KR101342174B1

KR101342174B1 - 기판 검사 치구

Info

Publication number: KR101342174B1
Application number: KR1020070050921A
Authority: KR
Inventors: 미노루 카토; 마코토 후지노
Original assignee: 니혼덴산리드가부시키가이샤
Priority date: 2006-05-30
Filing date: 2007-05-25
Publication date: 2013-12-16
Also published as: KR20070115647A; JP2007322180A; TW200804820A; JP5217063B2; TWI416112B

Abstract

본 발명은, 솔더 범프의 측정표면에 흠집을 내는 일 없이 그 이외의 표면상의 산화막을 파괴함으로서, 프로브와 범프의 도통 접촉 상태를 양호하게 하는 것으로서, 이를 위한 해결수단으로서, 한쪽의 단부가 피검사 기판에 마련된 솔더 범프(21)에 접촉하고, 다른쪽의 단부가 피검사 기판을 검사하는 검사 장치의 전극부에 접촉하는 프로브(17)와, 프로브를 지지하는 지지 수단을 구비하는 검사 치구에 관한 것이다. 이 검사 치구에서는, 프로브의 한쪽의 단부가 모서리부(17b)를 가지며, 해당 프로브의 모서리부가, 솔더 범프의 표면 곡면에 맞닿는다.

검사 치구, 플레이트, 관통구멍, 가이드 플레이트

Description

기판 검사 치구{BOARD INSPECTION TOOL}

도 1의 (a) 및 도 1의 (b)는 본 발명에 관한 제 1 실시 형태의 검사 치구의 개략 측면도.

도 2는 도 1에 도시하는 본 발명에 관한 제 1 실시 형태의 일부 확대도.

도 3은 본 발명에 관한 제 1 실시 형태의 검사 치구를 이용하여 피검사 기판의 배선 패턴의 검사를 행할 때의, 그 검사 치구의 프로브와 피검사 기판의 배선 패턴상의 솔더 범프의 관계를 도시하는 개략 측면도.

도 4의 (a)는 본 발명에 관한 다른 실시예의 검사 치구를 이용하여 피검사 기판의 배선 패턴의 검사를 행할 때의, 그 검사 치구의 프로브와 피검사 기판의 배선 패턴상의 솔더 범프의 관계를 도시하는 개략 측면도.

도 4의 (b)는 그 검사 치구의 플레이트의 일부의 정면도.

도 5의 (a)는 도 4의 (a)에 도시하는 본 발명에 관한 다른 실시예의 검사 치구를 이용하여 피검사 기판의 배선 패턴의 검사를 행할 때의, 그 검사 치구의 프로브와 피검사 기판의 배선 패턴상의 솔더 범프의 관계를 도시하는 개략 측사시도.

도 5의 (b)는 도 4의 (a)에 도시하는 본 발명에 관한 다른 실시예의 검사 치구를 이용하여 피검사 기판의 배선 패턴의 검사를 행할 때의, 그 검사 치구의 프로 브와 피검사 기판의 배선 패턴상의 솔더 범프의 관계를 도시하는 개략 측정면도.

도 6은 종래의 검사 치구를 이용하여 피검사 기판의 배선 패턴의 검사를 행할 때의, 그 검사 치구의 프로브와 피검사 기판의 배선 패턴상의 솔더 범프의 관계를 도시하는 개략 측면도.

(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)

10 : 검사 치구 12 : 플레이트

12a, 13a, 14a : 관통구멍 13 : 가이드 플레이트

14 : 베이스 플레이트 15 : 지지봉

16 : 기틀 17, 47, 48 : 프로브

20 : 피검사 기판 21 : 솔더 범프

30 : 측정표면 17m, 47m, 48m : 축선

17b, 47b, 48b : 모서리부

본 발명은, 피검사 기판의 배선 패턴상에 설정되는 소정의 솔더 범프에 접촉하고, 이 솔더 범프로부터 피검사 대상의 상기 배선 패턴으로의 전류 인가용 또는 해당 배선 패턴의 전압 측정용으로 이용되는 프로브를 구비하는 검사 치구 및 이 검사 치구를 이용하는 검사 장치 및 검사 방법에 관한 것이다.

또한, 본 발명은, 프린트 배선 기판으로 한하지 않고, 예를 들면, 플렉시블 기판, 다층배선 기판, 액정 디스플레이나 플라즈마 디스플레이용의 전극판, 및 반도체 패키지용의 패키지 기판이나 필름 캐리어 등 여러가지의 기판에서의 전기적 배선의 검사에 적용할 수 있고, 본 발명의 명세서에서는, 그것들의 다양한 배선 기판을 총칭하여 「기판」이라고 칭한다.

(배경 기술)

종래로부터, 회로 기판상의 배선 패턴에 의해 그 회로 기판에 탑재되는 IC 등의 반도체나 저항기 등의 전기·전자 부품에 전기 신호를 정확하게 전달할 필요가 있기 때문에, 전기·전자 부품을 실장하기 전의 프린트 배선 기판, 액정 패널이나 플라즈마 디스플레이 패널에 배선 패턴이 형성된 회로 배선 기판, 또는, 반도체 웨이퍼 등의 기판에 형성된 배선 패턴에 마련된 소정의 검사점 사이의 저항치를 측정하여, 그 양부의 판정이 행하여지고 있다.

구체적으로는, 그 양부의 판정은, 각 검사점에, 전류 공급용 단자 및/또는 전압 측정용 단자를 맞대고, 전류 공급용 단자로부터는 검사점에 측정용 전류를 공급함과 함께, 검사점에 맞댄 전압 측정용 단자 사이에 생긴 전압을 측정함에 의해 행하여진다. 또한, 측정 단자와 검사점 사이의 접촉 저항의 영향을 억제하여 고정밀도로 저항치를 측정하기 위해, 각 검사점에 한 쌍의 전류 공급용 단자 및 전압 측정용 단자를 맞대고, 이 맞댄 전류 공급용 단자 사이에 측정용 전류를 공급함과 함께, 맞댄 전압 측정용 단자 사이에 생긴 전압을 측정함에 의해 배선 패턴의 양부의 판정을 행하는 방법(이른바, 4단자 측정법 또는 켈빈법)이 알려져 있다.

솔더 범프를 사용하는 「플립칩·본딩법」에서는, 일반적으로, 반도체 집적 회로(LSI)의 베어칩의 전극(본딩 패드)상에 구(球)형상의 솔더의 돌기인 솔더 범프를 형성하고, 그들의 솔더 범프를 실장 기판의 대응하는 전극에 접합함에 의해, 베어칩의 본딩 패드를 실장 기판의 대응하는 전극에 전기적으로 접속함과 함께, 베어칩을 실장 기판에 고정하는 것이 행하여지고 있다. 이와 같은 기술은, 베어칩 이외의 다른 전자 소자나 전자 부품의 실장이나 접합 등에도 사용되고, 그 경우에는, 솔더 범프는 실장 기판의 랜드나 전자 부품의 전극 등의 위에 형성되어 있다.

특허 문헌 1 : 일본 특개2002-50876호 공보

그와 같은 솔더 범프를 피검사점으로 하는 경우에, 선단이 날카로운 프로브가 이용되고 있다(특허 문헌 1). 이 경우에는, 솔더 범프의 표면에 오목부가 형성된다.

그러나, 솔더 범프는, 반도체 집적 회로상의 소정의 전극에 접촉하여 그것과 전기적으로 접속할 필요가 있고, 또한, 솔더 범프 자체의 양부의 판정을 위해 해당 측정표면에 광을 조사하여 그 반사광에 의해 그 높이를 측정할 필요가 있기 때문에, 솔더 범프의 측정표면에는 흠집을 내지 않는 것이 바람직하다. 또한, 솔더 범프의 표면에 오목부와 같은 흠집이 있으면, 전자 부품을 그 표면에 고정하기 위해 솔더 범프를 용융시킨 때에 솔더 범프 내에 보이드가 발생할 가능성이 있다.

그 때문에, 예를 들면, 특허 문헌 1에서는, 외관 검사 등에 의해 오목부가 형성되는 것의 수를 감소시키고 있다.

또한, 도 6에 도시하는 바와 같이, 피검사 기판(60)의 위에 형성된 솔더 범 프(61)와 접촉하는 단부의 면이 비교적 평탄하게 형성된 프로브(67)가 이용되는 일이 있다.

도 6에 도시하는 바와 같은 평탄한 접촉면에서는, 솔더 범프(61)의 표면을 가압하는 것만으로 그 표면상에 형성되어 있는 산화막을 파괴할 수가 없기 때문에, 프로브(67)와 범프(61)의 도통 접촉 상태는 양호하지가 않다.

그 때문에, 솔더 범프의 측정표면에 흠집을 내는 일 없이 그 이외의 표면상의 산화막을 파괴함에 의해, 프로브와 범프의 도통 접촉 상태를 양호하게 할 필요가 있다.

(과제를 해결하기 위한 수단)

본 발명에 관한 검사 치구는, 한쪽의 단부가 피검사 기판에 마련된 솔더 범프에 접촉하고, 다른쪽의 단부가 피검사 기판을 검사하는 검사 장치의 전극부에 접촉하는 프로브와, 이 프로브를 지지하는 지지 수단을 구비하고, 프로브의 한쪽의 단부가 모서리부를 가지며, 프로브의 모서리부가, 솔더 범프의 표면 곡면에 맞닿는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 관한 검사 치구는, 한쪽의 단부가 피검사 기판에 마련된 솔더 범프에 접촉하고, 다른쪽의 단부가 피검사 기판을 검사하는 검사 장치의 전극부에 접촉하는 프로브와, 이 프로브를 지지하는 지지 수단을 구비하고, 프로브가 측면부와 저면부를 갖고서 이루어지고, 이 프로브의 측면부와 저면부가, 동시에, 솔더 범프 의 표면 곡면에 맞닿는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 관한 검사 치구는, 한쪽의 단부가 피검사 기판에 마련된 솔더 범프에 접촉하고, 다른쪽의 단부가 피검사 기판을 검사하는 검사 장치의 전극부에 접촉하는 프로브와, 이 프로브를 지지하는 지지 수단을 구비하고, 프로브가, 솔더 범프를 광학적 측정 장치에 의해 높이를 측정하기 위해 필요한 측정표면 이외의 표면(표면 곡면)에 맞닿는 것을 특징으로 한다.

프로브는 원주형상으로 형성되어 있어도 좋고, 지지 수단이 안내구멍을 가지며, 프로브가 해당 안내구멍 내로 안내되어 이동하고, 그로 인해, 프로브의 모서리부가, 솔더 범프의 표면 곡면에 맞닿아도 좋다.

또한, 본 발명에 관한 검사 치구는, 피검사 기판의 배선 패턴상에 설정되는 소정의 솔더 범프에 접촉하고, 솔더 범프로부터 피검사 대상의 배선 패턴으로의 전류 인가용 또는 배선 패턴의 전압 측정용으로 이용되는 프로브를 구비하고, 또한, 프로브를 지지하는 지지 수단을 구비하고, 이 지지 수단이, 프로브를, 솔더 범프의 두정부(頭頂部)를 통과하는 연직 방향 축선으로부터 프로브의 솔더 범프의 맞닿음부(當接部)가 단축 방향으로 비켜진 위치에서 지지하는 것을 특징으로 한다.

프로브는 원주형상으로 형성되어도 좋고, 지지 수단은, 프로브를, 솔더 범프의 두정부를 통과하는 연직 방향 축선으로부터, 적어도 프로브의 반경 거리 벗어나서 지지하여도 좋다.

또한, 본 발명에 관한 검사 장치는, 피검사 기판의 배선 패턴상에 설정되는 소정의 솔더 범프에 접촉하고, 이 솔더 범프로부터 피검사 대상의 배선 패턴으로의 전류 인가용 또는 배선 패턴의 전압 측정용으로 이용되는 프로브를 구비하고, 프로브를, 솔더 범프의 두정부를 통과하는 연직 방향 축선으로부터 프로브의 길이 방향 축선이 단축 방향으로 비켜진 위치에서 지지하는 지지 수단과, 이 지지 수단에 지지된 프로브를 솔더 범프(21)의 표면에 접촉시키도록 안내하는 안내 수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 관한 검사 방법은, 피검사 기판의 배선 패턴상에 설정되는 소정의 솔더 범프에 접촉하고, 이 솔더 범프로부터 피검사 대상의 배선 패턴으로의 전류 인가용 또는 배선 패턴의 전압 측정용으로 이용되는 프로브를 구비하는 검사 치구를 이용하여, 피검사 기판의 배선 패턴의 도통 또는 단락을 검사하는 전기적 검사 단계와, 광학 측정 장치를 이용하여, 솔더 범프의 측정표면에 광을 조사하고, 그 측정표면으로부터의 반사광에 의거하여 솔더 범프의 높이를 측정하여 그 솔더 범프의 양부를 판정하는 광학적 검사 단계로 이루어지고, 전기적 검사 단계가, 프로브를 솔더 범프의 측정표면 이외의 표면 곡면의 위치에 그 프로브를 접촉시키는 것을 특징으로 한다.

[검사 치구의 구조]

도 1의 (a)는 본 발명의 한 실시예에 관한 검사 치구(10)를 도시하는 측면도이다. 검사 치구(10)는 플레이트(12), 베이스 플레이트(14) 및 기틀(16)을 구비한다. 플레이트(12), 베이스 플레이트(14) 및 기틀(16)은, 수지 재료 등의 절연 재료 로 이루어지는 판형상의 부재이다. 베이스 플레이트(14)는 기틀(16)의 하방의 면에 부착되어 있고, 플레이트(12)는, 일단이 베이스 플레이트(14)에 고정된 지지봉(15)의 다른쪽의 단부에 고정되어 있다. 또한, 가이드 플레이트(13)가, 플레이트(12)와 베이스 플레이트(14) 사이에, 지지봉(15)을 관통하여 고정되어 있다.

플레이트(12)에는, 피검사 기판(20)(도 1의 (b))의 배선 패턴상의 피검사점에 대응하는 위치에 관통구멍(12a)이 마련되어 있다. 그 관통구멍(12a)에는, 프로브(17)가 삽통되어 있고, 프로브의 선단부(17a)가 플레이트(12)로부터 돌출하여 있다. 그 관통구멍(12a)에 대응하여, 가이드 플레이트(13) 및 베이스 플레이트(14)에, 각각, 관통구멍(13a 및 14a)이 형성되어 있고, 프로브(17)가 그것들에 삽통되어 있다. 가이드 플레이트(13)는, 관통구멍(13a)에 상통(相通)된 프로브(17)의 측정시에 있어서의 휨 방향을 정돈하도록 기능한다.

기틀(16)에는, 베이스 플레이트(14)에 마련된 관통구멍(14a)에 대응하는 위치에, 전극(16a)이 매입되어 있고, 그곳에는, 프로브(17)의 선단부(17a)의 반대측의 단부가 고정되어 있다.

프로브(17)로서, 예를 들면, 스테인리스 강으로 이루어지는 탄성을 갖는 피아노선 등을 이용할 수 있다.

피검사 기판(20)의 검사시에는, 검사 치구(10)는, 소정의 기판 검사 장치의 지지부(도시 생략)에 부착된다. 기판 검사 장치는, 피검사 기판의 배선 패턴상의 피검사점에 프로브를 적절하게 접촉시키도록 피검사 기판을 이동하거나, 검사용의 전류를 프로브에 공급하거나, 소정의 프로브 사이에 발생한 전위차를 계측하거나 하여, 피검사 기판의 배선 패턴 상태의 판정을 행하는 것이다.

도 1의 (b)는 기판의 검사를 행할 때의 검사 치구(10)와 피검사 기판(20)의 위치 관계를 도시한다. 그 도면에 도시하는 바와 같이, 검사 치구(10)의 플레이트(12)의 하방에 피검사 기판(20)이 배치된다. 피검사 기판(20)은, 플레이트(12)에 대향하는 측에 배선 패턴의 피검사점이 형성되어 있다.

도 2는 도 1의 (b)에서 대향하는 플레이트(12) 및 피검사 기판(20)의 일부의 확대도이다. 도 2에 도시하는 바와 같이, 플레이트(12)의 관통구멍(12a)으로부터는 프로브(17)의 선단부(17a)가 돌출하고 있고, 그것에 대향한 위치에 솔더 범프(21)가 배치되어 있다. 솔더 범프(21)는, 패드(20)를 통하여 피검사 기판(20)의 배선 패턴에 전기적으로 접속되어 있다.

검사할 때에는, 상세하게는 후술하는 바와 같이, 피검사 기판(20)의 배선 패턴상에 형성되어 있는 솔더 범프(21)의 표면상의 소정의 위치에, 플레이트(12)의 관통구멍(12a)(도 1)으로부터 돌출하는 프로브(17)의 선단부(17a)를 접촉시킨다. 다음에, 그 상태에서, 기판 검사 장치(도시 생략)로부터 기틀(16) 내의 전극(16a)을 경유하여 솔더 범프(21)에 접촉하고 있는 프로브(17)에 전류를 공급한다. 그리고 나서, 측정용의 다른 2개의 솔더 범프에 접촉하고 있는 다른 2개의 프로브(17)의 2개 사이의 전위차를 측정한다. 그 측정한 전위차의 데이터는 기판 검사 장치로 보내지고, 그곳에서, 그 전위차의 데이터로부터, 소정의 솔더 범프 사이의 배선 패턴의 저항치가 구해지고, 배선 패턴의 도통의 양부나 단락의 유무가 판정된다.

[솔더 범프의 형성의 개요]

솔더 범프(21)의 형성 방법에는 다양한 방법이 존재한다. 예를 들면, 도금법이나 증착법으로 형성한 솔더막을 이용하는 방법, 솔더 볼을 전극상에 탑재하는 방법, 인쇄한 크림 솔더(솔더 페이스트)를 이용하는 방법, 메탈 제트를 이용하는 방법 등이 있다. 그들의 방법의 어느하나에 의해 전극상에 마련된 솔더층 또는 솔더 볼은, 리플로우로(爐)에서 가열되어 일시적으로 용융된다. 그와 같이 하여 형성된 솔더 유동체는, 표면장력에 의해 해략 구형상으로 되기 때문에, 그대로 냉각하여 응고시켜서 개략 구형상의 솔더 범프를 얻는다. 솔더 범프(21)는 일반적으로 Sn, Pb 등으로부터 만들어지고 있다.

[프로브와 솔더 범프의 위치 관계]

도 3은 피검사 기판을 측정한 때에, 프로브(17)가 솔더 범프(21)에 접촉한 상태를 도시한다. 여기서는, 프로브(17)는 개략 원주형상의 것이고, 솔더 범프(21)는 논 코이닝의 개략 구형상이다. 그들의 접촉은, 검사 치구(10)(도 1)를 피검사 기판(20)(도 1)에 접근하고, 또는, 역으로, 피검사 기판(20)을 검사 치구(10)에 접근함에 의해, 도 3에서는, 프로브(17)를 하강시키고, 그로 인해, 그 선단부(17a)를 솔더 범프(21)에 충돌시킴에 의해 달성된다.

그와 같이 프로브(17)를 하강시키기 위해, 프로브(17)의 길이 방향 축선(17m)이, 솔더 범프의 두정부(21a)를 통과하는 연직 방향의 축선(21n)으로부터, 거리(p)만큼 빗나간 위치를 통과하도록, 도시하지 않은 안내 장치를 이용하여 프로브(17)를 이동시킨다. 이로써, 프로브(17)의 선단부(17a)가 솔더 범프의 두정부(21a)에 충돌하는 것을 회피할 수 있다. 환언하면, 프로브(17)의 선단부(17a)를 솔더 범프(21)의 두정부 이외의 면과 접촉시키도록 한다.

또한, 이 경우에는, 거리(p)는, 프로브(17)의 단축 방향의 반경보다도 커지는 것이 바람직하다. 단, 그 거리(p)는, 솔더 범프(21)의 반경의 크기에 프로브(17)의 단축 방향의 반경의 크기를 더한 값보다 작게 하여야 한다.

또한, 프로브(17)는 이 실시예에서는 원주형상을 하고 있고, 측면(17d)과 선단부(17a)에 있는 저면(17c)을 갖고 있다. 프로브(17)는, 그 저면(17c)이 평탄한 원형상으로 형성되고, 주위에 모서리부(17b)를 갖는다. 그 때문에, 그 모서리부(17b)의 일부가 솔더 범프(21)의 면에 조금 박혀 있고, 측면과 저면이 동시에 솔더 범프(21)의 곡면에 접해 있다. 그와 같이 모서리부(17b)가 박히는 것은, 상기한 바와 같이, 솔더 범프(21)는 일반적으로 Sn, Pb 등으로 만들어져 있기 때문에, 프로브(17)의 스테인리스 강보다도 비교적 연하기 때문이다.

프로브(17)의 선단부(17a)의 모서리부(17b)의 일부가 솔더 범프(21)의 곡면에 충돌하여 박힐 때에는, 그 모서리부(17b)는 솔더 범프의 곡면의 일부에 닿아서, 그 곡면을 비비면서 솔더 범프(21)를 조금 깎는다. 그 때문에, 솔더 범프(21)의 표면에 형성되어 있는 산화막을 모서리부(17b)와 솔더 범프의 곡면 사이의 전단 응력에 의해 확실하게 파괴할 수 있도록 된다.

검사를 시작하기 전에, 도시하지 않은 검사 장치의 설정 내용을 바꾸어 피검사 기판(20)의 위치를 비키거나 또는 검사 치구(10)의 위치를 비킴에 의해, 피검사 기판(20)과 검사 치구(10)의 상대적 수평 방향의 위치 관계를 비킬 수 있고, 그리고 나서, 프로브(17)를 하강시키면, 프로브(17)의 선단부(17a)와 솔더 범프(21)의 충돌 위치를 바꿀 수 있다. 그로 인해, 프로브(17)의 선단부(17a)의 모서리부(17b)가 솔더 범프(21)의 곡면에 박힐 때에 형성한 흠집의 위치나 형태나 크기를 바꿀 수 있다.

그 결과, 프로브(17)와 솔더 범프(21)의 접촉 면적이 변하거나, 산화막이 파괴되는 크기가 변하거나 하기 때문에, 프로브(17)와 솔더 범프(21) 사이의 접촉 저항치가 변하게 된다. 이 접촉 저항치의 크기의 틀림을 이용함에 의해, 프로브(17)와 솔더 범프(21) 접촉 예정의 위치를 사전에 특정하는 것도 가능하다.

또한, 도 3에는, 솔더 범프(21)의 중심으로부터 1점쇄선으로 둘러싸는 일정 각도 내에 위치하는 측정표면(30)을 도시한다. 이 측정표면(30)은, 솔더 범프(21)의 양부를 판정하기 위해, 광학 현미경(도시 생략)에 의해 측정되는 부위에 상당한다. 이 측정은, 피검사 기판(20)을 프로브(17)를 이용하여 전기적 검사를 행한 후에, 광학적 검사로서 행하여진다.

광학적 검사를 필요로 하는 이유는 다음과 같다. 솔더 범프(21)는, 반도체 집적 회로상의 소정의 전극에 접촉하여 그것과 전기적으로 접속될 필요가 있다. 그 때문에, 예를 들면, 솔더 범프(21)의 높이가, 소정의 높이보다 높거나 또는 낮거나 하면, 반도체 집적 회로상의 소정의 전극중의 몇개인가의 솔더 범프와 적절하게 접촉할 수가 없다는 일이 일어날 수 있다. 또한, 반도체 집적 회로상의 소정의 전극과 접촉할 예정의 솔더 범프의 소정의 표면에 흠집이 있으면, 그 표면도 반도체 집적 회로상의 소정의 전극과 적절하게 접촉할 수 없게 된다. 이와 같이, 솔더 범프(21)의 측정표면(30)은, 반도체 집적 회로상의 소정의 전극에 접촉하게 되는 표 면이다. 그 때문에, 그 표면의 양부를 판정할 필요가 있고, 그것을 광학적 검사에 의해 행하고 있다. 예를 들면, 솔더 범프(21)의 반경이 약 40㎛이고, 단축 방향의 거리(단면 방향의 직경)가 약 5㎛의 광빔을 이용하여 광학 검사를 행하는 경우에는, 솔더 범프(21)의 약 7도부터 8도의 각도의 범위의 표면 곡면을 측정표면(30)으로 하여 측정하는 일이 많지만, 최대 약 30도의 각도 범위의 표면 곡면을 측정표면(30)으로 하여 측정하는 것이 바람직하다.

도 3에 도시하는 실시예에 의하면, 프로브(17) 선단부(17a)를 해당 솔더 범프(21)의 측정표면(30) 이외의 표면과 접촉시킬 수 있기 때문에, 그 측정표면(30)에 흠집을 주는 일 없이, 해당 프로브의 선단의 모서리부(17b)가 접촉한 표면의 산화막을 그 모서리부(17b)에 의해 파괴할 수 있다.

[다른 실시예]

도 4의 (a)는 피검사 기판(20)의 배선 패턴에 대해 예를 들면 4단자 측정법을 행하는 경우에, 한 쌍의 전류 공급용 프로브(47) 및 전압 측정용 프로브(48)를 솔더 범프(21)에 접촉시킨 상태를 도시하는 개략 측면도이다. 또한, 전류 공급용 프로브(47) 및 전압 측정용 프로브(48)의 위치는, 설명의 편의상의 것이고, 반대라도 좋다. 또한, 도 4의 (a)는 전류 공급용 프로브(47) 및 전압 측정용 프로브(48)가, 각각, 솔더 범프(21)의 일부의 표면에 조금 박힌 상태를 도시한다.

도 4의 (b)는 도시하지 않은 검사 치구를 정면에서 본 경우에 보이는 플레이트(42)를 도시한다. 플레이트(42)는, 도 3의 실시예에서의 검사 치구(10)의 플레이트(12)에 상당하는 것이다. 도 4의 (b)에 도시하는 바와 같이, 전류 공급용 프로 브(47) 및 전압 측정용 프로브(48)가, 쌍(對)의 상태로 플레이트(42)로부터 돌출하고 있다. 각 쌍의 전류 공급용 프로브(47) 및 전압 측정용 프로브(48)가 마련되어 있는 위치는, 피검사 기판의 배선 패턴상의 솔더 범프가 형성되어 있는 위치에 대응한다.

도 5의 (a)는 도 4의 (a)에 도시하는 바와 같이 전류 공급용 프로브(47) 및 전압 측정용 프로브(48)가, 각각, 솔더 범프(21)의 일부의 표면에 조금 박힌 상태를 도시하는 사시도이다.

도 5의 (b)는 도 4의 (a)에 도시하는 바와 같이 전류 공급용 프로브(47) 및 전압 측정용 프로브(48)가, 각각, 솔더 범프(21)의 일부의 표면에 조금 박힌 후에, 그들의 프로브(47, 48)를 제거하고, 솔더 범프(21)를 그들의 프로브 측에서 본 상태를 도시한다. 그 도면에 도시하는 바와 같이, 전류 공급용 프로브(47) 및 전압 측정용 프로브(48)의 각각의 선단부(47a 및 48a)의 각각의 모서리부(47b 및 48b)의 일부가, 솔더 범프(21)의 표면의 일부에 흠집(57 및 58)을 남기고 있다.

프로브(47 및 48)는 개략 원주형상의 것이고, 그들의 선단부(47a 및 48a)와 솔더 범프(21)와 접촉은, 도 3의 경우와 마찬가지로, 도시하지 않은 검사 치구를 피검사 기판에 접근하고, 또는, 역으로, 피검사 기판을 검사 치구 접근함에 의해, 도 4에서, 프로브(47 및 48)를 하강시키고, 그로 인해, 그 선단부(47a 및 48a)를 솔더 범프(21)에 충돌시킴에 의해 달성된다.

도 4의 (a)에 도시하는 경우에 있어서, 프로브(47 및 48)를 하강시킬 때에는, 프로브(47)의 길이 방향 축선(47m) 및 프로브(48)의 길이 방향 축선(48m)을, 솔더 범프의 두정부(21a)를 통과하는 연직 방향의 축선(21n)으로부터, 거리(s 및 r)만 비켜서 통과시킨다. 이로써, 프로브(47 및 48)의 선단부(47a 및 48a)가 솔더 범프의 두정부(21a)와 충돌하는 것을 회피할 수 있다. 환언하면, 프로브(47 및 48)의 선단부(47a 및 48a)를, 솔더 범프(21)의 두정부 이외의 면과 접촉시키도록, 도시하지 않은 안내 장치 등에 의해 안내한다.

또한, 이 실시예인 경우에는, 거리(s 및 r)는 같아도 또는 다르게 하여도 좋지만, 어느 거리도, 프로브(47 및 48)의 각각의 단축 방향의 반경보다도 크게 하는 한편, 솔더 범프(21)의 반경의 크기에 프로브(47 및 48)의 각각의 단축 방향의 반경의 크기를 더한 값보다도 작게 하여야 한다.

도 4 및 도 5에 도시하는 실시예에서의 검사의 시작 전에도, 도 3의 실시예와 마찬가지로, 도시하지 않은 검사 장치의 설정 내용을 바꾸어 피검사 기판(20)의 위치를 비키거나 또는 검사 치구의 위치를 비킴에 의해, 피검사 기판(20)과 검사 치구의 상대적 수평 방향의 위치 관계를 비켜 놓을 수 있다. 그 상태에서 프로브(47 및 48)를 하강시키면, 프로브(47 및 48)의 선단부(47a 및 48a)와 솔더 범프(21)의 충돌 위치가 변경되어, 프로브(47 및 48)의 선단부(47a 및 48a)의 모서리부(47b 및 48b)가, 솔더 범프(21)의 곡면에 충돌할 때에 형성되는 흠집(57 및 58)의 위치나 크기나 형태를 바꿀 수 있다.

그 결과, 이 실시예에서도, 프로브(47 및 48)와 솔더 범프(21)의 접촉 면적이 변하거나, 산화막이 파괴되는 크기가 변하거나 하기 때문에, 프로브(47 및 48)와 솔더 범프(21) 사이의 접촉 저항치가 변하게 된다. 이 접촉 저항치의 크기의 틀 림을 이용함에 의해, 프로브(47 및 48)와 솔더 범프(21)의 충돌 예정의 위치를 사전에 특정하는 것도 가능하다.

또한, 도 4의 (a), 도 5의 (a) 및 도 5의 (b)에 도시하는 바와 같이, 이 실시예에서는, 솔더 범프(21)상의 측정표면(30)은, 프로브(47)의 선단부(47a)와 프로브(48)의 선단부(48a)가 접촉하는 위치 사이에 위치하게 되고, 프로브(47 및 48)의 선단부(47a 및 48a)에 의해, 측정표면(30)을 손상시키는 일이 없다.

이상, 본 발명에 검사 치구 및 검사 장치 및 방법에 관해 설명하였지만, 본 발명은 이들의 실시 형태로 구속되는 것이 아니다. 당업자가 용이하게 이룰 수 있는 추가, 삭제, 개변 등은, 본 발명에 포함되는 것을 알아야 할 것이다. 본 발명의 기술적 범위는, 첨부하는 특허청구의 범위의 기재에 의해 정해진다.

[각 실시예의 특징]

[표면 곡면에의 맞닿음]

도 1 내지 도 3에 도시하는 바와 같이, 본 발명에 관한 검사 치구(10)는, 한쪽의 단부(17a)가 피검사 기판(20)에 마련된 솔더 범프(21)에 접촉하고, 다른쪽의 단부가 피검사 기판(20)을 검사하는 검사 장치의 전극부(16a)에 접촉하는 프로브(17)와, 이 프로브를 지지하는 지지 수단(12, 13, 14)을 구비한다. 도 3에 도시하는 바와 같이, 프로브(17)의 한쪽의 단부(17a)는 모서리부(17b)를 갖고 있고, 프로브(17)는, 그 모서리부(17b)가 솔더 범프(21)의 표면 곡면에 맞닿는다.

도 4 및 도 5에 도시하는 실시예인 경우에는, 본 발명에 관한 검사 치구(10)는, 한쪽의 단부(47a, 48a)가 피검사 기판(20)에 마련된 솔더 범프(21)에 접촉하 고, 다른쪽의 단부가 피검사 기판(20)을 검사하는 검사 장치의 전극부(16a)에 접촉하는 2개의 프로브(47, 48)와, 이들의 프로브(47, 48)를 지지하는 지지 수단(42)을 구비하고, 프로브(47, 48)의 한쪽의 단부(47a, 48a)가 모서리부(47b, 48b)를 갖고 있고, 도 4a에 도시하는 바와 같이, 프로브(47, 48)는, 그들의 모서리부(47b, 48b)가, 솔더 범프(21)의 표면 곡면에 동시에(또는 제각기) 맞닿는다.

[측면부 및 저면부의 동시 접합]

도 1 내지 도 3에 도시하는 바와 같이, 본 발명에 관한 검사 치구(10)는, 한쪽의 단부(17a)가 피검사 기판(20)에 마련된 솔더 범프(21)에 접촉하고, 다른쪽의 단부가 피검사 기판(20)을 검사하는 검사 장치의 전극부(16a)에 접촉하는 프로브(17)와, 이 프로브(17)를 지지하는 지지 수단(12)을 구비한다. 프로브(17)는, 측면부(17d)와 저면부(17c)를 갖고 있고, 도 3에 도시하는 바와 같이, 이 프로브(17)가 솔더 범프(21)에 접할 때에는, 그 측면부(17d)와 저면부(17c)가, 동시에, 솔더 범프(21)의 표면 곡면에 맞닿는다.

도 4 및 도 5에 도시하는 실시예인 경우에는, 본 발명에 관한 검사 치구(10)는, 한쪽의 단부(47a, 48a)가 피검사 기판(20)에 마련된 솔더 범프(21)에 접촉하고, 다른쪽의 단부가 피검사 기판(20)을 검사하는 검사 장치의 전극부(16a)에 접촉하는 2개의 프로브(47, 48)와, 이들의 프로브(47, 48)를 지지하는 지지 수단(42)을 구비한다. 프로브(47, 48)는, 측면부와 저면부를 갖고 있고, 도 4a에 도시하는 바와 같이, 이들의 프로브가 솔더 범프(21)에 접하는 경우에는, 각 프로브(47, 48)의 측면부와 저면부가, 동시에, 솔더 범프(21)의 표면 곡면에 맞닿는다.

[측정표면 이외의 표면 곡면에의 맞닿음]

도 1 내지 도 3에 도시하는 바와 같이, 본 발명에 관한 검사 치구(10)는, 한쪽의 단부(17a)가 피검사 기판(20)에 마련된 솔더 범프(21)에 접촉하고, 다른쪽의 단부가 피검사 기판(20)을 검사하는 검사 장치의 전극부(16a)에 접촉하는 프로브(17)와, 이 프로브(17)를 지지하는 지지 수단(12)을 구비한다. 도 3에 도시하는 바와 같이, 프로브(17)가 솔더 범프(21)의 표면에 접하는 경우에는, 프로브(17)는, 솔더 범프(21)를 광학적 측정 장치에 의해 높이를 측정하기 위해 필요한 측정표면(30) 이외의 표면(표면 곡면)에 맞닿는다.

도 4 및 도 5에 도시하는 실시예인 경우에는, 본 발명에 관한 검사 치구(10)는, 한쪽의 단부(47a, 48a)가 피검사 기판(20)에 마련된 솔더 범프(21)에 접촉하고, 다른쪽의 단부가 피검사 기판(20)을 검사하는 검사 장치의 전극부(16a)에 접촉하는 2개의 프로브(47, 48)와, 이들의 프로브를 지지하는 지지 수단(42)을 구비한다. 도 4a에 도시하는 바와 같이, 프로브(47, 48)가, 솔더 범프(21)의 표면에 접하는 경우에는, 프로브(47, 48)는, 솔더 범프(21)를 광학적 측정 장치에 의해 높이를 측정하기 위해 필요한 측정표면(30) 이외의 표면(표면 곡면)에 맞닿는다.

프로브(17, 47, 48)는 원주형상으로 형성되어 있어도 좋고, 지지 수단(12, 13, 14)이 안내구멍(13a)을 가지며, 프로브(17, 47, 48)가 해당 안내구멍 내로 안내되어 이동하고, 그로 인해, 프로브(17, 47, 48)의 모서리부(17b, 47b, 48b)가, 솔더 범프(21)의 표면 곡면에 맞닿아도 좋다.

[단축 방향으로의 비켜서 지지]

도 1 내지 도 3에 도시하는 바와 같이, 본 발명에 관한 검사 치구(10)는, 피검사 기판(20)의 배선 패턴상에 설정되는 소정의 솔더 범프(21)에 접촉하고, 솔더 범프(21)로부터 피검사 대상(20)의 배선 패턴으로의 전류 인가용 또는 배선 패턴의 전압 측정용으로 이용되는 프로브(17)와, 해당 프로브(17)를 지지하는 지지 수단(12)을 구비한다. 해당 지지 수단은, 프로브(17)를, 솔더 범프(21)의 두정부(21a)를 통과하는 연직 방향 축선(21n)으로부터 프로브(17)의 솔더 범프(21)의 맞닿음부가 단축 방향으로 비켜진 위치에서 지지하기 때문에, 도 3에 도시하는 바와 같이, 프로브(17)가 솔더 범프에 접할 때에는, 프로브(17)의 단부(17a)의 모서리부(17b)가 솔더 범프(21)의 표면 곡면에 맞닿는다.

도 4 및 도 5에 도시하는 실시예인 경우에는, 본 발명에 관한 검사 치구(10)는, 피검사 기판(20)의 배선 패턴상에 설정되는 소정의 솔더 범프(21)에 접촉하고, 솔더 범프(21)로부터 피검사 대상(20)의 배선 패턴으로의 전류 인가용 또는 배선 패턴의 전압 측정용으로 이용되는 한 쌍의 프로브(47, 48)와, 이들의 프로브를 지지하는 지지 수단(42)을 구비한다. 해당 지지 수단은, 프로브(47, 48)를, 솔더 범프(21)의 두정부(21a)를 통과하는 연직 방향 축선(21n)으로부터 프로브(47, 48)의 솔더 범프(21)의 맞닿음부가 단축 방향으로 비켜진 위치에서 지지하고 있기 때문에, 도 4a에 도시하는 바와 같이, 프로브(47, 48)가 솔더 범프(21)에 접할 때에는, 프로브(47, 48)의 단부(47a, 48a)의 모서리부(47b, 48b)가 솔더 범프(21)의 표면 곡면에 맞닿을 수 있다.

프로브(17, 47, 48)는 원주형상으로 형성되어도 좋고, 지지 수단(12, 13, 14)은, 프로브(17, 47, 48)를, 솔더 범프(21)의 두정부(21a)를 통과하는 연직 방향 축선(21n)으로부터, 적어도 프로브(17, 47, 48)의 반경 거리 비켜서 지지하여도 좋다.

[검사 장치]

본 발명에 관한 검사 장치는, 피검사 기판(20)의 배선 패턴상에 설정되는 소정의 솔더 범프(21)에 접촉하고, 이 솔더 범프로부터 피검사 대상의 배선 패턴으로의 전류 인가용 또는 배선 패턴의 전압 측정용으로 이용되는 프로브(17, 47, 48)를 구비한다. 또한, 본 발명에 관한 검사 장치는, 프로브(17, 47, 48)를, 솔더 범프(21)의 두정부(21a)를 통과하는 연직 방향 축선(21n)으로부터 프로브(17, 47, 48)의 길이 방향 축선(17m, 47m, 48m)이 단축 방향으로 비켜진 위치에서 지지하는 지지 수단(12, 13, 14)과, 이 지지 수단에 지지된 프로브(17, 47, 48)를 솔더 범프(21)의 표면에 접촉시키도록 안내하는 안내 수단을 구비하고, 그 안내 수단은, 도 3 및 도 4a에 도시하는 바와 같이, 프로브(17, 47, 48)가 솔더 범프(21)에 접할 때에는, 프로브(17, 47, 48)의 단부(17a, 47a, 48a)의 모서리부(17b, 47b, 48b)가 솔더 범프(21)의 표면 곡면에 맞닿도록, 그들의 프로브를 안내한다.

[검사 방법]

본 발명에 관한 검사 방법은, 피검사 기판(20)의 배선 패턴상에 설정되는 소정의 솔더 범프(21)에 접촉하고, 이 솔더 범프로부터 피검사 대상의 배선 패턴으로의 전류 인가용 또는 배선 패턴의 전압 측정용으로 이용되는 프로브(17, 47, 48)를 구비하는 검사 치구(10)를 이용한다. 그 검사 치구를 이용하여, 피검사 기판(20)의 배선 패턴의 도통 또는 단락을 검사하는 전기적 검사 단계를 행한다. 또한, 본 발명에 관한 검사 방법은, 광학 측정 장치를 이용하여, 솔더 범프(21)의 측정표면(30)에 광을 조사하고, 해당 측정표면으로부터의 반사광에 의거하여 솔더 범프(21)의 높이를 측정하여 해당 솔더 범프의 양부를 판정하는 광학적 검사 단계를 포함한다. 예를 들면, 솔더 범프(21)의 반경이 약 40㎛이고, 단축 방향의 거리(단면 방향의 직경)가 약 5㎛의 광빔을 이용하여 광학적 검사를 행하는 경우에는, 솔더 범프(21)의 약 7도부터 8도의 각도의 범위의 표면 곡면을 측정표면(30)으로 하여 측정하는 일이 많지만, 최대 약 30도의 각도의 범위의 표면 곡면을 측정표면(30)으로 하여 측정하는 것이 바람직하다. 그 때문에, 전기적 검사 단계에서는, 도 3 및 도 4a에 도시하는 바와 같이, 프로브(17, 47, 48)를 솔더 범프(21)의 측정표면(30) 이외의 표면 곡면의 위치에 그 프로브를 접촉시킨다.

본 발명에 의하면, 프로브를 솔더 범프의 두정부나 측정표면 이외의 면에 접촉시키고, 그 접촉을 프로브의 선단의 모서리부에 의해 행하기 때문에, 두정부나 측정표면에 흠집을 내는 일 없이 솔더 범프의 다른 표면의 산화막을 프로브의 선단의 모서리부에 의해 파괴할 수 있고, 그로 인해, 프로브와 솔더 범프의 도통 접촉 상태를 양호하게 유지할 수 있는 검사 치구를 제공할 수 있다.

솔더 범프의 두정부나 측정표면에 흠집을 내지 않기 때문에, 전자 부품을 그 두정부나 측정표면에 고정하기 위해 솔더 범프를 용융시킨 때에 솔더 범프 내에 보 이드를 발생하는 일이 없는 검사 치구를 제공할 수 있다.

또한, 그들의 검사 치구를 이용하는 검사 장치 및 검사 방법을 제공할 수 있다.

Claims

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피검사 기판의 배선 패턴상에 설정되는 소정의 솔더 범프에 접촉하고, 해당 솔더 범프로부터 피검사 대상의 상기 배선 패턴으로의 전류 인가용 또는 해당 배선 패턴의 전압 측정용으로 이용되는 프로브를 구비하는 검사 치구에 있어서,

상기 프로브를 지지하는 지지 수단을 구비하고,

해당 지지 수단이, 상기 프로브를, 상기 솔더 범프의 두정부를 통과하는 연직 방향 축선으로부터 해당 프로브의 해당 솔더 범프의 맞닿음부가 단축 방향으로 비켜진 위치에서 지지하는 것을 특징으로 하는 검사 치구.
제 6항에 있어서,

상기 프로브가 원주형상으로 형성되고, 상기 지지 수단은, 상기 프로브를, 상기 솔더 범프의 두정부를 통과하는 연직 방향 축선으로부터, 적어도 해당 프로브의 반경 거리 비켜서 지지하는 것을 특징으로 하는 검사 치구.
피검사 기판의 배선 패턴상에 설정되는 소정의 솔더 범프에 접촉하고, 해당 솔더 범프로부터 피검사 대상의 상기 배선 패턴으로의 전류 인가용 또는 해당 배선 패턴의 전압 측정용으로 이용되는 프로브를 구비하는 검사 장치에 있어서,

상기 프로브를, 상기 솔더 범프의 두정부를 통과하는 연직 방향 축선으로부터 해당 프로브의 길이 방향 축선이 단축 방향으로 비켜진 위치에서 지지하는 지지 수단과,

해당 지지 수단에 지지된 상기 프로브를 상기 솔더 범프의 표면에 접촉시키도록 안내하는 안내 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 검사 장치.
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