JPH1038925A - 集積回路試験用プローブおよびこれを用いたヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 針圧に大きく影響するテーパ領域を可能な限
りなくすことにある。 【解決手段】 集積回路試験用プローブは、導電性の針
主体と、細長いカバーとを含む。針主体は、長手方向に
おける中間部と、中間部の前端に続く針先部と、中間部
の後端に続く針後部とを備える。中間部は、針後部の側
の部位においてカバーを貫通して針先部の側の部位をカ
バーから突出させており、また少なくとも針先部の近傍
からカバーまでほぼ同じ直径寸法を有する。これによ
り、針圧に大きく影響するテーパ領域を中間部からなく
すことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、集積回路の電気的
特性試験用のプローブとこれを用いたヘッドに関する。

【０００２】

【従来の技術】集積回路チップ（ＩＣチップ）、特にウ
エーハに形成された切断前のＩＣチップの電気的特性試
験は、一般に、プローブカード、プローブボート等と称
されている試験用ヘッドを用いて行われる。試験用ヘッ
ドは、中間部に開口を有する配線基板の一方の面に針押
えを取り付け、導電性の金属細線により製作された複数
のプローブを針押えに間隔をおいて片持ち梁状に取り付
けている。

【０００３】この種の試験用ヘッドに用いる金属ワイヤ
ー製のプローブの１つとして、針押えに取り付けられる
部位とその近傍の部位との直径寸法を一定にし、その一
定直径寸法領域より先端側の部位を、研削加工、エッチ
ング加工等により、直径寸法が先端（針先）ほど小さく
なる円錐形すなわちテーパ状に加工し、その円錐領域す
なわちテーパ領域の先端側を曲げて針先部としたものが
ある（たとえば、実公昭５８−２６５３１号公報、特公
昭５８−３４９３５号公報）。

【０００４】上記のプローブにおいては、テーパ領域の
寸法および形状、特に長さ寸法（テーパ領域の角度）
が、針押えから針先までの長さ寸法とともに、ＩＣチッ
プの電極パッドへの押圧力（針圧）に大きく影響する。
このため、従来の試験用ヘッドでは、全てのプローブの
針圧が同じになるように、針押えから針先までの長さ寸
法（針押えからからのプローブの突出量）と、テーパ領
域の寸法および形状とを一定にしている。しかし、テー
パ領域の寸法および形状が一定になるように金属細線を
加工することは、極めて難しく、熟練を要する。

【０００５】また、ＩＣチップの高密度化にともなっ
て、ＩＣチップの電極パッド数が増え、電極パッドの間
隔が狭くなると、隣り合うプローブが接触することにな
る。これを回避するため、従来では、針立てを上下方向
に多層化している（プローブを複数層に分けて配置して
いる）。しかし、針押えから針先までの長さ寸法が上下
層のプローブ間で異なるから、上下層のプローブのテー
パ領域の寸法および形状を同じにすると、針圧が上下層
のプローブ間で異なってしまう。このため、従来では、
テーパ領域の寸法および形状が異なる複数種類のプロー
ブを用いざるを得ない。

【０００６】上記のように、テーパ領域の寸法および形
状が針圧に大きく影響する従来のプローブおよびこれを
用いた試験用ヘッドは、プローブ自体およびヘッド自体
の製作が難しく、それらの製作に熟練および時間を要し
ていた。

【０００７】

【解決しようとする課題】本発明の目的は、針圧に大き
く影響するテーパ領域を可能な限りなくすことにある。

【０００８】

【解決手段、作用、効果】本発明の集積回路試験用プロ
ーブは、導電性の針主体と、細長いカバーとを含む。針
主体は、長手方向における中間部と、中間部の前端に続
く針先部と、中間部の後端に続く針後部とを備える。中
間部は、針後部の側の部位においてカバーを貫通して針
先部の側の部位をカバーから突出させており、また少な
くとも針先部の近傍からカバーまでほぼ同じ直径寸法を
有する。

【０００９】針主体は、中間部の先端側の部位がカバー
から突出した状態に、接着剤、半田等によりカバーに固
定される。プローブは、針先が集積回路の電極パッドに
接触可能に、カバーにおいて試験用ヘッドの針押えに片
持ち針状に取り付けられる。針圧は、針主体の中間部が
針後部の近傍から針先部の近傍までほぼ同じ直径寸法を
有するから、針主体およびカバーの突出量に大きく影響
され、針主体およびカバーの突出量が所定の値になるよ
うに針押えに組み付けられる。

【００１０】本発明によれば、プローブを導電性の針主
体と細長いカバーとにより形成し、針後部の側の部位に
おいてカバーを貫通して針先部の側の部位をカバーから
突出させるとともに、針主体の中間部の直径寸法を少な
くとも針先部の近傍からカバーまでの範囲にわたってほ
ぼ同じにしたから、針圧に大きな影響を与えるテーパ領
域を中間部に形成する必要がない。

【００１１】さらに、電気絶縁材料製の膜をカバーの外
側面に有することができる。このようにすれば、複数の
プローブを検査用ヘッドに組み付けた状態において、隣
り合うプローブのカバーの外面が当接することにより、
隣り合うプローブの針主体の接触が防止される。

【００１２】好ましい実施例においては、針主体の針先
部は、その直径寸法が針先ほど小さくなる形状を有して
おり、また中間部に対して曲げられている。カバーは、
円形またはＣ字形の断面形状を有する筒状の部材であ
る。

【００１３】本発明の集積回路試験用ヘッドは、中央に
開口を有する配線基板と、開口の近傍にあって配線基板
に取り付けられた針押えと、該針押えに取り付けられた
複数のプローブとを含む。各プローブは、導電性の針主
体と、針押えに取り付けられた細長いカバーとを含む。
針主体は、長手方向における中間部と、該中間部の後端
に続く針後部と、中間部の前端に続く針先部とを備え
る。針主体の中間部は、針後部の側の部位においてカバ
ーを貫通して針先部の側の部位をカバーから突出させて
おり、また少なくとも針先部の近傍からカバーまでほぼ
同じ直径寸法を有する。これにより、針圧に大きな影響
を与えるテーパ領域を針主体の中間部に形成する必要が
ない。

【００１４】針後部の直径寸法を中間部のそれと同じに
し、針後部を配線基板に形成された配線に半田、導電性
接着剤等により固定することができる。このようにすれ
ば、針後部の直径寸法を小さくする加工をすることな
く、多数のプローブをそれらが電気的に接触しないよう
に、配線基板に容易に接続することができる。

【００１５】好ましい実施例においては、カバーは針押
えを貫通してさらに前方へ片持ち梁状に伸びており、ま
た針主体の針先部は配線基板の開口に対応する箇所に位
置する。

【００１６】

【発明の実施の形態】図１〜図４を参照するに、集積回
路試験用ヘッド１０は、プローブカード、プローブボー
ト等と称されている試験用ヘッドであり、集積回路１２
（図２参照）の電気的特性試験に用いられる。集積回路
１２は、ウエーハに形成された集積回路チップであって
もよいし、切断された集積回路チップであってもよい。

【００１７】試験用ヘッド１０は、円板状の形を有する
配線基板１４と、配線基板１４の一方の面に取り付けら
れた針押え１６と、配線基板１４の半径方向へ伸びるよ
うに針押え１６に片持ち梁状に取り付けられた複数のプ
ローブ１８とを含む。

【００１８】配線基板１４は、開口２０を中央に有し、
周方向に間隔をおいて開口２０の周りを半径方向へ伸び
る複数の配線２２を一方の面に有し、さらに通電用およ
び信号処理用の電気回路に接続される複数の端子部すな
わちランド２４を他方の面の周縁部に有する。配線２２
は、印刷配線技術により配線基板１４に形成された配線
パターンの一部であり、またランド２４に電気的に接続
されている。

【００１９】配線基板１４は、合成樹脂のような電気的
絶縁材料で製作することができる。図１において、ラン
ド２４は配線２２が形成された面に設けられているよう
に見えるが、実際にはランド２４は配線２２が形成され
た面と反対の面に設けられている。

【００２０】針押え１６は、開口２０の周りを伸びてお
り、接着剤、複数のビス等により配線基板１４の配線２
２側の面に固定されている。針押え１６は、開口２０に
沿ってプローブ１８の配列方向へ伸びる溝２６を配線基
板１４と反対の側に有する。針押え１６は、セラミック
のような電気的絶縁材料で製作することができる。

【００２１】各プローブ１８は、導電性の金属細線から
形成された円形断面の針主体３０と、導電性材料または
非導電性材料から形成された細長い筒状のカバー３２と
を含む。

【００２２】針主体３０の長手方向における中央部すな
わち中間部３４と、該中間部の後端に続く針後部３６と
は、ほぼ一定の直径寸法を有する。中間部３４の前端に
続く先端部すなわち針先部３８は、断面積が針先ほど狭
くなる円錐形すなわちテーパ状に形成されている。中間
部３４は直線状に伸びるが、針先部３８は中間部３４に
対して曲げられている。

【００２３】カバー３２は、円形の断面形状を有してお
り、また中間部３４の後端部と嵌合している。このた
め、中間部３４の後端側の部位はカバー３２を貫通して
おり、中間部３４の先端側の部位はカバー３２から先端
側へ突出している。針主体３０とカバー３２とは、接着
剤、半田等の適宜な手段により相対的変位不能に結合さ
れている。

【００２４】各プローブ１８は、針主体３０が配線基板
１４の半径方向へ伸びかつ針先部３８が下方へ伸びるよ
うに、カバー３２の後端側の部位において針押え１６に
接着剤４０により片持ち梁状に取り付けられて、針押え
１６に支持されている。

【００２５】カバー３２の先端側は針押え１６から配線
基板１４の開口の側へ突出しており、カバー３２の後端
は針押え１６に後端面で終了している。中間部３４の先
端側はカバー３２から配線基板１４の開口の側へ突出し
ている。針主体３０は、その針後部３６の後端において
半田、導電性接着剤等の接続手段４２により配線２２に
電気的に接続されているとともに固定されている。

【００２６】ヘッド１０において、各プローブ１８の針
先が集積回路１２の電極パッド４４（図２参照）に押圧
されると、各プローブ１８は、針押え１６より先端側の
部位において一定量撓む。一定量撓んだときの針圧は、
針主体３０の材質と直径寸法、ならびに、カバー３２の
材質と内径および外径寸法とが同じであるならば、図３
における寸法Ｌ0 ，Ｌ1 およびＬ2 により、調整し、決
定することができる。このため、材質、寸法および形状
が同じプローブを寸法Ｌ0 およびＬ2 が一定になるよう
に針押えに取り付けることにより、針圧を一定にするこ
とができる。

【００２７】上記のようにヘッド１０およびプローブ１
８によれば、針押え１６からのプローブ１８の突出長さ
Ｌ0 と針押え１６からのカバー３２の突出長さＬ2 とを
一定にすることにより、プローブ１８間の針圧を同じに
することができ、その結果針圧に大きく影響するテーパ
領域を中間部３４に形成する必要がなく、プローブおよ
びヘッドの製作が容易になる。

【００２８】また、修理時、故障したプローブの針主体
３０をカバー３２から引き抜き、新たな針主体をそのプ
ローブのカバーに差し込み、そのカバーと新たな針主体
とを固定すればよい。すなわち、修理時、故障したプロ
ーブ全体を交換する代わりに、そのプローブの針主体の
みを交換すればよい。

【００２９】さらに、隣り合う電極パッドの配置位置が
プローブの伸長方向に異なるＩＣチップの試験に用いる
場合、針押えからのプローブの突出方向が隣り合うプロ
ーブ間で異なるように各プローブを針押えに取り付けな
ければならない。この場合、針押えからのそれらのプロ
ーブの突出量を他のプローブのそれと異なる値にしなけ
ればならない。従来のプローブでは、そのようにする
と、それらのプローブの針圧が異なってしまう。このた
め、従来では、テーパ領域の長さ寸法が異なる複数種類
のプローブを製作し、針押えからのプローブの突出量に
応じたテーパ領域を有するプローブを選択しなければな
らなかった。

【００３０】これに対し、プローブ１８によれば、図３
におけるＬ2 の領域の剛性がＬ1 の領域の剛性より大き
いから、同じ材質、同じ形状および同じ寸法のプローブ
であっても、寸法Ｌ2 を針押えからのプローブの突出量
に応じて調整することにより、針圧を調整することがで
きる。

【００３１】なお、図５に示すように、電気絶縁材料製
の膜４６をカバー３２の外側面に形成してもよい。この
ようにすれば、複数のプローブを集積回路試験用ヘッド
に組み付けた状態において、隣り合うプローブのカバー
３２が当接しても、隣り合うプローブが電気的に短絡す
ることを防止されるから、プローブの配列ピッチを小さ
くして、プローブの配置密度を高めることができる。ま
た、カバー３２を円形断面の筒状とする代わりに、図６
に示すように、形断面の筒状のカバー４８としてもよ
い。

【００３２】図７に示す集積回路試験用ヘッド５０は、
隣り合うプローブ１８を上下に分けている。上層の各プ
ローブ１８の針先部３８は、下層の各プローブ１８のそ
れよりも長い。上下のプローブ１８は、中間部３４が平
行に伸びるように針押え１６に配置されている。ヘッド
５０の場合も、寸法Ｌ0 ，Ｌ1 およびＬ2 により、針圧
を調整し、決定することができる。

【００３３】ヘッド５０において、上下のプローブ１８
の針圧は、材質、形状、寸法が針先部を除いて同じであ
れば、同じである。このため、針先部の長さ寸法が異な
る２種類のプローブを作成し、それらを寸法Ｌ0 および
Ｌ2 が同じになりかつ針主体が平行になるように針押え
３６に取り付けるだけで、所定の針圧のヘッドに組み立
てることができ、プローブおよびヘッドの製作が容易で
ある。

【００３４】上記の実施例は、いずれも、針後部の直径
寸法を中間部のそれと同じにしているから、針後部の直
径寸法を小さくする加工をすることなく、多数のプロー
ブをそれらが電気的に接触しないように、配線基板に容
易に接続することができる。しかし、針後部は、針圧に
直接影響を与えないから、適宜な形状および寸法とする
ことができる。

【００３５】本発明は、上記実施例に限定されない。た
とえば、プローブが基板１４に対して角度を有する状態
に取り付けられるから、針先部３８を中間部３４に対し
て曲げなくてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の集積回路試験用ヘッドの一実施例を示
す底面図である。

【図２】１つのプローブ群の配置状態の一実施例を示す
底面図である。

【図３】（Ａ）は図２の３−３線に沿って得た断面図で
あり、（Ｂ）は針先部の端面図である。

【図４】図３の４−４線に沿って得た断面図である。

【図５】プローブユニットの他の実施例を示す図４と同
種の断面図である。

【図６】プローブユニットのさらに他の実施例を示す図
４と同種の断面図である。

【図７】プローブユニットを上下２層に配置した状態の
一実施例を示す図であって、（Ａ）は図３（Ａ）と同種
の断面図であり、（Ｂ）は針先部の端面図である。

【符号の説明】

１０，５０ 集積回路試験用ヘッド １２ 集積回路 １４ 配線基板 １６ 針押え １８ プローブ ２０ 配線基板の開口 ２２ 配線 ２４ ランド ２６ 針押えの溝 ３０ 針主体 ３２，４８ カバー ３４ 中間部 ３６ 鉢後部 ３８ 針先部 ４０ 接着剤 ４２ 接続手段 ４４ 電極パッド

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 導電性の針主体と、細長いカバーとを含
   み、前記針主体は、長手方向における中間部と、該中間
   部の前端に続く針先部と、前記中間部の後端に続く針後
   部とを備え、前記中間部は、前記針後部の側の部位にお
   いて前記カバーを貫通して前記針先部の側の部位を前記
   カバーから突出させており、また少なくとも前記針先部
   の近傍から前記カバーまでほぼ同じ直径寸法を有する、
   集積回路試験用プローブ。
2. 【請求項２】 さらに、電気絶縁材料製の膜を前記カバ
   ーの外側面に有する、請求項１に記載のプローブ。
3. 【請求項３】 前記針先部は、その直径寸法が針先ほど
   小さくなる形状を有し、また前記中間部に対して曲げら
   れている、請求項１または２に記載のプローブ。
4. 【請求項４】 中央に開口を有する配線基板と、前記開
   口の近傍にあって前記配線基板に取り付けられた針押え
   と、該針押えに取り付けられた複数のプローブとを含
   み、各プローブは、導電性の針主体と、前記針押えに取
   り付けられた細長いカバーとを含み、前記針主体は、長
   手方向における中間部と、該中間部の前端に続く針先部
   と、前記中間部の後端に続く針後部とを備え、前記中間
   部は、前記針後部の側の部位において前記カバーを貫通
   して前記針先部の側の部位を前記カバーから突出させて
   おり、また少なくとも前記針先部の近傍から前記カバー
   までほぼ同じ直径寸法を有する、集積回路試験用ヘッ
   ド。
5. 【請求項５】 前記針後部は、前記中間部と同じ直径寸
   法を有しており、また前記配線基板に形成された配線に
   固定されている、請求項４に記載のヘッド。
6. 【請求項６】 前記カバーは、前記針押えを貫通してさ
   らに前方へ伸びる、請求項４または５に記載のヘッド。