JP3310930B2 - プローブカード - 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、プローブカードに
関し、さらに詳しくは、フイルム状のプリント基板上に
ＩＣチップを直接搭載したＴＡＢ（Ｔａｐｅ Ａｕｔｏ
ｍａｔｅｄ Ｂｏｎｄｉｇ）を対象とするプローブカー
ドに関する。

【０００２】

【従来の技術】周知のように、絶縁性基材上に微細な導
電パターンを形成して配線回路や電極パッドを構成した
ものとして、プリント基板あるいはＩＣチップ等の半導
体がある。例えば、ＩＣチップはパッケージングされる
ようになっており、そのための技術の一つに上述したＴ
ＡＢがある。ＴＡＢは、金属の細線をリード線として配
線するリードフレーム型パッケージにおける配線故障を
解消することができるものであり、有機樹脂フイルム上
に銅箔を貼り付けた後、必要な配線パターンをエッチン
グにより形成し、そのフイルム上に直接ＩＣチップを搭
載して配線パターンとＩＣチップの電極とを熱圧着によ
り接続する構造を備えている。ＩＣチップは、熱硬化性
樹脂などにより封止されてパッケージングを終えるよう
になっている。なお、この場合に用いられるＴＡＢの製
造工程では、微細な導電パターンやパッドなどを含む回
路の断線や電気的特性などを調べるためにプロービング
テストが行われている。

【０００３】プロービングテストは、ＴＡＢに設けられ
ている転写バンプに複数のプローブ針を接触させたうえ
で通電することにより実施されるようになっており、こ
のための構成の一例として、図８に示す構成がある。図
８は、上記プロービングテストに用いられるプローブ装
置の原理構成を説明するための模式図であり、同図にお
いて、プローブ装置は、ＴＡＢ載置用のステージＡの上
方にプローブ針を備えたプローブカード１が配置されて
いる。プローブカード１は、プリント配線された基板１
Ａと、この基板１Ａに形成されれている開口部周縁に取
り付けられる支柱２を用いて一体化されている受けピン
ブロック部材１Ｂと、この受けピンブロック部材１Ｂに
一体化されて内部に複数のプローブ針３を備えたプロー
ブブロック１Ｃとを備えて構成されている。ブローブ針
３は伸縮可能な構成を備え、ＴＡＢ５０の電極部Ｐ１を
構成する転写バンプの全てに対して均等な接触圧を以て
当接することができ、また、受けピンブロック部材１Ｂ
には、プローブ針３の軸方向他方と接触可能なピン部材
４が配置され、このピン部材４の端部から基板１Ａのプ
リント配線にリード線５が結合されてＴＡＢ５０の電極
部Ｐ１からの信号を伝達するようになっている。基板１
Ａ上に形成されているプリント配線の端末部にはターミ
ナルが形成されており、このターミナルには、テスタ側
のポゴピン（図示されず）が当接するようになってい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、ＴＡＢとは
異なり、ウエハ上でのＩＣチップのプロービングテスト
に用いられるプローブ装置では、プローブカードに設け
られているプローブ針の先端とＩＣチップのパッドとの
位置合わせを行う場合、ＩＣチップのピン配列の関係で
プローブカードの中央に穿孔されている開口を透して顕
微鏡等により行えることもあるが、ピン配列によって
は、上記開口を設けることができない場合がある。この
ような場合としてＴＡＢのように、２列等の平行配列配
置ピンの場合がある。つまり、プローブカードの中央に
受けピンブロックが位置しているために開口を形成する
ことができない。このため、プローブ針とパッドとの接
触状態を直接確認することができず、良品でありながら
接触状態が悪くて正確な検査データが得られずに不良品
と判断されてしまうような検査エラーを生じる虞があっ
た。

【０００５】本発明の目的は、上記従来のプローブカー
ドにおける問題に鑑み、ＴＡＢのようなピン配列によっ
て半導体やプリント基板のように絶縁性基材上に形成さ
れた微細な導電パターンの電極とプローブ針との接触状
態が直接目視できにくい構成を採用せざるを得ない場合
においても、上記電極とプローブ針との接触状態を直接
確認できるようにして検査エラーの発生を低減できる構
成を備えたプローブカードを提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、請求項１記載の発明は、半導体やプリント基板のよ
うに絶縁性基材上に形成された微細な導電パターンの電
極部に接触可能な伸縮自在のプローブ針を上記電極の数
に対応して配置したプローブブロックと、プローブブロ
ックに積層されていてプローブ針の端部に接触して通電
可能な受けピンを備えた受けピンブロック部材と、この
受けピンブロック部材の受けピンと電気的接続されるプ
リント配線を形成された基板とを備えたプローブカード
であって、上記基板における上記プローブブロックの側
方であって該プローブブロックの下面から突出しない位
置に、上記プローブ針の先端と上記電極との当接位置を
上記基板の上方から観察可能なミラーを設け、上記プロ
ーブブロックの側面に、前記当接位置から前記ミラー至
る光路を確保するための傾斜面を形成したことを特徴と
している。

【０００７】請求項２記載の発明は、請求項１記載のプ
ローブカードにおいて、上記ミラーは、上記基板上に設
けられている支持部材により角度調整可能に設けられて
いることを特徴としている。

【０００８】

【０００９】

【作用】上記各請求項に係る発明では、プローブブロッ
クに受けピンブロック部材が積層されているために、受
けピンブロック部材の上方からプローブ針の先端が直接
目視できない場合でも、絶縁性基材上に形成された微細
な導電パターンの電極部に向け突出しているプローブ針
の先端と電極部との接触状態をミラーを介してその接触
部以外で直接視認することができるので、接触状態が判
らないまま検査を行って良品でありながら不良品と判断
するような検査エラーの発生を低減することができる。
さらに、ミラーをプローブブロックの側方に配置してい
るので、プローブブロックにおけるピン配列等の形態に
拘わらずプローブ針の先端と電極部との接触位置を直接
観察することができる。また、プローブブロックの側面
に傾斜面を形成して、ミラーの配置をプローブブロック
下面から突出しない位置でも観察可能にしているので、
プローブブロックの下方にミラー配置のスペースを形成
する必要が無く、プローブカードの大型化を防止するこ
とができる。

【００１０】

【実施例】以下、図示実施例により本発明の詳細を説明
する。図１は、本発明の実施例によるプローブカードの
原理構成を説明するための図８相当の模式図であり、以
下の説明は、ＴＡＢに搭載されるＩＣチップの検査を対
象としているが、本発明はこれに限ることなく、ＩＣチ
ップと同様に絶縁性基材上に微細な導電パターンに相当
する配線パターンを形成したプリント基板などを対象と
することも勿論可能であることを前置きしておく。図１
において、プローブカード１０は、図８に示した構成と
同様に、プリント配線された基板１０Ａと、この基板１
０Ａに対して支柱１１を用いて一体化されている受けピ
ンブロック部材１０Ｂと、この受けピンブロック部材１
０Ｂに一体化されて内部に複数のプローブ針１２を備え
たプローブブロック１０Ｃとを備えて構成されている。
なお、プローブ針１２は、検査対象であるＴＡＢ（便宜
上、符号５０で示す）のリード配列に沿って紙面と直角
な方向に複数並設されている。基板１０Ａには、その表
面にプリント配線が形成され、その端末部にターミナル
が設けられており、このターミナルには後述する受けピ
ン１３からの配線１４がボンディングされている。

【００１１】受けピンブロック部材１０Ｂおよびプロー
ブブロック１０Ｃにそれぞれ配置されている受けピン１
３およびプローブ針１２は、図２に示す構成とされてい
る。図２において、受けピン１３は、電気的絶縁性を有
するモールドで構成された受けピンブロック部材１０Ｂ
内に嵌合されている導電性部材からなるチューブが用い
られ、その開口の一方にプローブ針１２の一端が嵌入す
るようになっている。プローブ針１２は、内部にスプリ
ングを挿嵌したチューブ１２Ａと、チューブ１２Ａの軸
方向各端部において摺動可能に装填されたプローブ針部
１２Ｂと導電針部１２Ｃとで構成され、プローブカード
１０がＴＡＢ５０の電極部Ｐ１に向け進行した際にスプ
リングの付勢を介して電極部Ｐ１に対しプローブ針部１
２Ｂの先端が弾性接触し、また、導電針部１２Ｃが常時
受けピン１３に圧接できるようになっている。なお、受
けピン１３とプローブ針１２との接触部には、図３に示
すように、受けピン１３の開口に対して、例えば半田付
け等により一体化されたターミナル電極部材１３Ａを設
け、このターミナル電極部材１３Ａの平面部に導電針部
材１２Ｃの先端を当接させるようにして、導電針部１２
Ｃと受けピン１３との接触抵抗を低減するように構成す
ることも可能である。受けピン１３には、図１に示すよ
うに、基板１０Ａに形成されているプリント配線間を結
線するために同軸ケーブルあるいは単線からなるリード
線１４の一端がボンディングされている。

【００１２】一方、図１において、プローブカード１０
の基板１０Ａには、ミラー１５が設けられている。ミラ
ー１５は、プローブ針１２の先端とＴＡＢ５０の電極部
Ｐ１との接触状態をその接触部以外の位置から目視する
ために設けられているものであり、図４に示すように、
プローブブロック１０Ｃの下部近傍でそのブロック１０
Ｃの側方に位置させて基板１０Ａへの締結により着脱可
能に設けられている支持部材１６に取り付けられてい
る。図５に示すように、支持部材１６は、プローブ針１
２の並設方向を長手方向とし、その方向の両端には基板
１０Ａへの締結支持片１６Ａが設けられ、プローブブロ
ック１０Ｃと対向する面でプローブ針１２の並設領域に
相当する長さの面（便宜上、図４において符号１６Ｂで
示す）Ｂが傾斜面とされている。傾斜面１６Ｂの傾斜角
度は、ミラー１５を介してプローブ針１２の先端とＴＡ
Ｂ５０の電極部Ｐ１との接触状態がプローブカード１０
の上方で目視可能な投影光の反射角が設定できる角度と
され、この傾斜面１６Ｂにミラー１５が貼着されて反射
面を基板１０Ａの開口部１０Ａ１（図４参照）内に臨出
させている。なお、上記構成では、ミラー１５の角度を
変更することができないので、角度を変更する場合に
は、傾斜角度を変えて構成した支持部材１６を用意すれ
ばよい。

【００１３】このような支持部材１６に代えて、傾斜角
を変更可能な構成とすることもできる。つまり、図６
は、この場合の例を示しており、同図において、支持部
材（便宜上、符号１６’で示す）は、図５に示した傾斜
面を備えておらず、その代わりにミラー１５の上端縁が
自由端に貼着された可撓性を有する揺動片１６Ｃ’を備
えており、その揺動片１６Ｃ’に取り付けられているミ
ラー１５の背面、特に、ミラー１５の下端縁近傍の背面
には、支持部材１６’に挿通されたネジ１７の先端が当
接させてある。揺動片１６Ｃ’は支持部材１６’に向け
揺動する習性を付与された弾性部材で構成され、その習
性による揺動位置がネジ１７により規定されている。ミ
ラー１５は、その背面に当接するネジ１７の突出量に応
じて揺動片１６Ｃ’における支持部材１６’との取付位
置を支点として揺動し、ミラー１５の傾斜角度を変更す
ることができる。

【００１４】図１において、ミラー１５と対向するプロ
ーブブロック１０Ｃの一部は、斜めに削がれて傾斜面１
０Ｃ１が形成されている。傾斜面１０Ｃ１は、本実施例
の場合、ミラー１５を介したプローブ針１２とＴＡＢ５
０の電極部Ｐ１との接触状態を投影する光の光路を遮ら
ないようにできる角度が持たせてあり、例えば、ミラー
１５に向かう投影光の光軸角が水平線に対して３０゜程
度であれば、その光軸角よりも大きい４５゜に形成され
ている。これにより、図１に示すように、ミラー１５を
プローブブロック部材１０Ｃの下面から下方に突出させ
なくてもプローブブロック１０Ｃの傾斜面１０Ｃ１によ
ってプローブ針１２とＴＡＢ５０の電極部Ｐ１との接触
位置からの投影光を入射させてプローブブロック１０Ｃ
の上方に向け反射させることができる。

【００１５】図１に示す構成においては、ミラー１５を
用いた光路の途中に受けピンブロック部材１０Ｂが位置
しているような場合、光路確保のために、受けピンブロ
ック部材１０Ｂの一部に透光用の開口部１０Ｂ１が形成
されている。ミラー１５を介した光路は、上記したよう
に、プローブカード１０の構成部品の一部、つまり受け
ピンブロック部材１０Ｂに形成された開口を設けるだけ
でなく、図５に示すように、受けピンブロック部材１０
Ｂの配置関係により開口を設けなくても構成することが
できる。すなわち、図１に示す構成では、ミラー１５を
跨いだ状態で受けピンブロック部材１０Ｂが支柱１１に
よって支持されているが、支柱１１を図１の紙面と直角
な方向に配置することで、図５に示すように、ミラー１
５の上方を開放することが可能となる。

【００１６】本実施例は以上のような構成であるから、
プローブ装置にプローブカード１０が設置される場合に
は、図７に示す構成が採用される。図７において、プロ
ーブカード１０は、ホルダーリング２０に締結されて一
体化される。ホルダーリング２０には、プローブカード
１０の基板１０Ａに形成されているターミナル電極に当
接可能なポゴピン２１が挿通させて設けられており、こ
のポゴピン２１を介してプローブ装置のテスタ（図示さ
れず）に電気的接続されたマスタボード２２の電極パッ
ド（図示されず）に検査データ信号を送信することがで
きるようになっている。ホルダーリング２１及びマスタ
ボード２２は、図示しない昇降装置により昇降駆動され
るようになっており、下降時には、ＴＡＢ５０の電極Ｐ
１に対してプローブ針１２が接触する。プローブ装置に
より連続的にＴＡＢ５０の検査を行うにあたり、まず、
プローブ針１２の先端とＴＡＢ５０の電極部Ｐ１との接
触状態を観察する必要がある。本実施例では、ホルダー
リング２０およびマスターボード２２を下降させたとき
の上記両部材間の接触状態をミラー１５により目視する
ことができる。つまり、プローブ針１２とＴＡＢ５０の
電極部Ｐ１との接触位置に図示しない光源から照明する
ことにより、両部材の接触状態がミラー１５に投影さ
れ、ミラー１５で反射した投影光が受けピンブロック部
材１０Ｂおよびプローブブロック１０Ｃの側方を通過し
て上方に向け反射されるので、オペレータは上記両部材
の接触位置を直接覗き込まなくても接触状態を容易に確
認することができる。なお、上記した照明を行うことに
限らず、自然光を利用するようにしてもよい。テスタ側
のマスタボード２２とＴＡＢ５０の電極部Ｐ１との間の
通電路は、プローブ針１２、受けピン１３および配線１
４を介したプローブカード１０側での導電路と、ホルダ
ーリング２０のポゴピン２１を介したマスタボード２２
側の導電路とで構成され、給電及び信号の授受が行われ
る。

【００１７】

【発明の効果】以上のように、各請求項に係る発明によ
れば、プローブブロックに受けピンブロック部材が積層
されているために、受けピンブロック部材の上方からプ
ローブ針の先端が直接目視できない場合でも、絶縁性基
材上に形成された微細な導電パターンの電極部に向け突
出しているプローブ針の先端と電極部との接触状態をミ
ラーを介してその接触部以外で直接視認することができ
るので、接触状態が判らないまま検査を行って良品であ
りながら不良品と判断するような検査エラーの発生を低
減することが可能になる。さらに、ミラーをプローブブ
ロックの側方に配置しているので、プローブブロックに
おけるピン配列等の形態に拘わらずプローブ針の先端と
電極部との接触位置を直接観察することができる。ま
た、プローブブロックの側面に傾斜面を形成して、ミラ
ーの配置をプローブブロック下面から突出しない位置で
も観察可能にしているので、プローブブロックの下方に
ミラー配置のスペースを形成する必要が無く、プローブ
カードの大型化を防止することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例によるプローブカードの原理構
成を説明するための模式図である。

【図２】図１に示したプローブカードに用いられるプロ
ーブ針と受けピントの構成を説明するための模式図であ
る。

【図３】図２に示したプローブ針と受けピントとの構成
に関する変形例を説明するための模式図である。

【図４】図１に示したプローブカードの要部構成を説明
するための模式的な断面図である。

【図５】図４に示した要部構成を説明するための部分的
な斜視図である。

【図６】図４に示した要部構成の変形例を説明するため
の模式図である。

【図７】図１に示したプローブカードを用いた検査工程
を説明するための模式図である。

【図８】プローブカードの従来構成を説明するための模
式図である。

【符号の説明】

１０ プローブカード １０Ａ 基板 １０Ｂ 受けピンブロック部材 １０Ｃ プローブブロック １０Ｃ１ 削がれた傾斜面 １２ プローブ針 １３ 受けピン １４ 配線 １５ ミラー １６、１６’支持部材 １６Ｂ ミラーを貼着する傾斜面

───────────────────────────────────────────────────── 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 H01L 21/66

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体やプリント基板のように絶縁性基
   材上に形成された微細な導電パターンの電極部に接触可
   能な伸縮自在のプローブ針を上記電極の数に対応して配
   置したプローブブロックと、プローブブロックに積層さ
   れていてプローブ針の端部に接触して通電可能な受けピ
   ンを備えた受けピンブロック部材と、この受けピンブロ
   ック部材の受けピンと電気的接続されるプリント配線を
   形成された基板とを備えたプローブカードであって、上記基板における上記プローブブロックの側方であって
   該プローブブロックの下面から突出しない位置に、上記
   プローブ針の先端と上記電極との当接位置を上記基板の
   上方から観察可能なミラーを設け、上記プローブブロッ
   クの側面に、前記当接位置から前記ミラー至る光路を確
   保するための傾斜面を形成したこと を特徴とするプロー
   ブカード。
2. 【請求項２】 請求項１記載のプローブカードにおい
   て、上記ミラーは、上記基板上に設けられている支持部
   材により角度調整可能に設けられていることを特徴とす
   るプローブカード。