JP2009115659A - プローブカード - Google Patents

Abstract

【課題】パッド下層部にダメージを与えることなくパッド表面の酸化膜を削り取ることのできるプローブピンを備えるプローブカードを提供する
【解決手段】プローブカードは、カード基板１０に固定され、その内壁にガイド球２が埋め込まれた円筒状のプローブ支持部１と、プローブ支持部１の内部天板３に一端が固着されたバネ４と、バネ４の他端に縣下され、側面に斜めに彫られた溝６を有する円柱形のプローブピン５と、を備える。プローブピン５は、その底面が半導体集積回路装置のパッドの表面に接触した後にオーバードライブされると、その側面の溝６がプローブ支持部１に埋め込まれたにガイド球に沿って案内され、回転する。
【選択図】図１

Description

本発明は、プローブカードに関する。

一般に、複数の半導体集積回路装置が形成された半導体ウェーハから良品の半導体集積回路装置を選別するウェーハテスト工程においては、個々の半導体集積回路装置の電気的特性等を測定するために、いわゆるテスタと呼ばれる検査装置が用いられる。このテスタには、半導体集積回路装置のパッドとテスタ本体を電気的に接続するためのカードとして、プローブカードが設けられている。このプローブカードには、半導体集積回路装置のパッドと接触して半導体集積回路装置との電気的接続を行うプローブ針と、複数のプローブ針を固定支持する固定ボードとが、設けられている。

このようなプローブカードを用いるウェーハテストにおいて、安定した電気的測定を行うためには、プローブ針を半導体集積回路装置のパッドに接触させたときの接触抵抗を小さくする必要がある。ところが、ウェーハテスト時の半導体集積回路装置のパッド表面は酸化されて、固い酸化膜で被われている。そのため、をパッドに接触させるときは、このパッド表面の固い酸化膜を除去する必要がある。

従来、このようなプローブ針として、先端部に酸化膜除去用の刃部と電気的測定用のコンタクト部を設けたプローブ針がある（例えば、特許文献１参照。）。

このプローブ針をパッドに接触させるときは、プローブ針をパッドに斜めから当てた後、プローブ針に力を加えてパッド上を横に滑らせ、刃部でパッド表面の酸化膜を削り取る。

しかし、このようなプローブ針に力を加えてパッド上を横に滑らせてパッド表面の酸化膜を削り取る方法では、プローブ針に力を掛け過ぎると、プローブ針がパッドを突き破り、パッド下層部にダメージを与えるという問題があった。
特開２００４−３４７５６５号公報 （第４−５ページ、図１）

そこで、本発明の目的は、パッド下層部にダメージを与えることなくパッド表面の酸化膜を削り取ることのできるプローブピンを備えるプローブカードを提供することにある。

本発明の一態様によれば、半導体集積回路装置に設けられたパッドとの電気的接触を行うプローブピンを備えるプローブカードであって、前記パッドとの電気的接触を行うときに、前記プローブピンを回転させながらその先端を前記パッドの表面に押し当てることを特徴とするプローブカードが提供される。

また、本発明の別の一態様によれば、半導体集積回路装置に設けられたパッドとの電気的接触を行うプローブピンを備えるプローブカードであって、カード基板に固定され、その内壁にガイド体を有する円筒状のプローブ支持部と、前記プローブ支持部の内部天板に一端が固着されたバネと、前記バネの他端に縣下され、側面に斜めに彫られた溝を有する円柱形のプローブピンと、を備え、前記プローブピンの底面が前記パッドの表面に接触した後に、前記プローブピンがオーバードライブされると、前記プローブピンの側面の溝が、前記プローブ支持部の前記ガイド体に沿って案内され、前記プローブピンが回転することを特徴とするプローブカードが提供される。

本発明によれば、パッド下層部にダメージを与えることなくパッド表面の酸化膜を削り取ることができる。

以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。

図１は、本発明の実施例１に係るプローブカードの構成の例を示す図である。

本実施例のプローブカードは、カード基板１０に固定され、その内壁にガイド球２が埋め込まれた円筒状のプローブ支持部１と、プローブ支持部１の内部天板３に一端が固着されたバネ４と、バネ４の他端に縣下され、側面に斜めに彫られた溝６を有する円柱形のプローブピン５と、を備える。プローブピン５の上部には信号線２０が接続されている。

ガイド球２は、プローブ支持部１の内壁に半球が埋め込まれた回転球であり、残りの半球がプローブ支持部１の内部空間へ突出している。

ガイド球２のプローブ支持部１の内部空間へ突出している部分がプローブピン５の溝に接触するように、プローブ支持部１とプローブピン５とは組み立てられている。

プローブピン５の先端が何にも触れていない状態では、バネ４の引っ張り力により、プローブピン５の位置は、一定に保たれる。

これに対して、プローブピン５の先端がパッドに接触し、プローブピン５が押し上げられてバネ４が圧縮されると、バネ４に反発力が働き、バネ４はプローブピン５を押し下げようとする。

そのとき、プローブピン５は、その側面に彫られた溝６がガイド球２に案内され、溝６の彫られた方向に沿って回転する。

図２に、パッドに接触後、オーバードライブされたときに、プローブピン５が回転する様子を示す。

図２（ａ）は、プローブピン５が、半導体集積回路装置１００上に設けられたパッド１１０の上面に接触した状態を示す。ここで、パッド１１０は、エリアバンプ用のボールを例にとって示しているが、ワイヤボンディング用の平面状のパッドであってもよい。

図２（ｂ）は、半導体集積回路装置１００が上方にオーバードライブされたときのプローブピン５の様子を示す。

半導体集積回路装置１００がオーバードライブされると、プローブカードのカード基板１０の位置は固定されているので、プローブピン５のみが上に押し上げられる。その結果バネ４が圧縮される。これに対して、バネ４は、その圧縮に反発して、プローブピン５を押し下げようとする。

このバネ４の力により、プローブピン５が下に下がろうとするとき、プローブピン５は、その側面に彫られた溝６がガイド球２に案内され、溝６の彫られた方向に沿って回転する。

すなわち、パッド１１０の上面には、プローブピン５が押し下がろうとする力と同時に、プローブピン５の底面の回転力が加わる。その結果、パッド１１０の上面の酸化膜は、プローブピン５の底面により削り取られる。

このとき、従来のプローブ針と異なり、プローブピン５の底面には鋭角な部分がないため、パッド１１０の上面に加わる力が局所的に集中することがない。

このプローブピン５の回転量および回転方向は、その側面の溝６の掘削方向角度により制御することができる。

図３に、プローブピン５の溝の形状とプローブピンの回転量および回転方向の関係を示す。

図３（ａ）は、プローブピン５の側面に対する角度を一定として螺旋状に溝６を彫った例である。

この場合、プローブピン５は同じ方向に回り続ける。このとき、プローブピン５の側面に対する角度を浅くして、溝６の螺旋回数すなわち溝６の長さを増やすほど、プローブピン５の回転量も増加する。これにより、パッド１１０の上面酸化膜の除去量を制御することができる。

図３（ｂ）は、溝６を彫る向きを途中で逆にした例である。

この場合、プローブピン５の回転方向は、途中で反転する。これにより、パッド１１０の上面酸化膜を均一に除去することができる。

図３（ｃ）は、溝６を彫る向きを、最初は斜めにしておき、途中から垂直方向にした例である。

この場合、プローブピン５は、一定量回転した後、回転を停止して、垂直方向の力をパッド１１０に加える。これにより、パッド１１０への密着度を高めることができる。

このような本実施例によれば、パッド上面に垂直に接触させたプローブピンの底面を回転させることによってパッド上面の酸化膜を除去することができる。そのため、パッドに局所的な力が加わることがなく、パッド下層部にダメージを与えることを避けることができる。

また、プローブピン側面の溝の掘削方向角度によりプローブピンの回転量および回転方向を制御できるので、パッド上面の酸化膜の硬度や膜厚に応じた酸化膜の除去を行うことができる。

図４は、本発明の実施例２に係るプローブカードの構成の例を示す図である。

本実施例が実施例１と異なる点は、実施例１のガイド球２の代わりに、ガイド突起２Ａを設ける点である。

ガイド突起２Ａは、プローブ支持部１の内壁からプローブ支持部１の内部空間へ向かって突起している突起物である。

本実施例では、このガイド突起２Ａに溝６が案内されることにより、プローブピン５が回転する。

溝６の形状とプローブピン５の回転動作の関係などは、実施例１と同じなので、ここでは、その説明を省略する。

このような本実施例によれば、溝を案内する突起体の構造が簡単であるので、プローブ支持部の製造が容易であり、プローブカードの製造コストを低減させることができる。

本発明の実施例１に係るプローブカードの構成の例を示す図。 本発明の実施例のプローブピンとパッドとの接触状態を示す図。 本発明の実施例のプローブピンの溝の形状とプローブピンの回転量および回転方向の関係を示す図。 本発明の実施例１に係るプローブカードの構成の例を示す図。

符号の説明

１ プローブ支持部
２ ガイド球
２Ａ ガイド突起
３ 天板
４ バネ
５ プローブピン
６ 溝

Claims (5)

1. 半導体集積回路装置に設けられたパッドとの電気的接触を行うプローブピンを備えるプローブカードであって、
   前記パッドとの電気的接触を行うときに、前記プローブピンを回転させながらその先端を前記パッドの表面に押し当てる
   ことを特徴とするプローブカード。
2. 半導体集積回路装置に設けられたパッドとの電気的接触を行うプローブピンを備えるプローブカードであって、
   カード基板に固定され、その内壁にガイド体を有する円筒状のプローブ支持部と、
   前記プローブ支持部の内部天板に一端が固着されたバネと、
   前記バネの他端に縣下され、側面に斜めに彫られた溝を有する円柱形のプローブピンと、
   を備え、
   前記プローブピンの底面が前記パッドの表面に接触した後に、前記プローブピンがオーバードライブされると、
   前記プローブピンの側面の溝が、前記プローブ支持部の前記ガイド体に沿って案内され、
   前記プローブピンが回転する
   ことを特徴とするプローブカード。
3. 前記ガイド体が、
   前記プローブ支持部の内壁に半球が埋め込まれた回転球である
   ことを特徴とする請求項２に記載のプローブカード。
4. 前記ガイド体が、
   前記プローブ支持部の内壁から突起した突起物である
   ことを特徴とする請求項２に記載のプローブカード。
5. 前記プローブピンの回転量および回転方向が、
   前記溝の掘削方向角度により制御される
   ことを特徴とする請求項２乃至４のいずれか１項に記載のプローブカード。

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