JP2014013184A - カンチレバー型プローブ集合体とそれを備えるプローブカード又はプローブユニット - Google Patents

Abstract

【課題】 電極ピッチの狭小化に対応しつつ、かつ、許容電流を大きくすることができるカンチレバー型プローブ集合体と、そのようなプローブ集合体を備えたプローブカード又はプローブユニットを提供することを課題とする。
【解決手段】 上下方向に間隔をあけて配置された２枚以上の連結部材を有しているカンチレバー型プローブを、それぞれの連結部材の上下方向位置を揃えて複数個並べて配置してなるカンチレバー型プローブ集合体であって、一つのカンチレバー型プローブにおける幅広連結部材と、隣接するカンチレバー型プローブにおける幅狭連結部材とが、同じ上下方向位置に位置しているカンチレバー型プローブ集合体、及びそれを備えるプローブカード又はプローブユニットを提供することによって解決する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、半導体素子の特性検査や液晶パネルの検査に用いられるカンチレバー型プローブ集合体とそれを備えるプローブカード又はプローブユニットに関する。

ウエハ上に形成された各種半導体素子の特性検査や液晶パネルの検査には、従来から、例えば特許文献１〜３に見られるように、カンチレバー型プローブを組み込んだプローブカードやプローブユニットが用いられており、近年では、検査対象素子における電極ピッチの狭小化に対応して、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍ）を用いて、カンチレバー型プローブを製造する方法も種々提案されている（例えば、特許文献４、５参照）。

しかし、斯かるカンチレバー型プローブにおいては、接触針を片持ち梁状態に支持する連結部材が配線基板と接触針とを結ぶ電路を兼ねているために、プローブに流す電流を無闇に増やすことができないという制約がある。この事情を、例えば特許文献３に開示されている２枚バネタイプのカンチレバー型プローブを例に説明すると、以下のとおりである。すなわち、図１２において１００は従来のカンチレバー型プローブであり、１０２はその針先部、１０３は本体部、１０４は針先部１０２と本体部１０３とを連結する連結部、１０５は針先部１０２に設けられた接触針、１０６はプローブカード又はプローブユニットなどの基板である。プローブ１００は、本体部１０３において基板１０６に取り付けられ、針先部１０２は、連結部１０４によって片持ち梁状態に支持される。連結部１０４は、上下に間隔をあけて配置された２枚の連結部材１０４ａ、１０４ｂで構成されている。

斯かる構成のカンチレバー型プローブ１００において、基板１０６から接触針１０５に検査用の電流Ｉを供給すると、電流Ｉは電流Ｉａと電流Ｉｂとに分かれて、それぞれ連結部材１０４ａ及び１０４ｂをとおり、針先部１０２へと流れるが、連結部材１０４ａ及び１０４ｂは、導電性材料で形成されているものの電気抵抗を有しているので、流れる電流Ｉａ又はＩｂの大きさに応じて発熱することになる。

一方、検査時には、図１３に示すとおり、接触針１０５は検査対象素子の電極Ｈと接触し、オーバードライブが掛けられるので、針先部１０２は図１３に矢印で示す方向に相対的に押し上げられる。このため、連結部材１０４ａ及び１０４ｂと本体部１０３との接続部近傍の領域α、β、及び連結部材１０４ａ及び１０４ｂと針先部１０２との接続部近傍の領域γ、δには応力集中が生じ、周囲に比べて大きな応力が掛かることになる。この応力集中は、上側の連結部材１０４ａよりも下側の連結部材１０４ｂの方が大きく、また、針先部１０２側の領域δよりも、本体部１０３側の領域βの方が大きい。

このように、検査時には、カンチレバー型プローブ１００の連結部材１０４ａ及び１０４ｂは通電により発熱するとともに、応力集中が発生し、検査回数を重ねるうちに、特に領域βを構成する材料の弾性が失われ、接触針１０５と検査対象素子の電極Ｈとを相対的に引き離しても、連結部材１０４ａ又は１０４ｂが元の状態に戻らない、いわゆる「ヘタリ」と称される現象が発生する。

接触針１０５にオーバードライブを掛ける関係上、応力集中が発生するのは避けられない。一方、通電による発熱は、基板１０６から接触針１０５に流す電流Ｉが大きくなればなるほど大きくなり、ヘタリが発生するまでの検査回数は短くなるので、通常、基板１０６から接触針１０５に流す電流Ｉは一定値以下に制限され、接続部近傍の領域α〜δに応力集中が発生しても、ヘタリが生じない限界の電流を許容電流と呼んでいる。

許容電流の大きさは、カンチレバー型プローブの構造や形状、連結部材を構成する材料の種類等にも依存するが、近年、検査対象素子における電極ピッチの狭小化が進む中、プローブカードやプローブユニットにおいても複数個のカンチレバー型プローブをより狭い間隔で並置することが求められている。このため、カンチレバー型プローブの幅も狭くなる傾向にあり、電極ピッチの狭小化に対応しつつ、カンチレバー型プローブの許容電流を大きくすることには限界があると考えられていた。

特開２０１２−１８１７６号公報 特開２０１１−１５３９９８号公報 特開２００４−１５６９９３号公報 特開２００７−２８５８０２号公報 特開２０１０−２８６３６０号公報

本発明は、電極ピッチの狭小化に対応しつつ、かつ、許容電流を大きくすることができるカンチレバー型プローブ集合体と、そのようなプローブ集合体を備えたプローブカード又はプローブユニットを提供することを課題とする。

上記の課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、本発明者らは、まず、カンチレバー型プローブにおける許容電流を大きくするには、針先部と本体部とを連結する連結部材の幅を広くして、その電気抵抗を下げれば良いことに思い至った。しかし、電極ピッチの狭小化に対応したプローブ集合体においてはカンチレバー型プローブの配置間隔は狭く、余りに連結部材の幅を広げすぎると隣接するプローブ同士が接触してショートしてしまう恐れがある。また、隣接するプローブ同士が接触する恐れがない範囲で連結部材の幅を広げても、許容電流を大きくする上での効果はさほど得られないことが判明した。

斯かる知見に基づき更に研究を重ね、試行錯誤を繰り返した結果、本発明者らは、プローブ集合体を構成するカンチレバー型プローブのうち、あるプローブにおいては、例えば２枚存在する連結部材のうち上側の連結部材の幅を広くし、隣接するプローブにおいては下側の連結部材の幅を広くすることにより、隣接配置されたプローブ間の間隔をより有効に利用して上側又は下側の連結部材の幅を大幅に広くできることを見出した。また、上側又は下側のいずれか一方の連結部材だけの幅を広くする場合には、一つのカンチレバー型プローブにおける上下の連結部材の電気抵抗の比が１：１ではなくなり、幅が狭い方の連結部材に流れる電流が減少して発熱量が小さくなり、結果として、上下の連結部材の幅を均等に広げる場合よりも許容電流をより大きくすることができることを見出した。

すなわち、本発明は、検査対象である半導体素子の電極と接触する接触針を有する針先部と、本体部と、前記針先部と前記本体部とを連結する連結部とを有し、前記連結部が、前記接触針の向きを下向きとしたときに、上下方向に間隔をあけて配置された２枚以上の連結部材を有しているカンチレバー型プローブを、それぞれの前記連結部材の上下方向位置を揃えて複数個並べて配置してなるカンチレバー型プローブ集合体であって、各カンチレバー型プローブにおける前記連結部材の中には、その幅が前記針先部の幅よりも広い幅広連結部材と、その幅が前記幅広連結部材よりも狭い幅狭連結部材とが存在し、一つのカンチレバー型プローブにおける幅広連結部材と、隣接するカンチレバー型プローブにおける幅狭連結部材とが、同じ上下方向位置に位置しているカンチレバー型プローブ集合体を提供することによって、上記の課題を解決するものである。

本発明のカンチレバー型プローブ集合体においては、隣接配置されているカンチレバー型プローブのうち、一つのカンチレバー型プローブにおける幅広連結部材と、隣接するカンチレバー型プローブにおける幅狭連結部材とが、同じ上下方向位置に位置しているので、プローブ間の間隔を最大限に利用して、幅広連結部材の幅を大幅に広くできる。このため、幅が広げられた連結部材は断面積が増して強度が増し、検査時に応力集中を受けてもより高い温度まで耐えることができる。一方、幅が狭いままの幅狭連結部材には、全ての連結部材の幅を均等に広くした場合よりも少ない電流が流れ、発熱量が減少するので、より大きな電流まで耐えることができる。したがって、本発明のプローブ集合体によれば許容電流を増大させることが可能である。

なお、本発明のプローブ集合体においては、幅狭連結部材の幅が針先部の幅と同じである場合には、プローブ間の間隔を最大限に利用して、幅広連結部材の幅を最大限に広くできるので、幅狭連結部材の幅は針先部の幅と同じであるのが好ましい。また、各カンチレバー型プローブにおける連結部材が、前記針先部及び前記本体部の内部まで延伸しており、前記針先部及び前記本体部の一部を構成しているのが好ましい。複数枚存在する連結部材が、前記針先部及び前記本体部の内部まで延伸して前記針先部及び前記本体部の一部を構成している場合には、応力集中を受ける部分に針先部又は本体部との接続部が存在しないので、上下の連結部材の強度がより高まり、許容電流の増大を期待することができる。

また、本発明は、上記のようなカンチレバー型プローブ集合体を１又は複数個備えているプローブカード又はプローブユニットを提供することによって、上記課題を解決するものである。斯かる本発明のプローブカード又はプローブユニットによれば、電極ピッチの狭小化に対応してカンチレバー型プローブの配置間隔を狭くしても、許容電流が大きいので、ヘタリを懸念することなく大きな電流を流すことができ、大電流下での検査が望まれる各種半導体素子や液晶パネルに対しても耐久性のある検査を行うことが可能である。

本発明のカンチレバー型プローブ集合体によれば、電極ピッチの狭小化に対応したプローブ集合体において、ショートの危険性少なく許容電流を増大させることができるという利点が得られる。したがって、本発明のカンチレバー型プローブ集合体によれば、電極が狭小ピッチで配置された半導体素子や液晶パネルなどの検査を大電流で行うことができるという利点が得られる。また、本発明のカンチレバー型プローブ集合体をＭＥＭＳを用いて製造する場合には、従来のプローブ集合体の製造プロセスを大きく変更する必要なく、従来の製造プロセスとほぼ同じプロセスで製造することができるという利点が得られる。加えて、本発明のカンチレバー型プローブ集合体を備えた本発明のプローブカード又はプローブユニットによれば、許容電流が大きいので、比較的大きな電流を用いて半導体素子又は液晶パネル等の検査を行うことができるという利点が得られる。

本発明のカンチレバー型プローブ集合体を構成するカンチレバー型プローブの一例を示す側面図である。 図１に示すカンチレバー型プローブの正面図であり第１タイプのカンチレバー型プローブを表す図である。 図１に示すカンチレバー型プローブの正面図であり第２タイプのカンチレバー型プローブを表す図である。 本発明のカンチレバー型プローブ集合体の一例を示す図である。 図４のＸ−Ｘ’断面図である。 図４のＹ−Ｙ’断面図である。 連結部材の変形例を示す図４のＸ−Ｘ’断面図に相当する断面図である。 連結部材の変形例を示す図４のＹ−Ｙ’断面図に相当する断面図である。 上下の連結部材の幅を均等に広げた場合のカンチレバー型プローブ集合体を示す図である。 本発明のカンチレバー型プローブ集合体の他の一例を示す図である。 本発明のカンチレバー型プローブ集合体のさらに他の一例を示す図である。 従来のカンチレバー型プローブの一例を示す図である。 従来のカンチレバー型プローブにおいてオーバードライブを掛けたときの状態を示す図である。

以下、図面を用いて本発明を詳細に説明するが、本発明が図示のものに限られないことは勿論である。

図１は、本発明のカンチレバー型プローブ集合体を構成するカンチレバー型プローブの一例を示す側面図である。図１において１はカンチレバー型プローブ（以下、単に「プローブ」という。）であり、２はその針先部、３は本体部、４は針先部２と本体部３とを連結する連結部、５は針先部２に設けられた接触針、６はプローブカード又はプローブユニットなどの基板である。プローブ１は、本体部３において基板６に取り付けられ、針先部２は連結部４によって片持ち梁状態に支持される。本例のプローブ１においては、連結部４は、上下に間隔をあけて配置された２枚の連結部材、すなわち、上側連結部材４ａと下側連結部材４ｂで構成されている。Ｉはプローブ１を流れる電流であり、Ｉａ、Ｉｂはそれぞれ上側連結部材４ａ及び下側連結部材４ｂを流れる電流である。

本例のプローブ１は、例えば、特許文献４に開示されたようなフォトリソグラフィー技術を用いて、プローブ１を構成する各材料の層を順次積層していくことによって製造することができる。針先部２は、接触針５を形成した後、接触針５の上に針先部２を構成する各層２ｄ、２ｃ、２ｂを積層し、次いで、下側連結部材４ｂを構成する材料を積層し、さらに層２ａと、上側連結部材４ａを構成する材料を積層することにより形成される。同様に、本体部３は、形成された下側連結部材４ｂの上に層３ｂを積層し、さらに上側連結部材４ａを構成する材料を積層した後に、層３ａを積層することによって形成される。斯くして製造される本例のプローブ１においては、上側連結部材４ａ及び下側連結部材４ｂは、それぞれの両端部が針先部２及び本体部３の内部に延伸しており、層２ａ〜２ｄ又は層３ａ〜３ｂとともに、針先部２及び本体部３を構成している。

なお、上述した製造方法はあくまでも一例であって、特許文献４に開示されたフォトリソグラフィー技術を用いる方法以外の方法でプローブ１を製造しても良いことは勿論である。また、上述した各層の積層順序も、あくまで一例に過ぎず、層３ａを形成した後に、上側連結部材４ａ、層２ｂ及び層３ｂの順に積層しても良い。さらには、針先部２及び本体部３は、一部若しくはその全体を、上側及び下側連結部材４ａ、４ｂの部分も含めて一体に形成しても良い。

なお、本明細書において上下とは、図１に示すように、接触針５が下向きになるようにプローブ１を配置したときの上下の方向をいい、水平方向とは前記上下の方向に対して水平の方向、すなわち、接触針５の向きと直交する方向をいうものとする。また、横方向とは、上側及び下側連結部材４ａ、４ｂの長手方向と直交する水平方向（図１においては紙面に垂直な方向）をいい、上側及び下側連結部材４ａ、４ｂの幅とは上側及び下側連結部材４ａ、４ｂの横方向の長さをいうものとする。同様に、針先部２及び本体部３の幅とは針先部２及び本体部３の横方向の長さをいうものとする。

図２は、図１に示すプローブ１の正面図であり、第１タイプのプローブ１を表している。図中、Ｄａは上側連結部材４ａの幅、Ｄｂは下側連結部材４ｂの幅、Ｗは針先部２の幅である。図２に示すとおり、第１タイプのプローブ１においては、上側連結部材４ａの幅Ｄａは、針先部２の幅Ｗ及び下側連結部材４ｂの幅Ｄｂのいずれよりも広く形成されており、上側連結部材４ａが幅広連結部材に相当している。一方、下側連結部材４ｂの幅Ｄｂは、上側連結部材４ａの幅Ｄａよりも狭く、針先部２の幅Ｗと同じ（Ｗ＝Ｄｂ）であり、下側連結部材４ｂが幅狭連結部材に相当している。因みに、本体部３の幅は針先部２の幅Ｗと同じである。

一方、図３は、同じく図１に示すプローブ１の正面図であり、第２タイプのプローブ１を表している。図３に示すとおり、第２タイプのプローブ１においては、下側連結部材４ｂの幅Ｄｂは、針先部２の幅Ｗ及び上側連結部材４ａの幅Ｄａのいずれよりも広く形成されており、下側連結部材４ｂが幅広連結部材に相当している。一方、上側連結部材４ａの幅Ｄａは、下側連結部材４ｂの幅Ｄｂよりも狭く、針先部２の幅Ｗと同じ（Ｗ＝Ｄａ）であり、上側連結部材４ａが幅狭連結部材に相当している。因みに、本体部３の幅は針先部２の幅Ｗと同じである。

図４は、図２及び図３に示した第１タイプ及び第２タイプのプローブ１を交互に配置した本発明のプローブ集合体７の一例を示す図である。図４において、１ａ、１ｃは第１タイプのプローブ１、１ｂは第２タイプのプローブ１である。図４に示すとおり、第１タイプのプローブ１ａ、１ｃと第２タイプのプローブ１ｂとは、それぞれの本体部３ａ、３ｂ、３ｃを介して基板６に交互に取り付けられている。プローブ１ａにおける上側連結部材４ａ−ａ、プローブ１ｂにおける下側連結部材４ｂ−ｂ、及びプローブ１ｃにおける上側連結部材４ａ−ｃが幅広連結部材に相当し、プローブ１ａにおける下側連結部材４ｂ−ａ、プローブ１ｂにおける上側連結部材４ａ−ｂ、及びプローブ１ｃにおける下側連結部材４ｂ−ｃが幅狭連結部材に相当している。

本例においては、第１タイプのプローブ１ａ、１ｃと第２タイプのプローブ１ｂとは、幅広連結部材が上側連結部材４ａ−ａ又は４ａ−ｃであるか、下側連結部材４ａ−ｂであるかの違いを除けば、同形、同大に形成されている。したがって、本体部３ａ、３ｂ、３ｃを介して基板６に取り付けられた状態で、上側連結部材４ａ−ａ、４ａ−ｂ、４ａ−ｃ、及び下側連結部材４ｂ−ａ、４ｂ−ｂ、４ｂ−ｃの上下方向の位置はそれぞれ同じである。

図４に示すとおり、本発明のプローブ集合体７においては、プローブ１ａにおいて幅広連結部材に相当する上側連結部材４ａ−ａは、隣接するプローブ１ｂにおいて幅狭連結部材に相当する上側連結部材４ａ−ｂと同じ上下方向位置に位置している。また、プローブ１ｂにおいて幅広連結部材に相当する下側連結部材４ｂ−ｂは、隣接するプローブ１ａにおいて幅狭連結部材に相当する下側側連結部材４ｂ−ａ及び隣接するプローブ１ｃにおいて幅狭連結部材に相当する下側側連結部材４ｂ−ｃと同じ上下方向位置に位置している。さらに、プローブ１ｃにおいて幅広連結部材に相当する上側連結部材４ａ−ｃは、隣接するプローブ１ｂにおいて幅狭連結部材に相当する上側連結部材４ａ−ｂと同じ上下方向位置に位置している。したがって、例えば、プローブ１ｂにおいて幅広連結部材に相当する下側連結部材４ｂ−ｂは、隣接するプローブ１ａ及び１ｃとの間に存在する間隙を最大限に使用してその幅Ｄｂを広げることができる。プローブ１ａにおいて幅広連結部材に相当する上側連結部材４ａ−ａ、及びプローブ１ｃにおいて幅広連結部材に相当する上側連結部材４ａ−ｃについても同様である。

なお、図４には、第１タイプのプローブ１が２本と、第２タイプのプローブ１が１本しか示されていないけれども、一つのプローブにおける幅広連結部材と、隣接するプローブにおける幅狭連結部材とが、同じ上下方向位置に位置する限り、さらに多数のプローブ１を配置しても良いことは勿論である。

図５は図４のＸ−Ｘ’断面図であり、図６は図４のＹ−Ｙ’断面図である。図５及び図６に示すとおり、上側連結部材４ａ−ａ、４ａ−ｃは、対応する下側連結部材４ｂ−ａ、４ｂ−ｃよりも幅が広く幅広連結部材に相当している。同様に、下側連結部材４ｂ−ｂは、対応する上側連結部材４ａ−ｂよりも幅が広く形成されており、幅広連結部材に相当している。また、上側連結部材４ａ−ａ、４ａ−ｃ及び下側連結部材４ｂ−ｂの幅広部分は、本体部３側の後端から針先部２側の先端部まで同じ幅で伸びている。なお、幅狭連結部材に相当する下側連結部材４ｂ−ａ、４ｂ−ｃ及び上側連結部材４ａ−ｂの幅は、針先部２及び本体部３の幅と同じである。

本発明のプローブ集合体７には種々の変形が可能である。すなわち、図４〜図６では、幅広連結部材に相当する上側連結部材４ａ−ａ、４ａ−ｃ及び下側連結部材４ｂ−ｂは、本体部３側の後端部から針先部２側の先端部まで一様に幅広に形成されているが、例えば、図７、図８に示すように、先端部に向かうに連れて徐々に狭くなるテーパ形状であっても良い。また、上側連結部材４ａ−ａ〜４ａ−ｃ及び下側連結部材４ｂ−ａ〜４ｂ−ｃは、その先端部が針先部２の先端部まで、その後端部が本体部３の後端部まで延伸されているが、その延伸部分は針先部２及び／又は本体部３の途中までであっても良い。さらに、幅狭連結部材に相当する下側連結部材４ｂ−ａ、４ｂ−ｃ及び上側連結部材４ａ−ｂの幅は、針先部２及び本体部３の幅と必ずしも同じでなくても良く、針先部２及び／又は本体部３の幅よりも広く形成されていても良い。

以上のとおり、本発明のプローブ集合体７においては、一つのプローブにおける幅広連結部材と、隣接するプローブにおける幅狭連結部材とが、同じ上下方向位置に位置するように複数個のプローブが隣接配置されているので、隣接するプローブ間に存在する間隙を最大限に使用して、幅広連結部材の幅を広げることができる。例えば、図４に示すプローブ集合体７において、プローブ１ａ、１ｂ、１ｃの配置ピッチＰを６０μｍ、各プローブ１ａ〜１ｃの幅（針先部２の幅）Ｗを４０μｍとすると、隣接するプローブ間の間隔は、Ｐ−（１／２）Ｗ−（１／２）Ｗ＝Ｐ−Ｗ＝６０μｍ−４０μｍ＝２０μｍとなる。連結部材の幅を広げた場合でも、隣接するプローブ間にその間隔の半分、すなわち、１０μｍ｛＝２０μｍ×（１／２）｝の間隙を残すとすると、幅広連結部材に相当する下側連結部材４ｂ−ｂは、両側に１０μｍ（＝２０μｍ−１０μｍ）ずつ幅を広げることが可能であり、下側連結部材４ｂ−ｂの幅Ｄｂは、４０μｍ＋１０μｍ＋１０μｍ＝６０μｍまで広げることが可能である。幅広連結部材に相当する上側連結部材４ａ−ａ及び上側連結部材４ａ−ｃの幅についても同様である。

これに対して、例えば、上側連結部材４ａ−ａ、４ａ−ｂ、４ａ−ｃの幅と、下側連結部材４ｂ−ａ、４ｂ−ｂ、４ｂ−ｃの幅を、各プローブ１ａ、１ｂ、１ｃで均等に広げる場合には、図９に示すように、各プローブ１ａ、１ｂ、１ｃ間の間隙を、隣接するプローブ１ａと１ｂ、又は１ｂと１ｃとで分かち合わなければならないので、上記と同様に隣接するプローブ間にその間隔の半分である１０μｍの間隙を残すとすると、例えばプローブ１ｂにおける上側連結部材４ａ−ｂ及び下側連結部材４ｂ−ｂは、使用できる１０μｍの（１／２）、すなわち、片側に５μｍずつしかその幅を広げることができず、４０μｍ＋５μｍ＋５μｍ＝５０μｍまでしか幅を広げることができない。隣接する他のプローブ１ａ、１ｃについても同様である。

このように、一つのプローブにおける幅広連結部材と、隣接するプローブにおける幅狭連結部材とが、同じ上下方向位置に位置するように複数個のプローブを隣接配置する本発明のプローブ集合体７によれば、幅広連結部材に相当する上側連結部材４ａ−ａ、４ａ−ｃ又は下側連結部材４ｂ−ｂの幅Ｄａ又はＤｂを、上下の連結部材で均等に広げる場合よりも広くすることができるので、上側連結部材４ａ−ａ、４ａ−ｃ又は下側連結部材４ｂ−ｂの断面積が増大し、検査時に針先部２が持ち上がることに伴い応力集中が発生した場合でも、応力集中を緩和して、上側連結部材４ａ−ａ、４ａ−ｃ又は下側連結部材４ｂ−ｂの応力集中に対する強度を増加させることが可能である。

一方、本発明のプローブ集合体７において、幅狭連結部材に相当する下側連結部材４ｂ−ａ、４ｂ−ｃ又は上側連結部材４ａ−ｂにおいては、対となる上側連結部材４ａ−ａ、４ａ−ｃ又は下側連結部材４ｂ−ｂの幅が広がり、断面積が増した分だけ電気抵抗が下がるので、相対的に電気抵抗が高まることになる。例えば、幅広連結部材に相当する下側連結部材４ｂ−ｂの幅が４０μｍから６０μｍに広がった場合には、断面積は１．５倍になるので、元の電気抵抗をＲとすると、幅が広がった後の電気抵抗Ｒ’は、Ｒ’＝Ｒ／（１．５）＝（２／３）Ｒとなる。幅狭連結部材に相当する上側連結部材４ａ−ｂの電気抵抗は、断面積が変わらないので、Ｒのままである。したがって、図１に示すとおり、上側連結部材４ａ−ｂに流れる電流をＩａ、下側連結部材４ｂ−ｂに流れる電流をＩｂとすると、両者における電圧降下は同じであるから、Ｉａ×Ｒ＝Ｉｂ×（２／３）Ｒが成り立ち、Ｉｂ＝（３／２）Ｉａとなる。一方、基板６から接触針５に流れる全電流をＩとすると、Ｉ＝Ｉａ＋Ｉｂであるから、ここにＩｂ＝（３／２）Ｉａを代入すると、Ｉ＝Ｉａ＋（３／２）Ｉａとなり、幅狭連結部材に相当する上側連結部材４ａ−ｂに流れる電流Ｉａは、Ｉａ＝（２／５）Ｉ、すなわち、全電流の半分よりも少ない４０％の電流しか流れないことになる。したがって、幅狭連結部材に相当する上側連結部材４ａ−ｂは、幅が狭いままであるけれども、流れる電流の比率が減少する分だけ発熱量が少なくなり、プローブ１全体としての許容電流は大きくなる。

図１０は、本発明のプローブ集合体７の他の例を示す図である。本例において、各プローブ１ａ〜１ｄは、連結部４がそれぞれ３枚の連結部材４ａ−ａ〜４ｃ−ａ、４ａ−ｂ〜４ｃ−ｂ、４ａ−ｃ〜４ｃ−ｃ、及び４ａ−ｄ〜４ｃ−ｄで構成されている。各連結部４における連結部材には、各１枚の幅広連結部材が存在しており、プローブ１ａにおける連結部材４ａ−ａ、プローブ１ｂにおける連結部材４ｂ−ｂ、プローブ１ｃにおける連結部材４ｃ−ｃ、及びプローブ１ｄにおける連結部材４ａ−ｄが、それぞれ幅広連結部材に相当している。各プローブ１ａ〜１ｄにおけるその他の連結部材は幅狭連結部材に相当している。図１０に示すとおり、本例のプローブ集合体７においても、例えば、一つのプローブ１ｂにおける幅広連結部材である連結部材４ｂ−ｂは、隣接するプローブ１ａ及び１ｃにおける幅狭連結部材である連結部材４ｂ−ａ及び４ｂ−ｃと同じ上下方向位置に位置している。これにより、本例のプローブ集合体７においても、幅広連結部材に相当する連結部材４ａ−ａ、４ｂ−ｂ、４ｃ−ｃ、及び４ａ−ｄの幅は、隣接するプローブ間隙を最大限に利用して幅広く広げることができ、許容電流を高めることができる。

図１１は、本発明のプローブ集合体７のさらに他の例を示す図である。本例において、各プローブ１ａ〜１ｃは、連結部４がそれぞれ４枚の連結部材４ａ−ａ〜４ｄ−ａ、４ａ−ｂ〜４ｄ−ｂ、及び４ａ−ｃ〜４ｄ−ｃで構成されている。各連結部４における連結部材には、各２枚の幅広連結部材が存在しており、プローブ１ａにおける連結部材４ａ−ａ及び４ｃ−ａ、プローブ１ｂにおける連結部材４ｂ−ｂ及び４ｄ−ｂ、及びプローブ１ｃにおける連結部材４ａ−ｃ及び４ｃ−ｃが、それぞれ幅広連結部材に相当している。各プローブ１ａ〜１ｃにおけるその他の連結部材は幅狭連結部材に相当している。図１１に示すとおり、本例のプローブ集合体７においても、例えば、一つのプローブ１ｂにおける幅広連結部材である連結部材４ｂ−ｂ及び４ｄ−ｂは、それぞれ、隣接するプローブ１ａ及び１ｃにおける幅狭連結部材である連結部材４ｂ−ａ及び４ｂ−ｃ、４ｄ−ａ及び４ｄ−ｃと同じ上下方向位置に位置している。これにより、本例のプローブ集合体７においても、幅広連結部材に相当する連結部材４ａ−ａ、４ｃ−ａ、４ｂ−ｂ、４ｄ−ｂ、４ａ−ｃ、及び４ｃ−ｃの幅は、隣接するプローブ間隙を最大限に利用して幅広く広げることができ、許容電流を高めることができる。

本発明のカンチレバー型プローブ集合体、及びそれを備えるプローブカード又はプローブユニットによれば、検査対象素子における電極の狭小ピッチ化に対応しつつ、カンチレバー型プローブの許容電流を高めることができ、より大きな検査電流で半導体素子や液晶パネルの検査を行うことができる。本発明は半導体検査装置や液晶パネル検査装置における検査能力の向上に寄与するものであり、その産業上の利用可能性は多大である。

１、１００ カンチレバー型プローブ
２、１０２ 針先部
３、１０３ 本体部
４、１０４ 連結部
４ａ 上側連結部材
４ｂ 下側連結部材
５、１０５ 接触針
６、１０６ 基板
７ プローブ集合体
Ｄ 連結部材の幅
Ｈ 電極
Ｐ ピッチ
Ｗ 針先部の幅

Claims (4)

1. 検査対象である半導体素子の電極と接触する接触針を有する針先部と、本体部と、前記針先部と前記本体部とを連結する連結部とを有し、前記連結部が、前記接触針の向きを下向きとしたときに、上下方向に間隔をあけて配置された２枚以上の連結部材を有しているカンチレバー型プローブを、それぞれの前記連結部材の上下方向位置を揃えて複数個並べて配置してなるカンチレバー型プローブ集合体であって、各カンチレバー型プローブにおける前記連結部材の中には、その幅が前記針先部の幅よりも広い幅広連結部材と、その幅が前記幅広連結部材よりも狭い幅狭連結部材とが存在し、一つのカンチレバー型プローブにおける幅広連結部材と、隣接するカンチレバー型プローブにおける幅狭連結部材とが、同じ上下方向位置に位置しているカンチレバー型プローブ集合体。
2. 前記狭幅連結部材の幅が前記針先部の幅と同じである請求項１記載のカンチレバー型プローブ集合体。
3. 前記連結部材が、前記針先部及び前記本体部の内部まで延伸しており、前記針先部及び前記本体部の一部を構成している請求項１又は２記載のカンチレバー型プローブ集合体。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載のカンチレバー型プローブ集合体を１又は複数個備えているプローブカード又はプローブユニット。

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