JPH09321100A - プローブユニットおよび検査用ヘッド - Google Patents

プローブユニットおよび検査用ヘッド

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JPH09321100A
JPH09321100A JP8151847A JP15184796A JPH09321100A JP H09321100 A JPH09321100 A JP H09321100A JP 8151847 A JP8151847 A JP 8151847A JP 15184796 A JP15184796 A JP 15184796A JP H09321100 A JPH09321100 A JP H09321100A
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probe needles
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陽一 浦川
Yoshito Yokoyama
義人 横山
Masatoshi Hinai
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 信号用プローブ針と電力用プローブ針との間
の電気的干渉を防止することにある。 【解決手段】 プローブユニットは、平板状の被検査体
の表面に沿う第１の方向へ伸びる縁部を有る支持体と、
前記縁部に配置されかつ前記第１の方向および前記被検
査体の表面と直角の第２の方向の両方向に交差する第３
の方向へ伸びる複数のプローブ針とを含む。前記複数の
プローブ針は、前記第２の方向に間隔をおいた軸線を有
する少なくとも第１および第２のグループに分けて配置
されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体ウエハのよ
うな平板状の被検査体の電気的特性の検査に用いるプロ
ーブユニットおよびそれを用いた検査用ヘッドに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】半導体ウエハに形成された集積回路への
通電試験は、一般に、プローブカード、プローブボード
等と称されている検査用ヘッドを用いて行われる。従来
の多くの検査用ヘッドは、複数のプローブ針を円板状の
支持台に放射状に配置しているにすぎないから、半導体
ウエハ上のいくつかのチップを同時に検査することがで
きるにすぎず、したがって多数の集積回路チップが形成
された１つの半導体ウエハの検査に多大の時間を要す
る、という課題を有する。
【０００３】上記課題を解決する検査用ヘッドの１つと
して、水平方向へ伸びる平板状の支持体の下端縁部に複
数のプローブ針を配置した複数のプローブユニットを用
いた検査用ヘッドが提案されている（特開平７−２０１
９３５号公報）。しかし、この検査用ヘッドでは、各プ
ローブユニットが全てのプローブ針を支持体の下端縁部
に一層に配置しているにすぎないから、隣り合うプロー
ブ針間、特に信号用プローブ針と電力用プローブ針との
間で電気的干渉が生じる。そのような電気的干渉は、検
査の弊害となる大きな雑音を信号用ライン、特に信号用
プローブ針に導入する。
【０００４】
【解決しようとする課題】本発明の目的は、信号用プロ
ーブ針と電力用プローブ針との間の電気的干渉を防止す
ることにある。
【０００５】
【解決手段、作用、効果】本発明のプローブユニット
は、平板状の被検査体の表面に沿う第１の方向へ伸びる
縁部を有る支持体と、前記縁部に配置されかつ前記第１
の方向および前記被検査体の表面と直角の第２の方向の
両方向に交差する第３の方向へ伸びる複数のプローブ針
とを含む。前記複数のプローブ針は、前記第２の方向に
間隔をおいた軸線を有する少なくとも第１および第２の
グループに分けて配置されている。
【０００６】第１および第２のグループのいずれか一方
のプローブ針は信号用として用いられ、第１および第２
のグループのいずれか他方のプローブ針は電力用として
用いられる。このように、信号用グループのプローブ針
と電力用グループのプローブ針とを被検査体に対し直角
の方向に間隔をおいて配置すると、信号用プローブ針と
電力用プローブ針とを第２の方向における同じ位置に配
置した場合に比べ、信号用プローブ針と電力用プローブ
針との間の電気的干渉が著しく小さくなり、電気的干渉
による弊害も著しく小さくなる。
【０００７】本発明によれば、複数のプローブ針を被検
査体に対し直角の方向に間隔をおいた軸線を有する少な
くとも第１および第２のグループに分けて配置したか
ら、信号用プローブ針と電力用プローブ針との間の電気
的干渉が小さくなる。
【０００８】さらに、前記第１および第２のグループの
間に形成された導電性層を含み、前記第２のグループの
プローブ針は前記第１のグループのプローブ針より前記
被検査体の側に配置されていることが好ましい。導電性
層は、検査のための基準電位、たとえばアースに接続さ
れる。これにより、両グループ間の電気的干渉が導電層
により防止されるから、両グループのプローブ針間の電
気的干渉がより確実に防止される。
【０００９】さらに、前記第２のグループのプローブ針
より前記被検査体の側に形成された第２の導電性層を含
むことが好ましい。第２の導電性層は、検査のための基
準電位、たとえばアースに接続される。これにより、被
検査体と第２のグループのプローブ針との間の電気的干
渉が防止される。
【００１０】さらに、前記第１のグループのプローブ針
に電気的に接続された複数のリード部を有する可撓性の
１以上のフラットケーブルと、前記第２のグループのプ
ローブ針に電気的に接続された複数のリード部を有する
配線基板とを含むことが好ましい。これにより、フラッ
トケーブルを湾曲させた状態に検査装置に組み付けるこ
とができるから、第２の方向におけるプローブユニット
の寸法が大きくなることを防止することができる。ま
た、フラットケーブルのリード部と配線基板のリード部
との間、すなわち信号用ラインと電源用ラインとの間の
電気的干渉が防止される。
【００１１】さらに、前記配線基板に配置された１以上
のコンデンサであって前記第２のグループの複数のプロ
ーブに電気的に接続された１以上のコンデンサを含むこ
とが好ましい。これにより、電源ラインに起因する信号
ラインへの雑音の混入が防止される。また、コンデンサ
をフラットケーブルに支持させた場合に比べ、コンデン
サが配線基板から外れにくい。
【００１２】本発明の検査用ヘッドは、貫通穴を有する
板状の支持台と、上記した１以上のプローブユニットで
あって前記プローブ針が前記支持台の一方の面から突出
した状態に前記支持台に配置された１以上のプローブユ
ニットとを含む。
【００１３】検査用ヘッドの好ましい実施例において
は、複数の前記プローブユニットが前記支持台に並列的
に配置されている。前記支持台は、さらに、テスタに電
気的に接続される複数の第１の電極と、可撓性を有する
フラットケーブルにより前記第１のグループのプローブ
針に電気的に接続される複数の第２の電極と、配線基板
により前記第２のグループのプローブ針に電気的に接続
される複数の第３の電極とを有する。
【００１４】プローブユニットの好ましい実施例におい
ては、各グループのプローブ針は前記第１の方向へ間隔
をおいている。また、支持体は、第１の方向へ伸びる板
の形状を有する。さらに、前記フラットケーブルは、前
記支持体と前記配線基板との間を伸びる。
【００１５】
【発明の実施の形態】図１〜図３を参照するに、検査用
ヘッド１０は、半導体ウエハのように多数の電極すなわ
ち端子を微小ピッチで配置した平板状の被検査体の通電
試験に用いられる。
【００１６】検査用ヘッド１０は、円板状の支持台１２
と、該支持台に組み付けられた取付枠１４と、該取付枠
に並列的に組み付けられた複数のプローブユニット１６
と、各プローブユニット１６から伸びる可撓性の複数の
フラットケーブル１８と、プローブユニット１６から伸
びる複数の配線基板２０とを含む。検査用ヘッド１０
は、支持台１２の厚さ方向が上下方向となるように、図
示しない検査装置に取り付けられる。なお、図１は、フ
ラットケーブル１８を除去した状態で示す。
【００１７】支持台１２は、左右方向に長い長方形の貫
通穴２２を中央部に有し、外部のテスタに電気的に接続
される複数の第１の電極すなわちテスターランド２４を
外周部に有し、フラットケーブル１８を接続する複数の
第２の電極すなわちコネクタ２６を前後方向の中間部に
有し、配線基板２０に電気的に接続される複数の第３の
電極すなわち電源ランド２８を左右方向の中間部に有す
る。支持台１２は、印刷配線技術により製作することが
できる。
【００１８】取付枠１４は、貫通穴２２に嵌合されてお
り、また複数のねじ部材または接着材により支持台１２
に変位不能に取り付けられている。各プローブユニット
１６は、細長い平板状の形状を有しており、また複数の
ねじ部材（図示せず）により取付枠１４に取り外し可能
に取り付けられている。フラットケーブル１８および配
線基板２０は、プローブユニット１６の１部材としてプ
ローブユニット１６に設けられている。
【００１９】各フラットケーブル１８は、印刷配線技術
により形成された導電性の複数のリード部を有する可撓
性の帯状配線回路板であり、また支持台１２のコネクタ
２６に結合されるコネクタ３０を一端部に有する。各フ
ラットケーブル１８のリード部は、信号ラインの一部と
して作用する。図示の例では、各プローブユニット１６
に複数のフラットケーブル１８が設けられている。
【００２０】各配線基板２０は、印刷配線技術により形
成された導電性の複数のリード部を有するＴ字状の印刷
配線回路基板であり、また図４に示すように、上部の各
端部に複数のランド３２を有する。各配線基板２０の各
リード部は、ランド３２に電気的に接続されている。図
示の例では、１つのプローブユニット１６に１つの配線
基板２０が設けられている。
【００２１】各配線基板２０の各ランド３２は、図２に
示す導線３４により支持台１２の電源ランド２８に接続
される。支持台１２の電源ランド２８のうち、１以上の
ランド２８はアースに接続され、残りのランド２８は電
源特に正または負の電位を有する端子に接続される。こ
のため、各配線基板２０のリード部のうち、１以上のリ
ード部はアースラインの一部として作用し、残りのリー
ド部は電源用ラインすなわち電力供給用ラインの一部と
して作用する。
【００２２】図４〜図７を参照するに、各プローブユニ
ット１６は、細長い直方体の形状を有する支持体３６
と、該支持体の下端部にその長手方向へ間隔をおいて配
置された複数の第１のプローブ針３８と、支持体の下端
部にあってプローブ針３８より下方に配置された複数の
第２のプローブ針４０と、配線基板２０に配置された複
数のコンデンサ４２とを含む。
【００２３】支持体３６は、断面形状がほぼ長方形の板
の形を有しており、また各端面の上端部から長手方向へ
突出する板状の取付部４４を有する。支持体３６は、取
付部４４に形成された穴４６に通されるねじ部材によ
り、図１〜図３に示す取付枠１４に取り付けられ。配線
基板３６は、支持体３６に支持されている。
【００２４】第１のプローブ針３８は、互いに平行に伸
びるように、合成樹脂、接着剤等の電気的絶縁材料から
なる装着手段４８により支持体３６の下面に取り付けら
れている。第２のプローブ針４０は、互いに平行に伸び
るように、合成樹脂、接着剤等の電気的絶縁材料からな
る装着手段５０により装着手段４８の下面に取り付けら
れている。このため、第１および第２のプローブ針３８
および４０は、支持体３６の下端縁に上下方向へ間隔を
おいた２層構造に配置されている。
【００２５】第１および第２の装着手段４８および５０
の間、すなわち第１および第２のプローブ針３８および
４０の間には、第１の導電層５２が形成されている。装
着手段５０の下面には、第２の導電層５４が形成されて
いる。第１および第２の導電層５２，５４は、銅のよう
な金属製のシートまたはフィルムもしくは膜で形成する
ことができる。
【００２６】図７に示す間隔Ｘ1 ，Ｘ2 ，Ｘ3 およびＸ
4 は、テスタに対する最適なインピーダンス、たとえば
５０Ωとなるように、適宜な値に決定される。プローブ
ユニット１６は、プローブ針３０，４０の最先端の位置
が同じ平面上に位置するように、製作されている。
【００２７】第１および第２のプローブ針３８，４０の
先端側は、半導体ウエハの電極への接触を容易にするよ
うに、下方に曲げられている。第１のプローブ針３８の
後端は、フラットケーブル１８のリード部に半田付け等
により電気的に接続されている。第２のプローブ針４０
は、配線基板２０のリード部に半田付け等により電気的
に接続されている。
【００２８】コンデンサ４２は、配線基板２０のリード
部に半田付け等により電気的に接続されている。このた
め、コンデンサ４２をフラットケーブルに半田付け等に
より支持させた場合に比べ、コンデンサ４２が外れにく
い。
【００２９】プローブユニット１６は、フラットケーブ
ル１８、配線基板２０および支持体３６が取付枠１４を
上下方向に貫通し、プローブ針３８，４０が下方となる
状態に取付枠１４に並列的に配置され、支持体３６にお
いてねじ止めされる。配線基板２０も、取付枠１４にね
じ止めされる。取付枠１４は、複数のプローブユニット
１６を取り付けた状態で、プローブ針３８，４０が下方
となるように支持台１２に組み付けられる。
【００３０】第１のプローブ針３８はフラットケーブル
１８によりコネクタ２６に接続されて信号用として用い
られ、第２のプローブ針４０は配線基板２０および導線
３４により電源ランド２８に接続されて電力用として用
いられる。第１および第２の導電層５２および５４と支
持体３６とは、図示しない導線によりアースに接続され
る。第１および第２の導電層５２および５４を配線基板
２０または導線によりアース電位の電源ランド２８に接
続してもよい。
【００３１】フラットケーブル１８は、配線基板２０と
支持体３６との間を伸びる。これにより、フラットケー
ブル１８のリード部と配線基板２０のリード部との間、
すなわち信号用ラインと電源用ラインとの間の電気的干
渉が防止される。
【００３２】各フラットケーブル１８は、図３に示すよ
うに、上部を湾曲した状態にコネクタ３０をコネクタ２
６に接続される。これにより、被検査体と直角の方向に
おけるプローブユニット１６の寸法が大きくなることを
防止することができる。
【００３３】上記のように信号用プローブ針３８のグル
ープと電力用プローブ針４０のグループとを被検査体に
対し直角の方向（上下方向）に間隔をおいて配置する
と、信号用プローブ針３０のグループと電力用プローブ
針４０のグループとを上下方向における同じ位置に配置
した場合に比べ、信号用プローブ針３８と電力用プロー
ブ針４０との間の電気的干渉が著しく小さくなり、電気
的干渉による弊害も著しく小さくなる。
【００３４】信号用プローブ針３８と電力用プローブ針
４０との間の導電性層５２を検査のための基準電位たと
えばアースに接続すれば、信号用プローブ針３８と電力
用プローブ針４０との間の電気的干渉が導電層５２によ
り防止され、両プローブ針３８，４０間の電気的干渉が
より確実に防止される。同様に、導電性層５４を検査の
ための基準電位たとえばアースに接続すれば、被検査体
とプローブ針４０との間の電気的干渉が防止される。
【００３５】半導体ウエハのような平板状の被検査体の
通電試験をするとき、検査用ヘッド１０は、各プローブ
針３８，４０が被検査体の端子に接触するように、被検
査体に押圧される。プローブ針３８，４０が被検査体の
端子に押圧されると、プローブ針３８，４０は弾性変形
する。各コンデンサ４２は、電源ラインに起因する信号
ラインへの雑音の混入が防止される。
【００３６】本発明は、上記実施例に限定されない。た
とえば、フラットケーブル１８を半導体ウエハに形成さ
れたＩＣチップ毎に設けてもよい。また、１つの半導体
ウエハに形成された一列のＩＣチップを１つのプローブ
ユニット１６で一回に検査するように、多数のプローブ
針を１つのプローブユニット１６に配置してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のプローブユニットを用いた検査用ヘッ
ドの一実施例を示す平面図である。
【図２】図１の２−２線に沿って得た断面図である。
【図３】図１の３−３線に沿って得た断面図である。
【図４】本発明のプローブユニットの一実施例を示す正
面図である。
【図５】図４に示すプローブユニットの左側面図であ
る。
【図６】図４に示すプローブユニットの下端部の拡大断
面図である。
【図７】図６の７−７線に沿って得た断面図である。
【符号の説明】
１０ 検査用ヘッド １２ 支持台 １４ 取付枠 １６ プローブユニット １８ フラットケーブル ２０ 配線基板 ２４ テスタランド（第１の電極） ２６ コネクタ（第２の電極） ２８ 電源ランド（第３の電極） ３６ 支持体 ３８ 第１のプローブ針 ４０ 第２のプローブ針 ４８，５０ 装着手段 ５２，５４ 導電層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 横山 義人 東京都武蔵野市吉祥寺本町２丁目６番８号 株式会社日本マイクロニクス内 (72)発明者 比内 昌利 東京都武蔵野市吉祥寺本町２丁目６番８号 株式会社日本マイクロニクス内

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 平板状の被検査体の表面に沿う第１の方
    向へ伸びる縁部を有る支持体と、前記縁部に配置されか
    つ前記第１の方向および前記被検査体の表面と直角の第
    ２の方向の両方向に交差する第３の方向へ伸びる複数の
    プローブ針とを含み、前記複数のプローブ針は、前記第
    ２の方向に間隔をおいた軸線を有する少なくとも第１お
    よび第２のグループに分けて配置されている、プローブ
    ユニット。
  2. 【請求項２】 さらに、前記第１および第２のグループ
    の間に形成された導電性層を含み、前記第２のグループ
    のプローブ針は前記第１のグループのプローブ針より前
    記被検査体の側に配置されている、請求項１に記載のプ
    ローブユニット。
  3. 【請求項３】 さらに、前記第２のグループのプローブ
    針より前記被検査体の側に形成された第２の導電性層を
    含む、請求項２に記載のプローブユニット。
  4. 【請求項４】 さらに、前記第１のグループのプローブ
    針に電気的に接続された複数のリード部を有する可撓性
    の１以上のフラットケーブルと、前記第２のグループの
    プローブ針に電気的に接続された複数のリード部を有す
    る配線基板とを含む、請求項２または３に記載のプロー
    ブユニット。
  5. 【請求項５】 さらに、前記配線基板に配置された１以
    上のコンデンサであって前記第２のグループの複数のプ
    ローブに電気的に接続された１以上のコンデンサを含
    む、請求項４に記載のプローブユニット。
  6. 【請求項６】 貫通穴を有する板状の支持台と、請求項
    １〜５にいずれか１つに記載の１以上のプローブユニッ
    トであって前記プローブが前記支持台の一方の面から突
    出した状態に前記支持台に配置された１以上のプローブ
    ユニットとを含む、検査用ヘッド。
  7. 【請求項７】 複数の前記プローブユニットが前記支持
    台に並列的に配置されている、請求項６に記載の検査用
    ヘッド。
  8. 【請求項８】 前記支持台は、さらに、テスタに電気的
    に接続される複数の第１の電極と、可撓性を有するフラ
    ットケーブルにより前記第１のグループのプローブ針に
    電気的に接続される複数の第２の電極と、配線基板によ
    り前記第２のグループのプローブ針に電気的に接続され
    る複数の第３の電極とを有する、請求項７に記載の検査
    用ヘッド。
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