JP2002022770A - プローブカード - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 温度上昇に起因する不規則な変形を可能
な限り小さくすること 【解決手段】 プローブカードは、集積回路のような被
検査体の電極に接触される複数の接触子を一方の面の側
に有するカード本体と、前記一方の面側に気体の流れを
形成する流体流出口又は流体吸引口を前記一方の面側に
有する１以上のガス流形成器とを含む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体ウエーハの
ような平板状被検査体の通電試験に電気的接続装置とし
て用いるプローブカードに関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体ウエーハに形成された未切断の集
積回路、ウエーハから切断されたチップ状の集積回路等
は、一般に、仕様書通りの機能（性能・特性等）を有す
るか否かの試験（検査）をされる。この種の試験は、一
般に、集積回路の電極に接触される複数の接触子を電気
絶縁性基板の一方の面の側に有するプローブカードを用
いて、集積回路に通電し、電気的特性を測定することに
より行われる。

【０００３】この種の通電試験において、集積回路の種
類によっては、集積回路を所定の高温度に維持した状態
で行われる。そのような高温試験においては、プローブ
カード自体、特に基板が、集積回路を高温に維持するホ
ットチャックや加熱された集積回路からの熱を受けるこ
とを避けることができない。

【０００４】

【解決しようとする課題】しかし、従来のプローブカー
ドでは、プローブカード自体、特に基板が昇温により不
規則に変形し、その結果接触子が集積回路の電極に正し
く接触しなくなり、通電試験が不能になることが多い。

【０００５】それゆえに、高温試験用のプローブカード
においては、温度上昇に起因する不規則な変形を可能な
限り小さくすることが望まれる。

【０００６】

【解決手段、作用及び効果】本発明に係るプローブカー
ドは、被検査体の電極に接触される複数の接触子を一方
の面の側に有するカード本体と、前記一方の面側に気体
の流れを形成する流体流出口又は流体吸引口を前記一方
の面側に有する１以上のガス流形成器とを含む。

【０００７】空気のような気体は、ガス流形成器から流
出されるか、又はガス流形成器に吸引される。そのよう
なガス流は、カード本体の少なくとも一部に接触しつつ
カード本体の一方の面の側（被検査体の側）を流れる。
このガス流は、エアーカーテンのような気体流の層をカ
ード本体と被検査体との間に形成する。そのような気体
流層はカード本体と被検査体との間における熱伝導を妨
げる機能を提供するから、カード本体がガス流により直
接冷却されることと相まって、プローブカードの温度上
昇が防止され、温度上昇に起因するプローブカードの不
規則な変形が抑制される。

【０００８】前記カード本体は中央領域及びその外側の
外側領域を有し、前記ガス流形成器は前記外側領域から
前記中央領域に又はその逆に向かう前記気体の流れを形
成することができる。

【０００９】前記ガス流形成器は前記カード本体に配置
することができる。そのようにすれば、カード本体とガ
ス流形成器とが常に所定の相対的位置関係に維持され
る。

【００１０】前記流体流出口又は前記流体吸引口は前記
一方の面とほぼ並行に伸びる扁平の形状を有することが
できる。そのようにすれば、ガス流形成器からのガス流
が層となるから、カード本体の広い範囲に確実に接触し
つつ流れ、したがってプローブカードの温度上昇が効果
的に防止され、温度上昇に起因するプローブカードの不
規則な変形がより効果的に抑制される。

【００１１】前記カード本体は、中央に開口を有する基
板と、該基板の下面に配置された針押えと、ニードルタ
イプの複数のプローブであってその先端部が前記開口の
内側となる状態に前記針押えの下面側の部位に接着によ
り配置された複数のプローブとを含み、前記ガス流形成
器は前記気体を前記開口に向けて流すガス流出器を含む
ことができる。そのようにすれば、ガス流形成器からの
気体が開口からの上昇気流となってプローブカードの上
方へ流れるから、ガス流形成器からの気体が被検査体の
温度に大きな影響を与えるおそれがない。

【００１２】前記ガス流出器は前記気体を前記接着材に
向けて流出させることができる。そのようにすれば、針
押えの箇所で被検査体に向かうガス流が著しく少なくな
るから、ガス流出器からの気体が被検査体の温度に大き
な影響を与えるおそれがより少なくなる。

【００１３】前記カード本体は、第１の基板と、該第１
の基板の一方の面側に前記第１の基板と直交する軸線の
周りに角度的間隔をおいて配置されたシート状の複数の
第２の基板とを含み、前記第２の基板は、前記複数の接
触子を有するプローブシートと、前記接触子に個々に電
気的に接続された複数の配線を有する複数の配線シート
であって前記プローブシートの周りに角度的間隔をおい
た複数の配線シートとを備え、前記ガス流形成器は前記
気体を隣り合う前記配線シートの間に向けて流すガス流
出器を含むことができる。そのようにすれば、ガス流出
器からの気体は隣り合う配線シート間を経て中央側に流
れ、次いで他の隣り合う配線シート間を経てカード本体
の周りに流出し、その結果ガス流が被検査体の温度に大
きな影響を与えるおそれがない。

【００１４】前記ガス流形成器からの気体の流れは微風
とすることができる。そのようにすれば、ガス流が被検
査体の温度に大きな影響を与えるおそれがない。

【００１５】

【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、ホットチャック１２の上に受けられ
た半導体ウエーハ１４を平板状被検査体とする通電試験
装置に電気的接続装置として用いられる。

【００１６】半導体ウエーハ１４は、これに形成された
矩形の複数の集積回路を有しており、また図示の例では
集積回路毎に通電試験をされる。ホットチャック１２
は、これに受けている半導体ウエーハ１４を所定の温度
に加熱した状態に維持する公知の加熱保持チャックであ
る。

【００１７】プローブカード１０は、全体的にほぼ円板
状に形成されたカード本体１６と、カード本体１６の下
面側に空気のような気体の流れを形成する複数の空気流
出器１８とを含む。カード本体１６は、電気絶縁性を有
する円板状の基板２０に複数のプローブ２２を配置して
いる。

【００１８】以下の説明では、気体として空気を用いる
場合について説明する。したがって、空気流出器１８
は、ガス流形成器として作用する。しかし、空気の代わ
りに、不活性ガスのような他の気体を用いてもよい。こ
の場合、空気流出器１８は、ガス流出器のようなガス流
形成器として用られる。

【００１９】基板２０は、集積回路に対応する矩形の開
口２４を中央に有し、通電試験用の電気回路に接続され
る複数のテスターランド２６を周縁部に多重に有し、プ
ローブ２２とテスターランド２６とを一対一の形に電気
的に接続する複数の配線（図示せず）を有する配線基板
である。

【００２０】各プローブ２２は、図示の例では、針先側
の部位（針先部）をその後方の部位（主体部）に対し曲
げられたニードルタイプのプローブ（プローブ針）であ
る。針先は、集積回路の電極に押圧される接触子として
作用する。プローブ２２は、針先部すなわち接触部が開
口２４の下側を下方へ伸びかつ主体部が基板２０の下方
を外周側へ伸びる状態に主体部において針押え２８及び
接着材３０により基板２２の下面に装着されている。

【００２１】針押え２８は、四角柱状をした電気絶縁材
料により集積回路に対応する矩形をした枠の形に形成さ
れており、また開口２４の周りを伸びる状態に複数のね
じ部材又は接着材により基板２０の下面に装着されてい
る。針押え２８の下面は、基板２０の中央側ほど下方と
なる傾斜面とされている。

【００２２】プローブ２２は、矩形の対向する２つの辺
に個々に対応する２つのプローブ群に分けられており、
またプローブ群毎に矩形の対応する辺の方向に間隔をお
いた状態に針押え２８の下面に電気絶縁性の接着材３０
により接着されている。このため、各プローブ２２の主
体部は、接触子（針先）の側ほど下方となるように、基
板２０の下面に対し傾斜されている。各プローブの後端
部は、基板２０の配線に電気的に接続されている。

【００２３】図示の例では、２つの空気流出器１８が矩
形の対応する２つの辺のそれぞれに配置されている。各
空気流出器１８は、ステンレスのような金属材料により
チューブの形に形成されており、またチューブ部におい
て基板２０を厚さ方向に貫通する状態に基板２０に装着
されている。これにより、カード本体１６と空気流出器
１８とが常に所定の相対的位置関係に維持される。

【００２４】各空気流出器１８のチューブ部は、基板２
０の上面側において基板２０の外周方向に曲げられてお
り、また基板２０の下面側において開口２４に向けて基
板２０とほぼ平行に曲げられている。

【００２５】各空気流出器１８の先端は、先端に空気流
出口３２を有する三角板状の平面形状とされた空気流出
部とされている。各空気流出口３２は、基板２０の下面
とほぼ並行に開口の縁部の方向へ伸びる扁平の形状を有
しており、また接着材３０の外側に対向するように開口
されている。

【００２６】各空気流出器１８は、その後端部において
共通の圧縮空気源に電磁弁を介して接続されている。各
空気流出器１８は、図３に示すように、通電試験の間、
弱い空気を空気流出口３２から接着材３０の下面外側に
噴出すなわち流出させる。これにより、接着材３０の下
面をその外側から内側に向かう空気の流れ３４が形成さ
れる。

【００２７】上記の空気流３４は、基板２０の外周側か
ら中央側に向かう微風であり、また基板２０の中央側ほ
ど幅の広いエアーカーテンをウエーハ１４とカード本体
１６（図示の例では、接着材３０）との間に形成しつつ
接着材３０の下面を中央側に移動し、最終的に開口２４
からの上昇気流３６となってプローブカード１０の上方
へ流れる。

【００２８】上記のエアーカーテンは、ウエーハ１４と
接着材３０との間における熱伝導を妨げる機能を提供す
る。そのようなエアーカーテンは、カード本体１６が空
気流３４により直接冷却されることと相まって、プロー
ブカード１０の温度上昇を防止し、温度上昇に起因する
プローブカード１０の不規則な変形を抑制する。

【００２９】また、空気流３４が開口２４からの上昇気
流３６となってプローブカード１０の上方へ流れ、しか
も空気流３４が微風であるから、空気流出器１８からの
空気がウエーハ１４の温度に大きな影響を与えるおそれ
はない。

【００３０】基板２０の下面を開口２４の１つの縁部に
沿って伸びる扁平な空気流出口３２は、カード本体１６
（図示の例では、接着材３０）の広い範囲に確実に接触
しつつ流れる帯状の空気流３４を形成する。これによ
り、プローブカード１０の温度上昇が効果的に防止さ
れ、温度上昇に起因するプローブカード１０の不規則な
変形がより効果的に抑制される。

【００３１】プローブカード１０のように、空気を接着
材３０の下面にその外側から内側に向けて流出させるな
らば、空気流が針押え２８の外側面に衝突するように指
向させる場合に比べ、ウエーハ１４に向かう空気が著し
く少なくなるから、空気流出口３２からの空気流３４が
ウエーハ１４の温度に大きな影響を与えるおそれがより
少なくなる。

【００３２】しかし、図４に示すプローブカード４０の
ように、空気流出口３２から流出する空気が基板２０の
下面に直接噴出されてその下面に沿って中央側へ移動す
るように、各空気流出器１８を基板２０に配置してもよ
い。

【００３３】プローブカード４０においては、４つの空
気流出器１８が開口２４の周りに等角度間隔に配置され
ている。空気流出口３２からの空気は、基板２０の中央
側ほど幅の広いエアーカーテンをウエーハ１４と基板２
０との間に形成しつつ基板２０の中央側に移動し、最終
的に開口２４から上昇気流となってプローブカード４０
の上方へ流れる。

【００３４】プローブカード４０においては、空気流出
口３２からの空気によりエアーカーテンがウエーハ１４
と基板２０との間に形成されて、両者の間の熱伝導が妨
げるのみならず、基板２０の下面の広い範囲を冷却す
る。このため、プローブカード４０の温度上昇が効果的
に防止され、温度上昇に起因するプローブカード４０の
不規則な変形がより効果的に抑制される。

【００３５】図５及び図６を参照するに、プローブカー
ド５０においては、カード本体５２は、第１の基板５４
と、複数のプローブ要素（図示せず）を有するシート状
の第２の基板５６と、第２の基板５６の一部を集積回路
に押圧する押圧機構５８とを含む。

【００３６】第１の基板５４は、基板２０と同様に、集
積回路に対応する矩形の開口２４を中央に有し、通電試
験用の電気回路に接続される複数のテスターランド２６
を周縁部に多重に有し、第２の基板５６のプローブ要素
とテスターランド２６とを一対一の形に電気的に接続す
る複数の配線（図示せず）を有する配線基板である。

【００３７】第２の基板５６は、複数の接触子を有しか
つ開口２４の下方に位置された十字状のプローブシート
６０と、接触子に個々に電気的に接続された複数の配線
を有しかつプローブシート６０の周りに角度的間隔をお
いた複数の配線シート６２とを備えており、配線シート
６２をプローブシート６０に接続している。

【００３８】プローブシート６０は、複数の配線をポリ
イミドのような電気絶縁材料製のフィルムの一方の面に
間隔をおいて形成し、集積回路の電極に押圧される接触
子６４として作用する突起電極を各配線に形成してい
る。そのようなプローブシート６０は、フィルム状プロ
ーブ、面プローブ等と称されている。

【００３９】プローブシート６０は複数の接触子を十字
の交差部に対応する中央の接触子区域に有し、接触子区
域は開口２４よりやや小さい矩形の形状を有する。プロ
ーブシート６０の配線は、接触子から十字の１つの辺に
向けて伸びている。突起電極すなわち接触子６４は、半
球状、角錐状、リング状等の適宜な形状に形成されてい
る。プローブ要素は、接触子６４及びその近傍の部材
（配線、シート等）である。

【００４０】各配線シート６２は、複数の配線をポリイ
ミドのような電気絶縁材料製フィルムの一方の面に間隔
をおいて形成している。各配線シート６２の配線は、フ
ィルムの先端側（図示の例では中央側）から後端側（図
示の例では外周側）まで伸びており、また先端部におい
てプローブシートの配線に電気的に接続され、後端部に
おいて第１の基板５４の配線に電気的に接続されてい
る。

【００４１】各配線シート６２は、後方側に向けて広が
る三角形状の先端区域と、この先端区域に一体的に続き
かつ先端区域より大きい幅寸法を有する矩形の後端区域
とを有している。各配線シート６２は、接着材のような
適宜な手段により、先端区域においてプローブシート６
０に接続されている。各配線シート６２の後端区域は、
第２の基板５４の配線に電気的に接続された複数の接続
部６６を有する。

【００４２】図示の例では、４つの配線シート６２が開
口２４の周りに等角度間隔をおいて配置されており、ま
た２つの空気流出器１８が隣り合う配線シート６２間に
空気を流すように第１の基板５４に装着されている。

【００４３】空気流出器１８は、第１の基板５４の中心
軸線に対して対向する箇所に配置されていることを除い
て、プローブカード１０及び４０における空気流出器１
８と同様に構成されている。各空気流出器１８は、その
空気流出口３２を開口２４の側に向けている。

【００４４】押圧機構５８は、第１の基板５４の開口２
４に一部を下方へ突出させた状態に配置された矩形の押
え板７０と、第１の基板５４と直角の方向へ伸びる四角
筒状の筒状体７２と、筒状体７２に配置された蓋７４
と、押え板７０に結合された柱状の押圧体７６と、押え
板７０を第２の基板５６の接触子区域に向けて付勢する
コイルばね７８とを含む。

【００４５】押え板７０は、矩形のゴム板８０を下面に
有する。筒状体７２は、第１の基板５４から突出する状
態に軸線方向における一端部において第１の基板５４に
開口２４と同軸的に組み付けられている。蓋７４は、筒
状体７２と同軸の開口を有しており、また複数対のねじ
部材により筒状体７２の他端に組み付けられている。

【００４６】押圧体７６は、蓋７４の開口を貫通して伸
びて一端において押え板７０に螺合された軸部と、この
軸部の他端に形成されたフランジ部とを有しており、フ
ランジ部を蓋７４に接触させている。押圧体７６の軸部
は、蓋７４の開口にわずかな遊びを有して嵌合されてい
る。コイルばね７８は、押圧体７６の軸部の周りにあっ
て押え板７０及び蓋７４の間に配置された圧縮ばねであ
り、ゴム板８０を下方に押して、第２の基板５６の接触
子区域を集積回路に押圧する。

【００４７】図５に示すように、プローブカード５０に
おいて、空気流出口３２からの空気流８２は、隣り合う
配線シート５６間を経て中央側に流れ、次いで他の隣り
合う配線シート５６間を経てカード本体５２の周りに流
出する。その間、空気流８２は、エアーカーテン状に流
れて、第１の基板５４及び第２の基板５６（特に、配線
シート６２）及び集積回路間における熱の伝導を妨げる
と共に、第１の基板５４及び第２の基板５６に接触して
それらを冷却する。

【００４８】上記の空気流８２により、プローブカード
５０の温度上昇が効果的に防止されて、温度上昇に起因
するプローブカード５０の不規則な変形が効果的に抑制
され、また空気流８２が被検査体の温度に大きな影響を
与えるおそれがない。

【００４９】本発明は、半導体ウエーハのみならず、半
導体ウエーハから切断された集積回路チップのような他
の平板状被検査体の通電試験に電気的接続装置として用
いるプローブカードにも適用することができる。

【００５０】上記実施例では、ガス流形成器から気体を
噴出させることにより気体の流れをプローブ本体の下側
に形成しているが、これの代わりに、気体を吸引するこ
とにより気体の流れをプローブ本体の下側に形成しても
よい。この場合、空気流出器は、吸引源に接続されて、
空気吸引器、ガス吸引器のようなガス流形成器として用
いられ、空気流出口３２は、空気吸引口のようなガス吸
引口として用いられる。これにより、空気や不活性ガス
のような気体がプローブ本体の下側のガス吸引口からガ
ス吸引器内に吸引されることにより、プローブ本体の下
側に気体の流れが形成される。

【００５１】また、一方のガス流形成器をガス流出器と
して用い、他方のガス流形成器をおガス吸引器として使
用してもよい。この場合、気体がカード本体の下側にお
いて、一方のガス流形成器のガス流出口から流出され、
他方のガス流形成器のガス吸引口に吸引されることによ
り、プローブ本体の下側に形成される。

【００５２】例えば、図４に示すプローブカード４０に
おいて、上下２つの空気流出器１８をガス流出器とし、
左右２つの空気流出器１８をガス吸引器として用いても
よい。また、図５に示すプローブカード５０において、
図示している２つの空気流出器１８をガス流出器とし、
これら空気流出器１８からの空気の流出方向と直交する
側に２つのガス吸引器を配置してもよい。

【００５３】本発明は、上記実施例に限定されない。例
えば、ガス流形成器は、気体の流出口又は吸引口がプロ
ーブカードの種類や冷却箇所等に応じて適宜な位置とな
るように、基板に配置することができる。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

【図２】図１に示すプローブカードの中央領域の拡大図

【図３】図１における３−３線に沿って得た断面図

【図４】本発明に係るプローブカードの他の実施例を示
す底面図

【図５】本発明に係るプローブカードのさらに他の実施
例を示す底面図

【図６】図５における６−６線に沿って得た断面図

【符号の説明】

１０，４０，５０ プローブカード １２ ホットチャック １４ 半導体ウエーハ １６，５２ カード本体 １８ 空気流出器（ガス流形成器） ２０，５４ 基板 ２２ プローブ ２４ 基板の開口 ２８ 針押え ３０ 接着材 ３２ 空気流出口 ３４，８２ 空気流 ３６ 上昇気流 ５６ 第２の基板 ５８ 押圧機構 ６０ プローブシート ６２ 配線シート ６４ 接触子

フロントページの続き Ｆターム(参考） 2G003 AA07 AA10 AB01 AC03 AD04 AG04 AG12 AH07 2G011 AA02 AA17 AA21 AB08 AB10 AC14 AE03 AF07 2G032 AB01 AB13 AF01 AL03 4M106 AA01 AA02 BA01 BA14 DD10 DD22

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被検査体の電極に接触される複数の接触
   子を一方の面の側に有するカード本体と、前記一方の面
   側に気体の流れを形成する流体流出口又は流体吸引口を
   前記一方の面側に有する１以上のガス流形成器とを含
   む、プローブカード。
2. 【請求項２】 前記カード本体は中央領域及びその外側
   の外側領域を有し、前記ガス流形成器は前記外側領域か
   ら前記中央領域に又はその逆に向かう前記気体の流れを
   形成する、請求項１に記載のプローブカード。
3. 【請求項３】 前記ガス流形成器は前記カード本体に配
   置されている、請求項１又は２に記載のプローブカー
   ド。
4. 【請求項４】 前記流体流出口又は前記流体吸引口は前
   記一方の面とほぼ並行に伸びる扁平の形状を有する、請
   求項１，２又は３に記載のプローブカード。
5. 【請求項５】 前記カード本体は、中央に開口を有する
   基板と、該基板の下面に配置された針押えと、ニードル
   タイプの複数のプローブであってその先端部が前記開口
   の内側となる状態に前記針押えの下面側の部位に接着に
   より配置された複数のプローブとを含み、 前記ガス流形成器は前記気体を前記開口に向けて流すガ
   ス流出器を含む、請求項１から４のいずれか１項に記載
   のプローブカード。
6. 【請求項６】 前記ガス流形成器は前記気体を前記接着
   材に向けて流出させる、請求項５に記載のプローブカー
   ド。
7. 【請求項７】 前記カード本体は、第１の基板と、該第
   １の基板の一方の面側に前記第１の基板と直交する軸線
   の周りに角度的間隔をおいて配置されたシート状の複数
   の第２の基板とを含み、 前記第２の基板は、前記複数の接触子を有するプローブ
   シートと、前記接触子に個々に電気的に接続された複数
   の配線を有する複数の配線シートであって前記プローブ
   シートの周りに角度的間隔をおいた複数の配線シートと
   を備え、 前記ガス流形成器は前記気体を隣り合う前記配線シート
   の間に向けて流すガス流出器を含む、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。
8. 【請求項８】 前記気体の流れは微風である、請求項１
   から７のいずれか１項に記載のプローブカード。