JP2008261744A - 垂直型プローブカード - Google Patents

Abstract

【課題】 従来のガイド板を改良し、より低コストで必要な機能を満たしたガイド板を用いた垂直型プローブカードを提供することを目的とする。
【解決手段】垂直プローブ、カード基板、上記垂直プローブを保持するガイド手段を備える垂直型プローブカードにおいて、上記ガイド手段は所定の間隔で平行に配置された第１のガイド板と第２のガイド板とからなり、上記カード基板と上記第１のガイド板はガラスエポキシ系基板であり、上記第２のガイド板には上記垂直プローブが挿入されるガイド穴が設けられている。
【選択図】図１

Description

本発明は、垂直型プローブカードに関し、特に垂直プローブをガイドするガイド板の改良に関する。

プローブカードによる半導体ウエハの測定の際に、プローブカードに設けられたプローブの先端を半導体ウエハに設けられた電極に接触させて測定を行うが、この時にプローブ先端の位置・高さが重要となる。

その為に、図６に示すように垂直型プローブカード４１は、ガラスエポキシ系基板である基板４２とセラミック基板である２枚以上のガイド板４３，４４から構成されている。

ガラスエポキシ系基板である上記基板４２は、信号パターンなどの回路を構成し、デバイス上のボンディングパッドにコンタクトした垂直プローブと計測器との相互の電気経路としての役割を持っている。

一方、セラミック基板である２枚以上のガイド板４３，４４は、垂直プローブ４５を保持し、垂直プローブ先端の位置および高さを保持する役割を持っている。

このようなガイド板４３，４４は、垂直プローブ４５の先端が半導体デバイスの電極パッドからはみ出さないように保持することが求められている。そのために、ガイド板４３，４４には高精度の構造が必要であり、機械的加工精度の高いセラミックを用いて数μｍあるいは１μｍ以下の精度を実現してきた。

しかし、このようなセラミックのガイド板は、加工精度に比例して部材の価格が高騰するという問題があった。さらに、ガイド板は、ガラスエポキシ系基板に比べて非常に高価であるにもかかわらず、プローブを支持する機械的な役割しか持たないので、他の基板と比べるとコストパフォーマンスが悪いと言う問題点があった。

また、セラミックよりも安価なガラスエポキシ系基板は、プローブのピッチが６００μｍ以上の場合にしか対応できないとされており、さらに、プローブを通す微細な貫通孔を形成するのが難しいという問題があり、ガイド板としては用いることができなかった。

そのために、従来のガイド板を改良した、より低コストで必要な機能を満たしたガイド板を用いた垂直型プローブカードを提供することを目的としている。

本発明の垂直型プローブカードは、垂直プローブ、カード基板、上記垂直プローブを保持するガイド手段を備え、上記ガイド手段は所定の間隔で平行に配置された第１のガイド板と第２のガイド板とからなり、上記カード基板と上記第１のガイド板はガラスエポキシ系基板であり、上記第２のガイド板には上記垂直プローブが挿入されるガイド穴が設けられていることを特徴とする。

さらに、上記第２のガイド板がガラスエポキシ系基板であることが好ましい。

そして、上記ガイド穴にスルーホールメッキが施されていることが好ましい。

本発明の垂直型プローブカードは、垂直プローブ、カード基板、上記垂直プローブを保持するガイド手段を備え、上記ガイド手段は所定の間隔で平行に配置された第１のガイド板と第２のガイド板とからなり、上記カード基板と上記第１のガイド板はガラスエポキシ系基板であり、上記第２のガイド板には上記垂直プローブが挿入されるガイド穴が設けられていることを特徴とすることにより、ガイド板のコストが低くなり垂直型プローブカード全体の低コスト化が可能となり、さらにガイド板がプローブを保持する役割と、電気経路としての役割の２つの機能を有することにより、プローブカードにおける電気回路の拡張性が広がり、電気特性の向上を図ることが可能となる。

さらに、上記第２のガイド板がガラスエポキシ系基板であることにより、プローブカード全体のさらなる低コスト化が可能となる。

そして、上記ガイド穴にスルーホールメッキが施されていることにより、ガラスエポキシ系基板に設けるガイド穴の加工精度を高めることが可能となる。

本発明を実施するための最良の形態

以下に図を用いて本発明の垂直型プローブカードについて詳しく説明する。

図１は本発明の垂直型プローブカード１の第１の実施形態を示す概略断面図である。

図１に示すように、本発明の垂直型プローブカード１は、垂直プローブ７、カード基板２、上記垂直プローブ７を保持するガイド手段３を備える。

上記ガイド手段３は、第１のガイド板４と第２のガイド板５とから構成され、上記第１のガイド板４と上記第２のガイド板５にはガイド穴８，９がそれぞれ設けられ、上記ガイド穴８，９に垂直プローブ７が挿入され、上記ガイド手段３によって保持されている。本実施形態では上記垂直プローブ７として垂直接触型プローブを用いている。

上記カード基板２と上記第１のガイド板４は、ガラスエポキシ系基板を用いており、それぞれ電気経路としての機能を有している。図１に示すように上記垂直プローブ７はカード基板２および第１のガイド板４に設けられた配線１１によって上記垂直型プローブカード１と接続されている計測器（図示せず）と電気的に接続されている。

そして、上記第２のガイド板５は、従来と同様のセラミック基板を用いており、上記垂直プローブ７を保持する機能を有し、上記垂直プローブ７の先端の位置および高さを保持している。上記第1のガイド板４と第２のガイド板５はスペーサー１０により所定の間隔で固定されている。

また、上記第１のガイド板４に設けられた上記ガイド穴８には、スルーホールメッキが施されている。これは、ガラスエポキシ系基板に設けられた貫通孔であるガイド穴８の加工精度によっては所定の寸法に微調整が必要となるためにこのようにスルーホールメッキを用いている。

このように、本発明の垂直型プローブカード１では、第１のガイド板４にガラスエポキシ系基板を用いることにより、多層回路配線を施した回路基板として使用可能となっている。したがって、従来カード基板２だけで電源系と信号系の回路配線を担っていたのが、カード基板２には信号系の回路配線、第１のガイド板４には電源系の回路配線をそれぞれ分担することが可能となっている。

これにより、従来のカード基板において高密度となっていた配線密度を低下させることがでるようになり配線設計の自由度が高くなり、また配線幅を大きくして低抵抗が可能となる、あるいは配線ピッチを広げて相互干渉を防ぐことができるといった大きな効果をもたらしている。

さらに、上記カード基板２とガイド手段３の接続に中継コネクタを用いることによってプローブユニットの着脱化も可能となる。中継コネクタは電気的接続が可能な構造であればよいがその一例としては、上記カード基板２とガイド手段３のどちらか一方にスルーホールを設け、他方には弾力性を有しスルーホール内で弾性的に接触可能なピンを設けたもの等を用いることができる。

このような中継コネクタを用いることにより、カード基板２の汎用化、あるいはカード基板２の製作と垂直プローブ７およびガイド手段３を含めたプローブユニットの製作を平行して進めることが可能となる。

次に、第２の実施形態について、図２を用いて説明を行う。図２に示すのが第２の実施形態の垂直型プローブカード１の概略断面図である。

第２の実施形態の垂直型プローブカード１は、カード基板２、ガイド手段３’および垂直プローブ７から構成され、ガイド手段３’は、第１のガイド板４および第２のガイド板５’からなる。

そして、カード基板２、第１のガイド板４および第２のガイド板５’に、ガラスエポキシ系基板を用いる。その他の構造は第１の実施形態と同様である。つまり、第２の実施形態の垂直型プローブカード１は、第１の実施形態の垂直型プローブカード１の第２のガイド板５にセラミック基板ではなく、ガラスエポキシ系基板を用いたものとなっている。

このように、第２の実施形態では、さらに、セラミック基板からガラスエポキシ系基板の使用が進み、さらなるプローブカード全体の低コスト化を図ることが可能となる。

第３の実施形態の垂直型プローブカード２１について図３を用いて説明する。図３に示すのが垂直型プローブカード２１の概略断面図である。

図３に示すように、本実施形態の垂直型プローブカード２１は、カード基板２２とカード基板２２に固定されたガイド手段２３、そしてガイド手段２３により保持される垂直プローブ２７から構成される。

上記ガイド手段２３は、第１のガイド板２４と第２のガイド板２５とから構成され、第１のガイド板２４と第２のガイド板２５はスペーサー２６により所定の間を設けて互いに固定されている。

そして、上記第１のガイド板２４と上記第２のガイド板２５にはガイド穴２８，２９がそれぞれ設けられ、上記ガイド穴２８，２９に垂直プローブ２７が挿入されて、ガイド手段２３に保持されている。本実施形態では垂直プローブ２７として垂直スプリング型プローブを用いている。

上記カード基板２２と上記第１のガイド板２４に、ガラスエポキシ系基板を使用し、上記第１のガイド板２４のガイド穴２８にスルーホールメッキを行っている。そして、上記カード基板２２と上記第１のガイド板２４それぞれが電気経路としての機能を有している。一方、上記第２のガイド板２５と上記スペーサー２６は従来と同じセラミック基板を用いている。

図３に示すように垂直プローブ２７はカード基板２２および第１のガイド板２４に設けられた配線３０によって垂直プローブカード２１と接続されている計測器（図示せず）と電気的に接続されている。

本実施形態のように垂直スプリング型プローブを用いた垂直型プローブカードでも、ガイド板にガラスエポキシ系基板を用いることにより、プローブカード全体の低コスト化、および電気回路の拡張性の向上が可能となる。

次に、第４の実施形態の垂直型プローブカード２１について図４を用いて説明をおこなう。図４に示すのが、第４の実施形態の垂直型プローブカード２１の概略断面図である。

第４の実施形態の垂直型プローブカード２１では、カード基板２２、第１のガイド板２４、および第１のガイド板２４と第２のガイド板２５を固定するスペーサー２６’に、ガラスエポキシ系基板を用いる。その他の構造は第３の実施形態と同様である。

このように、スペーサー２６にもガラスエポキシ系基板を用いることにより、さらなる垂直型プローブカードの低コスト化が可能となる。

さらに、第５の実施形態の垂直型プローブカード２１について図５を用いて説明をおこなう。図５に示すのが、第５の実施形態の垂直型プローブカード２１の概略断面図である。

第５の実施形態の垂直型プローブカード２１は、カード基板２２、ガイド手段２３’および垂直プローブ２７から構成され、ガイド手段２３’は第１のガイド板２４および第２のガイド板２５’からなる。

上記カード基板２２、第１のガイド板２４、第２のガイド板２５’、およびスペーサー２６’に、ガラスエポキシ系基板を用いる。その他の構造は第３，４の実施形態と同様とする。

このように、本実施形態の垂直型プローブカード２１では、カード基板２２、第１のガイド板２４、第２のガイド板２５’、およびスペーサー２６’に、ガラスエポキシ系基板を用いることにより、さらなる垂直型プローブカードの低コスト化が可能となる。

本発明では、従来高価なセラミック系基板を用いていたガイド板に、安価なガラスエポキシ系基板を用い、ガイド板の構造を改良することで、従来の問題点を解決し、安価で高性能の垂直型プローブカードを実現している。

従来ガイド板としては保持する垂直プローブの先端が電極パッドからはみ出さないように高精度な構造が求められており、その加工精度の問題でガイド板としては、安価なエポキシ系基板ではなくセラミック系基板を用いていた。

しかし、電極パッドからはみ出さない程度の精度を有すればよいとの考えを基に、技術的確認を行い、電極パッドが２００μｍ程度のデバイスの場合には、垂直プローブの先端径が１４０μｍ程度では、熱膨張による変異を含めて考えたとしても、ガラスエポキシ系基板を用いることができることを確認した。

このような発想の転換と、加工技術の進歩により、ガラスエポキシ系基板の使用が可能となり、本発明の実現に至っている。

本発明の第１の実施形態の垂直型プローブカードの概略断面図。 本発明の第２の実施形態の垂直型プローブカードの概略断面図。 本発明の第３の実施形態の垂直型プローブカードの概略断面図。 本発明の第４の実施形態の垂直型プローブカードの概略断面図。 本発明の第５の実施形態の垂直型プローブカードの概略断面図。 従来の垂直型プローブカードの概略断面図。

符号の説明

１ 垂直型プローブカード
２ カード基板
３ ガイド手段
３’ ガイド手段
４ 第１のガイド板
５ 第２のガイド板
５’ 第２のガイド板
６ ガイド穴
７ 垂直プローブ
８ ガイド穴
９ ガイド穴
１０ スペーサー
１１ 配線
２１ プローブカード
２２ カード基板
２３ ガイド手段
２３’ ガイド手段
２４ 第１のガイド板
２５ 第２のガイド板
２５’ 第２のガイド板
２６ スペーサー
２６’ スペーサー
２７ 垂直プローブ
２８ ガイド穴
２９ ガイド穴
３０ 配線
４１ 垂直型プローブカード
４２ カード基板
４３ ガイド板
４４ ガイド板
４５ 垂直プローブ

Claims (3)

1. 垂直プローブ、カード基板、上記垂直プローブを保持するガイド手段を備える垂直型プローブカードであって、上記ガイド手段は所定の間隔で平行に配置された第１のガイド板と第２のガイド板とからなり、上記カード基板と上記第１のガイド板はガラスエポキシ系基板であり、上記第２のガイド板には上記垂直プローブが挿入されるガイド穴が設けられていることを特徴とする垂直型プローブカード。
2. 上記第２のガイド板がガラスエポキシ系基板であることを特徴とする請求項１に記載の垂直型プローブカード。
3. 上記ガイド穴にスルーホールメッキが施されていることを特徴とする請求項１または２に記載の垂直型プローブカード。

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