JP3558327B2 - Vertically operated probe card - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、LSIチップ等の半導体集積回路の電気的諸特性を測定する際に用いられるプローブカードに関する。
【0002】
【従来の技術】
LSIチップ等の半導体集積回路の電気的諸特性を測定する際に用いられるプローブカードは、カンチレバータイプと称される横向きのプローブを使用する横型タイプと、垂直型と称される縦型のプローブを使用する縦型タイプとに大別される。最近の半導体集積回路の高集積化、微細化、高速化、複数個の半導体集積回路の同時測定の要求等に伴って、プローブの数の増大、プローブの配置密度の増加などの要求が高まっている。
【0003】
ここで、プローブはタングステンやベリリウム銅等の素材から構成されることが多いが、耐摩耗性の面やコストの面から90%以上がタングステン製のものが使用されている。しかし、このタングステン製のプローブは、電極への接触を多数回(数千回)繰り返すことによって、接触抵抗が大きくなるという問題がある。この接触抵抗の上昇は、電極への接触時に電極との間に流れる電流や摩擦に起因するプローブの先端の接触部の温度上昇、電極の表面に形成されたアルミニウム薄膜が剥離したものがアルミニウム酸化物となり、このアルミニウム酸化物のプローブの先端の接触部への付着等が原因となっている。特に、この問題は測定対象物であるLSIチップを85〜150℃にまで加熱して行うバーンインテストにおいて顕著になっている。
【0004】
かかる原因を除去して接触抵抗を回復するための措置として、プローブの電極への接触が所定回(数千回)になると、プローブの先端の接触部をクリーニングシートでクリーニングすることが行われている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、数千回に1回とはいえ、クリーニングという別作業を行うことは、全自動化されたLSIチップの電気的諸特性の測定試験においては問題がある。また、クリーニングによるプローブの先端の接触部の摩耗という問題もある。
【0006】
本発明は上記事情に鑑みて創案されたもので、従来のように数千回に1回のクリーニングを必要としない長寿命化に寄与することができる微小プローブとこれを用いた垂直作動型プローブカードとを提供することを目的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る垂直作動型プローブは、測定対象物の電極に垂直に接触するプローブと、このプローブが接続される配線パターンが形成された基板と、この基板の下面側に設けられ、前記プローブを支持するプローブ支持部材とを具備しており、前記プローブは、測定対象物の電極に垂直に接触する微小プローブと、この微小プローブに形成された凹部に先端が嵌まり込む針状プローブとを有しており、前記微小プローブは、上端部の直径が40〜50μm上端面から下端の接触部までが1mm前記凹部の深さが150〜200μm設定されており、前記プローブ支持部材は、前記針状プローブを支持する第1支持部と、前記微少プローブを上面側に塗布された弾性樹脂を介して支持する第2支持部とを有しており、前記第2支持部は、第1支持部に対して着脱可能になっている。
【0008】
また、前記微小プローブは、LIGAプロセスを用いて形成されている。
【0009】
さらに、前記微小プローブは、Ni−W合金又はFe−W合金からなっている。
【0011】
【発明の実施の形態】
図1は本発明の実施の形態に係る垂直作動型プローブカードの概略的断面図、図2は本発明の実施の形態に係る垂直作動型プローブカードの要部の概略的断面図、図3は本発明の実施の形態に係る垂直作動型プローブカードの要部の概略的断面図、図4は本発明の実施の形態に係る垂直作動型プローブカードに用いられる微小プローブの製造工程を示す説明図である。
【0012】
本発明の実施の形態に係る垂直作動型プローブカードは、測定対象物であるLSIチップ700の電極710に垂直に接触するプローブ100と、このプローブ100が接続される配線パターン210が形成された基板200と、この基板200の下面側に設けられ、前記プローブ100を支持するプローブ支持部材300とを備えており、前記プローブ100は、LSIチップ700の電極710に垂直に接触する微小プローブ110と、この微小プローブ110に形成された凹部111Aに先端が嵌まり込む針状プローブ120とを有しており、前記プローブ支持部材300は、前記針状プローブ120を支持する第1支持部310と、前記微小プローブ110を支持する第2支持部320とを有しており、前記第2支持部320は、第1支持部310に対して着脱可能になっている。
前記基板200は、プローブ100の増大に伴って積層化されており、各層に配線パターン210が形成されている。なお、図1では最上層の配線パターン210のみが示されている。この最上層の配線パターン210の外側の端部211は、ポゴピンと称され接続部材が接触するポゴ座となっている。
また、この基板200には、LSIチップ700の電極710の配置に対応した貫通孔220が開設されている。この貫通孔220は、後述する針状プローブ120の後端の接続部が貫通する部分である。
【0013】
前記プローブ100は、2つの部材から構成されている。すなわち、針状プローブ120と微小プローブ110とである。前記針状プローブ120は、従来の垂直作動型プローブカードに用いられていたものと同様に先端が他の部分より細くなったタングステン製のものである。一方、微小プローブ110は、図2に示すように、側面視略砲弾状に形成されたものであり、上端面111に凹部111Aが形成されている。かかる微小プローブ110は、上端面111の直径が40〜50μm程度、上端面111から下端の接触部112までが1mm程度、凹部111Aの深さが150〜200μm程度にそれぞれ設定されている。
【0014】
この微小プローブ110は、LIGAプロセスを用いて形成されている。ここで、LIGAプロセスとは、ドイツ語のLithographie Galvanoformug und Abformungの略であり、高分子レジストにシンクロトロン放射光を照射して微細な部品の型を焼き付け、電気メッキ法でその型に金属を埋め込んだ後、高分子レジストからなる型を溶解させて微細な部品を形成する方法をいう。
【0015】
本発明の実施の形態に係る垂直作動型プローブカードでは、LIGAプロセスを用いて形成される微小プローブ110は、Ni−W合金又はFe−W合金からなっている。従来、LIGAプロセスには、Cu、Au、Ni等の軟質材料のみが使用可能であったが、最近の研究により、Ni−W合金又はFe−W合金の硬質材料も使用可能になってきた。
【0016】
LIGAプロセスを用いた微小プローブ110の製造工程は、以下の通りである。
【0017】
この微小プローブ110の製造工程は、大きく分けて2工程になる。すなわち、凹部111Aが形成されていない部分を形成する工程(図4(A)〜図4(D)参照)と、凹部111Aが形成されている部分を形成する工程(図4(E)〜図4(H)参照)とである。
【0018】
まず、高分子レジスト800を基板810の上に塗布する(図4(A)参照)。そして、シンクロトロン放射光SRを用いたリソグラフィーにより微小プローブ110に対応した形状、すなわち微小プローブ110の凹部111Aが形成されていない部分に相当する凹部820を形成する(図4(C)参照)。この際に使用されるマスク830には、シンクロトロン放射光吸収パターン831が形成されている(図4(B)参照)。すなわち、シンクロトロン放射光吸収パターン831が形成されていない部分に相当する部分のみにシンクロトロン放射光が照射されるのである。
【0019】
次に、シンクロトロン放射光が照射された部分に形成された凹部820に、電気メッキ法を用いてNi−W合金を析出させる(図4(D)参照)。
【0020】
この析出に際しては、例えば、硫酸ニッケル(NiSO−6HO)、タングステン酸ナトリウム(NaWO−HO)、クエン酸ナトリウム(NaHSO−2HO)、塩化アンモニウム(NHCl)、臭化ナトリウム(NaBr)からなる電解水溶液に凹部820が形成された高分子レジスト800を有する基板810を浸漬し、前記基板810を陰極として電気メッキを行う。
【0021】
さらに、新たな高分子レジスト840を前記高分子レジスト810及び前記Ni−W合金の上に塗布する(図4(E)参照)。そして、マスク850を介してシンクロトロン放射光を照射する。このマスク850は、微小プローブ110の凹部111Aに相当する部分と、隣接する微小プローブ110の間の部分と以外にシンクロトロン放射光吸収パターン851が形成されている(図4(F)参照)。従って、微小プローブ110の凹部111Aに相当する部分にのみシンクロトロン放射光が照射されない(図図4(F)参照)。
【0022】
この状態で高分子レジスト840を現像すると、微小プローブ110の凹部111Aの周囲に相当する部分のみが除去される(図4(G)参照)。さらに、電気メッキ法を用いてNi−W合金を析出させる(図4(H)参照)。この析出に際しては、上述と同様に、例えば、硫酸ニッケル、タングステン酸ナトリウム、クエン酸ナトリウム、塩化アンモニウム、臭化ナトリウムからなる電解水溶液に凹部820が形成された高分子レジスト800、840を有する基板810を浸漬し、前記基板810を陰極として電気メッキを行う。
【0023】
これによって、凹部111Aを有する略砲弾状の微小プローブ110を形成することができた。
【0024】
このようにして製造された微小プローブ110は、曲げ歪み量が0.01以上の高弾性変形能で、完全密着曲げ変形後においても破断しない程度のNi−W合金から構成されることになる。このNi−W合金は、X線回折測定によると、超微細な結晶組織乃至非結晶組織とを有することが確認されており、ビッカース硬度で500DPN以上の高硬度であることが確認されている。
【0025】
一方、針状プローブ120は、前記基板200の下面側において固定樹脂240で固定されている。この針状プローブ120の後端である接続部は、基板200に形成された配線パターン210にリード線230を用いて電気的に接続されている。
【0026】
また、前記プローブ支持部材300は、前記針状プローブ120を支持する第1支持部310と、前記微小プローブ110を支持する第2支持部320とを有している。前記第1支持部310は、前記固定樹脂240の下面に位置する。従って、この第1支持部310には、針状プローブ120の後端部分が貫通する貫通孔311が開設されている。もちろん、この貫通孔311は、LSIチップ700の電極710の配置に対応して形成されている。
【0027】
さらに、前記第2支持部320は、LSIチップ700の電極710の配置に対応して形成された貫通孔321が開設されている。この第2支持部320は、長さが1mm程度の微小プローブ110が貫通し、上端面111が上面側に、接触部112が下面側に突出する程度の厚さに設定されている。かかる第2支持部320には、図2に示すように、弾性を有する弾性樹脂330を介して前記微小プローブ110が取り付けられている。すなわち、第2支持部320の上面側に弾性樹脂330を塗布し、この弾性樹脂330を介して微小プローブ110を固定するのである。従って、微小プローブ110は、第2支持部320に直接固定されているのではない。なお、微小プローブ110の上端面111は弾性樹脂330から突出している。
【0028】
このように構成された第1支持部310と第2支持部320とは、基板200の下面から垂下された支持部材340によって平行に支持される。この際、第1支持部310と第2支持部320との間隔は、第1支持部310によって支持された針状プローブ120の先端が、微小プローブ110の凹部111Aに挿入され、かつ凹部111Aの底面111Bに接触しない程度に設定されている。
【0029】
次に、このように構成された垂直作動型プローブカードによるLSIチップ700の電気的諸特性の測定について説明する。
【0030】
ウエハ状態にあるLSIチップ700を垂直作動型プローブカードの下方に位置する真空吸着テーブル750に吸着させる。この状態で、真空吸着テーブル750を上昇させてプローブ100を構成する微小プローブ110を電極710に接触させる。微小プローブ110が電極710に接触してから後も真空吸着テーブル750を上昇させる。これをオーバードライブと称する。
【0031】
すると、図3に示すように、微小プローブ110の凹部111Aに入り込んでいる針状プローブ110の先端が凹部111Aの底面111Bに接触する。この際、微小プローブ110を支持している弾性樹脂330が上方向に変形するので、過度のオーバードライブを吸収する。また、同時に針状プローブ120も変形してオーバードライブを吸収する。この状態で、LSIチップ700と図外のテスターとの間で信号の遣り取りを行い、LSIチップ700の電気的諸特性の測定を行う。
【0032】
測定が完了したならば、真空吸着テーブル750を下降させるとともに、真空吸着テーブル750を横方向に移動させて次のLSIチップ700の測定に備える。
【0033】
多数回の測定を行うことによって微小プローブ110の接触抵抗が大きくなったならば、微小プローブ110を交換する。ただし、この微小プローブ110はLIGAプロセスを用いたNi−W合金から構成されているので、最低でも5万回以上の接触に耐えることが可能である。かかる微小プローブ110の交換は、次のようにして行う。まず、第2支持部320を第1支持部310から取り外す。新たな微小プローブ110が取り付けられた新たな第2支持部320を第1支持部310に取り付ける。その際、針状プローブ120の先端が、確実に新たな微小プローブ110の凹部111Aに嵌まり込むようにする。
【0034】
なお、上述した実施の形態では、Ni−W合金を析出させるために、硫酸ニッケル、タングステン酸ナトリウム、クエン酸ナトリウム、塩化アンモニウム、臭化ナトリウムからなる電解水溶液を用いたが、次のようなものであってもよい。硫酸アンモニウム鉄(III) (Fe(NH)(SO−12HO)を前記電解水溶液中に添加した電解水溶液をもって電気メッキを行えば、Ni−Fe合金を析出させることができる。
【0035】
また、硫酸ニッケル、タングステン酸ナトリウム、モリブデン酸ナトリウム(NaMoO−2HO)、、クエン酸ナトリウム、塩化アンモニウム、臭化ナトリウムの電解水溶液を用いると、Ni−W−Mo合金を析出させることができる。
【0036】
これらの場合も、曲げ歪み量が0.01以上の高弾性変形能で、完全密着曲げ変形後においても破断しない程度であり、ビッカース硬度が500DPN以上の高硬度であることが確認されている。
【0037】
【発明の効果】
本発明に係る垂直作動型プローブは、測定対象物の電極に垂直に接触するプローブと、このプローブが接続される配線パターンが形成された基板と、この基板の下面側に設けられ、前記プローブを支持するプローブ支持部材とを具備しており、前記プローブは、測定対象物の電極に垂直に接触する微小プローブと、この微小プローブに形成された凹部に先端が嵌まり込む針状プローブとを有しており、前記微小プローブは、上端部の直径が40〜50μm上端面から下端の接触部までが1mm前記凹部の深さが150〜200μm設定されており、前記プローブ支持部材は、前記針状プローブを支持する第1支持部と、前記微小プローブを上面側に塗布された弾性樹脂を介して支持する第2支持部とを有しており、前記第2支持部は、第1支持部に対して着脱可能になっている。このため、長寿命を有する微小プローブが磨耗したとしても、第2支持部とともに微小プローブを交換することができるようになっている。
【0038】
また、前記弾性樹脂は、第2支持部の上面側に塗布されているので、弾性樹脂の変形によってオーバードライブ吸収することが可能となり、微小プローブと電極との間に適切な接触圧を確保することが可能となる。
【0039】
また、前記微小プローブは、LIGAプロセスを用いて形成されているので、精度よく形成される。
【0040】
さらに、前記微小プローブは、Ni−W合金又はFe−W合金からなるので、硬く破断しないものとすることができ、少なくとも5万回以上の接触に耐えることが可能となっており、長寿命の垂直作動型プローブカードとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態に係る垂直作動型プローブカードの概略的断面図である。
【図2】本発明の実施の形態に係る垂直作動型プローブカードの要部の概略的断面図である。
【図3】本発明の実施の形態に係る垂直作動型プローブカードの要部の概略的断面図である。
【図4】本発明の実施の形態に係る垂直作動型プローブカードに用いられる微小プローブの製造工程を示す説明図である。
【符号の説明】
100 プローブ
110 微小プローブ
111A 凹部
120 針状プローブ
200 基板
300 プローブ支持部材
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a probe card used for measuring various electrical characteristics of a semiconductor integrated circuit such as an LSI chip.
[0002]
[Prior art]
A probe card used to measure various electrical characteristics of a semiconductor integrated circuit such as an LSI chip includes a horizontal type using a horizontal probe called a cantilever type and a vertical type probe called a vertical type. It is roughly divided into the vertical type used. With the recent demand for higher integration, miniaturization, and higher speed of semiconductor integrated circuits, and simultaneous measurement of a plurality of semiconductor integrated circuits, there is an increasing demand for an increase in the number of probes and an increase in the arrangement density of probes. I have.
[0003]
Here, the probe is often made of a material such as tungsten or beryllium copper, but from the viewpoint of wear resistance and cost, 90% or more of tungsten is used. However, this tungsten probe has a problem that the contact resistance is increased by repeating the contact with the electrode many times (thousands of times). This increase in contact resistance can be attributed to a rise in the temperature of the contact portion at the tip of the probe due to the current or friction flowing between the electrode and the electrode when the electrode contacts the electrode. This is caused by adhesion of the aluminum oxide to the contact portion at the tip of the probe. In particular, this problem has become remarkable in a burn-in test in which an LSI chip to be measured is heated to 85 to 150 ° C.
[0004]
As a measure for removing the cause and restoring the contact resistance, when the probe contacts the electrode a predetermined number of times (thousands), the contact portion at the tip of the probe is cleaned with a cleaning sheet. I have.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, performing a separate operation of cleaning, even once every several thousand times, is problematic in a measurement test of electrical characteristics of a fully automated LSI chip. There is also a problem that the contact portion at the tip of the probe is worn by cleaning.
[0006]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and a micro-probe and a vertically operated probe using the micro-probe which can contribute to a long life without requiring cleaning once every thousands of times as in the related art. The card is intended to be provided.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The vertical actuation type probe according to the present invention is a probe that vertically contacts an electrode of an object to be measured, a substrate on which a wiring pattern to which the probe is connected is formed, and the probe is provided on a lower surface side of the substrate. A probe support member for supporting the probe, the probe having a microprobe perpendicular to the electrode of the object to be measured, and a needle probe whose tip fits into a recess formed in the microprobe. The microprobe has an upper end diameter of 40 to 50 μm , an upper end surface to a contact portion at the lower end is set to 1 mm , and a depth of the concave portion is set to 150 to 200 μm. A first support for supporting the needle-shaped probe, and a second support for supporting the microprobe via an elastic resin applied to the upper surface side, wherein the second support is It has become detachable from the first support portion.
[0008]
Further, the microprobe is formed using a LIGA process.
[0009]
Further, the micro probe is made of a Ni-W alloy or an Fe-W alloy.
[0011]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a vertical operation type probe card according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a main part of the vertical operation type probe card according to an embodiment of the present invention, and FIG. FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of a main part of a vertical operation type probe card according to an embodiment of the present invention. FIG. 4 is an explanatory view showing a manufacturing process of a micro probe used in the vertical operation type probe card according to the embodiment of the present invention. It is.
[0012]
The vertical operation type probe card according to the embodiment of the present invention includes a substrate on which a probe 100 vertically contacting an electrode 710 of an LSI chip 700 to be measured and a wiring pattern 210 to which the probe 100 is connected are formed. 200, and a probe support member 300 provided on the lower surface side of the substrate 200 and supporting the probe 100. The probe 100 includes a minute probe 110 which vertically contacts an electrode 710 of the LSI chip 700; The probe support member 300 includes a first support portion 310 that supports the needle probe 120, and a needle probe 120 whose tip fits into a concave portion 111 </ b> A formed in the minute probe 110. A second support portion 320 for supporting the micro-probe 110, wherein the second support portion 320 It is detachably attached to the support portion 310.
The substrate 200 is laminated as the number of probes 100 increases, and a wiring pattern 210 is formed in each layer. In FIG. 1, only the uppermost wiring pattern 210 is shown. The outer end 211 of the uppermost wiring pattern 210 is a pogo seat, called a pogo pin, with which a connecting member comes into contact.
The substrate 200 has a through hole 220 corresponding to the arrangement of the electrodes 710 of the LSI chip 700. The through hole 220 is a portion through which a connection portion at the rear end of the needle probe 120 described later penetrates.
[0013]
The probe 100 is composed of two members. That is, they are the needle probe 120 and the micro probe 110. The needle-like probe 120 is made of tungsten, the tip of which is thinner than other parts, like the one used in the conventional vertical operation type probe card. On the other hand, as shown in FIG. 2, the microprobe 110 is formed in a substantially shell shape when viewed from the side, and has a concave portion 111 </ b> A formed on the upper end surface 111. In the microprobe 110, the diameter of the upper end face 111 is set to about 40 to 50 μm, the distance from the upper end face 111 to the contact portion 112 at the lower end is set to about 1 mm, and the depth of the recess 111A is set to about 150 to 200 μm.
[0014]
The micro probe 110 is formed using a LIGA process. Here, the LIGA process is an abbreviation of the German term Lithographie Galvanoformug and Abformung, in which a polymer resist is irradiated with synchrotron radiation to bake a fine component mold, and a metal is embedded in the mold by electroplating. After that, it refers to a method of forming a fine component by dissolving a mold made of a polymer resist.
[0015]
In the vertical operation type probe card according to the embodiment of the present invention, the microprobe 110 formed using the LIGA process is made of a Ni-W alloy or an Fe-W alloy. Conventionally, only soft materials such as Cu, Au, and Ni can be used in the LIGA process. However, recent research has made it possible to use hard materials such as Ni-W alloys or Fe-W alloys.
[0016]
The manufacturing process of the microprobe 110 using the LIGA process is as follows.
[0017]
The manufacturing process of the microprobe 110 is roughly divided into two processes. That is, a process of forming a portion where the recess 111A is not formed (see FIGS. 4A to 4D) and a process of forming a portion where the recess 111A is formed (see FIGS. 4E to 4D). 4 (H)).
[0018]
First, a polymer resist 800 is applied over the substrate 810 (see FIG. 4A). Then, a shape corresponding to the microprobe 110, that is, a concave portion 820 corresponding to a portion where the concave portion 111A of the microprobe 110 is not formed is formed by lithography using synchrotron radiation SR (see FIG. 4C). A synchrotron radiation light absorption pattern 831 is formed on the mask 830 used at this time (see FIG. 4B). That is, only the portion corresponding to the portion where the synchrotron radiation light absorption pattern 831 is not formed is irradiated with the synchrotron radiation light.
[0019]
Next, a Ni-W alloy is deposited by electroplating in the recess 820 formed in the portion irradiated with the synchrotron radiation (see FIG. 4D).
[0020]
During this deposition, for example, nickel sulfate (NiSO 4 -6H 2 O), sodium tungstate (NaWO 4 -H 2 O), sodium citrate (Na 3 C 6 HSO 7 -2H 2 O), ammonium chloride (NH The substrate 810 having the polymer resist 800 in which the concave portion 820 is formed is immersed in an aqueous electrolytic solution composed of 4 Cl) and sodium bromide (NaBr), and electroplating is performed using the substrate 810 as a cathode.
[0021]
Further, a new polymer resist 840 is applied on the polymer resist 810 and the Ni—W alloy (see FIG. 4E). Then, synchrotron radiation is irradiated through the mask 850. In the mask 850, a synchrotron radiation light absorption pattern 851 is formed in a portion other than a portion corresponding to the concave portion 111A of the microprobe 110 and a portion between adjacent microprobes 110 (see FIG. 4F). Therefore, only the portion corresponding to the concave portion 111A of the micro probe 110 is not irradiated with the synchrotron radiation light (see FIG. 4F).
[0022]
When the polymer resist 840 is developed in this state, only a portion corresponding to the periphery of the concave portion 111A of the micro probe 110 is removed (see FIG. 4G). Further, a Ni-W alloy is deposited by using an electroplating method (see FIG. 4H). At the time of this deposition, a substrate 810 having polymer resists 800 and 840 in which recesses 820 are formed in an electrolytic aqueous solution composed of, for example, nickel sulfate, sodium tungstate, sodium citrate, ammonium chloride, and sodium bromide, as described above. And electroplating is performed using the substrate 810 as a cathode.
[0023]
As a result, it was possible to form the substantially bullet-shaped minute probe 110 having the concave portion 111A.
[0024]
The microprobe 110 manufactured in this manner is made of a Ni—W alloy having a high elastic deformation capability with a bending strain of 0.01 or more and not breaking even after complete close contact bending deformation. According to X-ray diffraction measurement, it has been confirmed that this Ni-W alloy has an ultrafine crystalline structure or an amorphous structure, and it has been confirmed that the Ni-W alloy has a high Vickers hardness of 500 DPN or more.
[0025]
On the other hand, the needle probe 120 is fixed with a fixing resin 240 on the lower surface side of the substrate 200. The connection portion, which is the rear end of the needle probe 120, is electrically connected to a wiring pattern 210 formed on the substrate 200 using a lead wire 230.
[0026]
In addition, the probe support member 300 has a first support portion 310 that supports the needle probe 120 and a second support portion 320 that supports the micro probe 110. The first support part 310 is located on a lower surface of the fixing resin 240. Therefore, the first support portion 310 has a through hole 311 through which the rear end portion of the needle probe 120 penetrates. Of course, the through holes 311 are formed corresponding to the arrangement of the electrodes 710 of the LSI chip 700.
[0027]
Further, the second support portion 320 has a through hole 321 formed corresponding to the arrangement of the electrodes 710 of the LSI chip 700. The second support portion 320 is set to a thickness such that the microprobe 110 having a length of about 1 mm penetrates, the upper end surface 111 projects to the upper surface side, and the contact portion 112 projects to the lower surface side. As shown in FIG. 2, the microprobe 110 is attached to the second support 320 via an elastic resin 330 having elasticity. That is, the elastic resin 330 is applied to the upper surface side of the second support 320, and the microprobe 110 is fixed via the elastic resin 330. Therefore, the microprobe 110 is not directly fixed to the second support 320. The upper end surface 111 of the micro probe 110 protrudes from the elastic resin 330.
[0028]
The first support portion 310 and the second support portion 320 thus configured are supported in parallel by a support member 340 hanging down from the lower surface of the substrate 200. At this time, the distance between the first support portion 310 and the second support portion 320 is such that the tip of the needle probe 120 supported by the first support portion 310 is inserted into the concave portion 111A of the micro probe 110 and It is set so as not to contact the bottom surface 111B.
[0029]
Next, measurement of various electrical characteristics of the LSI chip 700 by the vertically operated probe card configured as described above will be described.
[0030]
The LSI chip 700 in the wafer state is sucked on the vacuum suction table 750 located below the vertically operated probe card. In this state, the vacuum suction table 750 is raised to bring the microprobes 110 constituting the probe 100 into contact with the electrodes 710. The vacuum suction table 750 is raised even after the microprobe 110 contacts the electrode 710. This is called overdrive.
[0031]
Then, as shown in FIG. 3, the tip of the needle probe 110 that has entered the concave portion 111A of the micro probe 110 contacts the bottom surface 111B of the concave portion 111A. At this time, the elastic resin 330 supporting the micro-probe 110 is deformed upward, thereby absorbing excessive overdrive. At the same time, the needle probe 120 is also deformed to absorb the overdrive. In this state, signals are exchanged between the LSI chip 700 and a tester (not shown), and the electrical characteristics of the LSI chip 700 are measured.
[0032]
When the measurement is completed, the vacuum suction table 750 is lowered, and the vacuum suction table 750 is moved in the horizontal direction to prepare for the next LSI chip 700 measurement.
[0033]
If the contact resistance of the microprobe 110 is increased by performing a large number of measurements, the microprobe 110 is replaced. However, since the microprobe 110 is made of a Ni-W alloy using a LIGA process, it can withstand at least 50,000 or more contacts. The replacement of the micro probe 110 is performed as follows. First, the second support 320 is removed from the first support 310. The new second support 320 to which the new micro probe 110 is attached is attached to the first support 310. At this time, the tip of the needle probe 120 is surely fitted into the concave portion 111A of the new micro probe 110.
[0034]
In the above-described embodiment, an electrolytic aqueous solution composed of nickel sulfate, sodium tungstate, sodium citrate, ammonium chloride, and sodium bromide is used to precipitate a Ni-W alloy. It may be. By performing the electroplating ammonium iron (III) and (Fe (NH 4) (SO 4) 2 -12H 2 O) with an aqueous electrolyte solution added to the above aqueous electrolytic solution, can be precipitated Ni-Fe alloy.
[0035]
Also, nickel sulfate, sodium tungstate, sodium molybdate (Na 2 MoO 4 -2H 2 O ) ,, sodium citrate, ammonium chloride, the use of the electrolyte solution of sodium bromide to precipitate a Ni-W-Mo alloy be able to.
[0036]
Also in these cases, it is confirmed that the material has a high elastic deformation capability with a bending strain of 0.01 or more, does not break even after complete close contact bending deformation, and has a high Vickers hardness of 500 DPN or more.
[0037]
【The invention's effect】
The vertical actuation type probe according to the present invention is a probe that vertically contacts an electrode of an object to be measured, a substrate on which a wiring pattern to which the probe is connected is formed, and the probe is provided on a lower surface side of the substrate. A probe support member for supporting the probe, the probe having a microprobe perpendicular to the electrode of the object to be measured, and a needle probe whose tip fits into a recess formed in the microprobe. The microprobe has an upper end diameter of 40 to 50 μm , an upper end surface to a contact portion at the lower end is set to 1 mm , and a depth of the concave portion is set to 150 to 200 μm. A first support for supporting the needle-shaped probe, and a second support for supporting the microprobe via an elastic resin applied to the upper surface side, wherein the second support is It has become detachable from the first support portion. For this reason, even if the micro probe having a long life is worn, the micro probe can be replaced together with the second support portion.
[0038]
Further, since the elastic resin is applied on the upper surface side of the second support portion, it is possible to absorb overdrive by deformation of the elastic resin, and to secure an appropriate contact pressure between the microprobe and the electrode. It becomes possible.
[0039]
Further, since the microprobe is formed using the LIGA process, it is formed with high accuracy.
[0040]
Furthermore, since the microprobe is made of a Ni-W alloy or an Fe-W alloy, it can be hard and does not break, can withstand at least 50,000 or more contacts, and has a long life. It can be a vertically operated probe card.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic sectional view of a vertical operation type probe card according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a main part of the vertical operation type probe card according to the embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of a main part of the vertical operation type probe card according to the embodiment of the present invention.
FIG. 4 is an explanatory view showing a manufacturing process of a microprobe used in the vertical operation type probe card according to the embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
REFERENCE SIGNS LIST 100 probe 110 micro probe 111A recess 120 needle probe 200 substrate 300 probe support member

Claims (3)

測定対象物の電極に垂直に接触するプローブと、このプローブが接続される配線パターンが形成された基板と、この基板の下面側に設けられ、前記プローブを支持するプローブ支持部材とを具備しており、前記プローブは、測定対象物の電極に垂直に接触する微小プローブと、この微小プローブに形成された凹部に先端が嵌まり込む針状プローブとを有しており、前記微小プローブは、上端部の直径が40〜50μm上端面から下端の接触部までが1mm前記凹部の深さが150〜200μm設定されており、前記プローブ支持部材は、前記針状プローブを支持する第1支持部と、前記微少プローブを上面側に塗布された弾性樹脂を介して支持する第2支持部とを有しており、前記第2支持部は、第1支持部に対して着脱可能になっていることを特徴とする垂直作動型プローブカード。A probe that vertically contacts the electrode of the measurement object, a substrate on which a wiring pattern to which the probe is connected is formed, and a probe support member provided on the lower surface side of the substrate and supporting the probe is provided. The probe has a microprobe perpendicular to the electrode of the object to be measured and a needle probe whose tip fits into a concave portion formed in the microprobe, and the microprobe has an upper end. The diameter of the portion is set to 40 to 50 μm , the distance from the upper end surface to the contact portion at the lower end is set to 1 mm , the depth of the concave portion is set to 150 to 200 μm , and the probe support member is a first support for supporting the needle probe. And a second support portion for supporting the micro probe via an elastic resin applied to the upper surface side, and the second support portion is detachable from the first support portion. Vertically-acting type probe card according to claim Rukoto. 前記微小プローブは、LIGAプロセスを用いて形成されたことを特徴とする請求項1記載の垂直作動型プローブカード。The probe card according to claim 1, wherein the microprobe is formed by using a LIGA process. 前記微小プローブは、Ni−W合金又はFe−W合金からなることを特徴とする請求項1又は2記載の垂直作動型プローブカード。The vertical operation type probe card according to claim 1, wherein the micro probe is made of a Ni—W alloy or an Fe—W alloy.
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