JPH01170857A - プローブカード - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、プローブ用接触子装置に関する。

（従来の技術） 一般に、プローブカードは、プローブ装置等に配置され
、被検査体例えば半導体ウェハ上に形成されたＩＣチッ
プの電極パッドとテスタを電気的に配線する接続体とし
て用いられている。

今般、微細化技術の革新により、ＩＣチップの高集積化
が進み、ＩＣチップを構成する端子数が増加し、即ち、
１チツプあたりの電極パッド数が増加している。この増
加した電極パッドをもつＩＣチップを検査する際に、プ
ローブ用接触子装置例えばプローブカード技術も対応し
て要求されている。例えばプローブカードのプローブ端
子数を増加したものが必要である。このプローブカー１
〜のプローブ端子数を増加する手段として、プローブ端
子を被検査測定体に対してほぼ垂直に実装したものが提
案されている。例えば特開昭６０−１８９９４９号、特
開昭６１．−１５４１３７号、特開昭６１−２０５８７
０号。

実公昭６２−４４３６５号公報などには、電気的に導通
する如く配線された基板にプローブ端子を垂直固定した
ものが提案され、又、特公昭５８−０７４１号。

実開昭５７−４７５５号、実開昭５８−１４８９３５号
、実公昭５９−１２６１５号、実公昭６２−３６１３９
号公報などには、電気的に導通する如く配線された基板
とプローブ端子とを導電性のバネ等の弾性体を介して接
続したものが提案されている。

（発明が解決し゛ようとする問題点） しかしながら、上記記載の基板にプローブ端子を垂直固
定したものでは、検査時に、プローブ端子と被検査測定
体を接触させた時、さらにオーバードライブをかけるた
め、プローブ端子に歪等のダメージを与え、プローブ端
子が脆くなり耐久性に欠けているという問題があった。

又この問題の対策として、基板とプローブ端子とを、導
電性のスプリング等の弾性体を介して接続したものがあ
るが、スプリング等を介すると電気的導電率が悪く正確
な検査を行なえず、又、プローブカードの製造において
も、複雑な構成となるため、微細な部品を取り付けるの
は困難であり、正確な製造には長時間を必要とし汎用性
に欠けていた。

この発明は上記点に対処してなされたもので、被検査測
定体とテスタを電気的に配線する際に、微細ピッチの被
検査測定体の電極パッドに対応して接触子を設置でき、
耐久性に優れており信頼性の高いプローブ用接触子装置
を提供するものである。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段） 本発明は、接触子を測定端に接触した時の接触圧力が分
配されるような材質で」二記接触子を支持したことを特
徴とする。

（作用効果） 接触子を測定端に接触した時の接触圧力が分配−３＝ されるような材質で上記接触子を支持したことにより、
接触子が測定端に当接した時、接触子の支持材質が弾性
変形するので、接触子に加わる圧力を分配でき、耐久性
に優れたプローブ用接触子装置が得られる。又、接触子
を垂直に設けた場合、接触子の支持材質の側面に側面体
を設けたことにより支持材質の弾性変形に縦方向の方向
性を持たすことが出来るので位置ズレを防止できる。

（実施例） 次に、本発明プローブ用接触子装置の一実施例を図面を
参照して説明する。

まず、プローブ用接触子装置α）の構成は、第１図に示
すように、被測定体例えば半導体ウェハ■に形成された
測定端である■Ｃチップの電極パッド（３）の配列パタ
ーンに対応した位置に、材質例えば弾性変形可能なタン
グステン、直径例えば８０ｐｍで先端がテーパ形状の入
出力端子である接触子（へ）が配設されている。この各
接触子（イ）は、弾性変形可能な電気的絶縁性の樹脂例
えばシリコーン合成樹脂０に半導体ウェハ（２）に対し
て垂直に保持され＝４− ている。上記各接触子に）を保持したシリコーン合成樹
脂の側面は、このシリコーン合成樹脂（ハ）を包囲する
如く弾性変形をしない支持体例えばセラミックス製の側
面体（へ）により支持されている。ここで、第１図（Ｂ
）に示すように上記接触子（４）において、上記シリコ
ーン合成樹脂０内からウェハ■側に導出している位置ま
では、はぼ垂直に構成されていて、他端側から導出して
いる接触子（イ）は、上記セラミックス製の側面体（６
）の上面に形成された電気的に導通可能な導体パターン
（図示せず）に例えば接触子（イ）を湾曲させて配線さ
れている。

上記導体パターンの一端は被測定体の検査測定装置であ
るテスタ（図示せず）に接続する端子に配線されている
。又、」二記のように接触子（イ）を湾曲させないで配
線する場合は、接触子Ｃ４）をシリコーン合成樹脂（ハ
）内および両側導出部において、はぼ垂直に構成し、テ
スタ接続側に、導体パターンが形成されたフィルムを設
置して配線しても良い。

次に上述したプローブ用接触子装置（１）の製造方法を
説明する。

まず、例えば中央に円形状に開孔が設けられた厚さ例え
ば１０ｍｎ程度のセラミックス製の側面体（０の上面お
よび下面に、接触子（イ）を垂直にガイドするガイド板
■を平行に配設する。この各ガイド板■は、材質例えば
ステンレス製であり、予め定められた位置、即ち、測定
検査対象例えばＩＣチップの電極パッドの配列パターン
に対応した各位置に、直径例えば１００μｍ程度の小孔
（ハ）が多数設けられている。又、上記上面および下面
に設けられた各ガイド板■の各小孔（８）は、夫々同軸
状に設けられている。ここで、上記各ガイド板ωに設け
られた各同軸状の小孔（８）に、接触子Ｇ）を挿入し、
先端即ち遊端が、下面側のガイド板■から例えば３００
μｍ程度導出するように設定する。すべての接触子（４
）を設定した後に、側面体（６）および上面・下面に配
置された２枚のガイド板■により形成された空間（９）
内に、上記各接触子（イ）を保持および接触子（４）が
電極パッド■に接触した時の接触圧力を接触子（イ）の
弾性力と分配するために液状の樹脂例えばシリコーン合
成樹脂を予め上面のガイド板■に設けられた開口（１（
４）から流入する。この流入後、上記状態を保ちながら
シリコーン合成樹脂（ハ）を常温で硬化させる。この硬
化時間を短縮するためにオーブン等を使用して高温で硬
化させても良い。このシリコーン合成樹脂（ハ）を硬化
後、側面体（へ）の上下面に夫々に配設されている各ガ
イド板■を、シリコーン合成樹脂０から剥離する。この
剥離が容易なように、液状のシリコーン合成樹脂０を流
入する前に各ガイド板■のシリコーン合成樹脂０の当接
面に剥離剤を塗付けておくことが望ましい。各ガイド板
■を剥離後、上面側に導出している接触子（イ）を湾曲
させて、側面体■の上面に形成された導体パターンに接
続例えば半田付けし、プローブ用接触子装置中は完成す
る。

次に、上記製造したプローブ用接触子装置（１）を、半
導体ウェハ■の測定装置であるプローブ装置（図示せず
）に配置し、半導体ウェハ■の測定における動作作用を
説明する。

まず、被測定体例えば半導体ウェハ■を、プローブ用接
触子装置■の設置対向位置に設置する。

ここで、ウェハ（２）と接触子装置（１）とを相対的に
上下方向に移動例えばウェハ（２）を上昇して、接触子
装置（Ｄの各接触子（イ）の先端とウェハ（２）の電極
パッド（３）を当接させる。ここで、さらにウェハ（２
）を上昇し、即ち、オーバードライブを例えば６０〜１
００μｍかける。このオーバードライブにより、接触子
（イ）の先端でウェハ■の電極パッド■に被着した酸化
膜等を破壊し、接触子（イ）の先端と電極パッド■の導
電部材とを正確に接続する。この時、保護のため各接触
子（４）は、接触子（イ）の弾性力およびシリコーン合
成樹脂（ハ）の縦方向の弾性力に分配されて上方向に押
し上げられる。ここでシリコーン合成樹脂（ハ）の弾性
変形は、セラミックス製の側面体（６）により、樹脂の
弾性力■と、接続端子（イ）と側面体０の距離■と、シ
リコーン合成樹脂（ハ）の厚み■と、シリコーン合成樹
脂（ハ）の接着力■を、■〉■〉■　〉■ と調整することにより、横方向への弾性変形が押えられ
ている。

上記のような接続状態で、ＩＣチップの入力電極にテス
タ（図示せず）から出力されたテスト信号を接触子（イ
）より印加し、ＩＣチップの出力電極（３）に発生する
電気的信号を他の接触子（へ）からテスタに出力し、テ
スタで期待される信号と比較してＩＣチップの良否およ
び機能レベルを判定する。

この検査測定終了後、ウェハ■を所定量でけ下降する。

このことにより接触子（イ）と電極パッド（３）は非接
触状態となる。この時接触子←）は、シリコーン合成樹
脂■の弾性変形により、元の位置に復帰する。

上述したように、接触子を弾性変形可能な材質で保持し
、接触子が測定端に接触した接触圧力を接触子と上記材
質に分配するようにし、接触子を上下方向に移動可能と
し、接触子の高さ位置に再現性をもたせたことにより、
接触子の高さ位置は常に正確な高さに設置され、信頼性
の向」二が可能となる。

特に、弾性変形可能な材質に、シリコーン合成樹脂を用
いると、シリコーン合成樹脂は、無機と有機の特性をも
ち化合結合の主骨格がシロキサン結合（Ｓ　ｉ　−０−
Ｓ　ｉ　）であることから耐熱性、電気絶縁性および耐
水性に優れていて、尚かっ透明なので、接触子と電極パ
ッドの位置合わせを容易にする。

この発明は上記実施例に限定されるものではなく、接触
子の材質はタングステしでなくとも電気導電率の良い材
質なら何れでも良い。

又、第３図に示すように、電気特性を高めるために接触
子（イ）に被覆（１１）Ｌ、でも良い。ここで、導電性
を良くするために金メツキを被覆（１１）　しても良く
、絶縁抵抗を強化するためにテフロン（商品名）などを
被覆（１１）シても良い。さらに、接触子（イ）の上下
方向の運動による接着力を補助するものとして接触子に
）の電極パッド（３）当接位置に円錐形状のブランジャ
ー（１２）を設けても良い。

さらに、第４図に示すように、接触子にノイズ又、被検
査体が光受光素子などの場合は、光ファイハーケーフル
（１４）を接触子（へ）と共にシリコーン合成樹脂■内
に取付けることも可能である。

さらに又、第５図に示すように、接触子（４）の配列構
成として、複数のＩＣチップを同時に検査するものや、
多数の電極を有するものにおいても検査可能とし、この
場合、シリコーン合成樹脂０において同一の弾性力を得
るために、側面体（１５）から各接触子（４）の距離を
等しくすることも可能である。特に、ウェハ■に形成さ
れたＩＣチップすべての電極パッド■配列に対応する如
く接触子を配列すると、ウェハ■を一括して測定可能と
なりスループットの向上となる。

さらに又、被測定体は半溝体ウェハでなくともＬＣＤ基
板などでも良く、プリント基板の検査に用いられるテス
トフィクスチャーとして使用しても同様の効果が得られ
る。

さ５に又、接触子の湾曲部分を電気的絶縁性のテフロン
（商品名）等でコーティングし、各湾曲部が接触しても
絶縁状態が保てるようにしても良い。

一１ゴー さらに又、第６図に示すように、接触子（へ）とシリコ
ーン合成樹脂０が設けられた側面体０の外周に、プリン
ト基板（１６）を設け、このプリント基板（１６）に設
けられた夫々絶縁状態でテスタ（図示せず）の接続端子
と配線されている各導体パターン（１７）に、上記シリ
コーン合成樹脂０に保持された各接触子（イ）を湾曲さ
せて接着例えば半田付けして配線したものでも上記実施
例と同様の効果を得る。

さらに又、第７図に示すように、接触子（イ）とシリコ
ーン合成樹脂（ハ）が設けられた側面体０の外周にプリ
ント基板（１６）が設けられ、このプリント基板（１６
）に設けられている夫々絶縁状態でテスタ（図示せず）
の接続端子と配線されている各導体パターン（１７）に
、各接触子（へ）を配線する際に、各接触子（４）を垂
直に設け、この接触子（イ）の上面に導体パターンが設
けられたＦ　Ｐ　Ｃ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ　Ｐｒ１ｎｔＣ
ｉｒｃｕｉｔ）　（１８）を配設し、上記接触子（イ）
とプリン１〜基板（１６）の導体パターン（１７）を配
線しても良い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を説明するためのプローブ用
接触子装置の説明図、第２図は第１図のプローブ用接触
子装置の製造を説明するための図、第３図・第４図・第
５図・第６図・第７図は第１図の他の例を示す図である
。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）接触子を測定端に接触した時の接触圧力が分配さ
   れるような材質で上記接触子を支持したことを特徴とす
   るプローブ用接触子装置。
2. （２）接触子を支持した材質は、シリコーン合成樹脂又
   はフッ素樹脂又はポリエチレン又は熱可塑性樹脂である
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のプローブ
   用接触子装置。
3. （３）垂直に接触子を支持した材質の側面を弾性変形の
   しない材質で包囲したことを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載のプローブ用接触子装置。
4. （４）接触子は同軸ケーブルであることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載のプローブ用接触子装置。
5. （５）接触子と共に光ファイバーを支持したことを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載のプローブ用接触子装
   置。 （５）接触子の測定端の接触位置にブランジャーを設け
   たことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のプロー
   ブ用接触子装置。