JPH02163952A

JPH02163952A - 半導体装置の測定装置

Info

Publication number: JPH02163952A
Application number: JP31876188A
Authority: JP
Inventors: Kiyoshi Kume; 清久米
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1988-12-16
Filing date: 1988-12-16
Publication date: 1990-06-25
Anticipated expiration: 2010-11-22
Also published as: JPH07109839B2

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】（イ）産業上の利用分野本発明は、ウェハ上に形成された半導体装置の特性を測
定する測定装置に関するものである。

（ロ）従来の技術複数の半導体装置がウェハ上に形成された状態で、夫々
の半導体装置の特性を測定する場合、−般にＩＣブロー
バと称する測定装置を使用する。

この測定装置の先行技術としては、例えば特開昭５９−
１４３３４０号公報、特開昭５７−９３５４３号公報等
が詳しい。

第３図は、前者の特開昭５９−１４３３４０号公報に示
された測定装置の断面図であり、プローブカード（１０
１）は基板（１０２）とプローブリング（１０３）とを
備える。基板（１０２）には周辺回路（図示省略）が組
み込まれており、また、中央部に貫通孔（１０４）が形
成され、この貫通孔（１０４）の近傍にはねじ止め用の
透孔（１０５）・・・（１０５）が数か所穿設されてい
る。そして、この基板（１０２）の底部に、リング部材
（１０６）がねじ（１０７）・・・（１０７）とナツト
（１０８）・・・（１０８）で固着されている。このリ
ング部材（１０６）は、はぼ中空円盤状をなし、その下
面にはプローブリング（１０３）を嵌着する複数のピン
部（１０９）・・・（１０９）が形成きれている。

またリング部材（１０６）のピン部（１０９）・・・（
１０９）より外方には取付穴＜１１０）・・・（１１０
）が数か所穿設されている。一方、プローブリング（１
０３）は円筒状の基部（１１１）と、この基部（１１１
）から外方に張出したフランジ部（１１２）とを有し、
基部（１１１）の底面には被測定の集積回路の端子数に
対応した複数のプローブ・ニードル（１１３）・・・（
１１３）が取付けられ、また基部（１１１）の上面には
、プローブ・ニードル（１１３）・・・（１１３）と同
数で、各プローブ・ニードル（１１３）・・・（１１３
）と電気的に接続されたソケット部（１１４）・・・（
１１４）が設けられている。さらに、フランジ部（１１
２）にはこのプローブリング（１０３）を支持部材（１
１５）にねじ（１１６）・・・（１１６）で固定、支持
するための取付穴（１１７）が数か新形成されている。

上記支持部材（０５）は断面Ｕ字状のフレームで、基板
（１０２）を包むように形成されており、その中央には
プローブリング（１０３）の基部（１１１）の外径とほ
ぼ同径の嵌合孔（１１８）が穿設され、また、との嵌合
孔（１１８）の近傍にねじ穴（１１９）・・・（１１９
）が数か所設けられている。

ノング部材（１０６）はねじ（１０７）とナツト（１０
８）で基板（１０２）に常時固定きれている。従って、
この状態からプローブリング（１０３）を取付けるには
、まずプローブリング（１０３）の基部（１１１）を支
持部材（１１５）の嵌合孔（１１８）に嵌合し、次いで
プローブリング（１０３）のソケット部（１１４）・・
・（１１４）をリング部材（１０６）のピン部（１０９
）・・・（１０９）に嵌着する。これにより、各プロー
ブ・ニードル（１１３＞・・・（１１３）はプローブリ
ング（１０３）とリング部材（１０６）とを介して基板
（１０２）上の周辺回路に電気的に接続される。

次いで、ねじ（１１６）・・・（１１６）を適用してプ
ローブリング（１０３）のフランジ部（１１２）を支持
部材（１１５）に確実に固定する。プローブ・ニードル
（１１３）・・・〈１１３）が損傷して使えなくなった
ときにはねじ（１１６）・・・（１１６）をゆるめて、
リング部材（１０６）からプローブリング（１０３）を
引き抜き、プローブリング（１０３）ごと取り替える。

〈ハ）発明が解決しようとした課題前述の構成に依れば、プローブ・ニードル（１１３）・
・・（１１３）は、ソケット部（１１４）・・・（１１
４）とピン部（１０９）・・・（１０９）を介して、リ
ング部材（１０６）まで電気的に接続される。またリン
グ部材（１０６）と基板（１０２）を電気的に接続する
ためには、前記ソケット部とピン部が更に必要である。

例えば基板（１０２）にピンを付け、リング部材（１０
６）にソケットを付けると、この基板（１０２）とリン
グ部材（１０６）に夫々ピンを設ける必要があり、製造
コストが高くなる問題がある。

また半導体装置の多機能化に伴い、半導体チップの周辺
に設けられる電極パッドが増大しているためプローブリ
ング（ｉ０３）に固定されているプローブ・ニードル（
１１３）・・・（１１３）も増大し、例えば１００本〜
２００本も必要となって来た。一方、測定時にはプロー
ブ・ニードル（１１３）・・・（１１３）に加える圧力
は、１本当り約１６ｇであるので、全体では約１ｋｇか
ら３ｋｇの力が加わることになる。

従、って支持部材（１１５）のゆがみによって、ピンと
ソケットとの接合不良や、プローブリング（１０３）の
ゆがみによっ℃プローブ・ニードル（１１３）・・・（
１１３）の接触抵抗が増大する問題を有している。

（ニ）課題を解決するための手段本発明は前述の課題に鑑みてなされ、プローブリング（
２）とマザーボード（従来例で説明した基板（１０２）
に該当するもの。）（６）との間に、中間部材（５）を
設ける。この中間部材（５）に、両端が接触部のピン（
１９）を設け、このピン（１９）によってプローブリン
グ（２）とマザーボード（６）を電気的に接続すること
で解決するものである。

（＊）作用第４図に示すように、両端（２４）が可動で且つコンタ
クトピンとして働くピン（１９）を中間部材に設けるた
め、マザーボード（６）に設ける必要は全く無くなる。

またピン〈１９〉の内部には、バネやスプリング等を有
しているので、弾性的に矢印のように可動できるので、
マザーボード（６）やプローブリング（２）がゆがんで
も良好に電気的接続を実施できる。

（へ）実施例以下に本発明の実施例を図面を参照しながら説明する。

先ず主要な構成を第１図を使って述べる。また説明の理
解を助けるために、第２図に第１図の解体図を設けてお
く。測定装置末体に取付けられた剛体（１）があり、こ
の剛体〈１）の下面にはプローブリング（２）がある。

またこのプローブリング（２）の下面には、剛体（１）
に前記プローブリング（２）を取付けるための第１のホ
ルダー〈３）がある、一方、前記剛体（１）の嵌合孔（
４）と上面に設けられる中間部材（５）があり、この中
間部材（５）の上面にマザーボード（６）が設けられる
。更にほこのマザーボード（６）と前記中間部材（５）
を前記剛体（１）に取付けるための第２のホルダー（７
）がある。

次に前述した構成の夫々を更に詳しく述べる。

先ずプローブリング（２）について述べる。このプロー
ブリング（２）は円板状であり、厚さが３Ｉ〜５ｇ１程
度のエポキシ樹脂等の比較的硬い材料より成っている。

下面にはタングステン等より成るプローブ・ニードル（
１１）・・・（１１）が、パターン電極にろう材で固着
されている。このパターン電極の任意の領域は、プロー
ブリング（２）の表から裏に設けられた第１のスルーホ
ール（１２）・・・（１２）と電気的に接続されている
。またこの第１のスルーホール（１２）・・・（１２）
は同心円状に複数列設けられている。

ここでは３列設けられ、一番配線の余裕がない内側の列
は、グランドピンとしている。

次に剛体（１）について述べる。この剛体（１）は、剛
性を有したステンレス板等が好ましく、嵌合孔（１３）
が設けられ、この嵌合孔（１３）の近傍は下方に肉厚部
（１４）が設けられ、下方に突出している。この嵌合部
（１３）の内側は、後で述べるが中間部材り５）が嵌合
部れる。

また前記肉厚部（１４）の外周には、ねじ部〈１５）が
形成され、前記第１のホルダーが固着される。またこの
剛体（１）には、プローブリング（１１）・・・（１１
）を正確な位置に設けるために、位置決定ピン（１６）
が１個以上設けられている。またマザーボード（６）と
中間部材（５）の位置決めピンも、剛体（１）の上面に
設けられている。

続いて、第１のホルダー（３）について述べる。

この第１のホルダー（３）は、前記剛体（１）とプロー
ブリング（２）とを一体的に取付けるため、内側にねじ
部（１７）が形成され、更にはプローブ・ニードル（１
１）・・・（１１）が半導体装置上のパッドと接触でき
るように、貫通孔（１８）が設けられている。またこの
貫通孔＜１８）は、第１のホルダー（３）とプローブＪ
ング（２）との短絡を防止するために、広く形成されて
いる。

続いて中間部材（５）について述べる。この中間部材（
５）は、ピン（１９）・・・（１９）が埋込まれ、また
前記プローブリング〈２）の第１のスルーホール＜１２
）・・・（１２）とピン（１９）・・・（１９）とが接
触するように厚い基部り２０）がある、またこの厚い基
部（２ｏ）は、前記剛体（１）の嵌合孔（１３）に嵌合
する。この嵌合の際、前記中間部材（５）の中のピン（
１９）・・・（１９）が所定位置に到達し、また後述す
る第２のホルダー（７）で固定できるように、基部（２
０）の周囲にはフランジ部（２１）が設けられ、このフ
ランジ部（２１）（７）複数部に、第２のホルダー（７
〉に取付けられたねじ（２２）の通る貫通孔（２３）が
設けられている。

一方、この中間部材（５）に取付けられたピン（１９）
・・・（１９）は、第４図に示すように、両端がバネや
スプリングの作用によって弾性的に可動し、先端（２４
）は円錐形である。プローブリング（２）とマザーボー
ド（６）に取付けられた第１および第２のスルーホール
（１２）　、　（２５）の径は、この円１ｍ（２４）の
最大径より小き（、この円錐の側辺とスルーホールの上
端や下端が接触し、電気的に接続できるようになってい
る。ここで、第４図においては、ピン（１９）の接触構
造を示すために、中間部材り５）は省略した。

更に、マザーボード（６）について述べる。このマザー
ボード（６）は、例えばエポキシ樹脂等より成り、通常
のプリント基板の如く両面には周辺回路を構成するため
の、パターン電極が形成され、両面のパターン電極を接
続するために、スルーボールが多数形成きれている。ま
た中心部には、プローブ・ニードル（１１）の第１のス
ルーホール（１２）・・・（１２）、中間部材（５）の
ピン（１９）・・・＜１９）と対応した領域に第２のス
ルーホール（２５）・・・（２５）が同心円状に設けら
れている。そして前記周辺回路を構成するための素子は
、主に第２のホルダー（７〉の外周領域に設けられてい
る。

最後に第２のホルダー（７）について述べる。この第２
のホルダー（７）は、例えばリング状を成し、剛性のあ
るステンレス等より作られている。

そのため、第２のホルダー（７）と前記マザーボード（
６）との短絡を防止する目的で、第２のホルダー（７）
の下端には絶縁部材（２６）が設けられ、この絶縁部材
（２６）は、ねじ（２７）によって第２のボルダ−（７
）に固定きれている。また、この第２のホルダー（７）
は、前記中間部材（５）、マザーボード＜６）を剛体（
１）に固定するために、ねじ（２２）が取付けられ、こ
のねじ（２２）は、マザーボード（６）、中間部材（５
）の貫通孔を通して、剛体（１）に作られたメスねじ（
２７）によって固定される。またねじ（２２）の径は、
第２のホルダー（７）、マザーボード（６）および中間
部材（５）の貫通孔よりも小さく形成され、短絡を防止
している。また第２のホルダー（７）の上面と接触する
ねじ（２２）の領域には、絶縁部（２８）が設けられて
いる。

本発明の特徴とした点は、前記中間部材（５）に取付け
られたピン（１９）・・・（１９）にある、このピン（
１９）・・・（１９）は両端にオスのピンが形成されて
いる。

従って半導体機種に応じて作られる夫々のマザーボード
にピンを設ける必要がなくなり、大幅なコストダウンが
できる。

またピン（１９）・・・（１９）は、夫々弾性的に上下
可動するので、前記プローブリング（２）、マザーボー
ド（６）がゆがんでも夫々が良好にコンタクトする。つ
まりプローブリング（２）、マザーボード（６）を取付
けない時、前記ピン（１９）・・・（１９）の寸法は、
中間部材（５）の基部（２０）の厚さより大きく、前記
プローブリング（２）、マザーボード（６）を取付ける
と、夫々のピン（１９）・・・（１９）は加圧された状
態となるためである。またマザーボード（６）と中間部
材（５）を平面的に密着できるように、ピン（１９）・
・・（１９）の形成領域には凹部（２９）が設けられ、
またプローブリング（２）と中間部材（５）との間にも
隙間が設けられている。

（ト）発明の効果以上の説明からも明らかな如く、ピン（１９）・・・（
１９）の接触部（２４）（オスのピン）を両端に設ける
ことで、機種に応じたマザーボード夫々にピンを設ける
ことがなくなる。また全ての機種のピン（１９）・・・
（１９）の数を統一できるように、夫々のスルーホール
の数も統一すれば、中間部材（５）は１つですむので、
大幅なコストダウンができる。

またピン＜１９）の先端（２４）が円錐形で、弾性的に
可動するので、プローブリング（２）やマザーボード（
６）がゆがんでも、スルーホールの端部と良好にフンタ
クトでき、測定時の接触抵抗を考える必要がなくなる。

続いて、第１のホルダー（３）で剛体（１）にプローブ
リング（２）を容易に固定できるので、作業性が向上す
る。

同じく、第２のホルダー（７）で剛体（１）にマザーボ
ード（６）と中間部材（５）を容易に固定できるので、
作業性が向上する。

更には、剛体（１）、第１および第２のホルダー（３）
、　（７）を剛性のあるステンレスで形成したので、マ
ザーボード〈６）やプローブリング（２）のゆがみも防
止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の半導体装置の測定装置の断面図、第２
図は第１図を解体して示す断面図、第３図は従来の半導
体装置の測定装置を解体して示す断面図、第４図は第１
図のピンとピンホールの接触を説明する図である。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）測定用のプローブ・ニードルが取付けられたプロ
ーブリングと、周辺回路が組み込まれたマザーボードと、前記プローブリングとマザーボードとの間に設けられた
複数のピンが嵌着された中間部材とを備え、前記ピンは、両端が接触部であり、前記プローブ・ニー
ドルと前記マザーボード上に設けられた回路とを電気的
に接続することを特徴とした半導体装置の測定装置。
（２）前記ピンの先端は円錐形であり、弾性的に可動す
ることを特徴とした請求項第１項記載の半導体装置の測
定装置。
（３）前記中間部材と前記プローブリングとの間には、
本体に取付けられる剛体が設けられ、この剛体と固定す
る第１のホルダーによって、前記プローブリングを固定
することを特徴とした請求項第１項記載の半導体装置の
測定装置。
（４）前記マザーボードおよび前記中間部材は、このマ
ザーボード上の第２のホルダーに取付けられたネジを前
記剛体に嵌着することによって固定されることを特徴と
した請求項第３項記載の半導体装置の測定装置。
（５）測定用のプローブ・ニードルが下面に固定され、
上面に設けられた第１の電極と前記プローブ・ニードル
とを電気的に接続する同心円状に配置された第１のスル
ーホールとを備えたプローブリングと、周辺回路が組み込まれ、この周辺回路の中のパターン化
された第２の電極と電気的に接続された第１のスルーホ
ールと対応した第２のスルーホールを備えたマザーボー
ドと、前記プローブリングと前記マザーボードとの間に設けら
れ、前記第１のスルーホールおよび前記第２のスルーホ
ールと対応した位置に設けられた両端が弾性的に可動す
るピンとを備えた中間部材とを有し、前記ピンにより前記第１のスルーホールと前記第２のス
ルーホールとを電気的に接続することを特徴とした半導
体装置の測定装置。