JPH1038924A - プローブカード - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来のプローブカードでは、テストスピード
を高速化できない、エリアアレイのパッドに対応させる
のは困難である、チップパッドの更なる微細ピッチ化に
対応することができないという問題がある。また、メン
ブレン型プローブカードでは、バンプごとに高さ方向の
寸法公差を吸収できないため、全てのバンプをパッドに
接触させるのは困難であるという問題がある。 【解決手段】 所望の集積回路が形成されたウエハに対
して電気的特性試験を行なうプローバのプローブカード
は、中央部に開口部が形成された配線基板１及び補強板
２と、基板１及び２に装着されて前記基板１及び２の開
口から複数のプローブ７を弾性的にウエハ１２に向けて
突出させた、押え板３、弾性部材４、フィルム基板６及
びガイド板９を組付けた一体部品とから成る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、所望の集積回路が
形成されたウエハに対して電気的特性試験を行なうプロ
ーバのプローブカードに関する。

【０００２】

【従来の技術】所望の集積回路が形成されたウエハにお
いて、その集積回路の電気的特性を試験するためにプロ
ーバが使用される。このプローバは、テストシステムの
一部分であるテストヘッドと、ウエハを固定保持する移
動ステージと、テストヘッドとウエハを接続する接点に
なるプローブカードとを備える。

【０００３】図３に従来のプローブカードの構造を示
す。従来のプローブカードは、図３に示すように、中央
部に開口１０１が形成された平板状の部材からなり、開
口１０１内に突出するプローブ先端径が例えば直径約１
００μｍ、長さ約４０ｍｍの導電性の複数のプローブ
（接触子）１０２と、各プローブ１０２に電気的に接続
された複数の電極ピン（不図示）とを有する。各プロー
ブ１０２はウエハ上のパッドと接触され、図示しない各
電極ピンはテストヘッドと電気的に接続されることとな
る。

【０００４】このようなプローバカードの他には、メン
ブレン型プローブカードが知られている。図４は従来公
知のメンブレン型プローブカードの構造を示す図であ
る。

【０００５】このメンブレン型プローブカードは、図４
に示すように、バンプ１０７が形成された薄いフィルム
基板からなるメンブレン１０６を、バンプ１０７がウエ
ハ１０３と対向するようにプリント基板１０４の一面に
固定し、メンブレン１０６を押し下げてバンプ１０７の
高さを調節する高さ調節機構１０５をプリント基板１０
４に設けたものである。各バンプはメンブレン１０６に
配設された回路パターンを通じて信号を授受する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図３に
示した従来のプローブカードでは次のような問題点があ
る。 (1)．プローブの長さが約４０ｍｍと長い為に非伝送線
路が長くなり、テストスピードを高速化できない。 (2)．プローブは開口の周囲から開口内に斜めに突出し
ている為、ウエハ上のチップ領域内にマトリクス状に配
列されたパッド（エリアアレイのパッド）に対応させる
のは困難である。 (3)．プローブの先端直径が約１００μｍと大きいため
に、接触可能なチップパッドの間隔は１００μｍ程度が
限界となり、チップパッドの更なる微細ピッチ化に対応
することができない。

【０００７】また、図４に示したメンブレン型プローブ
カードでは、次のような問題点がある。 (1)．バンプ（接触子）ごとに高さ方向の寸法公差を吸
収できないため、全てのバンプをパッドに接触させるの
は困難である。 (2)．バンプをメンブレン（薄いフィルム基板）に形成
したものなので、高温下で電気特性試験を行なう場合、
メンブレンの熱膨張によってバンプの位置ずれが発生し
てしまう。

【０００８】そこで本発明の目的は、上記の従来技術の
問題点に鑑み、パッドとの接触が確実であり、様々なパ
ッド配置やパッドの微細ピッチ化に対応し易く、テスト
スピードをより高速することができるプローブカードを
提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、所望の集積回路が形成されたウエハに対し
て電気的特性試験を行なうプローバのプローブカードで
あって、中央部に開口部が形成された基板と、該基板に
装着されて前記基板の開口から複数のプローブを弾性的
に前記ウエハに向けて突出させた一体部品とから成るこ
とを特徴とする。 具体的には、前記一体部品は、先端
面に弾性部材を備えた凸部を有すると共に、該凸部が前
記基板の開口内に位置するように前記基板に対して装着
可能であって前記基板に装着される面に弾性部材を備え
た第１部材と、前記複数のプローブと接続される可撓性
基板である第２部材と、前記第１部材に対して装着可能
であって、前記各プローブが挿入されるガイド穴の存在
により前記各プローブを垂直に保持し、前記第１部材に
装着した際に前記第２部材の周辺部を除いて前記第２部
材を前記第１部材の凸部との間で狭持し、かつ前記第２
部材の複数のプローブが接続された領域部分を前記第１
部材の凸部先端面の弾性部材に面接触させる第３部材と
を含む。

【００１０】このプローブカードは、前記基板及び前記
第２部材にはそれぞれ配線パターンが形成され、前記基
板の前記第１部材が装着される面には前記基板の配線パ
ターンと接続されたパッドが形成され、前記第２部材の
周辺部には前記各プローブと前記第２部材の配線パター
ンを介して接続されたバンプが形成され、前記一体部品
を前記基板に装着した際に前記第２部材の周辺部のバン
プと前記基板のパッドとが接続されることを特徴とす
る。

【００１１】上記のとおりに構成された発明では、基板
と、基板の開口から複数のプローブをウエハに向けて突
出させた一体部品を装着する構成であるので、プローブ
側の一体部品をウエハに形成したチップの種類に対応し
て交換し易く、基板側の共通化が図れて、メンテナンス
性が向上する。

【００１２】また、ウエハのパッドとプローブの先端を
接触させた場合、プローブがウエハ面に対して垂直に置
かれることになるので、ウエハ上のチップ領域内にマト
リクス状に配列されたパッド（エリアアレイのパッド）
に容易に対応させることが可能である。そして、非伝送
線路であるプローブは従来よりも短くできる為、テスト
スピードの高速化にも繋がる。また、各プローブを第３
部材のガイド穴に挿入してウエハ上のパッドに対して導
いている事により、ウエハと平行な面内方向の位置精度
が高い。さらに、第１部材の凸部先端面の弾性部材に第
２部材の複数のプローブが保持された領域部分が面接触
しているため、各プローブの先端位置のばらつきはプロ
ーブ後端側の弾性部材によって吸収され、ウエハ上の全
てのパッドに対して全プローブが確実に接触する。

【００１３】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。

【００１４】図１は本発明のプローブカードの一実施形
態を分解して表した断面構成図、図２は図１に示したプ
ローブカードの組立後の断面構成図である。

【００１５】本形態のプローブカードは、図１に示すよ
うに、中央部に開口が形成され上面に配線パターン（不
図示）が形成された平板状の配線基板１を備えており、
この配線基板１は同様に中央部に開口が形成された補強
板２によって補強されて、ウエハ３を搭載するウエハス
テージ（不図示）上に対向配置される。これら配線基板
１と補強板２とで特許請求の範囲に記載の「基板」が構
成されている。

【００１６】配線基板１上にはこの基板１及び補強板２
の開口を覆うような第１部材としての押え板３がねじ５
により装着可能になっている。押え板３の中央には、基
板１への装着時に基板１及び補強板２の開口内に入り込
む凸部３ａが設けられている。この押え板３の凸部３ａ
の先端面と、押え板３の配線基板１に装着される面には
それぞれ弾性部材４が接着されている。

【００１７】押え板３の凸部３ａ側の面にはこの面に沿
って第２部材であるフィルム基板（可撓性基板）６が装
着可能になっている。このフィルム基板６の、押え板３
の凸部３ａの先端面と対応する位置には、複数のプロー
ブ７がフィルム基板６の基板面に対して垂直にはんだ付
けや接着などにより接続されている。また、フィルム基
板６の周辺部に、配線基板１上のパッド１１と接続され
る複数のバンプ８が形成されており、各々のバンプ８は
フィルム基板６に設けられた配線パターン（不図示）に
より、所望のプローブ７と接続されている。

【００１８】さらに、このプローブカードは、押え板３
に対してねじ１０で装着可能であってフィルム基板６の
各プローブ７をウエハ１２上の所望のパッド（不図示）
へ導くための第３部材であるガイド板９を備えている。
このガイド板９は各プローブ７が挿入されるガイド穴
（不図示）を有し、押え板３に装着した際、バンプ８を
有するフィルム基板６の周辺部を除いてフィルム基板６
を押え板３の凸部３ａとの間で狭持し、かつフィルム基
板６のプローブ７が配置された領域部分を押え板３の凸
部３ａの弾性部材４に面接触させるものである。なお、
押え板３にはガイドピン（不図示）が、ガイド板９には
ガイドピンの嵌合穴（不図示）が設けられており、押え
板３へのガイド板９の装着時の位置精度を向上させてい
る。

【００１９】上述の各構成部品を組み立てるには、押え
板３の凸部３ａ側の面とガイド板９の間にフィルム基板
６を配置し、ガイド板９のガイド穴（不図示）にフィル
ム基板６のプローブ７を挿入して、押え板３に対してガ
イド板９をねじ１０でフィルム基板６と一緒に装着す
る。このとき、バンプ８を有するフィルム基板６の周辺
部は押え板３とガイド板９の間に狭持されない。また、
押え板３のガイドピン等により、押え板３とガイド板９
の組立位置が高精度に決まる。さらに、フィルム基板６
のプローブ７が配置された領域部分は押え板３の凸部３
ａの弾性部材４と面接触した状態となる。上記のように
押え板３、プローブ７を接続したフィルム基板６、及び
ガイド板９を組付けて一体化することで、特許請求の範
囲に記載の「一体部品」が構成されている。

【００２０】その後、上記のようにガイド板９でフィル
ム基板６が装着された押え板３の凸状部分を配線基板１
及び補強板２の開口内に落し込むようにして、配線基板
１に対して押え板３をねじ５で装着する。このとき、押
え板３にはガイドピン（不図示）が、配線基板１にはガ
イドピンの嵌合穴（不図示）が設けられているため配線
基板１への押え板３の装着時の位置精度が向上し、さら
に、配線基板１の開口から複数のプローブ７の先端がウ
エハ１２に向けて突出する。また、配線基板１は補強板
２で補強されているので一体部品を装着しても撓まな
い。しかもこの時、ガイド板９と押え板３の間に狭持さ
れていないフィルム基板６の周辺部は、押え板３の配線
基板１に装着される面の弾性部材４により押圧されて、
フィルム基板６の周辺部のバンプ８が配線基板１上のパ
ッド１１と接続される。これにより、配線基板１及びフ
ィルム基板６の配線パターンが接続されて各プローブ７
とテストヘッド（不図示）との信号の授受が可能にな
る。

【００２１】以上により図２に示したプローブカードが
得られる。この形態のプローブカードによれば、ウエハ
１２の一面に対して垂直な方向（図２中Ｚ方向）に各プ
ローブ７の先端位置がばらついていても、プローブ７の
先端とウエハ１２のパッドを接触させた場合は、各プロ
ーブ７の先端位置のばらつきはプローブ後端側の弾性部
材４によって吸収され、ウエハ１２上の全てのパッドに
対して全プローブが確実に接触する。また、ガイド板９
によりウエハ１２と平行な方向（図２中ＸＹ方向）にお
けるプローブ７の位置が精度良く決定される。

【００２２】また、プローブ７はウエハ１２のパッドに
対して垂直に置かれるため、ウエハ上のチップ領域内に
マトリクス状に配されたパッド（エリアアレイのパッ
ド）にも対応させることができると共に、図３に示した
従来のプローブカードに比べて非伝送線路が短くなるの
で、テストスピードを高速化することができる。

【００２３】さらには、プローブ７をフィルム基板６、
ガイド板９及び押え板３により一体化させて、この一体
部品を配線基板１に組付けた構成であるので、プローブ
側をウエハに形成したチップの種類に対応して交換し易
くでき、また、配線基板１側の共通化が図れると同時に
メンテナンス性が向上する。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、中央部に
開口部が形成された基板と、該基板に着脱自在に装着さ
れて前記基板の開口から複数のプローブを弾性的に前記
ウエハに向けて突出する一体部品とから成るプローブカ
ードとした事により、プローブ側の一体部品をウエハに
形成したチップの種類に対応して交換し易く、基板側の
共通化が図れて、メンテナンス性が向上する。さらに、
ウエハのパッドとプローブの先端を接触させた場合、プ
ローブ先端がウエハ面に対して垂直に接触させることが
でき、その結果、ウエハ上のチップ領域内にマトリクス
状に配列されたパッド（エリアアレイのパッド）に容易
に対応させることが可能になる。そして、非伝送線路で
あるプローブは従来よりも短くできる為、テストスピー
ドの高速化にも繋がる。

【００２５】また、前記一体部品を、先端面に弾性部材
を備えた凸部を有すると共に、該凸部が前記基板の開口
内に位置するように前記基板に対して装着可能であって
前記基板に装着される面に弾性部材を備えた第１部材
と、前記複数のプローブを垂直に保持する可撓性基板で
ある第２部材と、前記第１部材に対して装着可能であっ
て、前記各プローブが挿入されるガイド穴を有し、前記
第１部材に装着した際に前記第２部材の周辺部を除いて
前記第２部材を前記第１部材の凸部との間で狭持し、か
つ前記第２部材の複数のプローブが保持された領域部分
を前記第１部材の凸部先端面の弾性部材に面接触させる
第３部材とを含み構成したことで、各プローブを第３部
材のガイド穴に挿入してウエハ上のパッドに対して導く
ことができるため、ウエハと平行な面内方向の位置精度
が高い。加えて、第１部材の凸部先端面の弾性部材に第
２部材の複数のプローブが保持された領域部分を面接触
させている事により、各プローブの先端位置のばらつき
がプローブ後端側の弾性部材によって吸収でき、ウエハ
上の全てのパッドに対して全プローブが確実に接触す
る。

【００２６】また、前記基板及び前記第２部材にはそれ
ぞれ配線パターンが形成され、前記基板の第１部材が装
着される面には前記基板の配線パターンと接続されたパ
ッドが形成され、前記第２部材の周辺部には各プローブ
と前記第２部材の配線パターンを介して接続されたバン
プが形成され、前記一体部品を前記基板に装着した際に
前記第２部材の周辺部のバンプと前記基板のパッドとが
接続されることにより、前記基板及び第２部材の配線パ
ターンが接続されて各プローブとの信号の授受が、前記
一体部品を前記基板に装着するだけで可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のプローブカードの一実施形態を分解し
て表した断面構成図である。

【図２】図１に示したプローブカードの組立後の断面構
成図である。

【図３】従来のプローブカードの一般的な構造を示す図
である。

【図４】従来公知のメンブレン型プローブカードの構造
を示す図である。

【符号の説明】

１ 配線基板 ２ 補強板 ３ 押え板 ３ａ 凸部 ４ 弾性部材 ５、１０ ねじ ６ フィルム基板 ７ プローブ ８ バンプ ９ ガイド板 １１ パッド １２ ウエハ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所望の集積回路が形成されたウエハに対
   して電気的特性試験を行なうプローバのプローブカード
   であって、 中央部に開口部が形成された基板と、 該基板に着脱自在に装着されて前記基板の開口から複数
   のプローブを弾性的に前記ウエハに向けて突出する一体
   部品と、から成ることを特徴とするプローブカード。
2. 【請求項２】 前記一体部品は、 先端面に弾性部材を備えた凸部を有すると共に、該凸部
   が前記基板の開口内に位置するように前記基板に対して
   装着可能であって前記基板に装着される面に弾性部材を
   備えた第１部材と、 前記複数のプローブと接続される可撓性基板である第２
   部材と、 前記第１部材に対して装着可能であって、前記各プロー
   ブが挿入されるガイド穴の存在により前記各プローブを
   垂直に保持し、前記第１部材に装着した際に前記第２部
   材の周辺部を除いて前記第２部材を前記第１部材の凸部
   との間で狭持し、かつ前記第２部材の複数のプローブが
   接続された領域部分を前記第１部材の凸部先端面の弾性
   部材に面接触させる第３部材とを含むことを特徴とする
   請求項１に記載のプローブカード。
3. 【請求項３】 前記基板及び前記第２部材にはそれぞれ
   配線パターンが形成され、前記基板の前記第１部材が装
   着される面には前記基板の配線パターンと接続されたパ
   ッドが形成され、前記第２部材の周辺部には前記各プロ
   ーブと前記第２部材の配線パターンを介して接続された
   バンプが形成され、前記一体部品を前記基板に装着した
   際に前記第２部材の周辺部のバンプと前記基板のパッド
   とが接続されることを特徴とする請求項２に記載のプロ
   ーブカード。