JPH06213928A - Manufacture of probe head - Google Patents

Manufacture of probe head

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Publication number
JPH06213928A
JPH06213928A JP5023370A JP2337093A JPH06213928A JP H06213928 A JPH06213928 A JP H06213928A JP 5023370 A JP5023370 A JP 5023370A JP 2337093 A JP2337093 A JP 2337093A JP H06213928 A JPH06213928 A JP H06213928A
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JP
Japan
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wire
probe
bonding
manufacturing
probe head
Prior art date
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Application number
JP5023370A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kaoru Matsuda
薫 松田
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Tokyo Electron Ltd
Original Assignee
Tokyo Electron Ltd
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Publication date
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Publication of JPH06213928A publication Critical patent/JPH06213928A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4899Auxiliary members for wire connectors, e.g. flow-barriers, reinforcing structures, spacers, alignment aids

Abstract

PURPOSE:To provide a method for manufacturing a probe head in which a probe head of a high positional accuracy can be manufactured at a fine pitch by automating the steps of connecting and forming a probe needle on an insulating board. CONSTITUTION:The method for manufacturing a probe head comprises the steps of forming a probe needle of the head by wire bonding, fusion-bonding both ends of the bonded wire 140 in an orientating direction, then arranging the wires 140, and then cutting one sides of the ends to form ends of the needles.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、絶縁基板上にプローブ
針を形成してなるプローブヘッドの製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing a probe head in which probe needles are formed on an insulating substrate.

【0002】[0002]

【従来の技術】例えば、ICウェハ等の半導体素子の電
気的特性を検査するために用いられるプローブヘッド
は、半導体素子に形成されている電極パッドの数に合せ
て多数のプローブ針を装備した構造が一般に知られてい
る。そして、プローブ針には、例えば、タングステンが
用いられている。このプローブ針を用いて半導体素子の
電気的特性を測定する場合には、オーバードライブによ
る絶縁被膜の剥離処理が実行される。つまり、この処理
は、例えば、アルミニュウム等、表面に酸化膜の絶縁層
が生成され易い材料を用いて半導体素子の電極パッドが
形成されている場合を対象として行われる処理であり、
プローブ針に電極パッドが接触した位置からさらに半導
体素子をプローブ針に向け移動させる。これにより、プ
ローブ針が撓み復元力によってパッド表面を摺動すると
きにパッド表面の酸化膜が剥ぎ取られ、プローブ針の先
端を直接アルミニュウムの表面に接触させることができ
る。
2. Description of the Related Art For example, a probe head used for inspecting the electrical characteristics of a semiconductor element such as an IC wafer is provided with a large number of probe needles in accordance with the number of electrode pads formed on the semiconductor element. Is generally known. Then, for example, tungsten is used for the probe needle. When measuring the electrical characteristics of a semiconductor element using this probe needle, a peeling process of the insulating film by overdrive is performed. In other words, this process is a process performed for the case where the electrode pad of the semiconductor element is formed using a material such as aluminum that easily forms an insulating layer of an oxide film on the surface,
The semiconductor element is further moved toward the probe needle from the position where the electrode pad contacts the probe needle. As a result, when the probe needle slides on the pad surface due to the bending restoring force, the oxide film on the pad surface is peeled off, and the tip of the probe needle can be brought into direct contact with the surface of the aluminum.

【0003】ところで、プローブヘッドは、多数のプロ
ーブ針が支持ベース上に手作業により配列されている。
さらに、支持べース上でこれら多数のプローブ針を接着
剤により固定すると共に、その端部の電気的接続を手作
業による半田付けによって行うという極めて煩雑な作業
を要していた。
In the probe head, a large number of probe needles are manually arranged on a support base.
Further, it is necessary to fix a large number of these probe needles on the supporting base with an adhesive and to electrically connect the ends of the probe needles by manual soldering, which is extremely complicated work.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】近年、上述したIC等
の半導体素子では高密度化が急速に進むに従い、素子の
電極パッド間の配列ピッチも微細化し、かつ、その電極
パッドの数も大幅に増加する傾向にある。特に、近年需
要が高まってきているテレビ等の液晶ディスプレイの場
合には、例えば15インチテレビ用ディスプレイでは、
電極パッドの数が4000個にも及ぶことがあり、これ
に応じてプローブヘッド側のプローブ針の径および配列
ピッチも微細化されているのが現状である。
In recent years, as the density of semiconductor elements such as ICs has been rapidly increased in recent years, the array pitch between the electrode pads of the elements has become finer and the number of the electrode pads has significantly increased. It tends to increase. In particular, in the case of liquid crystal displays such as televisions, which have been in high demand in recent years, for example, in the case of 15-inch television displays,
The number of electrode pads may reach up to 4000, and the diameter and arrangement pitch of the probe needles on the probe head side are miniaturized accordingly.

【0005】従って、これら多数箇所を対象として1本
毎にプローブ針の配列、接着および半田付け作業を手作
業で行うには自ずと限界がある。しかも、これらプロー
ブ針同士での位置関係も正確に維持させなければならな
いことを考慮した場合、配列ピッチが微細化するに従っ
て手作業による作業時間が増加してしまい、製造コスト
の上昇を招くことは避けられなくなる。ちなみに、上記
液晶を対象としてプローブヘッドのプローブ針を形成す
る場合には、少なくとも100時間程度の作業時間が必
要とされている。
Therefore, there is a limit to the manual operation of arranging, adhering and soldering the probe needles for each of these many points. Moreover, considering that the positional relationship between these probe needles must also be accurately maintained, the work time for manual work increases as the array pitch becomes finer, which may increase the manufacturing cost. Inevitable. Incidentally, when forming the probe needle of the probe head for the above liquid crystal, at least about 100 hours of working time is required.

【0006】そこで、本発明の目的とするところは、上
記従来のプローブヘッドにおける問題に鑑み、絶縁基板
上でのプローブ針の接続、形成行程を自動化することに
より、微細ピッチでかつ高位置精度のプローブヘッドを
製造することができるプローブヘッドの製造方法を提供
することにある。
Therefore, an object of the present invention is to solve the problems in the above-mentioned conventional probe head, and to automate the connection and forming process of the probe needles on the insulating substrate to achieve a fine pitch and a high positional accuracy. An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a probe head, which is capable of manufacturing a probe head.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、請求項1記載の発明は、絶縁基板上にプローブ針を
形成するにあたり、上記絶縁基板上の導電パターン部に
予め定められた位置に延伸性が良い材料からなるワイヤ
の延伸方向一端の超音波ボンディングを行った後、この
ワイヤを所定方向に延伸してその他端を導電性基板上に
ワイヤボンディングを行う工程と、上記ワイヤを、その
配列ピッチに合せて形成されている溝に圧入する工程
と、上記ワイヤの延伸方向他端側をカッティングする工
程と、を含むことを特徴としている。
To achieve this object, the invention according to claim 1 forms a probe needle on an insulating substrate at a predetermined position on a conductive pattern portion on the insulating substrate. After ultrasonically bonding one end of the wire made of a material having good drawability in the drawing direction, drawing the wire in a predetermined direction and wire-bonding the other end on the conductive substrate, and the wire The method is characterized by including a step of press-fitting into grooves formed in accordance with the arrangement pitch and a step of cutting the other end side of the wire in the extending direction.

【0008】請求項2記載の発明は、請求項1記載の製
造方法において、上記溝は、基材をダイシングソーによ
り切削して形成されていることを特徴としている。
According to a second aspect of the invention, in the manufacturing method according to the first aspect, the groove is formed by cutting the base material with a dicing saw.

【0009】請求項3記載の発明は、請求項1または2
記載の製造方法において、上記溝に圧入されるワイヤの
配列ピッチは、ワイヤの外径が20μm〜50μmの場
合、70μm〜105μmに設定されていることを特徴
としている。
The invention according to claim 3 is the invention according to claim 1 or 2.
In the manufacturing method described above, the arrangement pitch of the wires press-fitted into the grooves is set to 70 μm to 105 μm when the outer diameter of the wires is 20 μm to 50 μm.

【0010】[0010]

【作用】本発明では、絶縁基板上にプローブ針を形成す
るにあたって、ワイヤボンディング、例えば超音波、熱
圧着あるいは超音波と熱圧着の併用によるワイヤボンデ
ィングを採用している。
In the present invention, when forming the probe needle on the insulating substrate, wire bonding, for example, ultrasonic wave, thermocompression bonding, or wire bonding using both ultrasonic wave and thermocompression bonding is employed.

【0011】すなわち、ワイヤボンディングに用いられ
るワイヤは可塑性の良好な材料が選択され、具体的に
は、20μm〜50μmの外径を設定された金(Au)
や銅(Cu)が用いられる。そして、絶縁基板上の導電
パターン部の予め定められた位置にワイヤの延伸方向の
一端をワイヤボンダーによりファーストボンディングす
る。この後、ワイヤを所定方向に延伸し、延伸方向他端
を導電性基板に対しワイヤボンダーによりセカンドボン
ディングする。このセカンドボンディングを実施するた
めに延伸されるワイヤは、ボンディングされた各端部の
間の位置をプローブ針の配列ピッチに合わせて設けられ
ている溝に圧入されると共に、プローブ針同士での配列
ピッチに位置決めされた状態で固定される。この場合の
配列ピッチは、プローブ針の外径が上記した範囲である
場合に70μm〜105μmの範囲に設定される。その
後、プローブ針の配列ピッチに合わせた位置に固定され
たワイヤは、延伸方向の他端側をカッティングされてプ
ローブ針の先端部を形成される。従って、従来のように
予め、別個に多数準備されたプローブ針に対する配列、
接着固定および半田付け等の手作業を必要とせず、位置
決めおよび溶着位置を正確に制御することのできるワイ
ヤボンディングによる各工程の自動化が行える。しか
も、製造時間の短縮が可能になることによって作業コス
トの低減が実現される。
That is, a material having good plasticity is selected for the wire used for wire bonding, and specifically, gold (Au) having an outer diameter of 20 μm to 50 μm is set.
Copper (Cu) is used. Then, one end in the extending direction of the wire is first bonded to a predetermined position of the conductive pattern portion on the insulating substrate by a wire bonder. After that, the wire is stretched in a predetermined direction, and the other end in the stretching direction is second-bonded to the conductive substrate by a wire bonder. The wire stretched to carry out this second bonding is press-fitted into a groove provided so that the position between the bonded ends is aligned with the array pitch of the probe needles, and the array between the probe needles is arranged. It is fixed while being positioned on the pitch. The arrangement pitch in this case is set in the range of 70 μm to 105 μm when the outer diameter of the probe needle is in the above range. After that, the wire fixed at the position corresponding to the arrangement pitch of the probe needles is cut at the other end side in the extending direction to form the tip portion of the probe needles. Therefore, as in the conventional case, an array for probe needles prepared in advance in large numbers,
It is possible to automate each process by wire bonding which can accurately control the positioning and the welding position without requiring manual work such as adhesive fixing and soldering. Moreover, the work cost can be reduced by shortening the manufacturing time.

【0012】また、本発明では、ワイヤボンディングに
用いたワイヤをそのままプローブ針とすることができ
る。
Further, in the present invention, the wire used for wire bonding can be directly used as the probe needle.

【0013】[0013]

【実施例】以下、図1乃至図7において、本発明実施例
の詳細を説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The details of the embodiments of the present invention will be described below with reference to FIGS.

【0014】図1には、本発明の製造方法により製造さ
れるプローブヘッドの外観が示されている。このプロー
ブヘッド10は、例えば、電極パッドの数がICウエハ
よりもかなり多く形成されている液晶ディスプレイ(L
CD)を対象としたものであり、取り出し基板12とプ
ローブ針14およびガイド部16とを主要部として備え
ている。
FIG. 1 shows the appearance of a probe head manufactured by the manufacturing method of the present invention. The probe head 10 has, for example, a liquid crystal display (L) in which the number of electrode pads is considerably larger than that of an IC wafer.
It is intended for a CD and has a take-out substrate 12, a probe needle 14 and a guide portion 16 as main parts.

【0015】取り出し基板12には、液晶側の電極パッ
ド(図示されず)の数に応じて導電パターン12Aが形
成されている。この導電パターン12Aは、絶縁基板上
にメッキ工程あるいはスパッタリングにより形成された
金属膜層で構成された周知構造のものである。そして、
本実施例の場合、メッキ工程を用いる場合には金(A
u)が用いられ、また、スパッタリングを用いる場合に
はクローム(Cr)が用いられる。
On the take-out substrate 12, conductive patterns 12A are formed according to the number of electrode pads (not shown) on the liquid crystal side. The conductive pattern 12A has a well-known structure composed of a metal film layer formed on an insulating substrate by a plating process or sputtering. And
In the case of this embodiment, gold (A
u) is used, and when sputtering is used, chrome (Cr) is used.

【0016】一方、プローブ針14は、延長方向一端を
取り出し基板12の導電パターンに溶着され、他端に至
る途中がガイド部16の溝16Aに挿入されたうえで突
出し、プローブ針の先端として形成されている。
On the other hand, one end of the probe needle 14 in the extending direction is welded to the conductive pattern of the substrate 12, and the other end is inserted into the groove 16A of the guide portion 16 and protrudes to form the tip of the probe needle. Has been done.

【0017】このようなプローブヘッド10は、図2以
下に示す行程によって製造される。
Such a probe head 10 is manufactured by the steps shown in FIG.

【0018】まず、プローブヘッド10を製造するにあ
たり、図2に示すように、取り出し基板12、ガイド部
16およびボンディング性の良い物質、例えば金などメ
ッキされたボンディング性の良い基板18が製造装置の
セット面等に定置されて準備される。
First, in manufacturing the probe head 10, as shown in FIG. 2, a take-out substrate 12, a guide portion 16 and a material having a good bonding property, for example, a substrate 18 having a good bonding property plated with gold such as gold are used in the manufacturing apparatus. It is prepared by placing it on the set surface.

【0019】ガイド部16は、例えば、セラミックス等
の絶縁材料が用いられ、プローブ針14の配列方向に沿
ってダイシングソー(丸鋸)により多数の溝16Aが形
成されている。この溝16Aは、本実施例の場合、幅お
よび深ささらに形成ピッチがワイヤボンディング用のワ
イヤの外径および配列ピッチに応じてワイヤを圧入でき
る寸法に設定され、そして、断面形状が矩形に形成され
ている。また、ボンディング性の良い基板18は、ガイ
ド部材16をはさんで取り出し基板12と対向する位置
に配置されたダミーボードであり、後述するワイヤボン
ディング用のワイヤと同じ材質のメッキ層が表面に形成
されている。
The guide portion 16 is made of, for example, an insulating material such as ceramics and has a large number of grooves 16A formed by a dicing saw (circular saw) along the arrangement direction of the probe needles 14. In the case of the present embodiment, the groove 16A is set to have a width and depth, and a forming pitch that allows the wires to be press-fitted according to the outer diameter and the arrangement pitch of the wires for wire bonding, and has a rectangular cross section. Has been done. Further, the substrate 18 having good bonding property is a dummy board which is arranged at a position facing the substrate 12 with the guide member 16 interposed therebetween, and a plating layer made of the same material as a wire for wire bonding described later is formed on the surface thereof. Has been done.

【0020】一方、プローブ針14は、例えば、金(A
u)や水素還元して腐食防止処理を施した銅(Cu)等
の可塑性が良好な合金あるいは単一の材質をワイヤとし
て用いたワイヤボンディングによって形成されている。
そして、ワイヤボンディングに用いられるワイヤ(以
下、便宜上、符号140で示す)は、本実施例の場合、
外径が25〜30μmに設定され、そして、配列ピッチ
がこの外径を基準として80〜100μmに設定されて
いる。この配列ピッチに関しては、例えば、図5に示す
取出基板12のパターン寸法の場合には、電極パッドか
ら延長されるラインパターンの最小距離が60μmとさ
れ、極めて狭いので、このような場合も含めてワイヤ1
40の外径およびピッチが設定される。
On the other hand, the probe needle 14 is, for example, gold (A
It is formed by wire bonding using an alloy having a good plasticity such as u) or copper (Cu) that has been reduced by hydrogen and subjected to corrosion prevention treatment, or a single material as a wire.
And, in the case of the present embodiment, the wire used for wire bonding (hereinafter, indicated by reference numeral 140 for convenience) is
The outer diameter is set to 25 to 30 μm, and the array pitch is set to 80 to 100 μm with reference to this outer diameter. Regarding the arrangement pitch, for example, in the case of the pattern size of the extraction substrate 12 shown in FIG. 5, the minimum distance of the line pattern extended from the electrode pad is 60 μm, which is extremely narrow. Wire 1
The outer diameter and pitch of 40 are set.

【0021】このような準備のもとで、プローブヘッド
10は、図3に示す行程によって製造される。
Under such preparation, the probe head 10 is manufactured by the process shown in FIG.

【0022】すなわち、図3(A)において、製造装置
のセット面に定置された取り出し基板12の導電パター
ン12A(図1参照)に対し、キャピラリ20の先端が
対向させられるとプローブ針14に相当するワイヤ14
0が繰り出される。そして、ワイヤ140の先端が取り
出し基板12の導電パターン12Aに接触するとファー
ストボンディングが実行される。このファーストボンデ
ィングは、例えば、超音波、熱圧着を利用して導電パタ
ーン12Aにワイヤの端部を溶着させる方法が採用され
る。
That is, in FIG. 3A, when the tip of the capillary 20 is opposed to the conductive pattern 12A (see FIG. 1) of the take-out substrate 12 placed on the set surface of the manufacturing apparatus, it corresponds to the probe needle 14. Wire 14
0 is rolled out. Then, when the tip of the wire 140 contacts the conductive pattern 12A of the take-out substrate 12, the first bonding is performed. For this first bonding, for example, a method of welding the end portion of the wire to the conductive pattern 12A using ultrasonic waves or thermocompression bonding is adopted.

【0023】ワイヤ140の端部が取り出し基板12の
導電パターン12Aに溶着されると、図3(A)におい
て一点鎖線で示すように、キャピラリ20が所定方向に
移動してワイヤ140の延伸方向他端をボンディング性
の良い基板18に接触させる。このときの所定方向は、
溝16Aが形成されている方向に沿ってワイヤ140を
延伸させる方向に設定されている。また、キャピラリ2
0がガイド部16と干渉しないようにガイド部16を跨
いだ状態で移動するため、ワイヤ140は延伸方向一端
と他端との間がアーチ状に張り渡されてボンディング性
の良い基板18上に延伸方向他端が接触させられる。そ
して、このワイヤ140の延伸方向他端は、セカンドボ
ンディングにより溶着されるが、この場合のボンディン
グは前記した超音波熱圧着を利用した方法が用いられ
る。
When the end portion of the wire 140 is welded to the conductive pattern 12A of the take-out substrate 12, the capillary 20 moves in a predetermined direction as shown by the alternate long and short dash line in FIG. The edge is brought into contact with the substrate 18 having good bonding properties. The predetermined direction at this time is
The wire 140 is set to extend along the direction in which the groove 16A is formed. Also, the capillary 2
Since 0 moves in a state of straddling the guide portion 16 so as not to interfere with the guide portion 16, the wire 140 is stretched in an arch shape between one end and the other end in the extending direction, and is placed on the substrate 18 having good bonding properties. The other end in the drawing direction is brought into contact. Then, the other end of the wire 140 in the extending direction is welded by the second bonding, and the bonding in this case uses the above-mentioned method utilizing ultrasonic thermocompression bonding.

【0024】このようにして延伸方向各端部が、取り出
し基板12とボンディング性の良い基板18にそれぞれ
溶着されたワイヤ140は、ガイド部16のガイド溝1
6Aに圧入されて整列される。
In this way, the wires 140, whose ends in the extending direction are welded to the take-out substrate 12 and the substrate 18 having good bonding properties, respectively, are the guide grooves 1 of the guide portion 16.
6A is press-fitted and aligned.

【0025】すなわち、図3(B)において、アーチ状
に張り渡されているワイヤ140は、例えば、図4に示
す摺動部材22がガイド部16の上面を摺動することに
よって溝16A内に押し込まれる。従って、ワイヤ14
0は、溝16A内に圧入されることによって配列方向で
の位置決めが行われると共に抜け止めされる。なお、ワ
イヤ140は、常にアーチ状に張り渡されるものでもな
く、ガイド部16の上面に接触していることもある。ま
た、ワイヤ140が溝16Aに圧入されると、蓋16B
によって溝16Aの開口が塞がれてワイヤ140の抜け
を一層確実に防止される。
That is, in FIG. 3 (B), the wire 140 stretched in an arch shape is inserted into the groove 16A by sliding the sliding member 22 shown in FIG. 4 on the upper surface of the guide portion 16, for example. Pushed in. Therefore, the wire 14
0 is press-fitted into the groove 16A to be positioned in the arrangement direction and prevented from coming off. It should be noted that the wire 140 is not always stretched in an arch shape, but may be in contact with the upper surface of the guide portion 16. When the wire 140 is pressed into the groove 16A, the lid 16B
As a result, the opening of the groove 16A is closed to prevent the wire 140 from coming off more reliably.

【0026】ところで、ワイヤ140の延伸方向両端を
ボンディングすることにより、通常はワイヤボンディン
グそのものが終わることになるが、本実施例において
は、ボンディングされたワイヤの端部を敢えてカッティ
ングすることが行われる。
By the way, the wire bonding itself is normally completed by bonding both ends of the wire 140 in the extending direction, but in the present embodiment, the end of the bonded wire is intentionally cut. .

【0027】図3(C)において、取り出し基板12側
と反対側に位置するワイヤ140の端部は、ボンディン
グ性の良い基板18上でセカンドボンディングにより溶
着されているが、図5に示すように、溶着されている末
端部をボンディング性の良い基板18に残した状態で切
断される。カッティングによってガイド部16から突出
している側の端部がプローブ針の先端となる。
In FIG. 3C, the end portion of the wire 140 located on the side opposite to the take-out substrate 12 side is welded by the second bonding on the substrate 18 having good bonding property, but as shown in FIG. , Is cut while leaving the welded end portion on the substrate 18 having good bonding properties. The end portion on the side protruding from the guide portion 16 by cutting serves as the tip of the probe needle.

【0028】この切断は、例えば、この種、分野で多用
されているダイアモンドカッタにより行われるが、その
切断面は、導電パッドへの接触が適正に行える形状に設
定されることはいうまでもない。例えば、カッティング
後に成形処理を組み合わせることによって図6(A)に
示すようなボール形状や図6(B)に示すようなラウン
ド形状がある。この場合の成形処理としては、例えばト
ーチによる加熱処理や電解による研磨処理が選択され
る。加熱処理の場合には溶融した先端の表面張力によっ
てボール形状が得られ、また研磨処理の場合にはラウン
ド形状が得られる。
This cutting is carried out, for example, by a diamond cutter which is widely used in this kind of field, but it goes without saying that the cutting surface is set to have a shape capable of properly contacting the conductive pad. . For example, there is a ball shape as shown in FIG. 6 (A) or a round shape as shown in FIG. 6 (B) by combining molding processes after cutting. As the molding process in this case, for example, a heating process with a torch or a polishing process with electrolysis is selected. In the case of heat treatment, a ball shape is obtained by the surface tension of the melted tip, and in the case of polishing treatment, a round shape is obtained.

【0029】本実施例は以上のような手順が実行され
る。従って、プローブ針14を構成するワイヤ140
は、延伸性の良い金(Au)あるいは銅(Cu)が用い
られる。このような材質の選択はプローブ針としての機
械的特性を踏まえ、電極パッドへの接触特性の善し悪し
に基づいて行われる。そして、金(Au)をワイヤの材
質として選択した場合には、例えば、液晶の電気的特性
を測定する場合でいうと、次のような利点がある。
In this embodiment, the above procedure is executed. Therefore, the wire 140 that constitutes the probe needle 14
Is made of gold (Au) or copper (Cu), which has good drawability. The selection of such a material is made based on the goodness of the contact characteristics with the electrode pad, taking into consideration the mechanical characteristics of the probe needle. When gold (Au) is selected as the material of the wire, for example, when measuring the electrical characteristics of the liquid crystal, there are the following advantages.

【0030】すなわち、液晶側に形成されている透明電
極には、表面の抵抗値が比較的高いITOによって形成
したものがある。このような電極に対しては、接触抵抗
が存在していてもプローブ針の接触が正確に保証されれ
ば電気的特性の測定に支障がないとされている。従っ
て、プローブ針を金(Au)で形成した場合には、アル
ミニュウム製電極パッドの場合のように、表面に生成さ
れる絶縁層を剥ぎ取るような処理を要しなくても接触さ
せるだけの動作ですむ。
That is, there is a transparent electrode formed on the liquid crystal side, which is made of ITO having a relatively high surface resistance value. With respect to such an electrode, it is said that there is no hindrance to the measurement of electrical characteristics if the contact of the probe needle is accurately guaranteed even if there is contact resistance. Therefore, when the probe needle is made of gold (Au), the operation of simply bringing the probe needle into contact with each other does not require a treatment such as peeling off the insulating layer formed on the surface, as in the case of an aluminum electrode pad. OK.

【0031】なお、本発明は、上記実施例に限定される
ものではなく、要旨の範囲内で種々の変形実施が可能で
ある。
The present invention is not limited to the above embodiment, but various modifications can be made within the scope of the invention.

【0032】例えば、ワイヤボンディングに用いられる
ワイヤの材質の一つである金(Au)は、タングステン
などに比べて撓み剛性や硬度が低い。そこで、剛性ある
いは硬度を要する場合には、ワイヤの表面に電界等によ
って金属メッキを施して必要な機械的特性をもたせるこ
とも可能である。また、機械的特性をもたせるために、
プローブ針を構成するワイヤの素材構成として、金(A
u)と銅(Cu)とを原子数比において、Au:Cu=
1:1の割合で含む合金としてもよい。このような機械
的特性を変更することにより、例えば、上記実施例で対
象とした液晶だけでなく、表面抵抗が存在していても接
触させることを条件として測定が可能な組成からなる素
子にも適用範囲を拡げることも可能になる。
For example, gold (Au), which is one of the materials of the wire used for wire bonding, has lower bending rigidity and hardness than tungsten or the like. Therefore, when rigidity or hardness is required, the surface of the wire may be metal-plated by an electric field or the like so as to have necessary mechanical characteristics. Also, in order to have mechanical properties,
As the material composition of the wire that constitutes the probe needle, gold (A
u) and copper (Cu) in the atomic ratio, Au: Cu =
An alloy containing 1: 1 may be used. By changing such mechanical properties, for example, not only the liquid crystal targeted in the above-mentioned examples, but also the element having a composition that can be measured under the condition of contact even if surface resistance is present It is also possible to expand the applicable range.

【0033】また、上記実施例では、プローブ針の延伸
方向に関しては、直線状の場合を図において示したが、
例えば、プローブ針の先端に相当する端部側を折り曲げ
ることも可能である。従って、この場合には、プローブ
ヘッドの設置位置と半導体素子の位置との関係に応じて
プローブ針を適正に位置決めすることが可能になる。
Further, in the above-mentioned embodiment, the case where the probe needle is stretched is linear, but in the drawing,
For example, the end side corresponding to the tip of the probe needle can be bent. Therefore, in this case, the probe needle can be properly positioned according to the relationship between the installation position of the probe head and the position of the semiconductor element.

【0034】さらに、上記実施例では、単一のプローブ
ヘッドを対象として説明したが、例えば、図7に示すよ
うに、単一のプローブヘッド同士を接合することによっ
て複数列に並べてプローブヘッドを構成することも可能
である。この場合には、単一のプローブヘッドでプロー
ブ針が配列されている方向と直角な方向にもプローブ針
の配列方向が設定されることになるので、所謂、マトリ
ックス状に配置されている電極パッドの測定も可能にな
る。なお、図7には、実際に電極パッドに使用されると
きのプローブヘッド10の向きを逆転した状態が示され
ている。
Further, in the above-mentioned embodiment, a single probe head has been described, but, for example, as shown in FIG. 7, the probe heads are arranged in a plurality of rows by joining the single probe heads. It is also possible to do so. In this case, the arrangement direction of the probe needles is set in a direction perpendicular to the arrangement direction of the probe needles with a single probe head, so that the so-called matrix-shaped electrode pads are arranged. Can also be measured. Note that FIG. 7 shows a state in which the direction of the probe head 10 when actually used for the electrode pad is reversed.

【0035】また、ワイヤが圧入される溝を備えたガイ
ド部は、ダイシングソーによって溝を形成することに限
らず、例えば、樹脂を用いた成形加工によって溝を含む
形状に形成することも可能である。さらに、この溝への
ワイヤの圧入工程は、カッティング後に行なわれてもよ
い。
The guide portion having the groove into which the wire is press-fitted is not limited to the groove formed by the dicing saw, but may be formed in a shape including the groove, for example, by molding using resin. is there. Further, the step of press-fitting the wire into the groove may be performed after cutting.

【0036】また、ワイヤボンディングに用いられるワ
イヤをそのままプローブ針として形成することができ
る。従って、ワイヤの材料選択によっては、従来、半導
体素子の測定時に必要とされていたオーバードライブと
いう、測定工程に対する前準備工程を不要にできるので
測定時間の短縮が図れる。このため、半導体素子の大量
測定を行う場合の時間を短くして特性検査工程に要する
時間を含む半導体素子の量産効率を上げることが可能に
なる。
The wire used for wire bonding can be directly formed as a probe needle. Therefore, depending on the selection of the material of the wire, the over-driving, which has been conventionally required at the time of measuring the semiconductor element, that is, the pre-preparation step for the measurement step can be eliminated, and the measurement time can be shortened. For this reason, it is possible to shorten the time when a large number of semiconductor devices are measured and improve the mass production efficiency of the semiconductor devices including the time required for the characteristic inspection process.

【0037】[0037]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、プ
ローブヘッドのプローブ針をワイヤボンディングによっ
て形成する。そして、ワイヤボンディングにより延伸方
向両端が溶着された後、その端部の一方をカッティング
することによりプローブ針の先端を形成することができ
る。従って、プローブ針を特別に用意することなく、か
つ、手作業による配列、接着固定および半田付けを不要
にすることが可能である。しかも、配列ピッチおよびプ
ローブ針の外径が微細化した場合でも、ワイヤボンディ
ングによる自動化が行えるので、作業時間を短縮して作
業にかかるコストを低減することが可能になる。
As described above, according to the present invention, the probe needle of the probe head is formed by wire bonding. Then, after both ends in the extending direction are welded by wire bonding, one end of the ends is cut to form the tip of the probe needle. Therefore, it is possible to eliminate the need for specially preparing the probe needles, and to eliminate the need for manual alignment, adhesive fixing, and soldering. Moreover, even when the array pitch and the outer diameter of the probe needle are made fine, automation can be performed by wire bonding, so that the work time can be shortened and the cost required for the work can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明による製造方法で得られるプローブヘッ
ドの外観図である。
FIG. 1 is an external view of a probe head obtained by a manufacturing method according to the present invention.

【図2】本発明による製造方法を実施するための構成を
概略的に示す斜視図である。
FIG. 2 is a perspective view schematically showing a configuration for carrying out the manufacturing method according to the present invention.

【図3】本発明による製造方法の各工程を説明するため
の模式図であり、(A)はファーストボンディング工程
およびセカンドボンディング工程を、(B)は溝への圧
入工程を、(C)はカッティング工程をそれぞれ示す。
3A and 3B are schematic diagrams for explaining each step of the manufacturing method according to the present invention, in which FIG. 3A is a first bonding step and a second bonding step, FIG. 3B is a press-fitting step into a groove, and FIG. Each of the cutting steps is shown.

【図4】図3(B)に示した圧入工程で用いられる手段
を説明するための模式図である。
FIG. 4 is a schematic diagram for explaining means used in the press-fitting step shown in FIG. 3 (B).

【図5】図3(C)に示したカッティング工程の状態を
示す模式的な平面図である。
FIG. 5 is a schematic plan view showing a state of the cutting step shown in FIG. 3 (C).

【図6】プローブ針の先端形状を示す概略図であり、
(A)はボール形状の場合を、(B)はラウンド形状の
場合をそれぞれ示す。
FIG. 6 is a schematic view showing a tip shape of a probe needle,
(A) shows a case of a ball shape, and (B) shows a case of a round shape.

【図7】本発明による製造方法によって得られるプロー
ブヘッドの適用例の一つを示す概略斜視図である。
FIG. 7 is a schematic perspective view showing one application example of a probe head obtained by the manufacturing method according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 プローブヘッド 12 取り出し基板 14 プローブ針 16 ガイド部 16A 溝 18 導電性基板 22 摺動部材 10 probe head 12 take-out substrate 14 probe needle 16 guide portion 16A groove 18 conductive substrate 22 sliding member

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 絶縁基板上にプローブ針を形成するにあ
たり、上記絶縁基板上の導電パターン部に予め定められ
た位置に延伸性が良い材料からなるワイヤの延伸方向一
端のワイヤボンディングを行った後、このワイヤを所定
方向に延伸してその他端を導電性基板上に超音波ボンデ
ィングを行う工程と、 上記ワイヤを、その配列ピッチに合せて形成されている
溝に圧入する工程と、 上記ワイヤの延伸方向他端側をカッティングする工程
と、 を含むことを特徴とするプローブヘッドの製造方法。
1. When forming a probe needle on an insulating substrate, after wire-bonding one end of a wire made of a material having good stretchability in a drawing direction at a predetermined position on a conductive pattern portion on the insulating substrate. A step of stretching the wire in a predetermined direction and ultrasonically bonding the other end of the wire on a conductive substrate; a step of press-fitting the wire into a groove formed according to the arrangement pitch thereof; And a step of cutting the other end side in the drawing direction.
【請求項2】 請求項1記載の製造方法において、 上記溝は、基材をダイシングソーにより切削して形成さ
れていることを特徴とするプローブヘッドの製造方法。
2. The manufacturing method according to claim 1, wherein the groove is formed by cutting a base material with a dicing saw.
【請求項3】 請求項1または2記載の製造方法におい
て、 上記溝に圧入されるワイヤの配列ピッチは、ワイヤの外
径が20μm〜50μmの場合、50μm〜120μm
に設定されていることを特徴とするプローブヘッドの製
造方法。
3. The manufacturing method according to claim 1, wherein the arrangement pitch of the wires press-fitted into the grooves is 50 μm to 120 μm when the outer diameter of the wires is 20 μm to 50 μm.
A method for manufacturing a probe head, characterized in that
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006507512A (en) * 2002-11-22 2006-03-02 フィコム コーポレイション Flat panel display inspection probe and method
KR100765977B1 (en) * 2007-01-02 2007-10-12 주식회사 리뷰텍 Manufacturing method for probe head and wire wounding structure for the method
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JP2011069829A (en) * 1994-11-15 2011-04-07 Formfactor Inc Probe card assembly, kit, and method for using them

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