JP2011112517A - Probe card and method for manufacturing the same - Google Patents
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Description
本発明は、プローブカード及びその製造方法に係り、さらに詳しくは、コンタクトプローブが形成されたプローブ基板と配線基板とが固定されるプローブカード及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a probe card and a manufacturing method thereof, and more particularly to a probe card to which a probe board on which a contact probe is formed and a wiring board are fixed, and a manufacturing method thereof.
半導体装置の製造工程には、半導体ウエハなどの検査基板上に形成された電子回路の電気的特性を検査する検査工程がある。この電気的特性の検査は、検査対象とする電子回路にテスト信号を入力し、その応答を検出するテスター装置を用いて行われる。通常、テスター装置から出力されたテスト信号は、プローブカードを介して検査基板上の電子回路に伝達される。プローブカードは、電子回路の微小な端子電極に接触させてテスト信号を伝達する多数のコンタクトプローブと、これらのコンタクトプローブとテスター装置とを導通させる配線基板からなる。 The manufacturing process of a semiconductor device includes an inspection process for inspecting electrical characteristics of an electronic circuit formed on an inspection substrate such as a semiconductor wafer. This electrical property inspection is performed using a tester device that inputs a test signal to an electronic circuit to be inspected and detects the response. Usually, a test signal output from a tester device is transmitted to an electronic circuit on an inspection board via a probe card. The probe card includes a large number of contact probes that contact a minute terminal electrode of an electronic circuit and transmit a test signal, and a wiring board that electrically connects the contact probes and the tester device.
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共通の配線基板上に形成され、配線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、電子回路の端子電極に接触させるための探針であり、端子電極と同一のピッチで配設されている。一方、外部端子は、テスター装置を接続するための入出力端子であり、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。 In general, in a probe card, a large number of contact probes and a large number of external terminals are formed on a common wiring board, and the corresponding contact probes and the external terminals are made conductive through a wiring pattern on the wiring board. The contact probe is a probe for making contact with the terminal electrode of the electronic circuit, and is arranged at the same pitch as the terminal electrode. On the other hand, the external terminals are input / output terminals for connecting the tester device, and are arranged at a wider pitch than the contact probes.
近年、電子回路は、微細加工技術の進歩によって集積度が向上し、端子電極の配置が狭ピッチ化される傾向にある。このため、例えば、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では、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るために、ST(スペーストランスフォーマ)基板が用いられる場合がある。 In recent years, the degree of integration of electronic circuits has been improved by the advancement of microfabrication technology, and the arrangement of terminal electrodes tends to be narrowed. For this reason, for example, the contact probe is disposed on the probe substrate, while the external terminal is disposed on the main substrate larger than the probe substrate. In such a probe card, an ST (space transformer) substrate may be used to increase the wiring pitch between the probe substrate and the main substrate.
ここで、一方の主面上にだけコンタクトプローブが形成されたプローブ基板をプローブタイルと呼ぶと、ST基板は、複数のプローブタイルに共通の配線基板である。各プローブタイルは、検査基板上の電子回路に合わせた配置態様でST基板に固定され、プローブタイル上の端子電極とST基板上の端子電極とをワイヤボンディングすることによってコンタクトプローブ及び外部端子を導通させている。通常、各プローブタイルは、プローブ基板に合わせた形状及びサイズに切断された接着シートを用いてST基板に固定される。 Here, when a probe substrate in which a contact probe is formed only on one main surface is called a probe tile, the ST substrate is a wiring substrate common to a plurality of probe tiles. Each probe tile is fixed to the ST board in a manner that matches the electronic circuit on the inspection board, and the contact probe and the external terminal are made conductive by wire bonding the terminal electrode on the probe tile and the terminal electrode on the ST board. I am letting. Usually, each probe tile is fixed to the ST substrate using an adhesive sheet cut into a shape and size matched to the probe substrate.
上述した様な従来のプローブカードでは、不具合の生じたプローブタイルを取り外してST基板をリペアする際に、接着剤がST基板上に残るので、ST基板の再利用が困難であった。また、プローブタイルが接着シートによってST基板に強固に固定されているために、プローブタイルを剥し難いという問題があった。 In the conventional probe card as described above, when the defective probe tile is removed and the ST substrate is repaired, the adhesive remains on the ST substrate, which makes it difficult to reuse the ST substrate. Further, since the probe tile is firmly fixed to the ST substrate by the adhesive sheet, there is a problem that it is difficult to remove the probe tile.
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、プローブ基板が固定された配線基板を再利用することができるプローブカード及びその製造方法を提供することを目的としている。特に、プローブ基板を配線基板から剥し易くした上で、プローブ基板を取り外した際に、配線基板上に接着剤が残るのを抑制することができるプローブカード及びその製造方法を提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a probe card capable of reusing a wiring board to which a probe board is fixed and a method for manufacturing the same. In particular, it is an object of the present invention to provide a probe card and a method of manufacturing the same that can prevent the adhesive from remaining on the wiring board when the probe board is removed after the probe board is easily peeled off from the wiring board. Yes.
第1の本発明によるプローブカードは、第1面にコンタクトプローブが形成され、第2面に樹脂層が形成されたプローブ基板と、上記プローブ基板の第2面と間隔を空けて対向する配線基板と、上記プローブ基板及び上記配線基板に挟持された点在する3以上のバンプにより構成される。上記プローブ基板及び上記配線基板は、上記バンプを上記樹脂層に押接させた状態で、固定されている。 A probe card according to a first aspect of the present invention includes a probe substrate having a contact probe formed on a first surface and a resin layer formed on a second surface, and a wiring substrate facing the second surface of the probe substrate with a space therebetween. And three or more interspersed bumps sandwiched between the probe substrate and the wiring substrate. The probe substrate and the wiring substrate are fixed in a state where the bumps are pressed against the resin layer.
この様な構成によれば、樹脂層が形成されたプローブ基板の第2面と間隔を空けて配線基板を対向させるので、プローブ基板を配線基板から取り外した際に、接着剤が配線基板上に残るのを抑制することができる。また、点在するバンプ間の空隙によって接着力が低減されるので、プローブ基板を配線基板に直接に接着する場合に比べて、プローブ基板を剥し易くすることができる。さらに、点在するバンプ間の空隙に所定の部材を押し込むことによって、プローブ基板を配線基板から剥離させることができるので、プローブ基板を配線基板から取り外す際の作業効率を向上させることができる。 According to such a configuration, since the wiring substrate is opposed to the second surface of the probe substrate on which the resin layer is formed, the adhesive is placed on the wiring substrate when the probe substrate is removed from the wiring substrate. It can suppress remaining. Further, since the adhesive force is reduced by the gaps between the scattered bumps, the probe substrate can be easily peeled off as compared with the case where the probe substrate is directly bonded to the wiring substrate. Furthermore, since the probe board can be peeled from the wiring board by pushing a predetermined member into the gaps between the scattered bumps, it is possible to improve work efficiency when removing the probe board from the wiring board.
第2の本発明によるプローブカードは、上記構成に加え、上記配線基板には、金属膜が形成されており、上記バンプが、上記金属膜に接合された金属バンプであるように構成される。この様な構成によれば、配線基板上に固定させたバンプを容易に除去することができるので、配線基板を再利用する際の作業効率を向上させることができる。 In addition to the above configuration, the probe card according to the second aspect of the present invention is configured such that a metal film is formed on the wiring board, and the bump is a metal bump bonded to the metal film. According to such a configuration, since the bumps fixed on the wiring board can be easily removed, it is possible to improve work efficiency when the wiring board is reused.
第3の本発明によるプローブカードは、上記構成に加え、上記配線基板には、上記プローブ基板の取付領域の外に端子電極が形成されており、上記コンタクトプローブが、上記端子電極とワイヤによりボンディングされているように構成される。 In the probe card according to the third aspect of the present invention, in addition to the above configuration, a terminal electrode is formed on the wiring board outside the mounting area of the probe board, and the contact probe is bonded by the terminal electrode and a wire. Configured to be
第4の本発明によるプローブカードの製造方法は、コンタクトプローブをプローブ基板の第1面に形成するステップと、接着層を上記プローブ基板の第2面に形成するステップと、3以上のバンプを配線基板上に固定するステップと、上記プローブ基板及び上記配線基板を互いに近づけ、上記バンプを上記接着層に押接させた状態で、上記プローブ基板を上記配線基板に固定するステップとを備えて構成される。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a probe card manufacturing method comprising: forming a contact probe on a first surface of a probe substrate; forming an adhesive layer on a second surface of the probe substrate; and wiring three or more bumps. And fixing the probe board to the wiring board in a state where the probe board and the wiring board are brought close to each other and the bumps are pressed against the adhesive layer. The
本発明によるプローブカード及びその製造方法によれば、樹脂層が形成されたプローブ基板の第2面と間隔を空けて配線基板を対向させるので、プローブ基板を配線基板から取り外した際に、接着剤が配線基板上に残るのを抑制することができる。従って、プローブ基板が固定された配線基板を再利用することができる。また、点在するバンプ間の空隙によって接着力が低減されるので、プローブ基板を剥し易くすることができる。 According to the probe card and the method of manufacturing the same according to the present invention, the wiring board is opposed to the second surface of the probe board on which the resin layer is formed, so that the adhesive is removed when the probe board is removed from the wiring board. Can be prevented from remaining on the wiring board. Therefore, the wiring board on which the probe board is fixed can be reused. Moreover, since the adhesive force is reduced by the gaps between the scattered bumps, the probe substrate can be easily peeled off.
<プローブカード>
図1(a)及び(b)は、本発明の実施の形態によるプローブカードの概略構成の一例を示した図であり、複数のプローブタイル10がST基板20上に固定されたプローブカード100が示されている。図1(a)には、プローブカード100を下側から見た様子が示され、図1(b)には、プローブカード100を水平方向から見た様子が示されている。
<Probe card>
1A and 1B are diagrams showing an example of a schematic configuration of a probe card according to an embodiment of the present invention. A probe card 100 in which a plurality of
プローブカード100は、検査基板上の電子回路の電気的特性を検査する際に用いられる検査装置であり、複数のプローブタイル10、ST基板20及びメイン基板30により構成される。メイン基板30は、プローブ装置(図示せず)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(図示せず)との間で信号の入出力を行うための多数の外部端子31が周縁部に設けられている。
The probe card 100 is an inspection device used when inspecting the electrical characteristics of the electronic circuit on the inspection substrate, and includes a plurality of
プローブタイル10は、複数のコンタクトプローブ11と、これらのコンタクトプローブ11が一方の主面上に形成されるプローブ基板12とからなるプローブユニットである。このプローブタイル10は、プローブ基板12の他方の主面をST基板20に対向させて当該ST基板20上に固定されている。ここでは、プローブ基板12について、コンタクトプローブ11が形成される側の主面を第1面と呼び、反対側の主面を第2面と呼ぶことにする。
The
各コンタクトプローブ11は、電子回路の微小な電極に接触させる探針であり、電子回路の電極の配置に対応付けて整列配置されている。また、各プローブタイル10は、共通の検査基板上の1又は2以上の電子回路に対応付けて形成され、互いに離間させてST基板20上に配列されている。この例では、縦長の矩形形状のプローブタイル10が、3行6列のマトリクス状に配置されている。
Each
ST基板20は、プローブタイル10とメイン基板30との間で配線ピッチを拡大させ、或いは、コンタクトプローブ11のメイン基板30からの高さを調整するための配線基板である。このST基板20は、プローブタイル10が固定されている側とは反対側の主面をメイン基板30に対向させて当該メイン基板30上に固定されている。また、ST基板20は、そのサイズがメイン基板30よりも小さな横長の矩形形状からなり、メイン基板30の中央部に配置されている。
The
プローブカード100は、プローブ装置によって、コンタクトプローブ11が配設されている面を下にして水平に保持され、テスター装置が接続される。この状態で検査基板を下方から近づけ、コンタクトプローブ11を検査基板上の電子回路の端子電極に当接させれば、当該コンタクトプローブ11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。
The probe card 100 is held horizontally by the probe device with the surface on which the
<プローブタイル>
図2は、図1のプローブカード100の要部における構成例を示した平面図であり、ST基板20上のプローブタイル10が示されている。プローブタイル10は、複数のコンタクトプローブ11と、これらのコンタクトプローブ11が固定されたプローブ基板12とからなり、ST基板20上に固定される。
<Probe tile>
FIG. 2 is a plan view showing a configuration example of the main part of the probe card 100 of FIG. 1, in which the
プローブ基板12は、コンタクトプローブ11が固定される薄い平板状の保持部材であり、シリコンなどの半導体からなる半導体基板、セラミックなどの絶縁体からなる絶縁基板が用いられる。プローブ基板12の第1面には、コンタクトプローブ11を接合するためのプローブ電極13と、配線パターンを介してプローブ電極13と導通する端子電極14が形成されている。コンタクトプローブ11は、例えば、検査対象物に接触させるコンタクト部11aが先端部に形成されたカンチレバー(片持ち梁)型のプローブである。
The
この例では、プローブ基板12の長辺に沿って5つのコンタクトプローブ11が配列されている。各コンタクトプローブ11は、互いに平行に一定間隔で配置されている。この様なコンタクトプローブ11の配列は、プローブ基板12の左右の長辺にそれぞれ形成されている。
In this example, five
プローブ電極13及び端子電極14は、コンタクトプローブ11ごとに形成され、端子電極14は、ST基板20上に形成された端子電極21と接続ワイヤ15によりボンディングされている。端子電極21は、プローブ基板12に対向する領域の外に形成され、接続ワイヤ15を介して端子電極14と導通している。この端子電極21は、図示しない配線パターンを介してメイン基板30の外部端子31と導通している。
The
<プローブタイルを固定する工程>
図3は、図1のプローブカード100の製造方法の一例を示した分解斜視図であり、プローブタイル10をST基板20に固定する工程が示されている。ここでは、プローブ基板12の短辺方向をX方向、長辺方向をY方向、ST基板20と垂直な方向をZ方向と呼ぶことにする。
<Step of fixing probe tile>
FIG. 3 is an exploded perspective view showing an example of a method for manufacturing the probe card 100 of FIG. 1, and shows a process of fixing the
プローブ基板12の第1面上には、カンチレバー型のコンタクトプローブ11が配置されている。このコンタクトプローブ11は、コンタクト部11aがビーム部11bの一端に形成され、ビーム部11bの他端にベース部11cが形成されている。各コンタクトプローブ11は、ベース部11cをプローブ電極13に半田付けすることによってプローブ基板12に固定されている。
On the first surface of the
コンタクトプローブ11をプローブ基板12上に形成する方法としては、予め作成したコンタクトプローブ11をプローブ基板12上のプローブ電極13に接合させる上記方法の他に、プローブ基板12上に導電層を積層することによって、コンタクトプローブ11を形成する方法も考えられる。
As a method of forming the
プローブ基板12の第2面上には、接着シート40を貼り付けることによって、接着層が形成される。接着シート40は、プローブ基板12をST基板20に固定するためのフィルム状の接着剤であり、例えば、ポリイミド樹脂やポリアミドイミド樹脂などの高Tg材、或いは、線膨張係数や硬化収縮率が低い絶縁性の樹脂を主成分とする熱可塑性の接着剤が用いられる。
An adhesive layer is formed on the second surface of the
この例では、プローブ基板12と同じ形状及びサイズに切断された接着シート40がプローブ基板12に貼り付けられ、プローブ基板12の第2面全体に接着層が形成される。プローブ基板12上に接着層を形成する方法としては、所望の形状及びサイズに切断した接着シート40をプローブ基板12に貼り付ける上記方法の他に、液状の接着剤をプローブ基板12、もしくは、ST基板20のどちらかに塗布し、固化させる方法も考えられる。
In this example, the
ST基板20には、端子電極21、金属膜22及びスタッドバンプ23が形成されている。金属膜22は、複数のスタッドバンプ23を形成するための下地膜であり、例えば、スパッタリングによって金やアルミニウムなどの金属をST基板20上に成膜することによって形成される。
A
この金属膜22は、例えば、プローブ基板12と同じ形状及びサイズの取付領域24内に形成される。この例では、金属膜22がプローブタイル10ごとに形成されているが、金属膜22を複数のプローブタイル10にまたがって形成し、或いは、1つのプローブタイル10に対して複数の金属膜22を形成しても良い。
For example, the
スタッドバンプ23は、金やアルミニウムなどの金属からなる金属バンプであり、プローブ基板12を支持するための支持部材として用いられる。このスタッドバンプ23は、プローブ基板12側の一端が、ST基板20側の他端よりも細い形状からなる小片であり、そのサイズは、例えば、ST基板20上に点在させて配置されるスタッドバンプ23間の距離に比べて十分小さくなっている。具体的には、プローブ基板12上の接着層に押接させる当接部23aと、当接部23aを支持し、金属膜22に固定される固定部23bにより構成される。
The
スタッドバンプ23のXY平面に垂直な断面形状は、当接部23aが固定部23bの中央部からZ方向に突出しているT字型となっている。また、XY平面に平行な断面形状は、当接部23aと固定部23bとで外径の異なる円形形状となっている。
The cross-sectional shape perpendicular to the XY plane of the
金属膜22上には、3以上のスタッドバンプ23が配置される。この例では、9個のスタッドバンプ23が3行3列のマトリクス状に配置されている。すなわち、ST基板20上の矩形形状の取付領域24の各辺について、辺の端部及び辺の中央部と、当該取付領域24の中央部とにそれぞれスタッドバンプ23が形成されている。また、各スタッドバンプ23は、互いに離間させて固定されている。
Three or more stud bumps 23 are disposed on the
プローブタイル10は、スタッドバンプ23の形成後のST基板20に固定される。すなわち、接着シート40を貼り付けることによって接着層が形成されたプローブ基板12をST基板20に対向させたまま、プローブ基板12及びST基板20を互いに近づけ、プローブ基板12上の接着層にスタッドバンプ23を押接させることにより、プローブタイル10がST基板20に固定される。
The
図4は、図1のプローブカード100の要部における構成例を示した断面図であり、プローブタイル10が固定されたST基板20の垂直面による切断面が示されている。プローブタイル10は、金属膜22上に形成されたスタッドバンプ23をプローブ基板12上に形成された接着層40aに押接させることにより、ST基板20に固定される。接着層40aは、硬化し、樹脂層40bとなる。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a configuration example of a main part of the probe card 100 of FIG. 1, and shows a cut surface by a vertical surface of the
プローブ基板12の第1面を均等に押圧して、プローブ基板12をST基板20と略平行な状態を保持したまま当該ST基板20にZ方向から近づけることにより、スタッドバンプ23の当接部23aが接着層40aに突き刺さり、プローブ基板12の第2面に当接するように食い込んでいる。
By pressing the first surface of the
ST基板20に近づけてプローブ基板12をST基板20に固定する際、押圧力の付加により、一部のスタッドバンプ23について、当接部23aが変形する。スタッドバンプ23の先端部が変形することにより、プローブ基板12の反りや歪み、厚さの不均一さを吸収させることができる。
When the
本実施の形態のスタッドバンプ23は、プローブ基板12側の当接部23aがST基板20側の固定部23bよりも断面の小さな構造体からなるので、当接部23aが固定部23bに比べて変形し易くなっている。しかも、変形し、押接された当接部23aは、プローブ基板12とスタッドバンプ23との接着力を高める。従って、プローブ基板12がスタッドバンプ23の当接部23aと接着剤により接着されている上に、ST基板20は、スタッドバンプ23の固定部23bと金属膜22を介して接合されているので、プローブ基板12とST基板20とは通常の使用において剥がれることはない。
In the
また、ST基板20は、樹脂層40bが形成されたプローブ基板12の第2面と間隔を空けて対向し、プローブタイル10は、点在するスタッドバンプ23間に空隙50が形成された状態でST基板20に固定されている。また、各スタッドバンプ23は、プローブ基板12及びST基板20に挟持されている。
Further, the
スタッドバンプ23間の空隙50によって保持力が低減されるので、プローブ基板12をST基板20に直接に接着する場合に比べて、ST基板20からプローブ基板12を容易に剥すことができる。特に、スタッドバンプ23の数やサイズを調整することにより、接着層40aとの接触面積を変えることができるので、プローブ基板12及びST基板20間の保持力を容易に調整することができる。従って、プローブタイル10のサイズが変わっても保持力を一定にして、剥し易くすることもできる。
Since the holding force is reduced by the
また、スタッドバンプ23は、プローブ基板12の固定時、完全に潰れてしまうわけではなく、接着層40aと金属膜22との間には空隙50が形成されているので、スタッドバンプ23間の空隙50に所定の部材を押し込むことによって、プローブ基板12をST基板20から容易に剥離させることができる。
Further, the
ここでは、スタッドバンプ23の幅、すなわち、固定部23bの外径が、点在するスタッドバンプ23の間隔に比べて十分に小さいものとし、スタッドバンプ23と接着層40aとは点接触に近い状態で接触する。なお、1つのスタッドバンプ23で一点を支えきれない場合には、一点に複数個のスタッドバンプ23を群配置させても良い。
Here, the width of the
<Z方向の高さバラツキを調整する工程>
図5は、図1のプローブカード100の製造方法の一例を示した図であり、平坦な押圧面を有するバラツキ調整部材(定盤など)A2を用いてZ方向の高さバラツキを調整する工程が示されている。複数のプローブタイル10を共通のST基板20に固定させる際には、平坦な押圧面を有するバラツキ調整部材A2が各プローブタイル10に押し当てられる。
<Process for adjusting height variation in Z direction>
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a method for manufacturing the probe card 100 of FIG. 1, and a process of adjusting the height variation in the Z direction using a variation adjusting member (such as a surface plate) A2 having a flat pressing surface. It is shown. When fixing the plurality of
ST基板20は、水平な作業台A1上に載置され、各プローブタイル10のプローブ基板12には、Zバラツキ調整用の複数の当接部材16が予め形成されている。各当接部材16は、同じ高さの柱状体からなり、プローブ基板12の第1面上に配置されている。
The
バラツキ調整部材A2を均等に押圧して、その押圧面を水平に保持したままST基板20に近づけ、当接部材16を押圧面に当接させることにより、各プローブタイル10について、コンタクトプローブ11のZ方向の高さのバラツキを矯正することができる。当接部材16は、プローブタイル10をST基板20に固定させた後、除去される。
The contact adjustment member A2 is pressed evenly, and the pressing surface is held horizontally while approaching the
図6(a)及び(b)は、図1のプローブカード100の製造方法の一例を模式的に示した説明図であり、プローブ基板12の反りにより高さバラツキが生じているプローブタイル10をST基板20に押し付ける前の状態と押し付けた後の状態とが示されている。
FIGS. 6A and 6B are explanatory views schematically showing an example of a method for manufacturing the probe card 100 of FIG. 1. The
図6(a)には、プローブタイル10をST基板20に押し付ける前の様子が示されている。プローブ基板12に反りや歪み、厚さの不均一さが存在する場合、プローブ基板12上のコンタクトプローブ11にZ方向の高さバラツキが生じる。
FIG. 6A shows a state before the
この例では、プローブ基板12の厚さの不均一さにより、プローブ基板12の左端部下面が下方向に反っている。この様なプローブタイル10をそのままST基板20に接着すれば、プローブタイル10内のコンタクトプローブ11にZ方向の高さバラツキが生じることになる。
In this example, the lower surface of the left end portion of the
図6(b)には、プローブタイル10をST基板20に押し付けた際に、一部のスタッドバンプ23が変形することによって、プローブ基板12の反りに起因する高さバラツキが矯正される様子が示されている。この例では、プローブ基板12の左端部下面に対向しているスタッドバンプ23の先端部が他よりも多く変形している。つまり、プローブ基板12の厚さの不均一さをスタッドバンプ23の変形量によって吸収させている。
In FIG. 6B, when the
プローブ基板12の反りに起因する高さバラツキをスタッドバンプ23の変形によって吸収させる方法としては、上述した方法の他に、反りによる高さバラツキが解消されるように、プローブ基板12をST基板20に対して傾けた状態で固定させても良い。
As a method of absorbing the height variation caused by the warp of the
プローブ基板12をST基板20に押し付けた際、この様に一部のスタッドバンプ23について、その先端部が変形することにより、プローブ基板12の反りに起因するコンタクトプローブ11のST基板20からの高さのバラツキが解消されている。
When the
スタッドバンプ23は、プローブ基板12の押圧時に、可逆的に弾性変形するものであっても良いが、Z方向の高さバラツキを高精度に制御するためには、不可逆的な変形によって潰れてしまうものが望ましい。
The
<ST基板のリペア>
図7(a)及び(b)は、図1のプローブカード100の製造方法の一例を示した図であり、部材A3を用いてプローブタイル10をST基板20から剥離する工程が示されている。図7(a)には、部材A3の爪部A4をスタッドバンプ23間の空隙50に水平方向から押し込む様子が示されている。また、図7(b)には、樹脂層40b及び金属膜22間に爪部A4が押し込まれることによってプローブ基板12の一部がST基板20から剥離したプローブタイル10が示されている。
<Repair ST board>
FIGS. 7A and 7B are diagrams showing an example of a method for manufacturing the probe card 100 of FIG. 1, and a process of peeling the
スタッドバンプ23と接着層40aとは点接触に近い状態で接着されるので、プローブタイル10のプローブ基板12をST基板20から容易に剥すことができる。例えば、傾斜面を有するくさび状の爪部A4を備えた部材A3を用いることにより、プローブ基板12をST基板20から容易に剥離させることができる。すなわち、部材A3の爪部A4をスタッドバンプ23間の空隙50に水平方向から押し込めば、爪部A4の傾斜面によってプローブ基板12が上方に案内されるので、プローブ基板12をST基板20から剥離させることができる。従って、この様な部材A3を用いて容易に剥離することができるので、プローブ基板12をST基板20から取り外す際の作業効率を向上させることができる。
Since the
プローブタイル10を取り外してST基板20をリペアする際には、プローブタイル10をST基板20から剥した後、当該プローブタイルが固定されていた金属膜22からスタッドバンプ23が除去される。そして、新たなプローブタイル10を貼り付けるために、スタッドバンプ23が金属膜22上に再度形成される。
When removing the
この新たなスタッドバンプ23は、プローブタイル10を剥す前の旧スタッドバンプと同じ位置に形成する必要はなく、旧スタッドバンプ間の空隙内に配置しても良い。新たなスタッドバンプ23を旧スタッドバンプ間の空隙内に形成する場合、旧スタッドバンプを完全に除去しなくても、例えば、Z方向の高さが半分程度になるまで除去できていれば良い。
The
<スタッドバンプ>
図8(a)〜(c)は、図1のプローブカード100の製造方法の一例を示した図であり、スタッドバンプ23を金属膜22に固定する工程が示されている。図8(a)には、金属ワイヤの先端部を溶融させてボール状体を形成する工程が示され、図8(b)には、ボール状体を金属膜22に固定する工程が示されている。図8(c)には、金属膜に固定された金属ワイヤを切断する工程が示されている。
<Stud bump>
8A to 8C are diagrams showing an example of a method for manufacturing the probe card 100 of FIG. 1, and a process of fixing the
スタッドバンプ23は、ボンディング装置を用いて、ST基板20上のプローブタイル10(プローブ基板12)の取付領域24内に形成される。取付領域24には、金又はアルミニウムなどの金属からなる金属膜22が予め形成される。スタッドバンプ23は、この金属膜22上に形成される。
The
まず、金又はアルミニウムなどの金属からなる金属ワイヤを加熱し、その先端部を溶融させることにより、金属ワイヤに微小なボール状体を形成する。例えば、金属ワイヤに電圧を印加することによって生じる先端放電を利用して金属ワイヤの先端部を溶融させる。 First, a metal wire made of a metal such as gold or aluminum is heated and its tip is melted to form a minute ball-like body on the metal wire. For example, the tip portion of the metal wire is melted by using tip discharge generated by applying a voltage to the metal wire.
次に、超音波振動などを利用して金属ワイヤのボール状体を加熱し、ボール状体を金属膜22に接合させて固定する。そして、金属膜22に固定された金属ワイヤを切断すれば、ボール状体からなる固定部23bと、金属ワイヤの一部からなる当接部23aとにより構成されるスタッドバンプ23がST基板20上に残され、スタッドバンプ23を金属膜22に固定する工程が完了する。ただし、金属ワイヤの切断後、固定部23bのZ方向の高さをそろえるために、キャピラリを用いたレべリングが必要に応じて行われる。
Next, the ball-shaped body of metal wire is heated using ultrasonic vibration or the like, and the ball-shaped body is bonded and fixed to the
金属膜22上に形成される各スタッドバンプ23は、固定部23bの外径B1が、20〜100μm程度、当接部23aのZ方向の高さB2が、50μm〜100μm程度であり、プローブタイル10をST基板20に固定させる際に、押圧力が均等にかかるように配置される。図3のスタッドバンプ23の場合、取付領域の中心を通ってX方向に平行な直線と、Y方向に平行な直線とに関して、各スタッドバンプ23が線対称に配置されている。
Each
本実施の形態によれば、ST基板20上に固定されたスタッドバンプ23を接着層40aに押接させ、スタッドバンプ23間に空隙50が形成された状態でプローブ基板12をST基板20に固定するので、プローブ基板12をST基板20から取り外した際に、接着剤がST基板20上に残るのを抑制することができる。また、スタッドバンプ23間の空隙50によって保持力が低減されるので、プローブ基板12をST基板20に直接に接着する場合に比べて、プローブ基板12を剥し易くすることができる。
According to the present embodiment, the
また、ST基板20上に固定されたスタッドバンプ23を容易に除去することができるので、ST基板20を再利用する際の作業効率を向上させることができる。さらに、スタッドバンプ23を接着層40aに当接させることによってプローブ基板12をST基板20に固定する際に、スタッドバンプ23の一端を変形させるので、プローブ基板12の反りや歪み、厚さの不均一さを吸収させることができる。従って、プローブ基板12に反りや歪み、厚さの不均一さがある場合であっても、コンタクトプローブ11のST基板20からの高さにバラツキが生じるのを抑制することができる。
Moreover, since the stud bumps 23 fixed on the
なお、本実施の形態では、外径の異なる当接部23a及び固定部23bからなるスタッドバンプ23が金属膜22上に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、プローブ基板12側の一端がST基板20側の他端に比べて細い形状のものであれば、他の形状であっても良い。
In the present embodiment, the example in which the
図9(a)〜(c)は、図1のプローブカード100の要部における構成例を示した平面図であり、ST基板20上に形成されるバンプの他の例が示されている。図9(a)には、傾斜角が一定のテーパー面を有する当接部を備えた金属バンプが示されている。この金属バンプは、Z方向に等幅で延伸する柱状の固定部と、Z方向の高さが高くなるに従って、一定の割合で外径が小さくなっているテーパー面を有する円錐形状の当接部とによって構成されている。
FIGS. 9A to 9C are plan views showing a configuration example of the main part of the probe card 100 of FIG. 1, and other examples of bumps formed on the
図9(b)には、傾斜角が先端部ほど大きなテーパー面を有する錐体からなる金属バンプが示されている。この金属バンプは、Z方向の高さが高くなるに従って、外径が小さくなっているテーパー面を有する錐体によって構成されている。 FIG. 9B shows a metal bump made of a cone having a tapered surface with a larger inclination angle toward the tip. This metal bump is constituted by a cone having a tapered surface whose outer diameter decreases as the height in the Z direction increases.
図9(c)には、傾斜角が一定のテーパー面を有する当接部を備えた樹脂バンプが示されている。この樹脂バンプは、Z方向に等幅で延伸する柱状の固定部と、Z方向の高さが高くなるに従って、一定の割合で外径が小さくなっているテーパー面を有する円錐形状の当接部とによって構成されている。 FIG. 9C shows a resin bump including a contact portion having a tapered surface with a constant inclination angle. This resin bump has a columnar fixed portion extending in the Z direction with a uniform width, and a conical contact portion having a tapered surface whose outer diameter decreases at a constant rate as the height in the Z direction increases. And is composed of.
この様な樹脂バンプは、ディスペンサを用いて熱可塑性の樹脂をST基板20上に塗布し、固化させることによって形成される。金属バンプは、金属膜22上に形成されるのに対して、樹脂バンプは、ST基板20上に直接に固定されている。
Such a resin bump is formed by applying a thermoplastic resin onto the
また、本実施の形態では、スタッドバンプ23が3行3列のマトリクス状に配置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く、プローブタイル10をST基板20に固定する際に、押圧力が均等にかかるような配置態様であれば、他の配置態様であっても良い。
In the present embodiment, an example in which the stud bumps 23 are arranged in a matrix of 3 rows and 3 columns has been described. However, the present invention is not limited to this, and the
図10(a)〜(c)は、図1のプローブカード100の要部における構成例を示した平面図であり、ST基板20の金属膜22上に形成されるスタッドバンプ23の他の配置態様が示されている。図10(a)には、矩形形状の金属膜22の4つの頂点の近傍と矩形領域の中央部とにそれぞれ形成された5つのスタッドバンプ23が示されている。
FIGS. 10A to 10C are plan views showing a configuration example of the main part of the probe card 100 of FIG. 1, and other arrangements of the stud bumps 23 formed on the
図10(b)には、矩形領域の2つの長辺について、長辺の端部と中央部とにそれぞれ形成された6つのスタッドバンプ23が示されている。図10(c)には、矩形領域の2つの長辺について、長辺に沿って形成された6つのスタッドバンプ23が示されている。接着層40aに当接させるバンプとしては、この様な配置態様のスタッドバンプ23であっても良い。
FIG. 10B shows six
10 プローブタイル
11 コンタクトプローブ
11a コンタクト部
11b ビーム部
11c ベース部
12 プローブ基板
13 プローブ電極
14 端子電極
15 接続ワイヤ
16 Zバラツキ調整用の当接部材
20 ST基板
21 端子電極
22 金属膜
23 スタッドバンプ
23a 当接部
23b 固定部
24 取付領域
30 プローブ基板
31 外部端子
40 接着シート
40a 接着層
40b 樹脂層
50 空隙
100 プローブカード
DESCRIPTION OF
Claims (4)
上記プローブ基板の第2面と間隔を空けて対向する配線基板と、
上記プローブ基板及び上記配線基板に挟持された点在する3以上のバンプとを備え、
上記バンプを上記樹脂層に押接させた状態で、上記プローブ基板及び上記配線基板が固定されていることを特徴とするプローブカード。 A probe substrate having a contact probe formed on the first surface and a resin layer formed on the second surface;
A wiring board facing the second surface of the probe board with a space therebetween;
Comprising three or more interspersed bumps sandwiched between the probe board and the wiring board,
The probe card, wherein the probe board and the wiring board are fixed in a state where the bump is pressed against the resin layer.
上記バンプが、上記金属膜に接合された金属バンプであることを特徴とする請求項1に記載のプローブカード。 A metal film is formed on the wiring board,
The probe card according to claim 1, wherein the bump is a metal bump bonded to the metal film.
上記コンタクトプローブが、上記端子電極とワイヤによりボンディングされている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 has a terminal electrode formed outside the mounting area of the probe board,
The probe card according to claim 1, wherein the contact probe is bonded to the terminal electrode by a wire.
接着層を上記プローブ基板の第2面に形成するステップと、
3以上のバンプを配線基板上に固定するステップと、
上記プローブ基板及び上記配線基板を互いに近づけ、上記バンプを上記接着層に押接させた状態で、上記プローブ基板を上記配線基板に固定するステップとを備えたことを特徴とするプローブカードの製造方法。 Forming a contact probe on the first surface of the probe substrate;
Forming an adhesive layer on the second surface of the probe substrate;
Fixing three or more bumps on the wiring board;
And a step of fixing the probe board to the wiring board in a state in which the probe board and the wiring board are brought close to each other and the bumps are pressed against the adhesive layer. .
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KR101591501B1 (en) * | 2014-09-29 | 2016-02-04 | 주식회사 오킨스전자 | Contact ratio improved contact pin |
JP2017194388A (en) * | 2016-04-21 | 2017-10-26 | 日本電子材料株式会社 | Probe card |
US10064162B2 (en) * | 2011-11-02 | 2018-08-28 | Sharp Kabushiki Kaisha | Communication system, mobile station apparatus, base station apparatus, communication method, and integrated circuit |
-
2009
- 2009-11-26 JP JP2009269301A patent/JP2011112517A/en active Pending
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KR101591501B1 (en) * | 2014-09-29 | 2016-02-04 | 주식회사 오킨스전자 | Contact ratio improved contact pin |
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