JP2002228683A

JP2002228683A - プローブの接合装置および接合方法

Info

Publication number: JP2002228683A
Application number: JP2001020479A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiro Tanaka; 康寛田中
Original assignee: Ando Electric Co Ltd
Current assignee: Ando Electric Co Ltd
Priority date: 2001-01-29
Filing date: 2001-01-29
Publication date: 2002-08-14
Also published as: US20020106154A1

Abstract

(57)【要約】【課題】接続パッドの中心間隔がレーザ光のスポット
径より狭く、接続パッドの長さが前記中心間隔の数倍で
ある場合に、隣接する接続パッドにレーザ光を照射する
ことなく、所望の接続パッド全体に均一にレーザ光を照
射することができ、更に集光レンズと照射部分（接続パ
ッド）との近づきすぎを防止すること。【解決手段】レーザ出射手段６と、レーザ出射手段６
から出射されるレーザ光を接続パッド２とプローブ３と
の接合部分に集光して照射する集光レンズ４と、レーザ
光の光路の一部分を遮断する光路遮断手段４ｃとを備
え、光路遮断手段４ｃによって、レーザ光のビームスポ
ットを整形して、接続パッド２に照射する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体集積回路に
接続して導通するプローブと、基板上に形成された接続
パッドとをレーザ半田付けにより接合するプローブの接
合装置および接合方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年の電子機器の小型化の進歩は目覚ま
しく、電子機器に搭載される半導体集積回路も小型化の
要求が高まっている。この要求に伴い、半導体集積回路
を半導体ウエハから切り出したままの状態（ベアチッ
プ）で直接回路基板に実装する方法が開発され、品質が
保証されたベアチップを供給することが望まれている。

【０００３】ベアチップの品質保証のためには、全ての
半導体集積回路をベアチップ状態でバーンインスクリー
ニングする必要がある。そしてこの工程を効率良く行う
ために、ベアチップを切り出す前のウエハ状態で一括し
てバーンインスクリーニングすることが要求される。

【０００４】ベアチップに対してウエハ状態で一括して
バーンインスクリーニングを行うには、同一のウエハ上
に形成された複数のチップに電源電圧や信号を同時に印
加し、複数のチップを動作させる必要がある。このため
には、数千個以上のプローブをもつプローブカードを用
意する必要があるが、従来のニードル型プローブカード
ではピン数や価格の点からも対応できないという問題が
ある。

【０００５】そこで、図１１に示すような、プローブカ
ードが特願2000−186584号によりこの出願人より提案さ
れている。前記プローブカードは、半導体ウエハの各検
査用電極と接続するための複数のプローブ３と、プロー
ブ３と電気的に接続された基板１とを備え、プローブ３
は基板１上に形成されている接続パッド２に半田付けに
よって接合される。プローブ３を基板１上の接続パッド
に接合するためには例えば図１２に示すようなレーザ半
田付け装置を用いる。なお、前記基板１は電源電圧や信
号等を半導体集積回路に導通させるような配線（リー
ド）を有する配線基板である。

【０００６】図１２において、符号３はプローブ、１は
基板、２は接続パッド、１０６は半導体レーザ、１０５
はファイバ、１０４は集光レンズである。

【０００７】前記レーザ半田付け装置に用いられる半導
体レーザ１０６は、例えば波長 808ｎｍ、出力15Ｗ〜20
Ｗコア径が 600μｍ、開口数（ＮＡ）が0.2 〜0.22のフ
ァイバ出力のものが広く用いられている。レーザの発振
形態はマルチモードである。

【０００８】この波長帯の半導体レーザ１０６はＹＡＧ
レーザの励起用として用いられているものであり、発振
形態がマルチモードであるためコア径の小さいファイバ
に入射させることは難しいが、高出力のものが安価に入
手でき、さらに半田に対する加工性が優れている。

【０００９】また、ファイバ出力であることは、半導体
レーザ１０６とファイバ先端部１０５ａとの距離を離す
ことができる利点があり、装置への組み込みの際に配置
の自由度が高い。ただし、上述したように、ファイバ１
０５のコア径に制限があり、コア径 600μｍのマルチモ
ードファイバが多く用いられる。

【００１０】前記レーザ半田付け装置では、以下のよう
にしてプローブ３を基板１上の接続パッドに接合する。
図１１に示すように、予め接続パッド２上に半田２ｂを
塗布しておく。図１２に示すように、半導体レーザ１０
６から出射されたレーザ光は、ファイバ１０５を通して
導かれ、集光レンズ１０４により集光される。集光され
たレーザ光を接続パッド２上に照射し半田２ｂを溶融さ
せて、プローブ３を接続パッド２上に押しつけ接合す
る。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】ところが、前記従来の
レーザ半田付け装置では次のような問題があった。隣接
する接続パッドの中心間隔がレーザ光のスポット径より
狭く、接続パッドの長さが前記中心間隔よりも数倍長い
場合を想定する。例えば、図１３に示す隣接するパッド
２・２の中心間隔Ｐ＝ 100μｍ、接続パッド２の長さＬ
＝ 500μｍの場合、照射位置でのスポット径が例えば 6
00μｍであると、図１４のように複数の接続パッド２に
ビームスポット７１が照射されてしまう。この場合、隣
接するパッド２・２上に既に接合されたプローブがあれ
ば接合が外れてしまう。従って、照射するレーザ光のス
ポット径を図１５の符号７０のように１つの接続パッド
幅に収まるようにしなければならない。（本例ではスポ
ット径＝ 100μｍである。）

【００１２】レーザ光のスポット径を例えば 100μｍに
集光するためには、図１６の符号１０５ｃに示すファイ
バのコア径ｄ１＝ 600μｍの場合、結像倍率が６：１の
縮小倍率の集光レンズとしなければならない。２枚のレ
ンズを使って集光レンズを構成する場合を図１７に示
す。結像倍率はレンズの焦点距離ｆ１、ｆ２の比とな
る。例えば図１７において第１レンズ１０４ａの焦点距
離ｆ１＝60mmとすると、第２レンズ１０４ｂの焦点距離
ｆ２＝10mmにすれば、結像倍率６：１となり、直径ｄ１
のコア１０５ｃから出射されるレーザ光をスポット径 1
00μｍの像ｄ２に集光することができる。

【００１３】しかし、第２レンズ１０４ｂの焦点距離ｆ
２が10mmと非常に短いため、図１８に示すように第２レ
ンズ１０４ｂと基板１との距離ｈ１＝10mmとなり、レー
ザ半田付けの際に発生するガスや飛散物により第２レン
ズ１０４ｂが汚れてしまい、レーザ光の減衰、レンズの
焼き付きが発生するという問題がある。

【００１４】前記問題を回避するために第１レンズ１０
４ａ、第２レンズ１０４ｂの焦点距離を延ばすという方
法があるが、この場合レンズの口径Ｄが非常に大きくな
ってしまうという問題が発生する。

【００１５】また、図１９に示すように、長さ 500μｍ
の接続パッド２にスポット７０の径100μｍのレーザ光
を照射する場合、接続パッド２が局部的に加熱されるた
め、接続パッド２の温度分布は図２０のグラフに示すよ
うに均一とならない。レーザ光が照射されない部分の温
度を半田付けに適した温度まで上昇させるには、レーザ
出力を高くして照射部分の温度を上昇させ、熱伝導によ
りレーザ光が照射されない部分に熱を伝える必要がある
が、レーザ出力を高くしすぎると照射部分の半田の温度
が上がりすぎて昇華が起こり、接続パッド２、基板が破
壊されてしまう。レーザ出力が低いとレーザ光が照射さ
れない部分の温度が所要温度まで上昇しないという問題
が発生する。

【００１６】上記事情に鑑み本発明の課題は、接続パッ
ドの中心間隔がレーザ光のスポット径より狭く、接続パ
ッドの長さが前記中心間隔の数倍である場合に、隣接す
る接続パッドにレーザ光を照射することなく、所望の接
続パッド全体に均一にレーザ光を照射することができ、
更に集光レンズと照射部分（接続パッド）との近づきす
ぎを防止することである。

【００１７】

【課題を解決するための手段】以上の課題を解決するた
め、請求項１記載の発明は、例えば図１および図２に示
すように、半導体集積回路に接続して導通するプローブ
３と、基板１上に形成された接続パッド２とをレーザ半
田付けにより接合するプローブの接合装置であって、熱
源となるレーザ出射手段６と、レーザ出射手段６から出
射されるレーザ光を前記接続パッド２と前記プローブ３
との接合部分に集光して照射する集光レンズ４と、前記
レーザ光の光路の一部分を遮断することで、レーザ光の
ビームスポットを整形する光路遮断手段４ｃとを備える
ことを特徴とする。

【００１８】前記基板は、半導体ウエハ上に形成された
複数の半導体集積回路に電源電圧や信号などを同時に印
加するために、複数の配線（リード）を有している。前
記接続パッドは、基板の表面上に多数（例えば数千個）
形成されており、各配線は、対応した接続パッドに接続
されている。

【００１９】請求項１記載の発明によれば、レーザ出射
手段から出射されるレーザ光は集光レンズによって集光
されるが、その際、光路遮断手段によってレーザ光の光
路の一部分を遮断することで、レーザ光のビームスポッ
トを整形して接続パッドと前記プローブとの接合部分
（接続パッド上の半田）に照射する。つまり、レーザ光
のビームスポットを前記接合部分の形状とほぼ同形状か
若干大きめに整形して照射する。これにより、隣接する
接続パッドの中心間隔が例えば、 100μｍ以下の狭ピッ
チの場合でも、所望の接続パッド全体に均一にレーザ光
を照射できるとともに、隣接する接続パッドへのレーザ
光の照射を防止できる。また、前記光路遮断手段によっ
て接続パッド全体に均一にレーザ光を照射できるので、
焦点距離の長い集光レンズを採用でき、これによって、
集光レンズと照射部分との距離を十分に確保できる。

【００２０】請求項２記載の発明は、請求項１記載のプ
ローブの接合装置において、前記レーザ出射手段６から
出射されるレーザ光はファイバ５を通して前記集光レン
ズ４に導出されることを特徴とする。

【００２１】請求項２記載の発明によれば、レーザ光は
ファイバを通して集光レンズに導出されるが、ファイバ
のコア径が隣接する接続パッドの中心間隔の数倍であっ
ても、前記光路遮断手段によって、レーザ光のビームス
ポットを整形して接続パッドと前記プローブとの接合部
分（接続パッド上の半田）に照射する。したがって、所
望の接続パッド全体に均一にレーザ光を照射できるとと
もに、隣接する接続パッドへのレーザ光の照射を防止で
きるので、焦点距離の長い集光レンズを採用でき、集光
レンズと照射部分との距離を十分に確保できる。また、
レーザ光はファイバを通して集光レンズに導出されるの
で、レーザ出射手段とファイバ先端部との距離を離せる
利点があり、装置への組み込みの際に配置の自由度が高
い。

【００２２】請求項３記載の発明は、例えば図７および
図９に示すように、請求項１または２記載のプローブの
接合装置において、前記光路遮断手段４ｃを光路と垂直
な面において光軸８を中心として回転させることによ
り、照射部分のビームスポットＳの向きを変えることを
特徴とする。

【００２３】請求項３記載の発明によれば、光路遮断手
段を光路と垂直な面において光軸を中心として回転させ
ることにより、集光レンズの位置を固定したままビーム
スポットの向きを変更できるので、集光レンズの取付位
置を移動することなくビームスポットを接続パッド（接
合部分）に合致できる。

【００２４】請求項４記載の発明は、例えば図１および
図２に示すように、半導体集積回路に接続して導通する
プローブ３と、基板１上に形成された接続パッド３とを
レーザ半田付けにより接合するプローブの接合方法であ
って、レーザ光を集光して前記接続パッド２と前記プロ
ーブ３との接合部分に照射するに際し、レーザ光の光路
の一部分を遮断することで、レーザ光のビームスポット
を整形することを特徴とする。

【００２５】請求項４記載の発明によれば、レーザ光を
集光して接続パッドとプローブとの接合部分に照射する
に際し、レーザ光の光路の一部分を遮断することで、レ
ーザ光のビームスポットを整形する。つまり、レーザ光
のビームスポットを前記接合部分（接続パッド）とほぼ
同形状か若干大きめに整形して照射する。これにより、
隣接する接続パッドの中心間隔が例えば、 100μｍ以下
の狭ピッチの場合でも、所望の接続パッド全体に均一に
レーザ光を照射できるとともに、隣接する接続パッドへ
のレーザ光の照射を防止できる。なお、請求項４記載の
プローブの接合方法は、請求項１記載のプローブの接合
装置を使用することで、容易に実現できる。

【００２６】請求項５記載の発明は、請求項４記載のプ
ローブの接合方法において、前記レーザ光の光路の一部
を遮断するに際し、照射部分のビームスポットの向きを
可変とすることを特徴とする。

【００２７】請求項５記載の発明によれば、レーザ光の
光路の一部を遮断するに際し、照射部分のビームスポッ
トの向きを可変とすることによって、ビームスポットを
接続パッド（接合部分）に合致できる。なお、請求項５
記載のプローブの接合方法は、請求項３記載のプローブ
の接合装置を使用することで、容易に実現できる。

【００２８】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を詳細に説明する。

【００２９】＜第１の実施の形態＞図１および図２にお
いて、１は基板、２は接続パッド、３はプローブ、６は
半導体レーザ（レーザ出射手段）、５はファイバ、４Ａ
は集光レンズ部、４ｃは光路遮断手段である。

【００３０】基板１は、半導体ウエハ上に形成された複
数の半導体集積回路の通電等を試験するための電源電圧
や信号等を同時にそれら半導体集積回路に印加するため
に、複数の配線（リード）を有している。また、図１に
示すように、基板１の表面上に複数（例えば数千個）の
接続パッド２が形成されていて、各配線は、前記試験が
適切に行われるように、対応した接続パッド２に接続さ
れている。

【００３１】接続パッド２はレーザ半田付けにより、プ
ローブ３と接合される。プローブ３は、半導体ウエハの
各検査用電極と圧力接触され、基板１から出力された信
号等を各半導体集積回路に供給する。

【００３２】レーザ出射手段６は例えば出力40Ｗ、波長
808ｎｍの半導体レーザである。発振形態はマルチモー
ドであり、ファイバ５にそのレーザ出力を入射するよう
に構成された光モジュールとなっている。

【００３３】ファイバ５は、例えばコア径 600μｍ、Ｎ
Ａ 0.2の光ファイバである。ファイバ５は光コネクタ５
ａと光レセプタクル４ｄにより集光レンズ部４Ａに接続
され、拡がり角（半角）ｓｉｎ^−１０．２＝１１．５３
７°で、レーザ光を集光レンズ４に出射する。このよう
に、レーザ光はファイバ５を通して集光レンズ４に導出
されるので、レーザ出射手段６とファイバ５の先端部と
の距離を離せる利点があり、装置への組み込みの際に配
置の自由度が高い。

【００３４】集光レンズ部４Ａは、ケース７と、ケース
７内に配設された集光レンズ４および光路遮断手段４ｃ
とを備えている。前記集光レンズ４は、光コネクタ５ａ
から出射されるレーザ光を平行光にする第１レンズ４ａ
と、第１レンズ４ａから出力される平行光を集光する第
２レンズ４ｂとから構成されている。前記光路遮断手段
４ｃは、第２レンズ４ｂの直後に配設されている。光路
遮断手段４ｃは第２レンズ４ｂから出力されるレーザ光
の光路を部分的に遮断することで、レーザ光のビームス
ポットを整形する機能を備えている。

【００３５】図３により集光レンズ４の構成を説明す
る。例えば、第１レンズ４ａ、第２レンズ４ｂは共に焦
点距離ｆ１＝ｆ２＝50ｍｍ、直径Ｄ＝25.4mmの平凸レン
ズを使用し、第１レンズ４ａと第２レンズ４ｂとは断面
円弧状の凸部を対向させて配置される。

【００３６】光路遮断手段４ｃの例を図４に示す。図４
には、３種類の光路遮断手段４ｃ−１・４ｃ−２・４ｃ
−３を示しており、これらは全て円形の板の中央に穴が
空いたものである。光路遮断手段４ｃ−１の穴の形状は
円形、光路遮断手段４ｃ−２の穴の形状は矩形、光路遮
断手段４ｃ−３の穴の形状は楕円形となっている。前記
円形の板としては、アルミ板に黒アルマイト処理したも
の等を用いる。これ以外の材質でも、レーザ光を反射し
にくく、レーザ光を吸収して状態が変わらないものであ
ればどのようなものを用いてもよい。前記光路遮断手段
４ｃは、図３では第２レンズ４ｂの直後に配置している
が、第１レンズ４ａの手前（図３において左側）また
は、第１レンズ４ａと第２レンズ４ｂとの間に配置して
も良い。

【００３７】光路遮断手段４ｃの穴の大きさは以下のよ
うに決める。穴の形状が矩形の光路遮断手段４ｃ−２の
場合を説明する。まず、照射位置における光路遮断手段
４ｃ−２が無い場合のビーム寸法を求める。図３に示す
ように、照射位置を第２レンズの焦点距離ｆ２とする
と、本例では、コア径ｄ１＝ 600μｍ、第１レンズ４ａ
の焦点距離ｆ１＝50mm、第２レンズ４ｂの焦点距離ｆ２
＝50mmであるので、照射位置でのスポット径ｄ２は以下
の式で求められる。ｄ２＝ｄ１×ｆ２／ｆ１前記式により、ｄ２＝ 600μｍとなる。

【００３８】次に所要ビームスポットに対する比率を決
める。例えば所要ビームスポットは600μｍ× 100μｍ
の矩形とすると、一辺を元のスポット径 600μｍから 1
00μｍに光をカットするので、元のスポット径ｄ２に対
して、所要ビームスポットは、１００／６００＝１／６
の比率となる。

【００３９】次に、光路遮断手段４ｃ−２を配置する位
置におけるレーザ光の直径を計算する。計算を単純化す
るために第２レンズ４ｂ直後でレーザ光の直径は平行光
部分での値と同じであり、光路遮断手段４ｃ−２は第２
レンズ４ｂと密着して配置されるものと仮定する。第２
レンズ４ｂ直後のレーザ光の直径ｄは以下の式で求めら
れる。ｄ＝ｆ１×ｔａｎ（ｓｉｎ^−１０．２）×２前記式により、ｄ＝20.4mmとなる。次に、穴の大きさを
前記比率と同じになるように決める。 20.4×１／６＝3.4mm 以上により、光路遮断手段４ｃ−２の穴寸法は、20.4mm
× 3.4mmの矩形となる。

【００４０】そして、本例のプローブの接合装置では、
コア径ｄ１のファイバコア５ｃから出射されたレーザ光
は、焦点距離ｆ１に配置された第１レンズ４ａによって
平行光となり、第１レンズ４ａから出射された平行光は
第２レンズ４ｂに入射される。第２レンズ４ｂから出射
されたレーザ光は、光路遮断手段４ｃ−２により一部分
が遮断されることで、レーザ光のビームスポットが整形
されて接続パッドと前記プローブとの接合部分（接続パ
ッド上の半田）に照射される。つまり、レーザ光は、ビ
ームスポットを前記接合部分（接続パッド２）の形状と
ほぼ同形状か若干大きめに整形されて照射される。本例
では、図５に示すように、集光位置において、 600μｍ
× 100μｍの矩形形状のビームスポットＳとなる。

【００４１】したがって、隣接する接続パッド２・２の
中心間隔が例えば、 100μｍ以下の狭ピッチの場合で
も、所望の接続パッド２全体に均一にレーザ光を照射で
きるとともに、隣接する接続パッド２へのレーザ光の照
射を防止できる。また、前記光路遮断手段４ｃ−２によ
って接続パッド２全体に均一にレーザ光を照射できるの
で、焦点距離の長い集光レンズを採用でき、これによっ
て、集光レンズと照射部分との距離を十分に確保でき
る。さらに、接続パッド２全体に均一にレーザ光を照射
できるので、図５に示すように、接続パッド２の温度分
布が均一となり、プローブ３を接続パッド２に確実に半
田付けできる。

【００４２】なお、図６は、本実施の形態のプローブ接
合装置によって接続パッド２にレーザを照射する様子を
示している。本実施の形態では集光レンズ４ａ・４ｂの
焦点距離を50mmとすることができ、よって、集光レンズ
４下端と基板２との距離ｈを40数mm確保することができ
る。

【００４３】図７は、光路遮断手段４ｃを回転させる例
を説明しており、図７において、４Ａは内部に集光レン
ズを備えた集光レンズ部、８は光軸、４ｃは光路遮断手
段である。光路遮断手段４ｃは、光路と垂直な面に取り
付けられ、光軸８を中心として取付位置を回転させるこ
とができる。

【００４４】図８は、集光レンズ部４Ａを基板１に対し
て斜めに取り付けた場合の例である。集光レンズ部４Ａ
を固定したとき、図９のように照射位置でのビームスポ
ットＳの向きが接続パッド２の長手方向に対して斜めに
なっている場合がある。この場合に光路遮断手段４ｃを
回転させることにより、集光レンズ部４Ａを固定したま
まで、接続パッド２の長手方向とビームスポットＳの長
手方向の向きとを平行にして、隣接する接続パッド２・
２にレーザ光が照射されないようにビームスポットＳの
向きを調整できる。つまり、集光レンズ部４Ａ（集光レ
ンズ４）の取付位置を移動することなくビームスポット
Ｓを接続パッド２に合致できる。

【００４５】＜第２の実施の形態＞図１０は、第２の実
施の形態を示すものである。図１０において、前記第１
の実施の形態と同一の構成要素には、同一符号を付して
その説明を省略する。第２実施の形態が、第１実施の形
態と異なる点は、集光レンズを１枚の両凸レンズ１４で
構成した点である。

【００４６】両凸レンズ１４のみの１枚構成の場合は、
発光点から焦点距離の２倍だけ離した位置に両凸レンズ
１４を配置することにより、１：１結像系の集光レンズ
を構成することができる。本例の場合、焦点距離25.4m
m、レンズ径25.4mmの両凸レンズを採用し、ファイバ出
射端から50.8mmの位置に両凸レンズ１４を配置すること
により、両凸レンズ１４の出射側から50.8mmの位置が集
光位置となる。

【００４７】両凸レンズ１４から出射されたレーザ光
は、光路遮断手段４ｃにより任意の形状、大きさに整形
されて集光される。光路遮断手段４ｃの位置は、第１の
実施の形態例と同様両凸レンズ４ａの入射側に配置され
ても良い。

【００４８】本実施の形態では、前記第１の実施の形態
と同様の効果を得ることができる他、集光レンズを１枚
の両凸レンズ１４で構成したので、ケース７内における
レンズ配置が容易となる。また、集光レンズ４ａの焦点
距離を25.4mmとしているので、集光レンズ４下端と基板
２との距離ｈを40数mm確保できる。

【００４９】なお、本実施の形態において、第１の実施
の形態と同様に、光路遮断手段４ｃを回転させることに
より、ビームスポットの向きを変更できるように構成し
てもよい。

【００５０】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、光路遮断
手段によってレーザ光の光路の一部分を遮断すること
で、レーザ光のビームスポットを整形して接続パッドと
プローブとの接合部分に照射するので、レーザ光のビー
ムスポットを前記接合部分の形状とほぼ同形状か若干大
きめに整形して照射できる。したがって、隣接する接続
パッドの中心間隔が狭ピッチの場合でも、所望の接続パ
ッド全体に均一にレーザ光を照射できるとともに、隣接
する接続パッドへのレーザ光の照射を防止できる。ま
た、隣接する接続パッドへのレーザ光の照射を防止し
て、所望の接続パッド全体に均一にレーザ光を照射でき
るので、焦点距離の長い集光レンズを採用でき、これに
よって、集光レンズと照射部分との距離を十分に確保で
きる。

【００５１】請求項２記載の発明によれば、ファイバの
コア径が隣接する接続パッドの中心間隔の数倍であって
も、前記光路遮断手段によって、レーザ光のビームスポ
ットを整形して接続パッドとプローブとの接合部分に照
射するので、所望の接続パッド全体に均一にレーザ光を
照射できるとともに、隣接する接続パッドへのレーザ光
の照射を防止でき、よって、焦点距離の長い集光レンズ
を採用でき、集光レンズと照射部分との距離を十分に確
保できる。また、レーザ光はファイバを通して集光レン
ズに導出されるので、レーザ出射手段とファイバ先端部
との距離を離せる利点があり、装置への組み込みの際に
配置の自由度が高い。

【００５２】請求項３記載の発明によれば、光路遮断手
段を光軸を中心として回転させることにより、集光レン
ズの位置を固定したままビームスポットの向きを変更で
きるので、集光レンズの取付位置を移動することなくビ
ームスポットを接続パッドの形状に合致できる。

【００５３】請求項４記載の発明によれば、レーザ光の
光路の一部分を遮断することで、レーザ光のビームスポ
ットを整形して照射するので、レーザ光のビームスポッ
トを接合部分の形状とほぼ同形状か若干大きめに整形し
て照射できる。したがって、隣接する接続パッドの中心
間隔が狭ピッチの場合でも、所望の接続パッド全体に均
一にレーザ光を照射できるとともに、隣接する接続パッ
ドへのレーザ光の照射を防止できる。

【００５４】請求項５記載の発明によれば、照射部分の
ビームスポットの向きを可変とすることによって、ビー
ムスポットを接続パッドの形状に合致できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施の形態を示すもので、プロー
ブの接合装置の概略構成を示す図である。

【図２】同、プローブの接合装置の側面図である。

【図３】同、集光レンズの構成を示す部分平面図であ
る。

【図４】同、光路遮断手段の例を示す部分斜視図であ
る。

【図５】同、接続パッド上の温度分布を接続バッドとも
に示すグラフである。

【図６】同、プローブの接合装置を用いた場合における
レンズ〜基板までの距離を示す部分側面図である。

【図７】同、光路遮断手段を回転させる場合の説明図で
ある。

【図８】同、集光レンズを用いて基板にレーザを照射す
る場合の部分側面図である。

【図９】同、光路遮断手段を回転させた場合のビームの
向きが変わる様子を示す部分平面図である。

【図１０】本発明の第２実施の形態を示すもので、プロ
ーブの接合装置の側面図である。

【図１１】プローブカードの構成を示す部分斜視図であ
る。

【図１２】従来のプローブの接合装置を示す部分側面図
である。

【図１３】接続パッドの配置寸法を示す部分平面図であ
る。

【図１４】接続パッドの長手方向の長さと同サイズのス
ポット径のレーザ光を照射した場合の部分平面図であ
る。

【図１５】隣接する接続パッドにレーザ光が照射されな
いようにレーザ光のスポット径を小さくした場合の部分
平面図である。

【図１６】ファイバ先端の光コネクタ部の構造を示す部
分斜視図である。

【図１７】従来の集光レンズの構造を示す部分側面図で
ある。

【図１８】従来のプローブの接合装置を用いた場合のレ
ンズ〜基板までの距離を示す部分側面図である。

【図１９】従来の技術による接続パッドへのレーザの照
射の様子を示す部分斜視図である。

【図２０】従来の技術によるレーザ照射を行ったときの
接続パッド上の温度分布を接続パッドともに示すグラフ
である。

【符号の説明】

１基板２接続パッド３プローブ４集光レンズ４Ａ集光レンズ部４ａ第１レンズ４ｂ第２レンズ４ｃ光路遮断手段５ファイバ５ａ光コネクタ５ｂコア６レーザ出射手段７ケース８光軸Ｓビームスポット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｇ０１Ｒ 31/28 Ｈ０１Ｌ 21/66 ＢＨ０１Ｌ 21/66 Ｂ２３Ｋ 101:40 // Ｂ２３Ｋ 101:40 Ｇ０１Ｒ 31/28 Ｋ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】半導体集積回路に接続して導通するプロー
ブと、基板上に形成された接続パッドとをレーザ半田付
けにより接合するプローブの接合装置であって、熱源となるレーザ出射手段と、レーザ出射手段から出射されるレーザ光を前記接続パッ
ドと前記プローブとの接合部分に集光して照射する集光
レンズと、前記レーザ光の光路の一部分を遮断することで、レーザ
光のビームスポットを整形する光路遮断手段とを備える
ことを特徴とするプローブの接合装置。
【請求項２】前記レーザ出射手段から出射されるレーザ
光はファイバを通して前記集光レンズに導出されること
を特徴とする請求項１記載のプローブの接合装置。
【請求項３】前記光路遮断手段を光路と垂直な面におい
て光軸を中心として回転させることにより、照射部分の
ビームスポットの向きを変えることを特徴とする請求項
１または２記載のプローブの接合装置。
【請求項４】半導体集積回路に接続して導通するプロー
ブと、基板上に形成された接続パッドとをレーザ半田付
けにより接合するプローブの接合方法であって、レーザ光を集光して前記接続パッドと前記プローブとの
接合部分に照射するに際し、レーザ光の光路の一部分を遮断することで、レーザ光の
ビームスポットを整形することを特徴とするプローブの
接合方法。
【請求項５】前記レーザ光の光路の一部を遮断するに際
し、照射部分のビームスポットの向きを可変とすること
を特徴とする請求項４記載のプローブの接合方法。