JP2003329734A - 検査装置及び検査部材とその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＳＡＷフィルタなどの高周波半導体装置に対
する高周波特性の損失を少なくした安価で高精度な電気
的特性測定が可能な検査装置及び検査部材とその製造方
法を提供する。 【解決手段】 被検査対象物９の電気的特性を検査する
検査装置において、ステージ機構１と、プローブカード
保持具２と、プローブカード３とを備え、プローグカー
ド３は、被検査対象物９に対向して板ばねピン５を設け
た検査面及び検査面の反対側の検査裏面に、スルーホー
ル５６で接続された信号用配線パターン及びグランド用
配線パターンを設けたプリント配線基板４によって構成
され、かつ、信号用板ばねピン５ｓが検査面の信号用配
線パターン４１ｓ又はスルーホール４６ｓに接続され、
グランド用板ばねピン５ｇが検査面のグランド用配線パ
ターン４１ｇ又はスルーホール４６ｇに接続され、検査
裏面の信号用配線パターン４５ｓが同軸ケーブル３３の
信号線部３３２に接続され、検査裏面のグランド用配線
パターン４５ｇが同軸ケーブル３３のグランド線部３３
１に接続される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、検査装置及び検査
部材とその製造方法であり、特に高周波用半導体装置の
高周波特性を検査する装置と、この検査装置を構成する
プローブカード構造と、該プローブカードを構成するプ
ローブバンプ付き板ばねピンを有するプリント配線基板
の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、携帯電話、光電送機器等の普及に
伴い、これらの機器に使用される高周波半導体装置の需
要の伸びが著しく、これに伴う高周波半導体装置の検査
が重要になってきている。

【０００３】従来から、半導体装置の電気特性を測定す
るプローブ端子として、カンチレバーを用いた構造のも
のが多く用いられている。カンチレバー方式のプローブ
構造に関しては、たとえば特開平９−２８１１４２号公
報において知られている。このプローブ構造は、図３０
に示すように、ピン固定基板４´に取付けたカンチレバ
ーピン５´を有しており、コネクタ固定具３５´及びは
んだ４９´により信号用芯線１６１´及び同軸ケーブル
１６´に接続され、半導体装置９´の電気的特性を検査
することができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】携帯電話に搭載される
ＳＡＷフィルタなどの高周波半導体装置に対する高周波
特性の測定では、信号ピンからの高周波信号の漏洩を防
止し、外部からのノイズの影響を小さくすることが必要
である。このためには信号ピンに接近させてグランドエ
リアを配置することが効果的であるが、従来のカンチレ
バー方式では、図３０に示すように、信号ピンとグラン
ドピンを接近させて配置するには物理的な面で限界があ
った。また、複数ピンを被検査対象物９´に損傷を与え
ず確実に電極に接触させるには、ピン先端の平面方向の
位置と垂直方向の高さを正確に制御することが必要であ
るが、カンチレバー方式ではこの作業に熟練を要するた
めプローブカードのコストを上げるという課題があっ
た。

【０００５】また、カンチレバー方式では、特性測定時
にプローブピン先端がウエハ９´の電極に接触した後、
電極上を若干スライドするため、電極上を損傷して次工
程のワイヤボンディングに支障をきたす。また、スライ
ドによって電極上のＡｌ等の金属がプローブピン先端に
付着するため、プローブピン先端を定期的に清掃する工
程が必要になる等の課題があった。

【０００６】本発明の目的は、上記課題を解決すべく、
ＳＡＷフィルタなどの高周波半導体装置に対する高周波
特性の損失を少なくした安価で高精度な電気的特性測定
が可能な検査装置及び検査部材とその製造方法を提供す
ることにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の問題を解決するた
めに、本発明は、被検査対象物の電気的特性を検査する
検査装置において、前記被検査対象物を載置するステー
ジ機構と、該ステージ機構に対向するプローブカード保
持具と、該プローブカード保持具に保持されるプローブ
カードとを備え、該プローグカードは、被検査対象物に
対向して信号用プローブバンプ付き板ばねピン及びグラ
ンド用プローブバンプ付き板ばねピンを設けた検査面及
び該検査面の反対側の検査裏面に、スルーホールでそれ
ぞれ接続された信号用配線パターン及びグランド用配線
パターンを設けたプリント配線基板によって構成され、
かつ、信号用プローブバンプ付き板ばねピンが検査面の
信号用配線パターン又はスルーホールに接続され、グラ
ンド用プローブバンプ付き板ばねピンが検査面のグラン
ド用配線パターン又はスルーホールに接続され、検査裏
面の信号用配線パターンが同軸ケーブルの信号線部に接
続され、検査裏面のグランド用配線パターンが前記同軸
ケーブルのグランド線部に接続される検査装置である。

【０００８】また、本発明は、上記グランド用プローブ
バンプ付き板ばねピンが信号用プローブバンプ付き板ば
ねピンの近くに配置される検査装置である。

【０００９】そして、本発明は、上記信号用プローブバ
ンプ付き板ばねピンの周りをグランド用配線パターンで
囲む検査装置である。

【００１０】更に、本発明は、上記信号用プローブバン
プ付き板ばねピン及びグランド用プローブバンプ付き板
ばねピンをそれぞれ複数有する検査装置である。

【００１１】また、本発明は、上記プリント配線基板
は、検査面及び検査裏面の信号用配線パターン又はグラ
ンド用配線パターンを接続したスルーホールにそれぞれ
接続される信号用配線パターンとグランド用配線パター
ンとを設けた内層を有する検査装置である。

【００１２】そして、本発明は、上記検査裏面の信号用
配線パターンと同軸ケーブルの信号線部とがはんだ接続
され、検査裏面側のグランド用配線パターンと同軸ケー
ブルのグランド線部とがはんだ接続される検査装置であ
る。

【００１３】更に、本発明は、上記同軸ケーブルが同軸
セミリジットケーブルである検査装置である。

【００１４】また、本発明は、上記プローブカードが同
軸コネクタを取付けている検査装置である。

【００１５】そして、本発明は、上記信号用プローブバ
ンプ付き板ばねピン及びグランド用プローブバンプ付き
板ばねピンがばね性を有する材料からなる検査装置であ
る。

【００１６】更に、本発明は、上記信号用プローブバン
プ付き板ばねピン及びグランド用プローブバンプ付き板
ばねピンは、プローブバンプ部と板ばね部とが同材料か
らなる検査装置である。

【００１７】また、本発明は、上記信号用プローブバン
プ付き板ばねピン及びグランド用プローブバンプ付き板
ばねピンは、プローブバンプ部と板ばね部とが異なる材
料からなる検査装置である。

【００１８】そして、本発明は、上記信号用プローブバ
ンプ付き板ばねピン及びグランド用プローブバンプ付き
板ばねピンは、プローブバンプ部の先端に平坦部を有す
る検査装置である。

【００１９】更に、本発明は、上記信号用プローブバン
プ付き板ばねピン及びグランド用プローブバンプ付き板
ばねピンがプリント配線基板との間に間隙を設けて該プ
リント配線基板に取付けられた検査装置である。

【００２０】また、本発明は、上記プリント配線基板の
プローブバンプ下部位置に貫通穴を設けた検査装置であ
る。

【００２１】そして、本発明は、上記信号用プローブバ
ンプ付き板ばねピン及びグランド用プローブバンプ付き
板ばねピンの少なくとも１つが先端にプローブバンプ部
を設けたロッドを有し、かつ、該ロッドがプリント配線
基板に設けた貫通穴内を滑動可能である検査装置であ
る。

【００２２】更に、本発明は、上記プリント配線基板の
貫通穴がグランド用配線パターンと接続したスルーホー
ルで構成される検査装置である。

【００２３】また、本発明は、信号用プローブバンプ付
き板ばねピン及びグランド用プローブバンプ付き板ばね
ピンを設けた検査面、該検査面の反対側の検査裏面及び
内層にスルーホールでそれぞれ接続された信号用配線パ
ターン及びグランド用配線パターンを有し、かつ、検査
面の信号用配線パターンは信号用プローブバンプ付き板
ばねピンに接続され、検査面のグランド用配線パターン
はグランド用プローブバンプ付き板ばねピンに接続さ
れ、検査裏面の信号用配線パターンは同軸ケーブルの信
号線部と接続され、そして、検査裏面のグランド用配線
パターンは前記同軸ケーブルのグランド線部とそれぞれ
接続されるプリント配線基板によって構成される検査部
材である。

【００２４】そして、本発明は、スルーホールを介して
表面、裏面及び内層の配線パターン間を接続したプリン
ト配線基板を製造するプリント配線基板製造工程と、シ
ート状のばね板材をエッチングして、複数の信号用プロ
ーブバンプ及び複数のグランド用プローブバンプがそれ
ぞれ釣り部で繋がった複数の板ばねピンを設けた板ばね
ピンシートを形成する板ばねピンシート形成工程と、該
板ばねピンシートと前記プリント配線基板の裏面の信号
用配線パターン及びグランド用配線パターンにはんだを
供給する工程と、板ばねピンシートとプリント配線基板
の裏面の信号用配線パターン及びグランド用配線パター
ンを相対的に位置合わせして加熱・加圧し、はんだを溶
融して板ばねピンシートとプリント配線基板の配線パタ
ーンをはんだ接続する工程と、板ばねピンシートの釣り
部を切断して板ばねピンを分離独立させる工程とを有す
る検査部材の製造方法である。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する．本発明の検査装置及び検査部材とその製造方法の
実施例について、図１〜図２９を用いて詳細に説明す
る。

【００２６】実施例を説明する。本実施例の検査装置
は、被検査対象物の電気的特性を検査する検査装置であ
り、被検査対象物を載置するステージ機構と、ステージ
機構に対向するプローブカード保持具と、プローブカー
ド保持具に保持されるプローブカードとを備え、プロー
グカードは、被検査対象物に対向して信号用プローブバ
ンプ付き板ばねピン及びグランド用プローブバンプ付き
板ばねピンを設けた検査面及び検査面の反対側の検査裏
面に、スルーホールでそれぞれ接続された信号用配線パ
ターン及びグランド用配線パターンを設けたプリント配
線基板によって構成され、かつ、信号用プローブバンプ
付き板ばねピンが検査面の信号用配線パターン又はスル
ーホールに接続され、グランド用プローブバンプ付き板
ばねピンが検査面のグランド用配線パターン又はスルー
ホールに接続され、検査裏面の信号用配線パターンが同
軸ケーブルの信号線部に接続され、検査裏面のグランド
用配線パターンが同軸ケーブルのグランド線部に接続さ
れている。

【００２７】本実施例の検査装置の外観図を図１に示
す。図１において、架台１１にはＸテーブル１２１、Ｙ
テーブル１２２、Ｚテーブル１２３、θテーブル１２４
が設置されており、Ｘテーブル１２１の上にはウエハ保
持ステージ１３が固定されている。それぞれのテーブル
はコントローラ１４によって駆動制御される。架台１１
には支柱１５が固定され、支柱１５にはプローブカード
保持具２が固定されている。プローブカード３は基板ホ
ルダ３１を介してプローブカード保持具２に固定され
る。プローブカード３には同軸コネクタ３４により着脱
可能な同軸ケーブル１６が接続され、同軸ケーブル１６
の他端はウエハ特性測定装置１７に接続されている。Ｘ
テーブル１２１には下カメラ１８１が、架台１１には上
カメラ１８２が取付けられている。ウエハ保持ステージ
１３上にはウエハ９０が設置される。

【００２８】本実施例の検査装置を用いて電気的特性検
査を行う対象の一例であるＳＡＷフィルタ９の基本構成
を示す斜視図を図２に示す。図２を用いてＳＡＷフィル
タ９の構成概略を説明する。タンタル酸リチウム（Ｌｉ
ＴａＯ_３）などの圧電基板９１上にすだれ状の入力すだ
れパターン９２１と出力すだれパターン９２２が形成さ
れており、入力すだれパターン９２１には入力信号を印
加するための入力リード線９２３が、出力すだれパター
ン９２２にはフィルタリングされた信号を取出すための
出力リード線９２４が接続される。該入力すだれパター
ン９２１に高周波信号を印加すると、この高周波信号が
弾性表面波９２５に変換され、基板９１表面を伝播して
出力すだれパターン９２２に、パターン形状によってき
まる高周波信号が出力される。

【００２９】図３は本実施例の検査装置を用いて電気的
特性検査を行う対象の一例であるＳＡＷフィルタ素子を
複数設けたウエハ９０の平面図を示す。図３において点
線で囲ったエリアがＳＡＷフィルタ１チップ分を示して
おり、図３は本実施例で同時に検査を行うチップ４個分
を示している。ウエハ９０上には入力すだれパターン９
２１と出力すだれパターン９２２が配置されており、入
力すだれパターン９２１には入力信号電極９２ｃと入力
グランド電極９２ａが、出力すだれパターン９２２には
出力信号電極９２ｄと出力グランド電極９２ｂが形成さ
れている。

【００３０】図４は本実施例の検査装置を用いて高周波
特性検査を行うＳＡＷフィルタの製造工程を示すフロー
図である。ウエハ９０は有機溶剤及び純水等によって洗
浄され（図４ａ参照）、薄膜プロセスで電極膜９３が形
成される（図４ｂ参照）。該電極膜９３の上面にエッチ
ングレジスト膜９４が塗布され（図４ｃ参照）、露光、
現像、硬化処理を経てエッチング処理が行われ（図４ｄ
参照）、エッチングレジスト膜９４を剥離することによ
って入出力パターン９５が形成される（図４ｅ参照）。
この状態で本実施例の検査装置を用いてＳＡＷフィルタ
の高周波特性を検査する。この後ダイシングを行ってＳ
ＡＷフィルタチップ９６の個片とし（図４ｆ参照）、前
記特性検査にて良品となったＳＡＷフィルタチップ９６
をパッケージ９７に組み込み（図４ｇ参照）、キャップ
９８で封止を行い（図４ｈ参照）、特性検査を行って、
製品が完成する。

【００３１】図５は本実施例の検査装置におけるプロー
ブカードの断面、図６は同じく本実施例におけるプロー
ブカードの板ばねピン取付面の板ばねピン取付け側（検
査面）から見た平面図、図７は同じく本実施例における
プローブカードの同軸コネクタ及び同軸セミリジッドケ
ーブル取付け面（検査裏面）の同軸コネクタ及び同軸セ
ミリジッドケーブル取付け面から見た平面図、図８は本
実施例におけるプローブカードの内層部の信号パターン
を同軸コネクタ取付け面から透視した透視図、図９は図
６に示す板ばねピン取り付け部の拡大平面図である。図
５は図６及び図７のＡ−Ａ’位置の断面を示している。

【００３２】図５において、プローブカード３は、中央
に開口部を有する基板ホルダ３１と、基板ホルダ３１の
下面に固定されるプローブシート３２と、プローブシー
ト３２に電気的に接続された同軸セミリジッドケーブル
３３及び同軸コネクタ３４と、同軸コネクタ３４を固定
するコネクタ取付金具３５によって構成される。

【００３３】プローブシート３２は、検査裏面（図５で
上側）、検査面（図５で下側）及び内部に３層、合計５
層の配線パターンを有し、それぞれの配線パターンを適
宜スルーホールによって接続した多層プリント配線基板
４と、多層プリント配線基板４の検査面に電気的かつ機
械的にプローブバンプを有した板ばねピン５ｓ、５ｇを
固着した構造である。検査面に被検査対象物に対向して
信号用プローブバンプ付き板ばねピン５ｓ及びグランド
用プローブバンプ付き板ばねピン５ｇが取付けられる。
多層プリント配線基板４は、検査面を第１層、検査裏面
を第５層として内層を検査面側から順次２，３，４層と
する。各層の導体間は基材部４０で絶縁されている。

【００３４】プローブカード３の構成について、図５を
用いて詳細に説明する。多層プリント配線基板４の第１
層には検査面信号パッド４７ｓ及び検査面グランドパタ
ーン４１ｇが形成され、第２層には第１の内層信号パタ
ーン４２ｓが、第３層には内層グランドパターン４３ｇ
が、第４層には第２の内層信号パターン４４ｓが、第５
層には検査裏面信号パッド４８ｓ及び検査裏面グランド
パターン４５ｇが形成されている。検査面グランドパタ
ーン４１ｇはグランドスルーホール４６ｇ、内層グラン
ドパターン４３ｇ及び検査裏面グランドパターン４５ｇ
と繋がっている。

【００３５】検査面信号パッド４７ｓは信号スルーホー
ル４６１ｓ、第１の内層信号パターン４２ｓ、更に別の
信号スルーホール４６２ｓを経由して、検査裏面信号パ
ッド４８ｓに繋がっている。信号プローブバンプ５１ｓ
を有する信号用板ばねピン５ｓは検査面信号パッド４７
ｓに固着されている。グランド用プローブバンプ５１ｇ
を有するグランド用板ばねピン５ｇは検査面グランドパ
ターン４１ｇに固着されている。信号用板ばねピン５ｓ
及びグランド用板ばねピン５ｇと多層プリント配線基板
４の基材部４０とはパッド４７ｓ、４７ｇの厚さで決ま
る一定の間隔を設けている。

【００３６】同軸セミリジッドケーブル３３のグランド
導体３３１は検査裏面グランドパターン４５ｇに、同じ
く同軸セミリジッドケーブル３３の信号芯線３３２は検
査裏面信号パッド４８ｓに、それぞれはんだ４９で接続
されている。

【００３７】第１層（検査面）の構成は、図６に示す通
りで、点線で囲ったエリアがＳＡＷフィルタ１チップ分
の測定領域であり、図３に示したＳＡＷフィルタチップ
の点線で囲った領域と対応している。このエリアの構成
を説明する。多層プリント配線基板４には検査面グラン
ドパターン４１ｇ、基材部４０、検査面信号パッド４７
ｓ、検査面グランドパッド４７ｇが形成されている。検
査面グランドパターン４１ｇには入力グランド板ばねピ
ン５ａ及び出力グランド板ばねピン５ｂが、検査面信号
パッド４７ｓには入力信号板ばねピン５ｃ及び出力信号
板ばねピン５ｄが固着されている。

【００３８】第５層（検査裏面）の構成について、図７
を用いて説明する。多層プリント配線基板４には検査裏
面グランドパターン４５ｇ、基材部４０、検査裏面信号
パッド４８ｓが形成されている。同軸コネクタ３４と同
軸セミリジッドケーブル３３は一体となっており、同軸
セミリジッドケーブル３３の外皮となるグランド導体３
３１は、はんだ４９によって検査裏面グランドパターン
４５ｇに、また信号芯線３３２ははんだ４９によって検
査裏面信号パッド４８ｓに接続されている。

【００３９】多層プリント配線基板における内層を含む
信号層パターン配置形状について、図８を用いて説明す
る。この図において、多層プリント配線基板４の中央部
には板ばねピン取付用の検査面信号パッド４７ｓが基板
４の検査面側に配置され、外周部には同軸セミリジッド
ケーブル３３の信号芯線３３２取付用の検査裏面信号パ
ッド４８ｓが基板４の検査裏面側に配置され、内層には
信号用配線パターン４２ｓ、４４ｓが配置されている。
板ばねピン取付用検査面信号パッド４７ｓ及び同軸セミ
リジッドケーブル３３の芯線取付用検査裏面信号パッド
４８ｓは基板４の検査面又は検査裏面で信号用スルーホ
ール４６１ｓ、４６２ｓと接続し、内層信号パターン４
２ｓ、４４ｓは基板４の内部で信号スルーホール４６１
ｓ、４６２ｓと接続している。内層信号パターン４２ｓ
と同４４ｓは内層部で第２層と第４層に分離して形成さ
れており、第３層に形成された内層グランドパターン４
３ｇを挟む構造であり、お互いのパターンが交差しない
配置となっている。

【００４０】それぞれの板ばね取付用検査面信号パッド
４７ｓと同軸セミリジッドケーブル３３の芯線取付用検
査裏面信号パッド４８ｓは、信号スルーホール４６１
ｓ、４６２ｓ及び内層信号用パターン４２ｓ、４４ｓで
接続されている。点線で囲ったエリアが１チップ分の測
定領域である。

【００４１】本実施例の検査装置における検査動作の一
例について、図１〜図６を用いて説明する。特性検査を
行うウエハ９０をウエハ保持ステージ１３上に設置し、
プローブカード３をプローブカード保持具２に固定す
る。ウエハ９０は真空にて吸着保持される。この状態で
Ｘテーブル１２１を駆動させて、下カメラ１８１によっ
てプローブカード３の検査面に形成された位置あわせマ
ーク（図示せず）を読み取り、同時に上カメラ１８２に
よってウエハ９０上に形成された位置あわせマーク（図
示せず）を読取る。この読取った位置合わせマークの座
標値をもとにコントローラ１４にて位置計算処理を行
い、プローブカード３上の信号プローブバンプ５１ｓ及
びグランド用プローブバンプ５１ｇとウエハ９０上の信
号電極９２ｃ、９２ｄ及びグランド電極９２ａ、９２ｂ
が位置合わせされる。この状態でＺテーブル１２３を駆
動させウエハ９０を上昇させて、信号プローブバンプ５
１ｓ及びグランドプローブバンプ５１ｇとウエハ９０の
信号電極９２ｃ、９２ｄ及びグランド電極９２ａ、９２
ｂを接触させ特性の測定を行う。本実施例ではウエハ９
０上の４個のチップを１動作で測定するが、この１動作
終了後に、Ｚテーブル１２３を下降させ、Ｘテーブル１
２１及びＹテーブル１２２を駆動させて次のチップの位
置にウエハ９０を移動させ、先ほどと同じ動作で特性測
定を行う。

【００４２】特性測定時の信号経路について、図１〜図
６を用いて説明する。信号用板ばねピン５ｓと接続した
信号プローブバンプ５１ｓはＳＡＷチップ９６上の信号
電極９２ｃ、９２ｄに接触し、グランド用板ばねピン５
ｇと接続したグランドプローブバンプ５１ｇは同じくＳ
ＡＷチップ９６上のグランド電極９２ａ、９２ｂと接触
する。特性測定装置１７から送られてきた電気信号は、
同軸ケーブル１６を経由して同軸コネクタ３４及び同軸
セミリジッドケーブル３３の信号用芯線３３２を通り、
検査裏面信号パッド４８ｓ、信号スルーホール４６１
ｓ、４６２ｓ、内層信号パターン４２ｓ、４４ｓ、検査
面信号パッド４７ｓを通って入力用信号板ばねピン５ｃ
から信号プローブバンプ５１ｓに達し、測定対象物であ
るＳＡＷチップ９６の信号電極９２ｃ、９２ｄに送られ
チップ内に伝達される。ＳＡＷチップ９６内回路からの
戻り信号は、ＳＡＷチップ９６のグランド電極９２ａ、
９２ｂから多層プリント配線基板４側の出力用グランド
プローブバンプ５１ｂ、グランド板ばねピン５ｇ、検査
面グランドパッド４７ｇ、グランドスルーホール４６ｇ
を経由して、同軸セミリジッドケーブル３３ｂのグラン
ド導体３３２ｂを通り同軸ケーブル３２を通って特性測
定装置１７に戻る。

【００４３】本実施例において、特性測定装置１７から
同軸コネクタ３４を経由して同軸セミリジッドケーブル
３３の先端までは全て同軸配線であり、高周波信号の漏
洩は無い。また、多層プリント配線基板４内での信号配
線は、図５及び図８に示すように、全てグランドパター
ンで挟まれた構成になっており、高周波信号の漏洩は無
い。同軸セミリジッドケーブル３３と多層プリント配線
基板４との接続は、図５及び図６に示すように、グラン
ドパターンと信号パターンをパターン形成技術の限度ま
で接近して形成しており、高周波信号の漏洩は小さく押
さえることが出来る。

【００４４】高周波信号の漏洩が一番懸念される板ばね
ピン部について、図９を用いて説明する。本実施例にお
ける板ばねピン５は、板材をエッチングして形成してお
り、板ばねピンの幅は任意に設定できる。図９におい
て、入力用信号板ばねピン５ｃ及び出力用信号板ばねピ
ン５ｄの幅を広くし、入力用グランド板ばねピン５ａ及
び出力用グランド板ばねピン５ｂに接近して配置してい
る。このことにより、信号ピン５ｃ、５ｄとグランドピ
ン５ａ、５ｂの間隔Ｌを小さくすることが可能となり、
高周波の漏洩をなくすことができる。本実施例では信号
板ばねピンの幅を広くしてグランド板ばねピンとの間隔
を小さくした例を示しているが、板ばねピンの幅を限定
するものではない。

【００４５】図１０〜１２を用いて板ばねピンの形成方
法を説明する。図１０は板ばねピンの形成工程を示す断
面図、図１１、１２は板ばね材をエッチングする時のレ
ジスト膜形成用マスクの平面図である。

【００４６】図１０（ａ）は、板ばね材６０の表裏両面
にエッチングレジスト液を塗布し、図１１に示す板ばね
ピン形成用マスク６２を上側に、図１２に示すプローブ
バンプ形成用マスク６３を下側にして露光、現像を行っ
てエッチングレジスト膜６４を形成したものである。次
にエッチングレジスト膜６４を形成した板ばね材６０を
エッチング液に浸漬し、露出している金属部をエッチン
グ除去することにより、図１０（ｂ）に示す板ばね材６
０の片面にプローブバンプ部５１を有する板ばねピン５
が複数個繋がった板ばねピンシート６を得る。この後エ
ッチングレジスト膜６４を剥離除去して、図１０（ｃ）
に示す板ばねピンシート６を得る。

【００４７】板ばねピンの幅及びプローブバンプ先端寸
法はエッチングレジスト膜６４の形状、寸法を制御する
ことによって任意に設定できるが、本実施例で板ばねピ
ン幅３００μｍ、プローブバンプ先端直径が２０〜３０
μｍになるように設定した。

【００４８】図１１、１２はエッチングレジスト膜６４
を露光するためのマスクの一例である。図１１は板ばね
ピンの形成用、図１２はプローブバンプの形成用で、マ
スク部６５と透過部６６からなっており、透過部６６が
板ばねピン５として残される部分である。

【００４９】次いで板ばねピン全体にソルダレジスト液
を塗布し、露光、現像処理を行って図１０（ｄ）に示す
プローブバンプ部５１の先端と接続部を開口した開口部
６８を有するソルダーレジスト膜６７を形成した板ばね
ピンシート６を得る。

【００５０】図１０において、ソルダーレジスト膜６７
が形成された場所以外のソルダレジスト開口部６８は予
め迎えはんだが施され、多層プリント配線基板４の板ば
ねピン接続用パッドとはんだによって接続される個所で
ある。

【００５１】本実施例では板ばね材６０にステンレス材
を用いたが、ばね性を有する材料ならばステンレス材に
限定することはない。また本実施例では板ばね材６０と
プローブバンプ部５１に同一材料を用い、一括エッチン
グ処理で形成したが、板ばね材６とプローブバンプ部５
１を別個に形成し、その後金属接続法等によって一体化
する方法も有効である。

【００５２】また、本実施例ではプローブバンプ先端を
板ばね材のステンレス材そのものとしているが、プロー
ブバンプ先端にニッケル、ロジューム等の金属メッキを
施すことは電気特性測定の安定化、繰り返し測定長寿命
化に有効である。また、本実施例ではプローブバンプ先
端に直径２０〜３０μｍの平坦部を設けたが、この平坦
部は電気特性測定時に測定対象物の電極に過大な圧力が
かかるのを防止する効果がある。板ばねピンのばね部の
形状及び寸法は電気特性測定時の接触圧力を決定する重
要な要因である。本実施例ではプローブバンプ先端のた
わみ量３０μｍに対し、３０ｇの荷重となるように設計
をしたが、この値は被測定対象物によって独自に設定さ
れるものである。

【００５３】プリント配線基板への板ばねピンの取付け
について、図１３〜図１５を用いてを説明する。図１３
は板ばねピンにおけるはんだ付け位置を説明する平面
図、図１４はプリント配線基板の組立フロー図を、図１
５に板ばねピン５と多層プリント配線基板４を接続する
過程の接続部の断面を示す。図１４、図１５において、
まずエッチング処理にてプローブバンプが形成された板
ばねピンシート６と表面、裏面及び内層にパターンが形
成された多層プリント配線基板４の接続部に迎えはんだ
４９を施す。次いで多層プリント配線基板４の上に板ば
ねピンシート６を配置し位置合わせをして仮固定を行
う。この状態で予備加熱された加熱ステージ８１上に多
層プリント配線基板４を下側にして載置し、板ばねピン
シート６の接続部の上面から 加熱ツール８２を押し当
てて加圧・加熱し、はんだ４９を溶融させて接続を行
う。この時点では全ての板ばねピンは釣り部で繋がって
いる。次いで板ばねピンを個々に分離するための切断を
行うことによって、板ばねピン付きのプリント配線基板
４が完成する。

【００５４】本実施例ではプリント配線基板の材料には
表面の銅箔厚さが１８μｍのガラスエポキシ基板を用
い、板ばねピンを接続する多層プリント配線基板４のパ
ッド部のメッキ厚さは３０μｍとした。これによって基
材面からのパッド上面の高さを約４８μｍとし、電気特
性測定時のプローブバンプ先端のたわみ量は４８μｍを
確保している。

【００５５】本実施例ではプリント配線基板にガラスエ
ポキシ基板を用いたが、ガラスエポキシ以外の材料も十
分適用出来る。また接続用のはんだとしてＡｕ−２０Ｓ
ｎはんだを用いたが、はんだはこの材料に限定すること
はない。

【００５６】図１６〜１８は本実施例の検査装置におけ
る板ばねピン５の形状の具体的な例を示す断面及び斜視
図である。図１６，図１７は板ばね部５２とプローブバ
ンプ部５１を一体形成したもので、図１６は板ばね部５
２の接続部側の全面が平坦なもの、図１７は板ばね部５
２の接続部を一部高くしたものである。図１８は板ばね
部５２とプローブバンプ部５１を別々に形成した後、プ
ローブバンプ部５１を板ばね５に取付けて一体化した構
造である。

【００５７】図１９〜図２６は板ばねピン５とプリント
配線基板４の接続構造についての具体的な例を示す断面
図である。図１９は板ばねピン５と多層プリント配線基
板４との接続部にスペーサ７１を装着した構造で、板ば
ねピンのたわみ範囲を大きくできる効果がある。図２０
は頭付きピン７２をスルーホール４６に装着し、この頭
付きピン７２の頭部分に板ばねピン５を接続した構造で
あり、図１９と同様の効果が得られるとともに、接続パ
ッドへの機械的負荷の軽減が可能であり、測定繰り返し
に対する信頼性向上が図れる。図２１はプローブバンプ
下部の多層プリント配線基板４の一部に貫通穴７３を穿
ったもので、特性測定時のプローブバンプ下面の板ばね
ピン５のたわみ量を観察することが可能で、測定対象物
とプローブバンプとの接触状態を直接確認出来、作業管
理が容易になる。また板ばねピン５の曲がりがこの穴を
通して矯正できる等の効果がある。図２２は板ばねピン
５の一部を曲げたもので、板ばねピン５のたわみ範囲を
大きくできる効果がある。

【００５８】図２３は板ばねピン５の一部を折曲げてス
ルーホール４６に挿入してはんだ接続した構造で、板ば
ねピン５をより確実に多層プリント配線基板４に固定で
きる。図２４は板ばねピン５の中央にプローブバンプを
配置し、板ばねピン５の両側を多層プリント配線基板４
に固定した構造で、板ばねピン５接続時のプローブバン
プ先端精度を向上できる効果がある。図２５は板ばねピ
ン５を多層プリント配線基板４の検査裏面側のパターン
に接続し、板ばねピン５の一端にロッド７４を接続し
て、該ロッド７４の他端を多層プリント配線基板４に形
成した穴７５を通して裏面に突出させ、突出したロッド
７４の先端にプローブバンプ部５１を形成した構造であ
る。本構造は多層プリント配線基板４の片面のみの配線
パターンで目的の回路が形成でき、プリント配線基板の
低コスト化を図れる効果がある。図２６は図２２に示す
構造に対し、多層プリント配線基板４にグランド用パタ
ーンと接続したスルーホール４６を設け、このスルーホ
ール４６の表面を絶縁膜７６で被覆したもので、信号回
路からの漏洩損失を小さくでき高周波特性の測定に効果
的である。図１９〜図２６に示した構造は個々の図にお
いて個々の特徴点を示すもので、これらの内容を組み合
わせた構造も十分適用可能である。

【００５９】図２７〜図２９は同軸セミリジッドケーブ
ル３３と多層プリント配線基板４との接続部構造に関す
る具体的な例を示す断面図である。図２７は信号用スル
ーホール４６ｓに頭付きピン７７を挿入固定し、このピ
ン７７の頭部分に同軸セミリジッドケーブル３３から突
出した信号用芯線３３２を接触させ、はんだ４９で接続
する。この構造によって信号用芯線３３２の先端の曲げ
処理が不要になり、またプリント配線基板４の接続パッ
ドから芯線までの距離が常に一定で高精度に配置できる
ことから、高周波に対し損失の少ない測定が可能にな
る。

【００６０】図２８及び図２９は多層プリント配線基板
４の一部に切欠部７８を設け、同軸セミリジッドケーブ
ル３３の信号用芯線３３２が多層プリント配線基板４の
検査裏面信号パッド４８ｓに直接接触するように配置し
た構造で、図２８は正面断面図、図２９は図２８の切欠
部７８の側面断面図である。本構造によって図２７に示
した構造と同様に信号用芯線３３２の先端の曲げ処理が
不要になり、またプリント配線基板４の接続パッドから
芯線までの距離が常に一定で高精度配置できることか
ら、高周波に対し損失の少ない測定が可能になる。

【００６１】なお、本発明について、上記実施例では検
査装置を説明したが、信号用プローブバンプ付き板ばね
ピン及びグランド用プローブバンプ付き板ばねピンを設
けた検査面、検査面の反対側の検査裏面及び内層にスル
ーホールでそれぞれ接続された信号用配線パターン及び
グランド用配線パターンを有し、かつ、検査面の信号用
配線パターンは信号用プローブバンプ付き板ばねピンに
接続され、検査面のグランド用配線パターンはグランド
用プローブバンプ付き板ばねピンに接続され、検査裏面
の信号用配線パターンは同軸ケーブルの信号線部と接続
され、そして、検査裏面のグランド用配線パターンは前
記同軸ケーブルのグランド線部とそれぞれ接続されるプ
リント配線基板によって構成される検査部材を使用する
ことにより、被検査対象物の電気的特性を検査すること
も可能である。

【００６２】以上説明したように、本発明によればプリ
ント配線基板の配線パターンに信号用のプローブバンプ
とグランド用のプローブバンプを接近して配置すること
が出来、グランドの効果を十分に発揮して高周波特性の
損失を少なくした高精度な測定が可能となった。またプ
ローブバンプ付き板ばねピンはホトマスクを用いた薄膜
形成技術を使って形成されるため、狭ピッチ、微細パタ
ーンのプローブ端子が実現でき、先端の位置精度と高さ
精度を容易に高度に実現することが出来る。また、板ば
ねピンは各々独立して形成されており、測定対象物の高
さ変動に対しプローブバンプが個々にたわむことにより
測定対象物に過大な負荷をかけることが無い。また、本
方式の測定ではプローブバンプを測定対象物の電極にほ
ぼ垂直に接触させるため、電極に損傷を与えることが無
い。またプローブバンプ先端の電極上のスライド量は少
ないため、プローブバンプ先端に汚れが発生しにくく、
従来のカンチレバー方式で必要であったプローブピン先
端の定期的な清掃工程が不要になり、検査効率を大幅に
向上できるようになった。

【００６３】

【発明の効果】本発明によれば、ＳＡＷフィルタなどの
高周波半導体装置に対する高周波特性の損失を少なくし
た安価で高精度な電気的特性測定が可能な検査装置及び
検査部材とその製造方法を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例の検査装置の外観説明図。

【図２】ＳＡＷフィルタの検査方法の一例の斜視説明
図。

【図３】実施例の検査装置の検査対象のＳＡＷウエハ素
子部の平面説明図。

【図４】ＳＡＷフィルタ素子の製造工程の説明図。

【図５】実施例の検査装置におけるプローブカードの構
造の断面説明図。

【図６】実施例の検査装置におけるプローブシートの板
ばねピン部の平面説明図。

【図７】実施例の検査装置におけるプローブカードの同
軸コネクタ取付部の平面説明図。

【図８】実施例の検査装置におけるプローブカードの透
視説明図。

【図９】実施例の検査装置におけるプローブカードの板
ばねピン部の平面説明図。

【図１０】実施例の検査装置におけるプローブカードの
板ばねピンの製作工程の断面説明図。

【図１１】実施例の検査装置におけるプローブカードの
製造工程で使用する板ばねピン作成用マスクの一例の平
面説明図。

【図１２】実施例の検査装置におけるプローブカードの
製造工程で使用する板ばねピン作成用マスクの一例の平
面説明図。

【図１３】実施例の検査装置におけるプローブカードの
板ばねピンのはんだ付け位置の一例を説明する平面図。

【図１４】実施例の検査装置におけるプローブカードの
板ばねピン付きプリント配線基板の組立フローの説明
図。

【図１５】実施例の検査装置におけるプローブカードの
板ばねピンとプリント配線基板との接続部の断面説明
図。

【図１６】実施例の検査装置におけるプローブカードの
板ばねピンの断面及び斜視説明図。

【図１７】実施例の検査装置におけるプローブカードの
板ばねピンの例２の断面及び斜視説明図。

【図１８】実施例の検査装置におけるプローブカードの
板ばねピンの例３の断面及び斜視説明図。

【図１９】実施例の検査装置におけるプローブカードの
板ばねピンの例４の断面及び斜視説明図。

【図２０】実施例の検査装置におけるプローブカードの
板ばねピンの例５の断面及び斜視説明図。

【図２１】実施例の検査装置におけるプローブカードの
板ばねピンの例６の断面及び斜視説明図。

【図２２】実施例の検査装置におけるプローブカードの
板ばねピンの例７の断面及び斜視説明図。

【図２３】実施例の検査装置におけるプローブカードの
板ばねピンの例８の断面及び斜視説明図。

【図２４】実施例の検査装置におけるプローブカードの
板ばねピンの例９の断面及び斜視説明図。

【図２５】実施例の検査装置におけるプローブカードの
板ばねピンの例１０の断面及び斜視説明図。

【図２６】実施例の検査装置におけるプローブカードの
板ばねピンの例１１の断面及び斜視説明図。

【図２７】実施例の検査装置におけるプローブカードの
同軸セミリジッドケーブル取付部の例２の断面説明図。

【図２８】実施例の検査装置におけるプローブカードの
同軸セミリジッドケーブル取付部の例３の正面断面説明
図。

【図２９】実施例の検査装置におけるプローブカードの
同軸セミリジッドケーブル取付部の例３の側面断面説明
図。

【図３０】従来技術のカンチレバー方式プローブカード
の断面説明図。

【符号の説明】

１１ 架台 １２１ Ｘテーブル １２２ Ｙテーブル １２３ Ｚテーブル １２４ θテーブル １３ ウエハ保持ステージ １４ コントローラ １５ 支柱 １６ 同軸ケーブル １７ 特性測定装置 １８１ 下カメラ １８２ 上カメラ ２ プローブシート保持具 ３ プローブカード ３１ 基板ホルダ ３２ プローブシート ３３ 同軸セミリジッドケーブル ３３１ グランド導体 ３３２ 信号芯線 ３４ 同軸コネクタ ３５ コネクタ取付金具 ４ 多層プリント配線基板 ４０ 基材部 ４１ｇ 裏面グランドパターン ４２ｓ、４４ｓ 内層信号パターン ４３ｇ 内層グランドパターン ４５ｇ 表面グランド用パターン ４６ｇ グランドスルーホール ４６１ｓ、４６２ｓ 信号スルーホール ４７ｇ 裏面グランドパッド ４７ｓ 裏面信号パッド ４８ｇ 表面グランド用パッド ４８ｓ 表面信号パッド ４９ はんだ、迎えはんだ ５ 板ばねピン ５ｇグランド用板ばねピン ５ａ 入力グランド用板ばねピン ５ｂ 出力グランド用板ばねピン ５ｓ 信号板ばねピン ５ｃ 入力用信号板ばねピン ５ｄ 出力用信号板ばねピン ５１ プローブバンプ部 ５１ｇ グランドプローブバンプ部 ５１ａ 入力用グランドプローブバンプ部 ５１ｂ 出力用グランドプローブバンプ部 ５１ｓ 信号用プローブバンプ部 ５１ｃ 入力信号用プローブバンプ部 ５１ｄ 出力信号用プローブバンプ部 ５２ 板ばね部 ５３ 接続部 ６ 板ばねピンシート ６０ 板ばね材 ６２ 板ばねピン形成用マスク ６３ プローブバンプ形成用マスク ６４ エッチングレジスト膜 ６５ マスク部 ６６ 透過部 ７１ スペーサ ７２ 頭付きピン ７３ 貫通穴 ７４ ロッド ７５ 穴 ７６ 絶縁膜 ７７ 頭付きピン ７８ 切欠部 ８１ 加熱ステージ ８２ 加熱ツール ９０ ウエハ ９１ 圧電基板 ９２１ 入力すだれ電極 ９２２ 出力すだれ電極 ９２３ 入力リード線 ９２４ 出力リード線 ９２ａ 入力グランド電極 ９２ｂ 出力グランド電極 ９２ｃ 入力信号電極 ９２ｄ 出力信号電極 ９３ 電極膜 ９４ エッチングレジスト膜 ９５ 入出力パターン ９６ ＳＡＷチップ ９７ パッケージ ９８ キャップ

フロントページの続き (72)発明者 牛房 信之 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者 藤田 勇次 岩手県水沢市真城字北野１番地 株式会社 日立メディアエレクトロニクス内 (72)発明者 岡島 大仁 岩手県水沢市真城字北野１番地 株式会社 日立メディアエレクトロニクス内 Ｆターム(参考） 2G011 AA04 AA16 AA21 AB01 AB06 AB08 AB09 AC32 AC33 AD01 AE01 AF07 2G132 AA00 AD04 AE02 AE25 AF02 AF06 AJ01 AL11 AL19 4M106 AA02 BA01 DD10

Claims (18)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被検査対象物の電気的特性を検査する検
   査装置において、 前記被検査対象物を載置するステージ機構と、該ステー
   ジ機構に対向するプローブカード保持具と、該プローブ
   カード保持具に保持されるプローブカードとを備え、該
   プローグカードは、被検査対象物に対向して信号用プロ
   ーブバンプ付き板ばねピン及びグランド用プローブバン
   プ付き板ばねピンを設けた検査面及び該検査面の反対側
   の検査裏面に、スルーホールでそれぞれ接続された信号
   用配線パターン及びグランド用配線パターンを設けたプ
   リント配線基板によって構成され、かつ、信号用プロー
   ブバンプ付き板ばねピンが検査面の信号用配線パターン
   又はスルーホールに接続され、グランド用プローブバン
   プ付き板ばねピンが検査面のグランド用配線パターン又
   はスルーホールに接続され、検査裏面の信号用配線パタ
   ーンが同軸ケーブルの信号線部に接続され、検査裏面の
   グランド用配線パターンが前記同軸ケーブルのグランド
   線部に接続されることを特徴とする検査装置。
2. 【請求項２】 上記グランド用プローブバンプ付き板ば
   ねピンが信号用プローブバンプ付き板ばねピンの近くに
   配置される請求項１記載の検査装置。
3. 【請求項３】 上記信号用プローブバンプ付き板ばねピ
   ンの周りをグランド用配線パターンで囲む請求項１記載
   の検査装置。
4. 【請求項４】 上記信号用プローブバンプ付き板ばねピ
   ン及びグランド用プローブバンプ付き板ばねピンをそれ
   ぞれ複数有する請求項１記載の検査装置。
5. 【請求項５】 上記プリント配線基板は、検査面及び検
   査裏面の信号用配線パターン又はグランド用配線パター
   ンを接続したスルーホールにそれぞれ接続される信号用
   配線パターンとグランド用配線パターンとを設けた内層
   を有する請求項１記載の検査装置。
6. 【請求項６】 上記検査裏面の信号用配線パターンと同
   軸ケーブルの信号線部とがはんだ接続され、検査裏面側
   のグランド用配線パターンと同軸ケーブルのグランド線
   部とがはんだ接続される請求項１記載の検査装置。
7. 【請求項７】 上記同軸ケーブルが同軸セミリジットケ
   ーブルである請求項１記載の検査装置。
8. 【請求項８】 上記プローブカードが同軸コネクタを取
   付けている請求項１記載の検査装置。
9. 【請求項９】 上記信号用プローブバンプ付き板ばねピ
   ン及びグランド用プローブバンプ付き板ばねピンがばね
   性を有する材料からなる請求項１記載の検査装置。
10. 【請求項１０】 上記信号用プローブバンプ付き板ばね
    ピン及びグランド用プローブバンプ付き板ばねピンは、
    プローブバンプ部と板ばね部とが同材料からなる請求項
    １記載の検査装置。
11. 【請求項１１】 上記信号用プローブバンプ付き板ばね
    ピン及びグランド用プローブバンプ付き板ばねピンは、
    プローブバンプ部と板ばね部とが異なる材料からなる請
    求項１記載の検査装置。
12. 【請求項１２】 上記信号用プローブバンプ付き板ばね
    ピン及びグランド用プローブバンプ付き板ばねピンは、
    プローブバンプ部の先端に平坦部を有する請求項１記載
    の検査装置。
13. 【請求項１３】 上記信号用プローブバンプ付き板ばね
    ピン及びグランド用プローブバンプ付き板ばねピンがプ
    リント配線基板との間に間隙を設けて該プリント配線基
    板に取付けられた請求項１記載の検査装置。
14. 【請求項１４】 上記プリント配線基板のプローブバン
    プ下部位置に貫通穴を設けた請求項１記載の検査装置。
15. 【請求項１５】 上記信号用プローブバンプ付き板ばね
    ピン及びグランド用プローブバンプ付き板ばねピンの少
    なくとも１つが先端にプローブバンプ部を設けたロッド
    を有し、かつ、該ロッドがプリント配線基板に設けた貫
    通穴内を滑動可能である請求項１４記載の検査装置。
16. 【請求項１６】 上記プリント配線基板の貫通穴がグラ
    ンド用配線パターンと接続したスルーホールで構成され
    る請求項１５記載の検査装置。
17. 【請求項１７】 信号用プローブバンプ付き板ばねピン
    及びグランド用プローブバンプ付き板ばねピンを設けた
    検査面、該検査面の反対側の検査裏面及び内層にスルー
    ホールでそれぞれ接続された信号用配線パターン及びグ
    ランド用配線パターンを有し、かつ、検査面の信号用配
    線パターンは信号用プローブバンプ付き板ばねピンに接
    続され、検査面のグランド用配線パターンはグランド用
    プローブバンプ付き板ばねピンに接続され、検査裏面の
    信号用配線パターンは同軸ケーブルの信号線部と接続さ
    れ、そして、検査裏面のグランド用配線パターンは前記
    同軸ケーブルのグランド線部とそれぞれ接続されるプリ
    ント配線基板によって構成される検査部材。
18. 【請求項１８】 スルーホールを介して表面、裏面及び
    内層の配線パターン間を接続したプリント配線基板を製
    造するプリント配線基板製造工程と、シート状のばね板
    材をエッチングして、複数の信号用プローブバンプ及び
    複数のグランド用プローブバンプがそれぞれ釣り部で繋
    がった複数の板ばねピンを設けた板ばねピンシートを形
    成する板ばねピンシート形成工程と、該板ばねピンシー
    トと前記プリント配線基板の裏面の信号用配線パターン
    及びグランド用配線パターンにはんだを供給する工程
    と、板ばねピンシートとプリント配線基板の裏面の信号
    用配線パターン及びグランド用配線パターンを相対的に
    位置合わせして加熱・加圧し、はんだを溶融して板ばね
    ピンシートとプリント配線基板の配線パターンをはんだ
    接続する工程と、板ばねピンシートの釣り部を切断して
    板ばねピンを分離独立させる工程とを有する検査部材の
    製造方法。