JP2001153887A - プローブカード - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高真空雰囲気、高温雰囲気等の過酷な環境で
も十分使用できるように、プローブ針を強固に固定する
構成を備えたプローブカードを提供する。 【解決手段】 本プローブカードは、プローブ針１４を
固定するプローブブロック２０として、上端部でプロー
ブカード基板に固定される上部ブロック２２と、上部ブ
ロック２２に埋め込みボルト２４で連結、締結される下
部ブロック２６とを備え、更に、上部ブロック２２と下
部ブロック２６との間に、下部挟持板２８と上部挟持板
３２とからなる絶縁性プローブ針挟持治具を有する。上
部ブロック及び下部ブロックはステンレス鋼で形成され
ている。下部挟持板は、下部ブロック上に設けられ、金
属に比べて剛性の低い絶縁性のテフロン板である。下部
挟持板の上面には、基板の電極の配置に合わせて配列さ
れ、かつ深さがプローブ針の直径より浅いＶ溝３０が形
成され、プローブ針を収容する。上部挟持板は、テフロ
ン板である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プローブカードに
関し、更に詳細には、過酷な使用環境下でも十分使用で
きるようにプローブ針を強固に保持するプローブブロッ
クを備えたプローブカードに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】半導体装置の製造工程では、工程終了時
に、チップの電気的特性を測定することが必要になる。
チップの電気的特性は、通常、プローブカードと呼ばれ
る測定器具を使って測定される。プローブカードは、被
測定体の電極、例えば液晶などに代表される基板やパネ
ル電極の電極と、テスト回路やＬＣＤパターン発生器と
を接続するために、各電極の配置に合わせて導通性のプ
ローブ針（接触針）を配列したカードであって、プロー
ブ針を電極に接触させることにより、被測定体の電極を
テスト回路やＬＣＤパターン発生器に接続している。

【０００３】ここで、図３を参照して、プローブカード
の構成を説明する。図３はプローブカードの構成を示す
模式的側面図である。プローブカード１０は、図３に示
すように、プローブカード基板１２と、プローブ針１４
と、プローブカード基板１２に取り付けられ、プローブ
針１４を支持するプローブブロック１６とから構成され
ている。プローブ針１４は、直径が０．５ｍｍから１．
０ｍｍ程度の線状の金属導体であって、被測定体、この
例では基板Ｂの電極に先端１４ａで接触し、他端１４ｂ
でパターン発生器（図示せず）のリード線に接続し、こ
れにより基板Ｂの電極をパターン発生器に電気的に接続
する。

【０００４】プローブ針１４を基板Ｂの電極に接触させ
る際には、プローブカード１０又は被測定体、即ち電極
を有する基板Ｂを昇降させて、プローブ針１４を基板Ｂ
の電極に接触させる。接触に際し、プローブ針１４には
数ｇから数１０ｇの針圧が発生するので、この針圧に耐
えるように、プローブ針１４を固定することが必要であ
る。そこで、従来のプローブ１０では、プローブ針１４
をプローブブロック１６上に配列した状態で熱硬化性樹
脂等でプローブ針１４を充填し、それによってプローブ
針１４をプローブブロック１６に固定している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述のような
従来のプローブ１０には、熱硬化性樹脂によるプローブ
針の固定に関し、以下に挙げるような問題があった。第
１には、真空ポンプ等を使って真空吸引して真空雰囲気
の測定環境を作り、その真空雰囲気下でチップの電気的
特性を測定しようとすると、プローブ針１４を固定した
熱硬化性樹脂から、ガスが多く発生して真空度を低下さ
せ、折角、真空吸引して得た真空雰囲気の測定環境を維
持できず、そのために、１０^-5Ｐａ程度の真空圧までし
か使用できないという問題である。第２には、高温の使
用雰囲気下では、熱硬化性樹脂の固定強度が低下すると
いう問題である。第３には、熱硬化性樹脂材料という狭
い範囲でしか材料選定の自由がなく、熱硬化性樹脂材料
の種類が限定されているため、用途に応じた樹脂材料の
使い分けが困難であるという問題である。

【０００６】そこで、本発明の目的は、高真空雰囲気、
高温雰囲気等の過酷な環境でも十分使用できるように、
プローブ針を強固に固定する構成を備えたプローブカー
ドを提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係るプローブカードは、プローブ針を下端
で保持し、上端でプローブカード基板に連結されたプロ
ーブブロックを有するプローブカードにおいて、プロー
ブブロックが、プローブカード基板に取り付けられる上
部ブロックと、上部ブロックに締結される下部ブロック
と、プローブ針を挟持する絶縁性プローブ針挟持治具と
を備え、プローブ針を挟持した絶縁性プローブ針挟持治
具を上部ブロックの下端面と下部ブロックの上端面との
間に介在させ、上部ブロックと下部ブロックとを締結す
ることにより、プローブ針を強固に挟持するようにした
ことを、特徴としている。

【０００８】本発明では、上部ブロックと下部ブロック
との間でプローブ針挟持治具を介してプローブ針を挟持
しているので、高真空雰囲気、高温雰囲気等の過酷な使
用環境でも、プローブ針を強固に保持することができ、
不都合なガス等を放出するようなこともない。上部ブロ
ック及び下部ブロックの材料は、剛性の高い材料、例え
ばステンレス鋼、高硬度鋼、アルミニウム等の金属を使
用する。

【０００９】本発明の好適な実施態様では、絶縁性プロ
ーブ針挟持治具が、下部ブロックより剛性の低い下部挟
持板と、下部挟持板に対面し、上部ブロックより剛性の
低い上部挟持板とで形成され、下部挟持板と下部挟持板
との間にプローブ針を挟持し、下部ブロックと上部ブロ
ックとを締結してプローブ針を強固に挟持する。上部挟
持板及び下部挟持板の材料には、絶縁性に加えて、真空
圧、耐熱性、耐薬品性等を考慮し、使用環境に適した材
料を選択する。例えばテフロン、ベスペル、エラストマ
等をの比較的剛性が低い、変形し易い材料が好適であ
る。剛性の低い下部挟持板と上部挟持板との間にプロー
ブ針を挟み、剛性の高い下部ブロックと上部ブロックと
で締結することにより、プローブ針と上部及び下部挟持
板との接触面積が、圧縮による変形によって増大し、従
って挟持力が大きくなる。

【００１０】本発明の更に好適な実施態様では、下部挟
持板にプローブ針の直径より浅いプローブ針収容溝が形
成されており、プローブ針収容溝に収容されたプローブ
針を上部挟持板を介して上部ブロックと下部ブロック本
体との間で挟持する。これにより、プローブ針と上部及
び下部挟持板との接触面積が、一層、増大し、挟持力が
大きくなる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下に、実施形態例を挙げ、添付
図面を参照して、本発明の実施の形態を具体的かつ詳細
に説明する。実施形態例 本実施形態例は、本発明に係るプローブカードの実施形
態の一例であって、図１は本実施形態例のプローブブロ
ックの構成を示す展開斜視図、及び図２は組み立てた状
態のプローブブロックの斜視図である。図１及び図２
中、図３に示したものと同じものには同じ符号を説明を
省略する。本実施形態例のプローブカードは、図１に示
すように、プローブ針１４を固定するプローブブロック
２０として、上端部でプローブカード基板１２（図３参
照）に固定される上部ブロック２２と、上部ブロック２
２に埋め込みボルト２４で連結、締結される下部ブロッ
ク２６とを備えている。なお、上部ブロック２２と下部
ブロック２６との連結手段は、埋め込みボルト２４に限
らない。そして、プローブブロック２０は、上部ブロッ
ク２２と下部ブロック２６との間に、下部挟持板２８と
上部挟持板３２とからなる絶縁性プローブ針挟持治具を
備えている。

【００１２】上部ブロック２２及び下部ブロック２６
は、金属等の剛性の高い材料、例えばステンレス鋼で形
成されている。下部ブロック２６の厚さは、約５ｍｍで
あり、上部ブロック２２の厚さは５０ｍｍ位である。下
部挟持板２８は、下部ブロック２６上に設けられ、金属
に比べて剛性の低く絶縁性のプラスチック等の材料、例
えばテフロンで形成された板状の部材、例えば厚さ２ｍ
ｍから３ｍｍ程度の板体である。そして、下部挟持板２
８の上面には、基板の電極の配置に合わせて配列され、
かつ深さがプローブ針１４の直径より浅いＶ溝３０が形
成され、プローブ針１４を収容するようになっている。
プローブ針１４は、先端の接触部を下方に向けて収容さ
れている。上部挟持板３２は、下部挟持板２８と同様
に、金属に比べて剛性の低い絶縁性のプラスチック等の
材料、例えばテフロンで形成された平板状の部材、例え
ば厚さ２ｍｍから３ｍｍ程度の板体であって、上部ブロ
ック２２と下部挟持板２８との間に介在する。上部挟持
板３４及び下部挟持板３０の材料には、絶縁性に加え
て、真空圧、耐熱性、耐薬品性等を考慮し、使用環境に
適した材料を選択する。

【００１３】プローブ針１４を固定する際には、先ず、
下部ブロック２６上の下部挟持板２８に設けられたＶ溝
３２にプローブ針１４を基板の電極の配置に合わせて配
列する。次いで、上部挟持板３２をプローブ針１４の上
に載せ、続いて下部ブロック２６を持ち上げて上部ブロ
ック２２に位置合わせし、埋め込みボルト２４を締結し
て、図２に示すように、下部ブロック２６と上部ブロッ
ク２２とを連結し、締結することにより、下部挟持板２
８と上部挟持板３２の間にプローブ針１４を挟持し、確
実に保持できるプローブブロック２０を組み立てること
ができる。組み立てたプローブブロック２０をプローブ
カード基板１２に取り付けると、本実施形態例のプロー
ブカードが完成する。

【００１４】本実施形態例のプローブブロック２０は、
相互に剛性の異なる、下部ブロック２４と下部挟持板２
８、及び上部ブロック２２と上部挟持板３２を１対とし
て用い、プローブ針１４を挟み、固定する。剛性の低い
下部挟持板２８と上部挟持板３２との間にプローブ針１
４を挟み、剛性の高い下部ブロック２６と上部ブロック
２２とで締結することにより、プローブ針１４と挟持板
３０、３４との接触面積が、圧縮による変形によって増
大し、挟持力が大きくなる。下部挟持板２８に形成さた
Ｖ溝３２にプローブ針１４を収容することにより、一
層、挟持力が大きくなる。絶縁性の下部挟持板２８と上
部挟持板３２との間にプローブ針１４を挟持することに
より、プローブ針１４に対する電気絶縁性を確保するこ
とができる。

【００１５】本実施形態例では、上部ブロック２２及び
下部ブロック２６を剛性の高い材料で形成し、プローブ
ブロック２０全体の剛性を大きくすることにより、強固
にプローブ針１４を保持できるようになる。また、上部
ブロック２２及び下部ブロック２６の材料として剛性の
高い材料を選択するに当たり、絶縁性を必要としないの
で選択範囲は広くなる。上部ブロック２２と下部ブロッ
ク２６とを締結する手段は、埋め込み埋め込みボルト、
ボルト／ナットに限らず、チャック等でも良い。

【００１６】

【発明の効果】本発明によれば、熱硬化性樹脂のような
使用条件に制約のある材料を使わないので、高温雰囲気
等の過酷な使用環境でも十分に使用できるプローブカー
ドを実現している。また、高真空雰囲気下のような特殊
環境下においても、ガス等を放出しないので、真空度を
低下させることなく使用できる。例えば、実績として１
０^-10Ｐａの真空下において、２１０℃の高温雰囲気で
使用することができた。更には、メカニカルな機構でプ
ローブ針を固定しているので、組み立て、分解が容易で
ある。従って、プローブ針等のメンテナンス性に優れ、
プローブカードの使用目的に応じてプローブブロックの
材料を自在に変更することができる。また、熱硬化性樹
脂と違い耐薬品性に優れているので、エタノール等によ
る洗浄ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態例のプローブブロックの構成を示す展
開斜視図である。

【図２】は組み立てた状態のプローブブロックの斜視図
である。

【図３】プローブカードの構成を示す模式的側面図であ
る。

【符号の説明】

１０……プローブカード、１２……プローブカード基
板、１４……プローブ、１６……プローブブロック、２
０……プローブブロック、２２……上部ブロック、２４
……埋め込みボルト、２６……下部ブロック、２８……
下部挟持板、３０……Ｖ溝、３２……上部挟持板。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プローブ針を下端で保持し、上端でプロ
   ーブカード基板に連結されたプローブブロックを有する
   プローブカードにおいて、プローブブロックが、 プローブカード基板に取り付けられる上部ブロックと、 上部ブロックに締結される下部ブロックと、 プローブ針を挟持する絶縁性プローブ針挟持治具とを備
   え、 プローブ針を挟持した絶縁性プローブ針挟持治具を上部
   ブロックの下端面と下部ブロックの上端面との間に介在
   させ、上部ブロックと下部ブロックとを締結することに
   より、プローブ針を強固に挟持するようにしたことを特
   徴とするプローブカード。
2. 【請求項２】 絶縁性プローブ針挟持治具が、下部ブロ
   ックより剛性の低い下部挟持板と、下部挟持板に対面
   し、上部ブロックより剛性の低い上部挟持板とで形成さ
   れ、 下部挟持板と下部挟持板との間にプローブ針を挟持し、
   下部ブロックと上部ブロックとを締結してプローブ針を
   強固に挟持する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】 プローブ針の直径より浅いプローブ針収
   容溝が下部挟持板の上面に形成されており、プローブ針
   収容溝に収容されたプローブ針を上部挟持板を介して上
   部ブロックと下部ブロックとの間で挟持することを特徴
   とする請求項２に記載のプローブカード。