JPS63273328A - プロ−ブカ−ド - 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】 「発明の目的」 （産業上の利用分野） 本発明は、プローブカードに関する。

〈従来の技術） プローブカードとは、被測定体例えば半導体ウェハの電
気的特性を測定するために、ウェハの各チップの多数の
電極に接触させるプローブ針を支持して構成され、この
プローブ針を外部のテスタに電気的に接続して導通の有
無等をテスタで検査するものである。

通常前記半導体ウェハ１は、第８図に示すように略円盤
状をなし、このウェハ１上に多数の半導体チップＩＡを
形成している。このチップの外形寸法は、例えば同図の
Ａ寸法が３〜５ｎｖｎ、Ｂ寸法が２〜３ｍｍ程度であり
、このチップＩＡの４辺各辺に配列される電極数は、１
０〜２００程度となっている。

そして、このウェハｌは、プローブ装置のカセット内よ
り１１１次１枚づつ取り出され、Ｘ−Ｙテーブル上で位
置決めされた後に前記プローブカードのプローブ針が接
触されて電気的特性のチェックを行うようになっている
。

この種のプローブカードの一例を第９図を参照して説明
する。同図において、前記チップＩＡの電極に接触され
る多数のプローブ針２は、ベース部材３上に放射状に配
置され、時間の経過により又は加熱により硬化する絶縁
材料の接着材４により、前記ベース部付３に接着固定さ
れるようになっている。尚、前記プローブ針２の先端２
Ａは、通常同図の裏面に向けて直角に立設している。

（発明が解決しようとする問題点） 上述した従来のプローブカードでは、前記チップＩＡの
４辺上の全ての電極に前記多数のプローブ針２が接触で
きるように、プローブ針２を前記ベース部材３上に接着
固定しなければならない。

このためには、 ■チップＩＡの各辺に対応するプローブ針２の先端がそ
れぞれ電極ピッチで一直線上に配列され、■チップＩＡ
の４辺のうちの対向する２辺上の電極に接触するプロー
ブ針２，２の対向間距離Ｌ１゜Ｌ２　　＜第９図参照）
は、チップＩＡの電極間距離に等しくなければならず、 ■チップＩＡに接触するプローブ針２の先端は同一平面
上に存在しなければならない。

この様な調整をチップＩＡの４辺に対応する全てのプロ
ーブ針２について行うことは、治具などを使用したとし
ても大変煩雑であり、プローブカードの組み立て作業性
が極めて悪かった。

そこで、この発明の目的とするところは、上述した従来
の問題点を解決し、迅速簡易な組み立てに寄与すること
ができる組み立て性の良好なプローブカードを提供する
ことにある。

し発明の構成」 （問題点を解決するための手段） この発明は、被測定体の電極に対応する数のプローブ針
について群単位に分割して設けられたプローブ針配列分
割体を、複数個組み合わせて配列支持してプローブカー
ドを構成している。

〈作用） この発明によれば、被測定体の電極に対応する数のプロ
ーブ針について群単位に分割して配列支持したものをプ
ローブ針配列分割体としている。

このブーロブ針配列分割体によれば、前述した調整項［
Ｉ■〜■のうちプローブ針配列分割体を製造する上で必
要なものは■、■のみであり、しかも両調整項目につい
ても例えばチップの１辺に対応するプローブ針について
のみ行えば良いので、全辺に対応するプローブ針の調整
が必要であった従来のプローブカードに比べればその組
み立て性が大幅に向上する。

さらに、従来の手法によればチップの全辺に対応するプ
ローブ針を一度に配列固定するものであったので、特定
の電ｆｉ！数チップに対する一品一様のプローブカード
を製造せざるを得ながった。

プローブ針配列分割体によれば、所定数のプローブ針を
配列固定したものを複数社予め製造してストックしてお
き、特定チップに対応するプローブカードを製造する際
には電極数に応じたプローブ針配列分割体を遷択して使
用するという汎用性持たせることができる。

そして、この発明によれば、上述したプローブ針配列分
割体を複数使用し、このプローブ針配列分割体を固定部
材に固定してプローブカードを製造している。

この様にしてプローブカードを製造する場合にあっても
前述した調整項目■〜■が必要となるが、チップの各辺
に対応するプローブ針の調整についてはプローブ針配列
分割体単体で既に調整済みであり、各辺間での調整のみ
で足りるので、上記の調整は従来に比べて極めて簡易と
なり、プローブカードの組み立て性が大幅に向上する。

〈実施例） 以下、この発明を半導体ウエハプローバ用プローブカー
ドに適用した実施例を、図面を参照して具体的に説明す
る。

先ず、プローブ針配列分割体について説明する。

以下に説明する実施例は、各ＩＣチップの電極パッド配
列模様が方形状例えば長方形状に配列されたチップに適
用したものである。この長方形状の配列電極パッドにつ
いて、各辺の乍位で分割したプローブ針配列分割体１０
を構成する。

プロ−ブ針配列分割体１０は、セラミック、樹脂等の絶
縁体から成るベース部材１１に傾斜面１２を形成し、こ
の傾斜面１２上で、複数本のプローブ針１５の各先端が
正確に位置決めされて一列に配列固定されている。前記
ベース部材１１は、全体的に略扇状に形成され、前記ベ
ース部材１１の前記傾斜面１２は、縁辺１１Ａを薄肉と
してこの縁辺１１Ａと対向する辺に向かうに従い直線的
に厚内となるように傾斜している。尚、この傾斜面１２
の勾配は、電極パッドとの接触を考慮して定められ、こ
の傾斜面１２にはプローブ針１５を固定する溝１２Ａが
設けられている。

前記ベース部材１１の前記縁辺１１Ａと対向する辺側は
、前記傾斜面１２の最大厚肉部より肉厚の薄いフラット
な段差面１３となっている。この段差面１３には左右２
箇所とその中間部１箇所に、後述する取り付は位置調整
用のネジ穴１４を有している（第１図（Ａ＞では中間部
のネジ穴１４は現れていない）。

上記プローブ針配列分割体１０のプローブ針１５の取り
付は構造は、例えば次のように構成される。

傾斜面１２に形成される前記溝１２Ａは、第２図に示す
ように前記プローブ針１５の支持経路に沿って形成され
、同図では説明の便宜上５本の溝１２Ａを示している。

この溝１２Ａに対し、第３図＜Ａ＞に示すように、先ず
、溝１２Ａを含む前記前記傾斜面１２の面全体に金又は
ハンダのメッキ層１２Ｂを形成する。次に、第３図（Ａ
＞の一点鎖線Ｉ−より上の部分を削り取り、１ｔ１ｓ　
１２　Ａの内側面及び底面のみに前記メッキ層１２Ｂが
残るように加工する。そして、前記プローブ針１５がこ
の講１２Ａに嵌入され、前記メッキ層１．２Ｂとプロー
ブ針１５とを第３図（Ｂ）に示すようにハンダ１７で固
定するようになっている。

前記プローブ針１５は、前記傾斜面１２の縁辺１１Ａよ
り突出し、各針１５の先端が同一平面上に正確に位置決
めするごとく固定され、その突出した先端部１６は鉛直
下方に向けて直角に屈曲されている。上記の位置決めは
、治具を用いても良いし、ロボットを用いても、位置決
めするプローブ針１５の本数が少ないので容易である。

尚、このプローブ針１５として、第３図（Ｂ）示すよう
に、導電性の芯線１５Ａを絶縁材１５Ｂ、シールド材１
５Ｃで被覆した同軸ケーブルを使用することもでき、こ
の場合には前述したハンダ１７によってシールド材１５
Ｃと前記メッキ層］２１３とを固定することになる。ま
た、この様な同軸ケーブルを用いることにより、ノイズ
の影響を受けない正確な測定の実施を担保することがで
きる。

上述した構成のプローブ針配列分割体１０を必要数作成
する。一つのプローブ針配列分割体１０に設けるプロー
ブ針１．５の本数は、チップＩＡの１辺に沿って配列さ
れた電極数分だけでよい。そして、このプローブ針］５
を固定する上で必要な調整項目としては、前述した′Ａ
整項目■・〜■のうち■、■のみである。しかも再調整
項目についてもチップＩＡの１辺に対応するプローブ針
１５についてのみ行えば良いので、その調整としては、
ベース部材１１に固定されるプローブ針１５の先端かそ
れぞれ電極ピッチで一直線上に配列されることと、チッ
プＩＡに接触するプローブ針１５の先端１６を同一平面
上に揃えることとの２点である。従って、今週に対応す
るブ１コープ針１５を一木一本調整し、全体を正確に同
一平面上に固定していたものを、４辺の組み合わせのみ
で実行できる。すなわち、各分割体１０のプローブ針１
５の先端は正確に位置決めされているので、分割体１０
の収り付は面の平坦度が正確であれば、前後左右の平面
内での調整で組み立てが可能となる。このように、調整
すべきプローブ針の本数が減少することと共に、調整項
「１も少なくなるのでその組み立て性が大幅に向上する
。

次に、プローブカード２０の組み立てについて、第１図
（Ｂ）を参照して説明する。

前記プローブカード２０は、被測定体であるチップＩＡ
の対応する辺毎に予め作成されたく対向する辺の配列が
一致していれば２辺、４辺が一致していれば１辺である
。）例えば４個の前記プローブ針配列分割体１０を、各
プローブ針配列分割体１０におけるプローブ針１．５の
先端１６を前記チップＩＡの４辺の電極ＩＢの各位置に
対応させて固定部材２１で支持して構成している。

前記固定部材２１と各ベース部材１］との間には、第４
図、第５図に示すように、例えばシリコンゴム等の柔軟
性のプレート材２２が介在配置され、かつ、前記固定部
材２１とベース部材１１とをネジ２３によって複数位置
例えば３箇所で締結している。尚、前記固定部材２１の
前記ネジ２３の挿通用の六を、第５図の矢印Ｈ方向を長
軸とする長穴２１Ａとしている。

第１図（Ａ＞及び第５図において、２４で示すものはフ
レキシブル基板であり、前記プローブ針１５の他端側に
半田付けによって接続されている。

尚、このフレキシブル基板２４は、図示しないテスタに
接続されている。

以上のように構成されたプローブカード２０の作用につ
いて説明する。

固定部材２１に固定される４つのプローブ針配列分割体
］０は、前述したように予めプローブ針１５の位置調整
が成されている。

従って、このプローブ針配列分割体１０を複数個用いて
プローブカード２０を製造するために不可欠な調整項目
としては、前述した調整項目■としての、チップＩＡの
４辺のうちの対向する２辺上の電極に接触するプローブ
針の対向間距離Ｌ１゜Ｌ２　　（第９図参照）を、チッ
プＩＡの電極間距離に等しく調整することになる。この
調整は、前記固定部材２１に穿設された穴２３が長穴と
なっているので、この長穴２３の許容する範囲で前記ベ
ース部材１１を前記固定部材２１に対して前後にスライ
ドすることで、プローブ針１５の先端１６を、第５図の
図示矢印■（方向に移動して前記対向間距離Ｌｌ、Ｌ２
をチップＩＡの電極間距離に等しく設定調整することが
できる。

前記プローブ針配列分割体］０単体の状態で、前述した
調整項目■、■について調整済みであれば、このプロー
ブ針配列分割体１０を複数組み合わぜてプローブカード
２０を製造するのに、原理的には上記の前記対向間距離
Ｌｌ、Ｌ２を調整するのみで良い。しかし、前記ベース
部材１．１の段差面１３と固定部材２０どの当接面の平
面精度等の影響により、プローブカード２０の組み立て
後にも前記調整項目■については再調整する必要が生ず
る場合もある。

本実施例では、前記当接面の間にシリコンゴム等の柔軟
性なプレート材２２を介在配置して３箇所で前記ネジ２
３で両者を締結しているので、３箇所の各ネジ２３の締
め具合によりプローブ針１５の先端１６を第５図の図示
矢印■方向に変位させ、これらが同一平面上に揃うよう
に微調整することができる。

尚、上記の微調整にあたり、プローブ針１５の先端１６
と反対側の一端はフレキシブル基板２４に接続されてい
るので、プリント基板に直接半田付けしな場合に比べて
前記一端は前記微調整時にも自由に変位することができ
るので、微調整を支障なく実行することができる。

以上、この発明の一実施例について詳述したが、この発
明は上記実施例に限定されるものではなく、この発明の
要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。

例えば、プローブ針配列分割体１０については、プロー
ブ針１５の固定方法は上記実施例に限らず、必ずしも溝
１２を設けずに治具等で位置決めした状態で接着固定し
ても良い。尚、接着の場合は接着剤が硬イヒするまでに
時間を要する点で劣っている。また、プローブ針１５に
ついても、同軸ケーブルにすればノイズの混入防止の点
で優れているが、必ずしもこれに限定されない。さらに
、ベース部材１１の形状についても、固定部材２１との
関係等で種々の形状変更が可能である。プローブ針１ら
の配列固定も、上述した実施例のように放射状に配列固
定するものに限らず、第６図に示すようにプローブ針１
５を各々平行に配列固定するようにしても良い。

プローブカード２０についていえば、固定すべきプロー
ブ針配列分割体１．０の個数は通常チップ１Ａの４辺に
対応して４つのプローブ針配列分割体１０を固定するも
のが一般的であるが、必ずしもこれに限定されるもので
はない。しかも、固定すべきプローブ針配列分割体１０
は、必ずしも１つのチップＩＡの電極に対応して配列支
持するものに限らず、同時に複数個のチップＩＡの電極
にプｌ−２−ブ針１５が接触するように構成しても良い
。

例えば第７図に示すように、３列の電極に対して同時に
接触するように、プローブ針１５を３列に配列支持する
ように構成することもできる。

さらに、各プローブ針配列分割体１０の固定方法として
は、上記実施例は一例にすぎず、ネジ以外の固定手段例
えば接着でも良い。さらに、第５図の図示Ｈ，Ｖ方向の
調整機構を必ずしも要せずに、部品の組み立て精度の管
理から調整せずに所定精度を備えるようにしても良く、
調整機構を設ける場合にも他の社々の機構を採用するこ
とができる。

［発明の効果］ 以上説明したように、この発明によれば、プローブ針の
正確な位置決めを迅速簡易に行うことができ、プローブ
カードの組み立て性が大幅に改善される。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）はプローブ針配列分割体の概略斜視図、第
１図（Ｉ３）はブーロブカードの平面図、第２図はプロ
ーブ針装着前のベース部材の概略斜視図、第３図（Ａ＞
’、（Ｂ）はそれぞれプローブ針の固定工程を示す概略
説明図、第４図はプローブ針配列分割体と固定部材との
固定を示す概略断面図、第５図はプローブ針の位置″Ａ
整機構の概略斜視図、第６図はプローブ針の配列の変形
例を示゛　　　す平面図、第７図は複数列の電極に接触
するプローブ針を備えた変形例を示す概略断面図、第８
図は被測定体の一例である半導体ウェハの概略説明図、
第９図は従来のプローブカードの一例を示す平面図であ
る。 ＩＡ・・・被測定体、１０・・・プローブ針配列分割体
、１１・・・ベース部材、１５・・・プローブ針、２０
・・・プ【７−ブカード、２１・・・固定部材、２２・
・・プレート材、２３・・・ネジ、２４・・・フレキシ
ブル基板。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）被測定体の電極に対応する数のプローブ針につい
   て群単位に分割して設けられたプローブ針配列分割体を
   、複数個組み合わせて配列支持したことを特徴とするプ
   ローブカード。 （２）プローブ針配列分割体は、少なくともベース部材
   及びこのベース部材に固定される複数本のプローブ針を
   有し、前記ベース部材よって、このベース部材の縁辺よ
   り外部に突出した前記複数本のプローブ針の先端を、被
   測定体の１辺に沿って配列された複数の電極位置に対応
   させて配列支持したものであり、被測定体の対応する辺
   毎に予め作成された複数個の前記プローブ針配列分割体
   を、前記プローブ針先端が前記被測定体の複数辺の電極
   位置に対応するように、固定部材によって固定したもの
   である特許請求の範囲第１項記載のプローブカード。 （３）固定部材と各ベース部材との間には、柔軟性のプ
   レート材が介在配置され、かつ、前記固定部材とベース
   部材とをネジによつて複数位置で締結し、各プローブ針
   配列分割体毎にプローブ針先端高さを調整可能とした特
   許請求の範囲第２項記載のプローブカード。（４）固定
   部材の前記ネジ挿通用の穴を長穴とし、各プローブ針配
   列分割体毎にプローブ針の先端位置を前後に位置調整可
   能とした特許請求の範囲第３項記載のプローブカード。 （５）ベース部材は、前記複数本のプローブ針の支持経
   路に沿って溝を形成して成り、この溝に前記プローブ針
   を埋設して固定した特許請求の範囲第２項記載のプロー
   ブカード。（６）プローブ針は、芯線を絶縁材、シール
   ド線で被覆してなる同軸ケーブルで構成した特許請求の
   範囲第５項記載のプローブカード。 （７）プローブ針の一端には、フレキシブル基板が接続
   されたものである特許請求の範囲第１項乃至第６項のい
   ずれか１項記載のプローブカード。