JP2009103466A - コンタクトプローブ - Google Patents

Abstract

【課題】カンチレバーと検査対象物との接触荷重が過大となることを防止可能なコンタクトプローブを提供すること。
【解決手段】カンチレバー１２を支持する支持部材１４と、検査対象物に対して接近離間する方向に支持部材１４を駆動する駆動部材１６との間に、検査対象物に接近離間する方向への相対移動を可能とする弾性変形部１８を設け、この弾性変形部１８によって、支持部材１４の相対移動を許容させる。これにより、カンチレバー１２と検査対象物との接触荷重が過大になることを防止する。
【選択図】図１

Description

本発明は、検査対象物に接触して通電可能とされるカンチレバー型のコンタクトプローブに関する。

従来、パワー半導体等の電子部品の検査を行う装置として、梁状のカンチレバーを備え、カンチレバーの先端部を半導体チップ（検査対象物）に接触させて通電することによって、半導体チップの電気特性を測定する装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。このような装置では、カンチレバーを上下動させることで、カンチレバーの先端部を半導体チップに接触させて、半導体チップの電極上の酸化皮膜を除去し、カンチレバーと半導体チップの電極とを接触させている。
特開２００６−２８４３６２号公報

しかしながら、従来のカンチレバーを有するコンタクトプローブでは、カンチレバーの上下方向の移動量のばらつきによって、カンチレバーの先端部と半導体チップとの接触荷重が過大になりやすいという問題がある。

また、測定の際にカンチレバーと半導体チップとを、高精度に位置決めする必要があるため、位置決めが煩雑であり、コストが高くなるという問題がある。

本発明は、このような課題を解決するために成されたものであり、カンチレバーと検査対象物との接触荷重が過大となることを防止可能なコンタクトプローブを提供することを目的とする。

本発明によるコンタクトプローブは、検査対象物に接触して通電可能とされるカンチレバーを備えたコンタクトプローブであって、カンチレバーを支持する支持部材と検査対象物に対して接近離間する方向に支持部材を駆動する駆動部材と、支持部材と駆動部材との間に配置され、支持部材の前記接近離間する方向へ相対移動を可能とする弾性変形部とを備えることを特徴としている。

このように構成されたコンタクトプローブによれば、カンチレバーを支持する支持部材と、検査対象物に対して接近離間する方向に支持部材を駆動する駆動部材との間に、検査対象物に接近離間する方向への相対移動を可能とする弾性変形部を備えているため、この弾性変形部によって、支持部材の相対移動を許容することができ、カンチレバーと検査対象物との接触荷重が過大になることが防止される。これにより、カンチレバーと検査対象物との高精度な位置決めが不要となる。また、弾性変形部として、カンチレバーのばね定数より小さいばね定数を有するスプリングが挙げられる。

このように本発明によるコンタクトプローブによれば、カンチレバーを支持する支持部材の相対移動が許容され、カンチレバーと検査対象物との接触荷重が過大になることが防止されるため、高精度な位置決めを不要とすることができ、装置の低コスト化を図ることができる。

以下、本発明によるコンタクトプローブの好適な実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の実施形態に係るコンタクトプローブを示す側面図、図２は、検査対象物が載置されるターンテーブルを示す平面図である。なお、図面の説明において、同一または相当要素には同一符号を付し、重複する説明は省略する。

図１に示すコンタクトプローブ１０は、例えばパワー半導体（パワーＭＯＳ、パワーＩＧＢ、パワーダイオード）等の電子部品の検査に使用され、検査対象物であるパワー半導体の電気特性を測定するカンチレバー型のコンタクトプローブである。

このコンタクトプローブ１０は、複数のカンチレバー１２、これらの複数のカンチレバー１２を支持する支持部材１４、この支持部材１４を駆動する駆動部材１６、支持部材１４と駆動部材１６との間に配置された複数のスプリング（弾性変形部）１８を備えている。

カンチレバー１２は、梁状を成し、検査対象物である半導体チップの電極（アルミ電極）に先端部１２ａが接触して通電可能とされるものである。カンチレバー１２の先端部１２ａは、鋭角とされ、下向きに配置されている。カンチレバー１２の基端部１２ｂは、支持部材１４に支持されている。また、カンチレバー１２は、電極面（接触面）に対して、傾斜して配置されている。

カンチレバー１２は、複数本が例えば等間隔で平行に配列されている。そして、これらのカンチレバー１２を半導体チップの電極に押し当てることで、カンチレバー１２の先端部１２ａが半導体チップの電極面に沿ってスライドし、電極上の酸化皮膜を除去することができる。

支持部材１４は、複数のカンチレバー１２を支持するものであり、支持部材１４の下面に、カンチレバー１２の基端部１２ｂが取り付けられている。本実施形態では、複数本のカンチレバー１２が、図１における紙面垂直方向に並設されるとともに、図示左右方向に、対称に配置されている。そして、カンチレバー１２は、基端部１２ｂ側（上部側）が外側に配置され、先端部１２ａ側（下部側）が内側に配置されて、傾斜して配置されている。

駆動部材１６は、複数のスプリング１８を支持するスプリング支持部１６ａと、このスプリング支持部１６ａの上部側に接続され、上下方向Ｈに延在する例えば棒状の上下方向部材１６ｂとを備えている。スプリング支持部１６ａは、支持部材１４の上方に配置され、複数のスプリング１８を介して、支持部材１４と連結されている。上下方向部材１６ｂは、例えばステッピングモータ等により駆動されて上下動するものであり、上下方向部材１６ｂの下端部は、平面視において、スプリング支持部１６ａの略中央に接続されている。

スプリング（コイルばね）１８は、支持部材１４とスプリング支持部１６ａとの間で、上下方向Ｈに延在するように配置され、スプリング１８の下端部が支持部材１４の上面に固定され、スプリング１８の上端部がスプリング支持部１６ａの下面に固定されている。また、スプリング１８は、平面視において、カンチレバー１２の基端部１２ｂの取り付け位置に対応するように、配置されている。また、複数のスプリング１８は、互いに等間隔で配置され、支持部材１４の水平度が維持されている。また、スプリング１８のばね定数は、カンチレバーのばね定数より小さくされている。

次に、このように構成されたコンタクトプローブ１０を用いた電子部品の検査方法について説明する。図２に示すターンテーブル２０は、検査対象物である半導体チップを載置し、半導体チップをコンタクトプローブ１０の真下まで搬送するものである。ターンテーブル２０は、例えば円盤状を成し、上下方向に延在する所定の軸回りに回転可能とされ、複数の回転位置Ａ〜Ｆで順次停止可能とされている。そして、回転位置Ｃ上に、コンタクトプローブ１０が配置されている。

複数の半導体チップは、トレイ２２上に整列されて搬送される。トレイ２２には、半導体チップを載置するための凹部が形成されている。トレイ２２は、回転位置Ａにおいて、ターンテーブル２０上に載置され、回転位置Ｃにおいて、電気特性の測定が行われる。

半導体チップは、カンチレバー１２に対応する位置で静止される。このとき、カンチレバー１２の先端部１２ａは、半導体チップの上方に配置され、半導体チップと接触していない状態である。次に、駆動部材１６が駆動されて、下降し半導体チップに接近する。

そして、駆動部材１６の下降に伴って、スプリング１８、支持部材１４、カンチレバー１２が下降してカンチレバー１２の先端部１２ａが半導体チップに押し当てられる。このとき、複数のスプリング１８によって、支持部材１４が、駆動部材１６に対して上下方向Ｈに相対移動可能とされているため、カンチレバー１２と半導体チップとの接触荷重が好適に維持され、カンチレバー１２の先端部１２ａが半導体チップの電極面上をスライドして、電極表面の酸化皮膜を除去する。

酸化皮膜が除去されると、カンチレバー１２の先端部１２ａと半導体チップの電極とが接触して通電され、電気特性の測定が行われる。このとき、複数のカンチレバー１２による接触荷重のバラツキが抑制されているため、半導体チップへの過電流を防止することができる。

電気特性の測定後、駆動部材１６が駆動されて上昇し、カンチレバー１２の先端部１２ａと半導体チップとが離間する。検査終了後、トレイ２２は搬送され回転位置Ｅまで到達し、ターンテーブル２０上から取り除かれて、次工程に送られる。

このようなコンタクトプローブ１０では、複数のカンチレバー１２を支持する支持部材１４と、半導体チップに対して接近離間する方向に支持部材１４を駆動する駆動部材１６との間に、上下方向Ｈ（検査対象物へ接近離間する方向）への相対移動を可能とするスプリング１８を備えているため、このスプリング１８によって、支持部材１４の相対移動を許容することができ、カンチレバー１２と半導体チップとの接触荷重が過大になることが防止される。これにより、半導体チップへの過電流が防止され、半導体チップの破壊を予防することができる。また、複数のカンチレバー１２に対して均一に荷重を作用させることができるため、安定して酸化皮膜を削ることができ、確実に測定を行うことができる。

また、支持部材１４の上下方向Ｈへの相対移動が許容されるため、支持部材１４の移動量の誤差による接触荷重の急激な変化を吸収することが可能とされ、高精度な位置決め精度を不要とすることができる。従前の装置では、例えば数十μｍ程度の制御精度が必要であったが、本発明のコンタクトプローブ１０を備えた検査装置では、従前に比して粗い位置制御であっても、安定的に酸化皮膜を除去することができる。また、従前のような位置確認用の高性能な顕微鏡等が不要となる。これらにより、検査装置の低コスト化を図ることができる。

また、従前に比して粗い位置制御であっても検査可能であるため、機械精度が低いチップハンドラー（搬送機）に対して、本発明のコンタクトプローブを適用することができる。

以上、本発明をその実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態において、検査対象物を半導体チップとしているが、その他の精密基板等であってもよい。

また、上記実施形態では、弾性変形部としてスプリングを使用しているが、荷重緩衝部材等であってもよい。要は、支持部材の検査対象物に接近離間する方向への相対移動を許容できればよく、例えば板ばね等、その他の弾性部材や、荷重吸収機構等を備える構成であってもよい。

本発明の実施形態に係るコンタクトプローブを示す側面図である。 検査対象物が載置されるターンテーブルを示す平面図である。

符号の説明

１０…コンタクトプローブ、１２…カンチレバー、１４…支持部材、１６…駆動部材、１８…スプリング、２０…ターンテーブル、２２…トレイ。

Claims (2)

1. 検査対象物に接触して通電可能とされるカンチレバーを備えたコンタクトプローブであって、
   前記カンチレバーを支持する支持部材と
   前記検査対象物に対して接近離間する方向に前記支持部材を駆動する駆動部材と、
   前記支持部材と前記駆動部材との間に配置され、前記支持部材の前記接近離間する方向へ相対移動を可能とする弾性変形部とを備えることを特徴とするコンタクトプローブ。
2. 前記弾性変形部は、前記カンチレバーのばね定数より小さいばね定数を有するスプリングであることを特徴とする請求項１記載のコンタクトプローブ。

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