JP2006071357A - Manufacturing method of probe needle and probe card - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、半導体装置の製造工程における検査工程で主に使用するプローブカードに関するものであり、特にそのプローブカードに使用されるプローブ針に関するものである。 The present invention relates to a probe card mainly used in an inspection process in a manufacturing process of a semiconductor device, and more particularly to a probe needle used in the probe card.
近年、半導体デバイスの高集積化、微細化にともない、ボンディングパッドあるいは検査用パッドの間隔が狭くなり、かつパッド数も増加している。この結果、プローブカードに搭載されるプローブ針も密集することとなる。また、検査コストを低減するために複数の半導体デバイスを同時に検査することも行われるため、1つのプローブカードに搭載されるプローブ針の本数がさらに増大し、かつ密集度も上がっている。このような状況では、検査時に近接するプローブ針が互いに影響しあい、クロストーク等のノイズが発生する。そこで、密集度を低下させることなく、ノイズの影響を抑制し得るプローブ針が必要となっている。 In recent years, with the high integration and miniaturization of semiconductor devices, the distance between bonding pads or inspection pads has become narrower and the number of pads has increased. As a result, the probe needles mounted on the probe card are also densely packed. In addition, since a plurality of semiconductor devices are inspected at the same time in order to reduce the inspection cost, the number of probe needles mounted on one probe card is further increased and the density is increased. In such a situation, adjacent probe needles influence each other during inspection, and noise such as crosstalk is generated. Therefore, there is a need for a probe needle that can suppress the influence of noise without reducing the density.
カンチレバー方式のプローブ針を備えたプローブカードは、基板上に多数本のプローブ針が放射状に配置される。各プローブ針の基端は、基板上に半田付けされ、先端部は先端位置固定部材により基板から持ち上げた状態で保持される。そして、各プローブ針の先端部が、放射状に位置するプローブ針群の中心部で、半導体デバイスのパッドに押し当てられて、当該デバイスの検査が行われる。 A probe card having cantilever type probe needles has a large number of probe needles arranged radially on a substrate. The proximal end of each probe needle is soldered onto the substrate, and the distal end is held in a state where it is lifted from the substrate by the distal position fixing member. Then, the tip of each probe needle is pressed against the pad of the semiconductor device at the center of the probe needle group located radially, and the device is inspected.
このようなプローブカードでは、プローブ針の本数が増大すると、近接するプローブ針が互いに影響しあって、クロストーク等のノイズを拾いやすくなる。また、複数の半導体デバイスを同時に検査するようなプローブカードでは、プローブ針が上下方向に近接して配置される場合もあり、さらにノイズを拾いやすくなっている。 In such a probe card, when the number of probe needles increases, adjacent probe needles influence each other, and it becomes easy to pick up noise such as crosstalk. Further, in a probe card that simultaneously inspects a plurality of semiconductor devices, probe needles may be arranged close to each other in the vertical direction, and noise is easily picked up.
従って、このようなノイズにより、検査精度の低下を来たしたり、あるいは再検査が必要となって検査時間の増大を招いている。
このようなプローブ針によるノイズの影響を低減するために、同軸構造のプローブ針を使用したプローブカードが提案されている。この同軸構造のプローブ針は、中心導体の中間部を絶縁チューブで被覆し、さらにその周囲を導電性の金属チューブにてなる外部導体で被覆したものである。
Therefore, due to such noise, the inspection accuracy is lowered, or a re-inspection is required, resulting in an increase in inspection time.
In order to reduce the influence of noise caused by such probe needles, a probe card using a coaxial probe needle has been proposed. In this probe needle having a coaxial structure, an intermediate portion of a central conductor is covered with an insulating tube, and the periphery thereof is covered with an outer conductor made of a conductive metal tube.
そして、外部導体の両端部を基板上の接地配線に接続することにより、外部導体がシールド層として作用するため、ノイズの影響を低減することが可能となる。
特許文献1,2には、同軸構造のプローブ針を使用したプローブカードが開示されている。
上記のような従来の同軸構造のプローブ針は、中心導体の直径が130μm以上であり、通常は150μmである。そして、絶縁チューブで被覆すると直径が170μmとなり、さらに外部導体で被覆すると、直径が200μm程度増大する。従って、絶縁チューブで被覆した通常のプローブ針に対し、同軸針は2倍若しくはそれ以上の直径となる。 In the conventional probe needle having the coaxial structure as described above, the diameter of the central conductor is 130 μm or more, and usually 150 μm. When covered with an insulating tube, the diameter becomes 170 μm, and when covered with an external conductor, the diameter increases by about 200 μm. Therefore, the diameter of the coaxial needle is twice or more than that of a normal probe needle covered with an insulating tube.
従って、すべてのプローブ針を同軸構造とすることはできず、特にノイズ対策を必要とする一部についてのみ、同軸構造のプローブ針を使用していた。
ところが、このような同軸針は径が大きくなるため、通常の針間隔より大きな間隔を確保する必要があるとともに、径の相違によりパッドを押圧する力が通常のプローブ針と異なるため、その針跡管理が煩雑となる。
Therefore, not all probe needles can have a coaxial structure, and the probe needles having a coaxial structure have been used only for a part requiring noise countermeasures.
However, since the diameter of such a coaxial needle is large, it is necessary to secure a larger interval than the normal needle interval, and the force for pressing the pad is different from the normal probe needle due to the difference in the diameter, so the needle trace is Management becomes complicated.
また、同軸構造のプローブ針は、通常のプローブ針と直径が大きく異なるため、通常のプローブ針と同一の針立てルールでプローブカードに取着することはできず、別のルールで行う必要がある。従って、プローブカードの組み立て作業が煩雑となるという問題点がある。 In addition, since the probe needle of the coaxial structure is greatly different from the diameter of the normal probe needle, it cannot be attached to the probe card with the same needle standing rule as the normal probe needle, and it is necessary to use a different rule. . Therefore, there is a problem that the assembly work of the probe card becomes complicated.
この発明の目的は、ノイズの影響を低減し得る同軸構成でありながら、プローブカードの組み立てを容易に行い得るプローブ針を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a probe needle capable of easily assembling a probe card while having a coaxial configuration capable of reducing the influence of noise.
上記目的は、中心導体を絶縁チューブで被覆し、該絶縁チューブの周囲に導電層を形成して同軸構造とするプローブ針の製造方法であって、前記導電層は、導電物質の微粒子を前記絶縁チューブの周囲に被膜状に積層させて形成するプローブ針の製造方法により達成される。 The above object is a method of manufacturing a probe needle in which a central conductor is covered with an insulating tube, and a conductive layer is formed around the insulating tube to form a coaxial structure. This is achieved by a method of manufacturing a probe needle formed by laminating a film around the tube.
本発明によれば、ノイズの影響を低減し得る同軸構成でありながら、プローブカードの組み立てを容易に行い得るプローブ針を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the probe needle which can assemble a probe card easily can be provided, although it is the coaxial structure which can reduce the influence of noise.
(第一の実施の形態)
以下、この発明を具体化した一実施の形態を図面に従って説明する。図1及び図2に示すプローブカードは、円板状の基板1上に多数本のプローブ針2が基板1の中心部から外周に向かって放射状に配置される。
(First embodiment)
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the probe card shown in FIGS. 1 and 2, a large number of
各プローブ針2の基端部は、基板1の針立て部3に半田付けされ、先端部は基板1の中心部で合成樹脂にてなる固定部材4に保持されている。従って、各プローブ針2は先端部が基板1の中央部に密集し、基端から先端に向かって基板から立ち上がるカンチレバー構造となっている。
The proximal end portion of each
前記プローブ針2の具体的構成及びその製造方法を図3に従って説明する。図3(a)に示すプローブ針2の中心導体5は、タングステンで形成され、その直径は130μmである。また、先端部は先端に向かって先細となるように成形される。
A specific configuration of the
次いで、同図(b)に示すように、前記中心導体5の中間部が絶縁チューブ6で被覆される。絶縁チューブ6で被覆することにより、直径は150μmとなる。
次いで、同図(c)に示すように、先端部側の絶縁チューブ6をわずかに残して、中心導体5を溶剤Lに浸す。この溶剤Lは、導電物質である微細なフレーク状の銀粉末を、ハイポリマーアクリル樹脂をバインダーにして、酢酸エチルあるいは酢酸ブチル等の溶剤とともに練り分散を行った一液性常温硬化型の銀系導電接着剤である。
Next, as shown in FIG. 2B, the intermediate portion of the
Next, as shown in FIG. 2C, the
この後、同図(d)に示すように、中心導体5を溶剤から取り出して乾燥させることにより、絶縁チューブ6を覆うように10μmの膜圧の導電層7が形成される。この膜圧は、溶剤の温度、導電物質と溶剤との組成(割合)に基づく溶剤の粘性、溶剤からの引き上げ速度及び乾燥工程での温度、湿度により調整可能である。
Thereafter, as shown in FIG. 4D, the
次いで、同図(e)に示すように、中心導体5の基端部を前記導電物質を混ぜていない溶剤Mに浸して、導電層7を除去し、同図(f)に示すように、基端側の絶縁チューブ6を露出させる。このような工程により、同軸構成のプローブ針2が形成され、その直径は170μmとなる。
Next, as shown in FIG. 5E, the base end portion of the
このように構成されたプローブ針2を基板1に搭載するには、図4に示すように、プローブ針2の先端部を固定部材4に取着し、その固定部材4を基板1に取着する。そして、プローブ針2の基端を基板1に半田付けし、導電層7の両端部を基板1上の接地配線8に半田付けあるいは導電性接着剤により接続する。
In order to mount the
なお、接地配線8は基板1中心部の透孔9から前記固定部材4の側面にかけて銅箔を貼ることにより、導電層7の先端側近傍まで延設され、その接地配線8と導電層7の先端部とが接続される。
The ground wiring 8 is extended to the vicinity of the front end side of the
上記のようなプローブ針の製造方法により、次に示す作用効果を得ることができる。
(1)同軸構造のプローブ針2を、絶縁チューブ6で被覆した通常のプローブ針とほぼ同等の径で形成することができる。
(2)同軸構造のプローブ針2を通常のプローブ針とほぼ等しい径で形成することができるので、すべてのプローブ針を同軸針とすることができる。
(3)基板に搭載するプローブ針をすべて同軸針とすることができるので、ノイズの影響を受けにくいプローブカードを形成することができる。
(4)同軸構造のプローブ針2を通常のプローブ針とほぼ等しい径で形成することができるので、通常の針立てルールと同様なルールで、同軸針を基板上に搭載することができる。従って、プローブカードの組み立てを容易に行うことができる。
(第二の実施の形態)
図5は、第二の実施の形態を示す。この実施の形態は、絶縁チューブ6で被覆する部分の中心導体5の直径を小さくすることにより、プローブ針2の直径を小さくしようとするものである。
The following effects can be obtained by the probe needle manufacturing method as described above.
(1) The
(2) Since the
(3) Since all the probe needles mounted on the substrate can be coaxial needles, a probe card that is less susceptible to noise can be formed.
(4) Since the
(Second embodiment)
FIG. 5 shows a second embodiment. In this embodiment, the diameter of the
すなわち、絶縁チューブ6で被覆する部分を縮径部10とする。この縮径部10は、導電層7の厚さを前記第一の実施の形態と同様に10μmとすれば、中心導体5の他の部分より20μ小さい直径で形成する。
That is, the portion covered with the insulating
このような構成とすることにより、絶縁チューブ6及び導電層7で被覆した後の直径は、絶縁チューブ6のみで被覆した従来のプローブ針と同等となる。従って、従来のプローブ針と同様な針立てルールでプローブカードを組み立てることができる。
By adopting such a configuration, the diameter after being covered with the insulating
また、固定部材4で固定する部分及び先端部の径を変更しないので、従来のプローブ針と同等の耐久性、針圧、接触性等を得ることができる。
上記実施の形態は、次に示すように変更してもよい。
・前記導電物質は、銅、銅合金、銀、ニッケル、半田等の低融点合金の微粒子、酸化亜鉛、酸化インビジウム等の金属酸化物微粒子、各種カーボンブラック、ポリピロールやポリアニリン等の導電性ポリマー粒子、金属で被覆したポリマー微粒子、貴金属で被覆した銅や銀の微粒子、金属繊維、炭素繊維等を使用してもよい。その他、すず、鉛、亜鉛、鉄、りん、珪素、クロム、ビスマス、カドミウム、チタン、マグネシウム、アルミニウム、ひ素、アンチモン、モリブデン、コバルト等でもよい。
・前記導電層7は、導電物質を混ぜた溶剤を絶縁チューブ6の周囲に塗布し、次いで乾燥させることにより形成してもよい。
・前記導電層7は、気相蒸着法により導電物質を絶縁チューブ6の周囲に積層させるようにしてもよい。
Further, since the diameter of the portion fixed by the fixing
The above embodiment may be modified as follows.
-The conductive material is fine particles of low melting point alloy such as copper, copper alloy, silver, nickel, solder, metal oxide fine particles such as zinc oxide and inbidium oxide, various carbon black, conductive polymer particles such as polypyrrole and polyaniline, Polymer fine particles coated with metal, copper or silver fine particles coated with noble metal, metal fibers, carbon fibers, and the like may be used. In addition, tin, lead, zinc, iron, phosphorus, silicon, chromium, bismuth, cadmium, titanium, magnesium, aluminum, arsenic, antimony, molybdenum, cobalt, and the like may be used.
The
The
1 基板
2 プローブ針
5 中心導体
6 絶縁チューブ
7 導電層
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記導電層は、導電物質の微粒子を前記絶縁チューブの周囲に被膜状に積層させて形成することを特徴とするプローブ針の製造方法。 A method of manufacturing a probe needle in which a central conductor is covered with an insulating tube and a conductive layer is formed around the insulating tube to form a coaxial structure.
The method of manufacturing a probe needle, wherein the conductive layer is formed by laminating fine particles of a conductive material in a film shape around the insulating tube.
前記導電層は、導電物質を混ぜた第一の溶剤に前記中心導体を浸し、次いで該溶剤から引き出して乾燥させて形成することを特徴とするプローブ針の製造方法。 A method of manufacturing a probe needle in which a central conductor is covered with an insulating tube and a conductive layer is formed around the insulating tube to form a coaxial structure.
The method for manufacturing a probe needle is characterized in that the conductive layer is formed by immersing the central conductor in a first solvent mixed with a conductive material, and then pulling it out from the solvent and drying it.
前記導電層は、導電物質を前記絶縁チューブの周囲に塗布して形成することを特徴とするプローブ針の製造方法。 A method of manufacturing a probe needle in which a central conductor is covered with an insulating tube and a conductive layer is formed around the insulating tube to form a coaxial structure.
The method of manufacturing a probe needle, wherein the conductive layer is formed by applying a conductive material around the insulating tube.
前記導電層は、導電物質を前記絶縁チューブの周囲に気相蒸着法により積層させることを特徴とするプローブ針の製造方法。 A method of manufacturing a probe needle in which a central conductor is covered with an insulating tube and a conductive layer is formed around the insulating tube to form a coaxial structure.
The method of manufacturing a probe needle, wherein the conductive layer is formed by laminating a conductive material around the insulating tube by vapor deposition.
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