JPH0541416A - プローブカード及びフロツグリング - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高周波信号を扱うことができコネクタを使用
しないプローブカード及び高周波信号を扱うことができ
るフロッグリングを各々実現すること。 【構成】 プローブカードのプローブを探針とシールド
導電層及びその間の絶縁層からなる同軸構造にし、その
探針とシールド導電層を基板上の個別の接触端子に接続
した。フロッグリングのポゴピンをスプリングピン構造
の中心導体とシールド導電層及びその間の絶縁層からな
る同軸構造にした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体ウエハ上に形成
された集積回路等の半導体素子の電気特性試験の実施に
使用するプローブカード及びフロッグリングに関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】集積回路等の半導体素子の電気的特性
は、最初にウエハ状態でその試験が行われる。この電気
的特性の試験は、集積回路の外部接続用端子であるボン
ディングパットにプローブカードのプローブ（探針）を
触針させて、このプローブがらフロッグリングを経由し
て電気特定試験装置からの電気信号を入力し、半導体素
子からの出力波形信号をその電気的特性試験装置に出力
させて行うものである。

【０００３】図９はこのようなプローブカード１やフロ
ッグリング５を装着したウエハプローバ装置を示す図で
ある。この装置は、支持台２に支持したテストヘッド３
にパフォーマンスボード４を取り付け、このパフォーマ
ンスボード４に上記フロッグリング５を固定し、このフ
ロッグリング５に上記プローブカード１を装着したもの
である。フロッグリング５とプローブカード１及びパフ
ォーマンスボード４との間はフロッグリング５に設けた
両端可動のスプリングピン構造のポゴピン６を、またパ
フォーマンスボード４とテストヘッド３との間はテスト
ヘッド３に設けたポゴピン７を、各々相手側の金パッド
に接触させることで電気的接続が行われる。

【０００４】図１０は上記プローブカード１の例を示す
図である。１１は基板、１２はポゴピン接触用の金パッ
ド、１３はプローブ、１４は基板１１に形成した位置合
わせ用の開口部である。このプローブ１３は材質をタン
グステンとした２〜３ｃｍの長さの導電針である。

【０００５】また、図１１と図１２は上記フロッグリン
グ５の例を示す図である。７１は固定リング、７２はそ
の中央部に形成した開口部である。伸縮するスプリング
構造のポゴピン６は、単一構造で構成され、両端が上部
分及び下部分に突出している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし上記プローブカ
ード１の構造では、基板１１上に５０Ω等の特性インピ
ーダンスを得るためのストリップラインを設けても、プ
ローブ１３の部分のインピーダンスの不整合やプローブ
１３のインダクタンス成分の影響等のために、数十ＭHz
以上の高周波での試験には使用できないという問題があ
った。

【０００７】また、上記フロッグリング５においても、
ポゴピン６の部分においてインピーダンス整合がとられ
ず、その部分で歪なく高周波信号を伝搬させることは困
難であった。

【０００８】そこで、プローブカードについては、図１
３に示すように、同軸構造のプローブ１５を使用して高
周波域まで試験できるようにしたものがある。このプロ
ーブ１５はこれを基板１１に固定し、コネタク１６を使
用して電気信号の入出力を行うものである。

【０００９】しかしながら、このプローブ１５では、コ
ネタク１６を使用するのでフロッグリングとの接続が煩
雑であり、また基板１１上に多くのスペーを必要とし多
数のプローブ１５を搭載することも容易でない。

【００１０】本発明の第１の目的は、同軸構造を採用し
て高周波域まで測定でき、しかもコネクタ不要で多数の
プローブが搭載できるようにしたプローブカードを提供
することである。

【００１１】第２の目的は、同軸構造を採用して同様に
高周波域の測定まで可能としたフロッグリングを提供す
ることである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】このために第１の発明の
プローブカードは、探針と、該探針を先端を露出させて
囲む絶縁層と、該絶縁層の外側に設けたシールド導電層
とからなる同軸プローブを基板に設け、上記探針と上記
シールド導電層を上記基板上面に設けた接触端子に接続
して構成した。

【００１３】第２の発明の発明のフロッグリングは、ポ
ゴピンを中心導体と該中心導体の外側に絶縁層を介して
設けたリング状のシールド導電層とから構成した。

【００１４】

【作用】本発明のプローブカードやフロッグリングは同
軸構造であり、接続相手と同様な特性インピーダンスを
実現できるので、インピーダンス整合をとることができ
て高周波域まで信号伝送が忠実に行われる。また、隣接
しているポゴピンやプローブとのとの間のクロストーク
の影響も生じない。更に、プローブカードは、コネクタ
が不要でプローブを多数搭載でき、プローブカード自体
の着脱のみで容易にフロッグリングとの電気的接続／解
除ができる。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。図
１はその第１の実施例のプローブカード２０の断面図で
ある。図１０や図１３において説明したものと同一のも
のには同一の符号を付した。２１は導体で形成された探
針であり、その先端を除く周囲は絶縁体２２で被覆され
ている。２３はその絶縁体２２の外側に設けた銅やアル
ミニウムからなるシールド導電層である。このように、
探針２１、絶縁体２２およびシールド導電層２３によ
り、同軸プローブ２４が構成されている。２５は基板１
１の面上に設けられた探針用金パッド、２６は同様のシ
ールド用金パッドであり、各々探針２１、シールド導電
層２３に接続される。また、２７は探針台である。探針
用金パッド２５は探針２１を電気特性試験装置にポゴピ
ンを介して接続し、シールド用金パッド２６はシールド
導電層２３を電気特性試験装置のグランドにポゴピンを
介して接続する。

【００１６】この実施例のプローブカード２０は、金パ
ッド２５、２６により電気特性試験装置に接続する構造
であるので、コネクタが不要であり、またプローブが同
軸プローブ２４であるので、高周波信号まで精度高く扱
うことができる。

【００１７】図２は第２の実施例のプローブカード３０
の断面図である。ここでは、同軸ププローブ２４を先端
部分のみとし、基板１１側とこの同軸プローブ２４との
間を同軸ケーブル３１で接続したものである。３２は同
軸ケーブル３１の心線、３３はシールド線である。探針
用金パッド２５には同軸ケーブル３１の心線３２が、ま
たシールド用金パッド２６には同軸ケーブル３１のシー
ルド線３３が接続されている。

【００１８】図１に示した構造のプローブカード２０で
は、同軸プローブ２４の長さを集積回路のチップサイズ
やパッド位置に合わせて調整する必要がある際にその対
応が容易でないが、この図２に示す構造のプローブカー
ド３０では、同軸ケーブル３１の長さを調整することで
容易に対応でき、その同軸ケーブル３１の接続は容易で
ある。

【００１９】図３は第３の実施例のプローブカード４０
の断面図である。ここでは、基板１１に斜めの溝４１を
形成し、図１に示した同軸プローブ２４をその溝４１に
埋め込んだものである。図２に示した同軸プローブ２４
と同軸ケーブル３１を接続一体化したものをその溝４１
に埋め込むこともできる。

【００２０】図４は第４の実施例のプローブカード５０
の断面図である。図３の構造のプローブカード４０で
は、金パッド２５、２６の設定や強度確保が若干困難で
あるが、この図４のプローブカード５０は基板１１の上
面に補強用基板５１を設け、そこに金パッド２５、２６
を設けて、その問題を解決したものである。

【００２１】図５は第５の実施例のプローブカード６０
の断面図である。ここでは、基板１１内に探針６１、絶
縁体６２、シールド用導電層６３を一体化して同軸プロ
ーブ６４を構成したものである。シールド用導電層６３
は溝４１の壁面にその一部が形成される。例えば、溝４
１の内壁の一部或は全体にシールド用導電層６３の一部
を形成して、その溝４１内に探針６１と絶縁体６２から
なる絶縁ケーブルを埋め込み、その後に絶縁ケーブルの
上面部分にシールド用導電層６３の残りの部分を形成し
て構成する。

【００２２】図６は上記した図１、図２のプローブカー
ド２０、３０の基板１１の平面を示す図である。この図
６に示すように、探針用金パッド２５とその周囲を囲む
リング状のシールド用金パッド２６からなるパターンが
同軸プローブ２４の数だけ形成されている。このパター
ンは、後記する同軸ポゴピンに接触する。

【００２３】なお、上記した金パッド２５、２６の組
は、現在使用されている電気特性試験装置とのインター
フェイスが金パッドとポゴピンを介して接続するものが
多いのでこれに対応するためであり、その金パッド部分
をソケットタイプのピンに変更することもできる。つま
り、外部と接触する接触端子は、プローブカードの着脱
の際の接触／離脱が容易な構造であれば良い。

【００２４】図７は本発明の一実施例のフロッグリング
８０の平面図、図８はその側面図である。このフロッグ
リング８０は、ポゴピン８１を、両端が伸縮するスプリ
ング構造の中心導体８２、その中心導体８２の周囲を囲
む絶縁層８３、その絶縁層８３の周囲を囲み且つ固定リ
ング７１に固定されるリング状のシールド導電層８４か
らなる同軸構造で構成したものである。

【００２５】そして、このフロッグリング８０の平面構
造は、ポゴピン８１が上記したプローブカード２０、３
０、４０、５０、又は６０の探針用金パッド２５とその
周囲を囲むリング状のシールド用金パッド２６からなる
パターンに対応した配置構造となっている。

【００２６】よって、このフロッグリング８０に対して
プローブカード２０、３０、４０、５０、又は６０を装
着すると、探針用金パッド２５が中心導体８２に接触
し、シールド用金パッド２６がシールド導電層８４に接
触して、その間の電気的接続が行われる。

【００２７】

【発明の効果】以上のように本発明のプローブカード
は、同軸構造のプローブを基板に設けて接触端子に接続
した構造であるので、コネクタが不要であり、多数のプ
ローブを搭載できると共にプローブカード自体の着脱が
容易となる。また、従来のコネクタを使用する場合に比
較してインピーダンスマッチングやシールド効果に大差
はなく、高周波の信号まで扱うことができる。また、フ
ロッグリングはポゴピンが同軸構造であるので、インピ
ーダンス整合がとれ、隣接するポゴピンとの間のクロス
トークの問題もなくなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１の実施例のプローブカードの断
面図である。

【図２】 同第２の実施例のプローブカードの断面図で
ある。

【図３】 同第３の実施例のプローブカードの断面図で
ある。

【図４】 同第４の実施例のプローブカードの断面図で
ある。

【図５】 同第５の実施例のプローブカードの断面図で
ある。

【図６】 同第１、第２の実施例のプローブカードの平
面図である。

【図７】 本発明の一実施例のフロッグリングの平面図
である。

【図８】 同実施例のフロッグリングの側面図である。

【図９】 従来のウエハプローバ装置の構成図である。

【図１０】従来のプローブカードの平面図である。

【図１１】従来のフロッグリングの平面図である。

【図１２】従来のフロッグリングの側面図である。

【図１３】従来の別のプローブカードの平面図である。

【符号の説明】

１：プローブカード、２：支持台、３：テストヘッド、
４：パフォーマンスボード、５：フロッグリング、６、
７：ポゴピン、１１：基板、１２：金パッド、１３：プ
ローブ、１４：開口部、７１：固定リング、７２：開口
部、２０：第１の実施例のプローブカード、２１：探
針、２２：絶縁体、２３：シールド導電層、２４：同軸
プローブ、２５：探針用金パッド、２６：シールド用金
パッド、２７：探針台、３０：第２の実施例のプローブ
カード、３１：同軸ケーブル、３２：心線、３３：シー
ルド線、４０：第３の実施例のプローブカード、４１：
溝、５０：第４の実施例のプローブカード、５１：補強
用基板、６０：第５の実施例のプローブカード、６１：
探針、６２：絶縁体、６３：シールド導電層、６４：同
軸プローブ、８０：フロッグリング、８１：同軸構造の
ポゴピン、８２：中心導体、８３：絶縁層、８４：シー
ルド導電層。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体ウエハ上に形成された半導体素子
   の電気特性試験の実施に使用されるプローブカードにお
   いて、 探針と、該探針を先端を露出させて囲む絶縁層と、該絶
   縁層の外側に設けたシールド導電層とからなる同軸プロ
   ーブを基板に設け、上記探針と上記シールド導電層を上
   記基板上面に設けた接触端子に接続したことを特徴とす
   るプローブカード。
2. 【請求項２】 上記同軸プローブを上記基板に形成した
   溝内に埋め込んだことを特徴とする請求項１に記載のプ
   ローブカード。
3. 【請求項３】 上記溝内壁に上記シールド導電層の一部
   を形成し、上記同軸プローブを上記基板と一体化したた
   ことを特徴とする請求項２に記載のプローブカード。
4. 【請求項４】 半導体ウエハ上に形成された半導体素子
   の電気特性試験の実施に使用されるフロッグリングにお
   いて、 ポゴピンを中心導体と該中心導体の外側に絶縁層を介し
   て設けたリング状のシールド導電層とから構成したこと
   を特徴とするフロッグリング。