JP2011009481A - プローブカード - Google Patents

Abstract

【課題】 顧客ニーズに対応した配線の変更が自在にできるプローブカードを提供する。
【解決手段】 中央領域に開口をもつ円盤状の配線基板１１が、突出部１２ａをもつ基板保持部材１２に装着されて保持され、プローブヘッド１３が開口で固持される。配線基板１１上面のポゴ座１４、これに電気接続する配線基板１１下面のポゴ座用接続ランド１５、配線基板１１上面のコネクタ１６、これに電気接続する配線基板１１下面のプローブ用接続ランド１７が形設されている。そして、配線基板１１と基板保持部材１２の間の空隙１２ｃに、ポゴ座用接続ランド１５とプローブ用接続ランド１７を接続するジャンパー線１８が配設してある。プローブヘッド１３のプローブ固定部１９の複数のプローブ２０はＦＰＣ２１を通しコネクタ１６に電気接続する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、半導体装置等の被検査体の電気的試験において用いられ、被検査体の端子とテスターの端子を電気接続するプローブカードに関する。

半導体集積回路（ＩＣ）のような半導体装置はＩＣチップとしてウエハ上に多数形成された段階で電気的試験（検査）が行われる。そして、その組み立て工程前にＩＣチップの動作不良のものが除去される。また、近年においてはＩＣモジュールに組み立てられた段階における検査が行われるようになっている。例えば、ウエハレベルＣＳＰ(Chip Size Package)として、ＩＣチップが形成されたウエハ上に更に配線層を形成しその配線層の上に半田ボール、半田バンプ等を形成したＩＣモジュールは、ウエハ状態での検査が行われる。更に、例えばＴＣＰ（Tape Carrier Package）のようなパッケージに実装されて成るＩＣモジュールの動作不良あるいは電気特性に関する検査が行われる。

上述した検査においては、被検査体であるＩＣの端子に押圧される複数の接触子（プローブ）が例えば円盤状の配線基板の下面に取り付けられて成るプローブカードが効果的に用いられる。このプローブカードでは、電気的検査装置のテスターの端子（例えばポゴピン）から検査用の電気信号を受ける複数のテスターランド（ポゴ座）が配線基板の上面に備えられている。そして、上記配線基板に形成されている配線パターンにより、それ等のポゴ座とプローブとが個々に対応して電気的に接続するようになっている。ここで、上記配線基板は多層配線の構造を有している。

通常では、テスター端子から伝送される電気信号は固定されている。そして、上記プローブカードには被検査体およびその検査の種類に応じた固有の多層配線構造をもつ配線基板が取り付けられている。このようなプローブカードでは、被検査体の仕様によりその端子の配置の変更あるいは端子に割り当てられる電気信号の変更が生じると、新たにその変更に合わせた異なる多層配線構造の配線基板の作製が必要になる。このために、上記プローブカードはその顧客ニーズへの迅速な対応および低コスト化が難しくなる。

そこで、配線基板から独立した絶縁体被覆の導電線（ジャンパー線）を用い、上記被検査体の仕様変更に合わせてジャンパー線の結線を簡便に行えるようにしたプローブカードが提示されている（例えば、特許文献１参照）。このようなプローブカードによれば、ジャンパー線の結線の変更により上記仕様変更に簡便に対応でき、同一の配線基板を使用することができるようになることから、プローブカード製造の納期とコストの低減が容易になる。

また、例えば高周波信号で動作する半導体装置のように被検査体の動作が高速化する場合には、従来の多層配線構造の配線基板を有するプローブカードでは正確な電気特性の検査が難しくなる。そこで、この場合においても配線基板から独立したジャンパー線を用いる構造のプローブカードがよく用いられる。ここで、ジャンパー線としては同軸ケーブルあるいは信号線−接地線対から成る複芯線が配設される（例えば、特許文献２参照）。

特開２００４−１２５５４８号公報 特開２００８−３２５３３号公報

従来技術のジャンパー線を用いたプローブカードは、所要数のジャンパー線が配線基板の上面側に配置される構造になっている。そして、このジャンパー線を介してプローブカードの互いに対応するポゴ座とプローブとが電気接続している。しかし、このようなジャンパー線を用いたプローブカードでは、被検査体の端子の数が増えてプローブの多ピン化が進んでくると、それに対応し多数のジャンパー線が配線基板の上面側に配設されるようになる。そして、配線基板の上面において、ＩＣ等の能動素子あるいは抵抗体、コンデンサ等の受動素子から成る所要の電子部品の表面実装ができなくなるという不具合が生じる。

また、上記多ピン化に伴い電気的検査装置からのテスター端子の数が増加してくると、これ等のテスター端子による配線基板のポゴ座への全接触圧が増大する。そして、例えば２０００〜４０００本のテスター端子による全接触圧は２０ｋｇ以上になる。このような接触負荷に耐えうる強度を得るために、配線基板の厚さは上述したプローブおよびテスター端子の多ピン化と共に増加することが必要になる。しかし、配線基板の厚さ増加は、その配線層間を接続するためのビアホールあるいは基板の上面から下面に貫通して形成されるスルーホールを深くし配線の寄生容量を増大させる。そして、高速動作する半導体装置のような被検査体において正確な検査が阻害されるようになる。

また、上記ジャンパー線は、プローブカードの配線基板の上面側に配置され露呈した状態になることから、電気的検査装置においてプローブカードの上方に配置されるテスターあるいは検査時に発生する被検査体からの電磁ノイズを受け易い。そして、これ等の外乱により、高速動作する半導体装置のような被検査体において正確な検査が阻害されることがある。

本発明は、上述の事情に鑑みてなされたもので、顧客ニーズに対応した配線の変更が自在にできるプローブカードを提供することを目的とする。そして、このプローブカードにおいて、プローブの多ピン化を容易にすると共に、被検査体の正確な検査を可能にすることを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明にかかるプローブカードは、被検査体の端子に接触する複数のプローブと、前記プローブが取り付けられたプローブヘッドと、検査用の電気信号を生成するテスターの端子が接触する複数のテスター端子接続部を第１主面に、前記プローブの端子が電気接続する複数のプローブ端子接続部を第２主面あるいは第１主面に備えた板状の配線基板と、前記第２主面の側から前記配線基板を保持し、前記配線基板との間に所定の空隙を形成する基板保持部材と、前記空隙内に配置され、前記複数のテスター端子接続部と前記複数のプローブ端子接続部を電気接続する絶縁体被覆の複数の導電線と、を有する構成になっている。

本発明の構成により、顧客ニーズに対応し製造における迅速で低コストのプローブカードが提供できる。また、このプローブカードにおいて、プローブの多ピン化が容易になり、その正確な検査が可能になる。

本発明の第１の実施形態にかかるプローブカードを示す模式的な断面図である。 本発明の第１の実施形態にかかるプローブカードを構成する配線基板の一例を示す上面図である。 本発明の第１の実施形態にかかるプローブカードを構成する配線基板の一例を示す下面図である。 本発明の第１の実施形態にかかるプローブカードを構成する基板保持部材の一例を示す平面図である。 本発明の第１の実施形態にかかるプローブカードの変形例を示す模式的な一部断面図である。 本発明の第２の実施形態にかかるプローブカードを示す模式的な断面図である。 本発明の第２の実施形態にかかるプローブカードを構成する配線基板の一例を示す上面図である。 本発明の第２の実施形態にかかるプローブカードを構成する配線基板の一例を示す下面図である。 本発明の第２の実施形態にかかるプローブカードの変形例を示す模式的な一部断面図である。

以下に本発明の好適な実施形態のいくつかについて図面を参照して説明する。ここで、互いに同一または類似の部分には共通の符号を付して、重複説明は一部省略される。ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは異なる。

（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態にかかるプローブカードについて図１、図２、図３および図４を参照して説明する。ここで、図１は本実施形態にかかるプローブカードを示す模式的な断面図である。そして、図２および図３は、それぞれプローブカードを構成する配線基板の一例を示す上面図および下面図である。図４はプローブカードを構成する基板保持部材の一例を示す平面図である。

図１に示すように、プローブカード１０は、例えばプリント回路基板（ＰＣＢ；Printed Circuit Board）のような板状基板から成り中央領域がくり抜かれた円盤状の配線基板１１、金属製の基板保持部材１２を有している。そして、基板保持部材１２の中央領域にプローブヘッド１３が固持されている。また、基板保持部材１２には例えばその周縁あるいは所定箇所に突出部１２ａが設けられ、これ等の突出部１２ａにおいて配線基板１１が基板保持部材１２に装着され下方から支持されるようになっている。

配線基板１１では、その上面（第１主面）の外周部に所要数のテスター端子接続部であるポゴ座１４が形成され、これ等のポゴ座１４のそれぞれに電気接続するポゴ座用接続ランド１５が、ポゴ座１４のそれぞれに例えば対向配置して配線基板１１の下面（第２主面）に取り付けられている。また、配線基板１１の上面の内周部に所要数のコネクタ１６が備えられ、その下面に、コネクタ１６に電気接続したプローブ端子接続部のプローブ用接続ランド１７がそれぞれのコネクタ１６に対向する位置に形設されている。

そして、配線基板１１の下面および基板保持部材１２の一主面１２ｂの間に形成された空隙１２ｃにおいて、それぞれのポゴ座用接続ランド１５とプローブ用接続ランド１７とを接続する所要数のジャンパー線１８が配設されている。ここで、ジャンパー線１８が配置される空隙１２ｃの空間の広さは、ジャンパー線１８の数を勘案して、基板保持部材１２の一主面１２ｂからの突出部１２ａの高さにより設定される。なお、ジャンパー線１８は、信号線のみの単芯線、同軸ケーブルもしくは信号線−接地線対から成る複芯線、あるいはフレキシブルプリント基板（ＦＰＣ；Flexible Printed Circuit）、フレキシブルフラットケーブル（ＦＦＣ；Flexible Flat Cable）、等のフレキシブルケーブルから成る。

図１に示すように、プローブヘッド１３においてプローブ固定部１９に取り付けられた複数のプローブ２０は、その基端にあるプローブの端子が例えばＦＰＣ２１を通してコネクタ１６に電気接続される。なお、プローブ２０はその先端が被検査体の端子に弾性接触する。このプローブヘッド１３では、これ等のプローブ２０はフォトリソグラフィ技術を用いた微細な金属加工により形成され、所定の傾斜角度でプローブ固定部１９に取り付けられている。上記ＦＰＣ２１は、プローブ端子接続部を構成しているコネクタ１６の上端において、例えば異方性導電フィルム（ＡＣＦ；Anisotropic Conductive Film）を介し所定の配線パターンの接続ランドに接続する。そして、その接続ランドが配線基板１１の下面にプローブ用接続ランド１７として取り出される。

このように、本実施形態のプローブカード１０は、その配線基板１１の下面と基板保持部材１２の一主面１２ｂとの間の空隙１２ｃに配置されるジャンパー線１８を介し、自在に配線基板１１のポゴ座１４とプローブ２０が電気接続できる構造になっている。ここで、ジャンパー線１８は、半田接合、接続ピンあるいはＡＣＦ等を用いて上述したポゴ座用接続ランド１５あるいはプローブ用接続ランド１７に接続される。ジャンパー線１８がフレキシブルケーブルから成る場合にはＡＣＦを用いた接続により、フレキシブルケーブル実装高さを低くできるため空隙１２ｃに配置できるフレキシブルケーブル数を増やすことができるので多ピン化への対応に有効となる。また、接続ピンを用いる場合には、配線基板１１に設けられた貫通孔に接続ピンが挿通されポゴ座１４あるいはコネクタ１６に接続する。この場合には、ポゴ座用接続ランド１５あるいはプローブ用接続ランド１７はなくてもよい。

そして、このプローブカード１０を用いた被検査体の電気的試験では、電気的検査装置のテスター端子であるポゴピンが配線基板１１の上面のポゴ座１４に圧接される。そして、テスターからの電気信号がポゴ座１４からジャンパー線１８、コネクタ１６およびＦＰＣ２１を通して、被検査体の端子に弾性接触しているプローブ２０に伝送されることになる。

次に、配線基板１１および基板保持部材１２について図２〜図４を参照した説明を加える。図２，３に示すように、配線基板１１は１枚の円盤状のプリント基板であり、その中央領域に第１開口２２が設けられた構造になっている。そして、配線基板１１の上面であってその外周部に所要数のポゴ座１４が設けられている。図２はポゴ座１４が５つの同心円に沿って配列された例である。また、配線基板１１の上面の内周部に所要数（図２では２０個）のコネクタ１６が配置され取り付けられている。

更に、例えばポゴ座１４およびコネクタ１６の配置領域の間に抵抗体、コンデンサ等の受動素子２３およびＩＣ等の能動素子２４が適宜に表面実装されている。ここで、例えばバイパスコンデンサのような受動素子２３は配線基板１１に設けられる電源配線とグランド配線（図示せず）との間に挿入され電源ノイズを除去する。また、能動素子２４は、例えば被検査体に合わせた固有の電気信号を新たに発生させる場合に適宜に取り付けられる。あるいは、応答波形補正回路のようなＩＣが取り付けられる。

そして、配線基板１１の外周部における複数の所定箇所に所要数の第１貫通孔２５が形成されている。同様に、配線基板１１の内周部における所定箇所（図２では４箇所）に第２貫通孔２６が形成されている。配線基板１１は、これ等の第１貫通孔２５および第２貫通孔２６を挿通するネジあるいはボルトにより、後述するように基板保持部材１２に装着され保持されるようになる。

一方、上記配線基板１１の下面には、その上面に配列したそれぞれのポゴ座１４に対応してポゴ座用接続ランド１５が形成されている。そして、ポゴ座用接続ランド１５は配線基板１１を貫通するスルーホール（図示せず）を介して対応するそれぞれのポゴ座１４に導通する。また、配線基板１１の内周部にはコネクタ１６から引き出されたプローブ用接続ランド１７が形成されている。

そして、図３には図示しないが、配線基板１１の下面側において図１で説明したところの所要のジャンパー線１８は、その一端がポゴ座用接続ランド１５に接続し、その他端がプローブ用接続ランド１７に接続するように配設される。このジャンパー線１８は顧客ニーズに合わせて適宜に取り付けることができる。

また、上記第１貫通孔２５が形成されているところには導電層である接地用の第１グランド層２７が形成されている。そして、これ等の第１グランド層２７は配線基板１１の周縁に沿って配設され互いに連結している。同様に、第２貫通孔２６が形成されているところに第２グランド層２８が形成されている。

上述した配線基板１１では、例えば、樹脂製の積層板の上面に銅のような金属箔から成るパッド状のポゴ座１４が形成され、その下面に同様の金属箔から成るポゴ座用接続ランド１５、およびプローブ用接続ランド１７が形成される。そして、配線基板１１の例えば内層に電源配線とグランド配線が形成される。あるいは、内層の２層にグランド配線あるいはグランド層が形成される。このようにして、配線基板１１は、上述したようなポゴ座１４の形成された配線層、内層における配線層、ポゴ座用接続ランド１５およびプローブ用接続ランド１７の形成された配線層を有する３層〜５層の配線構造の多層配線板となる。ここで、上記４層、５層の配線基板１１では例えばその厚さは２ｍｍ程度になる。

その他に、電気信号用の配線が配線基板１１の内層に配設された多層配線構造のものとなってもよい。また、電源配線あるいはグランド配線が配線基板１１の上面あるいは下面に配設され、２層配線構造になっていてもよい。

これに対し図４に示すように、基板保持部材１２は例えば肉厚が１ｍｍ程度のアルミニウム板のような金属板から成り、しかも配線基板１１に合わせた平面形状であり、その中央領域に第２開口２９が設けられた構造になっている。また、基板保持部材１２の周縁に沿って、一主面１２１から所定の高さに突出する周縁突出部１２２が設けられている。更に、基板保持部材１１の外周部の所定の箇所（図４では４箇所）に外周突出部１２３が形成され、その内周部の所定箇所に内周突出部１２４が形設されている。これ等の外周突出部１２３および内周突出部１２４は、それ等の上端面が周縁突出部１２２のそれと同じ高さ位置になるように、一主面１２１から突出して形成される。ここで、これ等の突出部は、基板保持部材１２に一体成形されると好適であるが、基板保持部材１２とは異種の導電体によりその一主面１２１上に形成されても構わない。

また、外周突出部１２３には複数の第１ネジ穴３０が設けられ、内周突出部１２４には第２ネジ穴３１が設けられている。そして、配線基板１１は、その第１貫通孔２５を挿通し上記外周突出部１２３に設けた第１ネジ穴３０に螺合するネジあるいはボルトにより、基板保持部材１２に締結される。同様に、その第２貫通孔２６を挿通し上記内周突出部１２４に設けた第２ネジ穴３１に螺合するネジあるいはボルトによって基板保持部材１２に締結される。このようにして、配線基板１１は基板保持部材１２の外周突出部１２３、内周突出部１２４、あるいは周縁突出部１２２に当接し装着され保持される。

図４で説明したところの周縁突出部１２２、外周突出部１２３および内周突出部１２４は図１で説明した突出部１２ａに相当する。そして、ジャンパー線１８の配設に必要となる空隙１２ｃを形成するように、周縁突出部１２２、外周突出部１２３および内周突出部１２４の一主面１２１からの高さが適宜に設定される。

また、この基板保持部材１２は、その中央領域にプローブヘッド１３が固持され、そのプローブ２０が第２開口２９から基板保持部材１２の底面側に突き出る構造になっている。そして、プローブ２０に接続するＦＰＣ２１が第２開口２９とプローブ固定部１９の間隙を通り抜けて、配線基板１１の第１開口２２から図２に示した配線基板１１の上面のコネクタ１６に電気接続されるようになる。

上述した基板保持部材１２では、その周縁突出部１２２および外周突出部１２３が配線基板１１の第１グランド層２７に接続する。同様に、内周突出部１２４が配線基板１１の第２グランド層２８に接続する。このようにして、基板保持部材１２は安定した接地電位に固定される。例えば、この接地電位は、テスター端子から所定のポゴ座を介し配線基板１１に形成されたグランド配線あるいはグランド層を通って第１グランド層２７および第２グランド層２８に供給される。

なお、基板保持部材１２に設けられる突出部１２ａは、図４に示すような周縁突出部１２２、外周突出部１２３および内周突出部１２４に限定されない。その他に、例えば周縁突出部１２２が全く形成されないか部分的に形設される構造であってもよい。あるいは、外周突出部１２３が基板保持部材１２の周回方向に等間隔に４箇所と異なる箇所に設けられる構造であってもよい。また、内周突出部１２４が全く形成されない構造であってもよい。何れにしても、この突出部１２ａは配線基板１１を安定的に保持でき、ジャンパー線１８を配置する空隙１２ｃを確保できるように形設されていればよい。

次に、上記プローブカード１０の変形例について図５を参照して説明する。図５は第１の実施形態にかかるプローブカードの変形例を示す模式的な一部断面図である。この変形例のプローブカード１０ａは、プローブがアーム式プローブあるいはカンチレバー式プローブとなる場合であり、その部分的な断面構造として示されている。

図５に示すように、プローブカード１０ａは、例えば円盤状のプリント基板から成る配線基板１１と金属製の基板保持部材１２を有する。そして、配線基板１１の下面の中央領域においてプローブの端子である複数のプローブ固定用端子３２が取り付けられ、それぞれにカンチレバー式のプローブ２０が植設されている。また、図１で説明したのと同様に、基板保持部材１２の周縁あるいは所定箇所に突出部１２ａが設けられ、この突出部１２ａにおいて配線基板１１が基板保持部材１２に装着され下方から支持されるようになっている。なお、上記配線基板１１ではその中央領域に第１開口２２が形成されていなくてもよい。

そして、配線基板１１の上面の外周部に所要数のポゴ座１４が形成され、これ等のポゴ座１４のそれぞれに電気接続するポゴ座用接続ランド１５が配線基板１１の下面に設けてある。また、配線基板１１の下面にプローブ用接続ランド１７が設けられている。そして、第１の実施形態の場合と同じように配線基板１１の下面および基板保持部材１２の一主面１２ｂの間に形成された空隙１２ｃにおいて、それぞれのポゴ座用接続ランド１５とプローブ用接続ランド１７とを接続する所要数のジャンパー線１８が配設されている。

図５に示すように、上記カンチレバー式のプローブ２０は、それぞれ配線基板１１の内層に配設された内層配線３３を通してプローブ用接続ランド１７に電気接続される。このプローブカード１０ａにおいても、その配線基板１１の下面と基板保持部材１２の一主面１２ｂとの間の空隙１２ｃに配置されるジャンパー線１８を介し、自在に配線基板１１のポゴ座１４とプローブ２０が電気接続できる構造になる。

その他に、図示しないプローブカード１０の変形例としては、図１で説明したようなプローブヘッド１３においてピン式の複数のプローブ２０が被検査体の端子に対して垂直に弾性接触する構造のものが挙げられる。

第１の実施形態にかかるプローブカードでは、配線基板１１の上面に電気的検査装置のテスター端子が接触するポゴ座１４が形成され、この配線基板１１が金属製の基板保持部材１２に装着され支持されるようになっている。そして、配線基板１１および基板保持部材１２の間に形成される空隙１２ｃに所要のジャンパー線１８が配置される構造になる。このようなジャンパー線１８により、配線基板１１のポゴ座１４とプローブ２０が自在に電気接続できる。但し、ジャンパー線１８による上記接続においては、配線基板１１は基板保持部材１２から脱着される。

そして、このようなプローブカードであると、被検査体の仕様によりその端子の配置等の変更が生じても配線基板１１の変更を必要とせず、顧客ニーズに対応し迅速で低コストのプローブカードが提供できる。

また、被検査体の端子数が増えてプローブの多ピン化が進み多数のジャンパー線１８が配設されるようになっても、配線基板１１の上面において、ＩＣ等の能動素子あるいは抵抗体、コンデンサ等の受動素子から成る所要の電子部品の表面実装が容易にできる。これは、ジャンパー線１８が配線基板１１の下面側に配置される構造になることによる。ここで、ジャンパー線１８の配置される配線基板１１と基板保持部材１２の間の空隙１２ｃの空間の広さは、ジャンパー線１８の数に応じて設定され充分に確保される。

また、上記ジャンパー線１８は、ポゴ座１４からコネクタ１６あるいはプローブ用接続ランド１７までを最短距離に電気接続できる。これは、顧客ニーズに合わせて被検査体の仕様変更が生じジャンパー線１８の接続するポゴ座用接続ランド１５およびプローブ用接続ランド１７の位置が種々に変わっても、確実に維持される。

また、基板保持部材１２によって配線基板１１の強度が保てるため、配線基板１１の厚みを薄くすることが容易になる。このために、配線基板１１に設けられる配線層間を接続するためのビアホールあるいはスルーホールが浅くでき配線層の寄生容量が低減される。

このようにして、テスターと被検査体の間においてプローブカードを介して所要の電気信号が容易に伝送できる。また、このプローブカードにおける伝送経路の低インピーダンス化および低リアクタンス化が可能になり、被検査体の正確な電気特性の検査が容易になる。そして、例えば高速動作する半導体装置のような被検査体において正確な検査ができる。

また、本実施形態のプローブカードは、従来技術の場合と異なり配線基板１１に配設される配線層の数を容易に抑制できる構造になることから、上記多ピン化においても配線基板１１の多層化が不要になる。このことからも本実施形態のプローブカードの更なる低コスト化が可能になる。

また、本実施形態のジャンパー線１８は、プローブカードの配線基板１１とその基板保持部材１２との間に配置され閉じ込められるようになる。このために、電気的検査装置においてプローブカードの上方に配置されるテスターからのジャンパー線１８への電磁ノイズは例えばグランド層を有する配線基板１１によりシールドされる。そして、検査時に発生する被検査体からのジャンパー線１８への電磁ノイズは基板保持部材１２により効果的にシールドされる。このようにして、電磁ノイズが効果的に遮蔽され高速動作する半導体装置のような被検査体において正確な検査が容易にできるようになる。

そして、本実施形態のプローブカードでは、基板保持部材１２によりジャンパー線１８が保護されることから、プローブカードの搬送あるいは検査使用等の取り扱い時での引っ掛け等による破損が防止される。そして、プローブカードの上述したような取り扱い作業は効率化される。

（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態にかかるプローブカードについて図６、図７、および図８を参照して説明する。ここで、図６は本実施形態にかかるプローブカードを示す模式的な断面図である。そして、図７および図８は、それぞれプローブカードを構成する配線基板の一例を示す上面図および下面図である。

図６に示すように、プローブカード４０は、例えばプリント基板から成る円盤状の第１の配線基板４１および第２の配線基板４２、並びに金属製の基板保持部材１２を有している。そして、第１の実施形態で説明したように基板保持部材１２の中央領域においてプローブヘッド１３が固持されている。ここで、基板保持部材１２には互いに高さの異なる２種類の第１の突出部１２ｄと第２の突出部１２ｅが設けられ、第２の突出部１２ｅはその上端面が第１の突出部１２ｄのそれよりも高くなるように形設されている。そして、第１の配線基板４１および第２の配線基板４２は、それぞれ第１の突出部１２ｄと第２の突出部１２ｅにより基板保持部材１２に装着され下方から支持されるようになっている。

第１の配線基板４１は、第１の実施形態で説明した配線基板１１における外周部に相当し、その上面に所要数のポゴ座１４が形成される。そして、これ等のポゴ座１４のそれぞれに電気接続するポゴ座用接続ランド１５が第１の配線基板４１の下面に取り付けられている。また、第２の配線基板４２は、第１の実施形態で説明した配線基板１１の内周部に相当し、その上面に所要数のコネクタ１６が備えられ、その下面にコネクタ１６から引き出されたプローブ用接続ランド１７が形設されている。

そして、第１の配線基板４１の下面および基板保持部材１２の一主面１２ｂの間、更には第２の配線基板４２の下面および基板保持部材１２の一主面１２ｂの間に空隙１２ｃが形成されるようになっている。ここで、第２の配線基板４２の下面および基板保持部材１２の一主面１２ｂの間の空隙１２ｃにおける高さは、第１の配線基板４１の下面および基板保持部材１２の一主面１２ｂの間の空隙１２ｃのそれより大きくなる。これは、第２の突出部１２ｅが第１の突出部１２ｄよりも高くなるように形設されることに対応する。

上述したような空隙１２ｃにおいて、第１の実施形態で説明したのと同様に、それぞれのポゴ座用接続ランド１５とプローブ用接続ランド１７とを接続する所要数のジャンパー線１８が配設されている。この場合も、ジャンパー線１８が配置される空隙１２ｃは、それぞれ第１の突出部１２ｄおよび第２の突出部１２ｅの上端面の高さにより決められる。そして、図６に示すように、第１の実施形態で説明したのと同様なプローブヘッド１３においてプローブ固定部１９に取り付けられた複数のプローブ２０は例えばＦＰＣ２１を通してコネクタ１６に電気接続される。

このように、本実施形態のプローブカード４０では、その第１の配線基板４１の下面および基板保持部材１２の一主面１２ｂ間の空隙１２ｃよりも、その第２の配線基板４２の下面および基板保持部材１２の一主面１２ｂ間の空隙１２ｃが高さ方向に大きな拡がりを有する。そして、これ等の空隙１２ｃに配置されるジャンパー線１８を介し、第１の実施形態の場合と同様に、配線基板１１のポゴ座１４とプローブ２０が自在に電気接続できる構造になっている。

第１の実施形態の配線基板１１と基板保持部材１２との間に形成される空隙１２ｃに配置されるジャンパー線１８は、配線基板１１の内周部のプローブ用接続ランド１７に近い方が外周部のポゴ座用接続ランド１５の方よりも高空間密度に配設されるようになっていた。これは、この場合の空隙１２ｃは必然的に内周部の方が外周部より狭空間になるためである。これに対して、第２の実施形態では、上記内周部に相当する第２の配線基板４２の下面および基板保持部材１２の一主面１２ｂ間の空隙１２ｃの高さが、上記外周部に相当する第１の配線基板４１の下面および基板保持部材１２の一主面１２ｂ間の空隙１２ｃのそれよりも大きくなるように設定される。そして、ジャンパー線１８の配置において、プローブ用接続ランド１７に近い方での高空間密度化が防止される。

なお、第１の実施形態で説明したのと同様なジャンパー線１８は、半田接合、接続ピンあるいはＡＣＦ等を用いてポゴ座用接続ランド１５あるいはプローブ用接続ランド１７に接続される。そして、ポゴ座１４とコネクタ１６とを電気接続する。ここで、第１の実施形態の場合と同様に、ジャンパー線１８がフレキシブルケーブルから成る場合にはＡＣＦを用いた接続により、フレキシブルケーブル実装高さを低くできるため空隙１２ｃに配置できるフレキシブルケーブル数を増やすことができるので多ピン化への対応に有効となる。また、接続ピンを用いる場合には、配線基板１１に設けられた貫通孔に接続ピンが挿通されポゴ座１４あるいはコネクタ１６に接続する。

このプローブカード４０を用いた被検査体の電気的試験では、第１の実施形態で説明したのと同様に電気的検査装置のテスター端子であるポゴピンが第１の配線基板４１の上面のポゴ座１４に圧接される。そして、テスターからの電気信号がポゴ座１４からジャンパー線１８、コネクタ１６およびＦＰＣ２１を通して、被検査体の端子に弾性接触しているプローブ２０に伝送される。

次に、第１の配線基板４１および第２の配線基板４２について図７および図８を参照した説明を加える。図７，８に示すように、第１の配線基板４１と第２の配線基板４２は、例えば第１の実施形態で説明したような配線基板１１を２つに分割して得られるような構造になっている。ここで、配線基板１１は、そのポゴ座１４が配列された外周部とプローブ用接続ランド１７が配設された内周部の間の同心円周４３に沿って、例えばルータカットされると好適である。但し、このような２分割により配線基板１１の内層の配線は切断されないように予め配設されているのが好ましい。なお、第２の配線基板４２の内層に配設される電源配線およびグランド配線は、第１の配線基板４１のポゴ座用接続ランド１５に接続される所定のジャンパー線１８を通して電源電位および接地電位に固定されることになる。

上記ルータカット方式では、配線基板１１の分割時における機械的な応力が小さく、配線基板への損傷がほとんど生じない。また、その切断面が急峻でありバリ取りが必要でなく、配線基板１１の分割による第１の配線基板４１と第２の配線基板４２の作製における作業性が極めてよい。

図７および図８で示した第１の配線基板４１は図２および図３で説明した配線基板１１の外周部と同じであり、第２の配線基板４２は配線基板１１の内周部と同じである。ここで、例えば第１の配線基板４１の外径をΦ３００ｍｍとすると第２の配線基板４２の外径はΦ２００ｍｍ程度になる。なお、その他の構造は第１の実施形態で説明した通りであり詳細な説明は省略する。

また、第２の実施形態における基板保持部材１２は、例えばアルミニウム板のような金属板から成り、第１の配線基板４１と第２の配線基板４２を合わせた平面形状になる。そして、この場合の基板保持部材１２は、図４で説明したのと一部を除いてほぼ同じに構造になる。以下、主に第１の実施形態の場合と異にするところを説明する。

図４において、基板保持部材１２の周縁に沿って設けられる周縁突出部１２２と、基板保持部材１２の外周部の所定の箇所（図４では４箇所）に設けられる外周突出部１２３は、それ等の上端面の一主面１２１からの高さ位置がほぼ同じに形設されている。そして、基板保持部材１２の内周部の所定箇所（図４では４箇所）に設けられる内周突出部１２４は、その上端面の高さ位置が上記周縁突出部１２２および外周突出部１２３のそれよりも上方になるように形設されている。例えば、周縁突出部１２２および外周突出部１２３の上端面の一主面１２１からの高さを2ｍｍ〜４ｍｍ程度にすると、内周突出部１２４のそれは例えば５ｍｍ〜１０ｍｍ程度になる。

このようにして、図６で説明した第１の突出部１２ｄが周縁突出部１２２、外周突出部１２３等により構成される。同様に、第２の突出部１２ｅが内周突出部１２４により構成される。ここで、このような基板保持部材１２は一体成形されると好適であるが、これ等の突出部は基板保持部材１２とは異種の導電体によりその一主面１２１上に形成されても構わない。

なお、基板保持部材１２において、図４に示した周縁突出部１２２は全く形成されないか部分的に形設される構造であってもよい。あるいは、外周突出部１２３が基板保持部材１２の周回方向に等間隔に４箇所と異なる箇所に設けられる構造であってもよい。また、内周突出部１２４が４箇所と異なる箇所に設けられる構造であってもよい。何れにしても、第１の突出部１２ｄは第１の配線基板４１を安定的に保持でき、第２の突出部１２ｅは第２の配線基板４２を安定的に保持できるように形設されていればよい。

次に、上記プローブカード４０の変形例について図９を参照して説明する。図９は第２の実施形態にかかるプローブカードの変形例を示す模式的な一部断面図である。この変形例のプローブカード４０ａは、プローブがアーム式プローブあるいはカンチレバー式プローブとなる場合であり、その部分的な断面図として示されている。

図９に示すように、プローブカード４０ａは、例えばその内周部がくり抜かれた円盤状のプリント基板から成る第１の配線基板４１、上記内周部に配置される第２の配線基板４２、および金属製の基板保持部材１２を有する。そして、第２の配線基板４２の下面の中央領域において複数のプローブ固定用端子３２が取り付けられ、それぞれにカンチレバー式のプローブ２０が植設されている。また、図６で説明したのと同様に、基板保持部材１２の周縁あるいは所定箇所に第１の突出部１２ｄが設けられ、この第１の突出部１２ｄにおいて第１の配線基板４１が基板保持部材１２に装着され下方から支持されるようになっている。

更に、図示しないが例えば図４に示した内周突出部１２４において第２の配線基板４２が基板保持部材１２に装着され下方から支持されるようになっている。ここで、内周突出部１２４は第２の突出部１２ｅとしてその上端面が第１の突出部１２ｄのそれよりも高くなるように形設される。なお、第２の配線基板４２ではその中央領域に第１開口２２が形成されていなくてもよい。

第１の配線基板４１は、図６で説明したのと同様にその上面に所要数のポゴ座１４が形成され、これ等のポゴ座１４のそれぞれに電気接続するポゴ座用接続ランド１５が第１の配線基板４１の下面に取り付けられている。また、第２の配線基板４２のプローブ用接続ランド１７が形設されている。そして、第１の配線基板４１の下面および基板保持部材１２の一主面１２ｂの間、更には第２の配線基板４２の下面および基板保持部材１２の一主面１２ｂの間に空隙１２ｃが形成される。これ等の空隙１２ｃにおいて、それぞれのポゴ座用接続ランド１５とプローブ用接続ランド１７とを接続する所要数のジャンパー線１８が配設される。

図９に示すように、上記カンチレバー式のプローブ２０は、それぞれ第２の配線基板４２の内層に配設された内層配線３３を通してプローブ用接続ランド１７に電気接続されている。そして、プローブカード４０ａにおいても、上述したような空隙１２ｃに配置されるジャンパー線１８を介し、自在にポゴ座１４とプローブ２０が電気接続される構造になる。

その他に、図示しないプローブカード４０の変形例としては、図６で説明したようなプローブヘッド１３においてピン式の複数のプローブ２０が被検査体の端子に対して垂直に弾性接触する構造のものが挙げられる。

第２の実施形態では、第１の実施形態で説明したのと同様な作用効果が奏される。また、この実施形態では、第１の実施形態の場合に較べて、ジャンパー線１８の空隙１２ｃ内での配設の空間密度を配線基板の外周部から内周部に亘り均一化することが容易になる。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、上述した実施形態は本発明を限定するものでない。当業者にあっては、具体的な実施態様において本発明の技術思想および技術範囲から逸脱せずに種々の変形・変更を加えることが可能である。

例えば、上記被検査体は、半導体装置の他に液晶パネル、多層配線構造に形成された回路基板等であっても構わない。

また、配線基板および基板保持基板は、その平面形状が円形以外に例えば楕円形、方形、多角形等のものであってもよい。

また、配線基板の上面のテスター端子接続部となるポゴ座は、配線基板の外周部に限定されることなく、その一部が内周部に配置されるようになっていてもよい。

また、基板保持部材は、上述したネジ／ボルトによる締結以外に、例えば基板保持部材と配線基板との間の装着と脱着が可能な例えばクランプ等の係合手段が備えられた構造になっていてもよい。そして、基板保持部材は配線基板の着脱自在な構造になっていると好適である。

また、基板保持部材は、金属製に限定されることなく、その他に半導体材質あるいは絶縁体材質であっても構わない。ここで、絶縁性樹脂のような材料から構成される場合には、その内層にシールド層が形成されていると好適である。

最後に、本発明にかかるプローブカードは、例えばウエハ状態におけるＩＣのバーンインテストにも有用であることに言及しておく。なお、このバーンインテストではウエハは室温以上の所定温度に昇温される。

１０，１０ａ，４０，４０ａ…プローブカード，１１…配線基板，１２…基板保持部材，１２ａ…突出部，１２ｂ，１２１…一主面，１２ｃ…空隙，１２ｄ…第１の突出部，１２ｅ…第２の突出部，１２２…周縁突出部，１２３…外周突出部，１２４…内周突出部，１３…プローブヘッド，１４…ポゴ座，１５…ポゴ座用接続ランド，１６…コネクタ，１７…プローブ用接続ランド，１８…ジャンパー線，１９…プローブ固定部，２０…プローブ，２１…ＦＰＣ，２２…第１開口，２３…受動素子，２４…能動素子，２５…第１貫通孔，２６…第２貫通孔，２７…第１グランド層，２８…第２グランド層，２９…第２開口，３０…第１ネジ穴，３１…第２ネジ穴，３２…プローブ固定用端子，３３…内層配線，４１…第１の配線基板，４２…第２の配線基板，４３…同心円周

Claims (9)

1. 被検査体の端子に接触する複数のプローブと、
   前記プローブが取り付けられたプローブヘッドと、
   検査用の電気信号を生成するテスターの端子が接触する複数のテスター端子接続部を第１主面に、前記プローブの端子が電気接続する複数のプローブ端子接続部を第２主面あるいは第１主面に備えた板状の配線基板と、
   前記第２主面の側から前記配線基板を保持し、前記配線基板との間に所定の空隙を形成する基板保持部材と、
   前記空隙内に配置され、前記複数のテスター端子接続部と前記複数のプローブ端子接続部を電気接続する絶縁体被覆の複数の導電線と、
   を有することを特徴とするプローブカード。
2. 前記配線基板は、前記複数のテスター端子接続部が形成された第1の配線基板と、前記複数のプローブ端子接続部が形成された第２の配線基板とにより構成され、
   前記第２の配線基板と前記基板保持部材との間に形成される空隙の高さが、前記第１の配線基板と前記基板保持部材との間の空隙の高さよりも大きいことを特徴とする請求項１に記載のプローブカード。
3. 前記基板保持部材は前記配線基板を着脱自在に保持することを特徴とする請求項１又は２に記載のプローブカード。
4. 前記基板保持部材は、その所定の箇所に形成された突出部を有し、前記突出部の上端面が前記配線基板の第２主面に当接して前記配線基板を保持することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項に記載のプローブカード。
5. 前記第２の配線基板を保持する前記突出部が、前記第１の配線基板を保持する前記突出部より高くなっていることを特徴とする請求項４に記載のプローブカード。
6. 前記配線基板は前記突出部の上端面に締結されていることを特徴とする請求項４又は５に記載のプローブカード。
7. 前記基板保持部材は、金属製であり、前記突出部の上端面がその当接する前記配線基板の第２主面に形成された導電層に接続し、接地電位に固定されていることを特徴とする請求項６に記載のプローブカード。
8. 前記基板保持部材は前記プローブヘッドを固持することを特徴とする請求項１ないし７のいずれか一項に記載のプローブカード。
9. 前記プローブは、フォトリソグラフィ技術を用いた金属加工を通して前記プローブヘッドに取り付けられ、フレキシブルプリント基板を介して前記プローブ端子接続部に電気接続していることを特徴とする請求項１ないし８のいずれか一項に記載のプローブカード。

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