JP2006071358A - プローブカード及びプローブカードの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 ノイズの影響を低減し、かつ従来例と同様な針立てルールで容易に組み立て可能とするプローブカードを提供する。
【解決手段】 カンチレバー構造のプローブ針２を基板１上に多数備えたプローブカードであって、絶縁チューブで被覆した各プローブ針２の中間部を、基板１上の接地配線８に接続した一体状の導電材６に埋め込んだ。
【選択図】 図１

Description

この発明は、半導体装置の検査工程で使用するプローブカードに関するものである。
近年、半導体デバイスの高集積化、微細化にともない、ボンディングパッドあるいは検査用パッドの間隔が狭くなり、かつパッド数も増加している。この結果、プローブカードに搭載されるプローブ針も密集することとなる。また、検査コストを低減するために複数の半導体デバイスを同時に検査することも行われるため、１つのプローブカードに搭載されるプローブ針の本数がさらに増大し、かつ密集度も上がっている。このような状況では、検査時に近接するプローブ針が互いに影響しあい、クロストーク等のノイズが発生する。そこで、密集度を低下させることなく、ノイズの影響を抑制し得るプローブカードが必要となっている。

図３及び図４は、カンチレバー方式のプローブ針を備えたプローブカードの従来例を示す。円板状の基板１上には多数本のプローブ針２が基板１の中心部から外周に向かって放射状に配置される。

各プローブ針２の基端部は、基板１の針立て部３に半田付けされ、先端部は基板１の中心部で合成樹脂にてなる固定部材４に保持されている。従って、各プローブ針２は先端部が基板１の中央部に密集し、基端から先端に向かって基板から立ち上がるカンチレバー構造となっている。また、各プローブ針２の中間部は、近接するプローブ針と電気的に導通しないように、絶縁チューブで被覆されている。

そして、各プローブ針２の先端部が、放射状に位置するプローブ針群の中心部で、半導体デバイスのパッドに押し当てられて、当該デバイスの検査が行われる。
このようなプローブカードでは、各プローブ針２は針立て部３と固定部材４との間で宙に浮いた状態であるため、プローブ針の本数が増大すると、近接するプローブ針が互いに影響しあって、クロストーク等のノイズを拾いやすくなる。また、複数の半導体デバイスを同時に検査するようなプローブカードでは、プローブ針が上下方向に近接して配置される場合もあり、さらにノイズを拾いやすくなっている。

従って、このようなノイズにより、検査精度の低下を来たしたり、あるいは再検査が必要となって検査時間の増大を招いている。
このようなプローブ針によるノイズの影響を低減するために、同軸構造のプローブ針を使用したプローブカードが提案されている。この同軸構造のプローブ針は、中心導体の中間部を絶縁チューブで被覆し、さらにその周囲を導電性の金属チューブにてなる外部導体で被覆したものである。

そして、外部導体の両端部を基板上の接地配線に接続することにより、外部導体がシールド層として作用するため、ノイズの影響を低減することが可能となる。
特許文献１，２には、同軸構造のプローブ針を使用したプローブカードが開示されている。
特開平８−２２４６３号公報 特開平２−５０４５２号公報

上記のような従来の同軸構造のプローブ針は、中心導体の直径が１３０μｍ以上であり、通常は１５０μｍである。そして、絶縁チューブで被覆すると直径が１７０μｍとなり、さらに外部導体で被覆すると、直径が２００μｍ程度増大する。従って、絶縁チューブで被覆した通常のプローブ針に対し、同軸針は２倍若しくはそれ以上の直径となる。

従って、すべてのプローブ針を同軸構造とすることはできず、特にノイズ対策を必要とする一部についてのみ、同軸構造のプローブ針を使用していた。
ところが、このような同軸針は径が大きくなるため、通常の針間隔より大きな間隔を確保する必要があるとともに、径の相違によりパッドを押圧する力が通常のプローブ針と異なるため、その針跡管理が煩雑となる。

また、同軸構造のプローブ針は、通常のプローブ針と直径が大きく異なるため、通常のプローブ針と同一の針立てルールでプローブカードに取着することはできず、別のルールで行う必要がある。従って、プローブカードの組み立て作業が煩雑となるという問題点がある。

この発明の目的は、ノイズの影響を低減し、かつ従来例と同様な針立てルールで容易に組み立て可能とするプローブカードを提供することにある。

上記目的は、カンチレバー構造のプローブ針を基板上に多数備えたプローブカードであって、絶縁チューブで被覆した各プローブ針の中間部を、基板上の接地配線に接続した一体状の導電材に埋め込んだプローブカードにより達成される。

また、上記目的は、中間部を絶縁チューブで被覆したプローブ針を、基板上でカンチレバー構造となるように針立てを行い、前記プローブ針の中間部を導電材で埋め込み、該導電材を前記基板上の接地配線に接続するプローブカードの製造方法により達成される。

また、上記目的は、中間部を絶縁チューブで被覆したプローブ針を、基板上でカンチレバー構造となるように針立てを行い、前記プローブ針の中間部を導電性接着剤で埋め込み、該導電性接着剤を乾燥させて前記基板上の接地配線に接続するプローブカードの製造方法により達成される。

また、上記目的は、基板上の設置配線上に導電性台座を形成し、中間部を絶縁チューブで被覆したプローブ針の該中間部を前記導電性台座に埋め込んで、カンチレバー構造となるように針立てを行うプローブカードの製造方法により達成される。

本発明によれば、ノイズの影響を低減し、かつ従来例と同様な針立てルールで容易に組み立て可能とするプローブカードを提供することができる。

（第一の実施の形態）
以下、この発明を具体化した一実施の形態を図面に従って説明する。前記従来例と同一構成部分は、同一符号を付して説明する。

図１及び図２に示すプローブカードは、円板状の基板１上に多数本のプローブ針２が基板１の中心部から外周に向かって放射状に配置される。各プローブ針２の基端部は、基板１の針立て部３に半田付けされ、先端部は基板１の中心部で合成樹脂にてなる固定部材４に保持されている。従って、各プローブ針２は先端部が基板１の中央部に密集し、基端から先端に向かって基板から立ち上がるカンチレバー構造となっている。

各プローブ針２の基端部の半田付け部分は、絶縁性樹脂５で被覆され、その絶縁性樹脂５と前記固定部材４との間のプローブ針２は、導電性接着剤６で覆われている。この導電性接着剤６は、微細なフレーク状の銀粉末とハイポリマーアクリル樹脂をバインダーにして、用材とともに練り分散を行った一液性常温硬化型の銀系導電接着剤である。

このようなプローブカードの製造工程を図５に従って説明する。未加工の基板１の中心部に透孔７を形成した後、その透孔７の周囲に多数本のプローブ針２を通常の針立てルールで取着する。すなわち、所定の間隔でプローブ針２を放射状に配置するとともに、各プローブ針２の基端部を針立て部３に半田付けし、先端部を固定部材４で保持する。

針立て部３と固定部材４との間の基板１表面には、接地配線８をあらかじめ形成する。また、半田付け部分と固定部材４との間のプローブ針２は、あらかじめ絶縁チューブで覆っておく。

次いで、プローブ針２の基端部の半田付け部分を絶縁性樹脂５で覆う。そして、絶縁性樹脂５と固定部材４との間にプローブ針２を覆うように導電性流動体すなわち導電性接着剤６を充填し、乾燥させる。

すると、図１に示すように、絶縁性樹脂５と固定部材４との間のプローブ針２は、導電性接着剤６で覆われ、その導電性接着剤６は接地配線８に接続されている。
従って、各プローブ針２は絶縁性樹脂５と固定部材４との間で、同軸構造のプローブ針と実質的に同等となる。

上記のようなプローブカードでは、次に示す作用効果を得ることができる。
（１）各プローブ針２は絶縁性樹脂５と固定部材４との間で、同軸構造のプローブ針と実質的に同等となるので、同軸構造のプローブ針と同等のノイズ抑制効果を得ることができる。
（２）絶縁チューブのみで被覆した通常のプローブ針２を使用しながら、すべてのプローブ針２を同軸構造のプローブ針と同等とすることができるので、ノイズの影響を受けにくいプローブカードを形成することができる。
（３）プローブ針２の針立て工程は、従来と同様な針立てルールで行うことができる。従って、プローブカードの組み立てを容易に行うことができる。
（第二の実施の形態）
図６は、第二の実施の形態の製造工程を示す。未加工の基板１の中心部に透孔７を形成した後、その透孔７の周囲の接地配線８上に導電性台座９を形成する。この導電性台座９は導電性ゴムあるいは金属プレート等である。導電性台座９の上面（図６においては下面）は、基板１の外周側に向かって下がる斜面となっている。

次いで、導電性台座９の上面にプローブ針２が沿うように針立てを行い、プローブ針２の基端部を基板１の針立て部３に半田付けする。半田付け部分と固定部材４との間のプローブ針２はあらかじめ絶縁チューブで覆っておく。半田付け部分は、絶縁性樹脂で覆う必要はない。

さらに、プローブ針２を覆うように導電性接着剤１０を塗布して、プローブ針２を導電性接着剤１０と導電性台座９との間に埋め込む。
すると、半田付け部分と固定部材４との間のプローブ針２は、導電性台座９及び導電性接着剤１０で覆われ、導電性台座９は接地配線８に接続されている。

従って、各プローブ針２は半田付け部分と固定部材４との間で、同軸構造のプローブ針と実質的に同等となるので、前記第一の実施の形態と同様な作用効果を得ることができる。

上記実施の形態は、次に示すように変更してもよい。
・前記第一の実施の形態は、導電性接着材６以外の導電性流動体を流し込んで乾燥させるようにしてもよい。導電性流動体は、ゾル状あるいはゲル状の導電性ゴム、溶剤に導電物質を混ぜたものでもよい。導電物質は、銅、銅合金、銀、ニッケル、半田等の低融点合金の微粒子、酸化亜鉛、酸化インビジウム等の金属酸化物微粒子、各種カーボンブラック、ポリピロールやポリアニリン等の導電性ポリマー粒子、金属で被覆したポリマー微粒子、貴金属で被覆した銅や銀の微粒子、金属繊維、炭素繊維等を使用してもよい。その他、すず、鉛、亜鉛、鉄、りん、珪素、クロム、ビスマス、カドミウム、チタン、マグネシウム、アルミニウム、ひ素、アンチモン、モリブデン、コバルト等でもよい。
・第二の実施形態において、導電性台座９はゾル状またはゲル状の導電性ゴムあるいは導電性接着剤とし、その導電性台座９にプローブ針２を埋め込むようにしてもよい。
・第二の実施の形態において、導電性台座９はプローブ針２の針立て時に干渉しない高さとし、針立て後に導電性接着剤を塗布して、プローブ針２を導電性台座９との間に埋め込むようにしてもよい。

第一の実施の形態のプローブカードを示す断面図である。 第一の実施の形態のプローブカードを示す平面図である。 従来のプローブカードを示す断面図である。 従来のプローブカードを示す平面図である。 第一の実施の形態の製造工程を示す説明図である。 第二の実施の形態の製造工程を示す説明図である。

符号の説明

１ 基板
２ プローブ針
４ 固定部材
６，１０ 導電材（導電性接着剤）
８ 接地配線
９ 導電性台座

Claims (7)

1. カンチレバー構造のプローブ針を基板上に多数備えたプローブカードであって、
   絶縁チューブで被覆した各プローブ針の中間部を、基板上の接地配線に接続した一体状の導電材に埋め込んだことを特徴とするプローブカード。
2. 前記導電材は、導電性接着剤としたことを特徴とする請求項１記載のプローブカード。
3. 中間部を絶縁チューブで被覆したプローブ針を、基板上でカンチレバー構造となるように針立てを行い、前記プローブ針の中間部を導電材で埋め込み、該導電材を前記基板上の接地配線に接続することを特徴とするプローブカードの製造方法。
4. 中間部を絶縁チューブで被覆したプローブ針を、基板上でカンチレバー構造となるように針立てを行い、前記プローブ針の中間部を導電性接着剤で埋め込み、該導電性接着剤を乾燥させて前記基板上の接地配線に接続することを特徴とするプローブカードの製造方法。
5. 前記導電性接着剤での埋め込みに先立って、前記プローブ針の基端部の半田付け部分を絶縁性樹脂で被覆したことを特徴とする請求項４記載のプローブカードの製造方法。
6. 基板上の設置配線上に導電性台座を形成し、中間部を絶縁チューブで被覆したプローブ針の該中間部を前記導電性台座に埋め込んで、カンチレバー構造となるように針立てを行うことを特徴とするプローブカードの製造方法。
7. 基板上の接地配線上に導電性台座を形成し、中間部を絶縁チューブで被覆したプローブ針の該中間部を前記導電性台座上でカンチレバー構造となるように針立てを行い、前記導電性台座上のプローブ針を導電材で覆うことを特徴とするプローブカードの製造方法。

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