JPH11344509A - Probe card and probe pin - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体ウエハ等の
被検査体の電気的特性を検査する際に用いられるプロー
ブカード及びプローブピンの改良に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an improvement in a probe card and a probe pin used for inspecting electrical characteristics of an object to be inspected such as a semiconductor wafer.
【0002】[0002]
【従来の技術】半導体製造プロセスにおいては、半導体
ウエハ上に多数形成されたチップ(半導体デバイス)を
ウエハ状態のまま検査する工程があり、この工程ではプ
ローブカードを搭載したプローブ装置および電気信号を
処理するテスタを用いて各半導体デバイスの電気的特性
を検査、選別して良品のみを次工程に流品するようにし
ている。2. Description of the Related Art In a semiconductor manufacturing process, there is a step of inspecting a large number of chips (semiconductor devices) formed on a semiconductor wafer in a wafer state. In this step, a probe device equipped with a probe card and an electric signal are processed. The electrical characteristics of each semiconductor device are inspected and sorted by using a tester, and only non-defective products are transferred to the next process.
【0003】図4について半導体ウエハを検査する際の
各部の動きに関して簡単に説明する。前記プローブ装置
(図示せず)は、X、Y、Z及びθ方向に移動制御可能
なウエハ載置台と、この載置台の上方に設置されたプロ
ーブカードとを備えている。また、このプローブカード
は半導体ウエハのチップの電極パッドに対応した複数の
プローブピン21を有している。そして、半導体ウエハ
の各チップの電気的検査を行う場合には、ウエハ載置台
に半導体ウエハを載置した状態でウエハ載置台をX、Y
およびθ方向に移動制御し、上方のプローブカードの各
プローブピン21の先端とチップの電極パッドの位置を
合わせた後に、Z方向に上昇させて、チップの各電極と
各プローブピン21を弾接させる。このようにして電気
的導通を得ることにより、チップからの電気信号を、プ
ローブカードの各プローブピン21を介してプローブ装
置を経由し、さらに上位に接続されたテスタに送り、そ
こでチップの電気的特性の検査を行う。FIG. 4 briefly describes the movement of each part when inspecting a semiconductor wafer. The probe device (not shown) includes a wafer mounting table that can be moved and controlled in the X, Y, Z, and θ directions, and a probe card installed above the mounting table. Further, this probe card has a plurality of probe pins 21 corresponding to the electrode pads of the chip on the semiconductor wafer. When an electrical inspection of each chip of the semiconductor wafer is performed, the wafer mounting table is set to X, Y with the semiconductor wafer mounted on the wafer mounting table.
And the tip of each probe pin 21 of the upper probe card is aligned with the position of the electrode pad of the chip, and then raised in the Z direction to elastically contact each electrode of the chip with each probe pin 21. Let it. By obtaining electrical continuity in this way, an electric signal from the chip is sent through the probe device via each probe pin 21 of the probe card and further to a tester connected to a higher order, where the electric signal of the chip is transmitted. Inspect the characteristics.
【0004】図4について、従来の斜ピンタイプのプロ
ーブカードを説明する。従来の広いピッチの電極パッド
を有する半導体ウエハに対しては、複数のプローブピン
21が多層プリント基板24の中央に形成された開口部
27の周縁部から中央部に向けて斜め下方向に延設され
た斜ピンタイプが主流であった。Referring to FIG. 4, a conventional oblique pin type probe card will be described. For a conventional semiconductor wafer having a wide pitch electrode pad, a plurality of probe pins 21 extend obliquely downward from the peripheral portion of the opening 27 formed in the center of the multilayer printed circuit board 24 toward the center. Oblique pin type was the mainstream.
【0005】最近では、前記の図4の斜ピンタイプのプ
ローブカードに代わって、図5に示す斜ピンタイプの改
良タイプおよび図6〜図8に示す垂直ピンタイプのよう
な、多ピン用高密度プローブカードが開発され実用化さ
れつつある。Recently, instead of the oblique pin type probe card shown in FIG. 4, an improved type of oblique pin type shown in FIG. 5 and a vertical pin type shown in FIGS. Density probe cards have been developed and are being put to practical use.
【0006】図5の斜ピンタイプの改良タイプについて
説明する。プローブピン31がチップの電極パッドに所
定の角度で弾接し、その近くで略水平方向に折り曲げら
れ、その先でエポキシ樹脂33で固着され、さらに垂直
上方向に折り曲げて、支持基材32に固着されているF
PC35の接続部34に半田付けで基端を接続固定され
る。この接続部34はFPC35を介して、その他端に
設けたコネクタによってプリント基板に接続される。An improved type of the oblique pin type shown in FIG. 5 will be described. The probe pin 31 elastically contacts the electrode pad of the chip at a predetermined angle, is bent in a substantially horizontal direction near the electrode pad, is fixed with an epoxy resin 33 at the tip thereof, and is further bent vertically upward to be fixed to the support base 32. F
The base end is connected and fixed to the connection portion 34 of the PC 35 by soldering. The connecting portion 34 is connected to a printed circuit board via an FPC 35 by a connector provided at the other end.
【0007】図6の垂直ピンタイプの従来例について説
明する。プローブピン41の基端をプリント基板に接続
部45のワイヤー等46の端面に面当て接続し、その部
分から下方に向かい、ガイド板(上側)43とガイド板
(下側)42の間でワイヤの横断面が平坦になるように
加工した領域を湾曲形成したバネ機能部分41Aとな
り、さらにガイド板(下側)42のガイド穴の上面部で
は横断面が円形の元のワイヤー形状に戻り、ガイド板
(下側)42を貫通して被検査体の半導体ウエハのチッ
プの電極パッドにプローブピン41の先端部が弾接す
る。A conventional example of the vertical pin type shown in FIG. 6 will be described. The base end of the probe pin 41 is connected to the printed circuit board by surface contact with the end surface of the wire or the like 46 of the connection portion 45, and the wire goes downward from that portion and the wire between the guide plate (upper) 43 and the guide plate (lower) 42. A region formed by processing the cross section to be flat becomes a spring function portion 41A which is curved, and further, the upper surface of the guide hole of the guide plate (lower side) 42 returns to the original wire shape having a circular cross section. The tip of the probe pin 41 elastically contacts the electrode pad of the chip of the semiconductor wafer to be inspected through the plate (lower side) 42.
【0008】図7の垂直ピンタイプの従来例について説
明する。プリント基板に接続部55から延設されたプロ
ーブピン51は、支持基材53の上に設けられた固定部
54に固着され、その先で90゜の角度で下方に折り曲
げてガイド板52のガイド穴を貫通し、チップの電極パ
ッドに弾接する。A conventional example of the vertical pin type shown in FIG. 7 will be described. The probe pins 51 extending from the connection portion 55 on the printed circuit board are fixed to a fixing portion 54 provided on the support base material 53, and are bent downward at an angle of 90 ° at the tip thereof to guide the guide plate 52. It penetrates the hole and makes elastic contact with the electrode pad of the chip.
【0009】図8の垂直ピンタイプの従来例について説
明する。プリント基板63に接続されたプローブピン6
1は、その先で下方に90゜に折り曲げてプリント基板
63のガイド穴を貫通し、その穴部分で樹脂64により
固着され、さらに下方に垂直に降りて屈曲形成されたバ
ネ機能部分61Aを経て、ガイド板62の下側に設けた
ガイド穴を貫通し、チップの電極パッドに弾接する。こ
のような構造にすることにより、図5の斜ピンタイプの
改良タイプおよび図6〜図8の垂直ピンタイプは、図4
の斜ピンタイプよりも高集積化に適したプローブカード
になる。A conventional example of the vertical pin type shown in FIG. 8 will be described. Probe pins 6 connected to printed circuit board 63
1 is bent downward by 90 [deg.] At the tip thereof, penetrates the guide hole of the printed circuit board 63, is fixed by the resin 64 at the hole portion, and further descends vertically and passes through a bent spring function portion 61A. , Penetrates a guide hole provided below the guide plate 62 and makes elastic contact with the electrode pad of the chip. With such a structure, the improved type of the oblique pin type shown in FIG. 5 and the vertical pin type shown in FIGS.
The probe card is more suitable for high integration than the oblique pin type.
【0010】図6について垂直ピンタイプのプローブカ
ードで検査する時の各部の動きを説明する。半導体ウエ
ハの電気的検査を行う場合には、ウエハ載置台のオーバ
ードライブ(ピンの弾接時の押し込み)により、半導体
ウエハ上のチップの電極パッドがそれぞれに対応した各
プローブピン41に弾接し、これにより各プローブピン
41の先端がガイド板(下側)42から上方に僅かに退
没し、各プローブピン41の先端はガイド板(上側)4
3とガイド板(下側)42の間でさらに屈曲変形してチ
ップのパッドに弾接し、その状態でチップの電気的検査
を行う。検査後、載置台とともに半導体ウエハが下降す
ると、屈曲した各プローブピン41はそれぞれの弾力に
より元の状態に復帰して各先端が電極パッドに弾接して
いない無負荷の状態の位置にまでガイド板(下側)42
の下面から下方に突出する。前記のように載置台のオー
バードライブにより各プローブピン41をチップの電極
パッドに弾接させるのは、その弾接による押圧を利用し
て、アルミニウムなどの導電性部材によって形成された
電極パッド表面の酸化膜などの絶縁物を引っかき、突き
破ってプローブピン41と電極パッドの導通を確実なも
のにするためである。なお、電極パッドのピッチが小さ
い場合は、図7〜図8においてプローブピン51、61
が電極パッドに弾接した時の屈曲によって、隣接したプ
ローブピン51、61の側面が互いに接触することがあ
る。この対応の従来例としては、各プローブピン51、
61の側面に、一般的にフッ素樹脂等の絶縁性部材をコ
ーティングし、それらが接触しても電気的な干渉が無い
ようにしたものがある。また、図4〜図8における、前
記の各種プローブピン21、31、41、51、61の
材料は、タングステン系、パラジウム合金、ベリリウム
銅合金などを用いている。そして、図5の斜ピン改良タ
イプのプローブカードのピン先部分の固着材料33はエ
ポキシ樹脂接着剤などを用い、図6〜図8の垂直ピンタ
イプのプローブカードの支持機能を持つ各種基材42、
43、44、52、53、62、63の材料はガラス−
エポキシ樹脂とかポリイミド基材やエンジニアリング・
プラスチックなどの板材を用いている。Referring to FIG. 6, the operation of each part when testing with a vertical pin type probe card will be described. When an electrical inspection of a semiconductor wafer is performed, the electrode pads of the chips on the semiconductor wafer are resiliently contacted with the corresponding probe pins 41 by overdrive of the wafer mounting table (pushing when the pins are resiliently connected). As a result, the tip of each probe pin 41 is slightly retracted upward from the guide plate (lower side) 42, and the tip of each probe pin 41 becomes the guide plate (upper side) 4.
3 and the guide plate (lower side) 42 are further bent and deformed to resiliently contact pads of the chip, and an electrical inspection of the chip is performed in that state. After the inspection, when the semiconductor wafer is lowered together with the mounting table, each bent probe pin 41 returns to its original state due to its elasticity, and the guide plate is moved to a position of a no-load state in which each tip is not in elastic contact with the electrode pad. (Lower) 42
Protrudes downward from the lower surface of the. As described above, the probe pins 41 are resiliently contacted with the electrode pads of the chip by the overdrive of the mounting table, by utilizing the pressure due to the resilient contact to the surface of the electrode pads formed by a conductive member such as aluminum. This is because an insulator such as an oxide film is scratched and pierced to ensure conduction between the probe pin 41 and the electrode pad. When the pitch of the electrode pads is small, the probe pins 51 and 61 shown in FIGS.
The side surfaces of the adjacent probe pins 51 and 61 may come into contact with each other due to the bending when the elastic member contacts the electrode pad. As a conventional example of this correspondence, each probe pin 51,
There is a type in which an insulating member such as a fluorine resin is generally coated on the side surface of 61 so that there is no electrical interference even when they come into contact with each other. 4 to 8, the various probe pins 21, 31, 41, 51, 61 are made of tungsten, palladium alloy, beryllium copper alloy or the like. The fixing material 33 of the pin tip portion of the probe card of the inclined pin improved type shown in FIG. 5 uses an epoxy resin adhesive or the like, and various base materials 42 having a function of supporting the vertical pin type probe card shown in FIGS. ,
The material of 43, 44, 52, 53, 62, 63 is glass-
Epoxy resin or polyimide substrate or engineering
A plate material such as plastic is used.
【0011】[0011]
【発明が解決しようとする課題】本発明の第1の目的
は、ユーザーにおいてプローブピンを交換出来るように
することである。すなわち、いずれのタイプのプローブ
カードにおいても、半導体ウエハの電気的検査を繰り返
しているうちに、電極パッドとの接触面であるプローブ
ピン先端に磨耗が発生し、また、プローブピンの曲がり
も発生する。その結果として磨耗による弾接荷重の不足
や、曲がりによるプローブピンの位置ずれが発生するこ
とにより、電気的導通が不完全となって使用困難とな
る。これらのトラブルの対応方法としては次のような方
法がとられている。プローブピンを複数本まとめた形
のプローブブロックを、その単位で交換できるもの(図
5)はユーザーにおいてプローブブロックを正常品と交
換可能であるが、プローブピン31はエポキシ樹脂33
で固着してあるため、破損したプローブブロックの修理
は困難である。個々のプローブピンの交換が可能な垂
直ピンタイプのプローブカード(図6)ではメーカーに
送り返して修理をする。垂直ピンタイプでプローブピ
ンの交換が困難なタイプ(図7、図8)では正常品のプ
ローブカードと交換せざるを得ない。SUMMARY OF THE INVENTION It is a first object of the present invention to allow a user to change probe pins. In other words, in any type of probe card, while the electrical inspection of the semiconductor wafer is repeated, abrasion occurs at the tip of the probe pin, which is the contact surface with the electrode pad, and the probe pin also bends. . As a result, the shortage of the elastic contact load due to wear and the displacement of the probe pin due to bending occur, so that the electrical conduction becomes incomplete and the use becomes difficult. The following methods are used as a method for dealing with these troubles. A probe block in which a plurality of probe pins are combined can be replaced in units of the probe block (FIG. 5). The user can replace the probe block with a normal probe block.
Therefore, it is difficult to repair the damaged probe block. For a vertical pin type probe card (FIG. 6) in which individual probe pins can be replaced, the probe card is sent back to the manufacturer for repair. In the case of the vertical pin type in which replacement of the probe pins is difficult (FIGS. 7 and 8), the probe card must be replaced with a normal probe card.
【0012】本発明の第2の目的は、低温から高温の広
い温度域でプローブカードを共用できることである。す
なわち、半導体ウエハの電気的検査の温度条件はマイナ
ス10℃程度からプラス125℃程度である。従来のプ
ローブカードの場合、検査条件の温度に対応した熱膨張
寸法を予め見込んでプローブカードの寸法設計を行い、
検査温度でちょうど半導体ウエハの電極パッドの位置に
プローブピンの位置が一致するようにしている。このよ
うなプローブカードでプローブピン配列が微細ピッチの
場合には、低温と高温で使用するプローブカードの共用
は困難であり、検査温度に応じて製作した異なる設計に
よるプローブカードを使用している。このことから従来
のプローブカードでは、半導体ウエハの電極パッドの全
てに一括弾接して、その状態で温度を約125℃程度に
昇温させて電気的検査行うウエハバーンイン検査を行う
ことは困難である。A second object of the present invention is to share a probe card in a wide temperature range from a low temperature to a high temperature. That is, the temperature condition for the electrical inspection of the semiconductor wafer is from about minus 10 ° C to about plus 125 ° C. In the case of the conventional probe card, the dimension of the probe card is designed in advance by considering the thermal expansion dimension corresponding to the temperature of the inspection condition,
At the inspection temperature, the positions of the probe pins exactly match the positions of the electrode pads on the semiconductor wafer. When the probe pin arrangement has a fine pitch in such a probe card, it is difficult to share a probe card used at a low temperature and a high temperature, and a probe card having a different design manufactured according to an inspection temperature is used. For this reason, it is difficult for the conventional probe card to perform a wafer burn-in inspection in which all the electrode pads of the semiconductor wafer are collectively and elastically contacted and the temperature is raised to about 125 ° C. in that state and an electrical inspection is performed. .
【0013】本発明の第3の目的は、50〜60μmの
微細ピッチの面配置と多ピン化を行うことである。すな
わち、図6〜図8の従来の垂直ピンタイプでは、プロー
ブピン41、51、61の回路基板側の基端と電極パッ
ドに弾接する先端との中間部分で屈曲形成しているため
に、隣接したプローブピン間のピッチ(間隔)が小さく
出来ない。その結果、従来の垂直ピンタイプの面配置の
場合は約135μmがピッチ微細化の限界と言われてい
る。A third object of the present invention is to provide a plane arrangement with a fine pitch of 50 to 60 μm and increase the number of pins. That is, in the conventional vertical pin type shown in FIGS. 6 to 8, the probe pins 41, 51, and 61 are bent at an intermediate portion between the base end on the circuit board side and the tip elastically contacting the electrode pad. The pitch (interval) between the probe pins cannot be reduced. As a result, in the case of the conventional vertical pin type surface arrangement, about 135 μm is said to be the limit of the fine pitch.
【0014】本発明の第4の目的は、絶縁膜の厚さを約
1μm程度の極薄に形成することである。すなわち、図
7〜図8の垂直ピンタイプでは、プローブピン51、6
1が屈曲した時に隣接したプローブピン51、61と接
触する場合があるために、一般的にPTFE(フッ素樹
脂)を電着して絶縁膜をプローブピン51、61の側面
に形成している。しかし、PTFEの電着による被着方
法では絶縁膜の厚さを5μm以下で精度良く制御するの
は困難であり、また電着のために通電端子を設けるとか
プローブピン51、61の素材の前処理をするなどの煩
雑さがある。この結果として、膜の厚さのバラツキに起
因するプローブピン51、61の弾接時の荷重のバラツ
キが大きくなったり、またプローブピン51、61の長
手方向の形成範囲バラツキを正確に管理することが難し
くなってくるため、プローブピン51、61がガイド板
の貫通穴に引っかかったりして弾接が滑らかにできなく
なることも有り得る。この様なことからプローブピン5
1、61の動作の不安定と製造コストの増大が問題とな
ってくる。A fourth object of the present invention is to form the thickness of the insulating film as extremely thin as about 1 μm. That is, in the vertical pin type shown in FIGS.
Since the probe pins 1 may be in contact with the adjacent probe pins 51 and 61 when bent, an insulating film is generally formed on the side surfaces of the probe pins 51 and 61 by electrodeposition of PTFE (fluororesin). However, it is difficult to control the thickness of the insulating film accurately with a thickness of 5 μm or less by the deposition method of PTFE by electrodeposition. There are complications such as processing. As a result, variation in the load at the time of elastic contact of the probe pins 51 and 61 due to variation in the thickness of the film becomes large, and variation in the formation range of the probe pins 51 and 61 in the longitudinal direction is accurately managed. Therefore, the probe pins 51 and 61 may be caught in the through holes of the guide plate, and the elastic contact may not be smooth. Therefore, the probe pin 5
The instability of the operations of the first and the 61 and the increase of the manufacturing cost become problems.
【0015】本発明の第5の目的は、接触抵抗が安定し
た、さらに詳しくは適度な弾性を有し、先端が磨耗して
も接触面であるプローブピン先端に金銅成分が存在する
プローブピンを提供することである。すなわち、被検査
体の電極パッドはアルミニウムなどの導電性部材によっ
て形成されているが、その表面には酸化膜などの絶縁物
があり、一般的には前述のように弾接時の荷重やプロー
ブピン先端の水平方向の僅かな移動による引っかき(ス
クラッチ)によって酸化膜を破って、プローブピンと電
極パッドとの導通をより確実なものにしている。しか
し、弾接回数の増加と共に、電極パッドとの接触面であ
るプローブピン先端に酸化膜等の絶縁物が付着して接触
抵抗が増加するため、プローブカードをプローブ装置か
ら取り外して接触面を研磨する必要が発生する。接触抵
抗増加の程度はプローブピンの材質によって次のように
大きな差異が見られる。例えば、特公平5−41425
公報の記述のように、タングステン系のプローブピンで
は増加が著しいため接触面の研磨を頻繁にする必要があ
り、金(75)銅(25)の合金では非常に良好であ
り、金メッキのタングステンでは金メッキの磨耗によっ
て地金が露出するまでは同様に良好である。また、ベリ
リウム銅合金では金銅合金には及ばないが比較的良好で
ある。この様なことから金銅合金のプローブピンを使用
することが提案されているが、弾性が不足するために先
端の位置ずれが発生しやすく、また高価なことが問題で
ある。A fifth object of the present invention is to provide a probe pin having a stable contact resistance, more specifically having a moderate elasticity, and having a gold and copper component at the tip of the probe pin which is a contact surface even when the tip is worn. To provide. In other words, the electrode pad of the device under test is formed of a conductive material such as aluminum, but there is an insulating material such as an oxide film on the surface thereof. The oxide film is broken by a scratch (scratch) due to a slight horizontal movement of the tip of the pin, thereby making the conduction between the probe pin and the electrode pad more reliable. However, as the number of elastic contacts increases, an insulator such as an oxide film adheres to the tip of the probe pin, which is the contact surface with the electrode pad, and the contact resistance increases. Therefore, the probe card is removed from the probe device and the contact surface is polished. Need to occur. The degree of the increase in the contact resistance greatly differs depending on the material of the probe pin as follows. For example, Japanese Patent Publication 5-41425
As described in the gazette, the contact surface needs to be polished frequently because the increase is remarkable in the case of a tungsten probe pin. The gold (75) copper (25) alloy is very good, and the gold plated tungsten is very good. It is equally good until the bare metal is exposed due to the wear of the gold plating. In addition, beryllium copper alloy is comparatively good, though not as good as gold copper alloy. For this reason, it has been proposed to use a probe pin made of a gold-copper alloy. However, there is a problem that the displacement of the tip is likely to occur due to insufficient elasticity, and the cost is high.
【0016】[0016]
【課題を解決するための手段】そのため、本発明は、先
端が被検査体の電極パッドに接触したとき弾性変形する
複数の直線状のプローブピン1(プローブピン交換、微
細ピッチの面配置と多ピン化の効果)と、その基端をピ
ン支持基材のパッド5に接触状態に保持するピン保持板
4(プローブピン交換の効果)と、各プローブピン1を
挿通してその基端部の位置を決める第1テーパ穴2Aを
有する位置決め板2(微細ピッチの面配置と多ピン化の
効果)と、各プローブピン1を挿通してその先端部寄り
をガイドするとともに先端部の位置を決める第2テーパ
穴3Aを有するガイド板3(微細ピッチの面配置と多ピ
ン化の効果)とを備え、前記第1テーパ穴2Aと第2テ
ーパ穴3Aは、穴径が大きい側が向き合うように設けた
(プローブカードの基本条件である接触抵抗の安定を可
能にするための、プローブピン1の滑らかな屈伸および
適切な引っかき(スクラッチ)作用による電極パッド表
面の酸化膜などの除去の効果)ことを特徴とするプロー
ブカードであり、また、支持基材7、位置決め板2、ガ
イド板3およびピン保持板4の材料の熱膨張係数が1.
0〜4.0ppm/℃である(広い温度域での共用を可
能にする効果)ことを特徴とする前記のプローブカード
である。そして、側面に主成分がケイ素の絶縁膜1Dを
有し(極薄の絶縁膜を形成することにより、プローブピ
ン1の電気的干渉防止、滑らかな伸縮と安定した荷重に
よる接触抵抗の安定を可能とする効果)、横断面が同心
円状で長手方向に連続した複数の金属層1E、1F、1
Gからなり、その中心金属層1Eの主成分が金または銅
である(電極パッドの酸化膜の付着等による弾接回数増
加に伴う接触抵抗の増加を減少する効果)ことを特徴と
するプローブピンである。SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention is directed to a plurality of linear probe pins 1 (probe exchange, fine pitch surface arrangement and multiplicity) which are elastically deformed when the tip contacts an electrode pad of a device under test. Effect of pinning), a pin holding plate 4 for holding the base end thereof in contact with the pad 5 of the pin supporting base material (effect of probe pin replacement), A positioning plate 2 having a first tapered hole 2A for determining the position (the effect of the fine pitch surface arrangement and the increase in the number of pins) is inserted, and each probe pin 1 is inserted to guide the tip of the probe pin 1 and determine the position of the tip. A guide plate 3 having a second tapered hole 3A (a surface arrangement of fine pitch and the effect of increasing the number of pins) is provided, and the first tapered hole 2A and the second tapered hole 3A are provided so that the sides having larger diameters face each other. (Probe card A probe card characterized in that the probe pin 1 is smoothly bent and stretched and the effect of removing an oxide film or the like on the surface of the electrode pad by an appropriate scratching action to enable stabilization of the contact resistance, which is a basic condition. In addition, the thermal expansion coefficient of the material of the support base material 7, the positioning plate 2, the guide plate 3, and the pin holding plate 4 is 1.
0 to 4.0 ppm / ° C. (the effect of enabling common use in a wide temperature range). In addition, the side surface has an insulating film 1D whose main component is silicon (by forming an extremely thin insulating film, it is possible to prevent electric interference of the probe pin 1 and to stabilize contact resistance by smooth expansion and contraction and stable load. Effect), a plurality of metal layers 1E, 1F, 1
G, and the main component of the central metal layer 1E is gold or copper (an effect of reducing an increase in contact resistance due to an increase in the number of times of elastic contact due to adhesion of an oxide film on an electrode pad). It is.
【0017】第1の目的である「ユーザーにおいてプロ
ーブピンを交換出来る」ことの解決は、請求項1の発明
による、直線状のプローブピン1のピン保持板4により
接触状態に保持するのみにして、被検査体の側に設けた
ガイド板3の下面からプローブピン1の先端をわずかに
突出させることにより可能である。The first object of the present invention is to solve the problem that the user can replace the probe pin by simply holding the probe pin 1 in contact with the pin holding plate 4 of the linear probe pin 1 according to the first aspect of the present invention. This can be achieved by slightly projecting the tip of the probe pin 1 from the lower surface of the guide plate 3 provided on the side of the test object.
【0018】第2の目的である「低温から高温の温度域
でプローブカードを共用できる」ことの解決は、請求項
2の発明による、半導体ウエハの熱膨張係数に極めて近
似した、1.0〜4.0ppm/℃の材料を支持基材
7、位置決め板2、ピン保持板4、ガイド板3に使用す
ることにより可能である。The second object of the present invention is to solve the problem that "the probe card can be used in a low to high temperature range", which is very similar to the coefficient of thermal expansion of the semiconductor wafer. It is possible to use a material of 4.0 ppm / ° C. for the support base material 7, the positioning plate 2, the pin holding plate 4, and the guide plate 3.
【0019】第3の目的である「50〜60μmピッチ
の面配置、多ピン化にする」ことの解決は、請求項1と
請求項3の発明による、プローブピン1を直線状にして
その基端を固着せずに単に保持するのみにして、プロー
ブピン1の側面に主成分がケイ素の絶縁膜1Dを設けそ
の厚さを約1μmにすることで可能である。The third object of the present invention, that is, to provide a plane arrangement with a pitch of 50 to 60 μm and to increase the number of pins, is to solve the problem of the first and third aspects of the present invention by forming the probe pin 1 into a linear shape. It is possible to simply hold the ends without fixing them, and to provide an insulating film 1D whose main component is silicon on the side surface of the probe pin 1 and make its thickness about 1 μm.
【0020】第4の目的である「プローブピンの絶縁膜
の厚さを約1μm程度に形成する」ことの解決は、請求
項3の発明による、ケイ素を主成分とする液に浸漬して
塗布した後に焼成することで可能である。A fourth object of the present invention is to solve the problem of "forming the thickness of the insulating film of the probe pin to about 1 μm" by immersing in a liquid containing silicon as a main component according to the present invention. It is possible by baking after doing.
【0021】第5の目的である「接触抵抗が安定した、
さらに詳しくは適度な弾性を有し先端が磨耗しても接触
面のプローブピン先端に金銅成分が存在するプローブピ
ンであること」の解決は、請求項4の発明による、線条
の横断面が同心円状で長手方向に連続した複数の金属層
1E、1F、1Gからなり、その中心金属層1Eの主成
分が金または銅であるプローブピン構造にすることで可
能である。The fifth object, "a contact resistance is stable,
More specifically, the probe pin having a moderate elasticity and having a gold and copper component at the tip of the probe pin on the contact surface even when the tip wears out is solved by the invention according to claim 4 in which the cross section of the filament is It is possible to have a probe pin structure composed of a plurality of metal layers 1E, 1F, and 1G concentric and continuous in the longitudinal direction, and the main component of the central metal layer 1E is gold or copper.
【0022】[0022]
【発明の実施の形態】発明の実施の形態を実施例にもと
づき図1〜図3を参照して詳細に説明する。まず、本実
施例のプローブカードを用いたプローブ装置について説
明する。このプローブ装置(図示せず)は、装置本体内
に配設され且つX、Y、Z及びθ方向に移動可能に構成
されたウエハ載置台1台を備え、この載置台の上面には
被検査体である半導体ウエハを真空チャックなどの固定
手段により水平に保持できるようにしてある。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. First, a probe device using the probe card of the present embodiment will be described. The probe device (not shown) includes one wafer mounting table disposed in the apparatus main body and configured to be movable in the X, Y, Z, and θ directions. The semiconductor wafer as a body can be held horizontally by fixing means such as a vacuum chuck.
【0023】前記ウエハ載置台の上方には本実施例の図
1のプローブカードが配設され、このプローブカードは
上記装置本体上面に設けられたテストヘッド構体(図示
せず)の下面に固定、設置されている。プローブカード
はスプリングピン12を介してテストヘッド構体に接続
され、さらにテスタに接続されている。The probe card of this embodiment shown in FIG. 1 is disposed above the wafer mounting table. The probe card is fixed to the lower surface of a test head assembly (not shown) provided on the upper surface of the apparatus main body. is set up. The probe card is connected to a test head structure via a spring pin 12, and further connected to a tester.
【0024】本発明によって提供するものは、ユーザー
においてプローブピン1を交換可能で、そして、広い温
度域で共用でき、微細ピッチの面配置と多ピンに対応す
る垂直ピンタイプのプローブカードであり、そして、極
薄の絶縁膜を側面に有して、接触抵抗が安定したプロー
ブピン1である。What is provided by the present invention is a probe card of a vertical pin type that allows the user to replace the probe pin 1 and that can be used in a wide temperature range, and that supports a fine pitch surface arrangement and multiple pins. The probe pin 1 has an extremely thin insulating film on the side surface and has stable contact resistance.
【0025】構成の概要を図1について説明する。支持
基材7は5〜10mm厚さでガラスとか金属等で形成さ
れており、支持基材7の面にはプローブピン1の基端に
向き合い面当てで弾接接続されるピン支持基材のパッド
5が銅などの材料で形成され、それは多層配線8によっ
てプローブピン1に向き合った領域から外周辺部に引き
出され、その部分でFPC9をACF(異方性導電フィ
ルム)または半田付け(いずれも図示せず)によって導
電接続し、支持基材7に貫通させたスリット状の穴を通
して支持基材7の上面に引き出し、さらにその部分から
外周部にかけて設けた配線10に前述と同様の方法で導
電接続する。さらに、配線10の表面に設けた電極にス
プリングピン12を加圧接触させて前記のテストヘッド
構体に導電接続される。An outline of the configuration will be described with reference to FIG. The support base 7 is formed of glass or metal and has a thickness of 5 to 10 mm, and the surface of the support base 7 faces the base end of the probe pin 1 and is connected to the pin support base by elastic contact. The pad 5 is formed of a material such as copper, which is pulled out from the region facing the probe pin 1 to the outer periphery by the multilayer wiring 8, and the FPC 9 is ACF (anisotropic conductive film) or soldered (both in this portion). (Not shown), is drawn out to the upper surface of the support base 7 through a slit-shaped hole penetrated through the support base 7, and is further connected to the wiring 10 provided from that portion to the outer peripheral portion in the same manner as described above. Connecting. Further, a spring pin 12 is brought into pressure contact with an electrode provided on the surface of the wiring 10 to be conductively connected to the test head assembly.
【0026】ピン支持基材のパッド5と半導体チップの
電極パッドに、プローブピン1の両方の端面のそれぞれ
を弾接して導電接続するプローブピン1は、厚さが約
0.1〜0.5mmのガラス板で形成された位置決め板
2とガイド板3の各々の第1テーパ穴2A、第2テーパ
穴3Aを貫通して、それらの小径穴によって位置決めさ
れる。また、支持基材7に向き合っている位置決め板2
の上面に、厚さが約0.1mm程度のガラス質の柔軟性
のある板で形成されたピン保持板4を設置する。これに
設けた保持穴4Aによって、プローブピン1をきつい嵌
合で半固定することで、プローブピン1が位置決め板2
およびピン保持板4から脱落しないようになる。位置決
め板2、ガイド板3は支持基材7に固定ネジ11によっ
て固定された支持物6によって水平方向と上下方向の位
置を固定している。The probe pin 1 electrically connected to the pad 5 of the pin supporting base and the electrode pad of the semiconductor chip by elastically contacting both end faces of the probe pin 1 has a thickness of about 0.1 to 0.5 mm. Each of the positioning plate 2 and the guide plate 3 formed of the above-mentioned glass plate passes through the first tapered hole 2A and the second tapered hole 3A, and is positioned by the small diameter holes. Also, the positioning plate 2 facing the support base 7
A pin holding plate 4 made of a vitreous flexible plate having a thickness of about 0.1 mm is placed on the upper surface of the substrate. The probe pin 1 is semi-fixed by tight fitting by the holding hole 4A provided therein, so that the probe pin 1
Also, it does not come off from the pin holding plate 4. The positions of the positioning plate 2 and the guide plate 3 in the horizontal direction and the vertical direction are fixed by the support 6 fixed to the support base 7 by the fixing screw 11.
【0027】この様な構造のプローブカードの場合、上
の位置決め板2と下のガイド板3の間で弾接時に屈曲す
るプローブピン1A、1Bが、滑らかな曲線で屈曲して
円滑にまた正確な位置決めで上下に屈伸するためには、
前記の位置決め板2、ガイド板3のそれぞれにテーパ穴
2A、3Aを設けてテーパ穴の穴径の大きい側が向き合
うように配置することで可能となる。なお、テーパ穴2
A、3Aの加工方法としては、加工対象が厚さ0.1〜
0.3mm程度のガラス板の場合、特殊エッチングや特
殊レーザ装置によって可能である。In the case of the probe card having such a structure, the probe pins 1A and 1B which bend between the upper positioning plate 2 and the lower guide plate 3 at the time of elastic contact are bent with a smooth curve and smoothly and accurately. In order to bend up and down with proper positioning,
This can be achieved by providing tapered holes 2A and 3A in the positioning plate 2 and the guide plate 3, respectively, and arranging the tapered holes so that the sides of the tapered holes having the larger diameters face each other. The tapered hole 2
A, 3A, the processing method, the processing target thickness 0.1 ~
In the case of a glass plate of about 0.3 mm, this can be achieved by special etching or a special laser device.
【0028】前記プローブカードの主要基板材料(支持
基材7、ピンの保持板4、位置決め板2、ガイド板3)
は熱膨張係数が半導体ウエハの2.8〜3.5ppm/
℃に極めて近似した材料で形成されている。例えば低熱
膨張ガラスの3.5〜3.9ppm/℃とか窒化珪素
(Si3N4)の3.2〜3.4ppm/℃、或いは低
熱膨張金属(アンバーなど)の2.0〜3.5ppm/
℃を使用する。一方、従来タイプのプローブカードで使
用されているガイド板等の材質の熱膨張係数はガラスエ
ポキシ樹脂では約8〜15ppm/℃、ポリイミドでは
約16ppm/℃で、ウエハの場合よりも約2倍〜数倍
大きい値である。Main substrate materials of the probe card (support base material 7, pin holding plate 4, positioning plate 2, guide plate 3)
Means that the coefficient of thermal expansion of the semiconductor wafer is 2.8 to 3.5 ppm /
It is formed of a material very close to ° C. For example, 3.5 to 3.9 ppm / ° C of low thermal expansion glass, 3.2 to 3.4 ppm / ° C of silicon nitride (Si3N4), or 2.0 to 3.5 ppm / low of low thermal expansion metal (such as Invar).
Use ° C. On the other hand, the thermal expansion coefficient of a material such as a guide plate used in a conventional type probe card is about 8 to 15 ppm / ° C. for glass epoxy resin and about 16 ppm / ° C. for polyimide, which is about twice as large as that of a wafer. The value is several times larger.
【0029】プローブピン1の概要を図3について説明
する。図3に示すのは側面に絶縁膜1Dを形成した金属
線1Cを複数の金属層1E、1F、1Gで形成し中心金
属層1Eの主成分が金、銅であり、本発明で用いるもの
である。またプローブピン1の寸法としてはφ40〜5
0μm、長さ1〜5mmのものを使用する。なお、従来
のプローブピン用金属として使用されている材質は、タ
ングステン(W)、レニウムタングステン(ReW)、
ベリリウム銅(BeCu)、パラジウム(Pd)合金な
どが一般的であり、金銅合金(AuCu)は特殊品であ
る。The outline of the probe pin 1 will be described with reference to FIG. FIG. 3 shows a metal wire 1C formed with a plurality of metal layers 1E, 1F, and 1G with an insulating film 1D formed on the side surface, and the main component of the central metal layer 1E is gold or copper, which is used in the present invention. is there. The dimensions of the probe pin 1 are φ40 to φ5.
One having a length of 0 μm and a length of 1 to 5 mm is used. The materials used as conventional probe pin metals are tungsten (W), rhenium tungsten (ReW),
Beryllium copper (BeCu), palladium (Pd) alloy and the like are common, and gold copper alloy (AuCu) is a special product.
【0030】図3について絶縁膜に関して説明する。プ
ローブピン1は、図2のように弾接時屈曲1Aによっ
て、弾接時接触1Bが発生する可能性がある。この対応
としてプローブピン1の側面の絶縁膜1Dはケイ素を主
成分とする液体に金属線1Cを浸漬、引き上げすること
により塗布し、約300〜450℃で約1hの空気中焼
成を行って厚さ約1μmに形成する。プローブピン両端
の導電接触部分の形成は絶縁膜1Dを塗布、焼成した金
属線1Cを所定の長さに切断した後に、研磨紙に適切な
押圧で当てて高速回転させ絶縁膜1Dを剥離すると同時
に導電接触部分の研磨を行う。このようにして形成した
極薄の絶縁膜1Dを有するプローブピン1によって、プ
ローブピン1の弾接時の荷重バラツキが少なく、50〜
60μmピッチの面配置で屈曲時の隣接プローブピン間
の電気的干渉が無いなどの効果が得られる。Referring to FIG. 3, the insulating film will be described. As shown in FIG. 2, there is a possibility that the probe pin 1 makes the elastic contact 1B due to the elastic contact bending 1A. As a countermeasure, the insulating film 1D on the side surface of the probe pin 1 is applied by dipping and lifting a metal wire 1C in a liquid containing silicon as a main component, and sintering in air at about 300 to 450 ° C. for about 1 hour. The thickness is about 1 μm. The conductive contact portions at both ends of the probe pin are formed by cutting the metal wire 1C coated with the insulating film 1D and baked to a predetermined length, and then applying high speed rotation to abrasive paper by applying appropriate pressure to peel off the insulating film 1D. Polish the conductive contact portion. Due to the probe pin 1 having the extremely thin insulating film 1D formed in this way, the variation in load when the probe pin 1 is elastically contacted is small, and
Effects such as no electrical interference between adjacent probe pins during bending can be obtained with a plane arrangement of 60 μm pitch.
【0031】図3について接触抵抗に関して説明する。
プローブピンに用いる低い接触抵抗の特性を持つ金属線
の材料として、金銅合金を線条に形成したり、弾接する
金属線の先端に金銅合金金属を溶着したりする方法が提
案されているが、弾性が不足したりコストが高くなる不
具合がある。また、同様の効果を持つ金メッキを行う方
法では、接触面が磨耗すると地金が露出して効果が無く
なる。そこで本発明の例では、金を両面にクラッド(合
金層を介して金属板を圧接)したリン青銅の板を円筒状
に形成し、次いでそれをドローイング(伸線)して細管
にして最後の状態としては管の内径が限りなく0μmに
なるようにする。この結果、図3の様な形状となり中心
金属層1Eが金で第1金属層1Fがリン青銅、第2金属
層1Gが金で構成されたプローブピンが形成できる。リ
ン青銅は弾性もありプローブピン1として使用可能であ
る。また、この方法によればプローブピン1の長手方向
に金の層が連続しているため弾接で先端が磨耗しても金
は連続して表面に現れる。なお、リン青銅以外の弾性材
料を用いてもよい。この方法によれば適量の弾性が得ら
れるため弾接回数の増加に伴う接触抵抗の増加やプロー
ブピンの変形の発生を低減することが可能である。Referring to FIG. 3, the contact resistance will be described.
As a material of a metal wire having a low contact resistance characteristic used for a probe pin, a method of forming a gold-copper alloy in a wire or welding a gold-copper alloy metal to a tip of a metal wire to be elastically contacted has been proposed. There is a problem that the elasticity is insufficient or the cost increases. Further, in the method of performing gold plating having the same effect, if the contact surface is worn, the base metal is exposed and the effect is lost. Therefore, in the example of the present invention, a phosphor bronze plate in which gold is clad on both surfaces (a metal plate is pressed through an alloy layer) is formed in a cylindrical shape, and then drawn (drawn) into a thin tube to form a final tube. The state is such that the inner diameter of the tube is infinitely 0 μm. As a result, a probe pin having a shape as shown in FIG. 3 and having the central metal layer 1E made of gold, the first metal layer 1F made of phosphor bronze, and the second metal layer 1G made of gold can be formed. Phosphor bronze has elasticity and can be used as the probe pin 1. Further, according to this method, since the gold layer is continuous in the longitudinal direction of the probe pin 1, the gold continuously appears on the surface even if the tip is worn by elastic contact. Note that an elastic material other than phosphor bronze may be used. According to this method, an appropriate amount of elasticity can be obtained, so that it is possible to reduce an increase in contact resistance and an occurrence of deformation of the probe pin due to an increase in the number of times of elastic contact.
【0032】図1において、プローブピン1のユーザー
における交換方法について説明する。まずガイド板3の
下面から突出しているプローブピン1の先端をピンセッ
トなどでつかんで引き出せばプローブピン1を抜き出す
ことが可能であり、同様にプローブピンの挿入装着も可
能である。但し、微細ピッチの部分では、適切なピンセ
ットの選択や熟練した注意が必要である。Referring to FIG. 1, a method of replacing the probe pin 1 by a user will be described. First, if the tip of the probe pin 1 protruding from the lower surface of the guide plate 3 is gripped and pulled out with tweezers or the like, the probe pin 1 can be pulled out. Similarly, the probe pin can be inserted and mounted. However, in the case of a fine pitch portion, it is necessary to select an appropriate tweezer and to use skillful attention.
【0033】広い温度域での共用が可能なことを説明す
る。直径300mmのウエハのバーンインを例にして説
明する。室温23℃から125℃まで温度を上昇させた
場合、ウエハとプローブカードの熱膨張係数の差異が1
ppm/℃とすれば、ウエハ中心から周辺までの距離
(150mm)での位置ずれの最大値は15.3μmと
なる。これはパッドの大きさが40μm□の場合では許
容可能な範囲である。The fact that common use in a wide temperature range is possible will be described. A description will be given by taking burn-in of a wafer having a diameter of 300 mm as an example. When the temperature is increased from room temperature 23 ° C. to 125 ° C., the difference in thermal expansion coefficient between the wafer and the probe card is 1
If it is set to ppm / ° C., the maximum value of the displacement at a distance (150 mm) from the center of the wafer to the periphery is 15.3 μm. This is an acceptable range when the pad size is 40 μm square.
【0034】50〜60μmの微細ピッチで面配置と多
ピンが可能なことを図2〜図3について説明する。使用
するプローブピン1は直線状で直径が40μm程度であ
り側面の絶縁膜1Dの厚さも1μm程度である。また隣
接するプローブピン1が弾接時にその側面が接触しても
前記の絶縁膜1Dがあるために電気的な干渉は発生しな
い。また、テーパ穴2A、3Aの小さい穴径を43〜4
5μm程度にすると、50μmピッチの面配置が可能で
ある。The fact that surface arrangement and multiple pins are possible at a fine pitch of 50 to 60 μm will be described with reference to FIGS. The probe pins 1 used are linear and have a diameter of about 40 μm, and the thickness of the side insulating film 1D is also about 1 μm. Further, even if the side surface of the adjacent probe pin 1 comes into contact with the elastic contact, no electrical interference occurs due to the presence of the insulating film 1D. Also, the small hole diameter of the tapered holes 2A and 3A is set to 43-4.
When the thickness is about 5 μm, a plane arrangement with a pitch of 50 μm is possible.
【0035】極薄の絶縁膜1Dの厚さが約1μmで形成
できることを図3について説明する。絶縁膜1Dはケイ
素を主成分とする液体に金属線1Cを浸漬、引き上げす
ることにより塗布するが、この時の液の濃度と引き上げ
速度および回数で厚さを変えることができ、約300〜
450℃で約1hの空気中焼成を行うことで若干の厚さ
収縮が発生する。しかし、厚膜を形成するとしても2μ
m程度が最大であり、作業条件の余裕度は大きい。この
ことから約1μmの絶縁膜形成は容易である。The fact that the extremely thin insulating film 1D can be formed with a thickness of about 1 μm will be described with reference to FIG. The insulating film 1D is applied by dipping and pulling up the metal wire 1C in a liquid containing silicon as a main component, and the thickness can be changed by the concentration of the liquid, the pulling speed and the number of times.
Sintering in air at 450 ° C. for about 1 h causes some thickness shrinkage. However, even if a thick film is formed, 2μ
m is the maximum, and the margin of working conditions is large. From this, it is easy to form an insulating film of about 1 μm.
【0036】接触抵抗の安定化に関して図1〜図3につ
いて説明する。図1の本実施例のプローブカードを用い
て半導体ウエハの電気的特性を検査する際には、ウエハ
載置台をX、Y及びθ方向に移動させて位置決めを行っ
た後、ウエハ載置台をZ方向に上昇させてプローブカー
ドの各プローブピン1に半導体ウエハの各電極パッドを
接触させた後、ウエハ載置台をさらにオーバードライブ
(弾接時の押し込み)13で上昇させて各プローブピン
1を電極パッドに弾接させる。すると、各プローブピン
1が位置決め板2とガイド板3の間で弾接時屈曲1Aす
ると共にガイド板3の下側でも多少水平方向の傾きずれ
を発生し、この効果としてプローブピン1の先端スクラ
ッチ14で電極パッド表面の酸化膜などを削り取ること
と、プローブピン1の中心金属層1Eの金、銅による接
触抵抗安定化の効果とが相乗して、弾接回数が増加して
も接触抵抗の安定な電気的導通を得ることができ、半導
体ウエハ上のチップとテスタとの間の電気信号の安定な
授受、つまりチップの電気的検査を安定して行うことが
可能となる。なお、弾接時屈曲1Aの先端スクラッチ1
4の大きさは、ガイド板3の下面に突出したプローブピ
ン1の長さで設定できる。Referring to FIGS. 1 to 3, the stabilization of the contact resistance will be described. When inspecting the electrical characteristics of a semiconductor wafer using the probe card of this embodiment shown in FIG. 1, the wafer mounting table is moved in the X, Y, and θ directions to perform positioning, and then the wafer mounting table is moved to the Z direction. Then, the wafer mounting table is further raised by an overdrive (push-in at the time of elastic contact) 13 so that each probe pin 1 is brought into contact with each electrode pad of the semiconductor wafer. Make contact with the pad. Then, each probe pin 1 bends 1A at the time of elastic contact between the positioning plate 2 and the guide plate 3 and a slight horizontal displacement occurs under the guide plate 3 as well. The removal of the oxide film and the like on the surface of the electrode pad at 14 and the effect of stabilizing the contact resistance of the center metal layer 1E of the probe pin 1 with gold and copper are synergistic, so that even if the number of times of elastic contact increases, the contact resistance decreases. Stable electrical continuity can be obtained, and stable transmission and reception of electrical signals between the chip on the semiconductor wafer and the tester, that is, stable electrical inspection of the chip can be performed. In addition, the tip scratch 1 of the bending 1A at the time of elastic contact
The size of 4 can be set by the length of the probe pin 1 protruding from the lower surface of the guide plate 3.
【0037】[0037]
【発明の効果】本発明によれば次の様な効果がある。先
端が被検査体の電極パッドに接触したとき弾性変形する
複数の直線状のプローブピン1と、プローブピン1の基
端をピン支持基材のパッド5に接触状態に保持するピン
保持板4により、プローブピン交換、微細ピッチの面配
置と多ピン化の効果がある。According to the present invention, the following effects can be obtained. A plurality of linear probe pins 1 that are elastically deformed when their tips come into contact with the electrode pads of the device under test, and a pin holding plate 4 that holds the base end of the probe pins 1 in contact with the pad 5 of the pin supporting base material. This has the effect of replacing the probe pins, arranging the planes with a fine pitch and increasing the number of pins.
【0038】各プローブピン1を挿通してその基端部の
位置を決める第1テーパ穴2Aを有する位置決め板2
と、各プローブピン1を挿通してその先端部寄りをガイ
ドするとともに先端部の位置を決める第2テーパ穴3A
を有するガイド板3により、微細ピッチの面配置と多ピ
ン化の効果がある。A positioning plate 2 having a first tapered hole 2A through which each probe pin 1 is inserted to determine the position of its proximal end.
And a second tapered hole 3A for guiding each probe pin 1 to guide the tip portion thereof and determining the position of the tip portion.
With the guide plate 3 having the above, there is an effect that the surface is arranged at a fine pitch and the number of pins is increased.
【0039】前記第1テーパ穴2Aと第2テーパ穴3A
は、穴径が大きい側が向き合うように設けたことによ
り、プローブカードの基本条件である接触抵抗の安定を
可能にするための、プローブピン1の滑らかな屈伸およ
び適切な引っかき(スクラッチ)作用による電極パッド
表面の酸化膜などの除去の効果がある。The first tapered hole 2A and the second tapered hole 3A
In order to stabilize the contact resistance, which is a basic condition of the probe card, by providing the electrodes having the larger hole diameters so as to face each other, an electrode is formed by smooth bending and stretching of the probe pin 1 and an appropriate scratching action. There is an effect of removing an oxide film on the pad surface.
【0040】支持基材7、位置決め板2、ガイド板3お
よびピン保持板4の材料の熱膨張係数が1.0〜4.0
ppm/℃であるように設定することにより、広い温度
域での共用を可能にする効果がある。The materials of the support base material 7, the positioning plate 2, the guide plate 3 and the pin holding plate 4 have a thermal expansion coefficient of 1.0 to 4.0.
By setting to be ppm / ° C., there is an effect of enabling sharing in a wide temperature range.
【0041】主成分がケイ素の絶縁膜1Dを使用するこ
とにより、プローブピン1の側面に極薄の絶縁膜1Dを
形成することが可能となり、プローブピン1の電気的干
渉防止、滑らかな伸縮と安定した荷重による接触抵抗の
安定を可能とする効果がある。By using the insulating film 1D whose main component is silicon, it becomes possible to form an extremely thin insulating film 1D on the side surface of the probe pin 1, thereby preventing electric interference of the probe pin 1 and improving smooth expansion and contraction. There is an effect that the contact resistance can be stabilized by a stable load.
【0042】プローブピン1の金属線1Cの横断面が同
心円状で長手方向に連続した複数の金属層1E、1F、
1Gからなり、その中心金属層1Eの主成分が金または
銅であることにより、電極パッドの酸化膜の付着等によ
る弾接回数増加に伴う接触抵抗の増加を減少する効果が
ある。A plurality of metal layers 1E, 1F, which are concentric in cross section of the metal wire 1C of the probe pin 1 and continuous in the longitudinal direction.
Since the center metal layer 1E is made of gold or copper, the center metal layer 1E has an effect of reducing an increase in contact resistance due to an increase in the number of times of elastic contact due to adhesion of an oxide film on an electrode pad.
【図1】実施例のプローブカードの部分断面図である。FIG. 1 is a partial cross-sectional view of a probe card according to an embodiment.
【図2】実施例のプローブカードのプローブピンの取付
状態とオーバードライブ時のプローブピンの屈曲状態を
示す部分断面図である。FIG. 2 is a partial cross-sectional view showing a mounting state of a probe pin of the probe card of the embodiment and a bending state of the probe pin during overdrive.
【図3】実施例のプローブピンの縦断面図である。FIG. 3 is a longitudinal sectional view of a probe pin according to the embodiment.
【図4】従来例1の斜ピンタイプの部分断面図である。FIG. 4 is a partial cross-sectional view of an oblique pin type according to Conventional Example 1.
【図5】従来例2の斜ピンタイプの改良タイプの部分断
面図である。FIG. 5 is a partial sectional view of an improved type of the oblique pin type of Conventional Example 2.
【図6】従来例3の垂直ピンタイプの部分断面図であ
る。FIG. 6 is a partial sectional view of a vertical pin type of Conventional Example 3.
【図7】従来例4の垂直ピンタイプの部分断面図であ
る。FIG. 7 is a partial sectional view of a vertical pin type of Conventional Example 4.
【図8】従来例5の垂直ピンタイプの部分断面図であ
る。FIG. 8 is a partial sectional view of a vertical pin type of Conventional Example 5.
1 プローブピン 1A 弾接時屈曲 1B 弾接時接触 1C 金属線 1D 絶縁膜 1E 中心金属層 1F 第1金属層 1G 第2金属層 2 位置決め板 2A 第1テーパ穴 3 ガイド板 3A 第2テーパ穴 4 ピン保持板 4A 保持穴 5 ピン支持基材のパッド 6 支持物 7 支持基材 8 多層配線 9 FPC 10 配線 11 固定ネジ 12 スプリングピン 13 オーバードライブ(弾接時の押し込み) 14 先端スクラッチ 15 導電パターン部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Probe pin 1A Bending at the time of elastic contact 1B Contact at the time of elastic contact 1C Metal wire 1D Insulating film 1E Center metal layer 1F 1st metal layer 1G 2nd metal layer 2 Positioning plate 2A 1st taper hole 3 Guide plate 3A 2nd taper hole 4 Pin holding plate 4A Holding hole 5 Pin of supporting substrate 6 Support 7 Supporting substrate 8 Multilayer wiring 9 FPC 10 Wiring 11 Fixing screw 12 Spring pin 13 Overdrive (Pushing in elastic contact) 14 Scratch on tip 15 Conductive pattern portion
Claims (4)
時に弾性変形する複数の直線状のプローブピン(1)
と、その基端をピン支持基材のパッド(5)に接触状態
に保持するピン保持板(4)と、各プローブピン(1)
を挿通してその基端部の位置を決める第1テーパ穴(2
A)を有する位置決め板(2)と、各プローブピン
(1)を挿通してその先端部寄りをガイドするとともに
先端部の位置を決める第2テーパ穴(3A)を有するガ
イド板(3)とを備え、前記第1テーパ穴(2A)と第
2テーパ穴(3A)は、穴径が大きい側が向き合うよう
に設けたことを特徴とするプローブカード。A plurality of linear probe pins (1) that are elastically deformed when their tips come into contact with an electrode pad of a device under test.
A pin holding plate (4) for holding a base end thereof in contact with a pad (5) of a pin supporting substrate, and each probe pin (1)
Through the first tapered hole (2
A) a positioning plate (2) having a second tapered hole (3A) for inserting each probe pin (1) to guide the probe near its tip and determining the position of the tip. A probe card, wherein the first tapered hole (2A) and the second tapered hole (3A) are provided so that the side having a larger hole diameter faces each other.
イド板(3)およびピン保持板(4)の材料の熱膨張係
数が1.0〜4.0ppm/℃である、請求項1に記載
のプローブカード。2. The thermal expansion coefficient of the material of the support substrate (7), the positioning plate (2), the guide plate (3) and the pin holding plate (4) is 1.0 to 4.0 ppm / ° C. Item 7. The probe card according to item 1.
を有するプローブピン。3. An insulating film whose main component is silicon on the side surface (1D).
Having a probe pin.
複数の金属層(1E、1F、1G)からなり、その中心
金属層(1E)の主成分が金または銅であるプローブピ
ン。4. A probe pin comprising a plurality of metal layers (1E, 1F, 1G) having a concentric cross section and continuous in the longitudinal direction, and a main component of a central metal layer (1E) is gold or copper.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16617898A JPH11344509A (en) | 1998-05-29 | 1998-05-29 | Probe card and probe pin |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16617898A JPH11344509A (en) | 1998-05-29 | 1998-05-29 | Probe card and probe pin |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11344509A true JPH11344509A (en) | 1999-12-14 |
Family
ID=15826532
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16617898A Pending JPH11344509A (en) | 1998-05-29 | 1998-05-29 | Probe card and probe pin |
Country Status (1)
| Country | Link |
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