JPH1090305A - 検査用ヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 プローブの交換に要する時間およびコストを
短縮および低減することにある。 【解決手段】 検査用ヘッドは、厚さ方向に貫通する切
欠部を有する基板と、基板の一方の面に組み付けられた
支持板と、プローブを支持する複数の針押えとを含み、
針押えを基板の切欠部に受け入れられた取付板により基
板の対向部に組み付ける。これにより、針押えとこれに
組み付けられたプローブとからなる複数のプローブ組立
体を予め製作しておき、交換すべきプローブを有するプ
ローブ組立体を新たなプローブ組立体と交換することで
きる。これにより、プローブの交換に要する時間および
コストが短縮および低減する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、集積回路のような
平板状被検査体の電気的特性試験に用いる検査用ヘッド
に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体ウエーハ上の集積回路、半導体ウ
エーハからチップに分離された集積回路（ＩＣチッ
プ）、および、チップの実装が終了した集積回路は、回
路が仕様書通りに動作するか否かの通電試験（電気的特
性試験）をされる。この種の試験すなわち検査は、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
試験用ヘッドすなわち検査用ヘッドを用いて行われる。

【０００３】この種の検査用ヘッドは、一般に、開口
（貫通穴）を中央部に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。針押えは、基板の開口を形成する縁部に沿っ
て伸びている。プローブは基板の開口を形成する縁部に
間隔をおいて配置されており、またプローブの後部は基
板の上側または下側を伸びている。

【０００４】この種の検査用ヘッドは、プローブの先端
（針先）が被検査体の端子（電極パッド）に正確に一致
するようにプローブを配置しなければならないことか
ら、針先が被検査体の端子に一致するように多数のプロ
ーブを治具により維持した状態で、それらのプローブを
針押えに接着剤で取り付け、次いで針押えを基板に一体
に接着することにより、製作される。また、プローブが
損耗すると、少なくともそのプローブを交換する作業が
行われる。

【０００５】しかし、従来の検査用ヘッドでは、針押え
が基板に一体的に接着されているから、プローブの配置
領域に比べて著しく大きい面積を有する基板が損耗した
プローブの交換の妨げになり、またプローブが針押えに
接着されているから、損傷したプローブを針押えから外
し、新しいプローブを所定の状態に針押えに接着するこ
とが難しく、その結果損傷したプローブの交換に多大の
時間とコストとを必要とする。このため、従来の検査用
ヘッドでは、１つのプローブが損耗しただけでも、全て
のプローブを交換することにより、プローブの交換に要
する時間およびコストの低減をしていた。

【０００６】この種の検査用ヘッドでは、一般に、プロ
ーブの損耗が同じ基板に配置されたプローブの間で異な
る。特に、液晶表示体の駆動に用いる集積回路のよう
に、帯状のフィルムに配置された被検査体の検査に用い
るヘッド（いわゆる、タブ用の検査用ヘッド）では、被
検査体の支持手段が可撓性を有するフィルムであること
と、そのフィルムが湾曲した状態で針先が被検査体の端
子に押圧されることを避けることができないこととか
ら、針先と電極パッドとの間に作用するいわゆる針圧が
プローブ毎に大きく異なり、その結果損耗がプローブ毎
に大きく異なるから、プローブを頻繁に交換しなければ
ならない。

【０００７】検査用ヘッドの他の１つとして、針押えを
支持板を介して基板に取り付けたものがある（特開平７
−９８３３０号公報）。しかし、この検査ヘッドでは、
プローブが針押えに接着されているから、先に述べた従
来の検査用ヘッドと同様に、損傷したプローブの交換に
多大の時間とコストとを必要し、したがって１つのプロ
ーブが損耗しただけでも、全てのプローブを交換せざる
を得ない。

【０００８】

【解決しようとする課題】本発明の目的は、プローブの
交換とに要する時間およびコストを短縮および低減する
ことにある。

【０００９】

【解決手段、作用、効果】本発明の検査用ヘッドは、厚
さ方向に貫通する切欠部を有する基板と、基板の一方の
面に組み付けられた支持板と、それぞれがプローブを支
持する複数の針押えと、少なくとも切欠部に受け入れら
れて針押えを支持板に組み付ける取付板とを含む。

【００１０】取付板および針押えを支持板に取り付けな
い状態において、複数の針押えを取付板に取り付け、そ
の状態でプローブを各針押えに接着剤のような適宜な手
段により取り付け、その後取付板を支持板に組み付ける
ことにより、検査用ヘッドに組み立てることができる。
プローブの交換時、交換すべきプローブが取り付けられ
ている針押えを新たなプローブが取り付けられている針
押えに交換することができ、また複数のプローブを針押
えに組み付けた複数のプローブ組立体を予め製作してお
き、交換すべきプローブを有するプローブ組立体を新た
なプローブ組立体に交換することができる。

【００１１】上記のように本発明によれば、複数の針押
えを基板の切欠部に受け入れられた取付板を介して支持
板に取り付けたから、プローブを針押えに組み付けた複
数のプローブ組立体を予め製作しておき、交換すべきプ
ローブを含むプローブ組立体を新たなプローブ組立体に
交換することができ、したがって従来に比べ、交換する
針の数が著しく少なくなるのみならず、プローブの交換
に要する時間およびコストが短縮し、低減する。

【００１２】基板の切欠部に臨む対向部を支持板に設
け、取付板を針押えと対向部との間に配置して対向部に
組み付けることができる。これにより、１以上のねじ部
材を支持板を貫通させて取付板に螺合させることによ
り、取付板を支持板に組み付けることができ、支持板へ
の取付板の着脱作業が容易になる。

【００１３】取付板と各針押えとは、両者の相対的な位
置決めをする位置決め手段を有することができる。これ
により、ヘッドの組立時およびプローブの交換時におけ
る取付板に対するプローブ組立体の位置合せが容易にな
り、より短時間でかつより廉価に製作および交換をする
ことができる。

【００１４】好ましい実施例において、位置決め手段
は、針押えおよび取付板の一方に設けられた１以上のガ
イドピンと、該ガイドピンを受け入れるべく針押えおよ
び取付板の他方に設けられた１以上のガイド穴とを備え
る。

【００１５】好ましい実施例において、針押えは複数の
ねじ部材により取付板に組み付けられている。また、切
欠部は四角形の形状を有し、基板の切欠部は基板の中央
部に形成された貫通穴である。さらに、取付板は基板の
切欠部と類似の切欠部を有し、針押えは取付板に切欠部
に沿って伸びる。

【００１６】

【発明の実施の形態】図１〜図４を参照するに、検査用
ヘッド１０は、プローブカード、プローブボート等と称
されている検査用ヘッドであり、集積回路のような平板
状の被検査体の電気的特性試験に用いられる。被検査体
は、ウエーハに形成された集積回路チップ、切断された
集積回路チップおよび実装を終了した集積回路のいずれ
であってもよい。しかし、検査用ヘッド１０は、液晶表
示体の駆動に用いる集積回路のように、帯状のフィルム
に配置された被検査体、特に集積回路の検査に用いるヘ
ッドとして好適である。

【００１７】検査用ヘッド１０は、円板状の基板１２
と、基板１２を補強するように基板１２に組み付けられ
た四角形の支持板１４と、支持板１４に組み付けられた
取付板１６と、取付板１６に組み付けられた複数の針押
え１８と、基板１２の半径方向へ伸びるように針押え１
８に片持ち梁状に取り付けられた複数のプローブ２０と
を含む。

【００１８】基板１２は、セラミック、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。基板１２
は、取付板１６を受け入れる開口すなわち切欠部２２を
中央に有する。切欠部２２は、被検査体の平面形状に類
似した形状を有しており、図示の例では、ほぼ四角形の
形状を有するとともに、基板１２を厚さ方向に貫通する
貫通穴である。

【００１９】基板１２は、周方向に間隔をおいて切欠部
２２の周りを半径方向へ伸びる複数の配線（図示せず）
を上面に有しかつ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を上面の周
縁部に有する配線基板である。配線は、印刷配線技術に
より基板１２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。しかし、配
線パターンを形成したフィルム状の部材を基板の上面に
配置することにより、配線を基板１２に形成してもよ
い。

【００２０】支持板１４は、セラミック、合成樹脂また
は金属で基板１２より小さい四角形に製作されており、
また基板１２の切欠部２２より小さい開口すなわち切欠
部２６を中央に有する。切欠部２６は、切欠部２２の形
状に類似した形状、好ましくは切欠部２２と相似の形状
を有しており、また支持板１４を厚さ方向に貫通する貫
通穴である。支持板１４は、その切欠部２６の周りの部
位が切欠部２２に臨む対向部２８となるように複数のね
じ部材３０（図１参照）により基板１２の上面に取り外
し可能に取り付けられている。

【００２１】取付板１６は、セラミック、合成樹脂また
は金属の平板で基板１２の切欠部２２に入る大きさの四
角形に製作されており、また支持板１４の切欠部２６と
ほぼ同じ大きさの開口すなわち切欠部３２を中央に有す
る。切欠部３２は、切欠部２６の形状に類似した形状を
有しており、また取付板１６を厚さ方向に貫通する貫通
穴である。このため、取付板１６は、支持板１４の対向
部２８の幅寸法とほぼ同じ幅寸法で切欠部３２の周りを
伸びる枠の形を呈しており、針押え１８を支持板１４に
取り付ける取付け枠として作用する。

【００２２】取付枠すなわち取付板１６は、基板１２の
切欠部２２内に配置されており、また複数のねじ部材３
４（図１参照）により支持板１４の対向部２８の下面に
取り外し可能にかつ同軸的に取り付けられている。各ね
じ部材３４は、支持板１４を上方から貫通しており、ま
た取付板１６のねじ穴３６（図３参照）に螺合されてい
る。

【００２３】各針押え１８は、セラミックのような電気
的な絶縁材料で各柱状に製作されており、また複数のプ
ローブ２０を支持している。また、各針押え１８は、支
持しているプローブ２０が放射状に伸びるように、取付
板１６のうち四角形の辺に対応する部位の下面にねじ部
材３８により取り外し可能に取り付けられている。各針
押え１８は、四角形の辺に沿って伸びる。ねじ部材３８
は、取付板１６を上方から貫通しており、また針押え１
８に形成されたねじ穴４０（図３参照）に螺合されてい
る。

【００２４】各針押え１８は、位置決め手段により取付
板１６に対して位置決めをされている。位置決め手段
は、図示の例では、取付板１６の長手方向へ間隔をおい
た部位から下方へ突出する一対のガイドピン４２と、ガ
イドピン４２を受け入れるべく針押え１８に設けられた
一対のガイド穴４４（図３参照）とを備える。しかし、
針押え１８から上方へ突出する１以上のガイドピンを各
針押え１８に設け、そのガイドピンを受け入れる１以上
のガイド穴を取付板１６に設けてもよい。また、位置決
め手段として、ガイドピンおよびガイド穴以外の、互い
に嵌合される一対以上の凸部および凹部のような他の手
段を用いてもよい。

【００２５】各プローブ２０は、導電性の金属細線から
形成されており、針先をそれの後方の部位に対し曲げら
れている。また、各プローブ２０は、針押え１８をその
幅方向に貫通して伸びて針先が基板１２の側と反対の側
へ伸びるように、接着剤のような適宜な手段により針押
え１８の下端部に取り付けられている。各針押え１８
は、プローブ２０の針先が基板１２の中心軸線の側とな
り、各プローブ２０の後端側が基板１２の半径方向外方
へ伸びるように、取付板１６に組み付けられている。各
プローブ２０の後端は、基板１２に形成された配線に半
田付のような手段により連結されている。

【００２６】検査用ヘッド１０は、プローブ２０の針先
が被検査体の側となるように、検査装置に組み付けられ
る。このため、検査用ヘッド１０は、これを組み付ける
検査装置の種類により、プローブ２０が、下側、上側、
横側、前側および後側のいずれかの側となるように検査
装置に組み付けられるとともに、基板１２が、水平、垂
直および斜めのいずれかの状態となるように検査装置に
組み付けられる。

【００２７】検査用ヘッド１０は、取付板１６に取り付
けられた各針押え１８に所定数のプローブ２０を取り付
けて針押え１８と複数のプローブ２０とからなるプロー
ブ組立体を作成し、次いで基板１２に取り付けられた支
持板１４に取付板１６を取り付け、各プローブ２０を基
板１２に形成された配線に半田付することにより、製作
することができる。

【００２８】プローブ２０は、全てのプローブ２０を適
宜な治具により所定の配置パターンに維持した状態で、
取付板１６に取り付けられた針押え１８に接着剤のよう
な適宜な手段により取り付けることができる。このと
き、針押え１８の相互の位置関係が取付板１６により維
持されるから、取付板１６および針押え１８を支持板１
４に組み付けておく必要がない。

【００２９】取付板１６は、これを基板１２の切欠部２
２に下側から嵌め込み、ねじ部材３０で支持板１４に取
り付けることができる。このため、取付板１６および針
押え１８を支持板１４に取り付けておく必要がないこと
と相まって、基板１２の切欠部２２の周りの部位が支持
板１４の外周部とプローブ２０の後部との間に存在する
構造であるにもかかわらず、針押え１８へのプローブ２
０の取付作業および支持板１４への取付板１６の取付作
業の妨げにならず、したがってヘッドの製作が容易にな
り、短時間で廉価に製作することができる。

【００３０】検査時、ヘッド１０と被検査体とは、両者
を相対的に移動させることにより、押圧される。これに
より、各プローブ２０は、その針先が被検査体の端子に
押圧されることにより、弓状に反り、被検査体の端子に
電気的に接続する。検査の間、ヘッド１０は、高温また
は低温さらされる。これにより、基板が熱的に変形しよ
うとするが、その変形は支持板１４により抑止または防
止される。このため、支持板１４は、基板１２の補強部
材として作用する。

【００３１】プローブの交換時、交換すべきプローブが
取り付けられている針押えを新たなプローブが取り付け
られている針押えに交換することができ、したがって交
換する針の数が従来に比べ、著しく少ない。また、複数
のプローブ２０を針押え１８に組み付けた複数のプロー
ブ組立体を予め製作しておき、プローブの交換時、交換
すべきプローブを有するプローブ組立体を新たなプロー
ブ組立体に交換することができる。このため、より短時
間でかつより廉価にプローブの交換をすることができ
る。

【００３２】検査用ヘッド１０においては、基板１２の
面内におけるプローブ２０の位置決めは、ねじ部材３０
による基板１２への支持板１４の取付位置の調整、ねじ
部材３８による支持板１４への取付板１６の取付位置の
調整をすることにより、行うことができる。

【００３３】また、集積回路用、特に帯状のフィルムに
配置された集積回路用の検査用ヘッドにおいては、プロ
ーブと被検査体との間に作用する押圧力を同じにする上
で、基板の軸線方向における基板の下面とプローブの針
先との間隔を、１つの検査用ヘッドのプローブ間でおよ
び複数の検査用ヘッド間で同じにすることが望まれてい
る。

【００３４】しかし、針押えを基板に取り付けて、プロ
ーブを接着剤により針押えに取り付けた従来の検査用ヘ
ッドでは、基板と針先との間隔を同じにすることができ
ない。これに対し、検査用ヘッド１０では、適宜なスペ
ーサを基板１２と支持板１４との間または支持板１４と
取付板１６との間に配置するか、またはそのようなスペ
ーサを除去することにより、基板１２の下面とプローブ
２０の針先との間隔を調整することができる。

【００３５】本発明は、上記実施例に限定されない。た
とえば、複数の針押えを用いる代わりに、被検査体の端
子の配置パターンに応じた１つの針押えを用いてもよ
い。また、支持板の切欠部を形成する面に取付板を組み
付けてもよく、この場合対向部を支持板に設けなくても
よい。さらに、切欠部２２，２６，３２を被検査体の端
子の配置パターンに応じた形状とすることができるし、
切欠部２２，２６，３２を穴以外の切欠きとしてもよ
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平面図
である。

【図２】図１の２−２線に沿って得た拡大断面図であ
る。

【図３】取付板、針押えおよびプローブの組立状態の一
実施例を示す斜視図である。

【符号の説明】

１０ 検査用ヘッド １２ 基板 １４ 支持板 １６ 取付板 １８ 針押え ２０ プローブ ２２，２６および３２ 基板、支持板および取付板の切
欠部 ４２ ガイドピン ４４ ガイド穴

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 平板状の被検査体の電気的特性試験に用
   いる検査用ヘッドであって、厚さ方向に貫通する切欠部
   を有する基板と、前記基板の一方の面に組み付けられた
   支持板と、それぞれがプローブを支持する複数の針押え
   と、少なくとも前記切欠部に受け入れられて前記針押え
   を前記支持板に組み付ける取付板とを含む、検査用ヘッ
   ド。
2. 【請求項２】 前記支持板は前記切欠部に臨む対向部を
   有し、前記取付板は前記針押えと前記対向部との間に配
   置されて前記対向部に組み付けられている、請求項１に
   記載の検査用ヘッド。
3. 【請求項３】 前記取付板と各針押えとは、両者の相対
   的な位置決めをする位置決め手段を有する、請求項１ま
   たは２に記載の検査用ヘッド。
4. 【請求項４】 前記取付板は、前記切欠部に配置されて
   いる、請求項１，２または３に記載の検査用ヘッド。
5. 【請求項５】 前記切欠部は前記基板の中央部に形成さ
   れた貫通穴であり、前記取付板は前記貫通穴に類似する
   切欠部を有する、請求項４に記載の検査用ヘッド。