JP2004294063A - Probe and probe card - Google Patents
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Abstract
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諸特性を計測するためのプローブ及びプローブカードに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、半導体集積回路の電気的諸特性を計測するためのプローブカードにおけるプローブの材料としては、レニウムタングステン(特許文献1参照) 又はベリリウム−銅の合金( 特許文献2参照) が用いられてるのが一般的である。なお、以下、図2を借りてレニウムタングステン製のプローブ及びベリリウム−銅製のプローブを説明する。
【0003】
レニウムタングステン製のプローブは、ヤング率が高いため、半導体集積回路上に形成された被接触対象としての金バンプと十分な接触圧を得ることができる。しかも、ヤング率が高いために針径を最小90μmと小さくすることができるので、狭いピッチ間隔(35μmのピッチ間隔)であっても配列することが可能になる。
【0004】
一方、ベリリウム−銅製のプローブは、その材質上、被測定対象上の汚れが先端に付着し難いため、先端のクリーニングは300〜500回に一回だけでよい。しかも、汚れが付着し難いことから、連続して使用したとしても、安定した抵抗接触を得ることができる。
【0005】
【特許文献1】
特開2001−289874号公報
【特許文献2】
特開2001−228170号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、レニウムタングステン製のプローブは、その材質上、金バンプ上の汚れ等が先端に付着し易い。そのため、30〜50回に一回の割合でプローブの先端をクリーニングしなければならないという欠点を有している。しかも、前記プローブに汚れが付着し易いことから、連続して使用すると、安定した抵抗接触を得ることができないという欠点も有している。
【0007】
一方、ベリリウム−銅製のプローブは、ヤング率が低いため、被測定対象と十分な接触圧が得られないという欠点を有している。しかも、ヤング率が低いことから、針径が最小でも130、150μmと大きくなるため、45μm以下のピッチ間隔では配列することができないという欠点も有している。
【0008】
本発明は、上記事情に鑑みて創案されたものであって、その目的とするところは、上記のような欠点のない新規なプローブ及びプローブカードを提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明のプローブは、電気量を測定するために使用されるプローブにおいて、少なくともニッケルとベリリウムと銅とチタンとからなる合金で構成されることを特徴としている。
【0010】
より好ましくは、被接触対象の材質が金、銅、アルミニウム又は半田材料である場合の前記プローブであって、15.0〜35.0mass%以下の銅、1.30〜1.80mass%のベリリウム及び0.10〜1.00mass%のチタンを含むニッケル基合金であることが望ましい。
【0011】
より好ましくは、前記プローブは、0.50mass%以下の鉄をさらに含むニッケル基合金であることが望ましい。
【0012】
本発明のプローブカードは、半導体集積回路の電気的諸特性を測定するためのプローブカードであって、上記プローブを備えることを特徴としている。
【0013】
より好ましくは、前記プローブは、前記半導体集積回路のポインティングパッド、バンプ又はパッケージのリードフレームと接触することが望ましい。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態に係るプローブカードを図面を参照して説明する。図1は本発明の実施の形態に係るプローブカードの概略的側面図、図2はプローブの諸特性を説明するための表である。
【0015】
ここに掲げるプローブカード100は、液晶ディスプレイ200(半導体集積回路)の電気的諸特性の測定に用いられるプローブカードであって、液晶ディスプレイ200上に形成された金バンプ210に接触するプローブ110と、このプローブ110が取り付けられる基板120とを具備している。以下、各部を詳しく説明する。
【0016】
プローブ110は、ニッケルとべリリウムと銅とチタンとからなる合金で構成されており、下向きに屈曲された先端部111と、後述する基板120の配線パターンに接続される基端部112とを有している。プローブ110は、15.0〜35.0mass%以下の銅、1.30〜1.80mass%のベリリウム及び0.10〜1.00mass%のチタンを含むニッケル基合金である。チタンを微量入れたのは、粒界析出を抑えるためであり、この粒界析出が進み過ぎると強度が低下するからである。また、チタンを入れたことによって耐熱性の向上も図ることができる。なお、プローブ110の先端部111が金バンプ210と接触する部分である。
【0017】
上述した合金で構成されたプローブ110は、図2に示すように硬度が518Hv、引張強度が1864N/mm2 、ヤング率が183Gpaという特性を有し、レニウムタングステン製のプローブよりもヤング率、硬度が低くく、引張強度が弱いものの、ベリリウム−銅製のプローブよりヤング率、硬度が高く、引張強度が強くなっている。
【0018】
プローブ110は、上述したようなヤング率、硬度、引張強度が得られるため、金バンプ210との接触圧を十分に得ることができると共に、針径を最小90μmと小さくすることができる。このように針径を小さくすることにより、プローブ110は、狭いピッチ間隔で基板120に取り付けることが可能になる。
【0019】
また、このようなニッケル基合金で構成されたプローブ110は、その材質上、金バンプ210上の汚れが付着し難い特性も有している。このため、複数回使用したとしても安定した抵抗接触を得ることができると共に先端をクリーニングする回数も少なくてすむ。
【0020】
基板120は、表面上に配線パターン(図示省略)が形成されており、裏面側には、略リング状のプローブ固定部材121が取り付けられている。前記配線パターンには、プローブ110の基端部112が電気的に接続される。プローブ固定部材121は、基板120に取り付けられた状態で下側の面が傾斜面121となっている。この傾斜面121にプローブ110の中腹部を絶縁性の接着剤122で固定することにより、プローブは基板120に対して固定されることになる。
【0021】
なお、プローブカード100は、プローブ110が基板210に対して斜めになったいわゆるカンチレバータイプであるが、本発明には各プローブが基板に対して垂直になったいわゆる垂直作動タイプも含まれることは勿論である。
【0022】
以下、プローブカード100の使用方法について説明する。
【0023】
まず、プローブカード100を下方に下げ、プローブ110を液晶ディスプレイ200の金バンプ210に接触させる。
【0024】
その状態で、下方に押し下げ、液晶ディスプレイ200の電気的諸特性を計測する。このとき、プローブ110は、上述したようにヤング率等が高いため、金バンプ210と十分な接触圧を得ることができる。また、汚れが付着し難い材質であることから、複数回用いたとしても安定した抵抗接触を得ることができる。
【0025】
このようなプローブカード100による場合、安定した抵抗接触を得ることができると共に金バンプ210と十分な接触圧を得ることができるので、液晶ディスプレイの電気的諸特性の安定した計測を行うことができる。また、プローブ110の最小針径を90μmを小さくすることができるので、狭いピッチ間隔でプローブ110を配列することができ、その結果、高集積化を図る上でメリットがある。しかも、プローブ110の先端部111のクリーニングを行う回数を少なくすることができるので、メンテナンスが容易であり、この点で低コスト化を図ることができる。
【0026】
なお、以下のように設計変更することが可能である。
【0027】
プローブ110は、15.0〜35.0mass%以下の銅、1.30〜1.80mass%のベリリウム、0.10〜1.00mass%のチタン及び0.50mass%以下の鉄を含むニッケル基合金であるとしたが、0.50mass%以下の鉄をさらに含むニッケル基合金とすることも可能である。このように鉄をさらに含めることによって、プローブ100は、結晶が微細化されるので、耐力が向上すると共に伸びが大きくなる。即ち、ヤング率等を向上させることができる。なお、プローブ110は、上述した組成比に限定されることはなく、少なくともニッケル、ベリリウム、銅及びチタンからなる合金であればよい。
【0028】
なお、ここでは、液晶ディスプレイ200の金バンプに接触するとしたが、この他、銅、アルミニウム又は半田材料からなる被接触対象に接触し、電気量を測定するために使用することができる。具体的には、半導体集積回路のポインティングパッド、金以外のバンプ又はパッケージのリードフレームに接触し、電気量を計測するために使用することができる。
【0029】
【発明の効果】
本発明の請求項1のプローブは、電気量を計測するために使用されるプローブにおいて、ニッケルとべリリウムと銅とチタンとからなる合金で構成されることを特徴としている。
【0030】
本発明の請求項2のプローブは、被接触対象の材質が金、銅、アルミニウム又は半田材料である場合の請求項1記載のプローブにおいて、15.0〜35.0mass%以下の銅、1.30〜1.80mass%のベリリウム及び0.10〜1.00mass%のチタンを含むニッケル基合金であることを特徴としている。
【0031】
このような請求項1及び2のプローブによる場合、ヤング率が高いので、被接触対象と十分な接触圧を得ることができる。また、針径を小さくすることができるので、狭いピッチ間隔で配列することができる。しかも、材質上、クリーニングを行う回数を少なくすることができるので、メンテナンスが容易であるという効果も奏する。
【0032】
本発明の請求項3のプローブは、請求項2記載のプローブにおいて、0.50mass%以下の鉄をさらに含むニッケル基合金であることを特徴としている。
【0033】
このような請求項3のプローブによる場合、鉄を含めることによって、結晶が微細化され、耐力が向上すると共に伸びが大きくなる。即ち、ヤング率等を向上させることができるので、上記特徴が顕著になる。
【0034】
本発明の請求項4のプローブカードは、半導体集積回路の電気的諸特性の測定に用いられるプローブカードにおいて、請求項1、2又は3記載のプローブを備えている。
【0035】
このような請求項4のプローブカードによる場合、前記プローブが被測定対象と十分な接触圧を得ることができると共に安定した抵抗接触を得ることができるので、半導体集積回路の電気的諸特性を安定して計測することができる。また、プローブの針径を小さくすることができるので、狭いピッチ間隔で配列することができ、その結果、高集積化を図ることができる。しかも、前記プローブは、クリーニングの回数が少なくてすむことから、メンテナンスが容易であり、その結果、低コスト化を図ることができる。
【0036】
本発明の請求項5のプローブカードは、請求項4記載のプローブカードにおいて、前記プローブは、前記半導体集積回路のポインティングパッド、バンプ又はパッケージのリードフレームと接触することを特徴としている。
【0037】
このような請求項5のプローブカードによる場合、様々な被接触対象に接触し、半導体集積回路の電気的諸特性の計測に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態に係るプローブカードの概略的側面図である。
【図2】プローブの諸特性を説明するための表である。
【符号の説明】
100 プローブカード
110 プローブ
120 基板
200 液晶ディスプレイ
210 金バンプ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a probe and a probe card for measuring various electrical characteristics of a semiconductor integrated circuit.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, rhenium tungsten (see Patent Document 1) or a beryllium-copper alloy (see Patent Document 2) has been used as a probe material in a probe card for measuring various electrical characteristics of a semiconductor integrated circuit. General. A probe made of rhenium tungsten and a probe made of beryllium-copper will be described below with reference to FIG.
[0003]
Since a probe made of rhenium tungsten has a high Young's modulus, a sufficient contact pressure can be obtained with a gold bump formed as a contact target on a semiconductor integrated circuit. In addition, since the needle diameter can be reduced to a minimum of 90 μm due to a high Young's modulus, it is possible to arrange the needles even at a narrow pitch interval (35 μm pitch interval).
[0004]
On the other hand, the probe made of beryllium-copper is difficult to adhere to the tip of the probe due to its material and the material to be measured, so that the tip needs to be cleaned only once every 300 to 500 times. In addition, since dirt is hard to adhere, stable resistance contact can be obtained even when used continuously.
[0005]
[Patent Document 1]
JP 2001-289874 A [Patent Document 2]
JP 2001-228170 A
[Problems to be solved by the invention]
However, in the case of a probe made of rhenium tungsten, dirt or the like on a gold bump is likely to adhere to the tip due to its material. Therefore, there is a disadvantage that the tip of the probe must be cleaned once every 30 to 50 times. In addition, since the probe is apt to be contaminated with dirt, there is a disadvantage that stable resistance contact cannot be obtained when the probe is used continuously.
[0007]
On the other hand, beryllium-copper probes have a drawback that, since their Young's modulus is low, sufficient contact pressure with the object to be measured cannot be obtained. Moreover, since the needle diameter is as large as 130 or 150 μm at minimum due to the low Young's modulus, there is a drawback that the needles cannot be arranged at a pitch interval of 45 μm or less.
[0008]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a novel probe and a probe card which do not have the above-mentioned disadvantages.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The probe of the present invention is a probe used for measuring a quantity of electricity, characterized in that it is made of an alloy composed of at least nickel, beryllium, copper and titanium.
[0010]
More preferably, the probe when the material to be contacted is gold, copper, aluminum or a solder material, wherein the copper is 15.0 to 35.0 mass% or less, and the beryllium is 1.30 to 1.80 mass%. And a nickel-based alloy containing 0.10 to 1.00 mass% of titanium.
[0011]
More preferably, the probe is preferably a nickel-based alloy further containing 0.50 mass% or less of iron.
[0012]
A probe card according to the present invention is a probe card for measuring various electrical characteristics of a semiconductor integrated circuit, and includes the above-described probe.
[0013]
More preferably, the probe is in contact with a pointing pad, a bump, or a lead frame of a package of the semiconductor integrated circuit.
[0014]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, a probe card according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic side view of a probe card according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a table for explaining various characteristics of a probe.
[0015]
The
[0016]
The
[0017]
As shown in FIG. 2, the
[0018]
Since the
[0019]
In addition, the
[0020]
A wiring pattern (not shown) is formed on the front surface of the
[0021]
Although the
[0022]
Hereinafter, a method of using the
[0023]
First, the
[0024]
In this state, the electric characteristics of the
[0025]
In the case of such a
[0026]
The design can be changed as follows.
[0027]
The
[0028]
Note that, here, the contact is made with the gold bump of the
[0029]
【The invention's effect】
The probe according to claim 1 of the present invention is a probe used for measuring an electric quantity, which is characterized by being formed of an alloy composed of nickel, beryllium, copper, and titanium.
[0030]
The probe according to
[0031]
In the probe according to the first and second aspects, since the Young's modulus is high, a sufficient contact pressure with the contact target can be obtained. Further, since the needle diameter can be reduced, the needles can be arranged at a narrow pitch interval. In addition, since the number of times of cleaning can be reduced due to the material, there is an effect that maintenance is easy.
[0032]
A probe according to a third aspect of the present invention is the probe according to the second aspect, characterized in that the probe is a nickel-based alloy further containing 0.50 mass% or less of iron.
[0033]
In the case of such a probe according to the third aspect, by including iron, the crystal is refined, the proof stress is improved, and the elongation is increased. That is, since the Young's modulus and the like can be improved, the above-mentioned characteristics become remarkable.
[0034]
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a probe card for use in measuring various electrical characteristics of a semiconductor integrated circuit, comprising the probe according to the first, second or third aspect.
[0035]
According to the probe card of the fourth aspect, since the probe can obtain a sufficient contact pressure with the object to be measured and a stable resistance contact, the electrical characteristics of the semiconductor integrated circuit can be stabilized. Can be measured. Further, since the needle diameter of the probes can be reduced, they can be arranged at a narrow pitch interval, and as a result, high integration can be achieved. In addition, the probe can be easily maintained because the number of times of cleaning is small, and as a result, the cost can be reduced.
[0036]
A probe card according to a fifth aspect of the present invention is the probe card according to the fourth aspect, wherein the probe is in contact with a pointing pad, a bump, or a lead frame of a package of the semiconductor integrated circuit.
[0037]
According to the probe card of the fifth aspect, it can be used for measuring various electrical characteristics of the semiconductor integrated circuit by coming into contact with various objects to be contacted.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic side view of a probe card according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a table for explaining various characteristics of a probe.
[Explanation of symbols]
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003082581A JP2004294063A (en) | 2003-03-25 | 2003-03-25 | Probe and probe card |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003082581A JP2004294063A (en) | 2003-03-25 | 2003-03-25 | Probe and probe card |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2004294063A true JP2004294063A (en) | 2004-10-21 |
JP2004294063A5 JP2004294063A5 (en) | 2006-01-19 |
Family
ID=33398290
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003082581A Pending JP2004294063A (en) | 2003-03-25 | 2003-03-25 | Probe and probe card |
Country Status (1)
Country | Link |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2021512283A (en) * | 2018-01-17 | 2021-05-13 | テクノプローべ ソシエタ ペル アチオニ | Cantilever probe head and corresponding contact probe |
-
2003
- 2003-03-25 JP JP2003082581A patent/JP2004294063A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2021512283A (en) * | 2018-01-17 | 2021-05-13 | テクノプローべ ソシエタ ペル アチオニ | Cantilever probe head and corresponding contact probe |
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