JP2004125548A - プローブカード - Google Patents

Abstract

【課題】製造を容易にすると共に、電気的特性を向上させることにある。
【解決手段】プローブカードは、絶縁基板にこれの厚さ方向に貫通する複数の第１のスルーホール及び複数の第２のスルーホールを形成すると共に、第２のスルーホールに個々に電気的に接続された複数のテスターランドを第１の主面に形成し、接触子を第１のスルーホールに接続し、第１及び第２のコネクタを一端部及び他端部に備えた複数のジャンパー線により第１及び第２のスルーホールを接続していることを特徴とする。
【選択図】　　　　　図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、集積回路のような半導体デバイス等、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】
半導体デバイス等の被検査体は、その内部回路が仕様書通りに動作するか否かの通電試験（検査）をされる。そのような通電試験は、針先を被検査体の電極に押圧されるプローブのような複数の接触子を絶縁基板の下面に配置したプローブカードを用いて行われる。
【０００３】
この種のプローブカードは、試験用の電気信号を電気的検査装置としてのテスターから受ける複数のテスターランドを受ける絶縁基板の上面に備えており、それらテスターランドを接触子に個々に対応させて、対応する接触子及びテスターランドを絶縁基板に形成された配線パターンにより電気的に接続させている。
【０００４】
この種のプローブカード及びテスターにおいては、電極の配置パターンが同じ被検査体であっても、被検査体の電極に割り当てられる信号の種類は、信号の種類が各被検査体の設計内容や検査の種類に依存することから、被検査体及び検査の種類により異なるのに対し、テスターの信号チャンネルは固定であることが多い。
【０００５】
したがって、絶縁基板の配線パターンは被検査体及び検査の種類毎に異なるパターンとしなければならず、その結果被検査体及び検査の種類に応じた配線パターンを有するプローブカードが必要になり、プローブカード、特に絶縁基板の共通化が望まれている。
【０００６】
そのような課題を解決すべく、絶縁基板から独立したケーブル（例えば、同軸ジャンパー線）を用い、各ケーブルの両端部を配線基板の接触子に接続された接続ランドとテスターランドとに半田付けしたプローブカードが知られている。
【０００７】
プローブカードにおいては、一般に、接続すべき接続ランド及びテスターランドは、被検査体及び検査の種類等に応じて決定される。しかし、上記のプローブカードによれば、接続すべき接続ランド及びテスターランドを被検査体及び検査の種類等に応じて決定することができるから、同じ構造を有する絶縁基板を異なる種類の被検査体用及び検査用のプローブカードの製造に用いることができ、絶縁基板の製造コストが低減する。
【０００８】
【解決しようとする課題】
しかし、そのようなプローブカードでは、複数のケーブルを少なくとも接続ランドとテスターランドとに半田付けしなければならないから、半田付けにともなう作業（半田付け作業、半田フラックス及び半田ボールの有無の検査作業等）の工数が増加し、プローブカードの製造コストが高くなる。
【０００９】
また、１ケーブル当たりの半田付け箇所数は、芯線のみを半田付けする場合には芯線の両端の２カ所となり、芯線及びシールド線を半田付けする場合には被検査体及び検査の種類等により３カ所又は４カ所となる。このため、多数の接触子を備えるプローブカードにおいては、１ケーブル当たりの半田付着可能領域が狭くなり、半田付けの作業性が悪い。
【００１０】
さらに、ケーブルが断線すると、断線したケーブルの除去に再び半田を溶かして行う必要があるから、ケーブル交換の作業性が悪い。
【００１１】
さらにまた、ドラムに巻かれた長尺のケーブルから所定長さのケーブルを切断して、半田付けしなければならないから、切断作業及び半田付け作業が、作業者の熟練度や体調等、人為的要因により不均一になり、その結果接触子からテスターランド迄の信号ラインの電気的特性にバラツキが生じやすい。
【００１２】
本発明の目的は、製造を容易にすると共に、電気的特性を向上させることにある。
【００１３】
【解決手段、作用、効果】
本発明に係るプローブカードは、対向する第１及び第２の主面を有する絶縁基板であって厚さ方向に貫通する複数の第１のスルーホール及び複数の第２のスルーホールを有すると共に、前記第２のスルーホールに個々に電気的に接続された、テスターに接続される複数のテスターランドを前記第１の主面に有する絶縁基板と、それぞれが芯線を備えると共に第１及び第２のコネクタを一端部及び他端部に備える、前記第１の主面に配置された複数のジャンパー線であって各ジャンパー線の前記第１及び第２のコネクタがそれぞれ前記芯線の一端及び他端に電気的に接続された第１及び第２の芯線ピンを有するジャンパー線と、前記絶縁基板に配置された複数の接触子であって各接触子の一部が被検査体に電気的に接続される接触部とされかつ他の一部において他端部が前記第１のスルーホールに電気的に接続された接触子とを含む。各第１の芯線ピン及び各第２の芯線ピンは、それぞれ、前記第１のスルーホール及び第２のスルーホールに取り外し可能に差し込まれている。
【００１４】
接触子とテスターランドとは、第１及び第２の芯線ピンが第１及び第２のスルーホールに差し込まれていることにより、ジャンパー線及びスルーホールを介して一対一の関係に電気的に接続される。このため、ジャンパー線を切断する必要がないし、ジャンパー線を半田付けする必要がない。それゆえに、作業者の人為的な要因の影響を受けず、ケーブルを半田付けする従来の接触子に比べ、接触子からテスターランドまでの信号ラインの電気的特性が安定する。
【００１５】
接続すべき接触子とテスターランドとは、被検査体及び検査の種類により異なる。このため、異なる種類の被検査体又は検査に用いるときや、異なる種類の被検査体用又は検査用のプローブカードを製造するとき、各接触子は、被検査体及び検査の種類に応じたテスターランドにジャンパー線により接続される。このため、同じ構造を有する絶縁基板を異なる種類の被検査体用及び検査用のプローブカードに用いることができる。
【００１６】
接触子とテスターランドとは、第１及び第２の芯線ピンを被検査体及び検査の種類に応じた所定の第１及び第２のスルーホールに差し込むだけで、電気的に接続することができる。このため、従来のプローブカードのようにケーブルの両端部をテスターランド及び接触子に半田付けする必要がないから、テスターランドと接触子とを容易にかつ確実に電気的に接続することができる。
【００１７】
上記の結果、本発明によれば、プローブカードの製造が容易になって製造コストが低減すると共に、接触子からテスターランドまでの電気的特性が向上する。
【００１８】
各ジャンパー線は、さらに、前記芯線を囲むシールド線を備え、各第１のコネクタ及び各第２のコネクタは、さらに、それぞれ、前記シールド線に電気的に接続された第１のアースピン及び第２のアースピンを備え、前記絶縁基板は、前記絶縁基板の厚さ方向に貫通する複数の第３のスルーホール及び複数の第４のスルーホールと、前記第３及び第４のスルーホールを電気的に接続すべく前記第１及び第２の主面の少なくとも一方に備えられた１以上の導電性領域とを有し、前記第１及び第２のアースピンは、それぞれ、前記第３及び第４のスルーホールに取り外し可能に差し込まれていてもよい。そのようにすれば、導電性領域をアース電位とすることにより、シールド線がアース電位に維持されるから、接触子からテスターランドまでの信号ラインへのノイズの混入が防止され、プローブカードの電気的特性が向上する。また、第１及び第２のアースピンを導電性領域に電気的に接続する際に、半田付けする必要がないから、ジャンパー線の配線の作業性が向上する。
【００１９】
前記第１、第２、第３及び第４のスルーホールのそれぞれは等ピッチに配置されていてもよい。
【００２０】
複数のジャンパー線の第１及び第２のコネクタのいずれか一方は、それらの芯線ピンを共通に支持すべく一体的構造とされていてもよい。そのようにすれば、複数の芯線ピンを同時に複数のスルーホールに挿通させることができるから、複数の芯線ピンを差し込むべきスルーホールを間違えるおそれが減少し、作業性が向上する。
【００２１】
【発明の実施の形態】
図１及び図２を参照するに、本発明に係るプローブカード１０は、円板状の絶縁基板１２と、絶縁基板１２の上側に配置された複数のジャンパー線１４と、絶縁基板１２の下側に配置された複数の接触子１６とを含む。
【００２２】
絶縁基板１２は、ほぼ一定の厚さ寸法を有しており、また電気絶縁性の材料により形成されている。絶縁基板１２の中央部には、絶縁基板１２をこれの厚さ方向に貫通有する開口１８が形成されている。開口１８は、被検査体（図示せず）を上から目視可能な大きさを有している。
【００２３】
絶縁基板１２は、アース電位に維持される導電性領域２０を外周部及び開口１８の周りの領域を残した上面（第１の主面）２２及び下面（第２の主面）２４のそれぞれに有している。各導電性領域２０は、外周が円形をし、内周が多角形（本図では八角形）をした環状のシートに形成されている。
【００２４】
絶縁基板１２は、また、接触子１６に個々に対応する複数の接続ランド２６を下面２４の導電性領域２０の内側領域に有していると共に、接触子１６に個々に対応する複数のテスターランド２８を上面２２の外周部に有している。
【００２５】
絶縁基板１２は、さらに、接続ランド２６及び絶縁基板１２をそれらの厚さ方向に貫通する複数のスルーホール３０と、テスターランド２８及び絶縁基板１２をそれらの厚さ方向に貫通する複数のスルーホール３２と、両導電性領域２０及び絶縁基板１２を絶縁基板１２の厚さ方向に貫通する複数のスルーホール３４と、両導電性領域２０及び絶縁基板１２を絶縁基板１２の厚さ方向に貫通する複数のスルーホール３６と、絶縁基板１２を貫通する複数のスルーホール３８とを有している。
【００２６】
スルーホール３０，３２，３４，３６は、いずれも、絶縁基板１２を厚さ方向に貫通するほぼ筒状の導電性層により、導電性スルーホールとされている。スルーホール３４は両導電性領域２０の中央側の箇所に形成されており、スルーホール３６は両導電性領域２０の外周側の箇所に形成されており、スルーホール３８は両導電性領域２０の外側の箇所に形成されている。
【００２７】
スルーホール３０，３４は、それらが１つずつで、接続ランド２６及び接触子１６に個々に対応されたスルーホール組を形成しており、また絶縁基板１２の半径方向に隣り合う箇所に形成されている。スルーホール３２，３６，３８は、それらが１つずつで、テスターランド２８に個々に対応されたスルーホール組を形成しており、また絶縁基板１２の半径方向に隣り合う箇所に形成されている。
【００２８】
スルーホール３０及び３４は、それぞれ、開口１８の周りの仮想的な多角形の辺に沿って位置する複数のスルーホール群に分けられている。スルーホール３０及び３２は、それぞれ、対応する接続ランド２６及びテスターランド２８を貫通している。
【００２９】
スルーホール３２は、スルーホール３８の電極と電気的に接続されている。各テスターランド２８は、プローブカード１０を取り外し可能に組み付けるテスター（図示せず）の接続部の位置と同じ位置関係を有する箇所に形成されている。
【００３０】
スルーホール３０，３２，３４，３６，３８は、いずれも、仮想的な多角形又は円の方向に等ピッチに設けられていればよい。
【００３１】
各ジャンパー線１４は、芯線の周りに電気絶縁層を形成し、その電気絶縁層の周りに網線のようなシールド線を形成した同軸ケーブル４０の両端にコネクタ４２，４４を装着したいわゆるコネクタ付きの同軸ジャンパー線である。シールド線は、芯線を囲むように電気絶縁層の周りに形成されている。
【００３２】
コネクタ４２及び４４は、それぞれ、同軸ケーブル４０の長手方向に間隔をおいた一対の接続ピン４６，４８及び５０，５２を有している。接続ピン４６，４８に間隔ｄ１及び接続ピン５０，５２の間隔ｄ２は、互いに同じであると共に、絶縁基板１２の半径方向におけるスルーホール３０，３４の間隔及び３６，３８の間隔と同じである。
【００３３】
接続ピン４６及び５２は、同軸ケーブル４０の芯線に電気的に接続されて芯線ピンとして作用し、また、それぞれスルーホール３０及び３８に取り外し可能に差し込まれている。接続ピン４８及び５０は、同軸ケーブル４０のシールド線に電気的に接続されてアースピンとして作用し、また、それぞれスルーホール３４及び３６に取り外し可能に差し込まれている。
【００３４】
各接触子１６は、図示の例では、導電性金属細線から製造されたニードルタイプのプローブであり、被検査体の電極に押圧される針先部５４をこれの後端に続く針主体部５６から一方的に曲げたＬ字状の形状を有する。針先部５４は、接触部として作用する。
【００３５】
各接触子１６は、絶縁基板１２の下面２４の取り付けられた開口１８の周りを伸びる針押え５８に非導電性接着剤６０により、針先部５４が下方へ向いた状態に、針主体部５６において組み付けられている。接触子１６は、それらの針先部５４が被検査体の電極の配置パターンとなるように、配置されている。
【００３６】
各接触子１６の針後部６２は、対応する接続ランド２６に半田のような導電性接着剤６４により電気的に接続されている。
【００３７】
各接触子１６の針後部６２をさらに針先部５４と反対側にＬ字状の形状に折り曲げ、その針後部６２を絶縁基板１２の下面２４よりスルーホール３０内に差し込んで、そのスルーホール３０に導電性接着剤６４で移動不能に組み付けてもよい。
【００３８】
接触子１６とテスターランド２８とは、接続ピン４６及び５２がそれぞれスルーホール３０及び３８に差し込まれていることにより、スルーホール３０、ジャンパー線１４及びスルーホール３８を介して一対一の関係に電気的に接続される。このため、プローブカード１０においては、ジャンパー線１４を切断する必要がないし、ジャンパー線１４を半田付けする必要がなく、したがって接触子１６からテスターランド２８までの信号ラインの電気的特性は、作業者の人為的な要因の影響を受けず、ケーブルを半田付けする従来の接触子に比べ、安定する。
【００３９】
接続すべき接触子１６とテスターランド２８とは、被検査体及び検査の種類により異なる。このため、異なる種類の被検査体又は検査に用いるときや、異なる種類の被検査体用又は検査用のプローブカードを製造するとき、各接触子１６は、被検査体及び検査の種類に応じたテスターランド２８にジャンパー線１４により接続される。それゆえに、同じ構造を有する絶縁基板１２を異なる種類の被検査体用及び検査用のプローブカードに用いることができる。接触子１６とテスターランド２８とをジャンパー線１４により電気的に接続する作業は、人手により行うことができる。
【００４０】
接触子１６とテスターランド２８とは、接続ピン４６又は５２を被検査体及び検査の種類に応じた所定のスルーホール３０又は３８に差し込むだけで、電気的に接続することができる。このため、従来のプローブカードのようにケーブルの両端部をテスターランド及び接触子に半田付けする必要がないから、テスターランド２８と接触子１６とを容易にかつ確実に電気的に接続することができる。
【００４１】
各ジャンパー線１４のシールド線は、接続ピン４８及び５０がそれぞれスルーホール３４及び３６に差し込まれることにより、導電性領域２０に電気的に接続される。このため、導電性領域２０をアース電位とすることにより、シールド線がアース電位に維持されるから、接触子１６からテスターランド２８までの信号ラインへのノイズの混入が防止され、プローブカード１０の電気的特性が向上する。また、接続ピン４８，５０を導電性領域２０に電気的に接続する際に、半田付けする必要がないから、ジャンパー線１４の配線の作業性が向上する。
【００４２】
ジャンパー線１４は、いわゆる部品として使用することができるから、ジャンパー線１４のメーカーにおいて個々のジャンパー線１４に対する電気的特性のバラツキを抑えることができる。同様に、ジャンパー線１４相互の電気的特性のバラツキを抑えた状態で、ジャンパー線１４の長さ寸法を任意とすることができる。それゆえに、個別設計又は汎用設計に応じて選択されたプローブカード１０及びジャンパー線１４を使用することにより被検査体及び検査の種類により要求される電気的性能に対応したプローブカードを得ることができる。
【００４３】
プローブカード１０によれば、接続ピン４６，５２，４８及び５０を所定のスルーホール３０，３８，３４及び３６に差し込むことにより、被検査体及び検査の種類に応じて接触子１６とテスターランド２８とを電気的に接続することができるから、接触子１６とテスターランド２８とを電気的に接続する配線作業が容易になる。このため、プローブカード１０の製造が容易になって、製造コストが低減する。また、接触子１６からテスターランド２８までの電気的特性が向上する。さらに、同じ構造を有する絶縁基板１２を大量に製作することにより絶縁基板１２自体のコストを低減することができる。
【００４４】
上記の実施例では、各ジャンパー線１４のコネクタ４２，４４を他のジャンパー線１４のコネクタ４２，４４と別個にしているが、適宜な数のジャンパー線１４のコネクタ４２及び４４のいずれか一方を、それらジャンパー線１４の接続ピン４６，４８及び５０，５２のいずれか一方を共通の支持体に支持させるように、一体的構造としてもよい。
【００４５】
図３を参照するに、プローブカード７０は、開口１８の周りの仮想的な多角形の辺に沿って位置する複数のスルーホール群に対応する複数のジャンパー線１４の接続ピン４６，４８を共通の支持体７２に支持させて、それらジャンパー線１４のコネクタ４２を一体的構造の一括コネクタ７４としている。このため、複数組の接続ピン４６及び４８を同時に複数の組のスルーホール３０及び３４に挿通させることができるから、複数組の接続ピン４６，４８を差し込むべきスルーホール３０，３４を間違えるおそれが減少し、作業性が向上する。
【００４６】
上記の実施例では、スルーホール３８を備えているが、テスターランド２８をスルーホール３８に接続して、スルーホール３２を省略してもよい。
【００４７】
ジャンパー線１４の電気的特性としては、Ｆ３ｄｂで２ＧＨｚ以上であるとよい。又は、同軸ケーブル４０と接続ピン４６，５２，４８及び５０との接続部を含めたジャンパー線１４の立ち上がり時間が１５０ｐｓ以下であるとよい。
【００４８】
接続ピン４６，４８，５０及び５２として、最小保持力が３０Ｎであるコンプライアントピンを用いることができる。そのようにすれば、接続ピン４６，４８，５０及び５２とスルーホール３０，３４，３６及び３８との電気的接続状態を半田付けの場合と同程度の状態にすることができる。
【００４９】
同軸ケーブル４０としては、ストレートタイプ、アングルタイプ、その組合せのものを用いることができる。また、ジャンパー線１４の電気的特性のバラツキは、５０本単位でケーブルＴｐｄばらつき５０ｐｓ以内とすることができる。
【００５０】
プローブカード１０，７０は、下面２４側のスルーホール３０，３４の間に、チップ型コンデンサやチップ型抵抗器を配置してもよい。そのようにすれば、プローブカード１０，７０全体の電気的特性を向上させることができる。
【００５１】
接触子１６として、ニードルタイプのプローブを用いる代わりに、ブレードタイプのプローブ、ポゴピンタイプのプローブのような縦型のプローブ、ポリイミドのような電気絶縁シートに形成された配線と該配線に設けられた突起電極のような接触部とを備えたプローブ要素、電気絶縁シートに形成された接続ランドと該接続ランドに形成された接触部と接続ランドから伸びる配線とを備えた縦型のプローブ要素等、他のタイプの接触子を用いてもよい。
【００５２】
導電性領域２０は、設けなくてもよいし、また絶縁基板１２の上面２２及び下面２４の一方に形成されていてもよい。
【００５３】
本発明は、上記実施例に限定されず、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平面図である。
【図２】図１に示すプローブカードの拡大図であって、（Ａ）は一部を示す平面図、（Ｂ）は（Ａ）の断面図である。
【図３】本発明に係るプローブカードの他の実施例を示す拡大平面図である。
【符号の説明】
１０，７０　プローブカード
１２　絶縁基板
１４　ジャンパー線
１６　接触子
１８　開口
２０　導電性領域
２２　絶縁基板の上面（第１の主面）
２４　絶縁基板の下面（第２の主面）
２６　接続ランド
２８　テスターランド
３０，３２，３４，３６，３８　スルーホール
４０　同軸ケーブル
４２，４４　コネクタ
４６，５２　接続ピン（芯線ピン）
４８，５０　接続ピン（アースピン）
７２　支持体
７４　一括コネクタ

Claims (4)

1. 対向する第１及び第２の主面を有する絶縁基板であって厚さ方向に貫通する複数の第１のスルーホール及び複数の第２のスルーホールを有すると共に、前記第２のスルーホールに個々に電気的に接続された、テスターに接続される複数のテスターランドを前記第１の主面に有する絶縁基板と、
   それぞれが芯線を備えると共に第１及び第２のコネクタを一端部及び他端部に備える、前記第１の主面に配置された複数のジャンパー線であって各ジャンパー線の前記第１及び第２のコネクタがそれぞれ前記芯線の一端及び他端に電気的に接続された第１及び第２の芯線ピンを有するジャンパー線と、
   前記絶縁基板に配置された複数の接触子であって各接触子の一部が被検査体に電気的に接続される接触部とされかつ他の一部において前記第１のスルーホールに電気的に接続された接触子とを含み、
   各第１の芯線ピン及び各第２の芯線ピンは、それぞれ、前記第１のスルーホール及び第２のスルーホールに取り外し可能に差し込まれている、プローブカード。
2. 各ジャンパー線は、さらに、前記芯線を囲むシールド線を備え、
   各第１のコネクタ及び各第２のコネクタは、さらに、それぞれ、前記シールド線に電気的に接続された第１のアースピン及び第２のアースピンを備え、
   前記絶縁基板は、前記絶縁基板の厚さ方向に貫通する複数の第３のスルーホール及び複数の第４のスルーホールと、前記第３及び第４のスルーホールを電気的に接続すべく前記第１及び第２の主面の少なくとも一方に備えられた１以上の導電性領域とを有し、
   前記第１及び第２のアースピンは、それぞれ、前記第３及び第４のスルーホールに取り外し可能に差し込まれている、請求項１に記載のプローブカード。
3. 前記第１、第２、第３及び第４のスルーホールのそれぞれは等ピッチに配置されている、請求項２に記載のプローブカード。
4. 複数のジャンパー線の第１及び第２のコネクタのいずれか一方は、それらの芯線ピンを共通に支持すべく一体的構造とされている、請求項１から３のいずれか１項に記載のプローブカード。

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