JP2014044189A - Probe and probe card using the same - Google Patents

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軍生 木本
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To finely control a probe tip moving distance in a scrub direction in an LSI inspection having a multi-pin and narrow-pitch pad arrangement.SOLUTION: A probe structure body is formed by a spring structure part formed on a resin film by finely processing metal foil stuck to the resin film, a probe part including vertical probe parts extended from one end of the spring structure part in a vertical direction, a conduction part connected to the other end of the spring structure, and a body part including a conductor dummy part or an insulation dummy part electrically insulated from the conduction part. The probe structure further includes one or more inclined beams having an optional angle from a horizontal direction and configured so that an approximately center part of the first vertical probe part becomes one end and a part of the body part becomes the other end, and approximately center parts of the n-th vertical probe part and the (n+1)th vertical probe part are mutually connected by the one or more horizontal beams.

Description

本発明は、LSIなどの電子デバイスの製造工程において、半導体ウェ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及びこれを用いたプローブカードに関し、特に、半導体チップ上に配列される回路端子(パッド)に垂直型プローブを接触させ、複数の半導体チップの電気的導通を同時に測定するプローブ及びこれを用いたプローブカードに関する。  The present invention relates to a probe used for circuit inspection of a plurality of semiconductor chips formed on a semiconductor wafer in a manufacturing process of an electronic device such as an LSI, and a probe card using the probe, and more particularly to the probe card. The present invention relates to a probe for bringing a vertical probe into contact with a circuit terminal (pad) and simultaneously measuring electrical continuity of a plurality of semiconductor chips, and a probe card using the probe.

半導体技術の進歩に伴って電子デバイスの集積度が向上し、半導体ウェハ上に形成される各半導体チップにおいても回路配線の占めるエリアが増加し、そのため、各半導体チップ上のパッド数も増加し、それにつれてパッド面積の縮小化、パッドピッチの狭小化などによるパッド配列の微細化、或いは高密度化が進んでいる。  With the advancement of semiconductor technology, the degree of integration of electronic devices is improved, the area occupied by circuit wiring also increases in each semiconductor chip formed on a semiconductor wafer, so the number of pads on each semiconductor chip also increases, Along with this, miniaturization of the pad arrangement or high density has been promoted by reducing the pad area, the pad pitch and the like.

現在、狭ピッチパッドで、かつ多ピンを有するLSIとして、例えば液晶パネルの駆動用に使用されるLSI(以下、LCDドライバLSI)があり、25μm以下のパッドピッチで500を超えるパッド数のLSIが開発されている。さらに、パッド配列もその回路規模により対辺2辺のみものもの、周辺4辺のもの、周辺4辺で、かつ、そのうちの1辺又は2辺以上を千鳥状に配列させて多ピン化に対応しているもの等がある。  At present, as an LSI having a narrow pitch pad and having a large number of pins, there is an LSI used for driving a liquid crystal panel (hereinafter referred to as an LCD driver LSI), for example, and an LSI having a pad pitch of 25 μm or less and a pad number exceeding 500. Has been developed. Furthermore, the pads can be arranged in a multi-pin configuration by arranging only two sides, four sides, four sides, and one or more of them in a zigzag pattern depending on the circuit scale. There are things etc.

一方、ロジックLSI等においては、格子状に配列したパッドが多く存在し、今後は一層の狭ピッチ化の傾向にある。さらには、ロジックとメモリを3次元に積層したSiP(System in Package)型のLSIも開発され、格子状の狭ピッチパッドをウェハレベルで検査する要求が、益々高まってきている。  On the other hand, in logic LSIs and the like, there are many pads arranged in a lattice pattern, and there is a tendency to further narrow the pitch in the future. Furthermore, a SiP (System in Package) type LSI in which logic and memory are three-dimensionally stacked has been developed, and the demand for inspecting a lattice-shaped narrow pitch pad at the wafer level is increasing.

また、プローブカードについてみると、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。これと同時に、狭ピッチプローブ配列部周辺の配線集中に伴い配線基板(回路検査装置側)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。さらに、半導体チップの高密度、高機能化に伴う信号の高速化により、高周波特性の優れたプローブカードが要求されている。  In terms of probe cards, probe cards used for semiconductor circuit inspection require higher probe array density in order 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. Has been. At the same time, with the concentration of wiring around the narrow-pitch probe array portion, the wiring board (circuit inspection apparatus side) must be densely wired, which is a factor in increasing the cost of the wiring board. Furthermore, probe cards with excellent high-frequency characteristics are required due to high-speed signals due to high density and high functionality of semiconductor chips.

このような多ピン化、狭ピッチ化に対応するため、本発明者等は、特開2007−225581号公報(特許文献1)及び特開2007−279009号公報(特許文献2)に示すような、複数のプローブ機能を搭載したフィルム状のプローブによって構成したプローブないしはプローブ組立体を提案している。  In order to cope with such a large number of pins and a narrow pitch, the present inventors have disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-225581 (Patent Document 1) and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-27909 (Patent Document 2). A probe or a probe assembly composed of a film-like probe having a plurality of probe functions is proposed.

また、特許文献2では、同一の樹脂フィルム上に、プローブと接続された導電部、及びこれらと電気的に独立した金属導体ダミー部又は絶縁性樹脂材の充填による絶縁ダミー部を設けたプローブ構造を提案している。さらにこの特許文献2では、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、プローブカードに用いられる配線基板の層数削減や配線の簡易化に寄与するという、一定の効果を挙げている。  Moreover, in patent document 2, the probe structure which provided the electrically conductive part connected with the probe on the same resin film, and the insulating dummy part by filling the metal conductor dummy part electrically independent from these, or an insulating resin material Has proposed. Further, in Patent Document 2, a probe assembly is formed by using a resin film to which a copper alloy foil is bonded, and etching the copper alloy foil to form a conductive portion including a probe and a terminal portion on the resin film. A plurality of probes with a resin film are stacked, and the terminal portion is formed on each resin film so that the arrangement positions thereof are shifted at a rough pitch when the probes with a resin film are stacked. As a result, it is possible to connect to the wiring board at a somewhat rough pitch even in the vicinity of the probe assembly, and there is a certain effect that it contributes to the reduction in the number of wiring board layers used in the probe card and the simplification of wiring. ing.

また、配線基板の層数削減に関しては、特開2010−054487号公報(特許文献3)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を提案したものがある。これにより、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を可能とし、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。  As for the reduction in the number of layers of the wiring board, a plurality of wiring boards are formed in the probe assembly as in the configuration disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2010-054487 (Patent Document 3), and the nth layer wiring is formed. There has been proposed a configuration in which a land array group formed at one end of a substrate is brought into contact with an output terminal group of the nth row of the probe assembly. As a result, adjacent terminals can be directly connected to a land provided on another layer of the wiring board, which contributes to a reduction in the number of wiring board layers and simplification of wiring.

特開2007−225581号公報  Japanese Patent Laid-Open No. 2007-225581 特開2007−279009号公報  JP 2007-279209 A 特開2010−054487号公報  JP 2010-054487 A

しかしながら、特許文献1及び特許文献2に示す従来例によれば、さらにパッド間隔が狭ピッチになった場合に、銅箔の厚さを薄くしたり垂直プローブ部の幅を狭くしたりする必要がある。また、隣接するバネ構造部の輻輳を回避するために、垂直プローブ部の梁長を長くする必要がある。このため、面内方向にも曲げ変形や座屈変形等が生じ易くなり、プローブ先端位置やスクラブ量にバラツキが発生するという問題が生じる。  However, according to the conventional examples shown in Patent Document 1 and Patent Document 2, it is necessary to reduce the thickness of the copper foil or the width of the vertical probe portion when the pad interval is further narrowed. is there. Moreover, in order to avoid the convergence of the adjacent spring structure part, it is necessary to lengthen the beam length of the vertical probe part. For this reason, bending deformation, buckling deformation, etc. easily occur in the in-plane direction, and there arises a problem that the probe tip position and the scrub amount vary.

また、特許文献2及び特許文献3に示す従来例によれば、プローブ先端から配線基板への接続端子までのパターンを長くする必要があるため、配線基板との接続に要する領域が大きくなると同時に、パターン長のバラツキによる遅延等が生じ高周波特性が劣化するという問題が生じてくる。  Further, according to the conventional examples shown in Patent Document 2 and Patent Document 3, since it is necessary to lengthen the pattern from the probe tip to the connection terminal to the wiring board, the area required for connection with the wiring board becomes large, There arises a problem that high frequency characteristics deteriorate due to delays caused by variations in pattern length.

本発明は上記問題点を解決するためになされたもので、その第1の目的は、非常に狭ピッチの格子状配列パッドや複雑な周辺配列パッド型LSIを複数隣接させた場合の一括検査に対応可能なプローブカードにおいて、プローブ先端の位置やスクラブ量を高精度に制御することが可能なプローブを提供するものである。  The present invention has been made to solve the above problems, and its first object is to perform batch inspection when a plurality of very narrow pitch grid array pads or complex peripheral array pad type LSIs are adjacent to each other. A probe card capable of controlling the position of the probe tip and the amount of scrub with high accuracy in a compatible probe card is provided.

本発明の第2の目的は、プローブ先端から端子までのパターン長のバラツキを減少させることにより配線基板との接続に要する領域を小さくすることができるプローブカードを提供することである。  A second object of the present invention is to provide a probe card that can reduce the area required for connection with a wiring board by reducing variations in pattern length from the probe tip to the terminal.

本発明の第3の目的は、高周波信号における遅延等を生じにくくし、高密度で高周波特性の優れたプローブカードを提供することである。  A third object of the present invention is to provide a probe card that is less likely to cause delay in a high-frequency signal, has high density, and is excellent in high-frequency characteristics.

本発明によれば、金属箔が接着された樹脂フィルムを使用し前記金属箔を微細加工して、樹脂フィルム上にバネ構造部と前記バネ構造部の片端から垂直方向に延長した垂直プローブ部を含むプローブ部と、前記バネ構造部の他端と接続した導電部及び前記電導部と電気的に絶縁された導体ダミー部又は絶縁ダミー部を含む本体部とで形成されたプローブ構造体において、前記垂直プローブ部の概略中央部を片端とし、前記本体部の一部を他端として、水平方向に対して任意の角度を有する傾斜梁を有することを特徴とするため、垂直プローブ先端部のX方向動作を微細に制御可能となる作用を有する。  According to the present invention, a resin film to which a metal foil is bonded is used to finely process the metal foil, and a spring structure portion and a vertical probe portion that extends vertically from one end of the spring structure portion on the resin film are provided. In the probe structure formed by the probe portion including the conductive portion connected to the other end of the spring structure portion and the main body portion including the conductor dummy portion or the insulating dummy portion electrically insulated from the conductive portion, The vertical probe tip portion has an inclined beam having an arbitrary angle with respect to the horizontal direction, with the central portion of the vertical probe portion as one end and a part of the main body portion as the other end. The operation can be controlled finely.

また、本発明によれば、前記傾斜梁と前記垂直プローブ部との間、又は前記傾斜梁と前記本体部との間の少なくとも1箇所が、前記金属箔と概略同一の厚さを有する絶縁物を介して接続されていることを特徴とするため、電気的に絶縁を保ちながら、同時に機械的強度を保持するという作用を有する。  Further, according to the present invention, at least one portion between the inclined beam and the vertical probe portion or between the inclined beam and the main body portion has an approximately same thickness as the metal foil. It is characterized by being connected via a wire, and therefore has the effect of maintaining mechanical strength while maintaining electrical insulation.

また、本発明によれば、前記プローブ部と前記導電部の組を1つの樹脂フィルム上に2つ以上配置した前記プローブ構造体において、第1の垂直プローブ部の概略中央部を片端とし、前記本体部の一部を他端として、水平方向に対して任意の角度を有する1つ又は複数の傾斜梁を有し、かつ、第nの垂直プローブ部と第n+1の垂直プローブ部の概略中央部との間を1つ又は複数の水平梁で接続したことを特徴とするため、複数のプローブを並列に設置した樹脂フィルム上の全ての垂直プローブ先端部のX方向動作を微細に制御可能となる作用を有する。  Further, according to the present invention, in the probe structure in which two or more pairs of the probe part and the conductive part are arranged on one resin film, a substantially central part of the first vertical probe part is one end, One or more inclined beams having an arbitrary angle with respect to the horizontal direction, with a part of the main body as the other end, and a substantially central portion of the nth vertical probe portion and the (n + 1) th vertical probe portion Since one or a plurality of horizontal beams are connected to each other, it is possible to finely control the X-direction operation of all the vertical probe tips on the resin film in which a plurality of probes are installed in parallel. Has an effect.

また、本発明は、垂直プローブと、配線基板と接続する接続端子と、前記垂直プローブと前記接続端子とを接続するパターンを含むプローブが複数同一面に配置されたプローブ集合体を複数枚規則的に配列したプローブ組立体と、複数層から構成される配線基板とから成り、前記接続端子と前記配線基板の一端に形成されたパッド(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、前記接続端子が前記垂直プローブに対して概略直角方向に配置されたことを特徴とする。前記接続端子が前記垂直プローブに対して概略直角方向に配置する手段を有しているため、パターン長のバラツキを小さくすることが可能である。  In addition, the present invention regularly includes a plurality of probe assemblies in which a plurality of probes including a vertical probe, a connection terminal connected to a wiring board, and a plurality of probes including a pattern connecting the vertical probe and the connection terminal are arranged on the same plane. The probe assembly and the wiring board composed of a plurality of layers are connected to each other by connecting the connection terminal and a pad (connection land) formed at one end of the wiring board. In the probe card for performing the above, the connection terminal is arranged in a direction substantially perpendicular to the vertical probe. Since the connection terminal has means for arranging the connection terminal in a direction substantially perpendicular to the vertical probe, it is possible to reduce variations in pattern length.

また、複数の前記端子が同一平面上に概略左右均等に配置する手段を有していてもよい。これによれば、配線基板への配線を均一にすることが可能となる。さらに、前記配線基板が両面フレキシブルフラットケーブルとすることにより、配線基板の構造が容易なものとなる。  Moreover, you may have a means to arrange | position the said several terminal substantially right and left equally on the same plane. According to this, it is possible to make the wiring to the wiring board uniform. Furthermore, when the wiring board is a double-sided flexible flat cable, the structure of the wiring board becomes easy.

また、第1のプローブ集合体の1つの端子が前記両面フレキシブルフラットケーブルの上面又は下面に設置された接続ランドと接続し、近接した第2のプローブ集合体の端子が同一の前記両面フレキシブルフラットケーブルの他方の面に設置された接続ランドと接続する手段を有しているため、パッドピッチの比較的大きい配線基板に均等に配線することができ、配線の接続密度を向上させることが可能となる。  In addition, one terminal of the first probe assembly is connected to a connection land installed on the upper surface or the lower surface of the double-sided flexible flat cable, and the terminals of the adjacent second probe assembly are the same. Since it has means for connecting to the connection land installed on the other side of the wiring, it can be wired evenly on the wiring board having a relatively large pad pitch, and the wiring connection density can be improved. .

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。さらに、前記プローブ組立体を構成するプローブが、銅合金箔が接着された樹脂フィルムを使用し前記銅合金箔を微細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する手段を有するため、狭ピッチにプローブ組立体を構成することが可能となる。さらに、前記プローブと電気的に絶縁された導体ダミー部が前記プローブと同一平面状に設置する手段を有するため、強度を保持することができる。  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 restrained in the plane direction (XY direction). Connection with the terminal becomes simple. Further, the probe constituting the probe assembly uses a resin film to which a copper alloy foil is bonded, and finely processes the copper alloy foil to form a conductive portion including a probe and a terminal portion on the resin film. Therefore, the probe assembly can be configured with a narrow pitch. Furthermore, since the conductor dummy part electrically insulated from the probe has means for installing in the same plane as the probe, the strength can be maintained.

本発明のプローブによれば、プローブ先端位置及びスクラブ量を高精度に制御し、かつ、複数のプローブ間の位置を一定に保持することが可能であるため、非常に狭ピッチの格子状配列パッドや複雑な周辺配列パッド等を有するLSIの検査に対して、プローブ接触の信頼性の高いプローブカードを提供することができる。  According to the probe of the present invention, the position of the probe tip and the amount of scrub can be controlled with high accuracy, and the position between a plurality of probes can be kept constant. In addition, it is possible to provide a probe card with high probe contact reliability for inspection of LSIs having complicated peripheral arrangement pads and the like.

また、本発明のプローブカードによれば、同一面上に隣接した複数のプローブを有するプローブ集合体において、主として前記端子が前記垂直プローブに対して概略直角方向に配置する手段を有しているため、パターン長のバラツキを小さくすることが可能であり、これにより基板との接続に要する領域を小さくすることができ、かつ、高周波信号における遅延等が生じにくくなるため、高密度で高周波特性の優れたプローブカードを提供することが可能である。  Also, according to the probe card of the present invention, in the probe assembly having a plurality of adjacent probes on the same surface, the terminal mainly has means for arranging in a substantially right angle direction with respect to the vertical probe. It is possible to reduce the variation in pattern length, thereby reducing the area required for connection with the substrate and reducing the delay in the high-frequency signal. It is possible to provide a probe card.

本発明の第1の実施形態であるプローブ組立の基本構造を示す説明図である。  It is explanatory drawing which shows the basic structure of the probe assembly which is the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態であるプローブの構造を説明する図である。  It is a figure explaining the structure of the probe which is the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態であるプローブの動作を説明する図である。  It is a figure explaining operation | movement of the probe which is the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態であるプローブの動作を説明する図である。  It is a figure explaining operation | movement of the probe which is the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態であるプローブの構造を説明する図である。  It is a figure explaining the structure of the probe which is the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態であるプローブの動作を説明する図である。  It is a figure explaining operation | movement of the probe which is the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施形態であるプローブの構造を説明する図である。  It is a figure explaining the structure of the probe which is the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施形態であるプローブの動作を説明する図である。  It is a figure explaining operation | movement of the probe which is the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施形態であるプローブの動作を説明する図である。  It is a figure explaining operation | movement of the probe which is the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施形態であるプローブの動作の一部を説明する図である。  It is a figure explaining a part of operation | movement of the probe which is the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第4の実施形態であるプローブ組立の基本構造を示す説明図である。  It is explanatory drawing which shows the basic structure of the probe assembly which is the 4th Embodiment of this invention. 本発明の第4の実施形態であるプローブの構造を説明する図である。  It is a figure explaining the structure of the probe which is the 4th Embodiment of this invention. 本発明の第4の実施形態における接続端子と配線基板の接続部分の一例を説明する図である。  It is a figure explaining an example of the connection part of the connection terminal and wiring board in the 4th Embodiment of this invention. 本発明の第4の実施形態における接続端子と配線基板の接続部分の他の例を説明する図である。  It is a figure explaining the other example of the connection part of the connection terminal and wiring board in the 4th Embodiment of this invention.

以下に図面を参照して本発明の実施形態について説明する。図1は本発明の実施例の基礎となるプローブ組立体の構造を説明する図である。図1において、100はプローブ組立体5の基本要素を成すプローブ構造体であり、垂直プローブ部111とバネ構造部112とで構成される第1のプローブ部110、垂直プローブ部121とバネ構造部122とで構成される第2のプローブ部120、垂直プローブ部131とバネ構造部132とで構成される第3のプローブ部130が、樹脂フィルム50上に配置されている。  Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a view for explaining the structure of a probe assembly which is the basis of an embodiment of the present invention. In FIG. 1, reference numeral 100 denotes a probe structure constituting a basic element of the probe assembly 5. The first probe unit 110 includes a vertical probe unit 111 and a spring structure unit 112, a vertical probe unit 121 and a spring structure unit. The second probe unit 120 configured by 122 and the third probe unit 130 configured by the vertical probe unit 131 and the spring structure unit 132 are disposed on the resin film 50.

前記垂直プローブ部111、121、131の先端部113、123、133は、被検査LSIのパッド11に接触するための微細加工が施されている。また、前記バネ構造部112の他端からは、導電部114を通じて配線基板3のパッド31に接続する接続端子115に接続されている。同様に、前記垂直プローブ部121の他端からは、導電部124を通じて接続端子125に接続され、前記垂直プローブ部131の他端からは、導電部134を通じて接続端子135に接続されている。前記垂直プローブ部111、121、131の先端部及び前記接続端子115、125、135の先端部のみが樹脂フィルム50の外にわずかに突出している。  The tip portions 113, 123, 133 of the vertical probe portions 111, 121, 131 are finely processed so as to come into contact with the pads 11 of the LSI to be inspected. The other end of the spring structure 112 is connected to a connection terminal 115 connected to the pad 31 of the wiring board 3 through the conductive portion 114. Similarly, the other end of the vertical probe portion 121 is connected to the connection terminal 125 through the conductive portion 124, and the other end of the vertical probe portion 131 is connected to the connection terminal 135 through the conductive portion 134. Only the distal end portions of the vertical probe portions 111, 121, 131 and the distal end portions of the connection terminals 115, 125, 135 slightly protrude out of the resin film 50.

一方、前記樹脂フィルム50上には、前記プローブ部110、120、130、前記導電部114、124、134及び前記接続端子115、125、135と電気的に分離した導体ダミー部151〜154が設置され、プローブ構造体100の機械的強度を保持している。前記プローブ部110、120、130、前記導電部114、124、134、前記接続端子115、125、135及び導体ダミー部151〜154は、樹脂フィルム50の面上に接着、或いは蒸着などの方法で設けられた金属箔、例えば銅合金箔(一例としてはBeCu箔など)60をレーザ加工又はエッチング等にて微細加工することにより同時形成される。さらに、前記導電部114、124、134と前記導体ダミー部151〜154との間に、銅合金箔と概略同一の厚さにて絶縁性樹脂(例えばポリイミド樹脂)を充填し熱硬化することにより、絶縁ダミー部155〜158を設け、これにより前記導電部と前記導体ダミー部間との電気的絶縁性を保持しながら機械的強度を保つことが可能となる。以上の構成において、前記バネ構造によりプローブ動作を生じる前記プローブ部110、120、130以外の、変形を生じない部分を本体部150と称する。なお、上記金属箔としては、銅(合金ではない)箔、アルミ箔、金箔、銀箔等も用いることが可能である。  On the other hand, on the resin film 50, conductor dummy portions 151 to 154 that are electrically separated from the probe portions 110, 120, 130, the conductive portions 114, 124, 134 and the connection terminals 115, 125, 135 are installed. Thus, the mechanical strength of the probe structure 100 is maintained. The probe parts 110, 120, 130, the conductive parts 114, 124, 134, the connection terminals 115, 125, 135, and the conductor dummy parts 151-154 are adhered to the surface of the resin film 50 by a method such as adhesion or vapor deposition. The formed metal foil, for example, a copper alloy foil (for example, BeCu foil) 60 is simultaneously formed by fine processing by laser processing or etching. Furthermore, between the conductive portions 114, 124, and 134 and the conductor dummy portions 151 to 154, an insulating resin (for example, polyimide resin) is filled with the same thickness as the copper alloy foil, and then thermally cured. Insulating dummy portions 155 to 158 are provided, which makes it possible to maintain mechanical strength while maintaining electrical insulation between the conductive portion and the conductor dummy portion. In the above configuration, a portion that does not cause deformation other than the probe portions 110, 120, and 130 that cause a probe operation by the spring structure is referred to as a main body portion 150. In addition, as said metal foil, copper (not alloy) foil, aluminum foil, gold foil, silver foil, etc. can be used.

図1の例は、チップ1の1つの直線上にある複数のパッドと接触する複数のプローブ(本実施例では3個)を同一の樹脂フィルムに形成したプローブ構造体100を示す。前記プローブ部110、120、130と前記接続端子115、125、135のX方向位置、及びそれに伴う前記導体ダミー部及び前記絶縁ダミー部の形状が異なる複数の前記プローブ構造体101〜100+nを、予め設定したピッチPで配列することにより、対象となるチップ上の全てのパッド配列との接触が可能となる。また、前記プローブ組立体5は、前記垂直プローブ部111、121、131の先端部113、123、133の位置精度を保証するために、前記垂直プローブ部111、121、131の通過断面形状より若干大きい穴形状であるプローブガイド穴21を有する絶縁樹脂等で作成したプローブガイド板20を設置し、全ての前記ガイド穴21に前記垂直プローブ部111、121、131先端部を挿入している。これにより、Y方向のプローブ先端位置を高精度に保つことが可能である。なおこの明細書において、「X」方向は、例えば図1に示されたプローブ構造体100を構成する樹脂フィルム50の長手方向(図1において左右方向)を表す。「Y」方向は、例えば図1に示された樹脂フィルム50の面に対して垂直な方向(図1の紙面に対して垂直の方向)を表す。「Z」方向(後出)は、上記X方向、Y方向のいずれにも直角の、図1に示された樹脂フィルム50の短手方向(図1において上下方向)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。  The example of FIG. 1 shows a probe structure 100 in which a plurality of probes (three in this embodiment) that are in contact with a plurality of pads on one straight line of the chip 1 are formed on the same resin film. A plurality of probe structures 101 to 100 + n having different X-direction positions of the probe portions 110, 120, and 130 and the connection terminals 115, 125, and 135, and the shapes of the conductor dummy portions and the insulating dummy portions associated therewith, By arranging with the set pitch P, it is possible to make contact with all the pad arrays on the target chip. In addition, the probe assembly 5 is slightly more than the cross-sectional shape of the vertical probe portions 111, 121, 131 in order to guarantee the positional accuracy of the tips 113, 123, 133 of the vertical probe portions 111, 121, 131. A probe guide plate 20 made of an insulating resin or the like having a probe guide hole 21 having a large hole shape is installed, and the tips of the vertical probe portions 111, 121, 131 are inserted into all the guide holes 21. Thereby, the probe tip position in the Y direction can be maintained with high accuracy. In this specification, the “X” direction represents, for example, the longitudinal direction (left-right direction in FIG. 1) of the resin film 50 constituting the probe structure 100 shown in FIG. The “Y” direction represents, for example, a direction perpendicular to the surface of the resin film 50 shown in FIG. 1 (direction perpendicular to the paper surface of FIG. 1). The “Z” direction (described later) represents the short direction (vertical direction in FIG. 1) of the resin film 50 shown in FIG. 1, which is perpendicular to both the X direction and the Y direction. Then, by setting coordinate axes extending in the X, Y, and Z directions, X, Y, and Z three-dimensional orthogonal coordinates are formed. In the drawings other than FIG. 1, the X, Y, and Z directions indicate directions corresponding to FIG.

(第1の実施形態)
本発明に係るプローブ構造体の第1の実施形態について、図2を用いて説明する。図2は、図1で示したプローブ構造体100の前記第1のプローブ部110近傍を拡大したものである。図2に示すように、前記垂直プローブ部111の概略中央部を片端とし、前記本体部の一部(本実施例では導体ダミー部151)を他端として、水平方向に対して角度θ1°を有する傾斜梁140を設ける。さらに、前記傾斜梁140と前記垂直プローブ部111との間、又は前記傾斜梁140と前記本体部150との間の銅合金箔を予め排除し、前記銅合金箔と概略等しい厚さを有する絶縁樹脂材を充填し硬化させて絶縁ダミー部141、142を設けることにより、前記傾斜梁140と前記垂直プローブ部111又は前記本体部150間との機械的強度を保持しながら電気的絶縁性を確保する。
(First embodiment)
A first embodiment of a probe structure according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 2 is an enlarged view of the vicinity of the first probe portion 110 of the probe structure 100 shown in FIG. As shown in FIG. 2, an angle θ1 ° with respect to the horizontal direction is set with the central portion of the vertical probe portion 111 as one end and a part of the main body portion (conductor dummy portion 151 in this embodiment) as the other end. An inclined beam 140 is provided. Further, the copper alloy foil between the inclined beam 140 and the vertical probe portion 111 or between the inclined beam 140 and the main body portion 150 is excluded in advance, and the insulation has a thickness substantially equal to the copper alloy foil. By providing insulating dummy portions 141 and 142 by filling and curing a resin material, electrical insulation is ensured while maintaining mechanical strength between the inclined beam 140 and the vertical probe portion 111 or the main body portion 150. To do.

上記のような構成を有するプローブ構造体の動作を、図3及び図4を用いて説明する。図3は、前記プローブ部110の基本動作を説明する図である。バネ構造部112は、図3(a)に示すようにバネ構造部の梁幅wが例えば60μmであり、概略中心部に例えば曲率半径Rp=0.25mmの湾曲部41を有し、湾曲部41を介して前記導体部114との境界部に相当する支持部44に接続する第1のアーム部43が、アーム長L1を0.87mmとし水平方向に対して例えばα1=35.3°の角度をもって設置され、一方、垂直プローブ部111に接続する第2のアーム部42が、アーム長L2を0.42mmとし水平方向に対してα2=35.3°の角度をもって設置され、かつ、前記垂直プローブ部111の中心軸と支持部44の中心軸とのX方向距離dが例えば0.4mmずれた位置構成としている。次に図3(b)に示すように、検査のためにパッド11を下降させるか支持部44を上昇させると前記垂直プローブ部111の先端部113とパッド11の面が接触し、−Z方向に荷重fが負荷し湾曲部41がバネ変形すると共に、第1のアーム部43に曲げモーメントM1が生じ左方向に回転が生じる。一方、第2のアーム部42には逆方向の曲げモーメントM2を生じ右方向に回転が生じる。このとき、回転によって生

Figure 2014044189
111の先端部のX方向変位を0に近づけることができる。この動作原理により、狭ピッチかつ小面積のパッドに精度良く接触することが可能となる。The operation of the probe structure having the above configuration will be described with reference to FIGS. FIG. 3 is a diagram illustrating the basic operation of the probe unit 110. As shown in FIG. 3A, the spring structure 112 has a curved width 41 having a beam width w of 60 μm, for example, and a curvature radius Rp = 0.25 mm, for example. The first arm portion 43 connected to the support portion 44 corresponding to the boundary portion with the conductor portion 114 via 41 has an arm length L1 of 0.87 mm, for example, α1 = 35.3 ° with respect to the horizontal direction. On the other hand, the second arm part 42 connected to the vertical probe part 111 is installed with an arm length L2 of 0.42 mm and an angle α2 = 35.3 ° with respect to the horizontal direction, and The X-direction distance d between the central axis of the vertical probe portion 111 and the central axis of the support portion 44 is, for example, 0.4 mm. Next, as shown in FIG. 3B, when the pad 11 is lowered or the support portion 44 is raised for inspection, the tip 113 of the vertical probe portion 111 and the surface of the pad 11 come into contact with each other, and the −Z direction. As a result, the bending portion 41 is spring-deformed, a bending moment M1 is generated in the first arm portion 43, and rotation is generated in the left direction. On the other hand, the bending moment M2 in the reverse direction is generated in the second arm portion 42, and the right arm rotates. At this time, the rotation
Figure 2014044189
The X-direction displacement of the tip of 111 can be brought close to zero. With this operating principle, it is possible to accurately contact a pad with a small pitch and a small area.

Figure 2014044189
法は、図3の例示に限定するものではなく、各パラメータ、すなわち、バネ構造部梁幅w、第1及び第2のアーム長L1及びL2、水平方向に対する角度α1及びα2、湾曲部の曲率半径Rp、垂直プローブ部111の中心軸と支持部44の中心軸とのX方向距離d等を有限要素法等によりあらかじめ選択することが可能である。
Figure 2014044189
The method is not limited to the example shown in FIG. 3, and each parameter, that is, the spring structure beam width w, the first and second arm lengths L1 and L2, the angles α1 and α2 with respect to the horizontal direction, and the curvature of the curved portion. The radius Rp, the distance d in the X direction between the central axis of the vertical probe portion 111 and the central axis of the support portion 44 can be selected in advance by the finite element method or the like.

次に、上述の動作を有する前記垂直プローブ部に、傾斜梁を接続した場合の垂直プローブ動作を図4にて説明する。図4(a)(b)は、傾斜梁140(絶縁ダミー部141、142を含む)単独において、前記本体部150との接続部143を支点として多端に−Z方向に荷重fを負荷したときの動作を示すものであり、図4(a)は前記傾斜梁140の水平方向に対する傾きが概略0°を初期位置としたものである。傾斜梁140を長さL3のカンチレバーと看做すと計算上約(1/3)×L3の位置を中心として回転し、それに伴い傾斜梁140の

Figure 2014044189
傾斜梁140の水平方向に対する傾きを予め反時計方向にθ1を有する位置としたものである。同様に傾斜梁140を長さL3のカンチレバーと看做すと計算上約(1/3)×L3の位置を中心として回転し、
Figure 2014044189
このように初期角度θ1の設定により、前記傾斜梁140の先端部のX方向移動量を決定することができる。Next, a vertical probe operation when an inclined beam is connected to the vertical probe portion having the above-described operation will be described with reference to FIG. 4 (a) and 4 (b) show that when the inclined beam 140 (including the insulating dummy portions 141 and 142) alone is loaded with a load f in the -Z direction at multiple ends with the connection portion 143 with the main body portion 150 as a fulcrum. FIG. 4A shows the initial position where the inclination of the inclined beam 140 with respect to the horizontal direction is approximately 0 °. If the inclined beam 140 is regarded as a cantilever having a length L3, it is calculated to rotate around a position of about (1/3) × L3, and accordingly, the inclined beam 140
Figure 2014044189
The inclination of the inclined beam 140 with respect to the horizontal direction is previously set to a position having θ1 in the counterclockwise direction. Similarly, if the inclined beam 140 is regarded as a cantilever having a length L3, the rotation is about the position of about (1/3) × L3 in calculation,
Figure 2014044189
Thus, by setting the initial angle θ1, the amount of movement in the X direction of the tip of the inclined beam 140 can be determined.

図4(c)は、前記傾斜梁140を前記垂直プローブ部111に接続した場合の前記垂直プローブ部111の動作を示した図である。図4(c)に示すように、前記垂直プローブ部111の先端部113がパッド11と接触してバネ変形が生じ、前記垂直プローブ部111が相対的に−Z方向に移動するに伴い、前記傾斜梁140(前記絶縁ダミー部141、142を含む)は、前記本体部150との接続部143を支点として時計方向に回転移動を生じる。このとき、前記傾斜梁140は予め角度θ1を有するため、回転移動に伴い前記垂直プロー

Figure 2014044189
FIG. 4C is a diagram illustrating an operation of the vertical probe unit 111 when the inclined beam 140 is connected to the vertical probe unit 111. As shown in FIG. 4C, the tip 113 of the vertical probe 111 contacts the pad 11 to cause spring deformation, and as the vertical probe 111 moves relatively in the −Z direction, The inclined beam 140 (including the insulating dummy portions 141 and 142) rotates in the clockwise direction with the connection portion 143 with the main body portion 150 as a fulcrum. At this time, since the inclined beam 140 has an angle θ1 in advance, the vertical probe is moved along with the rotational movement.
Figure 2014044189

以上の実施形態は、予め前記バネ構造部における動作を、前記垂直プローブ部111にX方向の動作が生じないように設計し、X方向の移動量を傾斜梁140の角度θ1によって決定する例を示したが、本実施例に限るものではなく、前記バネ構造部112の動作と前記傾斜梁140の回転動作との相殺により、前記垂直プローブ部111のX方向の移動量を限りなく0に近づけることも可能である。  In the above embodiment, the operation in the spring structure portion is designed in advance so that the vertical probe portion 111 does not cause an operation in the X direction, and the amount of movement in the X direction is determined by the angle θ1 of the inclined beam 140. However, the present invention is not limited to this embodiment, and the amount of movement of the vertical probe unit 111 in the X direction is made as close to zero as possible by canceling out the operation of the spring structure 112 and the rotation of the inclined beam 140. It is also possible.

以上説明した実施形態により、垂直プローブ部111のX方向の移動量、すなわちスクラブ量を微細に制御可能なプローブ構造を実現することが可能となる。このため、垂直プローブ部111の梁長が比較的長い設計の場合においても、本発明により、プローブ先端部の動作を高精度に制御することができる。  According to the embodiment described above, it is possible to realize a probe structure capable of finely controlling the amount of movement of the vertical probe unit 111 in the X direction, that is, the amount of scrub. For this reason, even when the vertical probe portion 111 is designed to have a relatively long beam length, the operation of the probe tip portion can be controlled with high accuracy according to the present invention.

(第2の実施形態)
次に本発明に係るプローブ構造体の第2の実施形態について、図5を参照して説明する。第2の実施形態は、図2乃至図4で説明した第1の実施形態に加え、複数の垂直プローブ部を水平梁にて接続したものである。以下にその構成及び動作を説明する。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the probe structure according to the present invention will be described with reference to FIG. In the second embodiment, in addition to the first embodiment described with reference to FIGS. 2 to 4, a plurality of vertical probe portions are connected by horizontal beams. The configuration and operation will be described below.

図5において、前記垂直プローブ部111の概略中央部を片端とし、前記本体部の一部(本実施例では導体ダミー部151)を他端として、水平方向に対して角度θ2を有する傾斜梁160を設ける。さらに、前記傾斜梁160と前記垂直プローブ部111との間、又は前記傾斜梁160と前記本体部150との間の銅合金箔を予め排除し、前記銅合金箔と概略等しい厚さを有する絶縁樹脂材を充填し硬化させて絶縁ダミー部161、162を設けることにより、前記傾斜梁160と前記垂直プローブ部111又は前記本体部150との間の機械的強度を保持しながら電気的絶縁性を確保する。  In FIG. 5, the inclined beam 160 having an angle θ2 with respect to the horizontal direction, with one side being a substantially central portion of the vertical probe portion 111 and a portion (conductor dummy portion 151 in this embodiment) of the main body portion being the other end. Is provided. Further, the copper alloy foil between the inclined beam 160 and the vertical probe part 111 or between the inclined beam 160 and the main body part 150 is excluded in advance, and the insulation has a thickness approximately equal to the copper alloy foil. By providing insulating dummy portions 161 and 162 by filling and curing a resin material, electrical insulation can be achieved while maintaining mechanical strength between the inclined beam 160 and the vertical probe portion 111 or the main body portion 150. Secure.

一方、第1のプローブ部110における垂直プローブ部111と第2のプローブ部120における垂直プローブ部121の概略中央部との間、及び、垂直プローブ部121と第3のプローブ部130における垂直プローブ部131の概略中央部との間を水平梁170及び180で接続する。前記水平梁170と前記垂直プローブ部111及び121との間、前記水平梁180と前記垂直プローブ部121及び131との間の銅合金箔を予め排除し、前記銅合金箔と概略等しい厚さを有する絶縁樹脂材を充填し硬化させて絶縁ダミー部171、172、及び181、182を設けることにより、前記水平梁170及び180と前記垂直プローブ部111、121、131との間の機械的強度を保持しながら電気的絶縁性を確保する。  On the other hand, between the vertical probe part 111 in the first probe part 110 and the approximate center part of the vertical probe part 121 in the second probe part 120, and in the vertical probe part 121 and the third probe part 130, the vertical probe part. A horizontal beam 170 and 180 are connected to a substantially central portion of 131. The copper alloy foil between the horizontal beam 170 and the vertical probe portions 111 and 121 and between the horizontal beam 180 and the vertical probe portions 121 and 131 is excluded in advance, and the thickness is approximately equal to the copper alloy foil. Insulating dummy parts 171, 172, 181 and 182 are provided by filling and curing the insulating resin material having mechanical strength between the horizontal beams 170 and 180 and the vertical probe parts 111, 121 and 131. Ensure electrical insulation while holding.

以上の構成における垂直プローブ動作を図6にて説明する。図6に示すように、前記垂直プローブ部111、121、131の先端部112、122、132がパッドと接触してバネ変形が生じ、前記垂直プローブ部111、121、131が相対的に−Z方向に移動するに伴い、前記傾斜梁160は、前記本体部150との接続部163を支点として時計方向に回転移動を生じる。このとき、前記傾斜梁160は予め角度θ2を有するため、回転移動に伴い前記垂直プローブとの接続ぶが+X方向に押され、その結果、垂直プローブ先端部113が

Figure 2014044189
ローブ部111に生じた+X方向の移動は、前記水平梁170により前記垂直プローブ121に伝達され、前記垂直プローブ先端部123
Figure 2014044189
より前記垂直プローブ131にも伝達され、前記垂直プローブ先端部
Figure 2014044189
The vertical probe operation in the above configuration will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 6, the tips 112, 122, 132 of the vertical probe portions 111, 121, 131 come into contact with the pads to cause spring deformation, and the vertical probe portions 111, 121, 131 are relatively -Z. As it moves in the direction, the inclined beam 160 rotates in the clockwise direction with the connection part 163 with the main body part 150 as a fulcrum. At this time, since the inclined beam 160 has an angle θ2 in advance, the connection with the vertical probe is pushed in the + X direction with the rotational movement.
Figure 2014044189
The movement in the + X direction generated in the lobe portion 111 is transmitted to the vertical probe 121 by the horizontal beam 170, and the vertical probe tip portion 123 is transmitted.
Figure 2014044189
Transmitted to the vertical probe 131, and the vertical probe tip.
Figure 2014044189

以上説明した実施形態の構成により、同一の樹脂フィルム上に複数のプローブを設けた場合において、全てのプローブに対して垂直プローブ先端部のX方向の移動量、すなわちスクラブ量を微細に制御可能なプローブ構造を実現することが可能となる。  With the configuration of the embodiment described above, when a plurality of probes are provided on the same resin film, the amount of movement in the X direction of the vertical probe tip, that is, the scrub amount can be finely controlled with respect to all probes. A probe structure can be realized.

(第3の実施形態)
次に本発明に係るプローブ構造体の第3の実施形態について、図7において説明する。図7において、200はプローブ組立体5の基本要素を成すプローブ構造体であり、垂直プローブ部211とバネ構造部212とで構成される第1のプローブ部210、垂直プローブ部221とバネ構造部222とで構成される第2のプローブ部220、垂直プローブ部231とバネ構造部232とで構成される第3のプローブ部230が、樹脂フィルム50上に配置されている。本実施例では、バネ構造部212、222、232が概略水平梁となっており、すなわちカンチレバー構造を成すものである。前記垂直プローブ部211、221、231の先端部213、223、233は、被検査LSIのパッドに接触するための微細加工が施されている。さらに、前記垂直プローブ部211の他端からは、導電部214を通じて配線基板3のパッド31に接続する接続端子215に接続されている。同様に、前記垂直プローブ部221の他端からは、導電部224を通じて接続端子225に接続され、前記垂直プローブ部231の他端からは、導電部234を通じて接続端子235に接続されている。前記垂直プローブ部211、221、231の先端部及び前記接続端子215、225、235の先端部のみが樹脂フィルム50の外にわずかに突出している。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment of the probe structure according to the present invention will be described with reference to FIG. In FIG. 7, reference numeral 200 denotes a probe structure that forms a basic element of the probe assembly 5. The first probe unit 210 includes a vertical probe unit 211 and a spring structure unit 212, a vertical probe unit 221, and a spring structure unit. The second probe unit 220 configured by 222, and the third probe unit 230 configured by the vertical probe unit 231 and the spring structure unit 232 are disposed on the resin film 50. In this embodiment, the spring structures 212, 222, and 232 are substantially horizontal beams, that is, they form a cantilever structure. The tip portions 213, 223, and 233 of the vertical probe portions 211, 221, and 231 are finely processed to come into contact with the pads of the LSI to be inspected. Further, the other end of the vertical probe portion 211 is connected to a connection terminal 215 connected to the pad 31 of the wiring board 3 through the conductive portion 214. Similarly, the other end of the vertical probe portion 221 is connected to the connection terminal 225 through the conductive portion 224, and the other end of the vertical probe portion 231 is connected to the connection terminal 235 through the conductive portion 234. Only the distal end portions of the vertical probe portions 211, 221, and 231 and the distal end portions of the connection terminals 215, 225, and 235 protrude slightly from the resin film 50.

一方、前記樹脂フィルム50上には、前記プローブ部210、220、230、前記導電部214、224、234及び前記接続端子215、225、235と電気的に分離した導体ダミー部251〜254が設置され、プローブ構造体200の機械的強度を保持している。前記プローブ部210、220、230、前記導電部214、224、234、前記接続端子215、225、235及び導体ダミー部251〜254は、樹脂フィルム50上に接着した銅合金箔(例えばBeCu箔)60をレーザ加工又はエッチング等にて微細加工することにより同時形成される。さらに、前記導電部214、224、234と前記導体ダミー部251〜254との間に、銅合金箔60と概略同一の厚さにて絶縁性樹脂(例えばポリイミド樹脂)を充填し熱硬化することにより、絶縁ダミー部255〜258を設け、これにより前記導電部と前記導体ダミー部間との電気的絶縁性を保持しながら強度を保つことが可能となる。以上の構成において、前記バネ構造によりプローブ動作を生じる前記プローブ部211、221、231以外の、変形を生じない部分を本体部250と称する。  On the other hand, conductor dummy portions 251 to 254 that are electrically separated from the probe portions 210, 220, 230, the conductive portions 214, 224, 234 and the connection terminals 215, 225, 235 are installed on the resin film 50. Thus, the mechanical strength of the probe structure 200 is maintained. The probe parts 210, 220, 230, the conductive parts 214, 224, 234, the connection terminals 215, 225, 235, and the conductor dummy parts 251 to 254 are copper alloy foil (for example, BeCu foil) bonded on the resin film 50. 60 are simultaneously formed by fine processing by laser processing or etching. Further, an insulating resin (for example, polyimide resin) is filled between the conductive portions 214, 224, and 234 and the conductor dummy portions 251 to 254 at approximately the same thickness as the copper alloy foil 60, and is thermally cured. Accordingly, it is possible to provide the insulating dummy portions 255 to 258, and thereby to maintain the strength while maintaining the electrical insulation between the conductive portion and the conductor dummy portion. In the above configuration, a portion that does not cause deformation other than the probe portions 211, 221, and 231 that cause a probe operation by the spring structure is referred to as a main body portion 250.

図7の例は、チップ1の1つの直線上にある複数のパッドと接触する複数のプローブ(本実施例では3個)を同一の樹脂フィルムに形成したプローブ構造体200を示す。図7において、前記垂直プローブ部211の概略中央部を片端とし、前記本体部の一部(本実施例では導体ダミー部251)を他端として、2つの平行な水平梁261、262を設ける。さらに、前記水平梁261、262と前記垂直プローブ部211との間、又は前記水平梁261、262と前記本体部250との間の銅合金箔を予め排除し、前記銅合金箔と概略等しい厚さを有する絶縁樹脂材を充填し硬化させて絶縁ダミー部263〜266を設けることにより、前記水平梁261、262と前記垂直プローブ部211又は前記本体部250との間の機械的強度を保持しながら電気的絶縁性を確保する。  The example of FIG. 7 shows a probe structure 200 in which a plurality of probes (three in this embodiment) that are in contact with a plurality of pads on one straight line of the chip 1 are formed on the same resin film. In FIG. 7, two parallel horizontal beams 261 and 262 are provided with a substantially central portion of the vertical probe portion 211 as one end and a part of the main body portion (conductor dummy portion 251 in this embodiment) as the other end. Further, the copper alloy foil between the horizontal beams 261 and 262 and the vertical probe portion 211 or between the horizontal beams 261 and 262 and the main body portion 250 is excluded in advance, and the thickness is approximately equal to the copper alloy foil. An insulating resin material having a thickness is filled and cured to provide insulating dummy portions 263 to 266, thereby maintaining the mechanical strength between the horizontal beams 261 and 262 and the vertical probe portion 211 or the main body portion 250. While ensuring electrical insulation.

一方、第1のプローブ部210における垂直プローブ部211と第2のプローブ部220における垂直プローブ部221の概略中央部との間、及び、垂直プローブ部221と第3のプローブ部230における垂直プローブ部231の概略中央部との間を同様に、2つの平行な水平梁271、272及び281、282で接続する。前記水平梁271、272と前記垂直プローブ部211及び221との間、前記水平梁281、282と前記垂直プローブ部221及び231との間の銅合金箔を予め排除し、前記銅合金箔と概略等しい厚さを有する絶縁樹脂材を充填し硬化させて絶縁ダミー部273〜276、及び283〜286を設けることにより、前記水平梁271、272及び281、282と前記垂直プローブ部211、221、231との間の機械的強度を保持しながら電気的絶縁性を確保する。  On the other hand, between the vertical probe portion 211 in the first probe portion 210 and the approximate center portion of the vertical probe portion 221 in the second probe portion 220 and the vertical probe portion in the vertical probe portion 221 and the third probe portion 230. Similarly, two parallel horizontal beams 271, 272, 281, and 282 are connected between the central portion of H.231. The copper alloy foil between the horizontal beams 271 and 272 and the vertical probe portions 211 and 221 and between the horizontal beams 281 and 282 and the vertical probe portions 221 and 231 is excluded in advance, and the copper alloy foil is roughly Insulating dummy parts 273 to 276 and 283 to 286 are provided by filling and curing an insulating resin material having an equal thickness, thereby providing the horizontal beams 271, 272 and 281, 282 and the vertical probe parts 211, 221, 231. Electrical insulation is ensured while maintaining the mechanical strength between the two.

以上の構成における垂直プローブ動作を図8及び図9を参照して説明する。図8(a)は、前記プローブ部210のカンチレバー構造としての動作を説明するものである。図8(a)において、長さL3を有する前記バネ構造部212の先端部に取り付けられた前記垂直プローブ部211は、半導体チップ等のパッド部の上面に対し垂直に対向しており、他端は前記導体部214の境界部に相当する支持部45に取り付けられて概略水平状態にある。次いで、検査のためにパッド部11を下降させるか支持部45を上昇させると垂直プローブ部211の先端部213とパッド部11の面が接触して−Z方向に荷重fが負荷し、長さL4のカンチレバーとして計算上約(1/3)×L4の位置を中心として回転し、それに伴い垂直プローブ部211の先端部2

Figure 2014044189
る。The vertical probe operation in the above configuration will be described with reference to FIGS. FIG. 8A illustrates the operation of the probe unit 210 as a cantilever structure. In FIG. 8A, the vertical probe portion 211 attached to the distal end portion of the spring structure portion 212 having a length L3 is perpendicularly opposed to the upper surface of a pad portion such as a semiconductor chip and the other end. Is attached to a support portion 45 corresponding to the boundary portion of the conductor portion 214 and is in a substantially horizontal state. Next, when the pad portion 11 is lowered or the support portion 45 is raised for inspection, the tip 213 of the vertical probe portion 211 and the surface of the pad portion 11 come into contact with each other, and a load f is applied in the −Z direction. As a cantilever of L4, it rotates about the position of about (1/3) × L4 in calculation, and the tip portion 2 of the vertical probe portion 211 is rotated accordingly.
Figure 2014044189
The

一方、図8(b)(c)に示すように、垂直プローブ部211の一部、2つの平行な水平梁261、262、及び本体部250における支持部46によってリンク構造が構成される。このリンク構造によれば、垂直プローブ部211に図8(a)と同じ垂直方向の接触荷重fが加わったとしても、リンク構造であるため垂直プローブ部211の

Figure 2014044189
(b)は、前記水平梁261、262が初期位置として水平であるときを示し、荷重fの負荷により、垂直プローブ部211のX方向移動
Figure 2014044189
61、262が予め水平方向に対し、反時計方向にθ3の角度を有した状態を初期位置としたもので、荷重fの負荷により、垂直プローブ
Figure 2014044189
期角度θ3の設定により、前記水平梁261、262によるリンク構造における垂直プローブ部211のX方向移動量を決定することができる。On the other hand, as shown in FIGS. 8B and 8C, a link structure is configured by a part of the vertical probe portion 211, the two parallel horizontal beams 261 and 262, and the support portion 46 in the main body portion 250. According to this link structure, even if a contact load f in the same vertical direction as that in FIG. 8A is applied to the vertical probe portion 211, the link probe structure 211
Figure 2014044189
(B) shows when the horizontal beams 261 and 262 are horizontal as an initial position, and the vertical probe unit 211 is moved in the X direction by the load f.
Figure 2014044189
61 and 262 are in the initial position in the state of having an angle of θ3 counterclockwise with respect to the horizontal direction.
Figure 2014044189
The amount of movement in the X direction of the vertical probe portion 211 in the link structure using the horizontal beams 261 and 262 can be determined by setting the initial angle θ3.

本実施例によるバネ構造は、図8(a)及び(b)(c)で説明した動作の合成体とみなすことができる。図9に示すように、前記垂直プローブ部211、221、231の先端部213、223、233がパッド11と接触してバネ変形が生じ、前記垂直プローブ部211、221、231が相対的に−Z方向に移動するに伴い、前記垂直プローブ211の先端部213の変位量は、前記バネ構造部212を水平梁とするカンチレバー動作に伴う回転動作と、2つの平行な前記水平梁261、262による平行バネ動作との合成変位となって+X方向

Figure 2014044189
に生じた変位量は、前記水平梁271、272により前記垂直プロー
Figure 2014044189
3の距離を微小移動する。同様に、前記水平梁281、282により前記垂直プローブ部231にも伝達され、前記垂直プローブ部231
Figure 2014044189
直プローブの変位量は、プローブ部210、220、230及び水平梁261、262、271、272、281、282の各梁長、梁幅、又は初期角度をパラメータとすることにより選択可能である。The spring structure according to this embodiment can be regarded as a composite of the operations described in FIGS. 8 (a), (b), and (c). As shown in FIG. 9, the tip portions 213, 223, 233 of the vertical probe portions 211, 221, 231 come into contact with the pad 11 to cause spring deformation, and the vertical probe portions 211, 221, 231 are relatively − Along with the movement in the Z direction, the amount of displacement of the tip portion 213 of the vertical probe 211 is caused by the rotation operation associated with the cantilever operation using the spring structure portion 212 as a horizontal beam and the two parallel horizontal beams 261 and 262. + X direction as a combined displacement with parallel spring action
Figure 2014044189
The amount of displacement generated in the vertical probe is caused by the horizontal beams 271 and 272.
Figure 2014044189
3 is moved minutely. Similarly, the vertical probe unit 231 is also transmitted to the vertical probe unit 231 by the horizontal beams 281 and 282.
Figure 2014044189
The displacement amount of the straight probe can be selected by using the beam lengths, beam widths, or initial angles of the probe units 210, 220, 230 and the horizontal beams 261, 262, 271, 272, 281, 282 as parameters.

さらに、前記垂直プローブ部211、221、231のX方向の動作をより正確に行うために、前記垂直プローブ部211と前記バネ構造部212、前記垂直プローブ部221と前記バネ構造部222、前記垂直プローブ部231と前記バネ構造部232の各間に、微小バネ構造部216、226、236を設けた。図10にその微小バネ構造による動作を説明する。前記微小バネ部216は、Z方向に比較的バネ定数が大きく、X方向に比較的バネ定数の小さいバネ構造を有するものとする。このため、前記バネ構造部212から前記垂直プローブ部211への力の伝達は実施されるため、前記バネ構造部212はカンチレバーとしてのバネ機能を有する。一方、荷重fの負荷に伴い前記垂直プローブ部211が−Z方向に移動するが、前記微小バネ構造部216のX方向バネ定数が比較的小さいため、前記バネ構造部212の前記垂直プローブ部211接続部近傍端面は、前記垂直プローブ

Figure 2014044189
り、前記バネ構造部212による応力の影響を小さくできる。したがって、前記垂直プローブ部211の変形が小さくなり、水平方向の移動がより正確に実施することが可能となる。Further, in order to more accurately perform the movement of the vertical probe portions 211, 221, and 231 in the X direction, the vertical probe portion 211 and the spring structure portion 212, the vertical probe portion 221 and the spring structure portion 222, the vertical Minute spring structure portions 216, 226, and 236 are provided between the probe portion 231 and the spring structure portion 232. FIG. 10 illustrates the operation of the micro spring structure. The micro spring portion 216 has a spring structure having a relatively large spring constant in the Z direction and a relatively small spring constant in the X direction. For this reason, since the force is transmitted from the spring structure 212 to the vertical probe 211, the spring structure 212 has a spring function as a cantilever. On the other hand, the vertical probe portion 211 moves in the −Z direction according to the load f. However, since the X-direction spring constant of the minute spring structure portion 216 is relatively small, the vertical probe portion 211 of the spring structure portion 212. The end face near the connection part is the vertical probe
Figure 2014044189
Thus, the influence of stress by the spring structure 212 can be reduced. Therefore, the deformation of the vertical probe unit 211 is reduced, and the horizontal movement can be performed more accurately.

以上説明した実施例の構成により、同一の樹脂フィルム上に複数のプローブを設けた場合において、全てのプローブに対して垂直プローブ部先端のX方向位置及び移動量(すなわちスクラブ量)を微細に制御可能なプローブ構造を実現することが可能となる。また、バネ構造部をカンチレバー構造とすることにより、垂直プローブ先端部のX方向ピッチをより小さく設定することが可能となる。  With the configuration of the embodiment described above, when a plurality of probes are provided on the same resin film, the X-direction position and the amount of movement (that is, the scrub amount) of the tip of the vertical probe portion are finely controlled for all probes. A possible probe structure can be realized. Moreover, by making the spring structure part a cantilever structure, the X-direction pitch of the vertical probe tip part can be set smaller.

(第4の実施形態)
次に本発明に係るプローブ構造体の第4の実施形態について、図11乃至図14を参照して説明する。図11は本発明の第4の実施形態に係るプローブ組立体及びプローブカード(配線基板までを含めた構成を表す)の基本構造を正面側から見た斜視図である。図12は本発明の第4の実施形態に係るプローブ組立体及びプローブカードの基本構造の正面図である。この第4の実施形態に係るプローブ組立体の構成は基本的には図1に示された第1の実施形態に係るプローブ組立体5とほぼ同じ構成を有している。第1の実施形態に係るプローブ組立体5と異なる点は、プローブ部の弾性変形部(バネ構造部)が傾斜直線状の梁構造を有している点、配線基板がプローブ組立体の側方位置(左右位置)に配置され、プローブ側の配線基板接続端子が略水平方向外側に延びている(垂直プローブに対して概略直角方向に配置されている)点、及び複数のプローブ構造体を組み立ててプローブ組立体を構成するための支持棒が取り付けられている点である。
(Fourth embodiment)
Next, a fourth embodiment of the probe structure according to the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 11 is a perspective view of a basic structure of a probe assembly and a probe card (representing a configuration including the wiring board) according to the fourth embodiment of the present invention as seen from the front side. FIG. 12 is a front view of a basic structure of a probe assembly and a probe card according to the fourth embodiment of the present invention. The configuration of the probe assembly according to the fourth embodiment is basically the same as that of the probe assembly 5 according to the first embodiment shown in FIG. The difference from the probe assembly 5 according to the first embodiment is that the elastic deformation portion (spring structure portion) of the probe portion has an inclined linear beam structure, and the wiring board is located on the side of the probe assembly. Assembling a plurality of probe structures, which are arranged at positions (left and right positions), the wiring board connection terminals on the probe side extend substantially outward in the horizontal direction (arranged at a substantially right angle to the vertical probe) The support rod for constituting the probe assembly is attached.

すなわち、図11において、300はプローブ組立体301の基本要素を成すプローブ構造体の1つを示す。このプローブ構造体300は樹脂フィルム302を基材として全体としては板状構造を有し、その面上に第1のプローブ部310、第2のプローブ部320、及び同様の構造を持つその他の複数のプローブ部330、340、・・・(この実施形態では合計7個のプローブ部)が配置されている。第1のプローブ部310は、垂直方向に延びる垂直プローブ部311と、垂直プローブ部311の基端部から板面の外側下方へ傾斜して延びるバネ構造部312と、バネ構造部312の末端から垂直方向下方に延びるとともに、さらにプローブ構造体300の板面の外側へ向けて略水平方向に延びる導電部314と、導電部314の先端に設けられて同じく略水平方向に延びる接続端子315とにより構成される。第2のプローブ部320は、第1のプローブ部310と同様の構造を有し、垂直方向に延びる垂直プローブ部321と、垂直プローブ部321の基端部から板面の外側下方へ傾斜して延びるバネ構造部322と、バネ構造部322の末端から垂直方向下方に延びるとともに、さらにプローブ構造体300の板面の外側へ向けて略水平方向に延びる導電部324と、導電部324の先端に設けられて同じく略水平方向に延びる接続端子325とにより構成される。  That is, in FIG. 11, reference numeral 300 denotes one of the probe structures constituting the basic element of the probe assembly 301. The probe structure 300 has a plate-like structure as a whole with the resin film 302 as a base material, and the first probe section 310, the second probe section 320, and other plural structures having the same structure on the surface thereof. .. (In this embodiment, a total of seven probe parts) are arranged. The first probe section 310 includes a vertical probe section 311 extending in the vertical direction, a spring structure section 312 extending from the base end section of the vertical probe section 311 so as to be inclined downward and outward from the plate surface, and a distal end of the spring structure section 312. A conductive portion 314 that extends downward in the vertical direction and extends in the substantially horizontal direction toward the outside of the plate surface of the probe structure 300, and a connection terminal 315 that is provided at the tip of the conductive portion 314 and extends in the substantially horizontal direction. Composed. The second probe unit 320 has a structure similar to that of the first probe unit 310, and is inclined vertically downward from the base end portion of the vertical probe unit 321 and the vertical probe unit 321 to the plate surface. A spring structure portion 322 that extends, a conductive portion 324 that extends vertically downward from the end of the spring structure portion 322, and that extends in a substantially horizontal direction toward the outside of the plate surface of the probe structure 300, and a tip of the conductive portion 324 The connection terminal 325 is provided and extends substantially in the horizontal direction.

プローブ構造体300全体から見て、第2のプローブ部320の垂直プローブ部321は第1のプローブ部310の垂直プローブ部311よりも中心側に配置され、そのため、第2のプローブ部320のバネ構造部322は第1のプローブ部310のバネ構造部312よりも下側に配置されている。また、第2のプローブ部320の導電部324の垂直方向延在部は第1のプローブ部310の導電部314の垂直方向延在部よりも中心側に配置されるとともに、上記第1のプローブ部310の導電部314の垂直方向延在部よりも下方レベルまで延びて形成され、第2のプローブ部320の導電部324の水平方向延在部は第1のプローブ部310の導電部314の水平方向延在部よりも下側に配置され、これにより、第2のプローブ部320の接続端子325は第1のプローブ部310の接続端子315よりも下側に配置されている。2つのプローブ部310、320を上述のような配置関係に成形することにより、同一の面上に複数のプローブ部を構造的及び電気的に干渉することなく配置している。  When viewed from the whole probe structure 300, the vertical probe portion 321 of the second probe portion 320 is disposed closer to the center side than the vertical probe portion 311 of the first probe portion 310, so that the spring of the second probe portion 320 is arranged. The structure portion 322 is disposed below the spring structure portion 312 of the first probe portion 310. In addition, the vertically extending portion of the conductive portion 324 of the second probe portion 320 is disposed closer to the center side than the vertically extending portion of the conductive portion 314 of the first probe portion 310, and the first probe The horizontal extension of the conductive portion 324 of the second probe unit 320 is formed to extend to a lower level than the vertical extension of the conductive unit 314 of the portion 310, and the conductive portion 314 of the first probe unit 310 has a horizontal extension. The connection terminal 325 of the 2nd probe part 320 is arrange | positioned below the connection terminal 315 of the 1st probe part 310 by this below the horizontal direction extension part. By forming the two probe parts 310 and 320 into the above-described arrangement relationship, a plurality of probe parts are arranged on the same surface without structural and electrical interference.

プローブ部330、340もまた上記プローブ部310,320と同様の構成を持ち、プローブ部330は、垂直プローブ部331、バネ構造部332、導電部316、接続端子317を有する一方、プローブ部340は、垂直プローブ部341、バネ構造部342、導電部326、接続端子327を有する。またプローブ330とプローブ部340の配置関係についても、上記プローブ310とプローブ部320の配置関係と同様に設定されている。これにより、1つのプローブ構造体300については、接続端子315,325、・・・と接続端子317,327、・・・との間に見られるように、複数の接続端子が同一平面上に概略左右均等に配置されている構成となっている。プローブ組立体301は、上述したような構成を有する複数のプローブ構造体300が所定の隙間を開けて前後方向、すなわち、XY直交座標系のY方向に積層状に重ね合されて成る。  The probe units 330 and 340 also have the same configuration as the probe units 310 and 320. The probe unit 330 includes a vertical probe unit 331, a spring structure unit 332, a conductive unit 316, and a connection terminal 317, while the probe unit 340 includes , A vertical probe portion 341, a spring structure portion 342, a conductive portion 326, and a connection terminal 327. The arrangement relationship between the probe 330 and the probe unit 340 is set in the same manner as the arrangement relationship between the probe 310 and the probe unit 320. Thereby, about one probe structure 300, a plurality of connecting terminals are roughly on the same plane as seen between connecting terminals 315, 325,... And connecting terminals 317, 327,. It is the structure arrange | positioned equally right and left. The probe assembly 301 is formed by stacking a plurality of probe structures 300 having the above-described configuration in a stacked manner in the front-rear direction, that is, the Y direction of the XY orthogonal coordinate system with a predetermined gap.

プローブ組立体301の左右両側には複数の配線基板が、所定の隙間を開けて上下方向、すなわち、XY直交座標系のZ方向に積層状に重ねられた状態で配置されている。図11において、プローブ組立体301の左側には配線基板360、370、・・・(この実施形態では4個の配線基板)が配置される一方、プローブ組立体301の右側には配線基板380、390、・・・(この実施形態では4個の配線基板)が配置されている。この実施形態において、配線基板360,370,380,390、・・・には、フレキシブルフラットケーブルが用いられ、その表裏片面または両面には導電性の配線パターン304、306が形成されているとともに、これらの配線パターン304、306の先端には接続ランドすなわち、パッド305、307が形成されている。より具体的に説明すると、配線基板360,370,380,390、・・・の上面(表面)には、配線パターン304が形成され、この配線パターン304の先端には接続ランドであるパッド305が形成されている。また、配線基板360,370,380,390、・・・の下面(裏面)には、配線パターン306が形成され、この配線パターン306の先端には接続ランドであるパッド307が形成されている。配線基板360,370,380,390、・・・には、上記フレキシブルフラットケーブル以外の、例えばプラスチックボード基板が用いられてもよい。なお、隣接した配線基板360,370,380,390、・・・同士の間には、両基板の間隔を一定に保つためのスペーサ348が設けられている。  On both the left and right sides of the probe assembly 301, a plurality of wiring boards are arranged in a stacked manner in the vertical direction with a predetermined gap, that is, in the Z direction of the XY orthogonal coordinate system. In FIG. 11, wiring boards 360, 370,... (Four wiring boards in this embodiment) are arranged on the left side of the probe assembly 301, while wiring boards 380,. 390... (Four wiring boards in this embodiment) are arranged. In this embodiment, a flexible flat cable is used for the wiring boards 360, 370, 380, 390,..., And conductive wiring patterns 304 and 306 are formed on one or both sides of the front and back. Connection lands, that is, pads 305 and 307 are formed at the tips of these wiring patterns 304 and 306. More specifically, a wiring pattern 304 is formed on the upper surface (front surface) of the wiring substrates 360, 370, 380, 390,..., And a pad 305 that is a connection land is formed at the tip of the wiring pattern 304. Is formed. Further, a wiring pattern 306 is formed on the lower surface (back surface) of the wiring boards 360, 370, 380, 390,..., And a pad 307 serving as a connection land is formed at the tip of the wiring pattern 306. For the wiring boards 360, 370, 380, 390,..., For example, a plastic board board other than the flexible flat cable may be used. A spacer 348 is provided between the adjacent wiring boards 360, 370, 380, 390,... For keeping the distance between the boards constant.

また、プローブ組立体301の正面ほぼ中央部分には支持棒303が、積層状に重ね合された複数のプローブ構造体300を貫通して取り付けられている。この支持棒303は複数のプローブ構造体300の配置関係を規定するためのものである。  A support bar 303 is attached to a substantially central portion of the front surface of the probe assembly 301 so as to penetrate through the plurality of probe structures 300 stacked in a stacked manner. The support bar 303 is for defining the arrangement relationship of the plurality of probe structures 300.

前記垂直プローブ部311、321の先端部313、323は、被検査LSIチップ350のパッド351に接触するための微細加工が施されている。また、プローブ部310についてみると、前記バネ構造部312の他端からは、導電部314が延びて配線基板360のパッド305に接続する接続端子315に到達している。同様に、プローブ部320についてみると、前記垂直プローブ部321の他端からは、導電部324が延びて配線基板370のパッド305に接続する接続端子325に到達している。他のプローブ部330、340についても同様である。前記垂直プローブ部311、321の先端部及び前記接続端子315、325の先端部のみが樹脂フィルム302の辺部外にわずかに突出している。なお、第4の実施形態においては、垂直プローブ部311、321の先端部は上方へ突出している一方、接続端子315、325の先端部は樹脂フィルム302の辺部から左方向へ突出している。また、配線基板380,390のパッド305に接続するプローブ部330,340の接続端子316,326の先端部は樹脂フィルム302の辺部から右方向へ突出している。したがって、この第4の実施形態では、プローブ側の配線基板接続端子が略水平方向外側に延びている(垂直プローブ部311、321に対して概略直角方向に延びて配置されている)構成が実現されている。また、接続端子315、325の先端部は弾性変形可能に成形され、弾性力により配線基板380,390のパッド305に接触するようになっている。  The tip portions 313 and 323 of the vertical probe portions 311 and 321 are finely processed to come into contact with the pads 351 of the LSI chip 350 to be inspected. Further, regarding the probe portion 310, the conductive portion 314 extends from the other end of the spring structure portion 312 to reach the connection terminal 315 connected to the pad 305 of the wiring board 360. Similarly, regarding the probe part 320, the conductive part 324 extends from the other end of the vertical probe part 321 to reach a connection terminal 325 connected to the pad 305 of the wiring board 370. The same applies to the other probe units 330 and 340. Only the distal end portions of the vertical probe portions 311 and 321 and the distal end portions of the connection terminals 315 and 325 slightly protrude outside the side portions of the resin film 302. In the fourth embodiment, the tip portions of the vertical probe portions 311 and 321 protrude upward, while the tip portions of the connection terminals 315 and 325 protrude leftward from the side portions of the resin film 302. Further, the tip ends of the connection terminals 316 and 326 of the probe portions 330 and 340 connected to the pads 305 of the wiring boards 380 and 390 protrude from the side portions of the resin film 302 to the right. Therefore, in the fourth embodiment, a configuration is realized in which the wiring board connection terminal on the probe side extends substantially outward in the horizontal direction (arranged so as to extend substantially perpendicular to the vertical probe portions 311 and 321). Has been. Further, the tip ends of the connection terminals 315 and 325 are formed so as to be elastically deformable, and come into contact with the pads 305 of the wiring boards 380 and 390 by elastic force.

一方、前記樹脂フィルム302上には、前記プローブ部310、320、・・・、前記導電部314、324、・・・、及び前記接続端子315、325、・・・と電気的に分離した導体ダミー部352,353及び絶縁ダミー部354,355が設置され、プローブ構造体300の機械的強度を保持している。前記プローブ部310、320、・・・、前記導電部314、324、・・・、前記接続端子315、325、・・・及び導体ダミー部352,353及び絶縁ダミー部354,355は、樹脂フィルム302の面上に接着、或いは蒸着などの方法で設けられた金属箔、例えば銅合金箔(一例としてはBeCu箔など)60をレーザ加工又はエッチング等にて微細加工することによりプローブ部310、320、・・・、などと同時形成される。さらに、前記導電部314、324、・・・、と前記絶縁ダミー部354,355との間に、銅合金箔と概略同一の厚さにて絶縁性樹脂(例えばポリイミド樹脂)を充填し熱硬化することにより、絶縁ダミー部354,355を設け、これにより前記導電部と前記導体ダミー部間との電気的絶縁性を保持しながら機械的強度を保つことが可能となる。
以上の構成において、前記バネ構造によりプローブ動作を生じる前記プローブ部310、320、・・・以外の、変形を生じない本体部358が形成される。なお、上記金属箔としては、銅(合金ではない)箔、アルミ箔、金箔、銀箔等も用いることが可能である。
On the other hand, on the resin film 302, the conductors electrically separated from the probe parts 310, 320,..., The conductive parts 314, 324,. Dummy portions 352 and 353 and insulating dummy portions 354 and 355 are installed to maintain the mechanical strength of the probe structure 300. The probe parts 310, 320, ..., the conductive parts 314, 324, ..., the connection terminals 315, 325, ..., the conductor dummy parts 352, 353, and the insulating dummy parts 354, 355 are resin films. Probe portions 310 and 320 are obtained by finely processing a metal foil, such as a copper alloy foil (for example, BeCu foil) 60, which is provided on the surface 302 by a method such as adhesion or vapor deposition, by laser processing or etching. ,... Further, between the conductive portions 314, 324,... And the insulating dummy portions 354, 355, an insulating resin (for example, polyimide resin) is filled with approximately the same thickness as the copper alloy foil, and thermosetting is performed. In this way, the insulating dummy portions 354 and 355 are provided, which makes it possible to maintain mechanical strength while maintaining electrical insulation between the conductive portion and the conductor dummy portion.
In the above configuration, the main body portion 358 that does not cause deformation other than the probe portions 310, 320,... In addition, as said metal foil, copper (not alloy) foil, aluminum foil, gold foil, silver foil, etc. can be used.

さらに、この第4の実施形態においても、上述した第2の実施形態と同様、複数の垂直プローブ部311,321、・・・を水平梁345、349、・・・にて接続して成る。すなわち、図11、図12において、前記垂直プローブ部311の概略中央部を片端とし、前記本体部358の一部(本実施例では導体ダミー部352)を他端として、水平方向に対して水平梁345を設ける。この梁345は角度θ2(ごく小さな角度である)を有する傾斜梁であってもよい。さらに、前記水平梁345と前記垂直プローブ部311との間、又は前記水平梁345と前記本体部358との間の銅合金箔を予め排除し、前記銅合金箔と概略等しい厚さを有する絶縁樹脂材を充填し硬化させて絶縁ダミー部346、347を設けることにより、前記水平梁345と前記垂直プローブ部311又は前記本体部358との間の機械的強度を保持しながら電気的絶縁性を確保する。この水平梁345の機能は第2の実施形態において説明した傾斜梁と同じである。  Further, in the fourth embodiment, a plurality of vertical probe portions 311, 321,... Are connected by horizontal beams 345, 349,. That is, in FIG. 11 and FIG. 12, the horizontal central portion of the vertical probe portion 311 is one end, and a part (conductor dummy portion 352 in this embodiment) of the main body portion 358 is the other end. A beam 345 is provided. The beam 345 may be an inclined beam having an angle θ2 (which is a very small angle). Further, the copper alloy foil between the horizontal beam 345 and the vertical probe portion 311 or between the horizontal beam 345 and the main body portion 358 is excluded in advance, and the insulation has a thickness substantially equal to the copper alloy foil. By providing the insulating dummy portions 346 and 347 by filling and curing the resin material, electrical insulation is maintained while maintaining the mechanical strength between the horizontal beam 345 and the vertical probe portion 311 or the main body portion 358. Secure. The function of the horizontal beam 345 is the same as that of the inclined beam described in the second embodiment.

次に、この第4の実施形態の動作について説明する。図11及び図12の事例では、プローブ構造体300の左側に位置するプローブ部310、320、・・・の1つの接続端子(例えば315)はこれに対応する最上段の配線基板360の上面に設置された接続ランドすなわちパッド305と接続し、他の接続端子(例えば325)はこれに対応する2段目の配線基板370の上面に設置された接続ランドすなわちパッド305と接続している。また、その他の接続端子(3段目、4段目)も同様に、それぞれ対応する配線基板(3段目、4段目)の上面に設置された接続ランドすなわちパッド305と接続しているというように、すべての接続端子315、325、・・・は対応する配線基板360、370、・・・の上面に設置された接続ランドすなわちパッド305と接続している。他方、プローブ構造体300の右側に位置するプローブ部330、340、・・・の接続端子317、327、・・・について見ると、1つの接続端子(例えば317)はこれに対応する最上段の配線基板380の下面に設置された接続ランドすなわちパッド307と接続し、他の接続端子(例えば327)はこれに対応する2段目の配線基板390の下面に設置された接続ランドすなわちパッド307と接続している。また、その他の接続端子(3段目、4段目)も同様に、それぞれ対応する配線基板(3段目、4段目)の下面に設置された接続ランドすなわちパッド307と接続しているというように、すべての接続端子317、327、・・・は対応する配線基板380、390、・・・の下面に設置された接続ランドすなわちパッド307と接続している。このように、配線基板360,370,380,390、・・・に対して、接続端子315,325,317,327、・・・の接触面を変えて種々の信号を出力することができる。  Next, the operation of the fourth embodiment will be described. 11 and FIG. 12, one connection terminal (for example, 315) of the probe portions 310, 320,... Located on the left side of the probe structure 300 is provided on the upper surface of the corresponding uppermost wiring board 360. The connection land or pad 305 installed is connected, and the other connection terminals (for example, 325) are connected to the connection land or pad 305 installed on the upper surface of the corresponding second-stage wiring board 370. Similarly, the other connection terminals (third and fourth stages) are also connected to connection lands or pads 305 installed on the upper surfaces of the corresponding wiring boards (third and fourth stages), respectively. As described above, all the connection terminals 315, 325,... Are connected to connection lands, that is, pads 305 installed on the upper surfaces of the corresponding wiring boards 360, 370,. On the other hand, when viewing the connection terminals 317, 327,... Of the probe units 330, 340,... Located on the right side of the probe structure 300, one connection terminal (for example, 317) is the uppermost corresponding one. The connection lands or pads 307 installed on the lower surface of the wiring board 380 are connected, and the other connection terminals (for example, 327) are connected to the connection lands or pads 307 installed on the lower surface of the corresponding second-stage wiring board 390. Connected. Similarly, the other connection terminals (third and fourth stages) are also connected to connection lands or pads 307 installed on the lower surfaces of the corresponding wiring boards (third and fourth stages). As described above, all the connection terminals 317, 327,... Are connected to connection lands, that is, pads 307 installed on the lower surfaces of the corresponding wiring boards 380, 390,. As described above, various signals can be output to the wiring boards 360, 370, 380, 390,... By changing the contact surfaces of the connection terminals 315, 325, 317, 327,.

図13は上述の信号出力のし方とは異なった事例を示す図である。この事例では、第1のプローブ集合体の1つの接続端子(例えば315)はこれに対応する配線基板360の上面に設置された接続ランドすなわちパッド305と接続し、上記第1のプローブ集合体に近接した第2のプローブ集合体の1つの接続端子(例えば328)は同一の配線基板360の下面に設置された接続ランドすなわちパッド307と接続するようになっている。この場合、上記第1のプローブ集合体とは例えばプローブ構造体300に設けられたプローブ集合体であり、また第2のプローブ集合体とはプローブ構造体300の隣に位置する別のプローブ構造体(例えば図11中符号300aで示される)に設けられたプローブ集合体を指す。そして、接続端子315及び328はやじり構造に成形されており、且つ接続端子315のやじり部分(下方に突き出ている)と、接続端子328のやじり部分(上方に突き出ている)との間の寸法Hは、配線基板360の厚さ寸法Dよりも幾分小さく設定されている。したがって、配線基板360を図13(a)に示す状態から矢印Sで示す方向へ移動させると、接続端子315及び328は、図13(b)に示されるようにたわみ変形(弾性変形)しながら配線基板360を受け入れてパッド305及び307に接続し、その上下方向(Z方向)に作用する弾性力により結合保持される。なお、接続端子315、328及び配線基板360は平面方向(XY方向)には拘束されていないように構成、設定されている。このため、配線基板と端子との接続が簡易なものとなる。  FIG. 13 is a diagram showing an example different from the signal output method described above. In this case, one connection terminal (for example, 315) of the first probe assembly is connected to a corresponding connection land or pad 305 installed on the upper surface of the wiring board 360 corresponding thereto, and the first probe assembly is connected to the first probe assembly. One connection terminal (for example, 328) of the adjacent second probe assembly is connected to a connection land or pad 307 installed on the lower surface of the same wiring board 360. In this case, the first probe assembly is, for example, a probe assembly provided in the probe structure 300, and the second probe assembly is another probe structure located next to the probe structure 300. The probe assembly provided in (for example, indicated by reference numeral 300a in FIG. 11). The connection terminals 315 and 328 are formed in a twist structure, and a dimension between a twist portion (projecting downward) of the connection terminal 315 and a twist portion (protruding upward) of the connection terminal 328. H is set somewhat smaller than the thickness dimension D of the wiring board 360. Therefore, when the wiring board 360 is moved in the direction indicated by the arrow S from the state shown in FIG. 13A, the connection terminals 315 and 328 are deformed (elastically deformed) as shown in FIG. 13B. The wiring board 360 is received and connected to the pads 305 and 307 and bonded and held by the elastic force acting in the vertical direction (Z direction). The connection terminals 315 and 328 and the wiring board 360 are configured and set so as not to be constrained in the plane direction (XY direction). For this reason, the connection between the wiring board and the terminal is simplified.

図14はさらに別の接続端子と配線基板との接続態様を示す部分平面図である。この事例では、プローブ構造体300に設けられた第1のプローブ集合体からは接続端子318が延びており、プローブ構造体300aに設けられた第2のプローブ集合体からは接続端子319が延びている。接続端子318及び319の先端は棒状に成形される一方、配線基板360側には接続ランドとして結合凹部329が形成されている。そして、接続端子318及び319の棒状の先端は配線基板360の結合凹部329に嵌入されて結合され、電気的接続を実現するようになっている。なお、この結合部分は着脱自在にされていてもよいし、或いはハンダ付けなどにより固定結合されてもよい。  FIG. 14 is a partial plan view showing a connection mode between another connection terminal and a wiring board. In this example, the connection terminal 318 extends from the first probe assembly provided in the probe structure 300, and the connection terminal 319 extends from the second probe assembly provided in the probe structure 300a. Yes. The tips of the connection terminals 318 and 319 are formed in a rod shape, and a coupling recess 329 is formed as a connection land on the wiring board 360 side. Then, the rod-shaped tips of the connection terminals 318 and 319 are fitted into and coupled to the coupling recess 329 of the wiring board 360 to realize electrical connection. In addition, this coupling | bond part may be made detachable or may be fixedly coupled by soldering or the like.

本発明のプローブ構造体により、X方向におけるプローブ先端位置及び先端動作のより高精度な制御が可能となるため、今後ますます多ピン化・狭ピッチ化されるロジックLSIやLCDドライバLSI等の格子状配列パッドや複雑な周辺配列パッド等の検査に対応したプローブ組立体において、確実なプローブ接触を実現できるプローブカードを提供するものであり、半導体産業の発展に大きく寄与できるものである。  The probe structure of the present invention enables more accurate control of the probe tip position and tip movement in the X direction, so that in the future, logic LSIs, LCD driver LSIs, and the like that will be increasingly multi-pin and narrow pitched. The present invention provides a probe card that can realize a reliable probe contact in a probe assembly corresponding to the inspection of a rectangular array pad or a complicated peripheral array pad, and can greatly contribute to the development of the semiconductor industry.

また、本発明のプローブカードは、主として前記端子が前記垂直プローブに対して概略直角方向に配置する手段を有しているため、パターン長のバラツキを小さくすることが可能であり、これにより基板との接続に要する領域を小さくすることができ、かつ、高周波信号における遅延等が生じにくくなるため、高密度で高周波特性の優れたプローブカードであるという利点がある。  Further, since the probe card of the present invention mainly has means for arranging the terminals in a direction substantially perpendicular to the vertical probe, it is possible to reduce variation in pattern length, thereby The area required for the connection can be reduced, and a delay or the like in the high-frequency signal is less likely to occur. Therefore, there is an advantage that the probe card has high density and excellent high-frequency characteristics.

1 チップ
3 配線基板
5 プローブ組立体
11 パッド
20 プローブガイド板
21 プローブガイド穴
31 パッド
41 湾曲部
42 第2のアーム部
43 第1のアーム部
44 支持部
50 樹脂フィルム
60 銅合金箔
100、101〜100+n、200 プローブ構造体
110、120、130、210、220、230 プローブ部
111、121、131、211、221、231 垂直プローブ部
112、122、132、212、222、232 バネ構造部
113、123、133、213、223、233 プローブ先端部
114,124,134、214,224,234 導電部
115,125,135、215,225,235 接続端子
216,226,236 微小バネ構造部
140、160 傾斜梁
141,142、161,162 絶縁ダミー部
143、163 接続部
150、250 本体部
151〜154、251〜254 導体ダミー部
155〜158、255〜258 絶縁ダミー部
170,180 水平梁
261、262、271、272、281、282 水平梁
171,172,181,182 絶縁ダミー部
263〜266、273〜276、283〜286 絶縁ダミー部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Chip 3 Wiring board 5 Probe assembly 11 Pad 20 Probe guide board 21 Probe guide hole 31 Pad 41 Curved part 42 2nd arm part 43 1st arm part 44 Support part 50 Resin film 60 Copper alloy foil 100, 101- 100 + n, 200 Probe structure 110, 120, 130, 210, 220, 230 Probe part 111, 121, 131, 211, 221, 231 Vertical probe part 112, 122, 132, 212, 222, 232 Spring structure part 113, 123 133, 213, 223, 233 Probe tip 114, 124, 134, 214, 224, 234 Conductive part 115, 125, 135, 215, 225, 235 Connection terminal 216, 226, 236 Micro spring structure 140, 160 Inclined Beams 141, 142, 61,162 Insulation dummy part 143,163 Connection part 150,250 Body part 151-154,251-254 Conductor dummy part 155-158,255-258 Insulation dummy part 170,180 Horizontal beam 261,262,271,272,281 , 282 Horizontal beam 171,172,181,182 Insulating dummy part 263-266, 273-276, 283-286 Insulating dummy part

Claims (18)

金属箔が接着された樹脂フィルムを使用し前記金属箔を微細加工して、樹脂フィルム上にバネ構造部と前記バネ構造部の片端から垂直方向に延長した垂直プローブ部を含むプローブ部と、前記バネ構造部の他端と接続した導電部及び前記電導部と電気的に絶縁された導体ダミー部又は絶縁ダミー部を含む本体部とで形成されたプローブ構造体において、
前記垂直プローブ部の概略中央部を片端とし、前記本体部の一部を他端として、水平方向に対して任意の角度を有する傾斜梁を有することを特徴とするプローブ。
Fine processing the metal foil using a resin film to which a metal foil is bonded, a probe part including a spring structure part on the resin film and a vertical probe part extending vertically from one end of the spring structure part, and In a probe structure formed by a conductive part connected to the other end of the spring structure part and a main body part including a conductor dummy part or an insulating dummy part electrically insulated from the conductive part,
A probe having an inclined beam having an arbitrary angle with respect to a horizontal direction, with a substantially central portion of the vertical probe portion as one end and a part of the main body portion as the other end.
前記傾斜粱と前記垂直プローブ部との間、又は前記傾斜梁と前記本体部との間の少なくとも1箇所が、前記金属箔と概略同一の厚さを有する絶縁物を介して接続されていることを特徴とする請求項1記載のプローブ。  At least one location between the inclined rod and the vertical probe portion or between the inclined beam and the main body portion is connected via an insulator having substantially the same thickness as the metal foil. The probe according to claim 1. 前記プローブ部と前記導電部の組を1つの樹脂フィルム上に2つ以上配置し、
第1の垂直プローブ部の概略中央部を片端とし、前記本体部の一部を他端として、水平方向に対して任意の角度を有する1つ又は複数の傾斜梁を有し、かつ、第nの垂直プローブ部と第n+1の垂直プローブ部の概略中央部との間を1つ又は複数の水平梁で接続したことを特徴とする請求項1記載のプローブ。
Two or more sets of the probe part and the conductive part are arranged on one resin film,
One or more inclined beams having an arbitrary angle with respect to the horizontal direction, with the substantially central portion of the first vertical probe portion as one end and a part of the main body portion as the other end, and the nth 2. The probe according to claim 1, wherein one or a plurality of horizontal beams are connected between the vertical probe portion and the substantially central portion of the (n + 1) th vertical probe portion.
前記傾斜梁と前記第1の垂直プローブ部との間、又は前記傾斜梁と前記本体部との間の少なくとも1箇所が、前記金属箔と概略同一の厚さを有する絶縁物を介して接続されていることを特徴とする請求項3記載のプローブ。  At least one location between the inclined beam and the first vertical probe portion or between the inclined beam and the main body portion is connected via an insulator having substantially the same thickness as the metal foil. The probe according to claim 3, wherein 前記第nの垂直プローブ部と前記第n+1の垂直プローブとの間を接続する前記水平梁の一部又は全部が、前記金属箔と概略同一の厚さを有する絶縁物であることを特徴とする請求項3又は4に記載のプローブ。  A part or all of the horizontal beam connecting between the nth vertical probe portion and the (n + 1) th vertical probe is an insulator having substantially the same thickness as the metal foil. The probe according to claim 3 or 4. 前記バネ構造部が概略水平梁であり、前記垂直プローブ部とカンチレバー構造を構成することを特徴とする請求項1又は3に記載のプローブ。  The probe according to claim 1 or 3, wherein the spring structure portion is a substantially horizontal beam and forms a cantilever structure with the vertical probe portion. 前記垂直プローブ部と前記バネ構造部との間に、Z方向に比較的バネ定数が大きく、X方向に比較的バネ定数の小さいバネ構造を有する微小バネ構造部を有することを特徴とする請求項6記載のプローブ。  The micro-spring structure portion having a spring structure having a relatively large spring constant in the Z direction and a relatively small spring constant in the X direction is provided between the vertical probe portion and the spring structure portion. 6. The probe according to 6. 前記傾斜梁の水平方向に対する角度が概略0度であることを特徴とする請求項1又は3に記載のプローブ。  The probe according to claim 1 or 3, wherein an angle of the inclined beam with respect to a horizontal direction is approximately 0 degrees. 前記傾斜梁又は前記水平梁の幅が長手方向に連続的又は不連続的に変化することを特徴とする請求項1又は3に記載のプローブ。  The probe according to claim 1 or 3, wherein a width of the inclined beam or the horizontal beam changes continuously or discontinuously in a longitudinal direction. 垂直プローブと、配線基板と接続する端子と、前記垂直プローブと前記端子とを接続するパターンを含むプローブが複数同一面に配置されたプローブ集合体を複数枚規則的に配列したプローブ組立体と、複数層から構成される配線基板とから成り、
前記端子と前記配線基板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、
前記端子が前記垂直プローブに対して概略直角方向に配置されたことを特徴とするプローブカード。
A probe assembly in which a plurality of probe assemblies in which a plurality of probes including a pattern connecting a vertical probe, a wiring board, and a pattern connecting the vertical probe and the terminal are arranged on the same plane are regularly arranged; It consists of a wiring board composed of multiple layers,
In the probe card for connecting the terminal and a connection land formed at one end of the wiring board and conducting the probe and the wiring board,
The probe card, wherein the terminals are arranged in a direction substantially perpendicular to the vertical probe.
複数の前記端子が同一平面上に概略左右均等に配置したことを特徴とする請求項10記載のプローブカード。The probe card according to claim 10, wherein the plurality of terminals are arranged substantially horizontally on the same plane. 前記配線基板が両面フレキシブルフラットケーブルであることを特徴とする請求項10記載のプローブカード。The probe card according to claim 10, wherein the wiring board is a double-sided flexible flat cable. 1つの前記端子が前記両面フレキシブルフラットケーブルの上面に設置された接続ランドと接続し、他の前記端子が前記両面フレキシブルフラットケーブルの下面に設置された接続ランドと接続したことを特徴とする請求項10又は11に記載のプローブカード。One of the terminals is connected to a connection land installed on the upper surface of the double-sided flexible flat cable, and the other terminal is connected to a connection land installed on the lower surface of the double-sided flexible flat cable. The probe card according to 10 or 11. 第1のプローブ集合体の1つの端子が前記両面フレキシブルフラットケーブルの上面又は下面に設置された接続ランドと接続し、近接した第2のプローブ集合体の端子が同一の前記両面フレキシブルフラットケーブルの他方の面に設置された接続ランドと接続したことを特徴とする請求項10又は11に記載のプローブカード。One terminal of the first probe assembly is connected to a connection land provided on the upper surface or the lower surface of the double-sided flexible flat cable, and the other terminal of the double-sided flexible flat cable having the same terminal of the second probe assembly is the same. The probe card according to claim 10, wherein the probe card is connected to a connection land installed on the surface. 前記端子はZ方向にバネ力を生じ、前記接続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ことを特徴とする請求項10記載のプローブカード。The probe card according to claim 10, wherein the terminal generates a spring force in the Z direction, contacts the connection land with a repulsive force of a spring, and is not constrained in a plane direction (XY direction). 前記プローブ組立体を構成するプローブが、銅合金箔が接着された樹脂フィルムを使用し前記銅合金箔を微細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たものであることを特徴とする請求項10記載のプローブカード。The probe constituting the probe assembly is formed by using a resin film to which a copper alloy foil is bonded and finely processing the copper alloy foil to form a conductive portion including a probe and a terminal portion on the resin film. The probe card according to claim 10. (導体ダミー部)
前記プローブと電気的に絶縁された導体ダミー部が前記プローブと同一平面状に設置され、さらに、少なくとも前記プローブと前記導体ダミー部との間に、前記プローブ又は前記導体ダミー部と概略同一の高さに絶縁ダミー部が充填されたことを特徴とする請求項10記載のプローブカード。
(Conductor dummy part)
A conductor dummy portion that is electrically insulated from the probe is installed in the same plane as the probe, and at least between the probe and the conductor dummy portion, a height that is substantially the same as that of the probe or the conductor dummy portion. The probe card according to claim 10, further comprising an insulating dummy portion filled therein.
前記プローブと前記導体ダミー部の表面に絶縁性の樹脂をコーティングしたことを特徴とする請求項17記載のプローブカード。The probe card according to claim 17, wherein an insulating resin is coated on surfaces of the probe and the conductor dummy portion.
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