JP2013246153A - プローブカード - Google Patents

Abstract

【課題】ネジ穴の制約を受けずにＦＰＣ基板に電極及び配線を設けることができる。
【解決手段】クランプ機構によってプローブ組立体のＦＰＣ基板がメイン基板側に固定されたプローブカードである。上記クランプ機構は、上記メイン基板側に固定されて上記ＦＰＣ基板が装着される固定リングと、当該固定リングにねじ込まれて上記ＦＰＣ基板の周縁部を押圧する回転リングとを備えて構成した。上記固定リング内には、上記回転リングのねじ込みによって押圧されて上記ＦＰＣ基板の周縁部を、上記メイン基板側に押圧する押圧リングを備えた。
【選択図】 図２

Description

本発明は、メイン基板にＦＰＣ基板がクランプ機構で取り付けられたプローブカードに関する。

半導体ウエーハ等の検査に用いられるプローブカードは一般に知られている。このプローブカードは主に、メイン基板、ＦＰＣ基板、固定プレート等を備えている。メイン基板とＦＰＣ基板とは、ネジで締め付けて電気的に接続される。具体的には、ＦＰＣ基板の周縁の複数の電極と、これらに対応する固定プレート側の複数の電極とを整合させた状態で、これらをネジで締め付けて圧接することで、メイン基板とＦＰＣ基板とが電気的に接続される。

このとき、メイン基板とＦＰＣ基板とを締め付けて圧接するために、ネジを通す貫通穴がＦＰＣ基板に設けられる。

ＦＰＣ基板の中央部には複数の電極が設けられ、各電極にプローブが電気的に接続される。そして、各プローブが半導体ウエーハ等の電極に接触する。

このようなプローブカードの例としては、特許文献１に記載のものがある。

特開２００６−３１９１号公報

しかしながら、上記従来の技術では、ＦＰＣ基板に、ネジを通すためのネジ穴を設ける必要がある。そして、ネジ穴を設けると、このネジ穴の部分には配線を設けることができなくなるため、配線パターンが制約されてしまう。さらに、配線パターンの制約により、電極の位置も制約されてしまえば、それに対応するメイン基板側の電極も制約を受けてしまうという問題がある。

本発明はこのような問題点に鑑みてなされたもので、ＦＰＣ基板の配線パターンの制約を解消したプローブカードを提供することを目的とする。

本発明に係るプローブカードは、クランプ機構によってプローブ組立体のＦＰＣ基板がメイン基板側に固定されたプローブカードにおいて、上記クランプ機構が、上記メイン基板側に固定されて上記ＦＰＣ基板が装着される固定リングと、当該固定リングにねじ込まれて上記ＦＰＣ基板の周縁部を押圧する回転リングとを備えて構成されたことを特徴とする。

ＦＰＣ基板にネジ穴を設ける必要がなくなって配線禁止エリアがなくなり、ネジ穴の制約を受けずに配線や電極を設けることができる。

本発明の実施形態に係るプローブカードを示す底面図である。 図１のII−II線矢視断面図である。 本発明の実施形態に係るＦＰＣ基板を示す平面図である。 本発明の実施形態に係る固定リングを示す平面図である。 本発明の実施形態に係る押圧リングを示す平面図である。 本発明の実施形態に係る弾性体リングを示す平面図である。 本発明の実施形態に係る回転リングを示す平面図である。 本発明の実施形態に係るプローブカードの要部を示す断面図である。 本発明の変形例に係るプローブカードの要部を示す断面図である。

以下、本発明の実施形態に係るプローブカードについて、添付図面を参照しながら説明する。図１は本実施形態に係るプローブカードを示す底面図、図２は本実施形態に係るプローブカードを示す正面断面図、図３はＦＰＣ基板を示す平面図、図４は固定リングを示す平面図、図５は押圧リングを示す平面図、図６は弾性体リングを示す平面図、図７は回転リングを示す平面図、図８はプローブカードの要部を示す断面図である。

本実施形態のプローブカード１は、図１、２に示すように、メイン基板２と、補強板３と、プローブ組立体４と、クランプ機構５とから構成されている。

メイン基板２は、プローブ組立体４を支持して、このプローブ組立体４側とテスタ(図示せず)側とを電気的に接続するための部材である。メイン基板２は、プローブ組立体４を支持して装置本体側（図示せず）に取り付けられている。メイン基板２には、種々の回路等が設けられていると共にその下側面にプローブ組立体４側と電気的に接続するための複数の電極７が設けられている。メイン基板２は、円板状に形成されている。

補強板３は、メイン基板２を補強するための部材である。補強板３は、メイン基板２の上側に一体的に取り付けられている。

プローブ組立体４は、検査対象の電子デバイス等の電極に電気的に接触して検査等を行うための部材である。プローブ組立体４は、プローブ９と、トッププレート１０と、ＦＰＣ基板１１と、中間プレート１２と、ボトムプレート１３とから構成されている。

プローブ９は、弾性的に撓む棒状の部材で構成されている。各プローブ９は、その先端部（下端部）が電子デバイス等の電極に接触して、電気信号の印加等を行う。

トッププレート１０は、プローブ組立体４をメイン基板２側に取り付ける基礎となる部材である。トッププレート１０は、肉厚板状に形成され、メイン基板２の下側面に取り付けられている。トッププレート１０の下側面には、４か所の位置にネジ穴１５が設けられている。これらのネジ穴１５には、中間プレート１２等を固定する固定ボルト１６がねじ込まれる。

ＦＰＣ基板１１は、メイン基板２側と各プローブ９とを電気的に接続するための部材である。ＦＰＣ基板１１は、図３に示すように、柔軟性を有する材料（ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）やポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ)等）で薄い円板状に形成されている。ＦＰＣ基板１１には、４か所の位置にスリット１７が設けられている。各スリット１７によって、トッププレート１０とメイン基板２との段差でＦＰＣ基板１１が撓むことができるようになっている。ＦＰＣ基板１１の中央の下側面には、各プローブ９に電気的に接続される複数のプローブ側電極１８が四角形状に並べて配設されている。これらのプローブ側電極１８の外側には、トッププレート１０に、中間プレート１２等を固定するための固定ボルト１６を通すネジ穴１９が４か所に設けられている。ＦＰＣ基板１１の周縁部の上側面には、上記プローブ側電極１８に対応する基板側電極２０が設けられている。各基板側電極２０は、ＦＰＣ基板１１の周縁部の上側面に等間隔に配設されている。各プローブ側電極１８と基板側電極２０との間は、配線が設けられて一対一で電気的に接続されている。

中間プレート１２は、各プローブ９の基端（上端）を支持するための部材である。中間プレート１２には、図２に示すように、ＦＰＣ基板１１のプローブ側電極１８に対応する位置に、貫通孔２１が設けられている。各貫通孔２１にプローブ９がそれぞれ挿入されて支持された状態で、各プローブ９の基端部が、対応するＦＰＣ基板１１のプローブ側電極１８に当接して電気的に接続されている。

ボトムプレート１３は、各プローブ９の中間位置を支持するための部材である。中間プレート１２で基端部が支持された各プローブ９は、その中間位置をボトムプレート１３で支持されて、正確に位置決めされる。ボトムプレート１３は、スペーサ２３を介して固定ボルト１６で中間プレート１２及びトッププレート１０と一体的に固定されている。

クランプ機構５は、プローブ組立体４のＦＰＣ基板１１をメイン基板２側に固定するための機構である。クランプ機構５は、固定リング２５と、押圧リング２６と、弾性体リング２７と、回転リング２８とから構成されている。

固定リング２５は、押圧リング２６等を支持するためのリングである。固定リング２５には、図１、２、４に示すように、複数のボルト穴３０が設けられている。各ボルト穴３０には、固定ボルト３１がそれぞれ通される。各固定ボルト３１は、固定リング２５とメイン基板２とを貫通して補強板３にねじ込まれている。これにより、固定リング２５がメイン基板２側に固定されている。固定リング２５の内側には嵌合凹部３２が設けられている。この嵌合凹部３２は、後述する押圧リング２６の嵌合凸部３３が嵌合してこの押圧リング２６の回転を抑えてＦＰＣ基板１１を押圧する方向である縦方向（図２の上下方向）の移動を許容するための凹部である。嵌合凹部３２は、縦方向に刻まされた溝によって構成されている。さらに、固定リング２５の内側面には、ネジ溝３４が刻まれている。このネジ溝３４には、後述する回転リング２８のネジ山３５がねじ込まれるようになっている。

押圧リング２６は、ＦＰＣ基板１１をメイン基板２側に押圧するためのリングである。押圧リング２６の外径は、図２、５に示すように、固定リング２５の内径とほぼ同じ寸法に設定されている。これにより、押圧リング２６は、固定リング２５内にがたつくことなく嵌合されるようになっている。押圧リング２６の内径は、ＦＰＣ基板１１の基板側電極２０を覆うことができる程度の寸法に設定されている。押圧リング２６の外側には、固定リング２５の内側の嵌合凹部３２に嵌合する４つの嵌合凸部３３が設けられている。嵌合凸部３３は、固定リング２５の内側の嵌合凹部３２に合わせて、縦方向に刻まされた凸条によって構成されている。

弾性体リング２７は、押圧リング２６でＦＰＣ基板１１を押圧する際に、これらの間に緩衝材として介在させるためのリングである。弾性体リング２７の外径及び内径は、図２、６に示すように、押圧リング２６と同じ寸法に設定されている。

回転リング２８は、押圧リング２６を押圧するためのリングである。回転リング２８の外径は、図１、２、７に示すように、固定リング２５の内径とほぼ同じ寸法に設定されている。回転リング２８の外側面にはネジ山３５が設けられている。このネジ山３５が固定リング２５のネジ溝３４にねじ込まれることで、回転リング２８が押圧リング２６を押圧するようになっている。回転リング２８の内側には、回転リング２８を回転させるための取っ手３６が２カ所に設けられている。

このクランプ機構５では、図２、８に示すように、プローブカード１を反転させた状態で、固定リング２５が複数の固定ボルト３１でメイン基板２及び補強板３と一体的に固定される。次いで、固定リング２５内にＦＰＣ基板１１が装着されてトッププレート１０を覆った状態で、ＦＰＣ基板１１の周縁部の各基板側電極２０をメイン基板２の各電極７に整合させる。次いで、弾性体リング２７が固定リング２５内に装着されて、ＦＰＣ基板１１の周縁部の各基板側電極２０が覆われる。次いで、押圧リング２６が固定リング２５内に装着されて、弾性体リング２７が覆われる。次いで、回転リング２８が固定リング２５にねじ込まれて、回転リング２８が押圧リング２６を押圧する。これにより、押圧リング２６が、その嵌合凸部３３を固定リング２５の嵌合凹部３２に嵌合して回転を抑えられた状態で、ＦＰＣ基板１１の周縁部を押圧する。これにより、クランプ機構５が、プローブ組立体４のＦＰＣ基板１１を、メイン基板２側に電気的に接続された状態で固定している。

以上のように構成されたプローブカード１は、検査装置（図示せず）に組み込まれて、電子デバイス等の各電極に各プローブ９が接触して、検査信号が印加される。

以上のように、本実施形態のプローブカード１では、ＦＰＣ基板１１の周縁部をクランプ機構５によって固定するようにしたので、ＦＰＣ基板１１の周縁部にＦＰＣ基板１１を固定するためのネジ穴を設ける必要がなくなり、配線禁止エリアがなくなる。これにより、ネジ穴の制約を受けずに、電極及び配線を設けることができる。これにより、電子デバイス等の高密度化、高精細化等により、電極及び配線が増えて複雑になっても、ネジ穴の制約を受けないため、確実に電極及び配線を設けることができる。

[変形例]
上記実施形態では、ＦＰＣ基板１１を固定リング２５内に装着して、押圧リング２６等でＦＰＣ基板１１の周縁部を固定するようにしたが、図９に示すように、ＦＰＣ基板１１の周縁部を固定リング３８で挟むようにしてもよい。固定リング３８は、本実施形態の固定リング２５とほぼ同様であるが、固定リング３８の高さがＦＰＣ基板１１の厚さ分だけ、本実施形態の固定リング２５よりも低くなっている。回転リング３９は、機能的には本実施形態の回転リング２８と同様であるが、断面形状は回転リング２８と押圧リング２６とを一体的に合わせた形状になっている。なお、嵌合凸部３３は設けられていない。

ＦＰＣ基板１１の周縁部が固定リング３８で挟まれて支持されると、ＦＰＣ基板１１は回転することがなくなる。このため、押圧リング２６が不要となり、弾性体リング２７と回転リング３９で対応できる。

これにより、上記実施形態同様の作用、効果を奏することができると共に、部品点数を低減でき、製造コストの低減を図ることができる。

本発明は、上述した実施形態及び変形例に限定されるものではなく、当業者が想到しうる種々の変形も含むものであり、本発明の効果も上述した内容に限定されない。すなわち、特許請求の範囲に規定された内容およびその均等物から導き出される本発明の概念的な思想と趣旨を逸脱しない範囲で種々の追加、変更および部分的削除等が可能である。

１：プローブカード、２：メイン基板、３：補強板、４：プローブ組立体、５：クランプ機構、７：電極、９：プローブ、１０：トッププレート、１１：ＦＰＣ基板、１２：中間プレート、１３：ボトムプレート、１５：ネジ穴、１６：固定ボルト、１７：スリット、１８：プローブ側電極、１９：ネジ穴、２０：基板側電極、２１：貫通孔、２３：スペーサ、２５：固定リング、２６：押圧リング、２７：弾性体リング、２８：回転リング、３０：ボルト穴、３１：固定ボルト、３２：嵌合凹部、３３：嵌合凸部、３４：ネジ溝、３５：ネジ山，３６：取っ手、３８：固定リング、３９：回転リング。

Claims (4)

1. クランプ機構によってプローブ組立体のＦＰＣ基板がメイン基板側に固定されたプローブカードにおいて、
   上記クランプ機構が、上記メイン基板側に固定されて上記ＦＰＣ基板が装着される固定リングと、当該固定リングにねじ込まれて上記ＦＰＣ基板の周縁部を押圧する回転リングとを備えて構成されたことを特徴とするプローブカード。
2. 請求項１に記載のプローブカードにおいて、
   上記固定リング内に装着されて上記回転リングのねじ込みによって押圧されて、上記ＦＰＣ基板の周縁部を上記メイン基板側に押圧する押圧リングを備えたことを特徴とするプローブカード。
3. 請求項１又は２に記載のプローブカードにおいて、
   上記固定リング内に装着されて上記ＦＰＣ基板に当接される緩衝材としての弾性体リングを備えたことを特徴とするプローブカード。
4. 請求項２に記載のプローブカードにおいて、
   上記固定リングの内側に設けられた嵌合凹部と、
   上記押圧リングの外側に設けられ、上記嵌合凹部に嵌合することで当該押圧リングの回転を抑えて上記ＦＰＣ基板を押圧する方向への当該押圧リングの移動を許容する嵌合凸部とを備えたことを特徴とするプローブカード。

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