JPH10260233A

JPH10260233A - 平板状被検査体のための検査用ヘッド

Info

Publication number: JPH10260233A
Application number: JP9082399A
Authority: JP
Inventors: Yoshie Hasegawa; 義栄長谷川
Original assignee: Micronics Japan Co Ltd
Current assignee: Micronics Japan Co Ltd
Priority date: 1997-03-17
Filing date: 1997-03-17
Publication date: 1998-09-29
Anticipated expiration: 2017-03-17
Also published as: JP3595102B2

Abstract

(57)【要約】【目的】所望の針圧を確実に作用させることがで
きるにもかかわらず、製作を容易にすることにある。【解決手段】検査用ヘッドは、複数の電極を一方の面
に有する平板状被検査体の通電試験に用いられる。検査
用ヘッドは、厚さ方向に貫通する複数の貫通穴を有する
平板状のホルダと、一端を前記ホルダの一方の面から突
出させた状態に貫通穴に配置された複数のコンタクトピ
ンと、互いに直交する３方向へ弾性変形可能の弾性板で
あってホルダに重ねられた弾性板と、弾性板にこれの厚
さ方向に貫通した状態に配置された複数の接続ピンと、
テスタへ接続される複数のランド部を一方の面に有する
基板と、接続ピンの一端がコンタクトピンに当接しかつ
接続ピンの他端がランド部に当接した状態にホルダおよ
び弾性板を基板に組み付ける組み付け具とを含む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、集積回路のような
平板状被検査体の通電試験に用いる検査用ヘッドに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】フィリップチップのように、配線基板に
搭載される未実装の集積回路チップは、一般に、多数の
電極を一方の面にランダムにまたはマトリクス状に有し
ており、また回路基板に重ねられて電極を回路基板の電
極（すなわち、パッド電極）に接続される。集積回路チ
ップの各電極は、半田により形成された半球状突起（す
なわち、バンプ電極）であり、回路基板の電極に当接さ
れた状態で加熱されることにより、パッド電極に電気的
に接続される。この種の集積回路チップは、その良否の
検査のために、回路基板に配置される前に通電試験をさ
れる。

【０００３】この種の集積回路チップの通電試験に用い
る検査用ヘッドの１つとして、多数のプローブを、それ
らの先端が集積回路チップのバンプ電極と同様にマトリ
クス状となるように、板状のホルダに高密度に配置した
ものがある。各プローブは、その針先がバンプ電極に押
圧されたとき、弧状に弾性変形するように、鍵型（Ｌ字
型）に曲げられている。これにより、各プローブは、バ
ンプ電極に所定の押圧力（針圧）を作用させる。

【０００４】しかし、従来の検査用ヘッドでは、Ｌ字型
に曲げられたプローブを用いているから、そのようなプ
ローブを互いに電気的に接触しないようにホルダに高密
度に配置することがきわめて難しく、したがって高価で
ある。また、これを解決すべく直線状のプローブを基板
に垂直に取り付けると、針先を回路基板の電極に押圧し
たとき、プローブが不規則に弾性変形し、その結果所定
の針圧を得ることができないし、針先がパッド電極から
外れるおそれがある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、所望
の針圧を確実に作用させることができるにもかかわら
ず、製作を容易にすることにある。

【０００６】

【解決手段、作用および効果】本発明の検査用ヘッド
は、複数の電極を一方の面に有する平板状被検査体の通
電試験に用いられる。そのような検査用ヘッドは、厚さ
方向に貫通する複数の貫通穴を有する平板状のホルダ
と、一端を前記ホルダの一方の面から突出させた状態に
貫通穴に配置された複数のコンタクトピンと、互いに直
交する３方向へ弾性変形可能の弾性板であってホルダに
重ねられた弾性板と、弾性板にこれの厚さ方向に貫通し
た状態に配置された複数の接続ピンと、テスタへ接続さ
れる複数のランド部を一方の面に有する基板と、接続ピ
ンの一端がコンタクトピンに当接しかつ接続ピンの他端
がランド部に当接した状態にホルダおよび弾性板を基板
に組み付ける組み付け具とを含む。

【０００７】検査用ヘッドは、コンタクトピンの一端が
被検査体の電極に当接した状態に、被検査体に押圧され
る。このとき、各コンタクトピンは、弾性板の側へ押し
戻されて、接続ピンをランド部の側へ押し、弾性板を弾
性変形させる。しかし、ホルダは、変形することなく、
コンタクトピンを所定の状態に維持する。

【０００８】上記の結果、コンタクトピンは、変形する
ことなく、被検査体の電極に接触した状態に維持される
とともに、弾性板の弾性変形により所定の針圧を被検査
体に作用させる。また、接続ピンは、コンタクトピンお
よびランド部に確実に当接して、良好な電気的接続状態
を維持する。

【０００９】上記のように本発明によれば、被検査体の
電極に接触させるコンタクトピンをホルダに一端を突出
させた状態に配置し、コンタクトピンと基板のランド部
とを接続する接続ピンを直交する３方向へ弾性変形可能
の弾性板に配置したから、Ｌ字型に湾曲されたプローブ
を用いる必要がなく、製作が容易であり、また所望の針
圧を確実に作用させることができる。

【００１０】接続ピンは弾性板に対し９０度未満の角度
を有することができる。このようにすれば、接続ピン
は、コンタクトピンにより押圧されたとき、弾性板に対
する角度が小さくなるように変位し、したがって過剰の
針圧が被検査体の電極に作用することを防止する。

【００１１】コンタクトピンおよび接続ピンのいずれか
一方はコンタクトピンおよび接続ピンのいずれか他方の
端部を受け入れる凹所を有することができる。このよう
にすれば、コンタクトピンと接続ピンとが確実に係合す
るから、弾性板が弾性変形しても、両者の接続状態が正
常に維持される。

【００１２】ランド部および接続ピンのいずれか一方は
ランド部および接続ピンのいずれか他方の端部を受け入
れる凹所を有することができる。このようにすれば、ラ
ンド部と接続ピンとが確実に係合するから、弾性板が弾
性変形しても、両者の接続状態が正常に維持される。

【００１３】凹所およびこれに受け入れられる端部は半
球状の形状を有することができる。このようにすれば、
弾性板に対する接続ピンの角度が弾性板の弾性変形にと
もなって変化しても、接続ピンがコンタクトピンまたは
ランド部に対し円滑に変位するから、接続ピンとコンタ
クトピンまたはランド部との電気的接続状態が正常に維
持される。

【００１４】電極は先端ほど小さい突起状電極であり、
コンタクトピンは突起状電極の先端部を受け入れるべく
一端面に開放する凹所を有することができる。このよう
にすれば、コンタクトピンによる突起状電極の先端の破
損が防止されるから、平板状被検査体がこれを配置する
回路基板に重ねられたとき、突起状電極の先端が回路基
板の電極に確実に当接し、その結果バンプ電極とパッド
電極との間の電気的接続状態が良好となる。

【００１５】突起状電極は、半球状、円錐形状または角
錐形状とすることができ、コンタクトピンを受け入れる
凹所は座ぐり穴とすることができる。

【００１６】コンタクトピンは、電極に接触される部位
を一端部に有する棒状部と、該棒状部の他端部外周に形
成されたフランジ部とを有することができる。このよう
にすれば、ホルダからのコンタクトピンの脱落が防止さ
れる。

【００１７】好ましい実施例においては、基板は、ラン
ド部に電気的に接続された配線部として作用する複数の
配線パターン層と、複数の電気絶縁層とを交互に配置し
た多層構造を有し、各ランド部は、当該ランド部より弾
性板の側の電気絶縁層を貫通して弾性板の側に突出す
る。

【００１８】

【実施の形態】図１〜図４を参照するに、検査用ヘッド
１０は、フィリップチップのような未実装の集積回路チ
ップ１２の通電試験に用いられる。平板状被検査体すな
わち集積回路チップ１２は、図７（Ａ）および（Ｂ）に
示すように、多数の突起状電極１４を一方の面にマトリ
クス状に有する。各突起状電極は、半田により形成され
た半球状突起すなわちバンプ電極である。しかし、電極
１４は、他の形状、たとえば、円錐形または角錐形のよ
うに先端ほど小さくなる形状であってもよい。

【００１９】検査用ヘッド１０は、電気絶縁材料で形成
された平板状のホルダ２０と、これに配置された複数の
コンタクトピン２２と、ホルダ２０に重ねられた弾性板
２４と、弾性板２４に配置された複数の接続ピン２６
と、電気絶縁材料で形成された配線基板２８と、ホルダ
２０および弾性板２４を配線基板２８に組み付ける環状
の組み付け具３０とを含む。

【００２０】ホルダ２０は、全周にわたる下向きの段部
２０ａを外周部に有する円板の形に形成されており、ま
たホルダ２０をその厚さ方向へほぼ直角に貫通する細い
複数の貫通穴３２を有する。貫通穴３２は、検査すべき
集積回路チップ１２の電極１４に対応されており、した
がって電極１４と同様にマトリクス状に形成されてい
る。ホルダ２０は、セラミック、合成樹脂等から製作す
ることができる。

【００２１】各コンタクトピン２２は、電極１４に接触
する部位を一端に有する細長い棒状部３４と、棒状部３
４の他端部外周に形成されたフランジ部３６とを有し、
また導電性の金属材料で形成されている。各コンタクト
ピン２２は、棒状部３４の下端部はホルダ２０の下面か
ら突出するが、フランジ部３６はホルダ２０の上面から
突出しない状態に、貫通穴３２に長手方向へ変位可能に
配置されている。各貫通穴３２の上部は、フランジ部３
６を受け入れるように、直径寸法を大きくされた径大部
３８とされている。

【００２２】各コンタクトピン２２は、対応する電極１
４の先端を受け入れる凹所４０を下端面に有するととも
に、接続ピン２６の下端部を受け入れる凹所４２を上端
面に有する。凹所４０は下方に開口する座ぐり穴であ
り、凹所４２は上方に開口する半球状の形状を有する。

【００２３】弾性板２４は、直交する３方向へ弾性変形
可能であり、またゴム材料、合成樹材料でホルダ２０よ
りやや小さい直径寸法の円板の形に形成されている。弾
性板２４は、ホルダ２０の上側に重ねられている。

【００２４】各接続ピン２６は、導電性の金属材料で作
られており、また両端を凹所４２寄りやや小さい曲率の
半球状とされており、さらに弾性板２４をその厚さ方向
に斜めに貫通して半球状の両端が弾性板２４から突出さ
せた状態に弾性板２４にマトリクス状に配置されてい
る。接続ピン２６は、成形加工により、弾性板２４と一
体的に製作することができる。

【００２５】各接続ピン２６は、弾性板２４に対し９０
度未満の角度を有する。図２および図４に示すように、
弾性板２４に対する接続ピン２６の角度および向き（傾
きの方向）は、同じであるが、異なっていてもよい。特
に、弾性板２４に対する接続ピン２６の傾きの方向は、
図５に示すように、弾性板２４の中心にして半径方向外
方としてもよい。

【００２６】各接続ピン２６は、コンタクトピン２２に
対応されており、また弾性板２４がホルダ２０の上に配
置された状態において半球状の下端部を対応するコンタ
クトピン２２の凹所４２に受け入れられている。凹所４
２には、銀ペーストのような導電性ペーストが配置され
ている。これにより、コンタクトピン２２と接続ピン２
６との電気的接続状態がより良好に維持される。

【００２７】配線基板２８は、テスタに接続される複数
のテスタランド（図示せず）を上面に有し、また接続ピ
ン２６に個々に対応された複数のランド部４４を下面に
有する。各ランド部４４は、配線部（図示せず）により
上記テスタランドに電気的に接続されている。配線基板
２８は、各ランド部４４が対応する接続ピン２６の半球
状の上端部に接触するように、弾性板２４の上側に重ね
られている。

【００２８】配線基板２８は、テスタランド、配線部お
よびランド部４４をセラミックのような電気絶縁基板に
印刷配線技術のような手法を用いて形成した配線基板と
することができる。

【００２９】組み付け具３０は、リング部３０ａと、リ
ング部３０ａの下端に形成された内向きのフランジ部３
０ｂと、リング部３０ａの上端に形成された外向きのフ
ランジ部３０ｃとにより、Ｚ字状の断面形状を有するリ
ングに形成されている。組み付け具３０は、ホルダ２０
の段部２０ａをフランジ部３０ｂに係止した状態で、フ
ランジ部３０ｃにおいて複数のボルト４６により配線基
板２８に取り付けられている。

【００３０】検査用ヘッド１０は、各接続ピン２６の下
端部が対応するコンタクトピン２２の凹所４２に受入ら
れかつ各接続ピン２６の上端部が対応するランド部４４
の下面に当接した状態に、ホルダ２０、弾性板２４およ
び配線基板２８を重ね、ホルダ２０、弾性板２４および
配線基板２８に形成された複数の位置合わせ穴４８に位
置合わせピン５０を差し込み、組み付け具３０を複数の
ボルト４６により配線基板２８に取り付けることによ
り、組み立てられる。ホルダ２０と組み付け具３０と
は、予め、ホルダ２０の段部２０ａを組み付け具３０の
フランジ部３０ｂに受けた状態に、複数のねじ部材５２
により結合される。

【００３１】位置合わせ穴４８は、ホルダ２０、弾性板
２４および配線基板２８のそれぞれに３つずつ形成され
ており、またそれらを厚さ方向へ貫通する貫通穴であ
る。ホルダ２０、弾性板２４および配線基板２８の位置
合わせ穴４８を整合させると、各接続ピン２６は対応す
るコンタクトピン２２およびランド部４４に当接する。

【００３２】組み立てられた状態において、弾性板２４
はホルダ２０と配線基板２８とに挟まれており、各コン
タクトピン２２は弾性板２４および配線基板２８に対し
垂直であり、接続ピン２６はホルダ２０、コンタクトピ
ン２２および配線基板２８に対して傾いている。また、
各コンタクトピン２２は、そのフランジ部３６がホルダ
２０と弾性板２４とに挟まれていることにより、ヘッド
１０からの脱落を防止されている。

【００３３】検査用ヘッド１０は、図３（Ａ）に示すよ
うに集積回路チップ１２の各電極１４を対応するコンタ
クトピン２２の凹所に受け入れることができるように、
試験装置すなわち検査装置に取り付けられる。

【００３４】通電試験時、検査用ヘッド１０および集積
回路チップ１２が相寄る方向へ相対的に移動されること
により、検査用ヘッド１０および集積回路チップ１２が
相対的に押圧される。このとき、電極１４およびコンタ
クトピン２２は、電極１４の先端が対応するコンタクト
ピン２２の凹所４０に受け入れられた状態で、相対的に
押圧される。図３においては、集積回路チップ１２が検
査ヘッド１０に対し矢印５４の方向へ変位されるものと
して示す。

【００３５】これにより、図３（Ｂ）に示すように、各
コンタクトピン２２は、弾性板２４の側へわずかに押し
戻されて上端部をホルダ２０からわずかに突出させ、接
続ピン２６をランド部４４の側へ押し、弾性板２４を弾
性変形させる。しかし、各コンタクトピン２２は、変形
することなく、電極１４に接触した状態に維持されると
ともに、弾性板２４の弾性変形により所定の針圧を電極
１４に作用させる。

【００３６】各接続ピン２６は、コンタクトピン２２お
よびランド部４４に確実に当接して、良好な電気的接続
状態を維持する。また、各接続ピン２６は、弾性板２４
に対する角度が小さくなるようにわずかに倒されて弾性
板２４を弾性変形させ、それにより、過剰の針圧が電極
１４に作用することを防止する。

【００３７】電極１４は、コンタクトピン２２により押
圧される。しかし、図３（Ｂ）に示すように、電極１４
の先端がコンタクトピン２２の凹所４０に受け入れるか
ら、電極１４の先端はコンタクトピン２２に押圧され
ず、それによりコンタクトピン２２による電極１４の先
端の変形および破損が防止される。その結果、集積回路
チップ１２がこれを配置する回路基板に重ねられたと
き、電極１４の先端が回路基板の電極に確実に当接し、
両電極が電気的に確実に接続される。

【００３８】検査用ヘッド１０のように、電極１４に接
触させるコンタクトピン２２をホルダ２０に一端を突出
させた状態に配置し、接続ピン２６を直交する３方向へ
弾性変形可能の弾性板２４に配置すれば、Ｌ字型に湾
曲されたプローブを用いる必要がなく、製作が容易であ
り、また所望の針圧を確実に作用させることができる。

【００３９】また、接続ピン２６の下端部がコンタクト
ピン２２の凹所４２に受け入れられていると、コンタク
トピン２２と接続ピン２６との係合が外れず、したがっ
て弾性板２４が弾性変形しても、両者の接続状態は正常
に維持される。

【００４０】さらに、コンタクトピン２２の凹所４２と
接続ピン２６の下端部が半球状の形状を有すると、弾性
板２４に対する接続ピン２６の角度が弾性板２４の弾性
変形にともなって変化しても、接続ピン２６がコンタク
トピン２２に対し円滑に変位し、その結果接続ピン２２
とコンタクトピン２４との電気的接続状態が正常に維持
される。

【００４１】図６に示す実施例では、配線基板６０は、
ランド部６２に電気的に接続された配線部として作用す
る複数の配線パターン層６４と、複数の電気絶縁層６６
とを交互に配置した多層構造とされている。各ランド部
６２はいずれか１つの配線パターン層６４のいずれか１
つの配線部に接続されており、各配線部はテスタランド
に接続されている。

【００４２】各ランド部６２は、当該ランド部より弾性
板２４の側の配線パターン層６４および電気絶縁層６６
を貫通して弾性板２４の側に突出しており、また対応す
る接続ピン２６の上端部を受け入れる凹所６８を有す
る。各ランド部６２は、当該ランド部が貫通する配線パ
ターンに接触しないように形成されている。凹所６８
は、下方に開口する半球状の形状を有する。凹所６８に
は、銀ペーストのような導電性ペーストが配置されてい
る。

【００４３】本発明は、上記実施例に限定されない。た
とえば、本発明は、複数の電極を１つの面にマトリクス
状に有する集積回路チップのみならず、半導体ウエーハ
上の未切断の集積回路、実装済みの集積回路等他の集積
回路のための検査用ヘッドに適用することができるし、
液晶表示パネルのような集積回路以外の平板状被検査体
のための検査用ヘッドにも適用することができ、さらに
は複数の電極をランダムにまたは複数の電極を１以上の
縁部に有する平板状被検査体のための検査用ヘッドにも
適用することができる。また、各接続ピン２６は弾性板
２４に垂直に配置してもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の検査用ヘッドの一実施例を示す底面図
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の検査ヘッドの作用を説明するための拡大
断面図であって、（Ａ）はコンタクトピンと被検査体の
電極とを加圧しない状態を示し、（Ｂ）はコンタクトピ
ンと被検査体の電極とを加圧した状態を示す。

【図４】弾性板への接続ピンの配置状態の一実施例を示
す図であって弾性板の平面図である。

【図５】弾性板への接続ピンの配置状態の他の実施例を
示す図であって弾性板の平面図である。

【図６】多層構造の配線基板を用いた実施例の一部を示
す拡大断面図である。

【図７】被検査体の一実施例を示す図であって、（Ａ）
は平面図、（Ｂ）は正面図である。

【符号の説明】

１０検査用ヘッド１２集積回路チップ（被検査体）１４被検査体の電極２０ホルダ２２コンタクトピン２４弾性板２６接続ピン２８配線基板３０組み付け具３２貫通穴３４コンタクトピンの棒状部３６コンタクトピンのフランジ部３８貫通穴の径大部４０，４２，６８凹所４４，６２ランド部６４配線パターン層６６電気絶縁層

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の電極を一方の面に有する平板状被
検査体の通電試験に用いる検査用ヘッドにおいて、厚さ
方向に貫通する複数の貫通穴を有する平板状のホルダ
と、一端を前記ホルダの一方の面から突出させた状態に
前記貫通穴に配置された複数のコンタクトピンと、互い
に直交する３方向へ弾性変形可能の弾性板であって前記
ホルダに重ねられた弾性板と、前記弾性板にこれの厚さ
方向に貫通した状態に配置された複数の接続ピンと、テ
スタへ接続される複数のランド部を一方の面に有する基
板と、前記接続ピンの一端が前記コンタクトピンに当接
しかつ前記接続ピンの他端が前記ランド部に当接した状
態に前記ホルダおよび前記弾性板を前記基板に組み付け
る組み付け具とを含む、平板状被検査体のための検査用
ヘッド。
【請求項２】前記接続ピンは前記弾性板に対し角度を
有する、請求項１に記載の検査用ヘッド。
【請求項３】前記コンタクトピンおよび前記接続ピン
のいずれか一方は前記コンタクトピンおよび前記接続ピ
ンのいずれか他方の端部を受け入れる凹所を有する、請
求項１または２に記載の検査用ヘッド。
【請求項４】前記ランド部および前記接続ピンのいず
れか一方は前記ランド部および前記接続ピンのいずれか
他方の端部を受け入れる凹所を有する、請求項１，２ま
たは３に記載の検査用ヘッド。
【請求項５】前記凹所およびこれに受け入れられる前
記端部は半球状の形状を有する、請求項３または４に記
載の検査用ヘッド。
【請求項６】前記電極は先端ほど小さい突起状電極で
あり、前記コンタクトピンは前記突起状電極の先端部を
受け入れるべく一端面に開放する凹所を有する、請求項
１〜５のいずれか１項に記載の検査用ヘッド。