JP3061008B2 - プローブ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は半導体装置の検査工
程において用いられるプローブ装置に関し、特に検査装
置のテストヘッドに対し、半導体装置に接触されるプロ
ーブカードをダイレクト接続する構造のプローブ装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】この種のプローブ装置の一例を図４及び
図５に示す。図４は底面図、図５はＢＢ線断面図であ
る。プローバ１Ａのテストヘッド１０に設けられるフロ
ーティングコンタクタ１１は円形に形成され、その周辺
３箇所に下方に向けてガイドピン１２が突出され、また
中帯部分には多数本のボゴピン１３が突出されている。
プローブカード２は図外の半導体装置に接触される多数
本のプローブ針２１を有するとともに前記フローティン
グコンタクタ１１とほぼ同形状に形成され、その周辺部
において円環状をした厚板からなるヘッドプレート３の
内周縁部に載置され、クランプリング４によってヘッド
プレート３に固定支持されている。このヘッドプレート
３の内径寸法は前記フローティングコンタクタ１１の外
形にほぼ等しくされている。また、プローブカード２及
びクランプリング４の周辺３箇所には、前記ガイドピン
１２に対応するガイドピン穴２２，４１が開設されてい
る。そして、前記ヘッドプレート３が前記フローティン
グコンタクタ１１の外周部に嵌合されており、この状態
ではガイドピン１２がガイドピン穴２２，４１に嵌入さ
れ、フローティングコンタクタ１１に対するプローブカ
ード２の位置決めが行われ、かつこの状態でボゴピン１
３がプローブ針２１に電気接触されている。

【０００３】このようなプローブ装置では、前記フロー
ティングコンタクタ１１はテストへツド１０に対して上
下、左右、前後等動作に自由度を持たせた構成となって
いる。すなわち、このフローティングコンタクタ１１
は、ボゴピン１３とプローブカード２の接続における高
周波特性を向上するために、プローブカード２に対して
ダイレクト接続する構成とされている。そのため、テス
トヘッド１０に対してフローティング状態とし、プロー
ブカード２に対して好適な電気接触を行うように構成さ
れている。このため、テストへツド１０に対してプロー
ブカード２の位置決めを行うだけではフローティングコ
ンタクタ１１とプローブカード２との好適な電気接触を
行うことは困難であり、そのためにフローティングコン
タクタ１１にガイドピン１２を設けている。

【０００４】そのため、テストヘッド１０に対してプロ
ーブカード２を取着する際には、ガイドピン１２をガイ
ドピン穴２２，４１に挿入させる必要があり、そのため
に、前記したプローブ装置では、図６に示すように、ま
ず作業者は目視にてテストへツド１０をブローブカード
２に対して概略の位置合わせを行い、その上で徐々にテ
ストヘッド１０を下方向に下げて行き、ガイドピン１２
がクランプリング２のガイドピン穴４１に進入される直
前位置においてフローティングコンタクタ１１の位置を
左右、前後、平行度等を微妙に調整する。さらに、テス
トヘッド１０を下に下げてゆき、ガイドピン１２とガイ
ドピン穴４１の位置が合致した時点で、テストヘッド１
０をさらに下げることで、ガイドピン１２はガイドピン
穴４１，２２内に挿入され、フローティングコンタクタ
１１のボゴピン１３とプローブカード２のプローブ針２
１との電気的導通がとられることになる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このような従来のプロ
ーブ装置においては、以上の手順でテストへツドとプロ
ーブカードを接続しているが、ガイドピン１２とガイド
ピン穴４１との位置あわせをする際に、ガイドピン穴４
１がヘッドプレート３の表面より探まった位置にあるた
めに、これを目視にて確認することが難しく、前記した
位置合わせ作業に多くの時間を費やすことになり、作業
時間の短縮が望めなかった。特に、ガイドピン１２とガ
イドピン穴４１が微妙にずれた状態でテストヘッド１０
を下げると、ガイドピン１２の先端部がプローブカード
２やクランプリング４に当接されて干渉し、ガイドピン
１２が削れて異物が発生され、この異物が半導体装置の
表面に付着して製造歩留りを低下させる原因となる。

【０００６】なお、ガイドピン１２の長さを長くすれ
ば、フローティングコンタクタ１１とヘッドプレート３
の間のスペースが大きくできるため、作業者はガイドピ
ン穴４１の位置を目視にて確認することが容易となり前
記した作業を改善することは可能であるが、ガイドピン
１２が長すぎると組立後の状態において、ガイドピン１
２がプローブカード２を突き抜けてしまい、検査する半
導体装置に干渉して好適な検査の障害になるという問題
が生じることになり、完全な解決策にはならない。ま
た、ヘッドプレート３に対してプローブカード２及びク
ランプリング４の取り付け位置を高くしてガイドピン穴
４１を目視し易くする対策では、プローブカード２に設
けるプローブ針２１の長さが長くなることになり、その
高さの制約からも好適な対策とはならない。

【０００７】本発明は、プローブカードの組立作業を容
易に行うことを可能にしたプローブ装置を提供すること
にある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、検査装置側に
電気接続されるテストヘッドと、測定される半導体装置
に接触されるプローブ針を有するプローブカードとを備
え、前記テストヘッドと前記プローブカードとを相対移
動して近接配置したときに両者間の電気接続を行うよう
にしたプローブ装置において、プローブカードを支持す
るヘッドプレートと、このプローブカードをヘッドプレ
ートに支持させるクランプリングと、テストヘッドの一
部に設けられた位置決め用のガイドピンと、前記クラン
プリングおよびプローブカードに設けられて前記ガイド
ピンが挿入されるガイドピン穴と、前記クランプリング
を前記テストヘッド側に付勢した状態で前記ヘッドプレ
ートに弾性支持する弾性部材とを備えることを特徴とす
る。

【０００９】例えば、前記ヘッドプレートは枠状に形成
され、このヘッドプレートの下部の内周縁部位に前記プ
ローブカードが載置され、前記クランプリングは前記プ
ローブカードの上側に内装されるとともに前記弾性部材
により前記ヘッドプレートの上側に向けて弾性支持さ
れ、かつ前記弾性部材が下方に撓められたときに前記プ
ローブカードに当接されて前記ヘッドプレートとの間に
プローブカードを挟持する構成とされる。また、この場
合、前記ガイドピン及びガイドピン穴はフローティング
コンタクタ、クランプリング及びプローブカードの円周
複数箇所に配設され、前記弾性部材はこれらガイドピン
及びガイドピン穴とは異なる円周複数箇所に配設される
ことが好ましい。

【００１０】この構成のプローブ装置では、プローブカ
ードをテストヘッド側に組み立てる前の状態では、クラ
ンプリングは弾性部材のばね力により上方向に持ち上げ
られており、ヘッドプレートの上面とほぼ同じ高さの位
置とされるため、クランプリングに設けられているガイ
ドピン穴をヘッドプレートの上側から容易に目視するこ
とができ、作業者がガイドピンをガイドピン穴に挿入さ
せるべくテストヘッドを下げながらその位置決めを行う
作業を容易に行うことが可能となる。

【００１１】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施形態を図面を
参照して説明する。図１は本発明の一実施形態のプロー
ブ装置の底面図であり、図２はその組立前の状態のＡＡ
線断面図である。プローバ１のテストヘッド１０に設け
られているフローティングコンタクタ１１は円形に形成
され、その周辺３箇所に下方に向けてガイドピン１２が
突出され、また中帯部分には多数本のボゴピン１３が突
出されている。プローブカード２は図外の半導体装置に
接触される多数本のプローブ針２１を有するとともに前
記フローティングコンタクタ１１とほぼ同形状に形成さ
れ、その周辺部において前記フローティングコンタクタ
１１の外径よりも一回り大きな内径寸法の円環状をした
厚板からなるヘッドプレート３の内周縁部３１に載置さ
れている。また、前記プローブカード２の円周３箇所に
は前記ガイドピン１２に対応する位置にガイドピン穴２
２が開設されている。

【００１２】一方、前記プローブカード２の周辺部を前
記ヘッドプレート３の内周縁部３１に対して押圧してプ
ローブカード２をヘッドプレート３に固定支持するため
のクランプリング４は、前記ヘッドプレート３の内径に
ほぼ等しい外径寸法とされ、その円周４箇所において圧
縮スプリング５によって前記ヘッドプレート３の軸方向
に沿って前記フローティングコンタクタ１１側に付勢支
持されている。この付勢支持により、前記クランプリン
グ４は前記ヘッドプレート３の上面位置とほぼ同じ高さ
位置において弾性支持されることになる。また、このク
ランプリング４の円周３箇所には、前記ガイドピン１２
及びガイドピン穴２２に対応するガイドピン穴４１が開
設されている。ここで、前記クランプリング４は、ヘッ
ドプレート３に対して軸回り方向に回転できないように
回り止めされている。

【００１３】この構成のプローブ装置では、プローブカ
ード２をフローティングコンタクタ１１に組み立てる前
の状態では、図２に示されるように、クランプリング４
は圧縮スプリング５のばね力により上方向に持ち上げら
れており、ヘッドプレート３の上面とほぼ同じ高さの位
置にある。このため、クランプリング４に設けられてい
るガイドピン穴４１はヘッドプレート３の上側から容易
に目視することができ、作業者がガイドピン１２をガイ
ドピン穴４１に挿入させるべくテストヘッド１０ととも
にフローティングコンタクタ１１を下げながらその位置
決めを行う作業を容易に行うことができる。

【００１４】そして、ガイドピン１２とガイドピン穴４
１とが合致する位置にフローティングコンタクタ１１の
位置決めを行った後は、テストヘッド１０をさらに下降
すれば、ガイドピン１２がガイドピン穴４１に挿入さ
れ、さらに続く下降によってクランプリング４は圧縮ス
プリング５のばね力に抗してフローティングコンタクタ
１１と共に下降される。そして、ヘッドプレート３の下
部位置まで下降されると、図３に示すように、今度はガ
イドピン１２はプローブカード２のガイドピン穴２２内
に挿入される。そして、所定の位置まで下降されると、
クランプリング４はプローブカード２に当接され、これ
以上の下降はできなくなる。この状態でテストへツド１
０を固定することにより、クランプリング４はプローブ
カード２をヘッドプレート３に押し当て、プローブカー
ド２はヘッドプレート３に固定支持され、これと同時に
フローティングコンタクタ１１のポゴピン１３とプロー
ブカード２のプローブ針２１との電気的接続が実現され
ることになる。

【００１５】このように、この実施形態のプローブ装置
では、クランプリング４が圧縮スプリング５によってヘ
ッドプレート３の上面位置に弾性支持されるため、クラ
ンプリング４に設けられたガイドピン穴４１を外部から
容易に目視することができ、ガイドピン１２との位置決
めを容易に行うことができる。これにより、テストヘッ
ド１０に対するプローブカード２の組立作業を容易化
し、迅速な作業が実現できる。因みに、従来では組立に
２０〜３０分もの時間を要する場合があったが、本発明
ではそれを５分程度に縮めることが可能となる。この３
０分と５分との差の２５分間という時間差は、例えば１
チップあたりのテスト時間とブローブ装置とのインデッ
クスタイムを１０秒として計算した場合、２５分の時間
は１５０チップの測定ができることになり、量産現場で
は接続時間にそれだけ多くの時間を費やすことは、生産
性が落ちることになるが、この生産性を改善することが
可能となる。

【００１６】また、信頼性の面から見ると、従来の様に
作業者がガイドピン穴の位置がよく判らずにテストヘッ
ドを下降させ、ガイドピンをクランプリングやプローブ
カード等に干渉させて破損したり、ガイドピンとガイド
ピン穴とが多少ずれているにもかかわらず、無理にテス
トヘッドを下降させてガイドピンがガイドピン穴の側面
で磨耗されて異物が発生することがあったが、ガイドピ
ンとガイドピン穴の位置関係をはっきりと目視にて確認
できることから、この様な問題を解消することが可能と
なる。

【００１７】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、プローブ
カードを支持するためのクランプリングを、これを支持
するヘッドプレートに対して弾性部材により支持してい
るので、プローブカードをテストヘッドに対して組み立
てる前の状態では、クランプリングは弾性部材によって
ヘッドプレートの上面位置に支持されるため、クランプ
リングに設けられたガイドピン穴を外部から目視してガ
イドピンとの位置決めを容易に行うことができ、これに
より、テストヘッドに対するプローブカードの組立作業
を容易化し、迅速な作業が実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のプローブ装置の一実施形態の底面図で
ある。

【図２】図１のプローブ装置の組立前の状態のＡＡ線に
沿う拡大断面図である。

【図３】図１のプローブ装置の組立状態のＡＡ線に沿う
拡大断面図である。

【図４】従来のプローブ装置の一例の底面図である。

【図５】図４のプローブ装置のＢＢ線に沿う拡大断面図
である。

【図６】図４のプローブ装置の組立前の状態のＢＢ線に
沿う拡大断面図である。

【符号の説明】

１ プローバ ２ プローブカード ３ ヘッドプレート ４ クランプリング ５ 圧縮スプリング １１ フローティングコンタクタ １２ ガイドピン １３ ボゴピン ２１ プローブ針 ２２ ガイドピン穴 ４１ ガイドピン穴

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 検査装置側に電気接続されるテストヘッ
   ドと、測定される半導体装置に接触されるプローブ針を
   有するプローブカードとを備え、前記テストヘッドと前
   記プローブカードとを相対移動して近接配置したときに
   両者間の電気接続を行うようにしたプローブ装置におい
   て、前記プローブカードを支持するヘッドプレートと、
   前記プローブカードを前記ヘッドプレートに支持させる
   クランプリングと、前記テストヘッドの一部に設けられ
   た位置決め用のガイドピンと、前記クランプリングおよ
   びプローブカードに設けられて前記ガイドピンが挿入さ
   れるガイドピン穴と、前記クランプリングを前記テスト
   ヘッド側に付勢した状態で前記ヘッドプレートに弾性支
   持する弾性部材とを備えることを特徴とするプローブ装
   置。
2. 【請求項２】 前記テストヘッドにはフローティングコ
   ンタクタが移動可能に支持されており、このフローティ
   ングコンタクタに前記ガイドピンとボゴピンが設けら
   れ、前記プローブカードにはその一端部において測定さ
   れる半導体装置に接触され、他端側において前記ボゴピ
   ンに電気接触されるプローブ針が設けられている請求項
   １に記載のプローブ装置。
3. 【請求項３】 前記ヘッドプレートは枠状に形成され、
   このヘッドプレートの下部の内周縁部位に前記プローブ
   カードが載置され、前記クランプリングは前記プローブ
   カードの上側に内装されるとともに前記弾性部材により
   前記ヘッドプレートの上側に向けて弾性支持され、かつ
   前記弾性部材が下方に撓められたときに前記プローブカ
   ードに当接されて前記ヘッドプレートとの間にプローブ
   カードを挟持する請求項１または２に記載のプローブ装
   置。
4. 【請求項４】 前記ガイドピン及びガイドピン穴はフロ
   ーティングコンタクタ、クランプリング及びプローブカ
   ードの円周複数箇所に配設され、前記弾性部材はこれら
   ガイドピン及びガイドピン穴とは異なる円周複数箇所に
   配設される請求項１ないし３のいずれかに記載のプロー
   ブ装置。