JP2010091349A - 垂直型プローブカード - Google Patents

Abstract

【課題】 矩形のガイド穴を設けることなく、簡単な構造で、プローブを回転方向の拘束が行うことができる垂直型プローブカードを提供する。
【解決手段】矩形断面を有し、側面に突出部が設けられたプローブと、上記プローブの上端が接続されるメイン基板と、上記プローブを保持するガイド板を備えるプローブカードであって、上記ガイド板が、スペーサーを設けて所定の間隔で上下に平行に配置された上側ガイド板と下側ガイド板とからなり、上記下側ガイド板には、上記プローブを挿入する第１の円形のガイド穴が設けられ、上記上側ガイド板には、上記プローブを挿入する第２の円形のガイド穴と、上記第２の円形のガイド穴の上あるいは下に配置されたスリットが設けられ、上記プローブの突出部は上記第１の円形ガイド穴の上面と当接している。
【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。

ＬＳＩチップなどの半導体の電気的諸特性の測定に用いるプローブカードに搭載されるプローブとして、カンチレバー形状のプローブや垂直型プローブなどが用いられている。

垂直型プローブカードは、２つのガイド板を用いて垂直型プローブを保持する構造が一般的に用いられている。上記垂直型プローブは、プローブカードの多ピン化が進み、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ）技術を用いて製造されている。

このような、ＭＥＭＳ技術を用いて形成したプローブの断面は、その製造方法から矩形断面となっている。これに対し、上記ガイド板に設けられたプローブが挿入されるガイド穴は円形の穴が用いられている。

このように、円形のガイド穴に矩形の断面を有するプローブを挿入し、ガイド板によってプローブを保持すると、ガイド穴によってプローブの横方向の動きは制限されるが、円形の穴に矩形のプローブが挿入されていると、プローブを回転方向に拘束することができない。

回転方向にプローブが拘束されていないと、半導体の検査を行う際に、プローブ先端が回転し、オーバードライブの際に十分なスクラブを行うことができずに、正確に検査を行うことができない場合がある。

そこで、プローブを回転方向に拘束するために、ガイド穴を矩形にすることが考えられるが、矩形のガイド穴を設けるのは、円形のガイド穴を設けるよりも難しく、コストが増加するという問題がある。

このような問題を解決するために、本願発明は、簡単な構造でプローブを回転方向の拘束が行うことができる垂直型プローブカードを提供することを目的とする。

本発明の垂直型プローブカードは、矩形断面を有し、側面に突出部が設けられたプローブと、上記プローブの上端が接続されるメイン基板と、上記プローブを保持するガイド板を備え、上記ガイド板が、スペーサーを設けて所定の間隔で上下に平行に配置された上側ガイド板と下側ガイド板とからなり、上記下側ガイド板には、上記プローブを挿入する第１の円形のガイド穴が設けられ、上記上側ガイド板には、上記プローブを挿入する第２の円形のガイド穴と、上記第２の円形のガイド穴の上あるいは下に配置されたスリットが設けられ、上記プローブの突出部は上記第１の円形ガイド穴の上面と当接していることを特徴とする。

そして、上記上側ガイド板は第１のガイド板と第２のガイド板から構成される２層構造のガイド板であり、上記第１のガイド板に上記第２の円形のガイド穴が設けられ、上記第２のガイド板は複数の基板からなり、上記複数の基板が所定の間隔で平行に配置されて上記スリットを形成する。

さらに、上記プローブは、所定の方向に撓ませた状態で上記ガイド板によって保持されている。

本発明の垂直型プローブカードは、矩形断面を有し、側面に突出部が設けられたプローブと、上記プローブの上端が接続されるメイン基板と、上記プローブを保持するガイド板を備え、上記ガイド板が、スペーサーを設けて所定の間隔で上下に平行に配置された上側ガイド板と下側ガイド板とからなり、上記下側ガイド板には、上記プローブを挿入する第１の円形のガイド穴が設けられ、上記上側ガイド板には、上記プローブを挿入する第２の円形のガイド穴と、上記第２の円形のガイド穴の上あるいは下に配置されたスリットが設けられ、上記プローブの突出部は上記第１の円形ガイド穴の上面と当接していることによって、プローブの回転方向の動きを拘束し、検査時のプローブの動きを所定の方向に制御することが可能となる。

さらに、上記プローブは、所定の方向に撓ませた状態で上記ガイド板によって保持されていることによって、オーバードライブ時に所定の方向に上記垂直型プローブを座屈変形させることが可能となり、確実にスクラブを行うことができる。

以下に図を用いて本発明の垂直型プローブカード１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、垂直型のプローブ３、メイン基板２、上記プローブ３を保持するガイド板４、上記メイン基板２を補強する補強基板１０を備える。

上記プローブ３はＭＥＭＳ技術を用いて形成され、その断面は、図４の断面図に示すように、例えばＡｕ層１９がＮｉＣｏ層１８によって挟まれた３層構造の矩形となっている。また、上記プローブ３には落下防止の突出部１６が設けられている。万が一、上記突出部１６が折れた場合には、上記ガイド板４と上記メイン基板２が組み立てられた状態で、図１の下側から上記突出部１６が折れたプローブ３を抜き、新たなプローブ３を挿入することもできる。

上記ガイド板４は、絶縁物で構成されていて、上記メイン基板２にボルト１５を用いて上記補強板１０と共に固定されたフォルダー１１によって、上記メイン基板２と所定の間隔で保持されている。そして、上記ガイド板４は、スペーサー９を介して所定の間隔で上下に平行に配置された上側ガイド板５と下側ガイド板６から構成されている。上記下側ガイド板６には、上記プローブ３を挿入する円形の第１の円形のガイド穴１４を設けている。

上記上側ガイド板５は、第１のガイド板８と第２のガイド板７から構成される２層構造である。上記第１のガイド板８には上記プローブを挿入する円形の第２の円形のガイド穴１２を設けている。図３（ａ）に示すように、上記第２のガイド板７は複数の基板から構成され、上記基板を所定の間隔で互いに平行に配置し、隣接する上記基板の間にスリット１３を設ける。そして、図３（ｂ）、（ｃ）に示すように、上記基板同士の間に設けたスリット１３が、上記第２のガイド板７の上記円形の第２の円形のガイド穴１２の上に位置するように基板を配置する。

上記スリット１３の幅は上記プローブ３が挿入可能で、かつ、回転しない幅に設定されている。本実施形態では、上記第１のガイド板８を下に配置し、その上に上記第２のガイド板７を配置することで、上記第２の円形のガイド穴１２の上に上記スリット１３を配置する構造を用いているが、上記第２のガイド板７を下に配置し、その上に上記第１のガイド板８を配置して、上記第２の円形のガイド穴１２の下に上記スリット１３を配置する構造も可能であり、特に、第２の円形のガイド穴１２とスリット１３の上下を限定するものではない。また、上側ガイド板として１枚のガイド板を使って、１枚のガイド板の片側から円形の第２の円形のガイド穴１２を、反対側から上記円形の第２の円形のガイド穴１２に重なる位置にスリットを加工することも可能である。この場合、スリットは、ガイド穴１２と重なる位置に個々に設けられていればよく、図３（ａ）に示されるように連続していなくてもよい。

上記ガイド板４によって上記プローブ３を保持する構造について詳しく説明する。図２に示すように、上記プローブ３は、その先端が上記下側ガイド板６の第１の円形のガイド穴１４から突出した状態で、かつ、上側が上記上側ガイド板５のスリット１３から突出した状態で、上記ガイド板４に保持されている。この時、上記プローブ３に設けられた上記突出部１６は、上記下側ガイド板６に引っ掛かることで、上記プローブ３の下方への動きを制限し、上記ガイド板４から落下するのを防止している。

また、上記プローブ３の上記上側ガイド板５から突出している端部は、上記メイン基板２に設けられた端子１７に接触しており、上記プローブ３は上記メイン基板２と電気的に接続されている。このようにして、プローブ３は、上記ガイド板４に保持されて、上記メイン基板２と電気的に接続された状態となる。

そして、本発明のプローブカード１は、上述のように、上記円形の第２の円形のガイド穴１２の上に上記スリット１３を配置することで、上側ガイド板５に矩形のガイド穴を設けたのと同じ構造が得られる。このような円形の第２の円形のガイド穴１２とスリット１３と組み合わせたものに、矩形断面の上記プローブ３を挿入すると、上記スリット１３によって、上記プローブ３は回転方向に拘束された状態となる。このように、本発明のプローブカード１は、より簡単な構造で、矩形のガイド穴を設けたのと同じ効果を得ることができる。

また、上記プローブ３をセットする際に、上記メイン基板２と上記ガイド板４との間隔を調節する、あるいは、上記上側ガイド板５と上記下側ガイド板６との間隔を調節することで、図５（ａ）に示すように、上記プローブ３を予め所定の方向に撓ませておく。上記プローブ３をＭＥＭＳで形成する場合、上記プローブ３の直線部分を円弧状にしたマスクパタンを作成して形成すれば、積層方向と垂直な方向に容易に撓ませることができる。

このように、あらかじめ所定の方向に上記プローブ３を撓ませた状態で、半導体の検査を行うと、上記プローブ３の先端が検査対象の半導体ウエハ２０上に設けられた電極２１に接触して、さらにオーバードライブが行われると、図５（ｂ）に示すように、上記プローブ３は、矢印で示すように最初に撓まされていた方向にさらに撓み、同時に上記プローブ３の先端は、矢印で示す方向にスクラブを行う。このように、予め上記プローブ３を所定の方向に撓ませておくことで、オーバードライブ時の座屈変形の方向を一定にすることが可能となる。

従来であれば、プローブ３が回転方向の拘束がなされていなかったので、予めプローブ３を撓ませておいても、プローブ３が回転してその先端が所定の方向と異なる方向にスクラブを行うことがあった。しかしながら、本発明のプローブカード１では、上述のように、上記プローブ３は回転方向に拘束されていることから、図５（ｂ）に示すように、一定の方向にスクラブさせることが可能となる。

図６に、垂直型のプローブ３の別の実施形態を示す。本実施形態では、基板との接点２３および電極との接点２４には、接触性を考慮した貴金属を用いている。また、突出部１６を長方形とし、上記プローブ３のアーム部２２から張り出させ、下側ガイド板６に当接する構造とする。このような形状を用いると、上記アーム部２２は上記突出部１６よりも細いので、図５に示すようなアーム部と突出部の太さが同じ形状のプローブよりも、撓みやすくなる。

本発明の垂直型プローブカードの概略断面図 図１の拡大図 （ａ）は、第１のガイド板と第２のガイド板を重ねる前の斜視図であり、（ｂ）は、第１のガイド板と第２のガイド板を重ねた状態の斜視図であり、（ｃ）は、第１のガイド板と第２のガイド板を重ねた状態の平面図 プローブの断面図 （ａ）はプローブを予め撓ませた状態の断面図であり、（ｂ）は検査時の断面図 異なる実施形態のプローブを用いたプローブカードの概略断面図であり、（ａ）は基板をセットする前の状態の概略断面図、（ｂ）は基板をセットし、プローブを撓ませた状態の概略断面図

符号の説明

１ 垂直型プローブカード
２ メイン基板
３ プローブ
４ ガイド板
５ 上側ガイド板
６ 下側ガイド板
７ 第１のガイド板
８ 第２のガイド板
９ スペーサー
１０ 補強板
１１ フォルダー
１２ 第２の円形のガイド穴
１３ スリット
１４ 第１の円形のガイド穴
１５ ボルト
１６ 突出部
１７ 端子
１８ ＮｉＣｏ層
１９ Ａｕ層
２０ 半導体ウエハ
２１ 電極
２２ アーム部
２３ 接点
２４ 接点

Claims (3)

1. 矩形断面を有し、側面に突出部が設けられたプローブと、上記プローブの上端が接続されるメイン基板と、上記プローブを保持するガイド板を備え、
   上記ガイド板が、スペーサーを設けて所定の間隔で上下に平行に配置された上側ガイド板と下側ガイド板とからなり、
   上記下側ガイド板には、上記プローブを挿入する第１の円形のガイド穴が設けられ、
   上記上側ガイド板には、上記プローブを挿入する第２の円形のガイド穴と、上記第２の円形のガイド穴の上あるいは下に配置されたスリットが設けられ、上記プローブの突出部は上記第１の円形のガイド穴の上面と当接していることを特徴とする垂直型プローブカード。
2. 上記上側ガイド板は第１のガイド板と第２のガイド板から構成される２層構造のガイド板であり、上記第１のガイド板に上記第２の円形のガイド穴が設けられ、上記第２のガイド板は複数の基板からなり、上記複数の基板が所定の間隔で平行に配置されて上記スリットを形成してい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. 上記プローブは、所定の方向に撓ませた状態で上記ガイド板によって保持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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