JP2004156969A - プローブ、プローブ集合体およびプローブカード - Google Patents
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Abstract
【課題】本発明は、接触痕が小さく安定接触が可能な、電流容量を大きくすることができる微細小型のプローブを多彩な電極に対応配置させたプローブ集合体を提供することを目的とする。
【解決手段】垂直スプリング部３と、下端の片持ち梁部５と、先端の接触先端部６からなる微細小型のプローブを挿入したプローブ一体型細管１６をガイド穴１１に挿入固定し、上端２をガイド穴１１の上部で固定し下端７を垂直方向に自由な状態とするように、複数のプローブの集合体からなるプローブ集合体１５を構成する。プローブ１は、垂直スプリング部３のバネ係数が片持ち梁部５のバネ係数より小さく、下端からの荷重によって垂直スプリング部３が収縮して、プローブ一体型細管１６の内壁に接触した時に、垂直スプリング部３のバネ係数が大きくなり、水平方向の片持ち梁部５のバネ係数より大きくなるように構成する。
【選択図】 図５
【解決手段】垂直スプリング部３と、下端の片持ち梁部５と、先端の接触先端部６からなる微細小型のプローブを挿入したプローブ一体型細管１６をガイド穴１１に挿入固定し、上端２をガイド穴１１の上部で固定し下端７を垂直方向に自由な状態とするように、複数のプローブの集合体からなるプローブ集合体１５を構成する。プローブ１は、垂直スプリング部３のバネ係数が片持ち梁部５のバネ係数より小さく、下端からの荷重によって垂直スプリング部３が収縮して、プローブ一体型細管１６の内壁に接触した時に、垂直スプリング部３のバネ係数が大きくなり、水平方向の片持ち梁部５のバネ係数より大きくなるように構成する。
【選択図】 図５
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウエハー上に製作された集積回路およびその他の電子部品の電気的機能試験を行う検査用具であるプローブ、プローブ集合体およびプローブカードに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、半導体ウエハーの機能試験では、試験コスト削減と生産性向上のために、同時に試験するウエハーの個数がますます多くなり、測定領域は広くなり、電極数も多く配置も複雑である。また、半導体ウエハーに形成された論理素子の場合、１個の素子でも電極数が多く、配置も素子の周辺部だけでなく、素子中央部近くまで配置されることが多く、間隔も小さくなっている。
【０００３】
また、半導体集積回路素子の最終試験でも、試験形態は個々の素子が切離された形態でなく、ウエハー状にまとまっているか、テープやシートあるいはフィルム上に組み立てた形態が増えてくるものと予想される。上記形態の最終試験においても、被試験電子部品の電極は広い領域にかなりの高密度で配置されている。
【０００４】
上記の電極に一度に安定して接触する接触部品の供給や、長期の接触と開放の繰り返しにおいて安定性を維持することはますます困難になっていて、これらの電極に同時に安定して接触する電気的接触部品が必要になってきている。
【０００５】
図１１は、従来の各種方式のプローブを含めたプローブカード一部の断面構造の概念図である。同じ構成のものは、同じ参照番号としている。
【０００６】
図１１（ａ）は、従来の片持ち梁式のプローブを含めたプローブカード一部の断面構造の概念図である。図１１（ａ）において、プローブ５０はほぼ全体が片持ち梁の形状に形成されており、一端はプローブカード（図示省略）の印刷配線基板５１に接続される。プローブ５０を電極（図示省略）に押し当てて電気的接触をする際に、図１１（ａ）の矢印に示すように、片持ち梁式のプローブ５０の接触先端部５２は垂直方向に動くと同時に水平方向にも動き、電極表面の酸化膜その他の不純物をこすり取り去る（スクラブ）ことにより、電気的接触が比較的安定する。しかし、片持ち梁式のプローブ５０を使用したプローブカードは、自動試験機（図示省略）に接続する印刷配線基板５１との接続点５３から、電極（図示省略）に接触する接触先端部５２までの水平長さが長いという大きな欠点がある。このため、測定領域に多数の電極が面上に高密度で配置されている場合には、目的のプローブ配置が極度に困難になる。また、仮にプローブ配置ができる場合でも、接触先端部５２の水平方向の移動量が多く、被試験電子部品の電極から外れたり、周辺部に損傷を与えたりする危険がある。
【０００７】
図１１（ｂ）は、従来の垂直接触式のプローブを含めたプローブカード一部の断面構造を示す概念図である。図１１（ｂ）において、バネ弾性部５５を持つ垂直接触式のプローブ５６は、電極（図示省略）に垂直に接触するような形状で形成されており、ガイド板５７を通って、プローブカード（図示省略）の印刷配線基板５１に接続されている。この方式は、測定領域に多数の電極が面上に配置されている場合に有利であるが、オーバードライブをかけて、接触先端部５８が電極に接触する際に、先端は水平方向にほとんど移動しない。そのため、安定した電気接触を得るために接触圧を大きくする必要があり、電極の微細化と薄型化に対して、電極の損傷を引き起こす欠点がある。また、プローブ先端の移動量を制御できないため、接触を繰り返していく間に接触抵抗が極めて早く上昇する傾向があり、プローブ先端のクリーニングを頻繁に行う必要がある。
【０００８】
図１１（ｃ）は、従来の微細型片持ち梁式のプローブを含めたプローブカード一部の断面構造を示す概念図である。図１１（ｃ）において、電極（図示省略）に接触するプローブ６０は微細な形状をした片持ち梁式の形状がガイド板６２で形成されている。この方式のプローブは上記両者の短所を補う特徴がある。微細であるため、測定領域に多数の電極が面上に配置されている場合等に対応できる。プローブ６０を電極に押し当てて電気的接触をする際に、接触先端部６１は垂直方向に動くと同時に水平方向にも動き、電極表面の酸化膜その他の不純物を取り去るために、電気的接触が比較的安定するという特徴ももっている。しかし、オーバードライブとスクラブの間には比較的単純な幾何学的関係があり、垂直方向の動作量と接触圧を大きくするには、水平方向の寸法が大きくなるため、微細化には一定の限度がある。また、オーバードライブによる荷重と内部応力をすべて片持ち梁部が負担するために、プローブの機械的耐久性の限界により一定程度以下には小さくできない。そのため、今後、さらに電極配置の微細化が進むと、これに対応して検査できる小型で安定した電気的接触を得るプローブを含めたプローブカードの供給が極めて困難になる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、従来の片持ち梁式のプローブは、印刷配線基板との接続点から、先端部までの水平長さが長いという大きな欠点があり、高密度で配置された電極に対して、プローブの配置が困難になり、また、接触先端部の水平方向の移動量が大きく、接触先端部が電極から外れたり周辺部に損傷を与えるなどの問題がある。
【００１０】
また、従来の垂直接触式のプローブは、安定した電気接触を得るために接触圧を大きくする必要があり、微細化薄型化された電極の損傷を引き起こす欠点がある。
【００１１】
また、従来の微細型片持ち梁式のプローブは、垂直方向の動作量と接触圧の観点から、水平方向の寸法が大きくなり小型化には限度がある。また、微細型片持ち梁式のプローブの機械的耐久性の点から小型化ができない。
【００１２】
本発明は、高密度の電極配置に対応できる微細小型の電極の損傷が少ないプローブを提供することを目的とする。また、電流容量を大きくでき、安定接触が可能なプローブ集合体を提供することを目的とする。また、電極の損傷が少なく電気的接続の信頼性の高い、多彩な電極配置に対応できるプローブカードを提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は、
第１の解決手段として、垂直方向に動作する垂直スプリング部と、垂直スプリング部の下端から水平方向に伸びた片持ち梁部と、片持ち梁部の先端にその方向と略直角に形成した接触先端部とからなるようにプローブを構成するものである。また、具体的には、垂直スプリング部の下端に、垂直スプリングの動作を所定の箇所で制止するための補助ストッパーを設けるように構成するものである。また、さらに具体的には、垂直スプリング部全体のバネ係数が水平方向の片持ち梁部のバネ係数より小さく形成するように構成するものである。
【００１４】
第２の解決手段として、垂直方向に動作する垂直スプリング部と、垂直スプリング部の下端から水平方向に伸びた片持ち梁部と、片持ち梁部の先端にその方向と略直角に形成した接触先端部とからなる複数個のプローブと、複数の貫通した穴を形成したガイド板とからなり、穴にプローブを挿入し、穴の上端でプローブを固定し下端ではほぼ垂直方向に自由（非固定）の状態とするようにプローブ集合体を構成するものである。また、具体的には、プローブは、垂直スプリング部のバネ係数が水平方向の片持ち梁部のバネ係数より小さく形成され、下端からの荷重によって垂直スプリング部が収縮して、挿入されたガイド板の穴の内壁に接触した時に、垂直スプリング部のバネ係数が大きくなり、かつ水平方向の片持ち梁部のバネ係数より大きくなるように構成するものである。また、更に具体的には、プローブは、垂直スプリング部の下端に、垂直スプリングの動作を所定の箇所で制止するための補助ストッパーを設けるように構成するものである。また、更に具体的には、ガイド板は、絶縁性材料から形成され、プローブを挿入した導電性の細管をガイド板の穴に挿入固定するように構成するものである。また、別に具体的には、上記、プローブ集合体を印刷配線基板に、直接あるいは中継基板を介して接続するようにプローブカードを構成するものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図を用いて説明する。
【００１６】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１のプローブの断面構造の概念図を示す。図１において、プローブ１は、導電性金属から作成され、微細な穴（図示省略）に挿入して使用されることを前提としており、上端２は、固定をするため固定用穴（図示省略）の寸法に適度に合致する寸法とする。垂直スプリング部３は、屈曲した形状の円弧またはそれに順ずる形状の、垂直方向にバネ特性をもった、金属等導電性材料から形成された小バネ４が複数個連続に繋がった長い形状のスプリングとしている。小バネ４の一つ一つのバネ係数は大きいが直列につなぐことによって垂直スプリング部３全体のバネ係数が適性に小さくなるように設計できる。従って、全体としてわずかの荷重で上下方向に動作（変位）することができる。
【００１７】
垂直スプリング部３の下端７は微細な穴（図示省略）に挿入される程度の大きさとし、その下にバネ弾性を有する片持ち梁式の水平方向に伸びた微細小型の片持ち梁部５を接続する。片持ち梁部５の先端にはその方向とほぼ直角に微細な形状の接触先端部６を形成する。プローブ１は、垂直方向（上下方向）に動作する垂直スプリング部３と水平方向の片持ち梁部とからなるスプリングとバネ機構を一体とした２重弾性構造体の微細小型化プローブとなる。接触先端部６は被試験電子部品の電極（図示省略）にほぼ垂直に接触する。垂直スプリング部３全体のバネ係数は水平方向の片持ち梁部５のバネ係数より小さくなるように作成する。
【００１８】
プローブ１は、導電性金属下地に感光性レジストを塗布し、その形状を描いたマスクを使って露光し、プローブ形状をフォトリソグラフィ工程でパターニングした後、電鋳技術により析出する技術で製作する。プローブ形状をパターニングする工程は、Ｘ線を用いたプロセス技術を適用すると、形成されるプローブが非常に精度よくできる。
【００１９】
図２は、実施形態１の他の実施例であるプローブの断面構造の概念図を示す。図１と同じものは同じ参照番号を付与している。垂直スプリング部３の下端７の位置に、垂直スプリング３の動作を所定の箇所で制止するための補助ストッパー８を設ける。プローブ１はオーバードライブの第１段階でその補助ストッパー８の位置まで垂直方向に動作し、接触先端部６の水平方向の移動を殆ど無くすことができる。
【００２０】
上記で、実施の形態１のプローブは、垂直方向に動作する垂直スプリング部と、垂直スプリング部の下端から水平方向に伸びた片持ち梁部と、片持ち梁部の先端にその方向と略直角に形成した接触先端部とからなるようにプローブを構成していて、全体としてわずかの荷重で上下方向に動作（変位）することができ、微細小型にできる。垂直スプリング部全体のバネ係数は水平方向の微細小型の片持ち梁部のバネ係数より小さくなるように作成しているので、オーバードライブが進む最初の段階ではバネ係数が小さい垂直スプリング部が変形することにより、微細な接触先端部はまず垂直方向に動作をし、その後、水平方向に移動し、全体として僅かの荷重で上下方向および水平方向に動作することができるので、電極の損傷が少なく接触痕が小さい、高密度の電極配置に対応できる微細小型形状のプローブとする事が可能になる。
【００２１】
また、垂直スプリング部の下端に、垂直スプリングの変形動作の制止点を補助するための補助ストッパーを設けたことにより、オーバードライブの第１段階でプローブ先端は、補助ストッパーの位置まで垂直方向に規制された動作をし、その後、水平方向に制御された量だけ移動し、全体として僅かの荷重で上下方向および水平方向に動作することができるので、電極の損傷が少なく接触痕が小さい、高密度の電極配置に対応できる微細小型形状のプローブとすることが可能になる。
【００２２】
（実施の形態２）
図３は、本発明の実施の形態２であるプローブ集合体のガイド板の上面と側面断面構造の概念図である。実施の形態１と異なるところは、ガイド板を用いて図１の微細小型のプローブ１を複数個、集合保持させることにある。図３において、セラミック板やポリイミド樹脂などの絶縁性材料からなるガイド板１０に、貫通したガイド穴１１を複数形成する。ガイド板１０に形成されたガイド穴１１へ、プローブ１を複数個固定するために、ガイド穴１１の上部周辺部には無電解メッキ等の技術により、あらかじめ金属膜１４を形成している。ガイド穴１１の位置は被試験電子部品の多彩な電極（図示省略）の位置と一定の幾何学的関係によって決定する。
【００２３】
図４は、プローブ一体型細管の断面構造の概念図である。図４において、細管１２は外形が図３のガイド穴１１に入る径とし、銅Ｃｕなどに金メッキ表面処理した導電性の金属管などから形成する。細管１２の内部にあらかじめ微細小型のプローブ１を挿入することにより、より電流容量を大きくすることができるプローブ一体型細管１６を作成する。
【００２４】
図５は、本発明の実施の形態２であるプローブ集合体の一部の断面構造の概念図である。図５に示すように、図４に示す、微細小型のプローブ１を内部に挿入したプローブ一体型細管１６を各ガイド穴１１に挿入し固定する。プローブ１の上端２をガイド穴１１の上部周辺の金属膜１４に半田付け等の技術で固定し、下端７をほぼ垂直方向に自由（非固定）の状態とするように構成する。上記のようにして多彩な電極配置に対応した位置に設けられた複数の微細小型のプローブの集合体からなるプローブ集合体１５を構成する。図５において、プローブ１は、図１と同じく、垂直方向に動作する垂直スプリング部３と、垂直スプリング部３の下端から水平方向に伸びた片持ち梁部５と、その先端にその方向と略直角に形成した微細な接触先端部６とから構成していて、２重の弾性構造体からなる微細小型のプローブとしている。プローブ１は、垂直スプリング部３のバネ係数が水平方向の片持ち梁部５のバネ係数より小さく形成され、下端からの荷重によって垂直スプリング部３が収縮して、挿入されたプローブ一体型細管１６の内壁に接触した時に、垂直スプリング部３のバネ係数が大きくなり、かつ水平方向の片持ち梁部５のバネ係数より大きくなるように構成する。
【００２５】
図６は、プローブ集合体におけるプローブの動作を示す概念図である。図５と同じものは、同じ参照符号を付す。図６において、プローブ１の接触先端部６は電極２０に一定の荷重で押さえつけられて電気的接触をする。この動作をオーバードライブという。図６は、オーバードライブ開始時の状態を示し、プローブ先端が目的の電極に接触した状態を示す。
【００２６】
図７は、プローブ集合体におけるプローブの動作を示す概念図である。図７において、図６の動作からオーバードライブが進む第１段階の状態を示し、バネ係数が小さい垂直スプリング部３が変形することにより、プローブ１の接触先端部６は垂直方向に動作をし、水平方向への移動が殆ど無いことを示す。
【００２７】
図８は、プローブ集合体におけるプローブの動作を示す概念図である。図８において、図７の動作から更に進んで、一定のオーバードライブがかけられると、垂直スプリング部３を構成する各バネは微細な径のプローブ一体型細管１６の内壁に接触し、そのバネ係数が大きくなり、垂直スプリング部３全体のバネ係数が大きくなる。このバネ係数が水平方向の片持ち梁部５のバネ係数より大きくなるように製作しておく。このような動作をする図５に示すプローブ１を設計製作できる理由は以下のようである。垂直スプリング３全体のバネ係数は、水平方向の片持ち梁部５のバネ係数より元々小さく作成しているため、最初のオーバードライブでこの垂直スプリング部３が最初に変位する。垂直スプリング部３がプローブ一体型細管１６の内壁あるいは穴の内壁に接触すると、垂直スプリング部３を構成する円弧状の個々のスプリングは最早、円弧状のスプリングではなく、斜めの内壁接触点を支点とした細い板状のバネとして振る舞うことになる。この時のバネ係数は初期の円弧状のスプリングに比して極端に大きくなる。この際の垂直スプリング部３のバネ係数は、水平方向の片持ち梁部５のバネ係数より大きくなるのである。このような形状のプローブを設計製作することは容易に可能である。
【００２８】
図８において、垂直スプリング部３がプローブ一体型細管１６の内壁に接触し、オーバードライブの次の段階では、水平方向に出た片持ち梁部５が変位し、プローブ１が上方に移動し、それに伴って、接触先端部６は上方移動と水平方向移動とを行う。上記のように、微細な接触先端部６はまず垂直方向に動作し、一定の圧力がかかったのち水平方向に制御された量だけ移動し、全体として僅かの荷重で上下方向および水平方向に動作することができるので、電極２０の表面の酸化物等の電気接触に対する障害物を除去し、接触痕が小さく安定した接触を行うことができる。
【００２９】
図９は、実施の形態２の他の実施例であるプローブの動作を示す概念図である。図７と同じ構成のものは、同じ参照符号を付与している。補助ストッパー８がついた２重弾性機構のプローブ１がガイド板１０に挿入固定され、プローブ１はオーバードライブの第１段階で、補助ストッパー８がガイド板１０の下面に当たる位置まで垂直方向に規制された動作をし、接触先端部６の水平方向の移動はない。第２段階の動作は補助ストッパー８のない場合の動作と同じで、接触先端部６は垂直方向と水平方向への移動を行う。上記のように、微細な接触先端部６はまず垂直方向に規制された動作をし、一定の圧力がかかったのち水平方向に制御された量だけ移動し、全体として僅かの荷重で上下方向および水平方向に動作することができるので、電極表面の酸化物等の不純物を除去し、電気的接触を行う、上下方向に不要な動作をしないプローブ集合体とすることが可能なる。
【００３０】
上記で、垂直方向に動作する垂直スプリング部と、垂直スプリング部の下端から水平方向に伸びた片持ち梁部と、片持ち梁部の先端にその方向と略直角に形成した接触先端部とからなる複数個の２重の弾性構造体からなる微細小型のプローブと、複数の貫通した穴を形成したガイド板とからなり、穴にプローブを挿入し、穴の上端でプローブを固定し、下端ではほぼ垂直方向に自由（非固定）の状態とするようにプローブ集合体を構成することにより、また、プローブを、垂直スプリング部のバネ係数が水平方向の片持ち梁部のバネ係数より小さく形成し、下端からの荷重によって垂直スプリング部が収縮して、挿入されたガイド板の穴の細管内壁に接触した時に、垂直スプリング部のバネ係数が大きくなり、かつ水平方向の片持ち梁部のバネ係数より大きくなるようにすることにより、また、プローブは、垂直スプリング部の下端の位置に、垂直スプリングの動作を所定の箇所で制止するための補助ストッパーを設けるようにすることにより、また、ガイド板は、絶縁性材料から形成され、前記プローブを挿入した導電性の細管をガイド板の穴に挿入固定するように構成することにより、プローブの微細な接触先端部は、電極に表面に接触したとき、まず垂直方向に動作あるいは規制された動作をし、その後、水平方向に制御された量だけ移動し、全体として僅かの荷重で上下方向および水平方向に動作することができるので、電極表面の酸化物等の電気接触に対する障害物を除去し、接触痕が小さくかつ安定した接触を行うことが可能なプローブを集合支持したプローブ集合体とすることが可能になる。
【００３１】
また、ガイド板は、絶縁性材料から形成され、プローブを挿入した導電性の細管をガイド板の穴に挿入固定するように構成することにより、プローブと細管とが一体となり、電流容量が多いプローブ集合体とすることが可能になる。
【００３２】
以上のように、接触痕が小さく安定接触が可能な、電流容量を大きくすることができる微細小型のプローブを多彩な電極に対応配置させたプローブ集合体とすることが可能になる。
【００３３】
図１０は、プローブ集合体を含むプローブカードの断面構造を示す概念図である。図１０（ａ）において、プローブ集合体１５は、ガイド板１０に実施の形態１あるいは実施の形態２に述べたプローブ１あるいはプローブ一体型細管１６が多彩な電極配置に対応して複数個組み付けられた集合体である。 プローブ集合体１５を自動試験機（図示省略）に接続される印刷配線基板２１に直接、リフロー方式などの半田付け等で半永久的に接続して、プローブカード１７を組み立てる。図１０（ｂ）は、プローブ集合体を含む他の例であるプローブカードの断面構造を示す概念図である。プローブ集合体１５を自動試験機（図示省略）に接続される印刷配線基板２１に、中継基板１８を介して、リフロー方式などの半田付け等で半永久的に接続して、プローブカード１７を組み立てる。
【００３４】
上記で、接触痕が小さく電気的接触の安定性が良い、電流容量の多く多彩な電極配置に対応できる、電気的接続の信頼性の高いプローブカードとすることが可能になる。
【００３５】
なお、以上の説明では、あらかじめプローブを内部に挿入した細管を、ガイド穴に挿入し固定するプローブ一体型細管として説明したが、細管をガイド穴に挿入固定した後、プローブを細管の内部に挿入しても同様に実施可能である。
【００３６】
また、上記で、プローブを内部に挿入した細管をガイド穴に挿入するとして説明したが、細管を挿入せずプローブを直接ガイド穴に挿入しても、電流容量の点を除いて同様に実施可能である。
【００３７】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、垂直スプリング部と、その下端から水平方向に伸びた片持ち梁部と、片持ち梁部の先端に形成した接触先端部とからなる２重弾性構造体とすることにより、また、垂直スプリング部全体のバネ係数が水平方向の片持ち梁部のバネ係数より小さく形成することにより、また、垂直スプリング部の下端に、垂直スプリングの変形動作の制止点を補助する補助ストッパーを設けたことにより、微細な接触先端部はまず垂直方向に動作あるいは規制された動作をし、その後、水平方向に制御された量だけ移動し、全体として僅かの荷重で上下方向および水平方向に動作することができるので、電極の損傷が少なく接触痕が小さい、高密度の電極配置に対応できる微細小型形状のプローブとする事が可能になる。
【００３８】
また、別の効果として、垂直方向に動作する垂直スプリング部と、垂直スプリング部の下端から水平方向に伸びた片持ち梁部と、片持ち梁部の先端にその方向と略直角に形成した接触先端部とからなる複数個の２重の弾性構造体からなる微細小型形状のプローブと、複数の貫通した穴を形成したガイド板とからなり、穴にプローブを挿入し、穴の上端でプローブを固定し下端ではほぼ垂直方向に自由（非固定）とするようにプローブ集合体を構成することにより、また、そのプローブ集合体のプローブを、垂直スプリング部のバネ係数が水平方向の片持ち梁部のバネ係数より小さく形成し、下端からの荷重によって垂直スプリング部が収縮して、挿入されたガイド板の穴の細管内壁に接触した時に、垂直スプリング部のバネ係数が大きくなり、かつ水平方向の片持ち梁部のバネ係数より大きくなるようにすることにより、また、垂直スプリング部の下端に、垂直スプリングの動作を所定の箇所で制止するための補助ストッパーを設けるようにすることにより、プローブ集合体のプローブの接触先端部は、電極に表面に接触したとき、まず垂直方向に動作あるいは規制された動作をし、その後、水平方向に制御された量だけ移動し、全体として僅かの荷重で上下方向および水平方向に動作することができるので、電極表面の酸化物等の電気接触に対する障害物を除去し、接触痕が小さくかつ安定した接触を行うことが可能なプローブ集合体とすることができる。また、ガイド板を、絶縁性材料から形成し、プローブを挿入した導電性の細管をガイド板の穴に挿入固定することにより、プローブと細管とが一体となり、電流容量が多いプローブ集合体とすることが可能になる。
【００３９】
以上のように、接触痕が小さく安定接触が可能な、電流容量を大きくすることができる微細小型のプローブを多彩な電極に対応配置させたプローブ集合体とすることが可能になる。
【００４０】
また、上記プローブ集合体を印刷配線基板に、直接あるいは中継基板を介して接続するようにプローブカードを構成することにより、接触痕が小さく電気的接触の安定性が良い、電流容量の多く多彩な電極配置に対応できる、電気的接続の信頼性の高いプローブカードとすることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１のプローブの断面構造の概念図
【図２】実施の形態１の他の実施例であるプローブの断面構造の概念図
【図３】本発明の実施の形態２であるプローブ集合体の上面と側面断面構造の概念図
【図４】プローブ一体型細管の断面構造の概念図
【図５】本発明の実施の形態２であるプローブ集合体の一部の断面構造の概念図
【図６】プローブ集合体におけるプローブの動作を示す概念図
【図７】プローブ集合体におけるプローブの動作を示す概念図
【図８】プローブ集合体におけるプローブの動作を示す概念図
【図９】実施の形態２の他の実施例であるプローブの動作を示す概念図
【図１０】プローブ集合体を含むプローブカードの断面構造を示す概念図
【図１１】従来の各種方式のプローブを含めたプローブカード一部の断面構造の概念図
【符号の説明】
１ プローブ
２ 上端
３ 垂直スプリング部
４ 小バネ
５ 片持ち梁部
６ 接触先端部
７ 下端
８ 補助ストッパー
１０ ガイド板
１１ ガイド穴
１２ 細管
１４ 金属膜
１５ プローブ集合体
１６ プローブ一体型細管
１７ プローブカード
１８ 中継基板
２０ 電極
２１ 印刷配線基板
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウエハー上に製作された集積回路およびその他の電子部品の電気的機能試験を行う検査用具であるプローブ、プローブ集合体およびプローブカードに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、半導体ウエハーの機能試験では、試験コスト削減と生産性向上のために、同時に試験するウエハーの個数がますます多くなり、測定領域は広くなり、電極数も多く配置も複雑である。また、半導体ウエハーに形成された論理素子の場合、１個の素子でも電極数が多く、配置も素子の周辺部だけでなく、素子中央部近くまで配置されることが多く、間隔も小さくなっている。
【０００３】
また、半導体集積回路素子の最終試験でも、試験形態は個々の素子が切離された形態でなく、ウエハー状にまとまっているか、テープやシートあるいはフィルム上に組み立てた形態が増えてくるものと予想される。上記形態の最終試験においても、被試験電子部品の電極は広い領域にかなりの高密度で配置されている。
【０００４】
上記の電極に一度に安定して接触する接触部品の供給や、長期の接触と開放の繰り返しにおいて安定性を維持することはますます困難になっていて、これらの電極に同時に安定して接触する電気的接触部品が必要になってきている。
【０００５】
図１１は、従来の各種方式のプローブを含めたプローブカード一部の断面構造の概念図である。同じ構成のものは、同じ参照番号としている。
【０００６】
図１１（ａ）は、従来の片持ち梁式のプローブを含めたプローブカード一部の断面構造の概念図である。図１１（ａ）において、プローブ５０はほぼ全体が片持ち梁の形状に形成されており、一端はプローブカード（図示省略）の印刷配線基板５１に接続される。プローブ５０を電極（図示省略）に押し当てて電気的接触をする際に、図１１（ａ）の矢印に示すように、片持ち梁式のプローブ５０の接触先端部５２は垂直方向に動くと同時に水平方向にも動き、電極表面の酸化膜その他の不純物をこすり取り去る（スクラブ）ことにより、電気的接触が比較的安定する。しかし、片持ち梁式のプローブ５０を使用したプローブカードは、自動試験機（図示省略）に接続する印刷配線基板５１との接続点５３から、電極（図示省略）に接触する接触先端部５２までの水平長さが長いという大きな欠点がある。このため、測定領域に多数の電極が面上に高密度で配置されている場合には、目的のプローブ配置が極度に困難になる。また、仮にプローブ配置ができる場合でも、接触先端部５２の水平方向の移動量が多く、被試験電子部品の電極から外れたり、周辺部に損傷を与えたりする危険がある。
【０００７】
図１１（ｂ）は、従来の垂直接触式のプローブを含めたプローブカード一部の断面構造を示す概念図である。図１１（ｂ）において、バネ弾性部５５を持つ垂直接触式のプローブ５６は、電極（図示省略）に垂直に接触するような形状で形成されており、ガイド板５７を通って、プローブカード（図示省略）の印刷配線基板５１に接続されている。この方式は、測定領域に多数の電極が面上に配置されている場合に有利であるが、オーバードライブをかけて、接触先端部５８が電極に接触する際に、先端は水平方向にほとんど移動しない。そのため、安定した電気接触を得るために接触圧を大きくする必要があり、電極の微細化と薄型化に対して、電極の損傷を引き起こす欠点がある。また、プローブ先端の移動量を制御できないため、接触を繰り返していく間に接触抵抗が極めて早く上昇する傾向があり、プローブ先端のクリーニングを頻繁に行う必要がある。
【０００８】
図１１（ｃ）は、従来の微細型片持ち梁式のプローブを含めたプローブカード一部の断面構造を示す概念図である。図１１（ｃ）において、電極（図示省略）に接触するプローブ６０は微細な形状をした片持ち梁式の形状がガイド板６２で形成されている。この方式のプローブは上記両者の短所を補う特徴がある。微細であるため、測定領域に多数の電極が面上に配置されている場合等に対応できる。プローブ６０を電極に押し当てて電気的接触をする際に、接触先端部６１は垂直方向に動くと同時に水平方向にも動き、電極表面の酸化膜その他の不純物を取り去るために、電気的接触が比較的安定するという特徴ももっている。しかし、オーバードライブとスクラブの間には比較的単純な幾何学的関係があり、垂直方向の動作量と接触圧を大きくするには、水平方向の寸法が大きくなるため、微細化には一定の限度がある。また、オーバードライブによる荷重と内部応力をすべて片持ち梁部が負担するために、プローブの機械的耐久性の限界により一定程度以下には小さくできない。そのため、今後、さらに電極配置の微細化が進むと、これに対応して検査できる小型で安定した電気的接触を得るプローブを含めたプローブカードの供給が極めて困難になる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、従来の片持ち梁式のプローブは、印刷配線基板との接続点から、先端部までの水平長さが長いという大きな欠点があり、高密度で配置された電極に対して、プローブの配置が困難になり、また、接触先端部の水平方向の移動量が大きく、接触先端部が電極から外れたり周辺部に損傷を与えるなどの問題がある。
【００１０】
また、従来の垂直接触式のプローブは、安定した電気接触を得るために接触圧を大きくする必要があり、微細化薄型化された電極の損傷を引き起こす欠点がある。
【００１１】
また、従来の微細型片持ち梁式のプローブは、垂直方向の動作量と接触圧の観点から、水平方向の寸法が大きくなり小型化には限度がある。また、微細型片持ち梁式のプローブの機械的耐久性の点から小型化ができない。
【００１２】
本発明は、高密度の電極配置に対応できる微細小型の電極の損傷が少ないプローブを提供することを目的とする。また、電流容量を大きくでき、安定接触が可能なプローブ集合体を提供することを目的とする。また、電極の損傷が少なく電気的接続の信頼性の高い、多彩な電極配置に対応できるプローブカードを提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は、
第１の解決手段として、垂直方向に動作する垂直スプリング部と、垂直スプリング部の下端から水平方向に伸びた片持ち梁部と、片持ち梁部の先端にその方向と略直角に形成した接触先端部とからなるようにプローブを構成するものである。また、具体的には、垂直スプリング部の下端に、垂直スプリングの動作を所定の箇所で制止するための補助ストッパーを設けるように構成するものである。また、さらに具体的には、垂直スプリング部全体のバネ係数が水平方向の片持ち梁部のバネ係数より小さく形成するように構成するものである。
【００１４】
第２の解決手段として、垂直方向に動作する垂直スプリング部と、垂直スプリング部の下端から水平方向に伸びた片持ち梁部と、片持ち梁部の先端にその方向と略直角に形成した接触先端部とからなる複数個のプローブと、複数の貫通した穴を形成したガイド板とからなり、穴にプローブを挿入し、穴の上端でプローブを固定し下端ではほぼ垂直方向に自由（非固定）の状態とするようにプローブ集合体を構成するものである。また、具体的には、プローブは、垂直スプリング部のバネ係数が水平方向の片持ち梁部のバネ係数より小さく形成され、下端からの荷重によって垂直スプリング部が収縮して、挿入されたガイド板の穴の内壁に接触した時に、垂直スプリング部のバネ係数が大きくなり、かつ水平方向の片持ち梁部のバネ係数より大きくなるように構成するものである。また、更に具体的には、プローブは、垂直スプリング部の下端に、垂直スプリングの動作を所定の箇所で制止するための補助ストッパーを設けるように構成するものである。また、更に具体的には、ガイド板は、絶縁性材料から形成され、プローブを挿入した導電性の細管をガイド板の穴に挿入固定するように構成するものである。また、別に具体的には、上記、プローブ集合体を印刷配線基板に、直接あるいは中継基板を介して接続するようにプローブカードを構成するものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図を用いて説明する。
【００１６】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１のプローブの断面構造の概念図を示す。図１において、プローブ１は、導電性金属から作成され、微細な穴（図示省略）に挿入して使用されることを前提としており、上端２は、固定をするため固定用穴（図示省略）の寸法に適度に合致する寸法とする。垂直スプリング部３は、屈曲した形状の円弧またはそれに順ずる形状の、垂直方向にバネ特性をもった、金属等導電性材料から形成された小バネ４が複数個連続に繋がった長い形状のスプリングとしている。小バネ４の一つ一つのバネ係数は大きいが直列につなぐことによって垂直スプリング部３全体のバネ係数が適性に小さくなるように設計できる。従って、全体としてわずかの荷重で上下方向に動作（変位）することができる。
【００１７】
垂直スプリング部３の下端７は微細な穴（図示省略）に挿入される程度の大きさとし、その下にバネ弾性を有する片持ち梁式の水平方向に伸びた微細小型の片持ち梁部５を接続する。片持ち梁部５の先端にはその方向とほぼ直角に微細な形状の接触先端部６を形成する。プローブ１は、垂直方向（上下方向）に動作する垂直スプリング部３と水平方向の片持ち梁部とからなるスプリングとバネ機構を一体とした２重弾性構造体の微細小型化プローブとなる。接触先端部６は被試験電子部品の電極（図示省略）にほぼ垂直に接触する。垂直スプリング部３全体のバネ係数は水平方向の片持ち梁部５のバネ係数より小さくなるように作成する。
【００１８】
プローブ１は、導電性金属下地に感光性レジストを塗布し、その形状を描いたマスクを使って露光し、プローブ形状をフォトリソグラフィ工程でパターニングした後、電鋳技術により析出する技術で製作する。プローブ形状をパターニングする工程は、Ｘ線を用いたプロセス技術を適用すると、形成されるプローブが非常に精度よくできる。
【００１９】
図２は、実施形態１の他の実施例であるプローブの断面構造の概念図を示す。図１と同じものは同じ参照番号を付与している。垂直スプリング部３の下端７の位置に、垂直スプリング３の動作を所定の箇所で制止するための補助ストッパー８を設ける。プローブ１はオーバードライブの第１段階でその補助ストッパー８の位置まで垂直方向に動作し、接触先端部６の水平方向の移動を殆ど無くすことができる。
【００２０】
上記で、実施の形態１のプローブは、垂直方向に動作する垂直スプリング部と、垂直スプリング部の下端から水平方向に伸びた片持ち梁部と、片持ち梁部の先端にその方向と略直角に形成した接触先端部とからなるようにプローブを構成していて、全体としてわずかの荷重で上下方向に動作（変位）することができ、微細小型にできる。垂直スプリング部全体のバネ係数は水平方向の微細小型の片持ち梁部のバネ係数より小さくなるように作成しているので、オーバードライブが進む最初の段階ではバネ係数が小さい垂直スプリング部が変形することにより、微細な接触先端部はまず垂直方向に動作をし、その後、水平方向に移動し、全体として僅かの荷重で上下方向および水平方向に動作することができるので、電極の損傷が少なく接触痕が小さい、高密度の電極配置に対応できる微細小型形状のプローブとする事が可能になる。
【００２１】
また、垂直スプリング部の下端に、垂直スプリングの変形動作の制止点を補助するための補助ストッパーを設けたことにより、オーバードライブの第１段階でプローブ先端は、補助ストッパーの位置まで垂直方向に規制された動作をし、その後、水平方向に制御された量だけ移動し、全体として僅かの荷重で上下方向および水平方向に動作することができるので、電極の損傷が少なく接触痕が小さい、高密度の電極配置に対応できる微細小型形状のプローブとすることが可能になる。
【００２２】
（実施の形態２）
図３は、本発明の実施の形態２であるプローブ集合体のガイド板の上面と側面断面構造の概念図である。実施の形態１と異なるところは、ガイド板を用いて図１の微細小型のプローブ１を複数個、集合保持させることにある。図３において、セラミック板やポリイミド樹脂などの絶縁性材料からなるガイド板１０に、貫通したガイド穴１１を複数形成する。ガイド板１０に形成されたガイド穴１１へ、プローブ１を複数個固定するために、ガイド穴１１の上部周辺部には無電解メッキ等の技術により、あらかじめ金属膜１４を形成している。ガイド穴１１の位置は被試験電子部品の多彩な電極（図示省略）の位置と一定の幾何学的関係によって決定する。
【００２３】
図４は、プローブ一体型細管の断面構造の概念図である。図４において、細管１２は外形が図３のガイド穴１１に入る径とし、銅Ｃｕなどに金メッキ表面処理した導電性の金属管などから形成する。細管１２の内部にあらかじめ微細小型のプローブ１を挿入することにより、より電流容量を大きくすることができるプローブ一体型細管１６を作成する。
【００２４】
図５は、本発明の実施の形態２であるプローブ集合体の一部の断面構造の概念図である。図５に示すように、図４に示す、微細小型のプローブ１を内部に挿入したプローブ一体型細管１６を各ガイド穴１１に挿入し固定する。プローブ１の上端２をガイド穴１１の上部周辺の金属膜１４に半田付け等の技術で固定し、下端７をほぼ垂直方向に自由（非固定）の状態とするように構成する。上記のようにして多彩な電極配置に対応した位置に設けられた複数の微細小型のプローブの集合体からなるプローブ集合体１５を構成する。図５において、プローブ１は、図１と同じく、垂直方向に動作する垂直スプリング部３と、垂直スプリング部３の下端から水平方向に伸びた片持ち梁部５と、その先端にその方向と略直角に形成した微細な接触先端部６とから構成していて、２重の弾性構造体からなる微細小型のプローブとしている。プローブ１は、垂直スプリング部３のバネ係数が水平方向の片持ち梁部５のバネ係数より小さく形成され、下端からの荷重によって垂直スプリング部３が収縮して、挿入されたプローブ一体型細管１６の内壁に接触した時に、垂直スプリング部３のバネ係数が大きくなり、かつ水平方向の片持ち梁部５のバネ係数より大きくなるように構成する。
【００２５】
図６は、プローブ集合体におけるプローブの動作を示す概念図である。図５と同じものは、同じ参照符号を付す。図６において、プローブ１の接触先端部６は電極２０に一定の荷重で押さえつけられて電気的接触をする。この動作をオーバードライブという。図６は、オーバードライブ開始時の状態を示し、プローブ先端が目的の電極に接触した状態を示す。
【００２６】
図７は、プローブ集合体におけるプローブの動作を示す概念図である。図７において、図６の動作からオーバードライブが進む第１段階の状態を示し、バネ係数が小さい垂直スプリング部３が変形することにより、プローブ１の接触先端部６は垂直方向に動作をし、水平方向への移動が殆ど無いことを示す。
【００２７】
図８は、プローブ集合体におけるプローブの動作を示す概念図である。図８において、図７の動作から更に進んで、一定のオーバードライブがかけられると、垂直スプリング部３を構成する各バネは微細な径のプローブ一体型細管１６の内壁に接触し、そのバネ係数が大きくなり、垂直スプリング部３全体のバネ係数が大きくなる。このバネ係数が水平方向の片持ち梁部５のバネ係数より大きくなるように製作しておく。このような動作をする図５に示すプローブ１を設計製作できる理由は以下のようである。垂直スプリング３全体のバネ係数は、水平方向の片持ち梁部５のバネ係数より元々小さく作成しているため、最初のオーバードライブでこの垂直スプリング部３が最初に変位する。垂直スプリング部３がプローブ一体型細管１６の内壁あるいは穴の内壁に接触すると、垂直スプリング部３を構成する円弧状の個々のスプリングは最早、円弧状のスプリングではなく、斜めの内壁接触点を支点とした細い板状のバネとして振る舞うことになる。この時のバネ係数は初期の円弧状のスプリングに比して極端に大きくなる。この際の垂直スプリング部３のバネ係数は、水平方向の片持ち梁部５のバネ係数より大きくなるのである。このような形状のプローブを設計製作することは容易に可能である。
【００２８】
図８において、垂直スプリング部３がプローブ一体型細管１６の内壁に接触し、オーバードライブの次の段階では、水平方向に出た片持ち梁部５が変位し、プローブ１が上方に移動し、それに伴って、接触先端部６は上方移動と水平方向移動とを行う。上記のように、微細な接触先端部６はまず垂直方向に動作し、一定の圧力がかかったのち水平方向に制御された量だけ移動し、全体として僅かの荷重で上下方向および水平方向に動作することができるので、電極２０の表面の酸化物等の電気接触に対する障害物を除去し、接触痕が小さく安定した接触を行うことができる。
【００２９】
図９は、実施の形態２の他の実施例であるプローブの動作を示す概念図である。図７と同じ構成のものは、同じ参照符号を付与している。補助ストッパー８がついた２重弾性機構のプローブ１がガイド板１０に挿入固定され、プローブ１はオーバードライブの第１段階で、補助ストッパー８がガイド板１０の下面に当たる位置まで垂直方向に規制された動作をし、接触先端部６の水平方向の移動はない。第２段階の動作は補助ストッパー８のない場合の動作と同じで、接触先端部６は垂直方向と水平方向への移動を行う。上記のように、微細な接触先端部６はまず垂直方向に規制された動作をし、一定の圧力がかかったのち水平方向に制御された量だけ移動し、全体として僅かの荷重で上下方向および水平方向に動作することができるので、電極表面の酸化物等の不純物を除去し、電気的接触を行う、上下方向に不要な動作をしないプローブ集合体とすることが可能なる。
【００３０】
上記で、垂直方向に動作する垂直スプリング部と、垂直スプリング部の下端から水平方向に伸びた片持ち梁部と、片持ち梁部の先端にその方向と略直角に形成した接触先端部とからなる複数個の２重の弾性構造体からなる微細小型のプローブと、複数の貫通した穴を形成したガイド板とからなり、穴にプローブを挿入し、穴の上端でプローブを固定し、下端ではほぼ垂直方向に自由（非固定）の状態とするようにプローブ集合体を構成することにより、また、プローブを、垂直スプリング部のバネ係数が水平方向の片持ち梁部のバネ係数より小さく形成し、下端からの荷重によって垂直スプリング部が収縮して、挿入されたガイド板の穴の細管内壁に接触した時に、垂直スプリング部のバネ係数が大きくなり、かつ水平方向の片持ち梁部のバネ係数より大きくなるようにすることにより、また、プローブは、垂直スプリング部の下端の位置に、垂直スプリングの動作を所定の箇所で制止するための補助ストッパーを設けるようにすることにより、また、ガイド板は、絶縁性材料から形成され、前記プローブを挿入した導電性の細管をガイド板の穴に挿入固定するように構成することにより、プローブの微細な接触先端部は、電極に表面に接触したとき、まず垂直方向に動作あるいは規制された動作をし、その後、水平方向に制御された量だけ移動し、全体として僅かの荷重で上下方向および水平方向に動作することができるので、電極表面の酸化物等の電気接触に対する障害物を除去し、接触痕が小さくかつ安定した接触を行うことが可能なプローブを集合支持したプローブ集合体とすることが可能になる。
【００３１】
また、ガイド板は、絶縁性材料から形成され、プローブを挿入した導電性の細管をガイド板の穴に挿入固定するように構成することにより、プローブと細管とが一体となり、電流容量が多いプローブ集合体とすることが可能になる。
【００３２】
以上のように、接触痕が小さく安定接触が可能な、電流容量を大きくすることができる微細小型のプローブを多彩な電極に対応配置させたプローブ集合体とすることが可能になる。
【００３３】
図１０は、プローブ集合体を含むプローブカードの断面構造を示す概念図である。図１０（ａ）において、プローブ集合体１５は、ガイド板１０に実施の形態１あるいは実施の形態２に述べたプローブ１あるいはプローブ一体型細管１６が多彩な電極配置に対応して複数個組み付けられた集合体である。 プローブ集合体１５を自動試験機（図示省略）に接続される印刷配線基板２１に直接、リフロー方式などの半田付け等で半永久的に接続して、プローブカード１７を組み立てる。図１０（ｂ）は、プローブ集合体を含む他の例であるプローブカードの断面構造を示す概念図である。プローブ集合体１５を自動試験機（図示省略）に接続される印刷配線基板２１に、中継基板１８を介して、リフロー方式などの半田付け等で半永久的に接続して、プローブカード１７を組み立てる。
【００３４】
上記で、接触痕が小さく電気的接触の安定性が良い、電流容量の多く多彩な電極配置に対応できる、電気的接続の信頼性の高いプローブカードとすることが可能になる。
【００３５】
なお、以上の説明では、あらかじめプローブを内部に挿入した細管を、ガイド穴に挿入し固定するプローブ一体型細管として説明したが、細管をガイド穴に挿入固定した後、プローブを細管の内部に挿入しても同様に実施可能である。
【００３６】
また、上記で、プローブを内部に挿入した細管をガイド穴に挿入するとして説明したが、細管を挿入せずプローブを直接ガイド穴に挿入しても、電流容量の点を除いて同様に実施可能である。
【００３７】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、垂直スプリング部と、その下端から水平方向に伸びた片持ち梁部と、片持ち梁部の先端に形成した接触先端部とからなる２重弾性構造体とすることにより、また、垂直スプリング部全体のバネ係数が水平方向の片持ち梁部のバネ係数より小さく形成することにより、また、垂直スプリング部の下端に、垂直スプリングの変形動作の制止点を補助する補助ストッパーを設けたことにより、微細な接触先端部はまず垂直方向に動作あるいは規制された動作をし、その後、水平方向に制御された量だけ移動し、全体として僅かの荷重で上下方向および水平方向に動作することができるので、電極の損傷が少なく接触痕が小さい、高密度の電極配置に対応できる微細小型形状のプローブとする事が可能になる。
【００３８】
また、別の効果として、垂直方向に動作する垂直スプリング部と、垂直スプリング部の下端から水平方向に伸びた片持ち梁部と、片持ち梁部の先端にその方向と略直角に形成した接触先端部とからなる複数個の２重の弾性構造体からなる微細小型形状のプローブと、複数の貫通した穴を形成したガイド板とからなり、穴にプローブを挿入し、穴の上端でプローブを固定し下端ではほぼ垂直方向に自由（非固定）とするようにプローブ集合体を構成することにより、また、そのプローブ集合体のプローブを、垂直スプリング部のバネ係数が水平方向の片持ち梁部のバネ係数より小さく形成し、下端からの荷重によって垂直スプリング部が収縮して、挿入されたガイド板の穴の細管内壁に接触した時に、垂直スプリング部のバネ係数が大きくなり、かつ水平方向の片持ち梁部のバネ係数より大きくなるようにすることにより、また、垂直スプリング部の下端に、垂直スプリングの動作を所定の箇所で制止するための補助ストッパーを設けるようにすることにより、プローブ集合体のプローブの接触先端部は、電極に表面に接触したとき、まず垂直方向に動作あるいは規制された動作をし、その後、水平方向に制御された量だけ移動し、全体として僅かの荷重で上下方向および水平方向に動作することができるので、電極表面の酸化物等の電気接触に対する障害物を除去し、接触痕が小さくかつ安定した接触を行うことが可能なプローブ集合体とすることができる。また、ガイド板を、絶縁性材料から形成し、プローブを挿入した導電性の細管をガイド板の穴に挿入固定することにより、プローブと細管とが一体となり、電流容量が多いプローブ集合体とすることが可能になる。
【００３９】
以上のように、接触痕が小さく安定接触が可能な、電流容量を大きくすることができる微細小型のプローブを多彩な電極に対応配置させたプローブ集合体とすることが可能になる。
【００４０】
また、上記プローブ集合体を印刷配線基板に、直接あるいは中継基板を介して接続するようにプローブカードを構成することにより、接触痕が小さく電気的接触の安定性が良い、電流容量の多く多彩な電極配置に対応できる、電気的接続の信頼性の高いプローブカードとすることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１のプローブの断面構造の概念図
【図２】実施の形態１の他の実施例であるプローブの断面構造の概念図
【図３】本発明の実施の形態２であるプローブ集合体の上面と側面断面構造の概念図
【図４】プローブ一体型細管の断面構造の概念図
【図５】本発明の実施の形態２であるプローブ集合体の一部の断面構造の概念図
【図６】プローブ集合体におけるプローブの動作を示す概念図
【図７】プローブ集合体におけるプローブの動作を示す概念図
【図８】プローブ集合体におけるプローブの動作を示す概念図
【図９】実施の形態２の他の実施例であるプローブの動作を示す概念図
【図１０】プローブ集合体を含むプローブカードの断面構造を示す概念図
【図１１】従来の各種方式のプローブを含めたプローブカード一部の断面構造の概念図
【符号の説明】
１ プローブ
２ 上端
３ 垂直スプリング部
４ 小バネ
５ 片持ち梁部
６ 接触先端部
７ 下端
８ 補助ストッパー
１０ ガイド板
１１ ガイド穴
１２ 細管
１４ 金属膜
１５ プローブ集合体
１６ プローブ一体型細管
１７ プローブカード
１８ 中継基板
２０ 電極
２１ 印刷配線基板
Claims (8)
- 垂直方向に動作する垂直スプリング部と、前記垂直スプリング部の下端から水平方向に伸びた片持ち梁部と、前記片持ち梁部の先端にその方向と略直角に形成した接触先端部とからなるように構成したプローブ。
- 前記垂直スプリング部の前記下端に、前記垂直スプリングの動作を所定の箇所で制止するための補助ストッパーを設けるように構成した請求項１に記載のプローブ。
- 前記垂直スプリング部全体のバネ係数が水平方向の前記片持ち梁部のバネ係数より小さく形成するように構成した請求項１から２のいずれかに記載のプローブ。
- 垂直方向に動作する垂直スプリング部と、前記垂直スプリング部の下端から水平方向に伸びた片持ち梁部と、前記片持ち梁部の先端にその方向と略直角に形成した接触先端部とからなる複数個のプローブと、複数の貫通したガイド穴を形成したガイド板とからなり、前記ガイド穴に前記プローブを挿入し、前記ガイド穴の上端で前記プローブを固定支持し、下端ではほぼ垂直方向に自由の状態とするように構成したプローブ集合体。
- 前記プローブは、前記垂直スプリング部のバネ係数が水平方向の前記片持ち梁部のバネ係数より小さく形成され、下端からの荷重によって垂直スプリング部が収縮して、挿入された前記ガイド板の前記穴の内壁に接触した時に、前記垂直スプリング部のバネ係数が大きくなり、かつ水平方向の前記片持ち梁部のバネ係数より大きくなるように構成した請求項４に記載のプローブ集合体。
- 前記プローブは、前記垂直スプリング部の下端に、前記垂直スプリングの動作を所定の箇所で制止するための補助ストッパーを設けるように構成した請求項４から５のいずれかに記載のプローブ集合体。
- 前記ガイド板は、絶縁性材料から形成され、前記プローブを挿入した導電性の細管を、前記ガイド板の前記ガイド穴に挿入固定するように構成した請求項４から６のいずれかに記載のプローブ集合体。
- 請求項４から７のいずれかに記載のプローブ集合体を印刷配線基板に、直接あるいは中継基板を介して接続するように構成したプローブカード。
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