JP4571007B2 - 通電試験用プローブ - Google Patents

Description

本発明は、半導体集積回路のような平板状被検査体の通電試験に用いるプローブに関する。

半導体集積回路のような平板状被検査体は、それが仕様書通りに製造されているか否かの通電試験をされる。この種の通電試験は、被検査体の電極に個々に押圧される複数の接触子すなわちプローブを備えた、プローブカード、プローブブロック、プローブユニット等の電気的接続装置を用いて行われる。この種の電気的接続装置は、被検査体の電極と、テスターとを電気的に接続するために利用される。

この種の電気的接続装置に用いられるプローブとしては、導電性金属細線から製造されたニードルタイプのもの、板状に形成されたブレードタイプのもの、電気絶縁シート（フィルム）の一方の面に形成された配線に突起電極を形成したプローブ要素を用いるプローブ要素タイプのもの等がある。

ブレードタイプのプローブには、導電性金属板から製造された単一板タイプのものと、ホトレジストの露光及びエッチングとそのエッチングされた箇所へのメッキとを１回以上行う積層タイプのもの等がある。

いずれのタイプのプローブも、配線基板やプローブ基板のような支持部材に片持ち梁状に支持されて、針先を被検査体の電極に押圧される。針先が被検査体の電極に押圧されると、オーバードライブがプローブに作用し、プローブは弾性変形により湾曲される。

ブレードタイプのプローブの１つとして、第２の方向に間隔をおいて第１の方向へ伸びる第１及び第２のアーム部と、該第１及び第２のアーム部をそれらの先端部及び基端部においてそれぞれ連結する第１及び第２の連結部と、第１の連結部の第２の方向における一方側に一体的に続く針先部と、第２の連結部の第２の方向における他方側に一体的に続く取り付け部とを含むものがある（特許文献１）。

ＷＯ ２００４−１０２２０７号公報 Ａ１

上記従来のプローブにおいて、針先部は、第１の連結部に一体的に続く台座部と、該台座部に一体的に続く接触部とを含む。

上記のようなプローブは、取り付け部が適宜な支持部材に取り付けられて、その支持部材に片持ち梁状に支持され、その状態で針先を被検査体の電極に押圧される。これにより、オーバードライブがプローブに作用し、プローブは第１及び第２のアーム部において弾性変形により湾曲される。

上記従来のプローブにおいて、第１及び第２のアーム部がオーバードライブにより湾曲されると、針先が電極に対してわずかに滑る。その結果、針先に摩耗が生じる。

しかし、従来のプローブは、全体がニッケルのような同じ金属材料で一体に製作されているから、針先の摩耗が激しく、短命である。

本発明の目的は、針先の摩耗を少なくすることにある。

本発明に係る通電試験用プローブは、プローブ本体と、該プローブ本体に接着又は溶接により取り付けられた針先部材とを含む。前記プローブ本体は、第１の方向へ延びるアーム領域と、該アーム領域の先端部から前記第１の方向と交差する第２の方向へ延びる台座領域であって、先端面及び該先端面に開放する第１の凹所を先端部に有する台座領域とを含み、また前記第１及び第２の方向と交差する第３の方向を厚さ方向とする板の形状を有している。前記針先部材は、前記台座領域の前記先端面に導電性接着剤により取付られた台座部であって、前記先端面に開放する第２の凹所を有する台座部と、該台座部から前記第２の方向に突出する針先部とを含む。

プローブ本体は、板部材へのエッチング加工、板部材へのレーザ光を用いる切断加工、さらには感光剤への露光及びエッチングを行ういわゆるホトリソ技術と電気メッキ技術等を用いて容易に製作することができる。

これに対し、針先部材は、ホトリソ技術と、エッチング箇所への電気メッキ技術とにより容易に製作することができる。

針先部材は、半田付けやロー付け等によりプローブ本体に取り付けることができる。

上記のように、プローブ本体と針先部材とを別個に製作し、両者を接着により結合させると、針先部材をプローブ本体よりも硬質の金属で製作することができる。このため、製造が容易であるにもかかわらず、針先の摩耗を抑えることができる。

前記台座領域は、針先部材がその前記台座部において取り付けられた平坦な先端面を有することができ、また前記台座部は、前記先端面に取り付けられた平坦面を有することができる。そのようにすれば、先端面と平坦面とを合わせた状態でプローブ本体と針先部材とを結合させることができるから、プローブ本体と針先部材との相対的位置決めが容易になり、プローブ本体と針先部材との結合作業が容易になる。

前記台座領域は、さらに、前記先端面に開放する第１の凹所を先端部に有することができる。また、前記針先部材は、さらに、前記平坦面に開放する第２の凹所を有することができる。そのようにすれば、いずれの場合も、プローブ本体と針先部材との結合前に半田やロー材のような導電性接着剤を凹所に配置しておき、その後導電性接着剤を溶融させて、プローブ本体と針先部材とを結合させることができるから、プローブ本体と針先部材との結合作業がより容易になる。

前記第１及び第２の凹所は、少なくとも一部が前記台座領域の厚さ方向における両面に開放させることができる。前記第２の凹所は前記台座部から前記針先部にまで伸びていてもよい。

以下、図５において、左右方向を第１の方向、上下方向を第２の方向、紙面に垂直の方向を第３の方向とするが、それらの方向は、通電すべき被検査体を受けるプローバーのチャックトップに応じて異なる。

図１から図６を参照するに、プローブ１０は、プローブ本体１２と、プローブ本体１３に接着又は溶接により取り付けられた針先部材１４とを含む。プローブ１０は、また、第３の方向を厚さ方向とする全体的に平坦な板状のブレードタイプのプローブとされている。

プローブ本体１２は、第１の方向（左右方向）へ伸びるアーム領域１６と、アーム領域１６の先端部から上方へ斜めに伸びる台座領域１８と、アーム領域１６の後端部（基端部）から下方に伸びる取り付け領域２０とを含む。プローブ本体１２は、また、第３の方向を厚さ方向とする板の形状を有する。

アーム領域１６は、第２の方向（上下方向）に間隔をおいて第１の方向へ伸びる第１及び第２のアーム部２２、２４を含む。第１及び第２のアーム部２２、２４は、それらの先端部及び後端部においてそれぞれ台座領域１８及び取り付け領域２０に一体的に連結されている。

台座領域１８は、図示の例では、アーム領域１６の先端部から先端側上方に傾斜して伸びている。台座領域１８の先端面（すなわち、上端面）２６は、水平の平坦面とされている。

台座領域１８は、これの先端面２６と厚さ方向における両面とに開放された溝状の凹所２８を有している。このため、先端面２６は、凹所２８により２つの面部分に分割されている。凹所２８は、台形の縦断面形状を有している。

取り付け領域２０は、図示の例では、アーム領域１６の後端部から先端側下方に傾斜して伸びている。取り付け領域２０の下面３０は、水平の平坦面とされている。

針先部材１４は、台座領域１８の先端面２６に取り付けられた台座部３２と、台座部３２から上方に突出する針先部３４と、先端面２６の側に開放する凹所３６とを含む。

台座部３２は、金のインゴットのような形状を有している。台座部３２の下面３８は、台座領域１８の先端面２６に合わされた水平の平坦面とされており、また凹所３６により２つの面部分に分割されている。

針先部３４及び凹所３６は、截頭四角錐の形状を有しており、また台座部３２の長手方向における中間部分に一体的に続いている。

凹所３６は、下面３８から台座部３２を貫通して針先部３４間で伸びており、また凹所２８に整合されている。凹所３６の一部は、第３の方向における両面にも開放されている。

針先部３４の先端面（上面）は、被検査体の電極に押圧される針先として作用する。針先を面とする代わりに、先鋭な針先としてもよい。

プローブ本体１２の素材として、ニッケル（Ｎｉ）、ニッケル・リン合金（Ｎｉ−Ｐ）、燐青銅（ＢｅＣｕ）等の導電性金属材料をあげることができる。

これに対し、針先部材１４の素材として、ニッケル・タングステン合金（Ｎｉ−Ｗ）、ロジウム（Ｒｈ）、パラジウム・コバルト合金（Ｐｄ−Ｃｏ）、及びパラジウム・ニッケル・コバルト合金（Ｐｄ−Ｎｉ−Ｃｏ）等、プローブ本体１２の素材より硬質の導電性金属材料をあげることができる。

プローブ本体１２は、板部材にエッチングを行ってプローブ本体の形状に切り取る加工技術、板部材にレーザ光を照射してプローブ本体の形状に切断する加工技術、感光剤に露光及びエッチングを行ういわゆるホトリソグラフィ技術を適用すると共にエッチングをされた箇所に電気メッキを行う加工技術等を用いて容易に製作することができる。

これに対し、針先部材１４は、ホトリソグラフィ技術と、エッチングをされた箇所に電気メッキを行う加工技術とを複数回行うことにより容易に製作することができる。

例えば、針先部材１４は、図７に示すように、針先部３４の形状に応じた凹所４０を基板４２に形成し、基板４２にホトリソグラフィ技術を行って基板４２に設けられた感光剤４４に台座部３２の形状に応じた凹所４６を形成し、凹所４０及び４６に導電性材料のメッキ層を形成することにより製造することができる。

針先部材１４は、半田やロー材のような導電性接着剤を凹所２８及び３６に配置しておき、その導電性接着剤をレーザ光により溶融させる、半田付け、ロー付け溶接等により、プローブ本体１２に取り付けることができる。

上記のように、プローブ本体と針先部材とを別個に製作し、両者を接着又は溶接により結合させると、針先部材をプローブ本体よりも硬質の金属で製作することができる。このため、製造が容易であるにもかかわらず、針先の摩耗を抑えることができる。

プローブ１０は、プローブカードのような電気的接続装置に組み立てられる。そのような電気的接続装置は、特許文献１に記載されている、その詳細な説明は省略する。そのような電気的接続装置は、複数のプローブ１０を取り付け領域２０の下面３０において取り付け基板に片持ち梁状に支持させる。

プローブ１０は、電気的接続装置の取り付け基板に片持ち梁状に支持された状態で針先部３４の先端（上端）を被検査体の電極に押圧される。

本発明は、上記実施例に限定されず、その趣旨を逸脱しない限り、種々変更することができる。

本発明に係るプローブの一実施例を示す斜視図である。 図１に示すプローブの針先部分の拡大斜視図である。 図１に示すプローブにおける台座領域の先端面の一実施例を示す図である。 図１に示すプローブにおける針先部材の一実施例を示す斜視図である。 図１に示すプローブの正面図である。 図１に示すプローブの左側面図である。 図１に示すプローブにおける針先部材の製造方法の一実施例を示す図である。

符号の説明

１０ プローブ
１２ プローブ本体
１４ 針先部材
１６ アーム領域
１８ 台座領域
２０ 取り付け領域
２２、２４ アーム部
２６ 台座領域の先端面
２８ 台座領域の凹所
３０ 取り付け領域の下面
３２ 台座部
３４ 針先部
３６ 針先部の凹所
３８ 台座部の下面

Claims (6)

1. プローブ本体と、該プローブ本体に接着又は溶接により取り付けられた針先部材とを含み、
   前記プローブ本体は、第１の方向へ延びるアーム領域と、該アーム領域の先端部から前記第１の方向と交差する第２の方向へ延びる台座領域であって、先端面及び該先端面に開放する第１の凹所を先端部に有する台座領域とを含み、また前記第１及び第２の方向と交差する第３の方向を厚さ方向とする板の形状を有しており、
   前記針先部材は、前記台座領域の前記先端面に導電性接着剤により取付られた台座部であって、前記先端面に開放する第２の凹所を有する台座部と、該台座部から前記第２の方向に突出する針先部とを含む、通電試験用プローブ。
2. 前記針先部材は、前記プローブ本体よりも硬質の金属で製作されている、請求項１に記載の通電試験用プローブ。
3. 前記針先部材は、導電性材料を用いた接着により前記台座領域に取り付けられている、請求項１に記載の通電試験用プローブ。
4. 前記台座部は、前記先端面に取り付けられた平坦面を有する、請求項３に記載の通電試験用プローブ。
5. 前記第１の凹所は、少なくとも一部が前記台座領域の厚さ方向における両面に開放されている、請求項１に記載の通電試験用プローブ。
6. 前記第１及び第２の凹所は、少なくとも一部が前記台座領域の厚さ方向における両面に開放されている、請求項１に記載の通電試験用プローブ。

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