JP2023008817A - プローブカード - Google Patents

Abstract

【課題】検査対象物との接触をより確実に行うことができるプローブカードを提供する。【解決手段】プローブカード１０は、可撓性を有し、第１の主面１ａに複数のバンプ１２が配置された可撓性フィルム１と、可撓性フィルム１に配置され、少なくとも１つのバンプ１２に接続された複数の配線１１と、可撓性フィルム１の第１の主面１ａとは反対側の主面である第２の主面１ｂ側に設けられた弾性部材２とを備える。可撓性フィルム１は、複数のバンプ１２同士を結ぶ線分を分断する切り込みが入れられた切込領域ＭＡと、切込領域ＭＡ以外の主領域ＰＡとを有する。弾性部材２は、可撓性フィルム１の第１の主面１ａと直交する方向に見たときに少なくとも可撓性フィルム１の切込領域ＭＡと重なる位置に設けられており、かつ、可撓性フィルム１の主領域ＰＡに接続されている。【選択図】図１

Description

本発明は、プローブカードに関する。

半導体素子等の電気特性を検査するために用いられるプローブカードが知られている。

特許文献１には、可撓性フィルムの一方の面に配線と電気検査用バンプが配置され、他方の面に弾性部材が当接し、さらに弾性部材の他の面に剛体が当接した構成のプローブカードが開示されている。このプローブカードによれば、検査対象の半導体素子に設けられている電極や電気検査用バンプに高さ方向のばらつきが存在する場合でも、そのような高さ方向のばらつきを弾性部材が吸収して、半導体素子と電気検査用バンプとの間で安定したコンタクトを実現することができるとされている。

特開２０１１－９９８０５号公報

しかしながら、特許文献１に記載のプローブカードでは、検査対象の半導体素子に設けられている電極や電気検査用バンプに高さ方向のばらつきが存在する場合に、複数の電気検査用バンプのうちの１つが半導体素子の１つの電極と当接することにより、その周囲に存在する電気検査用バンプと半導体素子の電極との間でコンタクトが得られなくなる可能性がある。

図１４は、特許文献１に記載のプローブカード１００の電気検査用バンプ１１０ａ～１１０ｃと、ステージ２２０上の半導体素子２００の電極２１０ａ～２１０ｃとを当接させる様子を模式的に示す側面図である。上述したように、特許文献１に記載のプローブカード１００は、一方の面に電気検査用バンプ１１０ａ～１１０ｃが配置された可撓性フィルム１２０と、弾性部材１３０と、剛体１４０とを備える。図１４に示す例では、プローブカード１００に設けられている複数の電気検査用バンプ１１０ａ～１１０ｃのうち、中央の電気検査用バンプ１１０ｂが他の電気検査用バンプ１１０ａ，１１０ｃと比べて、高さが高いものとする。

半導体素子２００の検査時に、プローブカード１００と半導体素子２００とを相対的に近づけて、プローブカード１００の電気検査用バンプ１１０ａ～１１０ｃと、半導体素子２００の電極２１０ａ～２１０ｃとを当接させる。このとき、図１４に示すように、高さの高い中央の電気検査用バンプ１１０ｂと、半導体素子２００の中央の電極２１０ｂとが最初に当接することによって、当接した位置とその周辺の位置において、可撓性フィルム１２０および弾性部材１３０が凹む。これにより、中央の電気検査用バンプ１１０ｂの周辺に位置し、電気検査用バンプ１１０ｂよりも高さが低い電気検査用バンプ１１０ａと半導体素子２００の電極２１０ａとの間、および、電気検査用バンプ１１０ｃと半導体素子２００の電極２１０ｃとの間での接触が行えず、検査を行うことができなくなる可能性がある。

また、かろうじて電気検査用バンプ１１０ａ～１１０ｃと、半導体素子２００の電極２１０ａ～２１０ｃとがそれぞれ接触したとしても、接触の位置や荷重にばらつきがあるため、検査における電気特性の測定結果が安定し難い。特に、高周波測定を行う場合には、接触の位置や荷重の影響が大きいため、安定した測定結果を得られる可能性が低くなる。

本発明は、上記課題を解決するものであり、検査対象物との接触をより確実に行うことができるプローブカードを提供することを目的とする。

本発明のプローブカードは、
可撓性を有し、第１の主面に複数のバンプが配置された可撓性フィルムと、
前記可撓性フィルムに配置され、少なくとも１つの前記バンプに接続された複数の配線と、
前記可撓性フィルムの前記第１の主面とは反対側の主面である第２の主面側に設けられた弾性部材と、
を備え、
前記可撓性フィルムは、複数の前記バンプ同士を結ぶ線分を分断する切り込みが入れられた切込領域と、前記切込領域以外の主領域とを有し、
前記弾性部材は、前記可撓性フィルムの前記第１の主面と直交する方向に見たときに少なくとも前記可撓性フィルムの前記切込領域と重なる位置に設けられており、かつ、前記可撓性フィルムの前記主領域に接続されていることを特徴とする。

本発明のプローブカードによれば、可撓性フィルムは、複数のバンプ同士を結ぶ線分を分断する切り込みが入れられていることにより、検査対象物の検査時に、バンプと検査対象物との電極が当接し、当接したバンプの位置において可撓性フィルムおよび弾性部材が凹んだ場合でも、隣接するバンプに荷重が伝わることを抑制することができる。これにより、バンプと、検査対象物の電極との間の接触をより確実に行うことができ、より安定した検査結果を得ることができる。

（ａ）は、第１の実施形態におけるプローブカードの構成を模式的に示す上面図、（ｂ）は、（ａ）の部分拡大図、（ｃ）は、（ｂ）のＩＣ－ＩＣ線に沿った断面図である。 可撓性フィルムの第１の主面上に配置されている配線とバンプ付近を拡大した上面図である。 第１の実施形態におけるプローブカードを用いて、検査対象物の電気特性を検査する様子を模式的に示す断面図である。 （ａ）は、第２の実施形態におけるプローブカードにおいて、切り込みが入れられた弾性部材を模式的に示す上面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＩＶＢ－ＩＶＢ線に沿った断面図である。 第３の実施形態におけるプローブカードの要部の断面図である。 （ａ）は、第４の実施形態におけるプローブカードの構成を模式的に示す側面図であり、（ｂ）は、第４の実施形態におけるプローブカードを用いて検査対象物の検査を行う様子を模式的に示す側面図である。 第５の実施形態におけるプローブカードの要部の構成を模式的に示す部分拡大図である。 （ａ）は、可撓性フィルムの第２の主面のうちの主領域にもグランド導体を設けた場合の第５の実施形態におけるプローブカードの部分断面図であり、（ｂ）は、可撓性フィルムの第２の主面側に設けられたグランド導体の配置位置を示す部分平面図である。 第５の実施形態におけるプローブカードの要部の別の構成例を模式的に示す部分拡大図である。 第５の実施形態におけるプローブカードの製造方法を説明するための図であって、（ａ）は、可撓性フィルムの第１の主面に導体を積層し、パターニングによって、主領域における配線とグランド導体とを離間するため領域の導体を除去し、導体の上に複数のバンプを形成した状態を模式的に示す上面図であり、（ｂ）は、可撓性フィルムおよび導体に切り込みが入れられることにより、導体が複数の配線とグランド導体に分けられた状態を模式的に示す上面図である。 （ａ）は、パターニングによって導体の一部を除去する際、切込領域に向かうにつれて、配線とグランド導体とを離間する距離が徐々に短くなるようにした場合において、可撓性フィルムおよび導体に切り込みが入れられた状態を模式的に示す上面図の部分拡大図であり、（ｂ）は、（ａ）に示す部分拡大図に対して、パターニングによって導体の一部を除去した領域の一部にまで切り込みが入り込んだ状態を模式的に示す部分拡大図である。 切り込みが入れられることによって露出した可撓性フィルムと配線の断面が可撓性フィルムと直交する面に対して平行ではなく、傾いていることを示す断面図である。 （ａ）は、導体に切り込みを入れることによって、複数の配線とグランド導体とを形成したときの構成を模式的に示す断面図であり、（ｂ）は、パターニングによって第１の主面に複数の配線とグランド導体とを形成した構成を模式的に示す断面図であり、（ｃ）は、パターニングによって第１の主面に配線とグランド導体とを形成するとともに、第２の主面の全体にグランド導体を配置した可撓性フィルムに対して切り込みを入れたときの構成を模式的に示す断面図である。 特許文献１に記載のプローブカードを用いて検査対象物の電気特性を検査する様子を模式的に示す側面図である。

以下に本発明の実施形態を示して、本発明の特徴を具体的に説明する。

＜第１の実施形態＞
図１（ａ）は、第１の実施形態におけるプローブカード１０の構成を模式的に示す上面図、（ｂ）は、図１（ａ）の部分拡大図、（ｃ）は、図１（ｂ）のＩＣ－ＩＣ線に沿った断面図である。本実施形態におけるプローブカード１０は、全体としてシート状の形状を有する。

第１の実施形態におけるプローブカード１０は、可撓性フィルム１と、弾性部材２と、複数の配線１１とを備える。本実施形態におけるプローブカード１０は、コネクタ３をさらに備える。

可撓性フィルム１は、折り曲げたり撓ませることが可能な可撓性を有するフィルムであって、第１の主面１ａに複数のバンプ１２が配置されている。可撓性フィルム１は、例えば、ポリカーボネート、ポリエーテルサルファイド、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリフェニレンサルファイド、ポリイミド、ポリアミド、または、液晶ポリマーなどからなる。可撓性フィルム１の厚みは、例えば、２５μｍ以上２００μｍ以下である。

配線１１は、可撓性フィルム１に配置され、少なくとも１つのバンプ１２に接続されている。より詳しくは、複数の配線１１のそれぞれは、可撓性フィルム１と密着しており、一端がバンプ１２と接続され、他端はコネクタ３と接続されている。本実施形態では、図１（ａ）に示すように、可撓性フィルム１の一端側および他端側にそれぞれ設けられているコネクタ３から、中央に配置されているバンプ１２に向かって延伸する態様で配線１１が配置されている。特に、図１（ｂ）に示すように、可撓性フィルム１の一端側に設けられているコネクタ３からバンプ１２に向かう配線１１と、可撓性フィルム１の他端側に設けられているコネクタ３からバンプ１２に向かう配線１１は、バンプ１２と接続されている位置において互いに対向している。本実施形態では、バンプ１２と接続されている位置において互いに対向している配線１１の組が複数存在する。配線１１は、例えば、信号を伝送するための信号線である。

配線１１の材料は、導電性を有する材料であれば特に制約はなく、例えばＣｕを用いることが可能である。配線１１は、例えば、箔材を熱圧着、印刷、スパッタ等のドライ成膜等によって形成することができる。また、配線１１の表面にめっきを施すようにしてもよい。めっきは、例えば、１層目がＮｉめっきで２層目がＡｕめっきの２層構造とすることができる。配線１１の幅は、例えば、５０μｍ以上２００μｍ以下であり、厚みは、例えば、１２．５μｍ以上５０μｍ以下である。隣接する配線１１の最小間隔は、例えば、０．０２μｍである。配線１１は、可撓性フィルム１の折り曲げや撓みなどの形状変化に追従する可撓性を有する。

なお、図１（ａ）～（ｃ）では、複数の配線１１が可撓性フィルム１の第１の主面１ａに配置されている構成を示しているが、少なくとも一部の配線１１の全部または一部が可撓性フィルム１の内部に配置されていてもよい。

プローブカード１０は、図示しないグランド導体を備えていてもよい。例えば、グランド導体は、可撓性フィルム１の第１の主面１ａ、および、第１の主面１ａとは反対側の主面である第２の主面１ｂに配置することが可能である。その場合、第１の主面１ａと第２の主面１ｂにそれぞれ配置されているグランド導体は、図示しないビアを介して互いに電気的に接続することが可能である。

バンプ１２は、検査対象物の検査時に、検査対象物の電極と当接する部位であり、検査対象物に設けられている複数の電極の位置と対応した位置に、複数設けられている。検査対象物は、例えば、半導体素子、高周波フィルタ、または、高周波伝送線路等である。バンプ１２の材料は、導電性を有する材料であれば特に制約はなく、例えば、Ｃｕ、Ｃｕを主成分として含む合金、Ｎｉ、または、Ｎｉを主成分として含む合金などを用いることが可能である。バンプ１２の表面にめっきを施すようにしてもよい。バンプ１２の硬さは、例えば、検査対象物の電極の硬さと同等か、または、電極よりも硬い。

本実施形態におけるバンプ１２は、円柱状の形状を有する。可撓性フィルム１の第１の主面１ａと直交する方向に見たときのバンプ１２の直径は、例えば、５０μｍ以上２００μｍ以下であり、高さは、例えば、５０μｍ以上２００μｍ以下である。ただし、バンプ１２の形状が円柱状に限定されることはなく、四角柱、四角錐、または、円錐などの形状でもよいし、直径の異なる２つの円柱を中心軸が一致するように重ねた形状であってもよい。

図１（ｂ）に示すように、可撓性フィルム１は、複数のバンプ１２同士を結ぶ線分を分断する切り込み２０が入れられた切込領域ＭＡと、切込領域ＭＡ以外の主領域ＰＡとを有する。切込領域ＭＡには、後述する可撓性フィルム１の帯部１Ｘが含まれる。本実施形態において、切込領域ＭＡは、可撓性フィルム１の中央部に位置する。可撓性フィルム１に、複数のバンプ１２同士を結ぶ線分を分断する切り込み２０が入れられていることによって、可撓性フィルム１の平面方向において、複数のバンプ１２がそれぞれ独立して可動し得る。

本実施形態では、図１（ｂ）および図２に示すように、可撓性フィルム１の第１の主面１ａと直交する方向に見たときに、可撓性フィルム１には、バンプ１２と接続されている側の配線１１の端部を囲うように、配線１１の端部の３辺に沿って、切り込み２０が入れられている。すなわち、配線１１の延伸方向と直交する幅方向において隣接する配線１１の間だけでなく、配線１１の延伸方向において対向する配線１１の間にも切り込み２０が入れられている。バンプ１２と接続されている側の配線１１の端部を囲うように、配線１１の端部の３辺に沿って可撓性フィルム１に切り込み２０が入れられていることにより、図２に示すように、３辺が切り込み２０で囲まれ、帯状の形状を有する可撓性フィルム１の帯部１Ｘが構成される。可撓性フィルム１の帯部１Ｘはそれぞれ、主領域ＰＡと接続されている位置を支点として他の可撓性フィルム１の帯部１Ｘから独立して可動し得るため、可撓性フィルム１の帯部１Ｘの上に配置されているバンプ１２も他のバンプ１２から独立して可動し得る。

配線１１の延伸方向における切り込み２０の長さＬ１（図１（ｂ）参照）は、例えば、０．４ｍｍ以上１．５ｍｍ以下であり、切り込み２０の幅Ｌ２（図２参照）は、例えば、０．０１ｍｍ以上０．０５ｍｍ以下である。また、配線１１の幅方向において、配線１１の端部と切り込み２０の端部との距離Ｌ３（図２参照）は、例えば、０ｍｍ以上０．０４ｍｍ以下である。

コネクタ３は、検査対象物の電気特性を検査する際、外部回路と接続するためのものであり、一端が少なくとも１つのバンプ１２と接続されている配線１１の他端と接続されている。プローブカード１０がコネクタ３を備えることにより、プローブカード１０と外部回路との接続が容易になる。

弾性部材２は、可撓性フィルム１の第２の主面１ｂ側であって、可撓性フィルム１の第１の主面１ａと直交する方向に見たときに少なくとも可撓性フィルム１の切込領域ＭＡと重なる位置に設けられており、かつ、可撓性フィルム１の第２の主面１ｂ側において主領域ＰＡと接続されている。弾性部材２と可撓性フィルム１の主領域ＰＡとを接続する方法に特に制約はなく、例えば、接着剤を介した接着により接続する。弾性部材２は、可撓性フィルム１の切込領域ＭＡとは接続されておらず、互いに摺動可能に当接している。本実施形態では、可撓性フィルム１の第１の主面１ａに複数配置されているバンプ１２の中心位置と、弾性部材２の中心位置とが一致するように、複数のバンプ１２および弾性部材２が配置されている。

弾性部材２の材料に特に制約はなく、例えば、ウレタンゴム、ニトリルゴム、シリコンゴムなどのゴムからなる。可撓性フィルム１の第１の主面１ａと直交する方向に見たときの弾性部材２のサイズは、少なくとも可撓性フィルム１の切込領域ＭＡより大きく、例えば、可撓性フィルム１のサイズと同じである。ただし、可撓性フィルム１の第１の主面１ａと直交する方向に見たときの弾性部材２のサイズは、可撓性フィルム１のサイズより大きくてもよいし、小さくてもよい。

可撓性フィルム１の第１の主面１ａと直交する方向の寸法である弾性部材２の厚みに特に制約はないが、検査対象物がバンプ１２と当接した際に、バンプ１２および可撓性フィルム１を支持し得る厚さである必要がある。また、弾性部材２は、検査対象物の電極やバンプ１２に高さ方向のばらつきが存在していても、そのようなばらつきを吸収できる０．１ｍｍ～１ｍｍ以上の厚みがあることが好ましい。弾性部材２のばね定数は、例えば、８０ｇｆ／ｍｍ以上４００ｇｆ／ｍｍ以下である。弾性部材２の圧縮永久ひずみは、１０％以下であることが好ましい。弾性部材２の圧縮永久ひずみが１０％以下であることにより、プローブカード１０を繰り返し使用することが可能となる。

本実施形態におけるプローブカード１０では、可撓性フィルム１に、複数のバンプ１２同士を結ぶ線分を分断する切り込み２０が入れられることによって、１つのバンプ１２に荷重が加わっても、周囲のバンプ１２に荷重の影響が及ぶことを抑制することができる。これにより、検査対象物の電気特性を検査するため、プローブカード１０の任意のバンプ１２が検査対象物の電極と当接した際、当接したバンプ１２に隣接する他のバンプ１２に加わる荷重の影響を抑制することができる。また、弾性部材２は、可撓性フィルム１の切込領域ＭＡに接続されておらず、主領域ＰＡに接続されているため、弾性部材２が切込領域ＭＡ内で荷重の影響を受けたとしても、隣接するバンプ１２に荷重が伝わることを抑制することができる。また、弾性部材２が可撓性フィルム１の主領域ＰＡに接続されていることにより、可撓性フィルム１と弾性部材２との間の位置ずれを抑制することができる。

図３は、本実施形態におけるプローブカード１０を用いて、ステージ３２上の検査対象物３０の電気特性を検査する様子を模式的に示す断面図である。図３に示す例では、プローブカード１０の複数のバンプ１２ａ～１２ｃのうち、中央のバンプ１２ｂは、他のバンプ１２ａ，１２ｂと比べて高さが高いものとする。なお、検査対象物３０の電気特性の検査とは、検査対象物３０の電極３１ａ～３１ｃに電流を流して通電等を確認するための検査である。検査する電気特性の種類に特に制約はない。

検査対象物３０の電気特性を検査する際、プローブカード１０の複数のバンプ１２ａ～１２ｃと、検査対象物３０の複数の電極３１ａ～３１ｃとがそれぞれ当接するように、プローブカード１０と検査対象物３０とを相対的に近づける。これにより、最初に、高さが最も高い中央のバンプ１２ｂが検査対象物３０の対応する電極３１ｂと当接する。このとき、可撓性フィルム１のうち、中央のバンプ１２が配置されている部分が弾性部材２に向かって押し込まれるが、可撓性フィルム１に切り込み２０が入れられているため、中央のバンプ１２が配置されている可撓性フィルム１の帯部１Ｘが弾性部材２に向かって押し込まれる。これにより、中央のバンプ１２ｂと隣接する他のバンプ１２ａ，１２ｃに荷重が加わることを抑制することができるので、中央のバンプ１２ｂと隣接するバンプ１２ａと検査対象物３０の対応する電極３１ａとの間、および、バンプ１２ｃと検査対象物３０の対応する電極３１ｃとの間が非接触となることを抑制することができる。これにより、検査対象物３０の電気特性の検査を確実に行うことができる。

プローブカード１０の複数のバンプ１２の高さが等しい条件において、１つのバンプ１２が検査対象物の１つの電極と当接したときに、周囲のバンプ１２に及ぶ荷重の影響を調べる実験を発明者が行ったところ、検査対象物の電極と当接したバンプ１２の変位が２０μｍの場合に、隣接するバンプ１２の変位は１０μｍであった。一方、切り込みが入れられていない可撓性フィルムを用いて同じ実験を行ったところ、隣接するバンプの変位は１７μｍであった。

すなわち、可撓性フィルム１に切り込み２０が入れられた本実施形態におけるプローブカード１０を用いることにより、バンプ１２が検査対象物の電極と当接したときに隣接するバンプ１２に及ぶ荷重の影響を８５％（１７／２０×１００）から５０％（１０／２０×１００）まで低減させることができる。

＜第２の実施形態＞
第２の実施形態におけるプローブカード１０Ａでは、可撓性フィルム１の第１の主面１ａと直交する方向に見たときに、弾性部材２は、可撓性フィルム１の切り込み２０が入れられている位置と対応した位置に切り込みを有する。なお、可撓性フィルム１の第１の主面１ａと直交する方向に見たときに、可撓性フィルム１の切り込み２０が入れられている位置と対応した位置とは、可撓性フィルム１の切り込み２０が入れられている位置と同じ位置か、または、可撓性フィルム１の切り込み２０が入れられている位置に近い位置を意味する。

図４（ａ）は、第２の実施形態におけるプローブカード１０Ａの弾性部材２であって、図１（ｂ）に示す領域と同じ位置における領域の上面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＩＶＢ－ＩＶＢ線に沿った断面図である。図４（ａ）のＩＶＢ－ＩＶＢ線に沿った切断位置は、切り込み４０が入れられている位置である。ここでは、可撓性フィルム１の第１の主面１ａと直交する方向に見たときに、可撓性フィルム１の切り込み２０が入れられている位置と同じ位置に、切り込み４０が入れられている例を挙げて説明する。ただし、可撓性フィルム１の第１の主面１ａと直交する方向に見たときに、可撓性フィルム１の切り込み２０が入れられている位置と、弾性部材２に切り込み４０が入れられている位置とが完全に一致している必要はない。

弾性部材２の切り込み４０の幅は、可撓性フィルム１の切り込み２０の幅Ｌ２と同じでもよいし、異なっていてもよい。一例として、弾性部材２の切り込み４０の幅は、可撓性フィルム１の切り込み２０の幅Ｌ２と同じであって、例えば、０．０１ｍｍ以上０．０５ｍｍ以下である。また、弾性部材２の切り込み４０の長さは、可撓性フィルム１の切り込み２０の長さＬ１と同じでもよいし、異なっていてもよい。一例として、弾性部材２の切り込み４０の長さは、０．４ｍｍ以上１．５ｍｍ以下である。

弾性部材２の切り込み４０の深さは、弾性部材２の厚みと同じでもよいし、弾性部材２の厚みよりも浅くてもよい。本実施形態では、図４（ｂ）に示すように、弾性部材２の切り込み４０の深さＶ１は、弾性部材２の厚みＶ２よりも浅い。例えば、弾性部材２の厚みＶ２が０．５ｍｍで、切り込み４０の深さＶ１は０．２ｍｍである。

弾性部材２が可撓性フィルム１の切り込み２０が入れられている位置と対応した位置に切り込み４０を有することにより、複数のバンプ１２はそれぞれ、他のバンプ１２からの荷重の影響がより及びにくくなる。すなわち、可撓性フィルム１の第１の主面１ａと直交する方向に見たときに、可撓性フィルム１の帯部１Ｘと重なる位置における弾性部材２の帯部２Ｘはそれぞれ、他の弾性部材２の帯部２Ｘから独立して可動し得るため、弾性部材２の帯部２Ｘと重なる位置に配置されているバンプ１２もそれぞれ、他のバンプ１２からより独立して可動することが可能となり、他のバンプ１２からの荷重の影響がより及びにくくなる。

発明者が行った実験では、弾性部材２に切り込み４０が入れられた本実施形態におけるプローブカード１０Ａを用いることにより、弾性部材２に切り込み４０が設けられていない第１の実施形態におけるプローブカード１０と比べて、検査対象物の電極がバンプ１２と当接した際、隣接するバンプ１２に加わる荷重の影響がさらに２０％低減されたことを確認できた。すなわち、本実施形態におけるプローブカード１０Ａのように、弾性部材２は、可撓性フィルム１の第１の主面１ａと直交する方向に見たときに、可撓性フィルム１の切り込み２０が入れられている位置と対応した位置に切り込み４０を有することが好ましい。

＜第３の実施形態＞
図５は、第３の実施形態におけるプローブカード１０Ｂの要部の断面図である。図５の断面図の切断位置は、図１（ｃ）の断面図の切断位置と同じであり、図５は、図１（ｃ）と同じ領域の断面を示している。

第３の実施形態におけるプローブカード１０Ｂは、可撓性フィルム１の第２の主面１ｂ側において、可撓性フィルム１の第１の主面１ａと直交する方向に見たときに、可撓性フィルム１の主領域ＰＡの少なくとも一部と重なる位置に設けられた固定部材４をさらに備える。固定部材４は、可撓性フィルム１と接続されていることが好ましい。固定部材４と可撓性フィルム１とを接続する方法に特に制約はなく、例えば、接着剤を介した接着により接続する。

本実施形態において、固定部材４は、弾性部材２を取り囲む枠状の形状を有する。固定部材４は、金属、樹脂、セラミクスなど、少なくとも可撓性フィルム１よりも剛性の高い材料からなる。プローブカード１０Ｂが固定部材４を備えることにより、プローブカード１０Ｂの強度を向上させることができる。また、固定部材４が枠状の形状を有することにより、プローブカード１０Ｂの強度をより向上させることができる。

また、第３の実施形態におけるプローブカード１０Ｂによれば、可撓性フィルム１の第２の主面１ｂ側において、可撓性フィルム１の第１の主面１ａと直交する方向に見たときに、可撓性フィルム１の主領域ＰＡの少なくとも一部と重なる位置に設けられた固定部材４をさらに備えることにより、可撓性フィルム１の主領域ＰＡが固定部材４によってより強固に固定される。これにより、検査対象物の電極がバンプ１２と当接した際、可撓性フィルム１の主領域ＰＡを介して隣接するバンプ１２に加わる荷重の影響をさらに抑制することが可能となり、バンプ１２と半導体素子の電極との接触をより確実に行うことができる。

発明者が行った実験では、第３の実施形態におけるプローブカード１０Ｂを用いた場合、検査対象物の電極がバンプ１２と当接した際、当接したバンプ１２の変位が２０μｍの場合に、隣接するバンプ１２の変位は３μｍであった。すなわち、第１の実施形態におけるプローブカード１０を用いた場合に隣接するバンプ１２に及ぶ荷重の影響は５０％であったが、第３の実施形態におけるプローブカード１０Ｂを用いることにより、１５％まで低減させることができる。

したがって、本実施形態におけるプローブカード１０Ｂのように、可撓性フィルム１の第２の主面１ｂ側において、可撓性フィルム１の第１の主面１ａと直交する方向に見たときに、可撓性フィルム１の主領域ＰＡの少なくとも一部と重なる位置に設けられた固定部材４をさらに備えることが好ましい。

＜第４の実施形態＞
第３の実施形態におけるプローブカード１０Ｂでは、可撓性フィルム１の第２の主面１ｂ側に固定部材４が設けられている。

これに対して、第４の実施形態におけるプローブカード１０Ｃは、可撓性フィルム１の少なくとも切込領域ＭＡを第２の主面１ｂ側から付勢するためのプッシャ５をさらに備え、固定部材４は、プッシャ５の一部である（図６参照）。プッシャ５は、検査対象物の検査時に、バンプ１２と検査対象物の電極とが当接するように、可撓性フィルム１を検査対象物に押し当てるために用いられる。

図６（ａ）は、第４の実施形態におけるプローブカード１０Ｃの構成を模式的に示す側面図である。プッシャ５は、可撓性フィルム１を検査対象物に押し当てるためのものであれば、どのような形状および構造でもよい。プッシャ５の先端であって、可撓性フィルム１と当接する部分には、可撓性フィルム１の第２の主面１ｂ側に設けられている弾性部材２が挿入される凹部５０が設けられている。

検査対象物の検査時に、プッシャ５は、バンプ１２と検査対象物３０の電極とが当接するように、検査対象物に対してプローブカード１０Ｃを押し当てる。コネクタ３は、外部回路の、例えば外部コネクタと接続されて固定されているため、可撓性フィルム１は、図６（ｂ）に示すように撓む。なお、図６（ａ），（ｂ）では、非常に小さいバンプ１２は省略している。

図６（ｂ）に示すように、プローブカード１０Ｃの弾性部材２は、プッシャ５の凹部５０に挿入され、プッシャ５の先端部分が固定部材４を構成する。すなわち、プッシャ５の先端部分であって、可撓性フィルム１の第２の主面１ｂと当接し、弾性部材２を取り囲む部位が固定部材４を構成する。

本実施形態におけるプローブカード１０Ｃも第３の実施形態におけるプローブカード１０Ｂと同様、固定部材４を備えることにより、検査対象物３０の電極がバンプ１２と当接した際、可撓性フィルム１の主領域ＰＡを介して隣接するバンプ１２に加わる荷重の影響をさらに抑制することが可能となり、バンプ１２と検査対象物３０の電極との接触をより確実に行うことができる。

＜第５の実施形態＞
図７は、第５の実施形態におけるプローブカード１０Ｄの要部の構成を模式的に示す部分拡大図である。図７に示す部分拡大図では、切込領域ＭＡとその周辺領域を示している。

第５の実施形態におけるプローブカード１０Ｄは、可撓性フィルム１の第１の主面１ａに配置されたグランド導体１３をさらに備える。グランド導体１３は、配線１１と離間しており、互いに電気的に絶縁されている。後述するように、切込領域ＭＡと主領域ＰＡにおける配線１１とグランド導体１３の形成方法が異なることから、切込領域ＭＡにおける配線１１とグランド導体１３との最小離間距離Ｌ４は、主領域ＰＡにおける配線１１とグランド導体１３との最小離間距離Ｌ５よりも短い。例えば、切込領域ＭＡにおける配線１１とグランド導体１３との最小離間距離Ｌ４は、主領域ＰＡにおける配線１１とグランド導体１３との最小離間距離Ｌ５よりも２０μｍ以上短い。

本実施形態におけるグランド導体１３は、配線１１と同じ材料からなる。複数の配線１１とグランド導体１３は、可撓性フィルム１の同じ面、より詳しくは、第１の主面１ａに設けられており、いわゆるコプレーナ配線構造を構成している。

グランド導体１３は、複数の配線１１のうちの少なくとも１つの幅方向の両側に設けられていることが好ましい。図７に示す例では、４つの全ての配線１１の幅方向の両側にグランド導体１３が設けられている。配線１１の延伸方向と直交する幅方向の両側にグランド導体１３が設けられていることにより、配線１１に対するノイズの影響を低減することができる。

図７に示す例では、６つのバンプ１２のうち、４つのバンプ１２が配線１１と電気的に接続されており、残りの２つのバンプ１２は、グランド導体１３と電気的に接続されている。ただし、グランド導体１３と電気的に接続されるバンプ１２は、省略することが可能である。

図２に、第１の実施形態におけるプローブカード１０の切り込み２０の幅Ｌ２および配線１１の端部と切り込み２０の端部との距離Ｌ３を示しているが、本実施形態におけるプローブカード１０Ｄの切り込み２０の幅Ｌ２は、例えば、０．０１ｍｍ以上０．０５ｍｍ以下である。また、配線１１の幅方向において、配線１１の端部と切り込み２０の端部との距離Ｌ３は、例えば、０ｍｍ以上１０μｍ以下である。

可撓性フィルム１の切込領域ＭＡの特性インピーダンスは、主領域ＰＡの特性インピーダンスと一致しているか、または近い値であることが好ましい。例えば、切込領域ＭＡにおける配線１１の幅や、切り込み２０の幅Ｌ２を調整することによって、切込領域ＭＡの特性インピーダンスを主領域ＰＡの特性インピーダンスに近づけることが可能である。一例として、可撓性フィルム１の主領域ＰＡの特性インピーダンスが５０Ωであり、配線１１とグランド導体１３がＣｕからなり、可撓性フィルム１の厚みが５０μｍ、比誘電率が３．３の場合に、切込領域ＭＡにおける配線１１の幅を１５５μｍ程度、切り込み２０の幅Ｌ２を２５μｍ程度とすることにより、切込領域ＭＡの特性インピーダンスを主領域ＰＡの特性インピーダンスに略一致させることができる。

グランド導体１３は、可撓性フィルム１の第１の主面１ａだけでなく、第２の主面１ｂのうちの一部の領域にも設けることが可能である。その場合、グランド導体１３は、第２の主面１ｂのうち、可撓性フィルム１と直交する方向において切込領域ＭＡにおける配線１１と重なる領域には設けられていないことが好ましい。

図８（ａ）は、可撓性フィルム１の第２の主面１ｂのうちの主領域ＰＡにもグランド導体１３を設けたプローブカード１０Ｄの部分断面図であり、図８（ｂ）は、可撓性フィルム１の第２の主面１ｂ側に設けられたグランド導体１３の配置位置を示す部分平面図である。図８（ａ）、（ｂ）に示す例では、可撓性フィルム１の第２の主面１ｂのうち、主領域ＰＡにグランド導体１３が設けられており、切込領域ＭＡにはグランド導体１３が設けられていない。したがって、第２の主面１ｂのうち、可撓性フィルム１と直交する方向において切込領域ＭＡにおける配線１１と重なる領域には、グランド導体１３は設けられていない。

可撓性フィルム１の第２の主面１ｂのうちの主領域ＰＡにもグランド導体１３を設けることにより、配線１１が第１の主面１ａに設けられているグランド導体１３と、第２の主面１ｂに設けられているグランド導体１３に囲まれるので、配線１１に対するノイズの影響をさらに低減することができる。

可撓性フィルム１の第１の主面１ａに設けられているグランド導体１３と、第２の主面１ｂに設けられているグランド導体１３とは、図示しないビアを介して互いに電気的に接続されていることが好ましい。第１の主面１ａに設けられているグランド導体１３と、第２の主面１ｂに設けられているグランド導体１３とがビアを介して互いに電気的に接続されていることにより、グランドをより安定化させることができ、配線１１に対するノイズの影響をさらに低減することができる。

ここで、グランド導体１３は、可撓性フィルム１と比べると剛性が高いため、可撓性フィルム１と直交する方向において切込領域ＭＡにおける配線１１と重なる領域にグランド導体１３を設けると、上述した可撓性フィルム１の帯部１Ｘが独立して動きにくくなる可能性がある。しかしながら、可撓性フィルム１の第２の主面１ｂのうち、可撓性フィルム１と直交する方向において切込領域ＭＡにおける配線１１と重なる領域にグランド導体１３を設けないことにより、可撓性フィルム１の帯部１Ｘが独立して可動しやすくなる。

図９は、第５の実施形態におけるプローブカード１０Ｄの要部の別の構成例を模式的に示す部分拡大図である。図９に示す例では、バンプ１２が１３個設けられており、そのうちの４つが配線１１と電気的に接続され、残りの９つは、グランド導体１３と電気的に接続されている。

第５の実施形態におけるプローブカード１０Ｄの製造方法について説明する。

はじめに、可撓性フィルム１の第１の主面１ａに、複数の配線１１およびグランド導体１３を形成するための導体１４を積層し、パターニングによって、主領域ＰＡにおける配線１１とグランド導体１３とを離間するため領域の導体１４を除去する（図１０（ａ）参照）。図１０（ａ）において、斜線のハッチングを施した領域は、導体１４が除去されて、可撓性フィルム１の第１の主面１ａが見えている領域である。また、導体１４の上に、複数のバンプ１２を形成する。

なお、パターニングによって導体１４の一部を除去する領域の形状が図１０（ａ）に示す形状に限定されることはない。例えば、切込領域ＭＡに向かうにつれて、配線１１とグランド導体１３とを離間する距離が徐々に短くなるようにしてもよいし、導体１４が除去された領域の端部が、切込領域ＭＡに向かって凸状である円弧状となっていてもよい。また、後に切込領域ＭＡとなる領域であっても、配線１１とグランド導体１３とが隣り合う位置でなければ、導体１４の一部を除去してもよい。

上述したように、可撓性フィルム１の第２の主面１ｂの一部の領域にも導体（グランド導体１３）を設けてもよい。

続いて、複数のバンプ１２同士を結ぶ線分を分断する態様で、可撓性フィルム１および導体１４に切り込みを入れる。これにより、図１０（ｂ）に示すように、導体１４が複数の配線１１とグランド導体１３に分けられる。なお、図１０（ｂ）に示す上面図において、可撓性フィルム１に入れられた切り込み２０と、導体１４に入れられた切り込みは、同じ位置にある。すなわち、可撓性フィルム１と直交する方向に見たときに、可撓性フィルム１の切り込み２０に沿って、配線１１とグランド導体１３とが離間している。

図１１（ａ）は、パターニングによって導体１４の一部を除去する際、切込領域ＭＡに向かうにつれて、配線１１とグランド導体１３とを離間する距離が徐々に短くなるようにした場合において、可撓性フィルム１および導体１４に切り込みが入れられた状態を模式的に示す上面図の部分拡大図である。図１１（ａ）に示す部分拡大図は、図７の右下に示す部分拡大図と同じ領域を示している。

切り込みを入れる方法は任意であり、例えば、切断刃による切断、ドリルを用いた切断、レーザによる切断などの方法により行うことが可能である。レーザによって切断する場合の条件は、例えば、周波数２００ｋＨｚ、エネルギー量２７μＪ、スキャン回数４０回、加工速度５００ｍｍ／ｓｅｃとすることができる。なお、加工精度の都合などにより、前述のパターニングによって導体１４の一部を除去した領域の一部にまで、切り込み２０が入り込むことがある。図１１（ｂ）は、図１１（ａ）に示す部分拡大図に対して、パターニングによって導体１４の一部を除去した領域の一部にまで切り込み２０が入り込んだ状態を模式的に示す部分拡大図である。

上述したように、可撓性フィルム１の主領域ＰＡにおける配線１１とグランド導体１３は、パターニングによって形成されるが、切込領域ＭＡにおける配線１１とグランド導体１３は、導体１４に切り込みを入れることによって形成される。切り込みを入れることによって配線１１とグランド導体１３とを形成する方法では、パターニングによって形成する方法と比べて、容易かつ精度良く、配線１１とグランド導体１３との離間距離を短くすることができる。

切り込みが入れられることによって露出した可撓性フィルム１と配線１１の断面は、図１２に示すように、可撓性フィルム１と直交する面に対して平行ではなく、傾いていてもよい。切り込みが入れられることによって露出したグランド導体１３の断面も同様に、可撓性フィルム１と直交する面に対して平行ではなく、傾いていてもよい。

最後に、可撓性フィルム１の第２の主面１ｂ側に弾性部材２を配置する。上述した工程により、第５の実施形態におけるプローブカード１０Ｄが製造される。

ここで、従来から一般的に行われているパターニングで複数の配線１１とグランド導体１３とを形成する方法（図１３（ｂ）参照）では、上述した導体１４の切り込みによって複数の配線１１とグランド導体１３とを形成する方法と比べて、配線１１とグランド導体１３との離間距離を短くすることが困難である。このため、複数のバンプ１２同士の間隔が狭い場合に、パターニングで複数の配線１１とグランド導体１３とを形成して、主領域ＰＡと切込領域ＭＡのインピーダンス整合を図ろうとすると、精度の関係上困難になる。

また、パターニングによって第１の主面１ａに配線１１とグランド導体１３とを形成するとともに、第２の主面１ｂの全体にグランド導体を配置した可撓性フィルム１に対して切り込みを入れた場合、第２の主面１ｂに配置したグランド導体１３が切り込みによって分断されてしまう（図１３（ｃ）参照）。この場合、切り込みを挟んで隣接するグランド導体１３の電位に差異が生じて容量結合が起こり、不要な共振が発生する可能性がある。特に、配線１１で高周波信号を伝送する場合には、伝送線路としての特性が悪化する場合がある。

しかしながら、上述したように、１つの導体１４に切り込みを入れることによって、複数の配線１１とグランド導体１３とを形成する方法によれば、複数のバンプ１２同士の間隔が狭い場合でも、容易に、複数の配線１１とグランド導体１３とを精度良く形成することができる（図１３（ａ）参照）。また、可撓性フィルム１の第２の主面１ｂにグランド導体１３を配置しないことにより、上述したグランド導体１３の分断による伝送線路の特性の悪化を回避することができる。可撓性フィルム１の第２の主面１ｂのうち、可撓性フィルム１と直交する方向において切込領域ＭＡにおける配線１１と重なる領域にグランド導体１３を設けない場合も同様に、上述したグランド導体１３の分断による伝送線路の特性の悪化を回避することができる。

本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内において、種々の応用、変形を加えることが可能である。例えば、各実施形態における特徴的な構成は、適宜組み合わせることができる。

第５の実施形態におけるプローブカード１０Ｄでは、導体１４に切り込みを入れることによって、複数の配線１１とグランド導体１３とを形成したが、例えば、導体１４に切り込みを入れることによって、複数の配線１１と別の配線とを形成することもできるし、複数の配線１１と端子とを形成することもできる。

本出願におけるプローブカードは、以下の通りである。
＜１＞．可撓性を有し、第１の主面に複数のバンプが配置された可撓性フィルムと、
前記可撓性フィルムに配置され、少なくとも１つの前記バンプに接続された複数の配線と、
前記可撓性フィルムの前記第１の主面とは反対側の主面である第２の主面側に設けられた弾性部材と、
を備え、
前記可撓性フィルムは、複数の前記バンプ同士を結ぶ線分を分断する切り込みが入れられた切込領域と、前記切込領域以外の主領域とを有し、
前記弾性部材は、前記可撓性フィルムの前記第１の主面と直交する方向に見たときに少なくとも前記可撓性フィルムの前記切込領域と重なる位置に設けられており、かつ、前記可撓性フィルムの前記主領域に接続されていることを特徴とするプローブカード。
＜２＞．前記弾性部材は、前記可撓性フィルムの前記第１の主面と直交する方向に見たときに、前記可撓性フィルムの前記切り込みが入れられている位置と対応した位置に切り込みを有することを特徴とする＜１＞に記載のプローブカード。
＜３＞．前記弾性部材の前記切り込みの深さは、前記可撓性フィルムの前記第１の主面と直交する方向における前記弾性部材の厚みよりも浅いことを特徴とする＜２＞に記載のプローブカード。
＜４＞．前記可撓性フィルムの前記第２の主面側において、前記可撓性フィルムの前記第１の主面と直交する方向に見たときに前記可撓性フィルムの前記主領域の少なくとも一部と重なる位置に配置される固定部材をさらに備えることを特徴とする＜１＞～＜３＞のいずれか一つに記載のプローブカード。
＜５＞．前記固定部材は、前記弾性部材を取り囲む枠状の形状を有することを特徴とする＜４＞に記載のプローブカード。
＜６＞．前記可撓性フィルムの少なくとも前記切込領域を前記第２の主面側から付勢するためのプッシャをさらに備え、
前記固定部材は、前記プッシャの一部であることを特徴とする＜４＞または＜５＞に記載のプローブカード。
＜７＞．前記可撓性フィルムの前記第１の主面に配置されたグランド導体をさらに備え、
前記切込領域における前記配線と前記グランド導体との最小離間距離は、前記主領域における前記配線と前記グランド導体との最小離間距離よりも短いことを特徴とする＜１＞～＜６＞のいずれか一つに記載のプローブカード。
＜８＞．前記切込領域における前記配線と前記グランド導体との最小離間距離は、前記主領域における前記配線と前記グランド導体との最小離間距離よりも２０μｍ以上短いことを特徴とする＜７＞に記載のプローブカード。
＜９＞．前記グランド導体は、複数の前記配線のうちの少なくとも１つの幅方向の両側に設けられていることを特徴とする＜７＞または＜８＞に記載のプローブカード。
＜１０＞．前記グランド導体は、前記可撓性フィルムの前記第２の主面のうちの少なくとも一部の領域にも設けられているが、前記可撓性フィルムと直交する方向において前記切込領域における前記配線と重なる領域には設けられていないことを特徴とする＜７＞～＜９＞のいずれか一つに記載のプローブカード。
＜１１＞．一端が少なくとも１つの前記バンプと接続されている前記配線の他端と接続されたコネクタをさらに備えることを特徴とする＜１＞～＜１０＞のいずれか一つに記載のプローブカード。

１ 可撓性フィルム
１ａ 可撓性フィルムの第１の主面
１ｂ 可撓性フィルムの第２の主面
１Ｘ 可撓性フィルムの帯部
２ 弾性部材
２Ｘ 弾性部材の帯部
３ コネクタ
４ 固定部材
５ プッシャ
１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ、１０Ｄ プローブカード
１１ 配線
１２，１２ａ，１２ｂ，１２ｃ バンプ
１３ グランド導体
１４ 導体
２０ 可撓性フィルムの切り込み
３０ 検査対象物
３１ａ，３１ｂ，３１ｃ 電極
４０ 弾性部材の切り込み
５０ プッシャの凹部
ＭＡ 切込領域
ＰＡ 主領域

Claims (11)

1. 可撓性を有し、第１の主面に複数のバンプが配置された可撓性フィルムと、
   前記可撓性フィルムに配置され、少なくとも１つの前記バンプに接続された複数の配線と、
   前記可撓性フィルムの前記第１の主面とは反対側の主面である第２の主面側に設けられた弾性部材と、
   を備え、
   前記可撓性フィルムは、複数の前記バンプ同士を結ぶ線分を分断する切り込みが入れられた切込領域と、前記切込領域以外の主領域とを有し、
   前記弾性部材は、前記可撓性フィルムの前記第１の主面と直交する方向に見たときに少なくとも前記可撓性フィルムの前記切込領域と重なる位置に設けられており、かつ、前記可撓性フィルムの前記主領域に接続されていることを特徴とするプローブカード。
2. 前記弾性部材は、前記可撓性フィルムの前記第１の主面と直交する方向に見たときに、前記可撓性フィルムの前記切り込みが入れられている位置と対応した位置に切り込みを有することを特徴とする請求項１に記載のプローブカード。
3. 前記弾性部材の前記切り込みの深さは、前記可撓性フィルムの前記第１の主面と直交する方向における前記弾性部材の厚みよりも浅いことを特徴とする請求項２に記載のプローブカード。
4. 前記可撓性フィルムの前記第２の主面側において、前記可撓性フィルムの前記第１の主面と直交する方向に見たときに前記可撓性フィルムの前記主領域の少なくとも一部と重なる位置に配置される固定部材をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のプローブカード。
5. 前記固定部材は、前記弾性部材を取り囲む枠状の形状を有することを特徴とする請求項４に記載のプローブカード。
6. 前記可撓性フィルムの少なくとも前記切込領域を前記第２の主面側から付勢するためのプッシャをさらに備え、
   前記固定部材は、前記プッシャの一部であることを特徴とする請求項４に記載のプローブカード。
7. 前記可撓性フィルムの前記第１の主面に配置されたグランド導体をさらに備え、
   前記切込領域における前記配線と前記グランド導体との最小離間距離は、前記主領域における前記配線と前記グランド導体との最小離間距離よりも短いことを特徴とする請求項１に記載のプローブカード。
8. 前記切込領域における前記配線と前記グランド導体との最小離間距離は、前記主領域における前記配線と前記グランド導体との最小離間距離よりも２０μｍ以上短いことを特徴とする請求項７に記載のプローブカード。
9. 前記グランド導体は、複数の前記配線のうちの少なくとも１つの幅方向の両側に設けられていることを特徴とする請求項７に記載のプローブカード。
10. 前記グランド導体は、前記可撓性フィルムの前記第２の主面のうちの少なくとも一部の領域にも設けられているが、前記可撓性フィルムと直交する方向において前記切込領域における前記配線と重なる領域には設けられていないことを特徴とする請求項７に記載のプローブカード。
11. 一端が少なくとも１つの前記バンプと接続されている前記配線の他端と接続されたコネクタをさらに備えることを特徴とする請求項１～１０のいずれか一項に記載のプローブカード。

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