JP3240793B2 - プローブ集合体、その製造方法及びそれを用いたｉｃ測定用プローブカード - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、例えば、極めて高密
度に電子回路が集積され、多数のアウターリードが導出
された半導体集積回路装置（以下、単に「ＩＣ」と記
す）の測定用プローブカード、その一部を構成するプロ
ーブ集合体、それらの製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ＩＣの特性を測定、評価するものとし
て、弾性を持たせた構造のコンタクトピンを複数本、所
定のピッチで配列し、樹脂で固定したソケット形式のも
のや複数のプローブを所定のピッチで配列し、樹脂で固
定したプローブカード形式のものなどを挙げることがで
きる。

【０００３】所が、これらの従来技術は、例えば、幅が
０．１２ｍｍの多数のアウターリードが、０．３ｍｍピ
ッチで導出されている超高密度ＩＣの特性を測定できる
ようにするには、コンタクトピンやプローブを高精度
に、しかも、所謂ファインピッチで配列することが難し
く、特に０．３ｍｍピッチ以下に配列、組み立てること
は非常に困難であって、容易に製造することができなか
った。また、少量、多品種生産が困難でもあった。

【０００４】更にプローブカード形式では、プローブを
放射状に配列しなけばならず、寸法が大きくなり、ま
た、プローブの変形に注意を払わなければならず、保守
管理に困難を伴い、コストが嵩むなどの問題点がある。

【０００５】そのため、この出願人が出願し、平成５年
２月１２日に公開された特開平５−３６４５７号「電子
部品、その応用装置及びそれらの製造方法」に開示され
た発明で、前記諸問題を解決した。

【０００６】即ち、公開された発明のファインピッチ電
極及びＩＣ測定用ソケットは、その公開公報の図１乃至
図３に示されているように、２種類の異なる材質、例え
ば、厚さ０．１５ｍｍのガラスエポキシ樹脂の絶縁層１
と厚さ０．１５ｍｍの銅などの金属層２の薄層を複数層
交互に積層して多層積層体３を形成し、これをその積層
方向に、ブロック状に裁断して立方体の積層ブロック４
とし、この積層ブロック４の金属層２にエッチング加工
或いは放電加工を施し、この積層ブロック４の厚さのほ
ぼ５０％の金属層２を上方から取り除いて深い凹溝を形
成し、次の工程でこれら凹溝の残りの金属層２に更にエ
ッチング加工或いは放電加工を施して貫通孔５を形成し
て電極保持器６を完成させ、特殊な構造のコンタクトピ
ン７の基部１２を前記凹溝に埋設し、その配線端子８を
前記貫通孔５に挿入して、電極集合体２０を完成させ、
この電極集合体２０を図２に示したソケットベース９の
凹部１０に固定して、ファインピッチ電極を有するＱＦ
Ｐ型ＩＣ測定用ソケットを完成させている。

【０００７】また、前記公開公報の図４及び図５に示さ
れているように、第２の発明のファインピッチ電極及び
ＩＣ測定用ソケットとして、前記積層ブロックに凹溝を
形成せず、貫通孔５のみをエッチングで形成し、この貫
通孔５の各々にコンタクトピン７の配線端子８を挿入
し、前記裁断面の各金属層２に、直接、コンタクトピン
７の基部１２を接着剤１７で接着、固定して、電極集合
体２０Ａを完成させ、そしてこの電極集合体２０Ａを４
個、ソケットベース９の４カ所の凹部１０に装着、固定
して、ファインピッチ電極を有するＱＦＰ型ＩＣ測定用
ソケットを完成させている。

【０００８】更にまた、前記公開公報の図６乃至図８に
示されているように、第３の発明のファインピッチ電極
及びＩＣ測定用ソケットとして、配線端子３２の他にテ
ストピン３６が基部３１の下方に形成された特殊構造の
コンタクトピン３０を用い、同様に前記積層ブロックを
利用するが、その裁断面の金属層２に凹溝を形成せず、
前記配線端子３２を挿入できる貫通孔３２と前記テスト
ピン３６を挿入でき、コンタクトピン３０の振れ止めを
する電極振れ止め兼ガイド孔４１をエッチングで形成
し、これらの貫通孔にそれぞれコンタクトピン３０の配
線端子３２及びテストピン３６を挿入し、前記裁断面の
各金属層２に、直接、コンタクトピン３０の基部３１を
接着剤で接着、固定し、そして各基部３１間にエポキシ
樹脂４２を充填して各コンタクトピン３０がピッチ方向
に振れないように固定して、電極集合体４０を完成さ
せ、この電極集合体４０を４個、ソケットベース９Ａの
４カ所の凹部１０に装着、固定して、ファインピッチ電
極を有するＱＦＰ型ＩＣ測定用ソケット３７を完成させ
ている。

【０００９】この第３の発明のＱＦＰ型ＩＣ測定用ソケ
ット３７は、図９に示されているように、プローブ形式
のようなＩＣ測定用テスターとしても使用できる応用例
が挙がっている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前記公開公報
に開示されている実施例のＩＣ測定用ソケットは、いず
れもコンタクトピンを用いており、そしてそれらのコン
タクトピンはテストピンの他に配線端子、連結部、弾性
部、基部などからなる特殊な構造で形成されており、そ
の全長が長く、また、前記各部分に幅があり、従って、
高周波信号に対してインダクタンスが増え、また、前記
各部分に幅があるために、各コンタクトピン間でコンダ
クタンスが増え、更にまたテストピンとＩＣのアウター
リードとが面接触する形式であるため接触面積が大とな
るなどの理由から、多数のアウターリードが０．３ｍｍ
ピッチ程度或いはそれ以下の微小間隔で導出されている
高周波信号用の超高密度ＩＣの特性を測定するにはやや
難点がある。

【００１１】従って、高周波信号用のＩＣの特性を極め
て精度良く測定するという観点からは半導体ウエハ状態
におけるＩＣの特性測定に主として用いられているプロ
ーブ形式の測定装置をパッケージされた状態のＩＣの特
性の測定に用いることが望ましい。このプローブ形式の
ものはＩＣのアウターリードをも損傷することが少な
い。

【００１２】しかし、複数のプローブを、特にその先端
部を極めて微小なピッチで、しかも等間隔に配列、保持
し、プローブ集合体に組み立てることは非常に困難な作
業で、高度の技術を必要とし、歩留りが悪く、現在発売
されようとしている製品は極めて高価なものとなってい
る。

【００１３】

【課題を解決するための手段】それ故、この発明では、
プローブ集合体を、材質が異なる複数の薄層が複数層交
互に所定のピッチで積層され、厚さが厚い部分と厚さが
薄い部分から構成された立方体状の積層ブロックの、厚
さが厚い積層ブロックに一平面に露出した前記１種類の
材質の薄層部に、それらの全長にわたって深さが均一な
凹溝を形成し、また、厚さが薄い積層ブロックの各先端
部分に小径の貫通孔を形成し、或いは各先端部の上面と
交差する他の平面に露出した先端面に所定の切欠きを形
成し、凹溝の全長にわたって、その中にそれぞれプロー
ブの基部を固定し、各貫通孔または切欠きにプローブの
先端部が積層方向には移動できないが、上下方向には移
動できるように、プローブの各先端部を嵌め込んで構成
し、前記課題を解決した。

【００１４】また、この発明では、前記のプローブ集合
体を複数個、直接、或いはプローブ集合体保持器などに
装着して、そのプローブ集合体保持器を、中央部に開口
が開けられ、その周辺部に電気回路が形成された電気回
路配線基板の前記開口周辺部にプローブの各先端部が前
記開口側に位置するように搭載し、各プローブの基部を
前記電気回路に接続してＩＣ測定用プローブカードを構
成し、前記課題を解決した。

【００１５】更にまた、この発明では、材質が異なる２
種類の薄層を複数層交互に積層して所定のピッチの多層
積層体を形成し、その多層積層体を、その積層方向に、
所定の長さ、幅、厚さの立方体状の積層ブロックに裁断
し、更にその積層ブロックの長さ方向の一部を全幅にわ
たって、その厚さを薄く加工し、この加工された積層ブ
ロックの必要な面にマスキングを施し、露出した前記２
種類の材質の薄層の内、１種類の薄層を化学的に処理し
て、前記積層ブロックの前記１種類の薄層の全長にわた
って前記積層ブロックの表面からやや窪んだ凹溝と厚さ
が薄い前記積層ブロック部分の先端部に微小な貫通孔ま
たは切欠きを形成し、複数のＬ字状のプローブの先端部
を前記貫通孔または切欠きに嵌め込むと共に、各プロー
ブの基部を前記各凹溝に固定して、前記プローブ集合体
を製造する方法を採り、前記課題を解決した。

【００１６】

【作用】従って、この発明によれば、複数のプローブ
を、特にその先端部を極めて微小なピッチで、しかも等
間隔に配列、保持することができ、しかも低インダクタ
ンス、低キャパシタンスのプローブ集合体を比較的容易
に、歩留りよく組み立てることができ、そして量産化も
し易いので、安価にプローブ集合体或いはプローブカー
ドを提供することができる。

【００１７】

【実施例】以下、図を用いて、この発明のプローブ集合
体、その製造方法及びそれを用いたＩＣ測定用プローブ
カードの実施例を説明する。先ず、図１乃至図９を用い
てこの発明の第１の実施例を説明する。図１はこの発明
の第１の実施例であるプローブ集合体の製造方法の数工
程を示す斜視図であり、図２は図１の工程に続く工程を
説明するための図であって、エッチングされた半製品の
ベースを示した斜視図であり、図３は図２の工程に続く
工程を説明するための図であって、表面処理を施して完
成されたベースの一部を示した斜視図であり、図４は図
３の工程に続く工程を説明するための図であって、ベー
スにプローブを装着して完成した状態のプローブ集合体
の斜視図であり、図５は図４のプローブ集合体を印刷配
線基板に組み込んだ状態のこの発明の第１の実施例であ
るＩＣ測定用プローブカードの斜視図であり、図６は図
５のＡ−Ａ線上における断面図であり、図７は図５のＢ
−Ｂ線上におけるプローブ集合体などの一部断面図であ
り、図８は図５に示した構成と異なる構成で図４のプロ
ーブ集合体を印刷配線基板に組み込んだ状態を示したＩ
Ｃ測定用プローブカードの斜視図であり、そして図９は
図８のプローブカードを反転して示した図８のＡ−Ａ線
上における断面図である。

【００１８】図１Ａにおいて、符号１は絶縁層を示す。
この絶縁層１は、接着剤の厚みも含めて０．１５ｍｍの
板厚の、例えば、ガラスエポキシ樹脂を用いる。符号２
は金属層を示していて、これもやはり接着剤の厚みも含
めて０．１５ｍｍの板厚の、前記絶縁層１と同一面積
の、例えば、電気良導体である銅を用いる。これらを一
枚毎に交互に重ね合わせて接着し、金属層は少なくとも
ＩＣの一辺に導出されているアウターリードの本数に相
当する層数で多層に積層し、絶縁層１は必ず最外層に存
在するように積層して、図示のような多層積層体３に仕
上げる。この工程では、各層間に気泡が生じないように
真空プレスを行いながら接着するとよい。

【００１９】次に、同図Ａに示したＡ−Ａ線上で、前記
多層積層体３を、その積層方向に、そしてその長手方向
に直角に裁断して、同図Ｂに示したような短冊状に切り
出し、更に、同図Ｃに示したような、一単位の積層ブロ
ック４に裁断する。この裁断された積層ブロック４の構
造は、結果的には、二平面からなり、前記金属層２が断
面角形の金属層になっていて、これら複数の角形金属層
が所定のピッチで互いに平行に配列され、これらの角形
金属層間が絶縁樹脂で埋め尽くされ、これらの角形金属
層と絶縁樹脂とで前記二平面を形成し、前記角形金属層
が両平面にわたって露出している状態になっている。

【００２０】次に、切り出した積層ブロック４の表面を
洗浄し、その上面４Ａを除く他の全ての面を、例えば、
レジスト膜で被覆し、図示していないが、エッチング装
置或いは放電加工装置にセットして、この積層ブロック
４を、この上面４Ａからエッチング加工或いは放電加工
を施し、図２に示したように、積層ブロック４の全金属
層２の露出面に深さ０．５〜１ｍｍ程度の凹溝５を形成
する。これらの凹溝５は、前記多層積層体１及び積層ブ
ロック４の構成から、自ずから等間隔で互いに平行に形
成されている。

【００２１】次の工程では、洗浄後、図３に示したよう
に、各凹溝及び積層ブロック４の下面４Ｂに露出してい
る前記各金属層２の表面にそれぞれ金メッキ層６、７を
施し、更に各金メッキ層６、７の各表面に半田を被着し
て半田層８、９を形成する。これら金メッキ層６及び半
田層８を被着して、前記凹溝５の深さを１５０μｍ程度
にする。この実施例では、この図３に示した構造のもの
をベース１０と呼称する。

【００２２】次に、図４に示したように、直径が１５０
μｍの針状のプローブ１７の先端部１７Ａが自由端と
し、その基部１７Ｂをそれぞれ前記各凹溝５に装着し、
半田付けして固定すると、この発明の第１の実施例であ
るプローブ集合体１１が完成する。図示のプローブ１７
は直線状の構造の針を用いたが、それらの先端部が鉤状
の構造になっているものであってもよい。

【００２３】図５乃至図７に、この発明の第１のＱＦＰ
型ＩＣ測定用プローブカード２０を示した。このプロー
ブカード２０は、中央部に開口１２が形成され、その開
口１２の各辺に配列された０．３ｍｍピッチで幅が０．
１５ｍｍの複数の電極端子１３（図７にそれらの一部を
示した）とそれらに接続された配線回路１４とが印刷さ
れた印刷配線基板１６に前記プローブ集合体１１を４個
搭載して構成されている。

【００２４】前記電極端子１３の表面には予め半田層１
５を形成しておく。そのような電極端子１３上に、プロ
ーブ１７の各先端部１７Ａが前記開口１２側に向き合う
ようにして、プローブ集合体１１の下面４Ｂに露出した
各金属層２に被覆した半田層９が丁度載るように位置合
わして載置し、加熱、溶融して半田付けする。この位置
合わせはＩＣのベアーチップを印刷配線基板に直接半田
付けする技術を応用して行うことができる。

【００２５】このプローブカード２０の変形の構成を示
したプローブカード２０Ａを図８及び図９に示した。こ
のプローブカード２０Ａは、前記プローブ集合体１１に
支持台３０を履かせて印刷配線基板１６に固定したもの
である。前記支持台３０の表面は傾斜面で構成されてい
て、このような支持台３０は図１Ｂの短冊状積層から同
図Ｃに示した積層ブロック４を裁断する時に、斜めに裁
断することにより得ることができる。そして、この支持
台３０はプローブ集合体１１のベース１０の前記絶縁層
１と金属層２と同様の積層数であるので、両者の各金属
層２を半田付けすることにより結合することができる。
このような支持台３０を用いることにより、プローブ１
７の先端部１７Ａを、図９に示したように、斜め下に傾
斜させることができ、このような構造にすることでそれ
らの先端部１７ＡをＱＦＰ型ＩＣ１００のアウターリー
ド１０１に接触させ易くなる。なお、符号３１はプロー
ブ１７の保護板である。

【００２６】次に、図１０乃至図１６を用いて、この発
明のプローブ集合体、その製造方法及びそれを用いたＩ
Ｃ測定用プローブカードの第２の実施例を説明する。図
１０は図１に示した諸工程に続く工程を説明するための
図であって、積層ブロックを切削加工を施した状態の斜
視図であり、図１１は図１０の工程に続いて切削加工が
施された積層ブロックの一部にレジストを塗布する工程
を説明するための斜視図であり、図１２は図１１の工程
に続く露光工程を説明するための斜視図であり、図１３
は図１２の露光で表面がマスキングされた状態の積層ブ
ロックにエッチング加工を施す工程を説明するための斜
視図であり、図１４は図１３のエッチング加工によって
得られた半製品のベースを示していて、同図Ａはその上
面斜視図、同図Ｂはその下面斜視図、そして同図Ｃはそ
の先端部の一部の斜視図であり、図１５は図１４の工程
に続く工程を説明するための図であって、同図Ａは図１
４に示したベースにプローブを装着する工程の斜視図、
同図Ｂは完成した状態のプローブ集合体の斜視図であ
り、図１６は図１５のプローブ集合体を印刷配線基板に
組み込んだ状態を示したＩＣ測定用プローブカードを示
していて、同図Ａはその上面斜視図、同図Ｂは図ＡのＡ
−Ａ線上における断面図である。

【００２７】図１０Ａに図１の裁断工程で得られた積層
ブロック４を再掲したが、この積層ブロック４の下面４
Ｂから、点線Ｐで示した範囲で、その厚さ方向に切削
し、同図Ｂに示した形状の先端部４１と基部４２からな
る積層ブロック４０に加工する。この場合、複数の積層
ブロック４を一直線状にワックスを用いて台に固定し、
切削すると量産できる。この積層ブロック４０の基部４
２の厚さは３ｍｍで、先端部４１の厚さは、０．５ｍｍ
程度にした。

【００２８】次に、図１１に示したように、この積層ブ
ロック４０を洗浄した後、基部４２の下面４０Ｂを除
く、金属層２が露出している他の全ての面、即ち、上面
４０Ａ、先端部４１の先端面４０Ｃ、背面４０Ｄ、先端
部４１の裏面４０Ｅ及び基部４２の正面４０Ｆにレジス
トを塗布する。

【００２９】そして、次に図１２の露光工程で、前記先
端部４１の金属層２に貫通孔を形成するためのマスク
（図示していない）を用いて、上面４０Ａのレジスト膜
及び先端部４１の裏面４０Ｅのレジスト膜の貫通孔を開
けようとする部分と裏面４０Ｂを覆い、紫外線を露光す
る。そして貫通孔を開ける部分以外のレジストを硬化さ
せ、次に、露光されなかった部分のレジストを除去す
る。

【００３０】次に、図１３のエッチング工程で、この状
態の積層ブロック４０をエッチング液に浸漬し、エッチ
ングを行う。所定の時間経過後、取り出し、洗浄する。

【００３１】図１４に金属層２がエッチングされた積層
ブロック４０（図１４Ａ）、即ち、先端部４１の各金属
層２にそれぞれ貫通孔４６が形成され（図１４Ｃ）、ま
た、基部４２の裏面４０Ｂに露出した各金属層２にそれ
ぞれ凹溝４７（図１４Ｂ）が形成されたベース４５が完
成する。これらの貫通孔４６は長孔であることが望まし
い。それは、後記の測定時にプローブがＩＣのアウター
リードに当接した場合の衝撃で撓んでも、そのプローブ
の撓みを吸収できる空間が必要なためである。従って、
それらの長い径は短い径の２〜４倍程度とする。短い径
は前記金属層２の厚みで規制され、この実施例は０．１
５ｍｍである。

【００３２】続いて、図１５Ａに示したように、このベ
ース４５の各貫通孔４６及び凹溝４７にそれぞれプロー
ブ４８を装着する。この装着工程の前に、このベース４
５の各凹溝４７に金メッキを施して下地層を形成し、更
にその上に銀、インジューム、半田などの接合層を形成
しておく。プローブ４８はＬ字型をしており、その先端
部４８Ａを前記ベース４５の貫通孔４６に通し、基部４
８Ｂを前記各凹溝４７に装着する。そしてリフロー炉で
加熱し、取り出せば、各プローブ４８が各凹溝４７の金
属層２に接合、固定された状態の、この発明の第２のプ
ローブ集合体５０が一単位完成する。

【００３３】このプローブ集合体５０の各プローブ４８
の先端部４８Ａはベース４５の積層方向の動きが相隣る
絶縁層１で規制され、即ち、ピッチ方向には動きが規制
される。しかし、その先端部４８Ａは凹溝４７で固定さ
れた基部４８Ｂを中心にして上下方向に回動することが
できる。即ち、先端部４８Ａは貫通孔４６に遊嵌された
状態になっている。

【００３４】図１５Ｂには、このプローブ集合体５０の
各プローブ４８の基部４８Ｂの表面に、符号４９で示し
た一枚の保護板を接着し、覆った。この保護板４９は必
要に応じてプローブ集合体５０に固定する。或る厚みを
持たせれば、印刷配線基板などに固定する場合の支持台
として兼用することができる。

【００３５】図１５Ａに示したプローブ集合体５０を４
個、図１６に示した如く、図５で説明したような要領
で、印刷配線基板１６に固定する。この場合も、プロー
ブ４８の各先端部４８Ａが開口１２側に向き合うように
相対向させてプローブ集合体５０を配置し、そしてベー
ス４５からはみ出した各プローブ４８の基部４８Ｂはカ
ットする。こうしてこの発明の第２のプローブカード２
０Ｂが完成する。

【００３６】図１７及び図１８に、この発明のプローブ
カードの第３の実施例を示した。図１７はプローブ集合
体を支持部材に組み込む工程を示していて、同図Ａは主
に支持部材の構造を示した斜視図であり、同図Ｂは同図
Ａの支持部材にプローブ集合体を組み込んだ状態を示し
た斜視図であり、図１８は図１７Ｂに示した、プローブ
集合体が組み込まれた支持部材を搭載したプローブカー
ドを示していて、同図Ａはその斜視図、同図Ｂは同図Ａ
のＡ−Ａ線上における断面図である。

【００３７】図１７Ａに示したように、支持部材６０は
偏平な立方体で構成され、その各辺の上面側部中央に窪
み６１が形成され、それらの窪み６１の中央部を更に窪
ませた窪み６２が形成されている。符号６３はビス孔を
指す。

【００３８】このような構造の支持部材６０の前記各窪
み６１に、図１５Ｂに示した保護板４９付きのプローブ
集合体５０を、保護板４９を下にして（図１７の図示の
状態において）それぞれ嵌め込み、固定すると、同図Ｂ
に示したような、プローブ集合体組み込み支持部材６０
Ａが完成する。

【００３９】このプローブ集合体組み込み支持部材６０
Ａを配線回路１４が予め施された印刷配線基板１６Ａに
ビスを前記ビス孔６３に挿入して固定し、各プローブ４
８の基部４８Ｂをそれぞれ前記配線回路１４に接続する
と、この発明の第３のプローブカード２０Ｃが完成す
る。

【００４０】図１５Ｂに示したように、保護板４９をプ
ローブ集合体５０のベース４５の基部４２の下面４２Ｂ
に固定した場合は、その下面４２Ｂに露出した金属層２
及びプローブ４８の基部４８Ｂが覆われてしまうので、
各金属層２はもはや電気導通部材として機能しない。

【００４１】従って、このような構成を採る場合には、
前記金属層２は銅のような金属でなくてもよい。それ
故、図１に示した多層積層体３を構成する材料として
は、例えば、絶縁層１にエポキシ系、フェノール系など
の熱硬化性樹脂（例えば、ガラスエポキシ樹脂、ＰＥ
Ｔ、ＰＩ）を用い、金属層２の代わりにビニール系（例
えば、塩化ビニール、酢酸ビニール）、スチロール系な
どの熱可塑性樹脂を用いて、熱硬化性樹脂層と熱可塑性
樹脂層とからなる多層積層体を形成し、これを裁断し
て、図１０Ｂに示したような積層ブロック４０を得るこ
とができる。

【００４２】図１４に示した貫通孔４６や凹溝４７は前
記熱可塑性樹脂層を溶剤で溶解することにより形成する
ことができる。その溶剤の例としては、メチルエチルケ
トンなどのケトン系溶剤を用いることができる。従っ
て、このこの発明で多層積層体とは絶縁層１と金属層２
とから構成されたものに限定されない。要するに、材質
が異なり、エッチングや溶解の化学的処理で前記貫通孔
４６や凹溝４７を形成することができる材質であればよ
い。

【００４３】次に、図１９を用いて、図１５Ｂに示した
この発明の第２のプローブ集合体５０の改良型プローブ
集合体５０Ａを説明する。図１５Ｂに示したプローブ集
合体５０は、そのプローブ４８の先端部４８Ａを貫通孔
４６に挿入して構成されているが、この構造を採ると先
端部４８Ａを挿入する手間が掛かり、また先端部４１の
位置がベース４５の先端部４１の先端面４０Ｃから後退
した位置に存在することになり、ＩＣのアウターリード
１０１の基部に近付け難い。このプローブ４８の先端部
４１はできるだけアウターリード１０１の基部に接触さ
せることが望ましく、またプローブカードをコンパクト
に構成することができる。

【００４４】従って、図１９に示したプローブ集合体５
０Ａは、この点を配慮して構成されたものであって、そ
れは、ベース４５の先端部４１の各金属層２に貫通孔４
６を形成しないで、先端部４１の先端面４０Ｃに露出し
ている各金属層２に切欠き４６Ａを形成し、これらの切
欠き４６Ａにそれぞれプローブ４８の先端部４８Ａを嵌
め込むように構成した。このプローブ集合体５０Ａの他
の構造、構成はプローブ集合体５０のそれらと同様であ
る。

【００４５】前記各切欠き４６Ａの形成は凹溝４７の形
成と同時に行うことができる。これらの切欠き４６Ａは
エッチングにより全て均一な深さに形成することがで
る。この場合、この切欠き４６Ａの深さは凹溝４７の深
さと同程度に形成される。しかし、切欠き４６Ａはプロ
ーブ４８の先端部４８Ａがベース４５の積層方向にずれ
ないように規制する役割を果たせばよく、このためプロ
ーブ４８が断面円形であれば、切欠き４６Ａの深さは少
なくともプローブ４８の太さの半分の深さで形成されれ
ばよい。

【００４６】図２０に、図１８に示したプローブカード
２０Ｃの使用方法を示した。このプローブカード２０Ｃ
は下方から測定しようとするＩＣ１００に近づけ、その
ＩＣ１００のアウターリード１０１の水平部分の下面に
プローブ４８の先端部４８Ａを当接させて測定する。同
図Ｂはアウターリード１０１Ａがアウターリードがガル
ウイング型に形成されたＩＣ１００を測定する場合のプ
ローブ４８の先端部４８Ａの当接状態を示した。

【００４７】図５に図４に示したプローブ集合体１１を
印刷配線基板１６の配線回路１４に直接接続したプロー
ブカード２０を示したが、図２１にプローブ集合体１１
を例に挙げて印刷配線基板１６に接続する他の接続構造
を示した。この実施例はその接続部材としてゴムコネク
ターを用い、同図Ａにはその一部を拡大した断面図で、
そして同図Ｂにはゴムコネクターのみの断面側面図を示
した。

【００４８】この実施例では、プローブ集合体１１を印
刷配線基板１６に接続する手段としてゴムインコネクタ
ー７０を用いた。このゴムインコネクター７０は、図Ｂ
に示したように、断面がほぼ半楕円形をした棒状のゴム
７１の表面に細い導線７２を細かく平行に印刷したもの
で、このゴムインコネクター７０を予め印刷配線基板１
６の所定の位置に接続しておき、その上にプローブ集合
体１１の下面４Ｂを接合させる。このように構成するこ
とにより、複数本の導線７２がプローブ集合体１１の金
メッキ層７（この場合、半田層９は不要）、即ち、各金
属層２を印刷配線基板１６の配線回路１４に接続するこ
とができる。この接続構造は図５及び図６に示したよう
な接続構造を採るよりも比較的容易に接続することがで
きる。

【００４９】図２２に更に他の接続構造を示した。この
図に示した接続構造のプローブカード２０Ｄは、図４に
示したプローブ集合体１１を前記ゴムインコネクター７
０、フレキシブル印刷配線基板８０及び図１７に示した
支持部材６０を用いて印刷配線基板１６の配線回路１４
へ接続した接続構造で構成されており、図２２にはその
一部を斜視図で示しされている。

【００５０】このプローブカード２０Ｄに用いたフレキ
シブル印刷配線基板８０には配線回路８１が形成されて
いるが、この配線回路８１は、プローブ集合体１１の下
面に位置する部分の幅は狭く、しかし、印刷配線基板１
６の周辺部に形成された配線回路１４に接続する端部は
幅広く形成されている。このフレキシブル印刷配線基板
８０を支持部材６０の窪み６１の底に固定し、その上に
支持部材７３に支持された前記ゴムインコネクター７０
を固定する。そしてその上にプローブ集合体１１を前記
の要領で搭載し、その上方から抑え板８５で抑え、ネジ
８６をビス孔６３にねじ込んで支持部材７３に固定する
接続構造を採っている。

【００５１】このような接続構造のプローブ集合体を印
刷配線基板１６に固定し、フレキシブル印刷配線基板８
０の端末の配線回路８１をそれぞれ対応する印刷配線基
板１６の配線回路１４に接続すると、プローブカード２
０Ｄが得られる。

【００５２】前記実施例に用いたプローブ１０、４８の
形状はそれらの基部１０Ｂ、４８Ｂが断面円形の針で示
したが、それが角形ものであってもよい。要は凹溝５、
４７に丁度嵌まり込むものであればよい。

【００５３】以上の説明では、ＩＣチップをパッケージ
し、完成されたＩＣの特性を検査するプローブ集合体、
プローブカード及びその製造方法などについて説明して
きたが、この発明は半導体ウエハの表面に形成された状
態のＩＣチップの特性を検査するプローブ集合体、プロ
ーブカードなどにも適用できることは言うまでもない。

【００５４】

【発明の効果】以上説明したように、この発明のプロー
ブ集合体、その製造方法及びそれを用いたＩＣ測定用プ
ローブカードは、複数のプローブを、特にその先端部を
極めて微小なピッチで、しかも等間隔に配列、保持する
ことができるので、相隣なるプローブが接触することが
ない。そしてまた、低インダクタンス、低キャパシタン
スのプローブ集合体を比較的容易に、歩留りよく組み立
てることができる。

【００５５】特に、この発明の製造方法は、プローブを
支持する部材の凹溝の形成をドリルなどで形成する機械
加工で行うのと異なり、微細に、そして一様に形成する
ことができ、そして一度に加工できるので、量産化にも
適し、安価にプローブ集合体或いはプローブカードを製
造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の第１の実施例であるプローブ集合
体の製造方法の数工程を示す斜視図である。

【図２】 図１の工程に続く工程を説明するための図で
あって、エッチングされた半製品のベースを示した斜視
図である。

【図３】 図２の工程に続く工程を説明するための図で
あって、表面処理を施して完成されたベースの一部を示
した斜視図である。

【図４】 図３の工程に続く工程を説明するための図で
あって、ベースにプローブを装着して完成した状態のプ
ローブ集合体の斜視図である。

【図５】 図４のプローブ集合体を印刷配線基板に組み
込んだ状態のこの発明の第１の実施例であるＩＣ測定用
プローブカードの斜視図である。

【図６】 図５のＡ−Ａ線上における断面図である。

【図７】 図５のＢ−Ｂ線上におけるプローブ集合体な
どの一部断面図である。

【図８】 図５に示した構成と異なる構成で図４のプロ
ーブ集合体を印刷配線基板に組み込んだ状態を示したＩ
Ｃ測定用プローブカードの斜視図である。

【図９】 図８のプローブカードを反転して示した図８
のＡ−Ａ線上における断面図である。

【図１０】 図１に示した諸工程に続く工程を説明する
ための図であって、積層ブロックを切削加工を施した状
態の斜視図である。

【図１１】 図１０の工程に続いて切削加工が施された
積層ブロックの一部にレジストを塗布する工程を説明す
るための斜視図である。

【図１２】 図１１の工程に続く露光工程を説明するた
めの斜視図である。

【図１３】 図１２の露光で表面がマスキングされた状
態の積層ブロックにエッチング加工を施す工程を説明す
るための斜視図である。

【図１４】 図１３のエッチング加工によって得られた
半製品のベースを示していて、同図Ａはその上面斜視
図、同図Ｂはその下面斜視図、そして同図Ｃはその先端
部の一部の斜視図である。

【図１５】 図１４の工程に続く工程を説明するための
図であって、同図Ａは図１４に示したベースにプローブ
を装着する工程の斜視図、同図Ｂは完成した状態のプロ
ーブ集合体の斜視図である。

【図１６】 図１５のプローブ集合体を印刷配線基板に
組み込んだ状態を示したＩＣ測定用プローブカードを示
していて、同図Ａはその上面斜視図、同図Ｂは図ＡのＡ
−Ａ線上における断面図である。

【図１７】 図１５Ｂに示したプローブ集合体を支持部
材に組み込む工程を示していて、同図Ａは主に支持部材
の構造を示した斜視図であり、同図Ｂは同図Ａの支持部
材にプローブ集合体を組み込んだ状態を示した斜視図で
ある。

【図１８】 図１７Ｂに示した、プローブ集合体が組み
込まれた支持部材を搭載した、この発明のＩＣ測定用プ
ローブカードの第３の実施例を示していて、同図Ａはそ
の斜視図、同図Ｂは同図ＡのＡ−Ａ線上における断面図
である。

【図１９】 この発明の第２の実施例のプローブ集合体
の一部斜視図である。

【図２０】 図１８に示したプローブカードの使用方法
を示していて、同図Ａはその断面図、同図Ｂはアウター
リードがガルウイング型に形成されたＩＣを測定する場
合のプローブの先端部を示した一部拡大断面図である。

【図２１】 図４に示したプローブ集合体をゴムインコ
ネクターを用いて印刷配線基板へ接続した接続構造を示
していて、同図Ａはその一部拡大断面図であり、同図Ｂ
はゴムインコネクターのみを示した断面側面図である。

【図２２】 図４に示したプローブ集合体をゴムインコ
ネクター及びフレキシブル印刷配線基板を用いて印刷配
線基板へ接続した接続構造を示すプローブカードの一部
斜視図である。

【符号の説明】 １ 絶縁層 ２ 金属層 ３ 多層積層体 ４ 積層ブロック ４Ａ 上面 ４Ｂ 下面 ５ 凹溝 １０ ベース １１ プローブ集合体 １２ 開口 １３ 電極端子 １４ 配線回路 １６ 印刷配線基板 １６Ａ 印刷配線基板 １７ プローブ １７Ａ 先端部 １７Ｂ 基部 ２０ プローブカード ２０Ａ プローブカード ２０Ｂ プローブカード ２０Ｃ プローブカード ２０Ｄ プローブカード ３０ 支持台 ３１ 保護板 ４０ 積層ブロック ４０Ａ 上面 ４０Ｂ 下面 ４０Ｃ 先端面 ４１ 先端部 ４１Ａ 上面 ４１Ｂ 下面 ４２ 基部 ４５ ベース ４６ 貫通孔 ４６Ａ 切欠き ４７ 凹溝 ４８ プローブ ４８Ａ 先端部 ４８Ｂ 基部 ５０ プローブ集合体 ５０Ａ プローブ集合体 ６０ 支持部材 ６０Ａ プローブ集合体組み込み支持部材 ６１ 窪み ６２ 開口 ６３ ビス孔 ７０ ゴムインコネクター ７１ ゴム ７２ 導線 ８０ フレキシブル印刷配線基板 ８１ 配線回路 ８５ 抑え板 １００ ＱＦＰ型ＩＣ １０１ アウターリード １０１Ａ ガルウイング型アウターリード

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01R 1/06 - 1/073 G01R 31/26 - 31/27 H01L 21/64 - 21/66

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 材質が異なる複数の薄層が複数層交互に
   所定のピッチで積層され、厚さが厚い部分と厚さが薄い
   部分から構成された立方体状の積層ブロックの、前記厚
   さが厚い積層ブロックに一平面に露出した前記１種類の
   材質の薄層部に、それらの全長にわたって深さが均一な
   凹溝を形成し、また、前記厚さが薄い前記積層ブロック
   の各先端部分に小径の貫通孔を形成し、或いは前記各先
   端部の上面と交差する他の平面に露出した先端面に所定
   の切欠きを形成し、前記凹溝の全長にわたって、その中
   にそれぞれプローブの基部を固定し、前記各貫通孔また
   は切欠きにプローブの先端部が前記積層方向には移動で
   きないが、上下方向には移動できるように、プローブの
   各先端部を嵌め込んで構成したことを特徴とするプロー
   ブ集合体。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のプローブ集合体におい
   て、前記各凹溝に固定されたプローブの基部の上から一
   枚の保護板を合わせたことを特徴とするプローブ集合
   体。
3. 【請求項３】 請求項１に記載のプローブ集合体を複数
   個、プローブ集合体支持部材に装着し、そのプローブ集
   合体支持部材を、中央に開口が設けられ、その周辺部に
   電気回路が形成された電気回路配線基板の前記開口周辺
   部にプローブの各先端部が前記開口側に位置するように
   搭載し、各プローブの基部を前記電気回路に接続して構
   成したことを特徴とするＩＣ測定用プローブカード。
4. 【請求項４】 請求項１に記載のプローブ集合体を複数
   個、周辺部に電気回路が形成された電気回路配線基板の
   中央部にプローブの各先端部が位置するように弾性コネ
   クター或いはフレキシブル電気回路配線基板を介して搭
   載し、固定して構成したことを特徴とするＩＣ測定用プ
   ローブカード。
5. 【請求項５】 材質が異なる複数の薄層を複数層交互に
   積層して所定のピッチの多層積層体を形成し、その多層
   積層体を、その積層方向に、所定の長さ、幅、厚さの立
   方体状の積層ブロックに裁断し、更にその積層ブロック
   の長さ方向の一部を全幅にわたって、その厚さを薄く加
   工し、この加工された積層ブロックの必要な面にマスキ
   ングを施し、露出した前記１種類の材質の薄層を化学的
   に処理して、前記積層ブロックの前記１種類の薄層の全
   長にわたって前記積層ブロック の表面からやや窪んだ凹
   溝と厚さが薄い前記積層ブロック部分に微少な貫通孔ま
   たは切欠きを形成し、複数のＬ字状のプローブの先端部
   を前記貫通孔または切欠きに嵌め込むと共に、各プロー
   ブの基部を前記各凹溝に固定することを特徴とするプロ
   ーブ集合体の製造方法。