JP2011009481A - Probe card - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体装置等の被検査体の電気的試験において用いられ、被検査体の端子とテスターの端子を電気接続するプローブカードに関する。 The present invention relates to a probe card that is used in an electrical test of an object to be inspected such as a semiconductor device and electrically connects a terminal of the object to be inspected and a terminal of a tester.
半導体集積回路(IC)のような半導体装置はICチップとしてウエハ上に多数形成された段階で電気的試験(検査)が行われる。そして、その組み立て工程前にICチップの動作不良のものが除去される。また、近年においてはICモジュールに組み立てられた段階における検査が行われるようになっている。例えば、ウエハレベルCSP(Chip Size Package)として、ICチップが形成されたウエハ上に更に配線層を形成しその配線層の上に半田ボール、半田バンプ等を形成したICモジュールは、ウエハ状態での検査が行われる。更に、例えばTCP(Tape Carrier Package)のようなパッケージに実装されて成るICモジュールの動作不良あるいは電気特性に関する検査が行われる。 An electrical test (inspection) is performed when a large number of semiconductor devices such as semiconductor integrated circuits (ICs) are formed on a wafer as IC chips. Then, the defective IC chip is removed before the assembly process. In recent years, an inspection at the stage of assembling an IC module has been performed. For example, as a wafer level CSP (Chip Size Package), an IC module in which a wiring layer is further formed on a wafer on which an IC chip is formed, and solder balls, solder bumps, and the like are formed on the wiring layer is in a wafer state. Inspection is performed. Further, for example, an inspection regarding malfunction or electrical characteristics of an IC module mounted in a package such as a TCP (Tape Carrier Package) is performed.
上述した検査においては、被検査体であるICの端子に押圧される複数の接触子(プローブ)が例えば円盤状の配線基板の下面に取り付けられて成るプローブカードが効果的に用いられる。このプローブカードでは、電気的検査装置のテスターの端子(例えばポゴピン)から検査用の電気信号を受ける複数のテスターランド(ポゴ座)が配線基板の上面に備えられている。そして、上記配線基板に形成されている配線パターンにより、それ等のポゴ座とプローブとが個々に対応して電気的に接続するようになっている。ここで、上記配線基板は多層配線の構造を有している。 In the above-described inspection, a probe card in which a plurality of contacts (probes) pressed against the terminals of an IC to be inspected are attached to the lower surface of, for example, a disk-shaped wiring board is effectively used. In this probe card, a plurality of tester lands (pogo seats) that receive electrical signals for inspection from terminals (for example, pogo pins) of a tester of an electrical inspection device are provided on the upper surface of the wiring board. The pogo seats and the probes are electrically connected to each other by the wiring pattern formed on the wiring board. Here, the wiring board has a multilayer wiring structure.
通常では、テスター端子から伝送される電気信号は固定されている。そして、上記プローブカードには被検査体およびその検査の種類に応じた固有の多層配線構造をもつ配線基板が取り付けられている。このようなプローブカードでは、被検査体の仕様によりその端子の配置の変更あるいは端子に割り当てられる電気信号の変更が生じると、新たにその変更に合わせた異なる多層配線構造の配線基板の作製が必要になる。このために、上記プローブカードはその顧客ニーズへの迅速な対応および低コスト化が難しくなる。 Usually, the electrical signal transmitted from the tester terminal is fixed. A wiring board having a unique multilayer wiring structure corresponding to the object to be inspected and the type of inspection is attached to the probe card. In such a probe card, when the terminal arrangement is changed or the electric signal assigned to the terminal is changed depending on the specification of the object to be inspected, it is necessary to newly produce a wiring board having a different multilayer wiring structure in accordance with the change. become. For this reason, it is difficult for the probe card to quickly respond to the customer needs and reduce the cost.
そこで、配線基板から独立した絶縁体被覆の導電線(ジャンパー線)を用い、上記被検査体の仕様変更に合わせてジャンパー線の結線を簡便に行えるようにしたプローブカードが提示されている(例えば、特許文献1参照)。このようなプローブカードによれば、ジャンパー線の結線の変更により上記仕様変更に簡便に対応でき、同一の配線基板を使用することができるようになることから、プローブカード製造の納期とコストの低減が容易になる。 Therefore, a probe card has been presented that uses a conductive wire (jumper wire) coated with an insulator independent from the wiring board, and can easily connect the jumper wire in accordance with the specification change of the object to be inspected (for example, , See Patent Document 1). According to such a probe card, it is possible to easily cope with the above-mentioned specification change by changing the jumper wire connection, and the same wiring board can be used. Becomes easier.
また、例えば高周波信号で動作する半導体装置のように被検査体の動作が高速化する場合には、従来の多層配線構造の配線基板を有するプローブカードでは正確な電気特性の検査が難しくなる。そこで、この場合においても配線基板から独立したジャンパー線を用いる構造のプローブカードがよく用いられる。ここで、ジャンパー線としては同軸ケーブルあるいは信号線−接地線対から成る複芯線が配設される(例えば、特許文献2参照)。 In addition, when the operation of an object to be inspected is accelerated, for example, in a semiconductor device that operates with a high-frequency signal, it is difficult to accurately inspect electric characteristics with a probe card having a wiring board having a conventional multilayer wiring structure. Therefore, also in this case, a probe card having a structure using a jumper wire independent from the wiring board is often used. Here, as the jumper line, a coaxial cable or a multi-core line composed of a signal line-ground line pair is disposed (for example, see Patent Document 2).
従来技術のジャンパー線を用いたプローブカードは、所要数のジャンパー線が配線基板の上面側に配置される構造になっている。そして、このジャンパー線を介してプローブカードの互いに対応するポゴ座とプローブとが電気接続している。しかし、このようなジャンパー線を用いたプローブカードでは、被検査体の端子の数が増えてプローブの多ピン化が進んでくると、それに対応し多数のジャンパー線が配線基板の上面側に配設されるようになる。そして、配線基板の上面において、IC等の能動素子あるいは抵抗体、コンデンサ等の受動素子から成る所要の電子部品の表面実装ができなくなるという不具合が生じる。 The probe card using the jumper wire of the prior art has a structure in which a required number of jumper wires are arranged on the upper surface side of the wiring board. And the pogo seat corresponding to each other of the probe card and the probe are electrically connected via this jumper wire. However, in such a probe card using jumper wires, as the number of terminals of the object to be inspected increases and the number of pins of the probe advances, a large number of jumper wires are arranged on the upper surface side of the wiring board. Will be installed. Then, on the upper surface of the wiring board, there arises a problem that it becomes impossible to surface-mount required electronic components composed of active elements such as ICs or passive elements such as resistors and capacitors.
また、上記多ピン化に伴い電気的検査装置からのテスター端子の数が増加してくると、これ等のテスター端子による配線基板のポゴ座への全接触圧が増大する。そして、例えば2000〜4000本のテスター端子による全接触圧は20kg以上になる。このような接触負荷に耐えうる強度を得るために、配線基板の厚さは上述したプローブおよびテスター端子の多ピン化と共に増加することが必要になる。しかし、配線基板の厚さ増加は、その配線層間を接続するためのビアホールあるいは基板の上面から下面に貫通して形成されるスルーホールを深くし配線の寄生容量を増大させる。そして、高速動作する半導体装置のような被検査体において正確な検査が阻害されるようになる。 Further, when the number of tester terminals from the electrical inspection apparatus increases with the increase in the number of pins, the total contact pressure of the tester terminals to the pogo seat of the wiring board increases. For example, the total contact pressure by 2000 to 4000 tester terminals is 20 kg or more. In order to obtain a strength that can withstand such a contact load, the thickness of the wiring board needs to increase with the increase in the number of pins of the probe and tester terminal described above. However, the increase in the thickness of the wiring board increases the parasitic capacitance of the wiring by deepening the via hole for connecting the wiring layers or the through hole formed penetrating from the upper surface to the lower surface of the substrate. In addition, accurate inspection is hindered in a test object such as a semiconductor device that operates at high speed.
また、上記ジャンパー線は、プローブカードの配線基板の上面側に配置され露呈した状態になることから、電気的検査装置においてプローブカードの上方に配置されるテスターあるいは検査時に発生する被検査体からの電磁ノイズを受け易い。そして、これ等の外乱により、高速動作する半導体装置のような被検査体において正確な検査が阻害されることがある。 Further, since the jumper wire is arranged and exposed on the upper surface side of the wiring board of the probe card, it can be exposed from a tester arranged above the probe card in the electrical inspection apparatus or an object to be inspected generated at the time of inspection. Easy to receive electromagnetic noise. In addition, due to these disturbances, accurate inspection may be hindered in an object to be inspected such as a semiconductor device that operates at high speed.
本発明は、上述の事情に鑑みてなされたもので、顧客ニーズに対応した配線の変更が自在にできるプローブカードを提供することを目的とする。そして、このプローブカードにおいて、プローブの多ピン化を容易にすると共に、被検査体の正確な検査を可能にすることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a probe card that can freely change wiring corresponding to customer needs. An object of the probe card is to facilitate the increase in the number of pins of the probe and to accurately inspect the object to be inspected.
上記目的を達成するために、本発明にかかるプローブカードは、被検査体の端子に接触する複数のプローブと、前記プローブが取り付けられたプローブヘッドと、検査用の電気信号を生成するテスターの端子が接触する複数のテスター端子接続部を第1主面に、前記プローブの端子が電気接続する複数のプローブ端子接続部を第2主面あるいは第1主面に備えた板状の配線基板と、前記第2主面の側から前記配線基板を保持し、前記配線基板との間に所定の空隙を形成する基板保持部材と、前記空隙内に配置され、前記複数のテスター端子接続部と前記複数のプローブ端子接続部を電気接続する絶縁体被覆の複数の導電線と、を有する構成になっている。 In order to achieve the above object, a probe card according to the present invention includes a plurality of probes that are in contact with a terminal of an object to be inspected, a probe head to which the probe is attached, and a terminal of a tester that generates an electrical signal for inspection. A plate-like wiring board provided with a plurality of tester terminal connection portions in contact with the first main surface and a plurality of probe terminal connection portions with which the probe terminals are electrically connected to the second main surface or the first main surface; A substrate holding member that holds the wiring board from the second main surface side and forms a predetermined gap between the wiring board, the plurality of tester terminal connection portions, and the plurality of tester terminal connection portions arranged in the gap. And a plurality of conductive wires coated with an insulator for electrically connecting the probe terminal connecting portions.
本発明の構成により、顧客ニーズに対応し製造における迅速で低コストのプローブカードが提供できる。また、このプローブカードにおいて、プローブの多ピン化が容易になり、その正確な検査が可能になる。 According to the configuration of the present invention, it is possible to provide a probe card that can meet customer needs and can be manufactured quickly and at low cost. Further, in this probe card, it is easy to increase the number of pins of the probe, and an accurate inspection thereof is possible.
以下に本発明の好適な実施形態のいくつかについて図面を参照して説明する。ここで、互いに同一または類似の部分には共通の符号を付して、重複説明は一部省略される。ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは異なる。 Several preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. Here, parts that are the same or similar to each other are denoted by common reference numerals, and a duplicate description is partially omitted. However, the drawings are schematic and ratios of dimensions and the like are different from actual ones.
(第1の実施形態)
本発明の第1の実施形態にかかるプローブカードについて図1、図2、図3および図4を参照して説明する。ここで、図1は本実施形態にかかるプローブカードを示す模式的な断面図である。そして、図2および図3は、それぞれプローブカードを構成する配線基板の一例を示す上面図および下面図である。図4はプローブカードを構成する基板保持部材の一例を示す平面図である。
(First embodiment)
A probe card according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 1, FIG. 2, FIG. 3, and FIG. Here, FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing the probe card according to the present embodiment. 2 and 3 are a top view and a bottom view, respectively, showing an example of a wiring board constituting the probe card. FIG. 4 is a plan view showing an example of a substrate holding member constituting the probe card.
図1に示すように、プローブカード10は、例えばプリント回路基板(PCB;Printed Circuit Board)のような板状基板から成り中央領域がくり抜かれた円盤状の配線基板11、金属製の基板保持部材12を有している。そして、基板保持部材12の中央領域にプローブヘッド13が固持されている。また、基板保持部材12には例えばその周縁あるいは所定箇所に突出部12aが設けられ、これ等の突出部12aにおいて配線基板11が基板保持部材12に装着され下方から支持されるようになっている。
As shown in FIG. 1, a
配線基板11では、その上面(第1主面)の外周部に所要数のテスター端子接続部であるポゴ座14が形成され、これ等のポゴ座14のそれぞれに電気接続するポゴ座用接続ランド15が、ポゴ座14のそれぞれに例えば対向配置して配線基板11の下面(第2主面)に取り付けられている。また、配線基板11の上面の内周部に所要数のコネクタ16が備えられ、その下面に、コネクタ16に電気接続したプローブ端子接続部のプローブ用接続ランド17がそれぞれのコネクタ16に対向する位置に形設されている。
In the
そして、配線基板11の下面および基板保持部材12の一主面12bの間に形成された空隙12cにおいて、それぞれのポゴ座用接続ランド15とプローブ用接続ランド17とを接続する所要数のジャンパー線18が配設されている。ここで、ジャンパー線18が配置される空隙12cの空間の広さは、ジャンパー線18の数を勘案して、基板保持部材12の一主面12bからの突出部12aの高さにより設定される。なお、ジャンパー線18は、信号線のみの単芯線、同軸ケーブルもしくは信号線−接地線対から成る複芯線、あるいはフレキシブルプリント基板(FPC;Flexible Printed Circuit)、フレキシブルフラットケーブル(FFC;Flexible Flat Cable)、等のフレキシブルケーブルから成る。
A required number of jumper wires for connecting the pogo seat connection lands 15 and the probe connection lands 17 in the
図1に示すように、プローブヘッド13においてプローブ固定部19に取り付けられた複数のプローブ20は、その基端にあるプローブの端子が例えばFPC21を通してコネクタ16に電気接続される。なお、プローブ20はその先端が被検査体の端子に弾性接触する。このプローブヘッド13では、これ等のプローブ20はフォトリソグラフィ技術を用いた微細な金属加工により形成され、所定の傾斜角度でプローブ固定部19に取り付けられている。上記FPC21は、プローブ端子接続部を構成しているコネクタ16の上端において、例えば異方性導電フィルム(ACF;Anisotropic Conductive Film)を介し所定の配線パターンの接続ランドに接続する。そして、その接続ランドが配線基板11の下面にプローブ用接続ランド17として取り出される。
As shown in FIG. 1, the plurality of
このように、本実施形態のプローブカード10は、その配線基板11の下面と基板保持部材12の一主面12bとの間の空隙12cに配置されるジャンパー線18を介し、自在に配線基板11のポゴ座14とプローブ20が電気接続できる構造になっている。ここで、ジャンパー線18は、半田接合、接続ピンあるいはACF等を用いて上述したポゴ座用接続ランド15あるいはプローブ用接続ランド17に接続される。ジャンパー線18がフレキシブルケーブルから成る場合にはACFを用いた接続により、フレキシブルケーブル実装高さを低くできるため空隙12cに配置できるフレキシブルケーブル数を増やすことができるので多ピン化への対応に有効となる。また、接続ピンを用いる場合には、配線基板11に設けられた貫通孔に接続ピンが挿通されポゴ座14あるいはコネクタ16に接続する。この場合には、ポゴ座用接続ランド15あるいはプローブ用接続ランド17はなくてもよい。
As described above, the
そして、このプローブカード10を用いた被検査体の電気的試験では、電気的検査装置のテスター端子であるポゴピンが配線基板11の上面のポゴ座14に圧接される。そして、テスターからの電気信号がポゴ座14からジャンパー線18、コネクタ16およびFPC21を通して、被検査体の端子に弾性接触しているプローブ20に伝送されることになる。
In the electrical test of the object to be inspected using the
次に、配線基板11および基板保持部材12について図2〜図4を参照した説明を加える。図2,3に示すように、配線基板11は1枚の円盤状のプリント基板であり、その中央領域に第1開口22が設けられた構造になっている。そして、配線基板11の上面であってその外周部に所要数のポゴ座14が設けられている。図2はポゴ座14が5つの同心円に沿って配列された例である。また、配線基板11の上面の内周部に所要数(図2では20個)のコネクタ16が配置され取り付けられている。
Next, the
更に、例えばポゴ座14およびコネクタ16の配置領域の間に抵抗体、コンデンサ等の受動素子23およびIC等の能動素子24が適宜に表面実装されている。ここで、例えばバイパスコンデンサのような受動素子23は配線基板11に設けられる電源配線とグランド配線(図示せず)との間に挿入され電源ノイズを除去する。また、能動素子24は、例えば被検査体に合わせた固有の電気信号を新たに発生させる場合に適宜に取り付けられる。あるいは、応答波形補正回路のようなICが取り付けられる。
Further, for example, a
そして、配線基板11の外周部における複数の所定箇所に所要数の第1貫通孔25が形成されている。同様に、配線基板11の内周部における所定箇所(図2では4箇所)に第2貫通孔26が形成されている。配線基板11は、これ等の第1貫通孔25および第2貫通孔26を挿通するネジあるいはボルトにより、後述するように基板保持部材12に装着され保持されるようになる。
The required number of first through
一方、上記配線基板11の下面には、その上面に配列したそれぞれのポゴ座14に対応してポゴ座用接続ランド15が形成されている。そして、ポゴ座用接続ランド15は配線基板11を貫通するスルーホール(図示せず)を介して対応するそれぞれのポゴ座14に導通する。また、配線基板11の内周部にはコネクタ16から引き出されたプローブ用接続ランド17が形成されている。
On the other hand, pogo seat connection lands 15 are formed on the lower surface of the
そして、図3には図示しないが、配線基板11の下面側において図1で説明したところの所要のジャンパー線18は、その一端がポゴ座用接続ランド15に接続し、その他端がプローブ用接続ランド17に接続するように配設される。このジャンパー線18は顧客ニーズに合わせて適宜に取り付けることができる。
Although not shown in FIG. 3, the required
また、上記第1貫通孔25が形成されているところには導電層である接地用の第1グランド層27が形成されている。そして、これ等の第1グランド層27は配線基板11の周縁に沿って配設され互いに連結している。同様に、第2貫通孔26が形成されているところに第2グランド層28が形成されている。
A grounding
上述した配線基板11では、例えば、樹脂製の積層板の上面に銅のような金属箔から成るパッド状のポゴ座14が形成され、その下面に同様の金属箔から成るポゴ座用接続ランド15、およびプローブ用接続ランド17が形成される。そして、配線基板11の例えば内層に電源配線とグランド配線が形成される。あるいは、内層の2層にグランド配線あるいはグランド層が形成される。このようにして、配線基板11は、上述したようなポゴ座14の形成された配線層、内層における配線層、ポゴ座用接続ランド15およびプローブ用接続ランド17の形成された配線層を有する3層〜5層の配線構造の多層配線板となる。ここで、上記4層、5層の配線基板11では例えばその厚さは2mm程度になる。
In the
その他に、電気信号用の配線が配線基板11の内層に配設された多層配線構造のものとなってもよい。また、電源配線あるいはグランド配線が配線基板11の上面あるいは下面に配設され、2層配線構造になっていてもよい。
In addition, a multilayer wiring structure in which electrical signal wiring is disposed in the inner layer of the
これに対し図4に示すように、基板保持部材12は例えば肉厚が1mm程度のアルミニウム板のような金属板から成り、しかも配線基板11に合わせた平面形状であり、その中央領域に第2開口29が設けられた構造になっている。また、基板保持部材12の周縁に沿って、一主面121から所定の高さに突出する周縁突出部122が設けられている。更に、基板保持部材11の外周部の所定の箇所(図4では4箇所)に外周突出部123が形成され、その内周部の所定箇所に内周突出部124が形設されている。これ等の外周突出部123および内周突出部124は、それ等の上端面が周縁突出部122のそれと同じ高さ位置になるように、一主面121から突出して形成される。ここで、これ等の突出部は、基板保持部材12に一体成形されると好適であるが、基板保持部材12とは異種の導電体によりその一主面121上に形成されても構わない。
On the other hand, as shown in FIG. 4, the
また、外周突出部123には複数の第1ネジ穴30が設けられ、内周突出部124には第2ネジ穴31が設けられている。そして、配線基板11は、その第1貫通孔25を挿通し上記外周突出部123に設けた第1ネジ穴30に螺合するネジあるいはボルトにより、基板保持部材12に締結される。同様に、その第2貫通孔26を挿通し上記内周突出部124に設けた第2ネジ穴31に螺合するネジあるいはボルトによって基板保持部材12に締結される。このようにして、配線基板11は基板保持部材12の外周突出部123、内周突出部124、あるいは周縁突出部122に当接し装着され保持される。
A plurality of first screw holes 30 are provided in the outer peripheral protruding
図4で説明したところの周縁突出部122、外周突出部123および内周突出部124は図1で説明した突出部12aに相当する。そして、ジャンパー線18の配設に必要となる空隙12cを形成するように、周縁突出部122、外周突出部123および内周突出部124の一主面121からの高さが適宜に設定される。
The
また、この基板保持部材12は、その中央領域にプローブヘッド13が固持され、そのプローブ20が第2開口29から基板保持部材12の底面側に突き出る構造になっている。そして、プローブ20に接続するFPC21が第2開口29とプローブ固定部19の間隙を通り抜けて、配線基板11の第1開口22から図2に示した配線基板11の上面のコネクタ16に電気接続されるようになる。
Further, the
上述した基板保持部材12では、その周縁突出部122および外周突出部123が配線基板11の第1グランド層27に接続する。同様に、内周突出部124が配線基板11の第2グランド層28に接続する。このようにして、基板保持部材12は安定した接地電位に固定される。例えば、この接地電位は、テスター端子から所定のポゴ座を介し配線基板11に形成されたグランド配線あるいはグランド層を通って第1グランド層27および第2グランド層28に供給される。
In the
なお、基板保持部材12に設けられる突出部12aは、図4に示すような周縁突出部122、外周突出部123および内周突出部124に限定されない。その他に、例えば周縁突出部122が全く形成されないか部分的に形設される構造であってもよい。あるいは、外周突出部123が基板保持部材12の周回方向に等間隔に4箇所と異なる箇所に設けられる構造であってもよい。また、内周突出部124が全く形成されない構造であってもよい。何れにしても、この突出部12aは配線基板11を安定的に保持でき、ジャンパー線18を配置する空隙12cを確保できるように形設されていればよい。
In addition, the
次に、上記プローブカード10の変形例について図5を参照して説明する。図5は第1の実施形態にかかるプローブカードの変形例を示す模式的な一部断面図である。この変形例のプローブカード10aは、プローブがアーム式プローブあるいはカンチレバー式プローブとなる場合であり、その部分的な断面構造として示されている。
Next, a modified example of the
図5に示すように、プローブカード10aは、例えば円盤状のプリント基板から成る配線基板11と金属製の基板保持部材12を有する。そして、配線基板11の下面の中央領域においてプローブの端子である複数のプローブ固定用端子32が取り付けられ、それぞれにカンチレバー式のプローブ20が植設されている。また、図1で説明したのと同様に、基板保持部材12の周縁あるいは所定箇所に突出部12aが設けられ、この突出部12aにおいて配線基板11が基板保持部材12に装着され下方から支持されるようになっている。なお、上記配線基板11ではその中央領域に第1開口22が形成されていなくてもよい。
As shown in FIG. 5, the
そして、配線基板11の上面の外周部に所要数のポゴ座14が形成され、これ等のポゴ座14のそれぞれに電気接続するポゴ座用接続ランド15が配線基板11の下面に設けてある。また、配線基板11の下面にプローブ用接続ランド17が設けられている。そして、第1の実施形態の場合と同じように配線基板11の下面および基板保持部材12の一主面12bの間に形成された空隙12cにおいて、それぞれのポゴ座用接続ランド15とプローブ用接続ランド17とを接続する所要数のジャンパー線18が配設されている。
A required number of
図5に示すように、上記カンチレバー式のプローブ20は、それぞれ配線基板11の内層に配設された内層配線33を通してプローブ用接続ランド17に電気接続される。このプローブカード10aにおいても、その配線基板11の下面と基板保持部材12の一主面12bとの間の空隙12cに配置されるジャンパー線18を介し、自在に配線基板11のポゴ座14とプローブ20が電気接続できる構造になる。
As shown in FIG. 5, the
その他に、図示しないプローブカード10の変形例としては、図1で説明したようなプローブヘッド13においてピン式の複数のプローブ20が被検査体の端子に対して垂直に弾性接触する構造のものが挙げられる。
In addition, as a modification of the probe card 10 (not shown), there is a structure in which a plurality of pin type probes 20 in the
第1の実施形態にかかるプローブカードでは、配線基板11の上面に電気的検査装置のテスター端子が接触するポゴ座14が形成され、この配線基板11が金属製の基板保持部材12に装着され支持されるようになっている。そして、配線基板11および基板保持部材12の間に形成される空隙12cに所要のジャンパー線18が配置される構造になる。このようなジャンパー線18により、配線基板11のポゴ座14とプローブ20が自在に電気接続できる。但し、ジャンパー線18による上記接続においては、配線基板11は基板保持部材12から脱着される。
In the probe card according to the first embodiment, the
そして、このようなプローブカードであると、被検査体の仕様によりその端子の配置等の変更が生じても配線基板11の変更を必要とせず、顧客ニーズに対応し迅速で低コストのプローブカードが提供できる。
And if it is such a probe card, even if the change of the arrangement of the terminal etc. arises according to the specification of the object to be inspected, it is not necessary to change the
また、被検査体の端子数が増えてプローブの多ピン化が進み多数のジャンパー線18が配設されるようになっても、配線基板11の上面において、IC等の能動素子あるいは抵抗体、コンデンサ等の受動素子から成る所要の電子部品の表面実装が容易にできる。これは、ジャンパー線18が配線基板11の下面側に配置される構造になることによる。ここで、ジャンパー線18の配置される配線基板11と基板保持部材12の間の空隙12cの空間の広さは、ジャンパー線18の数に応じて設定され充分に確保される。
Even when the number of terminals of the device to be inspected is increased and the number of pins of the probe is increased and a large number of
また、上記ジャンパー線18は、ポゴ座14からコネクタ16あるいはプローブ用接続ランド17までを最短距離に電気接続できる。これは、顧客ニーズに合わせて被検査体の仕様変更が生じジャンパー線18の接続するポゴ座用接続ランド15およびプローブ用接続ランド17の位置が種々に変わっても、確実に維持される。
The
また、基板保持部材12によって配線基板11の強度が保てるため、配線基板11の厚みを薄くすることが容易になる。このために、配線基板11に設けられる配線層間を接続するためのビアホールあるいはスルーホールが浅くでき配線層の寄生容量が低減される。
Moreover, since the strength of the
このようにして、テスターと被検査体の間においてプローブカードを介して所要の電気信号が容易に伝送できる。また、このプローブカードにおける伝送経路の低インピーダンス化および低リアクタンス化が可能になり、被検査体の正確な電気特性の検査が容易になる。そして、例えば高速動作する半導体装置のような被検査体において正確な検査ができる。 In this way, a required electrical signal can be easily transmitted between the tester and the object to be inspected via the probe card. In addition, it is possible to reduce the impedance and reactance of the transmission path in the probe card, and it becomes easy to accurately inspect the electrical characteristics of the object to be inspected. For example, an accurate inspection can be performed on an inspection object such as a semiconductor device that operates at high speed.
また、本実施形態のプローブカードは、従来技術の場合と異なり配線基板11に配設される配線層の数を容易に抑制できる構造になることから、上記多ピン化においても配線基板11の多層化が不要になる。このことからも本実施形態のプローブカードの更なる低コスト化が可能になる。
Moreover, since the probe card according to the present embodiment has a structure in which the number of wiring layers disposed on the
また、本実施形態のジャンパー線18は、プローブカードの配線基板11とその基板保持部材12との間に配置され閉じ込められるようになる。このために、電気的検査装置においてプローブカードの上方に配置されるテスターからのジャンパー線18への電磁ノイズは例えばグランド層を有する配線基板11によりシールドされる。そして、検査時に発生する被検査体からのジャンパー線18への電磁ノイズは基板保持部材12により効果的にシールドされる。このようにして、電磁ノイズが効果的に遮蔽され高速動作する半導体装置のような被検査体において正確な検査が容易にできるようになる。
Further, the
そして、本実施形態のプローブカードでは、基板保持部材12によりジャンパー線18が保護されることから、プローブカードの搬送あるいは検査使用等の取り扱い時での引っ掛け等による破損が防止される。そして、プローブカードの上述したような取り扱い作業は効率化される。
In the probe card according to the present embodiment, the
(第2の実施形態)
次に、本発明の第2の実施形態にかかるプローブカードについて図6、図7、および図8を参照して説明する。ここで、図6は本実施形態にかかるプローブカードを示す模式的な断面図である。そして、図7および図8は、それぞれプローブカードを構成する配線基板の一例を示す上面図および下面図である。
(Second Embodiment)
Next, a probe card according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 6, FIG. 7, and FIG. Here, FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing the probe card according to the present embodiment. 7 and 8 are a top view and a bottom view showing an example of a wiring board constituting the probe card, respectively.
図6に示すように、プローブカード40は、例えばプリント基板から成る円盤状の第1の配線基板41および第2の配線基板42、並びに金属製の基板保持部材12を有している。そして、第1の実施形態で説明したように基板保持部材12の中央領域においてプローブヘッド13が固持されている。ここで、基板保持部材12には互いに高さの異なる2種類の第1の突出部12dと第2の突出部12eが設けられ、第2の突出部12eはその上端面が第1の突出部12dのそれよりも高くなるように形設されている。そして、第1の配線基板41および第2の配線基板42は、それぞれ第1の突出部12dと第2の突出部12eにより基板保持部材12に装着され下方から支持されるようになっている。
As shown in FIG. 6, the
第1の配線基板41は、第1の実施形態で説明した配線基板11における外周部に相当し、その上面に所要数のポゴ座14が形成される。そして、これ等のポゴ座14のそれぞれに電気接続するポゴ座用接続ランド15が第1の配線基板41の下面に取り付けられている。また、第2の配線基板42は、第1の実施形態で説明した配線基板11の内周部に相当し、その上面に所要数のコネクタ16が備えられ、その下面にコネクタ16から引き出されたプローブ用接続ランド17が形設されている。
The
そして、第1の配線基板41の下面および基板保持部材12の一主面12bの間、更には第2の配線基板42の下面および基板保持部材12の一主面12bの間に空隙12cが形成されるようになっている。ここで、第2の配線基板42の下面および基板保持部材12の一主面12bの間の空隙12cにおける高さは、第1の配線基板41の下面および基板保持部材12の一主面12bの間の空隙12cのそれより大きくなる。これは、第2の突出部12eが第1の突出部12dよりも高くなるように形設されることに対応する。
A
上述したような空隙12cにおいて、第1の実施形態で説明したのと同様に、それぞれのポゴ座用接続ランド15とプローブ用接続ランド17とを接続する所要数のジャンパー線18が配設されている。この場合も、ジャンパー線18が配置される空隙12cは、それぞれ第1の突出部12dおよび第2の突出部12eの上端面の高さにより決められる。そして、図6に示すように、第1の実施形態で説明したのと同様なプローブヘッド13においてプローブ固定部19に取り付けられた複数のプローブ20は例えばFPC21を通してコネクタ16に電気接続される。
In the
このように、本実施形態のプローブカード40では、その第1の配線基板41の下面および基板保持部材12の一主面12b間の空隙12cよりも、その第2の配線基板42の下面および基板保持部材12の一主面12b間の空隙12cが高さ方向に大きな拡がりを有する。そして、これ等の空隙12cに配置されるジャンパー線18を介し、第1の実施形態の場合と同様に、配線基板11のポゴ座14とプローブ20が自在に電気接続できる構造になっている。
As described above, in the
第1の実施形態の配線基板11と基板保持部材12との間に形成される空隙12cに配置されるジャンパー線18は、配線基板11の内周部のプローブ用接続ランド17に近い方が外周部のポゴ座用接続ランド15の方よりも高空間密度に配設されるようになっていた。これは、この場合の空隙12cは必然的に内周部の方が外周部より狭空間になるためである。これに対して、第2の実施形態では、上記内周部に相当する第2の配線基板42の下面および基板保持部材12の一主面12b間の空隙12cの高さが、上記外周部に相当する第1の配線基板41の下面および基板保持部材12の一主面12b間の空隙12cのそれよりも大きくなるように設定される。そして、ジャンパー線18の配置において、プローブ用接続ランド17に近い方での高空間密度化が防止される。
The
なお、第1の実施形態で説明したのと同様なジャンパー線18は、半田接合、接続ピンあるいはACF等を用いてポゴ座用接続ランド15あるいはプローブ用接続ランド17に接続される。そして、ポゴ座14とコネクタ16とを電気接続する。ここで、第1の実施形態の場合と同様に、ジャンパー線18がフレキシブルケーブルから成る場合にはACFを用いた接続により、フレキシブルケーブル実装高さを低くできるため空隙12cに配置できるフレキシブルケーブル数を増やすことができるので多ピン化への対応に有効となる。また、接続ピンを用いる場合には、配線基板11に設けられた貫通孔に接続ピンが挿通されポゴ座14あるいはコネクタ16に接続する。
The
このプローブカード40を用いた被検査体の電気的試験では、第1の実施形態で説明したのと同様に電気的検査装置のテスター端子であるポゴピンが第1の配線基板41の上面のポゴ座14に圧接される。そして、テスターからの電気信号がポゴ座14からジャンパー線18、コネクタ16およびFPC21を通して、被検査体の端子に弾性接触しているプローブ20に伝送される。
In the electrical test of the object to be inspected using the
次に、第1の配線基板41および第2の配線基板42について図7および図8を参照した説明を加える。図7,8に示すように、第1の配線基板41と第2の配線基板42は、例えば第1の実施形態で説明したような配線基板11を2つに分割して得られるような構造になっている。ここで、配線基板11は、そのポゴ座14が配列された外周部とプローブ用接続ランド17が配設された内周部の間の同心円周43に沿って、例えばルータカットされると好適である。但し、このような2分割により配線基板11の内層の配線は切断されないように予め配設されているのが好ましい。なお、第2の配線基板42の内層に配設される電源配線およびグランド配線は、第1の配線基板41のポゴ座用接続ランド15に接続される所定のジャンパー線18を通して電源電位および接地電位に固定されることになる。
Next, the
上記ルータカット方式では、配線基板11の分割時における機械的な応力が小さく、配線基板への損傷がほとんど生じない。また、その切断面が急峻でありバリ取りが必要でなく、配線基板11の分割による第1の配線基板41と第2の配線基板42の作製における作業性が極めてよい。
In the router cut method, the mechanical stress when the
図7および図8で示した第1の配線基板41は図2および図3で説明した配線基板11の外周部と同じであり、第2の配線基板42は配線基板11の内周部と同じである。ここで、例えば第1の配線基板41の外径をΦ300mmとすると第2の配線基板42の外径はΦ200mm程度になる。なお、その他の構造は第1の実施形態で説明した通りであり詳細な説明は省略する。
The
また、第2の実施形態における基板保持部材12は、例えばアルミニウム板のような金属板から成り、第1の配線基板41と第2の配線基板42を合わせた平面形状になる。そして、この場合の基板保持部材12は、図4で説明したのと一部を除いてほぼ同じに構造になる。以下、主に第1の実施形態の場合と異にするところを説明する。
Further, the
図4において、基板保持部材12の周縁に沿って設けられる周縁突出部122と、基板保持部材12の外周部の所定の箇所(図4では4箇所)に設けられる外周突出部123は、それ等の上端面の一主面121からの高さ位置がほぼ同じに形設されている。そして、基板保持部材12の内周部の所定箇所(図4では4箇所)に設けられる内周突出部124は、その上端面の高さ位置が上記周縁突出部122および外周突出部123のそれよりも上方になるように形設されている。例えば、周縁突出部122および外周突出部123の上端面の一主面121からの高さを2mm〜4mm程度にすると、内周突出部124のそれは例えば5mm〜10mm程度になる。
In FIG. 4, the
このようにして、図6で説明した第1の突出部12dが周縁突出部122、外周突出部123等により構成される。同様に、第2の突出部12eが内周突出部124により構成される。ここで、このような基板保持部材12は一体成形されると好適であるが、これ等の突出部は基板保持部材12とは異種の導電体によりその一主面121上に形成されても構わない。
In this way, the first projecting
なお、基板保持部材12において、図4に示した周縁突出部122は全く形成されないか部分的に形設される構造であってもよい。あるいは、外周突出部123が基板保持部材12の周回方向に等間隔に4箇所と異なる箇所に設けられる構造であってもよい。また、内周突出部124が4箇所と異なる箇所に設けられる構造であってもよい。何れにしても、第1の突出部12dは第1の配線基板41を安定的に保持でき、第2の突出部12eは第2の配線基板42を安定的に保持できるように形設されていればよい。
In the
次に、上記プローブカード40の変形例について図9を参照して説明する。図9は第2の実施形態にかかるプローブカードの変形例を示す模式的な一部断面図である。この変形例のプローブカード40aは、プローブがアーム式プローブあるいはカンチレバー式プローブとなる場合であり、その部分的な断面図として示されている。
Next, a modification of the
図9に示すように、プローブカード40aは、例えばその内周部がくり抜かれた円盤状のプリント基板から成る第1の配線基板41、上記内周部に配置される第2の配線基板42、および金属製の基板保持部材12を有する。そして、第2の配線基板42の下面の中央領域において複数のプローブ固定用端子32が取り付けられ、それぞれにカンチレバー式のプローブ20が植設されている。また、図6で説明したのと同様に、基板保持部材12の周縁あるいは所定箇所に第1の突出部12dが設けられ、この第1の突出部12dにおいて第1の配線基板41が基板保持部材12に装着され下方から支持されるようになっている。
As shown in FIG. 9, the
更に、図示しないが例えば図4に示した内周突出部124において第2の配線基板42が基板保持部材12に装着され下方から支持されるようになっている。ここで、内周突出部124は第2の突出部12eとしてその上端面が第1の突出部12dのそれよりも高くなるように形設される。なお、第2の配線基板42ではその中央領域に第1開口22が形成されていなくてもよい。
Further, although not shown, the
第1の配線基板41は、図6で説明したのと同様にその上面に所要数のポゴ座14が形成され、これ等のポゴ座14のそれぞれに電気接続するポゴ座用接続ランド15が第1の配線基板41の下面に取り付けられている。また、第2の配線基板42のプローブ用接続ランド17が形設されている。そして、第1の配線基板41の下面および基板保持部材12の一主面12bの間、更には第2の配線基板42の下面および基板保持部材12の一主面12bの間に空隙12cが形成される。これ等の空隙12cにおいて、それぞれのポゴ座用接続ランド15とプローブ用接続ランド17とを接続する所要数のジャンパー線18が配設される。
The
図9に示すように、上記カンチレバー式のプローブ20は、それぞれ第2の配線基板42の内層に配設された内層配線33を通してプローブ用接続ランド17に電気接続されている。そして、プローブカード40aにおいても、上述したような空隙12cに配置されるジャンパー線18を介し、自在にポゴ座14とプローブ20が電気接続される構造になる。
As shown in FIG. 9, the
その他に、図示しないプローブカード40の変形例としては、図6で説明したようなプローブヘッド13においてピン式の複数のプローブ20が被検査体の端子に対して垂直に弾性接触する構造のものが挙げられる。
In addition, as a modification of the probe card 40 (not shown), there is a structure in which a plurality of pin type probes 20 in the
第2の実施形態では、第1の実施形態で説明したのと同様な作用効果が奏される。また、この実施形態では、第1の実施形態の場合に較べて、ジャンパー線18の空隙12c内での配設の空間密度を配線基板の外周部から内周部に亘り均一化することが容易になる。
In the second embodiment, the same operational effects as described in the first embodiment can be obtained. Further, in this embodiment, compared to the case of the first embodiment, it is easy to make the spatial density of the arrangement of the
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、上述した実施形態は本発明を限定するものでない。当業者にあっては、具体的な実施態様において本発明の技術思想および技術範囲から逸脱せずに種々の変形・変更を加えることが可能である。 Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the above-described embodiments do not limit the present invention. Those skilled in the art can make various modifications and changes in specific embodiments without departing from the technical idea and technical scope of the present invention.
例えば、上記被検査体は、半導体装置の他に液晶パネル、多層配線構造に形成された回路基板等であっても構わない。 For example, the object to be inspected may be a liquid crystal panel, a circuit board formed in a multilayer wiring structure, or the like in addition to the semiconductor device.
また、配線基板および基板保持基板は、その平面形状が円形以外に例えば楕円形、方形、多角形等のものであってもよい。 Further, the planar shape of the wiring board and the substrate holding board may be, for example, an ellipse, a rectangle, a polygon, etc. other than a circle.
また、配線基板の上面のテスター端子接続部となるポゴ座は、配線基板の外周部に限定されることなく、その一部が内周部に配置されるようになっていてもよい。 In addition, the pogo seat that becomes the tester terminal connection portion on the upper surface of the wiring board is not limited to the outer peripheral portion of the wiring board, and a part thereof may be arranged on the inner peripheral portion.
また、基板保持部材は、上述したネジ/ボルトによる締結以外に、例えば基板保持部材と配線基板との間の装着と脱着が可能な例えばクランプ等の係合手段が備えられた構造になっていてもよい。そして、基板保持部材は配線基板の着脱自在な構造になっていると好適である。 Further, the substrate holding member has a structure provided with an engaging means such as a clamp that can be attached and detached between the substrate holding member and the wiring board, for example, in addition to the above-described fastening by screws / bolts. Also good. It is preferable that the substrate holding member has a structure in which the wiring substrate is detachable.
また、基板保持部材は、金属製に限定されることなく、その他に半導体材質あるいは絶縁体材質であっても構わない。ここで、絶縁性樹脂のような材料から構成される場合には、その内層にシールド層が形成されていると好適である。 Further, the substrate holding member is not limited to metal, but may be made of a semiconductor material or an insulator material. Here, in the case of being made of a material such as an insulating resin, it is preferable that a shield layer is formed on the inner layer.
最後に、本発明にかかるプローブカードは、例えばウエハ状態におけるICのバーンインテストにも有用であることに言及しておく。なお、このバーンインテストではウエハは室温以上の所定温度に昇温される。 Finally, it should be noted that the probe card according to the present invention is also useful for IC burn-in test in a wafer state, for example. In this burn-in test, the wafer is heated to a predetermined temperature that is not lower than room temperature.
10,10a,40,40a…プローブカード,11…配線基板,12…基板保持部材,12a…突出部,12b,121…一主面,12c…空隙,12d…第1の突出部,12e…第2の突出部,122…周縁突出部,123…外周突出部,124…内周突出部,13…プローブヘッド,14…ポゴ座,15…ポゴ座用接続ランド,16…コネクタ,17…プローブ用接続ランド,18…ジャンパー線,19…プローブ固定部,20…プローブ,21…FPC,22…第1開口,23…受動素子,24…能動素子,25…第1貫通孔,26…第2貫通孔,27…第1グランド層,28…第2グランド層,29…第2開口,30…第1ネジ穴,31…第2ネジ穴,32…プローブ固定用端子,33…内層配線,41…第1の配線基板,42…第2の配線基板,43…同心円周
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記プローブが取り付けられたプローブヘッドと、
検査用の電気信号を生成するテスターの端子が接触する複数のテスター端子接続部を第1主面に、前記プローブの端子が電気接続する複数のプローブ端子接続部を第2主面あるいは第1主面に備えた板状の配線基板と、
前記第2主面の側から前記配線基板を保持し、前記配線基板との間に所定の空隙を形成する基板保持部材と、
前記空隙内に配置され、前記複数のテスター端子接続部と前記複数のプローブ端子接続部を電気接続する絶縁体被覆の複数の導電線と、
を有することを特徴とするプローブカード。 A plurality of probes in contact with the terminals of the device under test;
A probe head to which the probe is attached;
A plurality of tester terminal connection portions that contact tester terminals that generate electrical signals for inspection are in contact with the first main surface, and a plurality of probe terminal connection portions to which the probe terminals are electrically connected are the second main surface or the first main surface. A plate-like wiring board provided on the surface;
A board holding member that holds the wiring board from the second main surface side and forms a predetermined gap with the wiring board;
A plurality of conductor-covered conductor wires disposed in the gap and electrically connecting the plurality of tester terminal connection portions and the plurality of probe terminal connection portions;
A probe card comprising:
前記第2の配線基板と前記基板保持部材との間に形成される空隙の高さが、前記第1の配線基板と前記基板保持部材との間の空隙の高さよりも大きいことを特徴とする請求項1に記載のプローブカード。 The wiring board includes a first wiring board on which the plurality of tester terminal connection portions are formed, and a second wiring board on which the plurality of probe terminal connection portions are formed,
The height of the gap formed between the second wiring board and the board holding member is larger than the height of the gap between the first wiring board and the board holding member. The probe card according to claim 1.
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