JP2012078297A - ワイヤープローブ用治具並びにこれを用いた検査装置並びに検査方法 - Google Patents

Abstract

【課題】被検査基板の接触端子や電極基板の電極表面に打痕が生じるのを防止し、被検査基板の品質低下や電極基板の短寿命化を改善できるワイヤープローブ用治具を提供する。
【解決手段】複数本のワイヤープローブ３と、これらのワイヤープローブを軸方向へ摺動可能に挿通保持させるために複数のプローブガイド孔が設けられた複数枚の薄板プレート１１１，１１２，１１３を積層して成るプレート積層体１１と、前記プレート積層体１１に設けられ前記各プローブガイド孔にワイヤープローブを挿通した状態で保持させる保持手段１１５Ａと、前記プレート積層体の一方の面側に前記ワイヤープローブと電気的に導通した状態で設けられる電極基板２Ａと、前記プレート積層体の一方の面側と前記電極基板及び又は前記プレート積層体の他方の面側と前記被検査基板との間に設けられる弾性を有する異方向導電性シート１２と、を含むことを特徴とする。
【選択図】図３

Description

本発明は、とくに半導体集積回路等の被検査基板や半導体装置等の導通検査や動作特性検査等の電気的特性検査を行う際に用いて好適なワイヤープローブ用治具及びこれを用いた検査装置並びに検査方法に関する。

製造された半導体集積回路等の被検査基板は、これを実装する前に、その配線パターンにおける短絡や断線の有無についての導通検査や、その回路構造に対して信号を送ったときの動作特性検査等の電気的特性検査を行う必要がある。近年、とくに半導体集積回路においては高集積化、微細化が進んでいることから、この電気的特性検査を行う治具として、多数の弾性を有する極細のワイヤープローブを用いた縦型垂直プローブ方式が主流となっている。このワイヤープローブ用治具は、このような多数のワイヤープローブを用いたプローブ用治具を電極基板と被検査基板の間に挟み、各プローブを電極基板と被検査基板の各端子に接触させて電気的特性検査を行うように構成されている。

このような構成のワイヤープローブ用治具にあっては、多数本のワイヤープローブの各先端が確実に電極基板や被検査基板の接触端子へ接触するように構成することを要する。そのために、例えば下記特許文献１に示されるように、上部プレート部と下部プレート部を離間対向させて設け、上部プレート部と称する上側プレート積層体と下部プレート部と称する下側プレート積層体に設けた多数のプローブガイド孔を介してワイヤープローブを通した上で、上部プレート部と下部プレート部の位置をずらせることによってワイヤープローブに撓みを持たせてその軸方向に弾力を付与し、各ワイヤープローブの両端が上部プレート部や下部プレート部の端面より僅かに突出するようにしたものが公知である。このように構成することにより、特許文献１に記載されたものは、ワイヤープローブがその両端に接触する電極基板や被検査基板に確実に当接して接触不良とならないように工夫している。

また、特許文献２に記載の治具では、プローブの位置決め精度を向上させるために、プローブを保持する上板部と下板部に設けた案内孔の位置を互いに僅かに変位させ、プローブを傾斜させたり、撓ませることにより、プローブの上端が上板部の案内孔内の特定位置に位置決めされるような工夫がなされている。

このようにプローブに撓みを生じさせる従来のプローブ用治具の基本構成を図８により説明する。
図８に示した従来のワイヤープローブ用治具１００は、その上側プレート積層体１０１と下側プレート積層体１０２との間に、長さ２０ｍｍ〜３０ｍｍ程度のワイヤープローブ３００を破線で示す如く撓ませた状態で保持し、ワイヤープローブ３００の先端部３００ａを被検査基板５００上のボンディングパッド等の接触端子に接触させ、通電等を行って、被検査基板５００の電気的特性検査を行うようになっている。
図示した例において、上側プレート積層体１０１は２枚の薄板プレート１０１１、１０１２から構成され、ワイヤープローブ３００の先端部３００ａを一定位置に保持し、下側プレート積層体１０２は３枚の薄板プレート１０２１、１０２２、１０２３から構成され、ワイヤープローブ３００の後端部３００ｂを一定位置に保持するようになっている。ワイヤープローブ３００の後端部３００ｂは、電極基板２００に取り付けられた電極ワイヤー４００の先端と接触せしめられ、図では省略した計測機から電極ワイヤー４００を通じて入出力される電気信号の授受を行うようになっている。
被検査基板５００や電極ワイヤー４００に対するワイヤープローブ３００の接触圧力の調整は、ワイヤープローブ３００の撓み量の調整やプローブ径の変更等によって行うようになっている。
ワイヤープローブ３００の周囲には同様のワイヤープローブが多数取り付けられており、隣接したワイヤープローブ同士が接触し短絡するのを防止するため、ワイヤープローブ３００の先端部３００ａ及び後端部３００ｂを除く中間領域の外周面には絶縁コーティング３００ｃが施してある。

特開２００１−５０９８２号公報 特開２００７−３２２１７９号公報

上述の如く、ワイヤープローブに撓みを与えることにより、電極基板や被検査基板の接触端子への接触不良を防止したり、プローブの位置決め精度を向上させたりするようにした従来のワイヤープローブ用治具においては、ワイヤープローブの先端を被検査基板のボンディングパッドやＡＣＦの端子（以下、「接触端子」という。）に接触させる際、ワイヤープローブの撓み応力により被検査基板の接触端子に打痕を生じ、被検査基板の品質を損なったり、電極基板の電極表面への打痕は電極の寿命を短くするという問題があった。
また、ワイヤープローブに撓みを生じさせるためには、ワイヤープローブ自体に或る程度の長さが必要とされると共に、ワイヤープローブの周囲にも或る程度のスペースを設けることが必要であり、被検査基板上の回路の微細化に限界が生じるという問題があった。

この発明の目的は、上述した従来技術の問題点を解決しようとするもので、被検査基板や半導体装置の接触端子や電極基板の電極ワイヤー表面に打痕が生じるのを防止し、これにより、被検査基板の品質低下や電極基板の短寿命化を改善できた上で、ワイヤープローブのより高密度化を図ることができ、さらに構造簡単なワイヤープローブ用治具並びにこれを用いた検査装置並びに検査方法を提供せんとするにある。

上述した課題を解決するために、本発明は、回路基板のような被検査基板の導通検査や動作特性検査等を行う際に用いられるワイヤープローブ用治具であって、多数本のワイヤープローブと、これらの多数本のワイヤープローブを軸方向へ摺動可能に挿通保持させるために多数のプローブガイド孔が設けられた複数枚の薄板プレートを積層して成るプレート積層体と、前記プレート積層体に設けられ前記各プローブガイド孔にワイヤープローブを挿通した状態で保持させる保持手段と、前記プレート積層体の一方の面側に前記ワイヤープローブと電気的に導通した状態で設けられる電極基板と、前記プレート積層体の一方の面側と前記電極基板及び又は前記プレート積層体の他方の面側と前記被検査基板との間に設けられる弾性を有する異方向導電性シートと、を含むことを特徴とする。

前記ワイヤープローブは、長さが６〜１０ｍｍのものを用いることが望ましく、このワイヤープローブは、タングステン、ＳＫ、或はパラジウム合金で作られたものが好適に用いられる。
また、前記プレート積層体の厚さは、前記ワイヤープローブの長さより０．０３〜０．５ｍｍ薄くすることが推奨される。

前記保持手段は、前記プレート積層体を構成する少なくとも１枚のプレートを水平方向或は斜め方向へずらすように構成することが推奨される。
その場合において、前記保持手段を、前記プレートを互いに積層固定する締付ネジと、少なくとも１枚の前記プレートに設けられた前記締付ネジを弛挿させる挿通孔とで構成することが推奨される。
また、前記保持手段を、前記ワイヤープローブの一端部或は両端部に当該ワイヤープローブに形成された段部と、前記プレートに設けられた前記ワイヤープローブの段部を施した部分の外径より小径の挿通孔とで構成することも推奨される。

前記異方向導電性シートとしては、異方向導電性ゴムシートや異方向導電性合成樹脂フィルムを好適に用いることができる。

前記回路基板のような被検査基板以外の被検査物品として半導体装置が挙げられる。

上述した課題を解決するために、本発明はまた、上記の如き構成を有するワイヤープローブ用治具を被検査基板の電気的特性検査に用いたことを特徴とする検査装置を提供するものである。

更にまた、本発明は、複数のプローブガイド孔を有する複数枚のプレートを積層して成るプレート積層体の前記プローブガイド孔へ複数のワイヤープローブを軸方向へ摺動可能に挿通保持させて回路基板のような被検査基板の導通検査や動作特性検査等を行なうに当たり、短いワイヤープローブとこのワイヤープローブと電気的に接触する前記被検査基板及び又は電極基板との間に介在させた異方向導電性シートを用いることを特徴とする、被検査基板の検査方法を提供するものである。

この場合においても、前記異方向導電性シートとしては、異方向導電性合成樹脂フィルムや異方向導電性ゴムシートを好適に用いることができる。

本発明によれば、ワイヤープローブの一端は異方向導電性シートを介して被検査基板と接触するため、打痕によって被検査基板の品質低下を生じることがない。また、ワイヤープローブの撓み応力が小さくて済むことから、電極ワイヤーの表面に生ずる打痕が浅くなったり減少したりすることにより、電極基板の短寿命化を防止できる。さらに、電極基板とワイヤープローブの他端部側との間に、異方向導電性シートを介在させると、打痕は無くなり、より一層電極基板の短寿命化を防ぐことができるものである。
また、本発明によれば、ワイヤープローブを大きく撓ませるのではなく僅かな傾斜と僅かな撓みを生じさせた状態でワイヤープローブを保持するようにしたため、短いワイヤープローブを用いて、ワイヤープローブ間のピッチを短縮することができ、これにより、ワイヤープローブの高密度化を図り、被検査基板上の回路の微細化に対応することが可能となり、被検査基板に対応した変換も容易となる。
本発明においては、ワイヤープローブの僅かな撓みと異方向導電性シートの弾力とを組み合わせて被検査基板とのコンタクトを行わせるように構成したため、従来のようにワイヤープローブの撓みのみでコンタクトさせる必要がない。そのため、構造上、薄板プレートの枚数を減らすことが可能となり、例えば、従来は５枚必要であったものを３枚に減らすことができることにより、製造コストを下げることができた上で、従来技術の上側プレート積層体を省略できることから、ワイヤープローブ用治具の小型化を図ることができるものである。
また、ワイヤープローブの長さが短く、大きく撓ませる必要がないので、隣接するワイヤープローブ同士が接触することがなく、また、ワイヤーをより細くできることから、より高密度化を図ることができる。
弾性のある軟質の異方向導電性シートを介して被検査基板や電極基板とコンタクトするため、ワイヤープローブの先端の摩耗がなくなり、ワイヤープローブが長寿命化し、交換サイクルを長くすることができるものである。

本発明に係るワイヤープローブ用治具を用いた検査装置を概略的に説明するための説明図である。 本発明に係るワイヤープローブ用治具の模式的な拡大斜視図である。 本発明に係るワイヤープローブ用治具の構成を説明する模式的な拡大断面図である。 本発明に係るワイヤープローブ用治具で用いるワイヤープローブの一例を示す拡大側面図である。 本発明に係るワイヤープローブ用治具のプローブガイド孔へワイヤープローブを挿通した状態を示す拡大断面図である。 本発明に係るワイヤープローブ用治具のプローブガイド孔へワイヤープローブを挿通し、当該ワイヤープローブを傾斜させて保持した状態を示す拡大断面図である。 本発明に係るワイヤープローブ用治具に取り付けたワイヤープローブの先端を異方向導電性シートを介して被検査基板の接触端子へ接触させた状態を示す拡大断面図である。 ワイヤープローブに撓みを生じさせる従来のワイヤープローブ用治具の基本構成を示す模式的な拡大断面図である。

以下、添付図面に基づいて本発明を実施するための形態（以下、「実施例」という）について説明する。
尚、図面は本発明を概略的に示すものであって、図面によって各部材の厚みや幅が異なる場合のあることに留意すべきである。また、ワイヤープローブは、実際には多数本のワイヤープローブが本発明に係るワイヤープローブ用治具のプレート積層体に密集して装備されるが、図２以外の図面では代表してその１本ないし２本だけを表示してある。

図１は、本発明の一実施例に係るワイヤープローブ用治具１Ａ及び１Ｂを用いた検査装置６０を概略的に示す説明図である。
図示する如く、検査装置６０の下半部には、機台部６１の上にベース板６４Ａを介して下側のワイヤープローブ用治具１Ａが下側の電極基板２Ａと共に取り付けられている。機台部６１より立設したガイド支柱６３に上下方向へ移動可能に取り付けられた移動機台部６２の下面には、ベース板６４Ｂに取り付けた上側の電極基板２Ｂと共に上側のワイヤープローブ用治具１Ｂが取り付けられている。下側のワイヤープローブ用治具１Ａと上側のワイヤープローブ用治具１Ｂは本発明に従って作製された同じ構成のものであり、両者の間に被検査基板５をセットした上で、図では省略したプレス機等を作動させてたとえば上側のワイヤープローブ用治具１Ｂを下降させると共に、下側のワイヤープローブ用治具１Ａを上昇させることにより、被検査基板５を挟んだ状態とし、被検査基板５の図示してない接触端子に両側からワイヤープローブ３、３の各先端部が異方向導電性シート１２を介して接触するようにして電流を通じ、電極基板２Ａ、２Ｂの各電極ワイヤー４と電気的に接続された計測機６６によってさまざまな電気的特性について検査するものである。尚、指示記号６５Ａ及び６５Ｂはコネクターである。

図２は本発明に係る下側のワイヤープローブ用治具１Ａの斜視図である。本来、２つ設けられるワイヤープローブ用治具１Ａと１Ｂは、上述したように構成が同じであるので、それらのうち、一方のワイヤープローブ用治具１Ａのみについて説明する。
図２に示す実施例において、ワイヤープローブ用治具１Ａは、絶縁性の３枚の薄板プレート１１１、１１２、１１３を重ね合わせ、固定して成るプレート積層体１１と、最上層の薄板プレート１１１の上面に貼り付けられた異方向導電性シート１２とから構成される。プレート積層体１１の下部には、その最下層の薄板プレート１１３の下面に当接せしめられた状態で、下側の電極基板２Ａが取り付けられる。尚、実施例では異方向導電性シート１２は貼着により最上層の薄板プレート１１１に取り付けられているが、他の公知の固着手段或は固定手段であってもよく、着脱式に薄板プレート１１１或は他の薄肉プレート１１２、１１３、或はプレート積層体１１へ取り付けるようにしてもよい。着脱式にすると、異方向導電性シート１２を固着してしまう場合に比して、経時的変化により異方向導電性シート１２にワイヤープローブ３の先端により凸凹が生ずるのを防止できる利点がある。
また、プレート積層体１１を構成する前記薄板プレート１１１、１１２及び１１３には、互いに対応する位置にワイヤープローブ３を挿通するための複数のプローブガイド孔１１１ａ、１１２ａ、１１３ａが設けられ、各孔にそれぞれワイヤープローブ３が挿通されるようになっている。各ワイヤープローブ３の上端は、図示されたように最上層の薄板プレート１１１の上面から僅かに突出し、異方向導電性シート１２を下から押し上げるような形で、異方向導電性シート１２の下面に当接するようになっている。ワイヤープローブ３、３の先端によって押し上げられた異方向導電性シート１２の上面の該当個所がそれぞれ小さな山状に僅かに膨出する。
電極基板２Ａには、複数の電極ワイヤー４、４が取り付けられ、その先端は上記複数のワイヤープローブ３、３の下端とそれぞれと接触し、電極ワイヤー４、４の他端は前記コネクター６５Ａを介して計測機６６に接続されている。
尚、異方向導電性シート１２は、上述したように、プレート積層体１１と電極基板２Ａとの間に固着或は着脱式に設けられてもよい。本発明に係るワイヤープローブ用治具は、従来のものに比べてワイヤープローブ３の先端が電極基板２Ａの電極ワイヤ−４に強く圧接しない構成であるが、それでも弱く当接はする。したがってこのように構成すると、当接によって電極ワイヤーに打痕が生じて劣化するのを確実に防止できる。

図３は、図２に示したワイヤープローブ用治具１Ａの内部構造を説明するための模式的な拡大断面図である。
図面の繁雑化を避けるために、多数のワイヤープローブ３、３のうち１本だけについて図示してある。
図に示す如く、ワイヤープローブ用治具１Ａのプレート積層体１１は、例えば３枚の薄板プレート１１１、１１２及び１１３を重ね合わせ固定することによって構成されている。ちなみに、各薄板プレート１１１、１１２、１１３は、ＰＰＳ、ユニレート等のエンジニアリングプラスチック、セラミックス等であり、その厚さは、実施例のものはそれぞれ２．７５ｍｍ、１．２５ｍｍ、２ｍｍ、合計６ｍｍであるが、この値は一例であってこれに限定されるものではなく、好適には例えば合計５ｍｍ〜１０ｍｍの範囲で、ワイヤープローブ３の長さとの関係で定められる。各薄板プレート１１１、１１２、１１３は、保持手段１１５Ａの1要件も構成する例えば図６に示すような締付ネジ１１５によって互いに固定されている。
各薄板プレート１１１、１１２、１１３には、大径部１１１ｂ、１１２ｂ、１１３ｂと小径部１１１ｃ、１１２ｃ、１１３ｃから成るプローブガイド孔１１１ａ、１１２ａ、１１３ａが設けられ、図５に示したように、プローブガイド孔１１１ａ、１１２ａ、１１３ａを貫通してワイヤープローブ３が挿入された後、例えば図３に示したように、上側２枚の薄板プレート１１１、１１２の位置を、各薄板プレート１１１、１１２の主平面の方向（プレートの厚さの方向と直交する方向）に微小距離ずらした状態で固定することによって、ワイヤープローブ３を全体的に傾斜させると共に、その一部（図示した例においては上端近くの部分）が撓んだ状態となって、プローブガイド孔１１１ａ、１１２ａ、１１３ａから抜け落ちることなく、保持されるようになっている。この際にワイヤープローブ３が軸方向へ押されたときに摺動するように構成することも場合によっては望ましい。
したがって、本明細書において保持とは、ワイヤープローブ３がプローブガイド孔１１１ａ、１１２ａ、１１３ａへ動かないように固定される場合と、プローブガイド孔１１１ａ、１１２ａ、１１３ａへ押されたときには摺動する程度に固定される場合の両者を含む意味で用いている。
また、ワイヤープローブ３をプローブガイド孔１１１ａ、１１２ａ、１１３ａへ保持させる方法として、図５に示したように、仮位置決めピン１１４を用いて各薄板プレート１１１、１１２、１１３のプローブガイド孔１１１ａ、１１２ａ、１１３ａの軸心を共通にした状態で締付ネジ１１５で仮締めし、ワイヤープローブ３を通した後、各薄板プレート１１１、１１２のうち１枚或は２枚の側部を軽く打撃することによって主平面方向へずらせて本締めする方法や、別に固定プレートを設け、この固定プレートにより各薄板プレート１１１、１１２のうち１枚或は２枚を主平面方向へずらせる方法等があるが、これらの方法に限定されない。

ワイヤープローブ３の先端（図３の例で上端）は、薄板プレート１１１の表面から僅かに（通常０．０５ｍｍ〜０．２ｍｍの範囲）突出し、異方向導電性シート１２との接触を確保できるようになっている。ワイヤープローブ３の先端の形状は、フラットでもよく、丸味（アール）をつけてもよい。
異方向導電性シート１２としては、異方向導電性ゴムシートや異方向導電性合成樹脂フィルムが用いられ、厚さ０．０５ｍｍ〜０．２ｍｍのものが好適に用いられる。
他方、ワイヤープローブ３の後端部３ｂ（図３の例で下端）は、電極基板２Ａに取り付けられた電極ワイヤー４の先端面４ａと接触するように構成される。
電極ワイヤー４の先端面４ａは、図３中の円で囲った詳細図に示す如く、接着剤４ｃによって電極基板２Ａに固定すると共に、電極ワイヤー４の先端面４ａにはメッキ４ｄを施して、ワイヤープローブ３の後端部３ｂとの電気的接触を良好ならしめることが推奨される。

使用時には、異方向導電性シート１２の外面を被検査基板５と適度の圧力で接触させ、ワイヤープローブ３の先端部３ａから異方向導電性シート１２を介して被検査基板５の接触端子に電流を通じ、計測機６６によってさまざまな電気的特性について検査するようにする。

以下、図４〜図６を参照しつつ、本発明に係るワイヤープローブ用治具１Ａの具体的構成及びその組立て手順等について説明する。
尚、図面の繁雑化を避けるため、図５及び図６では、多数のワイヤープローブのうち１本だけを図示してある。
図４には、本発明に係るワイヤープローブ用治具で用いるワイヤープローブ３の一例が示されている。
このワイヤープローブ３の材質はタングステン、ＳＫ、或いはパラジウム合金であり、表面にニッケル及び金から成るメッキを施してある。このワイヤープローブ３の長さは６．０５ｍｍ、径（直径。以下同様。）は０．０６５ｍｍであるが、これらの仕様はこれに限定されるものではない。
本発明に係る治具では、ワイヤープローブ３に従来のような大きな撓みを生じさせることはなく、多数のワイヤープローブを同一方向に傾斜させるので、隣接したワイヤープローブ同士が接触する可能性はない。そのため、従来の如く表面に絶縁コーティングを施していない状態のワイヤーを切断して成るワイヤープローブ３を用いることができることから、ワイヤープローブ３がより小径化し、プローブガイド孔１１１ａ、１１２ａ、１１３ａを小径化できることにより、ワイヤープローブ用治具の高密度化を図ることができたものである。最も本発明においては、絶縁コーティングしたワイヤープローブを用いることを排除するものではない。この場合でもワイヤープローブの長さを短くして、ワイヤープローブ用治具を簡単かつ小型にできる利点がある。
ワイヤープローブ３の両端は、前記の如くフラットでも丸味をつけてもよいが、図４〜図６に示したものでは、丸味をつけてあることが好ましい。また、尖らせてもよい。さらに、両端部或は一端部の外周を僅かに削り取ることにより、段部を形成させたものを用いても良い。段部をつけると、ワイヤープローブ３は、薄板プレート１１１及び又は１１３のプローブガイド孔１１１ａ及び又は１１３ａの各小径部１１１ｃ及び又は１１３ｃと係合することになる。

図５は、本発明に係るワイヤープローブ用治具１Ａのプレート積層体１１を構成する薄板プレート１１１、１１２、１１３の最上部のプローブガイド孔１１１ａ、１１２ａ、１１３ａに、上記の如きワイヤープローブ３を挿通した状態を示している。挿通作業を容易にするために、これらのプローブガイド孔１１１ａ、１１２ａ、１１３ａの中心軸が揃うよう仮位置決め用のピン孔１１１ｄ、１１２ｄ、１１３ｄ、及び電極基板２Ａに設けた位置決め用のピン孔２１ｄに仮位置決めピン１１４を挿入してある。このとき、電極基板２Ａの電極ワイヤー４と最下層の薄板プレート１１３のプローブガイド孔１１３ａとは軸心が一致した状態で固着されている。
本発明に係るワイヤープローブ用治具１Ａの組み立ては、まず、仮位置決めピン１１４を用いて各プローブガイド孔１１１ａ、１１２ａ、１１３ａの軸心が一致するように揃えた各薄板プレート１１１、１１２、１１３を、取付ピン１１５ａ及び締付ネジ１１５を用いて仮固定させる。この際に、取付ピン１１５ａを挿通させる薄板プレート１１１、１１２の挿通孔１１１ｅ、１１２ｅの内径は、取付ピン１１５ａの外径より大きく、所謂バカ孔に形成してある。仮固定した状態のプレート積層体１１の下側へ電極基板２Ａを仮位置決めピン１１４でその取付位置を定めて、図示していない取付ビスで固着する。次いで、各プローブガイド孔１１１ａ、１１２ａ、１１３ａにワイヤープローブ３をその下端部が電極基板２Ａの電極ワイヤー４に当接するまで挿入させてやると、その上端部がプレート積層体１１の上面から僅かに（実施例では例えば０．０５ｍｍ）突出する。次いで、このワイヤープローブ３が突出した側に異方向導電性シート１２を接着剤で貼着するものである。尚、この異方向導電性シート１２は繰り返し回路基板などの電気的特性検査を行なうことにより劣化するので、頻繁に取り替える必要があることを考慮し、プレート積層体１１へ着脱可能に取り付けても良いことは上述した。この着脱可能に取り付ける手段としては、両面テープ、ネジ止め、静電気、表面張力などの取付手段がある。また、組み立ての手順としては、以上のものは一例であって、このものに限定されるものではない。例えば、複数のワイワープローブ３の中にその傾斜方向や傾斜角度の異なるものが含まれている場合には、各薄板プレート１１１、１１２、１１３を同一方向へずらせることが困難となることから、最初から各プローブガイド孔１１１ａ、１１２ａ、１１３ａの軸心位置をずらせた状態で各薄板プレート１１１、１１２、１１３を仮位置決めピン１１４で固定しておき、ワイヤープローブ３を各プローブガイド孔１１１ａ、１１２ａ、１１３ａ斜めに挿入するようにしてもよい。

図６は、図５に示した状態から、各薄板プレート１１１、１１２、１１３の各プローブガイド孔１１１ａ、１１２ａ、１１３ａへワイヤープローブ３を保持する保持手段１１５Ａの一例を示す。図面によれば、図５に示した状態から、仮位置決めピン１１４を抜いて、その最下層の薄板プレート１１３に対してそれより上層の薄板プレート１１２及び又は１１１を叩くか、或は他の手段で図において左方向へ僅かにずらし、ワイヤープローブ３を図示する如く傾斜した状態にした上で、保持手段１１５Ａとしての締付ネジ１１５を取付ピン１１５ａにねじ込んで、ワイヤープローブ３を一定状態に保持した状態を示している。これにより、傾斜したワイヤープローブ３の先端部３ａ及び後端部３ｂは、図示する如く中間部３ｃに対して僅かに屈曲し、若しくは撓んだ状態となり、先端部３ａと後端部３ｂが一直線上に存在しなくなるため、ワイヤープローブ３が軸方向に変位したり、治具から抜け落ちたりすることがなくなるものである。
尚、保持手段１１５Ａは、実施例のものは、挿通孔１１１ｅ、１１２ｅ、１１３ｅと取付ピン１１５ａと締付ネジ１１５とで構成されているが、このものに限定されない。
ワイヤープローブ３（長さ６．０５ｍｍとする。）が傾斜したことによる先端部３ａと後端部３ｂとのずらせ幅Ｓは、図６に示した実施例において、例えば０．３ｍｍ〜０．５ｍｍに設定されている。
以上により、本発明に係るワイヤープローブ用治具１Ａが完成する。
使用時には、各ワイヤープローブ３の後端部３ｂと、電極基板２Ａの電極ワイヤー４の前記先端面４ａ又はそのメッキ４ｄとが接触する状態にして、ワイヤープローブ用治具１Ａと電極基板２Ａとを固定する。
然るのち、異方向導電性シート１２が被検査基板５と接触するようにワイヤープローブ用治具１Ａ（及び１Ｂ）を被検査基板５へ向けて移動させ（図１を併せて参照）、被検査基板５の接触端子（ボンディングパッド等）５ａに電流を通じ、被検査基板５のさまざまな電気的特性について検査するものである。

図７には、本発明に係るワイヤープローブ用治具に取り付けたワイヤープローブ３の先端を異方向導電性シート５を介して被検査基板５の接触端子５ａに接触させる状態が示されている。図７に示した実施例においては、２本のワイヤープローブ３、３が相互間の絶縁状態を確保した上で、両者間に１００μｍの間隔を保って互いに略平行に取り付けられ、その先端部３ａ、３ａが異方向導電性シート１２を介して被検査基板５の２つの接触端子５ａ、５ａに対してそれぞれ電気的接触を確保し得るようになっている。

次に、図５及び図６に示した実施例における各部の仕様の好適な一例について記載する。
前記の如く、ワイヤープローブ３の長さは６．０５ｍｍ、径は０．０６５ｍｍである。尚、ワイヤープローブ３の長さは、好適には６ｍｍ〜１０ｍｍの範囲内で選定される。ワイヤープローブ３の長さが６ｍｍ未満であると治具内で移動しないように保持することが困難であり、また、１０ｍｍを超えると撓みを生じて、隣接するワイヤープローブとのピッチを細かくすることができず、被検査基板の微細化に対応できないためである。
プレート積層体１１を構成する３枚の薄板プレート１１１、１１２、１１３の図示した実施例における厚さはそれぞれ２．７５ｍｍ、１．２５ｍｍ、２．００ｍｍであり、従って、プレート積層体１１の全体の厚さは６．００ｍｍである。よって、この実施例において、プレート積層体１１の厚さはワイヤープローブ３の長さより０．０５ｍｍ薄く設定されていることになる。尚、プレート積層体１１の厚さは、前記ワイヤープローブ３の長さより０．０３ｍｍ〜０．５ｍｍ薄く設定することが推奨される。ワイヤープローブ３の長さとプレート積層体１１の厚さとの差が０．０３ｍｍ未満であると、傾斜したワイヤープローブ３の両端がプレート積層体１１の上面又は下面から突出する量が少なく、被検査基板５の接触端子や電極ワイヤー４との接触不良を生じる可能性があり、また、０．５ｍｍを超えると突出量が大きくなり異方向導電性シート１２を傷めたり、撓み量が大きくなって被検査基板の微細化に対応できなくなる可能性があるためである。

前記のとおり、図５及び図６に示した実施例における各薄板プレート１１１、１１２、１１３には、各々軸芯を共通にする大径部と小径部の組み合わせから成るプローブガイド孔１１１ａ、１１２ａ、１１３ａが設けられ、これらのプローブガイド孔を貫通してワイヤープローブ３が装着されている。この実施例では、ワイヤープローブ３の外径が前記の如く０．０６５ｍｍである場合において、各プローブガイド孔１１１ａ、１１２ａ、１１３ａの小径部１１１ｃ、１１２ｃ、１１３ｃの内径はそれぞれ０．０７５ｍｍ、０．１０５ｍｍ、０．１０５ｍｍである。
また、各プローブガイド孔１１１ａ、１１２ａ、１１３ａの大径部１１１ｂ、１１２ｂ、１１３ｂの深さはそれぞれ２．２５ｍｍ、０．７５ｍｍ、１．５０ｍｍであり、従って、各小径部１１１ｃ、１１２ｃ、１１３ｃの軸方向の長さはいずれも０．５０ｍｍである。
図示した実施例におけるワイヤープローブ３の先端部３ａの薄板プレート１１１の上面からの突出量は０．０５ｍｍであり、異方向導電性シート１２の厚さは０．０５ｍｍ〜０．２０ｍｍの範囲で選定される。
尚、これらの仕様はあくまで一例に過ぎず、本発明はこれらの仕様に限定されることなく、これら以外の各種実施例が可能である。

図５及び図６に示した実施例における各プローブガイド孔１１１ａ、１１２ａ、１１３ａの大径部１１１ｂ、１１２ｂ、１１３ｂの位置については、プローブガイド孔１１１ａと１１２ａの大径部１１１ｂと１１２ｂとが対向しており、プローブガイド孔１１３ａの大径部１１３ｂはプローブガイド孔１１２ａの小径部１１２ｃと対向している。そして、最下層の薄板プレート１１３のプローブガイド孔１１３ａの小径孔１１３ｃは、電極基板２Ａ側に位置し、最上層の薄板プレート１１１のプローブガイド孔１１１ａの小径部１１１ｃは、異方向導電性シート１２側に位置している。

尚、本発明においては、前記の如く、例えば最下層の薄板プレート１１３に対してそれより上層の薄板プレート１１２及び１１１を図５において左方向へずらせることにより、図６に示すようにワイヤープローブ３を傾斜させ、その状態で保持するように構成する。そのずらせ幅は、ワイヤープローブ３の傾斜角度、ワイヤープローブ３の長さや径、薄板プレート１１１、１１２、１１３のプローブガイド孔の各小径部の径、ワイヤープローブと薄板プレート間の摩擦係数、等々の各種条件に基づいて決定されるが、最小限のずらせ幅を決定する一応の目安は以下の通りである。
ワイヤープローブの径をＲ０、複数の薄板プレートのプローブガイド孔の小径部のうち最小の小径部の径をＲ１、最大の小径部の径をＲｎとしたとき、最小限のずらせ幅Ｑは、
Ｑ＝（Ｒ１−Ｒ０）＋（Ｒｎ−Ｒ１）＝（Ｒｎ−Ｒ０） となる。
ずらせ幅Ｑがこれ未満であると、最大の小径部を有する薄板プレートの当該小径部の内周面がワイヤープローブに接触せず、当該薄板プレートを設けた意味が失われるからである。
図５及び図６に示した実施例の場合、前記の通り、ワイヤープローブの径Ｒ０＝０．０６５ｍｍ、薄板プレートの最大の小径部の径Ｒｎ＝０．１０５ｍｍであるので、ずらせ幅Ｑ＝０．１０５−０．０６５＝０．０４０となり、０．０４０ｍｍ以上のずらせ幅とすることが望ましい。
尚、このずらせ幅Ｑは、ワイヤープローブ３を各薄板プレートのプローブガイド孔の小径部に対して完全に保持させるか、或いは摩擦抵抗を伴う摺動性の範囲にとどめるかによって違いが出てくるものであり、上記のずらせ幅に限定されるものではない。本発明の目的達成のためには、摩擦抵抗を伴う摺動性よる程度の固定でも、十分に効果があることを確認している。また、小径部の内周面の上側角部と下側角部のいずれか一方、或は双方に面取り、アール等を施すことは必要に応じて任意に選択できる事項である。

図５及び図６に示した実施例における電極基板２Ａには、電極ワイヤーガイド孔２１ａが設けられている。この電極ワイヤーガイド孔２１ａも、多数本のワイヤープローブに対応する数だけ設けられているが、図５及び図６では１個だけ表示してある。この電極ワイヤーガイド孔２１ａも軸芯を共通にした大径部２１ｂと小径部２１ｃによって形成されており、電極ワイヤー４が挿通され、接着剤４ｃによって固定されている。
ちなみに、この実施例のもので、電極ワイヤー４の径は０．１１５ｍｍ、電極ワイヤーガイド孔２１ａの小径部２１ｃの内径は０．１３ｍｍ、大径部２１ｂの内径は２．０ｍｍとなっているが、これらの仕様に限定されるものではない。
電極基板２Ａは、図では省略した締付ボルトでプレート積層体１１に固定されている。尚、電極基板２Ａの下側に伸びる電極ワイヤー４の自由端側は、図１に示したように、コネクター６５Ａを介して計測機６６へ接続されている。

次に、ワイヤープローブ用治具１Ａに多数のワイヤープローブ３を装着したり、交換したりする際の手順について説明する。
図５に示す如く、薄板プレート１１１、１１２、１１３及び電極基板２Ａをその仮位置決め用のピン孔１１１ｄ、１１２ｄ、１１３ｄ及び位置決め用のピン孔２１ｄが同軸となるように揃え、これらのピン孔に仮位置決めピン１１４を挿入し、取付ピン１１５ａ及び締付ネジ１１５で固定する。これにより、各薄板プレートのプローブガイド孔１１１ａ、１１２ａ、１１３ａも同心状に揃えられる。
次いで、ワイヤープローブ３の後端部３ｂを先にして、薄板プレート１１１側より、順次プローブガイド孔１１１ａ、１１２ａ及び１１３ａの小径部１１１ｃ、１１２ｃ及び１１３ｃに挿通させ、ワイヤープローブ３の両端部が、薄板プレート１１１と１１３の各外表面に僅かづつ露出した状態にする。その状態で、薄板プレート１１１の上面に、図示してない平坦なプレートを置き、挿入したすべてのワイヤープローブ３の先端部３ａを軽く押すことによって、多数のワイヤープローブ３の先端部３ａのすべてが上記プレートの厚さ０．０５ｍｍと等しい突出長さで均等に突出するように調整できる。

このようにして、全てのワイヤープローブ３をプレート積層体１１に装着し終わったら、仮位置決めピン１１４を抜き取り、薄板プレート１１１、１１２を叩くか、その他の方法で左方向にずらせる。ずらせる方向としては、左方向に限らず、前後左右及び斜め方向のいずれの方向であっても良い。また、ずらせる薄板プレートとしては実施例は２枚であるが１枚であっても良い。
このように薄板プレート１１１と１１２をずらすと、ワイヤープローブ３は図６に示す如く傾斜した状態となるので、この状態で締付ネジ１１５を本締めして、ワイヤープローブ３を上記の如く傾斜した一定状態に保持する。これにより、傾斜したワイヤープローブ３の先端部３ａ及び後端部３ｂは、図示する如く中間部３ｃに対して僅かに屈曲し、若しくは撓んだ状態となり、先端部３ａと後端部３ｂが一直線上に存在しなくなるため、ワイヤープローブ３が軸方向に変位したり、治具から抜け落ちたりすることがなくなる。
上記の如くして多数のワイヤープローブ３を装着したプレート積層体１１の薄板プレート１１１の上面に異方向導電性シート１２を貼り付けるか当接させることにより、本発明に係るワイヤープローブ用治具１Ａが完成する。
尚、以上の説明では、被検査基板として回路基板を例にとって説明したが、本発明は、回路基板以外のプローバー、ＩＣソケット、半導体パッケージ等の半導体装置の電気的特性検査にも用いることができる。

以上詳細に説明したように、本発明は、より集積度の進んだ高密度の回路基板や半導体装置の導通検査や電気的特性検査を行うことのできる、ワイヤープローブ用治具や、このワイヤープローブ用治具を用いた検査装置、並びに検査方法として好適に用いられるものである。

１Ａ，１Ｂ 本発明に係るワイヤープローブ用治具
２Ａ，２Ｂ 電極基板
３ ワイヤープローブ
４ 電極ワイヤー
４ｃ 接着剤
４ｄ メッキ
５ 被検査基板
１１ プレート積層体
１１１，１１２，１１３ 薄板プレート
１１１ａ，１１２ａ，１１３ａ プローブガイド孔
１１１ｂ，１１２ｂ，１１３ｂ 大径部
１１１ｃ，１１２ｃ，１１３ｃ 小径部
１１１ｄ，１１２ｄ，１１３ｄ 仮位置決め用のピン孔
１１１ｅ，１１２ｅ，１１３ｅ 挿通孔
１１４ 仮位置決めピン
１１５ 締付ネジ
１１５ａ 取付ピン
１１５Ａ 保持手段
１２ 異方向導電性シート
６０ 検査装置
６１ 機台部
６２ 移動機台部
６３ ガイド支柱
６４Ａ，６４Ｂ ベース板
６５Ａ，６５Ｂ コネクター
６６ 計測機

Claims (14)

1. 回路基板のような被検査基板の導通検査や動作特性検査等を行う際に用いられるワイヤープローブ用治具であって、
   多数本のワイヤープローブと、
   これらの多数本のワイヤープローブを軸方向へ摺動可能に挿通保持させるために多数のプローブガイド孔が設けられた複数枚の薄板プレートを積層して成るプレート積層体と、
   前記プレート積層体に設けられ前記各プローブガイド孔にワイヤープローブを挿通した状態で保持させる保持手段と、
   前記プレート積層体の一方の面側に前記ワイヤープローブと電気的に導通した状態で設けられる電極基板と、
   前記プレート積層体の一方の面側と前記電極基板及び又は前記プレート積層体の他方の面側と前記被検査基板との間に設けられる弾性を有する異方向導電性シートと、
   を含むことを特徴とする、ワイヤープローブ用治具。
2. 前記ワイヤープローブは、長さが６〜１０ｍｍのものを用いることを特徴とする、請求項１に記載のワイヤープローブ用治具。
3. 前記ワイヤープローブは、タングステン、ＳＫ、或はパラジウム合金で作られていることを特徴とする、請求項１乃至２のいずれか１項に記載のワイヤープローブ用治具。
4. 前記プレート積層体の厚さは、前記ワイヤープローブの長さより０．０３〜０．５ｍｍ薄くしたことを特徴とする、請求項１乃至３のいずれか１項に記載のワイヤープローブ用治具。
5. 前記保持手段は、前記プレート積層体を構成する少なくとも１枚の薄板プレートを水平方向或は斜め方向へずらすように構成されていることを特徴とする、請求項１に記載のワイヤープローブ用治具。
6. 前記保持手段は、前記薄板プレートを互いに積層固定する締付ネジと、少なくとも１枚の前記薄板プレートに設けられた前記締付ネジを弛挿させる挿通孔とで構成したことを特徴とする、請求項１に記載のワイヤープローブ用治具。
7. 前記保持手段は、前記ワイヤープローブの一端部或は両端部に当該ワイヤープローブに形成された段部と、前記薄板プレートに設けられた前記ワイヤープローブの段部を施した部分の外径より小径の挿通孔とで構成したことを特徴とする、請求項１に記載のワイヤープローブ用治具。
8. 前記異方向導電性シートが異方向導電性ゴムシートであることを特徴とする、請求項１に記載のワイヤープローブ用治具。
9. 前記異方向導電性シートが異方向導電性合成樹脂フィルムであることを特徴とする、請求項１に記載のワイヤープローブ用治具。
10. 前記被検査基板を、半導体装置としたことを特徴とする、請求項１乃至９に記載のワイヤープローブ用治具。
11. 請求項１乃至１０のいずれか１項に記載のワイヤープローブ用治具を被検査基板の電気的特性検査に用いたことを特徴とする、検査装置。
    
12. 複数のプローブガイド孔を有する複数枚の薄板プレートを積層して成るプレート積層体の前記プローブガイド孔へ複数のワイヤープローブを軸方向へ摺動可能に挿通保持させて回路基板のような被検査基板の導通検査や動作特性検査等を行なうに当たり、短いワイヤープローブとこのワイヤープローブと電気的に接触する前記被検査基板及び又は電極基板との間に介在させた異方向導電性シートを用いることを特徴とする、被検査基板の検査方法。
13. 前記異方向導電性シートが異方向導電性合成樹脂フィルムであることを特徴とする、請求項１２に記載の被検査基板の検査方法。
14. 前記異方向導電性シートが異方向導電性ゴムシートであることを特徴とする、請求項１２に記載の被検査基板の検査方法。

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