JP4220923B6 - プローブカード - Google Patents

Description

本発明は測定対象の電気的諸特性を測定するのに使用するプローブカードに関する。

この種のプローブカードとしては、支持基板と、この支持基板に設けられたプローブとを有する基本構成となっており、前記プローブを電極に接触させた後、押圧( オーバードライブ) させ、これによりプローブの所定の接触圧を確保する一方、プローブを電極の面上で横方向に滑らせ( スクラブを発生させる) 、これによりプローブと電極との電気的導通を図っているものがある( 特許文献１参照) 。

特開２００２−２７７４８５号公報

ところが、プローブカードにおいては、近年の測定対象の高集積化に伴ってプローブが微細化されている。このようにプローブを微細化すると、プローブ自体の剛性が弱くなる。よって、当該プローブに従来例の如くオーバードライブを行うと、その負荷に耐えられず、プローブが破損して場合がある。このため、測定対象の高集積化に対応することが困難になっている。

本発明は、上記事情に鑑みて創案されたものであって、その目的とするところは、プローブを微細化してもオーバードライブによる負荷に耐え得るようにし、これにより高集積化された測定対象に対応することができるプローブカードを提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のプローブカードは、支持基板と、この支持基板に設けられており且つ当該支持基板の面方向に向けて湾曲した片持ち状のプローブと、前記支持基板のプローブ配設面に設けられ、当該支持基板のプローブ配設面と前記プローブの支持基板対向面との間に位置する当接部材とを具備しており、前記当接部材と前記プローブの支持基板対向面との間には所定の空隙を有しており、前記プローブは、半円弧状のプローブであって、一端が支持基板に支持された略１／４円弧状の第１の湾曲部と、この第１の湾曲部の他端と連設されており且つ当該第１の湾曲部より若干短くされた略１／４円弧状の第２の湾曲部とを有しており、前記プローブの頂部に作用する力に応じて、当該頂部が前記支持基板に近づく方向に弾性変形して前記当接部材に当接し、前記第２の湾曲部の先端部が支持基板のプローブ配設面に当接するようになっていることを特徴としている。

また、前記当接部材は弾性体で構成され、且つ当接部材の外周面はプローブの湾曲部の曲がりに沿った形状となっていることが好ましい。

本発明の請求項１に係るプローブカードによる場合、プローブの頂部を電極に接触させ、その後、オーバードライブを行うと、当該プローブが弾性変形して当接部材に当接する。これにより、オーバードライブによる負荷を吸収することができると共に、プローブが所定以上弾性変形することがなくなるので、微細化したプローブであっても、従来例の如く破損することがない。この結果、高集積化された測定対象に対応することが可能になる。

しかも、前記プローブが半円弧状であるので、プローブの頂部が電極に接触し、その後、オーバードライブが行われると、当該プローブが当接部材に当接する他、当該プローブの第２の湾曲部の先端部が基板に当接する。これによっても、オーバードライブによる負荷を吸収することができるので、プローブの破損を防ぐ上でメリットがある。

本発明の請求項２に係るプローブカードによる場合、当接部材にプローブが当接することにより当該プローブが欠けたりすることを防止することができる。

本発明の請求項３に係るプローブカードによる場合、当接部材の外周面がプローブの湾曲部の曲がりに沿った形状になっているので、弾性変形したプローブが当接部材に当接する面積が広くなる。このため、オーバードライブによる負荷を吸収し易くなり、請求項１の効果を得る上でメリットがある。

以下、本発明の実施の形態に係るプローブカードについて説明する。図１は本発明の実施の形態に係るプローブカードの模式的断面図、図２は同プローブカードの使用状態を示す模式的断面図、図３は同プローブカードの設計変更例を示す模式的断面図である。

図１に示すプローブカードＡは、測定対象Ｂの図外の測定装置のセンシング部分であって、測定装置のプローバに保持され、これにより測定対象Ｂと対向配置される支持基板１００と、この支持基板１００の表面上に形成される複数のプローブ２００と、支持基板１００に設けられる当接部材３００とを具備した構成となっている。以下、各部を詳しく説明する。

支持基板１００については、例えば測定対象と線膨張係数が近いシリコン基板等を用いる。この支持基板１００の面上には、図示しない配線パターンが形成されている。また、支持基板１００の縁部には図示しない外部電極が設けられている。この外部電極は前記配線パターンを介してプローブ２００と電気的に接続されている。

プローブ２００は、支持基板１００の面上にレジストを塗布し、このレジストにパターンを形成し、このパターンにメッキを形成し、これを繰り返すことによって当該支持基板１００の面上に一体的に形成される。

このプローブ２００は、半円弧状のプローブであって、一端が支持基板１００に支持されており且つ当該支持基板１００の面方向に向けて湾曲した１／４円弧状の第１の湾曲部２１０と、この第１の湾曲部２１０の他端と連設されており且つ支持基板１００に向かって湾曲した１／４円弧状の第２の湾曲部２２０とを有する形状となっている。第２の湾曲部２２０は第１の湾曲部２１０より若干短く設定されており、その先端部２２１が支持基板１００に対向している。このプローブ２００のほぼ中心位置の頂部には、測定対象Ｂの電極１０に接触する突起状の接触端子２３０が設けられている。

当接部材３００は、プローブ２００を形成する前に、支持基板１００上にレジスト等により形成される側面視半円形の部材であって、プローブ２００よりも高弾性であり且つ当接するプローブ２００を破壊しない程度の弾性を有する素材、例えばポリミイド又はシリコーン等で構成されている。この当接部材３００は支持基板１００のプローブ配設面とプローブ２００の頂部の反対面との間に位置し、その外周面がプローブ２００の第１の湾曲部２１０、第２の湾曲部２２０の曲がりに沿った形状になっている。当接部材３００の高さ寸法はプローブ２００に接触しない程度の高さである。即ち、当接部材３００はプローブ２００との間に空隙を有し、弾性変形するプローブ２００に当接可能になっている。前記空隙は一定の間隔である。

この当接部材３００の高さ寸法についてはプローブ２００の剛性( 即ち、許容可能な弾性変形量) を考慮して設定する。即ち、当接部材３００の高さ寸法を高く設定し、当該当接部材３００の頂部とプローブ２００の頂部の反対面との空隙を小さくすると、当該プローブ２００の弾性変形量が少なくなる。一方、当接部材３００の高さ寸法を低く設定し、当該当接部材３００の頂部とプローブ２００の頂部の反対面との空隙を大きくすると、当該プローブ２００の弾性変形量が多くなる。

このように構成されたプローブカードＡは上述したように測定装置のプローバに装着され、測定対象Ｂの電気的諸特性を測定するのに使用される。以下、その使用方法について詳しく説明する。なお、測定装置のテスターとプローブカードＡとは前記外部電極を介して電気的に接続される。

まず、プローバの駆動装置を動作させ、支持基板１００と測定対象Ｂとを相対的に近接させる。これによりプローブ２００の接触端子２３０と測定対象Ｂの電極１０が接触する。その後、さらに支持基板１００と測定対象Ｂとを相対的に近接させ、接触端子２３０を測定対象Ｂの電極１０に押圧させる( 即ち、オーバードライブを行う) 。

このとき、プローブ２００は、弾性変形しつつ、第２の湾曲部２２０の先端部２２１が図２に示すように支持基板１００の面上に当接する一方、プローブ２００の頂部の反対面が当接部材３００に当接する。これによりオーバードライブによる負荷が吸収されると共に、プローブ２００の所定量以上弾性変形が防止される。なお、このとき、当接部材３００は弾性変形してプローブ２００を受け止め、当該プローブ２００が破損しないようになっている。

このようなプローブカードＡによる場合、弾性変形したプローブ１００を当接部材に当接させることにより、オーバードライブによる負荷を吸収することができると共に、プローブ１００が所定以上弾性変形することを防止することができる。よって、プローブ１００を微細化したとしても、従来例の如く破損することがない。この結果、高集積化された測定対象Ｂに十分対応することが可能になる。

プローブ２００については、支持基板１００に設けられた上下方向に弾性変形可能な部材であり且つ当該支持基板１００の面方向に向けて湾曲した第１の湾曲部を有する片持ち状のものである限り、どのような設計変形を行ってもかまわない。例えば、図３に示すように、プローブ２００を１／４円弧状とすることができる。この場合、第１の湾曲部２１０の頂部に接触端子２３０が設けられた構成となっている。

支持基板１００については、上述したようなプローブ２００を形成可能な板状体であればどのようなものでも用いることが可能であり、且つ設計変形することも任意である。また、ここでは、支持基板１００がプローバに保持されるとしたが、この支持基板１００の上方に他の基板を設け、この基板をプローバに取り付けるようにしてもかまわない。この基板と支持基板１００とについては、ネジ止めにより接続するようにしても良いし、スプリングや弾性樹脂を介して接続するようにしても良い。スプリング等を介して接続した場合、当該スプリング等によってもオーバードライブによる負荷を吸収することができる。

当接部材３００については上述した機能を実現できる限り、素材及び／又は形状を設計変更することは任意である。但し、当接部材３００の外周面はプローブの湾曲部の曲がりに沿った形状となっており、当接部材とプローブとの間の空隙は一定の間隔であることが望ましい。

本発明の実施の形態に係るプローブカードの模式的断面図である。 同プローブカードの使用状態を示す模式的断面図である。 同プローブカードの設計変更例を示す模式的断面図である。

符号の説明

Ａ プローブカード
１００ 基板
２００ プローブ
２１０ 第１の湾曲部
２２０ 第２の湾曲部
３００ 当接部材
Ｂ 測定対象
１０ 電極

Claims (3)

1. 支持基板と、
   この支持基板に設けられており且つ当該支持基板の面方向に向けて湾曲した片持ち状のプローブと、
   前記支持基板のプローブ配設面に設けられ、当該支持基板のプローブ配設面と前記プローブの支持基板対向面との間に位置する当接部材とを具備しており、
   前記当接部材と前記プローブの支持基板対向面との間には所定の空隙を有しており、
   前記プローブは、半円弧状のプローブであって、一端が支持基板に支持された略１／４円弧状の第１の湾曲部と、この第１の湾曲部の他端と連設されており且つ当該第１の湾曲部より若干短くされた略１／４円弧状の第２の湾曲部とを有しており、
   前記プローブの頂部に作用する力に応じて、当該頂部が前記支持基板に近づく方向に弾性変形して前記当接部材に当接し、前記第２の湾曲部の先端部が支持基板のプローブ配設面に当接するようになっていることを特徴とするプローブカード。
2. 請求項１記載のプローブカードにおいて、
   前記当接部材は弾性体で構成されていることを特徴とするプローブカード。
3. 請求項１又は２記載のプローブカードにおいて、前記当接部材の外周面はプローブの湾曲部の曲がりに沿った形状となっていることを特徴とするプローブカード。