JP2000292439A - 垂直作動型プローブカード - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 より高い信頼性を有する垂直作動型プローブ
カードを提供する。 【構成】 測定対象物であるＬＳＩ等の半導体集積回路
６１０の電極６１１に垂直に接触するプローブ１００
と、このプローブ１００が接続される配線パターン（図
示省略）が形成された基板２００と、この基板２００の
下面側に設けられ、前記プローブ１００を支持するプロ
ーブ支持部材３００とを備えており、前記プローブ支持
部材３００を構成する上側支持基板３２０及び下側支持
基板３３０の貫通孔３２１、３３１に貫通させられたプ
ローブ１００は、弾性を有する接着剤４００で前記上側
支持基板３２０に固定されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＬＳＩ等の半導体
集積回路の電気的諸特性を測定する際に用いられるプロ
ーブカードに関する。

【０００２】

【従来の技術】ＬＳＩ等の半導体集積回路の電気的諸特
性を測定する際に用いられるプローブカードは、カンチ
レバータイプと称される横向きのプローブを使用する横
型タイプと、図４に示すように、垂直型と称される縦型
のプローブ１００を使用する縦型タイプとに大別され
る。最近の半導体集積回路の高集積化、微細化、高速
化、複数個の半導体集積回路の同時測定の要求等に伴っ
て、プローブの数の増大、プローブの配置密度の増加な
どの要求が高まっている。

【０００３】ここで、このような要求に応じることがで
きるものとして、図４に示すような縦型タイプが注目を
集めている。この種の垂直作動型プローブカードでは、
プローブ１００の先端の接触部１１０と半導体集積回路
６１０の電極６１１との間に所定の圧力を確保するため
に、前記接触部１１０が前記電極６１１に接触してから
も半導体集積回路６１０とプローブカード１００との間
の距離を小さくするオーバードライブと称する処理が行
われる。このオーバードライブは、１００μｍ程度の距
離を縮めることで行われる。

【０００４】このオーバードライブの際に、プローブ１
００がそのままの状態であると、プローブ１００の先端
の接触部１１０が半導体集積回路６１０の電極６１１を
傷つけて破損させるため、プローブ１００の中腹部に略
く字形状に屈曲した屈曲部１４０を設け、オーバードラ
イブが加えられると屈曲部１４０が屈曲することで、前
記接触部１１０による前記電極６１１の破損を未然に防
いでいる。

【０００５】なお、プローブ１００は隣接するプローブ
１００との接触を未然に防ぐために、基板２００の下面
に設けられたプローブ支持部材３００によって支持され
ている。このプローブ支持部材３００は、基板２００の
下面から垂下された支持部材３１０と、この支持部材３
１０によって、基板２００と平行に支持された上側支持
基板３２０及び下側支持基板３３０とから構成される。

【０００６】上側支持基板３２０と下側支持基板３３０
とには、半導体集積回路６１０の電極６１１の配置に対
応した複数個の貫通孔３２１、３３１がそれぞれ開設さ
れており、この貫通孔３２１、３３１を前記プローブ１
００が貫通することで隣接するプローブ１００同士の接
触を未然に防いでいる。なお、プローブ１００の屈曲部
１４０は、上側支持基板３２０と下側支持基板３３０と
間の隙間に位置するようになっている。

【０００７】なお、基板２００の配線パターンとプロー
ブ１００とは、基板２００と上側支持基板３２０との間
に介在させられた異方性導電体５００によって確保され
ている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来のプローブカードには次のような問題点がある。
まず、多数回の電極６１１への接触によって不具合を生
じたプローブ１００のみを交換する場合、く字形状の屈
曲部１４０が上側支持基板３２０と下側支持基板３３０
と間の隙間に位置するため、そのままでは上下いずれに
も引き抜けないという問題がある。仮に、屈曲部１４０
を工具で切断して引き抜いたとしても、屈曲部１４０を
有する新しいプローブ１００を再挿入することは不可能
である。

【０００９】かかる問題を解消したプローブとして、前
記屈曲部の代わりに、直線部の座屈でオーバードライブ
時の力を吸収するものがある。このプローブは、上側支
持基板にエポキシ系接着剤で固定される。このプローブ
を使用すると、不具合が生じたプローブは、前記エポキ
シ系接着剤から外すと、上下いずれにも引き抜くことが
でき、新しいプローブを挿入できるので、プローブの交
換は容易である。

【００１０】しかし、前記座屈部１３０の座屈は弾性限
界に近い部分で行われるため、ときとして塑性変形を起
こすおそれがあり、信頼性に欠ける点がある。

【００１１】また、１００μｍのオーバードライブを行
った場合でも、プローブ１００の接触部１１０は下側支
持基板３３０の貫通孔３３１から約４００μｍは突出し
ているように設計しているが、接触部１１０が前記貫通
孔３３１に引っかかることがある。これは、プローブ１
００の座屈部１３０が大きくゆがみ、下部支持部３３０
の貫通孔３３１の内面を摩擦し、傷を付け、この結果プ
ローブ１００の摩擦力が増大することに原因があると考
えられる。

【００１２】本発明は上記事情に鑑みて創案されたもの
で、より高い信頼性を有する垂直作動型プローブカード
を提供することを目的としている。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明の実施の形態に係
る垂直作動型プローブカードは、測定対象物の電極に垂
直に接触するプローブと、このプローブが接続される配
線パターンが形成された基板と、この基板の下面側に設
けられ、前記プローブを支持するプローブ支持部材とを
備えており、前記プローブ支持部材を構成する支持基板
の貫通孔に貫通させられたプローブは、弾性を有する接
着剤で前記支持基板に固定されている。

【００１４】

【発明の実施の形態】図１は本発明の実施の形態に係る
垂直作動型プローブカードの概略的断面図、図２は本発
明の実施の形態に係る垂直作動型プローブカードの要部
の概略的断面図、図３は本発明の他の実施の形態に係る
垂直作動型プローブカードの要部の断面図である。

【００１５】本発明の実施の形態に係る垂直作動型プロ
ーブカードは、測定対象物であるＬＳＩ等の半導体集積
回路６１０の電極６１１に垂直に接触するプローブ１０
０と、このプローブ１００が接続される配線パターン
（図示省略）が形成された基板２００と、この基板２０
０の下面側に設けられ、前記プローブ１００を支持する
プローブ支持部材３００とを備えており、前記プローブ
支持部材３００を構成する上側支持基板３２０及び下側
支持基板３３０の貫通孔３２１、３３１に貫通させられ
たプローブ１００は、弾性を有する接着剤４００で前記
上側支持基板３２０に固定されている。

【００１６】前記プローブ１００は、従来の技術の欄に
おいて説明したのと同様の縦型のものであり、弾性限界
内の座屈部１３０を有する。かかるプローブ１００の先
端は、先鋭化されて前記電極６１１に接触する接触部１
１０となり、後端は基板２００に形成された配線パター
ン（図示省略）に電気的に接続される接続部１２０とな
っている。

【００１７】また、前記基板２００は、プローブ１００
の増大に伴って積層化されており、各層に配線パターン
が形成されている。

【００１８】さらに、前記プローブ支持部材３００は、
隣接するプローブ１００同士が接触しないようにするも
のであって、基板２００の下面から垂下された支持部材
３１０と、この支持部材３１０によって、基板２００と
平行に支持された上側支持基板３２０及び下側支持基板
３３０とから構成される。

【００１９】前記上側支持基板３２０と下側支持基板３
３０とは、隣接するプローブ１００同士の接触による短
絡を防止するためのものであるから、当然、絶縁性を有
する素材、例えばセラミックス等から構成されている。

【００２０】前記上側支持基板３２０と下側支持基板３
３０とには、半導体集積回路６１０の電極６１１の配置
に対応した貫通孔３２１、３３１がそれぞれ開設されて
いる。すなわち、プローブ１００は垂直に電極６１１に
接触するものであるから、２つの支持基板３２０、３３
０の貫通孔３２１、３３１とそれに対応する電極６１１
とは１本の垂線近傍に位置することになる。

【００２１】前記上側支持基板３２０は、基板２００と
平行であり、かつ基板２００の下面との間に異方性導電
体５００を介在させることができる程度の間隔を有して
設置される。しかも、プローブ１００の接続部１２０が
異方性導電体５００に接触することができるように、図
２に示すように、接続部１２０がわずかながら上側支持
基板３２０の上面から突出するようになっている。

【００２２】また、下側支持基板３３０は、前記上側支
持基板３２０と平行であり、かつプローブ１００の先端
の接触部１１０が所定寸法突出するように設置される。
しかも、両支持基板３２０、３３０は、プローブ１００
の座屈部１３０が間に位置するように離れている。

【００２３】前記異方性導電体５００は、導電性と弾力
性とを有する素材と、絶縁性と弾力性とを有する素材と
を交互に積層したものであり、一方向にのみ導電性を有
するものである。例えば、ゼブラと称される素材が該当
する。従って、この異方性導電体５００が上側支持基板
３２０と基板２００との間に介在されることによって、
基板２００の配線パターンとプローブ１００とが電気的
に接続されることになる。

【００２４】ところで、プローブ１００は、図２に示す
ように、上側支持基板３２０に弾性を有する接着剤４０
０、例えば信越シリコーン社製のＫＥ４５Ｔ等で固定さ
れている。この接着剤４００による上側支持基板３２０
への固定は、上側支持基板３２０の上面側で行われる。
すなわち、プローブ１００は、先端の接触部１１０が下
側支持基板３３０の貫通孔３３１から所定寸法突出し、
後端の接続部１２０が上側支持基板３２０の貫通孔３２
１から所定寸法突出するようにセットされた状態で、上
側支持基板３２０の上面に前記接着剤４００を塗布する
ことで、プローブ支持部材３００に取り付けられるので
ある。

【００２５】すなわち、プローブ１００が接着剤４００
で固定される支持基板は、プローブ１００の座屈部１３
０より上方に位置する上側支持基板３２０である。

【００２６】なお、この場合、前記プローブ１００の接
続部１２０は、前記異方性導電体５００との接続を確保
するため、接着剤４００からも突出していなければなら
ない。

【００２７】このようにして構成された垂直作動型プロ
ーブカードであると、オーバードライブが加えられた場
合、プローブ１００の座屈部１３０が座屈するととも
に、プローブ１００を上側支持基板３２０に固定した接
着剤４００も変形するので、プローブ１００の座屈量は
従来の硬いエポキシ系接着剤で固定した場合よりも減少
する。

【００２８】例えば、直径が０．０５ｍｍ、素材がタン
グステンからなるプローブ１００を用い、厚さが０．２
５ｍｍのセラミックス板を上側支持基板３２０及び下側
支持基板３３０とし、両支持基板３２０、３３０の貫通
孔３２１、３３１は直径を０．０６ｍｍとし、両支持基
板３２０、３３０の間隔を４．５ｍｍとし、プローブ１
００の接触部１１０が０．５ｍｍだけ下側支持基板３３
０から突出するように、信越シリコーン社製のＫＥ４５
Ｔを厚さ２ｍｍに塗布してプローブ１００を上側支持基
板３２０に固定した場合、プローブ１００と電極６１１
との間の接触圧（ｇ）とオーバードライブとの関係は次
のようになる。

【００２９】オーバードライブ量（μｍ） プローブ ２５ ５０ ７５ １００ ──────────────────────── １ ２．４ ４．２ ６．７ ８．７ ２ １．８ ３．２ ５．０ ６．８ ３ １．８ ３．４ ４．７ ７．０ ４ １．８ ３．４ ４．７ ７．０ ５ ２．７ ４．９ ７．３ ９．７ ６ ２．４ ４．２ ６．２ ８．４ ７ ２．０ ３．８ ５．６ ７．４ ８ ２．１ ４．３ ６．２ ８．６

【００３０】これに対して、接着剤として硬いシェル社
製の８２８系のエポキシ系接着剤を用いた場合には、約
２倍の接触圧になることが確認された。

【００３１】この差は、本願発明の場合には、弾性を有
する接着剤４００を用いたため、オーバードライブ時の
圧力がプローブ１００の座屈部１３０のみならず、接着
剤４００でも吸収されたためである。

【００３２】なお、上述した実施の形態では、プローブ
１００は上側支持基板３２０の上面に接着剤４００で固
定されるとしたが、図３（Ａ）に示すように、上下両面
において接着剤４００で固定されてもよいし、図３
（Ｂ）に示すように、下面において接着剤４００で固定
されてもよい。

【００３３】また、上述した実施の形態では、プローブ
１００と配線パターンとの接続を異方性導電体５００で
行うとしたが、プローブ１００の接続部１２０を配線パ
ターンに直接接続してよいし、リード線を使用して両者
を接続するようにしてもよい。

【００３４】

【発明の効果】本発明に係る垂直作動型プローブカード
は、測定対象物の電極に垂直に接触するプローブと、こ
のプローブが接続される配線パターンが形成された基板
と、この基板の下面側に設けられ、前記プローブを支持
するプローブ支持部材とを備えており、前記プローブ支
持部材を構成する支持基板の貫通孔に貫通させられたプ
ローブは、弾性を有する接着剤で前記支持基板に固定さ
れている。

【００３５】従って、オーバードライブが、プローブを
支持基板に固定する接着剤が変形することで吸収される
ので、プローブの塑性変形が発生せず、従来のものより
信頼性を向上させることができる。

【００３６】また、前記プローブは、弾性限界内での座
屈部が形成されているものであると、プローブの座屈部
のゆがみを従来のものより小さくすることができるの
で、プローブ支持部材の貫通孔の内面に引っかかること
がなくなる。

【００３７】さらに、前記支持基板は、プローブの座屈
部より上方に位置するものであると、オーバードライブ
の座屈部による吸収と、接着剤による吸収とを確実に確
保することができるので好都合である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係る垂直作動型プローブ
カードの概略的断面図である。

【図２】本発明の実施の形態に係る垂直作動型プローブ
カードの要部の概略的断面図である。

【図３】本発明の他の実施の形態に係る垂直作動型プロ
ーブカードの要部の断面図である。

【図４】従来のこの種の垂直作動型プローブカードの概
略的断面図である。

【符号の説明】

１００ プローブ ２００ 基板 ３００ プローブ支持部材 ３２０ 上側支持基板 ３２１ （上側支持基板の）貫通孔 ３３０ 下側支持基板 ３３１ （下側支持基板の）貫通孔 ４００ 接着剤

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岩田 浩 兵庫県尼崎市西長洲町２丁目５番13号 日 本電子材料株式会社内 Ｆターム(参考） 2G003 AA07 AG03 AG07 AG12 2G011 AA02 AA16 AB07 AB08 AC05 AC14 AE03 AF07 4M106 AA02 BA01 BA14 DD10

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 測定対象物の電極に垂直に接触するプロ
   ーブと、このプローブが接続される配線パターンが形成
   された基板と、この基板の下面側に設けられ、前記プロ
   ーブを支持するプローブ支持部材とを具備しており、前
   記プローブ支持部材を構成する支持基板の貫通孔に貫通
   させられたプローブは、弾性を有する接着剤で前記支持
   基板に固定されていることを特徴とする垂直作動型プロ
   ーブカード。
2. 【請求項２】 前記プローブは、弾性限界内での座屈部
   を有することを特徴とする請求項１記載の垂直作動型プ
   ローブカード。
3. 【請求項３】 前記支持基板は、プローブの座屈部より
   上方に位置するものであることを特徴とする請求項２記
   載の垂直作動型プローブカード。