JP2010043957A - Probe card - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、プローブカードに関するもので、更に詳しくは、半導体ウエハ上に形成されたデバイスなどの検査対象物の電気的特性を検査する際に使用されるプローブカードの改良に関するものである。 The present invention relates to a probe card, and more particularly to an improvement of a probe card used when inspecting electrical characteristics of an inspection object such as a device formed on a semiconductor wafer.
プローブカードとは、半導体集積回路の電極パッドにコンタクトプローブ(接触探針)を接触させて、電極パッドの電気信号を取出すための電気的接続手段である。プローブカードは、一般的に、多層配線基板が使用され、この多層配線基板の一方の面上に、電極パッドの数およびピッチに対応して複数のコンタクトプローブが配列されている。そして、コンタクトプローブから入った電気信号は多層配線基板の配線を通じて、この多層配線基板に所定間隔に配置された外部端子に導かれるように構成されている。 The probe card is an electrical connection means for taking out an electrical signal of the electrode pad by bringing a contact probe (contact probe) into contact with the electrode pad of the semiconductor integrated circuit. A probe card generally uses a multilayer wiring board, and a plurality of contact probes are arranged on one surface of the multilayer wiring board in accordance with the number and pitch of electrode pads. An electrical signal input from the contact probe is guided through the wiring of the multilayer wiring board to external terminals arranged at predetermined intervals on the multilayer wiring board.
このプローブカードを使用して半導体ウエハ上のデバイスの電気的特性を検査する場合には、プローブカードをプローブ装置に取付け、プローブカードの外部端子の電気信号をプローブ装置外に取出せるように電気的な接続を行う。そして、コンタクトプローブを電極パッドに押し付けることにより、電気信号を取出すことができる。 When using this probe card to inspect the electrical characteristics of a device on a semiconductor wafer, the probe card is attached to the probe device, and the electrical signal of the external terminal of the probe card can be taken out of the probe device. Make a good connection. An electric signal can be taken out by pressing the contact probe against the electrode pad.
コンタクトプローブと電極パッドとを良好に導通させるためには、単にコンタクトプローブを電極パッドに接触させるだけでなく、コンタクトプローブに電極パッドを押圧する所定の針圧を与えて、コンタクトプローブを電極パッドに押し付けた状態にしておく必要がある。特に、複数の電極パッドに僅かな高低差がある場合には、全てのコンタクトプローブが電極パッドに接触するまでコンタクトプローブを電極パッドに押し付ける動作(オーバードライブ)が行われている。 In order to achieve good conduction between the contact probe and the electrode pad, not only the contact probe is brought into contact with the electrode pad, but also the contact probe is applied to the electrode pad by applying a predetermined needle pressure that presses the electrode pad to the contact probe. It is necessary to keep it pressed. In particular, when there are slight differences in height between the plurality of electrode pads, an operation (overdrive) is performed in which the contact probes are pressed against the electrode pads until all the contact probes contact the electrode pads.
本願出願人は、上記オーバードライブを行うために、特許文献1に開示されているプローブカードを提案した。特許文献1に開示されているプローブカードは、メイン基板と、コンタクトプローブが形成されたコンタクト基板を含むコンタクトユニットと、このコンタクトユニットをメイン基板に対し上下動可能に支持するストッパとを備えている。このプローブカードは、コンタクトユニットをストッパで受け止めることにより、コンタクトユニットをメイン基板から吊り下げるように構成されている。さらに、コンタクトユニットは、オーバードライブ時にコンタクトプローブに所定の荷重がかかるように荷重部材が取り付けられている。
The present applicant has proposed a probe card disclosed in
このような構成によれば、メイン基板と共にコンタクトプローブを検査対象物に向かって下降させ、コンタクトプローブを検査対象物に接触させた後、さらに、メイン基板を下降させると、ストッパからコンタクトユニットが離れ、各コンタクトプローブには実質的にコンタクトユニットの重量のみが付与されてオーバードライブが行われる。 According to such a configuration, when the contact probe is lowered toward the inspection object together with the main board, the contact unit is separated from the stopper when the main board is further lowered after the contact probe is brought into contact with the inspection object. Each contact probe is substantially overweighted only with the weight of the contact unit.
ところで、半導体デバイスは、フォトリソグラフィ技術などの進歩による微細加工精度の著しい向上によって高集積化されてきた。その結果、半導体デバイスは、そのチップ面積に対する電極パッド数が飛躍的に増大し、最近では、千個を越える電極パッドが数ミリ角の半導体チップ上に狭ピッチで配置されるようになってきた。このような半導体チップについて電気的特性試験を行うためには、電極パッドと同様のピッチでコンタクトプローブを配置させたプローブカードが必要となる。 By the way, semiconductor devices have been highly integrated due to a significant improvement in microfabrication accuracy due to advances in photolithography technology and the like. As a result, the number of electrode pads with respect to the chip area of a semiconductor device has increased dramatically. Recently, more than 1,000 electrode pads have been arranged on a semiconductor chip of several millimeters square at a narrow pitch. . In order to perform an electrical characteristic test on such a semiconductor chip, a probe card in which contact probes are arranged at the same pitch as the electrode pads is required.
従って、検査対象物の電極パッドの狭ピッチ化に伴って、コンタクトプローブも狭いピッチで、しかも、より小さく形成されてきている。そのため、オーバードライブ時にコンタクトプローブにかけられる最大オーバードライブ量も小さくなってきている。 Therefore, as the electrode pads of the inspection object are narrowed, the contact probes are also formed with a narrow pitch and smaller. Therefore, the maximum overdrive amount that can be applied to the contact probe during overdrive is also decreasing.
しかし、コンタクトユニットの重量によって検査対象物に接触したコンタクトプローブに荷重(針圧)をかける場合、僅かなオーバードライブ量で許容最大針圧に到達してしまう。このように、少ないオーバードライブ量で許容最大針圧に達してしまうと、狭ピッチ化に対応した小さいコンタクトプローブの針圧をオーバードライブ量により制御するのは非常に困難となる。 However, when a load (needle pressure) is applied to the contact probe in contact with the object to be inspected due to the weight of the contact unit, the allowable maximum needle pressure is reached with a slight overdrive amount. As described above, when the allowable maximum needle pressure is reached with a small overdrive amount, it becomes very difficult to control the needle pressure of a small contact probe corresponding to the narrow pitch by the overdrive amount.
そこで、本願出願人は、図6に示すように、コンタクトプローブBを備えるコンタクトユニットCがメイン基板Dに固定されるストッパEにより上下動可能に支持され、かつ、コンタクトユニットCの上面とメイン基板Dの下面との間に複数のコイルばねFが配置された構造のプローブカードAを提案した。 Therefore, as shown in FIG. 6, the applicant of the present application supports the contact unit C including the contact probe B so as to be movable up and down by a stopper E fixed to the main substrate D, and the upper surface of the contact unit C and the main substrate. A probe card A having a structure in which a plurality of coil springs F are arranged between the lower surface of D is proposed.
さらに、このプローブカードAは、メイン基板D側にコイルばねFの端部を受ける板状のばね受けGを設けており、このばね受けGの背面(上面)にばね調整ネジHを当接させるようにしている。このばね調整ネジHはメイン基板Dの上面に固定される補強板Jに貫通させて形成されたネジ孔Kに螺合させるようになっている。コンタクトユニットCは、ストッパEにより受け止められているので、このばね調整ネジHのばね受けGに対する押し込み量を調整して、コイルばねFのコンタクトユニットCに対する付勢力を調整するようになっている。このようにコイルばねFの付勢力を調整することにより、オーバードライブ時のコンタクトプローブBにかかる荷重(針圧)を調整できる。 Further, the probe card A is provided with a plate-like spring receiver G for receiving the end of the coil spring F on the main board D side, and a spring adjusting screw H is brought into contact with the back surface (upper surface) of the spring receiver G. I am doing so. The spring adjusting screw H is screwed into a screw hole K formed through a reinforcing plate J fixed to the upper surface of the main board D. Since the contact unit C is received by the stopper E, the urging force of the coil spring F with respect to the contact unit C is adjusted by adjusting the pushing amount of the spring adjusting screw H with respect to the spring receiver G. Thus, by adjusting the urging force of the coil spring F, the load (needle pressure) applied to the contact probe B during overdrive can be adjusted.
このような構成のプローブカードAは、コンタクトユニットCにわざわざ荷重部材を取り付けることなく、コンタクトユニットCの重さと、コイルばねFの弾性力及びコンタクトプローブBの弾性力の双方の弾性力によってコンタクトプローブBに針圧をかけることができる。プローブカードAをこのような構成にすることにより、コンタクトユニットCの重さだけでは必要最低針圧に至らないようにコンタクトユニットCの重量を設定し、コイルばねFの弾性力及びコンタクトプローブBの弾性力の双方の弾性力により、所定のオーバードライブ量で許容最大針圧に到達するように設定することができる。 In the probe card A having such a configuration, the contact probe can be obtained by both the weight of the contact unit C and the elastic force of the coil spring F and the elastic force of the contact probe B without attaching a load member to the contact unit C. Needle pressure can be applied to B. By configuring the probe card A in such a configuration, the weight of the contact unit C is set so that the necessary minimum needle pressure is not reached only by the weight of the contact unit C, and the elastic force of the coil spring F and the contact probe B It is possible to set so as to reach the maximum allowable needle pressure with a predetermined overdrive amount by both elastic forces.
その結果、コンタクトプローブBの針圧をコイルばねFの弾性力及びコンタクトプローブBの弾性力で制御することにより、許容最大針圧に到達するまでのオーバードライブ量を大きくすることができるので、小さいコンタクトプローブであっても、オーバードライブ量によるオーバードライブ時の針圧の制御が行い易くなる。 As a result, by controlling the needle pressure of the contact probe B with the elastic force of the coil spring F and the elastic force of the contact probe B, it is possible to increase the amount of overdrive until the maximum allowable needle pressure is reached. Even with a contact probe, it is easy to control the needle pressure during overdrive by the amount of overdrive.
ところで、図6に示すプローブカードAでは、ストッパEは、コンタクトユニットCを構成する板状のガイド部材Mの下面に当接するリング板状の支持部材E1と、この支持部材E1に設ける貫通孔に挿通され、一端にフランジ部を有する固定ネジE2と、この固定ネジE2に嵌め合わされるスペーサE3とから構成されている。固定ネジE2を支持部材E1の下面側から貫通孔に挿通し、支持部材E1から突出した固定ネジE2にスペーサE3を嵌合して、スペーサE3と共に固定ネジE2をガイド部材Mに形成したガイド孔M1に挿通させる。そして、この状態で固定ネジE2をメイン基板Dに対してネジ締めすることにより、支持部材E1がスペーサE3により所定間隔を維持した状態で固定され、さらに、コンタクトユニットCのガイド部材Mが支持部材E1に受け止められた状態になる。 By the way, in the probe card A shown in FIG. 6, the stopper E is provided in a ring plate-like support member E1 that contacts the lower surface of the plate-like guide member M constituting the contact unit C, and in a through hole provided in the support member E1. The fixing screw E2 is inserted through and has a flange portion at one end, and a spacer E3 fitted to the fixing screw E2. A guide hole in which the fixing screw E2 is inserted into the through hole from the lower surface side of the support member E1, the spacer E3 is fitted to the fixing screw E2 protruding from the support member E1, and the fixing screw E2 is formed in the guide member M together with the spacer E3. Insert through M1. Then, by fixing the fixing screw E2 to the main board D in this state, the support member E1 is fixed in a state where a predetermined interval is maintained by the spacer E3, and the guide member M of the contact unit C is further supported by the support member E1. It will be in the state received by E1.
このようにコンタクトユニットCは、ストッパEの固定ネジE2に沿って上下動する構成となっている。そして、コンタクトユニットCの上下動をスムーズに行わせるために、スペーサE3の外径よりもガイド部材Mのガイド孔M1の内径を大きくし、スペーサE3とガイド孔M1との間に所定のクリアランスを設けている。 Thus, the contact unit C is configured to move up and down along the fixing screw E2 of the stopper E. In order to smoothly move the contact unit C up and down, the inner diameter of the guide hole M1 of the guide member M is made larger than the outer diameter of the spacer E3, and a predetermined clearance is provided between the spacer E3 and the guide hole M1. Provided.
しかしながら、スペーサE3とガイド孔M1との間にはクリアランスがあるため、コンタクトユニットCが上下動するときに、コンタクトユニットCがこのクリアランスの範囲内で水平方向に動くことがあった。 However, since there is a clearance between the spacer E3 and the guide hole M1, when the contact unit C moves up and down, the contact unit C may move in the horizontal direction within the clearance.
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、コンタクトユニットをメイン基板に対して上下動可能に弾性支持し、かつ、コンタクトユニットの水平方向の移動を抑制できる支持部材を有するプローブカードを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and a probe card having a support member that elastically supports a contact unit so as to be movable up and down with respect to a main substrate and can suppress horizontal movement of the contact unit. The purpose is to provide.
第1の本発明によるプローブカードは、メイン基板と、複数のコンタクトプローブが形成されたコンタクトユニットと、上記メイン基板の下方において、上記コンタクトユニットを上下動可能に支持する2以上の板ばねとを備え、上記板ばねの一端が上記メイン基板の下面側に固着され、他端が上記コンタクトユニットの周縁部に固着されることにより上記コンタクトユニットを支持するように構成されている。 A probe card according to a first aspect of the present invention includes a main board, a contact unit in which a plurality of contact probes are formed, and two or more leaf springs that support the contact unit in a vertically movable manner below the main board. The leaf spring is configured such that one end of the leaf spring is fixed to the lower surface side of the main board and the other end is fixed to the peripheral portion of the contact unit to support the contact unit.
本発明のプローブカードによれば、非検査時においては、上記板ばねにより、上記メイン基板の下方に上記コンタクトユニットを上記メイン基板の下面との間に所定の間隔を有した状態で支持でき、検査時には、上記板ばねを板面に対し垂直な方向に湾曲するように弾性変形させて上記コンタクトユニットを上下方向にのみスムーズに移動させることができ、水平方向への移動は抑制できるので、良好な電気的特性検査を行うことができる。 According to the probe card of the present invention, at the time of non-inspection, the leaf spring can support the contact unit below the main board with a predetermined space between the lower surface of the main board, At the time of inspection, the leaf spring is elastically deformed so as to bend in a direction perpendicular to the plate surface, so that the contact unit can be smoothly moved only in the vertical direction, and the movement in the horizontal direction can be suppressed. Electrical characteristic inspection can be performed.
具体的には、非検査時においては、上記板ばねを介して上記メイン基板の下方に上記コンタクトユニットが上記メイン基板の下面との間に所定の間隔を有した状態で支持される。そして、検査時のオーバードライブ時には、上記コンタクトプローブが検査対象物に圧接して、上記コンタクトユニットが上記メイン基板に向けて移動しようとする。このとき、上記板ばねにおける上記コンタクトユニットと上記メイン基板とに固着されていないフリーな面が板面に対し垂直な方向に湾曲し、上記コンタクトユニットはスムーズに上方向に向けて移動することができる。 Specifically, at the time of non-inspection, the contact unit is supported below the main board via the leaf spring with a predetermined distance from the lower surface of the main board. During overdrive during inspection, the contact probe comes into pressure contact with the object to be inspected, and the contact unit tends to move toward the main board. At this time, a free surface not fixed to the contact unit and the main board in the leaf spring is curved in a direction perpendicular to the plate surface, and the contact unit can smoothly move upward. it can.
さらに、上記板ばねは、両端の平面部分が上記メイン基板と上記コンタクトユニットに固着されているため、上記板ばねは、上記一端から上記他端への方向を板ばねの長さ方向とすると、この長さ方向と直交する幅方向には変形し難い。従って、オーバードライブ時、上記板ばねにおける上記フリーな面は、水平方向のうち、板ばねの幅方向には変形し難いので、上記コンタクトユニットは、上記板ばねによって上記メイン基板に支持されることにより、上下方向の移動はスムーズに行われ、水平方向への移動は抑制される。従って、上記コンタクトプローブは、検査対象物の検査対象領域から外れにくくなる。 Further, since the flat portions of both ends of the plate spring are fixed to the main board and the contact unit, the plate spring has a length direction of the plate spring from the one end to the other end. It is difficult to deform in the width direction orthogonal to the length direction. Therefore, during overdrive, the free surface of the leaf spring is not easily deformed in the width direction of the leaf spring in the horizontal direction, so that the contact unit is supported on the main board by the leaf spring. Therefore, the movement in the vertical direction is performed smoothly, and the movement in the horizontal direction is suppressed. Therefore, the contact probe is unlikely to be detached from the inspection target area of the inspection target.
第2の本発明によるプローブカードは、上記構成に加えて、上記板ばねは、上記コンタクトユニットを挟んで対向して配置された1対の板ばねで構成されている。このように1対の板ばねを対向させて配置させることにより、上記コンタクトユニットを上記メイン基板の下面と平行となるように支持でき、しかも、オーバードライブ時における上記コンタクトユニットの上下方向の移動をスムーズに行え、少なくとも板ばねの幅方向への移動は抑制できる。 In the probe card according to the second aspect of the present invention, in addition to the above-described configuration, the leaf spring is constituted by a pair of leaf springs arranged to face each other with the contact unit interposed therebetween. By arranging the pair of leaf springs to face each other in this way, the contact unit can be supported in parallel with the lower surface of the main board, and the vertical movement of the contact unit during overdrive can be achieved. It can be performed smoothly, and at least the movement of the leaf spring in the width direction can be suppressed.
第3の本発明によるプローブカードは、上記構成に加えて、上記板ばねは、幅方向が互いに交差するように配置された3以上の板ばねで構成されている。このように幅方向が互いに交差するように3以上の板ばねを配置することにより、それぞれの板ばねにより、その板ばねの幅方向の移動を抑制できるので、それぞれの板ばねにより異なる水平方向への移動が抑制される。従って、上記コンタクトユニットは、水平方向の移動が抑制され、オーバードライブ時においては上記コンタクトユニットの上下方向にスムーズに移動することができるので、上記コンタクトプローブが検査対象物の検査対象領域内から外れてしまうのを防止できる。 In the probe card according to the third aspect of the present invention, in addition to the above-described configuration, the leaf spring is constituted by three or more leaf springs arranged so that the width directions cross each other. By arranging three or more leaf springs so that the width directions intersect with each other in this way, the movement of the leaf springs in the width direction can be suppressed by the respective leaf springs. Movement is suppressed. Therefore, the contact unit is restrained from moving in the horizontal direction, and can move smoothly in the vertical direction of the contact unit during overdrive. Therefore, the contact probe is disengaged from the inspection object area of the inspection object. Can be prevented.
第4の本発明によるプローブカードは、上記構成に加えて、上記板ばねは、上記コンタクトユニットを挟んで対向して配置された2対の板ばねで構成され、1対の板ばねの幅方向が他の1対の板ばねの幅方向と交差するように構成されている。このように1対の板ばねにより、水平方向におけるこの1対の板ばねの幅方向(第1幅方向)への上記コンタクトユニットの移動を阻止でき、また、他の1対の板ばねにより、この他の1対の板ばねの幅方向(第2幅方向)であって、第1幅方向と交差する方向への上記コンタクトユニットの移動を阻止できる。従って、上記コンタクトユニットが水平方向のうち、異なる2方向への移動が抑制されるので、上記コンタクトプローブは、常に検査対象物の検査対象領域内に当接させることができる。しかも、2対の板ばねは、それぞれの対において上記コンタクトユニットを挟んで対向して配置されるので、上記コンタクトユニットを上記メイン基板の下面と略平行になるように上記メイン基板に支持することができる。このように、本発明のプローブカードによれば、上記コンタクトユニットを上記メイン基板の下面と略平行となるように支持でき、しかも、オーバードライブ時における上記コンタクトユニットの上下方向の移動をスムーズに行え、水平方向へのあらゆる方向への移動を良好に抑制できるので、電気的特性検査を確実に行うことができる。 In the probe card according to a fourth aspect of the present invention, in addition to the above configuration, the leaf spring is composed of two pairs of leaf springs arranged to face each other with the contact unit interposed therebetween, and the width direction of the pair of leaf springs Is configured to intersect with the width direction of the other pair of leaf springs. Thus, the pair of leaf springs can prevent the contact unit from moving in the width direction (first width direction) of the pair of leaf springs in the horizontal direction, and the other pair of leaf springs The contact unit can be prevented from moving in the width direction (second width direction) of the other pair of leaf springs in a direction intersecting the first width direction. Therefore, since the contact unit is restrained from moving in two different directions in the horizontal direction, the contact probe can always be brought into contact with the inspection target region of the inspection target. In addition, since the two pairs of leaf springs are arranged to face each other with the contact unit interposed therebetween, the contact unit is supported on the main board so as to be substantially parallel to the lower surface of the main board. Can do. As described above, according to the probe card of the present invention, the contact unit can be supported so as to be substantially parallel to the lower surface of the main substrate, and the contact unit can be smoothly moved in the vertical direction during overdrive. Since the movement in all directions in the horizontal direction can be satisfactorily suppressed, the electrical characteristic inspection can be reliably performed.
本発明のプローブカードによれば、非検査時においては、2以上の上記板ばねにより、上記メイン基板の下方に上記コンタクトユニットを上記メイン基板の下面との間に所定の間隔を有するように確実に支持でき、検査時には、上記板ばねを板面に対し垂直な方向に湾曲するように弾性変形させて上記コンタクトユニットを上下方向にのみスムーズに移動させ、水平方向への移動は抑制して、良好な電気的特性検査を行うことができる。 According to the probe card of the present invention, at the time of non-inspection, the contact unit is surely provided below the main board so as to have a predetermined distance between the lower surface of the main board by the two or more leaf springs. At the time of inspection, the leaf spring is elastically deformed so as to bend in a direction perpendicular to the plate surface, the contact unit is smoothly moved only in the vertical direction, and the movement in the horizontal direction is suppressed, Good electrical property inspection can be performed.
実施の形態1.
以下、本発明にかかるプローブカードの実施の形態1について図面に基づいて説明する。図1は、本発明の実施の形態によるプローブカード1の一例を示した外観図であり、下方から見た図を示している。図2は、プローブカード1の概略断面図が示されている。図3は、フレキシブル基板が接続される前の状態のプローブカード1の概略全体斜視図が示されている。なお、図3では、コンタクトプローブは省略している。
Hereinafter, a first embodiment of a probe card according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is an external view showing an example of a
プローブカード1は、図2に示すように、メイン基板2と、メイン基板2に対して上下動可能に支持され、複数のコンタクトプローブ31を有するコンタクトユニット3とを備えている。コンタクトユニット3は、メイン基板2に固定される板ばね4によりメイン基板2に対して上下動可能に支持されている。
As shown in FIG. 2, the
メイン基板2は、図1に示すように、円板状のプリント基板であり、テスター装置との間で信号入出力を行うための外部端子21を有している。本実施の形態では、ガラスエポキシを主成分とする多層プリント回路基板がメイン基板2として用いられている。メイン基板2は、プローブ装置に着脱可能に取り付けられ、コンタクトユニット3を支持する基板である。外部端子21は、メイン基板2の周縁部に多数形成されている。メイン基板2の上面は、補強板5の下面全面とねじ固定されており、メイン基板2と補強板5とは一体化されている。
As shown in FIG. 1, the
コンタクトユニット3は、メイン基板2の下方に配置され、メイン基板2に固定される板ばね4を介して、メイン基板2に上下動可能に支持される。コンタクトユニット3は、多数のコンタクトプローブ31が形成されたコンタクト基板32と、このコンタクト基板32の上面と接合されるバッキングプレート33と、バッキングプレート33の上面と接合される板ばね固定板34とを備えている。
The
本実施の形態では、コンタクト基板32は、矩形で、下面に多数のコンタクトプローブ31が形成されると共に、配線パターンが形成されている。配線パターンは、電源供給線、グランド線及び信号線の各配線パターンにより形成されている。また、本実施の形態では、コンタクトプローブ31は、電気鋳造法により形成された金属針により構成されている。さらに、本実施の形態では、コンタクト基板32の下面の中央に、多数のコンタクトプローブ31が2列に整列配置されている。
In the present embodiment, the
バッキングプレート33は、コンタクト基板32の平面積よりも平面積が大きい矩形状の金属板で、下面がコンタクト基板32の上面の全体と接合され、かつ、上面の全面が板ばね固定板34の下面と接合されている。
The
コンタクト基板32の周縁部には、コンタクトプローブ31と導通している多数の電極パッドが設けられている。コンタクト基板32上の電極パッドはフレキシブル基板6の一端に設けられた電極パッドとワイヤでボンディングされている。
A large number of electrode pads that are electrically connected to the
フレキシブル基板6の他端部は、メイン基板2に接続されているので、メイン基板2とコンタクト基板32は導通している。フレキシブル基板6は、コンタクトユニット3の上下動に合わせて変動するように、緩やかな曲面を持たせてメイン基板2とバッキングプレート33とに接続されている。
Since the other end of the
フレキシブル基板6は、メイン基板2及びコンタクト基板32を電気的に接続する導電線の集合体であり、可撓性を有する薄い絶縁性基板上に配線パターンが形成されている。ここでは、メイン基板2側を3つに分岐させた形状からなるフィルム基板が用いられており、各分岐部分の先端には、図1に示すように、メイン基板2のコネクタ23と着脱可能に係合させるコネクタ61がそれぞれ設けられている。本実施の形態では、フレキシブル基板6は、ポリイミドを主成分とする可撓性を有するフィルム上に配線パターンが印刷されたフレキシブルプリント回路基板(FPC)を用いている。なお、図2に示す概略断面図では、フレキシブル基板6は、直接、メイン基板2に接続された状態を示している。
The
板ばね固定板34は、バッキングプレート33の平面積よりも平面積が大きい矩形状の金属で形成されている。板ばね固定板34は、メイン基板2と対向させて配置されている。板ばね固定板34は、バッキングプレート33からはみ出た部分の下面が板ばね4に固定されている。
The leaf
板ばね4は、上下2箇所に屈曲部分を有し、メイン基板2の下面と平行な面を有する上部固着部41と、この上部固着部41と平行な面を有する下部固着部42と、これら上部固着部41と下部固着部42を連結し、上下方向に延びる弾性変形部43とを有する。上部固着部41と下部固着部42とは、それぞれの面が対向するように形成されている。本実施の形態では、図3に示すように、4つの板ばね4を用いており、矩形の板ばね固定板34の4辺の縁部中央部にそれぞれ配置されている。即ち、2対の板ばね4がそれぞれ板ばね固定板34を挟んで対向して配置されている。
The leaf spring 4 has bent portions at two upper and lower portions, an
板ばね4の上部固着部41は、その上面をメイン基板2の下面に固着するようになっており、下部固着部42は、その上面をコンタクトユニット3の板ばね固定板34の下面に固着するようになっている。従って、板ばね固定板34は、板ばね4の上部固着部41と下部固着部42との間に配置されて板ばね4に支持された状態となっている。
The
本実施の形態では、コンタクト基板32とバッキングプレート33と板ばね固定板34とを接合させた状態で、板ばね固定板34の下面における外周縁が、板ばね4の下部固着部42に固着される。このように板ばね4により、非検査時においては、メイン基板2の下面と板ばね固定板34の上面との間に所定の隙間9を有した状態で、しかも、コンタクトユニット3のコンタクト基板32の下面がメイン基板2の下面に対して平行になるように、コンタクトユニット3がメイン基板2に吊り下げられた状態で支持される。
In the present embodiment, the outer peripheral edge of the lower surface of the plate
検査時においては、検査対象物が上に移動するので、コンタクトプローブ31が検査対象物に接触する。さらに、オーバードライブを行って、コンタクトプローブ31を検査対象物に圧接させる。このとき、板ばね4の下部固着部42は板ばね固定板34に固着されているので、オーバードライブによりコンタクトプローブ31が検査対象物によって上方向に向かって押されると、板ばね4の弾性変形部43は、図2の仮想線(二点破線)に示すように、板ばね固定板34が配置されている側とは反対側に湾曲し、コンタクトユニット3は、メイン基板2に向かって動く。
At the time of inspection, the inspection object moves upward, so that the
本実施の形態では、コンタクトプローブ31は、オーバードライブ時においては、板ばね4の弾性力によって検査対象物側に向かって付勢されることになるので、オーバードライブによりコンタクトプローブ31が検査対象物に押し付けられていくとき、板ばね4の弾性力により徐々に針圧が増加していく。その結果、プローブカード1は、オーバードライブ量を制御し易く、コンタクトプローブ31の破損が起こり難い。
In the present embodiment, the
さらに、本実施の形態では、4つの板ばね4がコンタクトユニット3の周縁部にほぼ等間隔で配置されることにより、2対の板ばね4がそれぞれコンタクトユニット3を挟んで対向させて配置された状態になっている。このように、2対の板ばね4をコンタクトユニット3を挟んで対向配置させているので、隣り合う板ばね4は、互いに幅方向(図3に示す矢印x方向)が直交することになり、板ばね4は幅方向に変位し難いことから、コンタクトユニット3の水平方向への移動を効果的に抑制できる。なお、板ばね4の幅方向(図3に示す矢印x方向)とは、メイン基板2に固定される一端から板ばね固定板34に固定される他端への方向を板ばね4の長さ方向としたときに、この長さ方向と直交する方向をいう。
Further, in the present embodiment, the four leaf springs 4 are arranged at substantially equal intervals on the peripheral portion of the
即ち、板ばね4は、両端の上部固着部41及び下部固着部42の平面部分がメイン基板2及び板ばね固定板34に固着されているため、幅方向には変形し難い。従って、オーバードライブ時、板ばね4の弾性変形部43は、水平方向のうち、板ばねの幅方向には変形し難いので、板ばね4に支持されているコンタクトユニット3は、上下方向の移動はスムーズに行われ、水平方向への移動は抑制される。
That is, the plate spring 4 is hard to be deformed in the width direction because the planar portions of the upper fixed
特に本実施の形態では、4つの板ばね4によりコンタクトユニット3を支持しており、2対のうちの1対の板ばね4により水平方向のX方向への移動を阻止でき、他の1対の板ばね4によりX方向と直交するY方向への移動を阻止することができる。その結果、コンタクトユニット3は、上下動のみが許容され、水平方向の移動は抑制されるので、オーバードライブを行っても、コンタクトプローブ31を検査対象物である電極パッドに確実に接触させることができ、確実に電気的特性検査を行うことができる。
In particular, in the present embodiment, the
なお、本実施の形態では、板ばね4は、板ばね固定板34の4辺の縁部にそれぞれ1つずつ配置させたが、8個の板ばね4を用い、板ばね固定板34における4辺の縁部の各辺に2つずつ板ばね4を配置させるようにしてもよい。
In the present embodiment, the leaf springs 4 are arranged one by one at the edge of each of the four sides of the leaf
また、板ばね4の形状は、上部固着部41及び下側固着部42が対向しないようにZ字形状に形成するようにしてもよい。この場合、上部固着部41は、コンタクトユニット3に対して反対側に延びた状態に配置してこの上部固着部41の上面をメイン基板2に固着し、下側固着部42の上面で板ばね固定板34の下面を支持する。
Further, the leaf spring 4 may be formed in a Z shape so that the upper fixing
実施の形態2.
上記実施の形態1では、コンタクトユニットを板ばねで支持し、かつ、この板ばねの弾性力でコンタクトプローブに針圧を与えるようにプローブカードを構成した。本実施の形態では、板ばね4は主としてコンタクトユニット3を支持するために用い、コンタクトユニット3とメイン基板2との間にコイルばね74を配置することにより、このコイルばね74によりコンタクトプローブ31に針圧を与えるように構成している。
In the first embodiment, the probe card is configured such that the contact unit is supported by the leaf spring and the needle probe is applied to the contact probe by the elastic force of the leaf spring. In the present embodiment, the leaf spring 4 is mainly used to support the
本実施の形態も、メイン基板2とこのメイン基板2の下方に配置されるコンタクトユニット3と、メイン基板2の上面に接合される補強板5と、メイン基板2とコンタクトユニット3を電気的に接続するフレキシブル基板6とを備えている。コンタクトユニット3も、上記実施の形態1と同様に、コンタクトプローブ31が設けられたコンタクト基板32と、バッキングプレート33と、板ばね固定板34とを備えている。コンタクトユニット3は、板ばね固定板34の上面にコイルばね74を圧接させる円形凹部34aが形成された点を除き、各構成部材の形状は、上記実施の形態1と同じ構成をしているので説明を省略する。
In the present embodiment, the
本実施の形態では、メイン基板2は、上記実施の形態1と形状と大きさはほぼ同じであり、図4に示すように、中央部に、ばね受け位置調整ネジ71を挿通させる貫通孔24が形成されている。メイン基板2の上面に接合される補強板5も上記実施の形態1と形状と大きさはほぼ同じであるが、図4に示すように、中央に、ばね受け位置調整ネジ71が螺合するネジ孔51が貫通して形成されている。このネジ孔51及びメイン基板2の貫通孔24の中心は同心となっている。
In the present embodiment, the
メイン基板2の下面には、中央部に開口部72aが形成されたリング又は矩形状の板状のばね受け保持板72の上面全面が接合されており、メイン基板2と一体化されている。このばね受け保持板72の開口部72a内に円板状のコイルばね受け73が上下動可能に収納される。
The entire upper surface of a ring or a rectangular plate-shaped spring receiving and holding
コンタクトユニット3は、板ばね固定板34に固定される板ばね4を介して、メイン基板2に上下動可能に支持される。板ばね4は、上記実施の形態1と同じ形状をしており、上部固着部41と下側固着部42と弾性変形部43とを有している。
The
板ばね固定板34は、矩形の板部材からなり、メイン基板2と対向する上面の中央部には、コイルばね74の端部が圧接する複数の円形凹部34aが形成されている。これら円形凹部34aは、板ばね固定板34の中心に1つ形成され、さらに、この中心の円形凹部34aの周りに周方向に均等に複数の円形凹部34aが形成されている。
The leaf
コイルばね受け73は、円形又は矩形状の板状部材からなり、板ばね固定板34と対向する面(下面)の中心部にコイルばね74の1つを受ける円形凹部73aが形成され、この中心の円形凹部73aの周りに、板ばね固定板34に形成した円形凹部34aに対向させて複数の円形凹部73aが形成されている。
The
補強板5に形成したネジ孔51には、ばね受け位置調整ネジ71がネジ締めされる。このばね受け位置調整ネジ71の先端面が、コイルばね受け73におけるメイン基板2と対向する上面の中心に当接するようになっている。ばね受け位置調整ネジ71は、軸部の長手方向の略全長にネジ山が形成され、先端面が平面になっており、この先端面をコイルばね受け73に当接させるようになっている。
A spring receiving
そして、コンタクト基板32とバッキングプレート33と板ばね固定板34とを接合させてコンタクトユニット3を構成しておく。次に、板ばね4の下側固着部42を板ばね固定板34に固定しておき、ばね受け保持板72の開口部72a内に円板状のコイルばね受け73を配置させる。そして、コイルばね受け73の円形凹部73aと板ばね固定板34の円形凹部34aとの間にコイルばね74を配置させ、板ばね4の上部固着部41をメイン基板2に固着することにより、コンタクトユニット3は板ばね4を介してメイン基板2に支持される。
Then, the
このように、コンタクトユニット3とメイン基板2との間にコイルばね74を配置させた状態でコンタクトユニット3を板ばね4によりメイン基板2に固定した後、ばね受け位置調整ネジ71を補強板5の上面からネジ孔51にネジ締めしていく。そして、メイン基板2の貫通孔24を挿通させて、ばね受け位置調整ネジ71の先端面をコイルばね受け73の上面の中央に押し当てる。
In this manner, after the
さらに、ばね受け位置調整ネジ71をネジ締めしていくことにより、コイルばね74の弾性力に逆らってコイルばね受け73が開口部72a内においてコンタクトユニット3側に向けて移動していく。コイルばね受け73と板ばね固定板34とに挟まれたコイルばね74は、その反発力によりコンタクトユニット3を付勢する。このように、コイルばね受け73の下面と板ばね固定板34の上面との距離を調整して、コイルばね74の反発力が所定の付勢力となるまで、ばね受け位置調整ネジ71をコイルばね受け73に対してネジ締めしていく。
Further, by tightening the spring receiving
本実施の形態では、コイルばね74を用いて、コンタクトプローブ31の針圧を制御するようにしているので、板ばね4は、板厚が薄く、幅が広くなるように形成して、コイルばね74の反発力によるコンタクトユニット3に対する付勢を阻害しない程度に、上下方向への弾性力が弱くなるようにし、しかも、水平方向へ変位しないようにしている。このように板ばね4を形成することにより、主としてコイルばね74によってコンタクトユニット3を付勢することにより、オーバードライブ時にコンタクトプローブ31に所定の荷重(針圧)をかけることができる。しかも、これら板ばね4により、コンタクトユニット3の水平方向への移動は抑制し、コンタクトユニット3の上下動はスムーズに行うことができる。
In this embodiment, the
本実施の形態では、検査対象物を上昇させて、コンタクトユニット3のコンタクトプローブ31を検査対象物に接触させ、さらに、オーバードライブすることにより、コンタクトプローブ31が検査対象物によって押さえ付けられる。このとき、コイルばね74は、コイルばね受け73によって圧縮された上、さらに、メイン基板2とコンタクトユニット3とにより圧縮された状態となり、しかも、同時に、板ばね4の弾性変形部43が湾曲して弾性変形を起こすので、コンタクトユニット3は上方向に動く。
In the present embodiment, the
コンタクトプローブ31は、オーバードライブ時において、コイルばね74の弾性力と、板ばね4の弾性力によって検査対象物側に向かって付勢されるため、コンタクトプローブ31が検査対象物に押し付けられていくとき、徐々にコンタクトプローブ31の針圧が増加していき、コンタクトプローブ31は破損が起こり難くなる。しかも、ばね受け位置調整ネジ71のネジ孔51へのネジ込み量を調整して、コンタクトプローブ31が破損せず、しかも、全てのコンタクトプローブ31を検査対象物に接触させることができるように、コイルばね74による付勢力を調整できる。
Since the
実施の形態3.
本実施の形態は、図5に示すように、コンタクトユニット3の板ばね固定板34とメイン基板2との間に、板ばね固定板34とメイン基板2とに弾性的に接触し、これら板ばね固定板34及びメイン基板2を電気的に導通させるインターポーザ8が中間部材として設けられたプローブカード1である。
In the present embodiment, as shown in FIG. 5, the leaf
本実施の形態も、メイン基板2とこのメイン基板2の下方に配置されるコンタクトユニット3と、メイン基板2の上面に接合される補強板5とを備えている。コンタクトユニット3は、コンタクトプローブ31が設けられたコンタクト基板32と、板ばね固定板34とを備えている。メイン基板2とコンタクトユニット3との電気的な接続は、インターポーザ8を用いて行っている。
The present embodiment also includes a
本実施の形態では、メイン基板2は、上記実施の形態1と形状と大きさは同じであるが、図5に示すように、下面の中央部に、複数の端子電極25が形成されている。補強板5とコンタクトユニット3のコンタクト基板32とは、上記実施の形態1と同じものを使用しているので、同じ符号で示し、説明を省略する。
In the present embodiment, the
板ばね固定板34は、コンタクト基板32よりも平面積が大きい矩形をしており、上面に、メイン基板2の端子電極25に対応する複数の端子電極34bが形成されている。本実施の形態では、コンタクト基板32は、その上面の全面が板ばね固定板34の下面に接合されている。これらの端子電極34bに、インターポーザ8の下部接触子83が接触するようになっている。板ばね固定板34には、端子電極34bと導通する配線パターンが形成されており、この配線パターンは、コンタクト基板32に形成する配線パターンを介して対応するコンタクトプローブ31に電気的に導通されている。
The leaf
本実施の形態では、メイン基板2と板ばね固定板34の間にインターポーザ8が設けられている。インターポーザ8は、図5に示すように、例えばセラミックによって形成された接続子支持基板81と、接続子支持基板81の上面にメイン基板2に設ける端子電極25に対応させて設けられた弾性変形自在な複数の上部接触子82と、接続子支持基板81の下面に板ばね固定板34の端子電極34bに対応させて設けられた弾性変形自在な複数の下部接触子83とを有している。さらに、インターポーザ8は、接続子支持基板81の外周縁部に複数の貫通孔(図示せず)を形成すると共に、メイン基板2の下面にガイドピン84を設けて、接続子支持基板81の貫通孔にガイドピン84を挿通させることにより、接続子支持基板81が水平方向に移動せず、上下方向にのみ移動するようにしている。
In the present embodiment, an
インターポーザ8の上部接触子82は、接続子支持基板81から上方に向かって延び、それぞれの先端がメイン基板2の端子電極25と電気的に接触させている。また、インターポーザ8の下部接触子83は、接続子支持基板81から下方に向かって延び、それぞれの先端が板ばね固定板34に形成した端子電極34bと電気的に接触させている。これらの接触子82,83は、いずれも弾性を有する金属によって弾性変形自在にピン状に形成され、しかも、ピンの長さ方向中間部に屈曲部を形成している。そして、これらの接触子82,83により、コンタクト基板32とメイン基板2とを電気的に接続している。
The
コンタクトユニット3は、板ばね固定板34に固定される板ばね4を介して、メイン基板2に上下動可能に支持される。板ばね4は、上部固着部41と下側固着部42と弾性変形部43とを有しているが、上部固着部41及び下側固着部42が対向しないようにZ字形状に形成している。そして、上部固着部41は、先端がコンタクトユニット3に対して反対側に向くように配置してこの上部固着部41の上面をメイン基板2に固着し、下側固着部42の上面で板ばね固定板34の下面を支持している。
The
そして、コンタクト基板32と板ばね固定板34とを接合させてコンタクトユニット3を構成し、板ばね4の下側固着部42を板ばね固定板34に固定しておく。また、インターポーザ8は、ガイドピン84を接続子支持基板81の貫通孔に挿通させてメイン基板2の下方側に配置させておく。そして、板ばね固定板34の端子電極34bがインターポーザ8の下部接触子83と接触するように、コンタクトユニット3を配置し、板ばね4の上部固着部41をメイン基板2に固着することにより、コンタクトユニット3は板ばね4を介してメイン基板2に支持された状態になる。このように、コンタクトユニット3とメイン基板2との間にインターポーザ8を配置させた状態でコンタクトユニット3は板ばね4を介してメイン基板2に固定された状態になる。
Then, the
本実施の形態では、インターポーザ8と板ばね4とを用いて、コンタクトプローブ31に針圧を与えるようにしている。従って、本実施の形態では、検査対象物を上昇させて、コンタクトユニット3のコンタクトプローブ31を検査対象物に接触させ、さらに、オーバードライブすることにより、コンタクトプローブ31が検査対象物によって押さえ付けられる。このとき、インターポーザ8の上部接触子82と下部接触子83が弾性変形し、同時に、板ばね4の弾性変形部43が湾曲して弾性変形することにより、コンタクトユニット3が上方向に動く。
In the present embodiment, needle pressure is applied to the
また、本実施の形態も、コンタクトユニット3は、4つの板ばね4により支持されているので、オーバードライブ時において上下方向の移動はスムーズに行われ、水平方向への移動は抑制される。
Also in the present embodiment, since the
さらに、コンタクトプローブ31は、オーバードライブ時において、インターポーザ8の弾性力と、板ばね4の弾性力によって検査対象物側に向かって付勢されるため、コンタクトプローブ31が検査対象物に押し付けられていくとき、徐々にコンタクトプローブ31の針圧が増加していき、コンタクトプローブ31は破損が起こり難くなる。
Furthermore, since the
また、上記各実施の形態では、コンタクトユニットを支持する部材として板ばねを用いており、その形状が上下2箇所に直角に屈曲する屈曲部を有する形状としたが、本発明の板ばねの形状は、これに限定されない。たとえば、湾曲形状の板ばねを用いることができる。この場合、円弧の一端側の平面部分をメイン基板に固着し、他端の平面部分をコンタクトユニットに固着することができる。 Further, in each of the above embodiments, a leaf spring is used as a member for supporting the contact unit, and the shape thereof is a shape having a bent portion that is bent at two right and left positions, but the shape of the leaf spring of the present invention. Is not limited to this. For example, a curved leaf spring can be used. In this case, the flat portion on one end side of the arc can be fixed to the main substrate, and the flat portion on the other end can be fixed to the contact unit.
さらに、上記各実施の形態では、板ばねを4つ用いたが、板ばねの個数はこれに限定されない。本発明のプローブカードは、板ばねは2つ以上であればよい。例えば、コンタクトユニットの平面形状が矩形ではなく、円形、正三角形、正五角形、正六角形の場合でも、コンタクトユニットの水平方向への移動を良好に抑制できる。 Furthermore, in each said embodiment, although 4 leaf | plate springs were used, the number of leaf | plate springs is not limited to this. The probe card of this invention should just have two or more leaf | plate springs. For example, even when the planar shape of the contact unit is not a rectangle but a circle, a regular triangle, a regular pentagon, or a regular hexagon, the movement of the contact unit in the horizontal direction can be satisfactorily suppressed.
具体的には、平面形状が円形のコンタクトユニットの場合には、円の大きさに応じて3つ以上の板ばねを各コンタクトユニットにそれぞれ周方向に等間隔に配置させる。周方向に等間隔に3つの板ばねを配置する場合には、全ての板ばねの幅方向が異なるので、円形のコンタクトユニットであっても、水平方向のあらゆる方向への移動を抑制できる。多角形の場合には、それぞれの角部やそれぞれの辺の中央部に板ばねを配置させることにより、少なくとも2つの板ばねの幅方向が異なることになり、水平方向のあらゆる方向への移動を抑制できる。 Specifically, in the case of a contact unit having a circular planar shape, three or more leaf springs are arranged in each contact unit at equal intervals in the circumferential direction according to the size of the circle. When three leaf springs are arranged at equal intervals in the circumferential direction, since the width directions of all the leaf springs are different, movement in any horizontal direction can be suppressed even with a circular contact unit. In the case of a polygon, by arranging leaf springs at the corners and at the center of each side, the width direction of at least two leaf springs will be different, and movement in all horizontal directions will be possible. Can be suppressed.
また、例えば、コンタクトユニットの平面形状が矩形の場合、隣り合う2辺に板ばねを配置するようにしてもよい。このように板ばねを配置した場合でも、それぞれの板ばねの幅方向が交差するので、2つの異なる水平方向への移動を抑制できる。 For example, when the planar shape of the contact unit is rectangular, leaf springs may be arranged on two adjacent sides. Even when the leaf springs are arranged in this way, the width directions of the leaf springs intersect each other, so that movement in two different horizontal directions can be suppressed.
上記各実施の形態では、コンタクトプローブ31は、電気鋳造法により形成したが、コンタクトプローブはこれに限定されない。例えば、板バネ状の金属の先端を尖鋭化させたプローブ、いわゆるカンチレバー式のプローブを用いることもできる。また、コンタクトプローブ31は、コンタクト基板32上において2列に整列配置されたものに限定されない。また、板ばねの断面形状も、コ字状に他に様々な形態が考えられ、例えば、Z字状、Σ字状なども、なんら制限を受けることなく本発明に適用できる。
In the above embodiments, the
1 プローブカード
2 メイン基板
21 外部端子
22 開口部
23 コネクタ
24 貫通孔
25 端子電極
3 コンタクトユニット
31 コンタクトプローブ
32 コンタクト基板
33 バッキングプレート
34 板ばね固定板
34a 円形凹部
34b 端子電極
4 板ばね
41 上部固着部
42 下部固着部
43 弾性変形部
5 補強板
51 ネジ孔
6 フレキシブル基板
61 コネクタ
71 ばね受け位置調整ネジ
72 ばね受け保持板
72a 開口部
73 コイルばね受け
73a 円形凹部
74 コイルばね
8 インターポーザ
81 接続子支持基板
82 上部接触子
83 下部接触子
84 ガイドピン
9 隙間
DESCRIPTION OF
Claims (4)
複数のコンタクトプローブが形成されたコンタクトユニットと、
上記メイン基板の下方において、上記コンタクトユニットを上下動可能に支持する2以上の板ばねとを備え、
上記板ばねの一端が上記メイン基板の下面側に固着され、他端が上記コンタクトユニットの周縁部に固着されていることを特徴とするプローブカード。 A main board,
A contact unit in which a plurality of contact probes are formed;
Two or more leaf springs that support the contact unit in a vertically movable manner below the main board,
One end of the leaf spring is fixed to the lower surface side of the main board, and the other end is fixed to a peripheral portion of the contact unit.
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