JP2004309441A - プローブヘッド及びその組立方法並びにプローブカード - Google Patents
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Abstract
【課題】複数のプローブの相対的な位置を高精度に調整できるプローブヘッド及びその組立方法を提供する。
【解決手段】基部２４の平滑面２５上で滑走部３２を滑らせることにより、平滑面２５に平行な方向で複数の滑走部３２間の相対的な位置を調整することができ、また、平滑面２５に平行な方向に可動部３４とともに滑走部３２が移動しても、平滑面２５に垂直な方向では複数の可動部３４間の相対的な位置は変わらない。すなわち、基部２４の平滑面２５上で滑走部３２を滑らせ、滑走面２４に垂直な方向に可動部３４を移動させることにより、可動部３４毎に設けられた複数のプローブ１４の相対的な位置を、平滑面２５に平行な方向と平滑面２５に垂直な方向とで別個独立に調整することができる。
【選択図】 図１
【解決手段】基部２４の平滑面２５上で滑走部３２を滑らせることにより、平滑面２５に平行な方向で複数の滑走部３２間の相対的な位置を調整することができ、また、平滑面２５に平行な方向に可動部３４とともに滑走部３２が移動しても、平滑面２５に垂直な方向では複数の可動部３４間の相対的な位置は変わらない。すなわち、基部２４の平滑面２５上で滑走部３２を滑らせ、滑走面２４に垂直な方向に可動部３４を移動させることにより、可動部３４毎に設けられた複数のプローブ１４の相対的な位置を、平滑面２５に平行な方向と平滑面２５に垂直な方向とで別個独立に調整することができる。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体集積回路や液晶パネル等の電子デバイスの電気的特性を検査するためのプローブヘッド及びその組立方法並びにプローブカードに関する。尚、本明細書では、プローブカードは検査装置（プローバ）本体に装着されるプリント配線板とプリント配線板に固定されたプローブヘッドとを備え、プローブヘッドには複数のプローブが配列されているものとする。
【０００２】
【従来の技術】
従来、先端部が突出したプローブを多数配列したプローブカードをプローバの昇降装置によって降下させ、プローブの先端部を電極に接触させた状態で電子デバイスの電気的特性を検査する方法が知られている。電子デバイスの集積化が進むにつれて電極の配列も狭小化しているため、プローブと電子デバイスの電極をμｍ単位の正確さで位置合わせする必要性が高まっている。
【０００３】
特許文献１、２には、プローブが配列された４つの基板を斜面に吸着させた状態で各基板の相対的な位置を調整する技術が開示されている。
特許文献３には、傾斜面を有する４つのマウンティングベースのそれぞれにプローブが配列された基板を固定し、矩形枠状のベースクランプに対してマウンティングベースをｘｙｚ方向に位置決めする技術が開示されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１０−３００７８４号公報
【特許文献２】
特開２０００−４６８６９号公報
【特許文献３】
特開２０００−６５８６０号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、特許文献１、２、３に開示された技術によると、プローブが配列された複数の基板について互いのｚ方向の位置関係を調整すると、複数の基板について互いのｘｙ方向の位置関係が変動する。例えば特許文献３によると（図４参照）、Ｚ軸調整ネジ６２を回転させてマウンティングベース３６とともにコンタクトプローブ１をｚ方向に移動させると、マウンティングベース３６が揺動することによりコンタクトプローブ１の先端部の位置がｘ方向及びｙ方向にずれる。また、Ｘ−Ｙ軸調整テーブル５４及びＹ軸調整テーブル５６を移動させてマウンティングベース３６とともにコンタクトプローブ１をｘ方向又はｙ方向に移動させると、マウンティングベース３６が揺動することによりコンタクトプローブ１の先端部の位置がｙ方向にずれる。このように、特許文献１、２、３に開示された技術によるとｘｙ方向の調整とｚ方向の調整とが互いに影響し合うためμｍ単位で基板同士のｘｙｚ方向の位置を調整することは困難である。
【０００６】
また、特許文献１、２、３に開示されたプローブカードでは、コンタクトプローブとプリント配線板とを次のようにして電気的に接続している。すなわち、コンタクトプローブを支持する樹脂フィルムの基板に形成された窓からコンタクトプローブの配線パターンの一部を露出させ、窓から露出した配線パターンをゴム部材によってプリント配線板の電極に圧接させる。この構成では、プリント配線板に対してコンタクトプローブを移動させると、コンタクトプローブを支持する樹脂フィルムの基板が撓む。しかし、樹脂フィルムはその表面に沿った方向にほとんど曲がらないため、プリント配線板に対してコンタクトプローブを容易に移動させることのできる方向は限定される。したがって、特許文献１、２、３に開示されたプローブヘッドでは、コンタクトプローブの位置及び姿勢をプリント配線板に対して全方位的に自由に調整することは困難である。
【０００７】
本発明はかかる問題を解決するために創作されたものであって、プローブの位置を高精度に調整できるプローブヘッド及びその組立方法並びにプローブカードを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明に係るプローブヘッドは、平滑面を有する基部と、前記平滑面上を滑る滑走面を有する複数の滑走部と、前記滑走部毎に設けられ前記滑走面に対し垂直方向に移動可能な昇降部と、前記昇降部毎に設けられ前記昇降部から先端部が突出しているプローブと、前記滑走部に対して前記昇降部を位置決めし前記基部に対して前記滑走部を位置決めする位置決め手段と、を備えることを特徴とする。平滑面上で滑走部を滑らせることにより、平滑面に平行な方向で複数の滑走部間の相対的な位置を調整することができ、また、平滑面に平行な方向に昇降部とともに滑走部が移動しても、平滑面に垂直な方向では複数の昇降部間の相対的な位置は変わらない。すなわち、基部の平滑面上で滑走部を滑らせ、滑走面に垂直な方向に昇降部を移動させることにより、昇降部毎に設けられた複数のプローブの相対的な位置を、平滑面に平行な方向と平滑面に垂直な方向とで別個独立に調整することができる。したがって本発明によると、互いに垂直なｘ方向、ｙ方向及びｚ方向でプローブの相対的な位置を別個独立に調整できるため、プローブの相対的な位置を高精度に調整することができる。
【０００９】
さらに本発明に係るプローブヘッドでは、前記昇降部は、前記滑走面に対し垂直方向に移動可能な可動部と、前記可動部に固定され前記プローブが配列されている支持部とを有することを特徴とする。プローブが配列される支持部と可動部とを分割することにより、例えばプローブと支持部とを検査対象デバイスの電極ピッチに応じて一連の薄膜製造プロセスで検査対象デバイス毎に一体に成形し、可動部は複数の検査対象デバイスについて標準化することができる。
【００１０】
さらに本発明に係るプローブヘッドでは、前記昇降部は、前記滑走部と一体に形成され一端が前記滑走部に接続され他端が自由端の可動部と、前記可動部に固定され前記プローブが配列されている支持部とを有し、前記位置決め手段は、前記滑走部に螺合し前記滑走面から離間させる方向又は前記滑走面に接近させる方向に前記可動部を移動させるねじを有することを特徴とする。滑走部と一体に形成された可動部を滑走面に対し垂直方向に移動可能な構成にすることにより、部品点数を低減することができる。具体的には、一端が滑走部に接続され他端が自由端の可動部を滑走部と一体に形成し、可動部をねじで位置決めすることにより、部品点数を低減することができる。
【００１１】
さらに本発明に係るプローブヘッドでは、前記昇降部は、前記滑走部に揺動可能に軸支された可動部と、前記可動部に固定され前記プローブが配列されている支持部とを有し、前記位置決め手段は、前記滑走部に螺合し前記滑走面から離間させる方向又は前記滑走面に接近させる方向に前記可動部を移動させるねじを有することを特徴とする。可動部を揺動可能に滑走部で軸支することにより、可動部の調整幅を大きくすることができる。
【００１２】
さらに本発明に係るプローブヘッドでは、前記滑走部は、前記滑走面に対し傾斜した方向にスライド可能に前記昇降部を案内する案内手段を備える。滑走面に対して傾斜した方向において滑走部に対して昇降部をスライド可能な構成にすることにより、部品点数を低減することができる。
【００１３】
さらに本発明に係るプローブヘッドでは、前記昇降部は、前記案内手段に案内されて前記滑走面に対し傾斜した方向にスライドする可動部と、前記プローブが配列されている支持部と、前記可動部に対して前記支持部を脱着可能に係止する係止部とを有することを特徴とする。滑走面に対し傾斜した方向にスライドする可動部と、プローブが配列されている支持部とを互いに脱着可能な別体として構成することにより、支持部ごとプローブを交換するとき、基部に対してプローブの位置及び姿勢を交換前の状態に再調整する必要がなくなる。
【００１４】
さらに本発明に係るプローブヘッドでは、前記昇降部と前記滑走部との間に弾性体をさらに備え、前記位置決め手段は、前記昇降部及び前記滑走部に螺合しているねじを有することを特徴とする。昇降部と滑走部との間に設ける弾性体の変形により可動部を滑走面に対し垂直方向に移動可能な構成とすることにより、がたつきなく昇降部を位置決めすることができる。
【００１５】
さらに本発明に係るプローブヘッドでは、前記基部は前記プローブと電気的に接続されるプリント配線板に固定されることを特徴とする。プリント配線板に基部を組み付ける前にプローブの相対的な位置を調整することができるため、プリント配線板を標準化できるため、プリント配線板の手配とプローブ組み付けの同時進行が可能となる他、プリント配線板を標準化して配線板を再利用することができる。
【００１６】
上記目的を達成するため本発明に係るプローブヘッドの組立方法は、請求項１に記載のプローブヘッドの組立方法であって、前記滑走面に対して垂直方向に前記昇降部を移動させて前記滑走部に対して前記昇降部を位置決めする工程と、前記基部の平滑面上で前記滑走部を滑らせて前記基部に対して前記滑走部を位置決めする工程と、を含むことを特徴とする。平滑面上で滑走部を滑らせることにより、平滑面に平行な方向で複数の滑走部間の相対的な位置を調整することができ、また、平滑面に平行な方向に昇降部とともに滑走部が移動しても、平滑面に垂直な方向では複数の昇降部間の相対的な位置は変わらない。すなわち、基部の平滑面上で滑走部を滑らせ、滑走面に垂直な方向に昇降部を移動させることにより、昇降部毎に設けられた複数のプローブの相対的な位置を、平滑面に平行な方向と平滑面に垂直な方向とで別個独立に調整することができる。したがって本発明によると、互いに垂直なｘ方向、ｙ方向及びｚ方向でプローブの相対的な位置を別個独立に調整できるため、プローブの相対的な位置を高精度に調整することができる。
【００１７】
上記目的を達成するため、本発明に係るプローブカードは、プリント配線板と、前記プリント配線板に対して位置決めされる支持部と、前記支持部に支持されているプローブと、前記プリント配線板に対し前記支持部の位置又は姿勢を調整するための調整手段と、前記プローブと前記プリント配線板の電極とを電気的に接続するワイヤと、を備えることを特徴とする。ワイヤは全方位に容易に曲がるので、プローブとプリント配線板の電極とをワイヤによって接続すると、プローブの位置及び姿勢をプリント配線板に対して全方位的に自由に調整することが容易になる。従って本発明によると、プローブの位置又は姿勢を高精度に調整できるようになる。
【００１８】
上記目的を達成するため、本発明に係るプローブカードは、プリント配線板と、前記プリント配線板に対して位置決めされる支持部と、前記支持部に支持されているプローブと、前記プリント配線板に対し前記支持部の位置又は姿勢を調整するための調整手段と、先端が前記プローブ又は前記プリント配線板の電極に接合されるフライングリードを有し、前記プローブと前記プリント配線板の電極とを電気的に接続するフレキシブルプリント配線板と、を備えることを特徴とする。フライングリードは全方位に容易に曲がるので、プローブとプリント配線板の電極とをフライングリードを有するフレキシブルプリント配線板によって接続すると、プローブの位置及び姿勢をプリント配線板に対して全方位的に自由に調整することが容易になる。従って本発明によると、プローブの位置又は姿勢を高精度に調整できるようになる。また、複数のフライングリードの基端はフレキシブルプリント配線板に固定されているため、フライングリードの先端を電極に接合する工程の作業性が向上する。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を実施例に基づいて説明する。
（プローブカードの全体構成）
図１は本発明の一実施例によるプローブカードを示す断面図である。図２は、本発明の一実施例によるプローブヘッド１を示す斜視図である。図３は本発明の一実施例によるプローブカードを示す斜視図である。プローブカードは、半導体集積回路や液晶パネル等の電子デバイスの電気的特性を検査するための検査装置（プローバ）に装着されるものであって、電子デバイスの電極に接触する多数のプローブ１４を備えている。プローブヘッド１は、プローバ本体の検査回路とプローブ１４とを電気的に接続するプリント配線板１２にねじ３３などで固定される。プローブヘッド１とプリント配線板１２の間に図示しないスペーサを設け、プリント配線板１２からプローブ１４の先端までの高さｈ１を調整してもよい。
【００２０】
プローブヘッド１は、多数のプローブ１４が配列されている複数のプローブユニット１８と、プローブユニット１８を支持する複数のプローブベース２０と、複数のプローブベース２０を支持する基部２４とを備えている。プローブユニット１８とプローブベース２０とを合わせてプローブセット１０というものとする。プローブベース２０及び基部２４は請求項に記載の調整手段に相当する。
【００２１】
（プローブユニット）
プローブユニット１８は、多数のプローブ１４とプローブ１４を支持する支持部１６とで構成される。プローブユニット１８は、電子デバイスの電極群の配列に応じて複数備えられる。プローブ１４は、電子デバイスの電極の配列パターンに応じて支持部１６上に配列されている。プローブ１４は、銅、タングステン、ニッケル−鉄合金等からなり、具体的には例えばフォトリソグラフィにより所定の微細パターンに形成した銅薄膜等で構成される。支持部１６は、セラミック、樹脂フィルム、シリコン薄膜、金属薄膜等で構成される。支持部１６とプローブ１４とは、接着または薄膜製造プロセスによって膜同士が密着している。剛性のある支持部１６を備えることにより、複数のプローブ１４の配列を固定することができるため、狭小なピッチで配列される多数のプローブ１４をまとめて扱うことができる。
【００２２】
（プローブセット）
図４に示すように、プローブユニット１８はプローブベース２０に例えば接着により固定される。プローブユニット１８とプローブベース２０とを接着する場合、それらの相対的な位置関係について高い精度は要求されない。後述する組立工程によってプローブユニット１８の位置がプローブセット１０ごと調整されるからである。プローブユニット１８とプローブベース２０とを別体で構成することにより、プローブユニット１８を検査対象の電子デバイスに応じて個別に設計し、プローブベース２０を標準化することができる。例えば、検査対象物の電極のピッチが狭い場合、図４（Ａ）に示すようにプローブ１４のピッチが狭いプローブユニット１８を用い、検査対象物の電極のピッチが広い場合、図４（Ｂ）に示すようにプローブ１４のピッチが広いプローブユニット１８を用いることができる。また、プローブユニット１８を標準化することも可能である。例えば、検査対象物の電極数として想定される最大数と同数のプローブ１４を配列したプローブユニットを設計して標準ユニット３８とする（図４Ｃ参照）。実際の検査対象が決まったとき、それに応じて標準ユニット３８の側部を切断、へき開、エッチング等により除去したものをプローブユニット１８として使用することができる。プローブユニット１８及びプローブベース２０の標準化によりプローブヘッド１の製造コストを低減することができる。
【００２３】
図５（Ａ１）、（Ｂ１）、（Ｃ１）、図６（Ａ１）、（Ｂ１）、（Ｃ１）はプローブユニット１８とプローブベース２０の接合構造の他の実施例を示す断面図、図５（Ａ２）、（Ｂ２）、（Ｃ２）、図６（Ａ２）、（Ｂ２）、（Ｃ２）はそれぞれ図５（Ａ１）、（Ｂ１）、（Ｃ１）、図６（Ａ１）、（Ｂ１）、（Ｃ１）に対応する平面図である。図５（Ａ１）、（Ａ２）に示すように、プローブユニット１８とプローブベース２０とをねじ４０で固定してもよい。また図５（Ｂ１）、（Ｂ２）に示すように、プローブユニット１８の上面に補強板４４を設け、プローブユニット１８、プローブベース２０及び補強板４４をねじ４２で固定してもよい。また図５（Ｃ１）、（Ｃ２）に示すように、プローブユニット１８とプローブベース２０との間にスペーサ５０を設け、プローブユニット１８をスペーサ５０にねじ４６で固定し、スペーサ５０をプローブベース２０にねじ４８で固定してもよい。また図６（Ａ１）、（Ａ２）に示すように、プローブベース２０の両側面にサイドプレート５２をねじ５４などで固定し、２つのサイドプレート５２によりプローブユニット１８を位置決めしてもよい。また図６（Ｂ１）、（Ｂ２）に示すように、プローブベース２０の凹部５８にプローブユニット１８を掛け渡し、プローブユニット１８を湾曲させた状態でその一端部をねじ５６でプローブベース２０に固定してもよい。また図６（Ｃ１）、（Ｃ２）に示すように、１つのプローブベース２０に２つ又は３つ以上のプローブユニット１８を固定してもよい。
【００２４】
図７に示すように、プローブベース２０は、一体に形成された滑走部３２及び可動部３４から構成されている。滑走部３２と可動部３４を一体に形成することにより、部品点数を低減することができる。滑走部３２と可動部３４の間にはスリット２２が形成されている。スリット２２の幅ｄが変わることにより、可動部３４は滑走部３２の滑走面１３に対して垂直な方向に移動する。
【００２５】
滑走部３２には基部２４の平滑面２５上を滑る平滑な滑走面１３が形成される。滑走面１３は平坦な一平面であってもよいし、滑走部３２を三点支持する突部のそれぞれに形成されるものであってもよい。位置決め手段としてのｚ方向調整ねじ３０は滑走面１３から滑走部３２にねじ込まれ、滑走部３２を貫通し、先端部が可動部３４にねじ込まれている。尚、ｚ方向調整ねじ３０の先端部は可動部３４に当接していればよい。
【００２６】
可動部３４の基端部は滑走部３２に一体に接続されている。可動部３４の上面は滑走面１３に対して傾斜している。滑走部３２の上面にプローブユニット１８が固定されると、プローブ１４の軸線は滑走面１３に対して傾斜した姿勢に固定される。プローブ１４の軸線を滑走面１３に対して傾斜させることにより、プローブベース２０が基部２４に固定された状態でプローブ１４を基部２４の平滑面２５に対して傾斜させることができる。これにより、検査対象の電子デバイスの電極がパッケージの中央よりに配置されている場合にもプローブ１４を電極に接触させることが容易になる。
【００２７】
可動部３４の先端部は自由端である。可動部３４の先端側には、ｚ方向調整ねじ３０の先端部がねじ込まれている。ｚ方向調整ねじ３０を回転させることにより、可動部３４が撓むため、スリット２２の幅ｄを調整することができる。スリット２２の幅ｄが小さくなると、可動部３４の上面の滑走面１３に対する傾斜が急になり、プローブ１４の先端が高くなる。スリット２２の幅ｄが大きくなると、可動部３４の上面の滑走面１３に対する傾斜が緩くなり、プローブ１４の先端が低くなる。可動部３４の先端側をｚ方向調整ねじ３０で上下させるため、可動部３４の上面の傾斜角を微調整することができる。また、各プローブベース２０について、ｚ方向調整ねじ３０をプローブ１４の配列方向（プローブ１４の軸に垂直な方向）に２本づつ設けることにより（図２参照）、基部２４の平滑面２５に対するプローブ１４の配列方向軸線の傾斜角を調整することができる。
【００２８】
図８及び図１５はプローブセット１０の他の実施例を示す断面図である。図８（Ａ）に示すように、可動部３４は回転軸６０によって滑走部３２に揺動可能に軸支されていてもよい。可動部３４を揺動可能に滑走部３２で軸支することにより、可動部３４の調整幅を大きくすることができる。また図８（Ｂ）に示すように、プローブユニット１８の支持部１６を昇降部として構成してもよい。すなわち、滑走面１３に対して傾斜した斜面６３を滑走部３２に形成し、支持部１６をねじ６４、クランププレート６２等により斜面６３に押さえつけて支持部１６の移動方向を規制してもよい。斜面６３、ねじ６４、クランププレート６２は、支持部１６を案内し、支持部１６の移動方向軸を滑走面１３に対して傾斜した直線上に規定することができる。滑走面１３に対して傾斜した方向において滑走部３２に対して支持部１６をスライド可能な構成にすることにより、部品点数を低減することができる。また、平滑面２５に対するプローブ１４の軸線の傾斜角を一定に保ちながらプローブ１４の先端の高さｈ２を調整することができる。また図８（Ｃ）に示すように、可動部３４と滑走部３２との間に弾性材料からなる調整プレート６８を設け、可動部３４、滑走部３２及び調整プレート６８をねじ６６で固定してもよい。可動部３４と滑走部３２との間に設ける調整プレート６８の変形により可動部３４を滑走面１３に対し垂直方向に移動可能な構成とすることにより、がたつきなく可動部３４を位置決めすることができる。
【００２９】
さらに、図１５に示すように、滑走面１３に対して傾斜した方向にスライド可能な可動部３４にプローブユニット１８の支持部１６を脱着可能な構成としてもよい。すなわち、滑走面１３に対して傾斜した斜面６３を滑走部３２に形成し、可動部３４をねじ６４、クランププレート６２等により斜面６３に押さえつけて可動部３４の移動方向を規制し、支持部１６に形成された通孔に挿入される位置決めピン６１、位置決めガイド等の係止部を可動部３４に設けてもよい。位置決めピン６１が挿入される支持部１６の通孔は、リソグラフィによるパターニングを用いて高い寸法精度で形成することが望ましい。また、プローブユニット１８を脱着可能な構成は、図８に示すような他の構成の昇降部に対しても同様に適用可能である。
【００３０】
図９はプローブセット１０のさらに他の実施例を示す側面図である。図９（Ａ）に示すように、プローブ１４の軸線が滑走面１３に対して垂直になる姿勢でプローブユニット１８をプローブベース２０に固定してもよい。また図９（Ｂ）に示すように、プローブ１４の軸線が滑走面１３に対して平行になる姿勢でプローブユニット１８をプローブベース２０に固定してもよい。また、図９（Ｃ）に示すように、タングステン等からなるプローブ１４を直接プローブベース２０に一本ずつ挿設してもよい。
【００３１】
（基部）
基部２４は、図１に示すように複数のプローブセット１０を支持する高剛性の平板部材であって、複数のプローブセット間の相対的な位置を固定するものである。基部２４にはプローブセット１０が載置される平滑面２５が形成されている。平滑面２５の平坦度はプローブ１４のｚ方向の位置決め精度に直接影響するため、可能な限り平坦な鏡面状に形成することが望ましい。基部２４の形状は平板状に限らず、例えば段違いで互いに平行な複数の平滑面を有する形状であってもよい。基部２４はプリント配線板１２にねじ３３等で固定される。
【００３２】
尚、プリント配線板１２に対する基部２４の位置は、図１に示すようにプリント配線板１２の下方であってもよいし、図２１に示すようにプリント配線板１２の上方であってもよい。プローバの仕様に応じて、精度確保が容易になるようにプリント配線板１２の下面又は上面のいずれかに組み付ける。また、いずれの面に組み付ける場合であっても、プリント配線板１２からプローブ１４の先端までの高さｈ１はスペーサ３５等により調整可能である。
【００３３】
（配線）
図１０（Ａ）、図１１（Ａ）、図１２（Ａ）は、プリント配線板１２とプローブユニット１８の配線形態を示す断面図である。図１０（Ｂ）、図１１（Ｂ）及び図１２（Ｂ）は、プリント配線板１２とプローブユニット１８の配線形態を示す平面図である。図１０（Ａ）、（Ｂ）に示すように、図示しない異方導電性フィルム（ＡＣＦ）を用いてプローブ１４とフレキシブルプリント配線板（ＦＰＣ）７０とを接続し、ＦＰＣ７０とプリント配線板１２の電極７２とをはんだ接続してもよい。また、図１１（Ａ）、（Ｂ）に示すように、プローブ１４とプリント配線板１２の電極７２とをＦＰＣ７０とＡＣＦによりワイヤを用いずに接続してもよい。また図１２（Ａ）、（Ｂ）に示すように、ＡＣＦを用いてプローブ１４とＦＰＣ７０とを接続し、ＦＰＣ７０とプリント配線板１２とをコネクタ７４により接続してもよい。また各プローブユニット１８に設けられるプローブ１４の数が多い場合は、図２２に示すように各プローブユニット１８に対してＦＰＣ７０を複数枚ずつ接続してもよい。これにより、ＦＰＣ７０を標準化することができる。また、複数のＦＰＣ７０を用いて各ＦＰＣ７０の幅を狭くすることにより、プリント配線板１２にＡＣＦを介してＦＰＣ７０を加熱して接合するときにフレキシブル基板の膨張及び収縮がそこに形成されている配線パターンに与える影響を低減することができる。その結果、フレキシブル基板の膨張及び収縮を考慮してＦＰＣ７０の配線ピッチを設計することが容易になる。
【００３４】
また図１６に示すように、プローブ１４とプリント配線板１２の電極７２とをワイヤ１９で接続してもよい。ワイヤ１９としては、Ａｕ被覆線、Ａｕ裸線、Ａｌ線などを用いる。Ａｕ被覆線は配線数が多いときに好適である。Ａｕ裸線は配線抵抗を低減するのに好適である。Ａｌ線はファインピッチのプローブ１４に好適である。
【００３５】
ワイヤ１９の端部とプローブ１４及びプリント配線板１２の電極とは、ボンディング、はんだ、又は微細抵抗溶接によって接合する。ワイヤ１９をわずかに撓ませた状態でその両端部をプローブ１４及びプリント配線板１２に固定することにより、プローブ１４とプリント配線板１２との相対的な位置関係を、プローブカードの組立後であっても、全方位で変更できるようになる。また、ワイヤ１９の電気抵抗はＦＰＣの電気抵抗に比べて小さいため、プローブカードの配線抵抗を低減することができる。またプリント配線板１２が温度変化により変形するとき、ワイヤ１９の変形によってプリント配線板１２の変形が吸収されるため、プリント配線板１２の変形の影響を受けてプローブ１４の位置が変動することを防止できる。
【００３６】
尚、プローブ１４とプリント配線板１２とを電気的に接続するＦＰＣ７０やワイヤ１９は、ＥＭＣ（ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ ｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙ）を向上させるため、電磁シールドで被覆されたものが望ましい。
また図１７（Ａ）に示すように、プローブ１４と補助基板２１の配線とをワイヤ１９により接続し、図１７（Ｂ）又は（Ｃ）に示すように、補助基板２１をプリント配線板１２に設けられたコネクタ１７に接続してもよい。ワイヤ１９の端部とプローブ１４及び補助基板２１の電極とは、ボンディング、はんだ、又は微細抵抗溶接によって接合する。補助基板２１を用いることにより、ワイヤ１９の接合工程の作業性が向上し、また、プローブヘッド１の組立工程全体の作業性が向上し、また、プローブ１４が破損した際の交換工程の作業性が向上する。
【００３７】
また図１８に示すように、支持部１６の表面上にプローブ１４の電極パッド１５と部品実装用のランド２１を形成してもよい。支持部１６にランド２１を形成することにより、ノイズフィルタ用コンデンサ等のチップ部品２３をプローブ１４の先端近くに実装することができるため、プローブ１４の先端近くでノイズ対策を実施することができる。
【００３８】
また図１９に示すように、フライングリード２７を有するＦＰＣ２９によってプローブ１４とプリント配線板１２とを接続してもよい。フライングリード２７をわずかに撓ませた状態でその端部をプローブ１４又はプリント配線板１２に固定することにより、プローブ１４とプリント配線板１２との相対的な位置関係を、プローブカードの組立後でも全方位で変更できるようになる。また、フライングリード２７は、ＦＰＣ２９の本体によって束ねられているため、フライングリード２７とプローブ１４又はプリント配線板１２との接合工程の作業性が向上する。また、１本１本のワイヤの両端部をプローブ１４及びプリント配線板１２の電極に接合する場合に比べ、配線の接合回数を低減することができる。
【００３９】
また図２３に示すように、プローブカードが組上がった状態でプリント配線板１２からの高さが互いに異なる位置にワイヤ１９を接合するための電極パッド１５を複数設けてもよい。これにより、ワイヤ１９同士が交差することを防止できるため、ワイヤ１９同士の接触によるショートやノイズの発生を防止できる。また、ワイヤ１９の接合工程での作業性が向上する。
【００４０】
図２０は支持部１６の表面上に形成する配線パターンを示す平面図である。
図２０（Ａ）に示すように、プローブ１４の電極パッド１５を所定数ずつまとめて配列してもよい。配線数が多くなると、配線接合部に補強用樹脂を塗布する工程において、補強が不要な部位に樹脂が流れやすくなる。そこで、電極パッド１５をまとめて配列し、電極パッド１５のまとまり毎に樹脂で補強すると、補強対象部位を局所的に補強することが容易になる。
【００４１】
また、図２０（Ｂ）に示すように、ＦＰＣとの接合領域Ｐと、ワイヤとの接合領域Ｑとをプローブ１４毎に形成してもよい。ＦＰＣとの接合領域Ｐでは、ＦＰＣの電極ピッチに対応したピッチで配線が形成される。ワイヤ１９との接合領域Ｑでは、ワイヤとの接合のための電極パッド１５が形成される。ＦＰＣとの接合領域Ｐと、ワイヤとの接合領域Ｑとを形成しておくことにより、汎用性が向上する。
【００４２】
また、図２０（Ｃ）に示すように、ワイヤを接合するための電極パッド１５と、検査用のパッド３１とをプローブ１４毎に形成してもよい。プローブユニット１８の電気的特性を検査するとき、ワイヤを接合するための電極パッド１５に検査用の他のプローブを接触させると、電極パッド１５の表面が荒れて電極パッド１５とワイヤとの接続不良の原因になる。プローブユニット１８の電気的特性を検査するときには、電極パッド１５とは別の検査用のパッド３１にプローブを接触させて検査すると、電極パッド１５の荒れを防止できる。また、検査用のパッド３１のピッチや大きさを標準化することにより、プローブユニット１８の検査工程を標準化することができる。
【００４３】
また、図２４（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、ＦＰＣを複数枚重ねてプローブ１４とプリント配線板１２とを接続してもよい。具体的には、図２４（Ａ）に示すように、下層のＦＰＣ４１の上面に並列配線用パッドをプローブ側とプリント配線板側にそれぞれ設け、プローブ側の並列配線用パッド３７とプリント配線板側の並列配線用パッド３９とを図２４（Ｂ）、（Ｃ）に示すようにＦＰＣ４３によって電気的に接続する。これにより、ＦＰＣ４１とＦＰＣ４３の合成抵抗は、単板のＦＰＣの抵抗より小さくなるため、プローブカードの配線抵抗を低減することができる。また、ＦＰＣを重ねて配線を並列化するため、配線を並列化しても配線工程が過度に複雑化することがない。
【００４４】
また、図２５に示すように、下層のＦＰＣ４１の一部のプローブ側の並列配線用パッド３７とプリント配線板側の並列配線用パッド３９とを上層のＦＰＣ４３で電気的に接続し、下層のＦＰＣ４１の一部のプローブ側の並列配線用パッド３７とプリント配線板側の並列配線用パッド３９とをワイヤ４５で電気的に接続してもよい。ワイヤ４５を用いることにより、配線の抵抗をプローブ１４毎に制御できるようになる。すなわち、配線の抵抗を低減しようとするプローブについてのみ選択的に配線を並列化できるようになる。また、抵抗を低減しようとする配線が連続配置されている場合、連続配置されている配線をＦＰＣ４３によってまとめて並列化することができる。
【００４５】
（プローブヘッドの組立装置）
図１３はプローブヘッド１の組立装置を示す平面図である。基部２４が載置されるテーブル８２は台座８８に設けられたレール９２に沿ってスライダ９０とともに往復移動可能である。レール９２の長手方向軸線の真上にはプローブセット１０を保持するチャック８０が設けられている。テーブル８２は、ｘ方向調整軸９６を回転させることによりｘ方向に往復移動し、ｙ方向調整軸９４を回転させることによりｙ方向（図１３の紙面垂直方向）に往復移動し、角度調整軸８４を回転させることによりｚ軸周りに微小角度回転する。また、テーブル８２は、チャック８０から遠い位置（回転エリア）にある状態では３６０度回転可能である。テーブル８２にはｚ方向に往復移動可能にターゲットホルダ７８が支持されている。ターゲットホルダ７８には、検査対象になる電子デバイスの電極の配列パターンと同一のパターンが形成された平板状のターゲット７６がテーブル８２の盤面と平行な姿勢で保持される。ターゲット７６の基板を透明にすることにより、ターゲット７６の上方からディジタルカメラで撮影して得た画像データに基づいたより高精度な位置合わせをすることや位置合わせの自動化をすることも可能である。ターゲット７６のパターンは、例えば透明基板の表面上に形成された銅等の金属薄膜をフォトリソグラフィによってパターニングして形成したものである。ターゲット７６のパターンを金属薄膜で形成すると、ターゲット７６のパターンとプローブ１４との導通検査によってターゲット７６のパターンとプローブ１４との位置ずれを検査することができる。
【００４６】
（プローブヘッドの組立方法）
はじめに図７に示すようにプローブユニット１８が接合されたプローブベース２０のスリット２２の幅ｄを調整することにより、プローブセット間でプローブ１４の先端の高さｈ２を揃える。具体的には、まず全てのプローブセット１０を基部２４に位置決め手段としてのねじ２８等で仮組みする。尚、仮組みされた状態のプローブセット１０が平滑面２５上をスライド可能なように、基部２４のねじ穴２６には適切な遊びを確保しておく。次に焦点距離を所定距離に固定した顕微鏡でプローブ１４の先端を視認した状態で焦点が合うまでスリット２２の幅ｄを調整するなどの操作により、プローブセット間でプローブ１４の先端の高さｈ２を揃える。
【００４７】
次にプローブ１４の高さ調整が完了した状態のプローブヘッド１を図１３に示すようにテーブル８２に載置する。テーブル８２に設けられた図示しない位置決めピンによって基部２４はテーブル８２の盤面上に位置決めされる。このとき回転エリアにテーブル８２を移動させた状態でプローブヘッド１をテーブル８２に載置する。次にテーブル８２をチャック８０に近い位置（調整エリア）に移動させる。
【００４８】
次に基部２４の平滑面２５上でプローブセット１０をスライドさせ、図１４に示すようにプローブ１４の先端位置をターゲットのパターン９８に合わせる。具体的には、まずプローブベース２０の１つをチャック８０で保持する。これによりプローブベース２０及びプローブユニット１８は基部２４に対して位置決めされる。次に角度調整軸８４を回転させることによりテーブル８２を基部２４及びターゲット７６とともにｚ軸周りに回転させ、ターゲットのパターン９８の配列方向とプローブ１４の先端の配列方向とを互いに平行にする。すなわち、静止したプローブユニット１８に対して基部２４を移動させることにより、プローブ１４の先端の配列方向を調整する。次にｘ方向調整軸９６及びｙ方向調整軸９４を回転させることによりテーブル８２を基部２４及びターゲット７６とともにｘｙ平面上を平行移動させ、ターゲットのパターン９８にプローブ１４の先端を一致させる。
【００４９】
このようにして基部２４の平滑面２５上でプローブセット１０をスライドさせるとき、プローブベース２０の滑走面１３は平滑な平面上を滑るため、調整済みのプローブ１４の先端の高さｈ２は変動しない。また、プローブセット１０と基部２４とは、角度調整軸８４、ｘ方向調整軸９６及びｙ方向調整軸によってｚ軸周りの回転角度、ｘ方向、ｙ方向のそれぞれについて互いに独立に位置合わせされる。したがって、複数のプローブセット１０についてそれぞれに設けられたプローブ１４同士の相対的な位置及び姿勢を高精度に調整することができる。
【００５０】
１つのプローブセット１０について位置調整を完了する度にチャック８０からプローブセット１０を離脱させ、テーブル８２を調整エリアから回転エリアに移動させる。続いて回転エリアでテーブル８２を９０度回転させた後に調整エリアにテーブル８２を移動させ、次のプローブセット１０をチャック８０に保持させると次のプローブセット１０と基部２４とを位置合わせすることができる。
【００５１】
全てのプローブセット１０と基部２４との位置合わせが完了した後、ターゲット７６のパターン９８にプローブ１４を接触させ、プローブ１４とターゲットのパターン９８との導通を検査してもよい。導通検査によってプローブ１４とターゲットのパターン９８との位置ずれを検査することにより、プローブ１４と検査対象の電子デバイスの電極とを確実に位置合わせすることができる。
【００５２】
最後にテーブル８２を回転エリアに移動させ、テーブル８２からプローブヘッド１を取り外し、図１に示すようにプローブベース２０と基部２４とをねじ２８等で完全に固定する。組み立てられたプローブヘッド１は、図３に示すようにプリント配線板１２にねじ３３等で固定される。プリント配線板１２に基部２４を固定する前にプローブ１４の相対的な位置を調整することができるため、プリント配線板１２を標準化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例によるプローブカードを示す断面図である。
【図２】本発明の実施例によるプローブヘッドを示す斜視図である。
【図３】本発明の実施例によるプローブカードを示す斜視図である。
【図４】本発明の実施例によるプローブベースとプローブユニットを示す斜視図である。
【図５】（Ａ１）、（Ｂ１）、（Ｃ１）は本発明の実施例によるプローブユニットとプローブベースの接合構造を示す断面図、（Ａ２）、（Ｂ２）、（Ｃ２）は本発明の実施例によるプローブユニットとプローブベースの接合構造を示す平面図である。
【図６】（Ｄ１）、（Ｅ１）、（Ｆ１）は本発明の実施例によるプローブユニットとプローブベースの接合構造を示す断面図、（Ｄ２）、（Ｅ２）、（Ｆ２）は本発明の実施例によるプローブユニットとプローブベースの接合構造を示す平面図である。
【図７】本発明の実施例によるプローブヘッドを示す断面図である。
【図８】本発明の実施例によるプローブセットを示す断面図である。
【図９】本発明の実施例によるプローブセットを示す断面図である。
【図１０】（Ａ）は本発明の実施例によるプリント配線板とプローブユニットの配線形態を示す断面図、（Ｂ）は本発明の実施例によるプリント配線板とプローブユニットの配線形態を示す平面図である。
【図１１】（Ａ）は本発明の実施例によるプリント配線板とプローブユニットの配線形態を示す断面図、（Ｂ）は本発明の実施例によるプリント配線板とプローブユニットの配線形態を示す平面図である。
【図１２】（Ａ）は本発明の実施例によるプリント配線板とプローブユニットの配線形態を示す断面図、（Ｂ）は本発明の実施例によるプリント配線板とプローブユニットの配線形態を示す平面図である。
【図１３】本発明の実施例によるプローブヘッドの組立装置を示す平面図である。
【図１４】本発明の実施例によるプローブヘッドの組立方法を示す模式図である。
【図１５】（Ａ）は本発明の実施例によるプローブセットを示す断面図、（Ｂ）はその平面図である。
【図１６】（Ａ）は本発明の実施例によるプリント配線板とプローブユニットの配線形態を示す断面図、（Ｂ）は本発明の実施例によるプリント配線板とプローブユニットの配線形態を示す平面図である。
【図１７】（Ａ）は本発明の実施例によるプリント配線板とプローブユニットの配線形態を示す平面図、（Ｂ）及び（Ｃ）は本発明の実施例によるプリント配線板とプローブユニットの配線形態を示す断面図である。
【図１８】（Ａ）は本発明の実施例によるプリント配線板とプローブユニットの配線形態を説明するための平面図、（Ｂ）は本発明の実施例によるプローブユニットの配線形態を説明するための側面図である。
【図１９】（Ａ）は本発明の実施例によるプリント配線板とプローブユニットの配線形態を示す平面図、（Ｂ）は本発明の実施例によるプリント配線板とプローブユニットの配線形態を示す断面図である。
【図２０】本発明の実施例による支持部の配線パターンを示す平面図である。
【図２１】本発明の実施例によるプローブカードを示す断面図である。
【図２２】（Ａ）は本発明の実施例によるプリント配線板とプローブユニットの配線形態を示す平面図、（Ｂ）は本発明の実施例によるプリント配線板とプローブユニットの配線形態を示す断面図である。
【図２３】（Ａ）は本発明の実施例によるプリント配線板とプローブユニットの配線形態を示す平面図、（Ｂ）は本発明の実施例によるプリント配線板とプローブユニットの配線形態を示す断面図である。
【図２４】（Ａ）は本発明の実施例によるプリント配線板とプローブユニットの配線形態を説明するための平面図、（Ｂ）は本発明の実施例によるプリント配線板とプローブユニットの配線形態を示す平面図、（Ｃ）は本発明の実施例によるプリント配線板とプローブユニットの配線形態を示す断面図である。
【図２５】（Ａ）は本発明の実施例によるプリント配線板とプローブユニットの配線形態を示す平面図、（Ｂ）は本発明の実施例によるプリント配線板とプローブユニットの配線形態を示す断面図である。
【符号の説明】
１ プローブヘッド
１２ プリント配線板
１３ 滑走面
１４ プローブ
１６ 支持部
１８ プローブユニット
１９ ワイヤ
２０ プローブベース
２４ 基部
２５ 平滑面
２７ フライングリード
２９ ＦＰＣ
３２ 滑走部
３４ 可動部
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体集積回路や液晶パネル等の電子デバイスの電気的特性を検査するためのプローブヘッド及びその組立方法並びにプローブカードに関する。尚、本明細書では、プローブカードは検査装置（プローバ）本体に装着されるプリント配線板とプリント配線板に固定されたプローブヘッドとを備え、プローブヘッドには複数のプローブが配列されているものとする。
【０００２】
【従来の技術】
従来、先端部が突出したプローブを多数配列したプローブカードをプローバの昇降装置によって降下させ、プローブの先端部を電極に接触させた状態で電子デバイスの電気的特性を検査する方法が知られている。電子デバイスの集積化が進むにつれて電極の配列も狭小化しているため、プローブと電子デバイスの電極をμｍ単位の正確さで位置合わせする必要性が高まっている。
【０００３】
特許文献１、２には、プローブが配列された４つの基板を斜面に吸着させた状態で各基板の相対的な位置を調整する技術が開示されている。
特許文献３には、傾斜面を有する４つのマウンティングベースのそれぞれにプローブが配列された基板を固定し、矩形枠状のベースクランプに対してマウンティングベースをｘｙｚ方向に位置決めする技術が開示されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１０−３００７８４号公報
【特許文献２】
特開２０００−４６８６９号公報
【特許文献３】
特開２０００−６５８６０号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、特許文献１、２、３に開示された技術によると、プローブが配列された複数の基板について互いのｚ方向の位置関係を調整すると、複数の基板について互いのｘｙ方向の位置関係が変動する。例えば特許文献３によると（図４参照）、Ｚ軸調整ネジ６２を回転させてマウンティングベース３６とともにコンタクトプローブ１をｚ方向に移動させると、マウンティングベース３６が揺動することによりコンタクトプローブ１の先端部の位置がｘ方向及びｙ方向にずれる。また、Ｘ−Ｙ軸調整テーブル５４及びＹ軸調整テーブル５６を移動させてマウンティングベース３６とともにコンタクトプローブ１をｘ方向又はｙ方向に移動させると、マウンティングベース３６が揺動することによりコンタクトプローブ１の先端部の位置がｙ方向にずれる。このように、特許文献１、２、３に開示された技術によるとｘｙ方向の調整とｚ方向の調整とが互いに影響し合うためμｍ単位で基板同士のｘｙｚ方向の位置を調整することは困難である。
【０００６】
また、特許文献１、２、３に開示されたプローブカードでは、コンタクトプローブとプリント配線板とを次のようにして電気的に接続している。すなわち、コンタクトプローブを支持する樹脂フィルムの基板に形成された窓からコンタクトプローブの配線パターンの一部を露出させ、窓から露出した配線パターンをゴム部材によってプリント配線板の電極に圧接させる。この構成では、プリント配線板に対してコンタクトプローブを移動させると、コンタクトプローブを支持する樹脂フィルムの基板が撓む。しかし、樹脂フィルムはその表面に沿った方向にほとんど曲がらないため、プリント配線板に対してコンタクトプローブを容易に移動させることのできる方向は限定される。したがって、特許文献１、２、３に開示されたプローブヘッドでは、コンタクトプローブの位置及び姿勢をプリント配線板に対して全方位的に自由に調整することは困難である。
【０００７】
本発明はかかる問題を解決するために創作されたものであって、プローブの位置を高精度に調整できるプローブヘッド及びその組立方法並びにプローブカードを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明に係るプローブヘッドは、平滑面を有する基部と、前記平滑面上を滑る滑走面を有する複数の滑走部と、前記滑走部毎に設けられ前記滑走面に対し垂直方向に移動可能な昇降部と、前記昇降部毎に設けられ前記昇降部から先端部が突出しているプローブと、前記滑走部に対して前記昇降部を位置決めし前記基部に対して前記滑走部を位置決めする位置決め手段と、を備えることを特徴とする。平滑面上で滑走部を滑らせることにより、平滑面に平行な方向で複数の滑走部間の相対的な位置を調整することができ、また、平滑面に平行な方向に昇降部とともに滑走部が移動しても、平滑面に垂直な方向では複数の昇降部間の相対的な位置は変わらない。すなわち、基部の平滑面上で滑走部を滑らせ、滑走面に垂直な方向に昇降部を移動させることにより、昇降部毎に設けられた複数のプローブの相対的な位置を、平滑面に平行な方向と平滑面に垂直な方向とで別個独立に調整することができる。したがって本発明によると、互いに垂直なｘ方向、ｙ方向及びｚ方向でプローブの相対的な位置を別個独立に調整できるため、プローブの相対的な位置を高精度に調整することができる。
【０００９】
さらに本発明に係るプローブヘッドでは、前記昇降部は、前記滑走面に対し垂直方向に移動可能な可動部と、前記可動部に固定され前記プローブが配列されている支持部とを有することを特徴とする。プローブが配列される支持部と可動部とを分割することにより、例えばプローブと支持部とを検査対象デバイスの電極ピッチに応じて一連の薄膜製造プロセスで検査対象デバイス毎に一体に成形し、可動部は複数の検査対象デバイスについて標準化することができる。
【００１０】
さらに本発明に係るプローブヘッドでは、前記昇降部は、前記滑走部と一体に形成され一端が前記滑走部に接続され他端が自由端の可動部と、前記可動部に固定され前記プローブが配列されている支持部とを有し、前記位置決め手段は、前記滑走部に螺合し前記滑走面から離間させる方向又は前記滑走面に接近させる方向に前記可動部を移動させるねじを有することを特徴とする。滑走部と一体に形成された可動部を滑走面に対し垂直方向に移動可能な構成にすることにより、部品点数を低減することができる。具体的には、一端が滑走部に接続され他端が自由端の可動部を滑走部と一体に形成し、可動部をねじで位置決めすることにより、部品点数を低減することができる。
【００１１】
さらに本発明に係るプローブヘッドでは、前記昇降部は、前記滑走部に揺動可能に軸支された可動部と、前記可動部に固定され前記プローブが配列されている支持部とを有し、前記位置決め手段は、前記滑走部に螺合し前記滑走面から離間させる方向又は前記滑走面に接近させる方向に前記可動部を移動させるねじを有することを特徴とする。可動部を揺動可能に滑走部で軸支することにより、可動部の調整幅を大きくすることができる。
【００１２】
さらに本発明に係るプローブヘッドでは、前記滑走部は、前記滑走面に対し傾斜した方向にスライド可能に前記昇降部を案内する案内手段を備える。滑走面に対して傾斜した方向において滑走部に対して昇降部をスライド可能な構成にすることにより、部品点数を低減することができる。
【００１３】
さらに本発明に係るプローブヘッドでは、前記昇降部は、前記案内手段に案内されて前記滑走面に対し傾斜した方向にスライドする可動部と、前記プローブが配列されている支持部と、前記可動部に対して前記支持部を脱着可能に係止する係止部とを有することを特徴とする。滑走面に対し傾斜した方向にスライドする可動部と、プローブが配列されている支持部とを互いに脱着可能な別体として構成することにより、支持部ごとプローブを交換するとき、基部に対してプローブの位置及び姿勢を交換前の状態に再調整する必要がなくなる。
【００１４】
さらに本発明に係るプローブヘッドでは、前記昇降部と前記滑走部との間に弾性体をさらに備え、前記位置決め手段は、前記昇降部及び前記滑走部に螺合しているねじを有することを特徴とする。昇降部と滑走部との間に設ける弾性体の変形により可動部を滑走面に対し垂直方向に移動可能な構成とすることにより、がたつきなく昇降部を位置決めすることができる。
【００１５】
さらに本発明に係るプローブヘッドでは、前記基部は前記プローブと電気的に接続されるプリント配線板に固定されることを特徴とする。プリント配線板に基部を組み付ける前にプローブの相対的な位置を調整することができるため、プリント配線板を標準化できるため、プリント配線板の手配とプローブ組み付けの同時進行が可能となる他、プリント配線板を標準化して配線板を再利用することができる。
【００１６】
上記目的を達成するため本発明に係るプローブヘッドの組立方法は、請求項１に記載のプローブヘッドの組立方法であって、前記滑走面に対して垂直方向に前記昇降部を移動させて前記滑走部に対して前記昇降部を位置決めする工程と、前記基部の平滑面上で前記滑走部を滑らせて前記基部に対して前記滑走部を位置決めする工程と、を含むことを特徴とする。平滑面上で滑走部を滑らせることにより、平滑面に平行な方向で複数の滑走部間の相対的な位置を調整することができ、また、平滑面に平行な方向に昇降部とともに滑走部が移動しても、平滑面に垂直な方向では複数の昇降部間の相対的な位置は変わらない。すなわち、基部の平滑面上で滑走部を滑らせ、滑走面に垂直な方向に昇降部を移動させることにより、昇降部毎に設けられた複数のプローブの相対的な位置を、平滑面に平行な方向と平滑面に垂直な方向とで別個独立に調整することができる。したがって本発明によると、互いに垂直なｘ方向、ｙ方向及びｚ方向でプローブの相対的な位置を別個独立に調整できるため、プローブの相対的な位置を高精度に調整することができる。
【００１７】
上記目的を達成するため、本発明に係るプローブカードは、プリント配線板と、前記プリント配線板に対して位置決めされる支持部と、前記支持部に支持されているプローブと、前記プリント配線板に対し前記支持部の位置又は姿勢を調整するための調整手段と、前記プローブと前記プリント配線板の電極とを電気的に接続するワイヤと、を備えることを特徴とする。ワイヤは全方位に容易に曲がるので、プローブとプリント配線板の電極とをワイヤによって接続すると、プローブの位置及び姿勢をプリント配線板に対して全方位的に自由に調整することが容易になる。従って本発明によると、プローブの位置又は姿勢を高精度に調整できるようになる。
【００１８】
上記目的を達成するため、本発明に係るプローブカードは、プリント配線板と、前記プリント配線板に対して位置決めされる支持部と、前記支持部に支持されているプローブと、前記プリント配線板に対し前記支持部の位置又は姿勢を調整するための調整手段と、先端が前記プローブ又は前記プリント配線板の電極に接合されるフライングリードを有し、前記プローブと前記プリント配線板の電極とを電気的に接続するフレキシブルプリント配線板と、を備えることを特徴とする。フライングリードは全方位に容易に曲がるので、プローブとプリント配線板の電極とをフライングリードを有するフレキシブルプリント配線板によって接続すると、プローブの位置及び姿勢をプリント配線板に対して全方位的に自由に調整することが容易になる。従って本発明によると、プローブの位置又は姿勢を高精度に調整できるようになる。また、複数のフライングリードの基端はフレキシブルプリント配線板に固定されているため、フライングリードの先端を電極に接合する工程の作業性が向上する。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を実施例に基づいて説明する。
（プローブカードの全体構成）
図１は本発明の一実施例によるプローブカードを示す断面図である。図２は、本発明の一実施例によるプローブヘッド１を示す斜視図である。図３は本発明の一実施例によるプローブカードを示す斜視図である。プローブカードは、半導体集積回路や液晶パネル等の電子デバイスの電気的特性を検査するための検査装置（プローバ）に装着されるものであって、電子デバイスの電極に接触する多数のプローブ１４を備えている。プローブヘッド１は、プローバ本体の検査回路とプローブ１４とを電気的に接続するプリント配線板１２にねじ３３などで固定される。プローブヘッド１とプリント配線板１２の間に図示しないスペーサを設け、プリント配線板１２からプローブ１４の先端までの高さｈ１を調整してもよい。
【００２０】
プローブヘッド１は、多数のプローブ１４が配列されている複数のプローブユニット１８と、プローブユニット１８を支持する複数のプローブベース２０と、複数のプローブベース２０を支持する基部２４とを備えている。プローブユニット１８とプローブベース２０とを合わせてプローブセット１０というものとする。プローブベース２０及び基部２４は請求項に記載の調整手段に相当する。
【００２１】
（プローブユニット）
プローブユニット１８は、多数のプローブ１４とプローブ１４を支持する支持部１６とで構成される。プローブユニット１８は、電子デバイスの電極群の配列に応じて複数備えられる。プローブ１４は、電子デバイスの電極の配列パターンに応じて支持部１６上に配列されている。プローブ１４は、銅、タングステン、ニッケル−鉄合金等からなり、具体的には例えばフォトリソグラフィにより所定の微細パターンに形成した銅薄膜等で構成される。支持部１６は、セラミック、樹脂フィルム、シリコン薄膜、金属薄膜等で構成される。支持部１６とプローブ１４とは、接着または薄膜製造プロセスによって膜同士が密着している。剛性のある支持部１６を備えることにより、複数のプローブ１４の配列を固定することができるため、狭小なピッチで配列される多数のプローブ１４をまとめて扱うことができる。
【００２２】
（プローブセット）
図４に示すように、プローブユニット１８はプローブベース２０に例えば接着により固定される。プローブユニット１８とプローブベース２０とを接着する場合、それらの相対的な位置関係について高い精度は要求されない。後述する組立工程によってプローブユニット１８の位置がプローブセット１０ごと調整されるからである。プローブユニット１８とプローブベース２０とを別体で構成することにより、プローブユニット１８を検査対象の電子デバイスに応じて個別に設計し、プローブベース２０を標準化することができる。例えば、検査対象物の電極のピッチが狭い場合、図４（Ａ）に示すようにプローブ１４のピッチが狭いプローブユニット１８を用い、検査対象物の電極のピッチが広い場合、図４（Ｂ）に示すようにプローブ１４のピッチが広いプローブユニット１８を用いることができる。また、プローブユニット１８を標準化することも可能である。例えば、検査対象物の電極数として想定される最大数と同数のプローブ１４を配列したプローブユニットを設計して標準ユニット３８とする（図４Ｃ参照）。実際の検査対象が決まったとき、それに応じて標準ユニット３８の側部を切断、へき開、エッチング等により除去したものをプローブユニット１８として使用することができる。プローブユニット１８及びプローブベース２０の標準化によりプローブヘッド１の製造コストを低減することができる。
【００２３】
図５（Ａ１）、（Ｂ１）、（Ｃ１）、図６（Ａ１）、（Ｂ１）、（Ｃ１）はプローブユニット１８とプローブベース２０の接合構造の他の実施例を示す断面図、図５（Ａ２）、（Ｂ２）、（Ｃ２）、図６（Ａ２）、（Ｂ２）、（Ｃ２）はそれぞれ図５（Ａ１）、（Ｂ１）、（Ｃ１）、図６（Ａ１）、（Ｂ１）、（Ｃ１）に対応する平面図である。図５（Ａ１）、（Ａ２）に示すように、プローブユニット１８とプローブベース２０とをねじ４０で固定してもよい。また図５（Ｂ１）、（Ｂ２）に示すように、プローブユニット１８の上面に補強板４４を設け、プローブユニット１８、プローブベース２０及び補強板４４をねじ４２で固定してもよい。また図５（Ｃ１）、（Ｃ２）に示すように、プローブユニット１８とプローブベース２０との間にスペーサ５０を設け、プローブユニット１８をスペーサ５０にねじ４６で固定し、スペーサ５０をプローブベース２０にねじ４８で固定してもよい。また図６（Ａ１）、（Ａ２）に示すように、プローブベース２０の両側面にサイドプレート５２をねじ５４などで固定し、２つのサイドプレート５２によりプローブユニット１８を位置決めしてもよい。また図６（Ｂ１）、（Ｂ２）に示すように、プローブベース２０の凹部５８にプローブユニット１８を掛け渡し、プローブユニット１８を湾曲させた状態でその一端部をねじ５６でプローブベース２０に固定してもよい。また図６（Ｃ１）、（Ｃ２）に示すように、１つのプローブベース２０に２つ又は３つ以上のプローブユニット１８を固定してもよい。
【００２４】
図７に示すように、プローブベース２０は、一体に形成された滑走部３２及び可動部３４から構成されている。滑走部３２と可動部３４を一体に形成することにより、部品点数を低減することができる。滑走部３２と可動部３４の間にはスリット２２が形成されている。スリット２２の幅ｄが変わることにより、可動部３４は滑走部３２の滑走面１３に対して垂直な方向に移動する。
【００２５】
滑走部３２には基部２４の平滑面２５上を滑る平滑な滑走面１３が形成される。滑走面１３は平坦な一平面であってもよいし、滑走部３２を三点支持する突部のそれぞれに形成されるものであってもよい。位置決め手段としてのｚ方向調整ねじ３０は滑走面１３から滑走部３２にねじ込まれ、滑走部３２を貫通し、先端部が可動部３４にねじ込まれている。尚、ｚ方向調整ねじ３０の先端部は可動部３４に当接していればよい。
【００２６】
可動部３４の基端部は滑走部３２に一体に接続されている。可動部３４の上面は滑走面１３に対して傾斜している。滑走部３２の上面にプローブユニット１８が固定されると、プローブ１４の軸線は滑走面１３に対して傾斜した姿勢に固定される。プローブ１４の軸線を滑走面１３に対して傾斜させることにより、プローブベース２０が基部２４に固定された状態でプローブ１４を基部２４の平滑面２５に対して傾斜させることができる。これにより、検査対象の電子デバイスの電極がパッケージの中央よりに配置されている場合にもプローブ１４を電極に接触させることが容易になる。
【００２７】
可動部３４の先端部は自由端である。可動部３４の先端側には、ｚ方向調整ねじ３０の先端部がねじ込まれている。ｚ方向調整ねじ３０を回転させることにより、可動部３４が撓むため、スリット２２の幅ｄを調整することができる。スリット２２の幅ｄが小さくなると、可動部３４の上面の滑走面１３に対する傾斜が急になり、プローブ１４の先端が高くなる。スリット２２の幅ｄが大きくなると、可動部３４の上面の滑走面１３に対する傾斜が緩くなり、プローブ１４の先端が低くなる。可動部３４の先端側をｚ方向調整ねじ３０で上下させるため、可動部３４の上面の傾斜角を微調整することができる。また、各プローブベース２０について、ｚ方向調整ねじ３０をプローブ１４の配列方向（プローブ１４の軸に垂直な方向）に２本づつ設けることにより（図２参照）、基部２４の平滑面２５に対するプローブ１４の配列方向軸線の傾斜角を調整することができる。
【００２８】
図８及び図１５はプローブセット１０の他の実施例を示す断面図である。図８（Ａ）に示すように、可動部３４は回転軸６０によって滑走部３２に揺動可能に軸支されていてもよい。可動部３４を揺動可能に滑走部３２で軸支することにより、可動部３４の調整幅を大きくすることができる。また図８（Ｂ）に示すように、プローブユニット１８の支持部１６を昇降部として構成してもよい。すなわち、滑走面１３に対して傾斜した斜面６３を滑走部３２に形成し、支持部１６をねじ６４、クランププレート６２等により斜面６３に押さえつけて支持部１６の移動方向を規制してもよい。斜面６３、ねじ６４、クランププレート６２は、支持部１６を案内し、支持部１６の移動方向軸を滑走面１３に対して傾斜した直線上に規定することができる。滑走面１３に対して傾斜した方向において滑走部３２に対して支持部１６をスライド可能な構成にすることにより、部品点数を低減することができる。また、平滑面２５に対するプローブ１４の軸線の傾斜角を一定に保ちながらプローブ１４の先端の高さｈ２を調整することができる。また図８（Ｃ）に示すように、可動部３４と滑走部３２との間に弾性材料からなる調整プレート６８を設け、可動部３４、滑走部３２及び調整プレート６８をねじ６６で固定してもよい。可動部３４と滑走部３２との間に設ける調整プレート６８の変形により可動部３４を滑走面１３に対し垂直方向に移動可能な構成とすることにより、がたつきなく可動部３４を位置決めすることができる。
【００２９】
さらに、図１５に示すように、滑走面１３に対して傾斜した方向にスライド可能な可動部３４にプローブユニット１８の支持部１６を脱着可能な構成としてもよい。すなわち、滑走面１３に対して傾斜した斜面６３を滑走部３２に形成し、可動部３４をねじ６４、クランププレート６２等により斜面６３に押さえつけて可動部３４の移動方向を規制し、支持部１６に形成された通孔に挿入される位置決めピン６１、位置決めガイド等の係止部を可動部３４に設けてもよい。位置決めピン６１が挿入される支持部１６の通孔は、リソグラフィによるパターニングを用いて高い寸法精度で形成することが望ましい。また、プローブユニット１８を脱着可能な構成は、図８に示すような他の構成の昇降部に対しても同様に適用可能である。
【００３０】
図９はプローブセット１０のさらに他の実施例を示す側面図である。図９（Ａ）に示すように、プローブ１４の軸線が滑走面１３に対して垂直になる姿勢でプローブユニット１８をプローブベース２０に固定してもよい。また図９（Ｂ）に示すように、プローブ１４の軸線が滑走面１３に対して平行になる姿勢でプローブユニット１８をプローブベース２０に固定してもよい。また、図９（Ｃ）に示すように、タングステン等からなるプローブ１４を直接プローブベース２０に一本ずつ挿設してもよい。
【００３１】
（基部）
基部２４は、図１に示すように複数のプローブセット１０を支持する高剛性の平板部材であって、複数のプローブセット間の相対的な位置を固定するものである。基部２４にはプローブセット１０が載置される平滑面２５が形成されている。平滑面２５の平坦度はプローブ１４のｚ方向の位置決め精度に直接影響するため、可能な限り平坦な鏡面状に形成することが望ましい。基部２４の形状は平板状に限らず、例えば段違いで互いに平行な複数の平滑面を有する形状であってもよい。基部２４はプリント配線板１２にねじ３３等で固定される。
【００３２】
尚、プリント配線板１２に対する基部２４の位置は、図１に示すようにプリント配線板１２の下方であってもよいし、図２１に示すようにプリント配線板１２の上方であってもよい。プローバの仕様に応じて、精度確保が容易になるようにプリント配線板１２の下面又は上面のいずれかに組み付ける。また、いずれの面に組み付ける場合であっても、プリント配線板１２からプローブ１４の先端までの高さｈ１はスペーサ３５等により調整可能である。
【００３３】
（配線）
図１０（Ａ）、図１１（Ａ）、図１２（Ａ）は、プリント配線板１２とプローブユニット１８の配線形態を示す断面図である。図１０（Ｂ）、図１１（Ｂ）及び図１２（Ｂ）は、プリント配線板１２とプローブユニット１８の配線形態を示す平面図である。図１０（Ａ）、（Ｂ）に示すように、図示しない異方導電性フィルム（ＡＣＦ）を用いてプローブ１４とフレキシブルプリント配線板（ＦＰＣ）７０とを接続し、ＦＰＣ７０とプリント配線板１２の電極７２とをはんだ接続してもよい。また、図１１（Ａ）、（Ｂ）に示すように、プローブ１４とプリント配線板１２の電極７２とをＦＰＣ７０とＡＣＦによりワイヤを用いずに接続してもよい。また図１２（Ａ）、（Ｂ）に示すように、ＡＣＦを用いてプローブ１４とＦＰＣ７０とを接続し、ＦＰＣ７０とプリント配線板１２とをコネクタ７４により接続してもよい。また各プローブユニット１８に設けられるプローブ１４の数が多い場合は、図２２に示すように各プローブユニット１８に対してＦＰＣ７０を複数枚ずつ接続してもよい。これにより、ＦＰＣ７０を標準化することができる。また、複数のＦＰＣ７０を用いて各ＦＰＣ７０の幅を狭くすることにより、プリント配線板１２にＡＣＦを介してＦＰＣ７０を加熱して接合するときにフレキシブル基板の膨張及び収縮がそこに形成されている配線パターンに与える影響を低減することができる。その結果、フレキシブル基板の膨張及び収縮を考慮してＦＰＣ７０の配線ピッチを設計することが容易になる。
【００３４】
また図１６に示すように、プローブ１４とプリント配線板１２の電極７２とをワイヤ１９で接続してもよい。ワイヤ１９としては、Ａｕ被覆線、Ａｕ裸線、Ａｌ線などを用いる。Ａｕ被覆線は配線数が多いときに好適である。Ａｕ裸線は配線抵抗を低減するのに好適である。Ａｌ線はファインピッチのプローブ１４に好適である。
【００３５】
ワイヤ１９の端部とプローブ１４及びプリント配線板１２の電極とは、ボンディング、はんだ、又は微細抵抗溶接によって接合する。ワイヤ１９をわずかに撓ませた状態でその両端部をプローブ１４及びプリント配線板１２に固定することにより、プローブ１４とプリント配線板１２との相対的な位置関係を、プローブカードの組立後であっても、全方位で変更できるようになる。また、ワイヤ１９の電気抵抗はＦＰＣの電気抵抗に比べて小さいため、プローブカードの配線抵抗を低減することができる。またプリント配線板１２が温度変化により変形するとき、ワイヤ１９の変形によってプリント配線板１２の変形が吸収されるため、プリント配線板１２の変形の影響を受けてプローブ１４の位置が変動することを防止できる。
【００３６】
尚、プローブ１４とプリント配線板１２とを電気的に接続するＦＰＣ７０やワイヤ１９は、ＥＭＣ（ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ ｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙ）を向上させるため、電磁シールドで被覆されたものが望ましい。
また図１７（Ａ）に示すように、プローブ１４と補助基板２１の配線とをワイヤ１９により接続し、図１７（Ｂ）又は（Ｃ）に示すように、補助基板２１をプリント配線板１２に設けられたコネクタ１７に接続してもよい。ワイヤ１９の端部とプローブ１４及び補助基板２１の電極とは、ボンディング、はんだ、又は微細抵抗溶接によって接合する。補助基板２１を用いることにより、ワイヤ１９の接合工程の作業性が向上し、また、プローブヘッド１の組立工程全体の作業性が向上し、また、プローブ１４が破損した際の交換工程の作業性が向上する。
【００３７】
また図１８に示すように、支持部１６の表面上にプローブ１４の電極パッド１５と部品実装用のランド２１を形成してもよい。支持部１６にランド２１を形成することにより、ノイズフィルタ用コンデンサ等のチップ部品２３をプローブ１４の先端近くに実装することができるため、プローブ１４の先端近くでノイズ対策を実施することができる。
【００３８】
また図１９に示すように、フライングリード２７を有するＦＰＣ２９によってプローブ１４とプリント配線板１２とを接続してもよい。フライングリード２７をわずかに撓ませた状態でその端部をプローブ１４又はプリント配線板１２に固定することにより、プローブ１４とプリント配線板１２との相対的な位置関係を、プローブカードの組立後でも全方位で変更できるようになる。また、フライングリード２７は、ＦＰＣ２９の本体によって束ねられているため、フライングリード２７とプローブ１４又はプリント配線板１２との接合工程の作業性が向上する。また、１本１本のワイヤの両端部をプローブ１４及びプリント配線板１２の電極に接合する場合に比べ、配線の接合回数を低減することができる。
【００３９】
また図２３に示すように、プローブカードが組上がった状態でプリント配線板１２からの高さが互いに異なる位置にワイヤ１９を接合するための電極パッド１５を複数設けてもよい。これにより、ワイヤ１９同士が交差することを防止できるため、ワイヤ１９同士の接触によるショートやノイズの発生を防止できる。また、ワイヤ１９の接合工程での作業性が向上する。
【００４０】
図２０は支持部１６の表面上に形成する配線パターンを示す平面図である。
図２０（Ａ）に示すように、プローブ１４の電極パッド１５を所定数ずつまとめて配列してもよい。配線数が多くなると、配線接合部に補強用樹脂を塗布する工程において、補強が不要な部位に樹脂が流れやすくなる。そこで、電極パッド１５をまとめて配列し、電極パッド１５のまとまり毎に樹脂で補強すると、補強対象部位を局所的に補強することが容易になる。
【００４１】
また、図２０（Ｂ）に示すように、ＦＰＣとの接合領域Ｐと、ワイヤとの接合領域Ｑとをプローブ１４毎に形成してもよい。ＦＰＣとの接合領域Ｐでは、ＦＰＣの電極ピッチに対応したピッチで配線が形成される。ワイヤ１９との接合領域Ｑでは、ワイヤとの接合のための電極パッド１５が形成される。ＦＰＣとの接合領域Ｐと、ワイヤとの接合領域Ｑとを形成しておくことにより、汎用性が向上する。
【００４２】
また、図２０（Ｃ）に示すように、ワイヤを接合するための電極パッド１５と、検査用のパッド３１とをプローブ１４毎に形成してもよい。プローブユニット１８の電気的特性を検査するとき、ワイヤを接合するための電極パッド１５に検査用の他のプローブを接触させると、電極パッド１５の表面が荒れて電極パッド１５とワイヤとの接続不良の原因になる。プローブユニット１８の電気的特性を検査するときには、電極パッド１５とは別の検査用のパッド３１にプローブを接触させて検査すると、電極パッド１５の荒れを防止できる。また、検査用のパッド３１のピッチや大きさを標準化することにより、プローブユニット１８の検査工程を標準化することができる。
【００４３】
また、図２４（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、ＦＰＣを複数枚重ねてプローブ１４とプリント配線板１２とを接続してもよい。具体的には、図２４（Ａ）に示すように、下層のＦＰＣ４１の上面に並列配線用パッドをプローブ側とプリント配線板側にそれぞれ設け、プローブ側の並列配線用パッド３７とプリント配線板側の並列配線用パッド３９とを図２４（Ｂ）、（Ｃ）に示すようにＦＰＣ４３によって電気的に接続する。これにより、ＦＰＣ４１とＦＰＣ４３の合成抵抗は、単板のＦＰＣの抵抗より小さくなるため、プローブカードの配線抵抗を低減することができる。また、ＦＰＣを重ねて配線を並列化するため、配線を並列化しても配線工程が過度に複雑化することがない。
【００４４】
また、図２５に示すように、下層のＦＰＣ４１の一部のプローブ側の並列配線用パッド３７とプリント配線板側の並列配線用パッド３９とを上層のＦＰＣ４３で電気的に接続し、下層のＦＰＣ４１の一部のプローブ側の並列配線用パッド３７とプリント配線板側の並列配線用パッド３９とをワイヤ４５で電気的に接続してもよい。ワイヤ４５を用いることにより、配線の抵抗をプローブ１４毎に制御できるようになる。すなわち、配線の抵抗を低減しようとするプローブについてのみ選択的に配線を並列化できるようになる。また、抵抗を低減しようとする配線が連続配置されている場合、連続配置されている配線をＦＰＣ４３によってまとめて並列化することができる。
【００４５】
（プローブヘッドの組立装置）
図１３はプローブヘッド１の組立装置を示す平面図である。基部２４が載置されるテーブル８２は台座８８に設けられたレール９２に沿ってスライダ９０とともに往復移動可能である。レール９２の長手方向軸線の真上にはプローブセット１０を保持するチャック８０が設けられている。テーブル８２は、ｘ方向調整軸９６を回転させることによりｘ方向に往復移動し、ｙ方向調整軸９４を回転させることによりｙ方向（図１３の紙面垂直方向）に往復移動し、角度調整軸８４を回転させることによりｚ軸周りに微小角度回転する。また、テーブル８２は、チャック８０から遠い位置（回転エリア）にある状態では３６０度回転可能である。テーブル８２にはｚ方向に往復移動可能にターゲットホルダ７８が支持されている。ターゲットホルダ７８には、検査対象になる電子デバイスの電極の配列パターンと同一のパターンが形成された平板状のターゲット７６がテーブル８２の盤面と平行な姿勢で保持される。ターゲット７６の基板を透明にすることにより、ターゲット７６の上方からディジタルカメラで撮影して得た画像データに基づいたより高精度な位置合わせをすることや位置合わせの自動化をすることも可能である。ターゲット７６のパターンは、例えば透明基板の表面上に形成された銅等の金属薄膜をフォトリソグラフィによってパターニングして形成したものである。ターゲット７６のパターンを金属薄膜で形成すると、ターゲット７６のパターンとプローブ１４との導通検査によってターゲット７６のパターンとプローブ１４との位置ずれを検査することができる。
【００４６】
（プローブヘッドの組立方法）
はじめに図７に示すようにプローブユニット１８が接合されたプローブベース２０のスリット２２の幅ｄを調整することにより、プローブセット間でプローブ１４の先端の高さｈ２を揃える。具体的には、まず全てのプローブセット１０を基部２４に位置決め手段としてのねじ２８等で仮組みする。尚、仮組みされた状態のプローブセット１０が平滑面２５上をスライド可能なように、基部２４のねじ穴２６には適切な遊びを確保しておく。次に焦点距離を所定距離に固定した顕微鏡でプローブ１４の先端を視認した状態で焦点が合うまでスリット２２の幅ｄを調整するなどの操作により、プローブセット間でプローブ１４の先端の高さｈ２を揃える。
【００４７】
次にプローブ１４の高さ調整が完了した状態のプローブヘッド１を図１３に示すようにテーブル８２に載置する。テーブル８２に設けられた図示しない位置決めピンによって基部２４はテーブル８２の盤面上に位置決めされる。このとき回転エリアにテーブル８２を移動させた状態でプローブヘッド１をテーブル８２に載置する。次にテーブル８２をチャック８０に近い位置（調整エリア）に移動させる。
【００４８】
次に基部２４の平滑面２５上でプローブセット１０をスライドさせ、図１４に示すようにプローブ１４の先端位置をターゲットのパターン９８に合わせる。具体的には、まずプローブベース２０の１つをチャック８０で保持する。これによりプローブベース２０及びプローブユニット１８は基部２４に対して位置決めされる。次に角度調整軸８４を回転させることによりテーブル８２を基部２４及びターゲット７６とともにｚ軸周りに回転させ、ターゲットのパターン９８の配列方向とプローブ１４の先端の配列方向とを互いに平行にする。すなわち、静止したプローブユニット１８に対して基部２４を移動させることにより、プローブ１４の先端の配列方向を調整する。次にｘ方向調整軸９６及びｙ方向調整軸９４を回転させることによりテーブル８２を基部２４及びターゲット７６とともにｘｙ平面上を平行移動させ、ターゲットのパターン９８にプローブ１４の先端を一致させる。
【００４９】
このようにして基部２４の平滑面２５上でプローブセット１０をスライドさせるとき、プローブベース２０の滑走面１３は平滑な平面上を滑るため、調整済みのプローブ１４の先端の高さｈ２は変動しない。また、プローブセット１０と基部２４とは、角度調整軸８４、ｘ方向調整軸９６及びｙ方向調整軸によってｚ軸周りの回転角度、ｘ方向、ｙ方向のそれぞれについて互いに独立に位置合わせされる。したがって、複数のプローブセット１０についてそれぞれに設けられたプローブ１４同士の相対的な位置及び姿勢を高精度に調整することができる。
【００５０】
１つのプローブセット１０について位置調整を完了する度にチャック８０からプローブセット１０を離脱させ、テーブル８２を調整エリアから回転エリアに移動させる。続いて回転エリアでテーブル８２を９０度回転させた後に調整エリアにテーブル８２を移動させ、次のプローブセット１０をチャック８０に保持させると次のプローブセット１０と基部２４とを位置合わせすることができる。
【００５１】
全てのプローブセット１０と基部２４との位置合わせが完了した後、ターゲット７６のパターン９８にプローブ１４を接触させ、プローブ１４とターゲットのパターン９８との導通を検査してもよい。導通検査によってプローブ１４とターゲットのパターン９８との位置ずれを検査することにより、プローブ１４と検査対象の電子デバイスの電極とを確実に位置合わせすることができる。
【００５２】
最後にテーブル８２を回転エリアに移動させ、テーブル８２からプローブヘッド１を取り外し、図１に示すようにプローブベース２０と基部２４とをねじ２８等で完全に固定する。組み立てられたプローブヘッド１は、図３に示すようにプリント配線板１２にねじ３３等で固定される。プリント配線板１２に基部２４を固定する前にプローブ１４の相対的な位置を調整することができるため、プリント配線板１２を標準化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例によるプローブカードを示す断面図である。
【図２】本発明の実施例によるプローブヘッドを示す斜視図である。
【図３】本発明の実施例によるプローブカードを示す斜視図である。
【図４】本発明の実施例によるプローブベースとプローブユニットを示す斜視図である。
【図５】（Ａ１）、（Ｂ１）、（Ｃ１）は本発明の実施例によるプローブユニットとプローブベースの接合構造を示す断面図、（Ａ２）、（Ｂ２）、（Ｃ２）は本発明の実施例によるプローブユニットとプローブベースの接合構造を示す平面図である。
【図６】（Ｄ１）、（Ｅ１）、（Ｆ１）は本発明の実施例によるプローブユニットとプローブベースの接合構造を示す断面図、（Ｄ２）、（Ｅ２）、（Ｆ２）は本発明の実施例によるプローブユニットとプローブベースの接合構造を示す平面図である。
【図７】本発明の実施例によるプローブヘッドを示す断面図である。
【図８】本発明の実施例によるプローブセットを示す断面図である。
【図９】本発明の実施例によるプローブセットを示す断面図である。
【図１０】（Ａ）は本発明の実施例によるプリント配線板とプローブユニットの配線形態を示す断面図、（Ｂ）は本発明の実施例によるプリント配線板とプローブユニットの配線形態を示す平面図である。
【図１１】（Ａ）は本発明の実施例によるプリント配線板とプローブユニットの配線形態を示す断面図、（Ｂ）は本発明の実施例によるプリント配線板とプローブユニットの配線形態を示す平面図である。
【図１２】（Ａ）は本発明の実施例によるプリント配線板とプローブユニットの配線形態を示す断面図、（Ｂ）は本発明の実施例によるプリント配線板とプローブユニットの配線形態を示す平面図である。
【図１３】本発明の実施例によるプローブヘッドの組立装置を示す平面図である。
【図１４】本発明の実施例によるプローブヘッドの組立方法を示す模式図である。
【図１５】（Ａ）は本発明の実施例によるプローブセットを示す断面図、（Ｂ）はその平面図である。
【図１６】（Ａ）は本発明の実施例によるプリント配線板とプローブユニットの配線形態を示す断面図、（Ｂ）は本発明の実施例によるプリント配線板とプローブユニットの配線形態を示す平面図である。
【図１７】（Ａ）は本発明の実施例によるプリント配線板とプローブユニットの配線形態を示す平面図、（Ｂ）及び（Ｃ）は本発明の実施例によるプリント配線板とプローブユニットの配線形態を示す断面図である。
【図１８】（Ａ）は本発明の実施例によるプリント配線板とプローブユニットの配線形態を説明するための平面図、（Ｂ）は本発明の実施例によるプローブユニットの配線形態を説明するための側面図である。
【図１９】（Ａ）は本発明の実施例によるプリント配線板とプローブユニットの配線形態を示す平面図、（Ｂ）は本発明の実施例によるプリント配線板とプローブユニットの配線形態を示す断面図である。
【図２０】本発明の実施例による支持部の配線パターンを示す平面図である。
【図２１】本発明の実施例によるプローブカードを示す断面図である。
【図２２】（Ａ）は本発明の実施例によるプリント配線板とプローブユニットの配線形態を示す平面図、（Ｂ）は本発明の実施例によるプリント配線板とプローブユニットの配線形態を示す断面図である。
【図２３】（Ａ）は本発明の実施例によるプリント配線板とプローブユニットの配線形態を示す平面図、（Ｂ）は本発明の実施例によるプリント配線板とプローブユニットの配線形態を示す断面図である。
【図２４】（Ａ）は本発明の実施例によるプリント配線板とプローブユニットの配線形態を説明するための平面図、（Ｂ）は本発明の実施例によるプリント配線板とプローブユニットの配線形態を示す平面図、（Ｃ）は本発明の実施例によるプリント配線板とプローブユニットの配線形態を示す断面図である。
【図２５】（Ａ）は本発明の実施例によるプリント配線板とプローブユニットの配線形態を示す平面図、（Ｂ）は本発明の実施例によるプリント配線板とプローブユニットの配線形態を示す断面図である。
【符号の説明】
１ プローブヘッド
１２ プリント配線板
１３ 滑走面
１４ プローブ
１６ 支持部
１８ プローブユニット
１９ ワイヤ
２０ プローブベース
２４ 基部
２５ 平滑面
２７ フライングリード
２９ ＦＰＣ
３２ 滑走部
３４ 可動部
Claims (11)
- 平滑面を有する基部と、
前記平滑面上を滑る滑走面を有する複数の滑走部と、
前記滑走部毎に設けられ前記滑走面に対し垂直方向に移動可能な昇降部と、
前記昇降部毎に設けられ前記昇降部から先端部が突出しているプローブと、
前記滑走部に対して前記昇降部を位置決めし前記基部に対して前記滑走部を位置決めする位置決め手段と、
を備えることを特徴とするプローブヘッド。 - 前記昇降部は、前記滑走面に対し垂直方向に移動可能な可動部と、前記可動部に固定され前記プローブが配列されている支持部とを有することを特徴とする請求項１に記載のプローブヘッド。
- 前記昇降部は、前記滑走部と一体に形成され一端が前記滑走部に接続され他端が自由端の可動部と、前記可動部に固定され前記プローブが配列されている支持部とを有し、
前記位置決め手段は、前記滑走部に螺合し前記滑走面から離間させる方向又は前記滑走面に接近させる方向に前記可動部を移動させるねじを有することを特徴とする請求項１に記載のプローブヘッド。 - 前記昇降部は、前記滑走部に揺動可能に軸支された可動部と、前記可動部に固定され前記プローブが配列されている支持部とを有し、
前記位置決め手段は、前記滑走部に螺合し前記滑走面から離間させる方向又は前記滑走面に接近させる方向に前記可動部を移動させるねじを有することを特徴とする請求項１に記載のプローブヘッド。 - 前記滑走部は、前記滑走面に対し傾斜した方向にスライド可能に前記昇降部を案内する案内手段を備えることを特徴とする請求項１に記載のプローブヘッド。
- 前記昇降部は、前記案内手段に案内されて前記滑走面に対し傾斜した方向にスライドする可動部と、前記プローブが配列されている支持部と、前記可動部に対して前記支持部を脱着可能に係止する係止部とを有することを特徴とする請求項５に記載のプローブヘッド。
- 前記昇降部と前記滑走部との間に弾性体をさらに備え、
前記位置決め手段は、前記昇降部及び前記滑走部に螺合しているねじを有することを特徴とする請求項１に記載のプローブヘッド。 - 前記基部は前記プローブと電気的に接続されるプリント配線板に固定されることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載のプローブヘッド。
- 請求項１に記載のプローブヘッドの組立方法であって、
前記滑走面に対して垂直方向に前記昇降部を移動させて前記滑走部に対して前記昇降部を位置決めする工程と、
前記基部の平滑面上で前記滑走部を滑らせて前記基部に対して前記滑走部を位置決めする工程と、
を含むことを特徴とするプローブヘッドの組立方法。 - プリント配線板と、
前記プリント配線板に対して位置決めされる支持部と、
前記支持部に支持されているプローブと、
前記プリント配線板に対し前記支持部の位置又は姿勢を調整するための調整手段と、
前記プローブと前記プリント配線板の電極とを電気的に接続するワイヤと、
を備えることを特徴とするプローブカード。 - プリント配線板と、
前記プリント配線板に対して位置決めされる支持部と、
前記支持部に支持されているプローブと、
前記プリント配線板に対し前記支持部の位置又は姿勢を調整するための調整手段と、
先端が前記プローブ又は前記プリント配線板の電極に接合されるフライングリードを有し、前記プローブと前記プリント配線板の電極とを電気的に接続するフレキシブルプリント配線板と、
を備えることを特徴とするプローブカード。
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