JPH11101820A - プローブカードおよびそれを用いたウエハテスト方法 - Google Patents
プローブカードおよびそれを用いたウエハテスト方法Info
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- JPH11101820A JPH11101820A JP9262305A JP26230597A JPH11101820A JP H11101820 A JPH11101820 A JP H11101820A JP 9262305 A JP9262305 A JP 9262305A JP 26230597 A JP26230597 A JP 26230597A JP H11101820 A JPH11101820 A JP H11101820A
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Abstract
適正な針圧を得ることができるように改良された、プロ
ーブカードを提供することを主要な目的とする。 【解決手段】 プローブ針3は一端と他端を有する。プ
ローブ針3は、その一端が基板1の下面に固定され、該
基板1と所定の角度をなして、延びる。プローブ針3
の、一端と他端との間に位置する部分を、押圧手段4が
基板1に向けて押圧している。
Description
ブカードに関するものであり、より特定的には、プロー
ブ針の高さにばらつきがあっても、適正な針圧を得るこ
とができるように改良されたプローブカードに関する。
この発明は、また、そのようなプローブカードを用いた
ウエハテスト方法に関する。
程において、1枚の基板上に多数個のウエハチップを製
造した後、これらをチップごとに切断する前に、個々の
チップが良品であるか、不良品であるかをテストする、
ウエハテスト工程がある。このようなウエハテストは、
通常、プローバと呼ばれる装置にプローブカードを接続
し、プローブカードのプローブ針を半導体チップの所定
の電極(パッド)上に接触させた状態で行なわれる。プ
ローブ針を半導体チップに接触させた後、さらにプロー
ブ針とパッド間に一定の圧力(針圧と呼ぶ)を加える
(この動作をオーバドライブと呼ぶ)。オーバドライブ
により、プローブ針がパッド表面を滑りながら移動し、
パッド表面の酸化アルミニウムが除去される。こうし
て、酸化アルミニウムの下のアルミニウムと、プローブ
針が、電気的に接続される。
報に開示されている、従来のカンチレバー型(片持ち
型)プローブ針を用いたプローブカードの断面図であ
る。プローブカードは、1枚のプリント配線板1(以
下、基板という)を備える。基板1の中央部に開孔部2
が設けられている。開孔部内の所定の位置に、先端が合
致するように、基板1の下面に多数のプローブ針3が放
射状に設けられている。プローブ針3の根元と、プリン
ト配線板の端部に設けられたコネクタ接続用接触部(図
示せず)とは、プリント配線またはワイヤで接続されて
いる。
ー型のプローブ針の変位と力(F)との関係を示す。本
明細書で、プローブ針の変位とは、図16を参照して、
プローブ針3の先端の、基板1の表面からの高さをい
う。本明細書で力(F)とは、オーバドライブ時に、プ
ローブ針に、高さ方向に加えられる針圧(F)をいう。
とは、直線関係にある。一般的には、約100μmのオ
ーバドライブでは、数g(たとえば、7g)程度の針圧
がプローブ針にかかる。これによって、パッドとプロー
ブ針とが電気的に接続し、ウエハのテストが行なわれ
る。
縦、横、高さの各方向において重要であり、それぞれ、
約±10μmの精度が必要である。これから開発される
高密度ICでは、さらに、精度が厳しく要求される。現
在、プローブ針とパッドとの位置関係の調整は、手作業
で行なっている。この場合、プローブ針の高さ(プロー
ブ針の先端の、基板の下面からの距離)の調整が困難で
ある。
ー型プローブ針の概念図である。プローブ針の全体の長
さは、小さなプローブ針で、約5〜10mmである。折
れ曲がった針先部分の長さは約200μmである。プロ
ーブ針の根元の径は、約200μmφである。プローブ
針の先端の径は約35μmφである。プローブ針は、根
元から先端に向かって、連続的に細くなっている。折り
曲げ点におけるプローブ針の径は、約80μmφであ
る。
られるものであり、プローブ針の高さのばらつきの許容
範囲は、約±15μmを目標にしているが、実際には、
手作業の調整が複雑であり、約±30μm程度になって
いる。
適正な針圧が得られない。また、プローブ針の高さのば
らつきが大きいと、ICにダメージを与えたり、ICの
良否の正しい判定ができなくなる。また、今後、パッド
がより小さくなると、プローブ針をパッドにコンタクト
させ、約100μmのオーバドライブをかけてパッド表
面を滑らせたとき、針先がパッドの表面からはみ出し、
ICの信頼性に問題を与える可能性が高くなる。
ることにより、プローブカードを安価に製造することが
要望されている。このような背景において、プローブ針
の高さ方向のばらつきの解消は、大きな課題となってい
る。
針の高さのばらつきを従来の許容範囲の数倍にすること
ができるように改良されたプローブカードを提供するこ
とを目的とする。
な針圧を得ることができるように改良されたプローブカ
ードを提供することにある。
ージを与えることがないように改良されたプローブカー
ドを提供することにある。
とパッドとの接触抵抗が低くなるように改良されたプロ
ーブカードを提供することを目的とする。
不良の判定が正しく行なわれるように改良されたプロー
ブカードを提供することにある。
プローブカードを用いたウエハテスト方法を提供するこ
とにある。
カードは、基板とプローブ針とを備える。プローブ針は
一端と他端を有する。プローブ針は、その一端が上記基
板の下面に固定され、該基板と所定の角度をなして延び
る。当該プローブカードは、上記プローブ針の、上記一
端と上記他端との間に位置する部分を、上記基板に向け
て押圧する押圧手段を備える。
上記押圧手段は、上記基板の下面に互いに離されて設け
られた1対の柱と、上記1対の柱に、橋渡すように取付
けられた棒とを含む。
上記プローブ針は、上記基板の下面に複数個取付けられ
ている。上記プローブ針は、該プローブ針の、上記他端
を含む先端部が、上記基板の下面から離れる方向に折り
曲げられている。いずれのプローブ針においても、上記
他端の、上記基板の下面からの距離は等しくされてい
る。
ば、プローブ針は、基板と2°〜3°の角度をなして延
びている。
プローブ針は、プローブ針の先端部が、チップ上に設け
られたパッドにコンタクトするとき、パッド表面に対し
て、上記先端部がほぼ90°の角度で接触するように折
り曲げられている。
ば、上記棒は、非伝導性の材料で形成されている。
上記プローブ針の径は、上記一端から上記他端に向かっ
て細くなっている。折り曲げ点における上記プローブ針
の径は、80μmφよりも小さくされている。
ば、まず、基板と、一端と他端を有し、かつその一端が
前記基板の下面に固定され、該基板と所定の角度をなし
て延びるプローブ針と、前記プローブ針の、前記一端と
前記他端との間に位置する部分を、前記基板に向けて押
圧する押圧手段とを備えたプローブカードを準備する。
上記プローブ針をチップ上のパッドに接触させる。上記
プローブ針と上記パッド間に一定の圧力を加える。
について説明する。
側方から見た図である。図2は、本発明に係るプローブ
カードを下面側から見た図である。
プローブカードは、プリント配線基板1(以下基板1と
いう)と、プローブ針3とを備える。プローブ針3は、
一端と他端を有する。プローブ針3は、その一端が基板
1の下面に半田15で固定され、該基板と2°〜3°の
角度をもたせて、延びている。プローブカードは、プロ
ーブ針3の、一端と他端との間に位置する部分を、基板
1に向けて押圧する押圧手段4を備える。押圧手段4
は、基板1の下面に互いに離されて設けられた柱5と、
柱5に橋渡すように取付けられた棒6とを含む。棒6
は、図3に示すような枠が好ましい。
けられている。プローブ針3は、プローブ針3の、他端
を含む先端部7が、基板1の下面から離れる方向に折り
曲げられている。いずれのプローブ針3においても、他
端7aの基板1の下面からの距離は、等しくされてい
る。
プローブカードにおいては、プローブ針3の高さ方向の
距離はばらついていた。実施の形態にかかるプローブカ
ードでは、図4(b)に示されるように、プローブ針3
の高さ方向のばらつきはなくなり、プローブ針3の他端
7aの基板1の下面からの距離は、いずれのプローブ針
3においても等しくされている。
ブ針3の先端部7が、チップ8上のパッド9にコンタク
トするとき、先端部7がパッド9の表面に対してほぼ9
0°の角度で接触するように、折り曲げられている。
動作について説明する。図6は、実施の形態に係るプロ
ーブカードが目標とするべき、プローブ針の変位と力と
の関係を示す図である。横軸の「変位」は、針先にかけ
るオーバドライブの長さであり、基板から針の先端まで
の高さである。縦軸の力「F」は、オーバドライブ時に
かける針先への針圧である。
的に、パッド表面にかける適正な針圧である。直線4と
直線5は、7gの一定の針圧を得る、プローブ針の高さ
の下限と上限を示す線である。直線11と直線12の幅
が広いほど、プローブ針の高さの大きなばらつきが許容
される。図6に示すように、力と変位の関係が、直線で
はなく、飽和した曲線になれば、複数のプローブ針の間
に、ある程度の高さの差があっても、ほぼ7gの針圧が
得られ、ひいては良好なコンタクトが得られる。
図17に示す従来のプローブ針よりも細いプローブ針を
用いる。この理由について説明する。
いものを用いたときの、力と変位との関係図である。
いものを用いた場合の変位と力との関係図である。参照
番号10、11、12については、上述したものと同じ
意味である。
場合には、変位と力との関係を示す直線の勾配が大きく
なり、直線11と直線12間が狭くなっている。一方、
図8を参照して、細いプローブ針を用いた場合には、力
と変位との関係を示す直線の勾配が穏やかになり、直線
4と直線5との間が広くなっている。すなわち、細いプ
ローブ針を用いると、プローブ針の高さのばらつきが多
少大きくても、ほぼ7gの針圧が得られることを示して
いる。
ーブカードの変位と力との関係図である。押圧手段を設
けることにより、横軸にオフセット領域ができる。ま
た、細いプローブ針を用いているので、直線11と12
間が広くなっている。図9中に示す曲線16は、本願が
目標とする図6の力−変位関係図に似ている。
形態に係るプローブカードの変位と力との関係を示す図
である。
製造方法について説明しながら、本発明をさらに詳細に
説明する。
に、従来よりも細いプローブ針3を、基板に対して角度
を大きく開いて、取付ける。プローブ針の取付けは、は
んだ付けにより行なわれる。図13に示すような棒6を
組合せて作った枠を準備する。図12を参照して、この
枠を、プローブ針3を基板1側に押すように柱5に固定
する。こうして、図1に示すプローブカードが完成す
る。
また、棒6の代わりに、非伝導性の板を、プローブ針3
に押し当てるようにしてもよい。実施の形態では、プロ
ーブ針が2列に並んでいるため、2列に棒6を同時に当
てて、プローブ針3を基板1に向けて倒す。このため、
図13に示す四辺を有する枠を用いるのが好ましい。
ついて次にまとめる。実施の形態に係るプローブカード
によれば、従来よりも細いプローブ針を用い、押圧手段
により、プローブ針の特性を図6に示すような飽和曲線
(実際には図10のようになる)が得られるようにして
いる。したがって、プローブ針のコンタクト動作を始め
たとき、プローブ針の針先の高さのばらつきが従来のも
のより大きくても、パッドに良好にコンタクトさせるこ
とができる。その結果、プローブ針の高さの調整作業が
簡略化される。ひいては、プローブカードの納期が短縮
され、コストが低減される。また安定したコンタクトに
より、チップが良品であるか不良品であるかの判定が正
しく行なわれる。ひいてはウエハテストの歩留まりが向
上する。
ば、プローブ針の高さ方向の大きなばらつきが吸収され
る。しかし、ばらつき以上のオーバドライブをかける必
要があることは従来と同様である。従来のプローブカー
ドでは、オーバドライブの動作によって、プローブ針の
先端部の、折り曲げ点から先端に向かう方向への滑りの
ばらつきが大きくなり、パッドが小さい場合には、パッ
ドからプローブ針の先端がはみ出す可能性もあった。こ
のような問題は、図5を参照してプローブ針3の先端7
の長さを短くし、また、コンタクト時のパッド表面との
なす角度をほぼ90°にすることによって解決される。
2列に配列されているプローブカードについて例示した
が、この発明はこれに限られるものでなく、プローブ針
が4列以上に配列されているプローブカードに適用して
も、実施の形態と同様の効果が得られる。
基板に列状に配置されている場合を例示したが、この発
明はこれに限られるものでなく、プローブ針が放射状に
配置されている場合にも適用できる。この場合には、複
数のプローブ針を、ドーナツ状の輪で基板に向けて押し
付ける方法が好ましい。
ば、プローブ針の、一端と他端との間に位置する部分
を、基板に向けて押圧するので、プローブ針の高さのば
らつきの許容度が拡大するという効果を奏する。
押圧手段を、基板に設けられた1対の柱と、この1対の
柱に橋渡すように取付けられた棒とで構成しているの
で、安価に、プローブカードを製造することができる。
いずれのプローブ針においても、その他端の、基板の下
面からの距離が、等しくされているので、適正な針圧が
得られる。
プローブ針と基板とのなす角度を2°〜3°にしている
ので、プローブ針の針先の高さのばらつきが少なくされ
るという効果を奏する。
プローブ針は、プローブ針の先端部が、チップ上に設け
られたパッドにコンタクトするとき、パッド表面に対し
て、上記先端部がほぼ90°の角度で接触するように、
折り曲げられているので、パッドが小さくなっても、プ
ローブ針の先端部がパッドからはみ出さないという効果
を奏する。
押圧手段として用いる棒が、非伝導性の材料で形成され
ているので、電気的特性に優れたプローブカードになる
という効果を奏する。
折り曲げ点における、プローブ針の径が80μmφより
も小さくされているので、プローブ針の高さのばらつき
の許容範囲を従来よりも、広げることができるという効
果を奏する。
ば、上述のような特徴を有するプローブカードを用い
て、ウエハのテストを行なうので、プローブ針の高さの
ばらつきの許容範囲を従来よりも、広げることができ、
ひいては、ICへダメージを与えることなく、ウエハの
テストを行なうことができるという効果を奏する。
ある。
ある。
である。
(a)と実施の形態に係るプローブ針の配置を示す図
(b)である。
を示す図である。
と力との関係を示す図である。
の関係を示す図である。
の関係を示す図である。
の関係を示す図であり、オフセットの意味を明らかにす
る図である。
と変位との関係を示す図である。
法の順序の第1の工程における概念図である。
法の順序の第2の工程における概念図である。
関係を示す図である。
位の方向を示す図である。
Claims (8)
- 【請求項1】 基板と、 一端と他端を有し、かつその一端が前記基板の下面に固
定され、該基板と所定の角度をなして延びるプローブ針
と、 前記プローブ針の、前記一端と前記他端との間に位置す
る部分を、前記基板に向けて押圧する押圧手段と、を備
えたプローブカード。 - 【請求項2】 前記押圧手段は、 前記基板の下面に互いに離されて設けられた1対の柱
と、 前記1対の柱に橋渡すように取付けられた棒と、を含
む、請求項1に記載のプローブカード。 - 【請求項3】 前記プローブ針は、前記基板の下面に複
数個取付けられており、 前記プローブ針は、前記プローブ針の、前記他端を含む
先端部が、前記基板の下面から離れる方向に、折り曲げ
られており、 いずれのプローブ針においても、前記他端の前記基板の
下面からの距離は等しくされている、請求項1に記載の
プローブカード。 - 【請求項4】 前記所定の角度は、2°〜3°にされて
いる、請求項1に記載のプローブカード。 - 【請求項5】 前記プローブ針は、前記先端部が、チッ
プ上に設けられたパッドにコンタクトするとき、パッド
表面に対して、前記先端部がほぼ90°の角度で接触す
るように折り曲げられている、請求項3に記載のプロー
ブカード。 - 【請求項6】 前記棒は、非伝導性の材料で形成されて
いる、請求項2に記載のプローブカード。 - 【請求項7】 前記プローブ針の径は、前記一端から前
記他端へ向かって細くなっており、 前記折り曲げ点における、前記プローブ針の径は、80
μmφよりも小さくされている、請求項3に記載のプロ
ーブカード。 - 【請求項8】 基板と、一端と他端を有し、かつその一
端が前記基板の下面に固定され、該基板と所定の角度を
なして延びるプローブ針と、前記プローブ針の、前記一
端と前記他端との間に位置する部分を、前記基板に向け
て押圧する押圧手段と、を備えたプローブカードを準備
する工程と、 前記プローブ針をチップ上のパッドに接触させる工程
と、 前記プローブ針と前記パッド間に一定の圧力を加える工
程と、を備えたウエハテスト方法。
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JP26230597A JP3616236B2 (ja) | 1997-09-26 | 1997-09-26 | プローブカードおよびそれを用いたウエハテスト方法 |
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