JP2020095002A - Probe unit - Google Patents

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軍生 木本
Isao Kimoto
軍生 木本
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Abstract

To provide an inexpensive probe unit, even when the number of stages in a grid array increases, implementing highly-precise probe connection particularly to a bump terminal array, suppressing generation of metal powder, etc., and damage, deformation, etc. of terminals, and having excellent durability.SOLUTION: A probe unit comprised of probe array sheets each including a plurality of probes disposed thereon, a relay pad sheet including a plurality of conductive pads disposed on an insulating sheet, and means for aligning and fixing the probe array sheets and the relay pad sheet, where parts or all of the conductive pads electrically and independently come into contact with parts or all of tip ends of the probe group. The probe unit comprises electric conduction means that can conduct from an opposite surface of the relay pad sheet via the conductive pads, and positioning means for positioning the conductive pads in the relay pad sheet and the probe tip ends.SELECTED DRAWING: Figure 6

Description

本発明は、半導体ウエハ上に形成された複数の半導体チップの回路検査、又は半導体チップを搭載するICパッケージの回路検査に使用するプローブユニットであって、特に狭ピッチの格子状端子配列を形成する半導体チップ又はICパッケージ検査に関するものである。 The present invention is a probe unit used for circuit inspection of a plurality of semiconductor chips formed on a semiconductor wafer or circuit inspection of an IC package mounting the semiconductor chips, and particularly, a narrow-pitch grid-like terminal array is formed. The present invention relates to inspection of semiconductor chips or IC packages.

半導体回路の検査に用いるプローブカードは、半導体チップ上の端子パッド数の増加、パッド面積の縮小化、パッド間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。デバイス特性の向上及び消費電力低減効果並びに省スペース化を目的として、シリコン貫通電極等を使用して複数のICチップを三次元に実装する技術が開発されている。三次元実装ICでは、40μmピッチレベルの狭ピッチ格子状配列が特徴であり、プローブの配列が困難なものとなっている。 2. Description of the Related Art A probe card used for inspection of a semiconductor circuit is required to have a high density probe array to cope with an increase in the number of terminal pads on a semiconductor chip, a reduction in pad area, and a reduction in pitch between pads. For the purpose of improving device characteristics, reducing power consumption, and saving space, a technique for three-dimensionally mounting a plurality of IC chips by using silicon through electrodes has been developed. The three-dimensional mounting IC is characterized by a narrow pitch grid array of 40 μm pitch level, which makes the array of probes difficult.

一方、狭ピッチ格子状配列端子を有する半導体チップを搭載するウェハ・レベル・パッケージ(WLP)においても、半導体チップ端子の多ピン化・狭ピッチ化に伴い、小型化が要求されている。パッケージの半導体チップ搭載側では、当然のことながら被搭載半導体チップの端子配列と同一の端子配列を有する。このため、ICパッケージの導通検査等のおいても、半導体チップ検査用と同等の高密度なプローブ配列を必要とする。 On the other hand, also in a wafer level package (WLP) in which a semiconductor chip having a narrow pitch grid-like array terminal is mounted, miniaturization is required as the number of pins and the pitch of the semiconductor chip terminal are increased. The semiconductor chip mounting side of the package naturally has the same terminal arrangement as that of the mounted semiconductor chips. Therefore, even in the continuity inspection of the IC package and the like, a high-density probe array equivalent to that for semiconductor chip inspection is required.

また、半導体チップ端子やICパッケージ端子へのプローブの接触は、金属粉等の発生や端子の損傷又はバンプ端子の変形等の原因となる場合が多い。そのため、高精度なプローブ動作の制御が不可欠となる。 Further, the contact of the probe with the semiconductor chip terminal or the IC package terminal often causes generation of metal powder or the like, damage of the terminal, deformation of the bump terminal, or the like. Therefore, highly accurate control of the probe operation is essential.

狭ピッチのパッド配列に対し効率的なプローブ組立方法としては、例えば特開2016−206160号公報で開示されているように、プローブの製造において、複数のプローブが導電性金属箔から一括微細加工されたものを絶縁シートに貼り付けて同一平面上に配置したプローブ集合体であって、プローブ集合体のプローブ垂直部先端の間隔が検査パッド列の何れかのパッド間隔と同一であり、一つのプローブ集合体における全てのプローブ外形が、一つの導電性金属箔から連続して加工される手段を有するものである。 As an efficient probe assembly method for a narrow pitch pad arrangement, for example, as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2016-206160, a plurality of probes are collectively microfabricated from a conductive metal foil in manufacturing a probe. A probe assembly in which the same is attached to an insulating sheet and arranged on the same plane, and the distance between the tips of the probe vertical portions of the probe assembly is the same as any of the pad intervals in the inspection pad row. All of the probe contours in the assembly have a means for working continuously from one conductive metal foil.

特開2016−206160号公報JP, 2016-206160, A

しかしながら、特開2016−206160号公報で開示されている方法によれば、格子状配列における段数が増えるほど、シート状のプローブ集合体の枚数を増やさなければならず、シート数増加に伴って積層方向のプローブ先端位置決めに時間を要すると共に、先端位置のバラツキが増加し易くなるため、特にバンプ端子に対するプローブ接触歩留まりが低下すると共に、高コスト化及び長納期化の問題が生じてくる。 However, according to the method disclosed in Japanese Unexamined Patent Publication No. 2016-206160, the number of sheet-shaped probe aggregates has to be increased as the number of stages in the grid-like array increases, and the number of sheets is increased as the number of sheets is increased. Since it takes time to position the probe tip in one direction and variations in the tip position are likely to increase, the probe contact yield with respect to the bump terminal is particularly reduced, and problems of higher cost and longer delivery time arise.

本発明は、上記プローブ配列等における問題点を解決するためになされたもので、格子状配列における段数が増加した場合でも、特にバンプ端子配列に対する高精度なプローブ接続を実現し、金属粉等の発生や端子の損傷や変形等を抑制し、耐久性に優れた安価なプローブユニットを提供するものである。 The present invention has been made in order to solve the problems in the above probe array, etc., even when the number of steps in the grid array is increased, realizes highly accurate probe connection especially to the bump terminal array, and the metal powder etc. It is intended to provide an inexpensive probe unit having excellent durability by suppressing generation, damage and deformation of terminals.

本発明は、複数のプローブを配置したプローブ配列シートと、絶縁シートに複数の導電性パッドを配置した中継パッドシートと、前記プローブ配列シートと前記中継パッドシートを整列固定する手段から成るプローブユニットであって、一部又は全ての前記導電性パッドが前記プローブ群の一部又は全ての先端部と電気的に独立して接触し、前記導電性パッドを介して前記中継パッドシートの反対面から導通可能とする電気的導通手段と、前記中継パッドシートにおいて、前記プローブ先端部と反対側の前記導電性パッドを被検査回路端子に接触させて検査する手段を有するため、格子状配列における段数が増加した場合でも、1枚の中継パッドシートで高精度にバンプとプローブとの接触を可能にするものである。 The present invention is a probe unit comprising a probe array sheet having a plurality of probes arranged thereon, a relay pad sheet having a plurality of conductive pads arranged on an insulating sheet, and means for aligning and fixing the probe array sheet and the relay pad sheet. And some or all of the conductive pads electrically and independently contact some or all of the tips of the probe group, and conduct from the opposite surface of the relay pad sheet through the conductive pads. The number of steps in the grid-like array is increased because it has an electrically conducting means that enables it and a means for inspecting the conductive pad on the side opposite to the probe tip end by contacting the circuit terminal to be inspected in the relay pad sheet. Even in this case, one relay pad sheet enables the bumps and the probes to come into contact with each other with high accuracy.

また、1つの前記導電性パッドにおける片面又は両面の外形周辺部の一部又は全周と、隣接する前記導電性パッド間に、前記絶縁シートを構成する絶縁材が固着されている手段を有するため、前記導電性パッドの電気的絶縁性を保持しながらプローブ動作による前記導電性パッドの破損や離脱を防ぐことが可能となる。 In addition, a part of or the entire circumference of the outer peripheral portion of one surface or both surfaces of one conductive pad and a means for fixing an insulating material forming the insulating sheet between the adjacent conductive pads are provided. It is possible to prevent the conductive pad from being damaged or separated by the probe operation while maintaining the electrical insulation of the conductive pad.

また、前記導電性パッドと前記プローブ先端部との接触時において、前記導電性パッドに対して前記プローブ先端部のX−Y平面におけるすべり(スクラブ動作量)が無い手段、又は、前記プローブ先端部と前記導電性パッドとの間にZ方向の荷重を付加し、全ての前記プローブ先端部と前記導電性パッドを接触させた状態で、前記絶縁シートに対し前記プローブ先端部と反対側の前記導電性パッドを被検査回路端子に接触させて検査する手段を有するため、前記プローブ先端部と前記導電性パッドとの間の静止摩擦により、前記プローブ先端部と前記導電性パッドとのすべりや非接触を防ぎ、耐久性を有する安定した検査が可能となる。 In addition, when the conductive pad and the probe tip portion are in contact with each other, there is no slip (scrub operation amount) in the XY plane of the probe tip portion with respect to the conductive pad, or the probe tip portion. A load in the Z direction is applied between the probe and the conductive pad, and all the probe tips and the conductive pads are in contact with each other, the conductive sheet on the side opposite to the probe tip with respect to the insulating sheet. Since there is a means for inspecting the conductive pad with the circuit terminal to be inspected, static friction between the probe tip and the conductive pad causes slipping or non-contact between the probe tip and the conductive pad. Therefore, it is possible to perform stable and durable inspection.

また、前記中継パッドシートの線膨張係数が、被検査半導体ウエハの線膨張係数に近似である手段を有するため、広範囲の検査温度に対して安定した端子接触を実現できるものである。 Further, since the linear expansion coefficient of the relay pad sheet is close to the linear expansion coefficient of the semiconductor wafer to be inspected, it is possible to realize stable terminal contact over a wide range of inspection temperatures.

また、前記中継パッドシートにおいて、隣接する2つの前記導電性パッドを1つの被検査回路端子に同時に接触し、前記2つの前記導電性パッドに接続するそれぞれの前記プローブを電気的に独立とする手段を有するため、4端子法による高精度抵抗測定が可能となる。 Further, in the relay pad sheet, a means for simultaneously contacting two adjacent conductive pads with one circuit terminal to be inspected and electrically isolating the respective probes connected to the two conductive pads. Therefore, it is possible to perform highly accurate resistance measurement by the 4-terminal method.

また、構成する全ての前記プローブ配列シート面内にスリットを設け、前記プローブ配列シート面と直交方向(Y−Z平面)に全ての前記スリットに貫通可能な薄板状の位置決め装置を設置し、前記位置決め装置のZ方向上部に垂直面と水平面を有する階段状の複数の段差を連続して設け、任意の前記プローブ配列シートにおける前記スリット上辺を1つの前記段差水平面に配置した後、前記プローブ配列シートの面の一部と前記段差垂直面を密着させる手段を有するため、前記導電性パッドと前記プローブ先端部とのY方向の位置決めが容易かつ確実に実現できる。 In addition, a slit is provided in all of the probe array sheet surfaces that are configured, and a thin plate-shaped positioning device that can penetrate all the slits in the direction orthogonal to the probe array sheet surface (YZ plane) is installed, A plurality of step-like steps having a vertical surface and a horizontal plane are continuously provided on the upper side of the positioning device in the Z direction, and the upper side of the slit in any of the probe array sheets is arranged on one of the step horizontal planes, and then the probe array sheet Since there is a means for closely contacting a part of the surface with the step vertical surface, it is possible to easily and surely position the conductive pad and the probe tip in the Y direction.

また、前記中継パッドシートにおける前記導電性パッドの配置面と同一面又は連続した面に、前記導電性パッドと同一又は類似の金属材料の導電性シートを、前記導電性パッドと同一又は近似の厚さで、前記導電性パッドの一部又は全てと電気的に独立して配置し、前記位置決め装置が前記中継パッドシートの前記導電性シート上に連続して形成され、前記中継パッドシートの折り曲げ加工により前記プローブ配列シート面(X−Z平面)に対し垂直方向に沿って設置したことにより、より高精度な位置決めが容易に実現できるものである。 In addition, a conductive sheet of the same or similar metal material as the conductive pad on the same surface as or a continuous surface of the conductive pad on the relay pad sheet, the same or similar thickness as the conductive pad. Now, the positioning device is arranged electrically independently of a part or all of the conductive pad, and the positioning device is continuously formed on the conductive sheet of the relay pad sheet, and the bending process of the relay pad sheet is performed. By arranging the probe array sheet along the direction perpendicular to the probe array sheet surface (XZ plane), more accurate positioning can be easily realized.

本発明のプローブユニットによれば、格子状配列における段数が増加した場合でも、特にバンプ端子配列に対する高精度なプローブ接続を実現し、金属粉等の発生や端子の損傷や変形等を抑制するため、耐久性に優れた安価なプローブユニットを提供することが可能である。 According to the probe unit of the present invention, even when the number of steps in the grid-like array is increased, a highly accurate probe connection is realized particularly for the bump terminal array, and the generation of metal powder or the like and the damage or deformation of the terminal are suppressed. It is possible to provide an inexpensive probe unit having excellent durability.

本発明によるプローブユニットの基本構成を示す斜視図である。It is a perspective view showing the basic composition of the probe unit by the present invention. 本発明によるプローブユニットの詳細を示す断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view showing details of a probe unit according to the present invention. 本発明による中継パッドシートの詳細を説明する図である。It is a figure explaining the detail of the relay pad sheet by this invention. 本発明による中継パッドシートの詳細を説明する図である。It is a figure explaining the detail of the relay pad sheet by this invention. 本発明による中継パッドシートを含むプローブ動作を説明する断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a probe operation including the relay pad sheet according to the present invention. 本発明による位置決め手段を説明するプローブユニットの斜視図である。It is a perspective view of a probe unit explaining a positioning means by the present invention. 本発明による位置決め手段の詳細を説明する図である。It is a figure explaining the detail of the positioning means by this invention. 本発明による位置決め装置の詳細を説明する図である。It is a figure explaining the detail of the positioning device by this invention. 本発明によるプローブ組立位置の確認手段を説明する図である。It is a figure explaining the confirmation means of the probe assembly position by this invention.

次に、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。 Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1は、本発明によるプローブユニットの基本構成を示す斜視図である。プローブユニット1において、10はX−Y平面に対して形成されたプローブ配列であり、被検査回路4の全てのバンプ配列40の位置に精密に接触すべく、絶縁シート12上に複数のプローブ13をX方向に整列させたプローブ配列シート11をY方向に複数配置することにより構成されている。 FIG. 1 is a perspective view showing the basic configuration of a probe unit according to the present invention. In the probe unit 1, 10 is a probe array formed on the XY plane, and a plurality of probes 13 are provided on the insulating sheet 12 so as to precisely contact the positions of all the bump arrays 40 of the circuit under test 4. Is arranged in the Y direction by arranging a plurality of probe array sheets 11 aligned in the X direction.

また、前記プローブ配列シート11において、各々の前記プローブ13からは、配線パターン14が連続して配線され、所定の回路端子(図示せず)に接続されている。さらに、前記プローブ配列シート11の前記絶縁シート12上に、機械的強度を保持するために、前記プローブ13及び前記配線パターン14と同一金属で形成されたダミーパターン15を設置している。 Further, in the probe array sheet 11, a wiring pattern 14 is continuously wired from each of the probes 13 and connected to a predetermined circuit terminal (not shown). Further, a dummy pattern 15 formed of the same metal as the probe 13 and the wiring pattern 14 is provided on the insulating sheet 12 of the probe array sheet 11 in order to maintain mechanical strength.

一方、20は、絶縁シート21に形成された中継パッドシートであり、前記プローブ13の先端部のX方向位置関係とY方向位置関係とを一致させて配列させた複数の導電性パッド22を設置し、前記中継パッドシート20の両面から導通可能とした。さらに、前記中継パッドシート20の前記導電性パッド22を、対象となる全ての前記プローブ13と接触させ、前記配線パターン14から前記導電性パッド22までの電気的導通を可能とした。 On the other hand, 20 is a relay pad sheet formed on the insulating sheet 21, and is provided with a plurality of conductive pads 22 in which the X-direction positional relationship and the Y-direction positional relationship of the tip portion of the probe 13 are aligned. However, the relay pad sheet 20 can be electrically connected from both sides. Further, the conductive pad 22 of the relay pad sheet 20 is brought into contact with all the probes 13 of interest to enable electrical conduction from the wiring pattern 14 to the conductive pad 22.

また、前記中継パッドシート20における前記導電性パッド22の配置面と同一面に、機械的強度を保持するために導電性シート23を、前記導電性パッド22と同一又は近似の厚さで、前記導電性パッド22の一部又は全てと電気的に独立して配置している。 In addition, a conductive sheet 23 for maintaining mechanical strength is provided on the same surface as the conductive pad 22 on the relay pad sheet 20 with the same or similar thickness as the conductive pad 22. It is arranged to be electrically independent of some or all of the conductive pads 22.

さらに、前記プローブ配列シート11及び前記中継パッドシート20を整列固定するための固定具31と、主としてY方向の位置決めを行う位置決め装置32を設置している。 Further, a fixture 31 for aligning and fixing the probe array sheet 11 and the relay pad sheet 20 and a positioning device 32 for mainly positioning in the Y direction are installed.

図2において、前記中継パッドシート20近傍におけるプローブユニットの構成を詳細に説明する。図2(a)は、各々の前記バンプ41に対し、前記プローブ配列シート11における前記プローブ13と前記中継パッドシート20における前記導電性パッド22が、各々1対1に対応している例を示す断面図である。 2, the configuration of the probe unit near the relay pad sheet 20 will be described in detail. FIG. 2A shows an example in which the probes 13 in the probe array sheet 11 and the conductive pads 22 in the relay pad sheet 20 correspond to the bumps 41 in a one-to-one correspondence. FIG.

図2(a)において、22−1乃至22−4は、前記中継パッドシート20における前記導電性パッド群の一部であり、前記プローブ13におけるプローブ13−1乃至13−4、及び前記被検査回路4上の前記バンプ配列40におけるバンプ41−1乃至41−4に独立に対応している。一方、前記導電性パッド22−1乃至22−4の両面の一部及び各々の導電性パッド間には、前記絶縁シート21を構成する絶縁材211が接着または充填されている。これにより、前記導電性パッド22が前記絶縁シート21において機械的に保持されると共に、相互の前記導電性パッド間の電気的絶縁を確保している。 In FIG. 2A, 22-1 to 22-4 are a part of the conductive pad group in the relay pad sheet 20, and the probes 13-1 to 13-4 in the probe 13 and the inspected object. The bumps 41-1 to 41-4 in the bump array 40 on the circuit 4 correspond independently. On the other hand, an insulating material 211 constituting the insulating sheet 21 is bonded or filled between a part of both surfaces of the conductive pads 22-1 to 22-4 and between the conductive pads. As a result, the conductive pads 22 are mechanically held by the insulating sheet 21, and electrical insulation between the conductive pads is secured.

図2(b)は、4端子接続法による測定を実現するため各々1つの前記バンプ41に対し、前記プローブ13と前記導電性パッド22が、それぞれ2個ずつ対応している例を示す断面図である。 FIG. 2B is a cross-sectional view showing an example in which two probes 13 and two conductive pads 22 correspond to one bump 41 in order to realize the measurement by the four-terminal connection method. Is.

図2(b)において、22−1a及び22−1b乃至22−4a及び22−4bは、前記中継パッドシート20における前記導電性パッド群の一部であり、前記プローブ13におけるプローブ13−1a及び13−1b乃至13−4a及び13−4bに独立に接続し、前記導電性パッド22−1a及び22−1bは前記バンプ41−1に、前記導電性パッド22−2a及び22−2bは前記バンプ41−2に、前記導電性パッド22−3a及び22−3bは前記バンプ41−3に、前記導電性パッド22−4a及び22−4bは前記バンプ41−4にそれぞれ接触するものである。 In FIG. 2B, 22-1a and 22-1b to 22-4a and 22-4b are a part of the conductive pad group in the relay pad sheet 20, and are the probe 13-1a and the probe 13-1a in the probe 13. 13-1b to 13-4a and 13-4b are independently connected, the conductive pads 22-1a and 22-1b are the bumps 41-1 and the conductive pads 22-2a and 22-2b are the bumps. 41-2, the conductive pads 22-3a and 22-3b are in contact with the bump 41-3, and the conductive pads 22-4a and 22-4b are in contact with the bump 41-4.

一方、前記導電性パッド22−1a及び22−1b乃至22−4a及び22−4bの両面の一部及び各々の導電性パッド間には、前記絶縁シート21を構成する前記絶縁材211が接着または充填されている。これにより、前記導電性パッド22が前記絶縁シート21において機械的に保持されていると共に、相互の前記導電性パッド間の電気的絶縁を確保している。 On the other hand, the insulating material 211 constituting the insulating sheet 21 is bonded or bonded between a part of both surfaces of the conductive pads 22-1a and 22-1b to 22-4a and 22-4b and between the conductive pads. It is filled. As a result, the conductive pad 22 is mechanically held by the insulating sheet 21, and electrical insulation between the conductive pads is secured.

図3及び図4において、前記中継パッドシート20の構造を詳細に説明する。図3は図2(a)に相当する各々の前記バンプ41に対し、前記プローブ13と前記導電性パッド22が、各々1対1に対応している場合の前記中継パッドシート20の構造例を示す。図3において、導電性パッド221は断面B1−B1の右半分に示すように六角形の形状を成し、隣接した前記導電性パッド間がスリット26で隔てられ、各々の前記スリット26には、前記絶縁材211が充填されている。本図において、前記バンプ配列40が列ごとに交互にずれた配置、いわゆる千鳥状に配置された配列に対応するための例として前記導電性パッド221の形状を六角形としているが、バンプ配列によって六角形に限るものではない。 The structure of the relay pad sheet 20 will be described in detail with reference to FIGS. 3 and 4. FIG. 3 is a structural example of the relay pad sheet 20 in which the probe 13 and the conductive pad 22 correspond to the bumps 41 corresponding to FIG. Show. In FIG. 3, the conductive pad 221 has a hexagonal shape as shown in the right half of the cross section B1-B1, and the conductive pads adjacent to each other are separated by a slit 26. The insulating material 211 is filled. In this figure, the shape of the conductive pads 221 is hexagonal as an example to correspond to the arrangement in which the bump arrangements 40 are alternately shifted for each row, that is, a so-called staggered arrangement. It is not limited to hexagons.

前記中継パッドシート20の上側(被検査回路側)においては、前記被検査回路4の前記バンプ41との電気的接触を可能とすべく、前記バンプ41と前記導電性パッド221との接触部を除く前記導電性パッド221の外周部に、絶縁材212が固着されている。断面B1−B1の左半分に示すように、概略球形である前記バンプ41との接続のため、円形状のパッド露出部241を形成している。これにより、断面A1−A1で示すように、前記バンプ41−1乃至41−4が前記導電性パッド221−1乃至221−4にそれぞれ接触が可能となる。 On the upper side (circuit side to be inspected) of the relay pad sheet 20, a contact portion between the bump 41 and the conductive pad 221 is provided so as to make electrical contact with the bump 41 of the circuit to be inspected 4. An insulating material 212 is fixed to the outer peripheral portion of the conductive pad 221 other than the conductive pad 221. As shown in the left half of the cross section B1-B1, a circular pad exposed portion 241 is formed for connection with the bump 41 having a substantially spherical shape. This allows the bumps 41-1 to 41-4 to come into contact with the conductive pads 221-1 to 221-4, respectively, as shown by the cross section A1-A1.

一方、前記中継パッドシート20の下側(プローブ側)においては、前記プローブ13との電気的接触を可能とすべく、前記プローブ13と前記導電性パッド221との接触部を除く前記導電性パッド221の外周部に、絶縁材213が固着されている。断面C1−C1の左半分に示すように、前記プローブ13との接続のため、パッド露出部242を形成している。本図の例では、前記パッド露出部241と同様に円形状の露出形状としている。 On the other hand, on the lower side (probe side) of the relay pad sheet 20, the conductive pad except the contact portion between the probe 13 and the conductive pad 221 in order to enable the electrical contact with the probe 13. An insulating material 213 is fixed to the outer peripheral portion of 221. As shown in the left half of the cross section C1-C1, a pad exposed portion 242 is formed for connection with the probe 13. In the example of this figure, like the pad exposed portion 241, it has a circular exposed shape.

このように、前記スリット26に前記絶縁材211が充填され、前記導電性パッド221の外周部に前記絶縁材212及び213が固着されることにより、全ての前記導電性パッド221が前記絶縁材211と前記絶縁材212及び213で覆われたパッド非露出部251及び252により機械的に保持され、かつ電気的に絶縁されることになる。これにより、前記中継パッドシート20の上側からの前記41バンプとの接触力、及び下側からの前記プローブ13との接触力が繰り返し作用したときにも、十分な強度を保持することができる。 In this way, the slits 26 are filled with the insulating material 211, and the insulating materials 212 and 213 are fixed to the outer peripheral portion of the conductive pads 221, so that all the conductive pads 221 are covered with the insulating material 211. The pad non-exposed portions 251 and 252 covered with the insulating materials 212 and 213 are mechanically held and electrically insulated. Thereby, even when the contact force from the upper side of the relay pad sheet 20 with the 41 bumps and the contact force from the lower side with the probe 13 are repeatedly applied, sufficient strength can be maintained.

図4は図2(b)に相当する各々1つの前記バンプ41に対し、前記プローブ13と前記導電性パッド22が、それぞれ2個ずつ対応する場合の前記中継パッドシート20の構造例を示す。図4において、導電性パッド222は断面B2−B2の右半分に示すように、図3における前記導電性パッド221の六角形の形状の中央部がスリット26で隔てられ、導電性パッド222a及び222bに分離している。また各々の前記スリット26には、絶縁材211が充填されている。 FIG. 4 shows an example of the structure of the relay pad sheet 20 in which two probes 13 and two conductive pads 22 correspond to one bump 41 corresponding to FIG. 2B. 4, as shown in the right half of the cross section B2-B2 of the conductive pad 222, the central portion of the hexagonal shape of the conductive pad 221 in FIG. 3 is separated by a slit 26, and the conductive pads 222a and 222b. It is separated into Further, each slit 26 is filled with an insulating material 211.

前記中継パッドシート20の上側(被検査回路側)においては、前記被検査回路4の前記バンプ41との電気的接触を可能とすべく、前記バンプ41と前記導電性パッド222a及び222bとの接触部を除く前記導電性パッド222a及び222bの外周部に、前記絶縁材212が固着されている。断面B1−B1の左半分に示すように、概略球形である前記バンプ41との接続のため、円形状のパッド露出部243を形成している。これにより、断面A2−A2で示すように、前記バンプ41−1乃至41−4が前記導電性パッド222−1a及び222−1b乃至222−4a及び222−4bに接触が可能となる。 On the upper side (the circuit side to be inspected) of the relay pad sheet 20, the bump 41 and the conductive pads 222a and 222b are brought into contact with each other so that the bump 41 of the circuit to be inspected 4 can be electrically contacted. The insulating material 212 is fixed to the outer peripheral portions of the conductive pads 222a and 222b excluding the portions. As shown in the left half of the cross section B1-B1, a circular pad exposed portion 243 is formed for connection with the substantially spherical bump 41. This allows the bumps 41-1 to 41-4 to come into contact with the conductive pads 222-1a and 222-1b to 222-4a and 222-4b, as shown by a section A2-A2.

一方、前記中継パッドシート20の下側(プローブ側)においては、前記導電性パッド222a及び222bがそれぞれ独立してプローブ13aと13bとの電気的接触を可能とすべく、前記プローブ13a、13b及び前記導電性パッド222a及び222bとの接触部を除く前記導電性パッド222a及び222bの外周部に、前記絶縁材213が固着されている。断面C2−C2の左半分に示すように、前記プローブ13a、13bとの接続のため、パッド露出部244を形成している。これにより、断面A2−A2で示すように、前記プローブ13−1a及び13−1b乃至13−4a及び13−4bが、それぞれ前記導電性パッド222−1a及び222−1b乃至222−4a及び222−4bに接触が可能となる。 On the other hand, on the lower side (probe side) of the relay pad sheet 20, the conductive pads 222a and 222b independently enable the probes 13a, 13b and the probes 13a, 13b and The insulating material 213 is fixed to the outer peripheral portions of the conductive pads 222a and 222b except for the contact portions with the conductive pads 222a and 222b. As shown in the left half of the cross section C2-C2, a pad exposed portion 244 is formed for connection with the probes 13a and 13b. As a result, as shown in the cross section A2-A2, the probes 13-1a and 13-1b to 13-4a and 13-4b are connected to the conductive pads 222-1a and 222-1b to 222-4a and 222-, respectively. 4b can be contacted.

このように、前記スリット26に前記絶縁材211が充填され、前記導電性パッド222a及び222bの外周部に前記絶縁材212及び213が固着されることにより、全ての前記導電性パッド22が前記絶縁材211と前記絶縁材212及び213で覆われたパッド非露出部253及び254により、機械的に保持され、かつ電気的に絶縁されることになる。これにより、前記中継パッドシート20の上側からの前記41バンプとの接触力、及び下側からの前記プローブ13との接触力が繰り返し作用したときにも、十分な強度を保持することができる。 As described above, the slits 26 are filled with the insulating material 211 and the insulating materials 212 and 213 are fixed to the outer peripheral portions of the conductive pads 222a and 222b, so that all the conductive pads 22 are insulated. The material 211 and the pad non-exposed portions 253 and 254 covered with the insulating materials 212 and 213 are mechanically held and electrically insulated. Thereby, even when the contact force from the upper side of the relay pad sheet 20 with the 41 bumps and the contact force from the lower side with the probe 13 are repeatedly applied, sufficient strength can be maintained.

以上説明した前記中継パッドシート20において、前記導電性パッド22は、例えば前記導電性シート23を母材とした電鋳加工又はエッチング又はレーザ加工によりパッド形状の一括加工が可能である。また、前記絶縁材212、213は、必要な外形を加工した後に導体に貼り付ける方法、又は液状のポリイミド等を塗布する方法等がある。 In the relay pad sheet 20 described above, the conductive pads 22 can be collectively processed into a pad shape by electroforming, etching, or laser processing using the conductive sheet 23 as a base material. Further, the insulating materials 212 and 213 include a method of attaching a conductor to a conductor after processing a necessary outer shape, a method of applying liquid polyimide, or the like.

図5は、前記被検査回路4の前記バンプ配列40に前記プローブ配列10を接触させて検査する動作を説明するものである。図5(a)乃至(d)は、図4にて例示した各々1つの前記バンプ41に対し、前記プローブ13と前記導電性パッド22が、それぞれ2個ずつ対応する場合の動作順序を説明する。 FIG. 5 illustrates an operation of inspecting the probe array 10 by bringing the probe array 10 into contact with the bump array 40 of the circuit under test 4. FIGS. 5A to 5D explain the operation sequence when the probe 13 and the conductive pad 22 correspond to two bumps 41 each illustrated in FIG. ..

図5(a)は、前記中継パッドシート20と前記プローブ配列10を接続する前の状態を示したものである。前記プローブ配列10において、前記プローブ先端部132の高さ方向(Z方向)位置にはバラツキが生じていることが一般的である。前記プローブ配列における最大高さバラツキをΔhpとした。 FIG. 5A shows the state before connecting the relay pad sheet 20 and the probe array 10. In the probe array 10, the position of the probe tip portion 132 in the height direction (Z direction) generally varies. The maximum height variation in the probe sequence was set as Δhp.

図5(b)は、前記中継パッドシート20と前記プローブ配列10における前記プローブ13との接触動作を示したものである。すなわち、図5(a)にて示した前記プローブ先端部132の高さが最も高いプローブ(本図では13−1b)が、前記中継パッドシート20における前記導電性パッド(本図では22−1b)と接触を開始し、前記プローブ先端部132の高さが最も低いプローブ(本図では13−2a)が、前記中継パッドシート20における前記導電性パッド(本図では22−2a)と接触するまで、前記中継パッドシート20と前記プローブ配列10との間に荷重を加えるものである。 FIG. 5B shows a contact operation between the relay pad sheet 20 and the probe 13 in the probe array 10. That is, the probe (13-1b in this figure) having the highest height of the probe tip portion 132 shown in FIG. 5A is the conductive pad (22-1b in this figure) in the relay pad sheet 20. ) Is started, and the probe (13-2a in the figure) having the lowest height of the probe tip portion 132 contacts the conductive pad (22-2a in the figure) in the relay pad sheet 20. Up to this point, a load is applied between the relay pad sheet 20 and the probe array 10.

図5(c)は、前記中継パッドシート20と前記プローブ配列10における全ての前記プローブ13とが接続した状態を示したものであると共に、前記中継パッドシート20と前記バンプ配列40とが接続する前の状態を示したものである。前記バンプ配列40においても、高さ方向(Z方向)位置にはバラツキが生じていることが一般的である。前記バンプ配列40における最大高さバラツキをΔhbとした。 FIG. 5C shows a state in which the relay pad sheet 20 and all the probes 13 in the probe array 10 are connected, and the relay pad sheet 20 and the bump array 40 are connected. It shows the previous state. Also in the bump arrangement 40, it is general that there are variations in the position in the height direction (Z direction). The maximum height variation in the bump arrangement 40 was set to Δhb.

図5(d)は、前記中継パッドシート20と前記バンプ配列40における全ての前記バンプ41を接続した状態を示したものである。すなわち、図5(c)にて示した前記バンプ41の高さが最も低いバンプ(本図では41−1)が、前記中継パッドシート20における前記導電性パッド(本図では22−1a、22−1b)と接触を開始し、前記バンプ41の高さが最も低い高いバンプ(本図では41−2)が、前記導電性パッド(本図では22−2a、22−2b)と接触するまで、前記中継パッドシート20と前記中継パッドシート20との間にZ方向に荷重を加えた状態で検査が開始される。 FIG. 5D shows a state in which the relay pad sheet 20 and all the bumps 41 in the bump array 40 are connected. That is, the bump having the lowest height (41-1 in this figure) of the bump 41 shown in FIG. 5C is the conductive pad (22-1a, 22-1 in this figure) in the relay pad sheet 20. -1b) until contact with the conductive pad (22-2a, 22-2b in the figure) of the bump 41 having the lowest height (41-2 in the figure). The inspection is started with a load applied in the Z direction between the relay pad sheet 20 and the relay pad sheet 20.

前記中継パッドシート20における前記導電性パッド22を保持する前記絶縁シート21は、例えばポリイミド等の樹脂又は薄いシート構造であるため、前記バンプ配列40の高さバラツキΔhbを吸収し、かつ、プローブ変形部133のバネ変形により、前記バンプ配列40への適切で均一な接触力を保持確保することができるため、高精度な接触が可能であり、バンプ等の球形状端子への接触に有利である。 Since the insulating sheet 21 that holds the conductive pad 22 in the relay pad sheet 20 is made of a resin such as polyimide or a thin sheet structure, it absorbs the height variation Δhb of the bump array 40 and deforms the probe. Due to the spring deformation of the portion 133, an appropriate and uniform contact force to the bump array 40 can be held and secured, so that highly accurate contact is possible and it is advantageous for contacting a spherical terminal such as a bump. ..

一般的に、プローブの横方向すべり動作(スクラブ動作)が大きいと、接触する対象であるパッドへの損傷やプローブ先端の摩耗、損傷や摩耗による金属粉等が発生し、耐久性が劣化するという問題が生じる。プローブ垂直部131及び前記プローブ先端部132のX方向又はY方向のすべり(スクラブ動作量)を極力小さくなるように前記プローブ変形部133の形状を決定することにより、前記プローブ先端部132と前記導電性パッド22との相対的なすべりが無く、金属粉等のゴミが発生し難い構成が可能である。 Generally, if the lateral sliding motion (scrub motion) of the probe is large, damage to the pad to be contacted, wear of the probe tip, metal powder etc. due to damage or wear will occur, and durability will deteriorate. The problem arises. By determining the shape of the probe deforming portion 133 so that the slip (scrub operation amount) of the probe vertical portion 131 and the probe tip portion 132 in the X direction or the Y direction is minimized, the probe tip portion 132 and the conductive portion There is no relative slippage with the property pad 22, and a configuration in which dust such as metal powder is unlikely to occur is possible.

また、全ての前記プローブ先端部132と前記導電性パッド22を接触させた状態で前記バンプ41に接触させて検査する手順に依るため、前記プローブ先端部132と前記導電性パッド22との間に常に静止摩擦力が加わり、スクラブ動作を有するプローブであっても前記プローブ先端部132と前記導電性パッド22との相対的なすべりが無く検査が可能となる。 Further, since all the probe tips 132 and the conductive pads 22 are in contact with each other, the procedure depends on the bump 41 to be inspected. Static friction force is always applied, and even a probe having a scrubbing operation can be inspected without relative slip between the probe tip portion 132 and the conductive pad 22.

また、前記中継パッドシート20を介すため、前記バンプ41の接触に対し前記プローブ先端部132の先端形状に依存せず、常に前記導電性パッド22の面で押すことにより被検査バンプ端子の損傷及び変形を最小限にすることが可能である。 Further, since the relay pad sheet 20 is interposed, the bump terminals to be inspected are not damaged by contacting the bumps 41, and the bump terminals are always pressed by the surface of the conductive pad 22. And it is possible to minimize deformation.

図5は、1つの被検査回路のバンプ端子に2つのプローブを接触させて回路の抵抗値を高精度に測定する、いわゆる4端子法(又はケルビン法)による検査を行うための動作を説明したものである。1つの被検査回路端子に2つのプローブを接触させるため、さらに狭ピッチのプローブ構成が必要であり、特に格子配列端子では非常に困難なものとなっている。図5で説明したように、前記プローブ13−1a及び13−1bが接触する前記中継導電性パッド22−1は、それぞれ22−1aと22−1bに分割されているため、電気的に独立するものである。一方で、前記導電性パッド22−1aと22−1bは、前記被検査回路4の前記バンプ41−1には同時に接触することが可能である。このようにして、本発明にて狭ピッチの被検査回路端子に対しても4端子法による検査に対応することが可能である。 FIG. 5 illustrates an operation for performing an inspection by a so-called four-terminal method (or Kelvin method), in which two probes are brought into contact with bump terminals of one circuit to be inspected to measure the resistance value of the circuit with high accuracy. It is a thing. Since two probes are brought into contact with one circuit terminal to be inspected, a probe configuration with a narrower pitch is required, which is very difficult especially for a grid array terminal. As described with reference to FIG. 5, the relay conductive pads 22-1 contacted by the probes 13-1a and 13-1b are divided into 22-1a and 22-1b, respectively, and thus electrically independent. It is a thing. On the other hand, the conductive pads 22-1a and 22-1b can simultaneously contact the bumps 41-1 of the circuit under test 4. In this way, according to the present invention, it is possible to deal with the inspection by the 4-terminal method even for the circuit terminals to be inspected with a narrow pitch.

図6乃至図9において、前記導電性パッドと前記プローブ先端部との位置決め手段を説明する。 6 to 9, the positioning means for positioning the conductive pad and the probe tip will be described.

図6は、前記位置決め手段を含む前記プローブユニット1の構成を示す斜視図である。前記プローブユニット1は、前記絶縁シート12上に、複数の前記プローブ13をX方向に整列させた前記プローブ配列シート11をY方向に複数配置することにより構成されている。また、前記プローブ配列シート11の前記絶縁シート12上には、機械的強度を保持するために前記ダミーパターン15を設置している。 FIG. 6 is a perspective view showing the configuration of the probe unit 1 including the positioning means. The probe unit 1 is configured by arranging a plurality of the probe array sheets 11 in which a plurality of the probes 13 are aligned in the X direction on the insulating sheet 12 in the Y direction. Further, the dummy pattern 15 is provided on the insulating sheet 12 of the probe array sheet 11 in order to maintain mechanical strength.

前記中継パッドシート20は、前記プローブ13の前記プローブ先端部132のX方向位置関係とY方向位置関係とを一致させて配列させた複数の前記導電性パッド22を設置し、前記中継パッドシート20の両面から導通可能とした。また、前記中継パッドシート20における前記導電性パッド22の配置面と同一面に、機械的強度を保持するために導電性シート23を、前記導電性パッド22と同一又は近似の厚さで、前記導電性パッド22の一部又は全てと電気的に独立して配置している。 The relay pad sheet 20 has a plurality of the conductive pads 22 arranged such that the X-direction positional relationship and the Y-direction positional relationship of the probe tip portion 132 of the probe 13 are aligned, and the relay pad sheet 20 is provided. It is possible to connect from both sides. In addition, a conductive sheet 23 for maintaining mechanical strength is provided on the same surface as the conductive pad 22 on the relay pad sheet 20 with the same or similar thickness as the conductive pad 22. It is arranged to be electrically independent of some or all of the conductive pads 22.

また、前記プローブ配列シート11及び前記中継パッドシート20のX方向位置を決定するための前記固定具31と、Y方向位置を決定する前記位置決め装置32を設置している。前記固定具31及び前記位置決め装置32は、前記導電性シート23は上面の導電性シート231及び側面の導電性シート232、233から構成され、前記導電性シート232、233は前記固定具31及び前記位置決め装置32を保持する機能を有している。 Further, the fixture 31 for determining the X direction positions of the probe array sheet 11 and the relay pad sheet 20 and the positioning device 32 for determining the Y direction positions are installed. In the fixing tool 31 and the positioning device 32, the conductive sheet 23 includes an upper conductive sheet 231 and side conductive sheets 232 and 233. The conductive sheets 232 and 233 include the fixing tool 31 and the fixing sheet 31. It has a function of holding the positioning device 32.

図7は、前記導電性パッドと前記プローブ先端との位置決め手段の第1の実施例について詳細に説明したものである。図7において、プローブ配列シート11−1乃至11−5が、前記中継パッドシート20における導電性パッド222の配列に合致すべく配置された例を示す。前記導電性パッド222が図のように、X方向にそれぞれX〜Xの間隔、Y方向にそれぞれY〜Yの間隔で配置され、それに対し前記プローブ配列シート11−1乃至11−5の全ての前記プローブ先端部132が前記導電性パッド222の配置に合致しなければならない。FIG. 7 illustrates in detail the first embodiment of the positioning means for positioning the conductive pad and the probe tip. FIG. 7 shows an example in which the probe array sheets 11-1 to 11-5 are arranged so as to match the array of the conductive pads 222 in the relay pad sheet 20. As shown in the figure, the conductive pads 222 are arranged at intervals of X 1 to X 3 in the X direction and at intervals of Y 1 to Y 4 in the Y direction, respectively, while the probe array sheets 11-1 to 11- are arranged. All five probe tips 132 must match the placement of the conductive pads 222.

前記固定具31は、主として前記プローブ配列シート11及び前記中継パッドシート20のX方向位置を決定するためものであり、前記導電性シート232及び233に、前記導電性パッド222の第1の導電性パッド222−1のX方向距離がXとなるべく高精度に設置されている。一方、前記プローブ配列シート11−1乃至11−5には、前記ダミーパターン15上に基準穴16が共通して設置され、それぞれの前記プローブ配列シート11−1乃至11−5の第1のプローブ先端部132−1と前記基準穴16とのX方向距離がXとなるべく少なくともX方向に高精度に設置されている。この前記固定具31を前記基準穴16に貫通させることにより、前記プローブ配列シート11−1乃至11−5の全てのプローブ先端部132のX方向位置が決定されることになる。The fixture 31 is mainly for determining the X-direction positions of the probe array sheet 11 and the relay pad sheet 20, and the conductive sheets 232 and 233 have the first conductivity of the conductive pad 222. The pads 222-1 are installed with high accuracy so that the X-direction distance is X 0 . On the other hand, the probe array sheets 11-1 to 11-5 are commonly provided with reference holes 16 on the dummy pattern 15, and the first probe of each of the probe array sheets 11-1 to 11-5 is provided. The tip portion 132-1 and the reference hole 16 are installed with high accuracy in at least the X direction so that the distance in the X direction between them is X 0 . By penetrating the fixture 31 through the reference hole 16, the X-direction positions of all the probe tip portions 132 of the probe array sheets 11-1 to 11-5 are determined.

また、この前記固定具31は外部のハウジング(図示せず)との共通の固定手段としても有効である。 The fixture 31 is also effective as a common fixing means with an external housing (not shown).

前記位置決め装置32は、主として前記導電性パッドと前記プローブ先端部とのY方向の相互の位置を決定するためのもので、前記プローブ配列シートの面(X−Z平面)と直交する方向(Y−Z平面)に、全ての前記プローブ配列シートに十分貫通可能な長さを有する薄板状の形状を成し、Z方向に前記導電性パッド222からZの距離に設置されている。さらに、前記位置決め装置32のZ方向上部に水平の段差面321と垂直面の段差壁322を有し、それぞれのZ方向段差距離がs〜sである階段状の複数の段差を連続して設けている。The positioning device 32 is mainly for determining the mutual position of the conductive pad and the probe tip in the Y direction, and is a direction (Y) orthogonal to the plane (XZ plane) of the probe array sheet. -Z plane) has a thin plate-like shape having a length sufficient to penetrate all the probe array sheets, and is installed at a distance of Z 0 from the conductive pad 222 in the Z direction. Further, a horizontal step surface 321 and a vertical step wall 322 are provided in the upper part of the positioning device 32 in the Z direction, and a plurality of step-like steps having a Z direction step distance of s 1 to s 5 are continuously formed. Are provided.

一方、前記プローブ配列シート11−1乃至11−5の前記ダミーパターン15上に前記位置決め装置32が貫通可能な基準穴17が設置されている。前記基準穴17の上辺171が前記位置決め装置32の1つの前記段差面321上に置かれ、かつ、前記ダミーパターン15の前記基準穴17近傍の面が、前記段差壁322に密着させることにより、対象となる前記プローブ配列シート11のY方向位置が決定される。 On the other hand, reference holes 17 through which the positioning device 32 can penetrate are provided on the dummy patterns 15 of the probe array sheets 11-1 to 11-5. The upper side 171 of the reference hole 17 is placed on the one step surface 321 of the positioning device 32, and the surface of the dummy pattern 15 near the reference hole 17 is brought into close contact with the step wall 322. The Y-direction position of the target probe array sheet 11 is determined.

例えば、前記プローブ配列シート11−1に設置した基準穴17−1の前記上辺171が、第1の段差面321−1上に置かれ、第1の前記段差壁322−1に密着することにより、前記プローブ配列シート11−1のY方向位置が決定される。ここで、前記プローブ配列シート11−1の前記プローブ先端部132の前記導電性シート232からのY方向距離がYとなるべく、前記段差壁322−1の位置を決定しておく。For example, the upper side 171 of the reference hole 17-1 installed in the probe array sheet 11-1 is placed on the first step surface 321-1 and brought into close contact with the first step wall 322-1. The Y direction position of the probe array sheet 11-1 is determined. Here, the position of the step wall 322-1 is determined so that the Y-direction distance of the probe tip portion 132 of the probe array sheet 11-1 from the conductive sheet 232 is Y 0 .

同様に、前記プローブ配列シート11−2に設置した前記基準穴17−2の前記上辺171が、第2の段差面321−2上に置かれ、第2の前記段差壁322−2に密着することにより、前記プローブ配列シート11−2のY方向位置が決定される。このとき、前記プローブ配列シート11−1及び11−2の前記プローブ先端部132のZ方向位置を同一にするため、前記基準穴17−2の前記上辺171のZ方向位置を、前記第1の段差面321−1と第2の段差面321−2とのZ方向段差距離sだけZ方向にずらした位置に設置する。以降、前記プローブ配列シート11−3乃至11−5の基準穴17−3乃至17−5の設置方法も同様である。Similarly, the upper side 171 of the reference hole 17-2 installed in the probe array sheet 11-2 is placed on the second step surface 321-2 and is in close contact with the second step wall 322-2. As a result, the position of the probe array sheet 11-2 in the Y direction is determined. At this time, in order to make the Z direction positions of the probe tip portions 132 of the probe array sheets 11-1 and 11-2 the same, the Z direction position of the upper side 171 of the reference hole 17-2 is set to the first direction. The step surface 321-1 and the second step surface 321-2 are installed at positions shifted in the Z direction by a step distance s 2 in the Z direction between the step surface 321-1 and the second step surface 321-2. The same applies to the method of installing the reference holes 17-3 to 17-5 of the probe array sheets 11-3 to 11-5.

図8は、前記位置決め装置32の第2の実施例について説明するものである。図8において、プローブ配列シート11−1、11−2は第1の段差面321−1上に、プローブ配列シート11−3、11−4は第2の段差面321−2上に、プローブ配列シート11−5、11−6は第3の段差面321−3上に、プローブ配列シート11−7、11−8は第4の段差面321−4上に置かれた例を示す。ここで、それぞれの前記段差面321に、前記基準穴17の前記上辺171が挿入可能な大きさのV溝323を設けることにより、前記プローブ配列シート11をより確実に位置決めすることが可能となる。前記段差壁322−1乃至322−4は、それぞれの前記プローブ配列シート11を設置する際の概略の位置決めガイドの効果がある。 FIG. 8 illustrates a second embodiment of the positioning device 32. In FIG. 8, the probe array sheets 11-1 and 11-2 are on the first step surface 321-1, and the probe array sheets 11-3 and 11-4 are on the second step surface 321-2. The sheets 11-5 and 11-6 are placed on the third step surface 321-3, and the probe array sheets 11-7 and 11-8 are placed on the fourth step surface 321-4. Here, by providing each of the step surfaces 321 with the V groove 323 having a size into which the upper side 171 of the reference hole 17 can be inserted, the probe array sheet 11 can be positioned more reliably. .. The step walls 322-1 to 322-4 have an effect of a general positioning guide when the respective probe array sheets 11 are installed.

また、前記第4の段差面321−4が、前記第1の段差面321−1と同一面に設置された例を示しているが、定期的な前記段差面の変化を設けることにより挿入枚数が確定され、前記プローブ配列シート11−1乃至11−6の誤挿入、又はそれに続く前記プローブ配列シート11−7、11−8の誤挿入を防止する効果がある。 In addition, although the example in which the fourth step surface 321-4 is installed on the same plane as the first step surface 321-1 is shown, the number of inserted sheets can be changed by periodically changing the step surface. Is established, and there is an effect of preventing erroneous insertion of the probe array sheets 11-1 to 11-6 or subsequent erroneous insertion of the probe array sheets 11-7 and 11-8.

図9は、前記プローブ配列シート11の組立て後の位置を確認する手段について説明するものである。図9において、13−rは、前記プローブ配列シート11−1の第1のプローブ13−1からX方向にXrの距離に設置されたダミープローブであり、前記プローブ配列シート11−4においても同様に設置されている。271は、前記プローブ配列シート11−1の前記ダミープローブ13−rの先端部のX−Y座標に相当する位置に前記中継パッドシート20上に設置した開口穴であり、272は、前記プローブ配列シート11−4の前記ダミープローブ13−rの先端部のX−Y座標に相当する位置に前記中継パッドシート20上に設置した開口穴である。また、324は前記位置決め装置32に設置したZ方向に延長されたダミーバーであり、前記ダミーバー324の先端部のX−Y座標に相当する位置に前記中継パッドシート20上に開口穴273を設置している。 FIG. 9 illustrates means for confirming the position of the probe array sheet 11 after assembly. In FIG. 9, 13-r is a dummy probe installed at a distance of Xr in the X direction from the first probe 13-1 of the probe array sheet 11-1, and the same is true of the probe array sheet 11-4. It is installed in. 271 is an opening hole installed on the relay pad sheet 20 at a position corresponding to the XY coordinates of the tip of the dummy probe 13-r of the probe array sheet 11-1, and 272 is the probe array. It is an opening hole installed on the relay pad sheet 20 at a position corresponding to the XY coordinates of the tip portion of the dummy probe 13-r of the sheet 11-4. Reference numeral 324 denotes a dummy bar installed in the positioning device 32 and extending in the Z direction. An opening hole 273 is installed on the relay pad sheet 20 at a position corresponding to the XY coordinates of the tip of the dummy bar 324. ing.

組立時において前記ダミープローブ13−rの先端位置及び前記ダミーバー324の先端位置を目視又は画像化することにより、前記プローブ配列シート11が正しい位置に設置されているか否かを判定することができる。前記ダミープローブ13−r又は前記ダミーバー324を、複数の任意の前記プローブ配列シート11又は前記位置決め装置32に設置することにより、前記プローブ13と前記導電性パッド22との相対位置が正確に決定できる。 By visually or visualizing the tip positions of the dummy probes 13-r and the dummy bars 324 during assembly, it is possible to determine whether or not the probe array sheet 11 is installed at the correct position. By installing the dummy probe 13-r or the dummy bar 324 on a plurality of arbitrary probe array sheets 11 or the positioning device 32, the relative position between the probe 13 and the conductive pad 22 can be accurately determined. ..

以上説明したように、本発明によれば、格子状配列における段数が増加した場合でも、特にバンプ端子配列に対する高精度なプローブ接続を実現し、金属粉等の発生や端子の損傷や変形等を抑制するため、耐久性に優れた安価なプローブユニットを提供することが可能である。 As described above, according to the present invention, even when the number of steps in the grid-like array is increased, it is possible to realize highly accurate probe connection especially to the bump terminal array, and to prevent generation of metal powder or the like, damage or deformation of the terminal, etc. Since it is suppressed, it is possible to provide an inexpensive probe unit having excellent durability.

半導体ウエハにおける特に格子状多ピン狭ピッチ検査端子を有する半導体及び半導体パッケージ等の電気的検査に使用するプローブユニット、又は格子状多ピン狭ピッチ検査端子を有する半導体等の接続装置として利用することができる。 In particular, it can be used as a probe unit used for electrical inspection of a semiconductor and a semiconductor package having a lattice-shaped multi-pin narrow-pitch inspection terminal, or as a connecting device for a semiconductor having a lattice-shaped multi-pin narrow-pitch inspection terminal. it can.

1 プローブユニット
10 プローブ配列
11 プローブ配列シート
12 絶縁シート
13 プローブ
13−r ダミープローブ
131 プローブ垂直部、132 プローブ先端部、133 プローブ変形部
14 配線パターン
15 ダミーパターン
16、17 基準穴
20 中継パッドシート
21 絶縁シート
211、212、213 絶縁材
22、221、222 導電性パッド
23、231、232、233 導電性シート
24、241、242、243,244 パッド露出部
25、251,252、253、254 パッド非露出部
26 スリット
271、272、273 開口穴
31 固定具
32 位置決め装置
321 段差面、322 段差壁
323 V溝
324 ダミーバー
4 被検査回路
40 バンプ配列、41 バンプ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 probe unit 10 probe arrangement 11 probe arrangement sheet 12 insulating sheet 13 probe 13-r dummy probe 131 probe vertical portion, 132 probe tip portion, 133 probe deforming portion 14 wiring pattern 15 dummy patterns 16, 17 reference hole 20 relay pad sheet 21 Insulating sheets 211, 212, 213 Insulating materials 22, 221, 222 Conductive pads 23, 231, 232, 233 Conductive sheets 24, 241, 242, 243, 244 Pad exposed parts 25, 251, 252, 253, 254 Pad non Exposed part 26 Slits 271, 272, 273 Opening hole 31 Fixing device 32 Positioning device 321 Step surface 322 Step wall 323 V groove 324 Dummy bar 4 Inspected circuit 40 Bump array, 41 bump

Claims (14)

複数のプローブを配置したプローブ配列シートと、絶縁シートに複数の導電性パッドを配置した中継パッドシートと、前記プローブ配列シートと前記中継パッドシートを整列固定する手段から成るプローブユニットであって、
一部又は全ての前記導電性パッドが前記プローブ群の一部又は全ての先端部と電気的に独立して接触し、前記導電性パッドを介して前記中継パッドシートの反対面から導通可能とする電気的導通手段を有することを特徴とするプローブユニット。
A probe unit comprising a probe array sheet having a plurality of probes arranged thereon, a relay pad sheet having a plurality of conductive pads arranged on an insulating sheet, and a means for aligning and fixing the probe array sheet and the relay pad sheet,
Some or all of the conductive pads electrically and independently contact some or all of the tip portions of the probe group, and enable conduction from the opposite surface of the relay pad sheet via the conductive pads. A probe unit having an electrical conduction means.
前記中継パッドシートにおける前記導電性パッドの配置面と同一面又は連続した面に、前記導電性パッドと同一又は類似の金属材料の導電性シートを、前記導電性パッドと同一又は近似の厚さで、前記導電性パッドの一部又は全てと電気的に独立して配置したことを特徴とする請求項1記載のプローブユニット。 A conductive sheet of the same or similar metal material as the conductive pad, on the same surface or a continuous surface as the arrangement surface of the conductive pad in the relay pad sheet, with the same or similar thickness as the conductive pad. The probe unit according to claim 1, wherein the probe unit is electrically independent of a part or all of the conductive pad. 前記導電性シートの片面又は両面に、前記絶縁シートが固着されていることを特徴とする請求項1及び2記載のプローブユニット。 The probe unit according to claim 1 or 2, wherein the insulating sheet is fixed to one surface or both surfaces of the conductive sheet. 1つの前記導電性パッドにおける片面又は両面の外形周辺部の一部又は全周と、隣接する前記導電性パッド間に、前記絶縁シートを構成する絶縁材が固着されていることを特徴とする請求項1記載のプローブユニット。 An insulating material forming the insulating sheet is fixed between a part or the entire circumference of the outer peripheral portion of one surface or both surfaces of one conductive pad and the adjacent conductive pads. Item 1. The probe unit according to Item 1. 前記中継パッドシートにおいて、前記プローブ先端部と反対側の前記導電性パッドを被検査回路端子に接触させて検査することを特徴とする請求項1記載のプローブユニット。 2. The probe unit according to claim 1, wherein in the relay pad sheet, the conductive pad on the side opposite to the probe tip portion is brought into contact with a circuit terminal to be inspected for inspection. 前記中継パッドシートにおいて、前記プローブ先端部と前記導電性パッドとの間にZ方向の荷重を負荷し、全ての前記プローブ先端部と前記導電性パッドを接触させた状態で、前記プローブ先端部と反対側の前記導電性パッドを被検査回路端子に接触させて検査することを特徴とする請求項1記載のプローブユニット。 In the relay pad sheet, a load in the Z direction is applied between the probe tip and the conductive pad, and the probe tip is in contact with all of the probe tip and the conductive pad. The probe unit according to claim 1, wherein the conductive pad on the opposite side is brought into contact with a circuit terminal to be inspected for inspection. 前記プローブ先端部と前記導電性パッドとの接触時において、前記導電性パッドに対して前記プローブ先端部のX−Y平面におけるすべり(スクラブ動作量)が無いこと、又は微小であることを特徴とする請求項1記載のプローブユニット。 When the probe tip and the conductive pad are in contact with each other, there is no slip (scrub operation amount) in the XY plane of the probe tip with respect to the conductive pad, or it is minute. The probe unit according to claim 1. 前記中継パッドシートの線膨張係数が、被検査半導体ウエハの線膨張係数に近似であることを特徴とする請求項1乃至4記載のプローブユニット。 The probe unit according to claim 1, wherein the linear expansion coefficient of the relay pad sheet is close to the linear expansion coefficient of the semiconductor wafer to be inspected. 前記中継パッドシートにおいて、隣接する2つの前記導電性パッドを1つの被検査回路端子に同時に接触し、前記2つの前記導電性パッドに接続するそれぞれの前記プローブを電気的に独立としたことを特徴とする請求項1記載のプローブユニット。 In the relay pad sheet, two adjacent conductive pads are simultaneously brought into contact with one circuit terminal to be inspected, and the respective probes connected to the two conductive pads are electrically independent. The probe unit according to claim 1. 前記中継パッドシートにおける前記導電性パッドと前記プローブ先端部との位置決め手段を設置したことを特徴とする請求項1記載のプローブユニット。 The probe unit according to claim 1, wherein a positioning means for positioning the conductive pad and the probe tip portion in the relay pad sheet is installed. 構成する全ての前記プローブ配列シート面内にスリットを設け、前記プローブ配列シート面と直交方向(Y−Z平面)に全ての前記スリットに貫通可能な薄板状の位置決め装置を設置し、前記位置決め装置のZ方向上部に垂直面と水平面を有する階段状の複数の段差を連続して設け、
任意の前記プローブ配列シートにおける前記スリット上辺を1つの前記段差水平面に配置した後、前記プローブ配列シートの面の一部と前記段差垂直面を密着させることにより、前記導電性パッドと前記プローブ先端部とのY方向の位置決め手段としたことを特徴とする請求項10記載のプローブユニット。
Slits are provided in the surfaces of all the probe array sheets that are configured, and a thin plate-shaped positioning device that can penetrate all the slits is installed in a direction (YZ plane) orthogonal to the probe array sheet surface. A plurality of step-like steps having a vertical surface and a horizontal surface are continuously provided on the upper side in the Z direction of
After arranging the upper side of the slit in any one of the probe array sheets on one of the step horizontal planes, a part of the surface of the probe array sheet and the step vertical surface are brought into close contact with each other, so that the conductive pad and the probe tip part are formed. 11. The probe unit according to claim 10, wherein the probe unit is a positioning means in the Y direction.
前記段差水平面上に、1つの前記プローブ配列シートの前記スリット上辺が挿入可能な溝を設置したことを特徴とする請求項10及び11記載のプローブユニット。 The probe unit according to claim 10 or 11, wherein a groove into which the upper side of the slit of one of the probe array sheets can be inserted is provided on the step horizontal surface. 前記位置決め装置が、前記中継パッドシートの前記導電性シート上に連続して形成され、前記中継パッドシートの折り曲げ加工により前記プローブ配列シート面(X−Z平面)に対し垂直方向に沿って設置したことを特徴とする請求項10乃至12記載のプローブユニット。 The positioning device is continuously formed on the conductive sheet of the relay pad sheet, and is installed along the direction perpendicular to the probe array sheet surface (XZ plane) by bending the relay pad sheet. 13. The probe unit according to claim 10, wherein the probe unit is a probe unit. 任意の前記プローブ配列シートの前記プローブと同一面にダミープローブを設置し、前記位置決め装置のZ方向上部に中継パッドシート下面と概略同一のZ方向高さを有するダミーバーを設置し、
前記中継パッドシート上に、前記ダミープローブ先端中心のX−Y座標に相当する位置と、前記ダミーバー先端中心のX−Y座標に相当する位置に開口穴を設け、前記ダミープローブ及び前記ダミーバーの先端を前記中継パッドシート上面より目視可能としたことを特徴とする請求項10乃至13記載のプローブユニット。
A dummy probe is installed on the same surface as the probe of any of the probe array sheets, and a dummy bar having a Z direction height substantially the same as the lower surface of the relay pad sheet is installed on the Z direction upper part of the positioning device,
Opening holes are provided on the relay pad sheet at positions corresponding to the XY coordinates of the tip center of the dummy probe and at positions corresponding to the XY coordinates of the tip center of the dummy bar, and the tip ends of the dummy probe and the dummy bar. 14. The probe unit according to claim 10, wherein is visible from the upper surface of the relay pad sheet.
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