KR101161988B1 - 프로브 시트 - Google Patents

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KR101161988B1
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세이찐 기누따
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가부시끼가이샤 옵토니쿠스 세이미쯔
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    • G01R31/2886—Features relating to contacting the IC under test, e.g. probe heads; chucks

Abstract

본 발명의 과제는 검사ㆍ측정 대상인 피측정 전자 회로의 단자부에 대한 프로브 단자의 위치 어긋남을 없애는 동시에, 상기 프로브 단자의 위치 정밀도나 안정성을 향상시키고, 또한 피측정 전자 회로에 대한 불순 오염을 방지하는 것이다.
피측정 전자 회로(20)의 기재(22)와 동일한 열팽창 계수를 갖는 재료에 의해 구성된 지지 기판(12)과, 상기 지지 기판(12)에 적층된 고무층(14)(탄성층)과, 고무층(14)(탄성층)에 또한 적층되어, 사용 시에 피측정 전자 회로(20)에 대향하는 수지층(16)과, 상기 수지층(16)에 설치되어, 피측정 전자 회로(20)에 설치된 복수의 단자부(20A)에 각각 전기적으로 접촉하도록 상기 단자부(20A)의 위치에 대응하여 배치된 복수의 프로브 단자(18)를 갖고 있다. 고무층(14)(탄성층) 및 수지층(16)을 포함하는 복수의 층(24)의 합계 두께를 20㎛ 이상 1400㎛ 이하로 함으로써, 상기 복수의 층(24)의 열팽창 계수를, 지지 기판(12)의 열팽창 계수와 일치시킨다.

Description

프로브 시트{PROBE SHEET}
본 발명은 각종 웨이퍼 등에 형성되는 미세한 전자 회로의 검사나 각종 측정에 적합한 프로브 시트에 관한 것이다.
전자 회로의 검사나 각종 측정에 사용되는 프로브로서, 온도, 습도, 경년 변화에 의해 변형되지 않고, 치수 안정성이 우수한 프로브 유닛 및 그 제조 방법, 통전 검사 장치가 제안되어 있고, 지지 기판에 밀착하여 설치되는 탄성재의 두께를, 200㎛ 이하로 하는 것이 기재되어 있다(특허 문헌 1 참조). 또한, 프로브 헤드의 제조 방법이 제안되어 있다(특허 문헌 2 참조).
또한, 전자 회로에 있어서의 검사, 측정 대상의 단자부와, 프로브의 선단에 설치된 패드(단자부)의 확실한 접촉을 행할 수 있도록 한 검사, 측정용 프로브가 개시되어 있다(특허 문헌 3 참조).
[특허문헌1]일본특허출원공개제2007-205731호공보 [특허문헌2]일본특허출원공개평5-281259호공보 [특허문헌3]일본특허출원공개제2003-207521호공보
그러나, 상기한 특허 문헌 1에 기재된 종래예와 같이, 탄성재만을 200㎛의 두께로 한 제품은, 상기 탄성재의 두께 방향(상하 방향)의 탄성 변형 스트로크가 지나치게 적어, 문제인 경우가 있다.
또한 피측정 전자 회로의 검사ㆍ측정 시에, 예를 들어 실리콘 고무와 같은 탄성재가 상기 피측정 전자 회로에 접촉하면, 상기 탄성재에 함침되어 있는 유리 화합물(예를 들어, 유황 화합물 등)이 피측정 전자 회로에 부착되는, 소위 불순 오염이 발생한다고 하는 문제가 있다.
또한 반도체용 각종 웨이퍼 등에 형성되는 미세한 전자 회로는, 더욱더 미세화가 진행되고 있어, 회로 폭이나, 상기 전자 회로에 설치되는 검사ㆍ측정용 단자부의 피치가, 해마다 좁아지고 있다. 따라서, 주변 환경의 온도나 습도에 의한 웨이퍼의 팽창량과, 프로브의 팽창량이 다르면, 전자 회로의 단자부와, 프로브 단자 사이에서 위치 어긋남이 발생하여, 상기 프로브 단자를 전자 회로의 단자부에 정확하게 접촉시킬 수 없게 된다.
상기한 특허 문헌 3에 관한 프로브에서는, 이와 같은 사용 환경의 변화의 영향을 고려하여 이루어진 것이지만, 프로브 단자가 탄성재에 직접 설치되어 있다고 하는 점에서, 아직 개선의 여지가 있다.
본 발명은 상기 사실을 고려하여, 검사ㆍ측정 대상인 피측정 전자 회로의 단자부에 대한 프로브 단자의 위치 어긋남을 없애는 동시에, 상기 프로브 단자의 위치 정밀도나 안정성을 향상시키고, 또한 피측정 전자 회로에 대한 불순 오염을 방지하는 것을 목적으로 한다.
제1 형태는, 검사ㆍ측정 대상인 피측정 전자 회로의 기재(基材)와 동일한 열팽창 계수를 갖는 재료에 의해 구성된 지지 기판과, 상기 지지 기판에 적층된 탄성층과, 상기 탄성층에 또한 적층되어, 사용 시에 상기 피측정 전자 회로에 대향하는 수지층과, 상기 수지층에 설치되어, 상기 피측정 전자 회로에 설치된 복수의 단자부에 각각 전기적으로 접촉하도록 상기 단자부의 위치에 대응하여 배치된 복수의 프로브 단자를 갖고, 상기 탄성층 및 상기 수지층을 포함하는, 상기 지지 기판에 적층된 복수의 층의 합계 두께가, 20㎛ 이상 1400㎛ 이하이다.
제2 형태는, 제1 형태에 관한 프로브 시트에 있어서, 상기 탄성층이 고무층이다.
제3 형태는, 제1 형태 또는 제2 형태에 관한 프로브 시트에 있어서, 상기 수지층은 상기 탄성층보다 열팽창 계수가 작은 수지 재료이다.
제4 형태는, 제1 형태 또는 제2 형태에 관한 프로브 시트에 있어서, 상기 피측정 전자 회로는 집적 회로, 발광 다이오드, 액정 디스플레이, 프린트 배선 기판 또는 플렉시블 기판이다.
제1 형태에 관한 프로브 시트에서는, 지지 기판에 탄성층이 적층되고, 상기 탄성층에 또한 수지층이 적층되고, 상기 수지층에 프로브 단자가 배치되어 있고, 또한 탄성층 및 수지층을 포함하는, 지지 기판에 적층된 복수의 층의 합계 두께가, 20㎛ 이상 1400㎛ 이하이므로, 온도나 습도를 포함하는 환경 변화에 수반하는 지지 기판의 신축에 상기 복수의 층을 추종시킬 수 있다. 즉, 탄성층과, 프로브 단자가 배치되는 수지층을 포함하는 복수의 층의 열팽창 계수를, 지지 기판의 열팽창 계수와 일치시킬 수 있다.
그리고, 지지 기판은 검사ㆍ측정 대상인 피측정 전자 회로의 기재와 동일한 열팽창 계수를 갖는 재료에 의해 구성되므로, 환경 변화에 의한 피측정 전자 회로의 단자부의 피치의 변화량과, 프로브 시트에 있어서의 프로브 단자의 피치의 변화량이 일치한다. 즉, 피측정 전자 회로의 단자부에 대한 프로브 단자의 위치 어긋남이 발생하는 경우는 없다. 또한, 프로브 단자를, 사용 시에 피측정 전자 회로에 대향하는 수지층에 배치하고 있으므로, 상기 프로브 단자의 위치 정밀도나 안정성을 향상시킬 수 있는 동시에, 피측정 전자 회로에 대한 불순 오염을 방지할 수 있다.
제2 형태에 관한 프로브 시트에서는, 탄성층이 고무층이므로, 피측정 전자 회로의 면에 휨이나 요철이 있어도, 상기 피측정 전자 회로의 단자부에 프로브 단자를 추종시킬 수 있다. 이로 인해, 피측정 전자 회로의 단자부에 대해, 프로브 단자를 완벽하게 접촉시킬 수 있다.
제3 형태에 관한 프로브 시트에서는, 수지층이 탄성층보다 열팽창 계수가 작은 수지 재료이므로, 피측정 전자 회로의 검사ㆍ측정 시에 상기 수지층이 상기 피측정 전자 회로에 접촉한 경우라도, 탄성체가 접촉한 경우에 발생하는 불순 오염이 없다. 이 관점으로부터, 수지층의 재료에, 탄성층보다 열팽창 계수가 작은, 예를 들어 폴리이미드를 사용하여, 상기 폴리이미드에 프로브 단자를 탑재하는 것이 바람직하다.
또한 제3 형태에 관한 프로브 시트에서는, 수지층이 온도나 습도 등의 주변 환경의 영향을 받기 어렵기 때문에, 고밀도, 협피치의 미세 회로 기판과 같은 피측정 전자 회로의 단자부에, 프로브 단자를 완벽하게 접촉시킬 수 있다.
제4 형태에 관한 프로브 시트에서는, 집적 회로, 발광 다이오드, 액정 디스플레이, 프린트 배선 기판 또는 플렉시블 기판의 검사ㆍ측정을 행할 수 있어, 검사ㆍ측정 시의 온도 변화 및 내열 내습도 검사 등에 있어서 높은 신뢰성을 유지할 수 있다. 종래와 같이 1 블록씩 스캐닝하면서 전체 블록을 검사ㆍ측정하는 방법과는 달리, 예를 들어 반도체 웨이퍼 상에 작성된 모든 집적 회로나, 발광 다이오드, 액정 디스플레이, 프린트 배선 기판 또는 플렉시블 기판의 검사ㆍ측정 작업을 한번에 행할 수 있어, 작업 시간을 비약적으로 단축할 수 있다. 또한, 피측정 전자 회로가 집적 회로인 경우, 각 집적 회로를 반도체 웨이퍼로부터 잘라내기 전에, 불량품을 판별할 수 있으므로, 불량품을 칩화하는 비용을 생략할 수 있다. 이로 인해, 검사ㆍ측정 작업 시간을 비약적으로 단축할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 제1 형태에 관한 프로브 시트에 따르면, 검사ㆍ측정 대상인 피측정 전자 회로의 단자부에 대한 프로브 단자의 위치 어긋남을 없애는 동시에, 상기 프로브 단자의 위치 정밀도나 안정성을 향상시킬 수 있고, 피측정 전자 회로에 대한 불순 오염을 방지할 수 있다고 하는 우수한 효과가 얻어진다.
제2 형태에 관한 프로브 시트에 따르면, 피측정 전자 회로의 단자부에 대해, 프로브 단자를 완벽하게 접촉시킬 수 있다고 하는 우수한 효과가 얻어진다.
제3 형태에 관한 프로브 시트에 따르면, 수지층이 온도나 습도 등의 주변 환경의 영향을 받기 어렵기 때문에, 고밀도, 협피치의 미세 회로 기판과 같은 피측정 전자 회로의 단자부에, 프로브 단자를 완벽하게 접촉시킬 수 있다고 하는 우수한 효과가 얻어진다.
제4 형태에 관한 프로브 시트에 따르면, 집적 회로, 발광 다이오드, 액정 디스플레이, 프린트 배선 기판 또는 플렉시블 기판의 검사ㆍ측정을 행할 수 있어, 검사ㆍ측정 시의 온도 변화 및 내열 내습도 검사 등에 있어서 높은 신뢰성을 유지할 수 있다고 하는 우수한 효과가 얻어진다.
도 1은 직사각형으로 구성된 프로브 시트와, 검사ㆍ측정 대상인 피측정 전자 회로를 도시하는 사시도.
도 2는 프로브 시트의 변형예를 도시하는 사시도.
도 3은 원형으로 구성된 프로브 시트를 도시하는 사시도.
도 4는 시험예에 있어서의 온도와 열팽창량의 관계를 나타내는 선도.
도 5는 알루미늄제의 지지 기판에 고무층으로서 실리콘 고무를 설치한 예에 있어서의, 습도 변화와 연신의 관계를 나타내는 선도.
도 6은 알루미늄제의 지지 기판에 수지층으로서 폴리이미드를 설치한 예에 있어서의, 습도 변화와 연신의 관계를 나타내는 선도.
이하, 본 발명을 실시하기 위한 형태를 도면에 기초하여 설명한다. 도 1에 있어서, 본 실시 형태에 관한 프로브 시트(10)는 지지 기판(12)과, 탄성층의 일례인 고무층(14)과, 수지층(16)과, 복수의 프로브 단자(18)를 갖고 있다.
지지 기판(12)은, 예를 들어 직사각형으로 형성되어, 검사ㆍ측정 대상인 피측정 전자 회로(20)의 기재(22)와 동일한 열팽창 계수를 갖는 재료에 의해 구성되어 있다. 따라서, 기재(22)가 탄화규소(SiO2)인 웨이퍼이면, 지지 기판(12)의 재료도 탄화규소 혹은 이것과 동일한 열팽창률을 갖는 것으로 된다.
지지 기판(12)의 재료는 이들로 한정되지 않고, 피측정 전자 회로(20)의 기재(22)에 대응하여, 글래스, 세라믹스, 합성 수지 또는 금속도 사용할 수 있다. 예를 들어, 피측정 전자 회로(20)가 발광 다이오드(LED)인 경우에는, 그 기재(22)인, 예를 들어 사파이어(단결정 알루미나 : Al2O3) 혹은 이것과 동일한 열팽창 계수를 갖는 재료가 사용된다. 또한, 피측정 전자 회로(20)가 액정 디스플레이(LCD)인 경우에는, 그 기재(22)인 글래스 혹은 이것과 동일한 열팽창 계수를 갖는 재료가 사용된다. 또한, 피측정 전자 회로(20)가 프린트 기판인 경우에는, 그 기재(22)인, 예를 들어 글래스 에폭시 혹은 이것과 동일한 열팽창 계수를 갖는 재료가 사용된다. 또한, 피측정 전자 회로(20)가 플렉시블 기판인 경우에는, 그 기재(22)인, 예를 들어 폴리이미드 혹은 이것과 동일한 열팽창 계수를 갖는 재료가 사용된다.
또한, 피측정 전자 회로(20)는 집적 회로, 발광 다이오드, 액정 디스플레이, 프린트 배선 기판, 플렉시블 기판으로 한정되는 것은 아니다. 또한 프린트 배선 기판의 기재(22)로서는, 글래스 에폭시 외에, 종이 페놀, 종이 에폭시, 글래스 콤퍼지트, 폴리테트라플루오로에틸렌[테프론(등록 상표)], 산화알루미늄(알루미나) 등의 각종 재료도 사용할 수 있다.
또한, 프로브 시트(10)의 열을 효율적으로 배출하는 관점으로부터, 지지 기판(12)의 재료에는 열전도율이 높은 것을 사용하는 것이 바람직하다.
지지 기판(12)의 두께는 상기 지지 기판(12)에 적층되는 복수의 층[고무층(14)이나 수지층(16)]의 합계 두께(t)보다도 충분히 크게 설정되어 있다.
고무층(14)은 지지 기판(12)에 적층되어 있고, 지지 기판(12)의 하면에, 예를 들어 접착을 사용하여 접합되어 있다. 고무층(14)의 재료로서, 실리콘 고무, 우레탄 고무, 불소 고무 등의 임의의 합성 고무 또는 엘라스토머 수지 등을 사용할 수 있다. 고무층(14)은, 예를 들어 접착제에 의해 지지 기판(12)에 접합되어 있다.
수지층(16)은 고무층(14)에 또한 적층되어, 사용 시에 피측정 전자 회로(20)에 대향하는, 일반적으로 박층이며, 바람직하게는 15㎛ 이하의 두께가 바람직하다. 또한 수지층(16)은, 고무층(14)보다 열팽창 계수가 작은 수지 재료, 예를 들어 폴리이미드 등의 엔지니어링 플라스틱이 사용된다. 수지층(16)은, 예를 들어 접착제를 사용하여 고무층(14)에 접합되어 있다.
프로브 단자(18)는 수지층(16)에 설치되어, 피측정 전자 회로(20)에 설치되는 복수의 단자부(20A)에 각각 전기적으로 접촉하도록 상기 단자부(20A)의 위치에 대응하여 배치되어 있다. 복수의 단자부(20A)는 피측정 전자 회로(20) 상에 소정 피치로 배열되어 있고, 프로브 단자(18)는 수지층(16)에, 상기 단자부(20A)의 피치와 동일한 피치로 배열되어, 프로브 시트(10)의 두께 방향에 있어서의 지지 기판(12)과 반대측으로 돌출 형성되어 있다. 이 프로브 단자(18)는, 예를 들어 전기 주조에 의해 수지층(16)에 작성된다. 또한 수지층(16)에는, 각각의 프로브 단자(18)와 전기적으로 도통한 회로(26)가 설치되어 있다. 이 회로(26)는 수지층(16)을 그 두께 방향으로 관통하는 비어 홀(28)이라고 칭하는 회로에 의해 배선되는 동시에, 고무층(14) 및 지지 기판(12)을 그 두께 방향으로 관통하는 비어 홀(38)에 의해, 지지 기판(12)의, 예를 들어 상면에 설치된 외부 단자(34)와 배선되어 있다. 이 외부 단자(34)는 도시하지 않은 측정기와 전기적으로 접속된다.
또한, 도 2에 도시되는 변형예와 같이, 수지층(16)뿐만 아니라, 고무층(14)(탄성층)에도 회로(26)가 형성되는 경우가 있고, 상기 고무층(14)이 적층되어 있는 경우, 각 회로(26)는 비어 홀(도시하지 않음)에 의해 전기적으로 도통 상태로 된다. 또한, 수지층(16)에 형성된 회로(26)도, 고무층(14)에 형성된 회로(26)와 비어 홀(28)에 의해 전기적으로 접속되어 있다. 본 예에서는, 고무층(14)이 지지 기판(12)으로부터 돌출되어 있고, 그 돌출부에 외부 단자(34)가 설치되어 있다. 각 외부 단자(34)는 상술한 회로(26)나 비어 홀(28)에 의해, 각 프로브 단자(18)와 배선되어 있다. 따라서, 각 프로브 단자(18)가 신호를 채취하는 데 도움이 된다. 복수의 층(24)의 적층 수는 프로브 단자(18)의 수에 의존하여, 상기 프로브 단자(18)의 수가 많으면, 복수의 층(24)의 적층수도 많아진다.
도 1, 도 2에 있어서, 고무층(14) 및 수지층(16)을 포함하는, 지지 기판(12)에 적층된 복수의 층(24)의 합계 두께(t)는 20㎛ 이상 1400㎛ 이하이다. 여기서, 복수의 층(24)의 두께의 하한을 20㎛로 한 것은, 이것을 하회하면, 지지 기판(12)과 프로브 단자(18) 사이의 절연성의 확보가 어려워지기 때문이다. 또한, 복수의 층(24)의 두께의 상한을 1400㎛로 한 것은, 이것을 상회하면, 분위기 중의 온도나 습도에 의한 복수의 층(24)의 신축량이, 지지 기판(12)의 신축량에 추종하지 않게 되기 때문이다.
또한, 복수의 층(24)의 두께의 상한은, 보다 바람직하게는 1000㎛이다. 또한, 지지 기판(12)과 프로브 단자(18) 사이의 절연성을 확보할 수 있으면, 복수의 층(24)의 두께는 20㎛ 미만이라도 좋다. 또한, 본 실시 형태에 있어서의 복수의 층(24)은 고무층(14) 및 수지층(16)의 2층이지만, 이에 한정되지 않고, 3층 이상이라도 좋다. 이 경우, 수지층(16)은 지지 기판(12)으로부터 가장 이격된 층으로서 형성된다.
(작용)
본 실시 형태는 상기와 같이 구성되어 있고, 이하 그 작용에 대해 설명한다. 도 1에 있어서, 본 실시 형태에 관한 프로브 시트(10)에서는, 지지 기판(12)에 고무층(14)이 적층되고, 상기 고무층(14)에 또한 수지층(16)이 적층되고, 상기 수지층(16)에 프로브 단자(18)가 배치되어 있고, 또한 고무층(14) 및 수지층(16)을 포함하는, 지지 기판(12)에 적층된 복수의 층(24)의 합계 두께(t)가, 20㎛ 이상 1400㎛ 이하이므로, 온도나 습도를 포함하는 환경 변화에 수반하는 지지 기판(12)의 신축에, 상기 복수의 층(24)을 추종시킬 수 있다.
또한, 복수의 층(24)에 고무층(14)을 포함시킴으로써, 상기 복수의 층(24)에 유연성을 갖게 할 수 있어, 피측정 전자 회로의 면에 휨이나 요철이 있어도, 상기 피측정 전자 회로의 단자부에 프로브 단자를 추종시킬 수 있다.
특히 본 실시 형태에서는, 프로브 단자(18)가, 예를 들어 폴리이미드인 수지층(16)에 설치되어 있으므로, 피측정 전자 회로(20)의 검사ㆍ측정 시에 상기 수지층(16)이 상기 피측정 전자 회로(20)에 접촉한 경우라도, 탄성체가 접촉한 경우에 발생하는 것과 같은 불순 오염이 없다. 또한 수지층(16)에는 고무층(14)보다도 열팽창 계수가 작은 재료가 사용되어 있으므로, 온도나 습도 등의 주변 환경의 영향을 받기 어렵다. 이에 의해, 각 프로브 단자(18)를, 대응하는 피측정 전자 회로(20)의 단자부(20A)에 각각 접촉시킬 수 있다. 바꾸어 말하면, 원하는 블록 내에 위치하는 단자부(20A)를 놓치지 않고, 프로브 단자(18)와 완벽하게 접촉시킬 수 있다. 피측정 전자 회로(20)가, 고밀도로 좁은 피치의 미세 회로 기판과 같은 것이라도, 그 단자부(20A)에 프로브 단자(18)를 완벽하게 접촉시킬 수 있다.
일례로서, 피측정 전자 회로(20)의 기재(22)의 재료를 탄화규소로 하고, 지지 기판(12)의 재료를 상기 기재(22)와 동일한 탄화규소로 하고, 프로브 시트(10)에 있어서의 수지층(16)의 재료를 폴리이미드로 한 경우를 생각한다. 폴리이미드의 열팽창 계수는 50 × 10-6/℃로, 탄화규소의 열팽창 계수(5 × 10-6/℃)의 10배로 되어 있다. 따라서, 폴리이미드는 분위기 중의 온도나 습도에 대해, 탄화규소보다도 민감하게 반응하여 신축하는 특성을 갖고 있지만, 상기와 같이 복수의 층(24)의 합계 두께(t)를 적절하게 설정함으로써, 폴리이미드의 신축을 억제하여, 탄화규소의 신축에, 상기 폴리이미드의 신축을 추종시킬 수 있다. 바꾸어 말하면, 고무층(14)과, 폴리이미드인 수지층(16)을 포함하는 복수의 층(24)의 열팽창 계수가, 지지 기판(12)의 열팽창률과 일치하게 된다.
그리고, 지지 기판(12)의 재료는 피측정 전자 회로(20)의 기재(22)의 재료인 탄화규소와 동일하므로, 환경 변화에 의한 피측정 전자 회로(20)의 단자부(20A)의 피치의 변화량과, 프로브 시트에 있어서의 프로브 단자(18)의 피치의 변화량이 일치하게 된다. 이로 인해, 피측정 전자 회로(20)의 단자부(20A)에 대한 프로브 단자(18)의 위치 어긋남이 발생하는 경우는 없다.
또한, 프로브 단자(18)를, 고무층(14)보다도 수지층(16)에 배치하여, 예를 들어 실리콘 고무와 같은 탄성체로 이루어지는 고무층(14)과 접착에 의해 적층하고 있으므로, 상기 프로브 단자(18)의 위치 정밀도나 안정성을 향상시킬 수 있는 동시에, 고무층(14)의 탄성이 프로브 단자(18)에 반영되어, 예를 들어 상하 방향의 상기 프로브 단자(18)의 움직임에 좋은 효과를 부여할 수 있다. 구체적으로는, 고무층(14)이 적절하게 탄성 변형됨으로써, 프로브 단자(18)를 피측정 전자 회로(20)의 단자부(20A)에 완벽하게 접촉시킬 수 있다.
또한, 지지 기판(12)의 재료에, 열전도율이 높은 것을 사용하면, 프로브 시트(10)의 열을 효율적으로 배출할 수 있어, 고온 분위기에서의 검사ㆍ측정에 있어서 리스폰스가 양호해져, 검사ㆍ측정 시간의 단축화의 점에서 보다 유리하다.
또한 프로브 시트(10)의 응용예로서, 검사용 프로브 등에서는, 복수의 층(24)이 다층 전자 회로 기판의 구성으로 되는 경우가 많다. 그러나, 1층당의 전자 회로 기판의 두께는, 일반적으로 50㎛ 이상이고, 4층 이상의 다층 전자 회로 기판의 경우, 두께의 합계가 200㎛를 초과하게 된다. 따라서, 상기한 특허 문헌 1에 있어서의, 탄성재의 두께를 200㎛ 이하로 하는 구조에서는, 이와 같은 4층 이상의 다층 전자 회로 기판의 구성으로 하는 것이 어려워, 실용적이지 않다.
수지층(16)(회로 기판 수지)의 재료를 바꾸어도, 상기 재료의 열팽창 계수가 고무층(14) 이하이고, 복수의 층(24)의 합계 두께(t)가 1400㎛ 이하이면, 상기 복수의 층(24)은 이것을 보유 지지하는 지지 기판(12)(폴리머, 금속, 세라믹 등)에 종속되므로, 온도 등의 변화가 심한 환경에서도 정밀도가 높은 검사용 프로브를 제공하는 것이 가능하다.
(다른 실시 형태)
도 3에 도시되는 예에서는, 프로브 시트(10)에 의한 검사ㆍ측정 대상이, 예를 들어 실리콘제의 반도체 웨이퍼(32)[기재(22)] 상에 작성된 다수의 집적 회로(30)[피측정 전자 회로(20)]로 되어 있다. 프로브 시트(10)는 대략 원형의 반도체 웨이퍼(32)에 대응하여, 예를 들어 대략 원형으로 되어 있다. 복수의 층(24)은, 예를 들어 2층의 수지층(16) 사이에, 1층의 고무층(14)을 끼워 넣어 구성되어 있다. 2층의 수지층(16) 중, 반도체 웨이퍼(32) 상의 집적 회로(30)에 대향하는 측에는, 예를 들어 폴리이미드가 사용된다. 이 복수의 층(24)의 합계 두께(t)는, 상기한 바와 같이 20㎛ 이상 1400㎛ 이하이다.
반도체 웨이퍼(32) 상의 집적 회로(30)에 설치되는 검사ㆍ측정용 단자부(30A)는 극히 미세하고, 총 수는 2만 내지 4만 개소에 달한다. 프로브 시트(10)의 수지층(16)에는 각각의 단자부(30A)에 대응한 프로브 단자(18)가 설치되어 있다. 전기 주조를 사용함으로써, 이와 같이 미세하고 다수인 프로브 단자(18)를, 수지층(16)에 용이하게 작성하는 것이 가능하다. 본 실시 형태에 있어서도, 각 프로브 단자(18)는 수지층(16)이나 고무층(14)에 설치된 회로(도시하지 않음)나 비어 홀(도시하지 않음)을 통해, 지지 기판(12), 고무층(14) 또는 수지층(16)에 설치된 외부 단자(도시하지 않음)와 전기적으로 접속되어 있다.
이 프로브 시트(10)를 화살표 A 방향으로 반전시켜, 각 프로브 단자(18)를, 대응하는 단자부(30A)에 각각 접촉시킴으로써, 반도체 웨이퍼(32) 상에 작성된 모든 집적 회로(30)의 검사ㆍ측정 작업을 한번에 행할 수 있어, 작업 시간을 비약적으로 단축할 수 있다. 또한, 각 집적 회로(30)를 반도체 웨이퍼(32)로부터 잘라내기 전에, 불량품을 판별할 수 있으므로, 불량품을 칩화하는 비용을 생략할 수 있다.
또한, 대략 원형의 프로브 시트(10)에 있어서, 도 2에 도시되는 예와 같이, 고무층(14) 또는 수지층(16)을 지지 기판(12)의 전체 둘레로부터 직경 방향 외측으로 돌출시켜, 그 돌출부에 외부 단자(34)에 상당하는 단자(도시하지 않음)를 설치해도 좋다. 또한 프로브 시트(10)의 평면 형상은, 대략 원형으로는 한정되지 않고, 다각형 등이라도 좋다. 또한 복수의 층(24)의 구성은 상기한 것으로 한정되지 않고, 2층이라도, 또한 4층 이상이라도 좋다.
(제1 시험예)
도 4는 지지 기판(12)의 재료의 일례인 알루미늄에 대한 온도 변화에 대한 팽창량과, 상기 알루미늄에 고무층(14)의 일례인 실리콘 고무와 수지층(16)의 일례인 폴리이미드를 1층씩 적층하여 복수의 층(24)으로 한 것(프로브 시트)에 대해, 복수의 층(24)의 합계 두께(t)를 변화시킨 경우의, 온도 변화에 대한 각각의 연신량을 실측한 결과를 나타내는 선도이다. 각 선의 기울기가, 열팽창 계수에 상당한다. 도 4에는 비교를 위해, 알루미늄 단체, 실리콘 고무 단체 및 폴리이미드 단체의 결과도 나타나 있다. 이 도면으로부터 명백한 바와 같이, 실리콘 고무 단체와 폴리이미드 단체의 선은 알루미늄 단체의 선과 기울기가 크게 다르다.
한편, 실리콘 고무와 폴리이미드를 1층씩 적층한 복수의 층(24)의 합계 두께(t)가 1400㎛ 이하에서는, 선의 기울기가, 알루미늄 단체의 기울기와 일치하고 있다. 그러나, 복수의 층(24)의 합계 두께(t)가 1400㎛를 초과하고 있는(2050㎛) 경우에는, 선의 기울기가 지지 기판(12)의 선의 기울기와 다르다. 즉, 실리콘 고무와 폴리이미드의 층의 합계 두께(t)가 적정 범위 내에 있으면, 그 열팽창 계수는 지지 기판(12)인 알루미늄의 열팽창 계수에 일치하는 결과로 되었다.
도 5는 알루미늄제의 지지 기판(12)에 고무층(14)으로서 실리콘 고무를 설치한 시료에 있어서의, 습도 변화와 연신의 관계를 나타내는 선도이다. 구체적으로는, 주위의 온도가 25℃일 때, 습도가 60％로부터 95％까지 증가한 경우에, 실리콘 고무 상의 2점 사이의 거리(피치)가, 100㎜로부터 어느 정도 증감했는지를 나타내고 있다. 이 도면에 따르면, 실리콘 고무의 두께가 2000㎛인 경우에는, 상기 습도의 변화에 수반하여, 피치가 100.0094㎜까지 변화(9.4㎛ 증가)하고 있는 것에 비해, 실리콘 고무의 두께가 800㎛와 1400㎛인 경우에는, 모든 피치가 99.9997㎛로 변화(0.3㎛ 감소)하는 것에 그쳐, 실리콘 고무의 두께가 1400㎛이면, 습도 변화의 영향을 받지 않는 것을 알 수 있다.
또한, 도 6은 알루미늄제의 지지 기판(12)에 수지층(16)으로서 폴리이미드를 설치한 시료에 있어서의, 습도 변화와 연신의 관계를 나타내는 선도이다. 구체적으로는, 도 5와 마찬가지로, 주위의 온도가 25℃일 때, 습도가 60％로부터 95％까지 증가한 경우에, 폴리이미드 상의 2점 사이의 거리(피치)가, 100㎜로부터 어느 정도 증감했는지를 나타내고 있다.
이 도면에 따르면, 폴리이미드의 두께가 2000㎛인 경우에는, 상기 습도의 변화에 수반하여, 피치가 100.0059㎜까지 변화(5.9㎛ 증가)하고 있는 것에 비해, 폴리이미드의 두께가 1400㎛인 경우에는, 피치가 100.0002㎛로 변화(0.2㎛ 증가)하는 것에 그쳐, 폴리이미드의 두께가 1400㎛ 이하이면, 습도 변화의 영향을 받지 않는 것을 알 수 있다.
10 : 프로브 시트
12 : 지지 기판
14 : 고무층(탄성층)
16 : 수지층
18 : 프로브 단자
20A : 단자부
20 : 피측정 전자 회로
22 : 기재
24 : 복수의 층
30 : 집적 회로(피측정 전자 회로)
30A : 단자부
32 : 반도체 웨이퍼(기재)

Claims (4)

  1. 검사 및 측정 대상인 피측정 전자 회로의 기재와 동일한 열팽창 계수를 갖는 재료에 의해 구성된 지지 기판과,
    상기 지지 기판에 적층되고, 실리콘 고무, 우레탄 고무, 불소 고무, 엘라스토머 수지 중 어느 하나로부터 형성되는 탄성층과,
    상기 탄성층에 또한 적층되어, 사용 시에 상기 피측정 전자 회로에 대향하는 수지층과,
    상기 수지층에 설치되어, 상기 피측정 전자 회로에 설치된 복수의 단자부에 각각 전기적으로 접촉하도록 상기 단자부의 위치에 대응하여 배치된 복수의 프로브 단자를 갖고,
    상기 탄성층 및 상기 수지층을 포함하는, 상기 지지 기판에 적층된 복수의 층의 합계 두께가, 상기 지지 기판의 두께보다도 얇은 20㎛ 이상 1400㎛ 이하인, 프로브 시트.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서, 상기 피측정 전자 회로는 집적 회로, 발광 다이오드, 액정 디스플레이, 프린트 배선 기판 또는 플렉시블 기판인, 프로브 시트.
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