JP4171094B2

JP4171094B2 - Probe unit

Info

Publication number: JP4171094B2
Application number: JP01645598A
Authority: JP
Inventors: 功田辺; 英博清藤
Original assignee: Micronics Japan Co Ltd
Current assignee: Micronics Japan Co Ltd
Priority date: 1998-01-13
Filing date: 1998-01-13
Publication date: 2008-10-22
Anticipated expiration: 2018-01-13
Also published as: JPH11201990A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、集積回路、液晶表示パネル等の平板状被検査体の通電試験のためのプローブカードに用いられるフィルム状プローブユニットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体集積回路は、一般に、被検査体が仕様書通りに動作するか否かの通電試験をされる。この種の通電試験は、プローブカードを用いて電気的特性を測定することにより行われる。そのようなプローブカードの１つとして、板状部からフィンガー状に伸びる複数のプローブ要素を有する弾性変形可能の複数のフィルム状プローブユニットがある。（たとえば、特開平４−３６３６７１号公報）。
【０００３】
このフィルム状プローブユニット１００は、図９に示すように、ばね性を有する金属層１０２と電気絶縁性を有する樹脂層１０４とを積層した弾性変形可能のフィルム状基板に配線パターンを集積回路の製作に用いられているいわゆる印刷配線技術により形成し、配線パターンの１以上の配線部１０６を含む領域をフィンガー状に分離する複数のスリット１０８をフィルム状基板の一端部に形成して各配線部１０６の一部を板状部１１０からフィンガー状に伸びるプローブ要素１１２としている。
【０００４】
各プローブ要素１１２の先端部（板状部１１０と反対の側）には、一般に、突起すなわちバンプ１１４が適宜な時期にメッキ、接着等により形成される。バンプ１１４は、それらが同一直線上に位置するように、一列にプローブ要素１１２の先端部に形成される。
【０００５】
この種のフィルム状プローブユニット１００は、配線部１０６の他端部（板状部１１０の側の端部）を配線基板の配線部に半田付けし、プローブ要素１１２の側の部位を配線基板に取り付けられたプローブ取付板に組み付けることによりプローブカードに組み立てられる。プローブユニット１００は、各プローブ要素１１２が集積回路に対してある角度を有するように配線基板に組み付けられる。
【０００６】
プローブカードは、１つのプローブユニットが集積回路のパッド（電極部）を有する１つの辺部分に対応するように、パッドを有する辺部分の数と同数のプローブユニットを備える。各プローブユニットは、各プローブ要素１１２が弧状に反るように、バンプ１１４を対応するパッドに押圧される。パッドへのバンプの押圧は、集積回路をプローブカードに対して移動させることにより行われる。
【０００７】
しかし、バンプ１１４を一列に配置したフィルム状プローブユニット１００では、図１０に示すように、集積回路１２０がパッド１２２，１２４を辺部分に複数列（図示の例では、２列）に配置したパッド配列のチップであると、パッド１２２又は１２４に接触しないバンプが存在することになる。このため、従来のプローブユニット１００は、複数列のパッド配列とした集積回路１２０の通電試験用のプローブカードに用いることができない。
【０００８】
上記欠点を解決すべく、図１１に示すプローブユニット１３０のように、検査すべき集積回路１２０のパッド配列に対応させてバンプ１３２，１３４を複数列（図示の例では、２列）に配置にすることが考えられる。
【０００９】
プローブユニット１３０においては、図１２に示すように各プローブ要素１３６，１３８が集積回路１２０に対し角度θを有することから、プローブユニット１３０が集積回路１２０に押圧されるとき、先ず図１２（Ａ）に示すように先端側のバンプ１３２が対応するパッド１２２に接触し、次いで図１２（Ｂ）に示すようにプローブ要素１３６が反るとともに、内側（板状部１１０の側）のバンプ１３４がパッド１２４に接触し、次いでプローブ要素１３６がさらに反るとともに、プローブ要素１３８が反る。
【００１０】
しかし、図１１に示すようなバンプ配列のプローブユニット１３０では、内側のバンプ１３４を有するプローブ要素１３８がその先端を集積回路１２０に接触させた図１２（Ｂ）に示す状態からさらに反らされるから、そのときにプローブ要素１３８の先端と集積回路１２０の表面との間に擦り作用が生じ、その結果プローブ要素１３６、特に配線部１０６の先端エッジ部で集積回路１２０の表面が損傷することを避けることができない。
【００１１】
また、図１３に示すプローブユニット１４０のように、バンプ１３２，１３４を検査すべき集積回路１２０のパッド配列に対応させて複数列（図示の例では、２列）に配置にするとともに、プローブ要素１４２，１４４の長さ寸法を検査すべき集積回路１２０のパッド配列に対応させることが考えられる。しかし、そのようなプローブユニット１４０では、フィンガー状のプローブ要素１３４の長さ寸法を短くすべくプローブ要素１３４の先端部をレーザのような切断手段で切断するとき、隣の長いプローブ要素１３２の側面を破損することが多く、歩留りが悪い。
【００１２】
【解決しようとする課題】
それゆえに、フィルム状プローブユニットにおいては、電極部を複数列に配置した平板状被検査体の検査時にその被検査体を損傷しないにもかかわらず、製作時に隣のプローブ要素を損傷しない形状とすることが好ましい。
【００１３】
【解決手段、作用及び効果】
本発明のプローブユニットは、複数の第１及び第２の電極をジグザグ状に配置した平板状被検査体の通電試験のためのプローブカードに用いられるフィルム状プローブユニットに適用される。そのようなプローブユニットは、フィルム状の板状部と、該板状部からフィンガー状に伸びかつ同じ長さ寸法を有する複数の第１及び第２のプローブ要素とを備える。前記第１及び第２のプローブ要素のそれぞれは先端側の第１の箇所にバンプを有し、前記第２のプローブ要素はさらに前記第１の箇所より前記板状部側の第２の箇所にバンプを有する。前記第１及び第２のプローブ要素は、それぞれ、前記第２及び第１のプローブ要素の間を伸び、前記第１のプローブ要素の前記第１の箇所に設けられたバンプは前記第１の電極に押圧され、前記第２のプローブ要素の前記第２の箇所に設けられたバンプは前記第２の電極に押圧される。
【００１４】
プローブユニットが被検査体に押圧されるとき、先ず第１のプローブ要素の第１の箇所のバンプが電極部に押圧されるとともに、第２のプローブ要素の第１の部位のバンプが被検査体に押圧されることにより、第１及び第２のプローブ要素が反り、次いで第２のプローブ要素の第２の箇所のバンプが電極部に押圧され、第１及び第２のプローブ要素がさらに反る。
【００１５】
このため、第１及び第２のプローブ要素の長さ寸法が同じであっても、第１及び第２のプローブ要素が被検査体の表面に直接接触することがなく、従ってプローブ要素が弧状に反っても、被検査体を損傷するおそれはない。また、プローブ要素の長さ寸法が同じであるから、プローブユニットの製作時に隣のプローブ要素を損傷するおそれがない。
【００１６】
各第２のプローブ要素の第１の箇所に形成されたバンプの少なくとも表面は電気絶縁性を有することができる。これにより、各第２のプローブ要素の第１の箇所に形成されたバンプに起因する被検査体の電極部又は配線部の電気的短絡が防止される。
【００１７】
さらに、板状部から第１及び第２のプローブ要素に伸びる配線部を備え、バンプを配線部に形成してもよい。また、第１のプローブ要素の第１の箇所に形成されたバンプと第２のプローブ要素の第２の箇所に形成されたバンプは同じ形状を有することができる。さらに、各第２のプローブ要素に形成されたバンプは同じ形状を有していてもよいし、異なる形状を有していてもよい。
【００１８】
各第２のプローブ要素に形成されたバンプは当該第２のプローブ要素の長手方向に間隔をおいていてもよい。しかし、各第２のプローブ要素に形成されたバンプを少なくとも部分的に連続させてもよい。
【００１９】
【発明の実施の形態】
図１、図２及び図３を参照するに、フィルム状プローブユニット１０は、フィルム状のプローブ基板１２と、プローブ基板１２に結合されたフィルム状の接続基板１４と、接続基板１４の上に取り付けられた板状のブロック１６とを含む。
【００２０】
プローブ基板１２は、ばね性を有する金属層１８をポリイミドのような電気絶縁性の樹脂層２０の一方の面に積層しており、また複数の配線部（配線パターン）２２を樹脂層２０の他方の面に印刷配線技術により形成している。このため、プローブ基板１２は、ある程度の強靭性及び可撓性を有する。
【００２１】
プローブ基板１２は、幅寸法がほぼ一定の第１の領域と、該第１の領域の後端に続きかつ幅寸法が後方側に向けて漸次増大する第２の領域と、該第２の領域の後端に続きかつほぼ一定の幅寸法を有する第３の領域とを有する。配線部２２は、第１の領域の先端部から第２の領域を経て第３の領域の後端部まで連続して伸びている。隣り合う配線部２２の間隔は、第１の領域においてはほぼ同じであるが、第２領域においては漸次増大し、第３の領域においてほぼ同じである。
【００２２】
プローブ基板１２の第１の領域は、スリット２４により１以上の配線部２２を含むフィンガー状の複数のプローブ要素２６，２８に分離されており、したがってプローブ領域として作用する。プローブ基板１２のうち、プローブ領域以外の領域は、板状部として作用する。プローブ要素２６，２８は、同じ先端位置及び同じ長さ寸法を有する。
【００２３】
各プローブ要素２６は、通電試験時に集積回路の端子部に押圧される接触子として作用するバンプ（突起）３０を先端部に有する。これに対し、各プローブ要素２８は、同種のバンプ３２，３４を先端部に有する。プローブ要素の長手方向におけるバンプ３２の位置は、バンプ３０とほぼ同じである。しかし、バンプ３４は、バンプ３２から内側（第２の領域の側）へ後退した位置に形成されている。
【００２４】
図に示すプローブユニット１０は、パッド配列（電極部配列）が２列の図１０に示す集積回路チップの通電試験に用いるものであることから、バンプ配列を２列にしているが、バンプ配列は検査すべき被検査体のパッド配列に対応する配列にすればよい。
【００２５】
バンプ３０，３２，３４は、同じ大きさの半球状の突起であり、また、ニッケルのような導電性の材料で形成されている。しかし、バンプ３２を電気絶縁材料で形成するか、電気絶縁性の膜をバンプ３２の少なくとも表面に形成することが好ましい。
【００２６】
プローブ基板１２は、たとえば、金属層１８を樹脂層２０に一方の面に積層して弾性変形可能のフィルム状部材（フィルム状積層体）を形成し、該フィルム状部材の他方の面に配線パターンを印刷配線技術により形成し、第１の領域を複数のスリット２４によりフィンガー状に分離することにより形成することができる。バンプ３０，３２，３４は、適宜な時期にメッキ、接着、コーティング等により形成される。
【００２７】
接続基板１４の配線は、その配線部３６が多層構造となるように、ポリイミドのような電気絶縁材料製のベースに印刷配線技術のような適宜な手法により複数層に形成されている。このため、接続基板１４は、ある程度の強靭性及び可撓性を有する。
【００２８】
接続基板１４は、幅寸法がプローブ基板１２の第３の領域とほぼ同じ長方形の領域と、該長方形の領域の後端に続きかつ幅寸法が後端側に向けて漸次増大する扇形状の領域とにより、ほぼ扇形状に形成されている。配線部３６は、長方形の領域の先端部から扇形状の領域の後端部まで連続して形成されている。隣り合う配線部３６の間隔は、それぞれ、長方形の領域においてはほぼ同じであるが、扇形状の領域においては後端側に向けて漸次増大する。
【００２９】
接続基板１４は、さらに、各配線部３６の後端部に電気的に接続された複数の接続部３８を後端部に有する。各接続部３８は導電性のスルーホールである。接続部３６は、接続基板１４の後端部に複数列（図示の例では、４列）に形成されている。
【００３０】
プローブ基板１２と接続基板１４とを結合する前においては、プローブ基板１２の配線部２２は全体的に露出されており、また、接続基板１４の配線部３６は一端部（先端部）において露出されている。プローブ基板１２は、配線部２２を下側とした状態で後端部を接続基板１４の先端部上側に異方導電性フィルム（図示せず）を間にして重ねられ、熱圧着される。これにより、プローブ基板１２及び接続基板１４は、それぞれ、先端部及び後端部において互いに結合される。
【００３１】
異方導電性フィルムは、厚さ方向に配置された多数の金属細線等により厚さ方向には導電性を有するが、他の方向には導電性を有しない。このため、プローブ基板１２の配線部２２及び接続基板１４の配線部３６は、それぞれ、後端部及び先端部において、異方導電性フィルムにより一対一の形に電気的に接続されている。
【００３２】
ブロック１６は、ほぼＴ字状の形を有しており、また上方に開放する2 組の穴４０，４２を有する。一方の穴４０は、ねじ穴であり、またプローブ要素２６の長手方向に間隔をおいている。他方の穴４２は、穴４０の先端側に形成された一般的な穴であり、またプローブ要素２６，２８の配列方向（プローブ要素の長手方向と直角の方向）に間隔をおいている。
【００３３】
ブロック１６は、穴４２が穴４０より先端側となるように、プローブ基板１２の上側に接着剤４４により接着されている。プローブユニット１０は、プローブ基板１２と接続基板１４とを結合させ、次いでブロック１６をプローブ基板１２の上側に接着することにより、図１に示すように組み立てることができる。
【００３４】
プローブユニット１０は、プローブ基板１２を接続基板１４と別個に製作することができるから、精密なプローブ要素２６，２８を容易に製作することができる。しかし、プローブ基板１２と接続基板１４とを一体的に形成してもよい。
【００３５】
図４及び図５を参照するに、プローブカード５０は、上記した構造を有する複数（図示の例では、４つ）のプローブユニット１０を用いる。プローブカード５０は、４つのプローブユニット１０のほかに、円板状の配線基板５２と、配線基板５２に組み付けられた矩形のプローブ取付板５４と、取付板５４に組み付けられた板状のスペーサ５６とを含む。
【００３６】
配線基板５２は、十字状の開口５８を中央部に有しかつプローブユニット１０の接続部３８に接続された複数の接続部６０を開口５８の周りに有し、試験機に電気的に接続される複数のテスターランド６２を接続部６０の周りに有し、さらに２層構造の配線部（図示せず）を接続部６０とテスターランド６２との間に有する。
【００３７】
プローブ取付版５４は、矩形の開口６６を有しており、また開口６６が開口５８と同軸になるように各隅角部においてねじ６８により配線基板５２の上側に組み付けられている。取付板５４は、また、３対の貫通穴７０，７２，７４を四角形の各辺に対応する個所のそれぞれに有するとともに、ねじ穴７６を４つの各隅角部に有する。
【００３８】
貫通穴７０はブロック１６のねじ穴４０に対応する位置に形成されており、貫通穴７２はブロック１６の貫通穴４２に対応する位置に形成されている。貫通穴７４は、貫通穴７０の配置位置を間にして互いに間隔をおいている。
【００３９】
スペーサ５６は、配線基板５２の開口５８と相似のほぼ十字状の形を有しており、また開口５８内に配置されている。スペーサ５６も、貫通穴７０及び７２にそれぞれ対応する２対４組の貫通穴７８及び８０を有する。取付板５４及びスペーサ５６の各貫通穴７２，８０は、ブロック１６の貫通穴４２より大きい直径寸法を有する。
【００４０】
スペーサ５６は、また、プローブ取付板５４の開口６６とほぼ同じ形状の開口８２を有しており、開口８２が開口６６と同軸になりかつ貫通穴７８，８０が貫通穴７０，７２とほぼ整合するように、取付板５４の各貫通穴７４に通されたねじ８４により取付板５４の下側に組み付けられている。
【００４１】
各ブロック１６は、プローブ要素の先端部が開口６６，８２の位置に突出する状態にスペーサ５６に重ねられ、取付板５４及びスペーサ５６の貫通穴７０，７８に通されてブロック１６のねじ穴４０にねじ込まれたねじ８６によりスペーサ５６を介してプローブ取付板５４に取り付けられている。
【００４２】
スペーサ５６を全てのプローブユニット１０で共通に利用する代わりに、プローブユニット１０毎にスペーサ５６を設けてもよい。この場合、各スペーサの形状をブロック１６に類似した形状とすることができる。
【００４３】
プローブカード５０は、たとえば、各プローブユニット１０を上記のように予め製作し、プローブ取付板５４及びスペーサ５６を上記したように配線基板５２に予め取り付けた状態において、先ず各プローブユニット１０の接続部３８を配線基板５２の対応する接続部６０にピン及び半田等により固定し、次いで各プローブユニット１０のブロック１６をスペーサ５６を介してプローブ取付板５４の対応する個所にねじ８６で取り付けることにより、組み立てることができる。
【００４４】
プローブユニット１０は、各プローブ要素２６，２８の先端側ほど下方となるように、配線基板５２に対し角度を有する状態に組み付けられる。また、プローブユニット１０は、ブロック１６が取付板５４に組み付けられるとき、プローブ要素２６，２８の先端が配線基板５２に対し所定の位置になるように、プローブユニット１０毎に位置合わせをされる。各プローブユニット１０の位置合わせは、ブロック１６がスペーサ５６に対し移動可能な程度にねじ８６を緩めた状態で、マニピュレータを用いて行うことができる。
【００４５】
プローブユニット１０を配線基板５２に取り付けるとき、各プローブユニット１０を図５に示すように接続基板１４において湾曲させることができる。また、接続基板１４が弾性変形し難い場合、図５に示すように接続基板１４にその幅方向全体にわたる湾曲部４６を形成しておくならば、プローブユニット１０はその湾曲部において容易に弾性変形し、配線基板５２へのプローブ要素の組付けが容易になる。
【００４６】
プローブカード５０に組み立てられたプローブユニット１０は、バンプ３０，３４を検査装置において被検査体である集積回路のパッドに押圧され、それにより各プローブ要素２６，２８は弧状に反る。
【００４７】
プローブユニット１０が集積回路１２０に押圧されるとき、先ず図６（Ａ）に示すように先端側のバンプ３０が集積回路１２０の対応するパッド１２２に接触し、次いで図６（Ｂ）に示すようにプローブ要素２６がわずかに反るとともに、バンプ３２が集積回路１２０の表面に接触し、次いで図６（Ｃ）に示すようにプローブ要素２６がさらに反るとともに、バンプ３４がパッド１２４に接触してプローブ要素２８が反る。
【００４８】
上記のように、プローブユニット１０によれば、プローブ要素２６，２８の長さ寸法が同じであるにもかかわらず、プローブ要素２６，２８の先端、特にエッジ部が集積回路１２０の表面に直接接触せず、従ってプローブ要素２６，２８が弧状に反っても、集積回路１２０を損傷するおそれはない。また、プローブ要素２６，２８の長さ寸法が同じであるから、プローブユニットの製作時に隣のプローブ要素を損傷するおそれがない。
【００４９】
なお、パッドに接触しないいわゆるダミーバンプ３２をパッドに接触するバンプ３０，３４と同じ形状とする代わりに、パッドに接触しないダミーバンプ３２を図７及び図８に示すようにパッドに接触するバンプ３０，３４と異なる形状にしてもよい。また、パッドに接触しないダミーバンプをプローブ要素２６の側にも設けてもよい。さらに、各プローブ要素２６，２８に複数のバンプを形成した場合、それらのバンプを連ねてもよく、この場合、パッドに接触するバンプの突出高さをパッドに接触しないダミーバンプのそれより大きくすることができる。
【００５０】
本発明は、上記実施例に限定されない。たとえば、本発明は、集積回路、特に回路チップの通電試験に用いるプローブユニット及びプローブカードとして好適であるが、液晶表示パネルのような他の平板状被検査体の通電試験に用いるプローブユニット及びプローブカードにも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るプローブユニットの一実施例を示す平面図である。
【図２】図１に示すプローブユニットの側面図である。
【図３】図１に示すプローブユニットのプローブ要素部分の拡大斜視図である。
【図４】図１に示すプローブユニットを用いたプローブカードの一実施例を示す平面図である。
【図５】図４の５−５線に沿って得た断面図である。
【図６】図１に示すプローブユニットのプローブ要素の動作状態を説明するための図である。
【図７】プローブ要素の他の一実施例を示す断面図である。
【図８】図７に示すプローブ要素の底面図である。
【図９】従来のプローブユニットの一例を示す斜視図である。
【図１０】検査すべき集積回路チップのパッド配列の一例を示す平面図である。
【図１１】従来のプローブユニットの他の例を示す斜視図である。
【図１２】図１１に示すプローブユニットの動作を説明するための図である。
【図１３】従来のプローブユニットのさらに他の例を示す斜視図である。
【符号の説明】
１０プローブユニット
１２プローブ基板
１４接続基板
１６プローブブロック
１８金属層
２０樹脂層
２２プローブユニットの配線部
２４スリット
２６，２８プローブ要素
３０，３２，３４バンプ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a film-like probe unit used in a probe card for conducting a current test of a flat object such as an integrated circuit or a liquid crystal display panel.
[0002]
[Prior art]
In general, a semiconductor integrated circuit is subjected to an energization test to determine whether or not a device under test operates according to specifications. This type of energization test is performed by measuring electrical characteristics using a probe card. One such probe card is a plurality of elastically deformable film-like probe units having a plurality of probe elements extending in a finger shape from a plate-like portion. (For example, JP-A-4-363671).
[0003]
As shown in FIG. 9, the film-like probe unit 100 has a wiring pattern formed on an elastically deformable film-like substrate in which a metal layer 102 having spring properties and a resin layer 104 having electrical insulation properties are laminated. A plurality of slits 108 that are formed by a so-called printed wiring technique used in the manufacturing process and separate a region including one or more wiring portions 106 of the wiring pattern in a finger shape are formed at one end portion of the film-like substrate to form each wiring portion 106. A probe element 112 extending in a finger shape from the plate-like part 110 is used as a part of the probe element 112.
[0004]
In general, a projection, that is, a bump 114 is formed at an appropriate time on a tip portion (a side opposite to the plate-like portion 110) of each probe element 112 by plating, bonding, or the like. The bumps 114 are formed at the tip of the probe element 112 in a row so that they are located on the same straight line.
[0005]
In this type of film-like probe unit 100, the other end portion (the end portion on the plate-like portion 110 side) of the wiring portion 106 is soldered to the wiring portion of the wiring substrate, and the portion on the probe element 112 side is attached to the wiring substrate. The probe card is assembled by assembling to the attached probe mounting plate. The probe unit 100 is assembled to the wiring board so that each probe element 112 has an angle with respect to the integrated circuit.
[0006]
The probe card includes the same number of probe units as the number of side portions having pads so that one probe unit corresponds to one side portion having pads (electrode portions) of an integrated circuit. Each probe unit presses the bump 114 against the corresponding pad so that each probe element 112 warps in an arc shape. The bumps are pressed against the pads by moving the integrated circuit with respect to the probe card.
[0007]
However, in the film-like probe unit 100 in which the bumps 114 are arranged in a row, as shown in FIG. 10, the integrated circuit 120 has pads 122 and 124 arranged in a plurality of rows (two rows in the illustrated example) on the side portion. In the case of an array chip, bumps that do not contact the pads 122 or 124 exist. Therefore, the conventional probe unit 100 cannot be used for a probe card for an energization test of the integrated circuit 120 having a plurality of rows of pads.
[0008]
In order to solve the above disadvantages, bumps 132 and 134 are arranged in a plurality of rows (in the example shown, two rows) corresponding to the pad arrangement of the integrated circuit 120 to be inspected as in the probe unit 130 shown in FIG. It is possible to do.
[0009]
In the probe unit 130, as shown in FIG. 12, each probe element 136, 138 has an angle θ with respect to the integrated circuit 120. Therefore, when the probe unit 130 is pressed against the integrated circuit 120, first, FIG. As shown in FIG. 12, the bump 132 on the front end side contacts the corresponding pad 122, and then, as shown in FIG. 12B, the probe element 136 warps and the bump 134 on the inner side (the plate-like portion 110 side) 124, then probe element 136 is further warped and probe element 138 is warped.
[0010]
However, in the probe unit 130 having the bump arrangement as shown in FIG. 11, the probe element 138 having the inner bump 134 is further warped from the state shown in FIG. Then, a rubbing action occurs between the tip of the probe element 138 and the surface of the integrated circuit 120 at that time, and as a result, the surface of the integrated circuit 120 is damaged at the probe element 136, particularly at the tip edge portion of the wiring portion 106. Inevitable.
[0011]
Further, like the probe unit 140 shown in FIG. 13, the bumps 132 and 134 are arranged in a plurality of rows (two rows in the illustrated example) corresponding to the pad arrangement of the integrated circuit 120 to be inspected, and the probe elements. It is conceivable that the lengths 142 and 144 correspond to the pad arrangement of the integrated circuit 120 to be inspected. However, in such a probe unit 140, when the tip of the probe element 134 is cut by a cutting means such as a laser in order to shorten the length of the finger-like probe element 134, the side surface of the adjacent long probe element 132 is used. Are often damaged and the yield is poor.
[0012]
[Problems to be solved]
Therefore, in the film-like probe unit, a shape in which the adjacent probe element is not damaged at the time of manufacture although the object to be inspected is not damaged at the time of inspecting the flat object to be inspected in which the electrode portions are arranged in a plurality of rows. It is preferable.
[0013]
[Solution, action and effect]
The probe unit of the present invention is applied to a film-like probe unit used in a probe card for conducting a current test of a plate-like object to be inspected in which a plurality of first and second electrodes are arranged in a zigzag shape. Such a probe unit includes a film-like plate-like portion and a plurality of first and second probe elements extending in a finger shape from the plate-like portion and having the same length dimension. Each of the first and second probe elements has a bump at a first location on the tip side, and the second probe element is further on a second location on the plate-like part side than the first location. Has bumps. The first and second probe elements extend between the second and first probe elements, respectively, and the bump provided at the first location of the first probe element is the first electrode. The bump provided at the second location of the second probe element is pressed against the second electrode.
[0014]
When the probe unit is pressed against the object to be inspected, first, the bump at the first location of the first probe element is pressed against the electrode portion, and the bump at the first part of the second probe element is also inspected. , The first and second probe elements are warped, and then the bumps at the second location of the second probe element are pressed against the electrode portion, and the first and second probe elements are further warped. .
[0015]
For this reason, even if the length dimensions of the first and second probe elements are the same, the first and second probe elements do not directly contact the surface of the object to be inspected. Even if it is warped, there is no risk of damaging the object. Moreover, since the length dimension of the probe element is the same, there is no possibility of damaging the adjacent probe element when the probe unit is manufactured.
[0016]
At least the surface of the bump formed at the first location of each second probe element can have electrical insulation. Thereby, an electrical short circuit of the electrode part or the wiring part of the object to be inspected due to the bump formed at the first location of each second probe element is prevented.
[0017]
Furthermore, a wiring part extending from the plate-like part to the first and second probe elements may be provided, and bumps may be formed on the wiring part. Also, the bump formed at the first location of the first probe element and the bump formed at the second location of the second probe element can have the same shape. Furthermore, the bumps formed on each second probe element may have the same shape or different shapes.
[0018]
The bumps formed on each second probe element may be spaced apart in the longitudinal direction of the second probe element. However, the bumps formed on each second probe element may be at least partially continuous.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Referring to FIGS. 1, 2, and 3, the film-like probe unit 10 is mounted on a film-like probe board 12, a film-like connection board 14 coupled to the probe board 12, and the connection board 14. Plate-like block 16.
[0020]
The probe substrate 12 is formed by laminating a metal layer 18 having a spring property on one surface of an electrically insulating resin layer 20 such as polyimide, and a plurality of wiring portions (wiring patterns) 22 on the other side of the resin layer 20. The surface is formed by printed wiring technology. For this reason, the probe substrate 12 has a certain level of toughness and flexibility.
[0021]
The probe substrate 12 includes a first region having a substantially constant width dimension, a second region that continues from the rear end of the first region and has a width dimension that gradually increases toward the rear side, and the second region. And a third region continuing from the rear end and having a substantially constant width dimension. The wiring portion 22 continuously extends from the tip end portion of the first region to the rear end portion of the third region via the second region. The interval between the adjacent wiring portions 22 is substantially the same in the first region, but gradually increases in the second region, and is substantially the same in the third region.
[0022]
The first region of the probe substrate 12 is separated into a plurality of finger-like probe elements 26 and 28 including one or more wiring portions 22 by the slit 24, and thus acts as a probe region. Of the probe substrate 12, the region other than the probe region functions as a plate-like portion. The probe elements 26, 28 have the same tip position and the same length dimension.
[0023]
Each probe element 26 has a bump (protrusion) 30 that acts as a contact that is pressed against the terminal portion of the integrated circuit during an energization test. On the other hand, each probe element 28 has bumps 32 and 34 of the same type at the tip. The position of the bump 32 in the longitudinal direction of the probe element is substantially the same as that of the bump 30. However, the bump 34 is formed at a position retracted from the bump 32 inward (second region side).
[0024]
Since the probe unit 10 shown in the figure is used for the current test of the integrated circuit chip shown in FIG. 10 having two rows of pad arrangements (electrode portion arrangement), the bump arrangement is two rows. An array corresponding to the pad array of the object to be inspected may be used.
[0025]
The bumps 30, 32, and 34 are hemispherical protrusions of the same size, and are formed of a conductive material such as nickel. However, it is preferable to form the bumps 32 with an electrically insulating material or to form an electrically insulating film on at least the surface of the bumps 32.
[0026]
For example, the probe substrate 12 is formed by laminating a metal layer 18 on one surface of the resin layer 20 to form an elastically deformable film-like member (film-like laminate), and a wiring pattern on the other surface of the film-like member. Can be formed by a printed wiring technique and the first region is separated into fingers by a plurality of slits 24. The bumps 30, 32, and 34 are formed by plating, adhesion, coating, or the like at an appropriate time.
[0027]
The wiring of the connection substrate 14 is formed in a plurality of layers by an appropriate method such as a printed wiring technique on a base made of an electrically insulating material such as polyimide so that the wiring portion 36 has a multilayer structure. For this reason, the connection substrate 14 has a certain level of toughness and flexibility.
[0028]
The connection board 14 has a rectangular area whose width dimension is substantially the same as the third area of the probe board 12, and a fan-shaped area that continues from the rear end of the rectangular area and gradually increases in width toward the rear end side. Thus, it is formed in a substantially fan shape. The wiring part 36 is continuously formed from the front end of the rectangular area to the rear end of the fan-shaped area. The intervals between the adjacent wiring portions 36 are substantially the same in the rectangular region, but gradually increase toward the rear end side in the fan-shaped region.
[0029]
The connection board 14 further includes a plurality of connection portions 38 electrically connected to the rear end portions of the respective wiring portions 36 at the rear end portions. Each connection portion 38 is a conductive through hole. The connection portions 36 are formed in a plurality of rows (four rows in the illustrated example) at the rear end portion of the connection substrate 14.
[0030]
Before the probe board 12 and the connection board 14 are joined, the wiring part 22 of the probe board 12 is exposed as a whole, and the wiring part 36 of the connection board 14 is exposed at one end (tip part). ing. The probe substrate 12 is stacked with an anisotropic conductive film (not shown) interposed between the rear end portion and the upper end portion of the connection substrate 14 with the wiring portion 22 on the lower side, and is thermocompression bonded. Thereby, the probe board | substrate 12 and the connection board | substrate 14 are mutually couple | bonded in the front-end | tip part and the rear-end part, respectively.
[0031]
The anisotropic conductive film has conductivity in the thickness direction due to a large number of thin metal wires arranged in the thickness direction, but does not have conductivity in other directions. For this reason, the wiring part 22 of the probe board 12 and the wiring part 36 of the connection board 14 are electrically connected in a one-to-one manner by the anisotropic conductive film at the rear end part and the front end part, respectively.
[0032]
The block 16 has a substantially T-shape and has two pairs of holes 40 and 42 that open upward. One hole 40 is a screw hole and is spaced in the longitudinal direction of the probe element 26. The other hole 42 is a general hole formed on the tip side of the hole 40 and is spaced in the arrangement direction of the probe elements 26 and 28 (direction perpendicular to the longitudinal direction of the probe elements).
[0033]
The block 16 is bonded to the upper side of the probe substrate 12 with an adhesive 44 so that the hole 42 is on the tip side of the hole 40. The probe unit 10 can be assembled as shown in FIG. 1 by bonding the probe substrate 12 and the connection substrate 14 and then bonding the block 16 to the upper side of the probe substrate 12.
[0034]
In the probe unit 10, the probe substrate 12 can be manufactured separately from the connection substrate 14, so that precise probe elements 26 and 28 can be easily manufactured. However, the probe substrate 12 and the connection substrate 14 may be integrally formed.
[0035]
4 and 5, the probe card 50 uses a plurality (four in the illustrated example) of probe units 10 having the above-described structure. In addition to the four probe units 10, the probe card 50 includes a disk-shaped wiring board 52, a rectangular probe mounting plate 54 assembled to the wiring board 52, and a plate-shaped spacer 56 assembled to the mounting board 54. Including.
[0036]
The wiring board 52 has a cross-shaped opening 58 at the center and a plurality of connecting portions 60 connected to the connecting portion 38 of the probe unit 10 around the opening 58, and is electrically connected to the testing machine. A plurality of tester lands 62 are provided around the connection part 60, and a two-layer wiring part (not shown) is provided between the connection part 60 and the tester land 62.
[0037]
The probe mounting plate 54 has a rectangular opening 66 and is assembled to the upper side of the wiring board 52 by screws 68 at each corner so that the opening 66 is coaxial with the opening 58. The mounting plate 54 has three pairs of through holes 70, 72, and 74 at positions corresponding to the sides of the quadrangle, and has screw holes 76 at four corners.
[0038]
The through hole 70 is formed at a position corresponding to the screw hole 40 of the block 16, and the through hole 72 is formed at a position corresponding to the through hole 42 of the block 16. The through holes 74 are spaced apart from each other with the arrangement positions of the through holes 70 therebetween.
[0039]
The spacer 56 has a substantially cross shape similar to the opening 58 of the wiring substrate 52, and is disposed in the opening 58. The spacer 56 also has two pairs of four through holes 78 and 80 corresponding to the through holes 70 and 72, respectively. Each of the through holes 72 and 80 of the mounting plate 54 and the spacer 56 has a larger diameter dimension than the through hole 42 of the block 16.
[0040]
The spacer 56 also has an opening 82 having substantially the same shape as the opening 66 of the probe mounting plate 54. The opening 82 is coaxial with the opening 66 and the through holes 78 and 80 are substantially aligned with the through holes 70 and 72. As shown in the figure, the mounting plate 54 is assembled to the lower side of the mounting plate 54 with screws 84 passed through the through holes 74.
[0041]
Each block 16 is overlaid on the spacer 56 so that the tip of the probe element protrudes to the position of the openings 66, 82, and is passed through the mounting plate 54 and the through holes 70, 78 of the spacer 56, and the screw holes 40 of the block 16. It is attached to the probe mounting plate 54 via a spacer 56 by a screw 86 screwed into the probe.
[0042]
Instead of using the spacer 56 in common for all the probe units 10, the spacer 56 may be provided for each probe unit 10. In this case, the shape of each spacer can be a shape similar to the block 16.
[0043]
In the probe card 50, for example, in the state where each probe unit 10 is manufactured in advance as described above, and the probe mounting plate 54 and the spacer 56 are previously mounted on the wiring board 52 as described above, first, the connecting portion of each probe unit 10 is connected. 38 is fixed to the corresponding connection portion 60 of the wiring board 52 by pins and solder, and then the block 16 of each probe unit 10 is attached to the corresponding portion of the probe mounting plate 54 via the spacer 56 with the screw 86, Can be assembled.
[0044]
The probe unit 10 is assembled in a state having an angle with respect to the wiring board 52 so that the tip side of each probe element 26, 28 is lower. The probe unit 10 is aligned for each probe unit 10 so that the tips of the probe elements 26 and 28 are in a predetermined position with respect to the wiring board 52 when the block 16 is assembled to the mounting plate 54. The alignment of each probe unit 10 can be performed using a manipulator with the screw 86 loosened to such an extent that the block 16 can move relative to the spacer 56.
[0045]
When the probe unit 10 is attached to the wiring board 52, each probe unit 10 can be bent on the connection board 14 as shown in FIG. Further, when the connection substrate 14 is difficult to elastically deform, the probe unit 10 can be easily elastically deformed in the curved portion if the curved portion 46 is formed in the entire width direction on the connection substrate 14 as shown in FIG. In addition, the assembly of the probe element to the wiring board 52 is facilitated.
[0046]
In the probe unit 10 assembled on the probe card 50, the bumps 30 and 34 are pressed by the pads of the integrated circuit which is an object to be inspected in the inspection apparatus, whereby the probe elements 26 and 28 warp in an arc shape.
[0047]
When the probe unit 10 is pressed against the integrated circuit 120, first, the bump 30 on the tip side contacts the corresponding pad 122 of the integrated circuit 120 as shown in FIG. 6A, and then as shown in FIG. 6B. The probe element 26 slightly warps and the bump 32 contacts the surface of the integrated circuit 120, and then the probe element 26 further warps and the bump 34 contacts the pad 124 as shown in FIG. Accordingly, the probe element 28 is warped.
[0048]
As described above, according to the probe unit 10, the tips of the probe elements 26, 28, particularly the edges, directly contact the surface of the integrated circuit 120 even though the lengths of the probe elements 26, 28 are the same. Thus, there is no risk of damaging the integrated circuit 120 if the probe elements 26, 28 are arced. Further, since the length dimensions of the probe elements 26 and 28 are the same, there is no possibility of damaging the adjacent probe element when the probe unit is manufactured.
[0049]
Instead of making the so-called dummy bumps 32 that do not contact the pads the same shape as the bumps 30 and 34 that contact the pads, the dummy bumps 32 that do not contact the pads are bumps 30 and 34 that contact the pads as shown in FIGS. Different shapes may be used. A dummy bump that does not contact the pad may also be provided on the probe element 26 side. Further, when a plurality of bumps are formed on each probe element 26, 28, the bumps may be connected, and in this case, the protruding height of the bump contacting the pad is made larger than that of the dummy bump not contacting the pad. Can do.
[0050]
The present invention is not limited to the above embodiments. For example, the present invention is suitable as a probe unit and a probe card for use in an energization test of an integrated circuit, particularly a circuit chip. It can also be applied to cards.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view showing an embodiment of a probe unit according to the present invention.
FIG. 2 is a side view of the probe unit shown in FIG.
3 is an enlarged perspective view of a probe element portion of the probe unit shown in FIG. 1. FIG.
4 is a plan view showing an embodiment of a probe card using the probe unit shown in FIG. 1. FIG.
FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line 5-5 of FIG.
6 is a diagram for explaining an operating state of a probe element of the probe unit shown in FIG. 1. FIG.
FIG. 7 is a cross-sectional view showing another embodiment of the probe element.
8 is a bottom view of the probe element shown in FIG.
FIG. 9 is a perspective view showing an example of a conventional probe unit.
FIG. 10 is a plan view showing an example of a pad array of an integrated circuit chip to be inspected.
FIG. 11 is a perspective view showing another example of a conventional probe unit.
12 is a view for explaining the operation of the probe unit shown in FIG. 11; FIG.
FIG. 13 is a perspective view showing still another example of a conventional probe unit.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Probe unit 12 Probe board 14 Connection board 16 Probe block 18 Metal layer 20 Resin layer 22 Probe unit wiring part 24 Slit 26, 28 Probe element 30, 32, 34 Bump

Claims

A film-like probe unit used in a probe card for a current test of a plate-like object to be inspected in which a plurality of first and second electrodes are arranged in a zigzag shape,
A film-like plate-like portion, and a plurality of first and second probe elements extending in a finger shape from the plate-like portion and having the same length, each of the first and second probe elements being Bumps are provided at the first locations on the front end side, and the second probe element further has bumps at the second locations on the plate-like part side from the first locations, and the first and second Probe elements each extend between the second and first probe elements, and a bump provided at the first location of the first probe element is pressed against the first electrode, and the second electrode A film-like probe unit in which a bump provided at the second location of the probe element is pressed against the second electrode.

The probe unit according to claim 1, wherein at least a surface of a bump formed at a first location of each second probe element has electrical insulation.

The probe unit according to claim 1, further comprising a wiring portion extending from the plate-like portion to the first and second probe elements, wherein the bump is formed in the wiring portion.

The probe according to claim 1, 2 or 3, wherein the bump formed at the first location of the first probe element and the bump formed at the second location of the second probe element have the same shape. unit.

The probe unit according to claim 1, 2 or 3, wherein the bumps formed on each second probe element have different shapes.

The probe unit according to claim 1, wherein the bumps formed on each second probe element are spaced apart in the longitudinal direction of the second probe element.

The probe unit according to any one of claims 1 to 5, wherein the bumps formed on each second probe element are at least partially continuous.