JPH1090306A - 検査用ヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 大きな針圧を得ることにある。 【解決手段】 検査用ヘッドは、基板と、該基板に取り
付けられた針押えと、該針押えの突出部に間隔をおいて
取り付けられた複数のプローブと、該プローブにばね力
を付与すべく少なくとも先端部をプローブに当接させた
状態に針押えに支持された長尺の複数の補助部材とを含
む。これにより、プローブが弓状に反るときの針圧が大
きくなる。

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、集積回
路の電気的な端子部すなわち電極パッドに通電可能の状
態に接続される複数のプローブを針押えに片持ち梁状に
支持させている。プローブは、１００〜２００ＭＨｚの
電気信号を集積回路に確実に作用させ、対応する電気信
号を集積回路から確実に得られるように、接続パッド表
面のアルミニウム酸化膜のような電気的絶縁膜を突き破
る機能を有することが望まれている。

【０００４】上記の要求は、一般に、電極パッドの表面
をプローブの先端（針先）で擦る、いわゆる擦り作用に
より達成される。そのような擦り作用は、集積回路の電
極パッドとプローブの針先とを接触させた状態で集積回
路とプローブとを過剰に押圧して、プローブを弓状に弾
性変形させ、それにより電極パッドと針先との接触部を
わずかに相対的に変位させることにより、生じる。この
ような擦り作用は、針先と電極パッドとの間に作用する
いわゆる針圧が一定以上の場合に可能になる。

【０００５】この種の検査用ヘッドにおいては、被検査
体の電極パッドの配置密度が高くなるにしたがい、プロ
ーブの配置密度が高くなる。したがって、従来の検査用
ヘッドは、隣り合うプローブの接触を避けるべくより細
いプローブを用いていた。しかし、細いプローブを用い
ると、プローブのばね力が小さいから、所定の針圧を得
ることができず、したがって確実な擦り作用を達成する
ことができない。

【０００６】

【解決しようとする課題】本発明の目的は、大きな針圧
を得ることにある。

【０００７】

【解決手段、作用、効果】本発明の検査用ヘッドは、基
板と、該基板に取り付けられた針押えと、該針押えの突
出部に間隔をおいて取り付けられた複数のプローブと、
該プローブにばね力を付与すべく少なくとも先端部をプ
ローブに当接させた状態に針押えに支持された長尺の複
数の補助部材とを含む。

【０００８】プローブの針先を被検査体の電極パッドに
接触させた状態でプローブと被検査体とを相対的に押圧
すると、プローブおよび補助部材が弓状に反る。このと
き、補助部材がプローブの反りを阻止するように作用す
るから、大きな針圧が針先と電極パッドとの間に作用す
る。その結果、電極パッド表面の電気的絶縁膜がプロー
ブにより確実に突き破られ、プローブと電極パッドとの
間に良好な電気的接続が得られる。

【０００９】上記のように本発明によれば、少なくとも
先端部がプローブに当接してプローブにばね力を付与す
る長尺の複数の補助部材を設けたから、プローブが弓状
に反るときのばね力が大きく、大きな針圧を得ることが
できる。

【００１０】針押えは少なくとも一部が前記基板から下
方へ突出した突出部を有しており、プローブおよび補助
部材は突出部に取付けられており、突出部への補助部材
の取付け中心位置の高さレベルは突出部へのプローブの
取付け中心位置の高さレベルより上とすることができ
る。

【００１１】各補助部材を、非導電性材料製とし、少な
くとも先端部を隣り合うプローブに当接させることが好
ましい。これにより、隣り合うプローブが接触して電気
的に短絡することを防止することができる。しかし、補
助部材をプローブ毎に設けて、対応するプローブと平行
に伸長させてもよいし、各補助部材を対応するプローブ
の上に重ねてもよい。

【００１２】

【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。

【００１３】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
針押え１６と、基板１２の半径方向へ伸びるように針押
え１６に片持ち梁状に支持された複数のプローブ１８
と、プローブ１８と平行に伸びるように針押え１６に片
持ち梁状に支持された長尺の複数の補助部材２０とを含
む。プローブ１８と補助部材２０とは、円形の断面形状
を有する。

【００１４】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、針押え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。

【００１５】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）
を上下の両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
材を基板の上下の両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。上面の配線はランド２４に電
気的に接続されており、上下の配線は互いに電気的に接
続されている。

【００１６】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に臨むように複数のねじ部材２８（図２
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。

【００１７】針押え１６は、セラミックのような電気的
な絶縁材料で四角形の枠の形に製作されており、また複
数のプローブ１８と複数の補助部材２０とを四角形の各
辺に対応する部位に支持している。針押え１６は、四角
形の各辺に支持しているプローブ１８および補助部材２
０が平行に伸びるように、支持板１４のうち切欠部２６
を形成する部位の下面にねじ部材３０により取り外し可
能に取り付けられている。針押え１６の内側の開口３２
は、支持板１４の切欠部２６とほぼ同じ大きさのほぼ四
角形である。針押え１６の下端部は、基板１２の下面よ
り下方へ突出している。

【００１８】各プローブ１８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。各補助部材２０は、プローブ１８とほぼ同じ
太さを有する非導電性の細線から形成されている。プロ
ーブ１８および補助部材２０は、それぞれ、針押え１６
をその幅方向に貫通して伸びており、またそれらの直径
寸法より小さいピッチで針押え１６に配置されている。

【００１９】各プローブ１８の先端側は、針先側ほど細
いテーパ状に形成されている。各プローブ１８は、針先
側が切欠部２６の側となりかつ針先が基板１２の側と反
対の側（下方側）へ伸びるように、接着剤のような適宜
な装着手段３４により針押え１６の下端部に装着されて
いる。

【００２０】各補助部材２０は、針押え１６をその幅方
向に貫通して伸びて隣り合うプローブ１８の上に重ねら
れた状態にプローブ１８とほぼ同じ装着手段３４により
針押え１６の下端部に取り付けられている。

【００２１】針押え１６は、プローブ１８の後端側が基
板１２の下側を伸びるように、基板１２に装着されてい
る。プローブ１８の後端部は基板１２の配線に後端にお
いて半田付のような手段により連結されている。

【００２２】検査用ヘッド１０は、プローブ１８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１８が、下側、上側、
横側、前側および後側のいずれかの側となるとともに、
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。

【００２３】検査用ヘッド１０は、針押え１６の所定の
箇所に所定数のプローブ１８および補助部材２０を所定
の状態に取り付けて針押え１６と複数のプローブ１８と
補助部材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に針押え１６を
取り付け、各プローブ１８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。

【００２４】プローブ１８および補助部材２０は、全て
のプローブ１８および補助部材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、針押え１６に適
宜な装着手段３４により取り付けることができる。針押
え１６は、これを基板１２の切欠部２２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。

【００２５】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１８および各補助部材２０は、プロー
ブ１８の針先が被検査体の端子に押圧されることによ
り、弓状に反る。このとき、各補助部材２０が両隣りの
プローブ１８の反りを阻止するようなばね力を両隣りの
プローブ１８に付与するから、針先と電極パッドとの間
に作用する針圧が大きくなる。

【００２６】上記の結果、検査用ヘッド１０によれば、
太いプローブを用いることなく、すなわち細いプローブ
であっても、大きな針圧が針先と電極パッドとの間に生
じ、電極パッド表面の電気的絶縁膜が確実に突き破ら
れ、各プローブ１８と電極パッドとの間に良好な電気的
接続状態を得ることができる。

【００２７】検査用ヘッド１０は、各補助部材２０が、
非導電性を有しているとともに、隣り合うプローブ１８
の上に重ねられているから、隣り合うプローブ１８が接
触して電気的に短絡することを防止することができる。

【００２８】上記の実施例においては、針押え１６の各
辺が直線状に伸びているが、本発明は針押え１６の各辺
が弧状に伸びている場合にも適用することができる。そ
の一実施例を図５〜図７に示す。

【００２９】図５〜図７において、針押え１６のうち、
四角形の各辺に対応する部位の内側面３６は、外側へ凸
の弧状に伸びる。各プローブ１８および各補助部材２０
は、基板（図示せず）の半径方向へ伸びる。各補助部材
２０は、針押え１６の側の部位では両隣りのプローブ１
８から間隔をおいているが、先端部は両隣りのプローブ
１８の上に重ねられている。

【００３０】図５〜図７に示す検査用ヘッドにおいて、
各補助部材２０は、両隣りのプローブ１８にばね力を付
与することにより、大きな針圧を針先と電極パッドとの
間に生じさせる。これにより、電極パッド表面の絶縁膜
が確実に突き破られる。また、各補助部材２０は、両隣
りのプローブ１８の電気的接触を防止する。

【００３１】図８および図９に示す実施例は、補助部材
２０をプローブ１８毎に設け、各補助部材２０を対応す
るプローブ１８の上に重ねて対応するプローブ１８とと
もに装着手段３４により針押え１６に取り付けている。
このため、図８および図９の検査用ヘッドにおいても、
各補助部材２０は、重なり合うプローブ１８にばね力を
付与することにより、大きな針圧を針先と電極パッドと
の間に生じさせる。これにより、電極パッド表面の絶縁
膜が確実に突き破られる。

【００３２】図１０および図１１に示す実施例は、補助
部材２０をプローブ１８毎に設け、各補助部材２０を対
応するプローブ１８の上方へ間隔をおいて対応するプロ
ーブ１８とともに装着手段３４により針押え１６に取り
付けている。各補助部材２０は、その先端部を下方に曲
げられて、先端面を対応するプローブ１８の上に当接さ
れている。

【００３３】図１０および図１１の検査用ヘッドにおい
ても、各補助部材２０は、対応するプローブ１８にばね
力を付与することにより、大きな針圧を針先と電極パッ
ドとの間に生じさせる。これにより、電極パッド表面の
絶縁膜が確実に突き破られる。図１０および図１１に示
す各補助部材２０の先端面は、平坦面であるが、対応す
るプローブ１８の上部を受け入れる凹面であってもよ
い。

【００３４】図１２に示す実施例は、各補助部材２０を
隣り合うプローブ１８の間に配置し、各補助部材２０の
先端部を横に曲げ、その曲げた部位を隣りのプローブ１
８の上に当接させている。このため、図１２の検査用ヘ
ッドにおいても、各補助部材２０は、隣りのプローブ１
８にばね力を付与することにより、大きな針圧を針先と
電極パッドとの間に生じさせる。これにより、電極パッ
ド表面の絶縁膜が確実に突き破られる。

【００３５】図８および図９の検査用ヘッド、図１０お
よび図１１の検査用ヘッド、ならびに図１２の検査用ヘ
ッドは、いずれも、各辺が直線状に伸びる針押え、およ
び、各辺が弧状に伸びる針押えのいずれを用いる場合に
も適用することができる。

【００３６】上記の実施例では、プローブおよび補助部
材が円形の断面形状を有するが、プローブおよび補助部
材断面形状を四角形のような他の形状にしてもよい。特
に、図８および図９に示す実施例においては、少なくと
も補助部材の断面形状を四角形とし、その四角形の１つ
の辺に対応する面をプローブの上に当接させることが好
ましい。

【００３７】本発明は、上記実施例に限定されない。た
とえば、被検査体の端子の配置パターンに応じた１つの
針押えを用いる代わりに、針押えを複数の針押え部材に
分割し、それらの針押え部材を共通の取付け枠にねじ部
材のような適宜な止め手段により取り付けてもよい。ま
た、図示の例では、いずれも、各補助部材をプローブの
テーパ状に形成されていない太い部位に当接させている
が、各補助部材をプローブのテーパ状の部位に当接させ
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】プローブと補助部材との関係を示す断面図であ
る。

【図４】図３の４−４線に沿って得た拡大断面図であ
る。

【図５】検査用ヘッドの第２の実施例におけるプローブ
と補助部材との関係を示す断面図である。

【図６】図５の検査用ヘッドにおけるプローブと補助部
材との関係を示す平面図である。

【図７】図５の７−７線に沿って得た拡大断面図であ
る。

【図８】検査用ヘッドの第３の実施例におけるプローブ
と補助部材との関係を示す断面図である。

【図９】図８の９−９線に沿って得た拡大断面図であ
る。

【図１０】検査用ヘッドの第４の実施例におけるプロー
ブと補助部材との関係を示す断面図である。

【図１１】図１０の１１−１１線に沿って得た拡大断面
図である。

【図１２】検査用ヘッドの第５の実施例におけるプロー
ブと補助部材との関係を示す平面図である。

【符号の説明】

１０ 検査用ヘッド １２ 基板 １４ 支持板 １６ 針押え ２０ プローブ ２２，２６ 切欠部

Claims (4)

【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、基板と、該基板に取り付け
   られた針押えと、該針押えの突出部に間隔をおいて取り
   付けられた複数のプローブと、該プローブにばね力を付
   与すべく少なくとも先端部を前記プローブに当接させた
   状態に前記針押えに支持された長尺の複数の補助部材と
   を含む、検査用ヘッド。
2. 【請求項２】 前記針押えは少なくとも一部が前記基板
   から下方へ突出した突出部を有しており、前記プローブ
   および前記補助部材は前記突出部に取付けられており、
   前記突出部への前記補助部材の取付け中心位置の高さレ
   ベルは前記突出部への前記プローブの取付け中心位置の
   高さレベルより上である、請求項１に記載の検査用ヘッ
   ド。
3. 【請求項３】 前記補助部材は、非導電性材料により製
   作されており、また少なくとも先端部を隣り合うプロー
   ブに当接させている、請求項１または２に記載の検査用
   ヘッド。
4. 【請求項４】 前記補助部材は、前記プローブ毎に設け
   られ、対応するプローブと平行に伸びている、請求項１
   または２に記載の検査用ヘッド。