JP2008026248A - Probe, probe unit therewith, probe card therewith, and manufacturing method of probe unit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、プローブと、このプローブを用いたプローブユニットと、このプローブユニットを用いたプローブカードとに関する。 The present invention relates to a probe, a probe unit using the probe, and a probe card using the probe unit.
従来の垂直型のプローブカードとしては、中腹部に屈曲部が設けられた複数本のプローブと、このプローブを屈曲部の上下両側で支持する2枚の支持部材を有するプローブ支持部材と、このプローブ支持部材によって支持されたプローブの上端に接続され、下面に露出する接触パッドを有する導電パターンが形成された中間基板と、前記接触パッドと接触する導電パターンが形成された主基板とを備えており、前記プローブの先端の接触部は測定対象物である半導体集積回路の導電パッドに垂直に接触するように構成されたものがある。 As a conventional vertical type probe card, a probe support member having a plurality of probes each provided with a bent portion at the middle portion, two support members for supporting the probes on both upper and lower sides of the bent portion, and the probe An intermediate substrate formed with a conductive pattern connected to the upper end of the probe supported by the support member and having a contact pad exposed on the lower surface; and a main substrate formed with a conductive pattern in contact with the contact pad. In some cases, the contact portion at the tip of the probe is configured to vertically contact a conductive pad of a semiconductor integrated circuit as a measurement object.
この種の垂直型のプローブカードは、半導体集積回路の高集積化、微細化から同時に他数個の半導体集積回路の電気的諸特性を測定することができるという点で優れている。前記中間基板は、高密度に配置されたプローブと、プローブの配置ほどには高密度に形成できない主基板の導電パターンとの間を接続するものである。 This type of vertical probe card is excellent in that various electrical characteristics of several other semiconductor integrated circuits can be measured simultaneously from the high integration and miniaturization of the semiconductor integrated circuit. The intermediate substrate connects between the probe arranged at a high density and the conductive pattern of the main substrate that cannot be formed at a density as high as the arrangement of the probe.
しかし、このように構成された従来の垂直型のプローブカードは、中間基板の導電パターンと主基板の導電パターンとの電気的接続や、中間基板の導電パターンとプローブとの電気的接続が困難になるという問題点がある。この問題点を解消するために、各部の電気的接続を強固にすると、プローブが破損等した場合の交換が困難になるという問題がある。 However, the conventional vertical probe card configured in this way makes it difficult to electrically connect the conductive pattern of the intermediate board and the conductive pattern of the main board, and the conductive pattern of the intermediate board and the probe. There is a problem of becoming. In order to solve this problem, if the electrical connection of each part is strengthened, there is a problem that replacement when the probe is damaged becomes difficult.
そこで、本願出願は、かかる問題を解消するものとして、特開2002−267686記載のプローブを開発した。
このプローブは、導電性を有する金属筒体と、この金属筒体の下端に挿入されて接続される接触子とを有しており、前記金属筒体は、周面の一部を除去して縦方向に伸縮する弾性体となっているものである。
Therefore, the present application has developed a probe described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-267686 as a solution to this problem.
The probe has a conductive metal cylinder and a contact inserted and connected to the lower end of the metal cylinder. The metal cylinder has a part of the peripheral surface removed. It is an elastic body that expands and contracts in the vertical direction.
また、この種のプローブカードとしては、特開2000−241447、特開2001−255340、特開2002−139513、特開2003−167001もある。 Further, as this type of probe card, there are JP-A-2000-241447, JP-A-2001-255340, JP-A-2002-139513, and JP-A-2003-167001.
しかしながら、特許文献1に記載されたものは、金属筒体の周面の一部を除去して弾性体となっているものであるから、加工困難でコストアップの要因になっている。また、これでは、スプリングとなった部分と、そのまま筒となっている部分とは、同じ金属筒体から構成されているため、同一素材にならざるをえない。また、金属筒体は、一般的な線材を巻回して構成したスプリングより太くならざるをえないため、現在あるいは将来的に要求される狭ピッチでの配置ができないという問題がある。
さらに、接触子は金属筒体に強く接続されているため、接触子が破損した場合、破損した接触子のみを交換することが非常に困難となり、金属筒体ごと交換しなければならないという問題がある。金属筒体のみが破損した場合も同様である。
However, since what was described in Patent Document 1 is an elastic body by removing a part of the peripheral surface of the metal cylinder, it is difficult to process and causes an increase in cost. Further, in this case, the portion that has become a spring and the portion that is directly a cylinder are made of the same metal cylinder, and thus must be made of the same material. In addition, since the metal cylinder must be thicker than a spring formed by winding a general wire rod, there is a problem in that it cannot be arranged at a narrow pitch required at present or in the future.
Furthermore, since the contact is strongly connected to the metal cylinder, it is very difficult to replace only the damaged contact when the contact is damaged, and the metal cylinder must be replaced. is there. The same applies when only the metal cylinder is damaged.
また、特許文献2に記載されたものは、プランジャーの一部であるステムがバレルに挿入され、このバレルの外側にコイルバネが位置するため、全体として太めになり、現在あるいは将来的に要求される狭ピッチでの配置ができないという問題がある。
さらに、ステムがプランジャーの他の部分より細めに構成されているため、この部分の電気抵抗が高くなるという問題がある。
また、バレルの開口端を半径方向内側に曲げる加工が困難である。これに伴うコストアップの問題もある。
In addition, in Patent Document 2, a stem, which is a part of a plunger, is inserted into a barrel, and a coil spring is positioned outside the barrel. There is a problem in that it cannot be arranged at a narrow pitch.
Furthermore, since the stem is configured to be narrower than the other part of the plunger, there is a problem that the electrical resistance of this part is increased.
Further, it is difficult to bend the opening end of the barrel inward in the radial direction. There is also a problem of cost increase accompanying this.
また、特許文献3に記載されたものは、第1の接触部、第2の接触部及び両者の間に介在されるコイルスプリングを有し、第2の接触部には第1の接触部の軸部が挿入されて摺動する軸穴が開設されている。
このため、どうしても、軸穴の分だけ第2の接触部が太くなる結果として、現在あるいは将来的に要求される狭ピッチでの配置ができないという問題がある。
Moreover, what was described in patent document 3 has a 1st contact part, a 2nd contact part, and the coil spring interposed between both, and the 2nd contact part has a 1st contact part of the 1st contact part. A shaft hole is formed in which the shaft portion is inserted and slides.
For this reason, there is a problem that the arrangement at the narrow pitch required at present or in the future cannot be performed as a result of the second contact portion becoming thicker by the amount corresponding to the shaft hole.
また、特許文献4に記載されたものは、コイルばねに導電性針状体(プローブに相当する)の下端部を挿入するように構成しているが、この下端部はコイルばねより短く設定されている。
このため、どうしても、導電性針状体の下端部の縁部がコイルばねに接触し、動きがギクシャクしスムーズな検査が行えないという問題がある。
Moreover, although what was described in patent document 4 is comprised so that the lower end part of a conductive needlelike object (equivalent to a probe) may be inserted in a coil spring, this lower end part is set shorter than a coil spring. ing.
For this reason, the edge part of the lower end part of an electroconductive needle-like object inevitably contacts a coil spring, and there exists a problem that a motion is jerky and a smooth test | inspection cannot be performed.
また、特許文献5に記載されたものは、シリンダが圧縮されるコイルバネの内側に配置され、プランジャがシリンダ内に配置されるものであるため、全体として太めになり、現在あるいは将来的に要求される狭ピッチでの配置ができないという問題がある。
また、シリンダ及びコイルバネが並んでいるため、引っ掛かりが生じやすいという問題がある。その上、オーバードライブを加えた際に、コイルバネの下側が歪んで外側に変位するという問題がある。かかる問題も、狭ピッチでの配置の阻害要因となる。
Moreover, since the thing described in patent document 5 is arrange | positioned inside the coil spring by which a cylinder is compressed, and a plunger is arrange | positioned in a cylinder, it becomes thick as a whole, and is requested | required now or in the future. There is a problem in that it cannot be arranged at a narrow pitch.
Further, since the cylinder and the coil spring are arranged side by side, there is a problem that catching is likely to occur. In addition, when overdrive is applied, the lower side of the coil spring is distorted and displaced outward. Such a problem also becomes an obstacle to the arrangement at a narrow pitch.
本発明は、上記事情に鑑みて創案されたもので、狭ピッチ配置に対応することができ、しかもスプリングが歪んだりすることなく、確実な測定が可能で、かつ破損したプローブの部品交換が容易なプローブや、このプローブを用いたプローブユニット、このプローブユニットを用いたプローブカード及びプローブユニットの製造方法を提供することを目的としている。 The present invention was devised in view of the above circumstances, can cope with a narrow pitch arrangement, and can perform reliable measurement without distortion of the spring, and can easily replace a damaged probe component. It is an object to provide a simple probe, a probe unit using the probe, a probe card using the probe unit, and a method for manufacturing the probe unit.
本発明に係るプローブは,一端が測定対象物の電極パッドに接触する接触部、他端がプローブカードの接続パッドに接続される接続部となり、前記接触部側にフランジ部が設けられたプローブ本体と、このプローブ本体の接続部側から挿入されて、前記フランジ部に接触するスプリングと、前記プローブ本体の接続部側から挿入され、前記スプリングに接触するガイド管とを備えており、前記プローブ本体及びガイド管は、導電性材料から構成されており、自然長状態にあるスプリングは、前記フランジ部から接続部までの長さ寸法より小さく設定され、自然長状態にあるスプリングにプローブ本体が挿入された状態で、前記ガイド管をプローブ本体に挿入すると、前記ガイド管は完全にはプローブ本体に挿入されないように構成されている。 The probe according to the present invention is a probe body in which one end is a contact portion that contacts an electrode pad of a measurement object, the other end is a connection portion connected to a connection pad of a probe card, and a flange portion is provided on the contact portion side. And a spring that is inserted from the connecting portion side of the probe body and contacts the flange portion, and a guide tube that is inserted from the connecting portion side of the probe body and contacts the spring. The guide tube is made of a conductive material, and the spring in the natural length state is set to be smaller than the length dimension from the flange portion to the connection portion, and the probe body is inserted into the spring in the natural length state. In this state, when the guide tube is inserted into the probe body, the guide tube is not completely inserted into the probe body.
また、本発明に係るプローブユニットは、前記プローブと、このプローブをプローブカードに取り付けるプローブ支持部とを備えており、前記プローブ支持部は、測定対象物の電極パッドの配置パターンに対応した第1の開口が開設された第1のガイド板と、測定対象物の電極パッドの配置パターンに対応した第2の開口が開設された第2のガイド板と、前記第1のガイド板と第2のガイド板とを平行に連結するスペーサとを有しており、前記第1のガイド板の厚さ寸法は、プローブのフランジ部から接触部の先端までの長さ寸法より小さく設定されており、前記第1の開口は、プローブの接触部より径大でフランジ部より径小に設定されており、前記上側開口は、前記ガイド管より径大かつ前記スプリングより径大に設定されており、前記第1のガイド板と第2のガイド板との間の距離は、プローブのフランジ部から接続部の先端までの長さ寸法より小さく設定されている。 The probe unit according to the present invention includes the probe and a probe support portion for attaching the probe to a probe card, and the probe support portion is a first corresponding to the arrangement pattern of the electrode pads of the measurement object. A first guide plate having an opening, a second guide plate having a second opening corresponding to the arrangement pattern of the electrode pads of the measurement object, the first guide plate, and the second guide plate. A spacer for connecting the guide plate in parallel, the thickness dimension of the first guide plate is set smaller than the length dimension from the flange portion of the probe to the tip of the contact portion, The first opening is set to be larger in diameter than the contact portion of the probe and smaller in diameter than the flange portion, and the upper opening is set to be larger in diameter than the guide tube and larger in diameter than the spring, The distance between the first guide plate and the second guide plate is smaller than the length of the flange portion of the probe to the tip of the connecting portion.
また、前記支持部をプローブカードを構成するスペーストランスフォーマー基板に取り付けた状態では、前記基板の接続パッドには、プローブの接続部は非接触で、ガイド管の端部のみが接触し、プローブの接触部が測定対象物の前記電極パッドに接触してから所定のオーバードライブを加えると、プローブの接続部が前記ガイド管の内壁と接触するとともに、ガイド管の上端部と基板の接続パッドに接続されるようになっている。 Further, in a state where the support portion is attached to the space transformer substrate constituting the probe card, the connection portion of the probe is not in contact with the connection pad of the substrate, and only the end portion of the guide tube is in contact with the contact pad of the probe. When a predetermined overdrive is applied after the part contacts the electrode pad of the object to be measured, the probe connection part contacts the inner wall of the guide tube and is connected to the upper end of the guide tube and the connection pad of the substrate. It has become so.
さらに、本発明に係るプローブカードは、前記プローブユニットを備えている。 Furthermore, the probe card according to the present invention includes the probe unit.
本発明に係るプローブユニットの製造方法は、第1のガイド板と第2のガイド板との間にスペーサを介在させ、第1のガイド板の第1の開口と、第2のガイド板の第2の開口とを鉛直方向に一致させて、第1のガイド板、第2のガイド板及びスペーサを相互に固定してプローブ支持部とするプローブ支持部組立工程と、前記プローブ支持部を組立台に載置する載置工程と、一端が測定対象物の電極パッドに接触する接触部、他端がプローブカードの接続パッドに接続される接続部となり、前記接触部側にフランジ部が設けられたプローブ本体に、接続部側からスプリングが挿入されたプローブ本体を第2の開口から第1の開口に向かって挿入するプローブ本体挿入工程と、第2の開口からプローブ本体に対してガイド管を挿入するガイド管挿入工程とを有している。 In the method of manufacturing the probe unit according to the present invention, a spacer is interposed between the first guide plate and the second guide plate, the first opening of the first guide plate, and the second guide plate of the second guide plate. A probe support part assembling step, wherein the first guide plate, the second guide plate and the spacer are fixed to each other so that the two openings coincide with each other in the vertical direction; And a contact portion where one end contacts the electrode pad of the measurement object, and the other end is a connection portion connected to the connection pad of the probe card, and a flange portion is provided on the contact portion side. A probe body insertion step of inserting the probe body into which the spring is inserted from the connection portion side into the probe body from the second opening toward the first opening, and a guide tube is inserted into the probe body from the second opening Guide tube insertion And a process.
また、本発明に係る別のプローブユニットの製造方法は、第1のガイド板と第2のガイド板とを積層するとともに、第1のガイド板の第1の開口と、第2のガイド板の第2の開口とを鉛直方向に一致させる積層工程と、一端が測定対象物の電極パッドに接触する接触部、他端がプローブカードの接続パッドに接続される接続部となり、前記接触部側にフランジ部が設けられたプローブ本体に、接続部側からスプリングが挿入されたプローブ本体を第2の開口から第1の開口に向かって挿入するプローブ本体挿入工程と、第1のガイド板と第2のガイド板とを平行状態を維持したまま、両ガイド板を相対的に離間させる離間工程と、第1のガイド板と第2のガイド板との間に所定の間隔が確保された状態で両ガイド板の間にスペーサを介在させ、第1のガイド板、第2のガイド板及びスペーサを相互に固定してプローブ支持部とするプローブ支持部組立工程と、第2の開口からプローブ本体に対してガイド管を挿入するガイド管挿入工程とを有している。 In another probe unit manufacturing method according to the present invention, the first guide plate and the second guide plate are stacked, the first opening of the first guide plate, and the second guide plate A stacking step for causing the second opening to coincide with the vertical direction, a contact portion where one end is in contact with the electrode pad of the measurement object, and a connection portion where the other end is connected to the connection pad of the probe card, A probe body insertion step of inserting a probe body into which a spring is inserted from the connection portion side into the probe body provided with the flange portion from the second opening toward the first opening; a first guide plate; The guide plate is maintained in a parallel state while the guide plates are spaced apart from each other, and a predetermined distance is secured between the first guide plate and the second guide plate. Insert a spacer between the guide plates. A probe support part assembling step for fixing the first guide plate, the second guide plate and the spacer to each other as a probe support portion, and a guide tube insertion step for inserting the guide tube into the probe main body from the second opening And have.
本発明に係るプローブは、プローブ本体、それに外嵌されるスプリング、プローブ本体に取り付けらるガイド管の3つの部品から構成されているので、その構造は従来のものより比較的簡素である。このため、コストダウンが可能な上、確実な測定が可能になる。
また、構造が簡単なために、従来のものより全体として細身であり、現在あるいは将来的に要求される狭ピッチでの配置に適している。
Since the probe according to the present invention is composed of three parts, that is, a probe main body, a spring fitted to the probe main body, and a guide tube attached to the probe main body, the structure thereof is relatively simpler than the conventional one. For this reason, cost can be reduced and reliable measurement is possible.
In addition, since the structure is simple, it is thinner than the conventional one, and is suitable for arrangement at a narrow pitch that is required now or in the future.
図1は本発明の実施の形態に係るプローブユニットを用いたプローブカードの要部の概略的断面図、図2は本発明の実施の形態に係るプローブユニットを用いたプローブカードによって半導体集積回路の電気的諸特定を測定している際の概略的断面図、図3は本発明の実施の形態に係るプローブユニットに用いられるプローブを構成するプローブ本体とスプリングとの図面であって、同図(A)はスプリングの概略的正面図、同図(B)はプローブ本体の概略的正面図、同図(C)はスプリングにプローブ本体を挿入した状態の概略的正面図、図4は本発明の実施の形態に係るプローブユニットに用いられるプローブを構成する各種のガイド管の概略的斜視図、図5は本発明の実施の形態に係るプローブユニットの第1の製造方法を示す概略的断面図、図6は本発明の実施の形態に係るプローブユニットの第1の製造方法を示す概略的断面図、図7は本発明の実施の形態に係るプローブユニットの第1の製造方法を示す概略的断面図、図8は本発明の実施の形態に係るプローブユニットをプローブカードに組み付ける手順を示す概略的断面図、図9は本発明の実施の形態に係るプローブユニットの第2の製造方法を示す概略的断面図、図10は本発明の実施の形態に係るプローブユニットの第2の製造方法を示す概略的断面図である。 FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a main part of a probe card using a probe unit according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a diagram of a semiconductor integrated circuit using the probe card using the probe unit according to the embodiment of the present invention. FIG. 3 is a schematic cross-sectional view when measuring various electrical characteristics, and FIG. 3 is a drawing of a probe main body and a spring constituting the probe used in the probe unit according to the embodiment of the present invention. (A) is a schematic front view of the spring, (B) is a schematic front view of the probe main body, (C) is a schematic front view of the probe main body inserted into the spring, and FIG. FIG. 5 is a schematic perspective view of various guide tubes constituting the probe used in the probe unit according to the embodiment, and FIG. 5 is a schematic diagram showing a first manufacturing method of the probe unit according to the embodiment of the present invention. FIG. 6 is a schematic sectional view showing a first manufacturing method of the probe unit according to the embodiment of the present invention, and FIG. 7 shows a first manufacturing method of the probe unit according to the embodiment of the present invention. FIG. 8 is a schematic cross-sectional view, FIG. 8 is a schematic cross-sectional view showing a procedure for assembling the probe unit according to the embodiment of the present invention to the probe card, and FIG. 9 is a second method for manufacturing the probe unit according to the embodiment of the present invention. FIG. 10 is a schematic cross-sectional view showing a second manufacturing method of the probe unit according to the embodiment of the present invention.
本発明の実施の形態に係るプローブ100は、一端が測定対象物である半導体集積回路810の電極パッド811に接触する接触部111、他端がプローブカードの接続パッド2100に接続されるガイド管130の上端部となり、前記接触部111側にフランジ部113が設けられたプローブ本体110と、このプローブ本体110が接続部112側から挿入されて、前記フランジ部113に接触するスプリング120と、前記プローブ本体110が接続部112側から挿入され、前記スプリング120に接触するガイド管130とを備えており、前記プローブ本体100及びガイド管130は、導電性材料から構成されており、自然長状態にあるスプリング120は、前記フランジ部113から接続部112までの長さ寸法より小さく設定され、自然長状態にあるスプリング120にプローブ本体100が挿入された状態で、前記ガイド管130をプローブ本体100に挿入すると、前記ガイド管130は完全にはプローブ本体100に挿入されないようになっている。
The
前記プローブ本体100は、例えば、白金、パラジウム合金等の導電性を有するを導電性材料からなり、長さが約3〜6mm、直径が0.04〜0.1mmの針状体であり、図3に示すように、一端が半導体集積回路810の電極パッド811に接触する接触部111として先鋭化されており、他端がプローブカードの接続パッド2100に接続されるガイド管130の上端部として先鋭化されている。
The
かかるプローブ本体100には、接触部111から約0.5〜1.0mm離れた位置に、フランジ部113が形成されている。このフランジ部113は、後述するプローブ支持部200の第1のガイド板210に開設された第1の開口211より径大に設定されている。また、このフランジ部113は、後述するスプリング120の内径より径大で、かつ外径と略同一に設定されている。よって、第1のガイド板210の第1の開口211に対してプローブ本体100の接触部111を上側から挿入すると、プローブ本体100は第1のガイド板210に対して、フランジ部113によって支持されることになる。また、プローブ本体100を接続部112側からスプリング120に挿入すると、スプリング120はフランジ部113によって支えられることになる。
In the probe
前記スプリング120は、例えば、バネ性ステンレス線材、ピアノ線、リン青銅線材等を巻回してなるものである。かかるスプリング120は、自然長状態にある場合、すなわち何らの外力が加えられていない状態の長さは、前記フランジ部113から接続部112までの長さ寸法より小さく設定されている。従って、このスプリング120は、プローブ本体100に対して、接続部112側から挿入されると、スプリング120からはプローブ本体100の一端である接続部112が飛び出すようになる。
The
前記ガイド管130は、例えば、ニッケル、銅合金等の導電性を有するを導電性材料からなり、長さが約1〜3mm、直径が0.06〜0.1mmの円筒形部材(図4(A)参照)である。かかるガイド管130には、プローブ本体100が接続部112側から挿入されるため、その内径はプローブ本体100の外径より大きく設定されている。また、かかるガイド管130は、プローブ支持200を構成する第2のガイド板220の第2の開口221に挿入されるものであるため、当該ガイド管130の外径は第2の開口221の内径より小さく設定されている。なお、図4に示すように、ガイド管130は、単なる円筒形状以外の形状、例えば、図4(B)に示すように上端が斜めになったもの、図4(C)に示すように上端がテーパー状になったもの、図4(D)に示すように上端が二つ山になったもの、図4(E)に示すように上端が四つ山になったもの等がある。
The
このように、プローブ本体100、スプリング120及びガイド管130の3点の部品から構成されるプローブ100を支持するプローブ支持部200は、以下のように構成されている。
すなわち、かかるプローブ支持部200は、前記プローブ100をプローブカードに取り付けるものであって、半導体集積回路810の電極パッド811の配置パターンに対応した第1の開口211が開設された第1のガイド板210と、半導体集積回路810の電極パッド811の配置パターンに対応した第2の開口221が開設された第2のガイド板220と、前記第1のガイド板210と第2のガイド板220とを平行に連結するスペーサ230とを有しており、前記第1のガイド板210の厚さ寸法は、プローブ100のフランジ部113から接触部111の先端までの長さ寸法より小さく設定されており、前記第1の開口211は、プローブ100の接触部111より径大でフランジ部113より径小に設定されており、前記第2の開口221は、前記ガイド管130より径大かつ前記スプリング120より径大に設定されており、前記第1のガイド板210と第2のガイド板220との間の距離は、プローブ100のフランジ部113から接続部112の先端までの長さ寸法より小さく設定されている。
As described above, the probe support unit 200 that supports the
That is, the probe support unit 200 attaches the
まず、前記第1のガイド板210は、絶縁性を有する素材からなり、厚さ寸法は約0.2〜0.8mm程度に設定されている。かかる第1のガイド板210には、測定対象物である半導体集積回路810の電極パッド811の配置パターンに対応して、複数の第1の開口211が開設されている。
First, the
一方、前記第2のガイド板220は、第1のガイド板210と同様に絶縁性を有する素材から構成されている。この第2のガイド板220の厚さ寸法は約0.5〜1.0mm程度に設定されている。かかる第2のガイド板220には、測定対象物である半導体集積回路810の電極パッド811の配置パターンに対応して、複数の第2の開口221が開設されている。すなわち、第1のガイド板210と第2のガイド板220とを積層すると、第1の開口211と第2の開口221とが完全に一致して連通するのである。
On the other hand, the
前記第1の開口211には、プローブ本体100の接触部111が貫通し、前記第2の開口221には、ガイド管130が貫通するのであるから、第1の開口211は第2の開口221より径小に設定されている。
Since the
また、第1の開口211は、フランジ部113が通過してはならず、かつ接触部111が通過しなければならないため、その内径はフランジ部113の外径より小さく、接触部111の外径より大きく設定されている。
In addition, the
3 また、第2の開口221は、フランジ部113が通過する必要があるとともに、スプリング120も通過する必要があるので、その内径はフランジ部113の外径より大きく、スプリング120の外径より大きく設定されている。しかも、ガイド管130が貫通するのであるから、第2の開口221の内径は、ガイド管130の外径より大きく設定されている。
3 Further, since the
前記スペーサ230は、前記第1のガイド板210と第2のガイド板220とを平行に連結するものである。しかも、第1のガイド板210の第1の開口211と、第2のガイド板220の第2の開口221とは、両ガイド板210、220がスペーサ230で連結された状態でも、鉛直方向に一致している必要がある。
The spacer 230 connects the
このような部品から構成されるプローブユニット1000は、 前記プローブ100と、このプローブ100をプローブカードに取り付けるプローブ支持部200とを備えており、前記プローブ支持部200は、測定対象物の電極パッドの配置パターンに対応した第1の開口が開設された第1のガイド板210と、半導体集積回路810の電極パッド811の配置パターンに対応した第2の開口221が開設された第2のガイド板220と、前記第1のガイド板210と第2のガイド板220とを平行に連結するスペーサ230とを有しており、前記第1のガイド板210の厚さ寸法は、プローブのフランジ部113から接触部111の先端までの長さ寸法より小さく設定されており、前記第1の開口211は、プローブ100の接触部111より径大でフランジ部113より径小に設定されており、前記第2の開口221は、前記ガイド管130より径大かつ前記スプリング120より径大に設定されており、前記第1のガイド板210と第2のガイド板220との間の距離は、プローブ100のフランジ部113から接続部112の先端までの長さ寸法より小さく設定されている。
The
なお、第1のガイド板210とスペーサ230とは別体に形成することも可能であるし、一体に形成することも可能である。ただし、後述する第2の製造方法では、別体であることが前提条件となっている。
Note that the
次に、図5〜図8等を参照しつつ、プローブユニット1000の第1の製造方法について説明する。
第1の製造方法は、第1のガイド板210と第2のガイド板220との間にスペーサを介在させ、第1のガイド板210の第1の開口211と、第2のガイド板220の第2の開口221とを鉛直方向に一致させて、第1のガイド板210、第2のガイド板220及びスペーサ230を相互に固定してプローブ支持200とするプローブ支持部組立工程と、前記プローブ支持200を組立台700に載置する載置工程と、一端が半導体集積回路810の電極パッド811に接触する接触部111、他端がプローブカードの接続パッド2100に接続されるガイド管130の上端部となり、前記接触部111側にフランジ部113が設けられたプローブ本体100に、接続部112側からスプリング120が挿入されたプローブ本体100を第2の開口221から第1の開口211に向かって挿入するプローブ本体挿入工程と、第2の開口221からプローブ本体100に対してガイド管130を挿入するガイド管挿入工程とを有している。
Next, a first manufacturing method of the
In the first manufacturing method, a spacer is interposed between the
この第1の製造方法では、プローブ支持部組立工程からスタートし、組み立てられたプローブ支持200にプローブ100を取り付けるようにする。
In this first manufacturing method, the
プローブ支持部組立工程は、第1のガイド板210と第2のガイド板220とは平行にスペーサ230で連結されており、第1のガイド板210の第1の開口211と第2のガイド板220の第2の開口221とは、鉛直方向に一致しているものを使用する。
In the probe support part assembling step, the
図5に示すように、凹部710が形成された組立台700に組み立てられたプローブ支持200を載置する(載置工程)。前記凹部710は、すべての第1の開口211が納まる程度の大きさに設定されている。また、この凹部710の深さは、プローブ100の接触部111を第1の開口211に挿入した場合に、接触部111の先端が底に届かないように設定されている。このため、プローブ100は、プローブ本体100に設けられたフランジ部113と、組立台700の凹部710とによって、接触部111の先端がすべて同一平面上に位置するようにプローブ支持200に組み付けられるのである。
As shown in FIG. 5, the assembled probe support 200 is placed on the
次に、スプリング120にプローブ本体100を接続部112側から挿入したもの(図3(C)参照)を第2の開口221を介して第1の開口211にまで挿入する(プローブ本体挿入工程)。ここで、第1の開口211と第2の開口221とは、鉛直方向で一致しているため、各プローブ100は垂直にプローブ支持200に支持される(図6参照)。
Next, the
次に、第2の開口221からガイド管130にプローブ本体100の接続部112を挿入する(図7参照、ガイド管挿入工程)。
この際、ガイド管130は、図7に示すように、その上端が第2のガイド板220より突出している。
Next, the connecting
At this time, the upper end of the
このようにして、プローブユニット1000が完成する。
かかるプローブユニット1000に対して、プローブカードを構成するスペーストランスフォーマー基板2000が取り付けられる。すなわち第2のガイド板220から突出しているガイド管130をスプリング120の弾性力に抗して押し下げるようにして、プローブユニット1000の上方から前記スペーストランスフォーマー基板2000を押し付けて、前記スペーストランスフォーマー基板2000を第2のガイド板220に密着させたた状態で固定するのである。
この際、前記スペーストランスフォーマー基板2000に形成されている接続パッド2100に対して、確実にプローブ100のガイド管130のみが当接されるようにする。すなわち、この状態では、プローブ100の接続部112は、接続パッド2100には当接していないのである。
In this way, the
A
At this time, only the
なお、前記スペーストランスフォーマー基板2000は、樹脂製プリント基板又はセラミック製基板から構成され、一面に接続パッド2100が、他面にこの接続パッド2100と電気的に接続された上側パッド2200がそれぞれ形成されている。かかるスペーストランスフォーマー基板2000は、図1等に示すように、支持部材2300に取り付けられる。なお、前記上側パッド2200は図示しないマザーボートのパッドに電気的に接続される。
The
このようにして構成されたプローブカードによる半導体集積回路810の電気的諸特性の測定は以下のようにして行われる。
まず、測定対象物である半導体集積回路810が多数個形成されたウエハ800をテーブル850に載置する。このテーブル850とプローブカードとを相対的に接近移動させ、プローブ100の接触部111を半導体集積回路810の電極パッド811に接触させる。
Measurement of various electrical characteristics of the semiconductor integrated
First, a
さらに、テーブル850とプローブカードとを相対的に接近移動させて、オーバードライブを加える。オーバードライブを加えることによって、プローブ100のプローブ本体100が押し上げられ、フランジ部113が上方向に移動して第1のガイド板210の上面から外れるとともに、ガイド管130の上端部が前記接続パッド2100に当接される。
Further, the table 850 and the probe card are moved relatively close to each other to add overdrive. By applying overdrive, the probe
この状態においては、スプリング120はオーバードライブが加えられることによって、より押し縮められる。プローブ100を構成するプローブ本体100のフランジ部113及びガイド管130の下端に押し付けられる押圧力は、オーバードライブによってのみ決定されるので、各プローブ本体100及びガイド管130において押圧力にばらつきは発生しない。
In this state, the
この種のプローブカードは繰り返して使用することにより、プローブ100等が破損することがある。破損したプローブ100を使用すると、正確な測定を行うことができないので、破損したプローブ100は新たなものに交換する必要がある。なお、破損したプローブ100とは、プローブ本体100、スプリング120或いはガイド管130のいずれか又はこれらのいくつかに不具合が生じたものをいう。
Repeated use of this type of probe card may damage the
破損したプローブ100の交換は、以下のようにして行う。
まず、プローブユニット1000をスペーストランスフォーマー基板2000ごと、プローブ支持部200から取り外す。そして、スペーストランスフォーマー基板2000をプローブユニット1000から取り外す。すると、スプリング120の弾性力によって、プローブ100を構成するガイド管130が第2のガイド板220の第2の開口221から突出する。破損したプローブ100を第2の開口221を介して抜き取り、新たなプローブ100に交換する。そして、再びスペーストランスフォーマー基板2000をプローブユニット1000に取り付け、そのプローブユニット1000をスペーストランスフォーマー基板2000とともに支持部材2300に取り付ける。
Replacement of the damaged
First, the
なお、上述した第1の製造方法では、組み立てられたプローブ支持200にプローブ100を組み込んでいるが、第2の製造方法では、プローブ支持200を組み立てる前にプローブ100を組み込むようになっている。
In the first manufacturing method described above, the
すなわち、第2の製造方法は、第1のガイド板210と第2のガイド板220とを積層するとともに、第1のガイド板210の第1の開口211と、第2のガイド板220の第2の開口221とを鉛直方向に一致させる積層工程と、一端が半導体集積回路810の電極パッド811に接触する接触部111、他端がプローブカードの接続パッド2100に接続されるガイド管130となり、前記接触部111側にフランジ部113が設けられたプローブ本体100に、接続部112側からスプリング120が挿入されたプローブ本体100を第2の開口221から第1の開口211に向かって挿入するプローブ本体挿入工程と、第1のガイド板210と第2のガイド板220とを平行状態を維持したまま、両ガイド板210、220を相対的に離間させる離間工程と、第1のガイド板210と第2のガイド板220との間に所定の間隔が確保された状態で両ガイド板210、220の間にスペーサ230を介在させ、第1のガイド板210、第2のガイド板220及びスペーサ230を相互に固定してプローブ支持200とするプローブ支持部組立工程と、第2の開口221からプローブ本体100に対してガイド管130を挿入するガイド管挿入工程とを有している。
That is, in the second manufacturing method, the
すなわち、この第2の製造方法では、第1の開口211と第2の開口221とを一致させて状態で、第1のガイド板210と第2のガイド板220とを積層する積層工程からスタートする。
That is, in the second manufacturing method, the
積層された両ガイド板210、220を組立台700に載置する(図9参照)。なお、この組立台700は、第1の製造方法において使用されたものと同一のものである。
The
この状態で、第2の開口221からスプリング120に接続部112側から挿入されたプローブ本体100を第2の開口221から挿入する(図10参照)。
In this state, the probe
次に、この第2のガイド板220のみを上昇させる。もちろん、第1のガイド板210と第2のガイド板220との間の平行状態は維持した状態で、第2のガイド板220を上昇させる。
Next, only the
第1のガイド板210と第2のガイド板220との間に所定の間隔が確保された状態で、両ガイド板210、220の間にスペーサ230を介在させて、第1のガイド板210、第2のガイド板220及びスペーサ230を相互に固定してプローブ支持200とする。なお、この状態は、図6と同様になる。
In a state where a predetermined interval is secured between the
そして、第2の開口221からプローブ本体100に対してガイド管130を挿入する。なお、この状態は、図7と同様になる。
Then, the
100 プローブ
110 プローブ本体
111 接触部
112 接続部
113 フランジ部
120 スプリング
130 ガイド管
200 プローブ支持部
210 第1のガイド板
211 第1の開口
220 第2のガイド板
221 第2の開口
230 スペーサ
700 組立台
710 凹部
800 ウエハ
810 半導体集積回路
811 電極パッド
850 テーブル
2000 スペーストランスフォーマー基板
2100 接続パッド
2200 上側パッド
2300 支持部材
DESCRIPTION OF
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