KR20070083187A

KR20070083187A - 프로브 조립체

Info

Publication number: KR20070083187A
Application number: KR1020070016210A
Authority: KR
Inventors: 군세이 기모토
Original assignee: 군세이 기모토
Priority date: 2006-02-19
Filing date: 2007-02-15
Publication date: 2007-08-23
Also published as: US7501840B2; TWI397696B; TW200734649A; US20070200578A1

Abstract

수지 필름에 형성하는 수직 프로브의 형상을 캔틸레버 구조로 한 접촉자 조립체를 제공한다. 그를 위해, 동박이 접착된 수지 필름을 사용하고, 상기 동박을 식각 가공하여 수지 필름상에 수직 프로브를 포함하는 도전부를 형성하며, 이 수직 프로브를 보유한 수지 필름을 여러 장 적층하여 반도체 칩의 전극 패드에 수직 프로브의 선단부를 일괄접촉시켜 반도체 칩의 회로 검사를 수행하기 위한 접촉자 조립체에 있어서, 수직 프로브를 포함하는 도전부가 평행 스프링을 가진 평행 사변형 링크를 형성하고 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 집적 회로 등에 구성되는 전자 회로와 같이 회로 단자 간격이 작아진 경우, 프로브의 패드에 접촉하는 입력 단자의 공간이 작아지는 것을 해결하고, 적절한 변형 부분의 점유 공간을 확보할 수 있는 면 배열식 접촉자 조립 기구를 제공한다. 그를 위해, 피시험 회로의 회로 단자의 격자 좌표축과 일정 각도로 경사지게 하여 박판 모양의 접촉자를 배치하고, 평행 스프링의 선단이 상기 격자의 복수 피치에 걸치는 길이의 공간을 보유하여 다른 접촉자와의 간섭이 없도록 하고, 변형 동작 방향으로 일정한 폭과 길이를 갖고, 프로브의 선단에 평행 스프링에 의한 동작을 수행하게 하여 수직 동작을 가능케 하고, 가로 방향으로도 긴 재료 획득을 가능하게 하며, 휨에 관여할 수 있는 재료의 점유공간을 크게 했다.

Description

프로브 조립체{Probe assembly}

도 1은 본 발명에 따른 수직 프로브의 움직임을 나타내는 설명도이다.

도 2는 본 발명에 따른 수직 프로브의 제1 실시형태를 나타내는 평면도이다.

도 3은 본 발명에 따른 수직 프로브의 제2 실시형태를 나타내는 평면도이다.

도 4는 본 발명의 제2 실시형태에 따른 수직 프로브를 적층시켜 이루는 프로브 조립체를 설명하는 사시도이다.

도 5는 본 발명에 따른 수직 프로브의 제3 실시형태를 나타내는 평면도이다.

도 6은 본 발명에 따른 수직 프로브의 제4 실시형태를 나타내는 평면도이다.

도 7은 본 발명의 제4 실시형태에 따른 수직 프로브의 기단부 근방의 부분확대도이다.

도 8은 본 발명의 제4 실시형태에서 동일 평면을 이루는 것을 쉽게 하는 안의 부분도이다.

도 9는 본 발명에 따른 수지 접촉자 조립체의 일 예를 나타내는 평면도이다.

도 10은 본 발명에 따른 복수의 수지 접촉자 조립체의 배치순서를 나타내는 평면도이다.

도 11은 본 발명에 따른 복수의 수지 접촉자 조립체의 조립 사시도이다.

도 12는 본 발명에 따른 복수의 수지 접촉자 조립체의 단자부와 배선판 상의 접속 패드와의 대향관계를 나타내는 사시도이다.

도 13은 본 발명에 따른 복수의 수지 접촉자 조립체의 단자부와 배선판 상의 접속 패드와의 대응관계를 나타내는 도면이다.

도 14는 본 발명에 따른 복수의 수지 접촉자 조립체가 4변에 배열된 패드에 대향하는 상태를 나타내는 사시도이다.

도 15는 본 발명의 제6 실시형태에 따른 수지ㆍ프로브 복합체 테이프 조립체의 오른쪽 절반을 나타내는 정면도이다.

도 16은 본 발명의 제6 실시형태에 따른 수지ㆍ프로브 복합체 테이프 조립체를 조립단위로 나타내는 정면도이다.

도 17은 본 발명의 제6 실시형태에 따른 복수의 수지ㆍ프로브 복합체 테이프 조립을 적층하여 배치한 상태를 나타내는 사시도이다.

도 18은 본 발명의 제6 실시형태에 따른 수직 프로브의 최대 판폭(imax)을 구하기 위한 설명도이다.

도 19는 본 발명의 제6 실시형태에 있어서, 도 18에 도시된 프로브의 단자와 칩 패드와의 접촉 부분을 확대하여 나타내는 부분 확대 사시도이다.

도 20은 본 발명의 제6 실시형태에 있어서, 패드 배열과 핀 적층체의 배열과의 상대 관계 위치를 나타내는 도면이다.

도 21은 본 발명의 제6 실시형태에 있어서, 도 20에 도시된 패드 배열과 핀 적층체의 배열과의 상대 관계 위치를 정한 상태로 제작된 프로브 조립체의 외관 구성을 나타내는 사시도이다.

도 22는 본 발명의 프로브 조립체를 PC 보드에 고정하는 프로브 조립체 유지 기구의 구성을 나타내는 분해 사시도이다.

도 23은 도 22에 도시된 프로브 조립체 유지 기구의 구성을 나타내는 도면으로, (a)는 평면도, (b)는 측면도이다.

도 24는 도 22 및 도 23에 도시된 프로브 조립체 유지 기구에 있어서, (a)는 프로브 조립체와 프로브 조립체 유지 기구와의 배치 관계를 일부 파단하여 나타내는 분해 사시도이고, (b)는 프로브의 선단부 단자와 칩이 대응하는 패드와의 접촉 부분을 확대하여 나타내는 사시도이고, (c)는 프로브가 원호형으로 펼쳐진 기단부를 확대하여 나타내는 사시도이다.

본 발명은 LSI 등의 전자 디바이스의 제조 공정에 있어서, 반도체 웨이퍼 상에 형성된 복수의 반도체 칩의 회로 검사에 사용하는 프로버 장치의 프로브 조립체에 관한 것으로, 특히 반도체 칩상에 배열되는 회로 단자(패드)에 대해 웨이퍼 상태 그대로 수직형 프로브를 접촉시키고, 일괄하여 반도체 칩의 전기적 도통(道通)을 측정하는 프로빙 테스트에 사용하는 프로버 장치의 프로브 조립체에 관한 것이다.

반도체 기술의 진보에 따라 전자 디바이스의 집적도가 향상하고, 반도체 웨이퍼 상에 형성되는 각 반도체 칩에서도 회로 배선이 차지하는 영역이 증가하고, 그 때문에, 각 반도체 칩 상의 회로 단자(패드)의 수도 증가하며, 그에 따라 패드 면적의 축소화, 패드 피치의 협소화 등에 의한 패드 배열의 미세화가 이루어지고 있다. 동시에, 반도체 칩을 패키지에 수납하지 않고 베어 칩 그대로 회로 기판 등에 탑재하는 칩 사이즈 패키지(CSP) 방식이 주류가 되고 있으며, 그를 위해서는 반도체 칩으로 분할하기 전의 웨이퍼 상태에서의 특징 체크나 적부 판정이 꼭 필요해진다.

특히, 패드 배열이 미세화(협피치화)함으로써 문제가 되는 것은 전자 디바이스의 전기적 특성 시험이나 회로 검사시에 반도체 칩의 패드에 접촉시켜 전기적 도통을 얻기 위한 프로브의 구조를 패드 배열의 미세화에 맞춘 것으로 해야 한다는 것이며, 이 패드 배열의 미세화의 진보에 대응하기 위해 다양한 측정 수단이 이용되고 있다.

예를 들어, 피검사 반도체 칩의 패드와 검사 장치 사이에, 외력에 대해 탄성적으로 변형하는 탄성 변형부를 갖는 복수의 침상(針狀) 프로브를 에리어 배열한 프로브 조립체를 개재시키는 수단이 있다. 이 프로브 조립체와 반도체 칩의 시험 회로를 전기적으로 접속하는 수단으로, 프로브 카드라고 불리는 프린트 배선기판이 이용되고 있다.

일반적으로 프로브 카드에서, 외팔보의 캔틸레버 구조를 가진 침상의 프로브를 채용한 경우에는 반도체 칩의 패드와 접촉하는 프로브의 선단 부분은 협피치이다. 그러나, 프로브 카드와 접속해 있는 근원 부분은 프로브가 선단 부분에서 방사상으로 펼쳐져 배치되는 점에서 피치를 엉성하게 할 수 있고, 프로브를 프로브 카 드의 회로 단자에 납땜 등의 접속 수단으로 고착하는 것이 가능했다. 그러나, 이 캔틸레버 구조는 패드와 접촉할 때 선단이 수평 방향으로 어긋나기 때문에 패드에 상처를 내거나, 또 패드에서 벗어나 측정 수율의 저하를 초래하는 등의 문제가 있다. 나아가, 칩을 1개씩밖에 측정할 수 없는, 프로브 하나씩의 정밀도에 불균일이 있어 일정한 접촉압의 콘트롤이 어려운 등의 문제가 있었다.

이 캔틸레버 구조를 대신하는 수직형 프로브, 즉, 프로브가 프로브 카드의 회로 단자에 수직으로 고정된 수직형 프로브에 있어서는, 반도체 칩 상의 패드 피치와 프로브 카드 상의 회로 단자 피치가 동등한 피치 간격으로 구성되는 것이 필요해진다. 그러나. 프린트 배선 기판인 프로브 카드상에서는 회로 패턴을 미세화하기에는 제조 기술상의 한계가 있고, 따라서 회로 단자가 차지하는 면적이나 배선폭도 패드 피치에 맞춘 요구를 만족시키는 것은 어렵다. 나아가, 납땜 가능한 피치 간격에도 한계가 있기 때문에, 미세화가 진행됨에 따라 수직형 프로브를 반도체 칩의 패드 피치에 맞춰 프로브 카드에 수직으로 고정하는 것은 불가능했다.

이와 같이, 프로브 카드상에서는 평면적인 영역이 회로 단자 면적 외에 회로 배선폭에 의해 점유되는 비율이 커서, 회로 단자의 협피치화를 방해하고 있다. 그래서, 프로브 카드에 다층 프린트 배선 기판을 사용하고, 회로 단자를 격자상 혹은 2열 지그재그형으로 배열하고, 층간 배선을 스루홀(throughhole)을 통해 전기적으로 접속함으로써 수직형 프로브의 개수를 유지하는 수단도 채택되고 있다. 그러나, 이 스루홀이 차지하는 공간이 커지기 때문에, 스루홀의 존재가 회로 단자 배열의 협피치화를 막는 원인도 되고 있다. 이와 같이, 수직형 프로브를 프로브 카드에 고 정하려고 하면, 회로 단자의 협피치화의 어려움에 더하여 납땜 작업에 고도의 기술과 많은 인원을 필요로 하여, 고가의 물건이 되고 있었다. 이들 문제를 해결하기 위해, 본 발명자 등은 수직형 프로브 조립체를 제안하고, 또한 그 수직형 프로브 조립체를 이용한 프로버 장치에 대해서도 이미 제안하고 있다(일본 공개특허공보 2004-274010호 및 일본 공개특허공보 2005-300545호를 참조).

본 발명자 등에 의해 제안된 종래예로서의 수직형 프로브 조립체는 일본 공개특허공보 2004-274010호의 도 22 및 일본 공개특허공보 2006-300545호의 도 4에 나타내는 바와 같이, 리본 모양(띠형)의 수지 필름면에 동박판을 붙이고, 이 동박판을 식각함으로써 수지 필름면에 만곡부를 가진 수직형 구리 프로브를 형성하고, 이 프로브가 부설된 수지 필름을 여러 장 적층하여 수직형 프로브 조립체를 구성하는 것이다.

이 수직형 프로브 조립체는 수지 필름을 적층한 구조이기 때문에 아주 좁은 영역에 복수의 프로브를 배치하는 것이 가능하다. 또, 수지 필름에는 길이 방향으로 가늘고 길게 연장되는 개구부가 마련되어 있고, 프로브는 단자가 선단에 마련되고 상하 관계에 소정의 간격만큼 이간하여 마련된 수직부의 도중이 개구부의 가장자리를 따라 수직부에 대해 교차하는 방향으로 만곡 형성된 탄성 변형부를 갖고 있으며, 프로브 선단부가 패드에 접촉했을 때의 압력에 의한 왜곡을 수지 필름의 개구부와 프로브의 탄성 변형부에서 흡수하는 구조로 되어 있다.

이와 같이, 측정시에 프로브 및 수지 필름에 가해지는 압력을 어떻게 분산하는가에 대해, 발명자 등은 수지 필름의 개구부의 크기나 형상, 프로브의 만곡 형상 을 연구함으로써 다양한 형상을 제안하고 있다. 그러나, 모처럼 협피치화에 적응한 프로브 조립체를 제공할 수 있다 하더라도 수지 필름이나 프로브의 가공이 번잡해지면 비용이 상승할 지도 모른다. 그래서, 본 발명은 수지 필름에 형성하는 프로브의 형상을 캔틸레버 구조에 가까운 단순한 구조로 하고, 수지 필름의 개구부 형성 등의 제작 공정수도 포함하여 가공을 쉽게 한 수직형 프로브 조립체를 제안하는 것이다.

또, 탄성 변형부에 다수의 형상 선택 가능성을 갖고, 입력부와 출력부의 상대적 위치 관계를 자유 선정 가능하게 하는 탄성 변형부의 형상의 접촉자를 x축과 일정한 각도로 배치함으로써 배치 피치가 작은 격자 배치의 접촉자 조립체를 가능케 했다.

동박이 접착된 수지 필름을 사용하고, 상기 동박을 식각 가공하여 수지 필름 상에 수직 프로브를 포함하는 도전부를 형성하고, 이 수직 프로브를 보유한 수지 필름을 여러 장 적층하여 반도체 칩의 도전 패드에 수직 프로브의 선단부를 일괄 접촉시켜 반도체 칩의 회로 검사를 수행하기 위한 프로브 조립체에 있어서, 수직 프로브를 포함하는 도전부가 평행 스프링을 갖는 평행 사변형 링크를 형성하고 있는 것을 특징으로 한다.

상기한 바와 같이, 본 발명자 등이 이미 제안한 필름 적층형의 수직형 프로브 조립체를 이용한 프로버 장치는, 협피치화된 패드 피치, 예를 들어, 45㎛ 피치 이하(일 예로는 20㎛ 피치)의 반도체 칩에 대해서도 측정이 가능한 장치이다. 게다가, 프로브의 조립에 있어서, 납땜 혹은 수지에 의한 고정 수단을 이용하지 않고 자동 조립이 가능하기 때문에, 저비용으로 다량 생산이 가능하며, 또 칩 패드에 대해 수직으로 일괄 접촉할 수 있는 점에서 모든 프로브에 대해 균등하게 접촉압을 콘트롤할 수 있는 등의 큰 이점을 얻었다.

본 발명은 이들 이점을 살려서 수지 필름에 형성하는 프로브 형상을 캔틸레버 구조에 가까운 단순한 구조로 하고, 수지 필름의 개구부 형성 등의 제작 공정수도 포함하여 가공을 쉽게 한 수직형 프로브 조립체를 제공하는 것이다.

본 발명은 동박이 접착된 수지 필름을 사용하고, 동박을 식각 가공하여 수지 필름 상에 수직 프로브를 포함하는 도전부를 형성하고, 이 수직 프로브를 보유한 수지 필름을 여러 장 적층하여 반도체 칩의 전극 패드에 수직 프로브의 선단부를 일괄 접촉시켜 반도체 칩의 회로 검사를 수행하기 위한 프로브 조립체에 있어서, 상기 수직 프로브를 포함하는 도전부가 평행 스프링 구조를 가진 평행 사변형 링크 기구를 형성하고 있는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 있어서는, 하나의 수지 필름에 복수의 프로브가 배치되고, 복수의 수지 필름이 적층되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 평행 스프링의 구조를 가진 평행 사변형 링크 기구가 일단측에 상기 수직 프로브를 갖고, 타단측을 고정 지지부로 하여 수평방향으로 연장되는 캔틸레버 구조인 것을 특징으로 한다. 또, 본 발명의 변경예로서, 상기 평행 스프링이 휨 방향으로 굽힘 변형된 링크 구조인 것을 특징으로 한다. 또한 본 발명의 태양으로서, 상기 평행 스프링의 내부 공간에 대응하는 수지 필름 부분에 대해서는, 개구부가 마련되어 있을 수도 있고, 혹은 개구부가 마련되어 있지 않을 수도 있다.

또, 본 발명은 상기 수직 프로브에 링크 기구 및 도전부를 통해 접속됨과 동시에 검사 장치의 회로 기판의 접속 패드와 접촉하는 단자부를 구비한 것을 특징으로 한다. 상기 단자부는 프로브를 보유한 수지 필름을 적층했을 때 각각의 배치 위치가 동일 피치로 어긋나도록 각 수지 필름에 형성되며, 또 상기 단자부 근방의 도전부에는 만곡부가 마련되어 있다. 또 본 발명의 일 태양으로서, 상기 링크 기구와 단자부 사이에서도 그 근방에 컷팅부를 마련하여 캔틸레버 구조로 한 것을 특징으로 한다. 또 본 발명의 다른 태양으로서, 상기 동박을 식각할 때, 도전부 이외의 소정의 부분도 식각 제거하지 않고 남기며, 또한 도전부로부터는 전기적으로 분리하여 더미부(dummy protion)를 형성함으로써 수지 필름의 보강 부재로 하는 것을 특징으로 한다. 또 본 발명의 또 다른 태양으로서, 상기 도전부와 더미부 사이의 수지 필름면에 절연성 접착제를 충전시킨 것을 특징으로 하고 있다.

상술한 바와 같은 각종 특징을 가지므로, 본 발명은 이하에 서술하는 다양한 효과를 가진다.

본 발명의 프로브 조립체는 프로브를 보유한 수지 필름에서의 수직 프로브 구조를 평행 스프링 구조로 함으로써, 종래의 문제점이었던 캔틸레버 바늘의 선단의 수직방향의 움직임에 비해 수평방향의 이동거리(어긋남)를 적게 할 수 있다. 이것은 반도체 칩의 패드 면적이 아주 작아지더라도 캔틸레버 구조의 프로브를 적용 할 수 있는 것을 의미한다. 또, 종래의 수직 프로브는 협피치가 됨에 따라 가늘게 할 필요가 있으며, 만곡부의 탄성 강도에 한계가 있었지만, 본 발명에서는 만곡부를 마련하지 않아도 평행 스프링을 이용한 캔틸레버 구조로 함으로써 탄성 강도에 충분히 대응할 수 있는 것이다. 나아가, 만곡부와 같은 복잡한 구조를 가질 필요가 없기 때문에, 동박의 식각 가공도 쉬워지며, 제조 비용을 절감할 수 있다.

본 발명의 접촉자 조립체는 캔틸레버를 구성하는 평행 스프링의 형상을 미리 변형시켜 두는 링크 구조를 나타내는 것으로, 이 경우도 수직 프로브의 선단부의 이동량은 작게 할 수 있다. 또 미리 변형시키는 경우, 상기 이동량은 경사 각도(θ)에 비례하는 관계를 갖기 때문에, 평행 스프링부 변형량을 바꾸지 않고 이동량을 설계상 선택가능하다. 즉, 사용자 사양에 맞춰 마찰량을 결정할 수 있는 구조이다.

본 발명에 있어서, 수직 프로브의 면과 위치 결정 더미부의 면은 동일면인 것이 바람직하다. 또 수직 프로브의 z방향으로 프로빙 동작이 있어도 위치 결정 더미부에 큰 힘이 작용하지 않는 것이 요망된다. 그것은 각각의 프로브가 독립된 동작을 할 필요성이 있기 때문이다. 연결 더미부를 테이프 상에 형성함으로써 y방향의 굽힘을 작게 하고 있다.

본 발명의 첫 번째 목적은 수지 필름면에 캔틸레버 구조의 프로브를 형성하여 이뤄지며, 수지 필름의 개구부 형성 등의 제작 공정수도 포함하여 가공을 쉽게 한 수직형 프로브 조립체를 제공하는 것이다.

본 발명의 두 번째 목적은 저비용의 대량생산이 가능하며, 또 칩의 패드에 대해 수직으로 일괄 접촉할 수 있으므로 모든 프로브에 대해 균등하게 접촉압을 콘트롤할 수 있는 등의 이점을 가진 수직형 프로브 조립체를 제공하는 것이다.

본 발명의 세 번째 목적은, 수지 필름면에 캔틸레버 구조의 프로브를 형성하기 위해 동박을 식각할 때, 도전부 이외의 소정의 부분도 식각 제거하지 않고 남기고, 또 이 식각의 잔여부분을 도전부로부터는 전기적으로 분리하여 더미부로 함으로써, 수지 필름의 보강을 도모한 수직형 프로브 조립체를 제공하는 것이다.

본 발명의 네 번째 목적은 도전부와 더미부 사이의 절연성을 향상시킨 수직형 프로브 조립체를 제공하는 것이다.

본 발명의 상기 목적 및 이점은 도면을 참조하여 설명되는 이하의 설명에서 더욱 명백해진다.

이하에 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태에 대해 설명한다. 도 1의 (a), (b), (c)는 각각 수직 프로브의 선단부의 움직임을 설명하는 원리도이다. 이러한 도면에 있어서, 부호 11은 수직 프로브를 지지하는 캔틸레버이고, 이 구조에 의한 수직 프로브의 지지 구조는 종래부터 이용되고 있다. 12는 수직 프로브, 13은 웨이퍼 또는 반도체 칩 등의 피검사 디바이스의 패드부, 14는 캔틸레버(11) 및 링크(후술함)(16)을 지지하는 지지부, 15는 수직 프로브(12)를 지지하는 부재로서 본 발명에 의해 제안된 평행 스프링, 16은 평행 스프링(15)에 의해 구성된 평행 사변형의 링크이다. 또한, 수직 프로브(12)의 선단부는 패드부(13)에 접촉할 때까지는 수직 상태를 유지하고 있다.

도 1의 (a)에 있어서, 길이(L)의 캔틸레버(11)의 선단부에 설치된 수직 프로 브(12)는 선단부가 패드부(13)의 상면에 대해 수직으로 대향해 있고, 타단은 지지부(14)에 설치되어 수평 상태에 있다. 이어, 검사를 위해 패드부(13)를 상승시키거나 지지부(14)를 하강시키면, 수직 프로브(12)의 선단부와 패드부(13)의 상면이 접촉하고, 길이(L)의 캔틸레버(11)는 계산상 약 (1/3)L의 위치를 중심으로 회전, 즉 휨 변형한다. 이 때, 수직 프로브(12)의 선단부는 패드부(13)의 상면에 접촉하면서, 그 패드부(13)의 상면에 대해 상대적으로, 길이방향으로 거리(d₀)만큼 크게 이동한다. 그 결과, 수직 프로브(12)의 선단부가 패드부(13)에서 떨어지거나, 패드부(13)의 상면이 깎여 상처를 남기게 된다.

이 폐해를 없애기 위해, 본 발명에서는 캔틸레버(11)의 구조 부분을 도 1의 (b)에 나타내는 바와 같이 평행 스프링(15)에 의한 평행 사변형의 링크(16)로 하고, 링크(16)의 일단에 접촉부를 갖는 수직 프로브(12)를 제안한다. 이 링크 구조에 의하면, 수직 프로브(12)에 도 1의 (a)와 같은 수직 방향의 접촉 하중이 가해졌다 하더라도, 평행 스프링(15)에 의해 구성된 링크(16)구조이기 때문에, 수직 프로브(12)의 선단부의 길이 방향으로의 상대 이동량(d₁)은,

d₁<d₀

가 되어, 아주 적은 이동량으로 억제할 수 있다.

도 1의 (c)는 캔틸레버(11)를 구성하는 평행 스프링(15)의 형상을 미리 변형시켜 두는 링크(16) 구조를 나타내는 것으로, 이 경우도 수직 프로브(12)의 선단부의 길이방향으로의 상대 이동량(d₂)은,

d₂<d₀

가 되어, 아주 적은 이동량으로 억제할 수 있다.

이어, 도 1의 (b) 및 도 1의 (c)에서 설명한 원리를 응용한 본 발명에 따른 수직 프로브(12)를 부설한 수지 필름(이하, 단순히 프로브 보유 필름이라고 함)의 제1 실시형태에 대해, 도 2의 평면도를 이용하여 설명한다. 도 2에 있어서, 부호 25는 수지 필름을 나타내고, 길이방향(도 2의 좌우 방향)으로 연장되는 리본 모양의 형상을 갖고 있다. 이 수지 필름(25)은 수직 프로브(12), 및 평행 스프링(15)으로 이루어지는 링크(16)의 거의 전체를 덮어 지지하며, 통상은 수지 필름(25)의 길이방향으로 복수의 수직 프로브(12) 및 링크(16) 결합체가 배치되어 있다. 링크(16)의 지지부(14)는 수지 필름의 일부에 의해 구성되어 있다. 도 2에 나타내는 바와 같이, 수지 필름면에 형성되는 평행 스프링 구조의 프로브는 두께 20μm의 베릴륨 동박판을 사용하고, 이 동박판을 두께 5μm의 폴리이미드 수지 필름에 붙인 것을 식각 가공하여 형성된다.

이 프로브 보유 필름은 수직 프로브(12)와, 이 수직 프로브(12)를 일단측에서 유지하는 평행 스프링(15)와, 평행 스프링(15)를 타단측에서 지지하는 지지부(14)에 의해 형성되고, 수직 프로브(12)의 선단부만이 수지 필름(25)의 바깥으로 조금 돌출해 있다. 평행 스프링(15)의 치수는, 예를 들어 도 2에 나타내는 바와 같이 1개의 스프링폭(a)이 20μm이고, 링크(16)의 전체폭(b)이 0.4∼1mm로 한다. 통상은 평행 스프링(15)의 내부 공간에 대응하는 수지 필름(25) 부분에는 개구부가 설치되어 평행 스프링(15)의 탄성 계수를 줄이는 대책을 찾는다. 그렇지만, 상술한 예와 같이, 평행 스프링(15)의 폭이 좁은 경우에는, 평행 스프링(15) 사이의 수지 필름에는 개구부를 마련하지 않고 수지 필름 자체가 내변형 강도를 가질 수 있도록 하며, 동박판만을 가공하여 평행 스프링(15)을 보강하는 구조일 수도 있다.

도 3은 프로브 보유 필름의 제2 실시형태를 나타내는 평면도이다. 이 도면에 있어서, 25는 수지 필름을 나타낸다. 이 수지 필름(25)은 수직 프로브(12)의 선단부를 제외하고 프로브 구성 전체가 수용될 만큼의 리본 형상을 구비하고 있다. 평행 스프링(15)은 일단측에 수직 프로브(12)를 갖고, 타단측에 지지부(14)를 갖는다. 평행 스프링(15)은 수평 방향에 대해 각도(θ1)만큼 기울어진 링크 구조의 수지ㆍ프로브 복합체 테이프(50)로 되어 있다. 이것은 도 1의 (c)의 사례의 변형 구조의 예이다.

또 지지부(14)로부터 더 기단측으로는 도전 배선(31)이 형성되어 있다. 이 도전 배선(31)은 만곡부(22)를 경유하여 수직 방향을 향해 연장되는 단자부(17)에 이른다. 도전 배선(31)에서부터 단자부(17)에 이르는 부분은 수직 프로브(12) 측과는 반대측에 있어서 검사 장치와의 사이에서 접촉 동작을 수행하고, 신호의 송수신를 수행하기 위해 배치되어 있다. 단자부(17)는 검사 장치쪽의 회로 기판(18)의 접속 패드(19)에 접촉하여 수직 프로브(12) 사이의 전기 접속부가 되도록 만곡부(22)를 개재시켜 형성되어 있다. 또 이 프로브 보유 수지 필름(25)을 여러 장 적층시켰을 때, 적층 수지 필름을 관통시켜 수지 필름(25)의 위치 결정 및 고정부가 되는 지지봉을 통과시키는 구멍(20)이 마련되어 있다. 이 수직 프로브(12)를 가진 수지 필름(25)을 여러 장 적층시킨 것이 프로브 조립체(다른 명칭으로, 접촉자 조립체라고도 한다)이다. 나아가, 본 실시형태의 특징은 평행 스프링(15) 사이의 수지 필름(25)의 개구부에 상당하는 부분에 개구를 마련하는 대신에 반대로 동박을 더미부(21)로서 남기고, 수지 필름(25) 및 평행 스프링(15)의 내변형 강도를 높이기 위한 보강판의 역할을 하게 하고 있다. 이하, 수직 프로브(12), 평행 스프링(15), 단자부(17), 만곡부(22)의 조합체를 총칭하여 도전 프로브라고 부르기로 한다.

마찬가지로, 지지부(14)에도 도전부로서의 기능을 가진 평행 스프링(24)이 마련되어 있고, 이 지지부(14)의 부분에서의 평행 스프링(24) 사이에도 더미부(23)를 마련함으로써 보강판의 역할을 하고 있다. 또 지지부(14)에도 평행 스프링(24)을 마련함으로써 회로 기판(18)의 접속 패드(19)와의 전기적 접속시에 만곡부(22)와 함께 단자부(17)까지도 탄력적으로 변형되어, 전기적 접속을 쉽게 하고 있다. 또 지지부(14)에도 도전부(24)를 마련함으로써 회로 기판(18)의 접속 패드(19)와의 전기적 접속 거리를 결정함과 동시에 일정 값 이상의 길이를 가짐으로써, 평행 스프링(15)의 고정을 가능하게 하고 있다. 또 도전성 평행 스프링(24) 중에 공동 부분이 있는 것은 정전 용량값을 작게 하기 위한 것이다. 나아가 공동 중의 더미부(23)는 프로브 구조를 강고히 하기 위한 수단이다.

도 4는 도 3에서 설명한 프로브 보유 필름을 적층한 상태를 나타내는 도면이다. 단, 도 4에서는 수지 필름은 도시되어 있지 않고 프로브와 평행 스프링 및 지지부의 부분만을 적층한 상태가 도시되어 있다. 도 4에서 알 수 있듯이, 프로브 보유 필름을 적층했을 때 전기 접속부가 되는 단자부(17)의 위상이 동일 피치(p)로 서로 엇갈리도록, 각각의 수지 필름(25) 상에서 미리 단자부(17)의 배치를 어긋나게 하여 형성되어 있다. 이것은 단자부(17)와 접속하는 회로 기판(18)의 전기 접속부의 접속 패드(19)를 마련할 때, 접속 패드(19)가 배치하기 쉽도록 미리 경사 방향으로 배치된 접속 패드(19)에 맞춘 것이다.

도 5는 본 발명의 제3 실시 형태를 나타내는 평면도이다. 본 실시형태의 특징은 수지 필름(25) 상의 평행 스프링(15)을 형성하는 부분에 개구부(28) 및 절단부(29)를 마련한 것과, 회로 기판(18)과의 전기적 접속을 위한 단자부(17)를 마련하는 부분에도 컷팅부(30)를 마련한 점이다. 도 5에 나타내는 바와 같이, 수지 필름(25)에 붙여진 동박은 도전부가 되는 부분과 보강부를 겸한 전기적으로 더미부(26, 27)가 되는 부분으로 분리하여 형성되어 있다. 도전부가 되는 부분은 일단측에 수직 프로브(12)가 형성되고, 타단측에는 회로 기판(18)의 전기 접속부인 접속 패드(19)와 접촉하는 단자부(17)가 형성되어 있다. 더미부(26, 27)를 마련하는 이유는, 동박의 두께가 20μm인데 비해 수지 필름(25)의 두께가 5μm로 얇기 때문에, 프로브 보유 필름으로서의 변형 강도를 유지하기 위해(즉, 수지 필름(25)이 변형하지 않도록 하기 위해) 마련하고 있다.

또, 수직 프로브(12)는 평행 스프링(15)을 구비한 링크 기구가 되도록 형성되고, 평행 스프링(15) 사이의 수지 필름(25) 부분에는 개구부(28)가 마련되고, 또 링크 기구와 평행하게 컷팅부(29)가 마련됨으로써 전체적으로 수직 프로브(12)를 포함하는 캔틸레버 구조로 되어 있다. 또 단자부(17)를 따라 컷팅부(30)가 마련되어 있고, 단자부(17)도 컷팅 길이에 따른 캔틸레버 구조로 되어 있다. 이와 같이 프로브부를 평행 스프링 기구에 의한 캔틸레버 구조로 함으로써, 도전 배선(31)의 폭을 넓게 할 수 있으므로, 종래의 구조인 1개의 수직 프로브의 도중에 만곡부를 마련하는 구조에 비해 수지 필름(25)의 변형 강도를 더 높일 수 있다. 또 단자부(17)도 캔틸레버 구조로 함으로써, 회로 기판(18)과 수직 프로브(12)를 전기적으로 접속시킬 때, 탄성 접촉에 의한 접속만하면 되므로, 회로 기판(18)과 프로브 조립체의 결합을 용이하게 수행할 수 있다.

또 수직 프로브(12)와 단자부(17)을 연결하는 도전 배선(31)과 더미부(26, 27)의 틈에는, 전기적 절연성과 필름 강도를 유지하기 위해 절연성 접착제(32)를 흘려 넣어, 보강용 스페이서로 하고 있다. 나아가, 수직 프로브(12) 근방의 수지 필름(25)에는 수지 필름(25)을 적층할 때의 위치 결정 및 고정을 수행하기 위한 지지봉을 통과시키는 구멍(20)이 뚫려 있다.

도 6은 본 발명의 제4 실시형태를 나타내는 평면도이다. 본 실시형태의 특징은 수지 필름상의 평행 스프링을 형성하는 부분에 개구부 및 컷팅부를 마련한 것과, 회로 기판과의 전기적 접속을 위한 단자부를 마련하는 부분에도 컷팅부를 마련한 점이다. 도면에 나타내는 바와 같이, 수지 필름(25)에 붙여진 동박은 도전부가 되는 부분과 보강부를 겸한 전기적으로 더미부가 되는 부분으로 분리하여 형성되어 있다. 도전부가 되는 부분은 일단측에 수직 프로브(12)가 형성되고, 타단측에는 회로 기판(18)의 전기 접속부인 접속 패드(19)와 접촉하는 단자부(17)가 형성되어 있다. 더미부(26, 27)를 마련하는 이유는, 동박의 두께가 20μm인 것에 대해 수지 필름(25)의 두께가 5μm로 얇기 때문에, 프로브 보유 필름으로서의 변형 강도를 유지 하기 위해 마련하고 있다. 또 더미부(27)는 상부의 고정판(46)과 회로 기판(18)에 끼워져서 강고하게 고정되어 있다. 도전 배선(31)과 더미부(27) 사이 및 도전 배선(31)과 더미부(26) 사이에는 접착제(32)가 충전되어 있다. 따라서, 평행 스프링(15)의 고정부인 도전 배선(31)은 강고하게 고정되어 있다. 접착제(26)는 접착제일 필요는 없고, 필름과 같은 종류의 재료일 수도 있다. 필름제로서 폴리이미드 등이 적절하다.

또 수직 프로브(12)는 평행 스프링(15)를 구비한 링크 기구가 되도록 형성되고, 평행 스프링(15) 사이의 수지 필름 부분에는 개구부(28)가 마련되며, 또한 링크 기구와 평행하게 컷팅부(29)가 마련되어 수직 프로브(12)를 포함하는 캔틸레버 구조로 되어 있다. 또 단자부(17)를 따라 컷팅부(30)가 마련되어 있고, 단자부(17)도 절단 길이에 따른 캔틸레버 구조로 되어 있다. 이와 같이 프로브부를 평행 스프링 기구에 의한 캔틸레버 구조로 함으로써, 도전 배선(31)의 폭을 넓게 할 수 있으므로, 종래 구조인 1개의 수직 프로브의 도중에 만곡부를 마련하는 구조에 비해 수지 필름의 변형 강도를 더 높일 수 있다. 도전 배선(31)은 도전부(24) 속에 공간이나 더미부(23)가 없는 형상이다. 또 단자부(17)도 캔틸레버 구조로 함으로써 회로 기판과 수직 프로브를 전기적으로 접속시킬 때 탄성 접촉에 의한 접속만 하면 되므로, 회로 기판과 접촉자 조립체의 결합을 용이하게 수행할 수 있다.

또 수직 프로브(12)와 단자부(17)를 연결하는 도전 배선(31)과 더미부(26, 27)의 틈새에는, 전기적 절연성과 필름 강도를 유지하기 위해 절연성 접착제(32)를 흘려 넣어, 보강용 스페이서로 하고 있다. 또한, 수직 프로브(12) 근방의 수지 필 름(25)에는 수지 필름(25)을 적층할 때의 위치 결정 및 고정을 수행하기 위한 지지봉을 통과시키는 구멍(20)이 뚫려 있다. 이 지지봉(37)을 통과시키는 기능에 관해서는, 상술한 일본 공개특허공보 2005-300545호에서 설명했으므로 여기서는 생략한다.

도 7은 도 6의 수직 프로브(12) 근방의 부분 확대도이다. 도 7에 있어서, 수직 프로브(12)를 프로빙 동작시킬 때 수직 프로브(12)의 선단에 z방향의 불균일이 있으면, 지지봉(37)을 통해 다른 수직 프로브(12)에 힘이 전달될 가능성이 있다.

본 실시형태는 이것을 방지하기 위한 것이다. 도 7에 있어서, 41은 바깥위치 결정 더미부, 42는 안위치 결정 더미부, 43은 수지 필름 변형부이다. 바깥위치 결정 더미부(41) 및 안위치 결정 더미부(42)는 수직 프로브(12)의 아주 가까운 위치에 있다. 안위치 결정 더미부(42)와 수지 필름(25)에는 같은 축상에 구멍(20)이 뚫려 있다. 지지봉(37)이 구멍(20)을 압입 끼워맞춤하여 삽입되며, 수지 필름(25) 및 바깥위치 결정 더미부(41)는 적층 피치에 따라 위치 결정이 수행되고 있다. 이 수지 필름(25), 안위치 결정 더미부(42) 및 바깥위치 결정 더미부(41)가 수직 프로브(12)의 근거리에 있음으로써 수직 프로브(12)의 위치 어긋남이 개재될 거리가 감소하기 때문에 선단을 정밀하게 조립할 수 있다.

이상과 같은 구성에 있어서, 패드부가 하강하고, 프로빙 동작에서 복수의 수직 프로브(12)가 동시 동작으로 z방향의 지면(紙面) 아래쪽으로 눌러졌을 때, 수직 프로브(12)의 선단의 z방향에서의 불균일이 있으면, 지지봉(37)에 힘이 작용한다. 이 힘을 작게 하기 위해 바깥 위치 결정 더미부(41)와 안위치 결정 더미부(42) 사 이에 수지 필름 변형부(43)가 있다. 도 7에 있어서는 수지 필름 변형부(43)에는 노치부는 도시되지 않았지만, 스프링 정수를 적절히 결정하기 위해 적당한 노치부가 있을 수도 있다.

본 실시형태에 있어서, 수직 프로브(12)의 면(K)과 바깥위치 결정 더미부(41)의 면(S)은 동일면인 것이 바람직하다. 또 수직 프로브(12)의 z방향으로 프로빙 동작이 있어도 바깥위치 결정 더미부(41)에 큰 힘이 작용하지 않을 것이 요망된다. 그것은 각각의 프로브가 독립된 동작을 할 필요성이 있기 때문이다.

도 8은 동일 평면을 이루는 것을 용이하게 하는 안의 부분도이다. 도 8에 있어서, 34는 연결 더미부이다. 그 연결 더미부(34)는 수직 프로브(12)와 위치 결정 더미부(33) 사이에 존재한다. 수지 재료(35)는 위치 결정 더미부(33)와 연결 더미부(34) 사이에 있다. 더미부(36)는 연결 더미부(34)와 수직 프로브(12) 사이에서 강도를 강화하는 역할을 하고 있다. 수직 프로브(12)의 근방에 위치 결정 더미부(33)가 있고, 그 위치 결정 더미부(33)와 필름(25)을 관통하는 구멍(20)과, 연결 더미부(34)의 일단이 수직 프로브(12)와 근접해 있음으로써 수직 프로브(12)와 연결 더미부(34)와 위치 결정 더미부(33)가 동일 평면을 이루는 것을 용이하게 하는 것을 특징으로 한다.

도 8의 태양에 있어서도 도 6, 도 7의 태양에서와 마찬가지로, 수직 프로브(12)의 면(K)과 위치 결정 더미부(33)의 면(S)은 동일면인 것이 바람직하다. 또 수직 프로브(12)의 z방향으로 프로빙 동작이 있어도 위치 결정 더미부(33)에 큰 힘이 작용하지 않을 것이 요망된다. 그것은 각각의 프로브가 독립된 동작을 할 필요 성이 있기 때문이다. 연결 더미부(34)를 테이프 상에 형성함으로써 수지 필름(25) 내지는 테이프의 y방향의 굽힘을 작게하거나 또는 방지하고 있다.

연결 더미부(34)와 위치 결정 더미부(33)가 z방향에서 보아 x방향으로 긴 공유 부분이 있고, 수직 프로브(12)와 연결 더미부(34)의 면이 정확하게 동일면 내에 동작하며, 다른 접촉자 조립에 구멍(20) 및 지지봉을 통해 힘의 전달이 발생하기 어렵다.

본 발명의 제5 실시형태에 대해 도 9 내지 도 13을 이용하여 설명한다. 도 9는 수지 접촉자 조립을 나타낸다. 도 9에 있어서, 39는 제1 실시형태 등에 도시된 수직 프로브(l2)에 상당하는 도전 프로브이고, 40은 수지 필름이다. 또 15는 평행 스프링이고, 31은 도전 배선이다. 도면을 간소화 하기 위해 더미부 등은 생략하고 있지만, 실제로는 실재하며 각각의 기능이 작용하고 있다. 수지 필름(40)은 수지 필름(25)과 동일한 기능을 가진다. 도전 프로브(39)가 좌우 양쪽에 1개씩, 합계 2개 배치되어 접촉자 조립(38)을 이루고 있다.

도 10은 도전 배선(31)의 길이가 서로 다른 접촉자 조립(38)을 복수의 조립 순으로 배치한 것이다. 도 10에 있어서, 도전 배선(31)의 길이가 서로 다른 접촉자 조립(38)이 짧은 순으로 38-1, 38-2, 38-3…38-1··로 반복하여 배치된 접촉자 조립(38)이 있음을 나타내고 있다.

도 11은 본 발명에 따른 복수의 접촉자 조립(38)의 조립 사시도이다. 도 11은 도 10에 나타내는 접촉자 조립(38)이 조립된 것으로, 구멍(20)에 지지봉(37)이 삽입되어 있다. 구멍(20)과 지지봉(37)은 압입에 의해 접촉자 조립(38)의 간격을 결정하는 위치 결정이 이루어져 있다.

도 12는 본 발명에 따른 복수의 접촉자 조립(38)의 단자부와 배선판 상의 접속 패드를 대향시킨 상태를 나타내는 도면이다. 도 12에 있어서, 접촉자 조립(38)의 단자부(17)와 접속 패드(19)가 대향하고 있다.

도 13은 단자부(17)와 접속 패드(19)의 대응 관계를 나타낸다. 도전 배선(31)의 길이가 서로 다른 접촉자 조립(38)을 적층했을 때, 적층 피치와 배선 길이의 차는 도 13에 나타내는 관계가 된다. 이로써 회로 기판(18)의 엉성한 피치의 접속 패드(19)에 단자부(17)를 접속 가능함을 나타낸다.

도 14는 본 발명에 따른 4변에 배열된 패드에 대향하는 수지 접촉자 조립이다. 도 14는 도 12 및 도 13에 나타내는 복수의 접촉자 조립(38)을 적층하여 4변형이 대향하는 2변에 배열된 패드에 접속하고, 나머지 2변에는 대략 동일한 복수의 접촉자 조립(38)을 직교하도록 배치한 것을 나타낸다. 44는 웨이퍼, 45는 직사각형 상에 패드를 갖는 칩이다. 도 14에 나타내는 바와 같이, 직사각형상으로 나열된 수직 프로브(12)는 직사각형 상에 패드를 갖는 칩(45)에 대향하고 있다.

도 15는 본 발명의 제2 실시형태를 일부 개선변경한 본 발명의 제6 실시형태를 나타내는 도면이다. 본 발명에 따른 수직 프로브의 제2 실시형태를 설명하기 위한 도 3에 도시된 50을 수지ㆍ프로브 복합체 테이프로 한다(회로 기판(18), 접속 패드(19)를 제외함). 31은 배선부이다. 52는 입력부이다.

도 15는 복수의 수지ㆍ프로브 복합체 테이프(50)를 가진 수지ㆍ프로브 복합체 테이프의 조립체의 오른쪽 절반을 나타낸다. 도 15에 있어서, 도 3에 나타내는 수지ㆍ프로브 복합체 테이프(50)와 대략 같은 수지ㆍ프로브 복합체 테이프(50-1), 수지ㆍ프로브 복합체 테이프(50-2), 수지ㆍ프로브 복합체 테이프(50-3)…·, 수지ㆍ프로브 복합체 테이프(50-N)가 배치되어 있다. 각각의 수지ㆍ프로브 복합체 테이프의 평행 스프링(15-1, 15-2, 15-3,…15-N)은 높이 방향과 가로 방향으로 변위한 상태로 배치되어 있다. 또 도 3에 나타내는 높이(h)에 대응하여 h-1, h-2, h-3, h-N의 높이가 도 15의 수지ㆍ프로브 복합체 테이프 각각에 대응하고 있다. 마찬가지로 도전 배선(31-1, 3l-2, 31-3, 31-N)은 길이가 다르지만, 회로 기판(18)의 전극과 단자가 압착접속되어 있다. 그 전극간의 거리는 S이다. 만곡부(22)는 압착력을 균일하게 하기 위해 마련된 스프링이다. 단자부(17)의 높이를 각각 V-1, V-2, V-3, V-N으로 한다. 단자부(17)의 높이가 서로 다른 것은 회로 기판(18)의 전극에 단자부(17-1, 17-2, 17-3,…, 17-N)가 전기접속되기 때문이다.

도 15에 있어서, 높이 방향으로 평행 스프링(15-1), 평행 스프링(15-2, 15-3, 15-N)이 각각 서로 다른 공간에 배치되어 있으므로, 평행 스프링(15-1, 15-2, 15-N)의 길이(l) 및 폭(b)의 선택의 자유도가 패드 피치에 관계없이 커진다.

입력부(52-1), 입력부(52-2), 입력부(52-3), … 입력부(52-N)는 도 15에 나타내는 바와 같이 imax의 간격으로 배치되어 있다.

도 15에 있어서, 평행 스프링(15-1), 평행 스프링(15-2), 평행 스프링(15-3), 평행 스프링(15-N)은 동일 치수로, 입력부(52-1), 입력부(52-2), 입력부(52-3), … 입력부(52-N)에 동일한 접촉력이 작용하면 동일한 변형이 평행 스프링(15-1), 평행 스프링(15-2), 평행 스프링(15-3), 평행 스프링(15-N)에 생긴다.

도 16은 조립 단위의 수지ㆍ프로브 복합체 테이프 조립체를 나타내는 도면이다. 도 16 중 ①, ②, ③, ④는 각 수지ㆍ프로브 복합체 테이프 조립체를 나타낸다. 도 16에 있어서 수지ㆍ프로브 복합체 테이프 조립체의 오른쪽 절반은 우측에 배치되어 있다. 또 수지ㆍ프로브 복합체 테이프 조립체의 오른쪽 절반과 좌우 대칭의 수지ㆍ프로브 복합체 테이프 조립체의 왼쪽 절반이 왼쪽에 배치되어 있다. 수지 필름(25)은 공통 부품이다. 도 16에 있어서, 입력부는 부호 52로 표시된다. 수지ㆍ프로브 복합체 테이프 조립체①에 있어서, 좌우 모든 입력부(52-1)①, 입력부(52-2)①, 입력부(52-3)①, · ‥ 입력부(52-N)②의 중심간 거리는 imax에서 동일하다. 도 16의 ②, ③, ④에 관해서도 마찬가지로 52-1, 52- 2··의 배열이다.

수지ㆍ프로브 복합체 테이프 조립체의 오른쪽 절반은 우측에, 수지ㆍ프로브 복합체 테이프 조립체의 오른쪽 절반과 좌우 대칭의 수지ㆍ프로브 복합체 테이프 조립체의 왼쪽 절반이 배치되어 있다. 이것은 양쪽에 배선되는 배선 수를 대략 같은 수로 하기 위함이다.

마찬가지로, 수지ㆍ프로브 복합체 테이프 조립체②, 수지ㆍ프로브 복합체 테이프 조립체③ 및 수지ㆍ프로브 복합체 테이프 조립체④가 있다. 도 16 중의 수지ㆍ프로브 복합체 테이프 조립체①, ②, ③, ④의 관계는 수지ㆍ프로브 복합체 테이프 조립체①의 입력부(52-1)①을 기준으로 수지ㆍ프로브 복합체 테이프 조립체②의 입력부(52-1)②는 오른쪽 방향으로 치수(r)만큼 이동한 위치(즉, 어긋난 위치)에 배치되어 있다. 마찬가지로, 수지ㆍ프로브 복합체 테이프 조립체①의 입력부(52-1)①을 기준으로 수지ㆍ프로브 복합체 테이프 조립체③의 입력부(52-1)③는 오른쪽 방향으로 치수(2r)만큼 이동한 위치에 배치되어 있고, 수지ㆍ프로브 복합체 테이프 조립체①의 입력부(52-1)①을 기준으로 수지ㆍ프로브 복합체 테이프 조립체④의 입력부(52-1)④는 오른쪽 방향으로 치수(3r)만큼 이동한 위치에 배치되어 있다. 이에 대해, 구멍(20)은 모든 수지ㆍ프로브 복합체 테이프 조립체①, ②, ③, ④를 통해 동일선 상에 있다. 좌우에 있어서 단자부(17-1), 단자부(17-2), 단자부(17-3), 단자부(17-N)(도 15 참조)는 접속 패드(19)와 적절히 대향하는 위치에 있다. 도전 배선(31-1), 도전 배선(31-2), 도전 배선(31-3), 도전 배선(31-N)의 길이는 상기 접속 패드(19)와 단자부(17-1), 단자부(17-2), 단자부(17-3), 단자부(17-N)가 대향하는 길이로 되어 있다.

모든 수지ㆍ프로브 복합체 테이프 조립체①, ②, ③, ④를 통해 구멍(20)은 중심선에서 좌우 모두 같은 치수 위치에 있다.

도 17은 수지ㆍ프로브 복합체 테이프 조립체의 적층 상태를 나타내는 사시도이다. 도 17의 수지ㆍ프로브 복합체 테이프 조립체①와 도 16의 수지ㆍ프로브 복합체 테이프 조립체①는 동일 부품을 나타낸다. 도 17에 나타내는 바와 같이, 모든 수지ㆍ프로브 복합체 테이프 조립체①, ②, ③, ④를 통해 지지봉(37)이 구멍(20)에 삽입되고, 압입 고정된다.

도 18 내지 도 20은 수직 프로브(12)의 최대 판폭(imax)을 구하는 설명도이다. 우선 도면 내의 기호를 하기한다.

P: 격자 피치(웨이퍼 패드 54배열 피치)

i: 점유 가능한 핀폭

imax: 수지ㆍ프로브 복합체 테이프(50)상의 입력부(52)의 피치

n: imax의 점유 격자 피치수

t_f: 필름 두께(도 20에 나타낸다)

t_c: 프로브 핀의 두께

ks: 수지ㆍ프로브 복합체 테이프(50) 간의 피치

r: 인접하는 수지ㆍ프로브 복합체 테이프(50) 입력부(52)의 시프트의 피치폭.

도 18은 수직 프로브(12)를 격자 모양으로 마련된 웨이퍼 패드(54)에 대해 θ°만큼 기울여 배치한 경우를 나타낸다. 격자점의 1-1, 1-2, …, 2-3, 2-4는 웨이퍼 패드(54)의 위치를 나타낸다.

도 18에 있어서 웨이퍼 패드(54)의 격자 피치를 P, 수직 프로브의 선폭(i)가 점유하는 웨이퍼 패드(54)의 격자 피치수를 n이라고 하면, θ에 대해,

tanθ=P/(n× P)

의 관계가 성립된다. 이 때, 웨이퍼 패드(54)의 격자점 1-4, 2-1에 관해서는 동일선 상에 나열된다. 그 피치가 imax이고,

imax=((n× P)²+P²)^0.5

에서 구해진다. imax는 도 16의 수지ㆍ프로브 복합체 테이프 조립체①에 나타낸 imax와 동일한 치수이다. 수직 프로브(12)의 선폭(i)은,

i<imax

이면 되므로, P에 비해 충분히 큰 값을 얻을 수 있다. 이것은 수직 프로브(12)의 높이(h)가 커진 경우에도, 좌굴(buckling)에 강한 구조체가 작성 가능함을 의미 하고 있다.

또 θ° 기울어진 상태에서의 격자점1-3, 1-4 사이의 y방향 위상차를 Ks라고 하면,

Ks=P× sinθ

에서 구해진다. Ks는 도 16의 수지ㆍ프로브 복합체 테이프 조립체를 적층할 때의 피치와 동일하다.

마찬가지로, θ° 기울어진 상태에서의 격자점 1-3, 1-4 사이의 x방향 위상차를 r이라고 하면,

r=P× cosθ

에서 구해진다. r은 도 16의 수지ㆍ프로브 복합체 테이프 조립체에서 나타낸 r과 동일 치수이다.

도 19는 도 18의 모식도를 입체적으로 본 입체도이다. 도 19의 수직 프로브(12)와 도 18의 수직 프로브(12)는 동일 부품이다.

도 20은 패드 배열과 핀 적층체의 배열과의 상대 관계 위치를 나타내는 도면이다.

도 20에서 점선으로 표시된 격자의 격자점의 1-1, 1-2 …· 3-3, 3-4는 LSI의 패드의 위치를 나타내는, 도면의 상부의 평행한 가로선은 프로브핀이 형성된 소자 테이프를 적층한 것으로, 소자 테이프의 두께가 Ks이다. 도면에서 에리어 어레 이의 배열은 1-1에서 3-4의 매트릭스에서 20개의 패드로 1개의 LSI를 나타내고 있다. LSI는 웨이퍼 전체면에 만들어진 것이므로, 도면에는 생략되어 있지만, 어레이는 전후좌우, 웨이퍼면에 점재해 있다.

도 16에서의 입력부(52-1)①는 도 20의 1-4와 동일하다. 도 16에서의 입력부와 도 20에서의 좌표 번호를 다음 표로 나타낸다.

도 16의 조립체 No.	도 16	도 20의 좌표
①	52-3①	1-4
①	52-2①	2-1
②	52-3②	1-3
③	52-3③	1-2
④	52-2④	1-1

프로브 핀와 에리어 어레이 배열 패드를 접촉시킬 때, 도 20과 같이 양자의 상대 관계 위치를 각도 θ만큼 기울여 접촉시키는 것이 기술적 포인트이자 이 방식의 특징이다. 이 각도 θ는 패드의 배열 피치를 P라고 하고, imax의 점유 격자 피치수를 n이라고 하면,

tanθ= P/(n× P)

에서 정해진다. 그 밖의 수치도 이하의 식에서 산출할 수 있다.

imax=((n× P)²+P²)^0.5

r= P× cosθ

수직 프로브의 제2 실시형태를 수지 필름(25) 상에 여러 장 배치한 것이다. 수직 프로브(12)의 높이(h)를 바꿔 계층 구조를 구하고, 가로로 시프트시켜 배치함으로써 평행 스프링(15)의 형상, 기능을 손상시키지 않고 복수의 프로브가 배치 가능하다. 수지 필름(25)은 x방향, y방향의 길이에 이론상 제약이 없으므로, 평행 스프링(15)의 스프링폭(a), 링크(16)의 전체폭(b), 링크(16)의 길이(l)는 자유롭게 설정할 수 있다. 또 칩 상의 웨이퍼 패드(54)의 간격(imax)에 비해 회로 기판(18)의 접속 패드(19)의 간격(P')을 충분히 크게 하는 것이 가능하다.

도 21은 도 20에 나타내는 바와 같이 패드 배열과 핀 적층체의 배열과의 상대 관계 위치를 결정한 상태로 제작된 프로브 조립체의 외관 구성을 나타내는 사시도이다. 이 도면에서 알 수 있듯이, 각 프로브의 단자는 격자 모양으로 배열된 패드에 대응하도록 배열된다.

도 22 및 도 23은 제2 실시형태의 변경예로서, 프로브 조립체를 PC 보드에 고정하는 태양을 나타내는 도면이다. 이러한 도면에 있어서, 도 22는 프로브 조립체(60)를 프로브 조립체 유지 기구(61)에 의해 PC 보드(62)에 고정하는 상태를 나타내는 분해 사시도이다. 도 23의 (a)는 프로브 조립체(60)를 프로브 조립체 유지 기구(61)에 의해 PC 보드(62)에 고정하는 상태를 나타내는 평면도이다. 도 23의 (b)는 프로브 조립체(60)를 프로브 조립체 유지 기구(61)에 의해 PC 보드(62)에 고정하는 상태를 나타내는 측면도이다. 프로브 조립체(60)를 구성하는 각 수직 프로브(12)는 각각의 선단부의 단자가 PC 보드(62)의 대략 중앙부에 안착된 칩(45)의 대응하는 패드(13)에 접촉하도록 설정되어 있다. 또 이 예에서의 프로브 조립체(60)에서는, 각 수직 프로브(12)는 각각의 기단부(基端部; 단자부(17)가 마련된 부분)가 원호형으로 펼쳐지고, 기단부의 단자가 선단부의 단자에 비해 단자와 단자와의 간격이 넓어지도록 설정되어 있다. 이로써 칩(45) 상에서 고밀도로 배열된 패드(13)로부터의 신호를 회로 검사 장치 등의 검사 회로(18)로 취출하는 배선을 간편하게 할 수 있다. 또한, 도 22에 도시된 바와 같이, 원호형으로 펼쳐진 각 수직 프로브(12)의 기단부는 가이드 부재(63)에 의해 유지되며 위치가 규제되도록 되어 있다.

도 24는 도 22 및 도 23에 도시된 프로브 조립체(60)의 유지 구조에 있어서, 수직 프로브(12)의 선단부의 단자와 칩(45)의 대응하는 패드(13)와의 접촉 부분, 및 수직 프로브(12)의 원호형으로 펼쳐진 기단부의 구성을 더욱 상세히 나타내는 도면이다. 도 24에 있어서, (a)는 프로브 조립체(60)와 프로브 조립체 유지기구(61) 및 PC 보드(62)와의 배치 관계를 일부 파단하여 나타내는 분해 사시도이며, (b)는 수직 프로브(12)의 선단부의 단자와 칩(45)의 대응하는 패드(13)와의 접촉 부분을 확대하여 나타내는 사시도이다. 도 24의 (c)는 수직 프로브(12)의 원호형으로 펼쳐진 기단부를 확대하여 나타내는 사시도이다. 이러한 도면에 도시된 바와 같이, 각 수직 프로브(12)는 각각의 선단부의 단자가 고밀도로 배치된 칩(45)의 패드(13)에 접촉하는 한편, 각각의 기단부는 소정의 간격이 형성되도록 원호형으로 펼쳐져 있는 것을 알 수 있다. 이로써 칩(45) 상에서 고밀도로 배열된 패드(13)로부터의 신호를 회로 검사 장치 등의 검사 회로로 용이하게 취출하는 배선을 간편하게 수행할 수 있다.

본 발명은 도면에 나타내는 바람직한 실시형태에 기초하여 설명되어 왔는데, 당업자라면, 본 발명의 사상을 벗어나지 않고 쉽게 각종 변형, 개선변경이 가능하다는 것은 분명하다. 본 발명은 이와 같은 변경예도 포함하는 것이다.

이상에서, 본 제안을 포함한 프로브 보유 수지 필름은 반도체 디바이스의 협피치화에 대응한 회로 검사 장치(프로버)에 적용할 수 있는 것으로, 예를 들어, 직경 300mm이며 반도체 칩이 수 십에서 수 백개 형성된 웨이퍼의 일괄 검사에도 충분히 따를 수 있는 기능을 구비하고 있다.

또 현재의 스프링 핀 방식의 프로브 카드에서는 실현 불가능하다고 하는 120μm 피치의 프로브 카드를 제품화함으로써 프로브핀ㆍ테이프 적층방식의 신형 프로브 카드가 시장에 제공되며, LSI 메이커는 전공정 완료 직후에 웨이퍼 레벨에서 LSI 검사를 실시할 수 있게 된다. 이로써,

(1) 개발 부문에는 웨이퍼 레벨에서 기능 테스트가 가능해짐으로써 개발 시간의 단축, 개발 비용의 저감이라는 큰 이점을, 또

(2) 제조 부문에는 공정의 합리화, LSI 불량의 조기 발견에 의한 양품율 상승 등 생산성 향상으로 이어지는 큰 이점을 제공할 수 있다.

Claims

동박이 접착된 수지 필름을 사용하고, 상기 동박을 식각 가공하여 수지 필름 상에 수직 프로브를 포함하는 도전부를 형성하며, 이 수직 프로브를 보유한 수지 필름을 여러 장 적층하여 반도체 칩의 전극 패드에 상기 수직 프로브의 선단부를 일괄 접촉시켜 반도체 칩의 회로 검사를 수행하기 위한 프로브 조립체에 있어서, 상기 수직 프로브를 포함하는 도전부가 평행 스프링 구조를 가진 평행 사변형 링크 기구를 형성하고 있는 것을 특징으로 하는 프로브 조립체.
제1항에 있어서,

상기 평행 스프링 구조를 가진 평행 사변형 링크 기구는 일단측에 상기 수직 프로브를 가지고, 타단측을 지지부로 하여 수평 방향으로 연장되는 캔틸레버 구조인 것을 특징으로 하는 프로브 조립체.
제1항에 있어서,

상기 평행 스프링이 굽힘 변형된 링크 기구인 것을 특징으로 하는 프로브 조립체.
제1항에 있어서,

상기 평행 스프링의 사이의 수지 필름에 개구부가 마련되어 있는 것을 특징 으로 하는 프로브 조립체.
제1항에 있어서,

상기 평행 스프링의 사이의 수지 필름에 개구부가 마련되어 있지 않은 것을 특징으로 하는 프로브 조립체.
제1항에 있어서,

상기 수직 프로브와의 사이를 링크 기구 및 도전부를 통해 접속함과 동시에 회로 기판의 접속 패드와 접촉하는 단자부를 구비한 것을 특징으로 하는 프로브 조립체.
제6항에 있어서,

상기 단자부는 프로브를 보유한 수지 필름을 적층했을 때, 각각의 배치 위치가 동일 피치로 어긋나도록 각 수지 필름에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 프로브 조립체.
제6항에 있어서,

상기 단자부 근방의 도전부에는 만곡부가 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 프로브 조립체.
제6항에 있어서,

상기 링크 기구 및 단자부는 그 근방에 컷팅부를 마련하여, 캔틸레버 구조로 한 것을 특징으로 하는 프로브 조립체.
제1항에 있어서,

상기 동박을 식각할 때, 도전부 이외의 부분도 제거하지 않고 남겨서 더미부를 형성하여, 수지 필름의 보강 부재로 한 것을 특징으로 하는 프로브 조립체.
제10항에 있어서,

상기 도전부와 더미부 사이의 수지 필름면에 절연성 접착제를 충전시킨 것을 특징으로 하는 프로브 조립체.
제1항에 있어서,

평행 스프링은 수평 방향에 대해 각도 θ만큼 기울어진 링크 구조로 되어 있고, 이 각도 θ를 바꿈으로써 프로브와 웨이퍼 상에 있는 패드 사이의 마찰량을 바꾸는 것을 가능하게 하는 것을 특징으로 하는 프로브 조립체.
제10항에 있어서,

수직 프로브의 근방에 위치 결정 더미부가 있고, 그 위치 결정 더미부와 필름을 관통하는 구멍과, 연결 더미부의 일단이 수직 프로브와 근접해 있음으로써 수 직 프로브와 연결 더미부와 위치 결정 더미부가 동일 평면을 이루는 것을 용이하게 하는 것을 특징으로 하는 프로브 조립체.
제13항에 있어서,

연결 더미부의 면이 수직 프로브의 면과 정확하게 동일면 내에 동작하여, 다른 접촉자 조립에 구멍 및 지지봉을 통해 힘의 전달이 발생하기 어려운 것을 특징으로 하는 프로브 조립체.
제1항에 있어서,

길이가 서로 다른 도전부 또는 도전 배선과, 수지 필름에 형성된 구멍에 삽입된 지지봉을 더 갖고, 엉성하게 분포하는 회로 기판의 전극과 전기적 접속을 가능하게 하는 1열 또는 복수열로 늘어선 수직 프로브를 가진 프로브 조립체.
제5항에 있어서,

수직 프로브를 직교하도록 배치한 것을 특징으로 하는 프로브 조립체.
제16항에 있어서,

전기적으로 절연 상태에 있는 하나 또는 하나 이상의 수지 재료와 평행 스프링의 고정부를 접속하여 고정하는 것을 특징으로 하는 프로브 조립체.
동박이 접착된 수지 필름을 사용하고, 상기 동박을 식각 가공하여 수지 필름 상에 수직 프로브를 포함하는 도전부를 형성하고, 이 수직 프로브 갖는 수지 필름을 여러 장 적층하여 반도체 칩의 전극 패드에 상기 수직 프로브의 선단부를 일괄 접촉시켜 반도체칩의 회로 검사를 수행하기 위한 프로브 조립체에 있어서, 상기 수직 프로브를 포함하는 도전부가 평행 스프링 구조를 가진 평행 사변형 링크 기구를 형성하고 있는 프로브의 평행 스프링 구조가 xyz축의 x방향 및 z방향으로 시프트된 프로브를 복수 배치하여 그 복수의 프로브군과 x방향으로 순차적으로 동량 시프트된 제2, 제3, 제4 등의 프로브군을 가진 조립 단위의 수지ㆍ프로브 복합체 테이프 조립을 적절한 간격으로 적층함으로써 원하는 격자 배열의 전기접속 입력부를 갖는 것을 특징으로 하는 프로브 조립체.
제18항에 있어서,

상기 평행 스프링 구조를 가진 평행 사변형 링크 기구는 일단측에 상기 수직 프로브를 가지고, 타단측을 지지부로 하여 수평 방향으로 연장되는 캔틸레버 구조인 것을 특징으로 하는 프로브 조립체.
제18항에 있어서,

상기 평행 스프링이 굽힘 변형된 링크 기구인 것을 특징으로 하는 프로브 조립체.
제18항에 있어서,

상기 평행 스프링의 사이의 수지 필름에 개구부가 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 프로브 조립체.
제18항에 있어서,

상기 평행 스프링의 사이의 수지 필름에 개구부가 마련되어 있지 않은 것을 특징으로 하는 프로브 조립체.
제18항에 있어서,

상기 수직 프로브와의 사이를 링크 기구 및 도전부를 통해 접속함과 동시에 회로 기판의 접속 패드와 접촉하는 단자부를 구비한 것을 특징으로 하는 프로브 조립체.
제23항에 있어서,

복수의 프로브 보유 수지 필름을 적층했을 때, 각각의 프로브 보유 수지 필름 사이에 있어서, 상기 단자부의 배치 위치가 동일 피치로 어긋나도록, 상기 단자부가 각 수지 필름에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 프로브 조립체.
제23항에 있어서,

상기 단자부 근방의 도전부에는 만곡부가 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 프로브 조립체.
제23항에 있어서,

상기 링크 기구 및 단자부는 그 근방에 컷팅부를 마련하여, 캔틸레버 구조로 한 것을 특징으로 하는 프로브 조립체.
제18항에 있어서,

상기 동박을 식각할 때, 도전부 이외의 부분도 제거하지 않고 남겨서 더미부를 형성하여, 이 더미부를 상기 수지 필름의 보강 부재로 한 것을 특징으로 하는 프로브 조립체.
제27항에 있어서,

상기 도전부와 더미부 사이의 수지 필름면에 절연성 접착제를 충전한 것을 특징으로 하는 프로브 조립체.
제18항에 있어서,

수지ㆍ프로브 복합체 테이프 조립은 웨이퍼 상의 칩의 격자 모양 패드의 배열에 대해 프로브의 단자가 소정의 각도를 갖고 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 프로브 조립체.
제18항에 있어서,

수지ㆍ프로브 복합체 테이프 조립은 배선부가 좌우 양측에 대략 동수가 되도록 좌우 대칭으로 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 프로브 조립체.
제18항에 있어서,

평행 스프링의 지지부에 해당하는 부분을 절연성 접착제로 충전된 것을 특징으로 하는 프로브 조립체.
제18항에 있어서,

프로브 조립체를 구성하는 각 프로브는, 각각의 선단부의 단자가 PC 보드의 대략 중앙부에 안착된 칩이 대응하는 패드에 접촉하도록 설정되는 한편, 각 프로브는 각각의 기단부가 원호형으로 펼쳐지고, 기단부의 단자가 선단부의 단자에 비해 단자와 단자 사이의 간격이 넓어지도록 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 프로브 조립체.
제32항에 있어서,

원호형으로 펼쳐진 각 프로브의 기단부는 가이드에 의해 유지되며 위치가 규제되도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 프로브 조립체.