JPH0833414B2 - プロービングカード - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） この発明は、半導体ウエハプローバに用いるプロービ
ングカードに関する。

（従来の技術） ICの高集積化により、ICを構成する端子数が増加、即
ち、１チップあたりの電極パッド数が増加する。この増
加した電極パッドをもつICを検査するウエハプローバ技
術も対応して要求されている。例えばプロービングカー
ドのプローブ端子数を増加した装置の開発が必要であ
る。プロービングカードのプローブ端子数を増加する手
段として、プローブ端子を被検査体に対して、ほぼ垂直
に実装したものが提案されている。例えば特開昭60−18
9949号、特開昭61−154137号、特開昭61−205870号公報
などには、電気的に導通する如く配線された基板にプロ
ーブ端子を垂直固定したものが提案され、又、特公昭58
−11741号、実開昭57−4755号、実開昭58−148935号、
実公昭59−12615号、実公昭62−36139号公報などには、
電気的に導通する如く配線された基板とプローブ端子と
を導電性のバネ等の弾性体を介して接続したものが提案
されている。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、上記記載の基板にプローブ端子を垂直
固定したものでは、検査時に、プローブ端子と被検査体
を接触させた時、さらにオーバードライブをかけるた
め、プローブ端子に歪等のダメージを与え、プローブ端
子が脆くなり耐久性に欠けているという問題点があっ
た。又、この問題の対策として、基板とプローブ端子と
を、導電性のスプリング等の弾性体を介して接続したも
のがあるが、導電性のスプリングでは、導電率が悪く、
なおかつ、この各プローブ端子とスプリング等との位置
を保持するためにパイプ等が必要となり微細な部品とな
り設置が困難であるという問題点があった。

この発明は、上記問題点を解決するためになされたも
ので、プローブ端子を一定の突出長に設定でき且つ微細
ピッチで実装することができ、しかも導電率が良く、全
てのプローブ端子を常に一定の接触圧で被検査体に接触
させることができて信頼性の高いプロービングカードを
提供することを目的としている。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段） この発明のプロービングカードは、一端がプリント基
板の予め定められた配線に接続され遊端側が上記プリン
ト基板に設けられた貫通孔を通って導出されたプローブ
を複数本設けたプロービングカードにおいて、上記各プ
ローブ遊端側の上記貫通孔は各プローブのガイドとなる
構造にし且つこのガイドと上記プローブの一端間は少な
くとも表面絶縁状パイプで被覆して弧状に形成されてい
ると共に、上記プローブの遊端側の位置を設定する手段
として上記プローブの予め定められた位置にストッパー
が設けられたことを特徴とするものである。

また、この発明では、上記プローブには、プローブの
遊端側を案内する貫通孔内でプローブを囲繞する如くス
プリングを設けたものが好ましい。

また、この発明では、上記表面絶縁状パイプが上記ス
トッパーを兼ねるたものが好ましい。

〔作用効果〕

この発明によれば、各プローブ遊端側の貫通孔は各プ
ローブのガイドとなる構造にし且つこのガイドとプロー
ブの一端間は少なくとも表面絶縁状パイプで被覆して弧
状に形成されているため、各プローブ遊端を貫通孔に差
し込むだけで各プローブを所定の位置に正確に取り付け
て微細ピッチで実装することができ、しかも、ストッパ
ーがプローブの予め定められた位置にプローブの遊端側
の位置を設定する手段として設けられているため、プロ
ーブの遊端を貫通孔に差し込むとストッパーが作用して
貫通孔からのプローブの突出長を自動的に一定の長さに
設定することができる。また、ガイドとプローブの一端
間は絶縁状パイプで被覆されているため、隣合うプロー
ブ間の絶縁を維持することができる。また、被検査体の
検査を繰り返してもストッパーにより貫通孔からのプロ
ーブの突出長を一定に維持することができ、導電率が良
く、信頼性を高めることができる。

また、この発明では、上記プローブには、プローブの
遊端側を案内する貫通孔内でプローブを囲繞する如くス
プリングを設けたため、プローブが被検査体に弾接する
時にはプローブに掛かる押圧力を主としてスプリングに
よって負担するため、プローブに無理な力を与えること
がなくプローブを被検査体に対して確実に電気的接触を
図ることができ、プローブに歪等のダメージを与えるこ
とがなく耐久性を向上させることができる。

また、この発明では、上記表面絶縁状パイプが上記ス
トッパーを兼ねるたものであれば、表面絶縁状パイプと
は別に新たにストッパーを設ける必要がない。

（実施例） 次に本発明プロービングカードの一実施例を図面を参
照して説明する。

このプロービングカード（１）は、第２図に示すよう
に基板部（２）とプローブ端子設置部（３）から構成さ
れている。

基板部（２）は、いわゆるプリント基板と呼ばれてい
るもので、第１図に示すように絶縁性の合成樹脂で形成
された絶縁基板（４）に、所定のパターンが夫々絶縁状
態で電気的に導通可能にプリント配線（５）されたもの
である。この各プリント配線（５）は、一端を被検査体
の検査装置であるテスタに接続する端子と、他端をプロ
ーブ端子（６）と接続する如く配線構成されている。こ
こで、プローブ端子（６）とプリント配線（５）を接続
させるに際し、絶縁基板（４）にプローブ端子（６）の
一端が挿入可能な如く直径例えば90μｍの円形の貫通孔
（７）が設けられている。この貫通孔（７）までは、プ
リント配線（５）されていて、貫通孔（７）にプローブ
端子（６）の一端を挿入し、この貫通孔（７）内で取着
例えば半田付けすることにより、プローブ端子（６）と
プリント配線（５）が接続配線される。

上記プローブ端子（６）は、バネ性のある弾性変形可
能な外径例えば80μｍから成る材質例えばタングステン
線（８）である。このタングステン線（８）の被検査体
と接触する位置即ち先端（９）は、直径例えば150μｍ
の円錐状接触部が耐久性の強い材質例えばベリリウム銅
で構成されている。この先端（９）は、被検査体と当接
する位置が、公知のエッチング技術等により円錐状に加
工形成されている。又、この先端（９）位置から長手方
向に長さ1500〜2000μｍ程度、上記タングステン線
（８）を囲繞する如く弾性体例えばコイルスプリング
（10）が設けられている。このコイルスプリング（10）
は、内径がプローブ端子（６）の先端（９）より小さい
ため、プローブ端子（６）の先端（９）がストッパーと
なり、コイルスプリング（10）が外れないように弾装さ
れ、プローブ端子（６）に弾力を付与するようになって
いる。又、このコイルスプリング（10）から長手方向に
所定の長さ例えば600〜1500μｍ程度の間隔をあけてタ
ングステン線（８）は、例えば外径160μｍ、内径90μm
SUS製のパイプ（11）に挿入され、この位置で接着例え
ば熱圧着固定されている。このパイプ（11）は、上記絶
縁基板（４）に設けられた貫通孔（７）に挿入する位置
まで設けられている。又、このパイプ（11）は、各パイ
プ（11）同志が接触しても導通しないように、表面に絶
縁部材例えばテフロン（商品名）が厚さ例えば10〜20μ
ｍ程度コーティングされている。

上記のようなプローブ端子（６）は、基板部（２）か
らプローブ端子設置部（３）にかけて設置されている。
上記基板部（２）には、プローブ端子設置部（３）が配
設されている。このプローブ端子装置部（３）は、上記
基板部（２）に貫通孔を設け、この孔に円形状からなる
絶縁性の例えばセラミックス製のガイドブロック（12）
厚さ例えば2100〜3500μｍが設けられている。このガイ
ドブロック（12）の予め定められた位置には、プローブ
端子（６）を先端方向へガイドするガイド孔（13a）（1
3b）が第３図に示すように多数設けられている。このガ
イド孔（13a）（13b）には、上記構成のプローブ端子
（６）が挿入されていて、タングステン線（８）にコイ
ルスプリング（10）が囲繞されている位置においてのガ
イド孔（13a）の直径は例えば150〜160μｍ程度であ
り、コイルスプリング（10）から表面を絶縁部材で被覆
したパイプ（11）が設けられている位置までのタングス
テン線（８）のみで構成されている位置においてのガイ
ド孔（13b）の直径は、例えば90μｍに形成されてい
る。即ちガイドブロック（12）の被検査体との対向面を
下面（14）とすると、ガイドブロック（12）のガイド孔
（13a）を、下面（14）から長さ例えば1500〜2000μｍ
までを直径例えば150〜160μｍとし、この位置から同軸
的に上面（15）までの長さ例えば600〜1500μｍまでは
直径例えば90μｍのガイド孔（13b）と２段階に分割さ
れている。このような、ガイド孔（13a）（13b）は、被
検査体例えば半導体ウエハ（16）上に形成されたICチッ
プの電極パッド（17）の配列パターンの形成された位置
に対応して多数設けられていて、ガイド孔（13a）のピ
ッチ間隔を20μｍ程度としても対応可能とする。ここ
で、プロービングカード（１）におけるプローブ端子
（６）の設置状態を説明する。

プローブ端子（６）の被検査体との接触部である先端
（９）は、ガイドブロック（12）より例えば300μｍ導
出されている。この先端（９）からコイルスプリング
（10）が囲繞されているタングステン線（８）部におい
ては、ガイド孔（13a）に挿入されていて、タングステ
ン線（８）のみの位置では、直径の小さいガイド孔（13
b）に挿入されている。ここで、コイルスプリング（1
0）は、コイルスプリング（10）の外径がガイド孔（13
b）の内径より大きいためガイド孔（13b）がコイルスプ
リング（10）のストッパーとなっている。又、タングス
テン線（８）の他端は、絶縁基板（４）の貫通孔（７）
に挿入され、半田付けされている。この貫通孔（７）の
上面からガイドブロック（12）の上面（15）までは、パ
イプ（11）が装着されたタングステン線（８）部が弧状
に湾曲した状態で設けられている。上記のような構成で
プローブ端子（６）を設置すると、コイルスプリング
（10）に伸び方向の力が加わるため、ガイド孔（13b）
のストッパー作用から、コイルスプリング（10）により
プローブ端子（６）の先端（９）は被検査体方向に押し
下げられる。ここで、先端（９）が所定の高さ位置に押
し下げられた時、タングステン線（８）に固着されたパ
イプ（11）の外径がガイド孔（13b）の直径より大きい
ため、パイプ（11）ガストッパーとなり先端（９）が所
定の高さ位置に正確に設置される。

上記のようにプロービングカード（１）を構成したこ
とにより、被検査体例えば半導体ウエハ（16）面に対
し、プローブ端子（６）はほぼ垂直に垂設され、各プロ
ーブ端子（６）の先端（９）が直交した平面に揃うよう
になっている。

次に、上記プロービングカード（１）を、プローブ装
置（図示せず）に配置し、被検査体の検査における動作
作用を説明する。

まず、被検査体例えば半導体ウエハ（16）をプロービ
ングカード（１）の設置対向位置に設置する。ここで、
ウエハ（１）とプロービングカード（１）とを相対的に
上下方向に移動例えばウエハ（16）を上昇して、プロー
ビングカード（１）の各プローブ端子（６）の先端
（９）とウエハ（16）の電極パッド（17）を当接させ
る。ここで、さらにウエハ（16）を上昇し、即ち、オー
バードライブを例えば60〜100μｍかける。このオーバ
ードライブにより、プローブ端子（６）の先端（９）で
ウエハ（16）の電極パッド（17）に被着した酸化膜等を
破壊し、プローブ端子（６）の先端（９）と電極パッド
（17）の導電部材とを正確に接続する。この時、プロー
ブ端子（６）は、第４図に示すように、上方向に押し上
げられ、パイプ（11）とガイドブロック（12）は非接触
状態となり、パイプ（11）を固着したタングステン線
（７）の湾曲部は弾性変形する。さらに、コイルスプリ
ング（10）は、プローブ端子（６）の先端（９）の上昇
に伴い、先端（９）とガイド孔（13b）に挟まれて縮ん
だ状態となる。このような接続状態で、ICチップの入力
電極（17）にテスタ（図示せず）から出力されたテスト
信号をプローブ端子（６）より印加し、ICチップの出力
電極（17）に発生する電気的信号を他のプローブ端子
（６）からテスタに出力し、テスタで期待される信号と
比較してICチップの良否および機能レベルを判定する。
この検査終了後、ウエハ（16）を所定量だけ下降する。
このことによりプローブ端子（６）と電極パッド（17）
は非接触状態となる。この時、プローブ端子（６）は、
コイルスプリングの弾性作用により、プローブ端子
（６）の先端（９）を押し下げ、このことによりパイプ
（11）がガイドブロック（12）に接触し、この押し下げ
動作を停止させ、プローブ端子（６）の先端（９）を所
定の高さ位置に設置する。

上述したように、プローブ端子を上下方向にスライド
移動可能とし、プローブ端子の高さ位置に再現性をもた
せたことにより、プローブ端子の高さ位置は常に正確な
高さに設置され、信頼性の向上が可能となる。

この発明は上記実施例に限定されるものではない。例
えば第５図に示すようにプローブ端子（６）とプリント
配線（５）の接続は、プローブ端子（６）の一端を直接
プリント配線（５）部に半田付け（18）をしても良い。
又、プローブ端子の材質は、弾性変形可能な導電材質な
ら何れでも良く、先端部も同一部材としても良く、先端
形状も限定されるものではない。さらに、コイルスプリ
ングと限定するものではなくプローブ端子に弾性力を付
与可能なものなら何れでも良く、材質も導電性、絶縁性
の何れでも良い。さらに又、パイプ材質も変形可能なも
のであれば何れでも良い。さらに又、ガイドブロックの
材質は、絶縁性で耐久性のあるものなら何れでもよく、
熱硬化性透明樹脂を利用して、表裏面を透視可能として
も良い。この場合、被検査体とプローブ端子設置部
（３）とを同位置にすばやく目視設定させる手段とし
て、ガイドブロック（12）表面上に被検査体の所定の部
分に相当する表示箇所として、クロスポイント（14a）
等のマークを設け、各々を透視して、被検査体の位置を
合わせることも可能である。又、第６図に示すように、
ガイドブロック中央位置に貫通孔（19）を設け他面側を
観視可能としても良い。さらに又、プローブ端子の配列
構成として、複数のICチップの電極パッドを同時に検査
可能なものとしても良く、ウエハに形成されたICチップ
すべての電極パッド配列に対応する如くプローブ端子を
配設しても良い。このように構成するとウエハ一枚を一
括して検査可能となりスループットの向上になる。さら
に又、被検査体は半導体ウエハでなくともLCDなどでも
何れでも良い。さらに又、第５図に示すように、パイプ
の変わりに、セラミックス製のストッパー（20）を設
け、プローブ端子の高さ位置を調整しても良い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を説明するプロービングカー
ドの要部拡大図、第２図は第１図のプロービングカード
の側面図、第３図は第１図のプロービングカードの上面
図、第４図は第１図のプロービングカードの動作説明
図、第５図・第６図は第１図の他の実施例を説明するた
めの図である。 １……プロービングカード、６……プローブ端子 ８……タングステン線、９……先端 10……コイルスプリング、11……パイプ 12……ガイドブロック、13a,b……ガイド孔

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】一端がプリント基板の予め定められた配線
   に接続され遊端側が上記プリント基板に設けられた貫通
   孔を通って導出されたプローブを複数本設けたプロービ
   ングカードにおいて、上記各プローブ遊端側の上記貫通
   孔は各プローブのガイドとなる構造にし且つこのガイド
   と上記プローブの一端間は少なくとも表面絶縁状パイプ
   で被覆して弧状に形成されていると共に、上記プローブ
   の遊端側の位置を設定する手段として上記プローブの予
   め定められた位置にストッパーが設けられたことを特徴
   とするプロービングカード。
2. 【請求項２】上記プローブには、プローブの遊端側を案
   内する貫通孔内でプローブを囲撓する如くスプリングを
   設けたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のプ
   ロービングカード。
3. 【請求項３】上記表面絶縁状パイプが上記ストッパーを
   兼ねることを特徴とする特許請求の範囲第１項または第
   ２項記載のプロービングカード。