JPH01302171A - プローブカード及びそれを用いた被測定部品の測定法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ 本発明はプローブカード及びそれを用いた被測定部品の
測定方法に関する。

［従来の技術］ 従来、被測定部品、例えば電気回路部品を、電気的に測
定するプローブカードに関する技術としては、以下に述
べる技術が知られている。

■プローブカード方式 第８図および第９図は従来のプローブカードおよびその
プローブカードを用いた電気回路部品の測定方法を示し
ており、以下第８図および第９図に基づき説明する。

プローブカード８０９は、電気的導電材料である針８０
３の先端部８０４が所望の位置に配置するように、針８
０３を回路基板８０５にろう材８０８および固定部材８
０６（第９図では固定部材がない）で固定支持した構成
をとる。

第８図では固定部材８０６は針８０３を回路基板８０５
に機械的に固定するだけであるが、ろう材８０８は針８
０３と回路基板８０５の接続部８０７とを機械的に固定
すると同時に電気的に接続する。また、第９図では、ろ
う材８０８は針８０３と回路基板８０５の接続部８０７
とを機械的かつ電気的に接続する。

このようにして作られたプローブカード８０９の針８０
３の先端部８０４を被測定物である半導体素子８０１の
接続部８０２に針８０３のバネの力で押しつけて接触・
させ、測定を行なう、なお針８０３の先端部８０４は、
半導体素子８０１の接続部８０２との間の接触抵抗を小
さくさせるためにたとえ半導体素子８０１の接続部８０
２の表面に酸化皮膜等の電気的絶縁物質が存在していて
も、電気的絶縁物質をつき破るように針状に鋭く加工さ
れている。

■コンタクトスプリングプローブ方式 第１０図はコンタクトスプリングプローブを用いたプロ
ーブカードおよびプローブカードを用いた電気回路部品
の測定方法を示しており、以下第１０図に基づき説明す
る。

プローブカード８０９は、電気的導電材料であるコンタ
クトスプリングプローブ８１１の先端部８１２が所望の
位置に配置するように、コンタクトスプリングプローブ
８１１を電気的絶縁材料である板８１５に固定支持した
構成をとる。

このようにして作られたプローブカード８０９のコンタ
クトスプリングプローブ８１１の先端部８１２を被測定
物である回路基板８１３の接続部８１４にコンタクトス
プリングプローブ８１１のバネ圧力で押し当てて接触さ
せ、測定を行なう。

［発明が解決しようとしている問題点］ところで上記し
た従来のプローブカードには次のような問題点があった
。

■プローブカード方式 ■半導体素子８０１の接続部８０２の最小隣接ピッチ（
隣接する接続部の最小中心間路ｌ！ｌＩ）は針８０３の
ブロービング部８１０の直径と取り付は角度・方向等の
取り付は方等により決ってくる量であるが、半導体素子
８０１の接続部８０２の隣接ピッチがその量以下だと測
定時隣接するブロービング部８１０が接触しやすくなる
ため測定がむずかしかった。従って、半導体素子８０１
が接続部８０２の隣接ピッチの狭い多ピンの半導体素子
である場合は、半導体素子８０１は設計上の制約を受け
ていた。

■半導体素子８０１の接続部８０２を半導体素子８０１
の外周縁部よりも内側にくるように設計すると、針８０
３のブロービング部８１０の配置が複雑になり、よって
回路基板８０５の接続部８０７への針８０３の取り付は
方が複雑になり、さらに測定時隣接するブロービング部
８１０が接触しやすくなるため、測定がむずかしかった
。

従って、半導体素子８０１の接続部８０２は半導体素子
８０１上の周辺に配置する必要が生じ、特に半導体素子
８０１が多ビンの半導体素子である場合は、半導体素子
８０１は回路設計上の制約を受けざるを得なかった。

さらに、半導体素子８０゛１上の周辺部に接続部８０２
をもつ半導体素子８０１の複数を同時に測定することは
むずかしかった。

■複数の針８０３の先端部８０４を所望の位置に配置す
るために複雑な道具が必要となり、かつ時間がかかるた
めにコスト高であった。

■半導体素子８０１の接続部８０２の配置が異なった半
導体素子には同じプローブカード８０９を使用できず、
従りて、従来のプローブカードには汎用性がなかった。

■半導体素子８０１の接続部８０２にかかる針８０３の
先端部８０４の力は、複数の針８０３の１本１本の材料
が同種であるならば主に形状変形によるバネ力であるた
め、針８０３の形状が異なると半導体素子８０１の接続
部８０２にかがる力が異なり、半導体素子８０１の接続
部８０２と針８０３の先端部８０４の間の接触抵抗値に
バラツキが生じやすかった。さらに、力が異なると半導
体素子８０１の接続部８０２に損傷を与えるという等の
問題点が生じやすかった。また、針８０３の変形が過大
になると針８０３の形状が元の形状に戻らなくなる等の
問題が生じていた。

■針８０３の長さが長くなると、電気抵抗値や浮遊容量
が増大する等の、電気測定上の問題が生じやすくかった
。

■プローブカード８０９をくりかえし使用して針８０３
の先端部８０４を半導体素子８０１の接続部８０２に接
触させる回数を重ねると、針８０３の先端部８０４が摩
耗する。針８０３の先端部８０４が摩耗し使用できなく
なった場合、プローブカード８０９をとり替えるか、ま
たは針８０３をとり替える等の対処をしなくてはならず
、元のままの状態で再生がきかなかった。

■コンタクトスプリングプローブ方式 ０凹路基板８１３の接続部８１４の最小隣接ピッチ（隣
接する接続部の最小中心間距１１ｔ）は、コンタクトス
プリングプローブ８１１が回路基板８１３にほぼ垂直に
配設されている第１０図の場合、コンタクトスプリング
プローブ８１１の直径かまたは先端部８１２の直径のい
ずれか大きい方の１．５〜２倍であり、回路基板８１３
の接続部８１４の隣接ピッチがその値以下だと測定が難
しかった。従って、回路基板８１３が接続部８１４の隣
接ピッチの狭い多点の回路基板であるものでは設計上の
制約を受けていた。

■また、コンタクトスプリングプローブ８１１の直径か
先端部８１２の直径のいずれか大ぎい方の値が最小でも
０．５ｍｍ程度であるため、隣接ピッチが０．１〜０．
３ｍｍ程度の半導体素子をブロービングすることは難し
かった。

■回路基板８１３の接続部８１４の配置が異なる回路基
板１３には同じプローブカード８０９を使用できず、従
って、従来のプローブカード８０９は汎用性がなかった
。

■プローブカード８０９をくりかえし使用して回路基板
８１３の接続部８１４にコンタクトスプリングプローブ
８１１の先端部８１２を接触させる回数を重ねると、コ
ンタクトスプリングプローブ８１１の先端部８１２が摩
耗する。コンタクトスプリングプローブ８１１の先端部
８１２が摩耗し使用できなくなった場合、プローブカー
ド８０９をとり替えるか、またはコンタクトスプリング
プローブ８１１を取り替える等の対処をしなくてはなら
ず、元のままの状態での再生がきかなかフた。

（以下余白） ［問題点を解決するための手段］ 本発明の第１の要旨は、電気的絶縁材料よりなる保持体
と、該保持体中に埋設された複数の金属部材とを有し、
該金属部材の一端が該保持体の一方の面において露出し
ており、また、該金属部材の他端が該保持体の他方の面
において露出しており、かつ該保持体に配線パターンを
有する電気的接続部材； を少なくとも有することを特徴とするプローブカー、ド
にある。

本発明の第２の要旨は、電気的絶縁材料よりなる保持体
と、該保持体中に埋設された複数の金属部材とを有し、
該金属部材の一端が該保持体の一方の面において露出し
ており、また、該金属部材の他端が該保持体の他方の面
において露出している２つ以上の電気的接続部材； を有するプローブカードであって、少なくとも１つの電
気的接続部材の保持体に配線パターンを有しており、該
２つ以上の電気的接続部材が積層されて１つの積層電気
的接続部材を構成しており、少なくとも１つの電気的接
続部材と他の少なくとも１つの電気的接続部材とがそれ
ぞれの金属部材又は配線パターンの接続部の少なくとも
１以上の接続部同士を金属化及び／又は合金化すること
により接続されていることを特徴とするプローブカード
にある。

本発明の第３の要旨は、電気的絶縁材料よりなる保持体
と、該保持体中に埋設された複数の金属部材とを有し、
該金属部材の一端が該保持体の一方の面において露出し
ており、また、該金属部材の他端が該保持体の他方の面
において露出しており、かつ該保持体に配線パターンを
有する電気的接続部材； を少なくとも有しているプローブカードの該保持体の面
において露出している該金属部材に、少なくとも１以上
の接続部を有する少なくとも１以上の被測定部品を電気
的に接続して該被測定部品の電気的特性を測定すること
を特徴とする被測定部品の測定法にある。

本発明の第４の要旨は、電気的絶縁材料よりなる保持体
と、該保持体中に埋設された複数の金属部材とを有し、
該金属部材の一端が該保持体の一方の面において露出し
ており、また、該金属部材の他端が該保持体の他方の面
において露出している２つ以上の電気的接続部材： を有するプローブカードであって、少なくとも１つの電
気的接続部材の保持体に配線パターンを有しており、該
２つ以上の電気的接続部材が積層されて１つの積層電気
的接続部材を構成しており、少なくとも１つの電気的接
続部材と他の少なくとも１つの電気的接続部材とがそれ
ぞれの金属部材又は配線パターンの接続部の少なくとも
１以上の接続部同士を金属化及び／又は合金化すること
により接続されているプローブカードの、該保持体の面
において露出している該金属部材に、少なくとも１以上
の接続部を有する少なくとも１以上の被測定部品を電気
的に接続して該被測定部品の電気的特性を測定すること
を特徴とする被測定部品の測定法にある。

本発明の第５の要旨は、本発明の第１の要旨において、
電気的接続部材に有している配線パターンは保持体の少
なくとも１つ面に有されているプローブカードにある。

本発明の第６の要旨は、本発明の第２の要旨において、
電気的接続部材に有している配線パターンは少なくとも
１つの電気的接続部材の保持体の少なくとも１以上の面
に有されているプローブカードにある。

本発明の第７の要旨は、本発明の第３の要旨において、
電気的接続部材に有している配線パターンは保持体の少
なくとも１つの面に有されているプローブカードを用い
た被測定部品の測定法にある。

本発明の第８の要旨は、本発明の第４の要旨において、
電気的接続部材に有している配線パターンは少なくとも
１つの電気的接続部材の保持体の少なくとも１以上の面
に有されているプローブカードを用いた被測定部品の測
定法にある。

本発明の第９の要旨は、本発明の第１の要旨、第２の要
旨、第５の要旨又は第６の要旨において、少なくとも１
以上の被測定部品が電気的に接続される電気的接続部材
の金属部材は保持体面より凸状に形成されてなるプロー
ブカードにある。

本発明の第１０の要旨は、本発明の第３の要旨、第４の
要旨、第７の要旨又は第８の要旨において、少なくとも
１以上の被測定部品が電気的に接続される電気的接続部
材の金属部品は保持体面より凸状に形成されてなるプロ
ーブカードを用いた被測定部品の測定法にある。

以下に本発明の構成要件を個別的に説明する。

（電気的接続部材） 本発明に係る電気的接続部材は、電気絶縁材料からなる
保持体に複数の金属部材が埋設され、かつ配線パターン
を有している。また、本発明の電気的接続部材は、１枚
のシートの場合と、２枚以上のシートの場合がある。

先ず、１枚のシートの場合、金属部材が保持体の両面に
露出しており、かつ配線パターンを有している。埋設さ
れている個々の金属部材と配線パターンは電気的接続さ
れていてもよいし、接続されていなくてもよい。さらに
、その電気的接続は、保持体の内部で接続されていても
よいし、保持体の面の一方又は両方で接続されていても
よいが、後者の方が容易に製造できる。

次に２枚以上の場合、電気的接続部材は、電気絶縁材料
よりなる保持体に複数の金属部材が埋設され、保持体の
両面に金属部材が露出している２つ以上の電気的接続部
材の少なくとも１つの少なくとも保持体の１面に配線パ
ターンを有する電気的接続部材を積層し、電気的接続部
材の金属部材又は配線パターンの一方又は両方の１以上
の接続部と別の電気的接続部材の金属部材又は配線パタ
ーンの一方又は両方の１以上の接続部とを金属化及び又
は合金化により接続したものである。埋設されている個
々の金属部材と配線パターンは電気的に接続されていて
もよいし、接続されていなくてもよい。

積層する複数の電気的接続部材の保持体材料は同種でも
よいし、異種のものでもよい。また、金属部材も同種の
ものでもよいし、異種でもよい。

積層する複数の電気的接続部材の接続部以外の面は接続
部を補強する意味で、接着、融着等の方法で接合されて
いた方がよい。

また、電気的接続部材同士の接続部は凸になっていた方
が接続し易い。

さらに、電気的接続部材は２層以上の多層であるが、複
数の電気的接続部材の大きさが異なる場合、部分的に一
層の部分も存在する場合があ　−る。

電気的接続部材が１枚もしくは２枚以上の電気的接続部
材の少なくとも１以上の被測定部品を、電気的に接続さ
れる金属部材は保持体面より凸状に形成された方がよい
。

金属部材又は保持体が被測定部品の接続部以外の面に触
れる場合には、被測定部品に害を及ぼすことを防止する
上で、金属部材又は保持体になるべく軟らかい材料を用
いることが好ましい。

また、積層された電気的接続部材で、露出している電気
回路部品との接続部以外の場所に電気的絶縁材料を貼り
付ける、塗布する等の方法で電気的に絶縁させてもよい
。

さらに、配線パターンの材質は、金属材料に限らず他の
導電材料でもよい。

（金属部材） 金属部材は金属材料が一般的であるが、金属材料以外に
も超電導性を示す材料等でもよい。

金属部材の材料として、被測定部品に接続する部分の金
属材料は、特に、耐摩耗性に富む材料金が好ましいが、
任意の金属あるいは合金を使用することもできる。例え
ば、Ａｕ、Ａｇ、Ｍｎ。

Ｃｒ、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｍｇ、Ｍｏ、Ｎｉ、Ｗ。

Ｆｅ、Ｔｉ、Ｉｎ、Ｔａ、Ｚｎ、Ｃｕ、Ａｎ。

Ｓｎ、Ｐｂ−５ｎ等の金属あるいは合金が挙げられる。

また、金属部材及び合金部材は、同一の電気的接続部材
において同種の金属が存在していてもよいし、異種の金
属が存在していてもよい。さらに、電気的接続部材の金
属部材及び合金部材の１個が同種の金属ないし合金でで
きていてもよいし、異種の金属ないし合金でできていて
もよい。

さらに、金属部材の断面は円形、四角形その他任意の形
状とするができる。

また、金属部材の太さは特に限定されない。電気回路部
材の接続部のピッチを考慮して、例えば２０μｍφ以上
あるいは２０１．１ｍφ以下にしてもよい。

なお、金属部材の露出部は保持体と同一面としてもよい
し、また、保持体の面から突出させてもよい、この突出
は片面のみでもよいし両面でもよい、さらに、突出させ
た場合はバンブ状にしてもよい、好ましくは接続部は凸
状にしておいた方がよい。

また、金属部材は保持体中に垂直に配する必要はなく、
保持体の一方の面側から保持体の他方の面側に向って斜
行していてもよい。

また、被測定部品側に露出した金属部材（これがプロー
ブの先端部となる）の形状は針状で鋭角をなしていても
よいし複数の鋭角を持っていてもよいし任意の形状でよ
い。

望ましくは、両者に損傷がない程度で接触抵抗が小さく
なる形状がよい。

（保持体） 保持体は、電気的絶縁材料からなる。

電気的絶縁材料ならばいかなるものでもよい。

電気的絶縁材料としては有機材料、無機材料が挙げられ
る。また、金属部材同士が電気的に絶縁されるように処
理を施した金属又は合金材料でもよい、さらに、有機材
料中に、粉体、繊維、板状体、棒状体、環状体等所望の
形状をした、無機材料、金属材料、合金材料の一種か又
は複数種を分散させて保有せしめてもよい。さらに、無
機材料中に、粉体、繊維、板状体、棒状体、環状体等所
望の形状をした、有機材料、金属材料、合金材料の一種
か又は複数種を分散させて保有せしめてもよい。また、
金属材料中に、粉体、繊維、板状体、棒状体、環状体等
所望の形状をした、無機材料、有機材料の一種か又は複
数種を分散させて保有せしめてもよい、なお、保持体が
金属材料よりなる場合は、例えば、金属部材と保持体と
の間に樹脂等の電気的絶縁材料を配設すればよい。

ここで、有機材料としては、例えば、絶縁性の樹脂を用
いればよく、樹脂としては、熱硬化性樹脂、紫外線硬化
樹脂、熱硬化性樹脂のいずれでもよい０例えば、ポリイ
ミド樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリエー
テルサルフォン樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリス
チレン樹脂、フッ素樹脂、ポリカルボネート樹脂、ポリ
ジフェニールエーテル樹脂、ポリベンジルイミダゾール
樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリプロビレ”／樹脂、
ポリ塩化ビニル樹脂、ポリスチレン樹脂、メタクリル酸
メチル樹脂、ポリフェニレンオキサイド樹脂、フェノー
ル樹脂、メラニン樹脂、エポキシ樹脂、尿素樹脂、メタ
クリル樹脂、塩化ビニリデン樹脂、アルキッド樹脂、シ
リコーン樹脂その他の樹脂を使用することができる。

なお、これらの樹脂の中から、熱伝導性のよい樹脂を使
用すれば、半導体素子が熱を持ってもその熱を樹脂を介
して放熱することができるのでより好ましい。

また、金属材料や合金材料として具体的には、例えば、
Ａｇ、Ｃｕ、Ａｕ、Ａｌｌ、Ｂｅ、Ｃａ。

Ｍｇ、Ｍｏ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｓｔ、Ｃｏ、Ｍｎ。

Ｗ、Ｃｒ、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｚｎ。

Ｓｎ、Ｐｂ−５ｎ等の金属又は合金が挙げられる。

無機材料としては、例えば、５ｉｎ２゜Ｂ２０ｓ　、Ａ
ｊ２２０３　、Ｎａ２０．に２０゜Ｃａｂ、ＺｎＯ，Ｂ
ａｄ、ｐｂｏ、Ｓｂ２０３゜Ａｓ２０３　、Ｌａ２０．
、’　ＺｒＯ２、Ｂａｄ。

Ｐ２０Ｓ　、　Ｔｉ　０２　、　ＭｇＯ，Ｓ　ｉ　Ｃ，
Ｂｅｄ。

ＢＰ、　ＢＮ、　ＡｆｔＮ、　Ｂ４　Ｃ，ＴａＣ，Ｔ　
ｉ　Ｂ２゜ＣｒＢ、、ＴｉＮ、Ｓｔ、Ｎ４．Ｔａ２　ｏ
、等のセラミック、ダイヤモンド、ガラス、カーボン、
ボロンその他の無機材料が挙げられる。

分散せしめる粉体および繊維の大きさ、形状、また絶縁
体中における分散位置、数量は、粉体または繊維のため
に絶縁体中に埋設されている金属部材同士が接触・短絡
したりしない範囲内ならば任意である。ただ、粉体およ
び繊維の大ぎさとしては隣接する金属部材間の距離より
も小さいことが好ましい。すなわち、金属部材同士が粉
体、繊維を介してでも接触しない状態が好ましい。また
粉体、繊維は絶縁体の外部に露出していてもよいし、露
出していなくともよい。また粉体、繊維同士は接触して
いてもよいし、接触していなくともよい。

（接続；金属化及び／又は合金化による接続）電気的接
続部材が２以上の場合、電気的接続部材の接続部同士の
接続は金属化及び／又は合金化による接続となる。接続
は金属部材同士の場合、金属部材と配線パターンの場合
、配線パターン同士の場合がある。金属化及び／又は合
金化による接続は、互いの金属を拡散せしめ、同種金属
であれば同種の結晶構造が得られ、異種金属であれば固
溶体、金属間化合物等のものを作る。

次に上記の接続について述べる。

接続しようとする金属部材と接続部とが同種の純金属よ
りなる場合には、金属化により形成される接続層は金属
部材あるいは接続部と同種の結晶構造となる。なお、金
属化の方法としては、例えば、金属部材の端とその端に
対応する接続部とを接触させた後、適宜の温度に加熱す
ればよい。

加熱により接触部近傍において原子の拡散等が生じ、拡
散部が金属化状態となり接続層が形成される。

接続しようとする金属部材と接続部が異種の純金属より
なる場合には、形成される接続層は両金属の合金よりな
る。合金化の方法としては、例えば、金属部材の端とそ
の端に対応する接続部とを接触させた後、適宜の温度に
加熱すればよい。加熱により接触部近傍において原子の
拡散等が生じ接触部近傍に固溶体あるいは金属間化合物
よりなる層が形成される。

なお、金属部材にＡｕ、Ａｌ１を使用した場合には、２
００〜３５０℃の加熱温度が好ましい。

接続しようとする金属部材と接続部の一方が純金属より
なり他方が合金よりなる場合、あるいは両者が同種ある
いは異種の合金よりなる場合には、接続界面は合金より
なる。

１個の電気的接続部材中における複数の金属部材同士に
ついてみると、それぞれの金属部材が同種の金属あるい
は合金よりなる場合、それぞれが異種の金属あるいは合
金からなる場合、また、さらに１個の金属部材で、同種
の金属あるいは合金、異種の金属あるいは合金よりなる
場合、その他の場合があるが、そのいずれの場合であっ
ても上記の金属化あるいは合金化が行なわれる。

加熱方法としては、熱圧着等の方法のほかに超音波加熱
法、高周波誘導加熱法、高周波誘電加熱法、マイクロ波
加熱法等の内部加熱法や他の外部加熱法を用いてもよく
、各々を併用させてもよい、いずれの加熱法も直接又は
間接的に接続部を加熱させて接続する。

なお、金属部材と配線パターンの場合、配線パターン同
士の場合の接続部は、両者の接触部において、金属ある
いは合金であればよく、その他の部分は例えば金属にガ
ラス等の無機材料が配合された状態や、金属に樹脂等の
有機材料が配合された状態であってもよい。また、接続
される部分の表面に合金化しやすい金属あるいは合金よ
りなるめっき層を設けておいてもよい。

さらに、ろう付は法は、はんだ付は法のような軟ろう付
けや硬ろう付は法等の方法が挙げられる。金属接続をし
易くするため、接続部にメツキ、クラッド等の処理が施
されてあってもよい。

（被測定部品） 本発明により測定し得る被測定部品としては、例えば、
半導体素子、樹脂回路基板、セラミック基板、金属基板
、シリコン基板等の回路基板、リードフレーム等があげ
られる。

また、これらの被測定部品の１つ又は２つ以上を組合せ
たものであってもよい。

本発明で測定対象とする被測定部品は、接続部を有する
部品である。接続部の数は問わないが、接続部の数が多
ければ多い程、本発明の効果は顕著となる。また、接続
部の存在する位置も問わないが、被測定部品の内部であ
れば内部である程、本発明の効果は顕著となる。

なお、接続部は電気的導電部材である。

［作用］ 本発明では上述した電気的接続部材であるプローブカー
ドで被測定部品を測定するもので、被測定部品は接続部
を外周縁部はもとより内部に配置することも可能となり
、さらに電気的接続部材の金属部材のピッチを狭くする
ことが可能なための接続部の数を増加させることができ
、多ピン接続点を持つ電気回路部品の測定が可能となる
。

本発明によると、少なくとも電気的接続部材がプローブ
カードになり、しかも電気的接続部材は高密度多ビンに
、容易に安く製造可能なため、高密度多ビン向きのプロ
ーブカードが安価に、しかも容易に提供できる。

また、被測定部品側に露出している電気的接続部材の金
属部材の先端部近傍にまで絶縁材料が存在しているので
先端部を所望の位置に配置することが容易となる。さら
に、先端部の形状が路間−になることより、被測定部品
の複数の接続部に略同−の力がかかることより両者に害
を与えることなく安定した測定が可能となる。

さらに本発明においては、電気的接続部材の金属部材の
ピッチを被測定部品の接続部のピッチより狭くすること
により、被測定部品の接続部が時開−の位置を示す他の
電気回路部品も測定でき、プローブカードの汎用性が増
す。

さらに、被測定部品の接続部の形態がワイヤボンディン
グ方式、ＴＡＢ方式、ＣＣＢ方式の形態でも使用可能と
なる。

また、電気的接続部材は薄くすることが可能であり、電
気的接続部材の金属部材の長さが短くなることより、電
気抵抗値が小で浮遊容量が減少する等、電気測定上有利
になる。

さらに、電気的接続部材の金属部材が摩耗しても再生が
きくという効果が得られる。

また、電気的接続部材の絶縁体としてノイズを減少させ
る材料を選ぶことにより、外界から半導体素子に入るノ
イズを減少できるとともに、半導体素子から外界に発す
る電磁気ノイズを減少させることが可能となる。

さらに、電気的接続部材の絶縁体として熱伝導性のよい
ものを選択すれば、半導体素子が熱を持ってもその熱を
より早く放熱させることができるので、放熱特性の良好
なプローブカードが得られる。

（以下余白） ［実施例］ （第１実施例） 本発明の第１実施例を第１図（ａ）〜（Ｃ）及び第２図
（ａ）〜（Ｃ）に基づいて説明する。

本実施例に係るプローブカード２００は、電気的接続部
材１２５を有している。電気的接続部材１２５は、有機
材料の電気的絶縁材料よりなる保持体１１１と保持体１
１１中に埋設された金属部材１０７とを有し、金属部材
１０７の一端が保持体１１１の一方の面において露出し
ており、また、金属部材１０７の他端が保持体の他方の
面において露出しており、かつ配線パターン３００を有
する。

以下に本実施例をより詳細に説明する。

まず、電気的接続部材１２５の一製造例を説明すること
により電気的接続部材１２５を説明する。

第２図（ａ）〜（Ｃ）に−製造例を示す。

まず、第２図（ａ）に示すように、はんだメツキを施し
た２０μｍφのＷ等の金属あるいは合金よりなる金属線
１２１を、ピッチ４０μｍとして棒１２２に巻き付け、
巻き付は後、ポリイミド等の樹脂１２３中に上記金属線
１２１を埋め込む。

埋め込み前に樹脂１２３中にあらかじめ５ｉＯｚからな
る粉末を配合しておく。埋め込み後上記樹脂１２３を硬
化させる。硬化した樹脂１２３は絶縁体となる。その後
、点線１２４の位置でスライス切断し、電気的接続部材
１２５を作製する。このようにして作製された電気的接
続部材１２５の斜視図と断面図を第２図（ｂ）、（ｃ）
に示す。

このように作製された電気的接続部材１２５において、
金属線１２１が金属部材１０７を構成し、樹脂１２３が
保持体（絶縁体）１１１を構成する。

この電気的接続部材１２５においては金属部材となる金
属線１２１同士は樹脂１２３により電気的に絶縁されて
いる。

本例では被測定部品側に露出している金属線１２１の端
は尖頭形状とした。このように尖頭形状とするためには
、樹脂１２３の被測定部品側の面を樹脂のエツチング材
を用いて約１０μｍはどエツチングにより除去して金属
線を突出させ（第３図（ａ）、（ｂ））、さらに、この
突出した金属線を金属のエツチング材を用いてエツチン
グすればよい（第４図）。

なお、本実施例では、被測定部品側に尖頭形状に金属線
の一端を突出させたが、両面で突出させたり、あるいは
その両突出部を尖頭形状にしてもよい。

また、本実施例では金属線１２１の突出量を１０μｍと
したが、突出量はいかなる量でもよい。

また、金属線１２１を突出させる方法としてはエツチン
グに限らず、他の化学的な方法又は機械的な方法を使用
してもよい。

その後、電気的接続部材１２５に配線パターン３００を
作るために、蒸着又はスパッタリング法で銅を付け、不
要部分をエツチングすることによってパターニングし、
さらに金メツキを付ける。このようにして作製された電
気的接続部材１２５を第３図（ａ）、（ｂ）及び第４図
に示す、配線パターンを形成するためには、銅を蒸着し
てパターニング後、金メツキを付けると述べたが、この
方法以外の方法を用いて行ってもよい。

なお、電気的接続部材１２５は保持体１１１の両面に配
線パターン３００を有している。

さらに、保持体の、金属部材１０７の電気的接続部を尖
頭形状にした側と反対側の面に、補強のための板３０５
を貼り付け、プローブカード２００とした（第１図（ａ
）、（ｂ））、ここで、尖頭形状をした部分が被測定部
品と電気的に接続するための接続部となる。

なお、本実施例の場合、板３０５を貼り付けたが、板３
０５を貼り付けなくても電気的接続部材１２５のみでプ
ローブカード２００としてもよい。

次に、以上のようにして作製したプローブカード２００
による被測定部品の電気的特性の測定法を第１図（Ｃ）
に基づき述べる。

本例では被測定部品として半導体素子１０１を用意した
。この半導体素子１０１は、４０μｍのピッチで接続部
が配置されている。

半導体素子１０１の接続部１０５と、電気的接続部材１
２５の接続部１０９とが対応するように位置決めを行い
、位置決め後、半導体素子１０１の接続部１０５（本例
ではＡｌ１よりなる）と、電気的接続部材１２５の接続
部１０９（本実施例ではＷよりなる）とを電気的に接続
しく第１図（ｃ））、電気的特性の測定を行った。なお
、この場合の接続は一時的な接続であり、測定が終了後
は脱着可能である。

本実施例では、半導体素子１０１のプローブカードへの
脱着を繰り返しつつ測定を繰返し行ったが、金属部材の
摩耗は少なかった。また、電気的特性の測定を極めて正
確に行うことができた。

（第２実施例） 第５図に第２実施例を示す。

第２実施例は、両面に配線パターンを有している電気的
接続部材を３枚積層し、おのおの金属化及び／又は合金
化（本実施例ではろう付けをした）させ接続し、補強の
ための板を貼り付けたプローブカードである。また、本
プローブカードは２つの異なった半導体素子を同時に測
定することが可能なプローブカードである。

電気的接続部材１２５，１２８，１２９の製法は第１実
施例と同じであるが、電気的接続部材１２９は金属部材
を尖頭形状にせず、第３図（ａ）、（ｂ）の状態のもの
を用いた。また、第１実施例と異なる点は、電気的接続
部材の大きさ、金属線１２１の配置、数量、配線パター
ン３００である。さらに、電気的接続部材１２５゜１２
８の金属線１２１は、Ｗにはんだメツキしたものを用い
た。また、電気的接続部材１２９の金属線１２１は、Ｃ
ｕにはんだメツキしたものを用いた。３枚の電気的接続
部材１２５，１２８゜１２９は、位置決めした後、互い
の接続部をはんだ付けにて接続させた。

なお、配線パターン３００は、接続部を除いて絶縁皮膜
が存在しており、積層したとき互いに導通しないように
しである。さらに、積層した接続部以外は接着剤にて接
着した。

本実施例も第１実施例と同じく、補強のための板３０５
を貼り付け、プローブカード２００とした。

本実施例は２つの異なる半導体素子を同時に測定可能に
するものである。すなわち、電気的接続部材１２５と１
２８のそれぞれの尖頭部分がそれぞれ異なった半導体素
子１０１の接続部に電気的に接続し、電気的特性の測定
を行う。他の点は第１実施例と同様である。

本実施例では、半導体素子１０１のプローブカードへの
脱着を縁り返しつつ測定を繰返し行ったが、金属部材の
摩耗は少なかった。また、電気的特性の測定も極めて正
確に行うことができた。

（第３実施例） 第６図に第３実施例に使用するプローブカードを示す。

第６図（ａ）は電気的接続部材の製造途中の断面図、第
６図（ｂ）は上記の断面図である。

あらかじめアルミナセラミックよりなる保持体１２６に
、２０μｍφより大きい径の穴１４２をあけておく。次
に穴１４２に２０μｍφのＡｕ等の金属あるいは合金よ
りなる金属線１２１を通し、樹脂１２３を保持体１２６
と金属線１２１との間に入れ、樹脂１２３を硬化させる
。硬化した樹脂１２３は介在物となる。その後、金属線
１２１を点線１２４の位置でスライス切断し、電気的接
続部材１２５を作製する。

また、本例の電気的接続部材を例えば金属線１２１の切
断位置を変える等の加工をして、第３図（ａ）、（ｂ）
に示すように突起を設けてもよいし、第４図に示すよう
に尖頭形状としてもよい。

その後、配線パターン３００を設け、プローブカード２
００とした。

他の点は第１実施例と同様である。

本実施例でも、電気的特性の測定を極めて正確に行うこ
とができた。さらに、各種特性の信頼性も優れていた。

（第４実施例） 第７図に第４実施例を示す。

本実施例においては、電気的接続部材１２５は第１実施
例に示した電気的接続部材と異なる。すなわち、本例の
電気的接続部材１２５は金属部材１０７同士のピッチが
第１実施例で示したものよりも狭くなっている。また、
本例では、被測定部品である半導体素子１０１の接続部
１０５の間隔よりも狭い間隔に金属部材１０７同士のピ
ッチを設定しである。

つまり、第１実施例では、プローブカードによる測定時
に、半導体素子１０１と電気的接続部材１２５の正確な
位置決めが必要であったが、本実施例では、半導体素子
の接続寸法（Ｐ　ｌｌ＋　ｄ　＋＋）と電気的接続部材
の接続寸法（Ｐ　１２．　ｄ　１２）を適切な値に選ぶ
ことにより、位置決めを略正確で接続することも可能で
ある。

他の点は第１実施例と同様である。

本例でも、電気的特性の測定を極めて正確に行うことが
できた。

［発明の効果］ 本発明は、以上のような構成としたことによって、次の
数々の効果が得られた。

まず、本発明の第１発明では、以下の効果が得られた。

■（請求項１〜請求項１０） 被測定部品、とりわけ半導体素子の接続部がいかなる位
置（特に内部）に配置されていてもブロービングできる
ことから、従来のワイヤボンディング方式、ＴＡＢ方式
よりもさらに多くの接続点を持つ半導体素子のブロービ
ングが可能となり、多ビン数ブロービング向きのプロー
ブカードを提供できた。また、上記のことより、半導体
素子のマルチチップ同時ブロービングが可能となった。

さらに、電気的接続部材の隣接金属間に絶縁物質が存在
することにより、隣接ピッチを狭くしても隣接する金属
部材が導通しなくなり、ＣＣＢ方式よりもさらに多点の
半導体素子のブロービングが可能となった。

■（請求項１〜請求項１０） 電気的接続部材は高密度多ビンで容易かつ低コストに製
造可能なため、高密度多ピン向きのプローブカードを安
価にしかも容易に提供することが可能となりた。

■（請求項１〜請求項１０） 電気的接続部材の被測定物側近傍に露出している複数の
金属部材の形状が略凹−であることにより、被測定物の
接続部にかかる力が略凹−になり、被測定物に損傷を与
えることなく安定して測定できるプローブカードが得ら
れた。さらに、金属部材先端を所望の位置に容易に配設
できるので、どのようなプローブカードでも低コストに
作製することが可能となった。

■（請求項１〜請求項１０） 電気的接続部材の厚みを薄くすることにより、配線長が
短くなり、これによって電気抵抗が小さくなり、さらに
、浮遊容量および外界からのノイズが減少した。これに
よって半導体素子等の被測定部品の電気的特性の測定上
、有利となった。

■（請求項９．請求項１０） 電気的接続部材の金属部材先端が摩耗しても再生がきく
ため、耐久性に富むプローブカードが得られた。

■（請求項１〜請求項１０） プローブカードの電気的接続部材の交換が容易である。

■（請求項９．請求項１０） 電気的接続部材と被測定部品との接続をより確実に行な
え、測定もより良好に行なえる。

■（請求項１〜請求項１０） 作製工程中において、治具等を使用して金属部材の各々
等をいちいち保持して取り付ける必要がなく、工程の簡
略化および作製時間の短縮が可能となった。

■（請求項９．請求項１０） 電気的接続部材と被測定部品との接続をより確実に行な
え、測定もより良好に行なえるようになった。

［相］（請求項１〜請求項１０） 測定時の位置合わせが容易となり、また、略凹−の半導
体素子等を同一のプローブカードで測定でき、さらに、
複数の半導体素子等を同時に容易に測定でき、よって測
定作業の効率化を図ることが可能となった。

０（請求項２．請求項４．請求項６゜ 請求項８〜請求項１０） 積層電気的接続部材を構成することで、複数の半導体素
子等の被測定部品の電気的特性を同時に測定することが
可能となった。また、これにより、測定作業の簡略化、
効率化がより可能となった。

＠（請求項２．請求項４．請求項６゜ 請求項８〜請求項１０） 電気的接続部材同士の接続を金属化及び／又は合金化に
より確実に行うことができ、電気的不良および接触抵抗
を著しく低減することが可能となり、また、機械的強度
も強く頑丈なプローブカードを得ることが可能となった
。さらに、これにより、作製後の管理および取り扱いも
容易になり、測定作業の一層の簡略化、効率化も可能と
なった。

なお、本発明の実施態様については、以下の効果が得ら
れた。

■電気的接続部材の絶縁体にノイズを減少させるような
材料を選ぶことにより、半導体素子から発生する電磁気
ノイズおよび外界からのノイズを減少でき、すぐれた特
性のプローブカードが得ることが可能となった。

■電気的接続部材の絶縁体に熱伝導性の良い材料を選択
することにより、測定時に半導体素子から発生する熱を
速く逃がすことが可能となった。

■電気的接続部材の金属部材同士のピッチを半導体素子
等の被測定部品の接続部の間隔よりも狭い間隔に設定す
ることにより、位置決めを略正確で接続することが可能
となり、測定作業の簡略化、効率化が可能となった。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）〜（Ｃ）は本発明の第１実施例を示し、第
１図（ａ）は斜視図、第１図（ｂ）。 （Ｃ）は断面図である。 第２図（ａ）〜（Ｃ）、第３図（ａ）、（ｂ）及び第４
図は本発明の第１実施例に用いる電気的接続部材の製造
例を示し、第２図（ａ）は斜視断面図、第２図（ｂ）は
斜視図、第２図（Ｃ）は断面図、第３図（ａ）は斜視図
、第３図（ｂ）は断面図、第４図は断面図である。 第５図は本発明の第２実施例を示す断面図である。 第６図（ａ）、（ｂ）は本発明の第３実施例を示し、第
６図（ａ）は製造途中の断面図、第６図（ｂ）は断面図
である。 第７図は本発明の第４実施例を示す断面図である。 第８図乃至第１０図は従来例を示す断面図である。 １０１．８０１・・・半導体素子、１０５゜１０８．１
０９，８０２，８０７，８１４・・・接続部、１０７・
・・金属部材、１１１・・・保持体く絶縁体）、１２１
・・・金属線、１２２・・・棒、１２３・・・樹脂、１
２４・・・点線、１２５，１２８，１２９・・・電気的
接続部材、１２６・・・保持体、１４２・・・穴、２０
０．８０９・・・プローブカード、２３０゜８０８・・
・ろう材、３００・・・配線パターン、３０５．８１５
・・・板、８０３・・・針、８０４゜８１２・・・先端
部、８０５，８１３・・・回路基板、８０６・・・固定
部材、８１０・・・ブロービング部、８１１・・・コン
タクトスプリングプローブ。 第１図（ａ） 第６図（０） 第６図（ｂ） 第７図 第１０図 ａ＋ｑ　　　　　　　８１３

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. （１）電気的絶縁材料よりなる保持体と、該保持体中に
   埋設された複数の金属部材とを有し、該金属部材の一端
   が該保持体の一方の面において露出しており、また、該
   金属部材の他端が該保持体の他方の面において露出して
   おり、かつ該保持体に配線パターンを有する電気的接続
   部材： を少なくとも有することを特徴とするプローブカード。
2. （２）電気的絶縁材料よりなる保持体と、該保持体中に
   埋設された複数の金属部材とを有し、該金属部材の一端
   が該保持体の一方の面において露出しており、また、該
   金属部材の他端が該保持体の他方の面において露出して
   いる２つ以上の電気的接続部材； を有するプローブカードであって、少なくとも１つの電
   気的接続部材の保持体に配線パターンを有しており、該
   ２つ以上の電気的接続部材が積層されて１つの積層電気
   的接続部材を構成しており、少なくとも１つの電気的接
   続部材と他の少なくとも１つの電気的接続部材とがそれ
   ぞれの金属部材又は配線パターンの接続部の少なくとも
   １以上の接続部同士を金属化及び／又は合金化すること
   により接続されていることを特徴とするプローブカード
   。
3. （３）電気的絶縁材料よりなる保持体と、該保持体中に
   埋設された複数の金属部材とを有し、該金属部材の一端
   が該保持体の一方の面において露出しており、また、該
   金属部材の他端が該保持体の他方の面において露出して
   おり、かつ該保持体に配線パターンを有する電気的接続
   部材； を少なくとも有しているプローブカードの該保持体の面
   において露出している該金属部材に、少なくとも１以上
   の接続部を有する少なくとも１以上の被測定部品を電気
   的に接続して該被測定部品の電気的特性を測定すること
   を特徴とする被測定部品の測定法。
4. （４）電気的絶縁材料よりなる保持体と、該保持体中に
   埋設された複数の金属部材とを有し、該金属部材の一端
   が該保持体の一方の面において露出しており、また、該
   金属部材の他端が該保持体の他方の面において露出して
   いる２つ以上の電気的接続部材： を有するプローブカードであって、少なくとも１つの電
   気的接続部材の保持体に配線パターンを有しており、該
   ２つ以上の電気的接続部材が積層されて１つの積層電気
   的接続部材を構成しており、少なくとも１つの電気的接
   続部材と他の少なくとも１つの電気的接続部材とがそれ
   ぞれの金属部材又は配線パターンの接続部の少なくとも
   １以上の接続部同士を金属化及び／又は合金化すること
   により接続されているプローブカードの、該保持体の面
   において露出している該金属部材に、少なくとも１以上
   の接続部を有する少なくとも１以上の被測定部品を電気
   的に接続して該被測定部品の電気的特性を測定すること
   を特徴とする被測定部品の測定法。
5. （５）電気的接続部材に有している配線パターンは保持
   体の少なくとも１つ面に有されている請求項１に記載の
   プローブカード。
6. （６）電気的接続部材に有している配線パターンは少な
   くとも１つの電気的接続部材の保持体の少なくとも１以
   上の面に有されている請求項２に記載のプローブカード
   。
7. （７）電気的接続部材に有している配線パターンは保持
   体の少なくとも１つの面に有されている請求項３に記載
   のプローブカードを用いた被測定部品の測定法。
8. （８）電気的接続部材に有している配線パターンは少な
   くとも１つの電気的接続部材の保持体の少なくとも１以
   上の面に有されている請求項４に記載のプローブカード
   を用いた被測定部品の測定法。
9. （９）少なくとも１以上の被測定部品が電気的に接続さ
   れる電気的接続部材の金属部材は保持体面より凸状に形
   成されてなる請求項１、請求項２、請求項５又は請求項
   ６のいずれか１項に記載のプローブカード。
10. （１０）少なくとも１以上の被測定部品が電気的に接続
    される電気的接続部材の金属部品は保持体面より凸状に
    形成されてなる請求項３、請求項４、請求項７又は請求
    項８のいずれか１項に記載のプローブカードを用いた被
    測定部品の測定法。