JP2003297883A - プローブカード - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 プローブピンをコンタクトさせる際の接触不
良の低減と、ボンディングパッドの損傷を防止する。 【解決手段】 半導体ウエハ１２上に形成された半導体
集積回路のボンディングパッド１４にプローブピン９を
垂直にコンタクトさせ、半導体集積回路の電気的特性を
試験する垂直針式のプローブカードであって、プローブ
カード内部に設けられた中空部１６を介して連接された
複数のシリンダー３を垂直に設け、各シリンダー３の内
部にはプローブピン９と当接するピストン５を有し、中
空部１６および各シリンダー３内に流動性絶縁物４が充
填され、コンタクトの際に各プローブピン９にかかる針
圧がピストン５の変動量に関係なく流動性絶縁物４を介
して均等となるように分散させるようにした。
良の低減と、ボンディングパッドの損傷を防止する。 【解決手段】 半導体ウエハ１２上に形成された半導体
集積回路のボンディングパッド１４にプローブピン９を
垂直にコンタクトさせ、半導体集積回路の電気的特性を
試験する垂直針式のプローブカードであって、プローブ
カード内部に設けられた中空部１６を介して連接された
複数のシリンダー３を垂直に設け、各シリンダー３の内
部にはプローブピン９と当接するピストン５を有し、中
空部１６および各シリンダー３内に流動性絶縁物４が充
填され、コンタクトの際に各プローブピン９にかかる針
圧がピストン５の変動量に関係なく流動性絶縁物４を介
して均等となるように分散させるようにした。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体集積回路の
電気的特性試験に用いられるプローブカードに関し、特
にプローブピンがプローブカードに垂直に取り付けられ
ている垂直針式のプローブカードに関する。
電気的特性試験に用いられるプローブカードに関し、特
にプローブピンがプローブカードに垂直に取り付けられ
ている垂直針式のプローブカードに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、半導体ウエハ上に形成された半導
体集積回路の電気的特性試験に用いられる垂直針式のプ
ローブカードは、半導体集積回路の複数の端子部（以
下、ボンディングパッドと称する）が半導体集積回路の
外周並びに内部に設けられているフリップチップ型の半
導体集積回路を電気的に試験する場合に用いられてい
る。
体集積回路の電気的特性試験に用いられる垂直針式のプ
ローブカードは、半導体集積回路の複数の端子部（以
下、ボンディングパッドと称する）が半導体集積回路の
外周並びに内部に設けられているフリップチップ型の半
導体集積回路を電気的に試験する場合に用いられてい
る。
【０００３】この従来の垂直針式プローブカードには、
プローブピンに弾性力を付与するための手段としてスプ
リングの圧力を利用した機械方式のもの、あるいは流体
の圧力を利用した流体方式のものが提案されている。従
来技術としては、機械方式のものが一般に広く用いられ
ているが、例えば、特開平８−９７２６０号公報に示さ
れているように、各プローブピンに対し均等に加圧が可
能な流体方式のものも注目され始めている。
プローブピンに弾性力を付与するための手段としてスプ
リングの圧力を利用した機械方式のもの、あるいは流体
の圧力を利用した流体方式のものが提案されている。従
来技術としては、機械方式のものが一般に広く用いられ
ているが、例えば、特開平８−９７２６０号公報に示さ
れているように、各プローブピンに対し均等に加圧が可
能な流体方式のものも注目され始めている。
【０００４】図３は、従来技術のうちの機械方式による
垂直針式プローブカードの一例を説明するための構成断
面図である。図３を参照すると、この従来の垂直針式プ
ローブカードは、基盤部１ａとヘッド部２ａで構成され
ている。基盤部１ａには、テスター（図示せず）からの
電気的信号を各プローブピン９ａに伝える導線８ａがパ
ターニングされており、導線８ａの先端部にはプローブ
ピン９ａとの接触部となる金プレート１５が設けられて
いる。また、ヘッド部２ａには、その内部に複数のガイ
ド穴１０ａとプローブピン９ａが存在し、各々のプロー
ブピン９ａはガイド穴１０ａに従って独立して垂直方向
に上下動作ができるように構成されている。この基盤部
１ａとヘッド部２ａをねじ（図示せず）で締結して一体
とし、垂直針式プローブカードが構成されている。
垂直針式プローブカードの一例を説明するための構成断
面図である。図３を参照すると、この従来の垂直針式プ
ローブカードは、基盤部１ａとヘッド部２ａで構成され
ている。基盤部１ａには、テスター（図示せず）からの
電気的信号を各プローブピン９ａに伝える導線８ａがパ
ターニングされており、導線８ａの先端部にはプローブ
ピン９ａとの接触部となる金プレート１５が設けられて
いる。また、ヘッド部２ａには、その内部に複数のガイ
ド穴１０ａとプローブピン９ａが存在し、各々のプロー
ブピン９ａはガイド穴１０ａに従って独立して垂直方向
に上下動作ができるように構成されている。この基盤部
１ａとヘッド部２ａをねじ（図示せず）で締結して一体
とし、垂直針式プローブカードが構成されている。
【０００５】次に、この従来の垂直針式プローブカード
を用いて半導体集積回路にコンタクトさせる状態を図３
に基づいて説明する。コンタクト開始前は、プローブピ
ン９ａと半導体ウエハ１２はセパレート状態となってお
り、半導体ウエハ１２が搭載されているウエハステージ
１３を任意の高さまで上昇させることによってコンタク
トを可能としている。
を用いて半導体集積回路にコンタクトさせる状態を図３
に基づいて説明する。コンタクト開始前は、プローブピ
ン９ａと半導体ウエハ１２はセパレート状態となってお
り、半導体ウエハ１２が搭載されているウエハステージ
１３を任意の高さまで上昇させることによってコンタク
トを可能としている。
【０００６】まず、ウエハステージ１３を上昇させ、プ
ローブピン９ａの先端と半導体ウエハ１２のボンディン
グパッド１４とを接触させる。そのままウエハステージ
１３が上昇を続けるとプローブピン９ａはガイド穴１０
ａに従って押し上げられ、プローブピン９ａの根元が金
プレート１５と接触する。このとき、ウエハステージ１
３は、ボンディングパッド１４にある程度の針圧が加わ
るようあらかじめ設定された高さまで上昇する。プロー
ブピン９ａは半導体ウエハ１２並びに金プレート１５と
接触することでテスターとの導通を可能とし、テスター
からの電気的信号が半導体集積回路に送信されることで
良否判定が行われる。試験終了後はウエハステージ１３
が元の位置まで下降して停止する。
ローブピン９ａの先端と半導体ウエハ１２のボンディン
グパッド１４とを接触させる。そのままウエハステージ
１３が上昇を続けるとプローブピン９ａはガイド穴１０
ａに従って押し上げられ、プローブピン９ａの根元が金
プレート１５と接触する。このとき、ウエハステージ１
３は、ボンディングパッド１４にある程度の針圧が加わ
るようあらかじめ設定された高さまで上昇する。プロー
ブピン９ａは半導体ウエハ１２並びに金プレート１５と
接触することでテスターとの導通を可能とし、テスター
からの電気的信号が半導体集積回路に送信されることで
良否判定が行われる。試験終了後はウエハステージ１３
が元の位置まで下降して停止する。
【０００７】ここで、ウエハステージ１３が上昇し過ぎ
るとボンディングパッド１４に過剰な針圧が加わり、ボ
ンディングパッド１４の破損を引き起こす可能性を持っ
ているが、この不具合を回避するためにプローブピン９
ａの背の部分は湾曲した形状となってバネ性を持たせ、
過剰な針圧が加わるとプローブピン９ａの背の部分が撓
むことによって針圧を吸収するクッションの役割を果た
している。
るとボンディングパッド１４に過剰な針圧が加わり、ボ
ンディングパッド１４の破損を引き起こす可能性を持っ
ているが、この不具合を回避するためにプローブピン９
ａの背の部分は湾曲した形状となってバネ性を持たせ、
過剰な針圧が加わるとプローブピン９ａの背の部分が撓
むことによって針圧を吸収するクッションの役割を果た
している。
【０００８】一方、従来技術において流体方式を採用し
た垂直針式プローブカードは、各プローブピンに対しバ
ネに替わって流体を利用することによって均等に針圧を
かけられるという利点があるが、具体的な構造について
は実現に至っていない。
た垂直針式プローブカードは、各プローブピンに対しバ
ネに替わって流体を利用することによって均等に針圧を
かけられるという利点があるが、具体的な構造について
は実現に至っていない。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記したよ
うな従来の機械方式によるプローブカードでは解決の難
しい問題点を無くするためになされたもので、機械方式
に替わって流体方式を採用することによって解決を図ろ
うとするものである。
うな従来の機械方式によるプローブカードでは解決の難
しい問題点を無くするためになされたもので、機械方式
に替わって流体方式を採用することによって解決を図ろ
うとするものである。
【００１０】従来の機械方式による問題点としては、以
下のような問題点があった。まず、第１の問題点は、半
導体ウエハとのコンタクト回数を重ねて行くにしたがっ
て、プローブピンの背の部分に曲げ伸ばしによる金属疲
労が発生し、各プローブピンにおける高さのばらつきを
大きくさせてしまうという点である。プローブピンの高
さのばらつきが大きくなると各プローブピンの針圧に差
が生じ、以下のような不具合を引き起こす。すなわち、
針圧の弱いプローブピンは、ボンディングパッドと正常
にコンタクトできなくなり、半導体集積回路を良否判定
する場合、良品を不良品と誤判定してしまう可能性があ
る。また、針圧の強いプローブピンは、ボンディングパ
ッドに必要以上の針圧が加わるためボンディングパッド
が破損してしまう。
下のような問題点があった。まず、第１の問題点は、半
導体ウエハとのコンタクト回数を重ねて行くにしたがっ
て、プローブピンの背の部分に曲げ伸ばしによる金属疲
労が発生し、各プローブピンにおける高さのばらつきを
大きくさせてしまうという点である。プローブピンの高
さのばらつきが大きくなると各プローブピンの針圧に差
が生じ、以下のような不具合を引き起こす。すなわち、
針圧の弱いプローブピンは、ボンディングパッドと正常
にコンタクトできなくなり、半導体集積回路を良否判定
する場合、良品を不良品と誤判定してしまう可能性があ
る。また、針圧の強いプローブピンは、ボンディングパ
ッドに必要以上の針圧が加わるためボンディングパッド
が破損してしまう。
【００１１】第２の問題点は、プローブカード本体が傾
いて取り付けられたり、半導体ウエハに反りがあったり
すると、各プローブピン間の針圧に差が生じる点であ
る。これも第１の問題点と同様、プローブピンが正常に
コンタクトできなくなるため、良否判定を誤ったり、ボ
ンディングパッドを破損させたりするという欠点を持っ
ている。
いて取り付けられたり、半導体ウエハに反りがあったり
すると、各プローブピン間の針圧に差が生じる点であ
る。これも第１の問題点と同様、プローブピンが正常に
コンタクトできなくなるため、良否判定を誤ったり、ボ
ンディングパッドを破損させたりするという欠点を持っ
ている。
【００１２】第３の問題点は、プローブピンの先端を研
磨する場合、プローブピンの高さにばらつきがあると全
プローブピンが均一に研磨できない点である。針圧が弱
いプローブピンは針先に付着した異物等を除去すること
ができず、また、針圧の強いプローブピンは研磨量が大
きくなり、針の先端径が不均一となってしまう。
磨する場合、プローブピンの高さにばらつきがあると全
プローブピンが均一に研磨できない点である。針圧が弱
いプローブピンは針先に付着した異物等を除去すること
ができず、また、針圧の強いプローブピンは研磨量が大
きくなり、針の先端径が不均一となってしまう。
【００１３】そこで、本発明は、これらの問題点を解決
するためになされたもので、プローブピン加圧機構とし
て流体方式を採用することによってプローブピンに加わ
る圧力を均等に分散させ、全プローブピンを同じ針圧で
コンタクトできるようにしてプローブピンと半導体ウエ
ハとの電気的接触不良を低減し、また、コンタクト時に
過剰な針圧が加わらないようにプローブピンにクッショ
ン性を持たせ、ボンディングパッドの損傷を低減するこ
とを目的としたプローブカードを提供することにある。
するためになされたもので、プローブピン加圧機構とし
て流体方式を採用することによってプローブピンに加わ
る圧力を均等に分散させ、全プローブピンを同じ針圧で
コンタクトできるようにしてプローブピンと半導体ウエ
ハとの電気的接触不良を低減し、また、コンタクト時に
過剰な針圧が加わらないようにプローブピンにクッショ
ン性を持たせ、ボンディングパッドの損傷を低減するこ
とを目的としたプローブカードを提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明は、半導体ウエハ
上に形成された半導体集積回路のボンディングパッドに
プローブピンを垂直にコンタクトさせ、半導体集積回路
の電気的特性を試験する垂直針式のプローブカードにお
いて、プローブカード内部に設けられた中空部を介して
連接された複数のシリンダーを垂直に設け、各シリンダ
ー内部にはプローブピンと当接するピストンを有し、前
記中空部および各シリンダー内に流動性絶縁物が充填さ
れ、前記コンタクトの際に各プローブピンにかかる針圧
がピストンの変動量に関係なく流動性絶縁物を介して均
等となるように分散させるようにしたものである。
上に形成された半導体集積回路のボンディングパッドに
プローブピンを垂直にコンタクトさせ、半導体集積回路
の電気的特性を試験する垂直針式のプローブカードにお
いて、プローブカード内部に設けられた中空部を介して
連接された複数のシリンダーを垂直に設け、各シリンダ
ー内部にはプローブピンと当接するピストンを有し、前
記中空部および各シリンダー内に流動性絶縁物が充填さ
れ、前記コンタクトの際に各プローブピンにかかる針圧
がピストンの変動量に関係なく流動性絶縁物を介して均
等となるように分散させるようにしたものである。
【００１５】また、本発明は、前記プローブカードが、
流動性絶縁物が充填された中空部およびピストンを備え
たシリンダーを有する基盤部と、プローブピンを案内す
るガイド穴を備えたヘッド部とから構成され、この基盤
部とヘッド部とを締結して一体化した構造を有し、ま
た、前記ピストンとプローブピンは基盤部とヘッド部と
を締結する際にスペーサーを介して当接され、ピストン
とスペーサーとプローブピンは一体となって上下に可動
するようになっている。
流動性絶縁物が充填された中空部およびピストンを備え
たシリンダーを有する基盤部と、プローブピンを案内す
るガイド穴を備えたヘッド部とから構成され、この基盤
部とヘッド部とを締結して一体化した構造を有し、ま
た、前記ピストンとプローブピンは基盤部とヘッド部と
を締結する際にスペーサーを介して当接され、ピストン
とスペーサーとプローブピンは一体となって上下に可動
するようになっている。
【００１６】また、本発明は、前記ヘッド部に設けられ
たガイド穴に導電性円筒がはめ込まれ、基盤部とヘッド
部とを締結した後、この導電性円筒の内壁とプローブピ
ンの外周とが摺動可能に導電接触するようにし、また、
前記基盤部にはテスターから電気信号を伝える導線がパ
ターニングされ、基盤部とヘッド部とを締結する際に、
パターニングされた導線と導電性円筒とが接触してテス
ターとプローブピンとが電気的に導通するようにしてい
る。
たガイド穴に導電性円筒がはめ込まれ、基盤部とヘッド
部とを締結した後、この導電性円筒の内壁とプローブピ
ンの外周とが摺動可能に導電接触するようにし、また、
前記基盤部にはテスターから電気信号を伝える導線がパ
ターニングされ、基盤部とヘッド部とを締結する際に、
パターニングされた導線と導電性円筒とが接触してテス
ターとプローブピンとが電気的に導通するようにしてい
る。
【００１７】また、本発明は、半導体ウエハ上に形成さ
れた半導体集積回路のボンディングパッドにプローブピ
ンを垂直にコンタクトさせ、半導体集積回路の電気的特
性を試験する垂直針式のプローブカードにおいて、プロ
ーブカード内部に設けられた中空部を介して連接された
複数のシリンダーを垂直に設け、各シリンダー内部には
プローブピンと当接するピストンを有し、前記中空部お
よび各シリンダーには流動性絶縁物が充填され、前記コ
ンタクトの際に各プローブピンに過剰な針圧がかかった
場合の針圧を、流動性絶縁物を介して中空部内壁の一部
に設けたスプリングの圧縮により吸収するようにしてい
る。
れた半導体集積回路のボンディングパッドにプローブピ
ンを垂直にコンタクトさせ、半導体集積回路の電気的特
性を試験する垂直針式のプローブカードにおいて、プロ
ーブカード内部に設けられた中空部を介して連接された
複数のシリンダーを垂直に設け、各シリンダー内部には
プローブピンと当接するピストンを有し、前記中空部お
よび各シリンダーには流動性絶縁物が充填され、前記コ
ンタクトの際に各プローブピンに過剰な針圧がかかった
場合の針圧を、流動性絶縁物を介して中空部内壁の一部
に設けたスプリングの圧縮により吸収するようにしてい
る。
【００１８】また、本発明は、前記スプリングが中空部
の内壁に開けられた挿入孔に挿入され、同じく挿入孔に
挿入されたピストンを介して流動性絶縁物に加わる圧力
変動により伸縮する構造を有し、また、前記スプリング
は圧力調整ねじによって自由長を可変し、プローブピン
にかかる針圧を調整可能とし、また、前記流動性絶縁物
にはシリコンオイルを使用している。
の内壁に開けられた挿入孔に挿入され、同じく挿入孔に
挿入されたピストンを介して流動性絶縁物に加わる圧力
変動により伸縮する構造を有し、また、前記スプリング
は圧力調整ねじによって自由長を可変し、プローブピン
にかかる針圧を調整可能とし、また、前記流動性絶縁物
にはシリコンオイルを使用している。
【００１９】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施の
形態を説明するためのプローブカードの要部構成断面図
であり、図２は、そのプローブカード全体の概略構造を
示す平面図（ａ）および断面図（ｂ）である。なお、従
来技術と同じ部品は同じ符号を用いて説明する。
て図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施の
形態を説明するためのプローブカードの要部構成断面図
であり、図２は、そのプローブカード全体の概略構造を
示す平面図（ａ）および断面図（ｂ）である。なお、従
来技術と同じ部品は同じ符号を用いて説明する。
【００２０】まず、図２に示すように、本発明のプロー
ブカードは、基盤部１とヘッド部２の二つの部分から構
成され、基盤部１はさらに部材１０１、１０２、１０３
からなり、組み立ておよびメンテナンスのしやすい構成
となっている。そして、最終的に基盤部１とヘッド部２
は締結ねじ２２で締結されて一体化されるようになって
いる。
ブカードは、基盤部１とヘッド部２の二つの部分から構
成され、基盤部１はさらに部材１０１、１０２、１０３
からなり、組み立ておよびメンテナンスのしやすい構成
となっている。そして、最終的に基盤部１とヘッド部２
は締結ねじ２２で締結されて一体化されるようになって
いる。
【００２１】この基盤部１は、図１に示すようにそれぞ
れが硬質樹脂などの絶縁材料で構成され、基盤部１の内
部には流動性絶縁物を充填するための中空部１６が形成
されており、部材１０３にはこの中空部１６につながり
シリンダー３となる複数の穴が垂直方向にあけられ、全
てのシリンダー３は中空部１６と連通した構造となって
いる。シリンダー３はストレート穴ではなく、中空部１
６につながる上部開口部には部材１０２に開けられた穴
によって段部１７が形成され、下部開口部には部材１０
３の加工時に段部１８を設け、これらの段部は図１に示
すように、シリンダー３の内部に挿入されるピストン５
およびスペーサー６の飛び出しや抜け落ちを防ぐための
ストッパーとなっている。また、シリンダー３の配置
は、測定する半導体ウエハ１２のボンディングパッド１
４の位置に一対一で対応させて設けている。図２に示し
たプローブカードは、半導体集積回路上にボンディング
パッドがマトリクス状に配列された半導体ウエハを試験
する場合の一例である。
れが硬質樹脂などの絶縁材料で構成され、基盤部１の内
部には流動性絶縁物を充填するための中空部１６が形成
されており、部材１０３にはこの中空部１６につながり
シリンダー３となる複数の穴が垂直方向にあけられ、全
てのシリンダー３は中空部１６と連通した構造となって
いる。シリンダー３はストレート穴ではなく、中空部１
６につながる上部開口部には部材１０２に開けられた穴
によって段部１７が形成され、下部開口部には部材１０
３の加工時に段部１８を設け、これらの段部は図１に示
すように、シリンダー３の内部に挿入されるピストン５
およびスペーサー６の飛び出しや抜け落ちを防ぐための
ストッパーとなっている。また、シリンダー３の配置
は、測定する半導体ウエハ１２のボンディングパッド１
４の位置に一対一で対応させて設けている。図２に示し
たプローブカードは、半導体集積回路上にボンディング
パッドがマトリクス状に配列された半導体ウエハを試験
する場合の一例である。
【００２２】また、図１に示すように、中空部１６およ
びシリンダー３の内部には、シリコンオイルなどの流動
性絶縁物４が充填され、金属製のピストン５およびスペ
ーサー６を介してヘッド部２側に設置されている各プロ
ーブピン９に均等に圧力を伝えられるようになってい
る。また、プローブピン９にかかる過剰な圧力を吸収で
きるように、中空部１６を構成する部材１０１の一部に
スプリング７およびピストン１９を挿入する挿入孔２０
を設け、ピストン１９を介してスプリング７を圧縮し、
プローブピン９にかかる過剰な圧力を吸収できるように
なっている。また、ピストン１９、スプリング７は圧力
調整ねじ２１と一体となって部材１０１に取り付けれ、
スプリング７の自由長を圧力調整ねじ２１で可変するこ
とによって、プローブピンにかかる針圧を任意に調整可
能としている。また、挿入孔２０は、流動性絶縁物４を
充填する際の注入孔も兼ねている。さらに基盤部１に
は、テスター（図示せず）からの電気信号をプローブピ
ン９に伝えるための導線８がパターニングされている。
びシリンダー３の内部には、シリコンオイルなどの流動
性絶縁物４が充填され、金属製のピストン５およびスペ
ーサー６を介してヘッド部２側に設置されている各プロ
ーブピン９に均等に圧力を伝えられるようになってい
る。また、プローブピン９にかかる過剰な圧力を吸収で
きるように、中空部１６を構成する部材１０１の一部に
スプリング７およびピストン１９を挿入する挿入孔２０
を設け、ピストン１９を介してスプリング７を圧縮し、
プローブピン９にかかる過剰な圧力を吸収できるように
なっている。また、ピストン１９、スプリング７は圧力
調整ねじ２１と一体となって部材１０１に取り付けれ、
スプリング７の自由長を圧力調整ねじ２１で可変するこ
とによって、プローブピンにかかる針圧を任意に調整可
能としている。また、挿入孔２０は、流動性絶縁物４を
充填する際の注入孔も兼ねている。さらに基盤部１に
は、テスター（図示せず）からの電気信号をプローブピ
ン９に伝えるための導線８がパターニングされている。
【００２３】次に、ヘッド部２の構成としては、図１に
示すように基盤部１と同じく硬質樹脂などで形成され、
半導体集積回路のボンディングパッド１４と接触するプ
ローブピン９と、各プローブピン９が収まる複数のガイ
ド穴１０を有し、ガイド穴１０にはプローブピン９の外
周が接触する導電性円筒１１がはめ込まれている。プロ
ーブピン９はタングステンなどからなり、先端部は細く
上端部は太い２段構造となっている。ガイド穴１０の下
部には段部が設けられ、段付き構造のプローブピン９の
脱落を防いでいる。プローブピン９は導電性円筒１１の
内壁と摺動可能に常時接触することでテスターとの電気
的導通を可能にしている。
示すように基盤部１と同じく硬質樹脂などで形成され、
半導体集積回路のボンディングパッド１４と接触するプ
ローブピン９と、各プローブピン９が収まる複数のガイ
ド穴１０を有し、ガイド穴１０にはプローブピン９の外
周が接触する導電性円筒１１がはめ込まれている。プロ
ーブピン９はタングステンなどからなり、先端部は細く
上端部は太い２段構造となっている。ガイド穴１０の下
部には段部が設けられ、段付き構造のプローブピン９の
脱落を防いでいる。プローブピン９は導電性円筒１１の
内壁と摺動可能に常時接触することでテスターとの電気
的導通を可能にしている。
【００２４】このような構造にある基盤部１とヘッド部
２とを重ね合わせて締結ねじ２２で締結（図２）する
と、ピストン５とプローブピン９はスペーサー６を介し
てそれぞれ当接接触し、ピストン付きのプローブピンと
して一体となって上下動作できるようになる。ここで、
スペーサー６は、基盤部１とヘッド部２とに分かれてい
るピストン５とプローブピン９との間をつないで圧力を
伝達するための部材であり、また、ピストン５とプロー
ブピン９を一体に製作するよりも分割構造としたことに
よって、組み立てあるいは交換等のメンテナンスがやり
易い構造となっている。さらに、導電性円筒１１をガイ
ド穴１０からわずか突出させておくことによって、基盤
部１とヘッド部２とを締結する際に導線８と確実に接触
し、テスターとプローブピン９との電気的導通を容易に
している。
２とを重ね合わせて締結ねじ２２で締結（図２）する
と、ピストン５とプローブピン９はスペーサー６を介し
てそれぞれ当接接触し、ピストン付きのプローブピンと
して一体となって上下動作できるようになる。ここで、
スペーサー６は、基盤部１とヘッド部２とに分かれてい
るピストン５とプローブピン９との間をつないで圧力を
伝達するための部材であり、また、ピストン５とプロー
ブピン９を一体に製作するよりも分割構造としたことに
よって、組み立てあるいは交換等のメンテナンスがやり
易い構造となっている。さらに、導電性円筒１１をガイ
ド穴１０からわずか突出させておくことによって、基盤
部１とヘッド部２とを締結する際に導線８と確実に接触
し、テスターとプローブピン９との電気的導通を容易に
している。
【００２５】次に、上述したような本発明の一実施の形
態におけるプローブカードの動作について、図１を参照
して説明する。本発明の特徴としては、まず、プローブ
カードの内部に充填した流動性を持つ絶縁物（例えばシ
リコンオイルなど）とピストンとを備え、コンタクト時
に各プローブピンに加わる圧力を均等に分散させること
にある。もう一つの特徴は、針圧吸収用のスプリングを
１本備え付けることで、各プローブピンに加わる過剰な
針圧をスプリングの圧縮によって吸収可能にすることで
ある。
態におけるプローブカードの動作について、図１を参照
して説明する。本発明の特徴としては、まず、プローブ
カードの内部に充填した流動性を持つ絶縁物（例えばシ
リコンオイルなど）とピストンとを備え、コンタクト時
に各プローブピンに加わる圧力を均等に分散させること
にある。もう一つの特徴は、針圧吸収用のスプリングを
１本備え付けることで、各プローブピンに加わる過剰な
針圧をスプリングの圧縮によって吸収可能にすることで
ある。
【００２６】本発明の垂直針式プローブカードは、コン
タクト開始前はプローブピン９と半導体ウエハ１２がセ
パレート状態となっており、半導体ウエハ１２が搭載さ
れているウエハステージ１３を任意の高さまで上昇させ
ることでコンタクトを可能としている。図１は、このコ
ンタクトした状態を示している。なお、測定に供する半
導体ウエハ１２には、ボンディングパッド１４がマトリ
クス状に配列されたフリップチップ型の半導体集積回路
が複数形成された場合を想定している。
タクト開始前はプローブピン９と半導体ウエハ１２がセ
パレート状態となっており、半導体ウエハ１２が搭載さ
れているウエハステージ１３を任意の高さまで上昇させ
ることでコンタクトを可能としている。図１は、このコ
ンタクトした状態を示している。なお、測定に供する半
導体ウエハ１２には、ボンディングパッド１４がマトリ
クス状に配列されたフリップチップ型の半導体集積回路
が複数形成された場合を想定している。
【００２７】まず、ウエハステージ１３が上昇するとプ
ローブピン９の先端が半導体ウエハ１２のボンディング
パッド１４と接触する。さらにウエハステージ１３が上
昇を続けると、導電性円筒１１に従って押し上げられた
プローブピン９がスペーサー６およびピストン５を押し
上げ、シリンダー３内部の流動性絶縁物４に圧力を発生
させる。シリンダー３の内部に発生した圧力は、流動性
絶縁物４を介して各ピストン５に均一に加わるため、全
プローブピン９が同じ針圧でボンディングパッド１４と
の接触を可能にしている。もしも、プローブピン９の磨
耗、半導体ウエハ１２の反り、ボンディングパッド高さ
のばらつき等でピストン５の変動量に差が生じても（図
１はこの状態を示している）、各プローブピン９にかか
る針圧は均一となる。
ローブピン９の先端が半導体ウエハ１２のボンディング
パッド１４と接触する。さらにウエハステージ１３が上
昇を続けると、導電性円筒１１に従って押し上げられた
プローブピン９がスペーサー６およびピストン５を押し
上げ、シリンダー３内部の流動性絶縁物４に圧力を発生
させる。シリンダー３の内部に発生した圧力は、流動性
絶縁物４を介して各ピストン５に均一に加わるため、全
プローブピン９が同じ針圧でボンディングパッド１４と
の接触を可能にしている。もしも、プローブピン９の磨
耗、半導体ウエハ１２の反り、ボンディングパッド高さ
のばらつき等でピストン５の変動量に差が生じても（図
１はこの状態を示している）、各プローブピン９にかか
る針圧は均一となる。
【００２８】ウエハステージ１３は、全プローブピン９
にある程度の針圧が加わるようにあらかじめ設定した高
さまで上昇して電気的試験を行うが、もしもウエハステ
ージ１３の上昇し過ぎにより半導体ウエハ１２に過剰な
針圧が加わった場合には、ボンディングパッド１４に損
傷を引き起こす可能性がある。この不具合を回避するた
めに、シリンダー３につながった中空部１６内に過剰な
圧力を吸収させるスプリング７が設置されており、流動
性絶縁物４を介してこのスプリング７を圧縮させ、プロ
ーブピン９にクッション性を持たせることによってボン
ディングパッド１４の破損を防いでいる。なお、試験終
了後は、ウエハステージ１３はもとの位置まで下降し、
次の半導体集積回路をプローブピンの下に移動させる。
そして、この一連の動作を繰り返すことによって、半導
体ウエハ上の半導体集積回路の電気的試験が行われる。
にある程度の針圧が加わるようにあらかじめ設定した高
さまで上昇して電気的試験を行うが、もしもウエハステ
ージ１３の上昇し過ぎにより半導体ウエハ１２に過剰な
針圧が加わった場合には、ボンディングパッド１４に損
傷を引き起こす可能性がある。この不具合を回避するた
めに、シリンダー３につながった中空部１６内に過剰な
圧力を吸収させるスプリング７が設置されており、流動
性絶縁物４を介してこのスプリング７を圧縮させ、プロ
ーブピン９にクッション性を持たせることによってボン
ディングパッド１４の破損を防いでいる。なお、試験終
了後は、ウエハステージ１３はもとの位置まで下降し、
次の半導体集積回路をプローブピンの下に移動させる。
そして、この一連の動作を繰り返すことによって、半導
体ウエハ上の半導体集積回路の電気的試験が行われる。
【００２９】
【発明の効果】本発明のプローブカードは、上記のよう
に構成されているので、以下に掲げる効果を奏する。第
１の効果は、半導体ウエハとの接触不良を低減すること
によって、安定した電気的試験を行うことができること
である。その理由は、各プローブピンの針圧を分散させ
ることによって全プローブピンの針圧を均一にすること
ができるためである。
に構成されているので、以下に掲げる効果を奏する。第
１の効果は、半導体ウエハとの接触不良を低減すること
によって、安定した電気的試験を行うことができること
である。その理由は、各プローブピンの針圧を分散させ
ることによって全プローブピンの針圧を均一にすること
ができるためである。
【００３０】第２の効果は、半導体集積回路の端子部で
あるボンディングパッドの損傷を防ぐことによって、半
導体集積回路の品質向上を図れることである。その理由
は、針圧吸収用のスプリングを設置したことによってコ
ンタクト時にプローブピンにクッション性を持たせ、ボ
ンディングパッドに過剰な針圧が加わるのを防いでいる
ためである。
あるボンディングパッドの損傷を防ぐことによって、半
導体集積回路の品質向上を図れることである。その理由
は、針圧吸収用のスプリングを設置したことによってコ
ンタクト時にプローブピンにクッション性を持たせ、ボ
ンディングパッドに過剰な針圧が加わるのを防いでいる
ためである。
【００３１】また、第３の効果としてプローブピン先端
の研磨量を均一にすることができるようになったことで
ある。その理由は全プローブピンの針圧を均一にするこ
とができるためである。
の研磨量を均一にすることができるようになったことで
ある。その理由は全プローブピンの針圧を均一にするこ
とができるためである。
【図１】本発明のプローブカードにおける一実施の形態
を説明する要部構成断面図である。
を説明する要部構成断面図である。
【図２】本発明のプローブカード全体の概略構造を示す
平面図（ａ）、断面図（ｂ）である。
平面図（ａ）、断面図（ｂ）である。
【図３】従来のプローブカードを説明する構成断面図で
ある。
ある。
１、１ａ 基盤部
２、２ａ ヘッド部
３ シリンダー
４ 流動性絶縁物
５ ピストン
６ スペーサー
７ スプリング
８、８ａ 導線
９、９ａ プローブピン
１０、１０ａ ガイド穴
１１ 導電性円筒
１２ 半導体ウエハ
１３ ウエハステージ
１４ ボンディングパッド
１５ 金プレート
１６ 中空部
１７、１８ 段部
１９ ピストン
２０ 挿入孔
２１ 圧力調整ねじ
２２ 締結ねじ
１０１、１０２、１０３ 部材
Claims (9)
- 【請求項１】 半導体ウエハ上に形成された半導体集積
回路のボンディングパッドにプローブピンを垂直にコン
タクトさせ、半導体集積回路の電気的特性を試験する垂
直針式のプローブカードにおいて、プローブカード内部
に設けられた中空部を介して連接された複数のシリンダ
ーを垂直に設け、各シリンダー内部にはプローブピンと
当接するピストンを有し、前記中空部および各シリンダ
ー内に流動性絶縁物が充填され、前記コンタクトの際に
各プローブピンにかかる針圧がピストンの変動量に関係
なく流動性絶縁物を介して均等となるように分散させる
ことを特徴とするプローブカード。 - 【請求項２】 前記プローブカードは、流動性絶縁物が
充填された中空部およびピストンを備えたシリンダーを
有する基盤部と、プローブピンを案内するガイド穴を備
えたヘッド部とから構成され、この基盤部とヘッド部と
を締結して一体化したことを特徴とする請求項１記載の
プローブカード。 - 【請求項３】 前記ピストンとプローブピンは基盤部と
ヘッド部とを締結する際にスペーサーを介して当接さ
れ、ピストンとスペーサーとプローブピンは一体となっ
て上下に可動することを特徴とする請求項１または２記
載のプローブカード。 - 【請求項４】 前記ヘッド部に設けられたガイド穴には
導電性円筒がはめ込まれ、基盤部とヘッド部とを締結し
た後、この導電性円筒の内壁とプローブピンの外周とは
摺動可能に導電接触していることを特徴とする請求項２
記載のプローブカード。 - 【請求項５】 前記基盤部にはテスターから電気信号を
伝える導線がパターニングされ、基盤部とヘッド部とを
締結する際に、パターニングされた導線と導電性円筒と
が接触してテスターとプローブピンとが電気的に導通す
ることを特徴とする請求項２または４記載のプローブカ
ード。 - 【請求項６】 半導体ウエハ上に形成された半導体集積
回路のボンディングパッドにプローブピンを垂直にコン
タクトさせ、半導体集積回路の電気的特性を試験する垂
直針式のプローブカードにおいて、プローブカード内部
に設けられた中空部を介して連接された複数のシリンダ
ーを垂直に設け、各シリンダー内部にはプローブピンと
当接するピストンを有し、前記中空部および各シリンダ
ーには流動性絶縁物が充填され、前記コンタクトの際に
各プローブピンに過剰な針圧がかかった場合の針圧を、
流動性絶縁物を介して中空部内壁の一部に設けたスプリ
ングの圧縮により吸収することを特徴とする請求項１記
載のプローブカード。 - 【請求項７】 前記スプリングは中空部の内壁に開けら
れた挿入孔に挿入され、同じく挿入孔に挿入されたピス
トンを介して流動性絶縁物に加わる圧力変動により伸縮
することを特徴とする請求項６記載のプローブカード。 - 【請求項８】 前記スプリングは、圧力調整ねじによっ
て自由長を可変しプローブピンにかかる針圧を調整可能
としたことを特徴とする請求項６記載のプローブカー
ド。 - 【請求項９】 前記流動性絶縁物はシリコンオイルであ
ることを特徴とする請求項１記載のプローブカード。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002102269A JP3902497B2 (ja) | 2002-04-04 | 2002-04-04 | プローブカード |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002102269A JP3902497B2 (ja) | 2002-04-04 | 2002-04-04 | プローブカード |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003297883A true JP2003297883A (ja) | 2003-10-17 |
| JP3902497B2 JP3902497B2 (ja) | 2007-04-04 |
Family
ID=29388888
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002102269A Expired - Fee Related JP3902497B2 (ja) | 2002-04-04 | 2002-04-04 | プローブカード |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3902497B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007078380A (ja) * | 2005-09-12 | 2007-03-29 | Fujitsu Ltd | プローブカード |
| CN111721980A (zh) * | 2019-03-22 | 2020-09-29 | 中华精测科技股份有限公司 | 垂直式探针卡及其矩形探针 |
| CN112433140A (zh) * | 2021-01-27 | 2021-03-02 | 江西铭德半导体科技有限公司 | 一种测试装置、测试模组及控制方法 |
-
2002
- 2002-04-04 JP JP2002102269A patent/JP3902497B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007078380A (ja) * | 2005-09-12 | 2007-03-29 | Fujitsu Ltd | プローブカード |
| CN111721980A (zh) * | 2019-03-22 | 2020-09-29 | 中华精测科技股份有限公司 | 垂直式探针卡及其矩形探针 |
| CN112433140A (zh) * | 2021-01-27 | 2021-03-02 | 江西铭德半导体科技有限公司 | 一种测试装置、测试模组及控制方法 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3902497B2 (ja) | 2007-04-04 |
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