JP7149312B2 - プローブカード装置及びそのファンアウト型プローブ - Google Patents

Description

本発明は導電性プローブに関し、特に、プローブカード装置及びそのファンアウト型プローブに関する。

力を受け湾曲することでしかストロークを提供できない既存の導電性プローブにおいて、その力を受けて湾曲するストロークセグメントは直線状を呈し、また、既存の導電性プローブの両端点は、前記ストロークセグメントの延伸方向上にある。既存の導電性プローブの構造では、信号を伝送するためには、配線が密集で複雑な間隔変換板を回路板との間に必要とする。

このことから、本発明者は上述した欠陥が改善可能なものであると考え、鋭意に研究し科学原理をも運用し、最終的に設計が合理的で且つ上述した問題を効果的に改善する本発明を提出した。

本発明が解決しようとする課題は、既存の導電性プローブが有しうる欠点を改善し得るプローブカード装置及びそのファンアウト型プローブを提供することである。

本発明の実施形態は、プローブカード装置を開示する。前記プローブカード装置は、互いに間隔をあけて設置される第１の案内板ユニット及び第２の案内板ユニットと、前記第１の案内板ユニット及び前記第２の案内板ユニットを穿通して設置される複数のファンアウト型プローブと、を備える。前記ファンアウト型プローブのそれぞれは、ストロークセグメントと、ファンアウトセグメントと、テストセグメントと、を含む。前記ストロークセグメントは、直線状を呈し、長さ方向が定義され、前記ストロークセグメントの２つの末端部が、それぞれ、前記第１の案内板ユニット及び前記第２の案内板ユニットに収容される。前記ファンアウトセグメントは、前記ストロークセグメントの一方の前記末端部に連なり、前記第１の案内板ユニットから穿り出されて設置され、前記ストロークセグメントから離れた接続転換点を有する。前記テストセグメントは、前記ストロークセグメントの他方の前記末端部に連なり、前記第２の案内板ユニットから穿り出されて設置され、前記ストロークセグメントから離れた当接点を有する。なかでも、前記接続転換点は前記長さ方向と直交するファンアウト方向において、前記当接点との間にファンアウト距離が隔たる。なかでも、互いに隣接するいずれか２つの前記ファンアウト型プローブにおいて、２つの前記接続転換点間の間隔は２つの前記当接点間の間隔よりも大きく、前記第１の案内板ユニット及び前記第２の案内板ユニットは、互いに斜め方向にすれ違うことによって、複数の前記ファンアウト型プローブの前記ストロークセグメントを同一方向に湾曲させるができる。

本発明の実施形態はプローブカード装置のファンアウト型プローブをさらに開示する。前記ファンアウト型プローブは、ストロークセグメントと、ファンアウトセグメントと、テストセグメントと、を含む。前記ストロークセグメントは、直線状を呈し、長さ方向が定義され、２つの末端部を含み、なかでも、前記ストロークセグメントの２つの前記末端部のそれぞれが、互いの反対方向に沿って力を受けることによって、前記ストロークセグメントは湾曲できる。前記ファンアウトセグメントは、前記ストロークセグメントの一つの前記末端部に連なり、前記ストロークセグメントから離れた接続転換点を有する。前記テストセグメントは、前記ストロークセグメントのもう一つの前記末端部に連なり、前記ストロークセグメントから離れた当接点を有する。なかでも、前記接続転換点は前記長さ方向と直交するファンアウト方向において、前記当接点との間にファンアウト距離が隔たる。

前記をまとめて、本発明の実施形態が開示したプローブカード装置は、前記ファンアウト型プローブの構造設計（例えば、前記接続転換点と前記当接点との間に前記ファンアウト距離が隔たる）により、複数の前記ファンアウト型プローブの前記接続転換点間の距離が広げられ、それによって、前記プローブカード装置の生産コスト及び生産効率（例えば、前記間隔変換板の製造難易度が下げられる、もしくは、前記プローブカード装置は前記間隔変換板を省略できる）を効果的に改善する。

本発明の第１の実施形態に係るプローブカード装置を示す斜視模式図である。 図１のプローブヘッドを示す上面模式図である。 図１における複数のファンアウト型プローブを示す斜視模式図である。 本発明の第１の実施形態に係るファンアウト型プローブを示す平面模式図である。 図４のファンアウト型プローブの別の形態を示す平面模式図である。 図４のファンアウト型プローブの他の形態を示す平面模式図である。 本発明の第１の実施形態に係るプローブカード装置の別の形態を示す斜視模式図である（ファンアウト型プローブのみを示す）。 図７の上面模式図である。 本発明の第２の実施形態に係るプローブカード装置を示す斜視模式図である。 本発明の第３の実施形態に係るプローブカード装置のプローブヘッドを示す斜視模式図である。

本発明の特徴及び技術内容がより一層分かるように、以下の本発明に関する詳細な説明と添付図面を参照する。しかし、提供される添付図面は参考と説明のために提供するものに過ぎず、本発明の請求の範囲を制限するためのものではない。
［第１の実施形態］

図１～図８を参照されたい。図１～図８は、本発明の第１の実施形態を示す。図１に示すように、本実施形態はプローブカード装置１０００を開示する。前記プローブカード装置１０００は、プローブヘッド１００、及び前記プローブヘッド１００の一方の側（例えば、図１におけるプローブヘッド１００の上側）に当接された回路板２００を含み、また、前記プローブヘッド１００の他方の側（例えば、図１におけるプローブヘッド１００の下側）は、被検査物（ｄｅｖｉｃｅ ｕｎｄｅｒ ｔｅｓｔ、ＤＵＴ）（未図示、例えば、半導体ウェハ）に押当て検査する。すなわち、本実施形態のプローブカード装置１０００は、前記プローブヘッド１００と、前記回路板２００との間に間隔変換板（ｓｐａｃｅ ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ）が一切設置されず、前記プローブカード装置１０００は前記プローブヘッド１００によって前記回路板２００に直接的に接続される。

ちなみに、本実施形態を容易に理解するために、図面では前記プローブカード装置１０００の一部の構造のみを示し、それによって、前記プローブカード装置１０００における各素子の構造及びその結合関係を明確に示す。しかし、本発明は図面によって制限されない。前記プローブヘッド１００における各素子の構造及びその結合関係を以下に説明する。

図１及び図２に示すように、前記プローブヘッド１００は、第１の案内板ユニット１と、前記第１の案内板ユニット１と間隔をあけて設置される第２の案内板ユニット２と、前記第１の案内板ユニット１と第２の案内板ユニット２との間に挟持される間隔板３と、前記第１の案内板ユニット１及び第２の案内板ユニット２を穿通して設置された複数のファンアウト型プローブ４と、を含む。

ちなみに、前記ファンアウト型プローブ４は、本実施形態において、前記第１の案内板ユニット１、前記第２の案内板ユニット２、及び前記間隔板３と共に説明したが、本発明はこれに制限されない。例えば、本発明に図示されない他の実施形態において、前記ファンアウト型プローブ４は、個別に運用（例えば、販売）されてもよく、他の部品とともに使用されてもよい。

本実施形態において、前記第１の案内板ユニット１は一つの第１の案内板を含み、前記第２の案内板ユニット２は一つの第２の案内板を含む。しかし、本発明に図示されない他の実施形態において、前記第１の案内板ユニット１は複数の第１の案内板（及び隣り合う２つの前記第１の案内板の間に挟持される間隔片）を含んでもよく、また、前記第２の案内板ユニット２も複数の第２の案内板（及び隣り合う２つの前記第２の案内板の間に挟持される間隔片）を含んでもよく、複数の前記第１の案内板は、互いにすれ違うように設置されることができ、複数の前記第２の案内板も、互いにすれ違うように設置されることができ、前記第１の案内板ユニット１は、前記第２の案内板ユニット２に対して、互いにすれ違うように設置されることができる。

さらに、前記間隔板３は環状構造であってもよく、また、間隔板３は前記第１の案内板ユニット１及び第２の案内板ユニット２の対応した外周部分に挟持されてもよいが、本発明はこれに制限されない。例えば、本発明に図示されない他の実施形態において、前記プローブカード装置１０００の間隔板３は省略または他の部材に置換されてもよい。

ちなみに、複数の前記ファンアウト型プローブ４の構造は本実施形態において実質的に同一であり、説明の便宜上、以下に一つの前記ファンアウト型プローブ４の構造を説明するが、本発明はこれに制限されない。例えば、本発明に図示されない他の実施形態において、複数の前記ファンアウト型プローブ４の構造は異なってもよく、もしくは、前記プローブヘッド１００は、複数の前記ファンアウト型プローブ４、及び少なくとも一つの直線状を呈する既存の導電性プローブを含んでもよい。

さらに、前記ファンアウト型プローブ４の構造を容易に理解するために、以下に前記第１の案内板ユニット１が前記第２の案内板ユニット２に対してすれ違って配置されていない状態によって前記ファンアウト型プローブ４の構造を説明する。

図１、図３、及び図４に示すように、前記ファンアウト型プローブ４は本実施形態において横断面が矩形である構造によって説明するが、本発明はこれに制限されない。なかでも、前記ファンアウト型プローブ４は、ストロークセグメント４１、前記ストロークセグメント４１の相反した両端にそれぞれ連なるファンアウトセグメント４２、及びテストセグメント４３を含み、前記ファンアウト型プローブ４は、本実施形態において、一体成型したワンピース構造によって巻明する。

なかでも、前記ストロークセグメント４１は直線状を呈し、長さ方向Ｌが定義される。なかでも、前記ストロークセグメント４１は、変形部４１１、及び前記変形部４１１の両端にそれぞれ連なる２つの末端部４１２を含み、２つの前記末端部４１２は、それぞれ、前記第１の案内板ユニット１及び前記第２の案内板ユニット２に収容される。さらに、前記ストロークセグメント４１は、２つの前記末端部４１２のそれぞれが、互いの反対方向に沿った力を受けることによって（前記変形部４１１を弾力的に湾曲させる）湾曲でき、それによって湾曲状の前記ストロークセグメント４１を通じて前記ファンアウト型プローブ４の作動時に必須のストロークを提供する。なお、ストロークセグメントが直線状ではない、もしくは力を受けて弾力的に湾曲できない導電性プローブのいずれも、本実施形態におけるファンアウト型プローブ４とは異なるものである。

前記ファンアウトセグメント４２及び前記テストセグメント４３は、それぞれ、２つの前記末端部４１２に連なる。前記ファンアウトセグメント４２は、前記第１の案内板ユニット１から穿り出され、前記ストロークセグメント４１から離れた接続転換点４２４を有する。前記テストセグメント４３は前記第２の案内板ユニット２から穿り出され、前記ストロークセグメント４１から離れた当接点４３１を有する。なかでも、前記接続転換点４２４は前記長さ方向Ｌと直交するファンアウト方向Ｆにおいて、前記当接点４３１との間にファンアウト距離ＦＤが隔たり、前記ファンアウト距離ＦＤの具体的数？は設計需要に応じて調整することができ、本実施形態に制限されない。

さらに詳しく説明すると、前記ファンアウトセグメント４２は本実施形態において、延伸部４２１と、前記延伸部４２１に連なる接続転換部４２２及び２つの側翼部４２３と、を含む。なかでも、前記延伸部４２１は、前記ストロークセグメント４１の対応した前記末端部４１２から前記ファンアウト方向Ｆに沿って延伸して形成され、前記接続転換部４２２は、前記延伸部４２１から前記長さ方向Ｌに沿って（前記ストロークセグメント４１から離れた側へ）延伸して形成され、前記接続転換部４２２の末端は、前記接続転換点４２４である。さらに言えば、前記延伸部４２１の前記ファンアウト方向Ｆにおける長さは、設計需要に応じて適宜調整することができ、それによって、前記接続転換点４２４と前記当接点４３１との間に隔たる前記ファンアウト距離ＦＤを効果的に変更する。

さらに、前記接続転換部４２２は、前記ストロークセグメント４１から離れた前記延伸部４２１の一端（例えば、図４における延伸部４２１の右端）から実質的に垂直に延伸して形成されるが、本発明はこれに制限されない。例えば、図５に示すように、前記接続転換部４２２は、前記延伸部４２１の上縁から次第に縮小するように前記長さ方向Ｌに沿って延伸して形成されてもよく、それによって、前記接続転換部４２２は実質的に台形を呈する。

また、２つの前記側翼部４２３は、それぞれ、前記延伸部４２１の相反した２つの末端から前記ファンアウト方向Ｆに沿って（互いが離れるように）延伸して形成され、２つの前記側翼部４２３は、それぞれ、前記接続転換部４２２及び対応した前記末端部４１２よりも突出している。また、前記ファンアウトセグメント４２は本実施形態において２つの前記側翼部４２３を含むが、本発明はこれに制限されない。例えば、図５及び図６に示すように、前記ファンアウトセグメント４２は２つの前記側翼部４２３を省略でき、もしくは、本発明に図示されない他の実施形態において、前記ファンアウトセグメント４２は一つの前記側翼部４２３を省略してもよい。

以上に本実施形態の一つの前記ファンアウト型プローブ４の構造を説明したが、以下に複数の前記ファンアウト型プローブ４と他の部材との結合関係を説明する。図１、図３、及び図４に示すように、前記プローブカード装置１０００は、前記ファンアウト型プローブ４の構造設計（例えば、前記接続転換点４２４と前記当接点４３１との間に前記ファンアウト距離ＦＤが隔たる）により、複数の前記ファンアウト型プローブ４の前記接続転換点４２４間の距離が広げられ、前記回路板２００に直接的に固定する（すなわち、前記プローブカード装置１０００は間隔変換板を省略できる）ことに寄与し、それによって前記プローブカード装置１０００の生産コスト及び生産効率を効果的に改善する。

さらに、互いに隣接するいずれか２つの前記ファンアウト型プローブ４において、２つの前記接続転換点４２４間の間隔Ｄ４２４は２つの前記当接点４３１間の間隔Ｄ４３１よりも大きく、前記第１の案内板ユニット１及び前記第２の案内板ユニット２は互いに斜め方向に沿ってすれ違う（例えば、図１の前記第１の案内板ユニット１は前記第２の案内板ユニット２に対して前記長さ方向Ｌと直交した平面において、前記ファンアウト方向Ｆと鋭角をなす斜め方向に沿ってすれ違う）ことができ、それによって、複数の前記ファンアウト型プローブ４の前記ストロークセグメント４１を同一の方向に湾曲させる。言い換えれば、同一方向に湾曲できない複数のプローブは本実施形態に係るプローブカード装置１０００が含んだ複数の前記ファンアウト型プローブ４とは異なる。

さらに詳しく説明すると、複数の前記ファンアウト型プローブ４における前記当接点４３１は、本実施形態において、Ｎ列（Ｎは、好ましくは、３以下の正数である）に並んでもよく、それぞれの列における前記当接点４３１の並び方向は前記長さ方向Ｌ及び前記ファンアウト方向Ｆと直交した直線方向Ｓに平行する。すなわち、前記プローブカード装置１０００が検査する被検査物は、その類型として周辺チップが適しているが、本発明はこれに制限されない。例えば、本発明に図示されない他の実施形態において、複数の前記ファンアウト型プローブ４の前記当接点４３１は設計需要に応じて任意のルートに沿って並んでもよい。

さらに、本実施形態の上述した特徴を容易に理解するために、以下にＮは１及び２を例に説明する。なかでも、図３に示すように、複数の前記ファンアウト型プローブ４の前記当接点４３１は一列に並び、その並び方向は前記直線方向Ｓに平行し、複数の前記ファンアウト型プローブ４における前記接続転換点４２４は互いに千鳥状に並ぶ。もしくは、図７及び図８に示すように、複数の前記ファンアウト型プローブ４の前記当接点４３１は二列に並び、それぞれの列における前記当接点４３１の並び方向は前記直線方向Ｓに平行し、異なる列にあって互いに隣り合って設置される２つの前記当接点４３１間の距離Ｄ４３１ａは、対応した２つの前記接続転換点４２４間の距離Ｄ４２４ａよりも短い。
［第２の実施形態］

図９を参照されたい。図９は、本発明の第２の実施形態を示す。本実施形態は、前記第１の実施形態に類似しているため、２つの実施形態の共通点は繰り返さず、前記第１の実施形態との差異は以下に概略的に説明する。

本実施形態において、前記プローブカード装置１０００は前記回路板２００及び複数の前記ファンアウト型プローブ４に接続される間隔変換板３００をさらに含み、それぞれの前記ファンアウト型プローブ４はその前記接続転換点４２４によって前記間隔変換板３００に固定され、すなわち、複数の前記ファンアウト型プローブ４は、本実施形態において、前記間隔変換板３００を介して前記回路板２００に電気的に接続される。

そのため、前記プローブカード装置１０００は、前記ファンアウト型プローブ４の構造設計（例えば、前記接続転換点４２４と前記当接点４３１との間に前記ファンアウト距離ＦＤが隔たる）により、複数の前記ファンアウト型プローブ４の前記接続転換点４２４間の距離が広げられ、前記間隔変換板３００の製造難易度の低減に寄与する。
［第３の実施形態］

図１０を参照されたい。図１０は本発明の第３の実施形態を示す。本実施形態は、前記第１の実施形態及び前記第２の実施形態に類似しているため、２つの実施形態の共通点は繰り返さず、前記第１の実施形態及び前記第２の実施形態との差異は以下に概略的に説明する。

本実施形態において、複数の前記ファンアウト型プローブ４の前記ファンアウト距離ＦＤは互いに異なる少なくとも２つの数値を含む。すなわち、前記プローブヘッド１００は互いに異なる前記ファンアウト距離ＦＤを有する複数の前記ファンアウト型プローブ４を採用することができ、それによって異なる設計需要を満たし、前記回路板（未図示）に直接的に固定することに適するように、複数の前記ファンアウト型プローブ４の前記接続転換点４２４の配置を変更する。すなわち、本実施形態が採用した複数の前記ファンアウト型プローブ４は異なる数値のファンアウト距離ＦＤによって、間隔変換板の機能を取って代わることができる。

以上に開示される内容は、好ましい本発明の可能な実施形態に過ぎず、発明の範囲を限定することを意図していない。そのため、本発明の明細書及び図面でなされた均等的な技術的変形は、全て本発明の請求の範囲に含まれるものである。

１０００：プローブカード装置
１００：プローブヘッド
１：第１の案内板ユニット
２：第２の案内板ユニット
３：間隔板
４：ファンアウト型プローブ
４１：ストロークセグメント
４１１：変形部
４１２：末端部
４２：ファンアウトセグメント
４２１：延伸部
４２２：接続転換部
４２３：側翼部
４２４：接続転換点
４３：テストセグメント
４３１：当接点
２００：回路板
３００：間隔変換板
Ｌ：長さ方向
Ｆ：ファンアウト方向
Ｓ：直線方向
ＦＤ：ファンアウト距離
Ｄ４２４、Ｄ４３１：間隔
Ｄ４２４ａ、Ｄ４３１ａ：距離

Claims (8)

1. 互いに間隔をあけて設置される第１の案内板ユニット及び第２の案内板ユニットと、
   前記第１の案内板ユニット及び前記第２の案内板ユニットを穿通して設置される複数のファンアウト型プローブと、を備え、
   前記ファンアウト型プローブのそれぞれは、ストロークセグメントと、ファンアウトセグメントと、テストセグメントと、を含み、
   前記ストロークセグメントは、直線状を呈し、長さ方向が定義され、前記ストロークセグメントの２つの末端部が、それぞれ、前記第１の案内板ユニット及び前記第２の案内板ユニットに収容され、
   前記ファンアウトセグメントは、前記ストロークセグメントの一つの前記末端部に連なり、前記第１の案内板ユニットから穿り出されて設置され、前記ストロークセグメントから離れた接続転換点を有し、
   前記テストセグメントは、前記ストロークセグメントのもう一つの前記末端部に連なり、前記第２の案内板ユニットから穿り出されて設置され、前記ストロークセグメントから離れた当接点を有し、前記接続転換点は前記長さ方向と直交するファンアウト方向において、前記当接点との間にファンアウト距離が隔たり、
   互いに隣接するいずれか２つの前記ファンアウト型プローブにおいて、２つの前記接続転換点間の間隔は２つの前記当接点間の間隔よりも大きく、
   それぞれの前記ファンアウト型プローブにおける前記ファンアウトセグメントは、
   前記ストロークセグメントの対応した前記末端部から前記ファンアウト方向に沿って延伸して形成される延伸部と、
   前記延伸部から前記長さ方向に沿って延伸して形成され、末端が前記接続転換点である接続転換部と、
   前記ファンアウト方向に沿って、前記延伸部の２つの末端からそれぞれ前記接続転換部及び対応した前記末端部よりも突出するように延伸して形成される２つの側翼部と、をさらに含む、ことを特徴とするプローブカード装置。
2. 前記プローブカード装置は、回路板と、前記回路板に接続される間隔変換板（ｓｐａｃｅ ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ）と、をさらに含み、複数の前記ファンアウト型プローブの前記接続転換点は前記間隔変換板に固定される、請求項１に記載のプローブカード装置。
3. 前記プローブカード装置は、回路板をさらに含み、複数の前記ファンアウト型プローブの前記接続転換点は、前記回路板に固定される、請求項１に記載のプローブカード装置。
4. 複数の前記ファンアウト型プローブの前記当接点は一列に並び、その並び方向は前記長さ方向及び前記ファンアウト方向と直交した直線方向に平行し、複数の前記ファンアウト型プローブの前記接続転換点は互いに千鳥状に並ぶ、請求項１に記載のプローブカード装置。
5. 複数の前記ファンアウト型プローブの前記当接点は二列に並び、それぞれの列における前記当接点の並び方向は前記長さ方向及び前記ファンアウト方向と直交する直線方向に平行し、異なる列にあって隣り合って設置される２つの前記当接点間の距離は、対応した２つの前記接続転換点間の距離よりも短い、請求項１に記載のプローブカード装置。
6. 複数の前記ファンアウト型プローブの前記当接点はＮ列に並び、それぞれの列における前記当接点の並び方向は前記長さ方向及び前記ファンアウト方向と直交する直線方向に平行し、Ｎは３以下の正数である、請求項１に記載のプローブカード装置。
7. 複数の前記ファンアウト型プローブの前記ファンアウト距離は互いに異なる少なくとも２つの数値を含む、請求項１に記載のプローブカード装置。
8. ストロークセグメントと、ファンアウトセグメントと、テストセグメントと、を含み、
   前記ストロークセグメントは、直線状を呈し、長さ方向が定義され、２つの末端部を含み、前記ストロークセグメントの２つの前記末端部のそれぞれが、互いの反対方向に沿った力を受けることによって、前記ストロークセグメントは湾曲でき、
   前記ファンアウトセグメントは、前記ストロークセグメントの一つの前記末端部に連なり、前記ストロークセグメントから離れた接続転換点を有し、
   前記テストセグメントは、前記ストロークセグメントのもう一つの前記末端部に連なり、前記ストロークセグメントから離れた当接点を有し、前記接続転換点は前記長さ方向と直交するファンアウト方向において、前記当接点との間にファンアウト距離が隔たり、
   前記ファンアウトセグメントは、
   前記ストロークセグメントの対応した前記末端部から前記ファンアウト方向に沿って延伸して形成される延伸部と、
   前記延伸部から前記長さ方向に沿って延伸して形成され、末端が前記接続転換点である接続転換部と、
   前記ファンアウト方向に沿って、前記延伸部の２つの末端からそれぞれ前記接続転換部及び対応した前記末端部よりも突出するように延伸して形成される２つの側翼部と、をさらに含む、ことを特徴とするプローブカード装置のファンアウト型プローブ。

Images