JP2010216991A - プローブカード - Google Patents
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Abstract
【課題】 プローブ基板上のプローブとメイン基板との接続構造を簡素化し、製造コストを低減させたプローブカードを提供する。
【解決手段】 外部端子11及び外部端子11に配線された電極12が形成されたメイン基板10と、一方の主面をメイン基板10に対向させて配置され、主面間を貫通するワイヤ挿通孔3aが形成されたプローブ基板3と、プローブ基板3の他方の主面上に立設されたプローブ2と、ワイヤ挿通孔3aに挿通され、プローブ2及び電極12に固着された導電性材料からなる接続ワイヤ5により構成される。
【選択図】 図3
【解決手段】 外部端子11及び外部端子11に配線された電極12が形成されたメイン基板10と、一方の主面をメイン基板10に対向させて配置され、主面間を貫通するワイヤ挿通孔3aが形成されたプローブ基板3と、プローブ基板3の他方の主面上に立設されたプローブ2と、ワイヤ挿通孔3aに挿通され、プローブ2及び電極12に固着された導電性材料からなる接続ワイヤ5により構成される。
【選択図】 図3
Description
本発明は、プローブカードに係り、さらに詳しくは、プローブが立設されたプローブカードの改良に関する。
一般に、プローブカードは、多数のコンタクトプローブと多数の外部端子とが同一のプローブ基板上に形成され、プローブ基板上の配線パターンを介して、対応するコンタクトプローブ及び外部端子を導通させている。コンタクトプローブは、半導体集積回路上の微小な電極に接触させるための手段であり、電極と同一のピッチで配設されている。一方、外部端子は、テスト信号の入出力を行うテスター装置を接続するための端子であり、コンタクトプローブよりも広いピッチで配設されている。
半導体集積回路は、微細加工技術の進歩によって集積度が向上し、電極の配置が狭ピッチ化される傾向にある。このため、コンタクトプローブをプローブ基板上に配設する一方、外部端子はプローブ基板よりも大きなメイン基板上に配設されるようになってきた。この様なプローブカードの場合、プローブ基板及びメイン基板間において配線ピッチを拡大させ、コンタクトプローブ及び外部端子を接続するためのST(スペーストランスフォーマ)基板が必要になる。つまり、高価なST基板が必要となり、製造工程も複雑となるため、製造コストが増大してしまうという問題があった。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、ST基板を用いる従来のプローブカードに比べて、製造が容易で安価なプローブカードを提供することを目的としている。特に、プローブ基板上のプローブとメイン基板との接続構造を簡素化し、製造コストを低減させたプローブカードを提供することを目的としている。
第1の本発明によるプローブカードは、外部端子及び上記外部端子に配線された電極が形成されたメイン基板と、一方の主面を上記メイン基板に対向させて配置され、主面間を貫通するワイヤ挿通孔が形成されたプローブ基板と、上記プローブ基板の他方の主面上に立設されたプローブと、上記ワイヤ挿通孔に挿通され、上記プローブ及び上記電極に固着された導電性材料からなる接続ワイヤとを備えて構成される。
このプローブカードでは、プローブ基板上のプローブとメイン基板上の電極とが、プローブ基板に形成されたワイヤ挿通孔を挿通させた接続ワイヤをプローブ及び電極に固着することによって電気的に接続される。この様な構成によれば、配線ピッチを拡大させるST基板を用いることなく、プローブ及び外部端子間の接続が行えるので、プローブ基板上のプローブとメイン基板との接続構造を簡素化し、製造コストを低減させることができる。
第2の本発明によるプローブカードは、上記構成に加え、上記接続ワイヤが、上記プローブと係合させる屈曲部を有し、低融点金属によって上記プローブに接合されるように構成される。この様な構成によれば、屈曲部をプローブと係合させ、当該屈曲部を低融点金属によってプローブに接合することによって接続ワイヤがプローブに固着されるので、屈曲部を予め形成した接続ワイヤを用いれば、当該接続ワイヤとプローブ及びメイン基板の電極との固着作業を容易に行うことができる。
第3の本発明によるプローブカードは、上記構成に加え、上記ワイヤ挿通孔が、径の異なる挿通孔を連通させた形状からなるように構成される。この様な構成によれば、ワイヤ挿通孔が径の異なる挿通孔を連通させた形状からなるので、プローブ基板にワイヤ挿通孔を形成する際の穴あけ加工を容易化することができる。
第4の本発明によるプローブカードは、上記構成に加え、上記プローブを上記メイン基板側へ付勢する押え板を備え、上記プローブ基板には、上記プローブの一端を収容するプローブ配設穴が形成され、上記プローブが、上記押え板及び上記プローブ配設穴によって上記プローブ基板に固着されるように構成される。この様な構成によれば、プローブをメイン基板側へ付勢する押え板と、プローブの一端を収容するプローブ配設穴とによってプローブがプローブ基板に固着されるので、プローブが高さ方向にがたつくのを抑制することができる。
本発明によるプローブカードによれば、配線ピッチを拡大させるST基板を用いることなく、プローブ及び外部端子間の接続が行えるので、プローブ基板上のプローブとメイン基板との接続構造を簡素化し、製造コストを低減させることができる。従って、ST基板を用いる従来のプローブカードに比べて、製造が容易で安価なプローブカードを実現することができる。
実施の形態1.
<プローブカード>
図1及び図2は、本発明の実施の形態1によるプローブカードの概略構成の一例を示した平面図であり、図1には、プローブカード1を下側から見た様子が示され、図2には、上側から見た様子が示されている。
<プローブカード>
図1及び図2は、本発明の実施の形態1によるプローブカードの概略構成の一例を示した平面図であり、図1には、プローブカード1を下側から見た様子が示され、図2には、上側から見た様子が示されている。
プローブカード1は、半導体ウェハ上の電子回路の電気的特性を検査するのに用いられる検査装置であり、検査対象物に接触させる多数のコンタクトプローブ2が配設されている。プローブカード1は、プローブ装置(図示せず)によってコンタクトプローブ2が配設されている面を下にして水平に保持され、テスター装置(図示せず)が接続される。コンタクトプローブ2を電子回路上の電極に当接させれば、当該コンタクトプローブ2を介してテスト信号をテスター装置及び電子回路間で入出力させることができる。
このプローブカード1は、コンタクトプローブ2の他に、プローブ基板3、保持板4、接続ワイヤ5、補強板6及びメイン基板10を備えて構成される。メイン基板10は、プローブ装置に着脱可能に取り付けられる円形形状のPCB(プリント回路基板)であり、テスター装置との間で信号の入出力を行うための多数の外部端子11が周縁部に設けられている。
このメイン基板10には、接続ワイヤ5が固着される電極12と、電極12及び外部端子11を電気的に接続する配線パターン13とが設けられている。電極12は、プローブ基板3上のコンタクトプローブ2に対応付けて設けられる接続端子であり、コンタクトプローブ2ごとに形成されている。
プローブ基板3は、上面をメイン基板10に対向させて配置され、下面上に複数のコンタクトプローブ2が立設される絶縁基板であり、例えば、矩形形状のセラミック板からなる。プローブ基板3は、メイン基板10の中央部に配置され、保持板4を介してメイン基板10の下面に取り付けられている。
このプローブ基板3には、コンタクトプローブ2とメイン基板10上の電極12とを電気的に接続するための接続ワイヤ5を挿通させるワイヤ挿通孔3aが形成されている。このワイヤ挿通孔3aは、プローブ基板3の上面及び下面間を貫通する貫通孔であり、コンタクトプローブ2ごとに形成されている。
この例では、プローブ基板3に上面側から矩形形状の凹み穴3bを設けることによって形成される肉薄部に複数のワイヤ挿通孔3aが配設されている。
接続ワイヤ5は、プローブ基板3のワイヤ挿通孔3aに挿通され、その一端部がコンタクトプローブ2に固着され、他端部がメイン基板10の中央部に形成された矩形形状の貫通孔14を介して電極12に固着される導電性材料からなる金属ケーブルである。
保持板4は、プローブ基板3を保持し、コンタクトプローブ2の先端部のメイン基板10からの高さを調整するのに用いられるプローブユニットホルダーであり、プローブ基板3の周縁部を保持している。
コンタクトプローブ2は、電子回路の微小な電極に接触させるプローブ(探針)であり、各コンタクトプローブ2は、電子回路上の電極の配置に合わせてプローブ基板3上に整列配置されている。この例では、コンタクトプローブ2の厚さ方向に配列された複数のコンタクトプローブ2からなるプローブ列が2列形成されている。プローブ基板3の凹み穴3bは、この様なプローブ列に対応付けて形成されている。
補強板6は、メイン基板10の変形を防ぐための金属プレートであり、メイン基板10の上面に固着されている。この例では、中央部に矩形形状の貫通孔6aが形成された円形板が補強板6として用いられている。
ここでは、ワイヤ挿通孔3aの配列ピッチが、コンタクトプローブ2の配列ピッチと同程度であるのに対して、電極12の配列ピッチは、接続ワイヤ5の取り付け作業を容易化するために、ワイヤ挿通孔3aの配列ピッチよりも大きくなっているものとする。
図3は、図1のプローブカード1の断面図であり、A−A線による切断面の様子が示されている。メイン基板10の上面には、中央部に貫通孔6aが形成された補強板6が固着されている。補強板6の貫通孔6aは、電極12と、電極12から延伸する配線パターン13の一部とが露出するように、メイン基板10の貫通孔14よりもサイズが大きくなっている。
一方、メイン基板10の下面には、保持板4を介してプローブ基板3が配設されている。プローブ基板3には、その下面に複数のコンタクトプローブ2が固着され、各コンタクトプローブ2の近傍にワイヤ挿通孔3aが形成されている。
ワイヤ挿通孔3aは、プローブ基板3に凹み穴3bを設けることによって形成される肉薄部を厚さ方向、すなわち、上下方向に貫通する貫通孔となっている。
接続ワイヤ5は、ワイヤ挿通孔3aを貫通し、一端部がコンタクトプローブ2に固着され、他端部が貫通孔14を介してメイン基板10の上面上の電極12に固着されている。接続ワイヤ5とコンタクトプローブ2及び電極12とは、これらの部材よりも融点の低い低融点金属を用いて接合される。例えば、接続ワイヤ5の一端部及びコンタクトプローブ2、並びに、他端部及び電極12がそれぞれ半田付けによって固着される。
<プローブ基板>
図4は、図1のプローブカード1の要部における構成例を示した断面図であり、コンタクトプローブ2が配設されたプローブ基板3が示されている。プローブ基板3には、凹み穴3bを設けることによって複数のコンタクトプローブ2に共通の肉薄部Bが形成されている。
図4は、図1のプローブカード1の要部における構成例を示した断面図であり、コンタクトプローブ2が配設されたプローブ基板3が示されている。プローブ基板3には、凹み穴3bを設けることによって複数のコンタクトプローブ2に共通の肉薄部Bが形成されている。
ワイヤ挿通孔3aは、穴あけ加工を容易化するために、凹み穴3bの加工後に肉薄部Bに形成される。凹み穴3bは、例えば、上面側からプローブ基板3をザグリ加工することによって形成され、そのサイズは、ワイヤ挿通孔3aの直径よりも十分に大きくなっている。また、底部3cの厚さは、凹み穴3b以外のプローブ基板3の厚さよりも薄くなっている。
コンタクトプローブ2は、検査対象物に当接させるコンタクト部2aと、コンタクト部2aを支持し、プローブ基板3に固定されるベース部2bにより構成される。この例では、コンタクト部2aがベース部2bによって弾性的に支持されるカンチレバー(片持ち梁)型のプローブとなっている。
このコンタクトプローブ2は、例えば、MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)による微細加工によって作成され、導電層の積層構造を有する薄い平板からなる。コンタクトプローブ2は、プローブ基板3の下面上に立設され、すなわち、その端面をプローブ基板3に対向させて配置されている。
ベース部2bは、水平方向に突出しており、コンタクト部2a側に押え板7を係合させるための押え板係合部2cが設けられ、反対側に接続ワイヤ5の先端部を収容するためのワイヤ端収容穴2dが形成されている。
プローブ基板3の下面には、コンタクトプローブ2のベース部2bを収容するためのプローブ配設穴3dが形成されている。このプローブ配設穴3dは、コンタクトプローブ2ごとに形成された溝状の凹み穴であり、例えば、下面側からプローブ基板3をザグリ加工することによって形成することができる。
プローブ配設穴3dは、その幅がコンタクトプローブ2の厚さ(約50μm)と同程度であり、その長さがベース部2bの長手方向の長さ(約1000μm)と同程度となっている。また、プローブ配設穴3dの深さは、70〜100μm程度となっている。
押え板7は、コンタクトプローブ2の押え板係合部2cをメイン基板10側へ付勢することによって、ベース部2bをプローブ基板3上に固定する平板状の係止部品であり、プローブ基板3の下面に固着されている。つまり、コンタクトプローブ2は、押え板7及びプローブ配設穴3dによってプローブ基板3に固着される。
この例では、押え板7が、矩形形状の板バネからなり、1つの押え板7によって複数のコンタクトプローブ2が同時に固着されている。コンタクトプローブ2をメイン基板10側へ付勢する押え板7と、コンタクトプローブ2のベース部2bを収容するプローブ配設穴3dとによってコンタクトプローブ2がプローブ基板3に固着されるので、コンタクトプローブ2が高さ方向、すなわち、上下方向にがたつくのを防止することができる。
接続ワイヤ5は、コンタクトプローブ2と係合させるためのV字形状の屈曲部5aを有し、屈曲部5aの先端をコンタクトプローブ2のベース部2bに引っ掛けた状態で、当該先端が半田付けによってベース部2bに接合される。具体的には、屈曲部5aの先端をワイヤ端収容穴2dに挿入した状態で、当該先端部が半田付けされる。
図5は、図1のプローブカード1の要部における構成例を示した平面図であり、コンタクトプローブ2が配設されたプローブ基板3が示されている。プローブ基板3の下面には、コンタクトプローブ2のベース部2bをそれぞれ収容する複数のプローブ配設穴3dが形成されている。
押え板7は、複数のコンタクトプローブ2に共通の係止部品であり、プローブ列ごとに配設されている。つまり、1つの押え板7によって、対応するプローブ列を構成する複数のコンタクトプローブ2が同時に固着される。
図6は、図1のプローブカード1の要部における構成例を示した平面図であり、コンタクトプローブ2を取り付ける前のプローブ基板3を下側から見た様子が示されている。各プローブ配設穴3dは、細長い矩形形状の凹み穴からなり、その長手方向に交差する方向に配列されている。
各ワイヤ挿通孔3aは、凹み穴3bを上面側から加工することによって形成されるプローブ基板3の肉薄部Bに形成されている。
本実施の形態によれば、配線ピッチを拡大させるST基板などの高価で構造が複雑な部品を用いることなく、コンタクトプローブ2及び外部端子11間の接続が行えるので、プローブ基板3上のコンタクトプローブ2とメイン基板10との接続構造を簡素化し、製造コストを低減させることができる。
また、屈曲部5aをコンタクトプローブ2と係合させ、当該屈曲部5aの先端を半田付けによってコンタクトプローブ2に接合することによって接続ワイヤ5がコンタクトプローブ2に固着されるので、屈曲部5aを予め形成した接続ワイヤ5を用いれば、当該接続ワイヤ5とコンタクトプローブ2及びメイン基板10の電極12との固着作業を容易に行うことができる。
実施の形態2.
実施の形態1では、プローブ基板3上のコンタクトプローブ2とメイン基板10上の電極12とを接続するための接続ワイヤ5がコンタクトプローブ2に直接に固着される場合の例について説明した。これに対して、本実施の形態では、接続ワイヤ5の一端部をプローブ配設穴3dから延伸させた配線パターンに固着する場合について説明する。
実施の形態1では、プローブ基板3上のコンタクトプローブ2とメイン基板10上の電極12とを接続するための接続ワイヤ5がコンタクトプローブ2に直接に固着される場合の例について説明した。これに対して、本実施の形態では、接続ワイヤ5の一端部をプローブ配設穴3dから延伸させた配線パターンに固着する場合について説明する。
図7(a)及び(b)は、本発明の実施の形態2によるプローブカードの構成例を示した平面図であり、コンタクトプローブ2を取り付ける前のプローブ基板3を下側から見た様子が示されている。
プローブ基板3の下面には、コンタクトプローブ2のベース部2bをそれぞれ収容する複数のプローブ配設穴3dと、接続ワイヤ5が固着される端子部22,24と、コンタクトプローブ2及び端子部22,24を電気的に接続する配線パターン21,23とが設けられている。
図7(a)には、コンタクトプローブ2の配列方向に交差する方向に端子部22の配列ピッチを拡大させたプローブ基板3が示されている。各配線パターン21は、プローブ配設穴3dの一端から、コンタクトプローブ2の配列方向に交差する方向、この図では、左右方向に配列された端子部22まで延伸している。この端子部22の配列ピッチは、プローブ配設穴3dの配列ピッチよりも大きくなっている。
各ワイヤ挿通孔3aは、この様な端子部22に対応付けて形成され、左右方向に配列されている。
一方、図7(b)には、コンタクトプローブ2の配列方向に端子部24の配列ピッチを拡大させたプローブ基板3が示されている。各配線パターン23は、プローブ配設穴3dの一端から、コンタクトプローブ2の配列方向、この図では、上下方向に配列された端子部24まで延伸している。この端子部24の配列ピッチは、プローブ配設穴3dの配列ピッチよりも大きくなっている。
各ワイヤ挿通孔3aは、この様な端子部24に対応付けて形成され、コンタクトプローブ2の配列方向に配列されている。
この様なプローブ基板3としては、例えば、セラミック板、或いは、セラミック板にLCP(液晶ポリマー)板を接合させたものを用いることができる。プローブ配設穴3dは、セラミック板に直接に形成され、或いは、LCP基板上に形成される。
各コンタクトプローブ2は、そのベース部2bをプローブ配設穴3d内に収容させ、例えば、接着性を有する樹脂を用いて固定される。また、コンタクトプローブ2のベース部2bと配線パターン21,23の端部とは、半田付け、或いは、溶接によって電気的に接続される。
図7(a)及び図7(b)では、ワイヤ挿通孔3aが、配線パターン21,23から離れた領域に形成されているが、端子部22,24に直接設けても良い。
本実施の形態では、プローブ基板3上のコンタクトプローブ2とメイン基板10上の電極12とが、プローブ基板3に形成されたワイヤ挿通孔3aを挿通させた接続ワイヤ5の一端部をプローブ基板3の端子部22,24に固着し、他端部をメイン基板10の電極12に固着することによって電気的に接続される。この様な構成によれば、配線ピッチを拡大させるST基板などの高価で構造が複雑な部品を用いることなく、コンタクトプローブ2及び外部端子11間の接続が行えるので、プローブ基板3上のコンタクトプローブ2とメイン基板10との接続構造を簡素化し、製造コストを低減させることができる。
なお、実施の形態1及び2では、接続ワイヤ5が貫通孔14を介してメイン基板10上面の電極12に固着される場合の例について説明したが、本発明はこれに限られるものではない。例えば、メイン基板10の下面に外部端子11に配線された電極を設け、この電極に接続ワイヤ5を固着するようなものであっても良い。
また、実施の形態1及び2では、凹み穴3bを上面側から加工することによって形成されるプローブ基板3の肉薄部Bにワイヤ挿通孔3aが形成される場合の例について説明したが、本発明はこれに限られるものではない。例えば、径の小さなワイヤ挿通孔をプローブ基板に形成する際の穴あけ加工を容易化するために、ワイヤ挿通孔を径の異なる少なくとも2つの挿通孔を連通させて形成しても良い。具体的には、内径を順次に小さくしながら多段階で挿通孔を加工することによって、内径の異なる複数の挿通孔が連通する形状からなり、階段状の段差を有するワイヤ挿通孔を形成することができる。
1 プローブカード
2 コンタクトプローブ
2a コンタクト部
2b ベース部
2c 押え板係合部
2d ワイヤ端収容穴
3 プローブ基板
3a ワイヤ挿通孔
3b 凹み穴
3c 底部
3d プローブ配設穴
4 保持板
5 接続ワイヤ
5a 屈曲部
6 補強板
6a 貫通孔
7 押え板
10 メイン基板
11 外部端子
12 電極
13 配線パターン
14 貫通孔
21,23 配線パターン
22,24 端子部
B 肉薄部
2 コンタクトプローブ
2a コンタクト部
2b ベース部
2c 押え板係合部
2d ワイヤ端収容穴
3 プローブ基板
3a ワイヤ挿通孔
3b 凹み穴
3c 底部
3d プローブ配設穴
4 保持板
5 接続ワイヤ
5a 屈曲部
6 補強板
6a 貫通孔
7 押え板
10 メイン基板
11 外部端子
12 電極
13 配線パターン
14 貫通孔
21,23 配線パターン
22,24 端子部
B 肉薄部
Claims (4)
- 外部端子及び上記外部端子に配線された電極が形成されたメイン基板と、
一方の主面を上記メイン基板に対向させて配置され、主面間を貫通するワイヤ挿通孔が形成されたプローブ基板と、
上記プローブ基板の他方の主面上に立設されたプローブと、
上記ワイヤ挿通孔に挿通され、上記プローブ及び上記電極に固着された導電性材料からなる接続ワイヤとを備えたことを特徴とするプローブカード。 - 上記接続ワイヤは、上記プローブと係合させる屈曲部を有し、低融点金属によって上記プローブに接合されることを特徴とする請求項1に記載のプローブカード。
- 上記ワイヤ挿通孔は、径の異なる挿通孔を連通させた形状からなることを特徴とする請求項1に記載のプローブカード。
- 上記プローブを上記メイン基板側へ付勢する押え板を備え、
上記プローブ基板には、上記プローブの一端を収容するプローブ配設穴が形成され、
上記プローブは、上記押え板及び上記プローブ配設穴によって上記プローブ基板に固着されることを特徴とする請求項1に記載のプローブカード。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN103777045A (zh) * | 2013-07-30 | 2014-05-07 | 豪勉科技股份有限公司 | 组装式探针卡 |
CN103941049A (zh) * | 2013-01-21 | 2014-07-23 | 华邦电子股份有限公司 | 探针卡 |
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2009
- 2009-03-17 JP JP2009064054A patent/JP2010216991A/ja active Pending
Cited By (2)
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CN103941049A (zh) * | 2013-01-21 | 2014-07-23 | 华邦电子股份有限公司 | 探针卡 |
CN103777045A (zh) * | 2013-07-30 | 2014-05-07 | 豪勉科技股份有限公司 | 组装式探针卡 |
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