WO2007023884A1 - プローブカード用ガイド板およびその加工方法 - Google Patents

プローブカード用ガイド板およびその加工方法 Download PDF

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Atsushi Mine
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    • G01R1/07371—Multiple probes with individual probe elements, e.g. needles, cantilever beams or bump contacts, fixed in relation to each other, e.g. bed of nails fixture or probe card with provisions for altering position, number or connection of probe tips; Adapting to differences in pitch using an intermediate card or back card with apertures through which the probes pass

Definitions

  • the present invention relates to a guide plate used for a probe card that is an inspection tool for measuring electrical characteristics of a semiconductor device such as an LSI chip and a method for processing the guide plate.
  • a probe card is an inspection device used when measuring electrical characteristics of a semiconductor chip or the like formed on a large number of semiconductor wafers, and is arranged in accordance with an electrode pad of a semiconductor device such as a semiconductor chip.
  • a probe card with a large number of probes is used. That is, after setting the semiconductor wafer on the stage, the stage is moved in the direction of the probe card, and the tip of the probe is pressed against the electrode pad of the semiconductor chip. In this state, since the semiconductor chip and the semiconductor tester are electrically connected via the probe, the electrical characteristics of the semiconductor device can be measured by the semiconductor tester. Such measurement is performed in the inspection process after the semiconductor wafer manufacturing process is completed.
  • a probe used in a conventional probe card the one disclosed in Patent Document 1 is known.
  • the conventional probe card is provided with a guide plate 1 for setting probe pins, and is coaxially provided on a bottom guide plate 2 constituting the guide plate 1.
  • One probe P is inserted into each of the two guide holes 12!
  • the second stage guide hole 12b with the smaller guide hole 12 diameter is used to guide the probe P.
  • the second stage guide hole has an inner diameter of approximately 140 m.
  • the first-stage guide hole 12a having a diameter larger than that of the second-stage guide hole 12b is provided to set the protrusion amount of the probe P. This hole is also required for processing.
  • the coaxial guide hole of the two-stage structure is necessary for the bottom guide plate because of the thickness of the bottom guide plate. Is related. If probes are arranged according to the number of electrodes in a semiconductor integrated circuit, it is necessary to provide about 2500 probes in a limited area of about 1 square centimeter, and if the contact pressure per probe is 5 g, the total A bottom guide plate that can withstand a pressure of approximately 12.5 kg is required. Thus, when the thickness of the bottom guide plate increases, it becomes difficult to make an extremely thin through hole in the bottom guide plate.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 2002-22768
  • the conventional guide plate needs to secure the thickness of the bottom guide plate in order to suppress the deformation of the bottom guide plate due to the initial load. For this reason, the bottom guide plate having an increased thickness is extremely thin.
  • To guide the guide holes it is necessary to cast two coaxial guide holes, which complicates the processing of the guide plate, increases the processing time, and increases the processing cost. There is a problem of being connected.
  • In order to solve this problem there is also the idea of reducing the thickness of the bottom guide plate.In this case, the bottom guide plate becomes thinner, so that the center of the bottom guide plate is recessed and the contacts of many probes are uneven. The problem arises.
  • an object of the present invention is to provide a guide plate and a guide plate processing method capable of easily opening a guide hole in a bottom guide plate having an increased thickness.
  • the probe card guide plate of the present invention is a probe card guide plate comprising an upper guide plate and a bottom guide plate, wherein the upper guide plate and the bottom guide plate are provided with guide holes, and the bottom guide plate
  • the guide hole provided in the two-stage configuration of the first-stage guide hole and the second-stage guide hole, and a plurality of second-stage guide holes are provided on the bottom surface of the first-stage guide hole. It is characterized by that.
  • the first-stage guide hole provided in the bottom guide plate is preferably substantially rectangular, and the second-stage holes are preferably provided at predetermined intervals on the bottom surface of the first-stage guide hole. .
  • a plurality of the first-stage guide holes are provided in the bottom guide plate, and a space between adjacent first-stage guide holes functions as a partition wall.
  • the guide plate processing method of the present invention is a guide plate processing method provided with an upper guide plate and a bottom guide plate.
  • the first guide hole and the partition wall are formed on the bottom guide plate by sanding.
  • a plurality of second-stage holes are formed on the bottom surface of the first-stage guide hole by drilling.
  • the probe card guide plate of the present invention is a probe card guide plate including an upper guide plate and a bottom guide plate, and guide holes are provided in the upper guide plate and the bottom guide plate, and the bottom guide plate is provided.
  • the first-stage guide hole provided in the bottom guide plate is substantially rectangular, and the second-stage holes are provided at predetermined intervals on the bottom surface of the first-stage guide hole, It becomes possible to deal with the arrangement of probes with a narrower pitch.
  • the plurality of first-stage guide holes are provided in the bottom guide plate, and the space between the adjacent first-stage guide holes functions as a partition, thereby maintaining the strength of the guide plate. This comes out.
  • the guide plate processing method of the present invention is a guide plate processing method including an upper guide plate and a bottom guide plate.
  • the first guide hole and the partition wall are formed on the bottom guide plate by sanding.
  • FIG. 1 is a sectional view showing the entire structure of a probe card A using the guide plate 1 of the present invention.
  • 2 is a partially enlarged sectional view of the guide plate 1
  • FIG. 3 is a plan view of the guide hole 8 provided in the bottom guide plate 2
  • FIG. 4 is a perspective view of the guide hole 8 provided in the bottom guide plate 2. It is.
  • the probe card A includes a guide plate 1, a wire substrate 5 that is mounted on the guide plate 1, and a main substrate 6 that is mounted on the wire substrate 5. And a reinforcing plate 7 mounted on the central portion of the main board 6 in a laminated structure.
  • the guide plate 1 is equipped with a bottom guide plate 2 in which the lower portions of the plurality of probes P are inserted to support the probe P, and an upper portion of the probe P that is inserted and supported to overlap the bottom guide plate 2. It consists of an upper guide plate 3 and includes a spacer 4 that is sandwiched between the bottom guide plate 2 and the upper guide plate 3 to keep the distance between them appropriately.
  • the bottom guide plate 2, the spacer 4 and the upper guide plate 4 are bolted to the wire board 5 in a fastened state, and the wire board 5 is bolted to the reinforcing plate 7 in a fastened state with the main board 6.
  • the two of the main board 6 and the reinforcing plate 7 are bolted at the outer peripheral position.
  • the upper end of each probe P and the main board 6 are connected by a carrier 11 made of enamel-coated copper wire or the like in a space formed by the cylindrical hole 7a of the reinforcing plate 7 and the center hole 6a of the main board 6. Wire bonding process for conducting connection is performed.
  • wire 11 is drawn in FIG. 1 and the others are omitted.
  • thin film conducting means such as a printed board connected to the wires 11 is formed on the upper surface of the main board 6.
  • FIG. 2 shows a partial cross-sectional view of the guide plate 1 used in the probe card A of FIG.
  • the guide plate 1 is provided with a guide hole for inserting the probe P
  • the bottom guide plate 2 is provided with a plurality of guide holes 8
  • the upper guide plate 3 is provided with a plurality of guide holes 9.
  • the guide hole 8 provided in the bottom guide plate 2 has a two-stage configuration of a first-stage guide hole 8a and a second-stage guide hole 8b.
  • the second guide hole 8b is provided.
  • the first-stage guide hole 8a is substantially rectangular, and the first-stage guide hole 8a.
  • a plurality of second-stage guide holes 8b are provided at predetermined intervals on the bottom surface of the plate.
  • nine second-stage guide holes 8b are arranged at equal intervals in 3 ⁇ 3 rows, one in the first-stage guide holes 8a.
  • a plurality of first-stage guide holes 8a are provided in the bottom guide plate 2, and a partition wall 9 is formed between adjacent first-stage guide holes 8a.
  • the partition wall 9 functions as a reinforcing member for the bottom guide plate 2 and can prevent the bottom guide plate 2 from being deformed.
  • the thickness of the partition wall 9 is determined by the pitch of the probe P and the diameter of the probe P.
  • a method for forming the guide holes 8 and 9 will be described.
  • the bottom guide plate 2 is subjected to sanding to form first-stage guide holes 8a and partition walls 9.
  • a plurality of second-stage guide holes 8b are formed at predetermined intervals on the bottom surface of the first-stage guide holes 8a.
  • the guide hole 9 of the upper guide plate is formed by drilling.
  • the first-stage guide hole 8a differs from the conventional first-stage guide hole, and is formed by saddle machining. Therefore, the first-stage guide hole 8a is greatly troublesome. Can be reduced. Since the second-stage guide hole 8b and guide hole 9 may be formed by the same hole drilling as before, the entire machining time can be reduced by 35 to 40%.
  • the guide plate of the present invention has a configuration in which the guide holes of the bottom guide plate are formed by forming a plurality of second-stage guide holes on the bottom surface of the first-stage guide holes. Compared to the guide hole processing with a two-stage structure, the processing time for the guide hole can be greatly reduced, and the processing time can be greatly reduced. In addition, it is possible to realize a guide plate that can secure the strength of the guide plate by the partition wall while being easy to process.
  • FIG. 1 is a sectional view showing the structure of a vertical probe card.
  • FIG. 4 Perspective view of guide holes provided in guide plate
  • FIG. 5 Cross-sectional view showing the structure of a conventional vertical probe card
  • FIG. 6 Enlarged cross-sectional view of a conventional guide plate

Landscapes

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Abstract

　従来のガイド板は、ボトムガイド板に同軸の２段構造のガイド穴を設ける必要があり、加工が複雑で、ガイド穴の極細化が進むにつれ、製造コストも上昇していた。 　プローブ用ガイド板は、アッパーガイド板およびボトムガイド板を備えるプローブカード用ガイド板であって、アッパーガイド板およびボトムガイド板にガイド穴が設けられ、ボトムガイド板に設けられたガイド穴が１段目のガイド穴および２段目のガイド穴の２段構成となっており、１段目のガイド穴の底面に複数の２段目のガイド穴が設けられている。

Description

明 細 書
プローブカード用ガイド板およびその加工方法
技術分野
[0001] 本発明は、 LSIチップ等の半導体デバイスの電気的諸特性を測定する検査用具で あるプローブカードに用いられるガイド板およびガイド板の加工方法に関するもので ある。
背景技術
[0002] プローブカードは、半導体ウェハに数多く形成された半導体チップ等の電気的緒 特性を測定するときに用いられる検査用デバイスであり、半導体チップ等の半導体デ バイスの電極パッドに合わせて配置された数多くのプローブを有したプローブカード が使用される。即ち、ステージ上に半導体ウェハをセットした後、ステージをプローブ カードの方向に移動させ、プローブの先端を半導体チップの電極パッドに押圧接触 させる。この状態で半導体チップと半導体テスターとがプローブを介して電気的に接 続されるので、半導体デバイスの電気的緒特性を半導体テスターによって測定でき るようになっている。このような測定は半導体ウェハの製造工程が終了した後の検査 工程で行われている。尚、従来のプローブカードに用いられるプローブの例としては 、特許文献 1にお 、て開示されたもの等が知られて 、る。
[0003] 従来のプローブカードは、図 5および図 6に示すようにプローブピンをセットするた めのガイド板 1が設けられており、ガイド板 1を構成するボトムガイド板 2に設けられた 同軸の 2段のガイド穴 12にプローブ Pが 1本ずつ挿入されて!、る。ガイド穴 12の径の 小さい 2段目のガイド穴 12bはプローブ Pをガイドするものであり、 2段目のガイド穴の 内径は約 140 mのもの等が用いられているが、測定対象の半導体集積回路の高 密度化に伴って更に極細化の傾向にある。
[0004] 2段目のガイド穴 12bより径の大きい 1段目のガイド穴 12aは、プローブ Pの突出量 を設定するために設けられているものであり、上記 2段目のガイド穴 12bの加工にも 必要となる穴である。
[0005] 同軸の 2段構造のガイド穴がボトムガイド板に必要となるのは、ボトムガイド板の厚さ と関係している。半導体集積回路の電極数に対応してプローブを配置すると、約 1平 方 cmの限られた領域に 2500本程度のプローブを設ける必要があり、プローブ 1本 当りの接触圧を 5gとすると全体で約 12. 5kgの圧力に耐える厚さのボトムガイド板が 必要となる。このようにボトムガイド板の厚さが増すと、ボトムガイド板に極細の貫通穴 を開けることは困難となる。
[0006] このように 1回の穴あけ加工により極細のガイド穴 12を形成するのは困難であるの で、はじめに径の大きい 1段目のガイド穴 12aを形成した後に、 1段目のガイド穴 12a の底面に同軸の径の小さい 2段目のガイド穴 12bを形成する必要があるので、同軸 の 2段構造を用いていた。
特許文献 1：特開 2002 - 22768号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0007] 上述のように従来のガイド板は、イニシャル荷重によるボトムガイド板の変形を抑制 するために、ボトムガイド板の厚みを確保する必要があり、そのために厚みの増した ボトムガイド板に極細のガイド穴をカ卩ェするには、同軸の 2段のガイド穴をカ卩ェする必 要があり、このためガイド板の加工が複雑となり、加工手間が増加し、加工費用の増 加につながるという問題点がある。この問題点を解消するために、ボトムガイド板の厚 さを薄くするという考え方もある力 この場合、ボトムガイド板が薄くなることにより、ボト ムガイド板の中央が凹み多数のプローブの接触が不均一になるという問題点が生じ る。
[0008] 上述の問題点に鑑み、本発明は、厚さの増したボトムガイド板にガイド穴を簡単に 開けることのできるガイド板およびガイド板の加工方法を提供することを目的とする。 課題を解決するための手段
[0009] 本発明のプローブカード用ガイド板は、アッパーガイド板およびボトムガイド板を備 えるプローブカード用ガイド板であって、アッパーガイド板およびボトムガイド板にガイ ド穴が設けられ、ボトムガイド板に設けられたガイド穴が 1段目のガイド穴および 2段 目のガイド穴の 2段構成となっており、 1段目のガイド穴の底面に複数の 2段目のガイ ド穴が設けられて 、ることを特徴とする。 [0010] また、上記ボトムガイド板に設けられた 1段目のガイド穴は略矩形で、 1段目のガイド 穴の底面に所定の間隔で 2段目の穴が設けられていることが好ましい。
[0011] そして、上記 1段目のガイド穴がボトムガイド板に複数設けられており、隣接する 1段 目のガイド穴の間が隔壁として機能して 、ることが好まし 、。
[0012] 本発明のガイド板の加工方法は、アッパーガイド板およびボトムガイド板を備えたガ イド板の加工方法であって、ボトムガイド板に、ザダリ加工により 1段目のガイド穴と隔 壁とを形成し、穴あけ加工により 1段目のガイド穴の底面に複数の 2段目の穴を形成 することを特徴とする。
発明の効果
[0013] 本発明のプローブカード用ガイド板は、アッパーガイド板およびボトムガイド板を備 えるプローブカード用ガイド板であって、アッパーガイド板およびボトムガイド板にガイ ド穴が設けられ、ボトムガイド板に設けられたガイド穴が 1段目のガイド穴および 2段 目のガイド穴の 2段構成となっており、 1段目のガイド穴の底面に複数の 2段目のガイ ド穴が設けられていることにより、ガイド穴の加工が簡単になり、ガイド板の加工効率 が上がり、部材単価が安くなる。
[0014] また、上記ボトムガイド板に設けられた 1段目のガイド穴は略矩形で、 1段目のガイド 穴の底面に所定の間隔で 2段目の穴が設けられていることにより、より狭ピッチのプロ ーブの配置に対応可能となる。
[0015] そして、上記 1段目のガイド穴がボトムガイド板に複数設けられており、隣接する 1段 目のガイド穴の間が隔壁として機能していることにより、ガイド板の強度を維持するこ とがでさる。
[0016] 本発明のガイド板の加工方法は、アッパーガイド板およびボトムガイド板を備えたガ イド板の加工方法であって、ボトムガイド板に、ザダリ加工により 1段目のガイド穴と隔 壁とを形成し、穴あけ加工により 1段目のガイド穴の底面に複数の 2段目の穴を形成 することにより、加工手間を減少し、加工時間を大幅に短縮することができる。
発明を実施するための最良の形態
[0017] 以下、本発明によるプローブカード用ガイド板 1の実施形態を、図面を参照して説 明する。図 1は本発明のガイド板 1を用いたプローブカード Aの全体の構造を示す断 面図、図 2はガイド板 1の部分拡大断面図、図 3はボトムガイド板 2に設けられたガイド 穴 8の平面図、図 4はボトムガイド板 2に設けられたガイド穴 8の斜視図である。
[0018] プローブカード Aは、図 1に示すように、ガイド板 1と、ガイド板 1の上に重ねて装備さ れるワイヤ基板 5と、ワイヤ基板 5の上に重ねて装備されるメイン基板 6と、メイン基板 6の中心部分の上に重ねて装備される補強板 7とから成る積層構造に構成されてい る。
[0019] ガイド板 1は、複数のプローブ Pの下部が挿入されプローブ Pを支承するボトムガイ ド板 2と、プローブ Pの上部が挿入され支承されてボトムガイド板 2の上に重ねて装備 されるアッパーガイド板 3からなり、ボトムガイド板 2とアッパーガイド板 3の間に挟まれ て両者の間隔を適切に保っためのスぺーサー 4を含む。
[0020] ボトムガイド板 2、スぺーサー 4およびアッパーガイド板 4は共締め状態でワイヤ基板 5にボルト留めされ、ワイヤ基板 5はメイン基板 6と共締め状態で補強板 7にボルト留 めされ、その外周位置においてメイン基板 6と補強板 7との二者がボルト留めされてい る。各プローブ Pの上端とメイン基板 6とは、補強板 7の筒穴 7a及びメイン基板 6の中 心穴 6aとで構成される空間内において、エナメルコーティングされた銅線等によるヮ ィャ 11によって導通接続されるワイヤボンディング処理が施されて 、る。
[0021] 尚、解りやすくするため、図 1においてはワイヤ 11を 1つだけ描き、他は省略してい る。また、図示していないが、メイン基板 6の上面には、ワイヤ 11に導通接続されたプ リント基板等の薄膜導通手段が形成されている。
[0022] 上述のプローブカード Aに用いられる本発明のガイド板 1についてさらに詳細に説 明する。図 2に示すのが、図 1のプローブカード Aに用いられているガイド板 1の部分 断面図である。
[0023] ガイド板 1にはプローブ Pを挿入するためのガイド穴が設けられており、ボトムガイド 板 2にはガイド穴 8、アッパーガイド板 3にはガイド穴 9がそれぞれ複数設けられて 、る 。ボトムガイド板 2に設けられたガイド穴 8は、 1段目のガイド穴 8aと 2段目のガイド穴 8 bの 2段構成となっており、 1段目のガイド穴 8aの底面には複数の 2段目のガイド穴 8b が設けられている。
[0024] 図 3の平面図に示すように、 1段目のガイド穴 8aは略矩形で、 1段目のガイド穴 8a の底面に所定の間隔で 2段目のガイド穴 8bが複数設けられている。本実施形態では 、 1個の 1段目のガイド穴 8aにっき、 9個の 2段目のガイド穴 8bが 3 X 3列で等間隔で 配置されている。
[0025] 1段目のガイド穴 8aはボトムガイド板 2に複数設けられており、隣接する 1段目のガ イド穴 8aの間には隔壁 9が形成されている。隔壁 9は、ボトムガイド板 2の補強部材と して機能し、ボトムガイド板 2の変形を防止することができる。隔壁 9の厚みは、プロ一 ブ Pのピッチとプローブ Pの径により決定される。
[0026] ガイド穴 8, 9の形成方法について説明する。まずボトムガイド板 2にザダリ加工を施 し、 1段目のガイド穴 8aおよび隔壁 9を形成する。つぎに 1段目のガイド穴 8aの底面 に所定の間隔で 2段目のガイド穴 8bを穴あけ加工により複数形成する。また、アツパ 一ガイド板のガイド穴 9は、穴あけ加工により形成する。
[0027] このように、 1段目のガイド穴 8aが従来の 1段目のガイド穴とは異なり、ザダリ加工に より形成されるので、 1段目のガイド穴 8aの加工の手間が大幅に削減できる。 2段目 のガイド穴 8bおよびガイド穴 9に付いては従来と同様の穴あけカ卩ェにより形成すれば よいので、全体の加工時間は、 35〜40%短縮可能となる。
[0028] 1個の 1段目のガイド穴 8aの底面に形成される 2段目のガイド穴 8bの数や、各ガイ ド穴の深さ、ピッチ等はプローブ Pの径ゃピッチに応じて適切に設定することができる
[0029] このように、本発明のガイド板は、ボトムガイド板のガイド穴を、 1段目のガイド穴の底 面に 2段目のガイド穴を複数形成する構成とすることにより、従来の 2段構成のガイド 穴の加工と比較して、ガイド穴の加工手間が大幅に削減でき、加工時間の大幅な短 縮を可能とする。また、加工が簡単でありながらも、隔壁によりガイド板の強度を確保 できるガイド板を実現できる。
図面の簡単な説明
[0030] [図 1]垂直型プローブカードの構造を示す断面図
[図 2]ガイド板の拡大断面図
[図 3]ガイド板に設けられたガイド穴の平面図
[図 4]ガイド板に設けられたガイド穴の斜視図 [図 5]従来の垂直型プローブカードの構造を示す断面図 [図 6]従来のガイド板の拡大断面図
符号の説明
1 ガイド板
2 ボトムガイド板
3 アッパーガイド板
4 スぺーサー
5 ワイヤ基板
6 メイン基板
6a 中心穴
7 補強板
7a 筒穴
8 ガイド穴
8a 1段目のガイド穴
8b 2段目のガイド穴
9 ガイド穴
10 隔壁
11 ワイヤー
A プローブカード
P プローブ

Claims

請求の範囲
[1] アッパーガイド板およびボトムガイド板を備えるプローブカード用ガイド板であって、 アッパーガイド板およびボトムガイド板にガイド穴が設けられ、ボトムガイド板に設けら れたガイド穴が 1段目のガイド穴および 2段目のガイド穴の 2段構成となっており、 1段 目のガイド穴の底面に複数の 2段目のガイド穴が設けられていることを特徴とするプ ローブカード用ガイド板。
[2] 上記ボトムガイド板に設けられた 1段目のガイド穴は略矩形で、 1段目のガイド穴の 底面に所定の間隔で 2段目の穴が設けられていることを特徴とする請求項 1記載の プローブ用ガイド板。
[3] 上記 1段目のガイド穴がボトムガイド板に複数設けられており、隣接する 1段目のガ イド穴の間が隔壁として機能していることを特徴とする請求項 2記載のプローブ用ガイ ド板。
[4] アッパーガイド板およびボトムガイド板を備えたガイド板の加工方法であって、ボトム ガイド板に、ザダリ加工により 1段目のガイド穴と隔壁とを形成し、穴あけカ卩ェにより 1 段目のガイド穴の底面に複数の 2段目の穴を形成することを特徴とするプローブ用ガ イド板の加工方法。
PCT/JP2006/316570 2005-08-26 2006-08-24 プローブカード用ガイド板およびその加工方法 WO2007023884A1 (ja)

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