JP2010243302A - Interference prevention structure probe card - Google Patents

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JP2010243302A JP2009091623A JP2009091623A JP2010243302A JP 2010243302 A JP2010243302 A JP 2010243302A JP 2009091623 A JP2009091623 A JP 2009091623A JP 2009091623 A JP2009091623 A JP 2009091623A JP 2010243302 A JP2010243302 A JP 2010243302A
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probe head
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spiral contact
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Yukihiro Hirai
幸廣 平井
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an interference prevention structure probe card including a probe head with an interference prevention structure. <P>SOLUTION: The interference prevention structure probe card 1 includes a probe head 5 and a spiral contact 2'. The probe head 5 is disposed between a tester 4 and a semiconductor device to provide electric connection therebetween, the tester 4 performing an operation test by connecting the semiconductor device 31 formed on a wafer 3 under test with an LSI tester, and is formed by stacking a low CTE material 52 formed in the tester side, an organic substrate 54, and a low CTE material 53 formed in the semiconductor device side. The spiral contact 2' is formed in the semiconductor device side of the probe head as an electrode 2' corresponding to the arrangement of an electrode of the semiconductor device. A cut face 51 cut in a tapered shape, in a C shape or a curved shape, is formed in the periphery of the probe head in the semiconductor device side except for the area where the spiral contact 2' is arranged. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は、液晶パネルやカメラモジュール、IC、LSI等の多電極半導体デバイスの検査用のプローブカードに係り、特にプローブヘッドの上面下面に低熱膨張材を設けた干渉防止構造プローブカードに関する。   The present invention relates to a probe card for inspecting a multi-electrode semiconductor device such as a liquid crystal panel, a camera module, an IC, and an LSI, and more particularly to an interference prevention structure probe card in which a low thermal expansion material is provided on the lower surface of the upper surface of a probe head.

液晶パネルやカメラモジュール、IC、LSI等の半導体デバイスは一般に矩形に形成され、その縁辺配列およびエリア配列された多数の端子電極(以下、単に「電極」と略す)を設けている。
このようなデバイスは製造中の検査工程において、単品ごとの動作試験等が行われ、大量生産品から不良品を排除するように品質管理される。
Semiconductor devices such as liquid crystal panels, camera modules, ICs, and LSIs are generally formed in a rectangular shape, and are provided with a large number of terminal electrodes (hereinafter simply referred to as “electrodes”) arranged in an edge arrangement and area arrangement.
Such a device is subjected to an operation test or the like for each individual product in an inspection process during manufacture, and quality controlled so as to eliminate defective products from mass-produced products.

従来これらのデバイスを単品で動作試験するためには、そのデバイスを動作させる駆動回路と、検査に固有の信号処理回路、測定手段、および合否判定表示手段等を組み合わせた検査器を用意する。検査段階では、その検査器と被検査デバイスとの電気的導通を検査し、検査後は導通を解除するとともに検査器から被検査デバイスを取り外して検査終了し、出荷等に供する。検査器にはデバイスの微細な電極の配置およびピッチ(以下、「電極配置」ともいう)に対応する多数のプローブ針を配置したプローブカードが用いられ、これを検査位置に送られてきたデバイスの各電極に接触させ、プローブカードにより測定手段とデバイスの導通を検査するようにしたものが知られている(例えば、特許文献1参照)。   Conventionally, in order to perform an operation test of these devices alone, an inspector is prepared by combining a drive circuit for operating the device, a signal processing circuit unique to the inspection, a measurement unit, a pass / fail judgment display unit, and the like. In the inspection stage, the electrical continuity between the inspecting device and the device to be inspected is inspected, and after the inspection, the continuity is released, the inspected device is removed from the inspecting device, the inspection is finished, and the product is shipped. The inspector uses a probe card on which a large number of probe needles corresponding to the arrangement and pitch (hereinafter also referred to as “electrode arrangement”) of the fine electrodes of the device are used, and this is sent to the inspection position of the device that has been sent to the inspection position. A device in which each electrode is brought into contact with each other and the continuity between the measuring means and the device is inspected by a probe card is known (for example, see Patent Document 1).

また、スパイラル状接触子の先端がフラットに形成され、その形成されたフラット面が鏡面研磨され、さらにスパイラル状接触子と接触する実装基板のランドも鏡面研磨され、スパイラル状接触子のフラット面と実装基板のランドとが金属間接合する技術が開示されている(例えば、特許文献2参照)。前記特許文献2によると、スパイラル状接触子は3重巻きスパイラル状接触子であり、表面に導電性のランドを有する実装基板に位置決め固定されている。このスパイラル状接触子は、根元から先端中心に向かって渦巻状に形成され、渦巻状の中心に先端を有する凸形のスパイラル状接触子において、スパイラル状接触子の根元を互いに120°位相をずらした位置に配置して、根元から渦巻きの中心に向けて立ち上がり、中心を同一として互いに併行して渦巻状に配設された3個のスパイラル状接触子が先端で合流して一体とし、その先端のフラットな上面が鏡面処理された鏡面状平面を備えている。
これによって、先端部の上面に鏡面状平面を備えたスパイラル状接触子と、やはり接続面に鏡面状平面を備えた接続端子とを密着させて接合することができ、3重渦巻きスパイラル状接触子の鏡面状平面と、接続端子の鏡面状平面とを対面させて重ね合わせることによって、鏡面状平面同士が密着して金属間接合が発生して金属間接合部を生成し、電気的・機械的に強固に接合させることができる。
In addition, the tip of the spiral contact is formed flat, the formed flat surface is mirror-polished, and the land of the mounting substrate that contacts the spiral contact is also mirror-polished, so that the flat surface of the spiral contact A technique in which a land of a mounting board is bonded to a metal is disclosed (for example, see Patent Document 2). According to Patent Document 2, the spiral contact is a triple wound spiral contact, and is positioned and fixed to a mounting board having a conductive land on the surface. This spiral contact is formed in a spiral shape from the root toward the center of the tip. In a convex spiral contact having a tip at the center of the spiral, the roots of the spiral contact are shifted from each other by 120 °. The three spiral contacts arranged in a spiral shape with the same center and parallel to each other are joined together at the tip, and united at the tip. The flat upper surface is provided with a mirror-like flat surface that is mirror-finished.
Thus, a spiral contact having a mirror-like flat surface on the top surface and a connection terminal also having a mirror-like flat surface on the connection surface can be brought into close contact with each other, and a triple spiral spiral contact can be obtained. The mirror-like flat surface of the connector and the mirror-like flat surface of the connection terminal face each other and overlap each other, so that the mirror-like flat surfaces are in close contact with each other to generate an intermetallic bond, thereby generating an intermetallic joint. Can be firmly bonded to each other.

図5は、従来のプローブヘッド105を備えたプローブカード101を示す断面図である。図5に示すように、従来のプローブヘッド105はコネクタ106に固定された構成となっておりウエハ103上の半導体デバイス131の電極132と接触する際に、プローブヘッドと半導体デバイスが形成されたウエハとの並行精度が出ていなかったり互いに並行交差が存在するため、その並行交差を解消するにはプローブヘッドがウエハと干渉しないようにかなりの時間をかけて調整する必要があった。   FIG. 5 is a cross-sectional view showing a probe card 101 having a conventional probe head 105. As shown in FIG. 5, the conventional probe head 105 is fixed to the connector 106, and when contacting the electrode 132 of the semiconductor device 131 on the wafer 103, the wafer on which the probe head and the semiconductor device are formed. Therefore, in order to eliminate the parallel crossing, it was necessary to adjust the probe head so as not to interfere with the wafer.

特願2007―298476号Japanese Patent Application No. 2007-298476 特願2008―222905号Japanese Patent Application No. 2008-222905

しかしながら、液晶パネルやカメラモジュール、IC、LSI等の半導体デバイスを検査する場合、これらの半導体デバイスは微細化が進むとプロービングのZストロークを確保するのが益々厳しくなっている。プローブヘッドは、半導体デバイスの電極との電気的接続時に接触不良を出さないように確実なコンタクトを行う必要があり、このような接触信頼性を確保してプロービングするためにはプローブヘッドと半導体デバイスが形成されたウエハとの並行精度が重要であるが、この並行精度を出すにおいては互いに並行交差が発生するため、その並行交差を解消するにはプローブヘッドがウエハと干渉しないように調整する必要があった。
本発明は、前記課題を解決するために創案されたものであり、プローブヘッドを干渉防止構造のプローブヘッドとした干渉防止構造プローブカードを提供することを目的とする。
However, when inspecting semiconductor devices such as liquid crystal panels, camera modules, ICs, and LSIs, it becomes increasingly difficult to ensure the Z stroke of probing as the semiconductor devices become finer. The probe head needs to make reliable contact so as not to cause poor contact when electrically connected to the electrode of the semiconductor device. In order to ensure probing with such contact reliability, the probe head and the semiconductor device are required. The parallel accuracy with the wafer on which the wafer is formed is important, but in order to eliminate this parallel accuracy, it is necessary to adjust the probe head so that it does not interfere with the wafer. was there.
The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object thereof is to provide an interference prevention structure probe card in which the probe head is a probe head having an interference prevention structure.

請求項1に係る発明の干渉防止構造プローブカードは、検査対象であるウエハ上に形成された半導体デバイスをLSIテスタに接続して動作試験を行う検査器と前記半導体デバイスとの間に介在させて電気的接続を媒介するプローブヘッドが、前記検査器側に設けられた低CTE材と、前記有機基板と、前記半導体デバイス側に設けられた低CTE材とを積層して形成され、
前記プローブヘッドの前記半導体デバイス側に前記半導体デバイスの電極の配置に対応する電極として設けられたスパイラル状接触子を備え、
前記プローブヘッドの前記半導体デバイス側の周縁には、前記スパイラル状接触子が配置されたエリアを除いてテーパ状にカットされたカット面を設けたことを特徴とする。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a probe card for interference prevention structure comprising a semiconductor device formed on a wafer to be inspected and connected between an LSI tester and an inspection device for performing an operation test, and the semiconductor device. A probe head that mediates electrical connection is formed by laminating a low CTE material provided on the inspection instrument side, the organic substrate, and a low CTE material provided on the semiconductor device side,
A spiral contact provided as an electrode corresponding to the arrangement of the electrodes of the semiconductor device on the semiconductor device side of the probe head;
The peripheral surface of the probe head on the semiconductor device side is provided with a cut surface that is cut in a tapered shape except for an area where the spiral contact is disposed.

請求項2に係る発明は、請求項1に記載の干渉防止構造プローブカードであって、前記カット面はCカット面であることを特徴とする。   The invention according to claim 2 is the interference prevention structure probe card according to claim 1, wherein the cut surface is a C-cut surface.

請求項3に係る発明は、請求項1に記載の干渉防止構造プローブカードであって、前記カット面は曲面であることを特徴とする。   The invention according to claim 3 is the interference prevention structure probe card according to claim 1, wherein the cut surface is a curved surface.

請求項1に係る発明によれば、プローブヘッドの半導体デバイス側の周縁には、スパイラル状接触子が配置されたエリアを除いてテーパ状にカットされたカット面を設けたことによって、プローブヘッドの周辺がウエハと干渉することなく安全に、プロービングを行うことができる。   According to the first aspect of the present invention, the probe head is provided with a cut surface which is cut in a taper shape except the area where the spiral contact is disposed on the periphery of the probe head on the semiconductor device side. Probing can be performed safely without the periphery interfering with the wafer.

請求項2に係る発明によれば、カット面をCカット面としたことによって、ウエハと干渉することなく安全に、プロービングを行うことができる。   According to the second aspect of the invention, the probing can be performed safely without interfering with the wafer by making the cut surface a C-cut surface.

請求項3に係る発明によれば、カット面を曲面としたことによって、ウエハと干渉することなく安全に、プロービングを行うことができる。   According to the third aspect of the present invention, since the cut surface is a curved surface, it is possible to perform probing safely without interfering with the wafer.

本発明の実施形態の構成を説明するための概略図であり、(a)は全体概略を示す断面図、(b)は(a)に示すA部の拡大断面図である。It is the schematic for demonstrating the structure of embodiment of this invention, (a) is sectional drawing which shows the whole outline, (b) is an expanded sectional view of the A section shown to (a). 先端フラット面に鏡面研磨面を備えたスパイラル状接触子を説明するための概略図であり、(a)は平面図、(b)(c)は(a)に示すA―A線の断面図であり、(b)はスパイラル状接触子の先端の一体部が鏡面研磨面に仕上げられており、(c)はスパイラル状接触子の先端に鏡面研磨部を設けている。It is the schematic for demonstrating the spiral contactor provided with the mirror-polished surface at the front-end | tip flat surface, (a) is a top view, (b) (c) is sectional drawing of the AA line shown to (a). (B), the integral part of the tip of the spiral contactor is finished to a mirror-polished surface, and (c) is provided with a mirror-polished part at the tip of the spiral contactor. 図1の(b)に示すB部の拡大断面図であり、(a)はプローブヘッドの検査器側の電極に生じる金属間接合を示す断面図、(b)はプローブヘッドの検査器側の電極に施される低温溶融半田接合を示す断面図である。It is an expanded sectional view of the B section shown in (b) of Drawing 1, (a) is a sectional view showing metal-to-metal joining which arises in the electrode by the side of an inspection device of a probe head, (b) is an inspection device side of a probe head. It is sectional drawing which shows the low temperature fusion | melting solder joining given to an electrode. 本発明の実施形態の動作を説明するための概略図であり、図1に示すA部に相当する個所の拡大断面図である。It is the schematic for demonstrating operation | movement of embodiment of this invention, and is an expanded sectional view of the location corresponded to the A section shown in FIG. 従来のプローブカードを示す断面図であり、(a)は全体概略を示す断面図、(b)は(a)に示すC部の拡大断面図である。It is sectional drawing which shows the conventional probe card, (a) is sectional drawing which shows the whole outline, (b) is an expanded sectional view of the C section shown to (a).

以下、本発明に係る干渉防止構造プローブカードの実施形態を図面を参照しながら詳細に説明する。
図1は、本発明の実施形態の構成を説明するための概略図であり、(a)は全体概略を示す断面図、(b)は(a)に示すA部の拡大断面図である。
DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of an interference prevention structure probe card according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
1A and 1B are schematic views for explaining a configuration of an embodiment of the present invention. FIG. 1A is a cross-sectional view showing an overall outline, and FIG. 1B is an enlarged cross-sectional view of a portion A shown in FIG.

図1の(a)(b)に示すように、干渉防止構造プローブカード1は、検査対象であるウエハ3上に形成された半導体デバイス31をLSIテスタに接続して動作試験を行う検査器4と半導体デバイス31との間に介在させて電気的接続を媒介するプローブヘッド5が、検査器4側に設けられた低CTE材(低熱膨張材)52と、有機基板54と、半導体デバイス31側に設けられた低CTE材53とを積層して形成され、プローブヘッド5の半導体デバイス31側に半導体デバイス31の電極32の配置に対応する電極2´として設けられたスパイラル状接触子2´を備え、プローブヘッド5の半導体デバイス31側の周縁には、スパイラル状接触子2´が配置されたエリアを除いてテーパ状にカットされたカット面51を設けている。
このように、プローブヘッド5の半導体デバイス31側の周縁にテーパ状にカットされたカット面を設けたことによって、プローブヘッド5の周辺がウエハ3と干渉することなく安全に、プロービングを行うことができる。また、このカット面51をCカット面、または曲面としても構わない。なお、プローブヘッド5はインターポーザ構造を備えているが、限定するものではない。
As shown in FIGS. 1A and 1B, the interference prevention structure probe card 1 includes an inspector 4 that performs an operation test by connecting a semiconductor device 31 formed on a wafer 3 to be inspected to an LSI tester. The probe head 5 that mediates electrical connection between the semiconductor device 31 and the semiconductor device 31 includes a low CTE material (low thermal expansion material) 52 provided on the tester 4 side, an organic substrate 54, and the semiconductor device 31 side. A spiral contact 2 ′ provided as an electrode 2 ′ corresponding to the arrangement of the electrodes 32 of the semiconductor device 31 on the semiconductor device 31 side of the probe head 5; In addition, a cut surface 51 that is cut into a taper shape is provided on the periphery of the probe head 5 on the semiconductor device 31 side except for the area where the spiral contact 2 'is disposed.
As described above, by providing a tapered cut surface on the periphery of the probe head 5 on the semiconductor device 31 side, probing can be performed safely without the periphery of the probe head 5 interfering with the wafer 3. it can. The cut surface 51 may be a C-cut surface or a curved surface. The probe head 5 has an interposer structure, but is not limited.

図1の(b)に示すように、検査器4側から順に低CTE材52、有機基板54、および低CTE材53で一体的に構成されたプローブヘッド5において、低CTE材52には導電性ビア55が設けられており、コネクタ6の電極に設けられたスパイラル状接触子2と電気的に導通している。この低CTE材52の導電性ビア55は有機基板54の電極に電気的に導通しており有機基板54はインターポーザとして電極間ピッチが縮小されて低CTE材53に設けられた導電性ビア55に電気的に導通している。低CTE材53の導電性ビア55にスパイラル状接触子2´が設けられている。このスパイラル状接触子2´はウエハ3上に形成された半導体デバイス31の電極である半田ボール32と接触するように配置されて電気的に導通し特性検査などが実施される。なお、低CTE材の導電性のビア55は、低CTE材にスルーホールを設けてその内部に導電性の金属めっき又は導電性材が埋め込まれて形成される。このプローブカード5はコネクタ6によって固定されている。また、コネクタ6に検査器4側にはスパイラル状接触子2がコネクタ6の電極と電気的に導通して設けられており、このスパイラル状接触子2はPWB12の電極と接触して電気的に導通している。なお、コネクタ6は剛体11やPWB12と共に固定ボルト13によって固定されている。   As shown in FIG. 1B, in the probe head 5 integrally formed with the low CTE material 52, the organic substrate 54, and the low CTE material 53 in order from the tester 4 side, the low CTE material 52 is electrically conductive. The conductive via 55 is provided, and is electrically connected to the spiral contact 2 provided on the electrode of the connector 6. The conductive via 55 of the low CTE material 52 is electrically connected to the electrode of the organic substrate 54, and the organic substrate 54 serves as an interposer with the pitch between the electrodes reduced and the conductive via 55 provided in the low CTE material 53. Electrically conducting. A spiral contact 2 ′ is provided in the conductive via 55 of the low CTE material 53. The spiral contact 2 'is disposed so as to be in contact with the solder ball 32, which is an electrode of the semiconductor device 31 formed on the wafer 3, and is electrically connected to perform a characteristic inspection or the like. The low CTE material conductive via 55 is formed by providing a through hole in the low CTE material and embedding a conductive metal plating or conductive material therein. The probe card 5 is fixed by a connector 6. In addition, a spiral contact 2 is provided on the connector 6 on the side of the inspection device 4 so as to be electrically connected to the electrode of the connector 6. The spiral contact 2 contacts the electrode of the PWB 12 and is electrically connected. Conducted. The connector 6 is fixed by a fixing bolt 13 together with the rigid body 11 and the PWB 12.

図2は、先端フラット面に鏡面研磨面などの鏡面状平面を備えたスパイラル状接触子を説明するための概略図であり、(a)は平面図、(b)(c)は(a)に示すA―A線の断面図であり、(b)はスパイラル状接触子の先端の一体部が鏡面研磨面などの鏡面状平面に仕上げられており、(c)はスパイラル状接触子の先端に鏡面研磨面などの鏡面状平面部を設けている。なお、各スパイラル状接触子の巻き数は本実施形態に限るものではなく変更可能である。   FIG. 2 is a schematic diagram for explaining a spiral contact having a mirror-like flat surface such as a mirror-polished surface on the tip flat surface, where (a) is a plan view, and (b) and (c) are (a). FIG. 6B is a cross-sectional view taken along line AA shown in FIG. 5B. FIG. 5B is a plan view of the spiral contactor in which an integral part is finished to a mirror-like flat surface such as a mirror-polished surface, and FIG. Is provided with a mirror-like flat surface portion such as a mirror-polished surface. The number of turns of each spiral contact is not limited to this embodiment, and can be changed.

図3は、図1の(b)に示すB部の拡大断面図であり、(a)はプローブヘッドの検査器側の電極に生じる金属間接合を示す断面図、(b)はプローブヘッドの検査器側の電極に施される低温溶融半田接合を示す断面図である。
図3の(a)に示すように、コネクタ6の半導体デバイス31側にはランド状の接続端子63が設けられている。この接続端子63にはスパイラル状接触子2が電気的に導通して接合されている。この場合、スパイラル状接触子2は凸形状を下向きにして取り付けられており、渦巻きの中心にはフラット部2aが形成されている。
プローブヘッド5の検査器4側のランド状電極52には、スパイラル状接触子2の渦巻きの中心に形成されたフラット部2aが金属間接合によって接合されている。これによって、半導体デバイス31などの電子デバイスが熱履歴を受けることなく強固に接合され良好な電気的導通が可能である。
FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of a portion B shown in FIG. 1B, FIG. 3A is a cross-sectional view showing the metal-to-metal bonding that occurs in the probe-side electrode of the probe head, and FIG. It is sectional drawing which shows the low-temperature fusion | melting solder joining given to the electrode by the side of an inspection device.
As shown in FIG. 3A, land-like connection terminals 63 are provided on the semiconductor device 31 side of the connector 6. The spiral contact 2 is electrically connected and joined to the connection terminal 63. In this case, the spiral contact 2 is mounted with the convex shape facing downward, and a flat portion 2a is formed at the center of the spiral.
A flat portion 2a formed at the center of the spiral of the spiral contact 2 is joined to the land-like electrode 52 on the side of the inspection device 4 of the probe head 5 by metal-to-metal joining. As a result, an electronic device such as the semiconductor device 31 is firmly bonded without receiving a thermal history, and good electrical conduction is possible.

また、図3の(b)に示すように、プローブヘッド5の検査器4側のランド状電極56には、スパイラル状接触子2の渦巻きの中心に形成されたフラット部2aが半田付けによって低温溶融半田接合され、これによって半導体デバイスなどの電子デバイスが熱履歴を受けることなく強固に接合され良好な電気的導通が可能である。   Further, as shown in FIG. 3B, a flat portion 2a formed at the center of the spiral of the spiral contact 2 is soldered to the land electrode 56 on the side of the inspection device 4 of the probe head 5 at a low temperature. Molten solder bonding is performed, whereby an electronic device such as a semiconductor device is firmly bonded without receiving a thermal history, and good electrical conduction is possible.

プローブヘッド5の半導体デバイス31側に設けられたスパイラル状接触子2´は半導体デバイス31側に凸状に突起している。半導体デバイス31は半田ボールなどの接続端子32が縁辺配列やエリア配列された構造を備え、スパイラル状接触子2´も半導体デバイス31の半田ボール32の配置に対応してプローブヘッド5に設けられている。なお、半導体デバイス31などの電子機器が搭載された実装基板(PWB)を、半田リフローなどの熱履歴を受けることなく互いに100℃程度の低温加熱とスパイラル状接触子のバネ性による10MPa程度の付勢力で発生する金属間接合で電気的に強固に接合することができる。また、鏡面仕上げがサブnm以下であれば常温(室温)での金属間接合が起こり電気的に強固に接合することができる。   A spiral contact 2 ′ provided on the semiconductor device 31 side of the probe head 5 protrudes in a convex shape on the semiconductor device 31 side. The semiconductor device 31 has a structure in which connection terminals 32 such as solder balls are arranged in an edge arrangement or an area arrangement, and a spiral contact 2 ′ is also provided on the probe head 5 corresponding to the arrangement of the solder balls 32 of the semiconductor device 31. Yes. Note that a mounting substrate (PWB) on which an electronic device such as the semiconductor device 31 is mounted is subjected to a low temperature heating of about 100 ° C. and a spring property of a spiral contact of about 10 MPa without receiving a thermal history such as solder reflow. It is possible to join the metal strongly and strongly by the metal-to-metal bonding generated by the force. Further, when the mirror finish is sub-nm or less, metal-to-metal bonding occurs at room temperature (room temperature), and strong electrical bonding can be achieved.

このスパイラル状接触子2のフラット部2aやランド56の鏡面状平面は、CMP法によって表面粗さ0.2nm〜20nmに鏡面処理している。なお、半導体デバイスとは、IC、LSI、カメラモジュール、および液晶パネルなどを含んでいる。そしてCMP処理による鏡面状平面に仕上げ、10MPa程度の付勢力を発生するスパイラル状接触子と接続端子との間に100℃程度の低温加熱を行うことで金属間接合が起こり、接続端子と接触子間に電気的に強固な接合部を形成することができ、多電極のデバイスを半田付けせずに実装することにより、半導体デバイスなどに熱履歴による損傷の可能性が生じることなく電気的に強固に接合され、また、スパイラル状接触子と接続端子との間に低温溶融半田ペーストによって半田接合させることができ、半導体デバイスなどの電子部品が実装された実装基板などに熱履歴による損傷の可能性を生じることなく電気的に強固に接合される。   The flat surface 2a of the spiral contact 2 and the mirror-like flat surface of the land 56 are mirror-finished to a surface roughness of 0.2 nm to 20 nm by CMP. The semiconductor device includes an IC, an LSI, a camera module, a liquid crystal panel, and the like. Then, a mirror-like flat surface is finished by CMP treatment, and metal-to-metal bonding occurs by performing low-temperature heating at about 100 ° C. between the spiral contact that generates an urging force of about 10 MPa and the connection terminal. Electrically strong joints can be formed between them, and by mounting a multi-electrode device without soldering, the semiconductor device can be electrically strong without causing damage due to thermal history. In addition, it can be soldered with a low-temperature molten solder paste between the spiral contact and the connection terminal, which may damage the mounting substrate on which electronic components such as semiconductor devices are mounted due to thermal history. It is strongly bonded electrically without generating any.

また、このスパイラル状接触子は、付勢力に抗して押圧力を加えると偏平に押し縮められ、開放状態では中央部が円錐状に立ち上がり元に戻る。したがって、PWB面やデバイス面の平坦度が低くて、多少のうねりがあったとしても、常に良好な導通接触を維持できる。なお、各スパイラル状接触子の巻き数は本実施形態に限るものではなく変更可能である。   Further, when a pressing force is applied against the urging force, the spiral contact member is flattened and contracted, and in the open state, the central portion rises in a conical shape and returns to the original shape. Therefore, even if the flatness of the PWB surface or the device surface is low and there is some undulation, good conductive contact can always be maintained. The number of turns of each spiral contact is not limited to this embodiment, and can be changed.

図4は、本発明の実施形態の動作を説明するための概略図であり、図1に示すA部に相当する個所の拡大断面図である。
図4に示すように、剛体(スティフナ)11はセラミックで形成され、この剛体11、プリント基板(PWB)12、及びコネクタ6が固定ボルト13で固定されている。プローブヘッド5は、プローブヘッド5に半田接合された吊りボルト61、及びナット62によって締め付け固定されている。なお、剛体(スティフナ)11はセラミックに限定するものではなく、他の低熱膨張材であっても構わない。
FIG. 4 is a schematic diagram for explaining the operation of the embodiment of the present invention, and is an enlarged cross-sectional view of a portion corresponding to part A shown in FIG.
As shown in FIG. 4, the rigid body (stiffener) 11 is made of ceramic, and the rigid body 11, the printed circuit board (PWB) 12, and the connector 6 are fixed by fixing bolts 13. The probe head 5 is fastened and fixed by a suspension bolt 61 and a nut 62 soldered to the probe head 5. The rigid body (stiffener) 11 is not limited to ceramic, and may be another low thermal expansion material.

従来、フルウエハワンコンタクトでのプロービング作業では、作業現場でオペレータがベースプレートを調整しており、プローブの傾きは端から端まででは相当な傾きとなる。例えば、直径300mmのウエハをワンタッチで位置調整するとなるとセンサで検出して距離を測って自ら調整しており、さらに自動調整機能を備えたりしている。
このように、プローブヘッド5と半導体デバイス31とは並行交差が少なからずあるが、本願発明のプローブヘッド5の半導体デバイス31側の周縁には、スパイラル状接触子2´が配置されたエリアを除いてテーパ状にカットされたカット面51を設けている。
このカット面51を設けたことによって、図4に示すように、例えば図中左側に示すカット面51がウエハ3と接触することなく、スパイラル状接触子2´は半導体デバイス31の全ての半田ボール32、32…と良好に接触し電気的特性検査を行うことができる。
本願発明は本出願人が発明したスパイラル状接触子を用いること無しには成立しないものでもある。このスパイラル状接触子を用いたプローブヘッドは、わずかな動きであっても機能し、さらにピッチを小さくできるためカンチレバーとしても適用できる。またスパイラル状接触子はフラット状態から凸状態まで変形可能であり、壊れ難く応用範囲が広い。
Conventionally, in probing work with full wafer one contact, the operator adjusts the base plate at the work site, and the inclination of the probe is considerable from end to end. For example, when the position of a wafer having a diameter of 300 mm is adjusted with a single touch, it is detected by a sensor, the distance is measured and adjusted by itself, and an automatic adjustment function is provided.
As described above, the probe head 5 and the semiconductor device 31 have a considerable number of parallel intersections, except for the area where the spiral contact 2 'is arranged on the periphery of the probe head 5 of the present invention on the semiconductor device 31 side. A cut surface 51 cut into a tapered shape is provided.
By providing this cut surface 51, as shown in FIG. 4, for example, the cut surface 51 shown on the left side in the drawing does not come into contact with the wafer 3, and the spiral contact 2 ′ has all the solder balls of the semiconductor device 31. 32, 32... Can be in good contact with each other and the electrical characteristic inspection can be performed.
The present invention cannot be realized without using the spiral contactor invented by the present applicant. The probe head using the spiral contactor functions even with a slight movement, and can be applied as a cantilever because the pitch can be further reduced. In addition, the spiral contact can be deformed from a flat state to a convex state, is not easily broken, and has a wide range of applications.

以上、好ましい実施の形態を説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱することの無い範囲内において適宜変更が可能なものである。例えば、コネクタ6を用いた構成で説明したがプリント基板12の電極にスパイラル状接触子2を直接半田付けして、そのスパイラル状接触子の先端フラット面をプローブヘッドのランド状接続端子に金属間接合または低温溶融半田接合を適用したものであっても構わない。   The preferred embodiments have been described above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be appropriately changed without departing from the gist of the present invention. For example, although the configuration using the connector 6 has been described, the spiral contact 2 is directly soldered to the electrode of the printed circuit board 12, and the tip flat surface of the spiral contact is indirectly connected to the land connection terminal of the probe head. Or may be one to which low-temperature melting solder bonding is applied.

液晶パネルやカメラモジュール、IC、LSI等の多電極半導体デバイスの検査用のプローブカードにおいて、プローブヘッドの周辺がウエハに接触することを防止する干渉防止構造プローブカードに適用される。   In a probe card for inspecting a multi-electrode semiconductor device such as a liquid crystal panel, a camera module, an IC, or an LSI, the probe card is applied to an interference prevention structure probe card that prevents the periphery of the probe head from contacting the wafer.

1 干渉防止構造プローブカード、プローブカード
2、2´ スパイラル状接触子
3 ウエハ
31 半導体デバイス
32 半田ボール、電極
33 ダイシングエリア(スクライブライン)
4 検査器
5 プローブヘッド
51 カット面
52、53 低CTE材
54 有機基板
6 コネクタ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Interference prevention structure probe card, probe card 2, 2 'Spiral contact 3 Wafer 31 Semiconductor device 32 Solder ball, Electrode 33 Dicing area (scribe line)
4 Inspection Device 5 Probe Head 51 Cut Surface 52, 53 Low CTE Material 54 Organic Substrate 6 Connector

Claims (3)

検査対象であるウエハ上に形成された半導体デバイスをLSIテスタに接続して動作試験を行う検査器と前記半導体デバイスとの間に介在させて電気的接続を媒介するプローブヘッドが、前記検査器側に設けられた低CTE材と、前記有機基板と、前記半導体デバイス側に設けられた低CTE材とを積層して形成され、
前記プローブヘッドの前記半導体デバイス側に前記半導体デバイスの電極の配置に対応する電極として設けられたスパイラル状接触子を備え、
前記プローブヘッドの前記半導体デバイス側の周縁には、前記スパイラル状接触子が配置されたエリアを除いてテーパ状にカットされたカット面を設けたことを特徴とする干渉防止構造プローブカード。
A probe head that mediates electrical connection by interposing between a semiconductor device formed between a semiconductor device formed on a wafer to be inspected and an LSI tester for performing an operation test and the semiconductor device is provided on the side of the inspector Formed by laminating the low CTE material provided on the organic substrate and the low CTE material provided on the semiconductor device side,
A spiral contact provided as an electrode corresponding to the arrangement of the electrodes of the semiconductor device on the semiconductor device side of the probe head;
An interference prevention structure probe card, wherein a cut surface that is cut in a taper shape except for an area where the spiral contactor is disposed is provided on a peripheral edge of the probe head on the semiconductor device side.
前記カット面はCカット面であることを特徴とする請求項1に記載の干渉防止構造プローブカード。   2. The interference prevention structure probe card according to claim 1, wherein the cut surface is a C-cut surface. 前記カット面は曲面であることを特徴とする請求項1に記載の干渉防止構造プローブカード。
The probe card according to claim 1, wherein the cut surface is a curved surface.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07221144A (en) * 1995-02-20 1995-08-18 Tokyo Electron Ltd Probing device
JPH1027967A (en) * 1996-07-09 1998-01-27 Toho Denshi Kk High-temperature substrate
JP2005083863A (en) * 2003-09-08 2005-03-31 Kobe Steel Ltd Electrical connection inspection device
JP2005337737A (en) * 2004-05-24 2005-12-08 Tokyo Electron Ltd Multilayer substrate and probe card
JP2008275409A (en) * 2007-04-27 2008-11-13 Alps Electric Co Ltd Probe card

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07221144A (en) * 1995-02-20 1995-08-18 Tokyo Electron Ltd Probing device
JPH1027967A (en) * 1996-07-09 1998-01-27 Toho Denshi Kk High-temperature substrate
JP2005083863A (en) * 2003-09-08 2005-03-31 Kobe Steel Ltd Electrical connection inspection device
JP2005337737A (en) * 2004-05-24 2005-12-08 Tokyo Electron Ltd Multilayer substrate and probe card
JP2008275409A (en) * 2007-04-27 2008-11-13 Alps Electric Co Ltd Probe card

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