JPS63187642A - 半導体素子検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、半導体素子の特性を検査する装置に関するも
のである。

〔従来の技術〕

半導体素子の検査には、第８図に示したような半導体素
子を形成したクエハ１の個々のチップ状の半導体素子２
０表面の縁に、蒸着、スパッタあるいはめっき等により
形成した電極６を使用して、第２図、第３図に示すよう
にプローブカード４からななめに出たタングステン針な
どのプローブ５を、該プローブ５のたわみを利用した接
触圧により前記電極３をこすって接触をとり、その電気
特性を検査する方法が用いられている。

半導体素子の高密度化が進み、第４図に示した。

ようにはんだ溶融接続に供するはんだボール６をその電
極上に有する半導体素子を形成したチップ２を、はんだ
溶融によって第５図に示すようにセラミック多層基板な
どの配線基板７の表面の電極８と半導体素子２の電極上
のはんだボール６で接続する方法は、高密度実装、歩留
りの高い一括接続に適することから、その応用が拡大し
ている。

半導体素子の高密度化が進み、高速信号による動作試験
が必要となった場合のはんだ溶融接続に供するはんだボ
ールをその電極上に有する半導体素子の特性検査を可能
とする検査方法及び検査装置として、演出らにより、特
開昭５８−７３１２９に記載のように、第６図、第７図
に示したごとく、信号用導体配線９を電源導体層１０を
レファレンス層とした一定の特性インピーダンスをもつ
ラインとして形成した多層基板からなるプローブカード
１１０表面に、上記半導体素子２のに極に対応する位置
にニッケルメッキを施したタングステンなどにより形成
した突起電極１２を形成し、上記多層基板１１を、その
突記電極１２を有する面とは逆の面の熱源１３かも加熱
し、上記突起電極１２を上記はんだボール６に押しあて
、はんだの溶融により導通をとり、信号の授受を行ない
、半導体素子の検査を行なった後、再度上記多層基板１
１を加熱し、はんだを溶かして突起電極１２を引きはな
すことにより行なう半導体素子検査技術が提案されてい
る。

〔発明が解決しようとする問題点〕

第２図、第３図に示した従来のプローブカードの検査方
法では、プローブ５の形状から、そこでの集中インダク
タンスが太き（、高速信号での検査に限界がある。すな
わち、プローブカード上での信号線の特性インピーダン
スなＲ１プローブの集中インダクタンスなＬとすると、
時定数はＬ／Ｒとなり、Ｒ＝５０Ω、Ｌ＝５０ｎＨの場
合で１ｎｓで、この程度の高速信号を扱うと波形がなま
り正確な検査ができない。したがって通常は直流的な特
性検査に限られている。また、上記のブロービング方式
では、プローブの空間的な配置に限界があり、半導体素
子の成極の高密度化、総数の増大に対応できなくなって
いる。

一方、第６図、第７図に示した、はんだ溶融により半導
体素子電極と突起電極間の導通をとって、信号線を一定
の特性インピーダンスをもつラインに形成した多層基板
からなるプローブカードで検査する方法では、高速電気
特性を検査することは可能であるが、半導体素子の電極
上のはんだボールを溶融させる必要があるため、半導体
素子に熱ストレスを与え、また、作業性が悪く検査時間
が長（なる欠点がある。また、半導体素子の自己発熱の
ための冷却フィンあるいは半導体素子を搭載した基板の
電極バンドに補修布線らのブロービング時に障害物とな
るものが存在したり、プローブの被接触面に段差がある
場合には、従来のプローブでは検査が困難である。

上記半導体素子の検査を行なうためには、短時間で半導
体素子にストレスを与えることが少なく、高密度で多数
本の電極、段差のある電極あるいは複雑な空間配置にも
対応でき、高速電気特性が測定可能な検査装置が必要で
ある。

本発明の目的は、半導体素子を効率よく高信頼度で検査
できる装置を提供することＫある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、半導体素子を検査するに当り、上記半導体素
子の表面電極もしくは、半導体素子を搭載した基板の表
面を極に対応する位置にスルーホールを設けた４電性の
基板に、絶縁体で被覆した芯線なプローブとして該Ｐ！
縁体を導電材の管の中で可動にしてスプリング性を持つ
ように形成した特定のインピーダンスを有する同軸ケー
ブルを挿入して、該導電性の基板を共通のアースとし、
該同軸ケーブルの他端を同軸コネクタらにより接続され
た検査回路につながった検査装置を提案したヶ〔作用〕 半導体素子の表面電極もしくは、半導体素子を搭載した
基板の表面電極の位置て対応した位置にスルーホールを
設けた導電性の基板を共通のアースとして、適宜な導電
性の管圧、絶縁体で被覆した芯線を挿入して、該絶縁体
で被覆した芯線にスプリング性をもたせて該導電性の管
の中で可動にして形成した特定のインピーダンスを有す
る同軸ケーブルを、該スルーホールへ挿入して固定して
、。

該芯線をプローブとすることにより、プローブから検査
装置までの全体のインピーダンスを整合することができ
、高速信号が乱れることを防止することができる。

また、上記のプローブがスプリング性を有していること
から、ある程度の段差のある被接触対象の′￥！を極に
でも容易に接触可能であり、プローブを構成する同軸グ
ープルに適度な柔軟性を持たせる（とにより、冷却フィ
ンらの障害物のある複雑な空間配置にも同軸ケーブルを
湾曲させることで対応することができる。

上記の働き洗より、高密度、超多ビンで高速信号による
動作試験が可能な半導体素子の電気特性測定用の電極を
被接触対象としたブロービングヘッドが可能で、短時間
で効率よく高信頼性で検査可能な半導体素子検査が可能
となる。

〔実施例〕

同軸ケーブルの絶縁体で被覆した芯線が可動でスプリン
グ性を持たせた特定の特性インピーダンスを有した構造
のものを、半導体素子の電気特性測定用の電極に対応す
る位置にスルーホールを設けた導電材の基板に固定して
、該芯線の先端形状を適宜だ成形してプローブとした構
成により、高密度、超多ビン、高速′電気特性を測定可
能な半導体素子検査装置の一例を、以下、図面にしたが
って説明する。

第１図及び第９図は、本発明の主要構成部分を断面図で
示したものである。

一ステンレス管１４の一方の端を、半導体素子の電気特
性測定用の電極１５の位置に対応するスルーホールを設
けた真鍮あるいは銅などの導電材の基板１６に挿入して
はんだ接続（−１池方の端は、適宜な長さでわん曲させ
ることにより、電極１５のピッチあるいは相対的な位置
を拡大したスルーホールを設けた真鍮あるいは銅などの
導電材の基板１７に挿入してはんだ接続し、該ステンレ
ス管１４の内径よりも若干小さな外径を有するテフロン
１８で被覆したタングステンプローブ１９を該ステンレ
ス管１４に挿入して可動な同軸ブープル部分を作り、該
ステンレス管１４０心極１５とは逆の終端部から露出し
た該テフロン１８の外周をクリアランスなしのステンレ
ス管２０でシールドし、該ステンレス管２０の先端部に
適当なフランジあるいは凸部２１を設け、該ステンレス
管２０との間にクリアランスを設けたスプリング２２を
挿入して、該スプリング２２の他端を、基板１７のスル
ーボールと同じ位置にステンレス管２０の外径よりも若
干大きな径を有した基板２３で固定して、該ステンレス
管２０にスプリング性を持たせた構造の同軸ゲーブルを
検査回路につながっている同軸コネクタ２４に接続した
構成とする。

なお、本実施例では、ステンレス管をわん曲させて電極
１５のパターンを拡大した基板１７および２３を用いて
、スプリング性を持たせる構造としたが、電極１５のパ
ターン寸法が他の構成材の大きさに対して余裕のある場
合は、第１ｏ図のごと＜、１Ｍ１５のパターンと同じパ
ターンで穴径のみを適宜忙選んで、テフロン１８で被覆
したタングステンプローブ１２をステンレス管２ｏでシ
ールドした同軸ケーブルを用いて、該ステンレス管２０
の外径より若干大きな径を有した２枚の基板２５にスプ
リング２２乞はさみ込んだ構成にしてもよい。

〔発明の効果〕

本発明によれば、被検査対象に段差があったり、障害物
を有する場合にも、半導体素子を効率よく高倍Ｍ度で検
査できるとい５効未を有する。

【図面の簡単な説明】

一第１図は、本発明に係る半導体検査装置の主要構成図
、第２図及び第３図は、従来技術の検査用プローブを示
す図、第４図は、はんだボールを電極上に有した半導体
素子を示した図、第５図は、はんだ溶融接続をした半導
体素子の実装状態を示す図、第６図は、突起電極と熱源
を有した多層基板からなるプローブカードを示す図、第
７図は、突起電極と多層基板からなるプローブカードの
断面を示す図、第８図は、従来使用されていた半導体素
子の′成極配置を示した斜面図、第９図は、本。 発明に係るブロービング部分の断面図、第１０図は、本
発明に係るブロービング部の他の実施例を示す図である
。 １・・・ウェハ、２・・・半導体素子、３・・・電極、
４・・・プローブカード、５・・・プローブ、６・・・
はんだボール、７・・・配線基板、８・・・電極、９・
・・信号用導体配線、１０・・・電源導体層、１１・・
・多層基板からなるプローブカード、１２・・・突起電
極、１３・・・熱源、１４・・・ステンレス管、１５・
・パ電極、１６・・・４竜材の基板、１７・・・導電材
の基板、１８・・・テフロン、、１９・・・タングステ
ンプローブ、２ｏ・・・ステンレス管、２１・・・凸部
、２２・・・スゲ９ング、２３・・・導電材の基板、２
４・・・同軸コネクタ。 第３麿 を 子　４２ 閑５図 躬６０ 躬８図 第９悶　　　　　　第７０口

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １　被検査対象である半導体素子の電極に検査用信号の
   授受をするプローブと、該プローブを芯線として絶縁体
   でおおった被覆線と、該被覆との間に適度なクリアラン
   スを設けた導電体の管と、該導電体の管を挿入できるス
   ルーホールを設けたプローブ固定基板と、該導電体の管
   の終端部から露出した該絶縁体の外周をシールド材で被
   覆した同軸ケーブルと、該シールド材との間に適度なク
   リアランスを設けたスプリングと、該同軸ケーブルと接
   続された検査回路とを有することを特徴とする半導体素
   子検査装置。