JPH06140481A - プローブカード - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明はプローブカードに関し、例えばＡｕ
製の探針を使用可能とすることを目的とする。 【構成】 探針２４はＡｕ製であり、それ自体ばね性を
有しない。探針２４に対向してゴム片２７を設ける。ゴ
ム片２７は、試験時に押されて弾性的に変形して、その
弾性復元力Ｆ₃ を、探針２４の先端２４ｃに作用させる
よう構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はプローブカードに関す
る。

【０００２】ウェハ上に形成された半導体回路の試験を
正常に行うためには、プローブカードは、探針の先端の
針部が端子に接触した状態において、接触抵抗が安定し
ていることが必要とされる。

【０００３】

【従来の技術】従来のプローブカード１は、図１５に示
すように、探針２の基部側が固定台３によって固定され
た構成である。

【０００４】４はリング状の基板である。

【０００５】２ａは探針本体部である。２ｂは探針本体
部２ａの先端の針部である。

【０００６】探針２は、探針本体部２ａの基部の径ｄ₁
が約２５０μｍであり、材質がタングステン（又はベリ
リウム銅又はパラジウム）製であり、探針２自身がばね
性を有している。

【０００７】ウェハ７が矢印８方向に移動し、二点鎖線
で示す位置に保たれて、一のチップ部の半導体回路の試
験が行われる。

【０００８】針部２ｂの端子９への接触圧Ｐ₁ は、探針
本体部２ａが弾性的に撓まされて、探針本体部２ａに生
じたばね力Ｆ₁ によって得ている。

【０００９】端子９はＡｌ製である。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ウェハ７についてみる
と、Ａｌ製の端子９には、チップを実装するときに、金
線がボンディングされる。

【００１１】近年、半導体回路の高集積度化に伴って、
端子の数が増えてきており、金線のボンディングが適用
できない場合も出てきた。端子の数が増えた場合には、
ＴＡＢ方式又はフリップチップ方式が有効である。

【００１２】ＴＡＢ方式又はフリップチップ方式にあっ
ては、端子９の材質はＡｌでは好ましくなく、Ａｕ又は
半田が使用される。

【００１３】端子９がＡｕ製又は半田製である場合に
は、タングステン製の探針２では、針部２ａとＡｕ製端
子９ａとの間の接触抵抗及び針部２ａと半田製端子９ｂ
との間の接触抵抗が不安定となったり、高くなったりし
て、試験が正常に行われなくなることがあった。

【００１４】Ａｌ製端子９、Ａｕ製端子９ａ及び半田製
端子９ｂにいずれに対しても接触抵抗が安定である材料
は、例えばＡｕ合金である。

【００１５】しかし、Ａｕはばね性を有していないた
め、図１５の従来のプローブカードの構造のままでは、
探針の材料には使用できない。

【００１６】そこで、本発明は、弾性部材を設け、この
弾性部材によって探針の先端に接触圧を得るための力を
作用させるようにして、探針自体にばね性を求めなくて
も接触圧を得ることを実現したプローブカードを提供す
ることを目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】図１は本発明のプローブ
カード１０の原理構成を示す。

【００１８】探針１１は、探針本体部１１ａと、この先
端の針部１１ｂとよりなる。針部１１部は、探針本体部
１１ａに対して図１中、下方に屈曲している。

【００１９】探針本体部１１ａはばね性を有しない。

【００２０】１２は弾性部材であり、探針本体部１１ａ
の先端部１３に、接触圧を得るための力Ｆ₂ を作用す
る。

【００２１】この力Ｆ₂ が、針部１１ｂに端子１４への
接触圧Ｐ₂ を与える。

【００２２】

【作用】弾性部材１２を設けた構成は、探針本体部１１
ａ自体がばね性を有することを不要とするように作用
し、探針１１に使用しうる材料の制約を無くするように
作用する。

【００２３】

【実施例】図２は本発明の第１実施例になるプローブカ
ード２０を示す。

【００２４】このプローブカード２０は、探針の一本毎
に力を作用させる構成である。

【００２５】２１は円環状のプリント基板である。

【００２６】２２は台であり、合成樹脂製であり、絶縁
性を有し、プリント基板２１に固定してある。台２２に
は、図３及び図４に示すように、略放射状に溝２３が形
成してある。２４は探針であり、探針本体部２４ａとこ
の先端の針部２４ｂとよりなる。針部２４ｂは、探針本
体部２４ａに対して下方に屈曲してある。

【００２７】探針２４は、Ａｕ製であり、ばね性は有し
ない。

【００２８】この探針２４は、基部２４ｃをプリント基
板２１に半田付けされ、図５に併せて示すように、探針
本体部２４ａの途中の部位が台２２の孔２５を貫通し
て、この部分で台２２に固定してある。

【００２９】探針本体部２４ａのうち台２２に固定され
た部分２６より先端側の部分２４ａ−１（この部分も探
針本体部という）は、上記の溝２３内を延在しており、
針部２４ｂは溝２３より下方に突出している。

【００３０】２７は本発明の要部をなすゴム片であり、
溝２３内の奥部に嵌合して固定してある。

【００３１】２８は覆い部であり、台２２の一部であ
り、各溝２３の下側開口を覆っている。

【００３２】溝２３の幅ｗ₁ は、探針本体部２４ａの径
ｄ₁ より若干大なる寸法である。

【００３３】上記の探針本体部２４ａ−１は、上記の溝
２３内であって、上下方向については、上記ゴム片２７
と覆い部２８との間の空間２９内を延在している。

【００３４】上記の溝２３は、ゴム片２７を固定する機
能と、探針本体部部分２４ａ−１を案内すると共に位置
規制する機能と、隣り合う探針本体部２４ａ−１同士が
接触することを制限する機能とを有する。

【００３５】図６及び図７は、上記構成のプローブカー
ド２０を使用して行う試験時の状態を示す。

【００３６】ウェハ３０はＡｕ製の端子３１を有する。

【００３７】ウェハ３０が上動して図６の高さに到る最
終過程において、端子３１が針部２４ｂに当接し、これ
を若干押し上げる。

【００３８】この押し上げによって、探針本体部部分２
４ａが上方に撓んで、ゴム片２７に押し当ってこれをゴ
ム片２７の下端部を図７中、符号３２で示すように、凹
状に弾性変形させる。

【００３９】ゴム片２７の弾性変形した部分３２が、そ
の弾性復元力によって探針本体部２４ａの先端部２４ａ
−２に力Ｆ₃ を作用させる。

【００４０】この力Ｆ₃ は、針部２４ｂに直接的に作用
し、針部２４ｂが接触圧Ｐ₃ で、端子３１に接触した状
態となる。

【００４１】即ち、探針２４自体がバネ性を有しないに
も拘らず、針部２４ｂは接触圧Ｐ₃で端子３１に接触す
る状態となる。

【００４２】端子３１に押圧している針部２４ｂがＡｕ
製であるため、針部２４ｂと端子３１との接触抵抗は低
い。

【００４３】これにより、上記のプローブカード２０に
よって、ウェハ３０は信頼性良く試験される。

【００４４】ここで、力Ｆ₃ が作用する位置は、図６に
示すように探針本体部２４ａの先端部２４ａ−２であ
り、これは、針部２４ａの真上であり、端子３１によっ
て針部２４ａに押し上げ付与される押し上げ力Ｑの作用
線３３上の位置である。このため、針部２４ｂにその軸
線方向の力が作用するだけとなり、探針本体部２４ａの
先端側が図２中二点鎖線で示すように屈曲してしまうこ
とは起きない。

【００４５】なお、試験が済んでウェハ３０が図６の位
置より下降すると、探針本体部２４ａ−１は、ゴム片２
７の凹部３２の弾性復元力Ｆ₃ によって下方に押され
て、図２の元の状態に戻る。

【００４６】ここで、探針本体部２４ａ−１が上記のよ
うに撓むとき、探針本体部２４ａ−１は、溝２３によっ
て案内規制され、図３中左右方向及び図４中上下方向に
不要に屈曲することが制限され、探針２４は十分な耐久
性を有する。

【００４７】また、各探針本体部２４ａ−１は、上記空
間２９内に収まっており、且つ覆い部２８が覆われてい
るため、隣りの探針本体部とショートする事故は起きな
い。なお、ウェハ上の端子が半田製の場合及びＡｌ製の
場合にも、針部２４ｂは端子と低い接触抵抗で接触しう
る。

【００４８】図８及び図９は、本発明の第２実施例にな
るプローブカード４０を示す。

【００４９】このプローブカード４０も、探針の一本毎
に力を作用させる構成である。

【００５０】図８及び図９中、図２及び図７に示す構成
部分と対応する部分には同一符号を付す。

【００５１】４１は台であり、探針本体部２４ａが貫通
して固定されている。

【００５２】４２はゴム製のブロックであり、台４１に
固定してある。

【００５３】ブロック４２には、トンネル状の孔４３が
形成してある。

【００５４】探針本体部２４ａ−１は、孔４３内を貫通
して設けてある。

【００５５】使用時には、ブロック４２が図９に示すよ
うに弾性変形され、弾性変形されたブロック４２が、探
針本体部２４ａ−１の先端部２４ａ−２に、力Ｆ₃ を作
用させる。図１０乃至図１４は、本発明の第３実施例に
なるプローブカード５０を示す。このプローブカード５
０は、一辺に沿って並んだ複数の探針２４−１〜２４−
３に、一括して力を付与する構成である。

【００５６】図１０乃至図１４中、図２に示す構成部分
と対応する部分には同一符号を付す。

【００５７】図１０及び図１１中、５１は探針保持ブロ
ックであり、孔５２を通して、一辺に沿って並んだ探針
２４−１，２４−２，２４−３を保持している。

【００５８】５３は一対のガイドアームであり、プリン
ト基板２１に固定してあり、間に、ブロック５１を支持
している。

【００５９】ガイドアーム５３は、下端に、ブロック５
１の抜け出しを制限するＬ字部５３ａを有する。

【００６０】５４はゴム製ブロックであり、プリント基
板２１と、ブロック５１との間に設けてある。

【００６１】ウェハ３０が上動して、端子３１が針部２
４−１ｂ，２４−２ｂ，２４−３ｂに押し当たると、図
１２及び図１３に示すように、ブロック５１が寸法ａ押
し上げられ、ゴム製ブロック５４が圧縮変形する。

【００６２】ブロック５４はそれ自体の弾性復元力によ
り、ブロック５１に力Ｆ₄ を付与し、更にブロック５１
を介して、各探針本体２４−１ａ，２４−２ａ，２４−
３ａの先端部２４−１ｃに力Ｆ₃ が作用される。

【００６３】なお、上記各実施例において、探針２４
は、Ａｕの合金製でもよい。

【００６４】また、現在使用されているタングステン製
の探針についてみると、ウェハ上の端子数の増加に対応
すべく、径を現在の２５０μｍφより細くし、２００μ
ｍφよりも細くする傾向がある。

【００６５】径を細くすると、探針はばね性を徐々に失
ってくる。

【００６６】従って、本発明は、細径としてばね性を失
ったタングステン製、ベリリウム銅製又はパラジウム銅
製の探針についても適用しうる。

【００６７】また探針を細径とすると、以下に述べるよ
うに、電気的特性も改善される。

【００６８】針部６０を寸法Ａの範囲内に、所定の数Ｎ
並べることを考える。

【００６９】径がｄ₁₀の探針６１の場合には、図１４
（Ａ）に示すように、基部側は、寸法Ｂの範囲に並ぶ。

【００７０】径がｄ₁₀より小さいｄ₁₁の探針６２とする
と、探針６２の基部側が並ぶ範囲は狭められ、図１４
（Ｂ）に示すように、上記の寸法Ｂより狭い寸法Ｃの範
囲内に収めることが出来る。

【００７１】このため、探針６２の最大長さｌ₁₀と最小
長さｌ₁₁との差Δｌ₁₀は、探針６１についての最大長さ
ｌ₂₀と最小長さｌ₁₁との差Δｌ₂₀に比べて短くなる。

【００７２】このため、探針６２については、長さをよ
り揃えることが出来、各探針６２について、インダクタ
ンス等の電気特性のバラツキが小さく抑えられる。

【００７３】この結果、ウェハの試験をより精度良く行
うことが出来る。

【００７４】

【発明の効果】以上説明した様に、請求項１の発明によ
れば、探針を例えば金製又は金の合金製とすることが出
来、これによって、Ａｌ製端子に限らず、Ａｕ製端子及
び半田製端子に対しても、安定した接触抵抗でもって接
触することが出来、端子の材質の多様化に対応すること
が出来る。

【００７５】また、探針がタングステン、ベリリウム
銅、又はパラジウム製である場合には、従来よりも細径
のものを使用することが出来、細径とした分、探針を並
べる部分の幅を狭くすることが出来、各辺の両側寄りの
探針の長さを従来よりも短くすることが出来、よって探
針の長さをより揃えることが出来、探針がウェハの検査
に及ぼす影響を小とし得、ウェハの検査を精度良く行う
ことが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のプローブカードの原理構成図である。

【図２】本発明の第１実施例になるプローブカードを示
す図である。

【図３】図２中、III −III 方向よりみた矢視図であ
る。

【図４】図２中、IV−IV方向よりみた矢視図である。

【図５】図２中、Ｖ−Ｖ線に沿う断面図である。

【図６】図２のプローブカードの針部に端子が接触した
ときの状態を示す図である。

【図７】図６中、VII −VII 方向よりみた矢視図であ
る。

【図８】本発明の第２実施例になるプローブカードを示
す図である。

【図９】図８のプローブカードの針部に端子が接触した
ときの状態を示す図である。

【図１０】本発明の第３実施例になるプローブカードを
示す図である。

【図１１】図１０中、XI−XI方向よりみた矢視図であ
る。

【図１２】図１０のプローブカードの針部に端子が接触
したときの状態を示す図である。

【図１３】図１２中、XIII−XIII方向よりみた矢視図で
ある。

【図１４】探針の並びを説明する図である。

【図１５】従来のプローブカードの１例を示す図であ
る。

【符号の説明】

２０ プローブカード ２１ プリント基板 ２２ 台 ２３ 溝 ２４，２４−１〜２４−３ 探針 ２４ａ，２４ａ−１ 探針本体部 ２４ａ−２ 先端部 ２４ｂ 針部 ２５ 孔 ２６ 固定部 ２７ ゴム片 ２８ 覆い部 ２９ 空間 ３０ ウェハ ３１ Ａｕ製端子 ３２ 弾性変形した部分 ３３ 押し上げ力Ｑの作用線 ４０ プローブカード ４１ 台 ４２ ゴム製ブロック ４３ トンネル状の孔 ５０ プローブカード ５１ 探針保持ブロック ５２ 孔 ５３ ガイドアーム ５４ ゴム製ブロック ６２ 細径とされた探針

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 探針本体部（１１ａ）と、該探針本体部
   の先端部（１３）の針部（１１ｂ）とよりなり、該針部
   が該探針本体部に対して屈曲している探針（１１）を備
   えてなるプローブカードにおいて、 端子（１４）を上記針部（１１ｂ）に押し当てたときに
   弾性変形して、上記探針本体部の先端部に、上記針部に
   上記端子への接触圧（Ｐ₂ ）を与えるための力（Ｆ₂ ）
   を作用させる弾性部材（１２）を設けた構成としたこと
   を特徴とするプローブカード。