JP2632136B2 - 高温測定用プローブカード - Google Patents
高温測定用プローブカードInfo
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- G01R31/2851—Testing of integrated circuits [IC]
- G01R31/2855—Environmental, reliability or burn-in testing
Description
Iチップ等を加熱した状態で行われる電気的諸特性の測
定に用いられる高温測定用プローブカードに関する。
て図13を参照しつつ説明する。LSIチップの高温測
定は、ヒータ710が内蔵されたウエハ載置台700の
上にウエハ600を載置し、当該ウエハ600を約80
℃〜160℃程度に加熱した状態で高温測定用プローブ
カードを用いて行われる。
ローブカードは、配線パターン310が形成されたプリ
ント基板300と、このプリント基板300に取り付け
られるプローブ100とを有している。プリント基板3
00は、ガラスエポキシ系樹脂等から構成されたものが
多く、多数本のプローブ100に対応するために多層構
造となっているものが多い。
には、配線パターン310と接続されたコネクタ端子3
20が設けられている。さらに、このプリント基板30
0には、プローブ100の後端部と配線パターン310
とを接続するためのスルーホール210が開設されてい
る。
持部材240を用いてプリント基板300に取り付けら
れている。保持部材240は、プリント基板300の裏
面側、すなわちLSIチップ610が形成されたウエハ
600に対向する面に取り付けられている。かかる保持
部材240には、傾斜面241が形成されており、当該
傾斜面241にエポキシ系樹脂270等を用いてプロー
ブ100の中腹部が取り付けられるようになっている。
なお、上述したようにプローブ100の後端部はスルー
ホール210を用いて配線パターン310、ひいてはコ
ネクタ端子320と接続されている。
0は、下向きに折曲形成されており、LSIチップ61
0のパッド611に対応するように精密に位置決めがな
されている。
た従来の高温測定用プローブカードには、以下のような
問題点がある。すなわち、ウエハ600が載置されたウ
エハ載置台700からの輻射熱がプリント基板300に
伝わり、プリント基板300が熱膨張で変形し、その結
果プローブ100の接触部110の位置がずれるのであ
る。かかる接触部110の位置ずれは、LSIチップの
正確な電気的諸特性の測定を困難にする。
で、高温測定でもプローブの先端部である接触部の位置
ずれが発生せず、常に正確な電気的諸特性の測定を可能
にする高温測定用プローブカードを提供することを目的
としている。
プローブカードは、測定対象物を加熱した状態で行う電
気的諸特性の測定に用いられる高温測定用プローブカー
ドであって、測定対象物のパッドに接触するプローブ
と、このプローブが取り付けられるセラミック基板と、
配線パターンが形成された配線基板と、この配線基板と
前記セラミック基板との間に所定の間隔を設けて配線基
板を支持する支持具と、前記配線パターンと前記プロー
ブとを接続する接続機構とを有している。
カードでは、セラミック基板は、測定対象物と膨張係数
がほぼ等しい材質からなる。
カードでは、接続機構としてプローブの後端部と配線パ
ターンの始端とを接続する配線を使用した。
カードでは、接続機構として異方性導電フィルムを使用
した。
カードでは、接続機構としてスプリングピンを使用し
た。
カードでは、セラミック基板には、プローブの中腹部を
保持する保持部材が取り付けられており、当該保持部材
は高温測定の際の雰囲気温度にも耐えられるものでセラ
ミック基板に取り付けられている。
カードでは、セラミック基板は、セラミック基板本体部
と、このセラミック基板本体部を支持するセラミック基
板支持部とから構成されている。
カードでは、セラミック基板本体部は、プローブと配線
パターンとを接続する部分まである。
も耐えられるものは、耐熱性樹或いは低温封着用フリッ
トガラスである。
用プローブカードの構成を示す概略的断面図、図2は本
発明の第1の実施例に係る高温測定用プローブカードの
要部を示す概略的断面図、図3は本発明の第1の実施例
に係る高温測定用プローブカードの概略的一部破断斜視
図である。
高温測定用プローブカードの構成を示す概略的断面図、
図5は本発明の第2の実施例に係る高温測定用プローブ
カードに使用される異方性導電フィルムの概略的断面
図、図6は本発明の第2の実施例に係る高温測定用プロ
ーブカードの概略的一部破断斜視図である。
定用プローブカードの概略的断面図、図8は第3の実施
例に係る高温測定用プローブカードの概略的一部破断斜
視図である。
て使用した第3の実施例に係る高温測定用プローブカー
ドの概略的分解斜視図、図10は接続機構の他の例であ
るスプリングピンの概略的断面図、図11はスプリング
ピンを接続機構として使用した第3の実施例に係る高温
測定用プローブカードの概略的分解斜視図、図12はよ
り高密度のプローブの配置を示す概略的断面図である。
なお、従来のものと略同一の部品等には同一の符号を付
して説明を行う。
ードは、測定対象物であるLSIチップ610を加熱し
た状態で行う電気的諸特性の測定に用いられる高温測定
用プローブカードであって、LSIチップ610のパッ
ド611に接触するプローブ100と、このプローブ1
00が取り付けられるセラミック基板200と、配線パ
ターン310が形成された配線基板300と、この配線
基板300と前記セラミック基板200との間に所定の
間隔を設けて配線基板300を支持する支持具400
と、前記配線パターン310と前記プローブ100とを
接続する接続機構とを有している。
ップ610のパッド611に接触する接触部110とし
て下方に向かって折曲形成されており、後端部は後述す
るセラミック基板200のスルーホール210に挿入さ
れる部分となっている。
プ610が形成されたウエハ600と大略等しい熱膨張
係数を有する例えばコージュライトジルコニア等のセラ
ミックスから形成されている。
もプローブ100と同数のスルーホール210が開設さ
れている。このスルーホール210の内周面には、図2
に示すように、導電性を有するメッキ層211が形成さ
れている。従って、プローブ100の後端部がスルーホ
ール210に半田付けされることによってプローブ10
0とメッキ層211とが導通する。
には、電気的諸特性を測定しているLSIチップ610
を視覚的に確認するための開口220が設けられてい
る。ただし、この開口220は必ずしも必要ではない。
さらに、当該セラミック基板200の周縁部近傍には、
セラミック基板200を図外のフレーム又はプローバ等
に取り付けるための取付孔230が開設されている。
なわちLSIチップ610が形成されたウエハ600と
対向する面には、セラミックスからなる保持部材240
が取り付けられている。この保持部材240には傾斜面
241が設けられており、当該傾斜面241でもってプ
ローブ100の中腹部が保持部材240に取り付けられ
て、プローブ100を保持する。なお、この保持部材2
40へのプローブ100の取り付けは、耐熱性樹脂或い
は低温封着用フリットガラス250等で行われる。
基板200への取り付けは、プローブ100の取り付け
と同様に耐熱性樹脂或いは低温封着用フリットガラス2
60等が用いられる。
ポキシ系樹脂からなる多層構造のものであり、各層に電
源或いは信号回路を構成する配線パターン310が形成
されている。また、当該配線基板300には、配線パタ
ーン310と接続されたコネクタ端子320が設けられ
ている。
ちセラミック基板200と対向する面には、配線パター
ン310の始端311が露出している。この配線パター
ン310の始端311は、後述する接続機構でもって、
前記プローブ100と電気的に接続される部分であるか
ら、セラミック基板200に配線基板300を取り付け
た場合に、セラミック基板200のスルーホール210
の真上に位置するように設定されている。
は、電気的諸特性を測定しているLSIチップ610を
視覚的に確認するための開口330が設けられている。
ただし、この開口330は必ずしも必要ではなく、セラ
ミック基板200に開口220が設けられていない場合
には不必要である。
度離れた状態でセラミック基板200に取り付けられ
る。この配線基板300のセラミック基板200への取
り付けは、支持具400によって行われる。かかる支持
具400は、配線基板300の外周縁部を支持するもの
である。
とを電気的に接続する接続機構として配線510を用い
る。すなわち、図2に示すように、この配線510の一
端をスルーホール210のメッキ層211に、他端を配
線パターン310の始端311にそれぞれ接続すること
によって両者を接続するのである。
プローブカードの作用について説明する。LSIチップ
610の高温測定を行うと、ウエハ載置台700からの
輻射熱が高温測定用プローブカードに向かって放射され
る。この熱はセラミック基板200に伝えられる。ま
た、配線基板300にも伝えられる。
いので、高温測定の雰囲気温度(約80℃〜160℃程
度)ではほとんど変形しない。一方、配線基板300は
変形する。しかし、プローブ100は、配線基板300
ではなくセラミック基板200(詳しくはセラミック基
板200に取り付けられた保持部材240)に取り付け
られているため、配線基板300の変形はプローブ10
0の接触部110の位置には無関係である。従って、こ
の高温測定用プローブカードによる場合には、プローブ
100の接触部110の位置がずれるおそれはほとんど
ない。
スルーホール210の内周面にメッキ層211を形成
し、当該メッキ層211でもってプローブ100と配線
510との接続していたが、本発明がこれに限定される
わけでなはい。例えば、スルーホール210にメッキ層
211を形成することなく、プローブ100の後端部を
スルーホール210から突出するように挿入し、当該後
端部に配線510を直接半田付けしてもよい。
ーブカードを図4〜図6を参照しつつ説明する。第2の
実施例に係る高温測定用プローブカードが、第1の実施
例に係る高温測定用プローブカードと異なる点は、プロ
ーブ100と配線パターン310とを接続する接続機構
と、配線基板300をセラミック基板200に取り付け
る支持具410とである。
プローブカードにおける接続機構には、異方性導電フィ
ルム520が使用される。この異方性導電フィルム52
0は、図5に示すように、ポリイミド等のある程度の弾
力性を有する耐熱性絶縁物からなる基材521に、アル
ミニウム等の導電性素材522を均等に貫通させたもの
である。なお、導電性素材522が基材521から突出
している部分に金メッキを施したものはより導電性に優
れているので好適である。
ク基板200のスルーホール210の上に載置し、上か
ら配線基板300を押し当てる。すると、導電性素材5
22によってプローブ100の後端部と配線パターン3
10の始端311とが導通する。
として用いる場合には、単にこの異方性導電フィルム5
20をセラミック基板200と配線基板300とで挟み
込むだけでよく、個々の接続のための配線作業が不要と
なるので製造上非常に好適である。また、高温測定中に
配線基板300が変形したとしても、異方性導電フィル
ム520の基材521中に貫通された導電性素材522
は、スルーホール210等に比べて微細であり、高密度
に設けられているので、プローブ100と配線パターン
310との間の導通性が阻害されるおそれはない。
続機構として用いる場合の支持具410は、異方性導電
フィルム520をセラミック基板200と配線基板30
0とである程度の圧力で挟み込む必要があるため、図4
及び図6に示すようなボルト411及びナット412と
から構成することが望ましい。ただし、この場合には、
ボルト411の締め過ぎによりセラミック基板200と
配線基板300との間の間隔が所定値以下にならないよ
うに注意する必要がある。
プローブカードの作用について説明する。LSIチップ
610の高温測定を行うと、ウエハ載置台700からの
輻射熱が高温測定用プローブカードに向かって放射され
る。この熱はセラミック基板200に伝えられる。ま
た、配線基板300にも伝えられる。
いので、高温測定の雰囲気温度(約80℃〜160℃程
度)ではほとんど変形しない。一方、配線基板300は
変形する。しかし、プローブ100は、配線基板300
ではなくセラミック基板200(詳しくはセラミック基
板200に取り付けられた保持部材240)に取り付け
られているため、配線基板300の変形はプローブ10
0の接触部110の位置には無関係である。従って、こ
の高温測定用プローブカードによる場合には、プローブ
100の接触部110の位置がずれるおそれはほとんど
ない。
ーブカードについて図7〜図9を参照しつつ説明する。
第3の実施例に係る高温測定用プローブカードが、上述
した第1及び第2の実施例に係る高温測定用プローブカ
ードと大きく異なる点は、セラミック基板200であ
る。
ードにおけるセラミック基板200は、セラミック基板
本体部200Aと、このセラミック基板本体部200A
を支持するセラミック基板支持部200Bとから構成さ
れており、前記セラミック基板本体部200Aは、プロ
ーブ100と配線パターン310とを接続する部分まで
ある。
SIチップ610が形成されたウエハ600と大略等し
い熱膨張係数を有する例えばコージュライトジルコニア
等のセラミックスから形成されている。
部には、開口220Aが設けられている。また、当該セ
ラミック基板本体200Aの周縁部の内側近傍には、内
周面に導電性のメッキ層(ただし、図7にはあらわれて
いない)が形成されたスルーホール210Aが設けられ
ている。また、開口220Aの周囲には、耐熱性樹脂或
いは低温封着用フリットガラス260(ただし、図7〜
図9にはあらわれていない)等で取り付けられた保持部
材240が設けられている。この保持部材240は、プ
ローブ100の中腹部が耐熱性樹脂或いは低温封着用フ
リットガラス250等で取り付けられる部分である。
を支持するセラミック基板支持部200Bは、金属或い
は合成樹脂等から略リング状に構成されている。かかる
セラミック基板支持部200Bの内周側は、セラミック
基板本体部200Aの外周縁部が嵌まり込む凹部290
Bが形成されている。さらに、当該セラミック基板支持
部200Bの外周縁部近傍には、セラミック基板200
を取り付ける図外のフレーム又はプローバ等に取り付け
るための取付孔230Bが開設されている。なお、この
セラミック基板支持部200Bは、図7にのみ示されて
いる。
セラミック基板本体部200Aと、このセラミック基板
本体部200Aを支持するセラミック基板支持部200
Bとから構成すると、セラミックの使用量が第1及び第
2の実施例にかかる高温測定用プローブカードより減少
するが、その効果、すなわちプローブ100の接触部1
10の位置ずれ防止は同様である。
プローブカードでは、接続機構として異方性導電フィル
ム520を使用し、それにともなってセラミック基板2
00と配線基板300とはボルト411及びナット41
2からなる支持具410で連結されている。
接続機構として、配線510又は異方性導電フィルム5
20を使用したが、例えば図10に示すようなスプリン
グピン530を用いてもよい。このスプリングピン53
0は、円筒形状の鞘部531と、この鞘部531の両端
部に出入り可能になった一対の接触ピン532と、この
一対の接触ピン532の間に介在されたスプリング53
3とを有している。なお、このスプリングピン530を
構成する各部品は導電性を有する素材から形成されてい
る。
ードにこのスプリングピン530を接続機構として使用
した場合について図11を参照しつつ説明する。
ン532は、配線パターン310の始端311(但し、
図11にはあらわれていない)に半田付けで接続されて
いる。そして、配線基板300を支持具400や410
等でセラミック基板200に取り付ける。すると、スプ
リングピン530の他方の接触ピン532は、セラミッ
ク基板本体200Aのスルーホール210Aに挿入され
てメッキ層211に接触する。また、スルーホール21
0にプローブ100の後端部が挿入されているタイプで
は、後端部に接触する。
プローブ100は単層で保持部材240に取り付けられ
ていたが、本発明がこれに限定されるわけでなく、2
層、3層以上の多層に積層されていてもよい。例えば、
図12に示すように、保持部材240の傾斜面241に
第1層目のプローブ100Aを耐熱性樹或いは低温封着
用フリットガラス250で取り付け、その上に積層部材
242を積層し、第2層目のプローブ100Bを耐熱性
樹或いは低温封着用フリットガラス250で取り付ける
ようにしてもよい。なお、この場合第1層目のプローブ
100Aの接触部110Aと、第2層目のプローブ10
0Bの接触部110Bとは同一平面上にあり、それぞれ
の突出量は等しく設定されている。
形成されたLSIチップ610にも対応することができ
る。また、第1層目のプローブ100Aと第2層目のプ
ローブ100Bとの突出量が等しく設定されているの
で、両プローブ100A、100Bのパッド611に対
する接触圧は等しくなり、接触圧の相違に基づく測定誤
差は生じない。
ドは、測定対象物を加熱した状態で行う電気的諸特性の
測定に用いられる高温測定用プローブカードであって、
測定対象物のパッドに接触するプローブと、このプロー
ブが取り付けられるセラミック基板と、配線パターンが
形成された配線基板と、この配線基板と前記セラミック
基板との間に所定の間隔を設けて配線基板を支持する支
持具と、前記配線パターンと前記プローブとを接続する
接続機構とを有している。従って、高温測定時に発生す
る熱によって配線基板は変形させられるが、プローブが
直接取り付けられたセラミック基板はほとんど変形させ
られない。このため、高温測定において、基板の変形に
起因するプローブの位置ずれが発生せず、正確な電気的
諸特性の測定が可能となる。
所定の間隔が設けられているので、この間隔に冷却風を
通過させることにより、配線基板の変形の度合いを少な
くすることができるので、より正確な測定が可能とな
る。
カードでは、前記セラミック基板は、測定対象物と膨張
係数がほぼ等しい材質から構成されているので、測定対
象物側の変形、熱膨張にも対応でき、プローブは熱に測
定対象物のパッドに正確に接触する。
カードは、前記接続機構としてプローブの後端部と配線
パターンの始端とを接続する配線を使用した。このた
め、プローブと配線パターンの接続が確実になり、正確
な電気的諸特性の測定が可能となる。
カードは、前記接続機構として異方性導電フィルムを使
用した。このため、単にこの異方性導電フィルム520
をセラミック基板と配線基板とで挟み込むだけでよく、
個々の接続のための配線作業が不要となるので製造上非
常に好適である。また、高温測定中に配線基板が変形し
たとしても、異方性導電フィルムの基材中に貫通された
導電性素材は、スルーホール等に比べて微細であり、高
密度に設けられているので、プローブと配線パターンと
の間の導通性が阻害されるおそれはない。
カードは、前記接続機構としてスプリングピンを使用し
た。このため、スプリングピンの一方の接触ピンのみを
配線基板又はセラミック基板に半田付けするだけでよ
く、配線のように両側を半田付けする必要がないので、
配線の場合よりも製造が容易である。
カードは、前記セラミック基板には、プローブの中腹部
を保持する保持部材が取り付けられており、当該保持部
材は高温測定の際の雰囲気温度にも耐えられるものでセ
ラミック基板に取り付けられているので、保持部材の変
形或いは位置ずれが生じないので、プローブの位置ずれ
が生じない。このため、正確な測定が可能となる。
カードは、セラミック基板本体部と、このセラミック基
板本体部を支持するセラミック基板支持部とから構成さ
れたセラミック基板を用いているので、単価の高いセラ
ミックの使用量が減少する。このため、大幅なコストダ
ウンを可能とする。
カードでは、前記セラミック基板本体部は、プローブと
配線パターンとを接続する部分まであるので、プローブ
の位置ずれが生じず、正確な測定が可能になる。
ットガラスで保持部材をセラミック基板に取り付けてい
るため、高温測定時にも保持部材はセラミック基板に対
して強固に取り付けられている。すなわち、高温測定時
にも保持部材は位置ずれしないようになっている。この
ため、高温測定時において保持部材に保持されたプロー
ブの接触部の位置ずれも発生しないので、より正確な測
定が可能となる。
ブカードの構成を示す概略的断面図である。
ブカードの要部を示す概略的断面図である。
ブカードの概略的一部破断斜視図である。
ブカードの構成を示す概略的断面図である。
ブカードに使用される異方性導電フィルムの概略的断面
図である。
ブカードの概略的一部破断斜視図である。
の概略的断面図である。
の概略的一部破断斜視図である。
第3の実施例に係る高温測定用プローブカードの概略的
分解斜視図である。
略的断面図である。
3の実施例に係る高温測定用プローブカードの概略的分
解斜視図である。
面図である。
概略的断面図である。
Claims (9)
- 【請求項1】 測定対象物を加熱した状態で行う電気的
諸特性の測定に用いられる高温測定用プローブカードで
あって、測定対象物のパッドに接触するプローブと、こ
のプローブが取り付けられるセラミック基板と、配線パ
ターンが形成された配線基板と、この配線基板と前記セ
ラミック基板との間に所定の間隔を設けて配線基板を支
持する支持具と、前記配線パターンと前記プローブとを
接続する接続機構とを具備したことを特徴とする高温測
定用プローブカード。 - 【請求項2】 前記セラミック基板は、測定対象物と膨
張係数がほぼ等しい材質からなることを特徴とする請求
項1記載の高温測定用プローブカード。 - 【請求項3】 前記接続機構としてプローブの後端部と
配線パターンの始端とを接続する配線を使用したことを
特徴とする請求項1又は2記載の高温測定用プローブカ
ード。 - 【請求項4】 前記接続機構として異方性導電フィルム
を使用したことを特徴とする請求項1又は2記載の高温
測定用プローブカード。 - 【請求項5】 前記接続機構としてスプリングピンを使
用したことを特徴とする請求項1又は2記載の高温測定
用プローブカード。 - 【請求項6】 前記セラミック基板には、プローブの中
腹部を保持する保持部材が取り付けられており、当該保
持部材は高温測定の際の雰囲気温度にも耐えられるもの
でセラミック基板に取り付けられていることを特徴とす
る請求項1、2、3、4又は5記載の高温測定用プロー
ブカード。 - 【請求項7】 前記セラミック基板は、セラミック基板
本体部と、このセラミック基板本体部を支持するセラミ
ック基板支持部とから構成されていることを特徴とする
請求項1、2、3、4、5又は6記載の高温測定用プロ
ーブカード。 - 【請求項8】 前記セラミック基板本体部は、プローブ
と配線パターンとを接続する部分まであることを特徴と
する請求項7記載の高温測定用プローブカード。 - 【請求項9】 前記高温測定の際の雰囲気温度にも耐え
られるものは、耐熱性樹脂或いは低温封着用フリットガ
ラスであることを特徴とする請求項6記載の高温測定用
プローブカード。
Priority Applications (7)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6278447A JP2632136B2 (ja) | 1994-10-17 | 1994-10-17 | 高温測定用プローブカード |
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