JP2007198971A - プローブカード固定装置及びそれを備えた電子部品試験装置 - Google Patents

Abstract

【課題】プローブカードをカードホルダに簡単に固定することが可能なプローブカード固定装置を提供する。
【解決手段】プローブカード２０をカードホルダ３０に固定するためのプローブカード固定装置は、カードホルダ３０に設けられ、プローブカード２０に係合可能なレバー部材３２と、レバー部材３２をプローブカード２０に向かって押し付けて固定するテーパリング４０と、を備えている。
【選択図】図３

Description

本発明は、プローブカードをカードホルダに固定するためのプローブカード固定装置及びそれを備えた電子部品試験装置に関する。

半導体集積回路を有するＩＣデバイス等の電子部品を製造する場合、ダイシング、ワイヤボンディング及びパッケージング等の諸工程を経た完成品の段階（後工程）だけでなく、半導体ウェハの段階（前工程）でもＩＣデバイスの動作テストが行われており、これにより製造歩留まりの向上が図られている。

このウェハ状態でのＩＣデバイスのテストでは、プローバがウェハをプローブカードに向かって上昇させ、プローブカードに設けられた多数のプローブ針が、ウェハに造り込まれた入出力端子に電気的に接触し、テストヘッドやパフォーマンスボードを介してプローブ針と電気的に接続されたテスタと、ウェハに造り込まれたＩＣデバイスとの間で電気信号の授受を行うことにより、ＩＣデバイスの試験が行われる。

このようなウェハ状態のＩＣデバイスのテストに用いられるプローブカード２０は、図７に示すように、カードホルダ３０を介して、プローバのヘッドプレートに取り付けられている。プローブカード２０は、ウェハ上の端子にプローブ針を電気的に接触させる際に所定の針圧を受けるため、その外周部でカードホルダ３０にボルト７０により固定されている。

近年のウェハの大型化に伴ってプローブカードも大型化している。そのため、プローブカードをカードホルダに固定するためのボルト数が増加しており、プローブカードの交換に多くの時間を費やしている。

本発明は、プローブカードをカードホルダに簡単に固定することが可能なプローブカード固定装置及びそれを用いた電子部品試験装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明によれば、プローブカードをカードホルダに固定するためのプローブカード固定装置であって、前記カードホルダに設けられ、前記プローブカードに係合可能な係合手段と、前記係合手段を前記プローブカードに向かって押し付ける押付手段と、を備えたプローブカード固定装置が提供される（請求項１参照）。

本発明では、カードホルダに設けられた係合手段がプローブカードに係合し、押付手段が係合手段をプローブカードに向かって押し付けることにより、プローブカードをカードホルダに固定する。これによりボルト締結等が不要となるので、プローブカードをカードホルダに簡単に固定することが可能となる。

上記発明においては特に限定されないが、前記プローブカードが有するスティフナの側面に、所定の角度で傾斜した係合溝が形成されており、前記係合手段は、前記スティフナの前記係合溝に係合可能なレバー部材であり、前記レバー部材は、前記カードホルダにおいて前記スティフナの前記係合溝に対応する位置に設けられていることが好ましい（請求項２参照）。

上記発明においては特に限定されないが、前記レバー部材は、前記スティフナの係合溝に係合する係合部と、前記係合部に対して所定角度で屈曲した屈曲部と、前記係合部と前記屈曲部との間に設けられた支点と、を有し、前記レバー部材は、前記支点を中心として前記カードホルダに回動可能に設けられていることが好ましい（請求項３参照）。

上記発明においては特に限定されないが、前記係合部に対する前記屈曲部の屈曲角度は鋭角であることが好ましい（請求項４参照）。

上記発明においては特に限定されないが、前記押付手段は、前記スティフナに嵌合可能なリング状部材であることが好ましい（請求項５参照）。

上記発明においては特に限定されないが、前記リング状部材の内周面において前記スティフナの前記係合溝に対応する位置に、所定の角度で傾斜したテーパ溝が形成されていることが好ましい（請求項６参照）。

また、上記目的を達成するために、本発明によれば、ウェハに形成された被試験電子部品を試験するための電子部品試験装置であって、上記の何れかのプローブカード固定装置と、側面に所定の角度で傾斜した係合溝が形成されたスティフナを有するプローブカードと、を備えた電子部品試験装置が提供される（請求項７参照）。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

図１は本発明の実施形態に係る電子部品試験装置の構成を示す概略断面図、図２は図１のII部の拡大図、図３は本発明の実施形態におけるプローブカード、カードホルダ及びテーパリングの分解斜視図、図４は図３のIV-IV線に沿った断面図、図５は図３のV-V線に沿った断面図である。

本実施形態に係る電子部品試験装置１は、ウェハＷ上に形成されたＩＣデバイスの電気的特性を試験するための装置である。この電子部品試験装置１は、図１に示すように、ＩＣデバイスの試験を行うテスタ（不図示）にケーブル（不図示）を介して電気的に接続されたテストヘッド１０と、ウェハＷ上のＩＣデバイスとテストヘッド１０とを電気的に接続するためのプローブカード２０と、ウェハＷをプローブカード２０に押し付けるプローバ６０と、を備えている。

プローブカード２０は、図１に示すように、ハイフィックス１１を介してテストヘッド１０に電気的に接続されている。このプローブカード２０は、ウェハＷ上に形成されたＩＣデバイスの入出力端子に電気的に接触する多数のプローブ針２１と、このプローブ針２１が実装されたプリント基板２２と、プローブカード２０をテストヘッド１０のハイフィックス１１側のコネクタ１２に電気的に接続するための多数のコネクタ２３と、プローブカード２０を補強するためのスティフナ２４と、から構成されている。

同図に示すように、プローブ針２１は、プリント基板２２の一方の主面の略中央部分に設けられている。これに対し、コネクタ２３及びスティフナ２４は、プリント基板２２の他方の主面に設けられている。図１には特に図示していないが、コネクタ２３は、プリント基板２２の中央部分を囲むように、プリント基板２２の他方の主面に放射状に配置されている。

プローブカード２０のスティフナ２４は、図３に示すように、同心円状の２つの環状部２４ａ、２４ｂと、それらを連結しているスポーク２４ｃと、から構成されている。そして、本実施形態では、同図に示すように、４つの係合溝２４ｄが、スティフナ２４の外側環状部２４ａの側面に円周方向に沿って実質的に等間隔に形成されている。この係合溝２４ｄは、図２に示すように、スティフナ２４の外側環状部２４ａの側面に対して所定角度αで傾斜するように外側環状部２４ａの側面に形成されている。

このプローブカード２０は、図１に示すように、プローブ針２１が中央開口３１を介して下方に臨むように、環状のカードホルダ３０に支持されている。

カードホルダ３０は、図３に示すように、４つのレバー部材３２を備えている。このレバー部材３２は、カードホルダ３０の内周縁部に円周方向に沿って実質的に等間隔に配置されている。レバー部材３２は、図２に示すように、スティフナ２４の係合溝２４ｄに係合する係合部３２ａと、係合部３２ａに対して所定角度βで屈曲した屈曲部３２ｂと、係合部３２ａと屈曲部３２ｂとの間に設けられた支点３２ｃと、から構成されている。このレバー部材３２は、支点３２ｃを中心として回動可能にカードホルダ２０に設けられている。屈曲部３２ｂの屈曲角度βは鋭角となっており（α＜９０°）、屈曲部３２ｂの屈曲角度βと係合溝２４ｄの傾斜角度αは、α＋β＝９０°の関係にある。このレバー部材３２が、特許請求の範囲における係合手段の一例に相当する。

さらに、本実施形態に係る電子部品試験装置１は、スティフナ２４の係合溝２４ｄに係合したレバー部材３２を固定するために、スティフナ２４に嵌合可能な環状のテーパリング４０を備えている。このテーパリング４０は、全周に亘って図４に示すような矩形状の断面形状を有しているが、図５に示すように、所定の角度で傾斜した４つのテーパ溝４１が内周面の一部に形成されている。このテーパ溝４１は、テーパリング４０の内周面に円周方向に沿って実質的に等間隔に形成されている。なお、本実施形態では、このテーパ溝４１の傾斜角度γは、係合溝２４の傾斜角度αと実質的に同一となっている（γ＝α）。このテーパリング４０が、特許請求の範囲における押付手段の一例に相当する。

図１に戻り、カードホルダ３０は、プローブカード２０を支持した状態で、環状のアダプタ５０にクランプされている。アダプタ５０は、プローバ６０のヘッドプレート６１に形成された開口６２に固定されている。プローブカード２０側とハイフィックス１１側とは、図１に示すように、ハイフィックス１１の下面に設けられたフック１３と、アダプタ５０に設けられたフック５１とを互いに係合させることにより、機械的に連結されている。

テストヘッド１０の下部にはハイフィックス１１が装着されており、このハイフィックス１１の下面にコネクタ１２が設けられている。このコネクタ１２の一端には、図１に示すように、通常、同軸ケーブルが接続される。そして、このテストヘッド１０側のコネクタ１２と、プローブカード２０の裏面に設けられたコネクタ２３とが連結することにより、テストヘッド１０とプローブカード２０とが電気的に接続されるようになっている。コネクタ１２、２３としては、例えばＺＩＦ（Zero Insertion Force）コネクタ等を用いることができる。

プローバ６０は、真空チャックによりウェハＷを保持することが可能であると共に、この保持したウェハＷをＸＹＺ方向に移動させることが可能な搬送アーム６３を有しており、ウェハＷをプローバ６０の外部から内部に搬送することが可能となっている。そして、試験に際して、開口６２を介してプローバ６０内部に臨むプローブカード２０に対して、搬送アーム６３がウェハＷを対向させ押し付けた状態で、ウェハＷ上に形成されたＩＣデバイスに対してテストヘッド１０を介して試験信号を入力することにより、当該ＩＣデバイスの試験が実行される。

次に、本実施形態に係る電子部品試験装置におけるプローブカードの固定手順について説明する。

図６Ａ〜図６Ｃは本発明の実施形態に係る電子部品試験装置におけるプローブカードの固定手順を示す要部断面図であり、図６Ａは第１工程を示し、図６Ｂは第２工程を示し、図６Ｃは第３工程を示す図である。

先ず、図６Ａに示すように、プローブ針２１を下方に向けた姿勢で、プローブカード２０のスティフナ２４の係合溝２４ｄをカードホルダ３０のレバー部材３２に合わせ、プリント基板２２がカードホルダ３０の中央開口３１から下方に臨むように、プローブカード２０をカードホルダ３０に押し込む。この押し込みにより、レバー部材３２の屈曲部３２ｂがスティフナ２４の底面に接触して押され、図６Ｂに示すように、レバー部材３２が支点３２ｃを中心として回転して、レバー部材３２の係合部３２ａがスティフナ２４の係合溝２４ｄに係合する。

次いで、図６Ｃに示すように、テーパリング４０のテーパ溝４１を、カードホルダ３０のレバー部材３２に合わせ、テーパリング４０をスティフナ２４に嵌合させる。これにより、テーパリング４０がレバー部材３２をスティフナ２４に向かって押し付け、プローブカード２０がカードホルダ３０に固定される（図２参照）。

なお、以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。

上述した実施形態では、プローブカードの形状が真円であるため、それに合わせてテーパリング４０も真円形状としたが、本発明においては特に限定されず、例えばプローブカードの形状が矩形や長円形である場合には、それに合わせてテーパリング４０も矩形形状や長円形形状としても良く、テーパリングの形状はプローブカード２０の形状により決定される。

また、上述の実施形態では、支点３２ｃを中心としてレバー部材３２をカードホルダ３０に回動可能に設けることによりレバー部材３２を係合溝２４ｄに係合可能としているが、本発明においては特にこれに限定されず、例えば、カードホルダ３０の径方向に沿ったレバー部材３２の弾性変形を利用することによりレバー部材３２を係合溝２４ｄに係合可能としても良い。

図１は、本発明の実施形態に係る電子部品試験装置の構成を示す概略断面図である。 図２は、図１のII部の拡大図である。 図３は、本発明の実施形態におけるプローブカード、カードホルダ及びテーパリングの分解斜視図である。 図４は、図３のIV-IV線に沿った断面図である。 図５は、図３のV-V線に沿った断面図である。 図６Ａは、本発明の実施形態に係る電子部品試験装置におけるプローブカードの固定手順を示す要部断面図であり、図６Ａは第１工程を示す図である。 図６Ｂは、本発明の実施形態に係る電子部品試験装置におけるプローブカードの固定手順を示す要部断面図であり、図６Ｂは第２工程を示す図である。 図６Ｃは、本発明の実施形態に係る電子部品試験装置におけるプローブカードの固定手順を示す要部断面図であり、図６Ｃは第３工程を示す図である。 図７は、プローブカードをカードホルダに固定する従来の方法を示す断面図である。

符号の説明

１…電子部品試験装置
１０…テストヘッド
２０…プローブカード
２４…スティフナ
２４ｄ…係合溝
３０…カードホルダ
３２…レバー部材
３２ａ…係合部
３２ｂ…屈曲部
３２ｃ…支点
４０…テーパリング
４１…テーパ溝
６０…プローバ
Ｗ…ウェハ

Claims (7)

1. プローブカードをカードホルダに固定するためのプローブカード固定装置であって、
   前記カードホルダに設けられ、前記プローブカードに係合可能な係合手段と、
   前記係合手段を前記プローブカードに向かって押し付ける押付手段と、を備えたプローブカード固定装置。
2. 前記プローブカードが有するスティフナの側面に、所定の角度で傾斜した係合溝が形成されており、
   前記係合手段は、前記スティフナの前記係合溝に係合可能なレバー部材であり、
   前記レバー部材は、前記カードホルダにおいて前記スティフナの前記係合溝に対応する位置に設けられている請求項１記載のプローブカード固定装置。
3. 前記レバー部材は、
   前記スティフナの係合溝に係合する係合部と、
   前記係合部に対して所定角度で屈曲した屈曲部と、
   前記係合部と前記屈曲部との間に設けられた支点と、を有し、
   前記レバー部材は、前記支点を中心として前記カードホルダに回動可能に設けられている請求項２記載のプローブカード固定装置。
4. 前記係合部に対する前記屈曲部の屈曲角度は鋭角である請求項３記載のプローブカード固定装置。
5. 前記押付手段は、前記スティフナに嵌合可能なリング状部材である請求項２〜４の何れかに記載のプローブカード固定装置。
6. 前記リング状部材の内周面において前記スティフナの前記係合溝に対応する位置に、所定の角度で傾斜したテーパ溝が形成されている請求項５記載のプローブカード固定装置。
7. ウェハに形成された被試験電子部品を試験するための電子部品試験装置であって、
   請求項１〜６の何れかに記載のプローブカード固定装置と、
   側面に所定の角度で傾斜した係合溝が形成されたスティフナを有するプローブカードと、を備えた電子部品試験装置。

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