JP5373571B2 - プローブカード - Google Patents

Description

本発明は、プローブカードおよびプローブカードの製造方法に関するものである。

複数のプローブが基板に設けられたプローブユニットを、ＳＴ基板（スペーストランフォーマ基板）とガイド板から構成される中継配線基板に搭載し、前記中継配線基板を介してプローブユニットが配線基板（メイン基板）と接続されたプローブカードがある。前記プローブは、半導体ウエハに近い熱膨張特性を有するセラミックなどからなるプローブ基板上に、導電体を多数積層することによって形成されている。

複数のプローブユニットを中継配線基板に搭載する際には、中継配線基板のＳＴ基板上の所定の位置に各プローブユニットを配置し、樹脂等の接着剤を用いて前記プローブ基板を前記ＳＴ基板に固定している。この時、プローブユニットのＳＴ基板に対する位置決め精度によって、プローブ先端の位置決め精度が決定されるので、プローブユニットを正確に位置決めを行わなければならない。

前記プローブユニットを中継配線基板のＳＴ基板上に位置決めする際に、平面方向（Ｘ、Ｙ方向）の位置決めは、各プローブユニットを高精度搭載機を用いて配置することで、所定の精度を確保することができる。特に、プローブ基板上にＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ)技術を用いてプローブを形成すると、プローブ先端の平面方向（Ｘ、Ｙ方向）の位置精度を確保することができる。

しかしながら、位置決めを行ってプローブユニットを固定した後に、プローブユニットの位置を再測定すると、場合によってはプローブユニットをリペアしなければならない時がある。この時に、固定されたプローブユニットを一度前記ＳＴ基板より剥がさなければならないが、従来のように樹脂やフィルム接着剤を用いて固定していると接着強度が強くて剥がしにくく、周囲のプローブユニットにも影響を与えるという問題があった。

また、仮固定の状態で高さ方向の位置決めを行った後に、位置の再測定やリペアを行っている間に樹脂やフィルム接着剤の厚みが変化することで、最終的に固定した時にプローブ先端の高さ方向の位置ずれが生じるという問題がある。

そこで、本発明は従来の問題点を解決するために、プローブユニットを基板に搭載する際に、プローブユニットを簡単にリペア可能で、かつ高さ方向に位置ずれを生じないプローブカードおよびプローブカードの製造方法を提供する。

本発明のカードの製造方法は、プローブ基板上に複数のプローブが形成されたプローブユニットを１個の基板に複数個搭載したプローブカードの製造方法であって、プローブ基板上に導電体を積層して、複数のプローブと、複数の位置決めポストを同じ高さに形成してプローブユニットを作成する工程と、複数のプローブユニットを基板に対して位置決めを行い、プローブ基板の底面と前記基板の間に挟まれた粘着物によって複数のプローブユニットを前記基板に仮固定する工程と、前記基板に仮固定された前記プローブユニットの周囲に樹脂を塗布する工程と、前記樹脂塗布後に、前記プローブユニットが仮固定された前記基板を前記位置決めポストによって支持されるように、平坦なステージと対向配置し、前記基板に加圧する工程と、加圧した状態で前記樹脂を硬化させる工程と、前記樹脂が硬化した後、前記位置決めポストを前記プローブ基板から除去する工程を含むことを特徴とする。

また、前記プローブユニットの位置決めは、前記位置決めポストが挿入される位置決め穴が形成された凸部が平坦な表面の前記位置決めポストと対応する箇所に複数個設けられ、前記位置決め穴の深さが前記位置決めポストの高さよりも浅く形成された位置決め治具を用意し、前記位置決め穴に前記位置決めポストを挿入して、前記位置決め治具の所定の位置に複数の前記プローブユニットを配置することによって行われることも可能である。

そして、必要に応じて、前記プローブユニットの位置を測定し、位置ずれが生じているプローブユニットは前記基板から剥離して新たにプローブユニットを仮固定する工程を含むこともできる。

あるいは、前記プローブユニットの位置を測定し、位置ずれが生じているプローブユニットは、前記プローブ基板に設けた前記粘着物へと通じる貫通孔から剥離剤を投入し、さらに治具を前記貫通孔に挿入して前記基板から剥離し、新たに位置決めを行い粘着物で仮固定を行う工程を含むことも可能である。

本発明のプローブカードは、プローブ基板に複数のプローブを配置したプローブユニットと、前記プローブユニットが固定される基板と、前記基板に接続され、外部信号が入力されるメイン基板とを備えるプローブカードであって、前記プローブユニットのプローブ基板と前記基板との間には粘着物が挟まれていて、前記プローブユニットの周囲は固定用樹脂によって前記基板に固定されていることを特徴とする。

前記プローブ基板には前記粘着物へと通じる貫通孔が設けられていてもよい。

あるいは、本発明のプローブカードは、プローブ基板に複数のプローブを配置したプローブユニットと、前記プローブユニットが固定される基板と、前記基板に接続され、外部信号が入力されるメイン基板とを備え、前記プローブユニットのプローブ基板と前記基板との間には硬化した接着剤が挟まれていて、前記プローブ基板には前記接着剤へと通じる貫通孔が設けられていることを特徴とする。

本発明のカードの製造方法は、プローブ基板上に複数のプローブが形成されたプローブユニットを１個の基板に複数個搭載したプローブカードの製造方法であって、プローブ基板上に導電体を積層して、複数のプローブと、複数の位置決めポストを同じ高さに形成してプローブユニットを作成する工程と、複数のプローブユニットを基板に対して位置決めを行い、プローブ基板の底面と前記基板の間に挟まれた粘着物によって複数のプローブユニットを前記基板に仮固定する工程と、前記基板に仮固定された前記プローブユニットの周囲に樹脂を塗布する工程と、前記樹脂塗布後に、前記プローブユニットが仮固定された前記基板を前記位置決めポストによって支持されるように、平坦なステージと対向配置し、前記基板に加圧する工程と、加圧した状態で前記樹脂を硬化させる工程と、前記樹脂が硬化した後、前記位置決めポストを前記プローブ基板から除去する工程を含むことにより、プローブユニットのリペアが容易になり、さらに高さ方向の精度を高めることが可能となる。

また、前記プローブユニットの位置決めは、前記位置決めポストが挿入される位置決め穴が形成された凸部が平坦な表面の前記位置決めポストと対応する箇所に複数個設けられ、前記位置決め穴の深さが前記位置決めポストの高さよりも浅く形成された位置決め治具を用意し、前記位置決め穴に前記位置決めポストを挿入して、前記位置決め治具の所定の位置に複数の前記プローブユニットを配置することによって行われることにより、簡単にそして正確にプローブユニットの平面方向の位置決めを行うことができ、より高精度のプローブカードが実現できる。

そして、必要に応じて、前記プローブユニットの位置を測定し、位置ずれが生じているプローブユニットは前記基板から剥離して新たにプローブユニットを仮固定する工程を含むことにより、周囲のプローブユニットに影響を与えることなくプローブユニットのリペアを行うことができる。

あるいは、前記プローブユニットの位置を測定し、位置ずれが生じているプローブユニットは、前記プローブ基板に設けた前記粘着物へと通じる貫通孔から剥離剤を投入し、さらに治具を前記貫通孔に挿入して前記基板から剥離し、新たに位置決めを行い粘着物で仮固定を行う工程を含むことにより、粘着物としてフィルム接着剤等を用いた場合でも、周囲のプローブユニットに影響を与えることなくプローブユニットのリペアを行うことが可能となる。

本発明のプローブカードは、プローブ基板に複数のプローブを配置したプローブユニットと、前記プローブユニットが固定される基板と、前記基板に接続され、外部信号が入力されるメイン基板とを備えるプローブカードであって、前記プローブユニットのプローブ基板と前記基板との間には粘着物が挟まれていて、前記プローブユニットの周囲は固定用樹脂によって前記基板に固定されていることにより、高さ方向の精度がより高められたプローブカードが実現できる。

前記プローブ基板には前記粘着物へと通じる貫通孔が設けられていることにより、リペア作業が容易なプローブカードが実現できる。

あるいは、本発明のプローブカードは、プローブ基板に複数のプローブを配置したプローブユニットと、前記プローブユニットが固定される基板と、前記基板に接続され、外部信号が入力されるメイン基板とを備え、前記プローブユニットのプローブ基板と前記基板との間には硬化した接着剤が挟まれていて、前記プローブ基板には前記接着剤へと通じる貫通孔が設けられていることにより、リペア作業が容易になプローブカードが実現できる。

第１の実施形態のプローブカードの概略断面図である。 第１の実施形態のプローブカードに用いるプローブユニットの概略断面図である。 第１の実施形態のプローブカードに用いるプローブユニットの概略平面図である。 プローブユニットの形成方法の手順を示す断面図である。 プローブユニットの形成方法の手順を示す断面図であり、図４の続きである。 プローブユニットを搭載したＳＴ基板の概略平面図である。 位置決め治具の断面図であり、（ａ）は１個の凸部に１個の位置決め穴を設けた場合の断面図、（ｂ）は１個の凸部に複数の位置決め穴を設けた場合の断面図である。 位置決め治具の平面図である。 第１の実施形態のプローブカードの製造方法を示す断面図である。 第１の実施形態のプローブカードの製造方法を示す断面図であり、図９の続きである。 第２の実施形態のプローブカードの概略断面図である。 第２の実施形態のプローブカードに用いるプローブユニットの概略断面図である。 第１の実施形態のプローブカードの製造方法を示す断面図である。 第１の実施形態のプローブカードの製造方法を示す断面図であり、図１３の続きである。

以下に図を用いて本発明のプローブカードおよびプローブカードの製造方法について詳しく説明する。まず初めに、第１の実施形態のプローブカード１およびプローブカード１の製造方法について説明する。

図１に示すように、第１の実施形態のプローブカード１は、プローブ基板３に複数のプローブ２を配置したプローブユニット１０、前記プローブユニット１０が搭載されるＳＴ基板２０とガイド板２１から構成される中継配線基板９、前記中継配線基板９がガイドによって所定の間隔で配置されスプリングピン等を用いて電気的に接続されたメイン基板６、および、メイン基板６に固定されメイン基板６を補強する補強板２５から構成される。前記メイン基板６には、テスタのポゴピンと接触して接続される外部端子２６と内部配線２７が設けられている。

前記プローブユニット１０と前記基板ＳＴ基板２０との接合には、２つの手段を用いる。１つ目は、前記プローブユニット１０と前記基板ＳＴ基板２０の間に、粘着物として両面テープ７または容易に剥離可能な樹脂７を塗布して行う仮固定であり、２つ目は仮固定された前記プローブユニット１０の周囲に熱硬化型またはＵＶ硬化型の固定用樹脂８を塗布し、前記固定用樹脂８を硬化させる本固定である。

仮固定は、プローブユニット１０をリペアする時にＳＴ基板２０からプローブユニット１０を容易に剥離できるようにするために用いるものであり、本固定は仮固定の状態で位置決めされたプローブユニット１０が高さ方向に位置ずれを起こさないように強固にＳＴ基板２０に固定するために用いるものである。このような２つの手段を用いてプローブユニット１０をＳＴ基板２０に固定したものが本発明のプローブカード１である。

このような２つの固定手段を用いることを含めて、前記プローブユニット１０を用いてプローブカード１（図１参照）を製造する工程について説明する。ここでは、プローブユニット１０の位置決めに位置決め用治具３０を用いる場合について説明する。このほかに、従来のようなプローブユニット搭載機を用いてプローブユニット１０を位置決めすることも可能である。

まずはプローブカードの製造に使用するプローブユニット１０から説明する。図２が、本発明のプローブカード１に使用するプローブユニット１０の概略断面図であり、図３がプローブユニット１０の概略平面図である。

図２に示すように、プローブユニット１０は、プローブ基板３、前記プローブ基板３上に設けられた複数のカンチレバー型のプローブ２、前記プローブ基板３に設けられた配線層５、および前記プローブ基板３上に設けられた複数の位置決めポスト４から構成される。前記プローブ２としては、カンチレバー型の他に、ピラミッド型やコイル型などの垂直型のプローブも適用できる。

前記プローブ２および前記位置決めポスト４は、セラミック基板等のプローブ基板３上に、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ)技術を用いて導電体を積層して形成したものであり、本実施形態では、導電体としてニッケル合金を用いて形成している。また、前記プローブ２と前記位置決めポスト４は同じ高さに形成されており、前記プローブ２の先端と前記位置決めポスト４の頂部は同じ高さに位置している。

前記位置決めポスト４は、図３に示すように、縦横に配置された複数のプローブ２を取り囲むように、前記プローブ基板３の４隅に形成している。前記プローブ２と前記位置決めポスト４の個数および配置については特にこれに限定するものではなく、適宜変更可能である。ただし、位置決めポスト４の個数と配置は、図２に示すプローブユニット１０を上下逆さまにした時に（図９参照）、前記位置決めポスト４で前記プローブ基板３を水平に保持可能でなければならない。図３で位置決めポスト４の位置が左右非対称であるのは、位置決めポスト４を位置決め穴３２に挿入する際に、プローブ基板３の向きを間違えないようにするためである。

次に、前記プローブ基板３上に、前記プローブ２と前記位置決めポスト４を同じ高さで正確に形成する方法について説明する。図４，５に示すのがその手順であり、ＭＥＭＳ技術を用いて、プローブ基板３上に前記プローブ２と前記位置決めポスト４を同時に形成する。

まず初めに、図４（ａ）に示すように、低熱膨張基板であるＳｉ基板、セラミック基板、ガラス基板等からなるプローブ基板３に配線層５を設け、プローブ２と電極パッド２２とを接続する配線２３をパターンニングによって形成する。次に、図４（ｂ）に示すように、感光性有機物質からなるフォトレジストを塗布してレジスト層１１を形成し、プローブ２および位置決めポスト４の１層目の形状に合わせて所定の箇所に開口１２を設ける。そして、図４（ｃ）に示すように、電気めっきによりニッケル合金を導電体１３として前記開口１２に充填し、プローブ２および位置決めポスト４の１層目を形成する。配線層５を位置決めポスト４の第１層としその上に導電体１３を形成することもできる。

続いて、図４（ｄ）に示すように、前記レジスト層１１を除去する。その後、前記レジスト層１１を除去して露出した配線層５とプローブ２および前記位置決めポスト４の１層目を覆うように銅からなる犠牲層１４を形成し、図４（ｅ）に示すように、前記プローブ２および前記位置決めポスト４の１層目が露出するまで前記犠牲層１４の表面を研磨する。

この後、上述の工程（図４（ｂ）から図４（ｅ）に示す工程）を繰り返し行い、前記プローブ２および前記位置決めポスト４の２〜５層目を形成し、図４（ｆ）に示す状態とする。次に、図５（ａ）に示すように、フォトレジストを塗布してレジスト層１５を形成し、プローブ２および位置決めポスト４の６層目の形状に合わせて所定の箇所に開口１６を設ける。そして、図５（ｂ）に示すように、電気めっきによりニッケル合金である導電体１３を前記開口１６に充填し、プローブ２および位置決めポスト４の６層目を形成する。

続いて、図５（ｃ）に示すように、前記レジスト層１５を除去する。この後、上述の工程（図５（ａ）から図５（ｂ）に示す工程）を繰り返し行い、前記プローブ２および前記位置決めポスト４の７から９層目を形成し、図５（ｄ）に示す状態とする。ここで銅からなる犠牲層を形成するのではなく、レジスト層を繰り返し形成するのは、この後に形成するプローブ２の先端となる７層目から９層目は上の層が小さくなっていくためである。

図５（ｄ）に示す状態となったら、レジスト層１７を除去し、さらに、犠牲層１４を除去すると、前記プローブ基板３上にプローブ２および位置決めポスト４が形成され、プローブユニット１０が完成する。

このように、ＭＥＭＳ技術を用いて、前記プローブ２および前記位置決めポスト４をプローブ基板３上に形成すると、前記プローブ２と前記位置決めポスト４のプローブ基板３上における高さ方向の精度は同等となり、前記プローブ２の先端と前記位置決めポスト４の頂部は同じ高さとすることが可能となる。また、従来のプローブをプローブ基板上に形成する工程と同じ工程で、位置決めポスト４を形成することが可能であり、余分な工程を用いないで位置決めポスト４の形成を行うことができる。

次に、前記プローブユニット１０を正確に位置決めを行い配置するために使用する位置決め治具３０について説明する。図７、８に示すように、前記位置決め治具３０は、基板３１の表面に、位置決め穴３２が形成された凸部３３を設けたものである。

前記位置決め穴３２は前記位置決めポスト４が挿入されるものであり、前記凸部３３を貫通して基板３１の表面まで続いており、その深さは前記位置決めポスト４の高さよりも浅く、形状は前記位置決めポスト４の形状に合わせて形成してあり（ここでは円筒形の位置決めポスト４に合わせて円筒形の穴としている）、その大きさは前記位置決めポスト４がほぼ遊びが無く、かつ出し入れ可能な大きさとする。位置決め穴３２の形状はその他にも、奥に行くほど狭くなるテーパー形状とし、位置決めポスト４を出し入れしやすくすることもできる。

前記位置決め穴３２および前記凸部３３の形成方法は、例えば、フォトリソ技術を用いてレジストで形成する方法、あるいはレジストの代わりにめっきを用いて形成する方法がある。このような方法を用いて、前記プローブユニット１０の配置に合わせて正確な位置に前記位置決め穴３２および前記凸部３３を形成することで、プローブユニット１０の位置決め精度がより向上する。また、図７（ａ）に示すように、１個の凸部３３に１個の位置決め穴３２を形成するだけでなく、図７（ｂ）に示すように、１個の凸部３３に複数の位置決め穴３２、例えば２個の位置決め穴３２を形成してもよい。

前記位置決め穴３２の配置は、前記プローブユニット１０を所定の位置に配置した時に、各プローブユニット１０の位置決めポスト４が位置する場所に配置する。つまり、図８に破線で示すプローブユニット１０の位置は、図６に示すＳＴ基板２０の配置されたプローブユニット１０に対応している。そして、各プローブユニット１０に４個の位置決めポスト４が設けられている場合、図８に示すように、破線で示す１個のプローブユニットに対して４個の位置決め穴３２が所定の場所に必要となる。このようにプローブユニット１０の配置に対応するように前記凸部３３および前記位置決め穴３２の大きさ、場所、個数を決定して形成する。

上述のような位置決め治具３０を用いてプローブカード１の製造を行うが、この時、前記位置決め治具３０を１個使用する場合と、複数に分割された位置決め治具を並べて用いる場合がある。ここでは、１個の位置決め治具３０を使用する場合について説明する。

上述のようなＭＥＭＳ技術を用いた方法で前記プローブ２および前記位置決めポスト４がプローブ基板３上に形成された複数のプローブユニット１０、および前記位置決め治具３０を用意する。前記位置決め治具３０の面精度を確保するために、別途面精度を確保してあるステージ１９を用意し、前記ステージ１９上に前記位置決め治具３０をセットする。

そして、図９（ａ）に示すように、プローブユニット１０を、前記位置決め治具３０の位置決め穴３２に位置決めポスト４を挿入して、所定の位置に順番に配置していく。この時、位置決め穴３２に位置決めポスト４を挿入することで平面方向（Ｘ、Ｙ方向）の位置決めが正確に行われ、そして、位置決めポスト４によって各プローブユニット１０が保持されることで高さ方向（Ｚ方向）の位置決めが正確に行われる。

所定の位置に全てのプローブユニット１０を配置したら、図９（ｂ）に示すように、上向きになった前記複数のプローブユニット１０のプローブ基板３の底面に仮固定用に粘着性と耐熱性を兼ね備えた両面テープ７（粘着物）を塗布する。粘着性のある両面テープ７の代わりに室温では粘着性があり硬化しても容易に剥離可能な樹脂を用いることもできる。この後、図９（ｃ）、（ｄ）に示すように、中継配線基板９を構成するＳＴ基板２０を上から前記プローブユニット１０のプローブ基板３の前記両面テープ７が塗布された底面へと押し付けて、前記プローブ基板３を前記中継配線基板９のＳＴ基板２０に仮固定する。前記両面テープ７の塗布は、プローブ基板３の底面ではなく、前記ＳＴ基板２０の前記プローブ基板３が固定される箇所に塗布することも可能である。

このようにして、前記プローブユニット１０が前記中継配線基板９のＳＴ基板２０に仮固定されたら、図９（ｅ）に示すように、前記プローブユニット１０を前記位置決め治具３０から取り除き、位置精度測定を行う。この時、前記ＳＴ基板２０に仮固定された全てのプローブユニット１０の位置精度に問題が無ければ次の工程に移るが、位置精度に問題があるプローブユニット１０が存在した場合には、プローブユニット１０をリペアする。

この時、前記プローブユニット１０は両面テープ７を用いて前記ＳＴ基板２０に仮固定されているだけなので、周囲のプローブユニット１０に影響を与えることなく簡単に剥離して取り外すことができる。取り外したプローブユニット１０をプローブユニット搭載機等を用いて正確な位置に新たに仮固定する。位置決めが全て終了したら、全てのプローブユニット１０の周囲に熱硬化型あるいはＵＶ硬化型の固定用樹脂８を塗布する。

前記固定用樹脂８の塗布が完了したら、再び、前記プローブユニット１０が下になるようにＳＴ基板２０を回転させて、平坦なステージ上に位置決めポスト４によって各プローブユニット１０が保持される状態として加圧を行う。加圧しながら、加熱あるいはＵＶ照射を行うことで、前記固定用樹脂８を硬化させる。

この時、複数のプローブユニット１０は、プローブ基板３の厚みの違い、あるいは塗布されるレジスト層の厚みの違いによりプローブ基板３の裏面からプローブ２の先端までの高さにバラツキが生じているが、プローブ２の先端を基準にしてプローブユニット１０を組み立てるので、高さ方向のバラツキを両面テープ７の厚みにによって吸収される。図９の例では、真ん中に位置するプローブユニット１０が最も高さが低いが、図９（ｄ）の段階で両面テープ７の厚さは真ん中に位置するプローブユニット１０が最も厚くなり、他のプローブユニット１０の両面テープ７の厚さが薄くなることで高さが自動的に揃うので、高さ方向の調整を行う必要がなくなる。

そして、両面テープ７の厚みを変化させて高さ方向に正確に位置決めされた状態で、固定用樹脂８を硬化させるので、プローブユニット１０は高さ方向には正確に位置決めされた状態で固定されることとなり、プローブ２の先端は高さ方向にばらつきが生じることが無くなる。

固定用樹脂８が完全に硬化したら、前記ＳＴ基板２０を１８０度回転させて、前記プローブユニット１０が上になるようにする。この後、全ての位置決めポスト４を除去し、ＳＴ基板２０とプローブ基板３に設けた電極パッド２２とをワイヤ配線２８によって電気的に接続すると図１０（ｆ）の状態となる。

積層配線が形成されたＳＴ基板２０をガイド板２１に固定して中継配線基板９を作成する。さらに、ガイド２４を用いて前記ガイド板２１を保持し、中継配線基板９をメイン基板６と所定の間隔で配置しコネクトピンを用いて電気的に接続し、補強板２５とメイン基板６との固定を行うと、図１に示すような本発明のプローブカード１が完成する。

このように、プローブユニット１０を仮固定および本固定の２種類の固定方法を用いてＳＴ基板２０に固定することで、周囲に影響を与えることなく簡単にプローブユニット１０のリペアを行うことができ、また、プローブ２の先端の高さ方向の位置ずれを防止して高精度のプローブカード１を実現できる。

次に、第２の実施形態のプローブカード１’およびプローブカード１’の製造方法について説明する。第２の実施形態のプローブカード１’は、第１の実施形態のプローブカード１と同様に、、プローブ基板３’に複数のプローブ２を配置したプローブユニット１０’をＳＴ基板２０に搭載したものであるが、プローブユニット１０’のプローブ基板３’の形態およびプローブカード１’の固定方法が異なるものである。第１の実施形態と同じ構造の箇所については詳しい説明を省略する。

図１１に示すように、第２の実施形態のプローブカード１’は、プローブ基板３’に複数のプローブ２を配置したプローブユニット１０’、前記プローブユニット１０’が搭載されるＳＴ基板２０とガイド板２１から構成される中継配線基板９、前記中継配線基板９がガイドによって所定の間隔で配置されスプリングピン等を用いて電気的に接続されたメイン基板６、および、メイン基板６に固定されメイン基板６を補強する補強板２５から構成される。前記メイン基板６には、テスタのポゴピンと接触して接続される外部端子２６と内部配線２７が設けられている。

前記プローブユニット１０’と前記基板ＳＴ基板２０との接合には、２つの手段を用いる。１つ目は、前記プローブユニット１０’と前記基板ＳＴ基板２０の間に粘着物としてフィルム接着剤７’を用いて行う仮固定であり、２つ目は前記フィルム接着剤７’によって仮固定された前記プローブユニット１０’の周囲に熱硬化型またはＵＶ硬化型の固定用樹脂８を塗布し、前記固定用樹脂８を硬化させて前記ＳＴ基板２０に強固に固定する本固定である。

仮固定は、プローブユニット１０’をリペアする時にＳＴ基板２０からプローブユニット１０’を容易に剥離できるようにするために用いるものであり、本固定は仮固定の状態で位置決めされたプローブユニット１０’が前記フィルム接着剤７’の厚みの変化による高さ方向の位置ずれを起こさないうに強固にＳＴ基板２０に固定するために用いるものである。仮固定の際に使用するフィルム接着剤７’は両面テープ７と比べると接合強度が強い。そこで、本実施形態では、別の方法を用いてプローブユニット１０’が容易に剥離できるようにする。

そこで、本実施形態では、図１１に示すように、プローブユニット１０’のプローブ基板３’に貫通孔２９を設ける。前記貫通孔２９は、プローブ基板３’を貫通するように設けたものであり、個数、大きさおよび配置等は特に限定するものではなく、プローブ２が配置された面からフィルム接着剤７’へと通ずるものであればよい。これは、前記貫通孔２９に剥離剤３４を注入し、前記フィルム接着剤７の粘着強度を弱らせ、さらに、棒等の治具３５を挿入してプローブユニット１０’を引き剥がす際に治具孔として使用するためのものである。

さらに、リペアを容易にするために、フィルム接着剤７’の貼り付け方法にも工夫を行うことが好ましい。例えば、プローブ基板３’よりも小さいフィルム接着剤７’を用いる方法や、あるいは、分割したフィルム接着剤７’を用いることで接着面積を小さくする方法が用いられる。このようにして、接着面積を小さくすることで、プローブユニット１０’を剥離し易くすることが好ましい。このようにして接着強度を弱めたとしても、前記固定用樹脂８を用いることでプローブユニット１０’をＳＴ基板２０に搭載する際に必要な強度は十分に確保できる。

次に、本実施形態のプローブカード１’の製造方法について説明する。ここでは、第１の実施形態と同様に、プローブユニット１０’の位置決めに位置決め用治具３０を用いる場合について説明する。このほかに、従来のようなプローブユニット搭載機を用いてプローブユニット１０’を位置決めすることも可能である。

まずは、前記ステージ１９上に前記位置決め治具３０をセットする。そして、プローブユニット１０を、前記位置決め治具３０の位置決め穴３２に位置決めポスト４を挿入して、所定の位置に順番に配置していく。所定の位置に全てのプローブユニット１０’を配置したら、図１３（ａ）に示すように、上向きになった前記複数のプローブユニット１０’のプローブ基板３の底面に仮固定用のフィルム接着剤７’を貼り付ける。

この後、図１３（ｂ）に示すように、中継配線基板９を構成するＳＴ基板２０を上から前記プローブユニット１０’のプローブ基板３の前記フィルム接着剤７’が貼り付けられた底面へと押し付けて、前記プローブ基板３’をＳＴ基板２０に仮固定する。前記フィルム接着剤７’は、プローブ基板３の底面ではなく、前記ＳＴ基板２０の前記プローブ基板３’が固定される箇所に貼り付けておくことも可能である。

このようにして、前記プローブユニット１０’が前記中継配線基板９のＳＴ基板２０に仮固定されたら、前記プローブユニット１０’を前記位置決め治具３０から取り除き、位置精度測定を行う。この時、前記ＳＴ基板２０に仮固定された全てのプローブユニット１０’の位置精度に問題が無ければ次の工程に移るが、位置精度に問題があるプローブユニット１０が存在した場合には、プローブユニット１０’をリペアする。

図１３（ｃ）の一番右側のプローブユニット１０’をリペアする場合について説明する。まずは、図１３（ｃ）に示すように、プローブ基板３’の貫通孔２９に剥離剤３４を注入する。剥離剤３４がフィルム接着剤７’に浸透し接着強度が弱まったら、図１３（ｄ）に示すように、治具３５を貫通孔２９に挿入し、プローブユニット１０’に力を加えてＳＴ基板２０から引き剥がす。剥離剤３４によって接着強度が弱くなっているので従来よりも少ない力で簡単に引き剥がすことができる。

この時、剥離剤３４は貫通孔２９から注入されることで、周囲のプローブユニット１０’影響を与えることなく、フィルム接着剤７’に浸透する。また、治具３５を貫通孔２９に挿入するので、周囲のプローブユニット１０’には直接触れることなく力を加えることができるので、周囲のプローブユニット１０’に影響を与えることなく簡単にリペアすることが可能となる。このようにしてプローブユニット１０’を引き剥がしたら、搭載機を用いて再度プローブユニット１０’をＳＴ基板２０に仮固定する。仮固定が終了したら、全てのプローブユニット１０’の周囲に熱硬化型あるいはＵＶ硬化型の固定用樹脂８を塗布する。

前記固定用樹脂８の塗布が完了したら、図１４（ｂ）に示すように、再び、前記プローブユニット１０’が下になるようにＳＴ基板２０を回転させて、平坦なステージ上に位置決めポスト４によって各プローブユニット１０’が保持される状態として加圧を行う。加圧しながら、加熱あるいはＵＶ照射を行うことで、前記固定用樹脂８を硬化させる。

このようにして、高さ方向に正確に位置決めされた状態で、固定用樹脂８を硬化させるので、プローブユニット１０’は高さ方向には正確に位置決めされた状態で固定されることとなり、高さ方向にばらつきが生じることが無くなる。なお、貫通孔２９は、固定用樹脂８を用いないでフィルム接着剤７’だけで中継配線基板とＳＴ基板が固定されている場合にも、ＳＴ基板からプローブユニットを取り外す際に、引き剥がしを容易にするのに有効である。

固定用樹脂８が完全に硬化したら、前記ＳＴ基板２０を１８０度回転させて、前記プローブユニット１０’が上になるようにする。この後、図１４（ｃ）に示すように、全ての位置決めポスト４を除去し、ＳＴ基板２０とプローブ基板３に設けた電極パッド２２とをワイヤ配線２８によって電気的に接続すると図１４（ｄ）の状態となる。

積層配線が形成されたＳＴ基板２０をガイド板２１に固定して中継配線基板９を作成する。さらに、ガイド２４を用いて前記ガイド板２１を保持し、中継配線基板９をメイン基板６と所定の間隔で配置しコネクトピンを用いて電気的に接続し、補強板２５とメイン基板６との固定を行うと、図１１に示すような第２の実施形態のプローブカード１’が完成する。

このように、プローブユニット１０’を仮固定および本固定の２種類の方法を用いてＳＴ基板２０に固定し、さらに、プローブ基板３’に貫通孔２９を設けることで、簡単に周囲に影響を与えることなくプローブユニット１０’のリペアを行うことができ、また、高さ方向の位置ずれを防止して高精度のプローブカード１’を実現できる。さらに、貫通孔２９を用いることで、リペア作業時にプローブユニット１０’の周囲に作業スペースを設ける必要が無くなるので、隣接するプローブユニット１０’をより接近させて配置することで高密度実装が可能となる。

１、１’ プローブカード
２ プローブ
３、３’ プローブ基板
４ 位置決めポスト
５ 配線層
６ メイン基板
７ 両面テープ
７’ フィルム接着剤
８ 固定用樹脂
９ 中継配線基板
１０、１０’ プローブユニット
１１、１５、１７ フォトレジスト
１２、１６ 開口
１３ 導電体
１４ 犠牲層
１８ Ａｕパターン
１９ ステージ
２０ ＳＴ基板
２１ ガイド板
２２ 電極パッド
２３ 配線
２４ ガイド
２５ 補強板
２６ 外部端子
２７ 内部配線
２８ ワイヤ配線
２９ 貫通孔
３０ 位置決め治具
３１ 基板
３２ 位置決め穴
３３ 凸部
３４ 剥離剤
３５ 治具

Claims (1)

1. プローブ基板に複数のプローブを配置したプローブユニットと、前記プローブユニットが固定される基板と、前記基板に接続され、外部信号が入力されるメイン基板とを備えるプローブカードであって、
   前記プローブユニットのプローブ基板と前記基板との間には硬化した接着剤が挟まれていて、前記プローブ基板には、前記接着剤へと通じ、前記プローブ基板を取り外す際に、前記接着剤の粘着強度を弱くするために、前記接着剤に剥離剤を供給し得る貫通孔が設けられていることを特徴とするプローブカード。