JP2004085260A

JP2004085260A - プローブピン及びコンタクタ

Info

Publication number: JP2004085260A
Application number: JP2002243786A
Authority: JP
Inventors: Jun Mochizuki; 望月　純
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 2002-08-23
Filing date: 2002-08-23
Publication date: 2004-03-18

Abstract

【課題】図３に示すコンタクタや特開平６−２６５５７８号公報のコンタクタでは垂直型プローブピンとして用いられているポゴピンやスプリングピンは、スプリングを筒体や外鞘部等で包み込むため、筒体や外鞘部等の厚みだけ外径が大きくなるため、筒体や外鞘部等の厚み分だけプローブピンの狭ピッチ化することができない。
【解決手段】本発明のプローブピン１０は、接触端子１１Ｂ、１１Ｃを有するプローブピン本体１１と、このプローブピン本体１１の直胴部１１Ａの外周面に形成された螺旋溝１１Ｄと螺合部１２Ａが螺合して電気的に一体化してスプリング部１２Ｃを介して弾力を付与するコイルスプリング１２とを有している。
【選択図】　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、プローブ装置等の検査装置に用いられるプローブピン及びコンタクタに関し、更に詳しくは電気的特性の劣化を抑制することができるプローブピン及びコンタクタに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のプローブカードは、例えば、プリント配線基板からなるメインボードと、このメインボードの中央に形成された孔に取り付けられた支持枠と、この支持枠により片持ち支持された、タングステン針等からなるプローブピンとを備え、プローブ装置に装着して用いられる。プローブカードはプローブピンが半導体ウエハ等の被検査体の検査用電極と接触し、被検査体の電気的特性検査を行っている。
【０００３】
一方、半導体製造装置の性能が飛躍的に向上しつつある現在、被検査体は高集積化して検査用電極が著しく増え、狭ピッチ化している。高集積化に対してはプローブの多ピン化を促進する必要があるが、従来の片持ちタイプのプローブカードでは構造的に今後の多ピン化、狭ピッチ化には十分対応しきれない。そのため、例えばセラミックス基板にポゴピンを垂直型プローブピンとして設けたコンタクタが開発され、垂直型プローブピンを用いることにより多ピン化、狭ピッチ化を実現している。
【０００４】
例えば図３はプローブピンとしてポゴピンを用いたコンタクタの一例を示している。ポゴピン１は、同図に示すように、コンタクタ２の絶縁体２Ａに形成された収納部２Ｂ内に弾力を持って収納されている。このポゴピン１は、第１、第２接触子１Ａ、１Ｂと、これら両者間に弾装されたコイルスプリング１Ｃと、第１、第２接触子１Ａ、１Ｂのフランジ部を介してコイルスプリング１Ｃを収容する筒体１Ｄとを有している。第１接触子１Ａは被検査体Ｗの電極パッドＰと接触し、第２接触子１Ｂはコンタクタ１の配線基板２Ｃの電極（図示せず）と接触し、被検査体Ｗとテスタ（図示せず）間を電気的に接続している。
【０００５】
また、特開平６−２６５５７８号公報にはポゴピンと同種のスプリングピンを垂直プローブピンとして設けたものが提案されている。このスプリングピンは、外鞘部、内鞘部、接触子及びスプリングを有し、外鞘部に挿入された内鞘部内のスプリングを介して接触子が内鞘部に対して弾力的に進退動するようになっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図３に示すコンタクタや特開平６−２６５５７８号公報のコンタクタでは垂直型プローブピンとして用いられているポゴピンは、スプリングを筒体や外鞘部等で包み込むため、筒体や外鞘部等の厚みだけ外径が大きくなるため、筒体や外鞘部等の厚み分だけプローブピンの狭ピッチ化することができないという課題があった。また、前述のようにポゴピンは複数の部品によって構成され、ポゴピン自体が複数の電気的接点を有するため、信号伝達時にポゴピンにおいて電気的特性が劣化し、延いては種々の信号波形が劣化し、検査の信頼性が低下するという課題があった。特に、被検査体の高密度化等により電流値が益々微小になるため、このような電気的特性の劣化が検査結果に著しく影響する。
【０００７】
尚、特開平１０−２５５９４０号公報にはコイルスプリングを垂直型プローブピンとして設けたコンタクタが提案されている。
【０００８】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、プローブピンの狭ピッチ化を促進することができると共に電気的特性の劣化を抑制し信頼性の高い検査を行なうことができるプローブピン及びコンタクタを提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に記載のプローブピンは、被検査体の電気的特性検査を行なう際にコンタクタに用いられるプローブピンにおいて、上記プローブピンは、接触端子を有する本体と、この本体と電気的に一体化して弾力を付与する弾力手段とを有することを特徴とするものである。
【００１０】
また、本発明の請求項２に記載のプローブピンは、被検査体の電気的特性検査を行なう際のコンタクタに用いられるプローブピンにおいて、上記プローブピンは、接触端子を有する本体と、この本体の外周面に形成された螺旋溝と一部が螺合して電気的に一体化して弾力を付与するコイルスプリングとを有することを特徴とするものである。
【００１１】
また、本発明の請求項３に記載のコンタクタは、複数のプローブピンと、これらのプローブピンを支持する支持体とを備えたコンタクタであって、上記プローブピンは、接触端子を有する本体と、この本体と電気的に一体化して弾力を付与する弾力手段とを有することを特徴とするものである。
【００１２】
また、本発明の請求項４に記載のコンタクタは、複数のプローブピンと、これらのプローブピンを支持する支持体とを備えたコンタクタであって、上記プローブピンは、接触端子を有する本体と、この本体の外周面に形成された螺旋溝と一部が螺合して電気的に一体化するコイルスプリングとを有することを特徴とするものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図１及び図２に示す実施形態に基づいて本発明を説明する。
本実施形態のプローブピン１０は、例えば図１の（ａ）に示すように、プローブピン本体１１と、このプローブピン本体１１と電気的に一体化して弾力を付与するコイルスプリング１２とを有し、被検査体（例えば、ウエハＷ）の電気的特性検査を行なう際のコンタクタに用いられる。プローブピン本体１１は、同図の（ｂ）に示すように、略円柱状に形成された直胴部１１Ａと、この直胴部１１Ａの両端から延設された接触端子１１Ｂ、１１Ｃとからなり、直胴部１１Ａと接触端子１１Ｂ、１１Ｃはそれぞれ軸心を共有している。直胴部１１Ａの外周面には螺旋溝１１Ｄが形成され、この螺旋溝１１Ｄにスプリングコイル１２の一部が螺合している。
【００１４】
即ち、スプリングコイル１２は、図１の（ａ）に示すように、プローブピン本体１１の螺旋溝１１Ｄと螺合する螺合部１２Ａと、この螺合部１２Ａの両端にそれぞれ形成された縮径部１２Ｂ及びスプリング部１２Ｃとからなっている。スプリングコイル１２の線径は、図１の（ａ）に示すようにプローブピン本体１１の螺旋溝１１Ｄと密着する寸法に形成され、その螺合部１２Ａにおいてプローブピン本体１１と上述のように電気的に一体化している。ここでプローブピン本体１１とスプリングコイル１２が電気的に一体化するとは、これら両者１１、１２の接触抵抗を無視できるほどにこれら両者１１、１２が密着している状態を云う。そして、同図の（ａ）、（ｃ）に示すようにコイルスプリング１２の縮径部１２Ｂがプローブピン本体１１の直胴部１１Ｃと係止する抜け止め部になり、そのスプリング部１２Ｃが接触端子１１Ｂより長く設定され、プローブピン本体１１に弾性を付与するようになっている。
【００１５】
また、プローブピン本体１１及びスプリングコイルは、例えばタングステンやタングステン合金等の導電性金属によって形成されている。プローブピン本体１１とスプリングコイル１２は同種の導電性金属であっても異種の導電性金属であっても良い。
【００１６】
而して、本実施形態のコンタクタ２０は、例えば図２に要部を拡大して示すように、複数のプローブピン１０と、これらのプローブピン１０を垂直に支持する支持体３０とを備えている。支持体３０は、複数のプローブピン１０を垂直に挿入する複数の挿入孔３１Ａを有する収納体３１と、この収納体３１上側に配置された且つ複数の挿入孔３１Ａ内の上側で複数のプローブピン本体１１の接触端子１１Ｂがスプリングコイル１２を介して弾力的に離接する複数の電極（図示せず）を有する配線基板３２とを備えている。
【００１７】
収納体３１は例えばセラミック等の無機絶縁材料や耐熱性有機絶縁材料によって形成されている。図１では収納体３１は一体物として図示してあるが、収納体３１は、複数枚のセラミックを積層したものであっても良い。また、配線基板３２は、メインボードまたはサブボード等として形成され、必要に応じて複数の配線層を有し、プローブピン１０とテスタ側とを電気的に接続している。
【００１８】
図１に示すように、収納体３１にはプローブピン１０を収納する挿入孔３１Ａがマトリックス状に形成され、これらの挿入孔３１Ａの下端にはそれぞれプローブピン本体１１の接触端子１１Ｃが外側へ垂直に突出する貫通孔３１Ｂが連設されている。この貫通孔３１Ｂは挿入孔３１Ａより小径でプローブピン本体１１の接触端子１１Ｃより大径に形成されている。そして、プローブピン１０は、スプリングコイル１２を介して収納体３１の挿入孔３１Ａ内に弾力的に保持されている。
【００１９】
従って、コンタクタ１０を組み立てる時には、まず、プローブピン本体１１をスプリングコイル１２の上方から挿入し、直胴部１１Ａと螺合部１２Ａを螺合させてプローブピン１１を組み立てる。次いで、収納体３１の挿入孔３１Ａにプローブピン１１を挿入して接触端子１１Ｃを貫通孔３１Ｂから突出させる。そして、配線基板３２を収納体３１に位置合わせし、スプリングコイル１２のスプリング部１２Ｃを挿入孔３１Ａ内に押し込んだ後、配線基板３２と収納体３１とを締結部材（図示せず）を介して締結し、コンタクタ２０として一体化する。
【００２０】
次に、動作について説明する。プローブ装置内で載置台（図示せず）をＸ、Ｙ及びＺ方向に移動させてウエハＷの電極パッドＰとコンタクタ２０のプローブピン１０の接触端子１１Ｃとを位置合わせした後、載置台を介してウエハＷをインデックス送りした後、載置台を上昇させてウエハＷの所定の電極パッドＰとプローブピン１０とを接触させる。更に、載置台をオーバードライブさせると、プローブピン本体１１がコイルスプリング１２のスプリング部１２Ｃの弾力に抗して挿入孔３１Ａ内に入り込み、接触端子１１Ｂが配線基板３２の電極パッドと電気的に接触すると共に電極パッドＰとプローブピン１０間に針圧が作用する。
【００２１】
この状態でテスタから信号を送信すると、プローブピン１０から電極パッドＰに検査用信号を印加し、デバイスを経由して検査結果を示す信号をプローブピン１０からテスタへ送信する。この際、プローブピン１０はプローブピン本体１１とスプリングコイル１２が電気的に一体化し、従来のようにプローブピン１０自体に複数の電気的接点がないため、プローブピン１０内での電気的特性の劣化を生じることなく、検査用信号及び検査結果信号を正確に伝達することができ、検査の信頼性を高めることができ、検査結果を正確に解析することができる。
【００２２】
以上説明したように本実施形態によれば、プローブピン１０は、接触端子１１Ｂ、１１Ｃを有するプローブピン本体１１と、このプローブピン本体１１の直胴部１１Ａの外周面に形成された螺旋溝１１Ｄとスプリングコイル１２の螺合部１２Ａが螺合して電気的に一体化し且つスプリング部１２Ｃを介してプローブピン本体１１に対して弾力を付与するコイルスプリング１２とを有するため、従来のポゴピンと比較してプローブピン１０の外径を縮小してプローブピン１の狭ピッチ化を実現することができると共に、プローブピン１０内で電気的特性の劣化を抑制することができ、信頼性の高い検査を行なうことができる。
【００２３】
尚、本発明は上記各実施形態に何等制限されるものではない。要は、プローブピンは、接触端子を有する本体と、この本体と電気的に一体化して弾力を付与する弾力手段とを有するプローブピンであれば本発明に含まれる。また、このようなプローブピンを有するコンタクタであれば、本発明に含まれる。また、被検査体はウエハに限らず、液晶表示体用基板、ＩＣ、配線基板等も含まれる。
【００２４】
【発明の効果】
本発明の請求項１〜請求項４に記載の発明によれば、プローブピンの狭ピッチ化を促進することができると共に電気的特性の劣化を抑制し信頼性の高い検査を行なうことができるプローブピン及びコンタクタを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のプローブピンの一実施形態を示す図で、（ａ）はプローブピンのコイルスプリングのみを破断した状態を示す部分断面図、（ｂ）はプローブピン本体を示す側面図、（ｃ）はプローブピン本体に装着するスプリングコイルを示す断面図である。
【図２】本発明のコンタクタの一実施形態を用いてウエハの検査をしている状態を拡大して示す要部断面図である。
【図３】従来のコンタクタの一例を拡大して示す要部断面図である。
【符号の説明】
２０　　コンタクタ
１０　　プローブピン
１１　　プローブピン本体（本体）
１１Ｂ、１１Ｃ　接触端子
１２　　スプリングコイル
１２Ａ　螺合部（一部）
１２Ｃ　スプリング部（弾力手段）
Ｗ　　ウエハ（被検査体）

Claims

被検査体の電気的特性検査を行なう際にコンタクタに用いられるプローブピンにおいて、上記プローブピンは、接触端子を有する本体と、この本体と電気的に一体化して弾力を付与する弾力手段とを有することを特徴とするプローブピン。
被検査体の電気的特性検査を行なう際のコンタクタに用いられるプローブピンにおいて、上記プローブピンは、接触端子を有する本体と、この本体の外周面に形成された螺旋溝と一部が螺合して電気的に一体化して弾力を付与するコイルスプリングとを有することを特徴とするプローブピン。
複数のプローブピンと、これらのプローブピンを支持する支持体とを備えたコンタクタであって、上記プローブピンは、接触端子を有する本体と、この本体と電気的に一体化して弾力を付与する弾力手段とを有することを特徴とするコンタクタ。
複数のプローブピンと、これらのプローブピンを支持する支持体とを備えたコンタクタであって、上記プローブピンは、接触端子を有する本体と、この本体の外周面に形成された螺旋溝と一部が螺合して電気的に一体化するコイルスプリングとを有することを特徴とするコンタクタ。