JPH0792477B2 - プローブカード - Google Patents

プローブカード

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JPH0792477B2
JPH0792477B2 JP3039211A JP3921191A JPH0792477B2 JP H0792477 B2 JPH0792477 B2 JP H0792477B2 JP 3039211 A JP3039211 A JP 3039211A JP 3921191 A JP3921191 A JP 3921191A JP H0792477 B2 JPH0792477 B2 JP H0792477B2
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JP
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probe
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和正 大久保
昌男 大久保
康良 吉光
潔 菅谷
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、特に高密度化、微細化
された半導体チップの電気的特性の測定に用いられるプ
ローブカードに関する。
【0002】
【従来の技術】以下、図8を参照して従来の技術を説明
する。ICチップ90の電気的諸特性の測定に用いられ
るプローブカードは、表面に配線パターン1aが形成さ
れた基板1と、この基板1のほぼ中央部に開設された開
孔1bに嵌合された絶縁性の枠(リングともいう)2
と、この枠2の傾斜面2aにエポキシ系樹脂4等で取り
付けられた複数本の探針3とを有している。
【0003】探針3の先端3aは、枠2のほぼ中央部に
開設された貫通孔2bから基板1の裏面側に向かって所
定寸法突出するようにほぼく字形状に折曲形成されてお
り、当該探針3の後端3bは前記配線パターン1aに接
続されている。
【0004】このように構成されたプローブカードをプ
ローバと呼ばれる図外の測定装置に接続し、探針3の先
端3aをICチップ90の電気的入出力部であるバンプ
91に所定の接触圧で接触させてICチップ90の電気
的特性を測定するものである。
【0005】
【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以下のような問題点があ
る。即ち、ICチップ90の高密度化、微細化の進行に
つれて探針3をICチップ90のバンプ91に適切に接
触させることが困難になっている。
【0006】例えば、バンプ91間の寸法が75μm程
度になると、直径が30μm程度の極細の探針3を用い
ねばならないが、このように細い探針3自身の針圧のみ
では、探針3とバンプ91との間に所定の接触圧を得る
ことが困難である。例えば、プローブカードに1mil
のオーバードライブを加えても約5g/mm程度の接
触圧しか得ることができず、探針3とバンプ91との間
の接触抵抗が高くなるので、正確な測定を行うことが難
しい。
【0007】また、各探針3が所定のバンプ91に正確
に対向する位置に配置されると共に、前記オーバードラ
イブを加えたときにも探針3間の相互位置が正確に保た
れていなければならない。
【0008】更に、バンプ91の高さや探針3の突出寸
法の誤差によって、即ち、全ての探針3とバンプ91と
が常に同時に接触するわけではないので、前記オーバー
ドライブを加えると、バンプ91に先に接触した探針3
がバンプ91から滑り落ちることがある。そして、この
場合、探針3の先端3aが変形することがある。
【0009】本発明は上記事情に鑑みて創案されたもの
で、微小間隔で極細の多数の探針が設けられたプローブ
カードであっても、半導体の電気的入出力部に所定の接
触圧でもって接触し、各探針の前記電気的入出力部に対
する位置および探針間の相互位置が正確に保たれ、且
つ、オーバードライブを加えたときにも探針の先端が電
気的入出力部から滑り落ちることがないプローブカード
を提供することを目的としている。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記問題を解決するため
に、請求項1のプローブカードは、半導体チップの電気
的入出力部に探針を接触させて前記半導体チップの電気
的特性を測定するプローブカードであって、所定の配線
パターンが形成された基板と、この基板の段付きの開孔
に嵌合され、大開口と小開口とこれら両開口間の段差と
を有する貫通孔を設け、前記小開口の周辺部分に、この
周辺部分の厚みの方向に、この厚みの全長にわたって複
数の溝が形成された絶縁性の第1の枠と、この第1の枠
上に固定 された絶縁性の第2の枠と、第1と第2の枠間
に固定され、先端近辺が前記溝内に挿入され先端が第1
の枠の下面から突出された複数の探針と、探針の一部を
埋め込むように第2の枠の開口内と前記大開口内に充填
された弾力性を有する絶縁性の合成樹脂と、この合成樹
脂上に密着積層された押圧板と、前記段差と合成樹脂と
の間に第1の枠の小開口と溝とを塞ぐように配設された
絶縁性のフィルムとを具備しており、前記溝は、半導体
チップの電気的入出力部に対応して形成されており、前
記第1および第2の枠が共に長方形状、正方形状または
環状である。
【0011】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の一実施例を説
明する。図1〜図7は本発明の一実施例を説明するため
の図面であって、図1は断面説明図、図2は第1の枠の
平面図、図3は第1の枠を構成する枠部材の平面図、図
4は図3のA−A線矢視断面図、図5は図3のB−B線
矢視断面図、図6は第1の枠の部分平面図、図7は変形
の第1の枠の部分斜視図である。
【0012】本実施例に係るプローブカードは、半導体
チップであるICチップ90の電気的入出力部であるバ
ンプ91に探針30を接触させて前記ICチップ90の
電気的特性を測定するプローブカードであって、所定の
配線パターン81が上面に形成された基板10と、この
基板10の段付きの開孔11に嵌合され、大開口24a
と小開口24bとこれら両開口24a、24b間の段差
26とを有する貫通孔24を設け、前記小開口24bの
周辺部分25に、この周辺部分25の厚みの方向に、こ
の厚みの全長にわたって複数の溝23が形成された絶縁
性の第1の枠20と、この第1の枠20上に固定された
絶縁性の第2の枠40と、前記第1の枠20と第2の枠
40との間に固定され、先端近辺32が前記溝23内に
挿入され先端31が第1の枠20の下面から突出された
複数の探針30と、この探針30の一部を埋め込むよう
に第2の枠40の開口41内と前記大開口24a内に充
填された弾力性を有する絶縁性の合成樹脂70と、この
合成樹脂70上に密着積層された押圧板60と、前記段
差26と合成樹脂70との間に第1の枠20の小開口2
4bと溝23とを塞ぐように配設された絶縁性のフィル
ム50とを有してい る。
【0013】前記探針30は、金属製であり、先端近辺
32がほぼく字形状に折曲されており、先端31がバン
プ91に接触するようになっている。また、この探針3
0のアーム部(先端31と先端近辺32とを除いた部
分)33は、第1の枠20及び第2の枠40に固定され
る部分となっている。
【0014】基板10は、略中央部に開孔11が開設さ
れており、この開孔11を中心として略放射状に所定の
配線パターン81が上面に形成されている。前記開孔1
1は、後述する第1の枠20が嵌合される部分であっ
て、下側(ICチップ90側)が小さくなった段付き形
状となっている。
【0015】一方、第1の枠20と第2の枠40とは、
合成樹脂、石英或いはガラス製等であり、通常は熱硬化
性の透明な絶縁性の合成樹脂が使用される。しかし、金
属の表面に絶縁性の合成樹脂等を被覆したものでもよ
い。
【0016】なお、本実施例では、第1の枠20は平面
視において長方形状であり、第2の枠40は第1の枠2
0の形状に対応した長方形状であるが、ICチップ90
のバンプ91の配置パターン等に応じて第1の枠20、
第2の枠40ともに正方形としたり、或いは円形乃至適
宜の形状の環状等とすることもできる。
【0017】第1の枠20は、絶縁性を有しており、図
1に示すように、大開口24aと小開口24bとこれら
両開口24a、24b間の段差26とを有する貫通孔2
4を有しており、全体として略ロ字形状の額縁状に形成
されている。さらに、前記小開口24bの周辺部分25
には、この周辺部分25の厚みの方向に、この厚みの全
長にわたった複数の溝23が形成されている。
【0018】また、この第1の枠20の外周縁部には基
板10の開孔11に対応した段差部が設けられている。
【0019】次に、このような第1の枠20の製作手順
について説明する。第1の枠20は、図2に示すよう
に、一対の対向して配置された枠部材21、21と、一
対の対向して配置された枠部材22、22とを備えてお
り、枠部材21と枠部材22とが交互に接続されて第1
の枠20を構成している。枠部材21は、図3、図4お
よび図5に示すように、断面は前記の段差26を有する
ほぼL字形状の枠部材であって、平面形状が長方形状で
あり、厚みの方向(図5のZ−Z方向)に厚みの全長に
わたって複数の溝23が形成されている。
【0020】これら溝23は、図3に示すカッター95
によって切削することができる。カッター95には、円
板状のダイヤモンド刃96が設けられており、図3に示
すX−X方向、Y−Y方向およびこれら方向に直角な図
5におけるZ−Z方向に、回転しているカッター95を
移動させて枠部材21を削ることによって複数(本実施
例では理解の便のために9個の溝23を形成した場合を
示しているが、実際には例えば数十個〜数百個のように
多数となる)の溝23を容易に形成することができる。
また、枠部材21の両端部分を点線27で示す位置で切
断する。
【0021】枠部材22も上述した枠部材21と同様に
して製作されており、枠部材21に設けた溝23と同様
な溝23が形成されている。本実施例では枠部材22の
方が枠部材21より長くなっており、従って、枠部材2
2には枠部材21に設けた溝23よりも多数の溝23が
形成されている。そして、枠部材21と枠部材22との
端部を交互に接着して図2に示す第1の枠20とする。
すなわち、段差26を内側に向けた状態で、各枠部材2
1、22を交互に接着することによって第1の枠20と
するのである。なお、第1の枠20の各溝23は、各探
針30が接触するICチップ90のバンプ91の位置に
正確に対応した位置に切削されている。
【0022】一方、第2の枠40は、絶縁性を有してお
り、図1に示すように、第1の枠20の大開口24aと
略等しい大きさの開口41を有しており、全体として略
ロ字形状の額縁状に形成されている。さらに、当該第2
の枠40の下面42は、第1 の枠20の上面211に対
応した傾斜面となっている。また、この第2の枠40の
上面43は押圧板60を載置できるように平坦面となっ
ている。
【0023】次いで、本実施例に係るプローブカードの
組立方法について説明する。基板10の開孔11に第1
の枠20を嵌合させてから、フィルム50を第1の枠2
0の段差26の上に設置する。そして、探針30の先端
31をフィルム50に突き刺す。その際、探針30の先
端31が第1の枠20の溝23内に位置するようにす
る。そして、探針30の先端31が 第1の枠20の下
面より所定の長さだけ突出するようにする。この際、探
針30のアーム部33の一部を第1の枠20の上面21
1の上に載置し、エポキシ系樹脂で第1の枠20に固定
する。その後、探針30の後端34を半田82によって
配線パターン81に接続する。
【0024】探針30が取り付けられた第1の枠20の
上面211の上に第2の枠40をエポキシ系樹脂等によ
って貼着固定する。そして、フィルム50の上で、第1
の枠20の大開口24a内と第2の枠40の開口41内
に流動状態にした合成樹脂70を注入する。次いで、押
圧板60を合成樹脂70の上に密着積層させ、押圧板6
0の周辺を第2の枠40の上面43に固定する。
【0025】なお、フィルム50を設ける代わりに、探
針30を上記の要領で設置後、第1の枠20の小開口2
4bと溝23内に、図6に示すように、パラフィン29
を充填し、次いで第1の枠20の大開口24aと第2の
枠40の開口41内への合成樹脂70の注入と押圧板6
0の設置を行った後、加熱してパラフィン29を軟化滴
下させて取り去る組立方法でもよい。
【0026】このようにフィルム50を設けない場合に
は、図7に示すように、第1の枠20の周辺部分25の
上面に、溝23と交叉する溝28を設け、探針30のほ
ぼく字形状に折曲された先端近辺32の内、折曲された
部分から先端31側を溝23内に、後端34側を溝28
内に収容するようにすることもできる。
【0027】次に、本実施例に係るプローブカードの動
作について説明する。本実施例に係るプローブカードを
ICチップ90に対向するように設置すると、各探針3
0は、第1の枠20の溝23内に保持されているので、
正確に各探針30に対応するバンプ91に対向する。そ
して、プローブカードを降下させて、各探針30の先端
31をICチップ90のバンプ91に接触させる。更
に、プローブカードを降下させ、即ちオーバードライブ
をかける。
【0028】この場合、探針30のバンプ91に与える
針圧は、探針30自身の針圧に、押圧板60によって押
圧された合成樹脂70の変形による弾性力が加わるの
で、所定の針圧となり、且つ、この針圧は全ての探針3
0を通じてほぼ等しくなる。しかも、押圧板60を合成
樹脂70に密着させているので、合成樹脂70の変形は
所定の範囲内に納まっている。
【0029】また、各探針30のアーム部33は、合成
樹脂70内に保持されていること、および探針30の先
端近辺32は第1の枠20の溝23内に保持されている
ので、各探針30をその探針30に対応するバンプ91
に対して正確に対向配置することができ、且つ探針30
の相互位置を正確とすることができる。そして、プロー
ブカードにオーバードライブをかけたときにおいても、
探針30の相互位置がなお正確に保たれるので、探針3
0の先端31がバンプ91からスリップして外れるおそ
れがない。
【0030】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るプロ
ーブカードは、半導体チップの電気的入出力部に探針を
接触させて前記半導体チップの電気的特性を測定するプ
ローブカードであって、所定の配線パターンが形成され
た基板と、この基板の段付きの開孔に嵌合され、大開口
と小開口とこれら両開口間の段差とを有する貫通孔を設
け、前記小開口の周辺部分に、この周辺部分の厚みの方
向に、この厚みの全長にわたって複数の溝が形成された
絶縁性の第1の枠と、この第1の枠上に固定された絶縁
性の第2の枠と、第1と第2の枠間に固定され、先端近
辺が前記溝内に挿 入され先端が第1の枠の下面から突出
された複数の探針と、探針の一部を埋め込むように第2
の枠の開口内と前記大開口内に充填された弾力性を有す
る絶縁性の合成樹脂と、この合成樹脂上に密着積層され
た押圧板と、前記段差と合成樹脂との間に第1の枠の小
開口と溝とを塞ぐように配設された絶縁性のフィルムと
を備えており、前記溝は、半導体チップの電気的入出力
部に対応して形成されており、前記第1および第2の枠
が共に長方形状、正方形状または環状である。
【0031】このため、このプローブカードは、半導体
チップの電気的特性を測定するに際し、微小間隔で極細
の多数の探針が設けられたプローブカードであるけれど
も、押圧板によって押圧力が加えられた合成樹脂の弾性
力によって、半導体チップの電気的入出力部に所定の、
且つほぼ等しい接触圧力でもってすべての探針が接触す
る。従って、半導体チップの正確な電気的特性の測定が
可能となる。
【0032】また、合成樹脂内と第1の枠の溝内とに各
探針が挿入されて保持されていることから、各探針の半
導体チップの電気的入出力部に対する位置および探針間
の相互位置が正確に保たれる。さらに、プローブカード
にオーバードライブがくわえたときにも各探針間の相互
位置が正確に保たれる。このため、各探針が対応する電
気的入出力部に正確に接触するとともに、オーバードラ
イブをくわえても探針の先端が電気的入出力部から滑り
落ちることがないという利点を有する。従って、探針の
先端が滑り落ちることに起因して変形することもない。
【0033】また、このプローブカードでは、第1の枠
と第2の枠とが長方形状、正方形状または環状に形成さ
れているので、測定しようとする半導体チップの電気的
入出力部の配置に適切に対応して探針を配置することが
できるという利点も有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の断面説明図である。
【図2】本発明の一実施例の第1の枠の平面図である。
【図3】本発明の一実施例の第1の枠を構成する枠部材
の平面図である。
【図4】図3のA−A線矢視断面図である。
【図5】図3のB−B線矢視断面図である。
【図6】本発明の一実施例の第1の枠の部分平面図であ
る。
【図7】本発明の一実施例の変形の第1の枠の部分斜視
図である。
【図8】従来のプローブカードの断面説明図である。
【符号の説明】
10 基板 11 開孔 20 第1の枠 23 溝 24 貫通孔 24a 大開口 24b 小開口 25 周辺部分 26 段差 30 探針 31 先端 32 先端近辺 33 アーム部 40 第2の枠 41 開口 50 フィルム 60 押圧板 90 ICチップ(半導体チップ) 91 バンプ(電気的入出力部)
フロントページの続き (72)発明者 菅谷 潔 兵庫県尼崎市西長洲本通3丁目1番地 日 本電子材料株式会社内 (56)参考文献 特開 平3−42574(JP,A) 特開 平1−265530(JP,A) 特開 昭64−4042(JP,A) 実開 平3−90081(JP,U)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体チップの電気的入出力部に探針を
    接触させて前記半導体チップの電気的特性を測定するプ
    ローブカードにおいて、所定の配線パターンが形成され
    た基板と、この基板の段付きの開孔に嵌合され、大開口
    と小開口とこれら両開口間の段差とを有する貫通孔を設
    け、前記小開口の周辺部分に、この周辺部分の厚みの方
    向に、この厚みの全長にわたって複数の溝が形成された
    絶縁性の第1の枠と、この第1の枠上に固定された絶縁
    性の第2の枠と、第1と第2の枠間に固定され、先端近
    辺が前記溝内に挿入され先端が第1の枠の下面から突出
    された複数の探針と、探針の一部を埋め込むように第2
    の枠の開口内と前記大開口内に充填された弾力性を有す
    る絶縁性の合成樹脂と、この合成樹脂上に密着積層され
    た押圧板と、前記段差と合成樹脂との間に第1の枠の小
    開口と溝とを塞ぐように配設された絶縁性のフィルムと
    を具備しており、前記溝は、半導体チップの電気的入出
    力部に対応して形成されており、前記第1および第2の
    枠が共に長方形状、正方形状または環状であることを特
    徴とするプローブカード。
JP3039211A 1991-02-08 1991-02-08 プローブカード Expired - Lifetime JPH0792477B2 (ja)

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JP2827983B2 (ja) * 1995-09-28 1998-11-25 日本電気株式会社 検査装置
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