JP3000557B1 - プロ―ブカ―ド - Google Patents

プロ―ブカ―ド

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JP3000557B1
JP3000557B1 JP11040995A JP4099599A JP3000557B1 JP 3000557 B1 JP3000557 B1 JP 3000557B1 JP 11040995 A JP11040995 A JP 11040995A JP 4099599 A JP4099599 A JP 4099599A JP 3000557 B1 JP3000557 B1 JP 3000557B1
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Abstract

【要約】 【目的】 信号のS/N比の低下や減衰、接続配線間の
クロストーク等の問題が発生することなく、半導体集積
回路の高速化を促進することができるプローブカードを
提供する。 【構成】 測定対象であるLSI等の半導体集積回路7
00の電極710に接触するプローブ100と、配線パ
ターン(図示省略)が形成された基板200と、この基
板200と前記プローブ100とを電気的に接続する接
続手段300と、前記基板200の裏面側に設けられ、
前記接続手段300を電磁シールドするシールド手段4
00とを備えており、前記シールド手段400は、片面
に接地された導電層411A〜411Dが形成された4
枚の絶縁板410A〜410Dを有しており、各絶縁板
410A〜410Dには接続手段300が通過する複数
個の貫通孔412A〜412Dが開設されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、LSI等の半導体
集積回路の電気的諸特性を測定する際に用いられるプロ
ーブカードに関する。
【0002】
【従来の技術】従来のプローブカードは、半導体集積回
路の高集積化、微細化、高速化に伴って、プローブの数
の増大、プローブの配置密度の増加などとともに、プロ
ーブと基板に形成された配線パターンとを接続する接続
手段である接続配線の増加が著しい。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】基板に形成された配線
パターンとプローブの終端とを接続する接続配線は、平
行して配置されることが多い。このため、プローバと呼
ばれる試験装置との間で遣り取りされる信号のS/N比
の低下や減衰、接続配線間のクロストーク等の問題があ
り、半導体集積回路の高速化の阻害要因になっている。
【0004】かかる問題を解消するために、接続配線の
代わりに積層基板に形成した配線パターンを使用するこ
とも提案されている。しかし、この積層基板を採用した
としてもプローブの終端から基板に形成された配線パタ
ーンまでのすべての区間を積層基板に置き換えることは
できず、依然としてクロストーク等の問題は残っている
のが現状である。
【0005】また、接続配線にいわゆる同軸ケーブルを
使用すれば、クロストーク等の問題が発生することな
く、プローブの終端から基板に形成された配線パターン
までのすべての区間をカバーすることが可能である。し
かし、極細、例えば直径100μm以下の同軸ケーブル
は現在の技術では存在しないため、同軸ケーブルを使用
することは不可能である。
【0006】さらに、接続配線の表面を絶縁被覆し、さ
らに導体層を被覆し、この導体層を接地することで前記
クロストーク等の問題は解消できるが、接続配線に形成
されたすべての導体層を接地することは技術的に極めて
困難なため、現実的ではない。
【0007】本発明は上記事情に鑑みて創案されたもの
で、信号のS/N比の低下や減衰、接続配線間のクロス
トーク等の問題が発生することなく、半導体集積回路の
高速化を促進することができるプローブカードを提供す
ることを目的としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明に係るプローブカ
ードは、測定対象の電極に接触するプローブと、配線パ
ターンが形成された基板と、この基板と前記プローブと
を電気的に接続する接続手段と、前記基板の裏面側に設
けられ、前記接続手段を電磁シールドするシールド手段
とを備えており、前記シールド手段は、少なくとも片面
に接地された導電層が形成された複数枚の絶縁板を有し
ており、前記絶縁板には接続手段が通過する貫通孔が開
設されている。
【0009】
【発明の実施の形態】図1は本発明の実施の形態に係る
プローブカードの概略的断面図、図2は本発明の実施の
形態に係るプローブカードの要部の概略的断面図、図3
は本発明の実施の形態に係るプローブカードの要部の概
略的分解斜視図である。
【0010】本発明の実施の形態に係るプローブカード
は、測定対象であるLSI等の半導体集積回路700の
電極710に接触するプローブ100と、配線パターン
(図示省略)が形成された基板200と、この基板20
0と前記プローブ100とを電気的に接続する接続手段
300と、前記基板200の裏面側に設けられ、前記接
続手段300を電磁シールドするシールド手段400と
を備えており、前記シールド手段400は、片面に接地
された導電層411A〜411Dが形成された4枚の絶
縁板410A〜410Dを有しており、各絶縁板410
A〜410Dには接続手段300が通過する複数個の貫
通孔412A〜412Dが開設されている。
【0011】まず、プローブ100は、前記電極710
に接触する先端の接触部110が他の部分より先鋭化さ
れたものであり、レニウム・タングステン合金から構成
される。このプローブ100は、全長が8mm、直径が
0.07mmに設定されている。
【0012】また、基板200は、積層基板であって、
必要な配線パターンが形成されている。そして、この基
板200の上面周縁部には、前記配線パターンと接続さ
れた接触電極210が設けられている。この接触電極2
10は、図外のテスターと呼ばれる試験装置との接続に
用いられるポゴピンと称される接続ピンが圧接される通
常ポゴ座と呼ばれる部分である。
【0013】さらに、この基板200の下面側には、後
述するシールド手段400を構成する4枚の絶縁板41
0A〜410Dのうち、最も上側、すなわち絶縁板41
0Aの開口412Aに対応して前記配線パターンの端部
220が露出している。なお、この配線パターンの端部
220は、接続手段300のデュメット導線310との
接続の確実性を考慮して下側に向かって凸になってい
る。
【0014】前記接続手段300は、直径が0.08m
mのデュメット導線310を絶縁被覆320で被覆した
被覆導線である。この接続手段300のデュメット導線
310は、前記プローブ100の後端の接続部120に
溶着されている。これによって、プローブ100と接続
手段300とは、電気的に接続されるのである。
【0015】前記シールド手段400は、下面の全面に
導電層411A〜411Dとしての厚さ0.1mmの銅
箔が貼着された4枚の絶縁板410A〜410Dを有し
ている。この絶縁板410A〜410Dは、ポリイミド
樹脂製であり、前記接続手段300の取りまわしに応じ
た複数個の貫通孔412A〜412Dが開設されてい
る。
【0016】このシールド手段400を構成する4枚の
絶縁板410A〜410Dのうち、最も下側、すなわち
半導体集積回路700に近い絶縁板410Dは、半導体
集積回路700に形成された電極710の配置に応じた
貫通孔412Dが開設されている。また、この絶縁板4
10D以外の絶縁板410A〜410Cは、接続手段3
00の取りまわしに応じて貫通孔412A〜412Cが
開設されている。
【0017】また、前記絶縁板410A〜410Dの導
電層411A〜411Dは、図外の配線によってそれぞ
れ接地されている。
【0018】このように構成された4枚の絶縁板410
A〜410Dは積層されるのであるが、それらの間には
絶縁材料としての合成樹脂450が充填される。この合
成樹脂450の充填の際には、4枚の絶縁板410A〜
410Dを所定の間隔を有して積層するとともに、接続
手段300を4枚の絶縁板410A〜410Dの間に予
め配置しておく。この状態で、合成樹脂450である熱
可塑性のプリプレグを各絶縁板410B〜410Dの間
に充填する。なお、最も上側の絶縁板410Aの上面に
も同様に合成樹脂450を塗布する。
【0019】ここで、例えば、図2に示すように、合成
樹脂450を絶縁板410Bと絶縁板410Cとの間に
充填すると、絶縁板410Bと絶縁板410Cとの間で
接続手段300の平行になった部分は、絶縁板410B
と絶縁板410Cとのほぼ中間に位置するようになる。
【0020】また、接続手段300は、基板200にエ
ッチングで形成される配線パターンの間隔を考慮して、
平面視放射線状に広がるようにしておく。
【0021】そして、接続手段300のうち同じ種類の
信号が流れるもの、例えば電源ラインであれば電源ライ
ンのみを、信号線であれば信号線のみを同じ領域、すな
わち同じ絶縁板に挟まれる領域にまとめるのである。
【0022】一方、このプローブカードは、半導体集積
回路700の電極710に対して垂直に接触するプロー
ブ100を用いるため、プローブ100を支持する支持
部材500を有している。この支持部材500は、前記
シールド手段400の下方に設けられるものであって、
例えば厚さが0.25mmのセラミックス等からなり絶
縁性を有する2枚の板材510A、510Bと、この板
材510A、510Bの間に一定の間隙を形成するスペ
ーサ(図示省略)とを有している。
【0023】前記板材510A、510Bには、前記電
極710の配置に対応した直径が0.09mmの複数個
の開口511A、511Bが開設されている。この開口
511A、511Bは、プローブ100が挿通される部
分である。2枚の板材510A、510Bは、上下で開
口511A、511Bが一致するようになっているの
で、真っ直ぐなプローブ100が垂直に挿通されるので
ある。
【0024】また、上側の板材510Aの上面には、絶
縁性を有する樹脂、例えばシリコンゴム520が塗布さ
れている。このシリコンゴム520は、上側の板材51
0Aに対してプローブ100を固定するものである。従
って、このシリコンゴム520があるために、プローブ
100は支持部材500に対して固定されていることに
なる。
【0025】なお、前記プローブ100、シールド手段
400及び支持部材500は、絶縁性及び耐熱性を有す
るシリコン樹脂(図示省略)で一体化されることによっ
てモジュール化される。
【0026】一方、このモジュール化されたシールド手
段400等は、図外の取付手段、例えばボルト・ナット
等によって、基板200の下面側に取り付けられる。そ
して、接続手段300のデュメット導線310は、基板
200の下面に露出された配線パターンの端部220と
異方性導電シート600を介して電気的に接続される。
ここで、異方性導電シート600とは、導電層とゴム等
の弾力性を有する絶縁層とが交互に積層されたものであ
り、導電層の方向にのみ電流が流れるようになっている
ものをいう。この場合は、上下方向にのみ電流が流れる
ようにして使用する。これによって、前記プローブ10
0を接続手段300と異方性導電シート600とを介し
て配線パターンと接続する。
【0027】このように構成されたプローブカードによ
る半導体集積回路700の電気的諸特性の測定の手順に
ついて説明する。個々の半導体集積回路700に分割す
る前のウエハ状の半導体集積回路700を吸着テーブル
800に吸着させる。プローブカードと半導体集積回路
700とを相対的に移動させて、半導体集積回路700
の電極710にプローブ100の接触部110を圧接す
る。この状態で、プローバからの信号が半導体集積回路
700に入力され、半導体集積回路700の電気的諸特
性の測定が行われる。
【0028】このプローブカードにおいて、いずれかの
プローブ100や接続手段300に断線等の不都合が生
じた場合には、不都合の生じた部分のみを交換するので
はなく、プローブ100、接続手段300及びシールド
手段400が一体化されたモジュールとして一括交換す
る。このため、プローブ100等に不都合が生じた場合
の修理が簡単になるという効果もある。
【0029】なお、上述した実施の形態では、シールド
手段400を構成するのは4枚の絶縁板410A〜41
0Dであるとしたが、本発明はこれに限定されるもので
はない。例えば、最近の高集積の半導体集積回路であれ
ば20枚の程度の絶縁板を用いたシールド手段とするこ
とが望ましい。この場合には、3600本のプローブ1
00が、絶縁板1枚当たり平均20本の接続手段300
が割り振られる。ただし、接続手段300は、同じ種類
の信号が流れるものにまとめられるので、その本数は必
ずしも一定ではない。
【0030】また、基板200の配線パターンと接続手
段300とを異方性導電シート600で接続しなくとも
よく、場合によっては両者を直接接続するようにしても
よい。
【0031】
【発明の効果】本発明に係るプローブカードは、測定対
象の電極に接触するプローブと、配線パターンが形成さ
れた基板と、この基板と前記プローブとを電気的に接続
する接続手段と、前記基板の裏面側に設けられ、前記接
続手段を電磁シールドするシールド手段とを備えてお
り、前記シールド手段は、少なくとも片面に接地された
導電層が形成された複数枚の絶縁板を有しており、前記
絶縁板には接続手段が通過する貫通孔が開設されてい
る。
【0032】このため、シールド手段を構成する絶縁板
の間を通過する接続手段は、絶縁板の導電層によって電
磁的にシールドされているので、信号のS/N比の低下
や減衰、接続配線間のクロストーク等の問題が発生しな
い。
【0033】また、前記絶縁板の間には、絶縁材料が介
在されているので、絶縁板と絶縁板との間を通過する接
続手段の短絡を未然に防止することができる。
【0034】また、前記接続手段は、被覆導線を用いる
ので、より確実に接続手段の短絡を未然に防止すること
ができる。
【0035】さらに、前記接続手段のうち同じ種類の信
号が流れるものを、絶縁板によって挟まれる同じ領域に
まとめると、信号のS/N比の低下や減衰、接続配線間
のクロストーク等の問題の発生をより減少させることが
できる。
【0036】一方、前記プローブは、被測定対象の電極
に垂直に接触するようになっているので、高密度化され
た半導体集積回路により適するものとなっている。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態に係るプローブカードの概
略的断面図である。
【図2】本発明の実施の形態に係るプローブカードの要
部の概略的断面図である。
【図3】本発明の実施の形態に係るプローブカードの要
部の概略的分解斜視図である。
【符号の説明】
100 プローブ 200 基板 300 接続手段 400 シールド手段 410A〜410D 絶縁板 411A〜411D 導電層 412A〜412D 貫通孔 700 半導体集積回路 710 電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−122140(JP,A) 特開 平7−99220(JP,A) 特開 平5−80124(JP,A) 実開 平4−134075(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01R 1/06 G01R 31/28 H01L 21/66

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 測定対象の電極に接触するプローブと、
    配線パターンが形成された基板と、この基板と前記プロ
    ーブとを電気的に接続する接続手段と、前記基板の裏面
    側に設けられ、前記接続手段を電磁シールドするシール
    ド手段とを具備しており、前記シールド手段は、少なく
    とも片面に接地された導電層が形成された複数枚の絶縁
    板を有しており、前記絶縁板には接続手段が通過する貫
    通孔が開設されていることを特徴とするプローブカー
    ド。
  2. 【請求項2】 前記絶縁板の間には、絶縁材料が介在さ
    れることを特徴とする請求項1記載のプローブカード。
  3. 【請求項3】 前記接続手段は、被覆導線であることを
    特徴とする請求項1又は2記載のプローブカード。
  4. 【請求項4】 前記接続手段のうち同じ種類の信号が流
    れるものを、絶縁板によって挟まれる同じ領域にまとめ
    ることを特徴とする請求項1、2又は3記載のプローブ
    カード。
  5. 【請求項5】 前記プローブは、被測定対象の電極に垂
    直に接触することを特徴とする請求項1、2、3又は4
    記載のプローブカード。
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