JP2010133837A - プローブカードの製造方法 - Google Patents

Abstract

【目的】 本発明の目的はプローブの実装位置の精度を向上させることができ且つ実装工程にかかる時間を短縮することができるプローブカードの製造方法を提供することにある。
【構成】 複数の開口３２１を有する型３００に複数のプローブ２００の接続部２１１を各々嵌合させ、この状態で、型３００の面上にプローブ２００を囲繞する犠牲層４００を形成し、その後、型３００を除去して犠牲層４００に囲繞されたプローブ２００を型３００から取り外し、その後、プローブ２００の接続部２１１を基板１００の面上の複数の電極パッド１１０に各々接続させ、その後、犠牲層４００を除去する。
【選択図】 図３

Description

本発明は、半導体デバイスの電気的諸特性を測定するのに使用されるプローブカードの製造方法に関する。

この種のプローブカードは、実装装置を用いてプローブを一本づつ基板に実装することにより作成されるものがある（特許文献１参照）。

特開２００１−０５０９８１号公報

ところが、前記実装装置の性能に応じてプローブの実装位置の精度が悪くなるという問題があった。また、プローブを一本づつ実装することから、実装工程に時間がかかるという問題もあった。

本発明は、上記事情に鑑みて創案されたものであって、その目的とするところは、プローブの実装位置の精度を向上させることができ且つ実装工程にかかる時間を短縮することができるプローブカードの製造方法を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のプローブカードの製造方法は、複数の開口を有する型に複数のプローブの接続部を各々嵌合させ、この状態で、型の面上に前記複数のプローブを囲繞する犠牲層を形成し、その後、前記犠牲層で囲繞された前記複数のプローブを型から取り外し、その後、前記プローブの接続部をメイン基板と連絡する複数の電極パッドに各々接続させ、その後、前記犠牲層を除去する工程を含んでいる。

このようなプローブカードの製造方法による場合、複数のプローブの接続部を型の開口に各々嵌合させることにより、予めプローブの位置合わせを行い、この状態で当該プローブを犠牲層で囲繞し、ユニット化してメイン基板と連絡する電極パッドに接続させるようにしたので、プローブの実装位置の精度を向上させることができる。しかも、犠牲層によりユニット化された複数のプローブをメイン基板と連絡する複数の電極パッドに各々接続させ、当該プローブを一度に実装するようになっているので、プローブの実装工程の時間を短縮することができる。

前記型は、ベース基板と、このベース基板上に設けられ且つ前記開口が開設されたレジストとを有していることが好ましい。この場合、ベース基板上にレジストを塗布し、当該レジストにフォトレジスト技術を用いて開口を形成するだけであることから、前記型を安価に作成することができる。このような安価な型を用いてプローブカードを製造することにより、プローブカードの製造コストの低減を図ることができる。

プローブを型に嵌合させた後、前記レジストの面上にシード膜を形成することが好ましい。このようにシード膜を犠牲層のめっきの起点とすることにより、当該犠牲層を形成し易くなる。なお、シード膜としては犠牲層と親和性の高いものを用いることが好ましい。

前記犠牲層で囲繞された前記複数のプローブを前記型から取り外すに当たり、当該型をエッチングにより除去することが可能である。このようにエッチングにより前記型を除去することにより、型の取り外しが簡単になる。

前記犠牲層は型の面上に銅めっきにより形成され、エッチングにより除去されるようにしても良い。このように犠牲層として銅めっきを用いれば、犠牲層の形成及び除去が簡単になる。

以下、本発明の実施の形態に係るプローブカードについて図１を参照しつつ説明する。図１は本発明の実施の形態に係るプローブカードの概略図であって、（ａ）が半導体デバイスに対向した状態を示す断面図、（ｂ）が底面図である。

図１に示すプローブカードは半導体デバイス１０の電気的諸特性を測定するのに使用されるものである。このプローブカードは、メイン基板１００と、このメイン基板１００の下面上に実装された複数のプローブ２００とを備えている。以下、詳しく説明する。

メイン基板１００は周知のプリント基板である。このメイン基板１００の下面上には、プローブ２００の後述する接続部２１１と各々接続される複数の電極パッド１１０が配列されている。また、メイン基板１００の上面上には、電極パッド１１０と電気的に接続される複数の外部接続用の外部電極１２０が設けられている。

プローブ２００は断面視略Ｌ字状の針である。このプローブ２００は、角柱状のベース部２１０と、このベース部２１０からメイン基板１００に沿って略平行に延設された角柱状のアーム部２２０とを有している。ベース部２１０の上端部はメイン基板１００の電極パッド１１０に半田接続される接続部２１１となっている。アーム部２２０の先端部には円錐状の突起である接触部２２１が設けられている。この接触部２２１が半導体デバイス１０の電極１１に接触する部分である。

ここで、上記構成のプローブカードを製造するのに用いる型について図２を参照しつつ説明する。図２は本発明の実施の形態に係るプローブカードを製造するのに用いる型の概略図であって、（ａ）が断面図、（ｂ）が平面図である。

図２に示す型３００は、ベース基板３１０と、このベース基板３１０上に塗布されたレジスト３２０とを備えている。以下、詳しく説明する。

ベース基板３１０は周知のシリコン基板である。レジスト３２０には複数の開口３２１が形成されている。この開口３２１の外形は、プローブ２００の接続部２１１の外形に対応した矩形状となっている。また、開口３２１の配列はメイン基板１００の電極パッド１１０の配列に対応している。開口３２１は、レジスト３２０にフォトマスクを用いて露光現像を行うことにより作成される。このとき、レジスト３２０の開口部分が除去される。

以下、型３００を用いて上記プローブカードを製造する方法について図３乃至図７を参照しつつ説明する。図３は本発明に係るプローブカードの製造工程を示すフローチャート、図４は同製造工程のプローブ嵌合工程を示す概略図であって、（ａ）が断面図、（ｂ）が平面図、図５は同製造工程の犠牲層形成工程を示す概略図であって、（ａ）が断面図、（ｂ）が平面図、図６は同製造工程の型除去工程を示す概略図であって、（ａ）が断面図、（ｂ）が平面図、図７は同製造工程のプローブの基板実装工程を示す概略図であって、（ａ）が断面図、（ｂ）が背面図である。

まず、図４に示すように、プローブ２００の接続部２１１の下面に半田５００をめっきし、当該接続部２１１を型３００の開口３２１に各々嵌合させる。すると、プローブ２００の接続部２１１が型３００の開口３２１の底面（すなわち、開口３２１から露出するベース基板３１０の面上）に密着する（図３のS１）。嵌合後、銅をスパッタし、型３００のレジスト３２０上にシード膜３３０を形成する。このとき、プローブ２００がスパッタ粒子の影になるが影響は少ない。この銅製のシード膜３３０は、後述する犠牲層４００との親和性が高いため、当該犠牲層４００の銅めっきの起点となる。

その後、図５に示すように、型３００のシード膜３３０上に銅めっきを行い、銅製の犠牲層４００を形成する。このとき、犠牲層４００に複数のプローブ２００が囲繞され（埋設され）、ユニット化される（図３のS２）。これをユニットＵと称する。なお、シード膜３３０は、プローブ２００の影となる部分を除いて、レジスト３２０の全面に形成される。犠牲層４００は、シード膜３３０がある箇所にだけ伸びるのではなく、プローブ２００から成長するめっきがシード膜３３０のない箇所にも伸びていくため、犠牲層４００は最終的に複数のプローブ２００を囲繞する。

その後、図６に示すように、シリコンウェットエッチング液を用いて型３００のベース基板３１０をエッチングし、レジスト剥離液を用いてレジスト３２０をエッチングする（図３のS３）。これにより、ユニット化されたプローブ２００から型３００が取り外され、プローブ２００の接続部２１１が犠牲層４００から露出する。

その後、図７に示すように、プローブ２００の接続部２１１をメイン基板１００の電極パッド１１０に各々接触させ、この状態で半田リフロー等により接続部２１１を電極パッド１１０に一括で各々半田付けする（図３のS４）。これにより、プローブ２００が一度にメイン基板１００に実装される。

その後、犠牲層除去液を用いたウエットエッチングにより犠牲層４００及びシード膜３３０を除去する（図３のS５）。これにより、上記プローブカードが得られる。なお、レジスト３２０上のシード膜３３０は、ベース基板３１０とレジスト３２０を除去する際に取り除くことも可能である。

このようなプローブカードの製造方法による場合、プローブ２００の接続部２２１を型３００の開口３２１に嵌合させることにより、予めプローブ２００の位置合わせを行った状態で、当該プローブ２００を犠牲層４００で囲繞してユニット化し、メイン基板１００の電極１１に各々接続するようにしているので、プローブ２００の実装位置の精度を向上させることができる。しかも、犠牲層４００によりユニット化された複数のプローブ２００を一度にメイン基板１００の電極１１に接続するので、プローブ２００の実装工程の時間を短縮することができる。

また、型３００は、ベース基板３１０にレジスト３２０を形成し、その後、レジスト３２０に開口を形成した構成であるので、安価に作成することができる。この安価な型３００を用いてプローブカードを製造することにより、プローブカードの製造コストの低減を図ることができる。

本実施形態におけるプローブカードの製造方法は特許請求の範囲の趣旨に適う限り、任意に設計変更することが可能である。以下、詳しく説明する。

型３００については、プローブの配列に対応した複数の開口を有するものである限りどのようなものを用いても良い。例えば、複数の開口が開設された基板や、長溝が設けられた基板とこの基板上に貼付され且つ前記長溝と連通する複数の開口を有するフィルムとを組み合わせたもの等を用いることができる。

シード膜３３０については、銅製の犠牲層４００と親和性の高い銅を用いるとしたが、これに限定されるものではない。すなわち、シード膜３３０の材質については、犠牲層４００の材質と親和性の高いものを適宜選択するようにすれば良い。犠牲層４００を型上に直接形成することができる場合には、シード膜３３０を省略することができる。

上記実施形態では、プローブ２００の接続部２１１の下面に半田５００をめっきし、型３００の開口３２１の底面に密着させるとしたが、接続部２１１を開口３２１に嵌合させるだけで不十分な場合には、接着しても良い。接続部２１１を型３００の開口３２１の底面に接着させる接着剤としては、周知の接着剤を用いることが可能である。

また、上記実施形態では、犠牲層４００は銅めっきであるとしたが、これに限定されるものではなく、型の面上に形成され、複数のプローブを一体化させ且つその後除去できるものである限りどのようなものを用いても良い。すなわち、犠牲層は複数のプローブの少なくとも一部を埋設して当該プローブを囲繞して一体化させ、その後エッチング等で除去できるレジストや樹脂等を代用品として用いることが可能である。

上記実施形態のプローブの形状はその一例を示したものであって、これに限定されるものではない。接続部は基板の電極パッドに接続される部分であれば、プローブのどの部分であってもよい。

型の開口の形状はプローブの接続部の外形に応じて任意に変更可能である。また、型の開口の配置は、プローブの実装位置に応じて任意に変更可能である。

本発明の実施の形態に係るプローブカードの概略図であって、（ａ）が半導体デバイスに対向した状態を示す断面図、（ｂ）が底面図である。 本発明の実施の形態に係るプローブカードを製造するのに用いる型の概略図であって、（ａ）が断面図、（ｂ）が平面図である。 本発明に係るプローブカードの製造工程を示すフローチャートである。 同製造工程のプローブ嵌合工程を示す概略図であって、（ａ）が断面図、（ｂ）が平面図である。 同製造工程の犠牲層形成工程を示す概略図であって、（ａ）が断面図、（ｂ）が平面図である。 同製造工程の型除去工程を示す概略図であって、（ａ）が断面図、（ｂ）が平面図である。 同製造工程のプローブの基板実装工程を示す概略図であって、（ａ）が断面図、（ｂ）が背面図である。

符号の説明

１００ メイン基板
１１０ 電極パッド
２００ プローブ
２１１ 接続部
３００ 型
３１０ ベース基板
３２０ レジスト
３２１ 開口
３３０ シード膜
４００ 犠牲層

Claims (5)

1. 複数の開口を有する型に複数のプローブの接続部を各々嵌合させ、
   この状態で、型の面上に前記複数のプローブを囲繞する犠牲層を形成し、
   その後、前記犠牲層で囲繞された前記複数のプローブを型から取り外し、
   その後、前記プローブの接続部をメイン基板と連絡する複数の電極パッドに各々接続させ、
   その後、前記犠牲層を除去する工程を含むことを特徴とするプローブカードの製造方法。
2. 請求項１記載のプローブカードの製造方法において、
   前記型は、ベース基板と、このベース基板上に設けられ且つ前記開口が開設されたレジストとを有していることを特徴とするプローブカードの製造方法。
3. 請求項２記載のプローブカードの製造方法において、
   プローブを型に嵌合させた後、前記レジストの面上にシード膜を形成することを特徴とするプローブカードの製造方法。
4. 請求項１、２又は３記載のプローブカードの製造方法において、
   前記犠牲層で囲繞された前記複数のプローブを前記型から取り外すに当たり、当該型をエッチングにより除去することを特徴とするプローブカードの製造方法。
5. 請求項１、２、３又は４記載のプローブカードの製造方法において、
   前記犠牲層は型の面上に銅めっきにより形成され、エッチングにより除去されることを特徴とするプローブカードの製造方法。

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