JPH05218150A

JPH05218150A - プローブカード

Info

Publication number: JPH05218150A
Application number: JP4308928A
Authority: JP
Inventors: Shinji Iino; 伸治飯野; Tamio Kubota; 民雄窪田; Keiichi Yokota; 敬一横田
Original assignee: Tokyo Electron Yamanashi Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Yamanashi Ltd
Priority date: 1991-11-18
Filing date: 1992-11-18
Publication date: 1993-08-27
Anticipated expiration: 2014-10-25
Also published as: JP2966671B2

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】半導体チップ回路やＬＣＤ基板回路の電気的
特性を検査するためのプロービングテストマシンに用い
られるプローブカードを提供する。【構成】テスト信号を半導体チップのパッドを介して
回路とやり取りし、回路の電気的特性を検査するプロー
ビングテストマシンに用いられるプローブカードであ
る。プローブカードは、支持板３１と、この支持板によ
って支持されたフレキシブルなフィルム基材を含み、こ
のフィルム基材にプリントされた回路がテスタと電気的
に接続されているフレキシブルプリント回路基板と、プ
リント回路と電気的に接続され、パッドに対して１対１
で接触されるコンタクタ４２と、コンタクタが取り付け
られたセクションをバックアップするように設けられた
クッション材３３と、を有する。コンタクタをパッドに
接触させると、クッション材が弾性変形し、コンタクタ
及びパッド間の接触がよくなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体チップ回路やＬ
ＣＤ回路を通電テストするために用いられるプローブカ
ードに関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体デバイスの製造工程やＬＣＤガラ
ス基板（以下、ＬＣＤ基板という）の製造工程において
は、回路の断線や電気的特性などを調べるためにプロー
ビングテストが行なわれている。例えば、半導体チップ
回路のプロービングテストにはプロービングテストマシ
ン（以下、プローバという）が用いられる。プローバ
は、ローディング／アンローディングセクション及びテ
ストセクションを有している。ローディング／アンロー
ディングセクションにはプリアライメントステージが設
けられている。テストセクションにはウェハステージ、
並びにプローブカードが設けられている。

【０００３】図２１に示すように、従来のプローブカー
ド６には多数のタングステン製あるいは金と銅との合金
製のプローブ針７が取り付けられている。プローブカー
ド６はプローバのフレームに固定され、この直下にウェ
ハステージ上に取付けられたウェハテーブル５が位置し
ている。

【０００４】図２２に示すように、顕微鏡８やＣＣＤカ
メラ（図示せず）のような光学系位置検出装置を用い
て、プローブカードの開口部６ａを介してチップ３をの
ぞき、パッド４をプローブ針７の先端に位置合わせす
る。この位置合わせ操作をティーチングという。ティー
チングに基づきウェハテーブル５をＸ−Ｙ−Ｚ−θ方向
にそれぞれ移動させ、図２３に示すように、各パッド４
を各プローブ針７の先端にそれぞれ接触させる。そし
て、プローブ針７を介して回路に通電し、回路からもど
る信号をテスタに送る。テスタではテスト信号に基づき
ＩＣチップの良、不良を判定する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】近時、半導体デバイス
は１６メガビットや６４メガビットと高集積化される傾
向にあり、これに伴ない１チップ内に設けられるパッド
４の数が数百個にも及ぶようになっている。これととも
に、パッド４とパッド４とが互いに接近し、パッド列の
相互間ピッチ距離が極めて小さい。例えば、各パッド４
は一辺が６０μｍ〜１００μｍ角であり、パッド列の相
互間ピッチ距離は１００μｍ〜２００μｍである。した
がって、プローブカード６に取り付けるべきプローブ針
７の数を、例えば数百本と大幅に増やさなければなら
ず、プローブ針７のレイアウト設計が非常に困難になっ
てきている。

【０００６】さらに、ＶＬＳＩ、ＵＬＳＩのような大規
模集積回路やスタンダードセルを複数組み合わせて複合
チップ化したようなゲートアレイでは、チップ３の周縁
領域だけでなくチップ３の中央領域にもパッド４が存在
する。このため、従来タイプのプローブカード６を用い
てＶＬＳＩ、ＵＬＳＩ、複合チップ化ＩＣをテストする
ことができなくなってきている。なぜならば、プローブ
針７の列は、チップ周縁領域のパッド４に対して接触さ
れるようにレイアウトされてはいるが、チップ中央領域
のパッド４ａに対しては接触させ得るようにレイアウト
されてはいないからである。

【０００７】また、テスト効率を上げるために、複数の
チップ、例えば８〜１６個のチップを同時にテストでき
るようにするためには、プローブ針７を周辺にのみ設け
る従来型のプローブカードでは対応することができな
い。

【０００８】このようなＶＬＳＩ等をプロービングテス
トするために、絶縁基板にプローブ針を二重に重ねて配
列したプローブカードが従来からある。しかしながら、
多重針型のプローブカードは、先端の直径が６０μｍ程
度となるプローブ針を数百本も基板に取り付けなければ
ならないため、その取付け精度を調整することが困難で
あり、精度が限界近くまできている。また、このような
多重針型のプローブカードは、手作業により製造するた
め、高コストである。

【０００９】ところで、半導体チップのパッドやＬＣＤ
基板のパッドとの電気的接触を確実にする必要がある。
例えば、ウェハステージ５をＺ方向にオーバードライブ
させ、プローブ針７の先端がパッド上面の自然酸化膜を
突き破ってある程度食込むように、パッド４をプローブ
針７に押し付けている。しかしながら、ＶＬＳＩ，ＵＬ
ＳＩ等の大型チップにおいてはパッド相互間に高さのば
らつき（凹凸）が大きくなり、このようなパッド列の凹
凸に対しては従来の金属製のプローブ針では対応するこ
とができない。すなわち、高いパッドに対してはプロー
ブ針が深く食込みすぎ、一方、低いパッドに対してはプ
ローブ針が不十分な接触となる（接触不良をおこす）。
このため、従来のプローブカードでは確実なプロービン
グテストを実施することができないという問題点があ
る。

【００１０】さらに、従来のプローブカードによれば、
１回につき１個のチップしかプロービングテストするこ
とができない。このため、チップ数が百個以上あるよう
なウェハをテストする場合はテストに長時間を要する。

【００１１】一方、ＬＣＤ基板は半導体チップよりも大
きいので、従来のプローブカードでは１枚のＬＣＤ基板
を１回で検査することはできず、プローブカードを移動
させながら数回に分けて検査を行なっている。この場
合、各検査ごとにＬＣＤ基板上のパッドとプローブ針と
の位置合わせを行なわなければならないので、１枚のＬ
ＣＤ基板の検査に長時間を要している。とくに近時、Ｌ
ＣＤ基板が大型化しており、４５０ｍｍ角のような大サ
イズのＬＣＤ基板をプロービングテストするには非常に
長い時間がかかっている。このため、テスト中において
ＬＣＤ基板のすべてのパッドに安定して一様に接触させ
ることができるコンタクタを有する低コストのプローブ
カードが要望されている。

【００１２】本発明の目的は、ＶＬＳＩチップ、ＵＬＳ
Ｉ、複合チップ化ＩＣ、並びにＬＣＤ基板等のパッドに
対して安定に接触を保ち得るプローブカードを提供する
ことにある。また、プローブ針（コンタクタ）とパッド
との位置合わせ操作が容易で、広範囲にわたり多数のパ
ッドに一括接触させ、短時間でテストすることができる
プローブカードを提供することにある。さらに、製造お
よび保守が容易なプローブカードを提供することにあ
る。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明に係るプローブカ
ードは、支持板と、この支持板によって支持され、テス
ト信号供給手段に電気的に接続された回路をもつ回路基
板と、この回路基板の回路と電気的に接続され、被検体
のパッドに対して１対１で接触されるコンタクタと、前
記コンタクタが取り付けられた領域をバックアップする
ように設けられた弾性体部材と、を有する。

【００１４】さらに、コンタクタは、弾性体の突起と、
この突起のなかに埋設された金属球と、を有することが
望ましい。弾性体の突起には、シリコーンゴム、フッ素
系樹脂、ポリエチレンなどを用いることができる。ま
た、金属球には、ニッケル球や鉄球に金や銀などのメッ
キをしたものを用いることが好ましい。

【００１５】また、ＶＬＳＩ又はＵＬＳＩ等の高速テス
トを実現するために、コンタクタ接点からポゴピン接点
までの回路を中間接続の無い連続したものとし、回路を
低インピーダンスとすることが望ましい。また、支持板
には、被検体上のパッドまたはアライメントマークを見
ることができる貫通孔が形成されていることが望まし
い。

【００１６】また、コンタクタは、テストすべき領域の
周縁部だけでなく、その中央部に至るまで設けることが
できるようになっている。これによりパッドがチップ中
央領域にも設けられたＩＣなどのデバイスをプローブ検
査することが可能になる。

【００１７】

【作用】本発明に係るプローブカードにおいては、コン
タクタにパッドを接触させると、弾性体部材が弾性変形
し、両者がフィットして接触が良好になる。とくに、パ
ッド相互間に高さの凹凸がある場合であっても、各コン
タクタがパッドの接触予定面にそれぞれ追従し、すべて
のコンタクタがパッドに対して十分に接触するようにな
る。

【００１８】

【実施例】以下、添付の図面を参照して本発明の種々の
実施例について説明する。

【００１９】図１に示すように、プローバ１０は、ロー
ディング／アンローディング部１１及びテスト部２１を
有する。テスト部２１の上方にはテストヘッド２８及び
上ＣＣＤカメラ２５が設けられている。テストヘッド２
８は、ＣＰＵ５１によってバックアップされたテスタ５
０に接続されている。テストヘッド２８の下面にはホル
ダ２９によりプローブカード３０が着脱可能に取り付け
られている。プローブカード３０はステージ２２上のウ
ェハ２と対面している。

【００２０】ローディング／アンローディング部１１に
はカセットステージ１２及びプリアライメントステージ
１５が設けられている。カセットステージ１２は、ＣＰ
Ｕ５１によって制御される昇降機構１３に支持されてい
る。ステージ１２にはウェハカセット１４が載置されて
いる。カセット１４には２５枚の半導体ウェハ２が収容
されている。図示しない搬送アームがローディング／ア
ンローディング部１１に設けられている。この搬送アー
ムにより半導体ウェハ２が１枚ずつカセット１４から取
り出され、搬送され、プリアライメントステージ１５上
に載置されるようになっている。

【００２１】図示しない移送装置がテスト部２１に設け
られている。この移送装置により半導体ウェハ２がプリ
アライメントステージ１５からテストステージ２２へ移
送されるようになっている。テストステージ２２は、ウ
ェハテーブル５にウェハ２を保持するための真空吸着装
置（図示せず）を有する。また、テストステージ２２
は、ウェハテーブル５をＸ，Ｙ，Ｚ，θのそれぞれの方
向に動かすためのＸ−Ｙ−Ｚ−θ駆動機構（図示せず）
を内蔵している。Ｘ−Ｙ−Ｚ−θ駆動機構はＣＰＵ５１
により制御されるようになっている。また、ジョイステ
ック２３がテストステージ２２に接続されている。ジョ
イステック２３は、オペレータによって操作され、ステ
ージ２２の移動量をミクロンオーダーで制御することが
できるものである。また、テストステージ２２には下Ｃ
ＣＤカメラ２４が取り付けられている。下ＣＣＤカメラ
２４は、プローブカード３０の基準となるコンタクタ４
２の先端をみて、その位置を検出するためのものであ
る。なお、上下ＣＣＤカメラ２４，２５は、ＣＰＵ５１
の入力側にそれぞれ接続されている。

【００２２】図２に示すように、上ＣＣＤカメラ２５及
びハイトセンサ２６がテスト部２１の適所に設けられて
いる。上ＣＣＤカメラ２５及びハイトセンサ２６は、テ
ストステージ２２上の半導体ウェハ２をＸ，Ｙ，Ｚ，θ
軸方向に位置決めするために用いられる。次に、第１実
施例のプローブカード３０について説明する。

【００２３】図３および図４に示すように、プローブカ
ード３０は、基板３１にフレキシブルプリント回路（Ｆ
ＰＣ）３４を組み付けたものである。プローブカード３
０の基板３１は、円板状をなし、その周縁部がホルダ２
９に支持されている。基板３１は、厚さ５〜１０mm、直
径２００〜２５０mmのステンレス鋼板などの変形の小さ
い金属板でつくられている。基板３１には４つの開口が
形成されている。ＦＰＣ３４の中央部は基板３１の下側
に位置しているが、ＦＰＣ３４の周縁部は開口を通って
基板３１の上側に位置されている。

【００２４】ＦＰＣ３４の周縁部は、絶縁シート４９を
介して基板３１の上面に接着されている。ＦＰＣ３４の
周縁部には多数のターミナル３７が等ピッチ間隔に設け
られている。各ターミナル３７はコンタクタ４２に対し
てそれぞれ１対１に電気的に接続されている。なお、図
示の場合は、ＦＰＣ３４の周縁部にターミナル３７を一
列に配設しているが、これを二列または三列としてもよ
い。

【００２５】各ターミナル３７にはポゴピン９８の先端
がそれぞれ接触している。各ポゴピン９８は、テストヘ
ッドのフレーム２８ａの凹所に保持され、圧縮スプリン
グ９９によって付勢されている。また、各ポゴピン９８
はテストヘッド２８を介してテスタ５０に電気的に接続
されている。

【００２６】基板３１の下面中央に絶縁部材３２が接着
されている。さらに、絶縁部材３２の下面にはＦＰＣ３
４が接着されている。この絶縁部材３２によって基板３
１からＦＰＣ３４が絶縁されている。多数のコンタクタ
４２が、ＦＰＣ３４の下面から突出するように、設けら
れている。弾性部材３３が絶縁部材３２の中央領域に埋
め込まれ、コンタクタ４２の取付領域が弾性部材３３に
よりバックアップされている。弾性部材３３には、シリ
コーンゴム又はポリウレタンを用いる。

【００２７】図５に示すように、コンタクタ４２は規則
格子状に配列されている。このようなコンタクタ４２
は、その数および配列が半導体チップ３上のパッド４の
それと同じである。すなわち、図６に示すように、コン
タクタ４２はパッド４に対して１対１に対応していて、
ＦＰＣ３４上に突起状に形成された数１０μｍ径の接触
用端子である。コンタクタ４２の数はテスタ５０の端子
の最大数（例えば５００個）まで増やすことができる。

【００２８】また、コンタクタ４２は、ＦＰＣ３４のプ
リント基板回路を経由して端子３７に電気的に接続され
ている。端子３７は、テストヘッド２８のポゴピン９８
と接触している。さらに、図６〜図９を参照しながら第
１実施例のＦＰＣ３４について詳しく説明する。図６に
示すように、ＦＰＣ３４の片面（上面）は弾性部材３３
に接着されている。

【００２９】図７に示すように、ＦＰＣ３４の基板３５
は、ポリイミド樹脂フィルムでつくられている。基板３
５の片面（上面）には、図８に示すように、パターン化
された多数のターミナル３７が形成されている。各ター
ミナル３７にはポゴピン９８が接触している。一方、基
板３５の他面（下面）には、図９に示すように、プリン
ト基板回路３６が形成されている。次に、図１０〜図１
２を参照しながら、上記プローバにより半導体チップ回
路をプロービングテストする場合について説明する。

【００３０】先ずカセット１４から一枚の半導体ウェハ
２を取り出し、これをプリアライメントステージ１５の
上に載置し、プリアライメントする。図１１に示すよう
に、ウェハ２には多数のチップ３が形成されている。プ
リアライメントにおいては、ウェハ２のオリエンテーシ
ョンフラット２ａを所望の向きに揃える。プリアライメ
ント後、ウェハ２を搬送し、テストステージ２２の上に
載置する（工程１０１）。この結果、ウェハ２はプロー
ブカード３０と対面する。

【００３１】プロービングテストは、１枚のウェハ２を
４回に分けて実施する。すなわち、図１１の図中に示す
左上領域、右上領域、左下領域、右下領域の順番にテス
トする。各領域には６４個の半導体チップ３がそれぞれ
形成されている。また、基準パッド４ａには、各領域の
左上のチップ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄに形成されたパッ
ドのうちから左上コーナーに位置するものを選ぶ。

【００３２】ステージ２２をＸＹ面内で動かし、下ＣＣ
Ｄカメラ２４の光軸を基準コンタクタ４２の先端に位置
合わせする（工程１０２）。基準コンタクタ４２の先端
の位置をＣＰＵ５１に記憶させる（ティーチング）。こ
こで、基準コンタクタ４２とは、図５の中において左上
コーナーに位置するものをいう。

【００３３】ステージ２２をＸＹ面内で動かし、第１番
目チップ３ａの基準パッド４を上ＣＣＤカメラ２５の光
軸に位置合わせする（工程１０３）。ステージ２２をＸ
Ｙ面内で動かし、第２２番目チップ３の基準パッドを上
ＣＣＤカメラ２５の光軸に位置合わせする（工程１０
４）。これら二つの位置合わせ動作を通じて、ウェハ２
がプローブカード３０に対して位置がずれている場合
は、ステージ２２をＸＹ面内でθ回転させ、ウェハ２の
位置をプローブカード３０に対して補正する。

【００３４】第１番目チップ３ａの基準パッド４を、基
準コンタクタ４２に位置合わせする（工程１０５）。こ
の場合に、ジョイスティック２３を用いて両者の位置合
わせの微調整をしてもよい。位置合わせ後、テストステ
ージ２２を上昇させ、各パッド４をコンタクタ４２に接
触させる。このとき、テストステージ２２の上昇ストロ
ークを、単純接触位置（パッド／コンタクタが単に接触
するだけの位置）を越えてオーバードライブさせる。コ
ンタクタ４２のシリコーンゴムおよび弾性部材３３が弾
性変形するので、テスト領域の全域にわたりパッド／コ
ンタクタ両者間の接触が確実になる。

【００３５】テスタ５０から各コンタクタ４２にテスト
信号を送り、６４個の半導体チップ３のプロービングテ
ストを実行する（工程１０６）。ウェハ２について、す
べてのテストが終了したか否かを判定する（工程１０
７）。工程１０７の判定がノーのときは、テストステ−
ジ２２をインデックス量だけ移動させ、ウェハ２の右上
領域にプローブカード３０を対面させる（工程１０
８）。そして、工程１０３から工程１０７までの動作を
繰り返し、ウェハ２の右上領域にあるチップ３をテスト
する。さらに、同様の動作を二回繰り返して、ウェハ２
の左下領域および右下領域にあるチップ３をテストす
る。

【００３６】工程１０７の判定がイエスになると、ウェ
ハ２をテストステージ２２の上から搬出する（工程１０
９）。そして、次のウェハ２をテストするか否かを判定
する（工程１１０）。工程１１０の判定がイエスのとき
は、新たなウェハ２をテストステージ２２の上に載置す
る（工程１１１）。次いで、工程１０３から工程１０８
までを繰り返す。工程１１０の判定がノーのときは、テ
ストを終了する。

【００３７】上記第１実施例のプローブカード３０を用
いれば、２５６個ものＬＳＩチップ３が形成されたウェ
ハ２をテストした場合に、テスト所要時間を従来よりも
２５６秒間も短縮することができた。

【００３８】また、パッド４／コンタクタ４２間の接触
ポイント数が多いにもかかわらず、コンタクタ４２がパ
ッド４のすべてにフィットし、テスト信号を確実にＬＳ
Ｉ回路に伝えることができる。とくに、パッド４相互間
に凹凸が存在する場合であっても、弾性部材３３および
弾性体シート４１が変形するので、コンタクタ４２がパ
ッド４に確実にフィットする。さらに、コンタクタ４２
によれば、低い導通抵抗で大きい電流容量を得ることが
でき、微小な電極面積でも確実な接触を得ることができ
る。

【００３９】また、コンタクタ４２から端子３７までを
低インピーダンスの同軸パターンの回路としているた
め、周波数が１００ＭＨｚ以上の高周波テストに正確に
対応することができる。

【００４０】また、ガラス基板３９によりコンタクタ／
パッド間の接触領域の平面度が保たれるので、両者の接
触が安定に確保される。このため、接触不良により再度
テストする必要がなくなり、ＬＳＩ製造のスループット
が向上した。次に、図１３を参照して第２実施例のプロ
ーブカードについて説明する。

【００４１】第２実施例のプローブカードの接触領域に
はコンタクト基板３８が取付けられている。コンタクト
基板３８は、ガラス基板３９および弾性体シート４１を
有する。ガラス基板３９はコンタクト基板３８の平面度
を保つためのものである。弾性体シート４１は、パッド
４に対してコンタクタ４２ａに追従性を発揮させるため
のものである。弾性体シート４１にはシリコーンゴムを
用いる。この他にフッ素系樹脂やポリエチレンなどの柔
軟性を有する材料を弾性体シート４１に用いてもよい。

【００４２】シリコーンゴムシート４１はガラス基板３
９の片面（下面）に設けられている。コンタクタ４２ａ
は、シリコーンゴムシート４１から下方に突出した突起
のなかに小球４３を埋設したものである。コンタクタ４
２ａのシリコーンゴム突起は、突出長さが８０〜１００
μｍ、基部の直径が５０〜６０μｍ、ピッチ間隔が９０
〜１１０μｍである。ちなみに、１つの半導体チップ３
には４００個のバンプパッド４が形成されている。各パ
ッド４の接触面は一辺が６０〜１００μｍの正方形であ
る。

【００４３】小球４３は、複数個が一列にシリコーンゴ
ム突起のなかに並んでいる。小球４３は、直径２５〜３
０μｍのニッケル球に金メッキをしたものである。最上
段の小球４３はガラス基板３９の端子４４に接触してい
る。最下段の小球４３は、シリコーンゴム突起の先端部
に埋設されている。コンタクタ４２ａをパッド４に押し
付けると、ゴム突起の先端が破れて小球４３が露出する
ので、小球４３がパッド４に対して電気的に接触するよ
うになる。逆に、コンタクタ４２ａをパッド４から離す
と、ゴム突起の先端が閉じて小球４３がなかに隠れるの
で、小球４３はゴム中から落下しない。このような小球
４３が露出と退隠とを繰り返せるのは、シリコーンゴム
がゲル状であるからである。

【００４４】このようなコンタクタ４２ａの製造方法に
ついて説明する。モールドの凹所に小球４３を必要個数
だけ入れておき、液状のシリコーンゴム原料をモールド
に流し込み、これを磁界中におく。こうすると、磁力に
より凹所内の小球４３が一直線に並ぶ。シリコーンゴム
を凝固させると、多数のコンタクタ４２ａを有するシリ
コーンゴムシート４１が得られる。このシリコーンゴム
シート４１をガラス基板３９の片面に接着剤で接着す
る。

【００４５】ガラス基板３９の片面（下面）には多数の
端子４４が形成されている。一方、ガラス基板３９の他
面（上面）には導体パターン回路４０が形成されてい
る。導体パターン回路４０は、インピーダンスの整合の
ために同軸パターンとしている。端子４４および導体パ
ターン回路４０は、ガラス基板３９に銅箔メッキしたも
のである。

【００４６】なお、図１３に示すように、ＦＰＣ３４ａ
のプリント回路３６ａはガラス基板３９の導体パターン
回路４０に電気的に接続されている。また、多数のター
ミナル３７ａがプリント回路３６ａに電気的に導通し、
ポゴピン９８がターミナル３７ａのそれぞれにスプリン
グ９９で押し付け接触されている。次に、第３実施例の
プローブカード６０について説明する。

【００４７】図１４及び図１５に示すように、プローブ
カード６０は、基板６１にＦＰＣ６４を組み付けたもの
である。プローブカード６０の基板６１は、円板状をな
し、その周縁部がホルダ２９に支持されている。基板６
１は、厚さ４．２mm、直径２０mmのポリイミド樹脂板で
つくられている。

【００４８】ＦＰＣ６４の周縁部は、基板６１の下面に
接着されている。さらに、ピン６８によってＦＰＣ６４
の周縁部が基板６１に固定されている。ＦＰＣ６４の周
縁部には多数のターミナル６７が等ピッチ間隔に設けら
れている。ピン６８によってターミナル６７とプリント
回路６６とが電気的に接続されている。各ターミナル６
７はコンタクタ７２に対してそれぞれ１対１に電気的に
接続されている。なお、図示の場合は、ＦＰＣ６４の周
縁部にターミナル６７を一列に配設しているが、これを
二列または三列としてもよい。

【００４９】各ターミナル６７にはポゴピン９８の先端
がそれぞれ接触している。各ポゴピン９８は、テストヘ
ッドのフレーム２８ａの凹所に保持され、圧縮スプリン
グ９９によって付勢されている。また、各ポゴピン９８
はテストヘッド２８を介してテスタ５０に電気的に接続
されている。

【００５０】基板６１の下面中央に絶縁部材６２が接着
されている。さらに、絶縁部材６２の下面にはコンタク
ト基板７６が接着されている。多数のコンタクタ７２
が、コンタクト基板７６の下面から突出するように、設
けられている。弾性部材６３が絶縁部材６２の中央領域
に埋め込まれ、コンタクタ７２の取付領域が弾性部材６
３によりバックアップされている。弾性部材６３には、
シリコーンゴム又はポリウレタンを用いる。

【００５１】図１６に示すように、コンタクタ７２は規
則格子状に配列されている。このようなコンタクタ７２
は、その数および配列が半導体チップ３上のパッド４の
それと同じである。すなわち、コンタクタ７２はパッド
４に対して１対１に対応している。さらに、図１７を参
照してコンタクト基板７６について詳しく説明する。

【００５２】コンタクト基板７６は、ＦＰＣ６４に弾性
体シート７１を接着してつくられている。ＦＰＣ６４に
は、図７〜図９に示したＦＰＣ３４と実質的に同じもの
を用いる。弾性体シート７１は、パッド４に対してコン
タクタ７２に追従性を発揮させるためのものである。弾
性体シート７１にはシリコーンゴムを用いる。この他に
フッ素系樹脂やポリエチレンなどの柔軟性を有する材料
を弾性体シート７１に用いてもよい。

【００５３】シリコーンゴムシート７１はＦＰＣ６４の
片面（下面）に設けられている。コンタクタ７２は、シ
リコーンゴムシート７１から下方に突出した突起のなか
に小球７３を埋設したものである。コンタクタ７２のシ
リコーンゴム突起は、突出長さが８０〜１００μｍ、基
部の直径が５０〜６０μｍ、ピッチ間隔が９０〜１１０
μｍである。

【００５４】小球７３は、複数個が一列にシリコーンゴ
ム突起のなかに並んでいる。小球７３は、直径２５〜３
０μｍのニッケル球に金メッキをしたものである。最上
段の小球７３はＦＰＣ６４のプリント回路６６に接触し
ている。最下段の小球７３は、シリコーンゴム突起の先
端部に埋設されている。コンタクタ７２をパッド４に押
し付けると、ゴム突起の先端が破れて小球７３が露出す
るので、小球７３がパッド４に対して電気的に接触する
ようになる。逆に、コンタクタ７２をパッド４から離す
と、ゴム突起の先端が閉じて小球７３がなかに隠れるの
で、小球７３はゴム中から落下しない。このような小球
７３が露出と退隠とを繰り返せるのは、シリコーンゴム
がゲル状であるからである。

【００５５】上記第３実施例のプローブカード６０を用
いれば、２５６個ものＬＳＩチップ３が形成されたウェ
ハ２をテストした場合に、テスト所要時間を従来よりも
２５６秒間も短縮することができた。

【００５６】また、パッド４相互間に凹凸が存在する場
合であっても、弾性部材６３および弾性体シート７１が
変形するので、コンタクタ７２がパッド４に確実にフィ
ットするようになる。これにより高密度のパッド４が形
成されたＬＳＩチップ３であっても、確実なテストを実
行することができる。

【００５７】次に、図１９〜２１を参照しながら第４の
実施例について説明する。この第４の実施例のプローブ
カード８０は、液晶表示基板（ＬＣＤ基板）をプロービ
ングテストするために用いられるものである。この実施
例では４枚のＬＣＤ基板を同時に検査する場合について
説明する。

【００５８】図１９および図２０に示すように、プロー
ブカード８０は、絶縁基板８１、フレキシブル基板８
４、透明板９５、および弾性部材８３を有している。絶
縁基板８１はポリイミド等の耐熱性および寸法安定性に
優れた材料でつくられている。プローブカード８０をホ
ルダ（図示せず）に装着すると、ポゴピン９８がターミ
ナルパッド９７に当接し、プローブカード８０のコンタ
クタ９２がテスタ５０に電気的に接続されるようになっ
ている。

【００５９】フレキシブル基板８４は、シリコーンゴム
などの絶縁性材料からなる可撓性のあるフィルムを基材
としてつくられており、その片面には導電性のコンタク
タ９２が設けられている。コンタクタ９２は、ＬＣＤ基
板のパッドに１対１に対応するように配列されている。
また、コンタクタ９２はターミナルパッド９７と同数が
設けられている。コンタクタ９２は、テスタ５０の端子
の最大値まで、例えば５００個を設けることができる。

【００６０】図２１に示すように、コンタクタ９２は、
シリコーンゴムシート９４の厚さ方向に金属粒子９３を
少なくとも１列並べたものである。このようなコンタク
タ９２によれば、低い導通抵抗で大きい電流容量を得る
ことができ、微小な電極面積でも確実な接触を得ること
ができる。最上段の金属粒子９３は、ＦＰＣ８４の導電
パターン８６に接触している。最下段の金属粒子９３
は、ＬＣＤ基板のパッドに接触されるべきものである。

【００６１】透明板９５は、フレキシブル基板８４を固
定するための部材であり、ガラス板等の材料でつくられ
ている。透明板９５は、フレキシブル基板８４の片面
（上面）に固定部材９０によって固定されている。透明
板９５はフレキシブル基板８４の平坦度を保つためのも
のである。なお、透明板９５の上面にはアライメントマ
ーク９１が付けられている。

【００６２】弾性部材８３は、ポリウレタン製の５枚の
シートからなり、絶縁基板８２およびフレキシブル基板
８４の間に挿入されている。絶縁基板８２は、４本のビ
ス８７によって主基板８１の下面に取り付けられてい
る。絶縁基板８２と主基板８１とは、位置決めピン８８
により精度よく組み立てられるようになっている。絶縁
基板８２は、寸法安定性のよい材料でつくられており、
その面は高い平坦度に仕上げられている。

【００６３】フレキシブル基板８４の周縁部は、リング
状の固定部材７９により絶縁基板８１に固定されてい
る。これによってＦＰＣ８４の導電パターン８６がター
ミナルパッド９７に電気的に接続されるようになってい
る。

【００６４】図１９および図２０に示すように、４つの
開口窓部８１ａが主基板８１の適所に形成されている。
これらの開口窓部８１ａを通して、上方のＣＣＤカメラ
２５によってアライメントマーク９１を認識し、ＬＣＤ
基板のパッドとコンタクタ９２とを位置合わせするよう
になっている。次に、第４実施例の動作について説明す
る。

【００６５】ＬＣＤ基板検査装置のセンダのカセットか
らＬＣＤ基板を搬送し、これをテストステージ上に載置
する。ここでは、４枚のＬＣＤ基板を一度に検査するた
めに、ＬＣＤ基板を次々にテストステージ上に載置す
る。プローブカード８０の窓部８１ａからアライメント
マーク９１を見ながら、テストステージを水平方向に移
動させて、ＬＣＤ基板をプローブカード８０に位置合わ
せする。次いで、テストステージを上昇させ、ＬＣＤ基
板のパッドをコンタクタ９２に接触させる。このとき、
コンタクタ９２はＬＣＤ基板のパッドの凹凸に追従して
確実に接触する。また、プローブカード８０の取り付け
が不正確なために、プローブカード８０が水平面に対し
て傾いていたとしても、弾性部材８３の変形によりその
傾きが修正され、すべてのコンタクタ９２をＬＣＤ基板
のパッドに確実に接触させることができる。テスタによ
り、コンタクタ９２を選択的に作動させてＬＣＤ基板の
パッドに電圧信号（テスト信号）を印加する。検査済み
のＬＣＤ基板をレシーバに搬送し、検査を終了する。

【００６６】上記の第４実施例によれば、テスト中にお
いて、プローブカード８０の絶縁基板８１がＬＣＤ基板
の直上に位置しているので、ＬＣＤ基板上にごみやパー
ティクルが落下するおそれがなく、クリーンな状態を維
持することができる。

【００６７】また、上記の第４実施例によれば、プロー
ブカード８０に対してＬＣＤ基板を１度だけ位置合わせ
すればよく、この最初の位置合わせにより１枚のＬＣＤ
基板全面あるいは複数のＬＣＤ基板を検査することがで
きる。

【００６８】また、固定部材７９によってＦＰＣ８４を
絶縁基板８１に装着するようにしたので、コンタクタ９
２の損傷、摩耗等によりプローブカード８０を交換する
必要が生じた場合には、プローブカード全体を交換する
必要はない。この場合は、フレキシブル基板８４から絶
縁基板８１までを一体として交換すればよい。また、プ
ローブカード交換時にも位置きめピン８７により常に精
度よくフレキシブル基板８４を取り付けることができ
る。

【００６９】

【発明の効果】本発明のプローブカードを用いれば、Ｖ
ＬＳＩチップ、ＵＬＳＩチップ、複合チップ化ゲートア
レイ、並びにＬＣＤ基板を確実にプロービングテストす
ることができる。このため、再テストの発生率を大幅に
低減することができる。

【００７０】また、本発明のプローブカードによれば、
コンタクタとパッドとの位置合わせ操作が容易で、広範
囲にわたり多数のパッドに一括に接触させることができ
るので、ＶＬＳＩや大型ＬＣＤを短時間でテストするこ
とができる。

【００７１】さらに、本発明のプローブカードは、製造
が比較的に容易であり、低コストである。また、従来の
ように針先をみがく必要もないので、保守点検も容易に
なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】プローバの全体構成を示すブロック構成図。

【図２】プローバの簡単な平面レイアウト図。

【図３】本発明の第１実施例に係るプローブカードを示
す縦断面図。

【図４】第１実施例のプローブカードを上方から見た平
面図。

【図５】第１実施例のプローブカードの中央に設けられ
たコンタクタ取付部を下方から見た部分平面図。

【図６】第１実施例のプローブカードの一部を拡大して
示す縦断面図。

【図７】ＦＰＣ（Flexible Printed Circuit）の縦断面
図。

【図８】ＦＰＣの上面パターン（テスタのポゴピンとの
接続側）を示す図。

【図９】ＦＰＣの下面パターンを示す図。

【図１０】プロービングテストの実行手順を示すフロー
チャート。

【図１１】半導体ウェハのパターン形成面を示す図。

【図１２】１個の半導体チップを拡大して示す拡大図。

【図１３】第２実施例のプローブカードの一部を拡大し
て示す縦断面図。

【図１４】第３実施例のプローブカードを示す縦断面
図。

【図１５】第３実施例のプローブカードを上方から見た
平面図。

【図１６】第３実施例のプローブカードの中央に設けら
れたコンタクタ取付部を下方から見た部分平面図。

【図１７】第３実施例のプローブカードのコンタクタ取
付部を拡大して示す縦断面図。

【図１８】第４実施例のプローブカードを示す縦断面
図。

【図１９】第４実施例のプローブカードを上方から見た
平面図。

【図２０】第４実施例のプローブカードのコンタクタ取
付部を拡大して示す縦断面図。

【図２１】従来のプローブカードの概要を示す斜視図。

【図２２】従来のプローブ針とパッドとの接触部分を模
式的に示す部分拡大図。

【図２３】従来のプローブ針およびパッドの関係を模式
的に示す拡大平面図である。

【符号の説明】

３１，６１，８１…支持板、３２，６２…絶縁部材、３
３，６３，８３…弾性部材、４２，４２ａ，７２，９２
…コンタクタ、３４，６４，８４…ＦＰＣ、３７，６
７，９７…ターミナル、３９…ガラス基板、４１，７
１，９４…弾性体シート、４３，７３，９３…小球、９
８…ポゴピン

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】テスト信号を被検体のパッドを介して回
路とやり取りし、回路の電気的特性を検査するプロービ
ングテストマシンに用いられるプローブカードにおい
て、支持板と、この支持板によって支持され、テスト信
号供給手段と電気的に接続された回路をもつ回路基板
と、この回路基板の回路と電気的に接続され、被検体の
パッドに対して１対１で接触されるコンタクタと、前記
コンタクタが取り付けられた領域をバックアップするよ
うに設けられた弾性体部材と、を有し、前記コンタクタ
とパッドとを接触させると、前記弾性体部材が弾性変形
することを特徴とするプローブカード。
【請求項２】テスト信号を被検体のパッドを介して回
路とやり取りし、回路の電気的特性を検査するプロービ
ングテストマシンに用いられるプローブカードにおい
て、支持板と、この支持板によって支持されたフレキシ
ブルなフィルム基材を含み、このフィルム基材にプリン
トされた回路がテスト信号供給手段と電気的に接続され
ているフレキシブルプリント回路基板と、このフレキシ
ブルプリント回路基板の回路と電気的に接続され、被検
体のパッドに対して１対１で接触されるコンタクタと、
前記コンタクタが取り付けられたセクションをバックア
ップするように設けられた弾性体部材と、を有し、前記
コンタクタとパッドとを接触させると、前記弾性体部材
が弾性変形することを特徴とするプローブカード。
【請求項３】テスト信号を被検体のパッドを介して回
路とやり取りし、回路の電気的特性を検査するプロービ
ングテストマシンに用いられるプローブカードにおい
て、支持板と、この支持板によって支持され、テスト信
号供給手段と電気的に接続された回路をもつ透明体基板
と、この透明体基板の回路と電気的に接続され、被検体
のパッドに対して１対１で接触されるコンタクタと、前
記コンタクタが取り付けられた領域をバックアップする
ように設けられた弾性体部材と、を有し、前記コンタク
タとパッドとを接触させると、前記弾性体部材が弾性変
形することを特徴とするプローブカード。
【請求項４】前記コンタクタは、弾性体の突起と、こ
の突起のなかに埋設された金属球と、を有することを特
徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のプロー
ブカード。