JP2005017121A - プローブカード - Google Patents
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Abstract
【解決手段】プローブカードは、複数のプローブが配置されたカード基板に扇形状の4つの実装基板を、それぞれが仮想的な直角座標の1つの象限に位置する状態に組み付け、各実装基板に複数の電気部品を配置し、コネクタを各実装基板の一方の面に該一方の面を周方向に二等分するように取り付け、そのコネクタをカード基板に備えられたコネクタに結合させていることを特徴とする。
【選択図】 図3
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、集積回路のような電子回路の通電試験に用いるプローブカードに関し、特に半導体ウエーハに形成された複数の電子回路の同時通電試験用として好適なプローブカードに関する。
【0002】
【従来の技術】
半導体ウエーハに形成された未切断の複数の集積回路を同時に試験する装置に用いられるプローブカードは、種々提案されている(例えば、特許文献1,2,3)。
【0003】
【特許文献1】
特公平8−1444号公報
【特許文献17】
特開平7−321100号公報
【特許文献1】
特開2001−116767号公報
【0004】
この種のプローブカードにおいては、リレー、コンデンサ、抵抗器、コイル等、電子部品のような1以上の電気部品を電気回路毎に備えなければならない。このため、備えるべき電気部品の数が同時に検査すべき電気回路数に比例して多くなる。
【0005】
また、この種のプローブカードにおいては、プローブ及びテスターランドの組のプローブからテスターランドまでの電気的有効長さを同じにすることが要求されている。
【0006】
【解決しようとする課題】
しかし、プローブカードの大きさは、テスターにより制限されており、したがってプローブカードに配置可能の電気部品数に限度があり、同時に検査可能の電気回路数に限度がある。
【0007】
また、プローブの数(同時に検査すべき集積回路の数)が多くなるほど、プローブカードが大きくなって、プローブとテスターランドとの間の物理的長さの差が大きくなり、その結果プローブカードが大きくなるほど、前記のような電気的有効長さを同じにすることが難しくなる。
【0008】
本発明の目的は、電気的有効長さが同じになる設計を可能とすると共に、多くの電気部品を効率よく配置可能にすることにある。
【0009】
【解決手段、作用、効果】
本発明に係るプローブカードは、中央領域及びその周りの外側領域を有し、複数のテスター接続部を前記外側領域に備えるカード基板と、少なくとも一部を前記中央領域の一方の面から突出させた状態に前記カード基板に配置された複数のプローブと、扇形状の4つの実装基板であってそれぞれが仮想的な直角座標の1つの象限に位置する状態に前記カード基板の他方の面に組み付けられた実装基板と、それぞれが複数の電極を有する、各実装基板に取り付けられた複数の電気部品と、複数の第1の端子を有し、前記カード基板の他方の面に取り付けられた第1のコネクタと、前記第1の端子に接続された複数の第2の端子を有する第2のコネクタであって各実装基板の一方の面に該一方の面を周方向に二等分するように取り付けられ、前記第1のコネクタに結合された第2のコネクタとを含む。
【0010】
テスター接続部はテスターに接続される。各プローブは、カード基板を介してテスター接続部に接続されるか、カード基板、電気部品及びカード基板を介してテスター接続部に接続される。このため、このままではプローブの先端からテスター接続部までの物理的長さ寸法の差が大きく異なり、電気的有効長さを同じにすべき処理箇所が多くなる。
【0011】
しかし、扇形状の4つの実装基板をカード基板に上記のように配置し、複数の電気部品を実装基板に分配して取り付けると共に、第2のコネクタを実装基板の一方の面に該一方の面を周方向に二等分するように取り付けると、上記物理的長さ寸法の差が小さくなるように、プローブとテスター接続部とを対応付けることが容易になる。また、電気部品を実装基板に配置するから、多くの電気部品を効率よく配置可能になる。
【0012】
各第2の端子は前記電気部品の電極に電気的に接続されており、前記カード基板は、さらに、一端が前記テスターランドに接続され、他端が前記第1の端子及び前記プローブのいずれか一方に接続された複数の配線を備えることができる。
【0013】
前記カード基板は、さらに、一端が前記プローブに接続され、他端が前記第1の端子に接続された複数の第2の配線を備えることができる。
【0014】
前記複数の電気部品は、前記実装基板の一方及び他方の両面に分散して取り付けられていてもよい。
【0015】
前記実装基板の一方の面に取り付けられた複数の電気部品は前記第2のコネクタに対し一方側と他方側とに分散されていてもよい。
【0016】
各実装基板は、90度の角度をなす一対の直線状縁部と両縁部の先端を結ぶ弧状縁部とを有することができる。
【0017】
【発明の実施の形態】
図1〜図9を参照するに、プローブカード10は、カード基板12と、少なくとも一部がカード基板12の下面から突出した状態にカード基板12に配置された複数のプローブ14と、カード基板12の上側に配置された複数の実装基板16と、各実装基板16とカード基板12とを電気的に接続する複数のコネクタ18と、実装基板16の上下両面のそれぞれに複数層の形に配置された複数の電気部品20,22,24とを含む。
【0018】
電気部品20は、リレーのように比較的大きい部品であり、また矩形の本体26の対向する一対の側面から伸びる複数のリード電極28を備えている。電気部品22及び24は、抵抗器やコンデンサのように電気部品20より小さい部品であり、またバンプ電極や接続ランドのような複数の電極(図示せず)を1つの面に有している。
【0019】
カード基板12の上面及びその上方の空間に余裕があるならば、図2及び図3に示すように、カード基板12の上面にも、電気部品30を上下方向に多層に取り付けてもよい。
【0020】
カード基板12は、プローブ14の上端が個々に対応された複数の接続ランド32を下面に備え、接続ランド32とプローブ14とを一対一の関係に電気的に接続する複数の配線34を内部に備え、図示しないテスターに電気的に接続される複数のテスター接続部36を上面に備えている。
【0021】
接続ランド34は、カード基板12の中央領域に配置されている。これに対し、テスター接続部36は、中央領域の周りの外周領域に配置されている。テスター接続部36は、平坦なランド部すなわちテスターランドであってもよいし、導電性の凹所のような他の部分であってもよい。
【0022】
各配線34の他端部は、コネクタ18の端子とテスター接続部36とのいずれか一方に電気的に接続されている。接続ランド32、配線34及びテスター接続部36は、導電性を有している。
【0023】
プローブ14は、図示の例では、導電性の金属細線から形成された垂直針である。しかし、プローブ14は、導電性の金属材料で製作された、ニードルタイプ、ブレードタイプ、ポゴピンタイプ等、他の種類のものであってもよい。
【0024】
プローブ14は、プローブ基板38にこれの厚さ方向に貫通した状態に配置されている。各プローブ14は、上端部を接続ランド32に押圧されており、それにより各プローブ14は、カード基板12の配線34により、電気部品20,22,24の電極及びテスター接続部36のいずれか一方に電気的に接続されている。
【0025】
プローブ基板38は、取り付けフレーム40により、カード基板12から下方に間隔をおいてカード基板12と平行の状態に、カード基板12の下面に取り付けられている。これにより。各プローブ14は、上端部を接続ランド32に押圧されている。取り付けフレーム40は、ボルトのような止め具(図示せず)でカード基板12の下面に取り付けられている。
【0026】
図示の例では、90度の角度を有する扇形状に形成された4つの実装基板16がカード基板12の上面を4等分する状態に、カード基板12にこれの中心の周りに配置されている。
【0027】
各実装基板16の下面には、一対のコネクタ42が下面に直列的に取り付けられている。両コネクタ42は、実装基板16の下面を2等分するように、45度の角度的位置を半径方向に間隔をおいて半径方向へ直列的に伸びている。
【0028】
各コネクタ42は、コネクタ18に個々に対応されて、対応するコネクタ18に嵌合されている。そのような状態において、各実装基板16は、カード基板12から間隔をおいてカード基板12と平行の状態に、ねじ部材のような複数の止め具によりカード基板12に取り付けられている。
【0029】
図6から図9に示すように、各実装基板16には、短い角柱状の複数のスペーサ44が電気部品20の配置箇所の中央に同じ方向に整列した状態に取り付けられている。各スペーサ44は電子部品20に対応されており、各電子部品20は対応するスペーサ44に載置されている。これにより、各電子部品20は実装基板16から上下方向に間隔をおいている。
【0030】
各実装基板16は、また、導電性の複数のランド46をスペーサ44の隣りの各箇所に有していると共に、実装基板16をこれの厚さ方向に貫通する複数の貫通穴48をランド46の群の外側のそれぞれに有している。各貫通穴48も導線性を有している。
【0031】
ランド46及び貫通穴48のそれぞれは、図示しない配線によりコネクタ42の端子に電気的に接続されて、コネクタ18を介してカード基板12の配線34に電気的に接続されている。
【0032】
図示の例では、4対のコネクタ18がカード基板12の上面を4等分するようにカード基板12に90度の角度的間隔をおいて取り付けられている。各対のコネクタ18は、コネクタ42の対に対応されている。対をなす両コネクタ18は、半径方向に間隔をおいて半径方向へ直列状に伸びている。
【0033】
各電気部品20は、各リード電極28が、実装基板16の側に曲げて貫通穴48に差し込まれて、半田のような導電性接着剤により貫通穴48に接着されていることにより、実装基板16に組み付けられている。これにより、電気部品20が安定した状態に実装基板16に支持される。
【0034】
各電子部品22及び24は、それぞれ、電極がスペーサ44に対して一方側及び他方側に位置するランド46に半田のような導電性接着剤により接着されていることにより、実装基板16に組み付けられている。これにより、電気部品22,24も安定した状態に実装基板16に支持される。
【0035】
カード基板12、各実装基板16、プローブ基板38、取り付けフレーム40及びスペーサ44は、電気絶縁材料から製作されている。
【0036】
プローブカード10において、各プローブ14は、カード基板12の配線34を介してテスター接続部36に接続されているか、カード基板12の配線34、電子部品20,22,24のいずれかとカード基板12の配線34とを介してテスター接続部36に接続されている。
【0037】
各プローブ14とテスター接続部36との間の電気的な有効長さは、カード基板12の配線34を介してテスター接続部36に接続されているプローブ14の場合、主として配線34の長さ寸法となる。
【0038】
これに対し、カード基板12の配線34、電子部品20,22,24のいずれかと、カード基板12の配線34とを介してテスター接続部36に接続されているプローブ14の場合、そのような電気的有効長さは、以下の長さの和となる。
【0039】
1:ランド32からコネクタ18の端子までの長さ。
【0040】
2:コネクタ18の端子からいずれかの電子部品20,22,24までの長さ。
【0041】
3:いずれかの電子部品20,22,24内の電気的有効長さ。
【0042】
4:いずれかの電気部品20,22,24からコネクタ42の端子までのながさ。
【0043】
5:コネクタ42の端子からテスター接続部36までの長さ。
【0044】
上記のことから、プローブの先端からテスターランドまでの物理的長さ寸法、ひいては電気的有効長さは、後者が前者より大きくなる。
【0045】
このため、カード基板12及び実装基板16の配線は、各プローブ14とテスター接続部36との間の電気的有効長さが可能な限り等しくなるように、すなわち、そのような電気的有効長さが大きくなるプローブ14ほど、以下のように対応付けて、それらを接続するように、設計される。
【0046】
1:そのプローブに近い、コネクタ18の端子。
【0047】
2:そのコネクタの端子に近いいずれかの電子部品20,22,24。
【0048】
3:その電気部品20,22又は24に近い、コネクタ42の端子。
【0049】
4:そのコネクタ42の端子に近いテスター接続部36。
【0050】
そのような設計によっても、電気的有効長さが異なる場合は、電気的有効長さが最も長いプローブに合わせるように、他のプローブ14に対応する配線がジグザグ状に設計される。
【0051】
上記の結果、プローブ14とテスター接続部36との間の電気的な有効長さが同じとされる。また、電気的有効長さを同じにすべくジグザグ状の配線にする箇所が少なくなる。
【0052】
上記のように、扇形状の4つの実装基板16をカード基板12に上記のように配置し、複数の電気部品20,22,24を実装基板16に分配して取り付けると共に、コネクタ42を実装基板16の下面に該下面を周方向に二等分するように取り付けると、上記物理的長さ寸法ひいては電気的有効長さの差が小さくなるように、プローブ14とテスター接続部36とを対応付けることが容易になる。
【0053】
通電試験時、テスター接続部36がテスターに電気的に接続された状態で、プローブ14の先端すなわち下端(針先)が集積回路の電極に押圧され、テスターにより各プローブ14に通電される。
【0054】
プローブカード10は、複数の電気部品20,22,24を実装基板16の一方及び他方の面に複数層に配置しているから、多数の電気部品を配置することができ、それにより多数の集積回路を同時に検査することができ、その結果1つの半導体ウエーハの通電試験時間が短縮する。特に、1つの半導体ウエーハ上の全ての集積回路の同時通電試験を行う構造とすることも可能になるし、多くの電気部品を効率よく配置可能になる。
【0055】
図示の例では、1つの部品配置箇所に3種類の電気部品20,22,24を配置しているが、1つの部品配置箇所に2種類又は4種類以上の電気部品を配置してもよい。また、電気部品を実装基板16の両面側に配置する代わりに、一方の面側にのみ配置してもよい。
【0056】
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正面図である。
【図3】図1に示すプローブカードの一部の拡大断面図である。
【図4】図1に示すプローブカードのカード基板における電気部品の配置箇所の拡大平面図である。
【図5】図1に示すプローブカードにおける実装基板の配置箇所の拡大平面図である。
【図6】図1に示すプローブカードにおける電気部品の配置箇所の拡大平面図である。
【図7】図6における7−7線に沿って得た断面図である。
【図8】図7における8−8線に沿って得た断面図である。
【図9】電気部品の装着前における電気部品配置箇所の拡大平面図である。
【符号の説明】
10 プローブカード
12 カード基板
14 プローブ
16 実装基板
18,42 コネクタ
20,22,24,30 電子部品
26 電子部品の本体
28 電子部品のリード電極
32 接続ランド
34 配線
36 テスター接続部
38 プローブ基板
40 フレーム
44 スペーサ
46 ランド
48 貫通穴
Claims (6)
- 中央領域及びその周りの外側領域を有し、複数のテスター接続部を前記外側領域に備えるカード基板と、少なくとも一部を前記中央領域の一方の面から突出させた状態に前記カード基板に配置された複数のプローブと、扇形状の4つの実装基板であってそれぞれが仮想的な直角座標の1つの象限に位置する状態に前記カード基板の他方の面に組み付けられた実装基板と、それぞれが複数の電極を有する、各実装基板に取り付けられた複数の電気部品と、複数の第1の端子を有し、前記カード基板の他方の面に取り付けられた第1のコネクタと、前記第1の端子に接続された複数の第2の端子を有する第2のコネクタであって各実装基板の一方の面に該一方の面を周方向に二等分するように取り付けられ、前記第1のコネクタに結合された第2のコネクタとを含む、プローブカード。
- 各第2の端子は前記電気部品の電極に電気的に接続されており、前記カード基板は、さらに、一端が前記テスター接続部に接続され、他端が前記第1の端子及び前記プローブのいずれか一方に接続された複数の配線を備える、請求項1に記載のプローブカード。
- 前記カード基板は、さらに、一端が前記プローブに接続され、他端が前記第1の端子に接続された複数の第2の配線を備える、請求項2に記載のプローブカード。
- 前記複数の電気部品は、前記実装基板の一方及び他方の両面に分散して取り付けられている。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。
- 前記実装基板の一方の面に取り付けられた複数の電気部品は前記第2のコネクタに対し一方側と他方側とに分散されている、請求項1から4のいずれか1項に記載のプローブカード。
- 各実装基板は、90度の角度をなす一対の直線状縁部と両縁部の先端を結ぶ弧状縁部とを有する、請求項1から5のいずれか1項に記載のプローブカード。
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