JP2000277576A - 接続用基板及びコンタクタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ポゴピンを用いた接続用基板の場合には、基
板に孔を設けて装着しなくてはならないため、多ピン化
が進めば進むほどポゴピンの装着に多くの労力を必要と
し、しかも配線の関係上、レイアウトの自由度に欠ける
難点があった。また、ポゴピン自体に弾力を付与するに
は最小限長さのコイルスプリングが必要になが、コイル
スプリングの抵抗値を下げるには限界がある。 【解決手段】 本発明のメインボード１０は、プリント
配線基板１２と、この配線基板１２の下面に配列された
複数の配線端子１３と、これらの各配線端子１３をガイ
ド孔１４Ａを介してそれぞれ露呈させ下面を被覆するガ
イドシート１４と、このガイドシート１４の各ガイド孔
１４Ａにそれぞれ装着して各配線端子１３に接続された
複数の略Ｖ字状の板バネ端子１１とを備え、各板バネ端
子１１を接続用端子として用いることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、接続用基板及びコ
ンタクタに関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば半導体製造工場では種々の処理装
置や検査装置等の半導体製造装置が配置されている。こ
れらの装置間やコンピュータ間等の接続にはコネクタ等
が用いられ、プリント配線基板同士の接続にはポゴピン
等が用いられている。例えば検査装置の場合には、プロ
ーブ装置とテスタとの接続部にポゴピンが用いられてい
る。ポゴピンはコイルスプリングを内蔵し、コイルスプ
リングを介して相手側と弾力的に接触するため、表面の
凹凸に左右されることなく両者間を確実に接続すること
ができる。

【０００３】一方、半導体製造装置の性能が飛躍的に向
上しつつある現在、処理速度の高速化が大きな命題にな
っている。特に、検査装置の場合には被検査体の超高集
積化に伴い、検査用コンタクタの多ピン化が急激に進
み、接続手段として用いられるポゴピン数も飛躍的に多
くなり狭ピッチ化してきている。しかも、検査のスルー
プットを高めるため、信号処理の高速化の要求が強くな
ってきている。

【０００４】また、コンタクタ自体について云えば、コ
ンタクタのプローブ端子は被検査体の高集積化に伴って
微細化し、片持ちタイプのプローブ針に代えてバンプ端
子が開発され、プローブ端子の多ピン化、狭ピッチ化を
実現している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ポゴピ
ンを用いた接続用基板の場合には、ポゴピンの小型化に
よりある程度の狭ピッチ化を促進できるが、ポゴピンは
基板に孔を設けて装着しなくてはならないため、多ピン
化が進めば進むほどポゴピンの装着に多くの労力を必要
とし、しかも配線の関係上、レイアウトの自由度に欠け
る難点があった。例えば、ポゴピンを一部に集約して配
置しようとしても配線の都合状実質的にはそのようなレ
イアウトを行うことは困難であった。また、ポゴピン自
体に弾力を付与するには最小限長さのコイルスプリング
が必要になるが、コイルスプリングの抵抗値を下げるに
は限界があり、今後の信号処理の高速化等の面で種々の
課題がある。

【０００６】また、コンタクタの場合には、プローブ端
子としてバンプ端子が実現しても、バンプ端子自体に弾
力性がないため、被検査体の電極の凹凸に対する追随性
に欠け、全てのプローブ端子を確実に接触させるには尚
多くの課題が残されている。

【０００７】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたもので、相手方に対して確実に接触して安定した電
気的接続を行うことができると共に接続用端子の抵抗値
を低減することができ、しかも接続用端子を簡単に装着
することができる接続用基板及びコンタクタを提供する
ことを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に記載
の接続用基板は、配線基板と、この配線基板の片面に配
列された複数の配線端子と、これらの各配線端子をガイ
ド孔を介してそれぞれ露呈させ上記片面を被覆するガイ
ド絶縁層と、このガイド絶縁層の各ガイド孔にそれぞれ
装着して上記各配線端子に接続された複数の略Ｖ字状の
板バネ端子とを備え、上記各板バネ端子を接続用端子と
して用いることを特徴とするものである。

【０００９】また、本発明の請求項２に記載の接続用基
板は、請求項１に記載の発明において、上記板バネ端子
を上記配線基板の一部に集約して配置したことを特徴と
するものである。

【００１０】また、本発明の請求項３に記載のコンタク
タは、配線基板と、この配線基板の片面に配列された複
数の配線端子と、これらの各配線端子をガイド孔を介し
てそれぞれ露呈させ上記片面を被覆するガイド絶縁層
と、このガイド絶縁層の各ガイド孔にそれぞれ装着して
上記各配線端子に接続された略Ｖ字状の板バネ端子とを
備え、上記板バネ端子をプローブ端子として用いること
を特徴とするものである。

【００１１】また、本発明の請求項４に記載のコンタク
タは、請求項３に記載の発明において、上記板バネ端子
の先端に突起を設けたことを特徴とするものである。

【００１２】

【発明に実施の形態】以下、図１〜図５に示す実施形態
に基づいて本発明を説明する。図５は本実施形態の接続
用基板及びコンタクタを適用したプローブカードの概念
図である。図５に示すプローブカードは、テスタ（図示
せず）側のポゴピンＰが接触する接触端子（図示せず）
が上面の周囲にリング状に複数列に渡って配列されたメ
インボード１０と、このメインボード１０の下面中央領
域にマトリックス状に配列された接続用端子１１とそれ
ぞれ接触する複数の接触端子２１が上面に形成された変
換ボード２０と、変換ボード２０の下面中央領域にマト
リックス状に配列された接触端子とそれぞれ接触する端
子が上面に形成されたコンタクタ３０とを備え、コンタ
クタ３０の下面にマトリックス状に配列されたプローブ
端子３１が被検査体であるウエハＷの検査用電極と電気
的に接触し、その電気的特性検査を行うようになってい
る。尚、４０はメインボード２０上面の接触端子とプロ
ーブ端子３１間で検査信号のノイズを除去するコンデン
サ類で、プローブ端子から最短距離に装着されている。
また、４１、４２はそれぞれスペーサである。

【００１３】而して、本実施形態の接続用基板は上記メ
インボード１０として構成され、テスタ側とコンタクタ
３０側とを電気的に接続している。即ち、このメインボ
ード１０は、図１の（ａ）、（ｂ）に示すように、多層
配線構造のプリント配線基板１２と、このプリント配線
基板１２の下面に配列された複数の配線端子１３と、こ
れらの各配線端子１３をガイド孔１４Ａを介してそれぞ
れ露呈させて下面を被覆するガイドシート１４と、この
ガイドシート１４の各ガイド孔１４Ａにそれぞれ装着さ
れた接続用端子１１とを備えている。そして、接続用端
子１１は同図に示すように略Ｖ字状で両端から水平に延
びる鍔部を有する板バネ端子として形成され、鍔部でガ
イド孔１４Ａ内で保持され、ガイド孔１４Ａから外れな
いようになっている。ガイド孔１４Ａ内に装着された板
バネ端子１１が配線端子１３と電気的に接続されてい
る。また、メインボード１０の上面には補強部材１５が
固定され、メインボード１０の熱変形を防止している。
そして、補強部材１５の外側にポゴピンＰと接触する接
触端子が上述のようにリング状に配列されている。

【００１４】上記板バネ端子１１はバネ力のある導電性
金属であれば特に制限されないが、例えばベリリウム−
銅合金や金が好ましい。板バネ端子１１の板厚は、例え
ば１０〜３０μｍが好ましく、その板幅は４０〜６０μ
ｍが好ましく、その高さは配線端子１３面を基準とすれ
ば例えば１〜３ｍｍが好ましい。ガイドシート１４は絶
縁性のシートであれば特に制限されないが、例えばポリ
イミドフィルム等のプラスチックフィルムが好ましい。
ガイド孔１４Ａの直径は変換ボード２０の接触端子２１
の大きさによって異なるが、例えば０．１〜０．４ｍｍ
程度に設定することができる。

【００１５】上記板バネ端子１１をプリント配線基板１
２に装着する場合には、予めガイドシート１４のガイド
孔１４Ａに板バネ端子１１を差し込むだけで簡単且つ誤
りなく装着することができ、しかも配線端子１３と電気
的に接続される。また、板バネ端子１１を変換ボード２
０のマトリックス状配列の接触端子２１に対応して自由
に配列して取り付けることができ、しかも板バネ端子１
１自体の抵抗値も小さく抵抗値を最小限に抑制すること
ができ、検査の高速化に対応することができ、ひいては
製造コストの低減を実現することができる。板バネ端子
１１に代えてポゴピンを使えば、前述したようにスプリ
ングコイルによる抵抗値が大きくなり、装着にもより多
くの労力が必要になる。

【００１６】例えば図２はメインボード１０の一部を拡
大して示す平面図である。この場合には板バネ端子１１
が１ｍｍピッチで配列され、ガイド孔１４Ａの直径が
０．３〜０．４ｍｍに設定されたものである。そして、
変換ボード２０の上面にはこの板バネ端子１１と同一ピ
ッチ配列で接触端子２１が配列されている。そして、変
換ボード２０の下面中央領域には上面の接触端子２１に
対応する接触端子２２が縮小されたマトリックス状に配
列されている（図５参照）。下面の接触端子２２は例え
ば８０μｍピッチでコンタクタ３０のプローブ端子３１
の配列と同一のピッチで配列されている。従って、変換
ボード２０は、コンタクタ３０とメインボード１０を接
続するために、コンタクタ３０のプローブ端子３１の狭
ピッチをメインボード１０に接続可能なピッチまで変換
する機能を有している。

【００１７】次に、図１の（ａ）、（ｂ）を参照しなが
らメインボードの機能について説明する。プローブカー
ドを組み立てる際に、メインボード１０と変換ボード２
０の間にスペーサ４１を介在させ、締結部材（例えば止
めネジ）を介して変換ボード２０をメインボード１０の
下面に接合すると、図１の（ａ）に示すようにまず板バ
ネ端子１１の先端が変換ボード２０の接触端子２１に当
接する。次いで、変換ボード２０を締結部材で徐々に締
め付けると、変換ボード２０は板バネ端子１１のバネ力
に抗して徐々に圧縮されて締め付けられ、最終的には板
バネ端子１１が同図の（ｂ）に示すように左右に膨らん
だ状態でメインボード１０の裏面に接合される。尚。ス
ペーサ４１は板バネ端子１１のメインボード１０（正確
にはガイドシート１４）からの突出空間を設けるために
設けられている。

【００１８】以上説明したように本実施形態によれば、
メインボード１０の接続用端子として板バネ端子１１を
用いたため、板バネ端子１１のバネ力でメインボード１
０が変換ボード２０と弾力的に接触し、変換ボード２０
の接触端子２１間に凹凸があったり、メインボード１０
及び／または変換ボード２０が完全に平坦になっていな
くても板バネ端子１１で凹凸等を確実に吸収し両者１
０、２０を電気的に確実に接続することができる。ま
た、板バネ端子１１は構造自体が極めて簡単で抵抗値を
最小限に抑制することができるため、検査用信号の高速
化を達成することができる。更に重要なことは、板バネ
端子１１を用いることでプリント配線基板１２に対する
孔空けが不要で、プリント配線基板１２の配線の自由度
が高まるため、プローブ端子３１が多ピン化、狭ピッチ
化してマトリックス状に配列されても、これに対応して
プリント配線基板１２の表面（下面）に配線端子１３を
マトリックス状に配列し、これらの配線端子１３に対し
て板バネ端子１１を極めて簡単に装着することができ、
低コストで製造することができる。

【００１９】また、上述の板バネ端子は更に小さくする
ことでコンタクタ３０のプローブ端子３１としても使用
することができる。このコンタクタ３０は、図３に示す
ように、例えばセラミックス製の基板３２と、基板３２
を貫通する接続端子３３をガイド孔３４Ａを介してそれ
ぞれ露呈させて下面を被覆するガイド絶縁層３４とを有
している。そして、ガイド絶縁層３４には基板３２の下
面に形成された接触端子３２Ａに対応するガイド孔３４
Ａがマトリックス状に形成されている。そして、ガイド
絶縁層３４のガイド孔３４Ａ内に板バネ端子がプローブ
端子３１として装着されている。ガイド絶縁層３４は基
板３２を作製する時に積層しても良く、また、基板３２
とは別に絶縁シートを作製し、基板３２に張り付けても
良い。

【００２０】更に、上記プローブ端子３１、つまり板バ
ネ端子３１の先端には図４に示すように突起部３１Ａが
形成され、この突起部３１ＡでウエハＷの電極パッド
（図示せず）と電気的に接触する。この板バネ端子３１
はバネ力のある導電性金属であれば特に制限されない
が、例えば硬質クロムやタングステン、ニッケル等が好
ましい。突起部３１Ａの形状は特に制限されないが、例
えば同図に示すように四角錘台状に形成することができ
る。このようにプローブ端子３１を板バネ端子によって
形成することで、プローブ端子３１自体に弾力を付与す
ることができ、ウエハＷの電極パッドの凹凸を吸収する
ことができる。

【００２１】上記プローブ端子３１でウエハＷの検査を
行う時には、プローブ端子３１とウエハＷの電極パッド
が接触し、更にウエハＷにオーバードライブが掛かる
と、プローブ端子３１はバネ力に抗して圧縮されて左右
の膨らむと共に突起部３１Ａが電極パッドを彫り込んで
電気的に導通し、検査用信号の授受が行われ、ウエハＷ
の検査が実行される。

【００２２】以上説明したように本実施形態によれば、
コンタクタ３０のプローブ端子３１として板バネ端子を
用いたため、プローブ端子３１自体に弾力を付与するこ
とができ、全てのプローブ端子３１と対応する電極パッ
ドとを確実に接触させることができ、信頼性の高い検査
を行うことができる。また、プローブ端子３１を基板３
２へ簡単に取り付けることができ、プローブ端子３１自
体の構造も簡単であるため、コンタクタ３０の製造コス
トを低減することができる。

【００２３】尚、上記実施形態ではプローブカードに適
用された接続用基板（メインボード）について説明した
が、本発明の接続用基板は基板同士を接続する接続用基
板として広く適用することができる。また、上記実施形
態では板バネ端子をガイドシートとプリント配線基板で
挟み込んだ場合について説明したが、略Ｖ字状の板バネ
端子をガイドシートあるいはガイド絶縁層に差し込んで
固定し、あるいは溶接固定するようにしても良い。

【００２４】

【発明の効果】本発明の請求項１及び請求項２に記載の
発明によれば、相手方に対して確実に接触して安定した
電気的接続を行うことができると共に接続用端子の抵抗
値を低減することができ、しかも接続用端子を簡単に装
着することができる接続用基板を提供することことがで
きる。

【００２５】また、本発明の請求項３及び請求項４に記
載の発明によれば、被検査体と確実に接触することがで
きると共にプローブ端子を簡単に装着することができる
コンタクタを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の接続用基板をプローブカードのメイン
ボードに適用した場合の要部を拡大して示す断面図で、
（ａ）は変換ボードと接合する際に変換ボードに接触し
た状態を示す図、（ｃ）は変換ボードを接合した状態を
示す図である。

【図２】図１に示すメインボードを示す平面図である。

【図３】本発明のコンタクタの一実施形態の要部を拡大
して示す断面図である。

【図４】図３に示すコンタクタのプローブ端子を拡大し
て示す要部斜視図である。

【図５】図１に示すメインボードを適用したプローブカ
ードを示す概念図である。

【符号の説明】

Ｗ ウエハ（被検査体） １０ メインボード（接続用基板） １１ 板バネ端子 １２ プリント配線基板 １３ 配線端子 １４ ガイドシート １４Ａ ガイド孔 ２０ 変換ボード（配線基板） ２１ 接触端子 ３０ コンタクタ ３１ プローブ端子（板バネ端子）

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 配線基板と、この配線基板の片面に配列
   された複数の配線端子と、これらの各配線端子をガイド
   孔を介してそれぞれ露呈させ上記片面を被覆するガイド
   絶縁層と、このガイド絶縁層の各ガイド孔にそれぞれ装
   着して上記各配線端子に接続された複数の略Ｖ字状の板
   バネ端子とを備え、上記各板バネ端子を接続用端子とし
   て用いることを特徴とする接続用基板。
2. 【請求項２】 上記板バネ端子を上記配線基板の一部に
   集約して配置したことを特徴とする請求項１に記載の接
   続用基板。
3. 【請求項３】 配線基板と、この配線基板の片面に配列
   された複数の配線端子と、これらの各配線端子をガイド
   孔を介してそれぞれ露呈させ上記片面を被覆するガイド
   絶縁層と、このガイド絶縁層の各ガイド孔にそれぞれ装
   着して上記各配線端子に接続された略Ｖ字状の板バネ端
   子とを備え、上記板バネ端子をプローブ端子として用い
   ることを特徴とするコンタクタ。
4. 【請求項４】 上記板バネ端子の先端に突起を設けたこ
   とを特徴とする請求項３に記載のコンタクタ。