JPH11264839A - プロ−ブカ−ド - Google Patents

プロ−ブカ−ド

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Publication number
JPH11264839A
JPH11264839A JP6662098A JP6662098A JPH11264839A JP H11264839 A JPH11264839 A JP H11264839A JP 6662098 A JP6662098 A JP 6662098A JP 6662098 A JP6662098 A JP 6662098A JP H11264839 A JPH11264839 A JP H11264839A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
stopper
probe
probe card
probe pin
pin
Prior art date
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Pending
Application number
JP6662098A
Other languages
English (en)
Inventor
Seiichi Yamazaki
清一 山崎
Noriaki Nakasaki
範昭 中崎
Kazuo Kato
和男 加藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denka Co Ltd
Original Assignee
Denki Kagaku Kogyo KK
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Application filed by Denki Kagaku Kogyo KK filed Critical Denki Kagaku Kogyo KK
Priority to JP6662098A priority Critical patent/JPH11264839A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【課題】過度のオーバードライブや作業者の不注意な接
触によるプローブピンの変形、破損が生じにくく、狭ピ
ッチ化、多ピン化に対応可能なプローブカードを提供す
る。 【解決手段】プローブピンに負荷されるオーバードライ
ブ量が所定の値以上とならないストッパーを有すること
を特徴とするプローブカードであり、前記オーバードラ
イブ量の上限値が100μm以下であることを特徴とす
るプローブカード。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体集積回路等
の被検査体の電極に接触させて電気特性を測定するため
のプロ−ブカ−ドに関する。
【0002】
【従来の技術】半導体集積回路等の電気的検査に用いる
プローブカードでは、複数のプローブピンを電極等に接
触させるために、複数のピン先端がつくる面の平坦度
や、被検査体の電極の平坦度、並びに評価装置に組み込
んだ場合の両者の平行度等の誤差を吸収し、更に電気抵
抗値が安定するのに必要な荷重を負荷しなければなら
い。そのため、プローブピンは、被検査体に接触するプ
ローブピン先端部とプローブカードへの固定部分との間
が弾性的に撓む様に設計されている。このプローブピン
を撓ませる量をオーバードライブと称する。
【0003】現在使用されているプロープカードは、W
やBeCuを材料とする線材の一本一本をプリント配線
基板上に接着材で位置を固定した後、半田付けして作ら
れる針式のものが主流であるが、最近の半導体における
電極の狭ピッチ化、高密度化への要求に対して、製造方
法及び耐久性の面で対応が困難になりつつある。例え
ば、狭ピッチ化対応するためには、プローブピンの線径
が小さくなる必要があるが、このようなものは容易に作
製し難いし、また作製できた場合には、過度のオーバー
ドライブや作業者の不注意による接触により、針が変形
し、針先の位置精度が悪化する問題があった。
【0004】上記の事情から、VLS成長で形成した針
状単結晶を応用する方法が提案されており(特開平5−
198636号公報、特開平5−25774号公報、特
開平5−218156号公報)、この方法によって、狭
ピッチで高密度のプローブカードの製造が容易になり、
しかも高精度にピンを配置できる様になった。
【0005】しかし、このVLS成長を適用して得られ
るプローブカード(以下、VLSプローブカードと略
す)では、単結晶Siを材質としている為、過度のオー
バードライブが付加されたり、作業者が不注意で針に接
触したりすると、針が破損するという問題があった。
【0006】また、最近の半導体ウエハーの電気特性評
価(以下、ウエハーテストと略称する)においては、プ
ローブピンの先端や、ウエハーの厚みをプローバー内で
位置測定し、設定されたオーバードライブの量が自動的
に加わるフルオートタイプのプローバーが広く使用され
ている。このプローバーを使用しても、作業者のミスに
よりVLSプローブカードを破損したり、従来公知のW
針を変形させる様な事故が時として起きるという様な問
題がある。
【0007】また、最近のウエハーテストは、大部分が
半導体ウエハーを加熱しながら行う様になり、このこと
によって、プローバーのプローブカードを保持する部分
や、プローブカード自体が熱変形して、設定したオーバ
ードライブの値より数十μm多いオーバードライブが付
加されるケースが多くなっている。
【0008】オーバードライブをかけすぎない対策とし
て、従来の針式においては、プローブカードにセンサー
ピンを設け、このセンサーピンの信号によって設定され
た値以上のオーバードライブが付加されない様な対策を
とっていた。しかし、前記センサーピンによる方法で
は、プローブピンより決められたオーバードライブ量の
位置にセンサーピンの先端を精度良く配置する必要があ
るが、しかし、センサーピンの先端を所望の位置に精度
良く配置することは容易でない。特に、最近の狭ピッチ
多ピンのプローブカードに関しては、プローブピンの径
が小さく、許容されるオーバードライブ量も少なくなっ
ているため、センサーピンの高さ方向の位置精度の一層
の向上が解決されない問題となっている。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の事情
に鑑みてなされたものであって、最近の狭ピッチ化、多
ピン化に対応でき、プローバーの誤操作や、加熱テスト
時に発生する過度のオーバードライブによって発生す
る、また作業者の不注意でプローブピンに接触したこと
によって発生するプローブピンの変形、破損が防止でき
るプローブカードを提供することを目的としている。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は、半導体集積回
路等の被検査体の電極にプローブピンを接触させて電気
特性を測定するプロ−ブカ−ドであって、プローブピン
に付加されるオーバードライブ量に上限値を与えるスト
ッパーを有することを特徴とするプローブカードであ
り、好ましくは、ストッパーがプローブピンの周囲に包
囲して配置されている、又は、ストッパーが被検査体の
スクライブエリアに対応する位置に設けられていること
を特徴とする前記のプローブカードである。
【0011】また、本発明は、ストッパーがエンジニア
リングプラスチック又はロックウェル硬さがM70以上
の物質からなることを特徴とする前記のプロ−ブカード
である。更に、本発明は、ストッパーにより定められる
プローブピンのオーバードライブ量の上限値が100μ
mであることを特徴とする前記のプローブカードであ
る。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、図をもって本発明を詳細に
説明する。図1、図2及び図3は、いずれも本発明のプ
ローブカードの一例を示す模式図であり、上図が断面
図、下図が下方より見たときの平面図を示す。
【0013】本発明のプローブカードは、プローブピン
2、5の先端部分が、所定の寸法(Lとする)だけ露出
する様に、ストッパー1、4、7が取り付けられた構造
を有し、前記寸法(L)を予め調整することにより、プ
ローブピン2、5に付加されるオーバードライブ量の上
限値を制御することを特徴としている。
【0014】図1は、垂直式プローブピンを有するプロ
ーブカードにストッパー1を設けた例であり、図2は、
WやBeCuを用いた針式プローブカードにストッパー
4を取り付けた例である。プローバーの誤操作や、加熱
テスト時に、オーバードライブ量がLより大きくなると
被検査体とストッパー1、4が接触して、プローブピン
2、5には、Lより大きいオーバードライブは付加され
ない。このとき、過度にオーバードライブ量を付加する
と、過剰なオーバードライブ量はプローブカードを構成
しているPCB基板や、プローブカードを保持するプロ
ーバーのインナーリングの弾性変形で吸収される。
【0015】本発明においては、本発明の目的を達成す
る限りストッパーの形状の詳細を特定するものではない
が、作業者の不注意による接触を防止するため、図1及
び図2に例示されるとおり、プローブピン2、5の周囲
に包囲する様にストッパー1、4を設けた方が、より好
ましい。
【0016】被検査体の種類によっては、被検査体の電
極に過大の荷重が加えられないものがあるため、その様
な半導体を検査する場合には、ストッパーが被検査体に
接触する部分をスクライブエリア内に限定することが好
ましい。
【0017】本発明におけるストッパーの材質について
は、前記被検査体を機械的に痛めることがない電気絶縁
性の材料であればどのようなものでも構わず、結晶化ガ
ラス、セラミックス、プラスチック等のいろいろな材料
を選択することができる。これらの材料の中で、被検査
体の電極へのダメージの軽減、接触によるストッパー材
料の欠けの防止、及び加工精度等の理由によりポリアセ
タール、ポリフェニレンスルフィド、ポリイミド、ポリ
アミドイミド、ポリアリレート等のエンジニアリングプ
ラスチックが好ましい。また、ストッパー材料の硬さ
は、プローブピンがストッパーより露出する寸法精度を
維持するため、ロックウェル硬さM70以上が好まし
く、ロックウェル硬さM70未満では、加工精度が出し
にくく、被検査体と接触する側の面の平坦度が悪くなる
ことがある。
【0018】本発明において、プローブピンの先端がス
トッパーより露出する寸法(L)は100μm以下にす
るのが好ましい。この寸法(L)が100μmを越える
と、針式のプローブピンでは変形が起き易くなり、単結
晶を用いた垂直式プローブピンではピンの破損が起き易
くなるからである。
【0019】また、ストッパーのプローブカードへの取
り付け方法については、従来公知の方法によれば良く、
例えば、アクリル系、エポキシ系等の接着剤でカード基
板3、6に接着しても良いし、ネジで固定しても良い。
【0020】
【実施例】以下、実施例を用いて本発明を更に詳細に説
明する。 [実施例1]本発明の実施の例として、図1に例示する
垂直式プローブピンを有するプローブカードを以下の方
法で準備し、得られたプローブカードについて、後述過
剰オーバードライブを負荷するテストを行った。
【0021】SOI(Silicon On Insu
lator)基板3上にVLS(Vapor−Liqu
id−Solid)成長法により針状のSi単結晶を略
垂直に成長させ、前記針状単結晶の表面にAuを電気め
っきで成膜して導電化し、垂直プローブピン2を形成し
た。このときのプローブピンは、直径が15μm、長さ
が1500μmであり、50μmピッチで480ピン配
置した(図1は簡略化のため8ピンのみ図示してい
る)。
【0022】ストッパー1の材質として、エンジニアリ
ングプラスチックのポリフェニレンスルフィドを選択
し、機械加工法によりポリフェニレンスルフィドの塊を
図1の概略形状に加工した。このときのストッパーの外
形寸法は縦15mm、横25mm、厚みが約1540μ
mである。その後、寸法Lを50μmにするため、研磨
紙でストッパーの厚みが1440μmになるまで研磨し
た。このとき研磨紙は市販のSiC砥粒の4000番の
ものを使用した。
【0023】次に、このストッパー1をSOI基板3に
市販のアクリル系接着剤を用いて接着し、固定した。接
着後の寸法Lを、目盛付き光学顕微鏡を用いて計測した
結果、50μm±10μmであった。このプローブカー
ドについて、次に示す評価試験を行った結果、オーバー
ドライブ量として150μm付加しても、プローブピン
の変形や破損は起きず、またAuバンプの変形も見られ
ず良好であった。
【0024】<プローブカードの評価試験方法>市販さ
れているフルオートプローバーに、評価するべきプロー
ブカードをセットし、Au電極を15μmの厚みで電気
めっきしたSiウェハーと所定のオーバードライブ量
(50〜150μm)で接触させて、100回のプロー
ビング後のプローブカードの異常の、有無、特にプロー
ブピンの変形や破損、及びAu電極の変形を観察した。
尚、オーバードライブ量としては、フルオートプローバ
ーに装着されているオートフォーカスでピン先高さを求
め、静電容量センサーでウェハー高さを検出して、双方
の測定値から計算で求めた量を自動で付加したものであ
る。
【0025】[実施例2]本発明の他の実施例として、
W製の針式プローブピンを用いたプローブカードを例示
する。プローブピンとしてW針5がPCB基板6に固定
されている、市販のプローブカードを用意した。プロー
ブピンの針径は150μmで、先端径が30μmであり
50μmピッチで20ピン配置したものである(図2で
は、8ピンのみを図示した)。針先端部はPCB基板よ
り3.2mm±20μmの高さである。
【0026】前記プローブカードに、実施例1と同じ
く、ポリフェニレンスルフィドのストッパー4を機械加
工法により形成し、外形寸法が縦40mm、横60m
m、厚み3.21mmの形状とした。その後、寸法Lが
100μmになる様に、研磨紙で厚みが3.08mmに
なるまで研磨し、アクリル系接着剤でPCB基板に接着
した後、寸法Lを実施例1と同じ方法で測定した結果、
80μm±20μmであった。このプローブカードにつ
いて、実施例1と同じ評価試験を施したところ、オーバ
ードライブ量として150μm付加しても、プローブピ
ンの変形や破損は起きず、またAuバンプの変形も見ら
れず良好であった。
【0027】[実施例3]本発明の他の実施例として、
図3に示すとおりに、被検査体のスクライブエリアに相
当する部分にストッパーを設けた垂直式プローブピンを
有するプローブカードを例示する。垂直式プローブカー
ドは、実施例1と同じ製法で準備した。スクライブエリ
アは100μmを想定し、スクライブエリアに接触する
ストッパー7の先端は80μmの幅を有するように、ダ
イヤモンドブレードを用いたスライシングマシンにて加
工した。尚、ストッパー7の材質としては、80μmの
幅に加工することを考慮して、結晶化ガラスを採用し
た。
【0028】プローブピン長は1500μmであり、加
工後のストッパーの外形は縦15mm、横25mm、厚
み1440μmで、研磨することなくSOI基板に接着
剤で接着し、固定することで、寸法Lを50μm±10
μmとすることができた。このプローブカードについ
て、実施例1と同じ評価試験を行ったところ、オーバー
ドライブ量として150μm付加しても、プローブピン
の変形や破損は起きず、またAuバンプの変形も見られ
ず良好であった。
【0029】
【発明の効果】本発明のプローブカードは、垂直式プロ
ーブピンを有するプローブカード、或いは針式プローブ
ピンを有するプローブカードのいずれについても採用で
き、作業者の不注意によるプローブピンへの接触の防止
する効果があるし、或いは実使用下で過大なオーバード
ライブ量を受けた際に、プローブピンの変形や位置ズ
レ、或いは破損等を防止することができ、産業上極めて
有用である。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、本発明の実施例1に係る、垂直式プロ
ーブピンを有するプローブカードの模式図。
【図2】図2は、本発明の実施例2に係る、針式プロー
ブピンを有するプローブカードの模式図。
【図3】図3は、本発明の実施例3に係る、被検査体の
スクライブエリア部に対応した位置にストッパーを設け
たプローブカードの模式図。
【符号の説明】
1;ストッパー 2;垂直式プローブピン 3;SOI基板 4;ストッパー 5;針式プローブピン 6;PCB基板 7;ストッパー(被検査体のスクライブエリアに接触さ
せる)

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】半導体集積回路等の被検査体の電極にプロ
    ーブピンを接触させて電気特性を測定するプロ−ブカ−
    ドであって、プローブピンに付加されるオーバードライ
    ブ量に上限値を与えるストッパーを有することを特徴と
    するプローブカード。
  2. 【請求項2】ストッパーがプローブピンの周囲に包囲し
    て配置されていることを特徴とする請求項1記載のプロ
    ーブカード。
  3. 【請求項3】ストッパーが被検査体のスクライブエリア
    に対応する位置に設けられていることを特徴とする請求
    項1記載のプローブカード。
  4. 【請求項4】ストッパーがエンジニアリングプラスチッ
    クからなることを特徴とする請求項1記載のプロ−ブカ
    ード。
  5. 【請求項5】ストッパーのロックウェル硬さがM70以
    上の物質からなることを特徴とする請求項1記載のプロ
    ーブカード。
  6. 【請求項6】ストッパーにより定められるプローブピン
    のオーバードライブ量の上限値が100μm以下である
    ことを特徴とする請求項1、請求項2、請求項3、請求
    項4、または請求項5記載のプローブカード。
JP6662098A 1998-03-17 1998-03-17 プロ−ブカ−ド Pending JPH11264839A (ja)

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JP6662098A JPH11264839A (ja) 1998-03-17 1998-03-17 プロ−ブカ−ド

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6617866B1 (en) * 2001-08-02 2003-09-09 Lsi Logic Corporation Apparatus and method of protecting a probe card during a sort sequence
JP2006510028A (ja) * 2002-12-16 2006-03-23 フォームファクター,インコーポレイテッド プローブカードアセンブリにおいてオーバートラベルを制限する装置及び方法
JP2008051501A (ja) * 2006-08-22 2008-03-06 Micronics Japan Co Ltd プローブ組立体

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