JPH1194875A

JPH1194875A - プローブ及びそれを用いたプローブカード

Info

Publication number: JPH1194875A
Application number: JP9270461A
Authority: JP
Inventors: Masao Okubo; 昌男大久保; Teruaki Fujinaga; 輝明藤永; Takashi Kanda; 孝神田; Hiroshi Iwata; 浩岩田
Original assignee: Japan Electronic Materials Corp
Current assignee: Japan Electronic Materials Corp
Priority date: 1997-09-16
Filing date: 1997-09-16
Publication date: 1999-04-09
Anticipated expiration: 2017-09-16
Also published as: JP3164542B2

Abstract

(57)【要約】【目的】基板に取り付けられている状態での交換が容
易で、隣接するもの同士が接触するおそれをなくす。【構成】上に向かって凸の略半円状に形成された弾性
変形部１１０と、この弾性変形部１１０の一端から弾性
変形部１１０の外側に向かって延出された接続部１２０
と、前記弾性変形部１１０の他端から弾性変形部１１０
の中心に向かって延出された延出部１４０と、この延出
部１４０から略直交する方向に延出された接触部１５０
とを備えており、前記延出部１４０の寸法は、弾性変形
部１１０の直径寸法以下に設定されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＬＳＩチップ等の
電気的諸特性の測定に用いられるプローブカードと、そ
れに用いられるプローブとに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のプローブカード８００は、図７に
示すように、配線パターン８１１が形成された基板８１
０と、この基板８１０に垂直に取り付けられた複数本の
プローブ８２０と、前記基板８１０の下面側に取り付け
られたプローブ支持部材８３０とを有している。

【０００３】前記プローブ８２０は、測定対象物である
ＬＳＩチップ７１０の電極パッド７１１に接触する先端
の接触部８２１と、このプローブ８２０が前記配線パタ
ーン８１１に接続するための後端の接続部８２２と、こ
れらの接触部８２１と接続部８２２との間に設けられた
略Ｕ字形状に湾曲させられた弾性変形部８２３とを有し
ている。このプローブ８２０は、例えばタングステンや
パラジウム等の細線等の先端を尖鋭化するとともに、中
腹部が弾性変形部８２３となるように略Ｕ字形状に湾曲
させることで１本ずつ製造されている。

【０００４】一方、前記プローブ支持部材８３０は、板
状の第１の案内部材８３１と、この第１の案内部材８３
１と所定の間隔を有して平行に設けられる板状の第２の
案内部材８３２と、これらの第１の案内部材８３１及び
第２の案内部材８３２を基板８１０の下面側に取り付け
るための取付部材８３３とを有している。第１の案内部
材８３１及び第２の案内部材８３２には、前記ＬＳＩチ
ップ７１０の電極パッド７１１に対応した貫通孔８３１
Ａ、８３２Ａが開設されている。この貫通孔８３１Ａ、
８３２Ａにプローブ８２０を挿入することにより、プロ
ーブ８２０の位置決めを行なうのである。また、前記プ
ローブ８２０の略Ｕ字形状の弾性変形部８２３は、第１
の案内部材８３１と第２の案内部材８３２との間に位置
するようになっている。

【０００５】また、プローブ８２０に略Ｕ字形状の弾性
変形部８２３を設けず、中腹部を先端の接触部や接続部
より細く形成して、この部分を弓なりに撓ませることで
加圧接触するようにしたものもある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来のプローブやそれを用いるプローブカードには以
下のような問題点がある。まず、最近のＬＳＩチップの
微細化、高集積化、ウエハの大型化、テスターの高性能
化等から、複数個（現時点では６４個）のＬＳＩチップ
の電気的諸特性のを同時に測定する並列処理が行なわれ
るようになった。このため、プローブカードもより多く
のプローブが取り付けられるようになっている。

【０００７】このため、略Ｕ字形状の弾性変形部を有す
るプローブを使用するプローブカードでは、隣接するプ
ローブの弾性変形部同士が接触しないように、同一方向
を向くように配列する必要がある。従って、プローブの
基板に対する取付作業は非常に手間のかかるものになっ
ている。

【０００８】また、略Ｕ字形状の弾性変形部を有するプ
ローブであると、第１の案内部材及び第２の案内部材の
間に弾性変形部が位置するため、プローブを交換する際
に弾性変形部を切断しなければならない。多くのプロー
ブが隣接している状態で交換すべきプローブのみを切断
することは非常に困難な作業である。

【０００９】さらに、中腹部を他の部分より細くしたプ
ローブを用いると、プローブの交換の際に第１及び第２
の案内部材からスムーズに引き抜くことができるという
利点があり、かつプローブの取付時にプローブの配置の
方向を考慮する必要はないが、細くした部分が撓む方向
を予め規制することができないので、プローブ同士の接
触の問題は解消していない。また、中腹部を他の部分よ
り細くしたプローブでは、撓み量に一定の限界があるの
で電極パッドに対して所定の加圧力を得られないことが
ある。

【００１０】本発明は上記事情に鑑みて創案されたもの
で、基板に取り付けられている状態での交換が容易で、
隣接するもの同士が接触するおそれがないプローブと、
それを用いたプローブカードとを提供することを目的と
している。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明に係るプローブ
は、上に向かって凸の略半円状に形成された弾性変形部
と、この弾性変形部の一端から弾性変形部の外側に向か
って延出された接続部と、前記弾性変形部の他端から弾
性変形部の中心に向かって延出された延出部と、この延
出部から略直交する方向に延出された接触部とを備えて
おり、前記延出部の寸法は、弾性変形部の直径寸法以下
になっている。

【００１２】また、本発明に係る他のプローブは、上に
向かって凸の略半円状に形成された弾性変形部と、この
弾性変形部の一端から弾性変形部の外側に向かって延出
された接続部と、前記弾性変形部の他端から接線方向に
延出された接触部とを備えている。

【００１３】また、本発明に係るプローブカードは、前
記プローブと、このプローブの接続部が接続される配線
パターンが表面に形成されるとともに、プローブの接触
部が挿入される開口が開設された基板と、この基板の裏
面側に設けられ、前記接触部が挿入される貫通孔が開設
されたプローブ支持部材とを備えている。

【００１４】

【発明の実施の形態】図１は本発明の第１の実施の形態
に係るプローブの図面であって、同図（Ａ）は概略的正
面図、同図（Ｂ）は概略的平面図、同図（Ｃ）は概略的
側面図、図２は図１（Ａ）のＡ部の概略的拡大図、図３
は本発明の第２の実施の形態に係るプローブの概略的正
面図、図４は本発明の第３の実施の形態に係るプローブ
の概略的正面図、図５は本発明の実施の形態に係るプロ
ーブカードの一部の概略的断面図、図６は本発明の他の
実施の形態に係るプローブカードの一部の概略的断面図
である。

【００１５】本発明の第１の実施の形態に係るプローブ
１００は、上に向かって凸の略半円状に形成された弾性
変形部１１０と、この弾性変形部１１０の一端から弾性
変形部１１０の外側に向かって延出された接続部１２０
と、前記弾性変形部１１０の他端から弾性変形部１１０
の中心に向かって延出された延出部１４０と、この延出
部１４０から略直交する方向に延出された接触部１５０
とを備えており、前記延出部１４０の寸法は、弾性変形
部１１０の直径寸法以下に設定されている。

【００１６】このプローブ１００は、導電性を有する細
線、例えばタングステン、パラジウム等の細線を折曲形
成したものである。

【００１７】まず、このプローブ１００は、図１に示す
ように、上に向かって凸に形成された略半円状の弾性変
形部１１０を中心として、右側に接続部１２０が、下側
に接触部１５０が延設されている。

【００１８】一方、接続部１２０は、後述するプローブ
カードＡに用いられた場合に、プローブカードＡを構成
する下側基板４００の表面に形成された配線パターン４
１０に接続される部分である。この接続部１２０は、弾
性変形部１１０の外側に向かって延出されている。

【００１９】また、弾性変形部１１０と接触部１５０と
をつなぐ延出部１４０は、弾性変形部１１０の中心に向
かって延出されている。詳述すると、弾性変形部１１０
の中心より若干接続部１２０側にまで延出されている。
従って、この延出部１４０の寸法は、弾性変形部１１０
の半径より大で、直径より小に設定されていることにな
る。

【００２０】接触部１５０は、後述するプローブカード
Ａとなった場合に、測定対象物であるＬＳＩチップ７１
０の電極パッド７１１に接触する部分であって、その先
端は尖鋭化されている。この接触部１５０は、前記延出
部１４０から直交方向に垂下されている。従って、この
接触部１５０と前記接続部１２０とは略直交するように
なっている。

【００２１】ここで、接続部１２０の位置と延出部１４
０の位置とを比較すると、延出部１４０の方が高い位置
にある。すなわち、延出部１４０は、接続部１２０を平
面に載置すると当該平面より上側に位置するようになっ
ているのである。

【００２２】かかるプローブ１００は、接続部１２０を
固定した状態で接触部１５０に垂直方向の力が加わる
と、弾性変形部１１０が変形するようになっている。

【００２３】次に、このプローブ１００を用いたプロー
ブカードＡの構成等について図５を参照しつつ説明す
る。このプローブカードＡは、前記プローブ１００と、
このプローブ１００の接続部１２０が接続される配線パ
ターン４１０が表面に形成されるとともに、プローブ１
００の接触部１５０が挿入される開口４２０が開設され
た下側基板４００と、この下側基板４００の裏面側に設
けられ、前記接触部１５０が挿入される貫通孔５２１が
開設された案内部材５２０を含むプローブ支持部材５０
０とを有している。

【００２４】前記下側基板４００は、測定対象物である
ＬＳＩチップ７１０の電極パッド７１１の配置に対応し
た複数の開口４２０が開設されている。また、これらの
開口４２０の周囲には、接続部１２０が接続される複数
の配線パターン４１０が形成されている。開口４２０と
配線パターン４１０とは、開口４２０にプローブ１００
の接触部１５０を挿入すると、プローブ１００の接続部
１２０が配線パターン４１０の上に載置されるような位
置関係になっている。

【００２５】図示は省略されているが、この下側基板４
００は複数層に分かれており、各層に配線パターン４１
０が形成されているが、プローブ１００が接続される部
分は必ず下側基板４００の表面に露出している。この配
線パターン４１０の表面への露出によってプローブ１０
０との接続が保証されるのである。また、この配線パタ
ーン４１０の終端は後述する接触子６１０の先端の接触
部６１１が接触するためのランド４１１となっている。

【００２６】プローブ１００は、接触部１５０を開口４
２０に挿入し、接続部１２０を配線パターン４２０に半
田付けで接続されることによって下側基板４００に取り
付けられる。

【００２７】一方、プローブ支持部材５００は、下側基
板４００の裏面から垂下される垂下部材５１０と、この
垂下部材５１０に取り付けられる窒化珪素等からなる板
状の案内部材５２０と、前記下側基板４００を後述する
上側基板６００から垂下させるスペーサ５３０とを有し
ている。

【００２８】前記案内部材５２０とには、前記開口４２
０に対応した貫通孔５２１が開設されている。すなわ
ち、この貫通孔５２１は、測定対象物であるＬＳＩチッ
プ７１０の電極パッド７１１の配置に対応した配置とな
っているのである。

【００２９】この案内部材５２０は、プローブ１００の
接触部１５０の下端部分を支持するようになっている。
従って、この前記接触部１５０の下端部分である尖鋭化
された先端は、案内部材５２０の貫通孔５２１から突出
するようになっている。

【００３０】さらに、前記下側基板４００は、スペーサ
５３０を介して上側基板６００に取り付けられている。
この上側基板６００には、前記下側基板４００のランド
４１１に対応した貫通孔６０１が開設されている。ま
た、この上側基板６００にも複数層にわたる配線パター
ン６０２が形成されている。前記貫通孔６０１に接続子
６１０を挿入することで先端を前記ランド４１１に接触
させ、後端を上側基板６００の配線パターン６０２に接
続させることでプローブ１００と上側基板６００の配線
パターン６０２とを電気的に接続させる。

【００３１】なお、接触子６１０としては、従来の技術
の欄において説明した中腹部６１２を先端の接触部６１
１や後端の接続部６１３より細く形成したものを用い
る。ただし、この接触子６１０に限定されることなく他
の接触子、例えば一般的にポゴピンと称される接触子で
あっもよい。なお、このポゴピンと称される接触子は、
筒状のスリーブと、このスリーブの内部に進退可能に収
納された接触針状部材と、前記スリーブの内部に装填さ
れ前記接触針状部材を外側に向かって押圧するスプリン
グとを有するものである。

【００３２】そして、この上側基板６００の配線パター
ン６０２が、図示しないコネクタを介して図外のテスト
コンピュータに接続される。

【００３３】このように構成されたプローブカードＡに
よるＬＳＩチップ７１０の電気的諸特性の測定について
説明する。まず、複数個のＬＳＩチップ７１０が形成さ
れたウエハ７００をテーブル７５０に吸着させる。テー
ブル７５０又はプローブカードＡが移動して、電極パッ
ド７１１にプローブ１００の接触部１５０を接触させ
る。

【００３４】そして、電極パッド７１１に接触部１５０
が接触してから５０〜１００μｍのオーバードライブを
加え、接触部１５０と電極パッド７１１のとの間に１０
ｇ程度の接触圧を与える。このオーバードライブを加え
ることにより、プローブ１００の弾性変形部１１０が弾
性変形し、適度な接触圧を確保するのである。なお、こ
こで、オーバードライブとは、プローブ１００の接触部
１５０がＬＳＩチップ７１０の電極パッド７１１に接触
してから加圧することをいう。

【００３５】このとき、プローブ１００の弾性変形部１
１０は、オーバードライブに相当する分だけ弾性変形す
るが、プローブ１００の延設部１４０が下側基板４００
から浮いた状態になっているので、下側基板４００はプ
ローブ１００の変形に無関係となる。すなわち、延設部
１４０が下側基板４００に密着している状態であると、
オーバードライブを解除した場合に延設部１４０が下側
基板４００に当たるため、プローブ１００に僅かの寸法
誤差でもあれば、繰り返して使用するにつれて下側基板
４００とプローブ１００との間で干渉が生じるおそれが
あるが、延設部１４０が下側基板４００から浮いた状態
であると、このような干渉が生じるおそれはない。

【００３６】この状態で図外のテストコンピュータとの
間で信号の遣り取りを行ってＬＳＩチップ７１０の電気
的諸特性を測定する。

【００３７】１つのＬＳＩチップ７１０の測定が完了し
たならば、テーブル７５０又はプローブカードＡを移動
させて次のＬＳＩチップ７１０の測定を同様に行う。

【００３８】なんらかの原因でプローブ１００を交換し
なければならない場合には、上側基板６００を取り外し
て、プローブ１００の弾性変形部１１０を露出させた状
態で接続部１２０と配線パターン４１０との半田付けを
除去するだけで、下側基板４００からプローブ１００を
引き抜くことができる。その際、上に向かって凸に形成
された弾性変形部１１０を持って引き抜くことができる
ので、非常に作業が容易になるという効果もある。

【００３９】新たなプローブ１００を取り付ける際に
は、接触部１５０を下側基板４００の開口４２０と、案
内部材５２０の貫通孔５２１とに挿入し、接続部１２０
を配線パターン４１０に半田付けする。

【００４０】次に、本発明の第２の実施の形態に係るプ
ローブ２００について説明する。このプローブ２００が
上述したプローブ１００と相違する点は、図３に示すよ
うに、延出部１４０に相当する部分がなく、接触部２５
０が弾性変形部２１０から直接延出されている点であ
る。

【００４１】すなわち、このプローブ２００は、上に向
かって凸の略半円状に形成された弾性変形部２１０と、
この弾性部２１０の一端から弾性変形部２１０の外側に
向かって延出された接続部２２０と、前記弾性変形部２
１０の他端から接線方向に延出された接触部２５０とを
有しており、前記接触部２５０は、接続部２２０に対し
て略直交する方向に延出されているのである。

【００４２】このプローブ２００は、弾性変形部２１０
が弾性変形することにより適切な接触圧を確保すること
ができるというプローブ１００と同等の効果を有しなが
ら、延出部１４０に相当する部分がないため、より簡単
に製造することができるとうい効果もある。また、延出
部１４０に相当する部分がないため、それだけ材料が少
なくてすむのである。

【００４３】このように構成されたプローブ２００を用
いるプローブカードは、上述したプローブ１００を用い
るプローブカードＡと同等であるので、その詳細な説明
は省略する。

【００４４】次に、本発明の第３の実施の形態に係るプ
ローブ３００について説明する。このプローブ３００が
上述したプローブ２００と相違する点は、図４に示すよ
うに、接触部３５０が斜めになっている点である。

【００４５】すなわちこのプローブ３００は、上に向か
って凸の略半円状に形成された弾性変形部３１０と、こ
の弾性変形部３１０の一端から弾性変形部３１０の外側
に向かって延出された接続部３２０と、前記弾性変形部
３１０の他端から接線方向に延出された接触部３５０と
を有しており、前記接触部３５０は、接続部３２０に対
して鈍角の方向に延出されているのである。

【００４６】このプローブ３００は、弾性変形部３１０
が弾性変形することにより適切な接触圧を確保すること
ができるというプローブ１００、２００と同等の効果を
有しながら、より多くの電極パッド７１１が設けられた
ＬＳＩチップ７１０に対応することができるという効果
もある。

【００４７】すなわち、プローブ１００、２００のよう
に、電極パッド７１１に対して垂直に接触部１５０、２
５０を接触させるものでは、多くの電極パッド７１１が
集中している部分にプローブ１００、２００が集中する
が、このプローブ３００のように接触部３５０が斜めに
形成されているものであれば、電極パッド７１１から離
れた部分から接触部３５０を電極パッド７１１に対して
及ぼすことができる。このため、多くの電極パッド７１
１が集中している部分でもプローブ３００は集中しない
のでプローブ３００の配置の自由度が高くなり、ひいて
は配線パターン４１０の配置の自由度も高くなるという
効果がある。

【００４８】このプローブ３００を用いるプローブカー
ドＣでは、図６に示すように、下側基板４００の開口４
２０の位置と、プローブ支持部材５００の案内部材５２
０の貫通孔５２１の位置とを接触部３５０の傾斜角度に
応じて決定する必要がある。

【００４９】すなわち、プローブ１００、２００を用い
るプローブカードＣの場合には、開口４２０及び貫通孔
５２１は、ＬＳＩチップ７１０の電極パッド７１１の配
置と同じでよかったが、接触部３５０が斜めになってい
るプローブ３００を用いるプローブカードＣでは、図６
に示すように、電極パッド７１１と下側基板４００の開
口４２０とを結ぶ斜めになった線分上に案内部材５２０
の貫通孔５２１を開設しなければならないのである。

【００５０】なお、上述したプローブ１００、２００、
３００を用いるプローブカードは、上側基板６００を用
いるものであったが、上側基板６００を用いることな
く、下側基板４００を直接上側基板６００と同等の扱い
とするものであってもよいことは勿論である。

【００５１】また、接触部１５０、２５０、３５０の長
さ寸法に応じて、プローブ支持部材５００の寸法や構成
は変更可能である。例えば、接触部１５０等が長いもの
である場合には、プローブ支持部材５００の案内部材５
２０を複数枚にすることで、より確実にプローブ１００
等を支持するようにすることもできる。

【００５２】

【発明の効果】請求項１に係るプローブは、上に向かっ
て凸の略半円状に形成された弾性変形部と、この弾性変
形部の一端から弾性変形部の外側に向かって延出された
接続部と、前記弾性変形部の他端から弾性変形部の中心
に向かって延出された延出部と、この延出部から略直交
する方向に延出された接触部とを備えており、前記延出
部の寸法は、弾性変形部の直径寸法以下に設定されてい
る。

【００５３】このため、このプローブをプローブカード
に使用すると、従来のようにプローブを切断することな
くプローブを交換することができる。また、弾性変形部
が横方向に出ていないので、隣接するプローブの弾性変
形部同士が接触するおそれがない。このため、従来のプ
ローブより多くのプローブを配置することができる。

【００５４】また、請求項２に係るプローブは、前記延
出部は、接続部を平面に載置すると当該平面より上側に
位置することを特徴としてる。このため、延出部は平面
（下側基板）から浮いた状態になっているので、下側基
板はプローブの変形に無関係となる。すなわち、延設部
が下側基板に密着している状態であると、オーバードラ
イブを解除した場合に延設部が下側基板に当たるため、
プローブに僅かの寸法誤差でもあれば、繰り返して使用
するにつれて下側基板とプローブとの間で干渉が生じる
おそれがあるが、延設部が下側基板から浮いた状態であ
ると、このような干渉が生じるおそれはない。

【００５５】また、請求項３に係るプローブは、上に向
かって凸の略半円状に形成された弾性変形部と、この弾
性変形部の一端から弾性変形部の外側に向かって延出さ
れた接続部と、前記弾性変形部の他端から接線方向に延
出された接触部とを備えている。

【００５６】このため、請求項１に係るプローブより折
曲する部分が少ないため、より簡単に製造することがで
きる。しかも、プローブとしての効果は請求項１に係る
ものと同一である。

【００５７】さらに、請求項３に係るプローブの接触部
を接続部に対して略直交する方向に延出させると、測定
対象物であるＬＳＩチップの電極パッドに垂直に接触す
るようになるので、電極パッドに接触してからオーバー
ドライブを加えても接触部が滑って電極パッドからはみ
出すということがない。

【００５８】また、請求項３に係るプローブの接触部を
接続部に対して鈍角の方向に延出させると、電極パッド
が集中していたとしても、電極パッドから離れた部分か
ら接触部を電極パッドに対して及ぼすことができるた
め、プローブ自身は集中しないのでプローブの配置の自
由度が高くなり、ひいては配線パターンの配置の自由度
も高くなるという効果がある。

【００５９】一方、前記請求項１、２、３、４又は５記
載のプローブと、このプローブの接続部が接続される配
線パターンが表面に形成されるとともに、プローブの接
触部が挿入される開口が開設された基板と、この基板の
裏面側に設けられ、前記接触部が挿入される貫通孔が開
設されたプローブ支持部材とを備えたプローブカード
は、上述したプローブの有する効果を持ったプローブカ
ードとすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係るプローブの図
面であって、同図（Ａ）は概略的正面図、同図（Ｂ）は
概略的平面図、同図（Ｃ）は概略的側面図である。

【図２】図１（Ａ）のＡ部の概略的拡大図である。

【図３】本発明の第２の実施の形態に係るプローブの概
略的正面図である。

【図４】本発明の第３の実施の形態に係るプローブの概
略的正面図である。

【図５】本発明の実施の形態に係るプローブカードの一
部の概略的断面図である。

【図６】本発明の他の実施の形態に係るプローブカード
の一部の概略的断面図である。

【図７】従来のこの種のプローブカードの概略的断面図
である。

【符号の説明】

１００プローブ１１０弾性変形部１２０接続部１４０延出部１５０接触部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者岩田浩兵庫県尼崎市西長洲町２丁目５番13号日本電子材料株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】上に向かって凸の略半円状に形成された
弾性変形部と、この弾性変形部の一端から弾性変形部の
外側に向かって延出された接続部と、前記弾性変形部の
他端から弾性変形部の中心に向かって延出された延出部
と、この延出部から略直交する方向に延出された接触部
とを具備しており、前記延出部の寸法は、弾性変形部の
直径寸法以下であることを特徴とするプローブ。
【請求項２】前記延出部は、接続部を平面に載置する
と当該平面より上側に位置することを特徴とする請求項
１記載のプローブ。
【請求項３】上に向かって凸の略半円状に形成された
弾性変形部と、この弾性変形部の一端から弾性変形部の
外側に向かって延出された接続部と、前記弾性変形部の
他端から接線方向に延出された接触部とを具備したこと
を特徴とするプローブ。
【請求項４】前記接触部は、接続部に対して略直交す
る方向に延出されていることを特徴とする請求項３記載
のプローブ
【請求項５】前記接触部は、接続部に対して鈍角の方
向に延出されていることを特徴とする請求項３記載のプ
ローブ。
【請求項６】請求項１、２、３、４又は５記載のプロ
ーブと、このプローブの接続部が接続される配線パター
ンが表面に形成されるとともに、プローブの接触部が挿
入される開口が開設された基板と、この基板の裏面側に
設けられ、前記接触部が挿入される貫通孔が開設された
プローブ支持部材とを具備したことを特徴とするプロー
ブカード。