JP2006189370A - 通電試験用プローブ - Google Patents

Abstract

【課題】 オーバードライブ量を大きくして、第１及び第２のアーム部を大きく弾性変形可能にすることにある。
【解決手段】 プローブは、第１の方向に間隔をおいて第２の方向へ伸びる第１及び第２のアーム部と、該第１及び第２のアーム部をそれらの先端部及び基端部においてそれぞれ連結する第１及び第２の連結部と、第１の連結部又は第２のアーム部の第１の方向における一方側に続く針先部とを含み、第１及び第２のアーム部の少なくとも一方は、少なくとも１つの波の形に湾曲されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、半導体集積回路のような平板状被検査体の通電試験に用いるプローブに関する。

半導体集積回路のような平板状被検査体は、それが仕様書通りに製造されているか否かの通電試験をされる。この種の通電試験は、被検査体の電極に個々に押圧される複数の接触子すなわちプローブを備えた、プローブカード、プローブブロック、プローブユニット等、電気的接続装置を用いて行われる。この種の電気的接続装置は、被検査体の電極と、テスターとを電気的に接続するために利用される。

この種の電気的接続装置に用いられるプローブとしては、導電性金属細線から製造されたニードルタイプのもの、板状に形成されたブレードタイプのもの、電気絶縁シート（フィルム）の一方の面に形成された配線に突起電極を形成したプローブ要素を用いるプローブ要素タイプのもの等がある。

ブレードタイプのプローブには、導電性金属板から製造された単一板タイプのものと、ホトレジストの露光及びエッチングとそのエッチングされた箇所へのメッキとを１回以上行う積層タイプのもの等がある。

いずれのタイプのプローブも、配線基板のような支持部材に片持ち梁状に支持されて、針先を被検査体の電極に押圧される。針先が被検査体の電極に押圧されると、オーバードライブがプローブに作用し、プローブは弾性変形により湾曲される。

ブレードタイプのプローブの１つとして、第１の方向に間隔をおいて第２の方向へ伸びる第１及び第２のアーム部と、該第１及び第２のアーム部をそれらの先端部及び基端部においてそれぞれ連結する第１及び第２の連結部と、第１の連結部の第１の方向における一方側に続く針先部と、第２の連結部の第１の方向における他方側に続く取り付け部とを含み、第１及び第２のアーム部の少なくとも一方を、当該アーム部の全体、当該アーム部の第１の方向における一方側の縁部、及び当該アーム部の第１の方向における他方側の縁部の少なくとも１つを弧状としたものがある（特許文献１）。

ＷＯ ２００４−１０２２０７号公報 Ａ１

上記従来のプローブは、取り付け部が適宜な支持部材に取り付けられて、その支持部材に片持ち梁状に支持され、その状態で針先を被検査体の電極に押圧される。これにより、オーバードライブがプローブに作用し、プローブは第１及び第２のアーム部において弾性変形により湾曲される。

しかし、これら従来のプローブは、いずれも、第１及び第２のアーム部が湾曲しているにすぎないから、オーバードライブ量を大きくして第１及び第２のアーム部を大きく弾性変形させようとすると、第１及び第２のアーム部の少なくとも一方において破断してしまう。

特に、集積回路用のマイクロプローブの場合、第１及び第２のアーム部の断面積が著しく小さいから、第１及び第２のアーム部の機械的強度が弱く、したがってオーバードライブ量を大きくして、第１及び第２のアーム部を大きく弾性変形させることが難しい。

上記のようにオーバードライブ量を大きくすることができないと、第１の方向における針先の高さ位置を高精度に一致させなければ、正確な検査をすることができない。

本発明の目的は、オーバードライブ量を大きくして、第１及び第２のアーム部を大きく弾性変形可能にすることにある。

本発明に係るプローブは、第１の方向に間隔をおいて第２の方向へ伸びる第１及び第２のアーム部と、該第１及び第２のアーム部をそれらの先端部及び基端部においてそれぞれ連結する第１及び第２の連結部と、前記第１の連結部又は前記第２のアーム部の前記第１の方向における一方側に続く針先部とを含み、前記第１及び第２のアーム部の少なくとも一方は、少なくとも１つの波の形に湾曲されている。

上記プローブは、第１及び第２のアーム部の基端部を連結する第２の連結部の側において支持部材に片持ち梁状に支持され、その状態で針先を被検査体の電極に押圧される。針先を電極に押圧されると、オーバードライブがプローブに作用して、第１及び第２のアーム部が弾性変形して湾曲される。

しかし、上記のプローブは、第１及び第２のアーム部の少なくとも一方が少なくとも１つの波の形に湾曲されているから、そのような波の形に湾曲された部分により、第１又は第２のアーム部の実質的な長さ寸法が大きくなる。このため、大きなオーバードライブがプローブに作用しても、第１及び第２のアーム部が折損することなく、両アーム部が弾性変形して湾曲される。

上記の結果、オーバードライブ量を大きくすることができるから、第１の方向における針先の高さ位置が高精度に一致していなくても、被検査体の電極と針先とを確実に接触させることができ、正確な検査をすることができる。

前記第１及び第２のアーム部の前記少なくとも一方は、前記第１の連結部側に位置する第１の領域と、前記第２の連結部の側に位置する第２の領域と、前記第１及び第２の領域の間の第３の領域とを含み、前記第３の領域は、前記第１の方向における他方側に突出されていてもよい。そのように第３の領域が突出されていることにより、第１及び第２のアーム部の少なくとも一方は、少なくとも１つの波の形に湾曲されている。

前記第１及び第２のアーム部の前記少なくとも一方は、前記第１の連結部側に位置する第１の領域と、前記第２の連結部の側に位置する第２の領域と、前記第１及び第２の領域の間の第３の領域とを含み、前記第３の領域は、前記第１の方向における前記一方側に突出されていてもよい。そのように第３の領域が突出されていることにより、第１及び第２のアーム部の少なくとも一方は、少なくとも１つの波の形に湾曲されている。

前記第１及び第２のアーム部の前記少なくとも一方は、前記第１の連結部側に位置する第１の領域と、該第１の領域に続きかつ前記第２の連結部の側に位置する第２の領域とを含み、前記第１の領域は、前記第２の領域側の箇所ほど前記第１の方向における他方側に位置するように弧状に湾曲され、前記第２の領域は、前記第１の領域側の箇所ほど前記第１の方向における前記一方側に位置するように弧状に湾曲されていてもよい。そのように第１及び第２の領域が湾曲されていることにより、第１及び第２のアーム部の少なくとも一方は、少なくとも１つの波の形に湾曲されている。

前記第１及び第２のアーム部の前記少なくとも一方は、前記第１の連結部側に位置する第１の領域と、該第１の領域に続きかつ前記第２の連結部の側に位置する第２の領域とを含み、前記第１の領域は、前記第２の領域側の箇所ほど前記第１の方向における前記一方側に位置するように弧状に湾曲され、前記第２の領域は、前記第１の領域側の箇所ほど前記第１の方向における他方側に位置するように弧状に湾曲されていてもよい。そのように第１及び第２の領域が湾曲されていることにより、第１及び第２のアーム部の少なくとも一方は、少なくとも１つの波の形に湾曲されている。

前記第１及び第２のアーム部の少なくとも一方は、複数の波の形に湾曲されていていてもよい。そのようにすれば、第１又は第２のアーム部の実質的な長さ寸法がより大きくなる。

前記第１及び第２のアーム部のそれぞれは、前記少なくとも１つの波の形に湾曲されていてもよい。

プローブは、さらに、前記第１及び第２のアーム部に対し前記第１の方向における他方側に位置する取り付け部と、該取り付け部から前記一方側に伸びて前記第２の連結部に続く延長部とを含むことができる。

当該プローブは、前記第１及び第２の方向と交差する方向を厚さ方向とする板の形状を有していてもよい。

前記針先部は、前記第１の連結部及び前記第１又は第２のアーム部に続く台座部と、該台座部の前記第１の方向における一方側から突出する接触部とを備えることができる。

前記接触部は、少なくとも前記台座部と異なる材料で製作されていてもよい。

以下、図１において、上下方向を第１の方向、左右方向を第２の方向、紙面に垂直の方向を第３の方向とするが、それらの方向は、通電すべき被検査体を受けるプローバーのチャックトップに応じて異なる。

図１及び図２を参照するに、プローブ１０は、第１の方向（上下方向）に間隔をおいて第２の方向（左右方向）へ伸びる第１及び第２のアーム部１２，１４と、第１及び第２のアーム部１２，１４をそれらの先端部及び基端部においてそれぞれ連結する第１及び第２の連結部１６，１８と、第１の連結部１６の第１の方向における一方側（下縁側）に続く針先部２０と、第１及び第２のアーム部１２，１４に対し第１の方向における他方側（上縁側）に位置する取り付け部２２と、取り付け部２２から第１の方向における一方側に伸びて第２の連結部１８に続く延長部２４とを含む。

針先部２０は、第１の連結部１６の先端側の下縁部に一体的に続く台座部２６と、台座部２６の下縁部から突出する接触部２８とを備えている。

アーム部１２，１４、第１及び第２の連結部１６，１８、取り付け部２２、延長部２４及び台座部２６は、ほぼ同じ厚さ寸法を有する一体的な板の形状とされており、したがってプローブ１０は、全体的に平坦なブレードタイプのプローブとされている。

これに対し、接触部２８は、截頭円錐形又は截頭角錐形の形状を有しており、またそのような円錐形又は角錐形の底面に対応する箇所において台座部２６の下面に一体的に形成されている。

接触部２８は、下向きの先端面を下端に有している。この先端面は、図示の例では、被検査体の電極に押圧される針先３０として作用する。針先３０は、仮想的な水平面に対し０．１°から５°の角度θを有する面又は仮想的な水平面と並行の面とすることができる。しかし、針先３０を、面とする代わりに、先鋭な針先としてもよい。

左右方向における台座部２６及び延長部２４の幅寸法は、それぞれ、左右方向における第１及び第２の連結部１６及び１８の幅寸法と同じである。しかし、左右方向における台座部２６及び延長部２４の幅寸法を、それぞれ、左右方向における第１及び第２の連結部１６及び１８の幅寸法と異なる値にしてもよい。

第１及び第２のアーム部１２及び１４は、先端部側の第１の連結部１６に続きかつ第１の連結部１６の側に位置する第１の領域Ｒ１と、基端部側の第２の連結部１８に続きかつ第２の連結部１８の側に位置する第２の領域Ｒ２と、第１及び第２の領域Ｒ１及びＲ２に続きかつ第１及び第２の領域Ｒ１及びＲ２の間に位置する第３の領域Ｒ３とを含む。

第３の領域Ｒ３は、第１の方向における他方側に突出されている。これにより、第１及び第２のアーム部１２及び１４は、少なくとも１つの波の形に湾曲されている。

プローブ１０の素材として、ニッケル・リン合金（Ｎｉ−Ｐ）、ニッケル・タングステン合金（Ｎｉ−Ｗ）、ロジウム（Ｒｈ）、燐青銅（ＢｅＣｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、パラジウム・コバルト合金（Ｐｄ−Ｃｏ）、及びパラジウム・ニッケル・コバルト合金（Ｐｄ−Ｎｉ−Ｃｏ）等の導電性金属材料をあげることができる。

プローブ１０は、その全体を上記材料で製作されていてもよい。しかし、接触部２８は、少なくとも台座部２６と異なる材料で製作してもよい。この場合、台座部２６は、両アーム部１２，１４、両連結部１６，１８、取り付け部２２及び延長部２４と同じ材料で製作されていてもよいし、異なる材料で製作されていてもよい。

プローブ１０の全体を同じ材料で製作するか、又は接触部２８を除く箇所を同じ材料で製作すれば、プローブ１０の製造が容易になる。

プローブ１０は、プローブカードのような電気的接続装置に組み立てられる。そのような電気的接続装置は、特許文献１に記載されている、その詳細な説明は省略する。そのような電気的接続装置は、複数のプローブ１０を取り付け部２２において取り付け基板に片持ち梁状に支持している。

プローブ１０は、電気的接続装置の取り付け基板に片持ち梁状に支持された状態で針先３０を被検査体の電極に押圧される。

針先３０が被検査体９４の電極に押圧されると、図３に示すように、オーバードライブＯＤがプローブ１０に作用して、両アーム部１２，１４が弾性変形して湾曲される。

しかし、プローブ１０は、第１及び第２のアーム部１２及び１４が波形に湾曲されているから、波の形に湾曲された部分により、第１及び第２のアーム部１２及び１４の実質的な長さ寸法が大きくなる。このため、大きなオーバードライブがプローブに作用しても、第１及び第２のアーム部１２及び１４が折損することなく、両アーム部１２，１４が弾性変形して湾曲される。

上記の結果、オーバードライブ量を大きくして、被検査体の電極に対する針先３０の押圧力（針圧）を大きくすることができるから、被検査体の電極と針先３０とを良好な電気的接続状態にすることができる。

また、上記のような構造を有する複数のプローブ１０が電気的接続装置の取り付け基板に取り付けられる。この場合、隣り合うプローブ１０の上下方向における針先３０の位置が高精度に一致していなくても、オーバードライブ量を大きくして、上下方向における針先３０の位置が被検査体の電極に近いプローブほど大きく弾性変形させることにより、被検査体の複数の電極と針先３０とを確実に接触させることができ、正確な検査をすることができる。

図４に示すように、第３の領域Ｒ３を第１の方向における他方側に突出させて両アーム部１２，１４を波形に湾曲させる代わりに、第３の領域Ｒ３を第１の方向における一方側に突出させて両アーム部１２，１４を波形に湾曲させてもよい。

図５を参照するに、プローブ４０の第１及び第２のアーム部１２及び１４は、
第１の連結部１６の側に位置する第１の領域Ｒ１と、第１の領域Ｒ１に続きかつ第２の連結部１８の側に位置する第２の領域Ｒ２とを含む。

第１の領域Ｒ１は、第２の領域Ｒ２側の箇所ほど第１の方向における他方側に位置するように弧状に湾曲され、前記第２の領域は、第１の領域Ｒ１側の箇所ほど第１の方向における一方側に位置するように弧状に湾曲されている。

第１及び第２の領域Ｒ１及びＲ２が上記のように湾曲されていることにより、第１及び第２のアーム部１２及び１４は、少なくとも１つの波の形に湾曲されている。

図６に示すように、第１及び第２の領域Ｒ１及びＲ２を上記と逆に湾曲させて両アーム部１２，１４を波形に湾曲させてもよい。

また、図７に示すように、プローブ５０の第１及び第２のアーム部１２及び１４を複数の波の形に湾曲させてもよい。

プローブ５０は、第１及び第２のアーム部１２及び１４の実質的な長さ寸法がより大きくなる。このため、大きなオーバードライブＯＤがプローブに作用しても、第１及び第２のアーム部が折損することなく、両アーム部１２，１４が図８に示すように弾性変形して湾曲される。

上記いずれの実施例においても、第１及び第２のアーム部１２及び１４の両者を波形に湾曲させる代わりに、第１及び第２のアーム部１２及び１４のいずれか一方を波形に湾曲させてもよい。

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。

本発明に係るプローブの第１の実施例を示す正面図である。 図１に示すプローブの右側面図である。 図１に示すプローブにオーバードライブを作用させたときの正面図である。 本発明に係るプローブの第２の実施例を示す正面図である。 本発明に係るプローブの第３の実施例を示す正面図である。 本発明に係るプローブの第４の実施例を示す正面図である。 本発明に係るプローブの第５の実施例を示す正面図である。 図７に示すプローブにオーバードライブを作用させたときの正面図である。

符号の説明

１０，４０，５０，プローブ
１２，１４ アーム部
１６，１８ 連結部
２０ 針先部
２２ 取付部
２４ 延長部
２６ 台座部
２８ 接触部
３０ 針先
Ｒ１ 第１の領域
Ｒ２ 第２の領域
Ｒ３ 第３の領域

Claims (11)

1. 第１の方向に間隔をおいて第２の方向へ伸びる第１及び第２のアーム部と、該第１及び第２のアーム部をそれらの先端部及び基端部においてそれぞれ連結する第１及び第２の連結部と、前記第１の連結部又は前記第２のアーム部の前記第１の方向における一方側に続く針先部とを含み、
   前記第１及び第２のアーム部の少なくとも一方は、少なくとも１つの波の形に湾曲されている、通電試験用プローブ。
2. 前記第１及び第２のアーム部の前記少なくとも一方は、前記第１の連結部側に位置する第１の領域と、前記第２の連結部の側に位置する第２の領域と、前記第１及び第２の領域の間の第３の領域とを含み、
   前記第３の領域は、前記第１の方向における他方側に突出されている、請求項１に記載の通電試験用プローブ。
3. 前記第１及び第２のアーム部の前記少なくとも一方は、前記第１の連結部側に位置する第１の領域と、前記第２の連結部の側に位置する第２の領域と、前記第１及び第２の領域の間の第３の領域とを含み、
   前記第３の領域は、前記第１の方向における前記一方側に突出されている、請求項１に記載の通電試験用プローブ。
4. 前記第１及び第２のアーム部の前記少なくとも一方は、前記第１の連結部側に位置する第１の領域と、該第１の領域に続きかつ前記第２の連結部の側に位置する第２の領域とを含み、
   前記第１の領域は、前記第２の領域側の箇所ほど前記第１の方向における他方側に位置するように弧状に湾曲され、
   前記第２の領域は、前記第１の領域側の箇所ほど前記第１の方向における前記一方側に位置するように弧状に湾曲されている、請求項１に記載の通電試験用プローブ。
5. 前記第１及び第２のアーム部の前記少なくとも一方は、前記第１の連結部側に位置する第１の領域と、該第１の領域に続きかつ前記第２の連結部の側に位置する第２の領域とを含み、
   前記第１の領域は、前記第２の領域側の箇所ほど前記第１の方向における前記一方側に位置するように弧状に湾曲され、
   前記第２の領域は、前記第１の領域側の箇所ほど前記第１の方向における他方側に位置するように弧状に湾曲されている、請求項１に記載の通電試験用プローブ。
6. 前記第１及び第２のアーム部の少なくとも一方は、複数の波の形に湾曲されている、請求項１に記載の通電試験用プローブ。
7. 前記第１及び第２のアーム部のそれぞれは、前記少なくとも１つの波の形に湾曲されている、請求項１に記載の通電試験用プローブ。
8. さらに、前記第１及び第２のアーム部に対し前記第１の方向における他方側に位置する取り付け部と、該取り付け部から前記一方側に伸びて前記第２の連結部に続く延長部とを含む、請求項１に記載の通電試験用プローブ。
9. 当該プローブは、前記第１及び第２の方向と交差する方向を厚さ方向とする板の形状を有している、請求項１に記載の通電試験用プローブ。
10. 前記針先部は、前記第１の連結部及び前記第１又は第２のアーム部に続く台座部と、該台座部の前記第１の方向における一方側から突出する接触部とを備える、請求項１に記載の通電試験用プローブ。
11. 前記接触部は、少なくとも前記台座部と異なる材料で製作されている、請求項８に記載の通電試験用プローブ。

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