JPH05113451A - プローブボード - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 組み立ての簡素化と安定で良好な信号伝達特
性が得られるプローブボードを提供する。 【構成】 板状の誘電体の表面に重ね合わされて構成さ
れた板状導体を設けるとともに、上記誘電体の中にバネ
性を持つ金属を主成分とする導体を埋設させるとともに
その先端を突出されて接触電極を構成する。 【効果】 板状の誘電体とその表面に重ね合わされて構
成された板状導体及び誘電体の中にバネ性を持つ金属を
主成分とする導体により埋め込み式不平衡スラブライン
又は埋め込み式不平衡型ストリップラインのような分布
定数線路が得られるから、良好で安定した信号伝達特性
を持つプローブを得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、プローブボードに関
し、例えば半導体ウェハ上に完成された半導体チップや
液晶表示パネルとの電気的接続を得るためのプローブに
利用して有効な技術に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】半導体基板上に形成された集積回路の電
気的特性試験においては、検査装置に装着されるプロー
ブボードが用いられる。この種のプローブボードは、集
積回路の電極等の被検査部位に対応され、かつ対応する
被検査部位に押圧される検査用電極である複数のプロー
ブを有している。このようなプローブボードに関して
は、例えば特公昭５４−４３３５４号公報、実公昭５７
−１１４１４号公報、特開昭６２−１８２６７２号公報
がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】半導体技術の進展に伴
い、半導体集積回路は集積度の向上とともに多機能化及
び高速化が進んでおり、これに伴い電気的特性試験信号
の最小パルス幅の短縮、チャンネル間タイミング精度の
向上等により２００ＭＨｚ以上の動作速度の保障を要求
されるものが出現している。また、ＣＭＯＳ（相補型Ｍ
ＯＳ）回路等のような小電力デバイスでは微小電流にお
ける低ノイズの試験が要求され、ＥＣＬ（エミッタ・カ
ップルド・ロジック）等のように高速大電力のデバイス
では試験信号の高速化ととともに低ノイズで安定した電
源供給が要求される等、集積回路形成プロセスの多様化
に伴いさまざまな電気的特性を同時に満たすことが必要
とされる傾向にある。

【０００４】しかしながら、特公昭５４−４３３５４号
公報に記載の技術は、片持ち梁式に細い線条からなるプ
ローブを支持体に接着し、これを信号インターフェイス
のためのプリント基板に接続するものであるため、プロ
ーブ端子の長さ分、通常１５ｍｍ〜３０ｍｍの部分が分
布定数線路として保障されない状態となり、信号伝達線
路としてみると、電磁誘導や静電誘導等による結合が発
生する結果、１０ＭＨｚ〜２０ＭＨｚ程度の帯域までし
か使用できない。

【０００５】実公昭５７−１１４１４号公報に記載の技
術は、同軸構造のプローブ端子を用いるものであるた
め、信号伝達経路としては理想的であり、２ＧＭＨｚ以
上の帯域までの使用することが可能な反面、個々のプロ
ーブが同軸構造であるため同時に接触可能な電極数が制
限され、多端子のデバイスの測定には向かないという問
題がある。

【０００６】また、特開昭６２−１８２６７２号公報に
記載の技術は、薄膜技術、蒸着技術及びメッキ技術等を
駆使して作成した回路基板の回路パターンの一端に金属
塊を形成してこれを接触電極とするものであるため、力
学的に安定した接触を与えるための構造が複雑になると
ともに、導体の厚みを厚くすることが難しく電流容量を
大きくしにくいという種々の問題があり、余り普及して
いない。この発明の目的は、組み立ての簡素化と安定で
良好な信号伝達特性が得られるプローブボードを提供す
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。

【０００７】

【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、板状の誘電体の表面に重ね
合わされて構成された板状導体を設けるとともに、上記
誘電体の中にバネ性を持つ金属を主成分とする導体を埋
設させるとともにその先端を突出されて接触電極を構成
する。

【０００８】

【作用】上記した手段によれば、板状の誘電体とその表
面に重ね合わされて構成された板状導体及び誘電体の中
にバネ性を持つ金属を主成分とする導体により埋め込み
式不平衡スラブライン又は埋め込み式不平衡型ストリッ
プラインのような分布定数線路が得られるから、良好で
安定した信号伝達特性を持つプローブを得ることができ
る。

【０００９】

【実施例】図１には、この発明に係るプローブボードに
用いられるプローブの基本的な一実施例の構造断面図が
示されている。板状の誘電体２は、例えばガラス繊維入
りのエポキシ樹脂基板、あるいはポリイミド樹脂フィル
ム等のようなプリント基板材料として容易に得られるも
のが用いられる。その表面には薄い板状導体１が設けら
れる。この板状導体１は、銅箔として市販されているも
のを、上記誘電体２と同質の樹脂でプリプレグと呼ばれ
る未硬化の接着材を用いて貼り合わせる。あるいは、板
状の誘電体に最初から上記板状導体を貼り合わせて市販
されているものをそのまま利用することができるもので
ある。

【００１０】上記のような板状導体１が設けられた面を
上側にし、下面と上記同様な誘電体２の間に、バネ材と
して用いられるような細い線条の導体３を配列して、上
記のような接着材により接着して誘電体中に導体３を埋
設させる。このように埋設された導体の接触側先端は、
後述するように積層誘電体の断面部分から突出させら
れ、あるいは下側の誘電体を貫通するよう下側に突出さ
せられて、外部に露出させられる。

【００１１】被測定デバイスの測定電極が多数の場合に
は、後述するように上記のプローブ構造体が複数重ね合
わされて構成される。このような構造は、板状導体１−
誘電体２−導体３−誘電体２−板状導体１−誘電体２−
導体３−誘電体２のような順序の積層構造となる。この
実施例のように、導体３の断面が円形であれば、その直
径の寸法と、導体３から板状導体１までの距離及び誘電
体２の比誘電率に依存する「埋め込み式不平衡スラブラ
イン」と等価な分布定数線路が得られる。これにより、
良好な信号伝達特性を持つプローブを得ることができ
る。

【００１２】図２には、この発明に係るプローブボード
に用いられるプローブの基本的な他の一実施例の構造断
面図が示されている。この実施例では、導体３の断面構
造が円形ではなく矩形にされる。このような構造の導体
３を用いた場合には、前記同様に板状導体１−誘電体２
−導体３−誘電体２−板状導体１−誘電体２−導体３−
誘電体２のような順序の積層構造となり、導体３の縦横
の寸法と、導体３から板状導体１までの距離及び誘電体
２の比誘電率に依存する「埋め込み式不平衡ストリップ
ライン」と等価な分布定数線路が得られる。これによ
り、良好な信号伝達特性を持つプローブを得ることがで
きる。

【００１３】図３には、この発明に係るプローブボード
に用いられるプローブの基本的な他の一実施例の構造断
面図が示されている。この実施例では、下側の誘電体２
の下面側に板状導体１が設けられる。このような積層構
造体を基本構成として用いるときには、板状導体１−誘
電体２−導体３−誘電体２−板状導体１の単位で信号電
送路が構成される。したがって、この実施例のように導
体３の断面が円形であれば、その直径の寸法と、導体３
から板状導体１までの距離及び誘電体２の比誘電率に依
存する「埋め込み式平衡スラブライン」と等価な分布定
数線路が得られる。

【００１４】図４には、この発明に係るプローブボード
に用いられるプローブの基本的な他の一実施例の構造断
面図が示されている。この実施例では、図３の実施例と
同様に下側の誘電体２の下面側に板状導体１が設けられ
る。このような積層構造体を基本構成として用いるとき
には、板状導体１−誘電体２−導体３−誘電体２−板状
導体１の単位で信号電送路が構成される。したがって、
この実施例のように導体３の断面が矩形であれば、その
縦横の寸法と、導体３から板状導体１までの距離及び誘
電体２の比誘電率に依存する「埋め込み式平衡ストリッ
プライン」と等価な分布定数線路が得られる。

【００１５】図５には、この発明に係るプローブボード
に用いられるプローブの基本的な他の一実施例の構造断
面図が示されている。この実施例では、電源供給用のプ
ローブの例が示されている。電源供給用のプローブは、
それが埋設される誘電体２に設けられる板状導体１に接
触させる。電源電圧や回路の接地電位のような直流電位
を伝えるときには、低インピーダンスで電流集中が起こ
りにくく、電圧降下の少ない電源電圧あるいは接地線路
を形成することができる。

【００１６】図６には、この発明に係るプローブボード
に用いられるプローブの基本的な更に他の一実施例の構
造断面図が示されている。この実施例では、導体３を先
端以外の部分で、切断させるとともに上側の誘電体２及
び板状導体を貫通して上側に突出させる。これにより、
後述するようにここの部分に電子部品を取り付けるよう
にすることができる。

【００１７】図７には、この発明に係るプローブボード
に用いられるプローブ構造体の一実施例の斜視図が示さ
れている。この実施例では、被測定デバイスの機能要素
に応じて、上記のような基本的なプローブ構造体を重ね
合わせて積層構造とし、多数の電極への接続を可能にし
ている。すなわち、信号用のプローブは、図１又は図３
のような基本プローブ構造体を１ないし複数重ね合わせ
て構成し、電源用と回路の接地用のプローブは、図５の
ような基本プローブ構造体をそれぞれ重ね合わせて構成
する。この場合、信号用のプローブにあっては、図６の
ように途中で切断したものにはバイパスコンデンサを接
続させたり、終端抵抗を接続するなど従来のプローブに
無い付加機能を持たせることができる。

【００１８】特に制限されないが、上記プローブ構造体
は、矩形の半導体チップのうちの１つの辺に配置される
複数の電極への電気的接触を受け持つようにされる。そ
れ故、チップに対応した部分から扇形に広がるようにプ
ローブを構成する導体３が配列され、それに応じて誘電
体及び板状導体はほぼ扇形に形成される。矩形からなる
半導体チップの４つの辺にそれぞれ電極が設けられる場
合には、同様なプローブ構造体が４個用意される。

【００１９】上記のような平衡及び不平衡スラブライン
又はストリップライン等の分布定数線路は、一般的に導
体が互いに近接して配置されると信号の結合が生じやす
くなる。これを防ぐためには、理想的には導体相互の間
隔が直径あるいは幅の約５倍程度離れていることが必要
とされる。そこで、これらの条件を満たすべく、この実
施例では上記のように積層構造にして、同一層内におけ
る導体３の配列密度を疎にすることができ、信号の結合
障害を最小に抑えることができる。

【００２０】図８には、この発明に係るプローブボード
の一実施例の下面図が示され、図９にはそのＡ−Ａ’断
面図が示されている。以上のプローブ構造体は、円形か
らなる信号インターフェイス用基板に同図においては試
験用プローブとして４つのプローブ構造体が取り付けら
れる。図９の断面図に示すように、４つからなるそれぞ
れのプローブ構造体は、信号インターフェイス用基板の
中央に設けられた開口の部分に向かってプローブが斜め
下側に向かうようテーパー状の保持面を持つ取付台座に
接着される。上記プローブ構造体に設けられた導体３か
なるプローブの他端側は、信号インターフェイス用基板
に形成されたプリント配線と接続され、この配線やコネ
タク及び信号ケーブル等を介してＩＣ試験装置に導かれ
る。このような信号インターフェイス用基板とそれに接
続されるコネタクや信号ケーブルは、従来のタングステ
ンのような細い線条のプローブを用いたプローブボード
と同様なものを用いるものである。

【００２１】図１０には、この発明に係るプローブボー
ドの他の一実施例の構造断面図が示されている。この実
施例では、前記のようなプローブのうち、特に高域まで
の信号伝達を可能にするものは、前記のような信号イン
ターフェイス用基板に形成されたプリント配線ではな
く、接地された金属性保持機構に取り付け、ＩＣテスタ
ー等のような試験装置との接続に同軸型コネクタを用い
る。このような信号伝達経路を構成したものでは、マイ
クロ波帯域で使用可能になる。なお、被測定デバイスの
電極数が少なく、かつ上記のような高域までの信号伝達
が要求されるものにあっては、全てのプローブに対して
上記のような同軸型コネクタを設けて信号の伝達を行う
ようにするものであってもよい。

【００２２】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） 板状の誘電体の表面に重ね合わされて構成され
た板状導体を設けるとともに、上記誘電体の中にバネ性
を持つ金属を主成分とする導体を埋設させるとともにそ
の先端を突出させて接触電極を構成することにより、埋
め込み式不平衡スラブライン又は埋め込み式不平衡型或
いは埋め込み式平衡ストリップラインのような分布定数
線路が得られるから良好で安定した信号伝達特性を持つ
プローブを得ることができるという効果が得られる。 （２） 板状の誘電体とシールド層としての板状導体及
び導体としてのプローブを重ね合わせて積層構造にする
というように簡単に組み立てることができるという効果
が得られる。 （３） 上記積層構造を複数層に構成することにより、
同一層内における導体の配列密度を疎にすることがで
き、多くのプローブを構成するとともに信号の結合障害
を最小に抑えることができるという効果が得られる。 （４） 上記電源電圧や回路の接地電位のような直流信
号は、導体と板状導体を接触させることにより、低イン
ピーダンスの直流供給線路を得ることができるという効
果が得られる。

【００２３】以上本発明者より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、矩形
からなる半導体チップにおいて、４つの辺のうち対向す
る２辺にのみ電極が配列されるものでは、それに応じて
２つのプローブ構造体を設けるようにすればよい。プロ
ーブとして用いる導体は、バネ用のリン青銅もしくはベ
リリウム銅を用いるもの他、タングステンのような硬度
の高い金属を用い、その表面にメッキ処理して所望の良
好な導電性を確保するものであってもよい。バネ性を補
うようにするため取付台座にシリコンゴムのような弾性
体を介在させものであってもよい。この発明は、半導体
チップや液晶表示パネルの電気的測定等の他、同様な多
数の電極を持つ小型電子部品への電気的接続を得るプロ
ーブボードとして広く利用することができる。

【００２４】

【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、板状の誘電体の表面に重ね
合わされて構成された板状導体を設けるとともに、上記
誘電体の中にバネ性を持つ金属を主成分とする導体を埋
設させるとともにその先端を突出されて接触電極を構成
することにより、埋め込み式不平衡スラブライン又は埋
め込み式不平衡型或いは埋め込み式平衡ストリップライ
ンのような分布定数線路が得られるから良好で安定した
信号伝達特性を持つプローブを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係るプローブボードに用いられるプ
ローブの基本的な一実施例を示す構造断面図である。

【図２】この発明に係るプローブボードに用いられるプ
ローブの基本的な他の一実施例を示す構造断面図であ
る。

【図３】この発明に係るプローブボードに用いられるプ
ローブの基本的な他の一実施例を示す構造断面図であ
る。

【図４】この発明に係るプローブボードに用いられるプ
ローブの基本的な他の一実施例を示す構造断面図であ
る。

【図５】この発明に係るプローブボードに用いられるプ
ローブの基本的な他の一実施例を示す構造断面図であ
る。

【図６】この発明に係るプローブボードに用いられるプ
ローブの基本的な更に他の一実施例を示す構造断面図で
ある。

【図７】この発明に係るプローブボードに用いられるプ
ローブ構造体の一実施例を示す斜視図である。

【図８】この発明に係るプローブボードの一実施例を示
す下面図である。

【図９】図８のＡ−Ａ’断面図である。

【図１０】この発明に係るプローブボードの他の一実施
例を示す断面構造図である。

【符号の説明】

１…板状導体、２…誘電体、３…導体（プローブ）。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 板状の誘電体と、上記誘電体の表面に重
   ね合わされて構成された板状導体と、上記誘電体の中に
   埋設されてなるバネ性を持つ金属を主成分とする導体で
   あってその先端が突出されて接触電極を構成することを
   特徴とするプローブボード。
2. 【請求項２】 上記板状の一対の誘電体が重ね合わさ
   れ、その間にプローブを構成する導体を挟み込んでこれ
   らを一体的に接合することより誘電体中に導体が埋設さ
   れるものであることを特徴とする請求項１のプローブボ
   ード。
3. 【請求項３】 上記板状の誘電体と板状導体及び誘電体
   中に埋設されてなる導体を単位として複数組が積層構造
   に組み合わされるものであることを特徴とする請求項１
   又は請求項２のプローブボード。