JP2009162683A

JP2009162683A - プローブカード

Info

Publication number: JP2009162683A
Application number: JP2008002197A
Authority: JP
Inventors: Shinji Murata; 眞司村田
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 2008-01-09
Filing date: 2008-01-09
Publication date: 2009-07-23

Abstract

【課題】導通検査を精密に実施することができ、かつ、プローブピンの耐久性を向上させることができるプローブカードを提供する。
【解決手段】本発明のプローブカード１においては、等間隔に円状配置された４個の垂直型カンチレバー４を有する複数のプローブピン３が配線板２の表面２ａにグリッド配置されている。垂直型カンチレバー４は、外側に変形する形状に形成されているとともに、プローブピン３の中央方向に突出する突条部５をその内周面４ａに有している。
【選択図】図２

Description

本発明は、プローブカードに係り、特に、ＢＧＡ型ＩＣ（ボール・グリッド・アレイ型集積回路）のボール型電極やバンプに接触させて導通検査を行なう際に好適に利用できるプローブカードに関する。

従来のプローブカード１０１においては、その一例として、図６に示すように、タングステン等の高剛性金属を用いて形成された複数の垂直型カンチレバー１０４を等間隔に円状配置した複数のプローブピン１０３がアレイ状（正方格子の格子点上）に配置されている。図示しないＢＧＡ型ＩＣ（ボール・グリッド・アレイ型集積回路）の突出電極（ボール型電極、バンプ、その他の突出した電極のすべてを含む）２０がプローブピン１０３の中央付近に押下されると、垂直型カンチレバー１０４が外側に湾曲変形することによりプローブピン１０３が突出電極２０を包むように外側に広がって変形するので、突出電極２０の先端を傷つけることなくＩＣの導通検査を行なうことができる。

特開平８−１７５００号公報

しかしながら、突出電極２０の表面には絶縁体の酸化膜２１が形成されていることが多く、そのような突出電極２０にプローブピン１０３を接触させても導通検査を精密に実施することができないおそれがあった。

また、図７に示すように、同一のプローブカード１０１を使用して何回か導通検査を実施すると、剥離した突出電極２０の破片や破壊された酸化膜２１の破片などの導電性を低下させるゴミ１３０が垂直型カンチレバー１０４の表面に付着するので、一定の回数またはそれらの付着を確認してプローブピン１０３を交換しなければならないという耐久性の問題があった。

そこで、本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、導通検査を精密に実施することができ、かつ、プローブピンの耐久性を向上させることができるプローブカードを提供することを本発明の目的としている。

前述した目的を達成するため、本発明のプローブカードは、その第１の態様として、ボール型電極、バンプ、その他の突出電極に接触する３個以上の垂直型カンチレバーを仮想円上に等間隔配置してなる複数のプローブピンを配線板の表面に備えており、垂直型カンチレバーは、仮想円の径方向外側に変形する形状に形成されているとともに、プローブピンの中央方向に突出する突条部をその内周面に有していることを特徴としている。

本発明の第１の態様のプローブカードによれば、垂直型カンチレバーと突出電極との接触面積が小さくなるので、垂直型カンチレバーと突出電極との接触圧が大きくなり、突出電極の表面に形成された酸化膜を容易に破壊することができる。また、垂直型カンチレバーの接触部（突条部の接触端）と突出電極との接触面積が小さくなれば、突出電極や破壊された酸化膜の破片が垂直型カンチレバーの接触部（突条部の接触端）に付着するのを抑制することができる。

本発明の第２の態様のプローブカードは、第１の態様のプローブカードにおいて、突条部は、垂直型カンチレバーの内周面におけるその上下方向に延在していることを特徴としている。

本発明の第２の態様のプローブカードによれば、突条部の延在方向が突出電極による圧縮方向と平行なので、突条部を常に突出電極に接触させることができる。

本発明の第３の態様のプローブカードは、第１または第２の態様のプローブカードにおいて、垂直型カンチレバーは、仮想円の径方向を垂直型カンチレバーの厚さ方向として一定の厚さに形成されており、突条部は、垂直型カンチレバーの内周面の中央において上下方向に延在する三角形の折り目状に形成されていることを特徴としている。

本発明の第３の態様のプローブカードによれば、垂直型カンチレバーの厚さが一定なので、垂直型カンチレバーを容易にめっき形成することができる。また、突条部の接触端が尖出しているので、突出電極の表面の酸化膜を切削することにより容易に破壊することができる。

本発明のプローブカードによれば、突出部が突出電極の酸化膜を破壊するので、酸化膜が形成された突出電極であっても導通検査を精密に実施することができるという効果を奏する。

また、本発明のプローブカードによれば、突出電極や破壊された酸化膜の破片が突出部に付着しづらいので、プローブピンの耐久性が向上するという効果を奏する。

以下、本発明のプローブカードをその一実施形態により説明する。

図１は本実施形態のプローブカード１を示しており、図２は本実施形態のプローブピン３を示している。これら複数のプローブピン３は、図示はしないが、配線板２の配線、ビア、その他の導通部材に接続されている。本実施形態のプローブカード１においては、図１に示すように、複数のプローブピン３が配線板２の表面２ａにアレイ状（矩形格子の格子点上）に配置されている。プローブピンの配設間隔は約５０μｍ〜２００μｍである。

プローブピン３は、図２に示すように、４個（３個以上）の垂直型カンチレバー４を仮想円ＶＣ上に等間隔に配置して形成されている。この仮想円ＶＣの直径は、突出電極（ボール型電極、バンプ、その他の突出した電極を含む。図４を参照。）２０の幅（ボール型電極であれば直径）よりも小さく設定されており、約２０μｍ〜１００μｍである。

垂直型カンチレバー４は、突出電極２０に接触する導通部材であり、その高さは約１００μｍ〜２００μｍである。この垂直型カンチレバー４は、Ｎｉ−Ｐ、Ｃｕ系合金などの良導電性弾性金属を用いて形成されており、矩形平板（突条部５を無視して考える。）を仮想円ＶＣの径方向外側に１５〜７５度程度湾曲させた形状（すなわち、仮想円ＶＣの径方向外側に変形する形状）になっている。また、垂直型カンチレバー４は、仮想円ＶＣの径方向を垂直型カンチレバー４の厚さ方向として、一定の厚さに形成されており、約１０μｍ〜２０μｍである。

また、この垂直型カンチレバー４は、プローブピン３の中央Ｃ方向に突出する突条部５をその内周面４ａに有している。突条部５は、図２に示すように、垂直型カンチレバー４の内周面４ａにおけるその上下方向に延在している。突条部５の形成位置については、垂直型カンチレバー４の内周面４ａの中央に延在していることが好ましい。また、突条部５の形状については、三角形の折り目状に形成されていることが好ましい。この突条部の突出量は約５μｍ〜２０μｍである。

次に、プローブピン３の製造工程について、その一例を説明する。

図３は、プローブピン３の型となるレジストパターン１１を示している。プローブピン３は、レジストパターン形成工程、めっき工程、レジスト剥離工程の３つの工程を主として経て、形成される。

レジストパターン形成工程においては、はじめに、図３に示すように、配線板２の表面２ａにレジスト膜１０を形成する。レジスト膜１０の厚さはプローブピン３の高さと同等である。次に、レジスト膜１０にプローブピン３の型となるレジストパターン１１をパターンニングする。このレジストパターン１１は、四角柱の４つの側面１２が外側に１５〜７５度程度湾曲した形状になっている。これらの各側面１２の中央においては上下方向に延在する三角突起１３が設けられている。また、各側面１２の間には各側面１２の表面１１ａ上に形成されるめっきを区切る仕切り１４が設けられている。

めっき工程においては、はじめに、図３に示したレジストパターン１１の表面１１ａにＣｕ系シード膜（図示せず）をスパッタ形成する。シード膜の形成を望まない部分、例えばレジストパターン１１の仕切り１４に予めマスキング（図示せず）を施しておく。シード膜の形成後、Ｎｉ−Ｐ、Ｃｕ系合金などのプローブピン３に用いられる金属を用いてそのシード膜の表面にめっきを施し（図示せず）、プローブピン３の垂直型カンチレバー４を形成する（図２を参照。）。レジストパターン１１には三角突起１３が設けられているため、垂直型カンチレバー４のめっき形成時に、図２に示すような上下方向に延在する三角形の折り目状の突条部５が同時に形成される。

レジスト剥離工程においては、垂直型カンチレバー４のめっき形成後に（図示せず）、図３に示したレジスト膜１０をレジスト除去剤により化学除去する。マスキングを行なった場合はあわせて化学的除去を行なう。不要なシード膜が残存している場合はイオンミリングによりそれを除去する。以上の工程を経て、本実施形態のプローブピン３が製造される。

次に、本実施形態のプローブカード１の作用を説明する。

図４は、本実施形態のプローブピン３に突出電極２０が接触した状態を示している。本実施形態のプローブカード１のプローブピン３においては、図４に示すように、突出電極２０との接触時に外側に湾曲変形する４個の垂直型カンチレバー４が等間隔に円状配置されているとともに、それぞれの内周面４ａに突条部５が形成されている。突条部５はプローブピン３の中央Ｃ方向に突出しているので、突出電極２０がプローブピン３を圧縮すると、突条部５が突出電極２０に接触する。

つまり、垂直型カンチレバー４は突出電極２０と線接触するため、垂直型カンチレバー４と突出電極２０との接触面積が内周面４ａによる面接触よりも小さくなり、垂直型カンチレバー４と突出電極２０との接触圧を大きくすることができる。突出電極２０に対する垂直型カンチレバー４の接触圧が大きくなれば、突出電極２０の表面に形成された酸化膜２１が容易に破壊されるので、突出電極２０の表面に酸化膜２１が形成されたとしてもその突出電極２０と良好な通電を行なえる。これにより、突出電極２０が配設されたＢＧＡ型ＩＣの導通検査を精密に実施することができる。

また、垂直型カンチレバー４の接触部（突条部５の接触端５ａ）と突出電極２０との接触面積が小さくなれば、突出電極２０の破片や破壊された酸化膜２１の破片などの垂直型カンチレバー４に対して導電性を低下させるゴミ３０が突条部５の接触端５ａに付着せずに、内周面４ａに優先的に付着する。つまり、垂直型カンチレバー４の接触部（突条部５の接触端５ａ）に前述のゴミ３０が付着するのを抑制することができるので、プローブピン３の耐久性が向上する。

また、この突条部５は、垂直型カンチレバー４の内周面４ａにおけるその上下方向に延在している。図４に示すように、突条部５の延在方向は突出電極２０による圧縮方向と平行になっているので、突条部５を常に突出電極２０に接触させることができる。また、突条部５を上下方向に延在させることにより、図５に示すような、突条部５を上下方向に点在させる場合と比較して、突出電極２０に突条部５を滑らかに接触させることができる。

突条部５の形成位置については、突出電極２０が四角柱状の電極であれば特に問題にならない。しかし、突出電極２０がボール型電極である場合、突条部５の形成位置によっては突条部５が突出電極２０と接触しないおそれもある。そのため、本実施形態の突条部５は垂直型カンチレバー４の内周面４ａの中央Ｃにおいて上下方向に延在させている。突条部５が内周面４ａの中央Ｃに位置していれば、プローブピン３から垂直型カンチレバー４までの最短位置に突条部５が位置することになるので、突出電極２０に突条部５を確実に接触させることができる。

また、垂直型カンチレバー４の厚さは一定なので、図３に示すように、垂直型カンチレバー４、特にその突条部５をめっきにより容易に形成することができる。また、その突条部５は三角形の折り目状に形成されるので、突条部５の接触端５ａを尖出させることができる。突条部５の接触端５ａが尖出すれば、突出電極２０の表面の酸化膜２１を切削することが容易になるので、突出電極２０の表面の酸化膜２１を容易に破壊することができる。

すなわち、本実施形態のプローブカード１によれば、突条部５が突出電極２０の酸化膜２１を破壊するので、酸化膜２１が形成された突出電極２０であっても導通検査を精密に実施することができるという作用を生じる。

また、本実施形態のプローブカード１によれば、突出電極２０や破壊された酸化膜２１の破片が突条部５に付着しづらいので、プローブピン３の耐久性が向上するという作用を生じる。

なお、本発明は、前述した実施形態などに限定されるものではなく、必要に応じて種々の変更が可能である。

例えば、本実施形態の突条部は尖出しているが、他の実施形態においてはその突出部が半球状に突出した形状に形成されていてもよい。

本実施形態のプローブカードを示す部分斜視図本実施形態のプローブピンを示す斜視図本実施形態のプローブピンの型となるレジストパターンを示す斜視図本実施形態のプローブピンに突出電極が接触した状態を示す縦断面図本実施形態の垂直型カンチレバーに突条部が点在した場合においてプローブピンに突出電極が接触した状態を示す縦断面図従来のプローブピンに突出電極が接触する前の状態を示す縦断面図従来のプローブピンに突出電極が接触した後の状態を示す縦断面図

符号の説明

１プローブカード
３プローブピン
４垂直型カンチレバー
５突条部

Claims

ボール型電極、バンプ、その他の突出した電極に接触する３個以上の垂直型カンチレバーを仮想円上に等間隔配置してなる複数のプローブピンを配線板の表面に備えており、
前記垂直型カンチレバーは、前記仮想円の径方向外側に変形する形状に形成されているとともに、前記プローブピンの中央方向に突出する突条部をその内周面に有している
ことを特徴とするプローブカード。
前記突条部は、前記垂直型カンチレバーの内周面におけるその上下方向に延在している
ことを特徴とする請求項１に記載のプローブカード。
前記垂直型カンチレバーは、前記仮想円の径方向を前記垂直型カンチレバーの厚さ方向として一定の厚さに形成されており、
前記突条部は、前記垂直型カンチレバーの内周面の中央において上下方向に延在する三角形の折り目状に形成されている
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のプローブカード。