JPH07123132B2 - プロ−ブカ−ド - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は半導体ウエハ、半導体素子、液晶表示装置及び
回路基板等を測定する場合に用いるプローブカードに関
するものである。

（従来の技術） 従来のプローブ針垂設形のプローブカードの構造は、実
開昭58−148935号の公報に記載されているように基板上
にプローブの一端を固定し、その反対側の先端部は湾曲
を強制して穿設された穴に挿通して垂設している。

他の従来の垂設形のプローブカードの構造は、特開昭60
−189949号の公報の記載されているように基板の底面に
プローブ針を固定しているものがある。ここではその公
報の説明を省略する。

（発明が解決しようとする問題点） ところで、このような構造のプローブカードでは、コイ
ルスプリング等の構造部材を使用して多数のプローブ針
を構成している。

そのコイルスプリングの構成は格納部にコイルスプリン
グが格納されて基板に固定されている。このような構造
では、コイルスプリング自身の直径を有し、そのコイル
スプリング軸間距離が400μｍ程度が製造限度である。

その400μｍより小さい例えば100μｍの軸間距離におい
ては製造が不可能であることの問題点がある。また、従
来の構造では、複数本のプローブ針の先端が直交した平
面を揃わせることが困難であるという問題がある。

本発明は上記問題点を鑑みてなされたもので、超微細な
半導体素子のチップのパターンにおいて400μｍより小
さい軸間距離を可能にするプローブカードを提供するこ
とにある。

［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） 載置台に載置された被測定基板に対して略平行に設けら
れた第１の基板と、 この第１の基板に一端側が略垂直に上面側に貫通した状
態で固定されると共に、他端側が当該第１の基板より直
線状に伸び、上記被測定基板に対して略垂直に対向配置
されたプローブ針と、 このプローブ針の他端側がガイドされるガイド穴を有
し、上記被測定基板に略平行に設けられた第２の基板と
を備え、 上記ガイド穴の位置を基準として、上記プローブ針につ
いて、先端部側より第１の基板側の長さを長く設定し、
上記載置台の所定量の上昇により上記被測定基板と上記
プローブ針とが当接した際に、上記プローブ針は、上記
第２の基板のガイド穴にガイドされながら当該ガイド穴
と被測定基板との間で略垂直に押し上げられて、上記第
１の基板の固定部と上記第２の基板のガイド穴との間で
弾性的に湾曲し、このプローブ針の湾曲量に応じた圧力
によりプローブ針の先端が被測定基板を押圧することを
特徴とするプローブカード。

（作用） 一端を第１の基板に固定したプローブ針の他端は、被測
定端子に当接させる先端部であり、その先端部は第２の
基板（案内板）のガイド穴に挿通して、被測定端子に当
接するように突出しプローブカードに配置している。そ
の突出したプローブ針の先端部に対応した被測定端子が
載置を介して上昇する。

載置台の上昇に共い、被測定端子にプローブ針の先端部
が当接される。さらに載置台を介して被測定物が所定高
さまで上昇するので、プローブ針の先端部が被測定端子
によって押上げられる。その押上げられたプローブ針の
先端部は案内板のガイド穴を上方向に摺動し、基板と案
内板の内空部に押込まれる。一方、そのプローブ針の一
端は基板に固定されている。よって、プローブ針の先端
部は基板から案内板までの内空部でプローブ針の腹部に
当る部分が湾曲して、被測定端子の所定高さの上昇にか
かわらず、プローブ針がその被測定端子面に略一定の加
圧で当接される。

よって複数本のプローブ針の先端部のバラツキが生じて
いても被測定端子面に略均等な押圧で当接することがで
きる。

（実施例） 以下、本発明を半導体ウエハ測定装置（ウエハプロー
バ）に適用した一実施例を説明する。

第１図及び第２図に示すように被測定物、例えば、半導
体ウエハ１に形成された各半導体素子（図示せず）の電
気的特性を測定するプローブ針２の一端部３は、印刷回
路４を有した基板５に対して垂直に固定されている。

一端部３を第１の基板５に固定されたプローブ針２の他
端は、被測定物に当接する先端部６である。この先端部
６は、被測定物のプローブ針２の当接面の配置に応じて
複数本配列され、第２の基板（案内板）７のガイド穴８
に上下動摺動可能に挿通されている。

プローブ針２の先端６、6aをガイド穴８を挿通している
案内板７は取付具９を基板５に固着した後、その取付具
９に案内板７を基板５と平行に固定されている。その案
内板７には、基板５に一端部３を固定したプローブ針２
の先端部６、6aが、半導体素子（図示せず）の電極パッ
ド（図示せず）に当接するように導くガイド穴８を穿設
している。

このように基板５の下側に案内板７を設け、基板５にプ
ローブ針の一端を固定させ、一端の反対側の先端部はガ
イド穴８に挿通し案内板７の下側にプローブ針２の先端
部６、6aを突出させるように挿通している。

案内板７から先端部６、6aまでの長さ９より、案内板７
から基板５までの長さ10の方が長く配置されるように案
内板７を設け、先端部6a、6aに加圧されると、案内板７
から基板５までの内空部11でプローブ針２の腹部10が湾
曲するように構成されている。

このように構成されたプローブカード12を、半導体ウエ
ハ測定装置13に配置する。この配置では、ヘッドプレー
ト14に内接したリングインサート15の底面にそのプロー
ブカード12を配設する。

上記に述べた構成のプローブカード12の動作を説明す
る。半導体ウエハ測定装置の制御系で、プローブカード
12の真下に載置台16を搬送後、その装置台16と共に半導
体ウエハ１が所定の設定高さまで上昇する。

基板に固定した複数本のプローブ針の中で、その基板の
底面からプローブ針の先端部までの最も長い先端部6aと
最も短い先端部６とがある。

その上昇の途中で、前者の先端部6aが半導体フエハ１の
電極パッド（図示せず）に当接した先端部6aは、その上
昇に共いプローブ針２の上方に押圧が発生し、その押圧
を吸収する如くプローブ針の腹部10が湾曲する。

その後、最も短い先端部６に対応した電極パッドに当接
し、さらに、載置台16が所定高さまで上昇し、停止す
る。

上記で述べた湾曲は基板５と案内板７との内空部11で行
なわれる。

プローブ針の腹部における湾曲の発生で、プローブ針の
先端部６、6aに略一定の押圧が可能となりガイド穴８に
先端部６、6aが押込まれる状態となる。

上記に述べた電極パッドにプローブ針の先端部６、6aが
略均等に押圧することができることについて説明する。

第３図はプローブ針２の湾曲によるたわみ量と押圧の関
係を示している。

基板に固定した複数本のプローブ針の中で、その基板の
底面からプローブ針の先端部までの最も長い先端部6aを
有するプローブ針２と、最も短い先端部６を有するプロ
ーブ針２とがある。

前者のプローブ針２は載置台の上昇に共い、電極パッド
に当接した後に、さらに上昇し、後者のプローブ針２に
他の電極パッドが当接し、さらに上昇し、所定高さで停
止する。この状態を第３図で説明すると、前者のプロー
ブ針の押圧はΔＹで、その押圧によって生じるたわみ量
はΔＸである。

後者のプローブ針の押圧はΔｙでその押圧によって生じ
るたわみ量はΔｘである。この図から明らかなように従
来のコイルスプリング構造より、略均一な押圧で電極パ
ッドにプローブ針を当接させることができる。以上で略
均等に押圧するこの説明を終了する。

他の実地例を第４図に示すように、プローブ針２の一端
を基板５に対して垂直方向に固定する如く設けられた基
板５と、上記プローブ針２の先端部６、6aは上下道可能
にガイド穴８を挿通して設けられる案内板７との構成か
らなるプローブカード18が、他の基板19の中空部に内接
するプローブカード18である。

上記において他の基板19に印刷回路４部が配置されてい
るが、この印刷回路４部を基板５に配置してもよい。基
板５に印刷回路４部を配設することにより、独立したプ
ローボカード18が他の基板19の中空部と着脱させること
ができるので、プローブカード18の交換が容易に行うこ
とができる。

［発明の効果］ 本発明によれば、プローブカードのプローブ針と被測定
基板との当接を略垂直方向に押圧する構造とし、前記プ
ローブカードのガイド穴から当接部までのプローブ針の
発端は横ズレをせず垂直方向に上昇し、前記ガイド穴か
ら前記プローブカードの固定部までの間でプローブ針を
弾性的に湾曲させて、これにより前記当接部を当接する
圧力を生じさせる構造を採用したため、プローブ針の横
ズレが発生しにくく、かつ針の間隔を従来よりもより小
さくしてつまり針を高密度に並べて測定できる為、測定
端子が密集した被測定基板をも測定することができる。

そしてプローブ針は第１の基板の上端部から直線状に伸
びているため、ガイド穴の長さを大きくしなくても横ズ
レが生じにくいのでプローブ針を短くすることができ、
従って高周波ノイズの影響が小さくなるため精度の高い
検査を行うことができる。またプローブ針の弾性的湾曲
量に応じた圧力で被測定物に当接するので、接圧の調整
が容易になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を概略的に示すプローブカード断
面図、第２図は第１図におけるプローブカードを半導体
ウエハ測定装置に用いて実施例を説明するためのウエハ
が載置台に吸着し、上昇した状態の配置を示す断面図で
ある。 第３図は第１図におけるプローブ針の湾曲に対する先端
部の押圧と、たわみ量の関係図、第４図は本発明の他の
実施例を説明するための着脱可能なプローブカードの断
面図である。 図において、 1:半導体ウエハ、2:プローブ針 3:一端（プローブ針）、5:基板 6,6a:先端部（プローブ針） 7:案内板、8:ガイド穴 9:案内板から先端部までの長さ 10:案内板から基板までの長さ 11:内空部 12,18:プローブカード、19:他の基板

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】載置台に載置された被測定基板に対して略
   平行に設けられた第１の基板と、 この第１の基板に一端側が略垂直に上面側に貫通した状
   態で固定されると共に、他端側が当該第１の基板より直
   線状に伸び、上記被測定基板に対して略垂直に対向配置
   されたプローブ針と、 このプローブ針の他端側がガイドされるガイド穴を有
   し、上記被測定基板に略平行に設けられた第２の基板と
   を備え、 上記ガイド穴の位置を基準として、上記プローブ針につ
   いて、先端部側より第１の基板側の長さを長く設定し、
   上記載置台の所定量の上昇により上記被測定基板と上記
   プローブ針とが当接した際に、上記プローブ針は、上記
   第２の基板のガイド穴にガイドされながら当該ガイド穴
   と被測定基板との間で略垂直に押し上げられて、上記第
   １の基板の固定部と上記第２の基板のガイド穴との間で
   弾性的に湾曲し、このプローブ針の湾曲量に応じた圧力
   によりプローブ針の先端が被測定基板を押圧することを
   特徴とするプローブカード。