JP3217312U - プローブカード - Google Patents

Abstract

【課題】複数の測定対象を測定する際に隣り合うプローブの間の信号に対する干渉およびクロストークを抑制できるプローブカードを提供する。
【解決手段】プローブカードは基板１００、複数のプローブ２００および電波吸収体３００を備える。基板は穿孔を有する。複数のプローブは穿孔の周りに沿って基板に配置され、それぞれシェル２１０、ＳＭＡコネクタ２２０およびプローブ構造２３０を有する。ＳＭＡコネクタはシェルに配置される。プローブ構造はＳＭＡコネクタに接続され、シェルを通って穿孔まで伸びる。電波吸収体は二つのプローブ構造の間に配置される。
【選択図】図２Ａ

Description

本考案は、プローブカード、特に集積回路の測定に適用するプローブカードに関するものである。

集積回路に測定を行う際、テスターはプローブカード（probe card）によって集積回路に接触し、測定信号を伝達し、その機能が基準を満足させるか否かを測定する。
プローブカードは複数のサイズが精密なプローブを有する。集積回路を測定する際、測定対象（device under test,ＤＵＴ）上のパッド（pad）または突起部（bump）などの微小な接点にプローブを接触させ、テスターからの測定信号を伝達すると同時にプローブカードおよびテスターの制御プログラムによって集積回路を測定する。集積回路上の接点の間の間隔が小さくなってきているため、ＭＥＭＳ技術に基づいて製作された微細ピッチ（Fine Pitch）に対応するプローブが注目されることになる。

一方、高周波の領域において、集積回路とプローブとの間の信号に対する干渉およびクロストーク（crosstalk）を抑制する面がもっと求められている。しかしながら、従来のプローブカードは集積回路とプローブとの間の信号に対する干渉およびクロストークを効果的に抑制できないため、集積回路の測定結果に影響を及ばしてしまう。

本考案は、複数の測定対象を測定する際に隣り合うプローブの間の信号に対する干渉およびクロストークを抑制できるプローブカードを提供することを主な目的とする。

上述した課題を解決するため、プローブカードは基板、複数のプローブおよび電波吸収体を備える。基板は穿孔を有する。複数のプローブは穿孔の周りに沿って基板に配置され、それぞれシェル、ＳＭＡコネクタおよびプローブ構造を有する。ＳＭＡコネクタはシェルに配置される。プローブ構造はＳＭＡコネクタに接続され、シェルを通って穿孔まで伸びる。電波吸収体は二つのプローブ構造の間に配置される。

上述したとおり、プローブカードは複数のプローブを含み、二つのプローブのプローブ構造の間に配置される電波吸収体によってプローブ構造の電磁波を隔離および抑制し、二つのプローブ構造の間の信号に対する干渉およびクロストークを低減するため、複数の測定対象を測定する際、測定結果をより正確に求めることができる。

本考案によるプローブカードの特徴および長所を明確にするために、以下の実施形態および図面に基づいて説明を進める。

本考案の一実施形態によるプローブカードを示す平面図である。 図１中のプローブカードの一部分を示す側面図である。 本考案の別の一実施形態によるプローブカードの一部分を示す側面図である。 本考案の別の一実施形態によるプローブカードの一部分を示す側面図である。 図１のプローブ構造を示す斜視図である。 図１のプローブ構造を示す斜視図である。

（一実施形態）
図２Ａは基板１００および測定対象５を示す断面図である。図１および図２Ａに示すように、本考案の一実施形態によるプローブカード１０は複数の測定対象５に適用され、測定信号を伝達することによって測定対象の機能が基準を満足させるか否かを測定する。
測定対象５は集積回路または半導体ウェハーのダイである。本考案の一実施形態によるプローブカード１０は基板１００、複数のプローブ２００および電波吸収体３００を備える。基板１００は穿孔１０２を有する。複数のプローブ２００は穿孔１０２の周りに沿って基板１００に配置され、それぞれシェル２１０、ＳＭＡコネクタ（ＳＭＡ connector）２２０およびプローブ構造２３０を有する。ＳＭＡコネクタ２２０はシェル２１０に配置される。プローブ構造２３０はＳＭＡコネクタ２２０に接続され、シェル２１０を通って穿孔１０２まで伸びる。電波吸収体３００は二つのプローブ構造２３０の間に配置される。

具体的に言えば、本実施形態において、基板１００はプリント回路板などである。プローブ２００はＲＦプローブなどである。プローブ２００は穿孔１０２を中心に穿孔１０２の周りに沿って放射線状に分布するように基板１００に配置される。プローブ２００の数は特に制限されず、二つ、四つ、八つ・・であってもよい。需要に応じて調整すればよい。プローブ２００のＳＭＡコネクタ２２０は同軸ケーブルに接続されることで信号の出力および入力を行う。プローブ２００のプローブ構造２３０は半剛性ケーブル（semi rigid cable）からなり、詳しく言えば、半剛性の同軸ケーブルからなる。
プローブ構造２３０はプローブ本体２３２を有する。プローブ本体２３２は銅管などからなり、第一部位Ｓ１および第二部位Ｓ２を有する。ＳＭＡコネクタ２２０はプローブ本体２３２の第一部位Ｓ１に接続される。プローブ本体２３２とＳＭＡコネクタ２２０とは一体成型されるか、結合によって成型される。プローブ２００のシェル２１０は底部２１２および頂部２１４を有する。シェル２１０の底部２１２は基板１００に据えられる。プローブ構造２３０はシェル２１０によって基板１００に固定される。ＳＭＡコネクタ２２０はシェル２１０の頂部２１４に装着される。プローブ本体２３２の第一部位Ｓ１はシェル２１０を斜めに貫通するが、これに限らない。ＳＭＡコネクタ２２０はシェル２１０の頂部２１４に露出する。プローブ本体２３２の第二部位Ｓ２はシェル２１０に突出し、基板１００の穿孔１０２まで伸び、末端部が基板１００の穿孔１０２を貫通し、穿孔１０２の下方の測定対象５に接触することによって測定を行う。
本実施形態において、左側の三つのプローブ本体２３２の第二部位Ｓ２の末端部は直線状に並び、同一水平面に位置する。右側の三つのプローブ本体２３２の第二部位Ｓ２の末端部は直線状に並び、同一水平面に位置する。左側の三つのプローブ本体２３２の第二部位Ｓ２の末端部から形成される直線は右側の三つのプローブ本体２３２の第二部位Ｓ２の末端部から形成される直線に平行である。
測定対象５を測定する際、テスターはプローブ２００によってＳＭＡコネクタ２２０に接続されるケーブルを介して測定信号を入力する。続いて測定信号はプローブ構造２３０によって測定対象５のパッドまたは突起部に伝達される。続いてプローブ構造２３０はケーブルによって測定信号をテスターに伝達し、分析させる。

図1に示すように、本実施形態において、プローブカード１０は中心軸線によって分けられ、左中心および右中心に位置する一対のプローブ２００と、左上方および右上方に位置する一対のプローブ２００と、左下方および右下方に位置する一対のプローブ２００とを有する。同じ一対のプローブ２００は同じ測定対象５に対応する。異なる一対のプローブ２００は異なる測定対象5に対応する。本実施形態の場合、三対のプローブ２００によってウェハー上の三つの異なるダイを測定する。

プローブ本体２３２の第二部位Ｓ２の末端部の位置は測定対象５のパッドまたは突起部に対応する。二つの隣り合うＳＭＡコネクタ２２０の間隔は二つの隣り合うプローブ本体２３２の第二部位Ｓ２の末端部の間隔より大きい。プローブ本体２３２は長さが一致し、図１に示すように湾曲して所定の角度を成すような構造変化がある。測定を行う際、一対のプローブ２００を一つの測定対象５に対応させることが必要である。プローブ２００を設計する際、測定のバンド幅および模擬実験を考慮したうえで結論を出すことが必要である。
図１に示すように、隣り合う一対のプローブ２００に対応する測定対象５は隣り合う測定対象５または相互に間隔を置いて並ぶ測定対象５である。間隔を置いて並ぶ測定対象５を測定する場合、一定数の測定対象５を飛ばして測定対象５を測定する方式を選択することができる。例えば、図１に示すように、一つの測定対象５を飛ばして測定対象５を測定する際、上方の一対のプローブ２００は一つ目の測定対象５に対応する。中間の一対のプローブ２００は三つ目の測定対象５に対応する。下方の一対のプローブ２００は五つ目の測定対象５に対応する。

本実施形態において、プローブカード１０は複数のプローブ２００を有するため、複数のプローブ２００のプローブ構造２３０の間に電磁波の干渉およびクロストークが起こりやすい。一方、測定対象５または周囲の電子部品の金属表面にも電磁波の干渉およびクロストークが引き起る。測定対象５を測定する際、電磁波の干渉およびクロストークは測定結果に影響を及ぼす。これは望ましくないことである。
これに対し、図２Ａに示すように、本実施形態において、プローブカード１０はプローブ本体２３２に被さる電波吸収体３００を備える。詳しく言えば、電波吸収体３００はシェル２１０に露出したプローブ本体２３２の第二部位Ｓ２に被さるが、これに限らず、一部分が隣り合うプローブ構造２３０の間に分布してもよい。本実施形態はプローブ本体２３２に電波吸収体３００を塗布または被せる方式を採用できる。電波吸収体３００の材質はゴムに限らず、高分子材料またはステルス戦闘機に応用される塗料などであってもよい。詳しく言えば、電波吸収体３００はエチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＭ）が塗布してあるアルミホイル、エチレンビニルアセテート（ＥＶＡ）が塗布してあるアルミホイルまたはエチレンビニルアセテート（ＥＶＡ）から構成されてもよい。
電波吸収体３００はプローブ構造２３０、測定対象５または周辺の電子部品の金属表面から放射された電磁波を隔離および抑制し、測定対象５の測定結果に対する影響を低減することが役割である。一方、二つの隣り合うＳＭＡコネクタ２２０の間にも電波吸収体３００を配置し、電波吸収体３００をケーブルまで伸ばせば二つ隣り合うケーブの間にも電波吸収体３００を形成することができる。

図２Ａに示すように、本実施形態はさらにシェル２１０の底部２１２と基板１００の間に電波吸収体３００Ａを配置する。別の一つの実施形態（図中未表示）は電波吸収体３００Ａを配置せず、直接シェル２１０を基板１００に装着する。
図２Ｂに示すように、別の一つの実施形態は基板１００上のシェル２１０が装着してある表面１０４全体に電波吸収体３００Ｂ（断面図参照）を配置し、電波吸収体３００Ｂをシェル２１０と基板１００の間、特にシェル２１０の底部２１２と基板１００との間に位置させる。図２Ｃに示すように、別の一実施形態はシェル２１０全体に電波吸収体３００Ｃを被せる。電波吸収体３００Ｃは塗布方式によってシェル２１０に形成されてもよい。
電波吸収体３００Ａおよび電波吸収体３００Ｂはプレートからなる。プレートの材料は９０から９９．５％のアルミナ（ＡＬ_２Ｏ_３）を含有したセラミック基板、二酸化ジルコニウム（ＰＳＺ）を含有したセラミック基板などである。電波吸収体３００Ｃおよび電波吸収体３００は材質が同じである。一方、電波吸収体はシェル２１０の材料になってもよい。つまり、上述した電波吸収体３００Ａおよび電波吸収体３００Ｂ、即ち電波吸収材料で製作したシェル２１０の形は効果が電波吸収体３００Ｃと同じである。電波吸収体の材料を選択する際、吸収する電波のバンド幅が異なれば材料が異なる。

図３は図１中のプローブ構造２３０を示す斜視図である。図４は図１中のプローブ構造２３０を示す斜視図である。
図３および図４に示すように、本実施形態において、プローブ構造２３０は同軸である。プローブ本体２３２は円柱状を呈し、外側から内側へ同軸上に配置された外側伝導体２３２ａ、誘電層２３２ｂおよび内側伝導体２３２ｃを有する。外側伝導体２３２ａおよび内側伝導体２３２ｃは誘電層２３２ｂによって隔離される。プローブ本体２３２はさらに端面２３２ｄおよび斜面２３２ｅを有する。端面２３２ｄはプローブ本体２３２の第二部位Ｓ２の一端に位置し、法線方向がプローブ本体２３２の長さ方向に平行である。
外側伝導体２３２ａ、誘電層２３２ｂおよび内側伝導体２３２ｃは端面２３２ｄに露出する。斜面２３２ｅはプローブ本体２３２の一端からプローブ本体２３２の他端まで伸び、外側伝導体２３２ａ、誘電層２３２ｂおよび内側伝導体２３２ｃを斜めに横断し、長楕円形を呈するとともに、外側伝導体２３２ａ、誘電層２３２ｂおよび内側伝導体２３２ｃの平坦な一部分を斜面２３２ｅに露出させる。つまり、斜面２３２ｅは外側伝導体２３２ａの斜面、誘電層２３２ｂの斜面および内側伝導体２３２ｃの斜面を含む。

本実施形態において、プローブ構造２３０はさらに複数の測定ユニット２３４を有する。測定ユニット２３４はＭＥＭＳ技術に基づいて製作され、葉っぱ状またはアーム状を呈するが、これに限らない。測定ユニット２３４は固定端部２３４ａおよび測定端部２３４ｂを有する。測定端部２３４ｂは穿孔１０２を貫通して測定対象５のパッドまたは突起部に接触することによって測定対象５を測定する。固定端部２３４ａははんだ付けによってプローブ本体２３２の斜面２３２ｅに固定される。
複数の測定ユニット２３４において、少なくとも一つの固定端部２３４ａは外側伝導体２３２ａに電気的に接続され、斜面２３２ｅに露出する。少なくとも一つの固定端部２３４ａは内側伝導体２３２ｃに電気的に接続され、斜面２３２ｅに露出する。詳しく言えば、プローブ構造２３０において、固定端部２３４ａが外側伝導体２３２ａに電気的に接続されて斜面２３２ｅに露出する測定ユニット２３４は接地になると定義される。固定端部２３４ａが内側伝導体２３２ｃに電気的に接続されて斜面２３２ｅに露出する測定ユニット２３４は測定信号の伝達に用いると定義される。複数の測定ユニット２３４は相互に接続されない。或いは、プローブ構造２３０において、固定端部２３４ａが外側伝導体２３２ａに電気的に接続されて斜面２３２ｅに露出する二つの測定ユニット２３４は接地になると定義される。固定端部２３４ａが内側伝導体２３２ｃに電気的に接続されて斜面２３２ｅに露出する二つの測定ユニット２３４は測定信号の伝達に用いると定義される。
プローブ本体２３２の外側伝導体２３２ａが接地になると定義された場合、外側伝導体２３２ａはプローブ本体２３２から放射された電磁波に遮断作用を発揮する。本考案において、外側伝導体２３２ａまたは内側伝導体２３２ｃに電気的に接続される測定ユニット２３４の数は特に限定されない。外側伝導体２３２ａに電気的に接続される測定ユニット２３４は接地になるか、測定信号の伝達に用いると定義される。内側伝導体２３２ｃに電気的に接続される測定ユニット２３４は測定信号の伝達に用いるか、接地になると定義される。

上述したとおり、本考案によるプローブカードは複数のプローブによって複数の測定対象の機能が基準を満足させるか否かを測定するものである。
本考案は接地になるプローブ本体の外側伝導体によってプローブ構造から放射された電磁波を遮断するだけでなく、プローブ本体またはシェルに被さるか、シェルと基板との間に配置される電波吸収体によってプローブ構造、測定対象または周辺の電子部品の金属表面から放射された電磁波を隔離および抑制し、電磁波との相互干渉およびクロストークを低減するため、複数の測定対象を測定する際、電磁波は複数の測定対象に対する測定に影響を及ぼすことがない。従って、測定結果をより正確に得ることができる。

以上、本考案は、上記実施形態になんら限定されるものではなく、考案の趣旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実施可能である。

５ 測定対象
１０ プローブカード
１００ 基板
１０２ 穿孔
１０４ 表面
２００ プローブ
２１０ シェル
２１２ 底部
２１４ 頂部
２２０ ＳＭＡコネクタ
２３０ プローブ構造
２３１ プローブ本体
２３２ａ 外側伝導体
２３２ｂ 誘電層
２３２ｃ 内側伝導体
２３２ｄ 端面
２３２ｅ 斜面
２３４ 測定ユニット
２３４ａ 固定端部
２３４ｂ 測定端部
３００、３００Ａ、３００Ｂ、３００Ｃ 電波吸収体
Ｓ１ 第一部位
Ｓ２ 第二部位

Claims (17)

1. 基板、複数のプローブ、および電波吸収体、を備え、
   前記基板は、穿孔を有し、
   複数の前記プローブは、前記穿孔の周りに沿って前記基板に配置され、それぞれシェル、ＳＭＡコネクタおよびプローブ構造を有し、
   前記ＳＭＡコネクタは前記シェルに配置され、
   前記プローブ構造は前記ＳＭＡコネクタに接続され、前記シェルを通って前記穿孔まで伸び、
   前記電波吸収体は、二つの前記プローブ構造の間に配置されることを特徴とする、
   プローブカード。
2. 前記シェルは底部および前記底部に相対する頂部を有し、前記ＳＭＡコネクタは前記シェルの前記頂部に配置され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. 前記プローブ構造は、プローブ本体を有し、前記プローブ本体は前記ＳＭＡコネクタに接続され、前記プローブ構造と前記ＳＭＡコネクタとは一体成型されるか、結合によって成型されることを特徴とする請求項１に記載のプローブカード。
4. 前記電波吸収体は、前記プローブ本体に被さることを特徴とする請求項３に記載のプローブカード。
5. 前記プローブ本体は、第一部位および第二部位を有し、前記ＳＭＡコネクタは前記第一部位に接続され、前記第一部位は前記シェルを貫通し、前記第二部位は前記シェルに露出し、前記電波吸収体によって被覆され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. 前記プローブ構造は同軸であり、前記プローブ本体は外側から内側へ同軸上に配置された外側伝導体、誘電層および内側伝導体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。
7. 前記プローブ本体は、さらに端面および斜面を有し、前記端面は前記プローブ本体の一端に位置し、前記外側伝導体、前記誘電層および前記内側伝導体は前記端面に露出し、前記斜面は前記プローブ本体の一端から前記プローブ本体の他端まで伸び、前記外側伝導体、前記誘電層および前記内側伝導体を斜めに横断するとともに前記外側伝導体、前記誘電層および前記内側伝導体の一部分を前記斜面に露出させ、前記プローブ構造は、さらに複数の測定ユニットを有し、複数の前記測定ユニットはそれぞれ固定端部および測定端部を有し、前記測定端部は測定対象に接触し、前記測定対象は前記基板の前記穿孔の下方に据えられ、複数の前記測定ユニットにおいて、少なくとも一つの前記固定端部は前記外側伝導体に電気的に接続され、前記斜面に露出し、少なくとも一つの前記固定端部は前記内側伝導体に電気的に接続され、前記斜面に露出することを特徴とする請求項６に記載のプローブカード。
8. 前記電波吸収体の材料は、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＭ）が塗布してあるアルミホイルまたはエチレンビニルアセテート（ＥＶＡ）が塗布してあるアルミホイル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。
9. 前記電波吸収体の材料は、エチレンビニルアセテート（ＥＶＡ）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。
10. さらにもう一つの電波吸収体を備え、前記電波吸収体は、対応する前記シェルの前記底部に配置され、対応する前記シェルと前記基板との間に位置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。
11. もう一つの前記電波吸収体はプレートからなり、前記プレートは９０から９９．５％のアルミナを含有したセラミック基板または二酸化ジルコニウム（ＰＳＺ）を含有したセラミック基板であることを特徴とする請求項１０に記載のプローブカード。
12. さらにもう一つの電波吸収体を備え、前記電波吸収体は、前記基板上の前記シェルが装着してある表面全体に配置され、前記シェルと前記基板との間に位置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。
13. もう一つの前記電波吸収体はプレートからなり、前記プレートは９０から９９．５％のアルミナを含有したセラミック基板または二酸化ジルコニウム（ＰＳＺ）を含有したセラミック基板であることを特徴とする請求項１２に記載のプローブカード。
14. さらにもう一つの電波吸収体を備え、前記電波吸収体は、対応する前記シェル全体に被さることを特徴とする請求項１に記載のプローブカード。
15. もう一つの前記電波吸収体と前記電波吸収体は材質が同じであることを特徴とする請求項１４に記載のプローブカード。
16. 前記シェルの材料は、電波吸収材料であることを特徴とする請求項１に記載のプローブカード。
17. 前記シェルの材料は、９０から９９．５％のアルミナを含有したセラミックス、または二酸化ジルコニウム（ＰＳＺ）を含有したセラミックスであることを特徴とする請求項１に記載のプローブカード。
    

Images