JPH07318587A - Probe card - Google Patents

Probe card

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Publication number
JPH07318587A
JPH07318587A JP13795694A JP13795694A JPH07318587A JP H07318587 A JPH07318587 A JP H07318587A JP 13795694 A JP13795694 A JP 13795694A JP 13795694 A JP13795694 A JP 13795694A JP H07318587 A JPH07318587 A JP H07318587A
Authority
JP
Japan
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probe
needle
rows
needles
probe needles
Prior art date
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Pending
Application number
JP13795694A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takao Uenishi
隆雄 上西
Izumi Shimizu
泉 清水
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tokyo Electron Ltd
Tokyo Electron Yamanashi Ltd
Original Assignee
Tokyo Electron Ltd
Tokyo Electron Yamanashi Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Tokyo Electron Ltd, Tokyo Electron Yamanashi Ltd filed Critical Tokyo Electron Ltd
Priority to JP13795694A priority Critical patent/JPH07318587A/en
Publication of JPH07318587A publication Critical patent/JPH07318587A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To provide a probe card where the pressure of a probe needle in cantilever structure in that two rows or more are extended from one side is constant and the deformation of the probe needle between the rows can be suppressed. CONSTITUTION:The title probe card is provided with a plurality of probe needles connected to the printed wiring board of a printed circuit board 12 and a pedestal 14 for holding one end of the probe needles. Each probe needle is brought into contact with a specific electrode pad P of a semiconductor wafer W to perform a specific electrical inspection. First and second supporting parts 21 and 22 for supporting first and second probe needles 151 and 152 at upper and lower parts are provided on the lower surface of the pedestal 14, at the same time two stages of upper and lower supporting parts 21 and 22 are arranged in two rows back and forth in the extension direction of the probe needles, and loose edge lengths l1 and l2 of the first and second probe needles 151 and 152 extended from the two rows of first and second supporting parts 21 and 22 are set equally.

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、プローブカードに関す
る。
FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a probe card.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体プロセス工程で半導体ウエハ上に
多数のICチップを形成した場合には、その半導体ウエ
ハのまま個々のICチップについて電気的特性の検査を
行ない、不良品をスクリーニングするようにしている。
そして、この検査には通常、プローブ装置が用いられて
いる。このプローブ装置は半導体ウエハ上の個々のIC
チップが有する電極パッドにプローブカードのプローブ
針を接触させ、プローブ針から所定の電圧を印加するこ
とにより各ICチップの導通試験などの電気的検査を行
なって個々のICチップが基本的な電気特性を有するか
否かをテスタを介して試験する装置である。
2. Description of the Related Art When a large number of IC chips are formed on a semiconductor wafer in a semiconductor process step, individual IC chips of the semiconductor wafer are inspected for electrical characteristics to screen defective products. There is.
A probe device is usually used for this inspection. This probe device is used for individual ICs on a semiconductor wafer.
Each IC chip has basic electrical characteristics by contacting an electrode pad of the chip with a probe needle of a probe card and applying a predetermined voltage from the probe needle to conduct an electrical test such as a continuity test of each IC chip. It is a device that tests whether or not it has a tester.

【0003】上記プローブ装置は、半導体ウエハ上のI
Cチップに電圧を印加する試料用電源やICチップから
の出力を測定部に取り込むための入力部などからなるピ
ンエレクトロニクスを有するテストヘッドと、ICチッ
プ上の所定の電極パッドに接触させるプローブ針を有す
るプローブカードと、テストヘッドとプローブ針とを電
気的に接続させるためのポゴピンを有する接続リングと
を備えている。そして、このようなプローブ装置には必
要に応じてリニアマザーボードやパフォーマンスボード
等の中継基板が設けられ、これらの中継基板によりプロ
ーブカードとテスタを電気的に接続するようにしてい
る。そして、半導体ウエハ上のICチップを検査する時
にはプローブ針と電極パッド間の導通を確保するため
に、プローブ針と電極パッドとの接触位置から更に半導
体ウエハを例えば100μmオーバードライブして各I
Cチップの電気的特性を検査するようにしている。
The above-mentioned probe device has an I
A test head having pin electronics including a sample power source for applying a voltage to the C chip and an input unit for taking the output from the IC chip into the measurement unit, and a probe needle for contacting a predetermined electrode pad on the IC chip. It has a probe card and a connection ring having pogo pins for electrically connecting the test head and the probe needle. Then, such a probe device is provided with a relay substrate such as a linear motherboard or a performance board as required, and the probe card and the tester are electrically connected by these relay substrates. Then, when inspecting the IC chip on the semiconductor wafer, in order to secure the continuity between the probe needle and the electrode pad, the semiconductor wafer is further overdriven, for example, by 100 μm from the contact position between the probe needle and the electrode pad, and each I
The electrical characteristics of the C chip are inspected.

【0004】また、従来のプローブカードは、例えば複
数のプローブ針の針先がプリント基板の中央開口部から
中心に向けて斜め下方に張り出した片持ち構造になって
いる。このような片持ち構造のプローブ針は、片側から
1列の針先だけが張り出して両側のプローブ針で2列の
電極パッドに同時に接触させて検査を行なうようにして
いる。しかし、半導体ウエハの大口径化などにより検査
時間の短縮などの要請があり、一回でより多くのICチ
ップを検査する必要が生じて来ている。従って、片持ち
構造のプローブカードであっても片側から2列以上のプ
ローブ針が張り出し、片側で2列以上の電極パッドに同
時に接触させて検査できれば上述のような要請に応える
ことができる。
The conventional probe card has, for example, a cantilever structure in which the tips of a plurality of probe needles project obliquely downward from the central opening of the printed circuit board toward the center. In such a cantilever type probe needle, only one row of needle tips protrudes from one side, and the probe needles on both sides simultaneously contact two rows of electrode pads to perform an inspection. However, there is a demand for shortening the inspection time due to an increase in the diameter of semiconductor wafers, and it is necessary to inspect more IC chips at one time. Therefore, even a probe card having a cantilever structure can meet the above-mentioned requirements if two or more rows of probe needles are projected from one side and can be inspected by simultaneously contacting two or more rows of electrode pads on one side.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
片持ちタイプのプローブカードの場合には、片側で2列
のプローブ針を支持する構造のものであっても、上下の
プローブ針はそれぞれの支持部から針先までの張り出し
長さに長短があるため、針先まで長いものと短いものと
では電極パッドに対する針圧が異なり、長いものの方が
針圧が小さく、短いものの方が針圧が大きくなるため、
長い方のプローブ針に関しては電極と導通するために必
要な針圧を確保できないことがあり、必ずしも正確な検
査を行なうことができなくなる虞があった。
However, in the case of the conventional cantilever type probe card, the upper and lower probe needles are respectively supported even if the probe card has a structure of supporting two rows of probe needles on one side. Since the protruding length from the part to the needle tip is short, the needle pressure on the electrode pad differs between the long needle tip and the short needle tip, with the longer needle needle having a smaller needle pressure and the shorter needle needle having a larger needle pressure. Because,
The long probe needle may not be able to secure the needle pressure necessary for conduction with the electrode, and there is a possibility that an accurate test cannot always be performed.

【0006】また、このように針先の張り出し長さが異
なる場合には、張り出しの長いプローブ針は電極パッド
などの凹凸に引っ掛ると短いものより変形し易く、これ
により針先が電極パッドから上方向や横方向などに位置
ずれして正確な検査を行なうことができなくなるなどと
いう課題があった。また、針先の張り出し長さなどを同
一条件に設定しようとしても、その設定が難しいという
課題があった。
Further, when the protruding lengths of the needle tips are different as described above, a probe needle with a long protrusion is more likely to be deformed than a short probe needle when caught on the unevenness of an electrode pad or the like, whereby the needle tip is separated from the electrode pad. There has been a problem that the position cannot be accurately inspected due to displacement in the upward direction or the lateral direction. In addition, there is a problem that it is difficult to set the overhanging length of the needle tip and the like under the same conditions.

【0007】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたもので、片側から2列以上張り出した片持ち構造の
プローブ針の針圧が一定で、しかも列間におけるプロー
ブ針の変形の差異を抑制できるプローブカードを提供す
ることを目的としている。
The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and the needle pressure of a probe needle having a cantilever structure protruding from one side in two or more rows is constant, and the difference in deformation of the probe needle between the rows is reduced. The object is to provide a probe card that can be suppressed.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明のプローブカード
は、プリント基板の配線に接続された複数のプローブ針
と、これらのプローブ針をそれぞれ片持ちする台座とを
備え、上記各プローブ針を被検査体の所定の電極に接触
させて所定の電気的検査を行なうプローブカードにおい
て、上記台座の下面に上記各プローブ針を上下の複数箇
所で支持する複数段の支持部を設けると共に上下複数段
の各支持部を上記各プローブ針の張り出し方向で相前後
するように複数列に配列し、複数列の各支持部から張り
出したプローブ針の遊端長をそれぞれ同一に設定したも
のである。
A probe card according to the present invention comprises a plurality of probe needles connected to the wiring of a printed circuit board and a pedestal that cantilevers each of these probe needles. In a probe card for performing a predetermined electrical inspection by contacting a predetermined electrode of an inspection object, a plurality of supporting portions for supporting the probe needles at a plurality of upper and lower positions are provided on the lower surface of the pedestal, and a plurality of upper and lower supporting portions are provided. The respective support portions are arranged in a plurality of rows so as to be adjacent to each other in the protruding direction of the probe needles, and the free end lengths of the probe needles protruding from the respective support portions of the plurality of rows are set to be the same.

【0009】[0009]

【作用】本発明によれば、検査時にプローブ針の針先が
被検査体の電極に接触し、台座の上下複数段の各支持部
により片持ちされた各プローブ針が被検査体から押圧力
を受けて電極が針圧を受けると、上下の各支持部から張
り出した上下の各プローブ針の遊端長がそれぞれ同一で
あるため、上下複数列の各プローブ針から電極に対して
略同一の針圧が作用し、しかも複数列の各プローブ針の
変形の差異を抑制することができる。
According to the present invention, the tip of the probe needle comes into contact with the electrode of the object to be inspected at the time of inspection, and each probe needle cantilevered by each of the upper and lower support portions of the pedestal is pressed from the object to be inspected. When the electrodes receive stylus pressure in response to the needle pressure, the free end lengths of the upper and lower probe needles projecting from the upper and lower support portions are the same, so that the probe needles in the upper and lower rows are substantially the same with respect to the electrodes. The stylus pressure acts, and it is possible to suppress the difference in deformation between the probe needles in a plurality of rows.

【0010】[0010]

【実施例】以下、図1〜図6に示す実施例に基づいて本
発明を説明する。図1に示すプローブ装置は、図示しな
い昇降機構によって昇降可能に構成されたテストヘッド
1と、このテストヘッド1の下方で図示しない装置本体
内に順次配設されたパフォーマンスボード2と、このパ
フォーマンスボード2と接続するようにインサートリン
グ3により支持された接続リング4と、この接続リング
4の下方に配設された本実施例のプローブカード5を備
えている。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below based on the embodiments shown in FIGS. The probe device shown in FIG. 1 includes a test head 1 configured to be able to move up and down by a lifting mechanism (not shown), a performance board 2 sequentially arranged in a device body (not shown) below the test head 1, and a performance board 2 of this performance board. A connection ring 4 supported by an insert ring 3 so as to be connected to the connection ring 2, and a probe card 5 of this embodiment arranged below the connection ring 4.

【0011】上記テストヘッド1の内部には被検査体と
しての半導体ウエハW上のICチップに電圧を印加する
試料用電源やICチップからの出力を測定部に取り込む
ための入力部などからなるピンエレクトロニクス6が内
蔵され、このピンエレクトロニクス6はパフォーマンス
ボード2上に搭載された複数の電子部品回路7に対して
電気的に接続されている。これらの電子部品回路7は、
例えばマトリックス・リレー、ドライバ回路等からなる
各種測定回路として構成され、各電子部品回路7の接続
リング4との接続端子8はパフォーマンスボード2の本
体である例えばエポキシ系樹脂製の基板9の下面に例え
ば基板9と同心円をなす4つの円周上に配列されてい
る。また、上記接続リング4の上面には接続端子8に対
応するポゴピン10が同心円をなすように形成された4
つの円周上に配列され、その下面には各ポゴピン10に
導通するポゴピン11が後述する本実施例のプローブカ
ード5の接続端子に対応して設けられている。これによ
りテストヘッド1は、パフォーマンスボード2及び接続
リング4を介してプローブカード5と電気的に接続でき
るように構成されている。
Inside the test head 1, a pin including a power source for a sample for applying a voltage to an IC chip on a semiconductor wafer W as an object to be inspected and an input section for taking an output from the IC chip into a measuring section. The electronics 6 are built in, and the pin electronics 6 are electrically connected to a plurality of electronic component circuits 7 mounted on the performance board 2. These electronic component circuits 7 are
For example, it is configured as various measuring circuits including a matrix relay, a driver circuit, etc., and the connection terminals 8 of the electronic component circuits 7 and the connection ring 4 are provided on the lower surface of the main body of the performance board 2, for example, an epoxy resin substrate 9. For example, they are arranged on four circumferences that are concentric with the substrate 9. In addition, pogo pins 10 corresponding to the connection terminals 8 are formed on the upper surface of the connection ring 4 so as to form concentric circles.
Pogo pins 11 which are arranged on one circumference and which are electrically connected to the respective pogo pins 10 are provided on the lower surface corresponding to the connection terminals of the probe card 5 of the present embodiment described later. As a result, the test head 1 is configured to be electrically connectable to the probe card 5 via the performance board 2 and the connection ring 4.

【0012】本実施例のプローブカード5は、図2〜図
4に示すように、エポキシ系樹脂により円形状に形成さ
れたプリント基板12と、このプリント基板12の上面
に取り付けられた細長形状の支持体13と、この支持体
13の下面に耐熱性の熱硬化性樹脂により直付けされた
台座14と、この台座14により固定、支持された複数
のプローブ針15とを備えている。
As shown in FIGS. 2 to 4, the probe card 5 of this embodiment has a printed board 12 formed in a circular shape by an epoxy resin and an elongated shape attached to the upper surface of the printed board 12. The support 13 includes a pedestal 14 directly attached to the lower surface of the support 13 with a heat-resistant thermosetting resin, and a plurality of probe needles 15 fixed and supported by the pedestal 14.

【0013】上記プリント基板12にはプリント配線1
6が形成され、またその中央には細長矩形状の開口部1
7が形成されている。この開口部17の周縁部及びプリ
ント基板12の外周縁部にはプリント配線16の接続端
子18がそれぞれ設けられている。プリント基板12外
周縁部の接続端子18は、図2に示すように同心円状の
例えば4つの円周上に配列され、図1に示すように接続
リング4下面のポゴピン11に接続するようになってい
る。
The printed wiring board 1 is mounted on the printed circuit board 12.
6 is formed, and an elongated rectangular opening 1 is formed in the center thereof.
7 are formed. Connection terminals 18 of the printed wiring 16 are provided on the peripheral edge of the opening 17 and the outer peripheral edge of the printed circuit board 12, respectively. The connection terminals 18 on the outer peripheral edge of the printed circuit board 12 are arranged on, for example, four concentric circles as shown in FIG. 2, and are connected to the pogo pins 11 on the lower surface of the connection ring 4 as shown in FIG. ing.

【0014】上記プリント基板12を支持する支持体1
3はアルミニウム、銅などの熱伝導性に優れた高剛性材
料によって細長の矩形状に形成され、しかも開口部17
を被う大きさに形成されている(図3、図4参照)。こ
の支持体13は、後述の台座14の熱を迅速に吸収し外
部へ速やかに放熱すると共に、プリント基板12の温度
変化による撓みなどの熱変形を抑制する役割を有してい
る。従って、支持体13としては熱膨張率が極力小さい
材料によって形成されていることが好ましく、更に形状
記憶合金によって形成されていることがより好ましい。
Support 1 for supporting the printed circuit board 12
3 is an elongated rectangular shape made of a highly rigid material having excellent thermal conductivity such as aluminum and copper, and has an opening 17
Is formed so as to cover (see FIGS. 3 and 4). The support 13 has a role of quickly absorbing heat of a pedestal 14 described later and quickly radiating the heat to the outside, and suppressing thermal deformation such as bending of the printed circuit board 12 due to temperature change. Therefore, the support 13 is preferably made of a material having a thermal expansion coefficient as small as possible, and more preferably made of a shape memory alloy.

【0015】また、支持体13には長手方向に2列の貫
通孔19が形成され、これらの貫通孔19から装置本体
内の熱を外部へ放熱するようにしている。これらの貫通
孔19はいずれもプローブ針15の針先の上方に位置し
ているとが好ましく、このような位置に貫通孔19を設
けることによって装置本体内の熱が貫通孔19を介して
外部へ放熱され、この時プローブ針15近傍で上昇気流
を作り、プローブ針15の昇温を効率良く抑制できるよ
うになっている。尚、図2、図4において、20は支持
体13をプリント基板12に締結するボルトなどの止め
部材である。
Further, two rows of through holes 19 are formed in the support 13 in the longitudinal direction, and the heat inside the apparatus main body is radiated to the outside through these through holes 19. It is preferable that all of these through holes 19 are located above the needle tip of the probe needle 15. By providing the through hole 19 at such a position, the heat inside the apparatus main body is externally passed through the through hole 19. Heat is radiated to the probe needle 15, and an ascending air current is generated near the probe needle 15 at this time, so that the temperature rise of the probe needle 15 can be efficiently suppressed. In FIGS. 2 and 4, reference numeral 20 denotes a fastening member such as a bolt for fastening the support 13 to the printed board 12.

【0016】また、上記台座14はセラミックス、ガラ
スなどの絶縁性があり且つ熱膨張率が極力小さな耐熱性
材料によって形成されている。更に、この台座14は、
図3〜図5に示すように、開口部17よりも小さく形成
され、支持体13に直付けされた状態でその外周と開口
部17の端縁の間で隙間δを作る大きさに形成され、プ
リント基板12からは独立している。そして、プリント
基板12が熱膨張しても開口部17が台座14に接触せ
ず、隙間δが詰まらないようになっている。この台座1
4とプローブ針15は図5に示すような関係にある。
尚、図5では、説明の都合上、下段のプローブ針15を
第1プローブ針151、上段のプローブ針15を第2プ
ローブ針152として説明する。
The pedestal 14 is made of a heat-resistant material such as ceramics and glass that has an insulating property and a coefficient of thermal expansion as small as possible. Furthermore, this pedestal 14 is
As shown in FIGS. 3 to 5, it is formed to be smaller than the opening 17, and is formed in a size that forms a gap δ between its outer periphery and the edge of the opening 17 when directly attached to the support 13. , And is independent of the printed circuit board 12. Even if the printed circuit board 12 thermally expands, the opening 17 does not come into contact with the pedestal 14 so that the gap δ is not blocked. This pedestal 1
4 and the probe needle 15 have a relationship as shown in FIG.
In FIG. 5, for convenience of explanation, the lower probe needle 15 is described as the first probe needle 151, and the upper probe needle 15 is described as the second probe needle 152.

【0017】即ち、本実施例のプローブカード5は台座
14とプローブ針15の関係に特徴がある。本実施例の
プローブカード5の台座14の下面には図5に示すよう
に各第1、第2プローブ針151、152をそれぞれ上
下の2箇所で片持ち状態で支持する上下2段の第1、第
2支持部21、22が設けられ、上下段の各支持部2
1、22は各プローブ針15の張り出し方向で相前後し
て2列に配列されている。そして、これらの支持部2
1、22により支持された第1、第2プローブ針15
1、152は台座14の内方且つ斜め下方に向けて延設
されている。各プローブ針151、152の針先は電極
パッドPに対して垂下し、片側で2列の電極パッドPに
対して略垂直に接触するようになっている。そして、各
プローブ針151、152は各支持部21、22に対し
て例えば耐熱性の熱硬化性樹脂23により固定されてい
る。この熱硬化性樹脂23はシリコーン樹脂などの耐熱
性に優れた樹脂が好ましい。また、第2支持部22で支
持された第2プローブ針152は第1支持部21で支持
された第1プローブ針151よりも上方にあってこれら
両者は互いに平行になっている。第2プローブ針152
の針先は第1プローブ針151の針先よりも台座14の
内方まで延設され、これらは互いに干渉することがな
く、台座14の片側で2列、両側で4列のICチップT
(図6の(a)参照)を同時に検査できるようになって
いる。
That is, the probe card 5 of this embodiment is characterized by the relationship between the base 14 and the probe needles 15. On the lower surface of the pedestal 14 of the probe card 5 of the present embodiment, as shown in FIG. 5, first and second upper and lower two-stage first and second probe needles 151 and 152 are supported in a cantilever state at two upper and lower positions, respectively. , Second support portions 21 and 22 are provided, and the support portions 2 in the upper and lower stages are provided.
Nos. 1 and 22 are arranged in two rows one behind the other in the direction in which the probe needles 15 project. And these support parts 2
First and second probe needles 15 supported by 1, 22
Reference numerals 1 and 152 extend inward of the pedestal 14 and obliquely downward. The probe tips of the probe needles 151 and 152 hang down with respect to the electrode pad P, and are in contact with the two rows of electrode pads P on one side substantially perpendicularly. The probe needles 151 and 152 are fixed to the support portions 21 and 22 with a heat-resistant thermosetting resin 23, for example. The thermosetting resin 23 is preferably a resin having excellent heat resistance such as silicone resin. Also, the second probe needle 152 supported by the second support portion 22 is above the first probe needle 151 supported by the first support portion 21, and these two are parallel to each other. Second probe needle 152
Of the first probe needle 151 is extended to the inner side of the pedestal 14 than the tip of the first probe needle 151, and these do not interfere with each other, and there are two rows of IC chips T on one side of the pedestal 14 and four rows of IC chips T on both sides.
(See FIG. 6A) can be inspected at the same time.

【0018】更に、下段の第1支持部21から張り出し
た第1プローブ針151の遊端長(第1プローブ針の第
1支持部からの張り出し長さ)l1は、上段の第2支持
部22から張り出した第2プローブ針152の遊端長
(第2プローブ針の第2支持部からの張り出し長さ)l
2と同一長さになるように設定されており、プローブカ
ード5に半導体ウエハWをオーバードライブした時に各
プローブ針151、152に対して曲げモーメントが略
等しく働き、その結果各プローブ針151、152から
それぞれの電極パッドPに掛る針圧が略等しくなるよう
になっている。また、各プローブ針151、152の基
部近傍には湾曲部24、25が形成され、各湾曲部2
4、25によりプリント基板12の温度変化による延び
縮みを吸収して各プローブ針151、152に無理な力
が働かないようにしてある。
Further, the free end length (overhanging length of the first probe needle from the first support portion) l 1 of the first probe needle 151 protruding from the lower first support portion 21 is equal to the upper second support portion. Free end length of the second probe needle 152 protruding from 22 (length of the second probe needle protruding from the second supporting portion) l
The bending moment is substantially equal to the probe needles 151 and 152 when the semiconductor wafer W is overdriven on the probe card 5, and as a result, the probe needles 151 and 152 have the same bending moment. Therefore, the stylus pressures applied to the respective electrode pads P are substantially equal. Further, the curved portions 24 and 25 are formed near the bases of the probe needles 151 and 152, and the curved portions 2 and 25 are formed.
Numerals 4 and 25 absorb the expansion and contraction of the printed circuit board 12 due to the temperature change and prevent the probe needles 151 and 152 from being subjected to an excessive force.

【0019】また、下段の第1支持部21は上下の第
1、第2プローブ針151、152の双方を支持してい
る。即ち、第1支持部21は上段の第2プローブ針15
2を支持する位置でその下方部分26が台座本体から分
割され、台座本体と下方部分26とで第2プローブ針1
52を挟持するように下方部分26が台座本体へ熱硬化
性樹脂23により互いに接着されて一体化している。第
1支持部21としては台座本体と下方部分26とで第2
プローブ針152を挟持するタイプ以外にも、例えば第
1支持部21にこれを斜めに貫通する細孔を設け、この
細孔に第2プローブ針152を通すようにしても良い
が、台座14の製作上は前者のタイプの方が好ましい。
The lower first support portion 21 supports both the upper and lower first and second probe needles 151 and 152. That is, the first support portion 21 is the upper second probe needle 15
The lower portion 26 is divided from the pedestal body at a position supporting the second probe needle 1 by the pedestal body and the lower portion 26.
The lower portion 26 is bonded and integrated with the pedestal body by the thermosetting resin 23 so as to sandwich 52. As the first support portion 21, the pedestal body and the lower portion 26 serve as a second support.
In addition to the type in which the probe needle 152 is sandwiched, for example, the first support portion 21 may be provided with a pore penetrating it obliquely, and the second probe needle 152 may be passed through this pore. The former type is preferable in manufacturing.

【0020】さて、上記プローブカード5に対して半導
体ウエハWをアライメントするアライメント機構につい
て再び図1を参照しながら説明する。上述のプローブカ
ード5の下方には同図に示すように略円形状のステージ
27が設けられ、このステージ27の上面に配設された
ウエハチャック28により半導体ウエハWを水平に保持
するようになっている。このウエハチャック28の内部
には加熱装置29及び冷却媒体の循環路30が温度調整
機構として設けられ、検査時に必要に応じて加熱装置2
9により半導体ウエハWを例えば150℃まで加熱で
き、また循環路30を流れる冷却媒体により半導体ウエ
ハWを例えば−10℃まで冷却できるようになってい
る。
Now, the alignment mechanism for aligning the semiconductor wafer W with respect to the probe card 5 will be described with reference to FIG. 1 again. A substantially circular stage 27 is provided below the probe card 5 as shown in the figure, and a semiconductor wafer W is held horizontally by a wafer chuck 28 provided on the upper surface of the stage 27. ing. A heating device 29 and a circulation path 30 for a cooling medium are provided as a temperature adjusting mechanism inside the wafer chuck 28, and the heating device 2 is provided as necessary during inspection.
9, the semiconductor wafer W can be heated to, for example, 150 ° C., and the cooling medium flowing through the circulation path 30 can cool the semiconductor wafer W to, for example, −10 ° C.

【0021】また、上記ステージ27はウエハチャック
28を水平方向、上下方向及びθ方向で駆動させる駆動
機構(図示せず)を有し、半導体ウエハWのアライメン
ト時に駆動機構の駆動によりステージ27がレール3
1、32上でX、Y方向へ移動すると共にウエハチャッ
ク28がθ方向で回転し、更に、上下方向へ昇降するよ
うになっている。更に、ウエハチャック28にはターゲ
ット板33が取り付けられており、その上方に配設され
た光学的撮像装置34、35及び静電容量センサ36に
よりターゲット板33及び所定のICチップTを検出
し、この検出信号に基づいてプローブカード5と半導体
ウエハW上のICチップの位置を演算するようになって
いる。そして、この演算結果に基づいてステージ27の
駆動機構が駆動制御されて半導体ウエハW上の検査すべ
きICチップをプローブカード5にアライメントするよ
うにしてある。
Further, the stage 27 has a driving mechanism (not shown) for driving the wafer chuck 28 in the horizontal direction, the vertical direction and the θ direction, and when the semiconductor wafer W is aligned, the stage 27 is driven by the driving mechanism. Three
The wafer chuck 28 moves in the X and Y directions on the Nos. 1 and 32, rotates in the θ direction, and further moves up and down. Further, a target plate 33 is attached to the wafer chuck 28, and the target plate 33 and a predetermined IC chip T are detected by the optical image pickup devices 34 and 35 and the capacitance sensor 36 arranged above the target plate 33, The positions of the probe card 5 and the IC chip on the semiconductor wafer W are calculated based on this detection signal. Then, the drive mechanism of the stage 27 is drive-controlled on the basis of this calculation result so that the IC chip to be inspected on the semiconductor wafer W is aligned with the probe card 5.

【0022】次に、動作について説明する。例えば15
0℃の温度下で半導体ウエハWの電気的検査を行なう場
合には、加熱装置29を作動させ半導体ウエハWを加熱
し、例えば150℃に温度設定し、その温度を維持す
る。次いで、ターゲット板33、光学的撮像装置34、
35及び静電容量センサ36などから得られた検出デー
タに基づいてステージ27が駆動して半導体ウエハWを
プローブカード5に対してアライメントする。
Next, the operation will be described. For example, 15
When the semiconductor wafer W is electrically inspected at a temperature of 0 ° C., the heating device 29 is operated to heat the semiconductor wafer W, and the temperature is set to 150 ° C., for example, and the temperature is maintained. Then, the target plate 33, the optical imaging device 34,
The stage 27 is driven based on the detection data obtained from the sensor 35 and the capacitance sensor 36, and the semiconductor wafer W is aligned with the probe card 5.

【0023】アライメント終了後、テストヘッド1を下
降させると共にプローブカード5を上昇させる。これに
よりパフォーマンスボード2下面の接続端子8が接続リ
ング4上面のポゴピン10と電気的に接続されると共
に、プローブカード5の接続端子18が接続リング4下
面のポゴピン11と電気的に接続される。その結果、テ
ストヘッド1のピンエレクトロニクス6とパフォーマン
スボード2の電子部品回路7が電気的に接続され、更に
これらは接続リング4のポゴピン10、11を介してプ
ローブカード5の接続端子18に電気的に接続され、ピ
ンエレクトロニクス6とプローブ針15とが導通可能な
状態になる。その後、ウエハチャック28を上昇させて
図5に示すように半導体ウエハW上のICチップTの各
電極Pにプローブ針15の針先を接触させ、更にウエハ
チャック28を所定量オーバードライブさせてプローブ
針15と電極パッドPとを導通可能な状態にする。
After the alignment is completed, the test head 1 is lowered and the probe card 5 is raised. As a result, the connection terminals 8 on the lower surface of the performance board 2 are electrically connected to the pogo pins 10 on the upper surface of the connection ring 4, and the connection terminals 18 of the probe card 5 are electrically connected to the pogo pins 11 on the lower surface of the connection ring 4. As a result, the pin electronics 6 of the test head 1 and the electronic component circuit 7 of the performance board 2 are electrically connected, and these are electrically connected to the connection terminal 18 of the probe card 5 via the pogo pins 10 and 11 of the connection ring 4. And the pin electronics 6 and the probe needle 15 are brought into a conductive state. Thereafter, the wafer chuck 28 is raised to bring the probe tips of the probe needles 15 into contact with the respective electrodes P of the IC chip T on the semiconductor wafer W, and the wafer chuck 28 is overdriven by a predetermined amount as shown in FIG. The needle 15 and the electrode pad P are brought into a conductive state.

【0024】この状態でテストヘッド1から所定の電気
信号を送信し、パフォーマンスボード2、接続リング4
及びプローブ針15及び電極パッドPを介してICチッ
プTに電気信号を入力すると、この入力信号に基づいた
出力信号がICチップTから接続リング4及びパフォー
マンスボード2の電子部品回路7を介してピンエレクト
ロニクス6に取り込まれ、ICチップTの電気的検査が
行なわれる。このようにウエハチャック28内の加熱装
置29により半導体ウエハWを例えば150℃に設定維
持した高温下でICチップTの電気的検査を行なうた
め、ICチップTについて信頼性の高い電気的検査を行
なうことができる。
In this state, a predetermined electric signal is transmitted from the test head 1, and the performance board 2 and the connection ring 4 are connected.
When an electric signal is input to the IC chip T via the probe needle 15 and the electrode pad P, an output signal based on this input signal is output from the IC chip T to the pin via the connection ring 4 and the electronic component circuit 7 of the performance board 2. It is taken into the electronics 6 and the IC chip T is electrically inspected. As described above, since the semiconductor wafer W is electrically inspected by the heating device 29 in the wafer chuck 28 at a high temperature of 150 ° C., the IC chip T is electrically inspected with high reliability. be able to.

【0025】また、本実施例のプローブカード5を用い
れば上述のように片側で2列、両側で4列の電極パッド
Pに接触するプローブ針151、152を有しているた
め、例えば図6の(a)で示すように4列のICチップ
Tにプローブ針151、152を同時に立てて検査する
ことができる。しかし、従来のプローブカードの場合に
は、例えば同図の(b)で示すように2列のICシップ
Tにしかプローブ針を立てることができず、本実施例と
比較して一度で半分の個数しか検査することができな
い。
If the probe card 5 of this embodiment is used, as described above, since it has the probe needles 151 and 152 that contact the electrode pads P in two rows on one side and four rows on both sides as described above, for example, FIG. As shown in (a), the probe needles 151 and 152 can be simultaneously stood on the IC chips T in four rows for inspection. However, in the case of the conventional probe card, for example, as shown in (b) of the same figure, the probe needles can be set only on the two rows of the IC ships T, which is half the size of the present embodiment at a time. Only the number can be inspected.

【0026】しかも、本実施例のプローブカード5では
上下の第1、第2支持部21、22それぞれから張り出
した第1、第2プローブ針151、152の遊端長
1、l2がそれぞれ同一長さ(l1=l2)に設定されて
いるため、検査時にプローブ針151、152の針先が
半導体ウエハWの電極パッドPに接触して、台座14に
より片持ちされた各プローブ針151、152が半導体
ウエハWから押圧力を受け、これにより電極パッドPに
針圧が作用しても、第1、第2支持部21、22から張
り出した上下の各プローブ針151、152の遊端長l
1、l2が互いに等しいため、上下の各プローブ針15
1、152の針先から電極パッドPに対して略同一の針
圧が作用し、しかも各プローブ針151、152間の変
形の差異を抑制し、安定した検査を行なうことができ
る。
Moreover, in the probe card 5 of the present embodiment, the free end lengths l 1 and l 2 of the first and second probe needles 151 and 152 protruding from the upper and lower first and second support portions 21 and 22, respectively. Since the lengths are set to the same length (l 1 = l 2 ), the probe tips of the probe needles 151 and 152 come into contact with the electrode pads P of the semiconductor wafer W during inspection, and the probe needles are cantilevered by the pedestal 14. Even if 151 and 152 receive a pressing force from the semiconductor wafer W, and stylus pressure acts on the electrode pad P due to the pressing force, the play of the upper and lower probe needles 151 and 152 protruding from the first and second support portions 21 and 22 is prevented. Edge length l
Since 1 and l 2 are equal to each other, the upper and lower probe needles 15
Substantially the same needle pressure acts on the electrode pad P from the needle tips of Nos. 1 and 152, moreover, the difference in deformation between the probe needles 151 and 152 is suppressed, and stable inspection can be performed.

【0027】一方、このような高温下で検査すると、プ
ローブカード5が半導体ウエハWに近接しているため、
検査時に加熱された半導体ウエハWからの放熱によりプ
ローブカード5が加熱され、昇温する。これにより、プ
リント基板12が熱膨張してプリント基板12が撓み、
これに反りが生じようとするが、本実施例では、プリン
ト基板12を支持体13により支持しているため、この
支持体13によってプリント基板12の反りを従来の1
/5〜1/3に抑制することができる。従って、従来の
プローブカードであれば、プリント基板が熱変形して撓
むと、安定するまでに2〜5分掛り、1枚の半導体ウエ
ハW毎に2〜5分のロスタイムがあったが、本実施例で
は常にプローブ針の針先の平坦度が維持されているた
め、このようなロスタイムがなく検査のスループットを
格段に高めることができる。
On the other hand, when the inspection is performed at such a high temperature, the probe card 5 is close to the semiconductor wafer W.
The probe card 5 is heated by the heat radiation from the semiconductor wafer W heated during the inspection, and the temperature is raised. As a result, the printed circuit board 12 thermally expands and the printed circuit board 12 bends,
Although warping tends to occur in this case, in the present embodiment, since the printed circuit board 12 is supported by the support body 13, the support body 13 prevents the warp of the printed circuit board 12 from the conventional one.
It can be suppressed to / 5 to 1/3. Therefore, in the case of the conventional probe card, when the printed circuit board is thermally deformed and bent, it takes 2 to 5 minutes to stabilize, and there is a loss time of 2 to 5 minutes for each semiconductor wafer W. In the embodiment, since the flatness of the tip of the probe needle is always maintained, there is no such loss time, and the inspection throughput can be remarkably increased.

【0028】また、支持体13には貫通孔19が設けら
れているため、貫通孔19を介して装置本体内の熱を外
部へ放熱し、この際にプローブ針15近傍で上昇気流を
作り、プローブ針15の昇温を抑制することができる。
また、台座14が熱伝導性に優れた支持体13に直付け
されているため、半導体ウエハWにより加熱された台座
14及びプローブ針15の熱を支持体13を介して速や
かに外部へ伝達して放熱し、プローブ針15の昇温を更
に抑制することができる。
Further, since the support 13 is provided with the through hole 19, the heat inside the apparatus main body is radiated to the outside through the through hole 19, and at this time, an ascending air current is generated in the vicinity of the probe needle 15, The temperature rise of the probe needle 15 can be suppressed.
Further, since the pedestal 14 is directly attached to the support 13 having excellent thermal conductivity, the heat of the pedestal 14 and the probe needle 15 heated by the semiconductor wafer W is quickly transmitted to the outside through the support 13. The temperature of the probe needle 15 can be further suppressed by radiating heat.

【0029】また、台座14外周とプリント基板12の
開口部17の縁部との間に隙間δがあって台座14がプ
リント基板12から独立しているため、プリント基板1
2の熱膨張の影響を台座14に及ぼすことがなく、プロ
ーブ針15の針先の初期の平坦度を維持できる。更に、
プローブ針15の基部近傍には湾曲部24、25が設け
られているため、プリント基板12の熱膨張により押し
付けられたりしても湾曲部24、25でこの時の力を吸
収することができる。
Since there is a gap δ between the outer periphery of the pedestal 14 and the edge of the opening 17 of the printed circuit board 12, the pedestal 14 is independent of the printed circuit board 12, so that the printed circuit board 1
It is possible to maintain the initial flatness of the probe tip of the probe needle 15 without affecting the pedestal 14 due to the thermal expansion of No. 2. Furthermore,
Since the curved portions 24 and 25 are provided in the vicinity of the base portion of the probe needle 15, even if the curved portions 24 and 25 are pressed by the thermal expansion of the printed circuit board 12, the force at this time can be absorbed.

【0030】以上説明したように本実施例によれば、上
下の第1、第2支持部21、22から張り出した第1、
第2プローブ針151、152の遊端長l1、l2がそれ
ぞれ同一長さ(l1=l2)に設定されているため、検査
時にプローブ針151、152の針先が半導体ウエハW
の電極パッドPに接触して、台座14により片持ちされ
た各プローブ針151、152が半導体ウエハWから押
圧力を受け、これにより電極パッドPに針圧が作用して
も、上下の各プローブ針151、152の針先から電極
パッドPに対して略同一の針圧が作用し、各プローブ針
151、152間の変形の差異を抑制し、安定した検査
を行なうことができる。
As described above, according to this embodiment, the first and second supporting portions 21 and 22 which are located above and below the first and second supporting portions 21 and 22, respectively, project.
Since the free end lengths l 1 and l 2 of the second probe needles 151 and 152 are set to the same length (l 1 = l 2 ), the probe tips of the probe needles 151 and 152 are set to the semiconductor wafer W during inspection.
Even if the probe needles 151 and 152 cantilevered by the pedestal 14 are pressed from the semiconductor wafer W by contact with the electrode pad P of the above, and the needle pressure acts on the electrode pad P by this, Substantially the same stylus pressure acts on the electrode pad P from the stylus tip of the stylus 151, 152, the difference in deformation between the probe stylus 151, 152 is suppressed, and stable inspection can be performed.

【0031】尚、上記実施例では、プローブ針を片側で
2列の針先を有するプローブカードについて説明した
が、本発明は3列以上のプローブ針を片持ち支持するも
のについても適用することができる。また、上記実施例
ではプリント基板に矩形状の開口部を設ける場合につい
て説明したが、開口部はその形状が矩形状に制限される
ものではない。
In the above embodiment, the probe card has the probe needle having two rows of needle tips on one side, but the present invention can be applied to a probe card that cantileverly supports three or more rows of probe needles. it can. Further, in the above embodiment, the case where the rectangular opening is provided on the printed circuit board has been described, but the shape of the opening is not limited to the rectangular shape.

【0032】[0032]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、台
座の下面にプローブ針を上下の複数箇所で支持する複数
段の支持部を設けると共に上下複数段の各支持部を各プ
ローブ針の張り出し方向で相前後するように複数列に配
列し、複数列の各支持部から張り出したプローブ針の遊
端長をそれぞれ同一に設定したため、片側から2列以上
張り出したプローブ針の針圧が一定で、しかも列間にお
けるプローブ針の変形の差異を抑制できるプローブカー
ドを提供することができる。
As described above, according to the present invention, a plurality of stages of supporting portions for supporting the probe needles at a plurality of upper and lower positions are provided on the lower surface of the pedestal, and the supporting portions of the upper and lower stages are provided for each probe needle. The needle pressure of the probe needles protruding from two or more rows from one side is constant because the probe needles protruding from each supporting portion of the plurality of rows are set to have the same free end length by arranging them in a row so as to be adjacent to each other in the protruding direction. Moreover, it is possible to provide a probe card that can suppress the difference in deformation of the probe needles between rows.

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

【図1】本発明のプローブカードの一実施例を適用した
プローブ装置の要部を示す構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram showing a main part of a probe device to which an embodiment of a probe card of the present invention is applied.

【図2】図1に示す本実施例のプローブカードの上面を
示す平面図である。
FIG. 2 is a plan view showing an upper surface of the probe card of the present embodiment shown in FIG.

【図3】図2のIII−III方向の断面図である。3 is a sectional view taken along the line III-III in FIG.

【図4】図2のIV−IV方向の断面図である。FIG. 4 is a sectional view taken along line IV-IV in FIG.

【図5】図3に示すプローブカードの要部を拡大して示
す断面図である。
5 is a cross-sectional view showing an enlarged main part of the probe card shown in FIG.

【図6】プローブカードにより一度で検査できるICチ
ップの配列を示す平面図で、同図(a)は図2に示すプ
ローブカードにより検査する場合のICチップの配列を
示す図、同図(b)は従来のプローブカードにより検査
する場合のICチップの配列を示す図である。
6 is a plan view showing an arrangement of IC chips that can be inspected at once by a probe card, and FIG. 6A is a diagram showing an arrangement of IC chips when inspecting by the probe card shown in FIG. 2; 8] is a diagram showing an arrangement of IC chips in the case of inspecting with a conventional probe card.

【符号の説明】 5 プローブカード 12 プリント基板 14 台座 15 プローブ針 16 プリント配線 151 プローブ針 152 プローブ針 W 半導体ウエハ(被検査体) T ICチップ P 電極パッド l1 第1プローブ針の張り出し長さ(遊端長) l2 第2プローブ針の張り出し長さ(遊端長)[Explanation of Codes] 5 Probe Card 12 Printed Circuit Board 14 Pedestal 15 Probe Needle 16 Printed Wiring 151 Probe Needle 152 Probe Needle W Semiconductor Wafer (Inspection Object) T IC Chip P Electrode Pad l 1 Overhanging Length of 1st Probe Needle ( Free end length) l 2 Overhanging length of the second probe needle (free end length)

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 プリント基板の配線に接続された複数の
プローブ針と、これらのプローブ針をそれぞれ片持ちす
る台座とを備え、上記各プローブ針を被検査体の所定の
電極に接触させて所定の電気的検査を行なうプローブカ
ードにおいて、上記台座の下面に上記各プローブ針を上
下の複数箇所で支持する複数段の支持部を設けると共に
上下複数段の各支持部を上記各プローブ針の張り出し方
向で相前後するように複数列に配列し、複数列の各支持
部から張り出したプローブ針の遊端長をそれぞれ同一に
設定したことを特徴とするプローブカード。
1. A plurality of probe needles connected to wiring of a printed circuit board, and a pedestal that cantilevers each of these probe needles. The probe needles are brought into contact with a predetermined electrode of an object to be inspected to a predetermined position. In the probe card for performing the electrical inspection of the above, a plurality of stages of supporting portions for supporting the probe needles at a plurality of upper and lower positions are provided on the lower surface of the pedestal, and the supporting portions of the plurality of upper and lower stages are provided in the protruding direction of the probe needles. The probe card is characterized in that the probe needles are arranged in a plurality of rows so as to be adjacent to each other, and the free end lengths of the probe needles protruding from the respective support portions of the plurality of rows are set to be the same.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5926028A (en) * 1996-05-17 1999-07-20 Tokyo Electron Limited Probe card having separated upper and lower probe needle groups
JP2003503712A (en) * 1999-06-28 2003-01-28 テラダイン・インコーポレーテッド Semiconductor parallel tester
KR100386680B1 (en) * 2001-03-30 2003-06-02 한무웅 Probe Card mounted auxiliary plate having a needle fixing means and manufacturing method the same

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