JP3099951B2

JP3099951B2 - 分割型プローブカード

Info

Publication number: JP3099951B2
Application number: JP10353969A
Authority: JP
Inventors: 昌男大久保; 和正大久保; 浩岩田
Original assignee: Japan Electronic Materials Corp
Current assignee: Japan Electronic Materials Corp
Priority date: 1998-11-27
Filing date: 1998-11-27
Publication date: 2000-10-16
Anticipated expiration: 2018-11-27
Also published as: JP2000162238A

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チップ等の
電気的諸特性の測定に用いられる分割型プローブカード
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のプローブカード、図７に示すよう
に、特にプローブ７００が測定対象物であるＬＳＩチッ
プ８１０の電極パッド８１１に対して垂直に接触する垂
直作動型プローブカードは、配線パターン７１１が形成
された回路基板７１０と、この回路基板７１０に垂直に
取り付けられた複数本のプローブ７００と、前記回路基
板７１０の下面側に取り付けられたプローブ支持部７２
０とを有している。

【０００３】前記プローブ７００は、ＬＳＩチップ８１
０の電極パッド８１１に接触する先端の接触部７０１
と、このプローブ７００が前記配線パターン７１１に接
続するための後端の接続部７０２と、これらの接触部７
０１と接続部７０２との間に設けられた略横向きＵ字形
状に湾曲させられた弾性変形部７０３とを有している。
このプローブ７００は、例えばタングステンの細線から
形成されている。なお、図７では、プローブ７００と配
線パターン７１１とは、ボンディングワイヤ７４０で接
続されているが、プローブ７００と配線パターン７１１
とを直接接続するタイプのものもある。

【０００４】一方、前記プローブ支持部７２０は、板状
の第１の案内部材７２１と、この第１の案内部材７２１
と所定の間隔を有して平行に設けられる板状の第２の案
内部材７２２と、これらの第１の案内部材７２１及び第
２の案内部材７２２を回路基板７１０の下面側に取り付
けるための取付部材７２３とを有している。

【０００５】前記第１の案内部材７２１及び第２の案内
部材７２２には、前記ＬＳＩチップ８１０の電極パッド
８１１に対応した貫通孔７２１Ａ、７２２Ａが開設され
ている。この貫通孔７２１Ａ、７２２Ａにプローブ７０
０を挿入することにより、プローブ７００の位置決めを
行うのである。また、前記プローブ７００の略横向きＵ
字形状の弾性変形部７０３は、第１の案内部材７２１と
第２の案内部材７２２との間に位置するようになってい
る。

【０００６】なお、図面中８００は、ＬＳＩチップ８１
０が形成された半導体ウエハ８２０を吸着保持する吸着
テーブルである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来のプローブカードには以下のような問題点があ
る。まず、最近のＬＳＩチップの微細化、高集積化、ウ
エハの大型化、テスターの高性能化等から、複数個のＬ
ＳＩチップの電気的諸特性を同時に測定する並列処理が
行われるようになった。このため、プローブカードもよ
り多くのプローブが取り付けられるようになっている。

【０００８】プローブカードに用いられるプローブは、
僅かでも曲がると隣接するプローブに接触したり、接触
部が所定の電極パッドに接触しないようになる。従っ
て、曲がったプローブは交換が必要である。

【０００９】しかしながら、１つのプローブカードには
数多くのプローブが取り付けられているため、１本のプ
ローブの交換は非常に手間がかかっていた。また、プロ
ーブには所定の接触圧の確保を目的として略Ｕ字形状の
弾性変形部が設けられているため、接続部と配線パター
ンとを接続する半田付けを除去しても簡単には取り除く
ことができない。このため、実際にはプローブのみの交
換は非常に困難な作業であった。

【００１０】本発明は上記事情に鑑みて創案されたもの
で、１本のプローブでも容易に交換することができる分
割型プローブカードを提供することを目的としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明に係る分割型プロ
ーブカードは、先端の接触部が測定対象物の電極パッド
に接触するプローブと、このプローブの基端の接続部が
接続される配線パターンが形成された回路基板と、この
回路基板に取り付けられ、前記プローブを支持するプロ
ーブ支持部とを備えており、前記プローブは、先端が前
記接触部となり、他端が接触側接点部となった接触側プ
ローブと、この接触側プローブとは別体であり、基端が
前記接続部となり、他端が接続側接点部となった接続側
プローブとからなり、前記接触側プローブと接続側プロ
ーブとは、回路基板とプローブ支持部との間に設けられ
た絶縁性を有する板状のガイド部材に貫通された貫通孔
の内部において接触し、前記接触側接点部と接続側接点
部との直径をＡとし、前記貫通孔の直径をＢとした場合
に、Ａ≦Ｂ＜２Ａの関係がある。

【００１２】

【００１３】

【発明の実施の形態】図１は本発明の実施の形態に係る
分割型プローブカードの組立前の概略的断面図、図２は
本発明の実施の形態に係る分割型プローブカードの概略
的断面図、図３は本発明の実施の形態に係る分割型プロ
ーブカードに用いられるプローブの概略的正面図、図４
は本発明の実施の形態に係る分割型プローブカードに用
いられるプローブとガイド部材の貫通孔との関係を示す
概略的断面図、図５は本発明の他の実施の形態に係る分
割型プローブカードの概略的断面図、図６は本発明のそ
の他の実施の形態に係る分割型プローブカードに用いら
れるプローブの概略的正面図である。

【００１４】本発明の実施の形態に係る分割型プローブ
カードは、先端の接触部１１１が測定対象物であるＬＳ
Ｉチップ８１０の電極パッド８１１に接触するプローブ
１００と、このプローブ１００の基端の接続部１２１が
接続される配線パターン２３０が形成された回路基板２
００と、この回路基板２００に取り付けられ、前記プロ
ーブ１００を支持するプローブ支持部３００とを備えて
おり、前記プローブ１００は、先端が前記接触部１１１
となり、他端が接触側接点部１１２となった接触側プロ
ーブ１１０と、この接触側プローブ１１０とは別体であ
り、基端が前記接続部１２１となり、他端が接続側接点
部１２２となった接続側プローブ１２０とからなり、前
記接触側プローブ１１０と接続側プローブ１２０とは、
両接点部１１２、１２２で接触し、両接点部１１２、１
２２は、回路基板２００とプローブ支持部３００との間
に設けられたガイド部材３３０に貫通された貫通孔３３
１の内部において接触するように構成されている。

【００１５】まず、前記プローブ１００は、従来のもの
とは違って１本ではなく、接触側プローブ１１０と接続
側プローブ１２０との２つに分割されている。そして、
この接触側プローブ１１０と接続側プローブ１２０と
は、タングステン、タングステン合金、イリジウム、パ
ラジウム、ベリリウムカッパー等の導電性と弾性とを有
する金属から構成されている。

【００１６】前記接触側プローブ１１０は、先端が略半
球状に形成された接触部１１１となっており、他端すな
わち後端が接触側接点部１１２となっている。この接触
側プローブ１１０は、略横向きＵ字形状に形成された弾
性変形部１１３を中心として、先端側に接触部１１１
が、後端側に接触側接点部１１２がそれぞれ形成されて
いる。接触部１１１は、弾性変形部１１３の下端から垂
直に垂下されている。また、接触側接点部１１２は、弾
性変形部１１３の上端から垂直に垂上されている。な
お、接触部１１１と接触側接点部１１２とは、同一直線
上には位置しないようになっている。なお、前記弾性変
形部１１３は、分割型プローブカードを使用する際に、
プローブ１００の接触部１１１が電極パッド８１１に接
触してからさらに、分割型プローブカードと電極パッド
８１１との間の間隙を狭めて（オーバードライブと称す
る）、プローブ１００と電極パッド８１１との間の接触
圧を一定にするために変形する部分である。

【００１７】一方、前記接続側プローブ１２０は、略ク
ランク状に形成されており、基端すなわち上端が接続部
１２１となり、他端すなわち下端が接続側接点部１２２
となっている。この接続側プローブ１２０は、クランク
状に折曲形成されることで屈曲部１２３の部分が変形部
となるのである。

【００１８】前記接触側プローブ１１０と接続側プロー
ブ１２０とは、図３に示すように、まず１本のプローブ
１００として構成され、その後に、図３における一点鎖
線Ａからレーザ光等の適宜な手段によって切断されるこ
とでそれぞれに分割されるのである。

【００１９】また、前記回路基板２００には、積層プリ
ント基板が用いられる。かかる回路基板２００には、貫
通孔２１０が開設されており、この貫通孔２１０に前記
接続側プローブ１２０の接続部１２１が挿入され、この
接続部１２１が回路基板２００に形成された配線パター
ン２３０に半田付けで接続されるようになっている。

【００２０】また、この回路基板２００に形成された配
線パターン２３０の終端部は、図外のテスターにこの分
割型プローブカードを電気的に接続するためのランド２
５０に接続されている。なお、このランド２５０には、
接続子２６０が接続されている。

【００２１】さらに、この回路基板２００には、後述す
るプローブ支持部３００を取り付けるための皿ネジ３５
０が挿入されるネジ用開口２２０が開設されている。こ
のネジ用開口２２０は、回路基板２００の表面を平坦に
しておくため、図１及び図２に示すように、皿ネジ３５
０の頭部に対応している。

【００２２】一方、前記プローブ支持部３００は、板状
の第１の案内部材３１０と、この第１の案内部材３１０
の上側に所定の間隔を有して平行に設けられる板状の第
２の案内部材３２０と、この第２の案内部材３２０の上
側に所定の間隔を有して平行に設けられる板状のガイド
部材３３０とを有している。

【００２３】なお、このプローブ支持部３００を構成す
る２枚の案内部材３１０、３２０と１枚のガイド部材３
３０とは、絶縁性及び耐熱性を有する素材から構成され
ている。絶縁性はプローブ１００同士の短絡を防止する
ためであり、耐熱性は加熱した状態でのＬＳＩチップ８
１０の電気的諸特性の測定であるバーンインテストの際
に回路基板２００まで加熱されないようにするためであ
る。

【００２４】第１の案内部材３１０と第２の案内部材３
２０とには、ＬＳＩチップ８１０の電極パッド８１１の
配置に対応した複数個の貫通孔３１１、３２１が開設さ
れている。また、第１の案内部材３１０と第２の案内部
材３２０との隅部には、上向きの中空ボス部３１２、３
２２が突設されている。従って、第１の案内部材３１０
と第２の案内部材３２０を積み重ねると、両中空ボス部
３１２、３２２が積み重なり、両案内部材３１０、３２
０の間に第１の案内部材３１０の中空ボス部３１２の高
さ分だけの間隔が確保される。なお、この両中空ボス部
３１２、３２２の内面には、前記皿ネジ３５０に対応し
た雌ネジが形成されている。

【００２５】また、前記第２の案内部材３２０の上面、
しかも貫通孔３２１の近傍には、前記弾性変形部１１３
の高さ寸法に対応したプローブ固定部３２３が突設され
ている。このプローブ固定部３２３は、プローブ１００
のうち、接触側プローブ１１０を固定する部分であっ
て、図１及び図２に示すように、接触側プローブ１１０
の弾性変形部１１３の上端を接着剤３６０で固定するこ
とで、第２の案内部材３２０に接触側プローブ１１０を
取り付けるのである。

【００２６】なお、第２の案内部材３２０の中空ボス部
３２２の高さ寸法は、後述するガイド部材３３０を第２
の案内部材３２０に取り付けた場合、プローブ固定部３
２３を利用して第２の案内部材３２０に取り付けられた
接触側プローブ１１０の接触側接点部１１２が、ガイド
部材３３０の貫通孔３３１の内部に位置するように設定
される。

【００２７】なお、図４に示すように、接触側接点部１
１２と接続側接点部１２２との直径をＡとした場合、前
記貫通孔３３１の直径Ｂとの間にＡ≦Ｂ＜２Ａの関係が
あるようにしておく。かかる関係を持たせておくことに
より、貫通孔３３１に接触側接点部１１２と接続側接点
部１２２とが挿入された場合、両接点部１１２、１２２
の確実な接触を確保することができるためである。

【００２８】さらに、前記ガイド部材３３０は、第２の
案内部材３２０に取り付けられた接触側プローブ１１０
の接触側接点部１１２に対応する位置に貫通孔３３１が
開設されている。また、このガイド部材３３０の隅部に
は、前記両中空ボス部３１２、３２２に対応した取付用
貫通孔３３２が開設されている。

【００２９】このガイド部材３３０と回路基板２００と
の間には、スリーブ３４０が介在される。すなわち、こ
のスリーブ３４０は、ガイド基板３３０と回路基板２０
０との間に所定の間隔をもたらすものであり、その高さ
寸法は、前記接続側プローブ１２０の回路基板２００の
裏面側への突出両より若干小さく設定されている。

【００３０】次に、このように構成された各部品からな
る分割型プローブカードの組立手順等について説明す
る。

【００３１】まず、接続側プローブ１２０を回路基板２
００に取り付ける。すなわち、接続側プローブ１２０の
接続部１２１を回路基板２００の貫通孔２１０に挿入
し、接続部１２１を回路基板２００の配線パターン２３
０に半田付けで接続する。この時、接続側プローブ１２
０の接続側接点部１２２は、ガイド部材３３０の貫通孔
３３１の位置に対応させておくことが必要である。

【００３２】一方、接触側プローブ１１０を第２の案内
部材３２０に取り付ける。すなわち、接触側プローブ１
１０の接触部１１１を貫通孔３２１に挿入し、弾性変形
部１１３の上端を接着剤３６０で固定するのである。

【００３３】さらに、第１の案内部材３１０を第２の案
内部材３２０に重ねて、接触側プローブ１１０の接触部
１１１を貫通孔３１１に挿入する。

【００３４】次に、ガイド部材３３０を第２の案内部材
３２０の上に積み重ねて、接触側プローブ１１０の接触
側接点部１１２をガイド部材３３０の貫通孔３３１に挿
入する。この状態で、前記接触側接点部１１２は、貫通
孔３３１を貫通することなく中央付近に位置するように
なる。

【００３５】ここで、スリーブ３４０を回路基板２００
のネジ用開口２２０の裏面側に配置するとともに、ガイ
ド部材３３０と第２の案内部材３２０と第１のガイド部
材３３０とを積み重ねたものを回路基板２００の裏面側
に配置する。そして、回路基板２００のネジ用開口２２
０から皿ネジ３５０を挿入し、ガイド部材３３０等から
なるプローブ支持部３００を回路基板２００に取り付け
る。

【００３６】すると、接続側プローブ１２０の接続側接
点部１２２は、ガイド部材３３０の貫通孔３３１に挿入
され、すでにガイド部材３３０の貫通孔３３１に挿入さ
れていた接触側プローブ１１０の接触側接点部１１２と
接触する。

【００３７】ここで、前記スリーブ３４０は高さ寸法
が、前記接続側プローブ１２０の回路基板２００の裏面
側への突出両より若干小さく設定されているため、接続
側プローブ１２０は変形部である屈曲部１２３の部分か
ら弾性変形して、接触側プローブ１１０と接続側プロー
ブ１２０との接続をより確実なものとする。

【００３８】なお、接触側プローブ１１０の接触側接点
部１１２と接続側プローブ１２０の接続側接点部１２２
とを半田付けすることで、両者の接続がより確実にな
る。この場合には、両接点部１１２に溶融した半田を塗
布しておく。

【００３９】このように構成された分割型プローブカー
ドを構成する１本のプローブ１００の交換作業は次のよ
うにして行う。まず、皿ネジ３５０を外して、回路基板
２００と、ガイド部材３３０と、第１の案内部材３１０
と、第２の案内部材３２０とに分解する。

【００４０】このようにして交換が必要なプローブ１０
０を交換するが、接触側プローブ１１０を交換する場合
には、接触側プローブ１１０をプローブ固定部３２３に
固定している接着剤３６０の除去と、新たな接触側プロ
ーブ１１０のプローブ固定部３２３への接着剤３６０に
よる固定とを行う。また、接続側プローブ１２０を交換
する場合には、接続側プローブ１２０を回路基板２００
に固定している半田の除去と、新たな接続側プローブ１
２０の半田による回路基板２００への取り付けとを行
う。

【００４１】そして、上述した組立作業と同様の作業を
へて分割型プローブカードを再度組み立てる。

【００４２】なお、上述した実施の形態では、プローブ
１００を構成する接触側プローブ１１０を略横向きＵ字
形状の弾性変形部１１３を有するものとして説明した
が、図５に示すように、接続側プローブ１２０と同様な
略クランク状の接触側プローブ１１０Ａであってもよ
い。この場合には、接触側プローブ１１０Ａの屈曲部１
１４Ａがオーバードライブ時に変形する弾性変形部とな
る。

【００４３】また、前記プローブ１００では、接触側プ
ローブ１１０と接続側プローブ１２０とが接触した際に
変形する変形部は、接続側プローブ１２０の屈曲部１２
３のみであったが、図６に示すようにしてもよい。

【００４４】図６（Ａ）に示すプローブ１００Ｃのよう
に、接触側プローブ１１０Ｃ及び接続側プローブ１２０
Ｃに変形部を設けてもよい。このプローブ１００Ｃで
は、接続側プローブ１２０Ｃは、上述したプローブ１０
０の接続側プローブ１２０と同様に略クランク状に形成
されており、屈曲部１２３Ｃが変形部となっている。ま
た、接触側プローブ１１０Ｃには、オーバードライブ時
に変形する略横向きＵ字形状の弾性変形部１１３Ｃと、
接続側プローブ１２０Ｃと接続された際に変形する変形
部となる略横向きＵ字形状の変形部１１５Ｃとを有して
いる。なお、この接触側プローブ１１０Ｃの第２の案内
部材３２０のプローブ固定部３２３への取り付けは、変
形部１１５Ｃにおいて行う。

【００４５】一方、図６（Ｂ）に示すプローブ１００Ｂ
は、接続側プローブ１２０Ｂにのみ変形部１１５Ｂを設
けたものである。すなわち、接続側プローブ１２０Ｂは
単なる直線状に形成されており、接触側プローブ１１０
Ｂにはオーバードライブ時に変形する略横向きＵ字形状
の弾性変形部１１３Ｂと、接続側プローブ１２０Ｂと接
続された際に変形する変形部となる略横向きＵ字形状の
変形部１１５Ｂとを有している。なお、この接触側プロ
ーブ１１０Ｂの第２の案内部材３２０のプローブ固定部
３２３への取り付けは、変形部１１５Ｂにおいて行う。

【００４６】

【００４７】

【発明の効果】請求項１に係る分割型プローブカード
は、先端の接触部が測定対象物の電極パッドに接触する
プローブと、このプローブの基端の接続部が接続される
配線パターンが形成された回路基板と、この回路基板に
取り付けられ、前記プローブを支持するプローブ支持部
とを備えており、前記プローブは、先端が前記接触部と
なり、他端が接触側接点部となった接触側プローブと、
この接触側プローブとは別体であり、基端が前記接続部
となり、他端が接続側接点部となった接続側プローブと
からなり、前記接触側プローブと接続側プローブとは、
回路基板とプローブ支持部との間に設けられた絶縁性を
有する板状のガイド部材に貫通された貫通孔の内部にお
いて接触し、前記接触側接点部と接続側接点部との直径
をＡとし、前記貫通孔の直径をＢとした場合に、Ａ≦Ｂ
＜２Ａの関係がある。

【００４８】この分割型プローブカードによると、プロ
ーブが接触側プローブと接続側プローブとに分割されて
いるので、プローブの交換の際に、接触側プローブと接
続側プローブとに分けることにより、容易にプローブの
交換を行うことができる。また、接触側プローブと接続
側プローブとの直径Ａと、ガイド部材の貫通孔の直径Ｂ
との間にＡ≦Ｂ＜２Ａの関係があるため、両プローブの
接点部の確実な接触を確保することができる。

【００４９】

【００５０】

【００５１】また、請求項２に係る分割型プローブカー
ドでは、前記接触側プローブ又は／及び接続側プローブ
は、接触側プローブと接続側プローブとが接触した際に
変形する変形部を有している。

【００５２】従って、接触側プローブと接続側プローブ
とを接触させる場合に、両者を圧接させることができる
ので、両者の接続をより確実に行うことができる。

【００５３】さらに、請求項３に係る分割型プローブカ
ードでは、前記接触側プローブはプローブ支持部に、接
続側プローブは回路基板にそれぞれ取り付けられてい
る。従って、プローブの交換時にプローブ支持部を回路
基板から取り外すと、接触側プローブと接続側プローブ
とは分離されるので、交換作業がより容易になる。

【００５４】一方、請求項５に係るプローブは、先端が
測定対象物の電極パッドに接触する接触部となり、他端
が接触側接点部となった接触側プローブと、この接触側
プローブとは別体であり、基端がプローブカードを構成
する回路基板に形成された接続パターンに接続される接
続部となり、他端が接続側接点部となった接続側プロー
ブとからなり、前記接触側プローブと接続側プローブと
は、両接点部で接触するようになっている。

【００５５】

【００５６】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係る分割型プローブカー
ドの組立前の概略的断面図である。

【図２】本発明の実施の形態に係る分割型プローブカー
ドの概略的断面図である。

【図３】本発明の実施の形態に係る分割型プローブカー
ドに用いられるプローブの概略的正面図である。

【図４】本発明の実施の形態に係る分割型プローブカー
ドに用いられるプローブとガイド部材の貫通孔との関係
を示す概略的断面図である。

【図５】本発明の他の実施の形態に係る分割型プローブ
カードの概略的断面図である。

【図６】本発明のその他の実施の形態に係る分割型プロ
ーブカードに用いられるプローブの概略的正面図であ
る。

【図７】従来のプローブカードの概略的断面図である。

【符号の説明】

１００プローブ１１０接触側プローブ１１１接触部１１２接触側接点部１２０接続側プローブ１２１接続部１２２接続側接点部２００回路基板２１０配線パターン３００プローブ支持部８１０ＬＳＩチップ（測定対象物）８１１電極パッド

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平10−185954（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01R 1/073 G01R 31/28 H01L 21/66

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】先端の接触部が測定対象物の電極パッド
に接触するプローブと、このプローブの基端の接続部が
接続される配線パターンが形成された回路基板と、この
回路基板に取り付けられ、前記プローブを支持するプロ
ーブ支持部とを具備しており、前記プローブは、先端が
前記接触部となり、他端が接触側接点部となった接触側
プローブと、この接触側プローブとは別体であり、基端
が前記接続部となり、他端が接続側接点部となった接続
側プローブとからなり、前記接触側プローブと接続側プ
ローブとは、回路基板とプローブ支持部との間に設けら
れた絶縁性を有する板状のガイド部材に貫通された貫通
孔の内部において接触し、前記接触側接点部と接続側接
点部との直径をＡとし、前記貫通孔の直径をＢとした場
合に、Ａ≦Ｂ＜２Ａの関係があることを特徴とする分割
型プローブカード。
【請求項２】前記接触側プローブ又は／及び接続側プ
ローブは、接触側プローブと接続側プローブとが接触し
た際に変形する変形部を有していることを特徴とする請
求項１記載の分割型プローブカード。
【請求項３】前記接触側プローブはプローブ支持部
に、接続側プローブは回路基板にそれぞれ取り付けられ
ていることを特徴とする請求項１又は２記載の分割型プ
ローブカード。