JPH10160760A - プローブユニットおよびこれを用いる検査用ヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 隣り合うプローブ間における電気信号の漏洩
を小さくするとともに、廉価にする。 【解決手段】 プローブユニット１２は、非導電体層２
８と該非導電体層とを積層した可撓性の一対のシート状
部材２２の間に複数のプローブ２０をその針先部が前記
シート状部材２２から突出した状態に配置している。プ
ローブ２０は、非導電性接着剤２４によりシート状部材
に接着されている。シート状部材２２と非導電性接着剤
２４とにより形成されるユニット主体部は、隣り合うプ
ローブの針先側の部位の間に形成されたスリット３０を
有する。各スリットには、短冊状の導電体３４が配置さ
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、平板状被検査体の
検査に用いる可撓性および平板状のプローブユニットお
よびこれを用いる検査用ヘッドに関する。

【０００２】

【従来の技術】集積回路は、回路が仕様書通りに動作す
るか否かの通電試験をされる。この種の通電試験は、チ
ップに分離する前の半導体ウエーハの状態、チップに分
離した状態、および、チップの実装が終了した状態で、
プローブボード、プローブカード等と称されている試験
用ヘッドすなわち検査用ヘッドを用いて行われる。

【０００３】この種の通電試験に用いられている検査用
ヘッドとして、弾性変形不能の平板状配線基板をプロー
ブユニットとして用いた板状ヘッド（たとえば、実開昭
５８−１１４７６９号公報、特開平７−９８３３０号公
報）と、弾性変形可能のフィルム状プローブユニットを
用いたフィルム状ヘッド（たとえば、特開昭６３−１８
４３４９号公報、特開平４−３６３６７１号公報）とが
ある。

【０００４】板状ヘッドは、金属の細いワイヤーにより
製作されたテーパ状の複数のプローブ針をプローブ要素
として用い、プローブ針を弾性変形不能の平板状配線基
板に取り付けている。これに対し、フィルム状ヘッド
は、集積回路の製作に用いられている、写真食刻法、印
刷配線法等、いわゆる印刷配線技術により配線パターン
を弾性変形可能のフィルムに形成し、配線パターンの伝
送線部すなわち配線部の一部をプローブ要素として用い
る。

【０００５】しかし、従来の検査用ヘッドは、いずれ
も、隣り合うプローブ要素間における電気信号の漏洩が
大きい。板状ヘッドでは、プローブを針押えの片持ち梁
状に固定する作業が煩雑であるから、高価である。これ
に対し、フィルム状ヘッドでは、配線パターンの配線部
のピッチがプローブ要素部分において極めて小さくなる
から、配線パターンの形成作業が繁雑化し、高価であ
る。

【０００６】

【解決しようとする課題】本発明の目的は、隣り合うプ
ローブ間における電気信号の漏洩を小さくするととも
に、廉価にすることにある。

【０００７】

【解決手段、作用、効果】本発明のプローブユニット
は、非導電体層と該非導電体層の一方の面に設けられた
導電体層とを有する可撓性の一対のシート状部材であっ
て前記非導電体層を対向させて間隔をおいた一対のシー
ト状部材と、該シート状部材の間に間隔をおいて配置さ
れた導電性の複数のプローブであって針先部が前記シー
ト状部材から突出した状態に両シート状部材に非導電性
の接着剤により接着された複数のプローブと、隣り合う
プローブの針先部側の部位の間にあって両シート部材お
よび前記接着剤に形成された複数のスリットとを含む。

【０００８】導電体層は、プローブユニットの厚さ方向
両側においてプローブを覆う。各プローブは、スリット
が形成されたシート状部材および接着剤の部位ととも
に、非検査体の電極に押圧されるプローブ要素として作
用する。導電体層はアースに接続される。隣り合うプロ
ーブ間における電気信号の漏洩は、アース電位の導電体
層が各プローブの直径方向両側に存在するから、導電体
層を備えない場合および一方側のみに導電体層を設けた
場合に比べ、小さい。

【０００９】シート状部材は、導電体層および非導電体
層の一方を他方にコーティングのような適宜な手法によ
り形成するだけで製作することができる。また、プロー
ブは、接着剤により両シート状部材に挟持された状態に
接着される。このため、本発明のプローブユニットは、
配線パターンを形成する場合および複数のプローブを針
押えに片持ち梁状に固定する場合に比べ、廉価に製作す
ることができる。

【００１０】本発明のプローブユニットによれば、導線
体層および非導電体層を有する一対のシート状部材の間
に複数のプローブを非導電性の接着剤により間隔をおい
て接着したから、従来の検査用ヘッドに比べ、廉価であ
る。また、各プローブを間にしてプローブユニットの厚
さ方向の両側に導電体層が存在するから、従来の検査用
ヘッドに比べ、プローブ間における電気信号の漏洩が小
さい。

【００１１】さらに、各スリットに配置されかつ前記導
電体層に電気的に接続されたシート状導電体を含むこと
ができる。このようにすれば、プローブ間における電気
信号の漏洩がシート状導電体によっても防止されて、よ
り小さくなる。

【００１２】前記シート状導電体に、前記スリットに配
置された第１の部位と、前記スリットから一方の前記導
電体層の側に突出する第２の部位とを形成し、前記第２
の部位を前記導電体層に重ねることができる。このよう
にすれば、第２の部材を導電体層に掛けた状態でシート
状導電体を導電体層に接続することができるから、シー
ト状導電体がプローブユニットの製作時にスリットから
脱落するおそれが少なく、したがってシート状導電体を
導電体層に接続する作業が容易になる。

【００１３】本発明の検査用ヘッドは、上記したプロー
ブユニットと、開口を中央におよび配線パターンを開口
の外側に有する配線基板と、前記プローブユニットを前
記針先部が前記開口の側に突出する状態に前記配線基板
に取り付ける針押えとを含み、前記プローブユニット
は、前記接着剤の部位を経て厚さ方向に貫通する複数の
穴を有し、また該穴を経て厚さ方向両側に続く固定用接
着剤により前記針押えに接着されている。

【００１４】本発明の検査用ヘッドによれば、プローブ
ユニットが、プローブと非導電性接着剤とをシート状部
材の間に挟んで固定用接着剤により鋲を用いたかしめ止
めの形に結合され、その状態に固定用接着剤により針押
えに固定されるから、プローブユニットが針押えに強固
に固定される。

【００１５】好ましい実施例においては、各プローブの
後端部は前記配線基板に形成された配線パターンの配線
部に電気的に接続されており、両導電体層の後端部は前
記配線基板に形成されたアース接続部に電気的に接続さ
れている。

【００１６】

【発明の実施の形態】図１〜図５を参照するに、検査用
ヘッド１０は、可撓性を有するシート状の１以上のプロ
ーブユニット１２と、配線パターンを有する円板状の配
線基板１４と、プローブユニット１２を配線基板１４に
取り付ける針押え１６とを含む。

【００１７】プローブユニット１２は、タングステンの
ような導電性金属細線により形成された複数のプローブ
２０を可撓性を有する一対のシート状部材２２の間に間
隔をおいて配置し、プローブ２０を非導電性接着剤２４
により両シート状部材２２に接着固定している。プロー
ブユニット１２は、針先側の極率半径が後端側のそれよ
り小さい扇形状の平面形状を有する。

【００１８】各プローブ２０は、先端側がテーパー状に
形成され、その部分が一方に曲げられて針先部２０ａと
されている。各プローブ２０は、針先部２０ａおよび後
端部２０ｂがそれぞれシート状部材２２と接着剤２４と
により形成されるシート状のユニット主体部から前方お
よび後方へ突出するように、中央のプローブ主体部２２
ｃにおいてシート状部材２２に接着されている。プロー
ブ２０は、ユニット主体部と平行に配置されている。

【００１９】各シート状部材２２は、導電体層２６と非
導電体層２８とを積層している。このようなシート状部
材２２は、導電体層２６および非導電体層２８の一方を
他方にコーティングのような適宜な方法により形成する
ことができる。接着剤２４は、硬化後も可撓性を有する
樹脂系のものである。

【００２０】導電体層２６は、ステンレス板、銅板、黄
銅板、ベリリウム板等の可撓性を有する導電性およびシ
ート状の板材により形成されている。しかし、導電性イ
ンクを非導電体層２８の一方の面に塗布または印刷する
方法等、他の方法により形成してもよい。非導電体層２
８は、ポリイミド樹脂のような電気絶縁材料すなわち非
導電性材料によりシート状に形成されている。

【００２１】プローブユニット１２は、さらに、複数の
スリット３０と、ユニット主体部を厚さ方向へ貫通する
複数の穴３２とを、シート状部材２２と接着剤２４とに
より形成されるシート状のユニット主体部に有する。ス
リット３０および穴３２は、隣り合うプローブ２０の針
先２０ａ側の部位の間にあって両シート部材２２および
接着剤２４に形成されている。

【００２２】ユニット主体部は、その先端側をスリット
３０により複数のプローブ要素に分割されている。図示
の例では、各スリット３０は、ユニット主体部の先端か
ら針押え１６まで伸びており、また各プローブ要素が１
つのプローブ２０を含むように形成されている。

【００２３】各スリット３０には、シート状の導電体３
４が配置されている。各導電体３４は、アルミホイルの
ような薄い材料により、スリット３０の深さ寸法より大
きい幅寸法と、スリット３０の長さ寸法とほぼ同じ長さ
寸法を有する短冊状に形成されている。各導電体３４
は、スリット３０に配置された第１の部位３４ａと、ス
リット３０から上方に突出する第２の部位３４ｂとを有
する。

【００２４】第２の部位３４ｂは、導電体層２６の側に
曲げられてその導電体層２６に重ねられている。第２の
部位３４ｂは、また、プローブ要素の先端側において半
田３６により導電体層２６に電気的に接続されている。
しかし、第２の部位３４ｂを、その全長さ範囲にわたっ
て導電体層２６に半田付けしてもよいし、先端部を含む
複数箇所において導電体層２６に半田付けしてもよい。

【００２５】図２および図３に示すように、プローブ２
０、接着剤２４、両導電体層２６および両非導電体層２
８の後端の位置は、相互に異なる。特に、接着剤２４
は、ユニット主体部の先端から針押え１６の後端に対応
する位置まで存在する。

【００２６】プローブユニット１２は、先ずプローブ２
０をシート状部材２２の間に挟んだ状態に非導電性の接
着剤２４でシート状部材２２に接着し、次いでスリット
３０および穴３２を形成し、次いで導電体３４をスリッ
ト３０に配置し、導電体３４の第２の部位３４ｂを上側
の導電体層２６に半田付けすることにより製作すること
ができる。

【００２７】上記のようにすれば、導電体層および非導
電体層の一方を他方にコーティングのような適宜な手法
により形成するだけでシート状部材を製作することがで
きるし、プローブを両シート状部材に挟んで接着剤によ
り両シート状部材に固定することができるから、微小ピ
ッチの配線部を必要とする配線パターンを形成する場合
および複数のプローブを微小ピッチで針押えに片持ち梁
状に固定する場合に比べ、廉価に製作することができ
る。

【００２８】第２の部位３４ｂを導電体層２６に半田付
けするとき、第２の部位３４ｂを導電体層２６に係止さ
せることができるから、導電体３４がスリット３０から
脱落するおそれがなく、したがって半田付け作業が容易
になる。

【００２９】配線基板１４は、非導電性の厚い板材によ
り弾性変形不能に形成されており、また中央に開口３６
を有する。配線パターンは配線基板１４の上面に形成さ
れており、配線パターンの配線部は放射状に伸びてい
る。

【００３０】図２および図３に示すように、配線基板１
４は、プローブ２０に対応された複数の接続用電極部４
０と、上側の導電体層２６のための接続用電極部４２
と、下側の導電体層２６のための接続用電極部４４とを
下面に有する。電極部４０，４２，４４は、配線パター
ンの配線部に電気的に接続されている。電極部４０に接
続された配線部は検査用電気回路に接続される信号線と
して作用し、電極部４２，４４およびそれらに接続され
た配線部はアースに接続されるアース接続部として作用
する。

【００３１】電極部４２，４４は弧状に伸びる。これに
対し、電極部４０は弧状の仮想線上に間隔をおいて形成
されている。しかし、電極部４０が後端部に形成されて
いるから、それらを先端側に形成する場合に比べ、電極
部４０のピッチおよび寸法を大きくすることができ、し
たがって電極部の形成作業が容易になる。また、配線基
板に形成する配線パターンの配線部のピッチおよび寸法
も大きくすることができる。

【００３２】各プローブ２０の後端は半田４６により電
極部４０に接続され、上側の導電体層２８の後端は半田
４８により電極部４２に接続され、下側の導電体層２８
の後端は半田５０により電極部４２に接続されている。

【００３３】針押え１６は、配線基板１４の開口３８に
沿って伸びており、また接着剤または複数のねじ部材に
より配線基板に取り付けられている。針押え１６は、配
線基板１４の開口３８に沿って伸びる溝５２を下面に有
する。溝５２は、下方に開口するコ字状の断面形状を有
する。

【００３４】検査用ヘッド１０は、１以上のプローブユ
ニット１２をその穴３２の部分が針押え１６の溝５２と
一致するように針押え１６に取付治具を用いて配置する
とともにその状態に維持し、次いで接着剤５４を取付治
具および穴３２を介して溝５２に注入し、接着剤５４が
硬化した後に各プローブ２０および各導電体層２６をそ
れぞれ対応する電極部４０，４２，４４に半田付けする
ことにより、組み立てることができる。

【００３５】組み立てられた状態において、プローブユ
ニット１２のスリット３０により分離された部分は、針
押え１６に片持ち梁状に支持されたプローブ要素として
作用する。検査時、検査用ヘッド１０は、各プローブ２
０の針先部２０ａを集積回路のような平板状非検査体の
電極に押圧される。これにより、プローブユニット１２
の各プローブ要素は独立して湾曲する。

【００３６】検査のための信号は、検査用電気回路から
配線パターンを介して所定のプローブ２０に導かれ、他
の所定のプローブ２０から配線パターンを介して検査用
電気回路に導かれる。各導電体層２６および各導電体３
４は、これらがアースに接続されるから、対応するプロ
ーブ２０を経る電気信号が隣りのプローブ２０に漏洩す
ることを防止するとともに、隣りのプローブの電気信号
が対応するプローブの電気信号に混入することを防止す
る。

【００３７】上記のように、各プローブ２０がアースに
接続された導電体層２６および導電体３４により包囲さ
れていると、各プローブ２０がその周りを導電体層２６
および導電体３４により電磁遮蔽されるから、従来の検
査用ヘッドに比べ、プローブ間における電気信号の漏洩
が著しく小さい。また、プローブユニット１２は、図３
に示すように、プローブ２０と接着剤２４とをシート状
部２２材の間に挟んだ状態で、接着剤５４により鋲を用
いるかしめ止めの形に結合され、その状態に接着剤５４
により針押え１６に強固に固定される。

【００３８】上記の実施例においては、導電体３４をＬ
字状に曲げているが、図６に示すように導電体３４の幅
方向両端部を逆方向へ曲げたＺ字状の導電体３４として
もよい。この場合、第２の部位３４ｂと反対向きの第３
の部位３４ｃは、ユニット主体部の下側になる。

【００３９】導電体層２６は、プローブ要素部分におい
てスリット３０により分離されているから、図７に示す
用に、隣り合うプローブ要素の導電体層２６の部分また
は導電体３４を導電性のワイヤ５６のような適宜な手段
により先端側において電気的に接続することが好まし
い。このようにすれば、隣り合うプローブ要素の導電体
層２６の部分または導電体３４が同電位に維持されるか
ら、隣り合うプローブ２０間における電気信号の漏洩が
より著しく小さくなる。

【００４０】導電体層２６および導電体３４は、プロー
ブ２０の電磁遮蔽効果を高める上で、可能な限り針先側
の部位においてアースに接続することが好ましい。この
ために、導電体層２６および導電体３４の先端部、特
に、半田付け部分を導電性のワイヤにより導電体層２６
の後端部に電気的に接続することが好ましい。このよう
にすれば、各プローブ要素の導電体層２６および導電体
３４がそれらの長手方向両端においてアースに接続され
るから、各プローブ２０がプローブ要素の導電体層２６
および導電体３４の全長差範囲にわたって電磁遮蔽さ
れ、その結果隣り合うプローブ２０間における電気信号
の漏洩がより確実に防止される。

【００４１】各プローブ２０は、針先部２０ａの部分か
らの電気信号の漏洩をも防止することが好ましい。この
ため、図８に示すように、アース電位に接続するプロー
ブ２０と電気信号用のプローブとが交互に存在するプロ
ーブユニットの場合、アース用プローブ２０の針先部２
０ａを導電性のワイヤ５８のような適宜な手段により電
気的に接続してもよい。

【００４２】上記実施例にように、各プローブ要素が１
つのプローブ２０を含むならば、隣り合うプローブ２０
が確実に電磁遮蔽される。しかし、各プローブ要素が複
数のプローブ２０を含むようにスリット３０を形成して
もよい。また、各プローブ要素が２つのプローブを含む
場合、一方のプローブを信号用として用い、他方のプロ
ーブをアース用として用いることができる。この場合、
導電体３４を設けなくてもよい。

【００４３】上記の検査用ヘッドは、プローブを一層に
配置しているが、プローブを多層に配置してもよい。図
９は、２つのプローブユニット１０を用いてプローブ２
０を２層に配置した実施例である。

【００４４】本発明は上記実施例に限定されない。たと
えば、各プローブ要素が１つのプローブと１以上の導電
性長尺部材とを備える構造としてもよい。この場合、導
電性長尺部材をアース用として用いることができる。

【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プローブユニット部分の斜視図であ
る。

【図２】図１に示す検査用ヘッドのプローブユニット部
分の底面である。

【図３】図２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平
面図である。

【図５】本発明のプローブユニットを針先側からみた端
面図である。

【図６】本発明のプローブユニットの第２の実施例を示
す端面図であって図５と同様の端面図である。

【図７】本発明のプローブユニットの第３の実施例を示
す端面図であって図５と同様の端面図である。

【図８】本発明のプローブユニットの第４の実施例のプ
ローブ要素の部分を示す図である。

【図９】本発明のプローブユニットの第５の実施例を示
す端面図であって図５と同様の端面図である。

【符号の説明】

１０ 検査用ヘッド １２ プローブユニット １４ 配線基板 １６ 針押え ２０ プローブ ２２ シート状部材 ２４ 非導電性接着剤 ２６ 導電体層 ２８ 非導電体層 ３０ スリット ３２ 穴 ３４ 導電体 ３６ 半田 ３８ 配線基板の開口 ４０〜５０ 接続用電極部 ５２ 針押えの溝 ５４ 固定用の接着剤

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 平板状の被検査体の検査に用いる可撓性
   および平板状のプローブユニットにおいて、非導電体層
   と該非導電体層の一方の面に設けられた導電体層とを有
   する可撓性の一対のシート状部材であって前記非導電体
   層が対向する状態に間隔をおいた一対のシート状部材
   と、該シート状部材の間に間隔をおいて配置された導電
   性の複数のプローブであって針先部が前記シート状部材
   から突出した状態に両シート状部材に非導電性接着剤に
   より接着された複数のプローブと、隣り合うプローブの
   針先部側の部位の間にあって両シート部材および前記接
   着剤に形成された複数のスリットとを含む、プローブユ
   ニット。
2. 【請求項２】 さらに、各スリットに配置されかつ前記
   導電体層に電気的に接続されたシート状導電体を含む、
   請求項１に記載のプローブユニット。
3. 【請求項３】 前記シート状導電体は、前記スリットに
   配置された第１の部位と、前記スリットから一方の前記
   導電体層の側に突出する第２の部位とを有し、前記第２
   の部位は前記導電体層に重ねられている、請求項２に記
   載のプローブユニット。
4. 【請求項４】 請求項１〜３のいずれか１項に記載され
   たプローブユニットと、開口を中央におよび配線パター
   ンを開口の外側に有する配線基板と、前記プローブユニ
   ットを前記針先部が前記開口の側に突出する状態に前記
   配線基板に取り付ける針押えとを含み、前記プローブユ
   ニットは、前記接着剤の部位を経て厚さ方向に貫通する
   複数の穴を有し、また該穴を経て厚さ方向両側に続く固
   定用接着剤により前記針押えに接着されている、検査用
   ヘッド。
5. 【請求項５】 各プローブの後端部は前記配線基板に形
   成された配線パターンの配線部に電気的に接続されてお
   り、両導電体層の後端部は前記配線基板に形成されたア
   ース接続部に電気的に接続されている、請求項４に記載
   の検査用ヘッド。