JP2013224913A - Probe card - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体ウエハ上に形成された複数の半導体チップの回路検査に使用するプローブカードに関するものである。 The present invention relates to a probe card used for circuit inspection of a plurality of semiconductor chips formed on a semiconductor wafer.
半導体回路の検査に用いるプローブカードは、半導体チップ上のパッド数の増加、パッド面積の縮小化、パッドピッチの狭小化に対応すべくプローブ配列の高密度化が要求されていると同時に、狭ピッチプローブ配列部周辺の配線集中に伴う配線基板の高密度配線化を余儀なくされ、配線基板の高コスト化の要因となっている。 Probe cards used for testing semiconductor circuits are required to have a higher density of probe arrays to cope with an increase in the number of pads on a semiconductor chip, a reduction in pad area, and a reduction in pad pitch. Due to the concentration of wiring around the probe array portion, the wiring board is forced to have high density wiring, which is a factor in increasing the cost of the wiring board.
狭ピッチで組み立てられたプローブと粗ピッチの配線基板上の接続端子との接続方法については、例えば特開2003−075503号公報に示すように、フレキシブルフラットケーブルの一端に形成された配線端子とプローブとを直接接触させて配線基板の高密度配線化を回避する方法が提案されている。 As for a method of connecting a probe assembled at a narrow pitch and a connection terminal on a coarse pitch wiring board, for example, as shown in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-075503, a wiring terminal and a probe formed at one end of a flexible flat cable A method for avoiding high density wiring of a wiring board by directly contacting the wiring board has been proposed.
また、例えば特開2007−279009号公報で開示されているように、プローブ組立体を、銅合金箔が接着された樹脂フィルムを使用し該銅合金箔をエッチング加工して樹脂フィルム上にプローブ及び端子部を含む導電部を形成し、この樹脂フィルム付プローブを複数枚積層したものとし、かつ、端子部は樹脂フィルム付プローブを積層した時にそれぞれの配置位置が粗いピッチでずれる様に各樹脂フィルムに形成している。これにより、プローブ組立体近傍においてもある程度粗いピッチで配線基板に接続することが可能であり、配線基板の層数削減や配線の簡易化に寄与するものである。 Further, as disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-279209, a probe assembly is formed by using a resin film to which a copper alloy foil is bonded, etching the copper alloy foil, and a probe on the resin film. Each resin film is formed such that a conductive portion including a terminal portion is formed and a plurality of the probes with a resin film are laminated, and the arrangement positions of the terminal portions are shifted at a coarse pitch when the probes with a resin film are laminated. Is formed. Thereby, it is possible to connect to the wiring board with a somewhat rough pitch even in the vicinity of the probe assembly, which contributes to the reduction in the number of layers of the wiring board and the simplification of the wiring.
さらに、前記樹脂フィルム付プローブの特徴を生かし、図7に示すような特開2010−054487号公報で開示されている構成のように、プローブ組立体において配線基板を複数層形成し、第n層の配線基板の一端に形成されたランド配列群とプローブ組立体の第nの列の出力端子群とを接触させる構成としたため、隣接する端子を直接配線基板の別の層に設けたランドと直接接続することが可能であり、さらに配線基板の層数削減や配線の簡易化に寄与するものである。 Further, taking advantage of the characteristics of the probe with resin film, a plurality of wiring boards are formed in the probe assembly as in the configuration disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2010-054487 as shown in FIG. Since the land array group formed at one end of the wiring board and the output terminal group of the nth row of the probe assembly are in contact with each other, the adjacent terminals are directly connected to the land provided on another layer of the wiring board. It can be connected, and further contributes to the reduction of the number of wiring boards and the simplification of wiring.
しかしながら、特開2010−054487号公報で示す発明によれば、複数の端子を配線基板の異なる層に設けたランドと直接接続することになるため、配線基板の層厚分だけ各端子の長さが異なり、端子長の長い端子が座屈等による変形を生じるおそれがあり、接続の安定性が損なわれるという問題が生じてくる。 However, according to the invention shown in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2010-054487, a plurality of terminals are directly connected to lands provided on different layers of the wiring board, so that the length of each terminal is equal to the layer thickness of the wiring board. However, there is a possibility that a terminal having a long terminal length may be deformed due to buckling or the like, resulting in a problem that connection stability is impaired.
本発明は、上記問題点を解決するためになされたもので、全て同一形状の端子を用いて、狭ピッチで組み立てられたプローブ組立体と粗ピッチのランドを有する配線基板との接続上の問題点を解決することが可能であり、狭ピッチ化された半導体チップの電気的特性検査を容易にし、かつ安価なプローブカードを提供するものである。 The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and has problems in connection between a probe assembly assembled with a narrow pitch and a wiring board having a land with a coarse pitch, using terminals of the same shape. It is possible to solve the above problems, and to provide an inexpensive probe card that facilitates the inspection of electrical characteristics of a semiconductor chip having a narrow pitch.
本発明は、プローブカードにおいて、プローブのn番目の端子と配線基板の第n層のランドとの第n番接続位置の垂直方向(Z方向)座標と、プローブのn+1番目の端子と配線基板の第n+1層のランドとの第n+1番接続位置のZ方向座標が概略等しく、前記ランドを含む前記配線基板の接続位置近傍部分が、前記配線基板の面(XY平面)に対し傾斜角度を有して固定されている手段を有しているため、全ての端子のZ方向先端位置を一致させることが可能である。 According to the present invention, in the probe card, the vertical (Z direction) coordinates of the nth connection position between the nth terminal of the probe and the nth layer land of the wiring board, the n + 1th terminal of the probe, and the wiring board The coordinates in the Z direction of the (n + 1) th connection position with the land of the (n + 1) th layer are substantially equal, and the portion near the connection position of the wiring board including the land has an inclination angle with respect to the surface (XY plane) of the wiring board. Therefore, it is possible to match the positions of the tips in the Z direction of all the terminals.
また、本発明において前記端子はZ方向にバネ力を生じ、前記ランドに対してバネの反発力にて接触し平面方向(XY方向)には拘束されていない手段を有するため、配線基板と端子との接続が簡易なものとなる。また、配線基板の各層の一部又は全部をフレキシブルフラットケーブルとすることにより、傾斜固定が容易なものとなる。 In the present invention, the terminal includes a means for generating a spring force in the Z direction, contacting the land with a repulsive force of the spring and not being restricted in the plane direction (XY direction). The connection with is simplified. Further, by making a part or all of each layer of the wiring board a flexible flat cable, it becomes easy to fix the inclination.
さらに、隣接する前記端子のプローブ長手方向(X方向)の間隔が、前記プローブ組立体を構成した時に概ね0.5mm以上の粗いピッチとなる複数の異なる形状のプローブが存在する手段を有するため、従来の安価な配線基板を使用することが可能である。 Furthermore, since there is a means in which there are a plurality of probes having different shapes in which the interval in the probe longitudinal direction (X direction) between the adjacent terminals becomes a rough pitch of approximately 0.5 mm or more when the probe assembly is configured. It is possible to use a conventional inexpensive wiring board.
本発明のプローブカードによれば、プローブのn番目の端子と配線基板の第n層のランドとの第n番接続位置の垂直方向(Z方向)座標と、プローブのn+1番目の端子と配線基板の第n+1層のランドとの第n+1番接続位置のZ方向座標が概略等しく、前記ランドを含む前記配線基板の接続位置近傍部分が、前記配線基板の面(XY平面)に対し傾斜角度を有して固定されている手段を用いることにより、全て同一形状の端子を用いて、狭ピッチで組み立てられたプローブ組立体と粗ピッチのランドを有する配線基板との接続上の問題点を解決することが可能であり、狭ピッチ化された半導体チップの電気的特性検査を容易にし、かつ安価なプローブカードを提供するものである。 According to the probe card of the present invention, the vertical (Z direction) coordinates of the nth connection position between the nth terminal of the probe and the nth layer land of the wiring board, the (n + 1) th terminal of the probe, and the wiring board The Z-direction coordinates of the (n + 1) th connection position with the land of the (n + 1) th layer are substantially equal, and the portion near the connection position of the wiring board including the land has an inclination angle with respect to the surface (XY plane) of the wiring board. By using the fixed means, the problem of connection between the probe assembly assembled at a narrow pitch and the wiring board having the coarse pitch land using all terminals having the same shape is solved. It is possible to provide an inexpensive probe card that facilitates the inspection of electrical characteristics of a semiconductor chip with a narrow pitch.
次に、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。図1は本発明の実施形態を示す図で、プローブカードの概略構造を示す斜視図である。図2乃至図4は、プローブとプローブ組立体の構成を示す図であり、図5及び図6は、図1に示されたプローブカードの中央部分に配置されるプローブ組立体と配線基板との固定位置関係を示す詳細図である。 Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view showing a schematic structure of a probe card according to an embodiment of the present invention. 2 to 4 are diagrams showing the configuration of the probe and the probe assembly. FIGS. 5 and 6 show the probe assembly and the wiring board arranged in the central portion of the probe card shown in FIG. It is detail drawing which shows a fixed positional relationship.
図1に示すプローブカードは、下記の各部分から構成されている。1はプローブ組立体、2はウエハ上に配列された被検査LSIのパッド、3は配線基板、4は共通配線基板、10は前記プローブ組立体1を構成するプローブである。プローブ組立体1は、例えばポリイミド等の樹脂フィルム15の表面に導電性材料を貼り付け、エッチング加工又はレーザ加工等により所望の精密な寸法を有するプローブ10を作製して成る。よって、プローブ10は導電性材料からなり、一方が前記LSIパッド2に接続するプローブ先端部11となり、中間の導電部16を介して他方が前記配線基板3のランド33に接続する端子14となっている。これら導電部16、およびこれを介在させたプローブ先端部11及び端子14もまた、上記プローブ組立体1の製作時に形成される。 The probe card shown in FIG. 1 is composed of the following parts.
一方、前記配線基板3は、中心部に前記プローブ10との接続部5があり、支持台51により所定のZ方向高さに支持されている。前記ランド33は前記配線基板3において、配線パターン32を介して外周方向に延長され、スルーホール34における半田付け等により前記共通配線基板4に接続される。さらに前記共通基板4における配線パターン45を介して最外周の共通ランド42に接続される。前記共通ランド42に共通ポゴピン46を接続することにより検査信号が授受される。 On the other hand, the wiring board 3 has a connecting
図2乃至図4に前記プローブ組立体1の構成の詳細を示す。図2は、本実施形態におけるプローブ10の構成を説明する図であり、複数のプローブが同一平面(XZ平面)上に配置されている例を示す。なおこの明細書において、「X」の方向は、例えば図1に示されたプローブ組立体1を構成する樹脂フィルム15の長手方向(図1において左右方向)を表す。「Z」の方向は、例えば図1に示されたプローブ組立体1を構成する樹脂フィルム15の短手方向(図1において上下方向)を表す。また、「Y」方向(後出)とは、上記X方向、Z方向のいずれにも直角の、例えば図1に示された樹脂フィルム15の面に対して垂直な方向を表す。そして、X,Y,Zの各方向に延びる座標軸を設定することにより、X,Y,Z三次元直交座標が形成される。図1以外の図においてもX,Y,Zの各方向は上記図1に対応する方向を指す。 Details of the configuration of the
図2において、プローブ10は銅合金(例えばベリリウム銅)のような導電性かつ機械的強度の高い金属材料又は金属箔で形成され、バネ変形部12におけるZ方向バネ力により、前記プローブ先端部11と前記LSIパッド2とを接触させることによりLSIとの電気的導通を得ている。一方、前記配線基板3との接続端子である前記端子14は、同様にバネ変形部13を有し、配線基板上の前記ランド33に押し付けることにより電気的導通が得られる構造となっている。これらの前記プローブ先端部11と前記端子14とは、導電部16で接続されている。前記バネ変形部12又は13は、図示例のU字型、V字型等に限定せず、平行四辺形型による平行バネ、又はカンチレバー型(片持梁)であってもよい。図2では、同一の前記樹脂フィルム15に4個のプローブ及び端子の組を配置し、各端子のX方向ピッチがPxである例を示した。一方、図3及び図4は、1つの前記樹脂フィルム15に1個のプローブ及び端子の組を設置したものを複数配置し、前記プローブ組立体1を構成したときに前記端子14のX方向ピッチがPxとなる構成例を示す。 In FIG. 2, the
図3は、前記プローブ組立体1において隣接する前記端子14の位置関係を説明する図である。図3には複数のプローブ10として、プローブ10−1、10−2,10−3,10−4が示されており、各々のプローブに設置した前記端子14がX方向に相対的にPxずれて配置されている。さらにこれらの前記プローブ10−1、10−2,10−3,10−4を、Y方向にPyのピッチで配置したものを図4に示す。これにより、X方向にPxのピッチ、及びY方向にPyのピッチの端子配列を有するプローブ組立体1が形成される。前記プロープ10−1、10−2,10−3,10−4の各端子が接続する前記ランド33を各々33−1、33−2、33−3、33−4とした。 FIG. 3 is a view for explaining the positional relationship between
図2又は図4のプローブの組を、さらにY方向に周期的に組合せることにより、プローブ組立体1を形成することが可能である。また、前記端子14のX方向ピッチPxは、同一であっても、異なるピッチ寸法であってもよい。 The
図5は、前記接続部5近傍における、図2で説明した複数の前記プローブ10で構成されたプローブ組立体1と配線基板3との位置関係を示す正面図及び平面図である。本図の例は、前記プローブ10をY方向に4個配列したもので、16個の端子がそれぞれ配線基板3上の16個のランド33に接続するものである。図5の平面図において、前記プローブ先端11−1乃至11−4及び前記端子14−1乃至14−4の位置を明確にするため黒色にて示した。 FIG. 5 is a front view and a plan view showing the positional relationship between the
図5の正面図に示すように、前記配線基板3は第1層3−1、第2層3−2、第3層3−3及び第4層3−4で構成されている。各々の配線層3−1乃至3−4は、例えばポリイミド上に銅箔パターンをエッチング形成したフレキシブル基板が代表的であり、各々の層が独立したものであっても、熱圧着等により接着されたものであってもよい。 As shown in the front view of FIG. 5, the wiring board 3 is composed of a first layer 3-1, a second layer 3-2, a third layer 3-3, and a fourth layer 3-4. Each of the wiring layers 3-1 to 3-4 is typically a flexible substrate obtained by etching a copper foil pattern on polyimide, for example. Even if each layer is independent, it is bonded by thermocompression bonding or the like. It may be.
前記配線基板3の基準面であるXY平面に対し、一部がθ1の傾斜角度の傾斜部54を有する前記支持台51が、前記共通配線基板4にネジ止め等(図示せず)により固定されている。前記配線基板の配線層3−1乃至3−4が前記支持台51の側面53及び傾斜部54に沿って設置され、前記配線層の一端に設けた前記ランド33−1乃至33−4が前記傾斜部54上で露出するように前記配線層3−1乃至3−4の端面位置を決定する。前記配線層3−1乃至3−4の位置決定がなされた後、固定具55で前記配線層3−1乃至3−4をネジ止め等(図示せず)で固定する。また、傾斜角度θ1は、前記端子14−1乃至14−4先端におけるX方向ピッチPx合計と前記配線基板3における厚さ方向距離T3との関係において予め、COSθ1=T3/(3×Px)となるべく決定することにより、前記ランド33−1乃至33−4のZ方向位置(或いは座標)が概略等しくなるようにすることが可能である。以上より、プローブカード1において、プローブのn番目の接続端子と配線基板の第n層の接続ランドとの第n番接続位置の垂直方向(Z方向)座標と、プローブのn+1番目の接続端子と配線基板の第n+1層の接続ランドとの第n+1番接続位置のZ方向座標が概略等しくなるようにすることが可能である。 The
図6は、前記接続部5近傍における、図(c)で説明した前記プローブ10−1、10−2、10−3、10−4で構成されたプローブ組立体1と配線基板3との位置関係を示す正面図及び平面図である。本図の例は、前記プローブ10−1、10−2,10−3,10−4の組を4組周期的に配置したもので、16個の端子がそれぞれ配線基板3上の16個のランド33に接続するものである。図6の平面図において、図5と同様に、前記プローブ先端11−1乃至11−4及び前記端子14−1乃至14−4の位置を明確にするため黒色にて示した。図6の正面図に示すように、前記配線基板3は第1層3−1、第2層3−2、第3層3−3及び第4層3−4で構成されている。図5の例と異なる所は、前記配線層の一端に設けた前記ランド33−1乃至33−4が、前記端子14−1乃至14−4先端の位置に合わせてY方向にずれている点にある。 FIG. 6 shows the positions of the
本実施例も同様に、前記配線基板3の基準面であるXY平面に対し、一部がθ1の角度の傾斜部54を有する前記支持台51が、前記共通配線基板4にネジ止め等(図示せず)により固定されている。前記配線基板の配線層3−1乃至3−4が前記支持台51の側面53及び傾斜部54に沿って設置され、前記配線層の一端に設けた前記ランド33−1乃至33−4が前記傾斜部54上で露出するように前記配線層3−1乃至3−4の端面位置を決定する。前記配線層3−1乃至3−4の位置決定がなされた後、固定具55で前記配線層3−1乃至3−4をネジ止め等(図示せず)で固定する。また、傾斜角度θ1は、前記端子14−1乃至14−4先端におけるX方向ピッチPx合計と前記配線基板3における厚さ方向距離T3との関係において予め、COSθ1=T3/(3×Px)となるべく決定することにより、前記ランド33−1乃至33−4のZ方向位置(或いは座標)が概略等しくなるようにすることが可能である。 Similarly, in the present embodiment, the
以上説明したような構造にすることにより、端子14先端のZ方向位置を予め変えることなく、すなわち、端子14の変形部寸法を変えることなく、端子14を全ての配線層のランドに直接接触させることが可能となる。 By adopting the structure as described above, the terminal 14 is brought into direct contact with the lands of all the wiring layers without changing the position in the Z direction of the tip of the terminal 14 in advance, that is, without changing the dimension of the deformed portion of the terminal 14. It becomes possible.
このように、n番目のプローブの端子と第n層のランドとの接続位置のZ方向座標と、n+1番目のプローブの端子と第n+1層のランドとの接続位置のZ方向座標を概略等しくすることが、本発明における技術的特徴である。 In this way, the Z-direction coordinates of the connection position between the n-th probe terminal and the n-th layer land and the Z-direction coordinates of the connection position of the (n + 1) -th probe terminal and the (n + 1) -th land are approximately equal. This is a technical feature of the present invention.
狭ピッチのプローブ組立体と粗ピッチの接続ランドを有する配線基板との接続上の問題点を解決することによって、狭ピッチ化された半導体チップの電気的特性検査を容易にし、かつ安価なプローブカードを提供でき、産業上有用である。 A probe card that facilitates the inspection of electrical characteristics of a narrow-pitch semiconductor chip and solves the problem of connection between a narrow-pitch probe assembly and a wiring board having a connection land having a coarse pitch. Is industrially useful.
1 プローブ組立体
2 LSIパッド
3 配線基板
4 共通配線基板
5 接続部
10 プローブ
11 プローブ先端
12、13 バネ部
14 端子
15 樹脂フィルム
16 導電部
31 絶縁フィルム
32 配線パターン
33 ランド
34 スルーホール
42 共通ランド
45 導体パターン
46 共通ポゴピン
51 支持台
53 側面
54 傾斜部
55 固定具DESCRIPTION OF
Claims (7)
n番目の前記端子と前記配線基板の第n層の一端に形成された接続ランドとを接続させてプローブと配線基板との導通を行うプローブカードにおいて、
前記n番目の端子と前記第n層のランドとの第n番接続位置の垂直方向(Z方向)座標と、前記n+1番目の端子と前記第n+1層のランドとの第n+1番接続位置のZ方向座標が概略等しいことを特徴とするプローブカード。A probe assembly in which a plurality of the probes including a terminal directly connected to the probe and arranged in a direction opposite to the probe is regularly arranged, and a wiring board composed of a plurality of layers,
In the probe card for connecting the n-th terminal and a connection land formed at one end of the n-th layer of the wiring board to conduct the probe and the wiring board,
A vertical (Z direction) coordinate of the nth connection position between the nth terminal and the nth layer land, and a Z + 1th connection position Z between the n + 1th terminal and the land of the (n + 1) th layer. A probe card characterized in that the direction coordinates are substantially equal.
Priority Applications (1)
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JP2012110011A JP2013224913A (en) | 2012-04-20 | 2012-04-20 | Probe card |
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JP2012110011A JP2013224913A (en) | 2012-04-20 | 2012-04-20 | Probe card |
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