JPH01291167A

JPH01291167A - プローブカードおよびそれを用いた被測定部品の測定法

Info

Publication number: JPH01291167A
Application number: JP63119242A
Authority: JP
Inventors: Tetsuo Yoshizawa; 吉沢　徹夫; Masaaki Imaizumi; 昌明今泉; Hideyuki Nishida; 秀之西田; Hiroshi Kondo; 浩史近藤; Takashi Sakaki; 隆榊; Yasuteru Ichida; 市田　安照; Masateru Konishi; 小西　正暉
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1988-05-18
Filing date: 1988-05-18
Publication date: 1989-11-22

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】［産業上の利用分野］本発明はプローブカード及びそれを用いた被測定部品の
測定方法に関する。

［従来の技術］従来、被測定部品、例えば電気回路部品を、電気的に測
定するプローブカードに関する技術としては、以下に述
べる技術が知られている。

■プローブカード方式第８図および第９図は従来のプローブカードおよびその
プローブカードを用いた電気回路部品の測定方法を示し
ており、以下第８図および第９図に基づき説明する。

プローブカード８０９は、電気的導電材料である針８０
３の先端部８０４が所望の位置に配置するように、針８
０３を回路基板８０５にろう材８０８および固定部材８
０６（第９図では固定部材がない）で固定支持した構成
をとる。

第８図では固定部材８０６は針８０３を回路基板８０５
に機械的に固定するだけであるが、ろう材８０８は針８
０３と回路基板８０５の接続部８０７とを機械的に固定
すると同時に電気的に接続する。また、第９図では、ろ
う材８０８は針８０３と回路基板８０５の接続部８０７
とを機械的かつ電気的に接続する。

このようにして作られたプローブカード８０９の針８０
３の先端部８０４を被測定物である半導体素子８０１の
接続部８０２に針８０３のバネの力で押しつけて接触さ
せ、測定を行なう、なお針８０３の先端部８０４は、半
導体素子８０１の接続部８０２との間の接触抵抗を小さ
くさせるためにたとえ半導体素子８０１の接続部８０２
の表面に酸化皮膜等の電気的絶縁物質が存在していても
、電気的絶縁物質をつき破るように針状に鋭く加工され
ている。

■コンタクトスプリングプローブ方式第１０図はコンタクトスプリングプローブを用いたプロ
ーブカードおよびプローブカードを用いた電気回路部品
の測定方法を示しており、以下第１０図に基づき説明す
る。

プローブカード８０９は、電気的導電材料であるコンタ
クトスプリングプローブ８１１の先端部８１２が所望の
位置に配置するように、コンタクトスプリングプローブ
８１１を電気的絶縁材料である板８１５に固定支持した
構成をとる。

このようにして作られたプローブカード８０９のコンタ
クトスプリングプローブ８１１の先端部８１２を被測定
物である回路基板８１３の接続部８１４にコンタクトス
プリングプローブ８１１のバネ圧力で押し当てて接触さ
せ、測定を行なう。

［発明が解決しようとしている問題点］ところで上記し
た従来のプローブカードには次のような問題点があった
。

■プローブカード方式 ■半導体素子８０１の接続部８０２の最小隣接ピッチ（
隣接する接続部の最小中心間圧１１１）は針８０３のブ
ロービング部８１０の直径と取り付は角度・方向等の取
り付は方等により決ってくる量であるが、半導体素子８
０１の接続部８０２の隣接ピッチがその量以下だと測定
時隣接するブロービング部８１０が接触しやすくなるた
め測定がむずかしかった。従って、半導体素子８０１が
接続部８０２の隣接ピッチの狭い多ビンの半導体素子で
ある場合は、半導体素子８０１は設計上の制約を受けて
いた。

■半導体素子８０１の接続部８０２を半導体素子８０１
の外周縁部よりも内側にくるように設計すると、針８０
３のブロービング部８１０の配置が複雑になり、よって
回路基板８０５の接続部８０７への針８０３の取り付は
方が複雑になり、さらに測定時隣接するブロービング部
８１０が接触しやすくなるため、測定がむずかしかった
。

従フて、半導体素子８０１の接続部８０２は半導体素子
８０１上の周辺に配置する必要が生じ、特に半導体素子
８０１が多ビンの半導体素子である場合は、半導体素子
８０１は回路設計上の制約を受けざるを得なかった。

さらに、半導体素子８０１上の周辺部に接続部８０２を
もつ半導体素子８０１の複数を同時に測定することはむ
すかしかフた。

■複数の針８０３の先端部８０４を所望の位置に配置す
るために複雑な道具が必要となり、かつ時間がかかるた
めにコスト高であった。

■半導体素子８０１の接続部８０２の配置が異なった半
導体素子には同じプローブカード８０９を使用できず、
従って、従来のプローブカーＦには汎用性がなかった。

■半導体素子８０１の接続部８０２にかかる針８０３の
先端部８０４の力は、複数の針８０３の１本１本の材料
が同種であるならば主に形状変形によるバネ力であるた
め、針８０３の形状が異なると半導体素子８０１の接続
部８０２にかかる力が異なり、半導体素子８０１の接続
部８０２と針８０３の先端部８０４の間の接触抵抗値に
バラツキが生じやすかった。さらに、力が異なると半導
体素子８０１の接続部８０２に損傷を与えるという等の
問題点が生じやすかった。また、針８０３の変形が過大
になると針８０３の形状が元の形状に戻らなくなる等の
問題が生じていた。

０針８０３の長さが長くなると、電気抵抗値や浮遊容量
が増大する等の、電気測定上の問題が生じやすくかった
。

■プローブカード８０９をくりかえし使用して針８０３
の先端部８０４を半導体素子８０１の接続部８０２に接
触させる回数を重ねると、針８０３の先端部８０４が摩
耗する。針８０３の先端部８０４が摩耗し使用できなく
なフた場合、プローブカード８０９をとり替えるか、ま
たは針８０３をとり替える等の対処をしなくてはならず
、元のままの状態で再生がきかなかった。

■コンタクトスプリングプローブ方式０凹路基板８１３の接続部８１４の最小隣接ピッチ（ｖ
４接する接続部の最小中心間圧ｌ！りは、コンタクトス
プリングプローブ８１１が回路基板８１３にほぼ垂直に
配設されている第１０図の場合、コンタクトスプリング
プローブ８１１の直径かまたは先端部８１２の直径のい
ずれか大きい方の１．５〜２倍であり、回路基板８１３
の接続部８１４の隣接ピッチがその値以下だと測定が難
しかった。従って、回路基板８１３が接続部８１４の隣
接ピッチの狭い多点の回路基板であるものでは設計上の
制約を受けていた。

■また、コンタクトスプリングプローブ８１１の直径か
先端部８１２の直径のいずれか大きい方の値が最小でも
０．５ｍｍ程度であるため、隣接ピッチが０．１〜０．
３ｍｍ程度の半導体素子をブロービングすることは難し
かった。

■回路基板８１３の接続部８１４の配置が異なる回路基
板１３には同じプローブカード８０９を使用できず、従
って、従来のプローブカード８０９は汎用性がなかフた
。

■プローブカード８０９をくりかえし使用して回路基板
８１３の接続部８１４にコンタクトスプリングプローブ
８１１の先端部８１２を接触させる回数を重ねると、コ
ンタクトスプリングプローブ８１１の先端部８１２が摩
耗する。コンタクトスプリングプローブ８１１の先端部
８１２が摩耗し使用できなくなった場合、プローブカー
ド８０９をとり替えるか、またはコンタクトスプリング
プローブ８１１を取り替える等の対処をしなくてはなら
ず、元のままの状態での再生がきかなかった。

（以下余白）［問題点を解決するための手段］本発明の第１の要旨は、電気的絶縁材料よりなる保持体
と、該保持体中に埋設された複数の電気的導電部材とを
有し、該電気的導電部材の一端が該保持体の一方の面に
おいて露出しており、また、該電気的導電部材の他端が
該保持体の他方の面において露出している電気的接続部
材と：少なくとも１以上の接続部を有し、該接続部にお
いて、該保持体の一方の面において露出している該電気
的導電部材のうちの少なくとも１つの一端が接続されて
いる少なくとも１以上の電気回路部品と；を少なくとも有していることを特徴とするプローブカー
ドに存在する。

本発明の第２の要旨は、電気的絶縁材料よりなる保持体
と、該保持体中に埋設された複数の電気的導電部材とを
有し、該電気的導電部材の一端が該保持体の一方の面に
おいて露出しており、また、該電気的導電部材の他端が
該保持体の他方の面において露出している電気的接続部
材と：少なくとも１以上の接続部を有し、該接続部にお
いて、該保持体の一方の面において露出している該電気
的導電部材のうちの少なくとも１つの一端が接続されて
おり、該接続は、該接続部と該一端とを金属化及び／又
は合金化により接続されている少なくとも１以上の電気
回路部品と；を少なくとも有していることを特徴とする
プローブカードに存在する。

本発明の第３の要旨は、電気的絶縁材料よりなる保持体
と、該保持体中に埋設された複数の電気的導電部材とを
有し、該電気的導電部材の一端が該保持体の一方の面に
おいて露出しており、また、該電気的導電部材の他端が
該保持体の他方の面において露出している電気的接続部
材と：少なくとも１以上の接続部を有し、該接続部にお
いて、該保持体の一方の面において露出している該電気
的導電部材のうちの少なくとも１つの一端が接続されて
いる少なくとも１以上の電気回路部品と；を少なくとも有しているプローブカードの、該保持体の
他方の面において露出している該電気的導電部材の他端
に、少なくとも１以上の接続部を有する少なくとも１以
上の被測定部品を電気的に接続して該被測定部品の電気
的特性を測定することを特徴とする被測定部品の測定法
にある。

本発明の第４の要旨は、電気的絶縁材料よりなる保持体
と、該保持体中に埋設された複数の電気的導電部材とを
有し、該電気的導電部材の一端が該保持体の一方の面に
おいて露出しており、また、該電気的導電部材の他端が
該保持体の他方の面において露出している電気的接続部
材と；少なくとも１以上の接続部を有し、該接続部にお
いて、該保持体の一方の面において露出している該電気
的導電部材のうちの少なくとも１つの一端が接続されて
おり、該接続は、該接続部と該一端とを金属化及び／又
は合金化により接続されている少なくとも１以上の電気
回路部品と；を少なくとも有しているプローブカードの
、該保持体の他方の面において露出している該電気的導
電部材の他端に、少なくとも１以上の接続部を有する少
なくとも１以上の被測定部品を電気的に接続して該被測
定部品の電気的特性を測定することを特徴とする被測定
部品の測定法にある。

［作用］以下に本発明の作用を、本発明の構成要件の個別的な説
明とともに述べる。

（電気回路部品）本発明における電気回路部品としては、例えば、トラン
ジスタ、ＩＣ等の半導体素子や、樹脂回路基板、セラミ
ック基板、金属基板、シリコン基板等の回路基板（以下
単に回路基板ということがある）や、リードフレーム等
があげられる。

なお、電気的接続部材に接続される電気回路部品は、保
持体の１つの面に１つだけ存在してもよいし、複数個存
在してもよい。

電気回路部品としては、導電性の接続部を有する部品が
本発明の対象となる。

（電気的接続部材）本発明に係る電気的接続部材は、電気絶縁材料からなる
保持体に複数の電気的導電部材が埋設されている。埋設
されている導電部材同士は保持体によフて電気的に絶縁
されている。

この電気的導電部材の一端は保持体の一方の面において
露出しており、他端は保持体の他方の面においてに露出
している。

さらに電気的接続部材は、１層あるいは２層以上の多層
からなるものでもよい。

本発明ではこの電気的導電部材がブロービング部となる
。

（電気的導電部材）電気的導電部材は電気的に導電性を示すものならば何で
もよい、金属材料が一般的であるが、金属材料以外にも
超電導性を示す材料等でもよい。

金属部材の材料としては、耐摩耗性に富む材料が好まし
いが、任意の金属あるいは合金を使用できる０例えば、
Ａｕ、Ａｇ、Ｍｎ、Ｃｒ。

Ｎｂ、Ｚｒ、Ｍｇ、Ｍｏ、Ｎｉ、Ｗ、Ｆｅ。

Ｔｉ、Ｉｎ、Ｔａ、Ｚｎ、Ｃｕ、ＡｆＬ、Ｓｎ。

Ｐｂ−３ｎ等の金属あるいは合金があげられる。

また、金属部材および合金部材は同一の電気的接続部材
において同種の金属が存在していてもよいし異種の金属
が存在していてもよい、さらに、電気的接続部材の金属
部材および合金部材の１個が同種金属ないし合金ででき
ていても異種の金属ないし合金でできていてもよい、さ
らに、金属、合金以外であっても導電性を示すならば、
金属材料に有機材料または無機材料の一方または両方を
包含せしめた材料でもよい。また、導電性を示すならば
無機材料と有機材料との組合せでもよい。

さらに、電気的導電部材の断面は円形、四角形その他任
意の形状とするができる。

また、電気的導電部材の太さは特に限定されない。電気
回路部材の接続部のピッチを考慮して、例えば２０μｍ
φ以上あるいは２０μｍφ以下にしてもよい。

なお、電気的導電部材の露出部は保持体と同一面として
もよいし、また、保持体の面から突出させてもよい、こ
の突出は片面のみでもよいし両面でもよい、さらに突出
させた場合はバンブ状にしてもよい。

また、電気的導電部材の間隔は、電気回路部品の接続部
同士の間隔と同一間隔としてもよいし、それより狭い間
隔としてもよい、狭い間隔とした場合には電気回路部品
と電気的接続部材との位置決めを要することなく、電気
回路部品と電気的接続部材とを接続することが可能とな
る。

また、電気的導電部材は保持体中に垂直に配する必要は
なく、保持体の一方の面側から保持体の他方の面側に向
って斜行していてもよい。

また、被測定部品側に露出した電気的導電部材（これが
プローブの先端部となる）の形状は針状で鋭角をなして
いてもよいし複数の鋭角を持りていてもよいし任意の形
状でよい。

望ましくは、両者に損傷がない程度で接触抵抗が小さく
なる形状がよい。

（保持体）保持体は、電気的絶縁材料からなる。

電気的絶縁材料ならばいかなるものでもよい。

電気的絶縁材料としては有機材料、無機材料があげられ
る。また、電気的導電部材同士が電気的に絶縁されるよ
うに処理を施した金属又は合金材料でもよい、さらに、
有機材料中に、粉体や繊維等所望の形状をした、無機材
料、金属材料、合金材料の一種か又は複数種を分散させ
て保有せしめてもよい。さらに、無機材料中に、粉体や
繊維等所望の形状をした、有機材料、金属材料、合金材
料の一種か又は複数種を分散させて保有せしめてもよい
３まな、金属材料中に、粉体や繊維等所望の形状をした
、無機材料、有機材料の一種ないし複数種を分散させて
保有せしめてもよい。なお、保持体が金属材料よりなる
場合は、例えば、電気的導電部材と保持体との間に樹脂
等の電気的絶縁材料を配設すればよい。

ここで有機材料としては、例えば絶縁性の樹脂を用いれ
ばよく、樹脂としては、熱硬化性樹脂、紫外線硬化樹脂
、熱可塑性樹脂等のいかなるものでもよい０例えば、ポ
リイミド樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリ
エーテルサルフォン樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポ
リスチレン樹脂、フッ素樹脂、ポリカーボネート樹脂、
ポリジフェニールエーテル樹脂、ポリベンジルイミダゾ
ール樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリプロピレン樹脂
、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリスチレン樹脂、メタクリル
酸メチル樹脂、ポリフェニレンオキサイド樹脂、フェノ
ール樹脂、メラニン樹脂、エポキシ樹脂、尿素樹脂、メ
タクリル樹脂、塩化ビニリデン樹脂、アルキッド樹脂、
シリコン樹脂その他の樹脂を使用することができる。

なお、これらの樹脂の中から、熱伝導性のよい樹脂を使
用すれば、半導体素子が熱を持ってもその熱を樹脂を介
して放熱することができるのでより好ましい。さらに、
樹脂として、回路基板と同じかあるいは同程度の熱膨張
率を有するものを選択し、また、有機材料中に少なくと
も１ケの穴あるいは複数の既報を存在せしめれば、熱膨
張・熱収縮に基づく、装置の信頼性の低下を一層防止す
ることが可能となる。

また、金属材料や合金材料としては、例えば、Ａｇ、Ｃ
ｕ、Ａｕ、Ａｊ！、Ｂｅ、Ｃａ、Ｍｇ。

Ｍｏ、Ｆｅ、Ｎｉ、ＳＮ、Ｃｏ、Ｍｎ、Ｗ。

Ｃｒ、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｚｎ、Ｓｎ。

Ｐｂ−３ｎ等の金属又は合金があげられる。

無機材料としては、例えば、ＳｌＯ□。

Ｂ２０ａ　、　Ａｊ！ｚ　Ｏｓ　、　Ｎ　ａｘ　Ｏ，Ｋ
ｘ　Ｏ。

Ｃａｂ、ＺｎＯ，Ｂａｄ、ｐｂｏ、５ｂ２０ｓ。

ＡＳ２０ｓ　＊　Ｌａｗ　Ｏａ　＋　ＺｒＯ２、Ｂａｄ
。

Ｐ２０ｓ　、　ＴｉＯ２、ＭｇＯ，Ｓ　Ｌ　Ｃ，Ｂｅｄ
。

ＢＰ、　ＢＮ、　ＡＪ！Ｎ、　Ｂ４　Ｃ，ＴａＣ，Ｔｉ
　Ｂ２゜Ｃｒ　Ｂ　２　＊　Ｔ　ｉ　Ｎ　、Ｓ　ｉ　３
　Ｎ　４　＊　Ｔ　ａ　ｘ　Ｏｓ等のセラミック、ダイ
ヤモンド、ガラス、カーボン、ボロンその他の無機材料
があげられる。

分散せしめる粉体および繊維の大きさ、形状、また絶縁
体中における分散位置、数量は、粉体または繊維のため
に絶縁体中に埋設されている金属部材同士が接触・短絡
したりしない範囲内ならば任意である。ただ、粉体およ
び繊維の大ぎさとしては隣接する金属部材間の距離より
も小さいことが好ましい。すなわち、電気的導電部材同
士が粉体、繊維を介してでも接触しない状態が好ましい
、また粉体、繊維は絶縁体の外部に露出していてもよい
し、露出していなくともよい。また粉体、繊維同士は接
触していてもよいし、接触していなくともよい。

（接続、金属化及び／又は合金化接続）接続方法として
は、機械的接続、融接、圧接、ろう接による溶接接続、
（熱）圧着ボンディング接続、接着等が挙げられる。金
属化及び／又は合金化による接続は、互いの金属を拡散
せしめ、同種金属であれば同種の結晶構造が得られ、異
種金属であれば固溶体、金属間化合物等のものを作る。

なお、１個の電気的接続部材に、１個または２個以上の
電気回路部品が接続されていてもよいが、その接続され
た電気回路部品のうちの少なくとも１個が下記の構成に
よる接続がなされていればよい。

■保持体の面に露出している複数の電気的接続部材の接
続部と電気回路部材の複数の接続部とが金属化および／
又は合金化以外の方法で接続されている構成。

■保持体の面に露出している複数の電気的接続部材の接
続部と電気回路部品の複数の接続部とが金属化および／
又は合金化により接続されている構成。

次に上記接続について述べる。

接続しようとする電気的導電部材と接続部とが同種の純
金属よりなる場合には、金属化により形成される接続層
は電気的導電部材あるいは接続部と同種の結晶構造とな
る。なお、金属化の方法としては、例えば、電気的導電
部材の端とその端に対応する接続部とを接触させた後、
適宜の温度に加熱すればよい、加熱により接触部近傍に
おいて原子の拡散等が生じ、拡散部が金属化状態となり
接続層が形成される。

接続しようとする電気的導電部材と接続部が異種の純金
属よりなる場合には、形成される接続層は両金属の合金
よりなる０合金化の方法とじては、例えば、電気的導電
部材の端とその端に対応する接続部とを接触させた後、
適宜の温度に加熱すればよい、加熱により接触部近傍に
おいて原子の拡散等が生じ接触部近傍に固溶体あるいは
金属間化合物よりなる層が形成される。

なお、電気的接続部材の金属部材にＡｕを使用し、電気
回路部品の接続部に八１を使用した場合には、２００〜
３５０℃の加熱温度が好ましい。

接続しようとする電気的導電部材と接続部の一方が純金
属よりなり他方が合金よりなる場合、あるいは、両者が
同種かまたは異種の合金よりなる場合には、接続層は合
金よりなる。

１個の電気的接続部材中における複数の電気的導電部材
同士についてみると、それぞれの電気的導電部材が同種
の金属あるいは合金よりなる場合、それぞれが異種の金
属あるいは合金からなる場合、またさらに−ヶの電気的
導電部材で同種の金属あるいは合金、異種の金属あるい
は合金よりなる場合、その他の場合があるが、そのいず
れの場合であっても上記の金属化あるいは合金化が行な
われる。一方接縫部についても同様である。

本発明では、電気回路部品の接続部と電気的導電部材と
の接続を金属化及び／又は合金化によって行っている場
合には、電気回路部品の接続部と電気的導電部材とが強
固（強度的に強く）かつ確実に接続されるので、機械的
に強く、不良率の極めて低いプローブカードを得ること
ができる。また、接続部における電気的接続も確実であ
り、接触抵抗もより小さくすることができる。

なお、電気的導電部材あるいは接続部は、両者の接触部
において、金属あるいは合金であればよく、その他の部
分は、例えば、金属にガラス等の無機材料、もしくは金
属に樹脂等の有機材料が配合された状態であフてもよい
。

また、接続される部分の表面に合金化しやすい金属ある
いは合金よりなるめっき層を設けておいてもよい。

さらにろう付は法は、はんだ付は法のような軟ろう付け
や硬ろう付は法等の方法が挙げられる。

金属接続をし易くするため、電気回路部品の接続部ない
し電気的導電部材の一方または両方にメツキ、クラッド
等の処理が施されてあフてもよい。

さらに任意の方法で押圧し機械的接続を行ってもよいし
、さらに導電材料を分散させた接着剤により接続しても
よい。

（被測定部品）本発明により測定し得る被測定部品としては、例えば、
半導体素子、樹脂回路基板、セラミック基板、金属基板
、シリコン基板等の回路基板、リードフレーム等があげ
られる。

本発明の被測定部品としては、導電性の接続部を有する
部品が本発明の対象となる接続部の数は問わないが、接
続部の数が多ければ多いほど本発明の効果が顕著となる
。

また、接続部の存在位置も問わないが、電気回路部品の
内部に存在するほど本発明の効果は顕著となる。

また、これらの被測定部品の２つ以上を組合せたもので
あってもよい。

（電気的特性の測定）本発明では、本発明で得られたプローブカードを用い、
電流、電圧、周波数特性等の電気的特性を測定するもの
である。

本発明では上述した電気的接続部材と電気回路部品を接
続したプローブカードで被測定部品を測定するもので、
被測定部品は接続部を外周縁部はもとより内部に配置す
ることも可能となり、さらに電気的接続部材の電気的導
電部材のピッチを狭くすることが可能なための接続部の
数を増加させることができ、多ビン接続点を持つ被測定
部品の測定が可能となる。

また、被測定部品側に露出している電気的接続部材の電
気的導電部材の先端部近傍にまで絶縁材料が存在してい
るので先端部を所望の位置に配置することが容易となる
。さらに先端部の形状が路間−になることより被測定部
品の複数の接続部に路間−の力がかかることより両者に
害を与えることなく安定した測定が可能となる。

また、電気的接続部材は薄くすることが可能であり、電
気的接続部材の電気的導電部材の長さが短くなることよ
り、電気抵抗値が小で浮遊容量が減少する外界からのノ
イズを減少できる等電気測定上有利になる。

以上に本発明の作用を本発明の構成要件ごとに述べたが
、さらに本発明においては、電気的接続部材の電気的導
電部材のピッチを被測定部品の接続部のピッチより狭く
することにより、電気的接続部材の位置決めが粗略でも
よい、その場合、電気的接続部材の位置決めが粗略でも
よいばかりか、被測定部品の接続部が路間−の位置を示
す他の被測定部品も測定でき、プローブカードの汎用性
が増す。

さらに、被測定部品の接続部の形態がワイヤボンディン
グ方式、ＴＡＢ方式、ＣＣＢ方式の形態でも使用可能と
なる。

さらに、電気的接続部材の電気的導電部材が摩耗しても
再生がきくという効果が得られる。

また、電気的接続部材の絶縁体としてノイズを減少させ
る材料を選ぶことにより、外界から半導体素子に入るノ
イズを減少できるとともに半導体素子から外界に発する
電磁気ノイズを減少させることが可能となる。

さらに、電気的接続部材の絶縁体として熱伝導性のよい
ものを選択すれば、半導体素子が熱を持ってもその熱を
より早く放熱させることができるので、放熱特性の良好
なプローブカードが得られる。

［実施例］（第１実施例）本発明の第１実施例を第１図（ａ）〜（ｃ）及び第２図
（ａ）〜（Ｃ）に基づいて説明する。

第１図（ａ）は本発明のプローブカードの斜視図であり
、この図では、構造を理解しやすいように、電気的接続
部材１２５と電気回路部品である回路基板１０４とを分
離して描いである。完成された状態では、第１図（ｂ）
の断面図に示すように、電気的接続部材１２５と回路基
板１０４とが一体となっており、この全体がプローブカ
ード２００である。

本実施例に係るプローブカード２００において、電気的
接続部材１２５は、有機材料の電気的絶縁材料よりなる
保持体１１１と保持体１１１中に埋設された電気的導電
部材である金属部材１０７とを有し、金属部材１０７の
一端が保持体１１１の一方の面において露出しており、
また、金属部材１０７の他端が保持体の他方の面におい
て露出している。

さらに、回路基板１０４は接続部１０２を有し、接続部
１０２において、保持体１１１の一方の面において露出
している金属部材１０７の一端とをろう付けによりろう
接されて接続されている。

以下に本実施例をより詳細に説明する。

まず、電気的接続部材１２５の一製造例を説明しつつ電
気的接続部材１２５を説明する。

第２図（ａ）〜（Ｃ）に−製造例を示す。

まず、第２図（ａ）に示すように、はんだメツキを施し
た２０μｍφのＷ等の金属あるいは合金よりなる金属線
１２１を、ピッチ４０μｍとして棒１２２に巻き付け、
巻き付は後、ポリイミド等の樹脂１２３中に上記金属線
１２１を埋め込む。

埋め込み後上記樹脂１２３を硬化させる。硬化した樹脂
１２３は絶縁体となる。その後、点線１２４の位置でス
ライス切断し、電気的接続部材１２５を作製する。この
ようにして作製された電気的接続部材１２５を第２図（
ｂ）に示す。

このように作製された電気的接続部材１２５において、
金属線１２１が金属部材１０７を構成し、樹脂１２３が
保持体（絶縁体）１１１を構成する。

この電気的接続部材１２５においては金属部材となる金
属線１２１同士は樹脂１２３により電気的に絶縁されて
いる。また、金属線１２１の一端は回路基板１０４側に
露出し、他端は被測定部品側に露出している０回路基板
１０４側に露出している金属線１２１の一端が回路基板
１０４との接続部となる。一方、被測定部品側に露出し
ている部分は被測定部品と電気的に接続するための接続
部となる。

本例では被測定部品側に露出している金属線１２１の端
は尖頭形状とした第２図（Ｃ）、このように尖頭形状と
するためには、樹脂１２３の被測定部品側の面を樹脂の
エツチング材を用いて約１０μｍｍはどエツチングによ
り除去して金属線を突出させ、さらに、この突出した金
属線を金属のエツチング材を用いてエツチングすればよ
い。

回路基板側に露出した電気的接続部材１２５の金属線の
切断面は、ろう付けしやすいように再度はんだメツキを
してもよい。

なお、本例では、被測定部品側に尖頭形状に金属線の一
端を突出させたが、両面で突出させたり（第３図）、あ
るいはその両突出部を尖頭形状にしてもよい（第４図）
。

なお、上述の例では金属線１２１の突出量を１０μｍと
したが、いかなる量でもよい。

また、金属線１２１を突出させる方法としてはエツチン
グに限らず、他の化学的な方法又は機械的な方法を使用
してもよい。

次に、第１図Ｃａ）に示すように、電気回路部品として
回路基板１０４、電気的接続部材１２５を用意する０本
例で使用する回路基板１０４はその内部に多数の接続部
１０２を有している。

なお、回路基板１０４の接続部１０２は、電気的接続部
材１２５の接続部１０８に対応する位置に金属が露出し
ている。

回路基板１０４の接続部１０２と、電気的接続部材１２
５の接続部１０８とが対応するように位置決めを行ない
、位置決め後、回路基板１０４の接続部１０２（本例で
はＣｕ上にはんだ材をメツキしたものよりなる）と、電
気的接続部材１２５の接続部１０８（本例ではＷにはん
だ材をメツキしたものよりなる）とをろう付けにより接
続した。（第１図（ｂ））、なお、第１図（ｂ）におい
て２３０はろう材である。

次に、以上のようにして作製したプローブカード２００
による被測定部品の電気的特性の測定法を第１図（Ｃ）
に基づき述べる。

本例では被測定部品として半導体素子１０１を用意した
。この半導体素子１０１は、４０μｍのピッチで接続部
が配置されている。

半導体素子１０１の接続部１０５と、電気的接続部材１
２５の接続部１０９とが対応するように位置決めを行な
い、位置決め後、半導体素子１０１の接続部１０５（本
例ではＡｉよりなる）と、電気的接続部オ第１２５の接
続部１０９（本例ではＷよりなる）とを電気的に接続し
く第１図（Ｃ））、電気的特性の測定を行なフた。なお
、この場合の接続は一時的な接続であり、測定が終了後
は脱着可能である。

半導体素子１０１のプローブカードへの脱着を繰返しつ
つ測定を繰返し行なったが電気的導電部材の摩耗は少な
かった。

（第２実施例）第５図に第２実施例を示す。

本例においては、電気的接続部材１２５は、第１実施例
に示した電気的接続部材と異なる。すなわち、本例の電
気的接続部材１２５においては、金属部材同士のピッチ
が第１実施例で示したものよりも狭くなっている。すな
わち、本例では、被測定部品である半導体素子１０１の
接続部１０５の間隔よりも狭い間隔に金属部材１０７同
士のピッチを設定しである。

つまり、第１実施例では、プローブカードによる測定時
に、半導体素子１０１と電気的接続部材１２５の正確な
位置決めが必要であったが、本例では、半導体素子の接
続寸法（Ｌｌ、Ｐｉ）と電気的接続部材の接続寸法（Ｌ
２．Ｐ２）を適切な値に選ぶことにより正確な位置決め
は不要で接続することも可能である。

また、本例では、プローブカード２００作製時、回路基
板１０４の接続部１０２と電気的接続部材１２５の接続
部１０８との正確な位置決めが不要となる。さらに本例
では、回路基板１０４の接続部１０２にＡｕを使用゛し
、電気的接続部材１２５の金属部材および接続部１０８
に金ないし金合金を用い、金属化及び／又は合金化によ
り接続した例を示しである。

他の点は第１実施例と同様である。

（第３実施例）第６図に第３実施例に使用する電気的接続部材を示す。

この電気的接続部材は層状構造をしている。

第６図（ａ）は電気的接続部材の斜視図、第６図（ｂ）
は上記電気的接続部材の断面図である。

かかる電気的接続部材の作製例を次に述べる。

まず、第１実施例に示した製法で、電気的接続部材１２
８，１２９，１３０を３枚用意する。

１枚目１２８の金属線１２１の位置はｍ行ｎ列目で、ｍ
ａ、ｎｂだけ中心から変位している。

２枚目１２９の金属線１２°１の位置はｍ行ｎ列目で、
ｍａｃ、ｎｂｅだけ中心から変位している。

３枚目１３０の金属線１２１の位置はｍ行ｎ列目で、ｍ
ａｄ、ｎｂｄだけ中心から変位している。

ａ、ｂ、ｃ、ｄの値は上下の金属線１２１は導通するが
左右には互いに電気的に導通しないような値をとる。３
枚の電気的接続部材を位置決めし、ろう付は等の方法を
用い積層し、電気的接続部材１２５を作製する。

なお、本例においては、電気的接続部材の金属線の位置
をｍ行ｎ列というように規則をもった位置を選んだが、
上下の金属線が導通し、左右には互いに電気的に導通し
ないようにすればランダムでもよい。

また、本例では３層積層する場合について述べたが、２
枚以上であれば何枚でもよい。また、ろう付は方法を用
いて積層すると述べたが、金属化及び／又は合金化、圧
着、接着等の方法を用いてもよい。さらに、本例の電気
的接続部材、例えば金属線１２１の切断位置を変える等
の加工をして第３図に示すように突起を設けてもよいし
、第４図に示したように尖頭形状としてもよい。

（第４実施例）第７図に第４実施例に使用する電気的接続部材を示す。

第７図（ａ）は電気的接続部材の製造途中の断面図、第
７図（ｂ）は上記電気的接続部材の斜視図、第７図（ｃ
）は上記の断面図である。

予めアルミナセラミックよりなる保持体１２６に、２０
μｍφより大きい径の穴１４２をあけておく。次に穴１
４２に２０μｍφのＡｕ等の金属あるいは合金よりなる
金属線１２１を通し、樹脂１２３を保持体１２６と金属
線１２１との間に入れ、樹脂１２３を硬化させる。硬化
した樹脂１２３は介在物となる。その後、金属線１２１
を点線１２４の位置でスライス切断し、電気的接続′部
材１２５を作製する。このようにして作製した電気的接
続部材１２５を第７図（ｂ）、（Ｃ）に示す。

また、本例の電気的接続部材を例えば金属線１２１の切
断位置を変える等の加工をして、第３図に示すように突
起を設けてもよいし、第４図に示すように尖頭形状とし
てもよい。

他の点は第１実施例と同様である。

本例においても電気的特性の測定を極めて正確に行なう
ことがで籾た。

さらに、各種特性の信頼性も優れていた。

なお、以上に示した本発明の第１実施例乃至第４実施例
において、電気回路部品の接続部と電気的接続部材の電
気的導電部材とは方形に整然と配置されていたが、その
配置のしかたはこれらの実施例に限定されるものではな
く、また、接続部と電気的導電部材との数もいかなる数
であってもよい。

［発明の効果］本発明は、以上のような構成としたことによって、次の
数々の効果が得られた。　　　　′まず、本発明の第１
発明では、以下の効果が得られた。

■被測定部品、とりわけ半導体素子の接続部がいかなる
位置（特に内部）に配置されていてもブロービングでき
ることから、従来のワイヤボンディング方式、ＴＡＢ方
式よりもさらに多くの接続点を持つ半導体素子のブロー
ビングが可能となり、多ピン数ブロービング向きのプロ
ーブカードを提供できた。さらに、電気的接続部材の隣
接金属間に絶縁物買が存在することにより、隣接ピッチ
を狭くしても隣接する電気的導電部材が導通しなくなり
、ＣＣＢ方式よりもさらに多点の半導体素子のブロービ
ングが可能となった。

■電気的接続部材の被測定物側近傍に露出している複数
の電気的導電部材の形状が路間−であることにより、被
測定物の接続部にかかる力が路間−になり、被測定物に
損傷を与えることなく安定して測定できるプローブカー
ドが得られた。さらに、電気的導電部材先端を所望の位
置に容易に配設できるので、プローブカードを低コスト
に作製することが可能となった。

■電気的接続部材の厚みを薄くすることにより配線長が
短くなり、これによって電気抵抗が小さくなり、さらに
、浮遊容量および外界からのノイズが減少した。

■電気的接続部材の電気的導電部材先端が摩耗しても再
生がきくため、耐久性に富むプローブカードが得られた
。

■プローブカードの電気的接続部材の交換が容易である
ことや、電気的導電部材の径もしくは隣接ピッチを変え
ることで半導体素子の径および隣接ピッチを変化させる
ことができることによって、路間−の異った半導体素子
がブロービング可能となり汎用性が増した。

■電気的接続部材の絶縁体にノイズを減少させるような
材料を選ぶことにより、半導体素子から発生する電磁気
ノイズおよび外界からのノイズを減少でき、すぐれた特
性のプローブカードが得ることが可能となった。

■電気的接続部材の絶縁体および回路基板に熱伝導性の
良い材料を選択することにより、測定時に半導体素子か
ら発生する熱を速く逃がすことが可能となった。

０作成工程中において、治具等を使用して電気的導電部
材の各々等をいちいち保持して取り付ける必要がなく、
工程の簡略化および作製時間の短縮が可能となフた。

さらに、本発明の第２発明では、上記■〜■の効果に加
え、以下の効果が得られた。

■電気回路部品の接続部と電気的接続部材の電気的導電
部材との接続を確実に行うことができ、機械的強度が強
く頑丈なプローブカードを得ることができ、また、作製
後の管理および取り扱いも容易になった。

［相］また、上記■の接続部における電気的不良および
接触抵抗を著しく低減することが可能となりた。

また、本発明の第３発明では、上記■〜■の効果を有す
るプローブカードを用いることによって、以下の効果が
得られた。

■電気抵抗および浮遊容量および外界からのノイズの減
少により、半導体素子等の電気的特性をより正確に高精
度で行うことが可能となった。

＠測定時の位置合わせが容易となり、また、略凹−の半
導体素子等を同一のプローブカードで測定でき、さらに
、複数の半導体素子等を同時に容易に測定でき、よって
測定作業の効率化を図るこ、とが可能となった。

さらに、本発明の第４発明では、上記■〜［相］の効果
を有するプローブカードを用いることによって、上記０
．＠の効果に加え、以下の効果が得られた。

＠電気的不良および接触抵抗の低減により、半導体素子
の電気的特性の測定をさらに正確に高精度で行うことが
でき、信頼性の高い測定が可能となった。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）〜（Ｃ）は本発明の第１実施例を示し、第
１図（ａ）は斜視図、第１図（ｂ）は断面図、第１図（
Ｃ）は断面図である。第２図（ａ）〜（Ｃ）は本発明の第１実施例を示し、第
２図（ａ）は斜視断面図、第２図（ｂ）は斜視図、第２
図（Ｃ）は断面図である。第３図（ａ）〜（ｂ）は本発明の第１実施例の変形例を
示し、第３図（ａ）は斜視図、第３図（ｂ）は断面図で
ある。第４図は本発明の第１実施例の変形例を示す断面図であ
る。第５図は本発明の第２実施例を示す断面図である。第６図（ａ）、（ｂ）は本発明の第３実施例を示し、第
６図（ａ）は斜視図、第６図（ｂ）は断面図である。第７図（ａ）〜（ｅ）は本発明の第４実施例を示し、第
７図（ａ）は断面図、第７図（ｂ）は斜視図、第７図（
Ｃ）は断面図である。第８図乃至第１０図は従来例を示す断面図である。１０１．８０１・・・半導体素子、１０２゜１０５、　
１０８．　１０９．　８０２．　８０７゜８１４・・・
接続部、１０４，８０５，８１３−・・回路基板、１０
７・・・金属部材、１１１，１２８・・・保持体、１２
１・・・金属線、１２２・・・棒、１２３・・・樹脂、
１２４・・・点線、１２５，１２８，１２９゜１３０・
・・電気的接続部材、１４２・・・穴、２００゜８０９
…プローブカード、２３０，８０８−・・ろう材、８０
３・・・針、８０４，８１２・・・先端部、８０６・・
・固定部材、８１０・・・ブロービング部、８１１・・
・コンタクトスプリングプローブ、８１５・・・板。第２図（ａ）第２図（ｂ）　　　　　第２ｖ！Ｊ（ｃ）１２盲第３図（ａ）第６図（ｑン第６図（ｂ）１と５　　１どＯ第７図（ａ）第７図（ｂ）第７図（Ｃ）第８図第９図第１０図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）電気的絶縁材料よりなる保持体と、該保持体中に
埋設された複数の電気的導電部材とを有し、該電気的導
電部材の一端が該保持体の一方の面において露出してお
り、また、該電気的導電部材の他端が該保持体の他方の
面において露出している電気的接続部材と；少なくとも１以上の接続部を有し、該接続部において、
該保持体の一方の面において露出している該電気的導電
部材のうちの少なくとも１つの一端が接続されている少
なくとも１以上の電気回路部品と；を少なくとも有していることを特徴とするプローブカー
ド。
（２）電気的絶縁材料よりなる保持体と、該保持体中に
埋設された複数の電気的導電部材とを有し、該電気的導
電部材の一端が該保持体の一方の面において露出してお
り、また、該電気的導電部材の他端が該保持体の他方の
面において露出している電気的接続部材と；少なくとも１以上の接続部を有し、該接続部において、
該保持体の一方の面において露出している該電気的導電
部材のうちの少なくとも１つの一端が接続されており、
該接続は、該接続部と該一端とを金属化及び／又は合金
化により接続されている少なくとも１以上の電気回路部
品と；を少なくとも有していることを特徴とするプローブカー
ド。
（３）電気的絶縁材料よりなる保持体と、該保持体中に
埋設された複数の電気的導電部材とを有し、該電気的導
電部材の一端が該保持体の一方の面において露出してお
り、また、該電気的導電部材の他端が該保持体の他方の
面において露出している電気的接続部材と；少なくとも１以上の接続部を有し、該接続部において、
該保持体の一方の面において露出している該電気的導電
部材のうちの少なくとも１つの一端が接続されている少
なくとも１以上の電気回路部品と；を少なくとも有しているプローブカードの、該保持体の
他方の面において露出している該電気的導電部材の他端
に、少なくとも１以上の接続部を有する少なくとも１以
上の被測定部品を電気的に接続して該被測定部品の電気
的特性を測定することを特徴とする被測定部品の測定法
。
（４）電気的絶縁材料よりなる保持体と、該保持体中に
埋設された複数の電気的導電部材とを有し、該電気的導
電部材の一端が該保持体の一方の面において露出してお
り、また、該電気的導電部材の他端が該保持体の他方の
面において露出している電気的接続部材と；少なくとも１以上の接続部を有し、該接続部において、
該保持体の一方の面において露出している該電気的導電
部材のうちの少なくとも１つの一端が接続されており、
該接続は、該接続部と該一端とを金属化及び／又は合金
化により接続されている少なくとも１以上の電気回路部
品と；を少なくとも有しているプローブカードの、該保持体の
他方の面において露出している該電気的導電部材の他端
に、少なくとも１以上の接続部を有する少なくとも１以
上の被測定部品を電気的に接続して該被測定部品の電気
的特性を測定することを特徴とする被測定部品の測定法
。
（５）電気回路部品は、半導体素子、回路基板、シリコ
ン基板、またはリードフレームである請求項１乃至４の
いずれか１項に記載のプローブカードおよびそれを用い
た被測定部品の測定法。