JPH0389170A - プローブボードとその組立方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、プローブボードとその組立方法に関し、例
えば各種半導体集積回路装置及び半導体ウェハ上に完成
された半導体集積回路又はマルチチップ用の配線基板の
試験測定に用いられるプローブボードとその組立方法に
利用して有効な技術に関するものである。

〔従来の技術〕

プローブを軸方向にバネ性を持たせた測定用プローブが
公知である。このようなプローブに関しては、例えば実
開昭６３−３２４９１号公報、実開昭６３−９９２７５
号公報等がある。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来のプローブは、軸方向にバネ性を持たせるため、言
い換えるならば、プローブビンのそれぞれを進退自在に
構成するためにへりカルスピリングを用い、それを介し
て固定部と進退自在にされた先端部との電気的接続を行
っている。このため、各プローブビンは、ホルダーと呼
ばれるような筒状のケースを用いて組立られる。

半導体技術及びパフケージ技術の進展に伴い電気的測定
を行う電子部品の小型化、高性能化が図られ、それに伴
い測定すべき電極のピンチも小さくなるとともに伝送す
べき信号周波数も高周波数まで必要になるものである。

したがって、上記のような構造のプローブビンを用いた
のでは、扱う個々の部品自体が極めて小さくなる結果、
その組立作業が極めて煩わしいものになってしまう。ま
た、信号伝送経路に上記のようなヘリカルスプリングが
介在するため、そのインダスタンス威分によって高周波
数伝送ができなく、測定項目も直流的な試験に限定され
てしまうものである。

この発明の目的は、高密度で良好な信号伝達特性を持つ
プローブを備えたプローブボードを提供することにある
。

この発明の他の目的は、高密度で良好な信号伝達特性を
持つプローブボードの簡単な組立方法を提供することに
ある。

この発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴は
、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであ
ろう。

〔課題を解決するための手段〕

本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を簡単に説明すれば、下記の通りである。

すなわち、細い線条の導電性金属からなるプローブと、
このプローブを巻き込むように取り付けられ、プローブ
の先端側が固着されたヘリカルスプリングと、上記ヘル
カルスプリングが取り付けられた状態のプローブが挿入
可能にされ、ヘルカルスプリングの他端側を固定するス
トッパーが挿入口の反対側に設けられ、測定すべき電極
に位置合わせされて形成されてなる複数の挿入穴を有し
、少なくとも表面が電気絶縁性を持つ基板とを用意して
おき、上記挿入穴に挿入された状態のプローブに上記ス
トッパーが設けられた側の基板表面において上記プロー
ブ先端の突出長さを決めるカラーをプローブに固着させ
る。

〔作　用〕

上記した手段によれば、プローブを進退自在にさせるヘ
リカルスプリング等を納めるホルダと基板とが併用でき
、部品点数を少なくできるとともに信号伝達経路にスプ
リングが介在しないから良好な信号伝達経路を得ること
ができる。

〔実施例〕

第１図ないし第５図は、この発明に係るプローブボード
の組立方法の一実施例が示されている。

以下、この発明に係るプローブボードの構造をその組立
方法とともに詳細に説明する。

第１図においては、細い線条の配線材料を利用したプロ
ーブ１と、それに軸方向のバネ性（進退自在）を持たせ
るためのヘリカルスプリング２がが用意される。上記プ
ローブｌは、例えばベリリュウムカッパー（ＢｅＣｕ）
材等からなり、断面が円形にされた単芯の配線材料が利
用され、その直径は約１００μｍ程度の極細い線材が用
いられる。この線材は、その表面に絶縁被覆又は被膜が
形成されているが、プローブとして用いる先端部分にお
いては、同図に示すように被覆又は被膜が除去されてい
る。ヘリカルスプリング２は、例えばバネ用リン青銅材
のような極く細い線材からなり、上記プローブ１に挿入
可能に形成される。

第２図において、プローブ１の先端側からヘリカルスプ
リング２を挿入し、適当な治具を用いてプローブ１の先
端部分ＩＡの長さＸが所望の長さになるように揃える。

この長さＸは、例えば約１５０μｍ程度の極短い長さで
ある。

第３図において、上記のようにプローブ１の先端長さＸ
が一定になるようにヘリカルスプリング２を挿入した状
態で、プローブＩとヘリカルスプリング２とを一定の長
さＹ−Ｙ’　まで固着させる。

例えば、上記治具としては、特に制限されないが、先端
長さＸを決めるととともにＹ−Ｙ’から左側に固着手段
としてのハンダが流れないような機能を持たせ、先端側
から一定量の溶融ハンダを流し込んでハンダ付けを行う
。

上記第１図ないし第３図により、一定の長さＸを持って
プローブ１とヘリカルスプリング２とが固着された多数
のプローブｌが組立られる。

第４図において、上記プローブ１の組立とは別に基板４
が形成される。この基板４は、特に制限されないが、ア
ルミエウム板からなり、測定すべき電極に合わせてその
厚み方向にプローブ１の挿入穴５が設けられる。この挿
入穴５は、その挿入口である下面側では上記ヘリカルス
プリング２が挿入された状態のプローブ１先端部分が挿
入可能な大きさの直径を持ち、上面側において上記ヘリ
カルスプリング２の他端を止めるよう径が小さくされた
ストッパ−６が設けられる。

上記のアルミニュウム４からなる基板は、それ自体は導
電性を持つものである。それ故、上記のような挿入穴５
の加工処理を行った後に上記挿入穴を含む全表面を酸化
処理（アルマイト処理）して電気絶縁性を持つようにす
るものである。そして、同図に矢印で示すように、上記
組立られたプローブ１をその他端側ＩＢから挿入する。

第５図において、挿入されたプローブ１の他端ＩＢ側は
、基板４を貫通して上面側に出る。そして、適当な治具
を用いて基板４の下面とプローブ１の尖端の長さ（高さ
）Ｘが、全てのプローブにおいて一定になるように揃え
る。この状態で、基板４の上側でプローブ１の他端ＩＢ
にカラーマを挿入して、その隙間に溶融ハンダを流し込
み、カラーとプローブ１の他端ＩＢとを固着させる。

この状態で、ヘリカルスプリング２のスプリングとして
作用する部分の長さＡは約８８０μｍ、縮み代が約４０
０μｍとされる。そして、特に制限されないが、ハンダ
３が形成された部分の長さは約５００μｍとされる。

上記ヘリカルスプリング２の他端側を止めるストッパー
６と上面側の厚さＢは、約２００μｍとされる。その部
分の挿入穴の直径は、約１５０μｍとされ、挿入穴５の
挿入口の直径は約２５０μｍにされる。これにより、上
記カラー７は、その内径が上記プローブ１の直径１００
μｍより少し大きくされ、その外径は上記１５０μｍよ
り大きく形成される。

この実施例では、プローブの先端部分の突出長さＸは、
プローブ１の直径の約１．５倍程度しかない。それ故、
上記のような比較的柔らかい配線材料を用いるものであ
っても測定電極への繰り返し圧着に際して横方向に曲げ
られてしまうことはない。

第６図には、基板に形成される挿入穴５の一実施例の配
置図が示されている。同図には、この実施例によるプロ
ーブボードの最大密度の例が示されており、挿入穴５の
ピッチ、言い換えるならばば、測定可能な電極の最小ピ
ッチは、Ｘ方向及びＹ方向のピッチＰＸ及びＰＹは、そ
れぞれ３００μｍ程度になる。もっとも、プローブ１は
、測定すべき半導体集積回路装置又はセラミック等の配
線基板の電極ピッチに合わせて形成されることはいうま
でもない。

第７図は、この発明に係るプローブボードの全体の概略
側面図が示されている。

この実施例では、上記基板４とプローブ１からなるプロ
ーブボードの上面側に支柱９を介して配線ホルダーとし
ての基板１０が設けられる。すなわち、上記プローブ１
のカラーが設けられる他端ＩＢから先は、上記プローブ
１の上下の進退を損なわないよう所定のたわみをもって
基板１０に設けられた貫通穴により固着され、上面側に
延びてそのまま直接にテスターに接続される。上記プロ
ーブＩとして用いる配線材は、前記のように被覆又は被
膜が設けられており、上記カラーが設けられるプローブ
としての他端ＩＢ側から先（テスター側）は、上記被覆
又は被膜が残された状態にされる。それ故、上記基板４
と基板１０とのたわみ部分で隣接する配線が電気的に短
絡してしまうこことがない。上記基板４と基板１０との
間隔は、比較的短いから、そこでの配線材料の自重によ
って上記プローブ先端部分の進退が損なわれることはな
い。

なお、図示しないが、基板１０としては、プリント配線
基板により構成し、上記プローブ１と一体的に構成され
る配線の他端は、基板１０に設けられたプリント配線に
ハンダ付けさせれ終端するものであってもよい。この構
成では、基板１０に形成されたプリント配線が基板端部
に設けられた接続電極まで延びて基板用のコネクタに接
続される。このコネクタを通して所定のケーブルにより
テスターに接続される。このようにすると、プローブボ
ードとしては、上記基板ｌと基板１０からなり、テスタ
ーに直結するための接続される比較的長い配線が設けら
れないから取り扱いが簡単になるものである。

上記の実施例から得られる作用効果は、下記の通りであ
る。すなわち、 （１）ｔｔｌＪい線条の導電性金属からなるプローブと
、このプローブを巻き込むように取り付けられ、プロー
ブの先端側が固着されたヘリカルスプリングと、上記ヘ
ルカルスプリングが取り付けられた状態のプローブが挿
入可能にされ、ヘルカルスプリングの他端側を固定する
ストッパーが挿入口の反対側に設けられ、測定すべき電
極に位置合わせされて形成されてなる複数の挿入穴を有
し、少なくとも表面が電気絶縁性を持つ基板とを用意し
ておき、上記挿入穴に挿入された状態のプローブに上記
ストッパーが設けられた側の基板表面において上記プロ
ーブ先端の突出長さを決めるカラーをプローブに固着さ
せる。この構成では、プローブを進退自在にさせるヘリ
カルスプリング等を納めるホルダと基板とが併用でき、
部品点数を少なくできるとともに信号伝達経路にスプリ
ングが介在しないから良好な信号伝達経路を得ることが
できるという効果が得られる。

（２）上記細い線条の導電性金属は、その表面が電気絶
縁のための被覆又は被膜を有し、上記プローブとして作
用する部分において被覆又は被膜が除去し、カラーから
先の部分は上記被覆又は被膜を残してケーブルの一部と
して用いることにより、良好な信号伝達経路を得ること
ができるという効果が得られる。

（３）　ｍい線条の導電性金属からなるプローブと、こ
のプローブを巻き込むように取り付けられ、プローブの
先端側が固着されたヘリカルスプリングと、上記ヘルカ
ルスプリングが取り付けられた状態のプローブが挿入可
能にされ、ヘルカルスプリングの他端側を固定するスト
ッパーが挿入口の反対側に設けられ、測定すべき電極に
位置合わせされて形成されてなる複数の挿入穴を有し、
少なくとも表面が電気絶縁性を持つ基板とを用意してお
き、上記挿入穴に挿入された状態のプローブに上記スト
ッパーが設けられた側の基板表面において上記プローブ
先端の突出長さを決めるカラーをプローブに固着させ組
立方向を採ることによって、高密度からなる多数のプロ
ーブを持つプローブボードを簡単に組み立てることがで
きるという効果が得られる。

以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具
体的に説明したが、本願発明は前記実施例に限定される
ものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可
能であることはいうまでもない。例えば、プローブとし
て用いる配線材料やヘリカルスプリングとして用いる材
料や寸法は、種々の実施形態を採ることができる。ヘリ
カルスプリングは、信号伝達経路を構成しないからヘリ
カルスプリングとプローブとの接続は、ハンダ付けの他
職縁性の接着剤を用いるものであってもよい。このこと
は、カラーとプローブとの間においても同様である。そ
れ故、プローブとして用いる被覆又は被膜を持つ配線材
料は、その先端部分のみを露出させ上記ヘリカルスプリ
ングやカラーが設けられる部分は被覆又は被膜を残すも
のであってもよい。この場合には、基板の挿入穴全部が
電気的に絶縁性を持つ必要はない。

この発明は、半導体集積回路装置や半導体ウェハ上の半
導体チップ又はセラミック配線基板等のような小型電子
部品に用いられるプローブボードとその組立方法に広く
利用できるものである。

〔発明の効果〕

本願において開示される発明のうち代表的なものによっ
て得られる効果を簡単に説明すれば下記の通りである。

すなわち、細い線条の導電性金属からなるプローブと、
このプローブを巻き込むように取り付けられ、プローブ
の先端側が固着されたヘリカルスプリングと、上記ヘル
カルスプリングが取り付けられた状態のプローブが挿入
可能にされ、ヘルカルスプリングの他端側を固定するス
トッパーが挿入口の反対側に設けられ、測定すべき電極
に位置合わせされて形成されてなる複数の挿入穴を有し
、少なくとも表面が電気絶縁性を持つ基板とを用意して
おき、上記挿入穴に挿入された状態のプローブに上記ス
トッパーが設けられた側の基板表面において上記プロー
ブ先端の突出長さを決めるカラーをプローブに固着させ
る。この構成では、プローブを進退自在にさせるヘリカ
ルスプリング等を納めるホルダと基板とが併用でき、部
品点数を少なくでき、信号伝達経路にスプリングが介在
しないから良好な信号伝達経路を得るとともに高密度か
らなる多数のプローブを持つプローブボードを簡単に簡
単に組み立てることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第５図は、この発明に係るプローブボード
の組立方法の一実施例を示し、概略側面図、 第６図は、基板に設けられた挿入穴の一実施例を配置図
、 第７図は、この発明に係るプローブボードの一実施例を
示す概略側面図である。 １・・プローブ（配線材）、２・・ヘリカルスプリング
、３・・ハンダ、４・・基板、５・・挿入穴、６・・ス
トッパー、７・・カラー、８・・ハンダ、９・・支柱、
１０・・基板（配線ホルダー）、ＩＡ・・プローブ先端
、ＩＢ・・プローブ他端

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、細い線条の導電性金属からなるプローブと、このプ
   ローブを巻き込むように取り付けられ、プローブの先端
   側が固着されたヘリカルスプリングと、上記ヘルカルス
   プリングが取り付けられた状態のプローブが挿入可能に
   され、ヘルカルスプリングの他端側を固定するストッパ
   ーが挿入口の反対側に設けられ、測定すべき電極に位置
   合わせされて形成されてなる複数の挿入穴を有し、少な
   くとも表面が電気絶縁性を持つ基板と、上記挿入穴に挿
   入された状態のプローブに上記ストッパーが設けられた
   側の基板表面において上記プローブ先端の突出長さを決
   めるように固着されたカラーとを備えてなることを特徴
   とするプローブボード。 ２、上記細い線条の導電性金属は、その表面が電気絶縁
   のための被覆又は被膜を有し、上記プローブとして作用
   する部分において被覆又は被膜が除去されるものであり
   、上記カラーから先の部分は上記被覆又は被膜を残して
   ケーブルの一部として用いるものであることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載のプローブボード。 ３、細い線条の導電性金属からなるプローブに対して巻
   き込むようにヘリカルスプリングを取り付ける工程、上
   記取り付けられたヘルカルスプリングをプローブの先端
   側で固着させる工程、測定すべき電極に合わせて上記ヘ
   リカルスプリングが取り付けられた状態のプローブが挿
   入可能にされるとともに、ヘリカルスプリングの他端側
   を固定するストッパーを挿入口の反対側に設けた挿入穴
   を持つ基板を形成する工程、上記挿入穴にヘリカルスプ
   リングが取り付けられた状態のプローブが挿入して、上
   記プローブ先端の突出長さが一定になるように上記スト
   ッパーが設けられた側の基板表面において上記プローブ
   にカラーを固着させる工程とを含むことを特徴とするプ
   ローブボードの組立方法。