JP4592292B2 - 電気的接続装置 - Google Patents

Description

本発明は、半導体集積回路のような平板状被検査体の通電試験に用いる電気的接続装置に関する。

半導体集積回路のような平板状被検査体は、それが仕様書通りに製造されているか否かの通電試験をされる。この種の通電試験は、被検査体の電極に個々に押圧される複数のプローブすなわち接触子を備えた、プローブカード、プローブブロック、プローブユニット等、電気的接続装置を用いて行われる。この種の電気的接続装置は、被検査体の電極と、テスターとを電気的に接続するために利用される。

この種の電気的接続装置の１つとして、特許文献１及び２に記載されているように、プローブすなわち接触子を、配線基板やプローブシート等の基板の装着部に片持ち梁状に装着したものがある。

特開２００３−４３０６４号公報 特開２００３−５７２６４号公報

これら従来の装置は、いずれも、複数の接触子を一列に配置した少なくとも１つの接触子群を備え、各接触子を配線基板の配線や配線ランドのような装着部に半田のような導電性接着材により接着している。装着部への接触子の装着は、これを同時に行うことが技術的に難しいことから、接触子毎に行われている。

しかし、従来の装置では、いずれも、装着部への接触子の装着位置が接触子の配列方向と直交する方向において一致しているため、接触子を半田で装着部に接着しようとすると、隣の装着部が半田付けのための熱により損傷されてしまう。その結果、接触子の配置ピッチを大きくしなければならない。

また、接触子をレーザ光線により装着部に溶接により装着すると、隣の装着部がレーザ光線により加熱されて損傷し、その結果接触子の配置ピッチを大きくしなければならない。

本発明の目的は、接触子の装着時の熱による隣の装着部の損傷を防止して、接触子の配置ピッチを小さくすることにある。

本発明に係る電気的接続装置は、第１の方向に交互に位置するように配置された複数の第１及び第２の装着部をそれぞれ有する第１及び第２の装着部群を備える基板と、前記第１及び第２の装着部にそれぞれ個々に及び片持ち梁状に装着された複数の第１及び第２の接触子をそれぞれ有する第１及び第２の接触子群とを含み、前記第１及び第２の接触子は、前記基板への装着位置を前記第１の方向と交差する第２の方向に変位させており、前記第１及び第２の接触子は、それぞれ、前記基板に対し傾斜して前記第２の方向における一方側及び他方側に伸びる板状の座部であって、前記基板の側に位置する端部において前記第１及び第２の装着部に装着された座部を有する。

第１及び第２の装着部が第１の方向に交互に位置され、基板への第１及び第２の接触子の装着位置が第２の方向に変位されていると、第１の方向に隣り合う第１及び第２の接触子の装着位置の第２の方向における中心位置間距離が大きくなるのみならず、第１の方向に隣り合う第１の接触子同士の装着位置の第１の方向における中心位置間距離及び第１の方向に隣り合う第２の接触子同士の装着位置の第１の方向における中心位置間距離も大きくなる。

上記の結果、接触子の配置ピッチを小さくしても、接触子の装着時の熱が隣の装着部に影響を与えることが防止されて、隣の装着部の損傷が防止される。

前記第１及び第２の接触子は、それぞれ、前記基板に対し前記第２の方向における一方側及び他方側に傾斜された板状の座部であって、前記第２の方向に伸びる状態に一端において前記装着部に装着された座部を有していてもよい。そのようにすれば、第１及び第２の接触子の先端（針先）が直線状に位置するように、各接触子を装着しても、第１及び第２の接触子の電気的有効長さを同じにすることができる。

前記基板は、さらに、第１の方向に交互に位置するように配置された複数の第３及び第４の装着部をそれぞれ有する第３及び第４の装着部群を備え、当該電気的接続装置は、さらに、前記第３及び第４の装着部にそれぞれ個々に及び片持ち梁状に装着された複数の第３及び第４の接触子をそれぞれ有する第３及び第４の接触子群を含み、前記第３及び第４の接触子は、前記基板への装着位置を互いに、並びに第１及び第２の接触子に対し、前記第２の方向に変位させていてもよい。そのようにすれば、接触子の配置ピッチをより小さくしても、接触子の装着時の熱が隣の装着部に影響を与えることが防止されて、隣の装着部の損傷が防止される。

前記第３及び第４の接触子は、それぞれ、前記基板に対し前記第２の方向における他方側及び一方側に傾斜されていてもよい。そのようにすれば、第３及び第４の接触子の先端（針先）が直線状に位置するように、各接触子を装着しても、第３及び第４の接触子の電気的有効長さを同じにすることができる。

各接触子は、前記座部から前記第２の方向へ伸びる、弾性変形可能のアーム部と、該アーム部の先端部から前記基板と反対の側に伸びる針先部と、該針先部の先端から前記基板と反対側に突出する突起部とを備えていてもよい。そのようにすれば、オーバードライブが接触子に作用したとき、接触子がアーム部において弾性変形するから、アーム部のバネ力を同じにすることにより、被検査体の電極と接触子の先端とに作用するいわゆる針圧が同じになる。その結果、接触子の製造が容易になる。

前記アーム部は、これを前記座部の厚さ方向に貫通して前記基板と交差する方向に間隔をおいた一対のアームを形成しているスロットを有していてもよい。そのようにすれば、アーム部の剛性が大きくなるから、小さなオーバードライブ量で、大きな針圧を得ることができる。

各接触子は板状をしたブレード針とされていてもよい。また、各装着部は、前記第２の方向に長い帯状の形状を有しており、前記基板は、さらに、前記装着部に個々に接続された複数の配線を備えていてもよい。さらに、前記第１及び第２の装着部は、前記第２の方向に変位されていてもよい。

図１〜図７を参照するに、電気的接続装置１０は、未切断の複数の集積回路領域（被検査領域）をマトリクス状に有する図７に示す半導体ウエーハを平板状の被検査体１２とし、またそのような複数の集積回路領域すなわち被検査領域の通電試験を同時に行うことができるように構成されている。各被検査領域は、複数のパッド電極１４を一列に有している。縦方向に隣り合う被検査領域のパッド電極は、一列に整列されている。

電気的接続装置１０は、円形の配線基板２０と、配線基板２０の一方の面に配置された矩形のプローブ基板２２と、プローブ基板２２の配線基板２０と反対側に配置された複数の接触子２４とを含む。

配線基板２０は、テスターの電気回路に接続される複数のテスターランド２６を上面の周縁部に有しており、また図示してはいないがテスターランド２６に個々に電気的に接続された複数の配線を一方の面又は内部に有している。

図３から図６に示すように、プローブ基板２２は、それぞれが導電性を有する複数の装着部２８及び複数の配線３０を電気絶縁性板３２の一方の面に形成している。

装着部２８は、図示の例では、配線３０に個々に接続された配線ランドであるが、配線３０の一部であってもよい。各配線３０は、配線基板２０の図示しない前記配線に電気的に接続されている。

配線基板２０及びプローブ基板２２は、これらを厚さ方向に貫通する複数の位置決めピン（図示せず）により相対的位置決めをされており、また複数のねじ部材（図示せず）により相互に結合されている。

装着部２８は、同時に検査すべき被検査領域毎に割り当てられている。各被検査領域に割り当てられた複数の装着部２８は、それぞれが複数の装着部２８を含む第１、第２、第３及び第４の装着部群に分けられている。

第１、第２、第３及び第４の装着部群に割り当てられた装着部２８は、それぞれ、第１、第２、第３及び第４の装着部として作用する。図３から図７においては、第１、第２、第３及び第４の装着部をこれらに符号２８ａ、２８ｂ、２８ｃ及び２８ｄを付して示している。

第１及び第２の装着部２８ａ及び２８ｂは、第１の方向に互いに間隔をおいていると共に、第１の方向と直交する第２の方向に互いに変位されており、さらに第２の方向に伸びている。

第３及び第４の装着部２８ｃ及び２８ｄは、第１及び第２の装着部２８ａ及び２８ｂに対し第２の方向に変位されている。第３及び第４の装着部２８ｃ及び２８ｄは、また、第１の方向に互いに間隔をおいていると共に、第２の方向に互いに変位されており、さらに第２の方向に伸びている。

接触子２４も、装着部２８と同様に、同時に検査すべき被検査領域毎に割り当てられている。各被検査領域に割り当てられた複数の接触子２４は、それぞれが複数の接触子２４を含む第１、第２、第３及び第４の接触子群に分けられている。

第１、第２、第３及び第４の接触子群に割り当てられた接触子２４は、それぞれ、第１、第２、第３及び第４の接触子として作用する。図３から図６においては、第１、第２、第３及び第４の接触子をこれらに符号２４ａ、２４ｂ、２４ｃ及び２４ｄを付して示している。

第１及び第２の接触子２４ａ及び２４ｂは、第１の方向に互いに間隔をおいていると共に、第２の方向に互いに変位されている。

第３及び第４の接触子２４ｃ及び２４ｄは、第１及び第２の接触子２４ａ及び２４ｂに対し第２の方向に変位されている。第３及び第４の接触子２４ｃ及び２４ｄは、また、第１の方向に互いに間隔をおいていると共に、第２の方向に互いに変位されている。

各被検査領域に対応された接触子２４及び装着部２８が上記のように４つの群に分けられていることから、各被検査領域に対応された配線３０も４つの群に分けられている。

各接触子２４は、図５及び図６に示すように、板状の座部３４と、座部３４から第２の方向へ伸びるアーム部３６と、アーム部３６の先端部からプローブ基板２２と反対の側に伸びる針先部３８と、針先部３８の先端からプローブ基板２２と反対側に突出する突起部４０とを備える板状をしたブレード針とされている。

各接触子２４は、その厚さ方向が接触子２４の配列方向（第１の方向）となるように、基板２２に装着されている。

各被検査領域に対応された接触子２４は、突起部４０が第１の方向において第１、第２、第３及び第４の接触子２４ａ、２４ｂ、２４ｃ及び２４ｄの順に繰り返し位置すると共に第１の方向に一列に整列するように、座部３４において装着部２８に装着されている。しかし、接触子２４の突起部４０の先端から装着部２８までの電気的有効長さは同じにされている。

このため、第１及び第３の接触子２４ａ及び２４ｃの座部３４は第２の方向における一方側に傾斜されており、第２及び第４の接触子２４ｂ及び２４ｄの座部３４は第２の方向における他方側に傾斜されている。

各アーム部３６は、これを座部３４の厚さ方向に貫通してプローブ基板２２と直交する方向に間隔をおいた一対のアーム４２を形成しているスロット４４を有しており、また弾性変形可能とされている。

電気的接続装置１０は、上下方向を図とは逆にした状態に、テスターに取り付けられる。テスターに取り付けられた状態において、電気的接続装置１０は、各接触子２４の突起部４０を被検査体１２のパッド電極１４に押圧される。

これにより、オーバードライブが各接触子２４に作用し、各接触子２４はアーム部において弾性変形する。この状態で、テスターから、テスターランド２６、配線基板２０の配線及びプローブ基板２２の配線３０を介して、所定の接触子２４に通電され、所定の接触子２４から電気信号がテスターに返される。

電気的接続装置１０においては、第１の方向に隣り合う第１及び第２の接触子２８ａ及び２８ｂの装着位置の第２の方向における中心位置間距離並びに第１の方向に隣り合う第３及び第４の接触子２８ｃ及び２８ｄの装着位置の第２の方向における中心位置間距離が大きくなる。

また、第１の方向に隣り合う第１の接触子２４ａ同士の装着位置の第１の方向における中心位置間距離及び第１の方向に隣り合う第２の接触子２８ｂ同士の装着位置の第１の方向における中心位置間距離並びに第１の方向に隣り合う第３の接触子２４ｃ同士の装着位置の第１の方向における中心位置間距離及び第１の方向に隣り合う第４の接触子２８ｄ同士の装着位置の第１の方向における中心位置間距離も大きくなる。

上記の結果、接触子２４の配置ピッチを小さくしても、接触子２４の装着時の熱が隣の装着部２８に影響を与えることが防止されて、隣の装着部２８の損傷が防止される。また、隣り合う接触子の座部及びアーム部が対向しないから、隣り合う接触子の間における電気的干渉が防止又は低減される。

本発明は、複数の電極を検査領域に一列に有する被検査体用の電気的接続装置のみならず、複数の電極を被検査領域に複数列に有する被検査体用の電気的接続装置にも適用することができる。後者の場合、電極の列毎に複数の接触子群を備えればよい。

本発明は、上記実施例に限定されず、その趣旨を逸脱しない限り、種々変更することができる。

本発明に係る電気的接続装置の一実施例を示す底面図である。 図１に示す電気的接続装置の正面図である。 図１に示す電気的接続装置の一部の拡大斜視図である。 図１に示す電気的接続装置の一部の拡大底面図である。 図４における５−５線に沿って得た断面図である。 図４における６−６線に沿って得た断面図であってプローブ基板を省略して示す図ある。 被検査体の一部の拡大平面図である。

符号の説明

１０ 電気的接続装置
１２ 被検査体
１４ パッド電極
２０ 配線基板
２２ プローブ基板
２４，２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄ 接触子
２８，２８ａ、２８ｂ、２８ｃ、２８ｄ 装着部
３０ プローブ基板の配線
３４ 座部
３６ アーム部
３８ 針先部
４０ 突起部
４２ アーム
４４ スロット

Claims (7)

1. 第１の方向に交互に位置するように配置された複数の第１及び第２の装着部をそれぞれ有する第１及び第２の装着部群を備える基板と、
   前記第１及び第２の装着部にそれぞれ個々に及び片持ち梁状に装着された複数の第１及び第２の接触子をそれぞれ有する第１及び第２の接触子群とを含み、
   前記第１及び第２の接触子は、前記基板への装着位置を前記第１の方向と交差する第２の方向に変位させており、
   前記第１及び第２の接触子は、それぞれ、前記基板に対し傾斜して前記第２の方向における一方側及び他方側に伸びる板状の座部であって、前記基板の側に位置する端部において前記第１及び第２の装着部に装着された座部を有する、電気的接続装置。
2. 前記基板は、さらに、前記第１及び前記第２の装着部に対し前記第２の方向に変位されかつ前記第１の方向に交互に位置するように配置された複数の第３及び第４の装着部をそれぞれ有する第３及び第４の装着部群を備え、
   当該電気的接続装置は、さらに、前記第３及び第４の装着部にそれぞれ個々に及び片持ち梁状に装着された複数の第３及び第４の接触子をそれぞれ有する第３及び第４の接触子群を含み、
   前記第３及び第４の接触子は、前記基板への装着位置を互いに、並びに第１及び第２の接触子に対し、前記第２の方向に変位させており、
   前記第３及び第４の接触子は、それぞれ、前記基板に対し傾斜して前記第２の方向における一方側及び他方側に伸びる板状の座部であって、前記基板の側に位置する端部において前記第３及び第４の装着部に装着された座部を有する、請求項１に記載の電気的接続装置。
3. 各接触子は、前記座部から前記第２の方向へ伸びる、弾性変形可能のアーム部と、該アーム部の先端部から前記基板と反対の側に伸びる針先部と、該針先部の先端から前記基板と反対側に突出する突起部とを有する、請求項１に記載の電気的接続装置。
4. 前記アーム部は、これを前記座部の厚さ方向に貫通して前記基板と交差する方向に間隔をおいた一対のアームを形成しているスロットを有する、請求項３に記載の電気的接続装置。
5. 各接触子は前記第１の方向を厚さ寸法とする板の形状を有する、請求項３又は４に記載の電気的接続装置。
6. 各装着部は、前記第２の方向に長い帯状の形状を有しており、
   前記基板は、さらに、各装着部に接続された配線を有する、請求項１から５のいずれか１項に記載の電気的接続装置。
7. 前記第１及び第２の装着部は、前記第２の方向に変位されている、請求項１から６のいずれか１項に記載の電気的接続装置。

Images