JP2000131341A

JP2000131341A - プローブカード

Info

Publication number: JP2000131341A
Application number: JP10308519A
Authority: JP
Inventors: Yukihiro Hirai; 幸廣平井; Koichi Eguchi; 光一江口
Original assignee: Micronics Japan Co Ltd
Current assignee: Micronics Japan Co Ltd
Priority date: 1998-10-29
Filing date: 1998-10-29
Publication date: 2000-05-12

Abstract

(57)【要約】【目的】プローブの交換が容易であるにもかかわ
らず、基板側の接続部が損耗しないようにすること【解決手段】プローブカードは、複数のプローブと、
該プローブの後端に電気的に接続された複数の接続部を
有する基板と、基板の一方の面側に該面とほぼ平行に組
み付けられた板状の支持体であってプローブが支持体を
厚さ方向に貫通する状態にプローブを支持体の厚さ方向
へ移動可能に支持する板状の支持体とを含む。各プロー
ブは接続部に対応されて後端において対応する接続部に
電気的に接続される。各接続部は対応するプローブの後
端に当接する突起電極を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、集積回路のような
電子部品、液晶表示パネルやそれ用のガラス基板のよう
な液晶パネル等、平板状被検査体の通電試験に用いるプ
ローブカードに関する。

【０００２】

【従来の技術】集積回路のような電子部品の通電試験に
用いるニードルタイプのプローブを用いたプローブカー
ドの１つとして、複数のプローブをこれらが基板の一方
の面から突出した状態に基板に配置し、先端（すなわ
ち、針先）と被検査体の電極部とを相対的に押圧する、
縦針型のプローブカードがある（例えば、特公昭５５９
−５２５４１号公報、特開平９−１０６７７０７号公
報、特開平９−１１３５３７号公報）。

【０００３】このような縦針型タイプのプローブカード
において、プローブは、その後端を半田、接着剤等の適
宜な手段により基板に固定されるか、後端又は中間にお
いてリード線に接続されるか、基板に垂直な方向へ変位
可能に支持体に支持されて後端を基板に設けられた平坦
な接続部に押圧される。

【０００４】

【解決しようとする課題】しかし、プローブを基板に固
定したプローブカード、及びプローブをリード線に接続
したプローブカードは、いずれも、プローブを交換でき
ないため、１つのプローブが損傷しただけで使用不能に
なり、たとえプローブを交換可能であっても、その作業
が煩雑である。

【０００５】プローブの後端を基板の接続部に押圧した
プローブカードは、プローブの先端と被検査体とを相互
に押圧するたびに、プローブの後端による大きな押圧力
が基板側の接続部に作用し、その結果、プローブがタン
グステンのような硬質のばね材で製作されているのに対
し、基板側の接続部がプローブよりも軟質の銅のような
材料で製作されていることとあいまって、基板側の接続
部が損耗し、短期間で使用不能になってしまう。

【０００６】それゆえに、この種のプローブカードにお
いては、プローブの交換が容易であるにもかかわらず、
基板側の接続部が損耗しないようにすることが重要であ
る。

【０００７】

【解決手段、作用及び効果】本発明のプローブカード
は、複数のプローブと、該プローブの後端に電気的に接
続された複数の接続部を有する基板と、前記基板の一方
の面側に該面とほぼ平行に組み付けられた板状の支持体
であって前記プローブが当該支持体を厚さ方向に貫通す
る状態に前記プローブを当該支持体の厚さ方向へ移動可
能に支持する板状の支持体とを含む。各プローブは前記
接続部に対応されて後端において対応する接続部に電気
的に接続される。各接続部は対応するプローブの後端に
当接する突起電極を有する。

【０００８】各プローブと基板の接続部とは、プローブ
の後端と突起電極とが接触することにより、電気的に接
続される。プローブの交換は、損傷したプローブをその
先端（針先）側に引いて支持体から抜き取り、その跡に
新たなプローブをさし込むことにより、容易に行うこと
ができる。

【０００９】通電試験時、プローブは、その先端と被検
査体の電極部とが互いに押圧されることにより、その後
端で突起電極を押す。それによる突起電極の損耗は、突
起電極を基板の接続部より硬質の材料で製作することに
より、従来のプローブカードに比べて著しく少なくする
ことができる。

【００１０】前記プローブはその後端に開放して前記突
起電極を受け入れる凹所を有することができる。これに
より、突起電極の高さのばらつきや、基板と平行な方向
への突起電極とプローブの後端との相対的な位置ずれが
存在していても、突起電極がプローブの凹所に受け入れ
られることにより、プローブと突起電極とが確実に接触
する。また、プローブの先端と被検査体とが押圧された
ときに、基板と平行な方向へのプローブの後端と突起電
極との相対的に移動することが妨げられるから、突起電
極の損耗がより少なくなると共に、プローブと突起電極
とがより確実に接触する。

【００１１】前記プローブは、前記支持体に対し前記基
板と反対の側にあってく字状又は弧状に１回以上曲げら
れた変形区域と、該変形区域の先端から前記支持体とほ
ぼ垂直の方向へ伸びる先端区域とを有することができ
る。これにより、プローブの製作時に変形の度合い及び
変形区域の数を適宜な値に選択することにより、プロー
ブの先端と被検査体の電極部とに作用する押圧力（すな
わち、針圧）を適宜な値にすることができる。

【００１２】前記プローブはその先端に開放する第２の
凹所を有することができる。これにより、バンプ状電極
を電極部とする被検査体の通電試験に用いることがで
き、またバンプ状電極の高さのばらつきや、基板と平行
な方向へのバンプ状電極とプローブの先端との相対的な
位置ずれが存在していても、バンプ状電極が第２の凹所
に受け入れられることにより、プローブとバンプ状電極
とが確実に接触する。さらに、プローブの先端と被検査
体の電極部とが押圧されたときに、基板と平行な方向へ
のプローブの先端とバンプ状電極との相対的な移動が妨
げられるから、プローブとバンプ状電極とがより確実に
接触する。

【００１３】前記支持体は、厚さ方向に間隔をおいた一
対の絶縁板と、該絶縁板の外側縁部を囲むフレームと、
前記絶縁板の間に配置されてプローブを保持する柔軟な
保持体とを備え、前記プローブは前記絶縁板及び前記保
持体を貫通していることができる。これにより、プロー
ブが保持体に確実に支持されるにもかかわらず、支持体
に対するプローブの抜きさしが容易になり、プローブの
交換作業がより容易になる。

【００１４】前記基板は、前記接続部が設けられたフィ
ルム状の第１の基板と、前記接続部に個々に電気的に接
続された複数の中継部を有すると共に、該中継部に個々
に電気的に接続された複数の配線を有する第２の基板で
あって前記フィルム基板の前記突起電極と反対の側に配
置された第２の基板とを備えることができる。これによ
り、突起電極が損耗したときは第１の基板のみを交換す
ればよく、修理コストを低減する。また、接続部及び突
起電極を中継部及び配線とは別の部材に形成するから、
基板の製作及びプローブカードの組立が容易になる。さ
らに、プローブの後端が突起電極に押圧されたとき、第
１の基板が弾性体として作用するから、プローブの後端
と基板の突起電極との接触、及び、プローブの先端と被
検査体との接触をより確実にすることができる。

【００１５】前記第２の基板は、前記中継部を有する中
継基板であって前記フィルム基板の前記突起電極と反対
の側に配置された中継基板と、前記配線を有する配線基
板であって前記中継基板の前記フィルム基板と反対の側
に配置された配線基板とを備えることができる。

【００１６】前記基板は、さらに、厚さ方向に導電性を
有する異方導電性フィルムであって前記第１及び第２の
基板の間に配置されて前記接続部と前記中継部とを電気
的に接続する異方導電性フィルムを備えることができ
る。これにより、プローブの後端が突起電極に押圧され
たとき、異方導電性シートをも弾性体として作用させる
ことができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】図１から図３を参照するに、プロ
ーブカード１０は、当該プローブカードを検査装置に分
離可能に組み付ける基板１２と、基板１２の一方の面側
にほぼ平行に組み付けられた板状の支持体１４と、支持
体１４にマトリックス状に配置された複数のプローブ１
６とを含む。

【００１８】基板１２は、図示の例では、３つの基板２
０，２２，２４と、異方導電性フィルム２６とにより構
成されている。しかし、基板１２を、単一の基板又は２
つの基板で形成してもよいし、４つ以上の基板で形成し
てもよい。

【００１９】基板２０は、周方向に間隔をおいて半径方
向へ伸びる複数の配線２８を有すると共に、配線２８に
個々に接続されたテスターランド３０を外周部に多重に
有する円板状の配線基板である。各配線２８は、テスタ
ーランド３０と反対側の端部において、配線基板２０を
厚さ方向に貫通する導電性のスルーホール３２に一体的
に続く。テスターランド３０はテスタの電気回路に接続
される。

【００２０】基板２２は、周方向に間隔をおいて半径方
向へ伸びる複数の中継区域３４を一方の面に有する円板
状の中継基板である。各中継区域３４は、配線基板２０
の配線２８に対応されており、また基板２２の下面に設
けられた平坦な中継ランド３６を中心側の端部に有し、
さらに中継基板２２を厚さ方向に貫通する導電性のスル
ーホール３８を外周側端部に有する。

【００２１】中継基板２２は、中継ランド３６の側が下
方となる状態に配線基板２０の下面に配置され、導電性
の複数の接続ピン４０がスルーホール３２及び３８に挿
通されることにより、配線基板２０に組み付けられる。
配線２８と中継区域３４とは、接続ピン４０により１対
１の形に電気的に接続される。

【００２２】しかし、中継基板２２をさらに複数のねじ
部材により配線基板２０に組み付けてもよい。また、配
線２８と中継区域３４とを接続ピン４０により電気的に
接続する代わりに、スルーホール３２及び３８を直接的
に又は異方導電性シートのような他の適宜な手段により
電気的に接続してもよい。

【００２３】基板２４は、プローブ１６に個々に対応さ
れた複数の接続区域４２を有するフィルム状基板であ
り、ポリイミドのような樹脂により可撓性を有するシー
ト状に製作されている。各接続区域４２は、基板２４の
一方の面に形成された平坦な接続ランド４４と、接続ラ
ンド４４に形成されて対応するプローブ１６の後端に接
触する半球状の突起電極４６と、フィルム状基板２４を
厚さ方向に貫通する導電性のスルーホール４８とを有す
る。

【００２４】各突起電極４６は、接続区域４２特に接続
ランド４４より硬質のニッケルのような金属材料から形
成されており、またより高い導電性を有する材料、例え
ば金のコーティング膜（図示せず）を表面に有する。

【００２５】フィルム状基板２４は、突起電極４６を下
方とした状態に中継基板２２の下面に、異方導電性フィ
ルム２６を介して熱圧着により取り付けられている。こ
のため、フィルム状基板２４を交換するときは、損傷し
たフィルム状基板２４を剥がし、異方導電性フィルム２
６を介して新たなフィルム状基板２４を中継基板２２の
下面に熱圧着により装着すればよい。

【００２６】異方導電性フィルム２６は、厚さ方向には
導電性を有するが、厚さ方向と直角の２方向には電気絶
縁性を有するシート状又は板状の部材であり、中継基板
２２とフィルム状基板２４との間に配置されている。

【００２７】そのような異方導電性フィルム２６は、例
えば、図４に示すように、金属細線のように導電性を有
する複数の細線５０をゴムのように電気絶縁性及び弾性
を有する板状の基材５２に間隔をおいて及び細線５０が
厚さ方向へ伸びる状態に配置したいわゆる導電性ゴムと
することができる。

【００２８】中継基板２２の中継ランド３６とフィルム
状基板２４のスルーホール４８とは、異方導電性フィル
ム２６の１以上の細線５０により１対１の形に電気的に
接続される。それゆえに、フィルム状基板２４の接続ラ
ンド４４は中継基板２２の中継ランド３６に１対１の形
に電気的に接続される。

【００２９】支持体１４は、厚さ方向に間隔をおいた非
導電性の一対の絶縁板５４の外側縁部をフレーム５６で
囲み、プローブ１６を保持する保持体５８を絶縁板５４
の間に収納している。保持体５８は、シリコーンゴム、
ゲル状材料等の柔軟な板状材料から形成されている。

【００３０】支持体１４は、フレーム５６及びフィルム
状基板２４を貫通して中継基板２２に螺合された複数の
ねじ部材６０により、基板１２に組み付けられている。
しかし、ねじ部材６０をさらに中継基板２２をも貫通さ
せて配線基板２０に螺合させてもよい。この場合、配線
基板２０と中継基板２２とを結合させるねじ部材を省略
することができる。

【００３１】各プローブ１６は、タングステン線のよう
な導電性及びばね性を有する金属細線から製作されてお
り、また直線状に伸びる針後部６２において絶縁板５４
及び保持体５８を支持体１４の厚さ方向に貫通している
と共に、保持体５８に支持体１４の厚さ方向へ変位可能
に保持されている。各プローブ１６は、その中間部６４
をく字状又は弧状に曲げられている。

【００３２】各プローブ１６は、図５に示すように先端
側に開放する凹所６６を針先（先端）に有すると共に、
図７に示すように対応する突起電極４８の少なくとも一
部を受け入れるように後端面に開放する凹所６８を後端
に有する。凹所６６は、図示の例では、針先部６４に取
り付けられた筒状部材７０と針先部７２の端面とにより
形成されている。しかし、図６に示すように、針先部７
２自体にその端面に開放する凹所６６を形成してもよ
い。

【００３３】プローブ１６は、針先を被検査体７４のバ
ンプ状電極７６に押圧されたときに、隣り合うプローブ
１６が接触しないように、及びバンプ状電極７６の少な
くとも一部を凹所６６に受け入れるように、互いに間隔
をおいていると共に、バンプ状電極７６の配置に対応し
た状態に配置されている。

【００３４】配線２８、中継区域３４及び接続区域４２
は、いずれも、印刷配線技術のような適宜な手法で形成
することができる。

【００３５】被検査体７４は、図示の例では、半導体ウ
エハに形成された集積回路（ＩＣ）、チップ・サイズ・
パッケージのＩＣ、ボール・グリッド・アレイのＩＣ又
はフィリップ・チップであるが、他の平板状被検査体で
あってもよい。

【００３６】通電試験時、プローブカード１０は、プロ
ーブ１６の先端と被検査体７４のバンプ状電極７６とが
相対的に押圧されることにより、バンプ状電極７６の少
なくとも一部を凹所６６に受け入れると共に、後端で突
起電極４４を押す。これにより、テスターランド３０
は、配線２８、接続ピン４０、中継区域３４、接続区域
４２及びプローブ１６を介して被検査体７４のバンプ状
電極７６に電気的に接続される。

【００３７】突起電極４６及び７６の高さのばらつき
や、突起電極４６及び７６とプローブ１６の後端及び先
端との間の平面的な位置ずれは、突起電極４６及び７６
の少なくとも一部がそれぞれプローブ１６の凹所６８及
び６６に受け入れられることと、フィルム状基板２４及
び異方導電性シート２６が弾性変形することとにより吸
収され、その結果プローブ１６と電極４６及び７６とが
確実に接触する。

【００３８】プローブ１６の後端と突起電極４６とが相
対的に押圧されることに起因する突起電極４６の損耗
は、突起電極４６が接続ランド４４より硬質の材料で製
作されているから、著しく少ない。

【００３９】凹所６８は、また、突起電極４６の少なく
とも一部をプローブ１６の凹所６８に受け入れているか
ら、プローブ１６と被検査体７４とが相対的に押圧され
たときに、プローブ１６の後端と突起電極４６とが基板
１２と平行な方向へ相対的に移動することを妨げ、その
結果突起電極４６の損耗をより少なくすると共に、プロ
ーブ１６と突起電極４６とをより確実に接触させる。

【００４０】プローブ１６が損傷したときは、損傷した
プローブをその先端（針先）側に引いて支持体１４から
抜き取り、その跡に新たなプローブをさし込むことによ
り、交換することができる。また、プローブ１６が柔軟
な保持体５８に上下移動可能に保持されているから、支
持体１４へのプローブの抜きさしを容易に行うことがで
きる。突起電極４６が損耗したときは、フィルム状基板
２４のみを交換すればよい。それらの結果、修理コスト
が著しく低減する。

【００４１】プローブカードは、接続区域４４及び突起
電極４６を中継区域３４及び配線２８とは別の部材に形
成するから、基板１２の製作及びプローブカード１０の
組立が容易になる。また、プローブ１６の後端が突起電
極４６に押圧されたとき、シート状基板２４及び異方導
電性シート２６が弾性体として作用するから、プローブ
１６の後端と突起電極４６との接触、及び、プローブ１
６の先端と被検査体７４とがより確実に接触する。

【００４２】図８及び図９を参照するに、プローブカー
ド８０は、Ｓ字状又はＺ字状に曲げられたプローブ８２
を用いる点で、プローブカード１０と相違する。

【００４３】各プローブ８２は、タングステン線のよう
な導電性及びばね性を有する金属細線から製作されてお
り、また直線状に伸びる針後部８４において絶縁板５４
及び保持体５８を支持体１４の厚さ方向に貫通している
と共に、保持体５８に支持体１４の厚さ方向へ変位可能
に保持されている。

【００４４】各プローブ８２の中間部８６は、同じ面内
でく字状又は弧状に複数回曲げられている。各プローブ
８２の針先部８８は、針後部８４と同軸的に直線上に伸
びており、また直径寸法が先端ほど小さくなるテーパ状
とされている。各プローブ８２の針先は、素材の金属細
線の直径寸法より小さい半球状とされている。各プロー
ブ８２の中間部８６の曲げ幅Ｗ１は、被検査体９０のパ
ッド電極９２の幅寸法Ｗ２とほぼ同じである。

【００４５】中間部８６がＳ又はＺ字状に曲げられたプ
ローブ８２を用いると、プローブ８２の製作時に変形の
度合い及び変形箇所の数を適宜な値に選択することによ
り、プローブ８２の先端と被検査体９０のパッド電極９
２とに作用する押圧力（針圧）を適宜な値にすることが
できる。プローブ８２の曲げ幅Ｗ１をパッド電極９２の
幅寸法Ｗ２とほぼ同じにすれば、パッド電極９２を狭ピ
ッチに配置した被検査体９０の通電試験に用いることが
できる。

【００４６】なお、隣り合うプローブの曲げ方向は、同
じであることが好ましいが、異なる方向であってもよ
い。

【００４７】本発明は、上記実施例に限定されない。例
えば、本発明は、集積回路の通電試験用のプローブカー
ドのみならず、液晶パネルのような他の平板状被検査体
の通電試験用のプローブカードにも適用することができ
る。それゆえに、本発明は、その趣旨を逸脱しない限
り、種々変更することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るプローブカードの一実施例を示す
底面図である。

【図２】図１の２−２線に沿って得た断面図である。

【図３】図２の一部を拡大した図である。

【図４】異方導電性シートの一実施例の一部を示す断面
図である。

【図５】プローブの針先部の一実施例を示す図である。

【図６】プローブの針先部の他の実施例を示す図であ
る。

【図７】プローブの後端と突起電極との一実施例を示す
図である。

【図８】本発明に係るプローブカードの他の実施例を示
す断面図である。

【図９】図８に示すプローブカードで用いるプローブの
一実施例を示す図である。

【符号の説明】

１０，８０プローブカード１２基板１４支持体１６，８２プローブ２０配線基板２２中継基板２４フィルム状基板２６異方導電性シート２８配線３０テスターランド３２，３８，４８スルーホール３４中継区域３６中継ランド４０接続ピン４２接続区域４４接続ランド４６突起電極５４絶縁板５６フレーム５８保持体６２，８４針後部６４，８６中間部６６，６８プローブの凹所７２，８８針先部７４，９０被検査体７６バンプ電極９２パッド電極

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2G003 AA07 AG04 AG07 AG12 2G011 AA02 AA17 AB06 AB07 AB08 AC05 AC12 AC14 AE03 AF07 4M106 AA02 AA04 AD09 BA01 BA14 DD04 DD09 DD10 DD18

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数のプローブと、該プローブの後端に
電気的に接続された複数の接続部を有する基板と、前記
基板の一方の面側に該面とほぼ平行に組み付けられた板
状の支持体であって前記プローブが当該支持体を厚さ方
向に貫通する状態に前記プローブを当該支持体の厚さ方
向へ移動可能に支持する支持体とを含み、各プローブは
前記接続部に対応されて後端において対応する接続部に
電気的に接続され、各接続部は対応するプローブの後端
に当接する突起電極を有する、プローブカード。
【請求項２】前記プローブはその一端に開放して前記
突起電極を受け入れる凹所を有する、請求項１に記載の
プローブカード。
【請求項３】前記プローブは、前記支持体に対し前記
基板と反対の側にあってく字状又は弧状に１回以上曲げ
られた変形区域と、該変形区域の先端から前記支持体に
ほぼ直角の方向へ伸びる先端区域とを有する、請求項１
又は２に記載のプローブカード。
【請求項４】前記プローブはその先端に開放する第２
の凹所を有する、請求項１から３のいずれか１項に記載
のプローブカード。
【請求項５】前記支持体は、厚さ方向に間隔をおいた
一対の絶縁板と、該絶縁板の外側縁部を囲むフレーム
と、前記絶縁板の間に配置されてプローブを保持する柔
軟な保持体とを備え、前記プローブは前記絶縁板及び前
記保持体を貫通している、請求項１から４に記載のプロ
ーブカード。
【請求項６】前記基板は、前記接続部が設けられたフ
ィルム状の第１の基板と、前記接続部に個々に電気的に
接続された複数の中継部を有すると共に、該中継部に個
々に電気的に接続された複数の配線を有する第２の基板
であって前記フィルム基板の前記突起電極と反対の側に
配置された第２の基板とを備える、請求項１から５のい
ずれか１項に記載のプローブカード。
【請求項７】前記第２の基板は、前記中継部を有する
中継基板であって前記フィルム基板の前記突起電極と反
対の側に配置された中継基板と、前記配線を有する配線
基板であって前記中継基板の前記フィルム基板と反対の
側に配置された配線基板とを備える、請求項６に記載の
プローブカード。
【請求項８】前記基板は、さらに、厚さ方向に導電性
を有する異方導電性フィルムであって前記第１及び第２
の基板の間に配置されて前記接続部と前記中継部とを電
気的に接続する異方導電性フィルムを備える、請求項６
に記載のプローブカード。