JPH0778853A - 加圧リミッタ付きプローブカード - Google Patents

加圧リミッタ付きプローブカード

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Publication number
JPH0778853A
JPH0778853A JP22408093A JP22408093A JPH0778853A JP H0778853 A JPH0778853 A JP H0778853A JP 22408093 A JP22408093 A JP 22408093A JP 22408093 A JP22408093 A JP 22408093A JP H0778853 A JPH0778853 A JP H0778853A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
needle
probe card
contact
metal
pressure limiter
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP22408093A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoshiichi Inoue
芳一 井上
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.)
Toshiba Corp
Toshiba Electronic Device Solutions Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Toshiba Microelectronics Corp
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Publication date
Application filed by Toshiba Corp, Toshiba Microelectronics Corp filed Critical Toshiba Corp
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Publication of JPH0778853A publication Critical patent/JPH0778853A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 プローブカードのニードルに適当な加圧力を
容易に設定できる新規なプローブカードを提供するする
点。 【構成】 金属製ニードルに接触する他の金属製ニード
ルの外に、これから上側垂直方向300μm乃至400
μm程度の位置に更に他の金属製ニードルを配置する方
式を採って加圧リミッタとして機能させと共に更に両金
属製ニードルをスイッチとする電気回路を設けて加圧リ
ミッタの限度にする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は半導体素子の特性試験に
利用するプローブカードの改良に係わる。
【0002】
【従来の技術】半導体素子の電気的特性の試験には、い
わゆるプローバとその接触手として機能するプローブカ
ードを利用するのが一般的であり、半導体ウエーハとプ
ローバの接触状況を図1、2により説明し、そしてイメ
ージセンサー方式を図3乃至図7により説明する。
【0003】図1に明らかにするプローバ1の要部断面
図により構造を説明すると、板状の半導体ウエーハ2は
ステージ即ちウエーハチヤック3に固定し、これに対応
してプローブカード4を配置する。プローブカード4を
取付けるプローバヘッド1には顕微鏡5を設置し、目視
6による観察が可能にするべく中央部分に窓7を設置す
る。
【0004】テスターヘッド1を取付けるプローバの一
部8にはプローブカード4を固定し、プローバの一部8
ならびにプローブカード4にも窓7に連続して同じく窓
9を設置して目視6による観察を可能にする。なおプロ
ーブカード4には金属製ニードル10を取付けて板状の
半導体ウエーハ2と接触させる。
【0005】板状の半導体ウエーハ2には公知のパッド
11(図6と図7参照)を形成し、ここに金属製ニード
ル10を接触して(図2参照)特性を測定する。
【0006】測定に際してはウエーハチヤック3を移動
して板状の半導体ウエーハ2とニードルを衝き合せる
が、X軸方向の移動量は顕微鏡5に写った像を目視6に
より観察して測定する。またY軸方向はウエーハチヤッ
ク3を上昇させて板状の半導体ウエーハ2に接触した金
属製ニードル10先端の曲り歪みを顕微鏡5に写しこれ
を目視により検出する。更に両者が接触し始め位置を探
し、その位置即ち高さから金属製ニードル10の加圧を
得るためにある寸法だけ余分にウエーハチヤック3を更
に上昇(今後オーバドライブと記載する)する。
【0007】次ぎにイメージセンサー方式にあっては互
いに接触する金属製の主ニードル10と補助ニードル1
2(図3と図5参照)を利用し、両者が接触するか接触
しないかによりスイッチとして動作するのが特徴的であ
る。図5に示すように補助ニードル12の先端部分を折
曲げることにより両者を接触させ主ニードル10の上側
に配置する。即ちウエーハチヤック3が上昇して板状の
半導体ウエーハ2上面で主ニードル10と補助ニードル
12が非接触状態となってスイッチがオフになる。
【0008】この金属製の主ニードル10と補助ニード
ル12はLED などと共に電気回路を構成しており、両金
属製のニードル10、12の接触及び非接触によりLED
の点滅を行う。従ってLED の点灯に伴い板状の半導体ウ
エーハ2に対する主ニードル10の接触位置を探し出し
てからオーバドライブを設定する。なお図4は図3に記
載する点線の円を拡大した図である。
【0009】図4に示す支持部13は金属製ニードル1
0、12の角度を調整する役割を担っている。図5は金
属製の主ニードル10と補助ニードル12がパッド11
に接触しない状態を現しており、図6にパッド11に金
属製ニードル10、12が接触しない状態を、図7が逆
にパッド11に金属製ニードル10、12が接触する状
態を明らかにする。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】顕微鏡を利用した目視
による針合せではZ軸方向(高さ方向)の位置出しは、
ニードルの曲り歪みによる接触位置を図1に示すように
プローブカードや半導体素子の上方向から探すために勘
に頼る部分が多くて合せ精度が良くない。またプローブ
カードの各ニードルと半導体ウエーハの接触状態を知る
のに電気的な導通を確認するが、ニードルに曲りがある
と電気的な導通が得られない。従ってウエーハチヤック
を上昇させ過ぎて、他の曲りのないニードルも曲げてし
まいプローブカードとしての機能が失われ致命的な不良
カードになる。
【0011】もう一方のエッジセンサー方式においては
図3に明らかなように、半導体ウエーハを設置したウエ
ーハチヤックを上昇し過ぎても、回路が点灯したままに
なり、他のニードルを曲げてしまって致命的な不良が生
ずる恐れがある。
【0012】本発明はこのような事情により成されても
ので、特にプローブカードのニードルに適当な加圧力
(オーバドライブ)を容易に設定できる新規なプローブ
カードを提供する。
【0013】
【課題を解決するための手段】板状のプローブカード
と,前記板状のプローブカードの中央部分を占める窓
と,前記板状のプローブカードに固定し前記窓の中心方
向に向う複数の金属製ニードルと,前記金属製ニードル
の特定の先端から垂直方向に向て取付ける接触手と,前
記接触手のある金属製ニードルに接触する他の金属製ニ
ードルと,これより離れて上方に位置する更に他の金属
製ニードルと,前記他の金属製ニードルならびに更に他
の金属製ニードルをスイッチとする回路とに本発明に係
わる加圧リミッタ付きプローブカードの特徴がある。
【0014】
【作用】本発明に係わる加圧リミッタ付きプローブカー
ドにあっては、ニードル先端と半導体ウエーハの高さ
(Z軸)を容易に設定できるように、高さの上限と下限
用のニードルを夫々設けると共に電気的な接点として機
能させるために回路を形成して加圧リミッタの限度表示
を可能にした。
【0015】
【実施例】本発明に係わる実施例を図8乃至図13を参
照して説明する。即ち本発明の加圧リミッタ付きプロー
ブカードの特徴は、金属製ニードルに接触する他の金属
製ニードルの外に、これから上側垂直方向300μm乃
至400μm程度の位置に更に他の金属製ニードルを配
置する方式を採って加圧リミッタとして機能させと共
に、更に両金属製ニードルをスイッチとする電気回路を
設けて加圧リミッタの限度にする。
【0016】具体的な構造を図8乃至図13により説明
する。プローブカード20には複数のニードル即ち金属
製ニードル21、他の金属製ニードル22ならびに更に
他の金属製ニードル23を設置する。これらのニードル
は接触するパッド(後述する)材質との接触抵抗が少い
材質として一般的にWを利用し、この外にBe−Cu系
合金やPd系材料も利用する。パッドの材質もAl、A
l−Si、Al−Si−Cuなどの半導体素子の配線材
料に対応して選択する。プローブカード20はほぼ円盤
状本体の中心部分に窓24が設けられており、本体には
電気的な回路を組込み、金属製ニードルと電気的に接続
する方式が通常である。
【0017】金属製ニードル21乃至23はプローブカ
ード20の一面即ち半導体ウエーハ25に対面する一面
に固定すると共に前記電気的な回路と電気的に接続する
が、測定用の金属製ニードル21先端には、垂直方向に
突出した金属製接触子26を付設する。金属製ニードル
21は被測定半導体ウエーハ24に衝き合せるのに好適
な角度調整が必要なために支持体27をプローブカード
20に付設する。
【0018】ウエーハチヤック28に固定する半導体ウ
エーハ24には常法により能動素子または受動素子が形
成されており、これは電極や配線(図示せず)を介して
電気的に接続するパッド29を形成し、これを通じて半
導体素子の特性を試験する。図9は図8に記載した円形
部分を拡大した図面であり、パッドの位置が半導体素子
の中央部分に記載されているが、本来は端部に設置する
のが普通である。
【0019】図9には金属製ニードル21と更に他の金
属製ニードル23間のギヤップAを表示した。これは前
記のように300μm乃至400μmの距離であり、他
の金属製ニードル22が加圧リミッタの下限、更に他の
金属製ニードル23が加圧リミッタの上限として機能す
る。
【0020】このために金属製ニードル21に接触する
他の金属製ニードル22と更に他の金属製ニードル23
をスイッチとする電気回路30を構成して、半導体ウエ
ーハ24を固定するウエーハチヤック28が垂直方向に
移動した際の上限下限として動作させる。従って加圧リ
ミッタが構成される。
【0021】図10は金属製ニードル21と他の金属製
ニードル22のつ接触状態を表す上面図であり、図11
乃至図13は電気回路の動作状態を明らかにする図であ
る。半導体ウエーハの特性を試験するには、金属製ニー
ドル21の接触手26と半導体ウエーハ25のパッド2
9を接触し後述する加圧リミッタの効果を発揮する。
【0022】図11は金属製ニードル21の高さ即ちZ
軸の位置出し前の状態であり、金属製ニードル21と他
の金属製ニードル22は接触し、回路30の一部を構成
するLED が青を表示する。そして図12はウエーハチヤ
ック28が垂直方向に上昇するために金属製ニードル2
1の接触手26と半導体ウエーハ25のパッド29が接
触押上げられると共に、加圧リミッタの下限端子として
機能する他の金属製ニードル22は金属製ニードル21
と離れる。ここで回路30が動作して黄色のLED を表示
する。図13は、ウエーハチヤック28が垂直方向に更
に上昇して金属製ニードル21が更に他の金属製ニード
ル23に接触すると、回路30が動作して赤色のLED を
表示すると共にアラーム信号を発生してウエーハチヤッ
ク28の上昇を停止する。
【0023】即ちギヤップAは接触子26の加圧力の限
度を表しており、金属製ニードル21、他の金属製ニー
ドル22ならびに更に他の金属製ニードル23に無理な
荷重が加えないようにする。
【0024】本実施例はプローバ装置用のプローブカー
ドについて説明したが、いわゆるタブ用プローブカード
(フイルムコンタクト)などにも応用可能なことを付記
する。
【0025】また3本の金属製ニードルから成る複数組
をリミッタとしてプローブカードに設置し、電気的に並
列回路を形成して信頼性のある加圧リミッタ付きプロー
ブカードを形成することも可能である。
【0026】
【発明の効果】本発明に係わる加圧リミッタ付きプロー
ブカードにおいてはプローバ装置に直結する金属製ニー
ドルに無理な加圧力を加えないので、高価なプローブカ
ードを破損させる頻度が極めて小さくなる。しかも金属
製ニードルの高さ調節はLED 表示とアラーム信号発生な
どの電気回路によりウエーハチヤックを自動的に停止す
る方式を採用する。従ってマニュアル動作による勘に頼
る部分が多い作業を容易な作業に改善する。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来のプローバ装置の概略を示す断面図であ
る。
【図2】図1の一部を拡大した平面図である。
【図3】図1の要部を拡大した断面図である。
【図4】図3のニードル部分を拡大した図である。
【図5】図4の主及び補助ニードルを拡大した上面図で
ある。
【図6】図4の主ニードルがパッドから離れた状態を示
す図である。
【図7】図4の主ニードルがパッドに接触する状態を示
す図である。
【図8】本発明の加圧リミッタ付きプローブカードの要
部を示す断面図である。
【図9】図8の一部を拡大した断面図である。
【図10】金属製のニードルと更に他の金属製のニード
ルの関係を明らかにする図である。
【図11】本発明の加圧リミッタ付きプローブカードに
付設する回路において、パッドに金属製のニードルが接
触しない場合の動作状態を示す図である。
【図12】本発明の加圧リミッタ付きプローブカードに
付設する回路において、パッドに金属製のニードルが接
触した場合の動作状態を示す図である。
【図13】本発明の加圧リミッタ付きプローブカードに
付設する回路において、パッドから金属製のニードルが
上昇して更に他の金属製のニードルに接触した場合の回
路の動作状態を示す図である。
【符号の説明】
1:テスターヘッド、 2、25:半導体ウエーハ、 3、28:ウエーハチヤック、 4、20:プローブカード、 5:顕微鏡、 7、9、24:窓、 10、12:ニードル、 21:金属製のニードル、 22:他の金属製のニードル、 23:更に他の金属製のニードル、 27:支持体、 29:パッド。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 板状のプローブカードと,前記板状のプ
    ローブカードの中央部分を占める窓と,前記板状のプロ
    ーブカードに固定し前記窓の中心方向に向う複数の金属
    製ニードルと,前記金属製ニードルの特定の先端から垂
    直方向に向て取付ける接触手と,前記接触手のある金属
    製ニードルに接触する他の金属製ニードルと,これより
    離れて上方に位置する更に他の金属製ニードルと,前記
    他の金属製ニードルならびに更に他の金属製ニードルを
    スイッチとする回路とを具備することを特徴とする加圧
    リミッタ付きプローブカード。
JP22408093A 1993-09-09 1993-09-09 加圧リミッタ付きプローブカード Withdrawn JPH0778853A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP22408093A JPH0778853A (ja) 1993-09-09 1993-09-09 加圧リミッタ付きプローブカード

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JP22408093A JPH0778853A (ja) 1993-09-09 1993-09-09 加圧リミッタ付きプローブカード

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0778853A true JPH0778853A (ja) 1995-03-20

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ID=16808251

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP22408093A Withdrawn JPH0778853A (ja) 1993-09-09 1993-09-09 加圧リミッタ付きプローブカード

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JP (1) JPH0778853A (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002228686A (ja) * 2001-01-31 2002-08-14 Mitsubishi Materials Corp 破損防止機能を有するコンタクトプローブ及びプローブ装置
US7256591B2 (en) 2001-11-29 2007-08-14 Fujitsu Limited Probe card, having cantilever-type probe and method
JP2010249718A (ja) * 2009-04-17 2010-11-04 Micronics Japan Co Ltd Ledの試験に用いる光検出装置
JP2013224876A (ja) * 2012-04-23 2013-10-31 Fujitsu Semiconductor Ltd 半導体試験装置、プローブカード及び半導体試験方法

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Effective date: 20001128