JP2008039754A - 複数梁合成型接触子組立 - Google Patents

Abstract

【課題】 高周波検査に向き、オーバドライブの大きい接触子組立てを提供すること。
【解決手段】 銅箔が接着された樹脂フィルムを使用し、前記銅箔（ベリリゥームＣｕ等）をエッチング加工して樹脂フィルム上に垂直プローブを含む導電体から成る導電パターンを形成し、この垂直プローブ付の樹脂フィルムを複数枚積層し半導体チップの電極パッドに前記垂直プローブの先端部を一括接触させて半導体チップの回路検査を行うための接触子組立において、直線又は曲線形状を有し一端が固定端で、他端は垂直プローブと接続するする導通梁（実施の形態１では信号線部、図１（ｄ）の１５（０））と該導通梁と概略平行で１または複数の変形梁（実施の形態１ではアース線部２４、図１（ｄ）の１５（１）、１５（２））とを有し、導通梁と変形梁は垂直プローブ近傍で機械的には強固に固定され電気的には其々の梁は導通または非導通である、片持ち梁の電気的特性と平行ばね構造の機械的特性を有する複数梁合成型接触子組立である。
【選択図】図４

Description

本発明は、ＬＳＩなどの電子デバイスの製造工程において、半導体ウエハ上に形成された複数の半導体チップの回路検査に使用するプローバ装置のプローブ組立（接触子組立）に関し、特に、半導体チップ上に配列される回路端子（パッド）に対しウエハ状態のまま垂直プローブを接触させ、一括して半導体チップの電気的導通を測定するプロービングテストに使用するプローバ装置のプローブ組立関するものである。

半導体技術の進歩に伴って電子デバイスの集積度が向上し、半導体ウエハ上に形成される各半導体チップにおいても回路配線の占めるエリアが増加し、そのため、各半導体チップ上の回路端子（パッド）の数も増加し、それにつれてパッド面積の縮小化、パッドピッチの狭小化などによるパッド配列の微細化が進んでいる。同時に、半導体チップをパッケージに収納せずに、ベアチップのまま回路基板等に搭載するチップサイズパッケージ（ＣＳＰ）方式が主流になりつつあり、そのためには、半導体チップに分割する前のウエハ状態での特性チェックや良否判定がどうしても必要となる。

特に、パッド配列が微細化（狭ピッチ化）したことで問題となるのは、電子デバイスの電気的特性試験や回路検査の際に、半導体チップのパッドに接触させて電気的導通を得るためのプローブの構造を、パッド配列の微細化に合わせたものとしなければならないということであり、このパッド配列の微細化の進歩に対応するために種々な測定手段が用いられている。

例えば、被検査半導体チップのパッドと検査装置との間に、外力に対して弾性的に変形する弾性変形部を有する複数の針状プローブをエリア配列した接触子組立を介在させる手段がある。この接触子組立と半導体チップの試験回路とを電気的に接続する手段として、プローブカードと呼ばれるプリント配線基板が用いられている。

一般にプローブカードにおいて、片持梁のカンチレバー構造を有する針状のプローブを採用した場合は、半導体チップのパッドと接触するプローブの先端部分は狭ピッチである。しかし、プローブカードと接続している根元の部分は、プローブが先端部分から放射状に広がって配置されることからピッチを粗くすることができ、プローブをプローブカードの回路端子に半田付け等の接続手段で固着することが可能であった。しかし、このカンチレバー構造は、パッドと接触する際に先端が水平方向にずれるためパッドに傷をつけたり、また、パッドから外れて測定歩留まりの低下を招くなどの問題がある。さらに、チップ１個ずつの測定しか出来ない、プローブ１本ずつの取りつけ精度にばらつきがあり一定接触圧のコントロールが難しいなどの問題があった。

このカンチレバー構造に代わる垂直型プローブ、すなわち、プローブがプローブカードの回路端子に垂直に固定された垂直型プローブにおいては、半導体チップ上のパッドピッチとプローブカード上の回路端子ピッチとが同等のピッチ間隔で構成されることが必要となる。しかし、プリント配線基板であるプローブカード上では回路パターンを微細化するには製造技術上の限界があり、従って回路端子の占める面積や配線幅もパッドピッチに合わせた要求を満たすことは困難である。さらに、半田付け可能なピッチ間隔にも限界があるため、微細化が進むにつれて垂直型プローブを半導体チップのパッドピッチに合せてプローブカードに垂直に固定することは不可能であった。

このように、プローブカード上では、平面的エリアが回路端子面積の他に回路配線幅によって占有される割合が大きく、回路端子の狭ピッチ化を妨げている。そこで、プローブカードに多層プリント配線基板を使用し、回路端子を格子状あるいは２列千鳥型に配列し、層間の配線をスルーホールを介して電気的に接続することによって垂直型プローブの本数を維持する手段も採られている。しかし、このスルーホールの占める空間が大きくなるため、スルーホールの存在が回路端子配列の狭ピッチ化を妨げる原因にもなっている。このように、垂直型プローブをプローブカードに固定しようとすると、回路端子の狭ピッチ化の困難性に加えて半田付け作業に高度な技術と多大な人的工数を必要とし、高価なものになっていた。これらの問題を解決するために、本発明者等は、垂直型接触子組立を提案し、かつその垂直型接触子組立を用いたプローバ装置についても既に提案している（特許文献１および特許文献２を参照）。

本発明者等により提案された従来例としての垂直型接触子組立は、特許文献２の図２２および特許文献３の図４に示すようにリボン状（短冊状）の樹脂フィルム面に銅薄板を貼り付け、この銅薄板をエッチングすることによって樹脂フィルム面に湾曲部を有する垂直型の銅プローブを形成し、このプローブ付の樹脂フィルムを複数枚積層させて垂直型接触子組立を構成するものである。

この垂直型接触子組立は、樹脂フィルムを積層した構造であるためきわめて狭いエリアに複数のプローブを配置することが可能であり、また、樹脂フィルムには開口部が設けられていて、プローブは垂直部の途中が開口部の縁に沿って湾曲形成されており、プローブ先端部がパッドに接触した時の圧力による歪を樹脂フィルムの開口部とプローブの湾曲部とで吸収する構造となっている。

このように、測定時にプローブおよび樹脂フィルムに加わる圧力をいかに逃がすかについて、発明者等は樹脂フィルムの開口部の大きさや形状、プローブの湾曲形状を工夫することによって種々の形状を提案している。特に、最近は導電パターンを複数梁合成型接触子組立のリンク構造としたプローブについても提案している。しかし、せっかく狭ピッチ化に適応した接触子組立が提供できても樹脂フィルムやプローブの加工が繁雑になってはコスト高になるという問題を抱えている。
特開２０００−３３８１３３号公報 特開２００４−２７４０１０号公報 特開２００５−３００５４５号公報

上記したように、本発明者等が既に提案したフィルム積層型の垂直型接触子組立を用いたプローバ装置は、狭ピッチ化されたパッドピッチ、例えば４５μｍピッチ以下（例えば２０μｍピッチ）の半導体チップに対しても測定が可能な装置である。しかも、プローブの組立に際し半田付けあるいは樹脂による固定手段を用いることなく自動組立が可能であるため、低コストの多量生産が可能であり、また、チップパッドに対し垂直に一括接触できることから全てのプローブに対し均等に接触圧をコントロールできるなどの大きな利点が得られている。

しかしながら、前記従来の接触子組立構成では、高周波用デバイスの検査に適用しようとすると磁気シールド機能を備えていないため静電容量が大きくなり、測定には適さないという問題がある。

また、矩形状に配列したパッドを有する複数チップの同時検査を実施する場合、隣接するチップのパッド間隔が小さいため、ｚ方向の重なりが発生した場合に平行ばねリンク機構により垂直プローブの背丈が大きくなり、座屈、変形等が発生し易いという問題がある。

本発明の主たる目的は、樹脂フィルムに形成する垂直プローブの形状をカンチレバー構造に近い表面面積の小さい単純な構造とし、片持ちはりの特に静電容量を小さくする電気的特性を有し、静電容量に関係しない変形梁を参加させることにより、導電梁と変形梁間で平行ばね構造を形成し、並進動作によるオーバドライブを大きく出来る機械的特性が垂直プローブに得られる接触子組立を提供することである。

樹脂フィルムの開口部形成などの製作工数も含めて加工を容易にした複数梁合成型接触子組立を提供するものである。

また、本発明は、ＬＳＩなどの電子デバイスの製造工程において、特に、マルチチップ上に配列される回路端子（パッド）に対しウエハ状態のまま垂直型プローブを接触させ、一括して半導体チップの電気的導通を測定するプロービングテストに使用可能にするとともに、液晶の点灯検査用接触子としても利用可能とした接触子組立を提供するものである。

第１の発明は、銅箔が接着された樹脂フィルムを使用し、前記銅箔（ベリリゥームＣｕ等）をエッチング加工して樹脂フィルム上に垂直プローブを含む導電体から成る導電パターンを形成し、この垂直プローブ付の樹脂フィルムを複数枚積層し半導体チップの電極パッドに前記垂直プローブの先端部を一括接触させて半導体チップの回路検査を行うための接触子組立において、直線又は曲線形状を有し一端が固定端で、他端は垂直プローブと接続するする導通梁（実施の形態１では信号線部、図１（ｄ）の１５（０））と該導通梁と概略平行で１または複数の変形梁（実施の形態１ではアース線部２４、図１（ｄ）の１５（１）、１５（２））とを有し、導通梁と変形梁は垂直プローブ近傍で機械的には強固に固定され電気的には其々の梁は導通または非導通である、片持ち梁の電気的特性と平行ばね構造の機械的特性を有することを特徴とする複数梁合成型接触子組立である。

第２の発明は、銅箔が接着された樹脂フィルムを使用し、前記銅箔をエッチング加工して樹脂フィルム上に垂直プローブを含む導電パターンを形成し、この垂直プローブ付の樹脂フィルムを複数枚積層し半導体チップの電極パッドに前記垂直プローブの先端部を一括接触させて半導体チップの回路検査を行うための接触子組立において、前記垂直プローブと接続する導通梁が平行ばね構造を有する平行ばねのリンク機構を形成し、該平行ばね機構構成に２つ又は２つ以上の変形梁が参加し合成されるとともに、ダミー部が平行ばね機構構成に参加していることを特徴とする複数梁合成型接触子組立である。

第３の発明は、第１の発明において、導電パターンが１つ又は複数のアース線と１つ又は複数の信号線で構成されていることを特徴とする複数梁合成型接触子組立である。

第４の発明は、第１の発明において、平行ばねのリンク構成の位置関係が保持された状態で、平行ばね構成リンクの位置がｚ方向に複数設けられていることを特徴とする複数梁合成型接触子組立である。

第５の発明は、前記複数梁合成型接触子組立において、導電パターンのうち面積の大きいパターンが導通梁及び変形梁の固定端であることを特徴とする請求項１記載の複数梁合成型接触子組立である。

第６の発明は、隣接する信号線がグループに分けて配置されたことを特徴とする請求項１記載の複数梁合成型接触子組立。

第７の発明は、第２の発明において、銅箔をエッチングする際、導電パターン以外の部分も除去せずに残してダミー部を形成し、樹脂フィルムの補強部材としたことを特徴とする複数梁合成型接触子組立である。

第８の発明は、第２の発明において、導電パターンとダミー部との間の樹脂フィルム面に絶縁性接着剤を充填したことを特徴とする複数梁合成型接触子組立である。

第９の発明は、第２の発明において、樹脂フィルムには、銅箔で形成され導電パターンとは電気的に絶縁状態にあるダミー部が形成され、少なくとも導電パターンと導電パターンの間または導電パターンとダミー部の間には、樹脂印刷部（絶縁性接着剤）が形成されていることを特徴とする複数梁合成型接触子組立である。

第１０の発明は、第２の発明において、垂直プローブに隣接してダミー部と樹脂印刷部が設けられ、垂直プローブの座屈を抑制することを特徴とする複数梁合成型接触子組立である。

第１１の発明は、第２の発明において、ダミー部およびアース線部には樹脂フィルムとともに貫通穴が開けられていることを特徴とする複数梁合成型接触子組立である。

第１２の発明は、第１の発明において、２つ又は２つ以上の導電パターンの参加による平行ばね構造を有する平行ばねのリンク機構からなる夫々の平行ばね型接触子は、一端側に前記垂直プローブを有し、他端側は支持部として水平方向に延びるカンチレバー構造であることを特徴とする複数梁合成型接触子組立である。

第１３の発明は、第１の発明において、２つ又は２つ以上の導電パターンが参加する平行ばね構造が、曲げ変形されたリンク機構であることを特徴とする複数梁合成型接触子組立である。

第１４の発明は、第１の発明において、平行ばね構成を有する２つの対向する導電パターン間の樹脂フィルムに開口部が設けられているか、あるいは開口部が設けられていないことを特徴とする複数梁合成型接触子組立である。

第１５の発明は、第１の発明において、平行ばねの支持部近傍の樹脂フィルムに切り欠きを設け、平行ばねの並進運動を可能にすることを特徴とする複数梁合成型接触子組立である。

第１６の発明は、第１の発明において、垂直プローブとの間をリンク機構および導電パターンを介して接続するとともに回路基板の接続パッドと接触する端子部を備えたことを特徴とする複数梁合成型接触子組立である。

第１７の発明は、第１の発明において、端子部は垂直プローブ付樹脂フィルムを積層した時にそれぞれの配置位置が等ピッチでずれる様に配線部が各樹脂フィルムに形成されていることを特徴とする請求項１記載の複数梁合成型接触子組立。

第１８の発明は、第１の発明において、端子部近傍の導電パターンには湾曲部が設けられていることを特徴とする複数梁合成型接触子組立である。

第１９の発明は、第１の発明において、リンク機構および端子部はその近傍に切りこみ部を設け、カンチレバー構造としたことを特徴とする複数梁合成型接触子組立である。

第２０の発明は、第１の発明において、平行ばねは水平方向に対し角度θだけ傾けたリンク構造となっていて、この角度θを変えることにより垂直プローブと被検査ウエハ上にあるパッド間のスクライブ（コスリ）量を可変とすることを特徴とする複数梁合成型接触子組立である。

第２１の発明は、第１の発明において、接触子組立は長さの異なる導電パターンまたは導電配線と該接触子組立の穴に挿入された支持棒とを有し、粗く分布する回路基板の電極と電気的接続を可能とする１列または２列に並んだ垂直プローブを有することを特徴とする複数梁合成型接触子組立である。

第２２の発明は、第１の発明において、接触子組立は長さの異なる導電パターンまたは導電配線を有し、粗く分布する出力端子（垂直プローブ）を備えたことを特徴とする複数梁合成型接触子組立である。

第２３の発明は、第１の発明において、接触子組立は長さの異なるアース部出力端子を有し、粗く分布するアース部出力端子を備えたことを特徴とする複数梁合成型接触子組立である。

第２４の発明は、第１又は第２の発明において、垂直プローブの近傍に位置決めダミー部があり、該位置決めダミー部と樹脂フィルムを貫通する穴を設け、連結ダミー部の一端が垂直プローブと近接していることによって垂直プローブと連結ダミー部と位置決めダミー部が同一平面を成すことを特徴とする複数梁合成型接触子組立である。

第２５の発明は、第１又は第２の発明において、連結ダミー部の面が垂直プローブの面と正確に同一面内で動作し、他の接触子組立に穴及び穴に挿入する支持棒を介して力の伝達が発生し難いことを特徴とする複数梁合成型接触子組立である。

第２６の発明は、第１又は第２の発明において、接触子組立を直交する様に配置したことを特徴とする複数梁合成型接触子組立である。

第２７の発明は、第１又は第２の発明において、電気的に絶縁状態にある１つ又は１つ以上の樹脂材料で平行ばねの固定部を固定することを特徴とする複数梁合成型接触子組立である。

第２８の発明は、第１又は第２の発明において、電気的に絶縁された２つ以上の接触子（以下は複数の接触子と記す）を平行ばね構造に構成し、複数の接触子間と若干の隙間をもって接続する複数のダミー部を有し、若干の隙間部分は絶縁性樹脂剤が充填され、複数の接触子と複数のダミー部によって平行ばね構造を構成することを特徴とする複数梁合成型接触子組立である。

第２９の発明は、第１又は第２の発明において、複数の接触子からなる積層された接触子組立と略同一の接触子組立とをｘ方向に所望の間隔で配列したことを特徴とする複数梁合成型接触子組立である。

第３０の発明は、第１又は第２の発明において、複数の接触子からなる積層された接触子組立を厚さ方向に所望の間隔に積層して複数の線配列パッドに対向することを特徴とする複数梁合成型接触子組立である。

第３１の発明は、第１又は第２の発明において、銅箔が接着された樹脂フィルムを使用し、前記銅箔をエッチング加工して樹脂フィルム上に垂直プローブを含む導電パターンを形成し、この垂直プローブ付の樹脂フィルムを複数枚積層し半導体チップの電極パッドに前記垂直プローブの先端部を一括接触させて半導体チップの回路検査を行うための接触子組立において、前記垂直プローブを含む導電パターンが平行ばね構造を有する平行ばねのリンク機構を形成し、該平行ばね機構構成に２つ又は２つ以上の前記垂直プローブの導電パターンが参加し合成され、前記垂直プローブを含む導電パターンをｘ方向に複数配置したことを特徴とする複数梁合成型接触子組立である。

第３２の発明は、第１又は第２の発明において、導電パターンに湾曲形状を構成してｚ方向の垂直移動距離（オーバドライブ量）を短縮することを特徴とする複数梁合成型接触子組立である。

第３３の発明は、第１又は第２の発明において、樹脂フィルム上に複数の接触子をｚ方向の高さが一定となるように形成したことを特徴とする複数梁合成型接触子組立である。

第３４の発明は、第１又は第２の発明において、半導体チップの隣接する電極パッドに同時に接触し導通する２つ又は２つ以上の接触子を有することを特徴とする複数梁合成型接触子組立である。

第３５の発明は、第１又は第２の発明において、接触子組立を直交して配列し、マルチチップあるいは矩形状千鳥配列の電極パッドに対応することを特徴とする複数梁合成型接触子組立である。

第３６の発明は、第１又は第２の発明において、接触子組立の組立完了状態で、右方向に配線される接触子組立と左方向に配線される接触子組立とを有することを特徴とする複数梁合成型接触子組立である。

信号線と信号線と異なる線（例えばアース線、ダミー線）及び樹脂印刷部等の参加により擬似平行ばねのリンク機構を形成し、垂直プローブは略垂直で大きいオーバドライブが得られる。

本発明によると信号線だけで平行ばねのリンク機構を構成する場合と異なり、信号線のｚ方向のスペースが小さくなるためｚ方向に隣接する信号線間隔を大きくするべく、位相差をもって配置しても全体的接触子組立のｚ方向の背丈が大きくならないため、垂直プローブの座堀が発生しにくく、低静電容量型接触子組立が得られる。

占有面積の大きいアースパターンを形成でき隣接する信号線と対向するように配置して磁気干渉の小さい接触子組立が得られる。

ダミーを垂直プローブの近傍に配置することにより該垂直プローブの座屈や変形を防止できる。また、アース部を設けたことによって静電容量が減少し、磁気シールド機能が備わったことによって高周波用デバイスの検査に適用できる。

本発明の実施の形態は、２つの特徴に大別される。
銅箔が接着された樹脂フィルムを使用し、前記銅箔（ベリリゥームＣｕ等）をエッチング加工して樹脂フィルム上に垂直プローブを含む導電体から成る梁を形成し、この垂直プローブ付の樹脂フィルムを複数枚積層し半導体チップの電極パッドに前記垂直プローブの先端部を一括接触させて半導体チップの回路検査を行うための接触子組立において、直線又は曲線形状を有し一端が固定端で、他端は垂直プローブと接続するする導通梁と該導通梁と概略平行で１または複数の変形梁とを有し、導通梁と変形梁は垂直プローブ近傍で機械的には強固に固定され電気的には其々の梁は導通または非導通であることを特徴とする複数梁合成型接触子組立であり、樹脂フィルムに形成する垂直プローブの形状をカンチレバー構造に近い表面面積の小さい単純な構造とし、片持ちはりの特に静電容量を小さくする電気的特性を有し、静電容量に関係しない変形梁を参加させることにより、導電梁と変形梁間で平行ばね構造を形成し、並進動作によるオーバドライブを大きく出来る機械的特性が垂直プローブに得られる複数梁合成型接触子組立を提供することである。

２つ目は請求項２に記載のように、銅箔が接着された樹脂フィルムを使用し、前記銅箔をエッチング加工して樹脂フィルム上に垂直プローブを含む導電パターンを形成し、この垂直プローブ付の樹脂フィルムを複数枚積層し半導体チップの電極パッドに前記垂直プローブの先端部を一括接触させて半導体チップの回路検査を行うための接触子組立において、前記垂直プローブを含む導電パターンが平行ばね構造を有する平行ばねのリンク機構を形成し、該平行ばね機構構成に２又は２以上の前記垂直プローブの導電パターンが参加し合成されている請求項１記載の接触子組立に加えて、ダミー部が平行ばね機構構成に参加していることを特徴とする接触子組立であって、樹脂フィルム上の導電パターン以外の部分にダミー部を形成したことにより、樹脂フィルムの強度を増すと同時に垂直プローブの座屈による変形を防止することができる。

本発明における平行ばねとは、複数の略同一形状の梁が複数本平行して配置されていて該複数の梁の両端が共通の変形しない支持体に固定されていて、１方の支持体を固定し、他方の支持体を移動したときある一定の範囲内で並進運動するものを指している。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
以下に図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１は本発明に係る平行ばね構造の説明図で、図１（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はそれぞれ垂直プローブの先端部の動きを示す動作説明図である。なお、垂直プローブの先端は半導体チップ等のパッド部に接触するまでは垂直状態を保っている。

図１（ａ）において、長さＬのカンチレバー１１の先端部に取り付けられた垂直プローブ１２は先端部が半導体チップ等のパッド部１３の上面に対し垂直に対向しており、他端は支持部１４に取り付けられて水平状態にある。次いで、検査のためにパッド部１３を上昇させるか支持部１４を下降させると垂直プローブ１２の先端部とパッド部１３の上面が接触し、長さＬのカンチレバー１１は計算上約（１／３）Ｌの位置を中心として回転し、垂直プローブ１２の先端部はパッド部１３の上面に接触しながら距離ｄ０だけ大きく移動する。その結果、垂直プローブ１２の先端部がパッド部１３から外れたり、パッド部１３の上面が削られたり傷を残すことになる。

この弊害を無くすために、図１（ｂ）に示すようにカンチレバー１１の構造を平行ばね１５によるリンク構造とし、リンク１６の一端に垂直プローブ１２を設けている。このリンク構造によれば、垂直プローブ１２に図（ａ）と同じ垂直方向の接触荷重が加わったとしても、リンク構造であるため垂直プローブ１２の先端部の移動量ｄ１はｄ１＜ｄ０となり、ごくわずかに押さえることができる。

図１（ｃ）はカンチレバーを構成する平行ばね１５の形状をあらかじめ変形させておくリンク構造を示すもので、この場合も垂直プローブ１２の先端部の移動量ｄ２はｄ２＜ｄ０となり、ごくわずかに押さえることができる。

図１（ｄ）は平行ばね１５（０）、１５（１）、１５（２）から成る３つのカンチレバー参加型平行ばね型接触子組立の原理説明図である。平行ばね１５（０）、１５（１）、１５（２）の一端が固定端で他端でも３つの梁が機械的に結合されている場合３つのばねに概略同一の力が作用したばあい、３つの梁が同一形状ならば概略垂直の動作（図１（ｂ）と略同様の動作）軌跡を得る。この場合１５（１）と１５（２）の先端は銅箔で一体化されている。垂直プローブ１２と１５（１）と１５（２）の先端とは樹脂印刷部１７で強固に連結されている。図１（ｄ）の具体的実施については実施の形態２の図３、図４で詳述している。

次に、図１で説明した原理を応用した本発明に係る垂直プローブ付樹脂フィルム（以下、複数梁合成型接触子組立型接触子と称する）の第１の実施形態について、図２の平面図を用いて説明する。図２に示すように、樹脂フィルム面に形成されるカンチレバー構造のプローブは厚さ２０μｍのベリリウム銅薄板を使用し、この銅薄板を厚さ５μｍのポリイミド樹脂フィルムに貼り付けたものをエッチング加工して形成する。

この複数梁合成型接触子組立型接触子は、垂直プローブ１２と、この垂直プローブ１２を−端側で保持する平行ばね１５と、平行ばね１５を他端側で支持する支持部１４とで形成され、垂直プローブ１２の先端部のみが樹脂フィルムの外にわずか突出している。平行ばね１５の寸法は、例えば図２のように１本のばね幅ａが２０μｍであり、リンク１６の全体幅ｂが０．４〜１ｍｍとする。この例のように、ばね幅が細い場合には、平行ばね１５の間の樹脂フィルムには開口部を設けないで樹脂フィルム自身に耐変形強度を持たせるようにし、銅箔板のみを加工して平行ばね１５を補強する構造としてもよい。

（実施の形態２）
図３は本発明に係る複数梁合成型接触子組立型接触子の実施の形態２を示す概略側面図である。図３に示すように、１枚の複数梁合成型接触子組立型接触子は銅箔が接着された樹脂フィルム２１を使用し、銅箔をエッチング加工して樹脂フィルム２１上に垂直プローブ２２を含む導電パターン２３を形成した構成を有する。そして、この複数梁合成型接触子組立型接触子を複数枚積層して複数梁合成型接触子組立を構成する。

導電パターンはダミーを除く電気的導通が可能なパターンで導電部２３と信号線部２９からなる。導電部２３に変形梁２３（２４）が信号線部２９に導通梁２９（２５）がある。変形梁２３（２４）は本実施の形態２においてはアース２８ａに共通した電気接続としたが、独立した電気配線パターンに接続することも可能でありその方法は容易に推定可能範囲であると考え省略する。信号線部２９は信号線端子部２７、導通梁２５、垂直プローブ２２から成る。

導電部２３はアース線部２４と導通梁２５に２分されて配線形成されている。アース線部２４は外部の導電部（回路基板等）に電荷を逃がすためのアース線端子部２６を備え、導通梁２５は一端に半導体チップの電極パッドと接触するための垂直プローブ２２が形成され、他端側には回路基板等と接触するための信号線端子部２７が形成され、垂直プローブ２２と信号線端子部２７との間は導通梁２５の配線で接続された構成となっている。また、アース線部２４もアース２８ａ、２８ｂ、２８ｃが形成され、それぞれがアース線部２４の配線で接続されている。

垂直プローブ２２はその先端部が樹脂フィルム２１の上端面から垂直に突出しており、アース線端子部２６および信号線端子部２７は、それぞれの先端部がｚ方向に高さを揃えて樹脂フィルム２１の下端面から垂直に突出して形成されている。ここでアース線部２４および導通梁２５に着目すると、それぞれの配線が実施の形態１で示したような細幅の梁からなる平行ばね構造を備えている点にある。ここではアース配線として２本が平行ばねのリンク機構を形成し、信号配線として１本が平行配置されているが、平行梁の本数や配置は任意に選択可能である。言い替えれば、平行ばねの梁構成の位置関係が保持された状態で、平行ばね構成梁の位置がｚ方向に複数設けられることを可能としている。これにより平行ばねを構成する信号配線の断面を小さくすることができ、静電容量の小さい複数梁合成型接触子組立型接触子を構成することができる。

さらに本実施の形態における複数梁合成型接触子組立は、垂直プローブ２２および平行ばね配線部であるアース線部２４および導通梁２５を含む支持部３０と、アース線端子部２６および信号線端子部２７を含む固定部３１との２つに機能的に分かれる。すなわち、支持部３０は半導体チップの回路検査時に垂直プローブ２２に加わる垂直方向の加圧力を吸収するために平行ばねの変形を利用して固定部３１に対し上下方向（矢印）の並進運動（シフト）を可能にしている。

このシフトが容易に行えるように、支持部３０と固定部３１との境界部付近の樹脂フィルム２１の上辺部に切り欠き３２を入れ、同じく樹脂フィルム２１の下辺部に切り込み３３を入れてこの部分の樹脂フィルム幅を狭くしている。また、切り込み３３を入れたことによって平行ばねの配置角度を水平方向に対し角度θだけ傾けることができる。そして、樹脂フィルム２１の狭幅部分を支点にして垂直プローブ２２のｚ方向シフトを容易にするとともに、垂直プローブ２２に対する座屈の発生を抑止している。そして、導電部２３が平行ばね構造を備えていることから垂直プローブ２２のｘ方向の動きも抑制され、半導体チップパッドに対するコスリ現象も防ぐことができる。

（実施の形態３）
図４は本発明に係る複数梁合成型接触子組立型接触子の実施の形態３を示す側面図である。なお、本実施の形態は、実施の形態２で説明したのと基本的には同じ構成であるので異なる部分について説明する。また、同じ部分は同じ符号を使用する。

実施の形態３に係る特徴は、樹脂フィルム２１上にアース線部２４、導通梁２５のほかにダミー部４１ａ、４１ｂ、４１ｃを形成したことである。アース線部２４、導通梁２５が導電に関与する部分であるのに対し、ダミー部４１は導電には関与しない部分である。ダミー部４１ａ、４１ｂ、４１ｃは銅箔をエッチング加工する際に導電部２３と同時に形成するが、導電部２３からは電気的に孤立したアイランドとして形成される。

ダミー部４１の形成位置は、アース線部２４と導通梁２５の妨げにならない位置を選んで形成する。図４に示すダミー部４１ａ、４１ｂ、４１ｃがその位置に相当する。このダミー部は厚さも導電パターンと同じであり、樹脂フィルムの厚さよりも４倍程度厚いことから、複数梁合成型接触子組立型接触子としてより大きな剛性を持たせることができる。

さらに本実施の形態では、近接して配置されたアース線部と導通梁、アース線部とダミー部、導通梁とダミー部の間の隙間に絶縁樹脂を充填したことを特徴としている。絶縁樹脂は、ポリイミド樹脂などからなる絶縁性接着剤を使用し、パターン印刷法によりこの隙間に形成する。図４に絶縁樹脂４２ａ、４２ｂ、４２ｃ、４２ｄの形成位置を示している。すなわち、導通梁の垂直部分の両側に４２ａ、４２ｂを配置し、導通梁の水平部分の両側に４２ｃ、４２ｄを配置している。

特に、導通梁の垂直部分はｚ方向に長いため、垂直プローブ２２の断面が小さい時には座屈を発生し易いという問題がある。本実施の形態のように導通梁の両側に絶縁樹脂４２ａ、４２ｂを形成し、さらにその外側にアース２８ｂとダミー部４１ｂを形成したことによって、絶縁部材が垂直プローブの近傍に存在しかつ強度補強の役割を持たせることができるので垂直プローブの座屈の発生を防ぐことができる。

また、本実施の形態は、垂直プローブ２２の近傍にダミー部４１ａ（位置決めダミー部）があり、このダミー部４１ａと樹脂フィルム２１を貫通する穴４３ａを設け、ダミー部４１ｂ（連結ダミー部）の一端が垂直プローブ２２と近接していることによって垂直プローブと連結ダミー部と位置決めダミー部が同一平面をなすことを容易にしている。穴４３ａは支持棒（接触子組立を構成するときに使用する棒材で絶縁材で構成される）を通すためのものである。これにより、連結ダミー部の面が垂直プローブの面と正確に同一面内で動作し、他の接触子組立に穴および支持棒を介して力の伝達が発生し難い構造となっている。

この接触子組立を構成するときに使用する穴４３ｂ、４３ｃはアース部２８ａにも設けられており、これらの穴４３ａ、４３ｂ、４３ｃに積層棒（支持棒）を圧入挿入し適当な間隔で接触子を積層することができる。これにより、複数の接触子を所望の間隔に積層した接触子組立を得ることができる。

また、本実施の形態では、平行ばね構造を有する２つの対向する導電部２３（アース線部２４および導通梁２５）近傍の樹脂フィルム２１に開口部４４を設けている。この開口部４４を設けたことにより接触子における平行ばねの機能をより生かすことができる。すなわち、垂直プローブの並進運動が容易となる。

また、本実施の形態は、アース線端子部２６および信号配線端子部２７の近傍の導電部に湾曲部４５が設けられている。これにより、アース線端子部２６および信号配線端子部２７が回路基板の電極パッドと接触する際の接触圧力による歪を吸収することができる。

（実施の形態４）
次に、図５を使用し本発明の複数梁合成型接触子組立の組立構造について説明する。図５は図４で示した複数梁合成型接触子組立を複数枚積層した組立を示す斜視図である。図では同一形状の複数梁合成型接触子組立を例えば１０枚（▲１▼〜▲１０▼）、ピッチＰの等間隔で配置している。そして、それぞれ同位置に開けられた穴４３ａ、４３ｂ、４３ｃに支持棒４６ａ、４６ｂ、４６ｃを圧入することによって、所望のピッチの位置で固定することができる。これにより１０個の垂直プローブがｘ方向に一括固定され、同時にｚ方向の並進運動を可能にしている。また、支持棒を通したことによって垂直プローブのｚ方向の高さを一定にして固定することができる。

ここで支持棒４６ｂ、４６ｃは接触子の固定部３１に挿入されており、回路基板のパッドに接触子が接触した後はｚ方向に動かすことはない。しかし、支持棒４６ａは垂直プローブ２２の支持部３０に挿入されており、垂直プローブ２２とウエハのチップパッドとの接触圧力によって垂直プローブ２２がｚ方向に変位するのに追従してｚ方向に動ける構造になっている。

このように、本実施の形態によれば、隣接信号線が同一の位置にないため、静電容量の小さい接触子の組立が可能となり、高周波対応の接触子組立が構成できる。また、奇数グループおよび偶数グループのように配置順番を工夫することにより、隣接する信号線が複数ピッチ離れる構成となり、磁気シールド効果と静電容量値を小さくする効果を有する。
また、信号線の出力端子部が粗く分布することで、端子間で信号の授受を簡易化することができる。

（実施の形態６）
次に本発明の実施の形態６について説明する。上記実施の形態では、接触子組立を同一方向に並列させた構成について説明してきたが、本実施の形態は接触子組立を直交して配列するようにしたものである（図示せず）。直交配列することにより、半導体ウエハ上に形成されたマルチチップの検査に対して一括して適用できる。また、矩形状千鳥配列の電極パッドにも対応することができる。

また、接触子組立を直交して配列する場合には、電極パッドの配列に応じて配線方向を逆向きしてもよい。すなわち、図３、図４では垂直プローブを右上に配置し導電端子部を左下に配置しているが、必要に応じてこの配線方向を左上から右下になるように変更してもよい。

本発明の複数梁合成型接触子組立型接触子組立は、半導体デバイスの狭ピッチ化に対応した回路検査装置（プローバ）に適用できるものであり、例えば、直径３００ｍｍで半導体チップが数十から数百個形成されたウエハの一括検査にも充分追従できる機能を備えている。

図１は本発明に係る平行ばね構造を示す説明図で、図（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はそれぞれ垂直プローブの先端部の動きを示す動作説明図である。 本発明の実施の形態１を説明する垂直プローブの拡大図である。 本発明の実施の形態２を示す複数梁合成型接触子組立型接触子の概略側面図である。 本発明の実施の形態３を示す複数梁合成型接触子組立型接触子の側面図である。 本発明の実施の形態４を示す複数梁合成型接触子組立型接触子の組立構造の斜視図である。 本発明の実施の形態５を示す複数梁合成型接触子組立型接触子の組立構造の分解図である。 図６の複数梁合成型接触子組立型接触子の配置を示す説明図である。

符号の説明

１１ カンチレバー
１２ 垂直プローブ
１３ パッド部
１４ 支持部
１５ 平行ばね
１５（０） 平行ばね
１５（１） 平行ばね
１５（２） 平行ばね
２１ 樹脂フィルム
２２ 垂直プローブ
２３ 導電部
２４ アース線部
２５ 導通梁
２６ アース線端子部
２７ 信号線端子部
２８ａ、２８ｂ、２８ｃ アース
３０ 支持部
３１ 固定部
３２ 切り欠き
３３ 切り込み
４１ａ、４１ｂ、４１ｃ ダミー部
４２ａ、４２ｂ、４２ｃ、４２ｄ 絶縁樹脂
４３ａ、４３ｂ、４３ｃ 穴
４４ 開口部
４５ 湾曲部
４６ａ、４６ｂ、４６ｃ 支持棒

Claims (36)

1. 銅箔が接着された樹脂フィルムを使用し、前記銅箔（ベリリゥームＣｕ等）をエッチング加工して樹脂フィルム上に垂直プローブを含む導電体から成る導電パターンを形成し、この垂直プローブ付の樹脂フィルムを複数枚積層し半導体チップの電極パッドに前記垂直プローブの先端部を一括接触させて半導体チップの回路検査を行うための接触子組立において、直線又は曲線形状を有し一端が固定端で、他端は垂直プローブと接続するする導通梁（実施の形態１では信号線部、図１（ｄ）の１５（０））と該導通梁と概略平行で１または複数の変形梁（実施の形態１ではアース線部２４、図１（ｄ）の１５（１）、１５（２））とを有し、導通梁と変形梁は垂直プローブ近傍で機械的には強固に固定され電気的には其々の梁は導通または非導通である、片持ち梁の電気的特性と平行ばね構造の機械的特性を有することを特徴とする複数梁合成型接触子組立。
2. 銅箔が接着された樹脂フィルムを使用し、前記銅箔をエッチング加工して樹脂フィルム上に垂直プローブを含む導電パターンを形成し、この垂直プローブ付の樹脂フィルムを複数枚積層し半導体チップの電極パッドに前記垂直プローブの先端部を一括接触させて半導体チップの回路検査を行うための接触子組立において、前記垂直プローブと接続する導通梁が平行ばね構造を有する平行ばねのリンク機構を形成し、該平行ばね機構構成に２つ又は２つ以上の変形梁が参加し合成されるとともに、ダミー部が平行ばね機構構成に参加していることを特徴とする複数梁合成型接触子組立。
3. 前記導電パターンは、１つ又は複数のアース線と１つ又は複数の信号線で構成されていることを特徴とする請求項１記載の複数梁合成型接触子組立。
4. 前記平行ばねのリンク構成の位置関係が保持された状態で、平行ばね構成リンクの位置がｚ方向に複数設けられていることを特徴とする請求項１記載の複数梁合成型接触子組立。
5. 前記複数梁合成型接触子組立において、導電パターンのうち面積の大きいパターンが導通梁及び変形梁の固定端であることを特徴とする請求項１記載の複数梁合成型接触子組立。
6. 隣接する信号線がグループに分けて配置されたことを特徴とする請求項１記載の複数梁合成型接触子組立。
7. 前記銅箔をエッチングする際、導電パターン以外の部分も除去せずに残してダミー部を形成し、樹脂フィルムの補強部材としたことを特徴とする請求項２記載の複数梁合成型接触子組立。
8. 前記導電パターンとダミー部との間の樹脂フィルム面に絶縁性接着剤を充填したことを特徴とする請求項２記載の複数梁合成型接触子組立。
9. 前記樹脂フィルムには、銅箔で形成され導電パターンとは電気的に絶縁状態にあるダミー部が形成され、少なくとも導電パターンと導電パターンの間または導電パターンとダミー部の間には、樹脂印刷部（絶縁性接着剤）が形成されていることを特徴とする請求項２記載の複数梁合成型接触子組立。
10. 前記垂直プローブに隣接してダミー部と樹脂印刷部が設けられ、垂直プローブの座屈を抑制することを特徴とする請求項２記載の複数梁合成型接触子組立。
11. 前記ダミー部およびアース線部には樹脂フィルムとともに貫通穴が開けられていることを特徴とする請求項２記載の複数梁合成型接触子組立。
12. 前記２つ又は２つ以上の導電パターンの参加による平行ばね構造を有する平行ばねのリンク機構からなる夫々の平行ばね型接触子は、一端側に前記垂直プローブを有し、他端側は支持部として水平方向に延びるカンチレバー構造であることを特徴とする請求項１記載の複数梁合成型接触子組立。
13. 前記２つ又は２つ以上の導電パターンが参加する平行ばね構造が、曲げ変形されたリンク機構であることを特徴とする請求項１記載の複数梁合成型接触子組立。
14. 前記平行ばね構成を有する２つの対向する導電パターン間の樹脂フィルムに開口部が設けられていることを特徴とする請求項１記載の複数梁合成型接触子組立。
15. 前記平行ばねの支持部近傍の樹脂フィルムに切り欠きを設け、平行ばねの並進運動を可能にすることを特徴とする請求項１記載の接触子組立。
16. 前記垂直プローブとの間をリンク機構および導電パターンを介して接続するとともに回路基板の接続パッドと接触する端子部を備えたことを特徴とする請求項１記載の複数梁合成型接触子組立。
17. 前記端子部は垂直プローブ付樹脂フィルムを積層した時にそれぞれの配置位置が等ピッチでずれる様に配線部が各樹脂フィルムに形成されていることを特徴とする請求項１記載の複数梁合成型接触子組立。
18. 前記端子部近傍の導電パターンには湾曲部が設けられていることを特徴とする請求項１記載の複数梁合成型接触子組立。
19. 前記リンク機構および端子部はその近傍に切りこみ部を設け、カンチレバー構造としたことを特徴とする請求項１記載の複数梁合成型接触子組立。
20. 前記複数梁合成型接触子組立は水平方向に対し角度θだけ傾けたリンク構造となっていて、この角度θを変えることにより垂直プローブと被検査ウエハ上にあるパッド間のスクライブ（コスリ）量を可変とすることを特徴とする請求項１記載の複数梁合成型接触子組立。
21. 前記接触子組立は長さの異なる導電パターンまたは導電配線と該接触子組立の穴に挿入された支持棒とを有し、粗く分布する回路基板の電極と電気的接続を可能とする１列または２列に並んだ垂直プローブを有することを特徴とする請求項１に記載の複数梁合成型接触子組立。
22. 前記接触子組立は長さの異なる導電パターンまたは導電配線を有し、粗く分布する出力端子（垂直プローブ）を備えたことを特徴とする請求項１に記載の複数梁合成型接触子組立。
23. 前記接触子組立は長さの異なるアース部出力端子を有し、粗く分布するアース部出力端子を備えたことを特徴とする請求項１に記載の複数梁合成型接触子組立。
24. 前記垂直プローブの近傍に位置決めダミー部があり、該位置決めダミー部と樹脂フィルムを貫通する穴を設け、連結ダミー部の一端が垂直プローブと近接していることによって垂直プローブと連結ダミー部と位置決めダミー部が同一平面を成すことを特徴とする請求項１または６に記載の複数梁合成型接触子組立。
25. 前記連結ダミー部の面が垂直プローブの面と正確に同一面内で動作し、他の接触子組立に穴及び穴に挿入する支持棒を介して力の伝達が発生し難いことを特徴とする請求項１または６に記載の複数梁合成型接触子組立。
26. 前記接触子組立を直交する様に配置したことを特徴とする請求項１または６に記載の複数梁合成型接触子組立。
27. 電気的に絶縁状態にある１つ又は１つ以上の樹脂材料で平行ばねの固定部を固定することを特徴とする請求項１または６に記載の複数梁合成型接触子組立。
28. 電気的に絶縁された２つ以上の接触子（以下は複数の接触子と記す）を平行ばね構造に構成し、複数の接触子間と若干の隙間をもって接続する複数のダミー部を有し、若干の隙間部分は絶縁性樹脂剤が充填され、複数の接触子と複数のダミー部によって平行ばね構造を構成することを特徴とする請求項１または６に記載の複数梁合成型接触子組立。
29. 前記複数の接触子からなる積層された接触子組立と略同一の接触子組立とをｘ方向に所望の間隔で配列したことを特徴とする請求項１または６に記載の複数梁合成型接触子組立。
30. 前記複数の接触子からなる積層された接触子組立を厚さ方向に所望の間隔に積層して複数の配列パッドに対向することを特徴とする請求項１または６に記載の複数梁合成型接触子組立。
31. 前記銅箔が接着された樹脂フィルムを使用し、前記銅箔をエッチング加工して樹脂フィルム上に垂直プローブを含む導電パターンを形成し、この垂直プローブ付の樹脂フィルムを複数枚積層し半導体チップの電極パッドに前記垂直プローブの先端部を一括接触させて半導体チップの回路検査を行うための接触子組立において、前記垂直プローブを含む導電パターンが平行ばね構造を有する平行ばねのリンク機構を形成し、該平行ばね機構構成に２つ又は２つ以上の前記垂直プローブの導電パターンが参加し合成され、前記垂直プローブを含む導電パターンをｘ方向に複数配置したことを特徴とする請求項１または６に記載の複数梁合成型接触子組立。
32. 前記導電パターンに湾曲形状を構成してｚ方向の垂直移動距離（オーバドライブ量）を短縮することを特徴とする請求項１または６に記載の複数梁合成型接触子組立。
33. 前記樹脂フィルム上に複数の端子部をｚ方向の高さが一定となるように形成したことを特徴とする請求項１または６に記載の複数梁合成型接触子組立。
34. 前記半導体チップの隣接する電極パッドに同時に接触し導通する２つ又は２つ以上の接触子を有することを特徴とする請求項１または６に記載の複数梁合成型接触子組立。
35. 前記接触子組立を直交して配列し、マルチチップあるいは矩形状千鳥配列の電極パッドに対応することを特徴とする請求項１または６に記載の複数梁合成型接触子組立。
36. 前記接触子組立の組立完了状態で、右方向に配線される接触子組立と左方向に配線される接触子組立とを有することを特徴とする請求項１または６に記載の複数梁合成型接触子組立。

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