合； 销保持体，其由呈扇形板状的多个销支承片形成，该多个销支承片配置在由上述环部以及相邻的上述直线部形成的各空间内，且该多个销支承片分别保持多个上述连接销。各连接销可以包括主体部，其沿上下方向贯穿上述销保持体；上部针尖部，其与 该主体部的上端一体地相连，且自上述销保持体向上突出；下部针尖部，其与上述主体部的 下端一体地相连，且自上述销保持体向下突出。各连接销可以具有探针式连接器(pogo pin)，该探针式连接器包括1对销构件， 它们沿上下方向隔开间隔地配置；弹簧构件，其配置在1对销构件之间且向使该1对销构件 的前端部分别自上述销支承体向后以及向下突出的方向对该1对销构件施力，上述销支承 体还可以包括密封构件，该密封构件为电绝缘性、且分别配置在上述销保持体的上下表面 上，并且具有容许上述销构件的前端部自该密封构件突出的孔。测试装置还可以包括用于支承上述销支承体的外周缘部的支承基座。各电子零件可以具有集成的测试芯片，该集成的测试芯片产生用于对被检查体进 行电测试的电信号，并且接收来自被检查体的响应信号而处理该响应信号。在本发明的测试装置中，在利用结合单元使芯片支承体以及探针支承体中的一 方、和销支承体沿彼此靠近或彼此分开的方向位移时，芯片单元以及探针单元中的至少一 方单元、与连接销之间的相对按压力发生变化。因此，采用本发明，通过使芯片单元以及探针单元中的至少一方单元、与连接单元 沿彼此靠近或彼此分开的方向位移，能够调整芯片单元以及探针单元中的至少一方单元、 与连接销之间的相对按压力。


图1是表示本发明的测试装置的一实施例的主视图。图2是自斜上方观察在图1所示的测试装置中所用的测试卡组装体以及该测试卡 组装体附近的立体图。图3是自斜下方观察测试卡组装体以及该测试卡组装体附近的立体图。图4是测试卡组装体以及该测试卡组装体附近的纵剖视图。图5是自斜下方观察测试卡组装体的立体图。图6是分解表示测试卡组装体的主要构成部件的纵剖视图。图7是在拆下了芯片单元的状态下、自斜上方观察测试卡组装体的立体图。图8是分解表示测试卡组装体所用的连接单元以及结合单元的主视图。图9是自斜上方观察测试卡组装体所用的芯片支承体的立体图。图10是自斜下方观察芯片支承体的立体图。图11是表示拆下芯片单元后的、连接单元和该连接单元附近的俯视图。图12是放大表示测试卡组装体的结合部以及该结合部附近的构件的剖视图。图13是将图12中的连接单元以及上下的结合单元连同上述单元附近的构件一起 表示的放大剖视图。图14是将位移机构的一实施例以展开状态连同流体回路一起表示的主视图。图15是图14所示的位移机构的按压力调整部的放大主视图。图16是用于说明图1的测试装置所用的测试芯片的一实施例的电路图。图17是表示图16的测试芯片中的电信号的波形的图。
图18是表示连接单元的其他实施例的俯视图。图19是图18所示的连接单元的纵剖视图。图20是在拆下了销支承片的状态下的、图18所示的连接单元的俯视图。图21是图19所示的连接单元的纵剖视图。图22是表示图18所示的连接单元所用的销支承片的一实施例的俯视图。图23是图22所示的销支承片的主视图。图24是表示使用了其他连接销的连接单元的一实施例的一部分的纵剖视图。
具体实施例方式关于用语在本发明中，在图1以及图4中将上下方向称作上下方向或Z方向、将左右方向称 作左右方向或X方向、将朝向纸的背面方向称作前后方向或Y方向。但是，这些方向依据将 芯片单元、探针单元以及连接单元安装在测试装置的框架上后的状态下的这些单元的姿势 的不同而不同。因此，在将上述3个单元安装在框架上的状态下，本发明的测试装置也可以在上 述本发明中所称的上下方向成为实际应用中的上下方向的状态、上下颠倒的状态、倾斜方 向的状态等任意方向的状态下使用。一实施例参照图1，测试装置10以形成在圆板状的半导体晶圆12上的未切割的许多个集 成电路(未图示)为被检查体，一次或分多次对上述集成电路同时进行检查、即进行测试。 测试装置10的电测试对象物即各集成电路在上表面具有焊盘电极那样的多个电极(未图 示)，并且上述各集成电路具有多个元件(cell)。测试装置10包括支承单元20 ；检查台22，其被支承在支承单元20上，用于接受 晶圆12 ；测试卡组装体24，其以位于检查台22上方的方式被支承在支承单元20上，用于 相对于晶圆12交接电信号；外部装置26(参照图4以及图16)，其具有各种电路；计算机 28(参照图4以及图16)，其用于控制测试装置10的各电路以及设备，并且处理信号。支承单元20包括基板30，其沿XY方向延伸；支柱32，其以自该基板的沿XY方向 隔开间隔的多处分别向上延伸的状态安装在该基板上；支承基座34，其安装在各支柱32的 上端部且与基板30平行，为板状。支承基座34具有用于收纳测试卡组装体24的圆形的开口 36。在开口 36的周围规 定开口 36的缘部为接受并支承测试卡组装体24的朝上台阶部38 (参照图1、图4、图12)。检查台22是如下公知的机构，即、检查台22将吸盘顶部(chuck top) 40支承在台 移动机构42的上部，利用台移动机构42使吸盘顶部40沿XYZ方向三维移动、并使吸盘顶 部40绕沿上下方向延伸的Z轴线(例如图4所示的虚拟轴线94)旋转一定角度，该吸盘顶 部40以能解除对晶圆12的吸附的方式真空性地吸附晶圆12。因此，在进行电测试之前，在将晶圆12以能被解除吸附状态的方式真空吸附在检 查台22上的状态下，使晶圆12沿前后方向、左右方向以及上下方向三维移动、并绕Z轴线 的周围旋转一定角度，从而以能与板状的触头44的针尖接触的方式定位集成电路的各电 极。
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测试卡组装体24包括圆板状的零件单元即芯片单元46、具有多个上述触头44的 探针单元48、电连接上述2个单元46、48的内部布线的连接单元50、将单元46和单元50 以能分开的方式结合起来的上结合单元52 (参照图2 图15)、和将单元48和单元50以能 分开的方式结合起来的下结合单元54 (参照图2 图15)，且测试卡组装体24整体为圆板 状。参照图2 图17进一步详细说明上述测试卡组装体24。详见图12，芯片单元46的分别作为电子零件发挥作用的多个(M)测试芯片56配 置在圆板状的芯片支承体58的上侧。各测试芯片56对应于多个(N)被检查体(集成电 路)。另外，各测试芯片56是为了能够产生用于对所对应的各被检查体进行电测试的 电信号、且接收并处理来自所对应的各被检查体的响应信号而将形成在半导体晶圆上的集 成电路切割来形成的集成电路芯片，各测试芯片56能够对所对应的各被检查体执行电测
试o芯片支承体58包括芯片基板60，其为圆板状且在上表面配置有多个测试芯片 56 ；环62，其绕着芯片基板60延伸。另外，环62以使芯片基板60的上下表面分别暴露于 上下方的状态将该芯片基板60收纳在开口 62a处(参照图6以及图12)。上述结构的芯片基板60是利用玻璃环氧树脂、聚酰亚胺树脂那样的树脂、陶瓷、 上述材料的层叠体等电绝缘材料形成的圆板状的多层布线基板，且该芯片基板60具有许 多条内部布线64，并且在上表面具有与测试芯片56的电极相连接的许多个连接盘(未图 示)，此外该芯片基板60在下表面具有许多个另一连接盘66，且该芯片基板60在上表面还 具有多个连接器68。许多条内部布线64中的、多条内部布线64的上端部与未图示的上述连接盘相连 接，该连接盘与测试芯片56的电极相连接，其余的多条内部布线64的上端部与连接器68 的端子相连接。各内部布线64的下端部与连接盘66相连接。如图4所示，各连接器68与 另一连接器70结合，该连接器70与外部装置26、计算机28等电连接。环62为板状的环，且在上端内侧具有自上端部向内侧突出的朝内凸缘部62b，并 且环62在沿周向隔开间隔的多处分别具有沿上下方向贯穿的定位孔62c。利用多个定位螺钉76 (参照图9)，在将芯片基板60按压在凸缘部62b的下表面的 状态、且使环62绕着芯片基板60与芯片基板60同轴线地延伸的状态下，将芯片基板60与 环62以能分开的方式结合起来，上述定位螺钉76自凸缘部62b的上方向下贯穿而与芯片 基板60螺纹接合。在环62上以绕图4所示的虚拟轴线94隔开间隔的方式设有多个凸轮从动件72。 环62的凸轮从动件72自环62的外周部向半径方向外侧延伸，且作为上接合装置52中的 位移机构74(参照图2、图3、图4、图14)的一部分而发挥作用。详见图12，探针单元48包括多个触头44、和圆板状的探针支承体78，触头44配置 在该探针支承体78的下侧。探针支承体78包括在下表面配置有多个触头44的圆板状的 探针基板80、和绕着在探针基板80延伸的环82。另外，环82以使探针基板80的上下表面 分别暴露于上下方的状态将该探针基板80收纳在开口 82a处(参照图6以及图12)。与芯片基板60相同，上述结构的探针基板80也是利用玻璃环氧树脂、聚酰亚胺树脂那样的树脂、陶瓷、上述材料的层叠体等电绝缘材料形成的、直径尺寸与芯片基板60的 直径尺寸基本相同的圆板状的布线基板，且该探针基板80具有许多条内部布线84，并且该 探针基板80在上表面具有多个连接盘85，此外该探针基板80在下表面具有多个探针连接 盘87。各触头44为日本特开2006-337080号公报、日本特开2007-113946号公报、日本 特开2009-115477号公报等所述的公知构件，其包括沿上下方向延伸的座部(安装区域)、 自该座部的下端部沿X方向或沿Y方向延伸的臂区域、和自该臂区域的前端部向下突出的 针尖区域。在臂区域沿X方向或沿Y方向延伸且针尖区域向下突出的状态下，采用焊锡、焊接 等适当的方法呈悬臂梁状地将各触头44在座部的上端部固定在探针连接盘87上。各内部 布线84的上端部与连接盘85相连接，各内部布线84的下端部与探针连接盘87连接。与环62相同，环82也为板状的环，且在下端内侧具有自下端部向内侧突出的朝内 凸缘部82b，并且环82在沿周向隔开间隔的多处分别具有沿上下方向贯穿的定位孔82c。探针基板80和环82的结合方式与芯片基板60和环62的结合方式相同，即，利用 多个定位螺钉(未图示)，在将探针基板80按压在凸缘部82b的上表面的状态、且使环82 绕着探针基板80与探针基板80同轴线地延伸的状态下，将探针基板80与环82以能分开 的方式结合起来，上述定位螺钉自凸缘部82b的下方向上贯穿而与探针基板80螺纹接合。与环62相同，环82也以绕图4所示的虚拟轴线94隔开间隔的方式设有多个凸轮 从动件72。环82的凸轮从动件72自环82的外周部向半径方向外侧延伸，且作为下接合装 置54中的位移机构74的一部分而发挥作用。详见图12，连接单元50包括将连接盘66和连接盘85电连接起来的许多个连接销 86、和支承该连接销的圆板状的销支承体88。销支承体88包括销保持体90、和收纳该销保 持体90的板状的环92。销保持体90以使连接销86沿上下方向贯穿圆板状的销保持体90 的状态支承上述连接销86。环92将销保持体90收纳在开口 92a处。销保持体90和环92分别在外周缘部具有朝上台阶部以及朝下台阶部，且利用多 个定位螺钉(未图示)在使上述台阶部相互按压的状态下、且使环92与销保持体90同轴 线地绕着该销保持体90的状态下将销保持体90和环92以能分开的方式结合起来。利用导电性材料呈细线状或板状地制作各连接销86，且各连接销86包括沿厚度 方向贯穿销保持体90的主部86a、与主部86a的上部一体地相连的呈横U形的上针尖部 86b、和与主部86a的下部一体地相连的呈横U形的下针尖部86c (参照图12、图13)。上针 尖部86b的上端部自销保持体90向上突出，下针尖部86c的下端部自销保持体90向下突 出o利用结合单元52、54以沿上下方向延伸的虚拟轴线94(参照图4)为共用轴线将 芯片支承体58、探针支承体78以及销支承体88同轴线地结合起来。详见图12，在将环92的周缘部载置在支承基座34的朝上台阶部38上的状态下， 将多个螺钉构件95插入在环92的通孔92b中而与支承基座34螺纹接合，从而使连接单元 50与支承基座34以能分开的方式结合。由此，将测试卡组装体24支承在支承单元20上。详见图12、图13，结合单元52、54除了分别具有多个上述位移机构74之外，还分 别包括推力轴承装置96，其配置在芯片支承体58与销支承体88之间、或配置在探针支承体78与销支承体88之间；旋转环98，其配置在销支承体88与推力轴承装置96之间，且自 推力轴承装置96的外周侧与推力轴承装置96结合。推力轴承装置96包括定位销104、绕虚拟轴线94延伸的环状的轴承保持体100、 和绕虚拟轴线94延伸的环状的推力轴承102。轴承保持体100配置在芯片支承体58与销 支承体88 (更确切而言是环92)之间、或配置在探针支承体78与销支承体88 (更确切而言 是环92)之间，推力轴承102配置在旋转环98与轴承保持体100之间，定位销104设置在 轴承保持体100的上表面或下表面的、沿周向隔开间隔的多处。将各轴承保持体100以不能相对于环92的上表面或下表面移动的方式安装在环 92的上表面或下表面上。定位销104自各轴承保持体100向上或向下突出而被收纳在定位 孔62c或82c中。由此，将芯片支承体58和环92、探针支承体78和环92以能沿上下方向 相对位移、以及不能绕虚拟轴线94相对位移的方式结合。各轴承保持体100利用板形环部和较短的筒状部形成L字形或倒L字形的截面形 状；上述筒状部自环92的上表面向上延伸或自环92的下表面向下延伸、且利用未图示的螺 钉部件那样适当的部件以不能相对于环92移动的方式安装在环92上；上述板形环部自该 筒状部的上端向外侧延伸。推力轴承102在推力轴承102的上侧或下侧的环状轨道盘(推 力环)处安装在轴承保持体100的板形环部的下侧或上侧。各旋转环98利用板形环部和较短的筒状部形成L字形或倒L字形的截面形状；上 述板形环部的一部分与推力轴承102结合；上述筒状部自该板形环部的外周缘部向上或向 下延伸。且各旋转环98在板形环部处安装在推力轴承102的上侧或下侧的环状轨道盘(推 力环)中。由此，将各旋转环98以能够绕图4所示的虚拟轴线94旋转的方式安装在3个 单元46、48、50(参照图1、图2以及图6)上。为了使旋转环98相对于环92顺利地移动，在环92与旋转环98之间配置有环状 的滑片106。图14以及图15表示下部(探针单元48侧)的位移机构的实施例。上部(芯片 单元46侧)的位移机构74具有将用于构成各位移机构的、图14以及图15中的多个凸轮 从动件72、多个凸轮槽110、多个驱动机构112等构件上下颠倒后而成的形状和构造。详见图14、图15，在各位移机构74中，多个凸轮槽110以能收纳各凸轮从动件72 的方式绕图4所示的虚拟轴线94隔开间隔地形成在旋转环98中，且为了使旋转环98相对 于销支承体88绕虚拟轴线94位移而绕图4所示的虚拟轴线94隔开间隔地设置多个驱动 机构112。各凸轮槽110包括用于收纳凸轮从动件72的收纳口部110a、和与收纳口部IlOa 连通且自收纳口部IlOa绕虚拟轴线94延伸的凸轮部110b。收纳口部IlOa以能自探针支承体78(或芯片支承体58)侧(即上侧或下侧)收 纳所对应的凸轮从动件72的方式向上方或下方开放。凸轮部IlOb具有凸轮面110c，该凸轮面IlOc以距离收纳口部IlOa越远、越靠近 芯片支承体58或探针支承体78 (即上侧或下侧)的方式相对于探针支承体78 (或芯片支 承体58)以角度θ倾斜。凸轮面IlOc是用于限定凸轮部IlOb的面中的、与销支承体88侧相反的一侧的 面，且该凸轮面IlOc具有凹陷形成在与销支承体88侧相反的一侧的多个凹处114a、114b、114c。凹处114a、114b、114c绕虚拟轴线94隔开间隔。在图14所示的例子中，各驱动机构112采用多个作动缸机构，该作动缸机构的活 塞部借助配件118与旋转环98相连结，该作动缸机构的缸体部借助配件116与支承基座34 相连结。借助压力流体源120、压力调整机构122以及阀124同时将压缩空气、压缩油那样 的压力流体供给到上述驱动机构112 (即作动缸机构)中。利用图4所示的计算机28控制 压力流体源120、压力调整机构122以及阀124。各驱动机构112的工作方式是在将压力流体相对于活塞供给到一方缸室中时， 活塞向伸长方向移动，从而使旋转环98向绕虚拟轴线94的一方向旋转移动；在将压力流体 相对于活塞供给到另一方缸室中时，活塞向收缩方向移动，从而使旋转环98向绕虚拟轴线 94的另一方向旋转移动。由此，芯片单元46、探针单元48以及连接单元50彼此结合且能位移地与轴承保持 体100结合，在该结构的作用下，凸轮部IlOb能够相对于凸轮从动件72绕虚拟轴线94移动。结果，芯片单元46或探针单元48能够相对于连接单元50沿彼此靠近或彼此分开 的方向(即上下方向)移动，从而改变连接盘66或85与连接销86的相对按压力。通过使旋转环98、进一步是指凸轮部IlOb相对于凸轮从动件72进行上述那样的 旋转移动，能够在将凸轮从动件72收纳在凹处114a、114b、114c中某处的状态下，利用驱动 机构112维持旋转环98进一步是指至凸轮部110b。由此，能够将连接盘66或85与连接销 86的相对按压力维持成与收纳有凸轮从动件72的凹处114a或114b或114c对应的值。从芯片单元46或探针单元48到凹处114a、114b以及114c的距离尺寸按照凹处 114a、114b、114c的顺序依次变小。因此，在凸轮从动件72被收纳在凹处114a中时，连接盘 66或85与连接销86的相对按压力最小。相对于此，在凸轮从动件72被收纳在凹处114c 中时，连接盘66或85与连接销86的相对按压力最大。结果，采用结合单元52、54，通过使凸轮从动件72位移到凸轮槽110中的适当位 置，能够不使连接单元50相对于芯片单元46以及探针单元48旋转地改变或调整连接盘66 或85与连接销86的相对按压力。另外，通过使凸轮从动件72位于凹处114a、114b以及114c中的任意一处中，能够 防止在测试时连接盘66或85与连接销86的相对按压力发生变化。但是，在凸轮槽110与凸轮从动件72之间的摩擦力、驱动机构的驱动力、维持力较 大时、在采用其他结构的装置使凸轮从动件72位移并保持在凸轮槽110内的适当位置时等 的情况下，也可以省略设置凹处114a、114b以及114c。在进行测试时，将触头44的针尖按压在被检查体的对应电极上，在该状态下自各 测试芯片56向被检查体供给测试信号，然后将来自各被检查体的响应信号输出到对应的 测试芯片56中。各测试芯片56根据来自所对应的被检查体的响应信号判断该被检查体中 的元件是否不良。在能如上所述地改变或调整连接盘66与连接销86、以及连接盘85与连接销86的 相对按压力时，具有下述优点。针对连接盘66与连接销86的相对按压力、连接盘85与连接销86的相对按压力，能够依据被检查体的种类将上述按压力改变或调整成分别不同的值、或相同的值。另外，能 够依据被检查体的电极与触头44的相对按压力改变或调整连接盘66与连接销86、以及连 接盘85与连接销86的相对按压力。结果，在如集成电路那样使用微弱电流、微弱电压的高频信号的被检查体的测试 中，能够将上述接触部中的接触电阻值设定成最佳值。测试芯片的实施例参照图16以及图17进一步说明测试芯片56。各测试芯片56分别包括多个信号处理电路130，它们与能利用测试芯片56同时 进行测试的多个被检查体(集成电路)中的1个被检查体对应地产生用于对所对应的被 检查体进行电测试的测试信号即驱动信号S3，并且接收来自所对应的被检查体的响应信号 (S4)而处理该响应信号；交接电路132，其用于在上述信号处理电路130与外部之间交接电信号。上述电路130、132被计算机28控制，并自外部装置26接收各种数据以及电力而 进行动作。各信号处理电路130以一对一的形式与被检查体对应，产生用于对所对应的被 检查体进行电测试的驱动信号S3，并且接收来自所对应的被检查体的响应信号S4而处理 该响应信号。交接电路132形成为被测试芯片56内的所有信号处理电路130共用的电路。各信号处理电路130包括格式器(FMA) 134，其根据图像信息(pattern information) Sl和时序信号(timing clock) S12产生脉冲信号S2，自图像存储器(pattern memory) 156输出上述图像信息Si、且该图像信息Sl是测试信号的基本信息，自时序发生器 (timing generator) 148输出上述时序信号S12 ；多个(N)驱动器136，其根据脉冲信号S2 产生用于驱动被检查体的驱动信号S3 ；多个(N)比较电路138，其接收来自被检查体的响应 信号S4，然后将显示被检查体中的元件为不良的不良信号S5输出到交接电路132中；恒压 恒流产生电路(PMU) 140，其用于产生在利用恒压以及恒流对被检查体进行测试时所用的、 用于进行特殊测试的特殊测试信号S6 ；钳位加载电路142，其用于保护信号处理电路130不 受自被检查体向信号处理电路130输入的过电压影响。驱动器136、比较电路138以及后述说明的输入输出端子1/0的数量(N)均与能利 用1个信号处理电路130同时进行测试的被检查体的端子的数量相同，且以相对于被检查 体的1个元件一对一的方式与被检查体对应。共用电路即交接电路132包括频率发生器(RG) 144，其用于产生测试芯片56所 用的、表示基准测试频率的基准测试频率信号SlO ；故障俘获控制器(FCC) 146，其根据自各 信号处理电路130输出的不良信号S5限定出被检查体的不良元件；时序发生器(TG) 148， 其根据基准测试频率信号SlO和来自计算机28的指令产生与基准测试频率信号SlO对应 的时序信号S7;测视图案信号发生器(PG) 150，其基于来自计算机28的指令将用于输出 (读出)图像信息Sl的地址信号S8输出到图像存储器156中。外部装置26包括电源152，其向所有测试芯片56中的信号处理电路130以及交 接电路132供电；多个(M)故障存储器154，其用于存储数据，然后将该数据以能被计算机 28读出的方式存储在计算机28中，该数据是用于根据自所有测试芯片56中的FCC146输出 的不良信号Sll确定不良元件；图像存储器156，其存储有测试器的功能测试用的许多个测 试图像、即图像信息。
计算机28根据被设定在计算机28中的各种数据以及程序控制外部装置26、各信 号处理电路130以及交接电路132，且容许依据对被检查体进行的测试的种类设定信号频 率以及信号电平，将用于自FCC电路146读入不良元件的相关数据的命令输出到FCC电路 中，然后将上述不良元件的相关数据读入计算机28的内部存储器而存储在该内部存储器 中。以下，为了便于说明以及理解，使来自计算机28的指令含有图17的⑶所示的波 形。因此，能够利用具有图17的(D)所示的波形的驱动信号(测试信号)S3驱动被检查体。测视图案信号发生器150根据来自计算机28的指令将地址信号S8输出到图像存 储器156中，该地址信号S8用于输出与上述来自计算机28的指令对应的图像信息Si。图像存储器156产生与自测视图案信号发生器(PG) 150供给的地址信号S8对应 的图像信息Si，然后将该图像信息Sl输出到各信号处理电路130的格式器134中。频率发生器(RG) 144将用于表示自计算机28供给的信号频率的产生期间的基准 测试频率信号SlO输出到测试芯片56内的各电路中。图17的(A)表示上述基准测试频率 信号SlO的一例。另一方面，时序发生器148产生作为该测试芯片56所用的基本时钟的时序信号 S12。各格式器(FMA) 134根据图像信息Sl和时序信号S12产生脉冲信号S2，然后将该 脉冲信号S2输出到对应的驱动器136中。图17的(D)表示上述脉冲信号S2的一例。各驱动器136根据脉冲信号S2产生用于驱动被检查体的对应元件的驱动信号S3， 然后通过所对应的各输入输出端子I/O将该驱动信号S3输出到被检查体的对应输入输出 端子中。图17的(E)表示上述驱动信号S3的一例。输入输出端子I/O具有与能利用1个 信号处理电路130同时进行测试的、被检查体的元件数量相同的数量(N)。来自被检查体、特别是各元件的响应信号S4在所对应的驱动器136关闭时，以脉 冲信号的形式通过对应的输入输出部I/O被输入到各信号处理电路130中，从而被对应的 比较电路138接收。各比较电路138包括多个第1模拟比较器(analogcomparator) 160，其用于将来 自对应元件的响应信号S4与具有正侧(高电平侧)的基准信号电平的H基准信号VOH进 行比较；多个第2模拟比较器162，其用于将来自对应元件的响应信号S4与具有负侧(低 电平侧)的基准信号电平的L基准信号VOL进行比较；不良信号产生电路164，其根据2个 模拟比较器160、162的输出与信号输出对应元件相关的不良信号S5。在各第1模拟比较器160的比较结果是对应的响应信号S4大于H基准信号VOH 时，来自对应元件的H侧的信号异常，各第1模拟比较器160针对每个元件将表示该元件为 不良的异常信号输出到不良信号产生电路164中。在各第2模拟比较器162的比较结果是对应的响应信号S4并未达到负基准信号 VOL时，来自对应元件的L侧的信号异常，各第2模拟比较器162将表示该元件为不良的异 常信号输出到不良信号产生电路164中。各不良信号产生电路164在输入了对应的第1以及第2模拟比较器160、162的异 常信号的基础上，将与对应元件相关的不良信号S5输出到交接电路132的故障俘获控制器 (FCC) 146中。因此，不良信号S5含有用于确定被检查体中的不良元件和该不良元件的坐标
14位置的信息。在本实施例中，利用各信号处理电路130同时对多个(N)元件进行测试，因此，第 1以及第2模拟比较器160、162在规定的时刻判断来自对应元件的响应信号S4是否不良， 且产生用于表示上述H侧以及L侧的异常的信号。因此，不良信号产生电路164根据上述 用于表示异常的信号自模拟比较器160或162输入的时刻确定不良元件和该不良元件的坐 标位置。每次自各信号处理电路130输出不良信号S5时，故障俘获控制器(FCC) 146都确 定不良元件，然后将该不良元件的坐标位置输出到外部装置26中。如上所述，各信号处理电路130利用来自驱动器136的驱动信号S3驱动所对应的 被检查体的各元件，使比较电路138接收与各元件的驱动状态对应的响应信号S4，从而判 断各元件是否不良。恒压恒流产生电路(PMU) 140是用于使用高精度的直流信号(DC)进行特殊测试的 测试单元，在对被检查体进行该种特殊测试的情况下，恒压恒流产生电路(PMU) 140产生高 精度的恒压以及恒流的特殊测试信号S6，然后将该特殊测试信号S6输出到输入输出端子 I/O中，从而对被检查体进行电压电流测试。恒压恒流产生电路(PMU) 140在输出了电流后， 测量来自被检查体的电压，在输出了电压后，测量来自被检查体的电流。钳位加载电路142为如下电路，即、在自被检查体输入到各信号处理电路130中的 响应信号S4的电平为大于基准值的过电压的情况下，保护向信号处理电路130输入响应信 号S4的、所谓的高钳位以及低钳位电路。由此，能够保护信号处理电路130不受过电压的 响应信号S4影响。连接单元的其他实施例参照图18 图23，连接单元170的板状的环172包括环部174，其与销支承体 88的环92相同、也绕虚拟轴线94延伸；多个直线部176，其自环部174向环部174的曲率 半径的中心延伸且在环部174的中心部彼此结合。销支承体88具有多个呈扇形板状的销支承片178，该销支承片178配置在由环部 174以及相邻的直线部176形成的各空间180中。在各销支承片178上以贯穿销支承片178 的状态保持有多个连接销86。上述支承片彼此共同形成销保持体。在环部174的内侧以及各直线部176的两侧部形成有用于接受销支承片178的台 阶部。利用多个螺钉构件(未图示)将销支承片178安装在环部174的上述台阶部上。采用上述连接单元170，由于销支承体88自环部174向虚拟轴线94延伸且在中心 部被彼此结合的多个直线部176加强，因此即使在高温测试中，探针单元78、特别是探针基 板80的中央部因热膨胀而欲向下或向上发生变形，也能抑制发生该热变形。结果，能够防 止与热变形对应发生的触头44的针尖位置的变化。连接销的其他实施例参照图24，销支承体190将探针式连接器用作连接销192。各探针式连接器即各连接销192包括筒状构件194 ；第1销构件196，其能沿筒 状构件194的长度方向移动地配置在筒状构件194的一端部；第2销构件198，其能沿筒状 构件194的长度方向移动地配置在筒状构件194的另一端部；压缩螺旋弹簧200，其在筒状 构件194内配置在第1销构件196以及第2销构件198之间，沿使第1销构件196以及第
152销构件198的前端部分别自筒状构件194的一端部以及另一端部突出的方向(即、使第 1销构件196以及第2销构件198分开的方向)对第1销构件196以及第2销构件198施 力。筒状构件194、第1销构件196以及第2销构件198、螺旋弹簧200均由导电性材料 制成。将第1销构件196以及第2销构件198以不能脱落的方式保持在筒状构件194中。将各连接销192以不能脱落的方式维持在筒状构件194中。在销保持体202的上 表面以及下表面上分别固定有利用电绝缘性材料制成的保持片204。第1销构件196以及 第2销构件198分别贯穿上侧以及下侧的片构件204。但是，筒状构件194的上端以及下端是以筒状构件194不贯穿2个片构件204的 方式与片构件204抵接的。由此，各连接销192的筒状构件194位于销保持体202中，从而 能够防止各连接销192自销保持体202脱落。工业实用件在上述各实施例中，各触头44也可以是如日本特开2008-145224号公报所述具有 金属细线的触头、使用了具有图24所示的形状以及构造的探针式连接器的触头等的公知 的具有其他构造以及形状的构件。本发明除可以应用在作为各电子零件56的具有上述功能的测试芯片之外，还可 以应用在由使用了继电器(ralay)、电容器(condenser)、电阻器等其他零件的单元的装置 中。另外，本发明不仅能应用在上述在凸轮槽110中形成凸轮面IlOc的装置中，还可 以应用在使用其他结构的凸轮面的装置中，例如向图15中的旋转环98的上表面的上方开 放地形成的凸轮面。此外，本发明也可以应用在使用除上述结合单元52、54、位移机构74、驱动机构 112之外的结合单元、位移机构、驱动机构的装置中。本发明并不限定于上述实施例，在不脱离技术方案所述的主旨的范围内，可以进 行各种变更。
权利要求
一种集成电路的测试装置，其包括芯片单元，其包括芯片支承体、和配置在该芯片支承体上侧的多个电子零件；探针单元，其位于自该芯片单元隔开间隔的下方，且该探针单元包括探针支承体、和配置在该探针支承体下侧的多个触头；连接单元，其以电连接上述芯片单元以及上述探针单元的方式配置在上述芯片单元以及上述探针单元之间，且包括销支承体和多个连接销，该连接销以沿上下方向贯穿该销支承体的状态被支承在该销支承体上；结合单元，其将上述芯片单元、上述探针单元以及上述连接单元以能分开的方式结合起来，且使上述芯片单元以及上述探针单元中的至少一方单元与上述连接单元沿彼此靠近或彼此分开的方向位移。
2.根据权利要求1所述的测试装置，上述结合单元包括轴承装置，其是推力轴承装置，配置在上述芯片单元以及上述探针单元中的上述一方 单元与上述销支承体上，用于将上述一方单元与上述销支承体以能够沿彼此靠近或彼此分 开的方向位移的方式结合起来，且该轴承装置绕虚拟轴线延伸，该虚拟轴线经过上述芯片 支承体、上述销支承体以及上述探针支承体而沿上下方向延伸；旋转环，其以能绕上述虚拟轴线旋转一定角度的方式配置在上述销支承体与上述轴承 装置之间；位移机构，其用于使该旋转环绕上述虚拟轴线位移，从而使上述芯片单元以及上述探 针单元中的上述一方单元与上述销支承体沿彼此靠近或彼此分开的方向位移。
3.根据权利要求2所述的测试装置，上述位移机构包括凸轮从动件，其自上述芯片单元以及上述探针单元中的上述一方 单元向以上述虚拟轴线为中心的虚拟圆的半径方向外侧延伸；凸轮槽，其形成在上述旋转 环中，且包括收纳口部和凸轮部，上述收纳口部用于自上述芯片单元以及上述探针单元中 的上述一方单元侧收纳上述凸轮从动件，上述凸轮部与该收纳口部连通且自该收纳口部绕 上述虚拟轴线延伸；驱动机构，其用于使上述旋转环相对于上述连接单元绕上述虚拟轴线 位移，上述凸轮部具有凸轮面，该凸轮面以距离上述收纳口部越远的部位、越靠近上述芯片 单元以及上述探针单元中的上述一方单元的方式相对于上述芯片单元以及上述探针单元 中的上述一方单元倾斜。
4.根据权利要求3所述的测试装置，上述凸轮面在上述虚拟轴线的周围以彼此隔开间隔的方式具有多处凹处，该凹处是向 与上述芯片单元以及上述探针单元中的上述一方单元侧相反的侧凹陷形成的。
5.根据权利要求2所述的测试装置，上述轴承装置包括轴承保持体，其与上述芯片单元以及上述探针单元中的上述一方 单元、和上述销支承体结合；推力轴承，其为环状，配置在上述芯片单元以及上述探针单元 中的上述一方单元与上述轴承保持体之间，且该推力轴承与上述旋转环结合。
6.根据权利要求5所述的测试装置，上述轴承保持体以能沿上下方向发生相对位移且不可绕虚拟轴线发生相对位移的方式与上述芯片单元或上述探针单元结合，上述虚拟轴线经过上述芯片支承体、上述销支承 体以及上述探针支承体而沿上下方向延伸。
7.根据权利要求2所述的测试装置， 上述结合单元还包括第2轴承装置，其配置在上述芯片单元以及上述探针单元中的另一方单元、与上述连 接单元之间，且该第2轴承装置绕上述虚拟轴线延伸；第2旋转环，其配置在上述连接单元与上述第2轴承装置之间； 第2位移机构，其用于使上述第2旋转环相对于上述连接单元绕上述虚拟轴线位移，从 而使上述芯片单元以及上述探针单元中的上述另一方单元、和上述连接单元沿彼此靠近或 彼此分开的方向位移。
8.根据权利要求1所述的测试装置，上述芯片支承体包括芯片基板，其为圆板状，在上侧配置有上述电子零件；第1环，其 具有第1开口，该芯片基板配置在该第1开口处；上述探针支承体包括探针基板，其为圆板状，在下侧配置有上述触头；第2环，其具有 第2开口，该探针基板配置在该第2开口处；上述销支承体包括销保持体，其为板状，上述连接销以沿上下方向贯穿该销保持体的 状态配置在该销保持体上；第3环，其具有第3开口，该销保持体配置在该第3开口处；上述结合单元使上述第1环、第2环以及第3环以能沿彼此靠近或彼此分开的方向位 移的方式相互结合。
9.根据权利要求1所述的测试装置， 上述销支承体包括环，其包括环部和多个直线部，上述环部绕虚拟轴线延伸，该虚拟轴线经过上述芯片支 承体、上述销支承体以及上述探针支承体而沿上下方向延伸，上述多个直线部自该环部朝 向上述虚拟轴线延伸且在该环部的中心部彼此结合；销保持体，其由呈扇形板状的多个销支承片形成，该多个销支承片配置在由上述环部 以及相邻的上述直线部形成的各空间内，且该多个销支承片分别保持多个上述连接销。
10.根据权利要求8或9所述的测试装置，各连接销包括主体部，其沿上下方向贯穿上述销保持体；上部针尖部，其与该主体部 的上端一体地相连，且自上述销保持体向上突出；下部针尖部，其与上述主体部的下端一体 地相连，且自上述销保持体向下突出。
11.根据权利要求8或9所述的测试装置，各连接销具有探针式连接器，该探针式连接器包括1对销构件，它们为沿上下方向隔 开间隔地配置；弹簧构件，其配置在1对销构件之间、且向使该1对销构件的前端部分别自 上述销支承体向后以及向下突出的方向对该1对销构件施力；上述销支承体还包括密封构件，该密封构件为电绝缘性、且分别配置在上述销保持体 的上下表面上，并且具有容许上述销构件的前端部自该密封构件突出的孔。
12.根据权利要求1所述的测试装置，该测试装置还包括用于支承上述销支承体的外周缘部的支承基座。
13.根据权利要求1所述的测试装置，各电子零件具有集成的测试芯片，该集成的测试芯片产生用于对被检查体进行电测试 的电信号，并且接收来自被检查体的响应信号而处理该响应信号。
全文摘要
本发明提供一种集成电路的测试装置。该装置将芯片单元以及探针单元中的至少一方单元、与连接销以能够调整上述一方单元与连接销之间的相对按压力的方式结合起来。集成电路的测试装置包括芯片单元，其在芯片支承体的上侧配置有测试芯片那样的多个电子零件；探针单元，其位于自芯片单元隔开间隔的下方，且在探针支承体的下侧配置有多个触头；连接单元，其将探针单元以沿上下方向贯穿销支承体的状态支承在该销支承体上，该探针单元位于自芯片单元隔开间隔的下方；结合单元，其将芯片单元、上述探针单元以及上述连接单元以能分开的方式结合起来，并且使芯片支承体以及探针支承体中的一方支承体、与销支承体沿彼此靠近或彼此分开的方向位移。
文档编号G01R31/28GK101943741SQ201010219868
公开日2011年1月12日 申请日期2010年7月5日 优先权日2009年7月3日
发明者长谷川昌志, 鹫尾贤一 申请人:日本麦可罗尼克斯股份有限公司