JP2022189936A

JP2022189936A - 検査治具

Info

Publication number: JP2022189936A
Application number: JP2022171164A
Authority: JP
Inventors: 孝弘永田; Takahiro Nagata
Original assignee: Yokowo Co Ltd
Current assignee: Yokowo Co Ltd
Priority date: 2017-12-18
Filing date: 2022-10-26
Publication date: 2022-12-22
Also published as: TW201928357A; US20190187181A1; US10866265B2; JP2019109101A

Abstract

【課題】従来と比較して短いコンタクタを使用可能な検査治具を提供する。
【解決手段】リジッド基板と、前記リジッド基板に接続されたフレキシブル基板と、前記フレキシブル基板の一部を前記リジッド基板に対して突出した状態で支持する支持体と、前記フレキシブル基板の前記リジッド基板に対して突出した突出部に設けられた、伸縮性のあるコンタクタと、を備え、前記リジッド基板は上下面のうちの前記フレキシブル基板に対向する面に複数の導電パターンを有し、該導電パターンは、高周波用導電パターン、低周波用導電パターン、電源用導電パターン、及びグランド用導電パターンの中の少なくとも１つを含む。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば半導体集積回路の電気的特性の検査に使用されるプローブカード等の検査治具に関する。

半導体集積回路の電気的特性の検査に使用されるプローブカード等の検査治具として、スプリングプローブを有するコンタクタを直接リジッド基板に実装したものが知られている。

BiTS Workshop 2007 Archive（https://www.bitsworkshop.org/archive/archive2007/2007ht.pdf）, PAPER#2

高周波デバイスの検査の場合、高周波信号を伝送する必要があるため、極力短いコンタクタを使用することが望ましい。ここで、コンタクタを直接リジッド基板に実装する構成では、プローブカードを検査装置に取り付けるための機構的な制約や、コンタクタの周辺に実装する電子部品の高さによる制約があり、一定以下の長さのコンタクタは使用できないという課題があった。

本発明はこうした状況を認識してなされたものであり、その目的は、従来と比較して短いコンタクタを使用可能な検査治具を提供することにある。

本発明のある態様は、検査治具である。この検査治具は、
リジッド基板と、
前記リジッド基板に接続されたフレキシブル基板と、
前記フレキシブル基板の一部を前記リジッド基板に対して突出した状態で支持する支持体と、
前記フレキシブル基板の前記リジッド基板に対して突出した突出部に設けられた、伸縮性のあるコンタクタと、を備え、
前記リジッド基板は上下面のうちの前記フレキシブル基板に対向する面に複数の導電パターンを有し、
該導電パターンは、高周波用導電パターン、低周波用導電パターン、電源用導電パターン、及びグランド用導電パターンの中の少なくとも１つを含む。

前記フレキシブル基板は、前記リジッド基板よりも変形可能であり、その両端部が前記リジッド基板に接続され、
前記支持体は、前記突出部が前記フレキシブル基板に形成されるように前記リジッド基板と前記フレキシブル基板との間に配置されてもよい。

前記コンタクタは、
コンタクトハウジングと、
前記コンタクトハウジングに支持され、一端が前記突出部に設けられた接点部に接触するスプリングプローブと、を有してもよい。

前記コンタクトハウジングは、伸縮可能に前記スプリングプローブを支持してもよい。

前記コンタクタは、導電性物質が配合された弾性体であってもよい。

前記支持体は、前記リジッド基板に対して固定されてもよい。

前記フレキシブル基板は、両端部と前記突出部との間に傾斜部を有し、
前記フレキシブル基板に設けられた電子部品が前記傾斜部に配置されてもよい。

前記リジッド基板の片面のみで前記フレキシブル基板が突出してもよい。

前記支持体は、前記突出部の上面に当接する下面を有してもよい。

前記リジッド基板は少なくとも一対のスリット穴を有し、該スリット穴を通して前記フレキシブル基板の前記両端部が前記リジッド基板に接続されてもよい。

前記リジッド基板に固定された一対の圧接ブロックをさらに備え、
該圧接ブロックは、前記リジッド基板の上面との間に、前記フレキシブル基板の前記両端部を挟持してもよい。

前記フレキシブル基板の前記突出部は、複数のコンタクトパッドを備える下面を有してもよい。

前記リジッド基板は、ガラスエポキシ基板であってもよい。

前記支持体は、絶縁性の樹脂成形体であってもよい。

なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法やシステムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。

本発明によれば、従来と比較して短いコンタクタを使用可能な検査治具を提供することができる。

本発明の実施の形態１に係る検査治具１の概略断面図。検査治具１のコンタクタ４０を被測定ウェハ９０上のバンプ９１に接触させた状態の概略断面図。比較例に係る検査治具の概略断面図。比較例に係る検査治具を被測定ウェハ９０上のバンプ９１に接触させた状態の概略断面図。本発明の実施の形態２に係る検査治具２の概略断面図。検査治具２のコンタクタ４５を被測定ウェハ９０上のバンプ９１に接触させた状態の概略断面図。

以下、図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態を詳述する。なお、各図面に示される同一または同等の構成要素、部材等には同一の符号を付し、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は発明を限定するものではなく例示であり、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る検査治具１の概略断面図である。図２は、検査治具１のコンタクタ４０を被測定ウェハ９０上のバンプ９１に接触させた状態の概略断面図である。図１により、検査治具１における互いに直交する上下及び左右方向を定義する。また、上下及び左右方向と垂直な方向を前後方向と定義する。検査治具１は、例えばプローブカードであり、ウェハ状態の半導体集積回路の電気的特性の検査に使用される。検査治具１は、リジッド基板１０と、フレキシブル基板２０と、支持体としての台座ブロック３０と、コンタクタ４０と、圧接ブロック５０と、取付機構６０と、を備える。

リジッド基板１０は、例えばガラスエポキシ基板であり、上下方向と垂直に延在する。一対のスリット穴１１は、リジッド基板１０を上下方向に貫通し、台座ブロック３０の左右両側においてそれぞれ前後方向に延びる。リジッド基板１０の上面には、高周波信号を伝送するための高周波ライン（高周波用導電パターン）１２が設けられる。図示は省略したが、リジッド基板１０には、低周波信号を伝送するための低周波ライン（低周波用導電パターン）、電源ライン（電源用導電パターン）、及びグランドライン（グランド用導電パターン）も設けられる。

フレキシブル基板２０は、圧接ブロック５０の押圧力により左右両端部がリジッド基板１０の上面に接続され、スリット穴１１を通ってリジッド基板１０の下方に延び、台座ブロック３０の支持によりリジッド基板１０に対して下方に突出した状態とされる。フレキシブル基板２０の、リジッド基板１０に対して下方に突出した突出部２１の平面である下面には、接点部としての複数のコンタクトパッド２３が設けられる。コンタクトパッド２３は、高周波信号用、低周波信号用、電源用、及びグランド用の各コンタクトパッドを含む。

フレキシブル基板２０の下面には、高周波ライン（高周波用導電パターン）２５が設けられる。高周波ライン２５は、一端が高周波用のコンタクトパッド２３に接続され、他端がリジッド基板１０の高周波ライン１２に接続される。フレキシブル基板２０の上面には、グランドライン（グランド用導電パターン）２６が設けられる。グランドライン２６は、リジッド基板１０のグランドラインとグランド用のコンタクトパッド２３とを互いに接続する。なお、フレキシブル基板２０の上面と下面との間の電気的な接続は、必要に応じて図示しないスルーホールにより行われる。図示は省略したが、フレキシブル基板２０には、リジッド基板１０の低周波ラインと低周波信号用のコンタクトパッド２３とを互いに接続する低周波ライン（低周波用導電パターン）、及び、リジッド基板１０の電源ラインと電源用のコンタクトパッド２３とを互いに接続する電源ライン（電源用導電パターン）も設けられる。フレキシブル基板２０の左右両端部と突出部２１との間の傾斜部２２には、高周波ライン２５上に実装される整合回路や、電源ラインとグランドラインとの間に接続される電子部品２８（例えばチップコンデンサ）が設けられる。電子部品２８は、コンタクタ４０よりも上方に位置する。

台座ブロック３０は、例えば絶縁性の樹脂成形体であり、リジッド基板１０の下面に所定数のネジ１８で固定され、左右方向において一対のスリット穴１１の間に位置する。台座ブロック３０は、前後方向と垂直な断面が略台形の例えば四角錐台形状であり、フレキシブル基板２０の一部をリジッド基板１０に対して下方に突出した状態で支持する。フレキシブル基板２０の突出部２１の平面である上面は、台座ブロック３０の平面である下面に接着されてもよい。

コンタクタ４０は、コンタクトハウジング４１と、複数のスプリングプローブ（コンタクトプローブ）４２と、を含む。コンタクトハウジング４１は、例えば絶縁性の樹脂成形体であり、各スプリングプローブ４２を伸縮可能に支持する。コンタクトハウジング４１は、図示しないネジ等により台座ブロック３０又はリジッド基板１０に固定される。各スプリングプローブ４２は、上下方向に延びる銅又は銅合金等の導電性金属体であり、図示しないコイルバネ等の付勢手段を内蔵し、上下方向において伸縮可能である。各スプリングプローブ４２の上端は、フレキシブル基板２０の突出部２１の下面に設けられたコンタクトパッド２３に接触（弾接）する。各スプリングプローブ４２の下端は、図２に示すように、被測定ウェハ９０に設けられたバンプ９１に接触（弾接）する。

一対の圧接ブロック５０は、所定数のネジ１９により、フレキシブル基板２０の左右両端部を挟んでリジッド基板１０の上面にそれぞれ固定される。圧接ブロック５０の下面（リジッド基板１０側の面）にはゴム等の弾性体５１が設けられ、弾性体５１がフレキシブル基板２０の左右両端部をリジッド基板１０の上面に弾性的に押し付ける。これにより、リジッド基板１０の上面に設けられた高周波ライン１２と、フレキシブル基板２０の下面に設けられた高周波ライン２５とが、互いに接触して電気的に接続される。同様に、リジッド基板１０とフレキシブル基板２０の、低周波ライン同士、電源ライン同士、及びグランドライン同士も、それぞれ互いに接触して電気的に接続される。

取付機構６０は、リジッド基板１０を支持して検査治具１を図示しない検査装置に取り付けるための周知の機構であり、ここでは詳細な説明を省略する。取付機構６０は、コンタクタ４０よりも上方に位置する。

図３は、比較例に係る検査治具の概略断面図である。図４は、比較例に係る検査治具を被測定ウェハ９０上のバンプ９１に接触させた状態の概略断面図である。比較例に係る検査治具は、リジッド基板１０に直接コンタクタ４０を実装したものである。図４から明らかなように、コンタクタ４０の長さを短くしていくと、検査時に被測定ウェハ９０上のバンプ９１と電子部品２８や取付機構６０が干渉するため、一定以下の長さのコンタクタ４０は使用できない。

本実施の形態によれば、下記の効果を奏することができる。

(1) フレキシブル基板２０を台座ブロック３０によりリジッド基板１０に対して下方に突出させ、突出部２１の下面にコンタクタ４０を実装し、傾斜部２２に電子部品２８を実装するため、コンタクタ４０の長さを短くしても電子部品２８や取付機構６０が検査時に被測定ウェハ９０のバンプ９１に干渉しにくくなる。したがって、比較例のようにリジッド基板１０に直接コンタクタ４０を実装した構成と比較して、コンタクタ４０の長さを短くでき、高周波信号の伝送に有利である。

(2) 台座ブロック３０はリジッド基板１０に固定され、コンタクタ４０が伸縮性を有する構成のため、台座ブロック３０をリジッド基板１０に固定せずスプリング等でリジッド基板１０に対して下方に付勢する構成と比較して、台座ブロック３０がリジッド基板１０に対して傾くことによる接触不良を抑制できる。

(3) フレキシブル基板２０のコンタクトパッド２３を被測定ウェハ９０のバンプ９１に直接は接触させず、コンタクタ４０を介して電気的に接続するため、コンタクトパッド２３の破損を抑制できる。コンタクトパッド２３が１つでも破損するとフレキシブル基板２０全体を交換しなければならないため、コンタクトパッド２３の破損を抑制できるメリットは大きい。ここで、スプリングプローブ４２が破損しても、破損したスプリングプローブ４２のみを交換し、又はコンタクタ４０を交換することで対応でき、フレキシブル基板２０は交換が不要なため、交換時間や交換費用を抑制できる。

（実施の形態２）
図５は、本発明の実施の形態２に係る検査治具２の概略断面図である。図６は、検査治具２のコンタクタ４５を被測定ウェハ９０上のバンプ９１に接触させた状態の概略断面図である。本実施の形態の検査治具２は、実施の形態１の検査治具１のコンタクタ４０をコンタクタ４５に置換したものであり、その他の点は実施の形態１の検査治具１と同様である。コンタクタ４５は、例えば導電性ゴムシートであり、ゴム等の弾性体４６の所定部分（コンタクトパッド２３と被測定ウェハ９０のバンプ９１との間の部分）に導電性物質として金属粉末等の導電性粉末４７を配合（混入）し、コンタクトパッド２３とバンプ９１とをスプリングプローブ４２（図１）と同様に１対１で電気的に接続可能としたものである。本実施の形態も、実施の形態１と同様の効果を奏することができる。

以上、実施の形態を例に本発明を説明したが、実施の形態の各構成要素や各処理プロセスには請求項に記載の範囲で種々の変形が可能であることは当業者に理解されるところである。

１、２検査治具（プローブカード）、
１０リジッド基板、１１スリット穴、１２高周波ライン（高周波用導電パターン）、１８ネジ、１９ネジ、
２０フレキシブル基板、２１突出部、２２傾斜部、２３コンタクトパッド（接点部）、２５高周波ライン（高周波用導電パターン）、２６グランドライン（グランド用導電パターン）、２８電子部品、
３０台座ブロック（支持体）、
４０コンタクタ、４１コンタクトハウジング、４２スプリングプローブ、
４５コンタクタ、４６弾性体、４７導電性粉末、
５０圧接ブロック、５１弾性体、
６０取付機構、
９０被測定ウェハ（検査対象物）、９１バンプ

Claims

リジッド基板と、
前記リジッド基板に接続されたフレキシブル基板と、
前記フレキシブル基板の一部を前記リジッド基板に対して突出した状態で支持する支持体と、
前記フレキシブル基板の前記リジッド基板に対して突出した突出部に設けられた、伸縮性のあるコンタクタと、を備え、
前記リジッド基板は上下面のうちの前記フレキシブル基板に対向する面に複数の導電パターンを有し、
該導電パターンは、高周波用導電パターン、低周波用導電パターン、電源用導電パターン、及びグランド用導電パターンの中の少なくとも１つを含む、検査治具。
前記フレキシブル基板は、前記リジッド基板よりも変形可能であり、その両端部が前記リジッド基板に接続され、
前記支持体は、前記突出部が前記フレキシブル基板に形成されるように前記リジッド基板と前記フレキシブル基板との間に配置される、請求項１に記載の検査治具。
前記コンタクタは、
コンタクトハウジングと、
前記コンタクトハウジングに支持され、一端が前記突出部に設けられた接点部に接触するスプリングプローブと、を有する、請求項１に記載の検査治具。
前記コンタクトハウジングは、伸縮可能に前記スプリングプローブを支持する、請求項３に記載の検査治具。
前記コンタクタは、導電性物質が配合された弾性体である、請求項１に記載の検査治具。
前記支持体は、前記リジッド基板に対して固定される、請求項１から５のいずれか一項に記載の検査治具。
前記フレキシブル基板は、両端部と前記突出部との間に傾斜部を有し、
前記フレキシブル基板に設けられた電子部品が前記傾斜部に配置される、請求項１から５のいずれか一項に記載の検査治具。
前記リジッド基板の片面のみで前記フレキシブル基板が突出している、請求項１から５のいずれか一項に記載の検査治具。
前記支持体は、前記突出部の上面に当接する下面を有する、請求項１から５のいずれか一項に記載の検査治具。
前記リジッド基板は少なくとも一対のスリット穴を有し、該スリット穴を通して前記フレキシブル基板の前記両端部が前記リジッド基板に接続される、請求項１から５のいずれか一項に記載の検査治具。
前記リジッド基板に固定された一対の圧接ブロックをさらに備え、
該圧接ブロックは、前記リジッド基板の上面との間に、前記フレキシブル基板の前記両端部を挟持する、請求項１から５のいずれか一項に記載の検査治具。
前記フレキシブル基板の前記突出部は、複数のコンタクトパッドを備える下面を有する、請求項１から５のいずれか一項に記載の検査治具。
前記リジッド基板は、ガラスエポキシ基板である、請求項１から５のいずれか一項に記載の検査治具。
前記支持体は、絶縁性の樹脂成形体である、請求項１から５のいずれか一項に記載の検査治具。