JP2011112517A - プローブカード及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 プローブを修復する際に、プローブ基板を容易に取り外すことができるプローブカード及びその製造方法を提供する。
【解決手段】 第１面にコンタクトプローブ１１が形成され、第２面に樹脂層４０ｂが形成されたプローブ基板１２と、プローブ基板１２の第２面と間隔を空けて対向するＳＴ基板２０と、プローブ基板１２及びＳＴ基板２０に挟持された点在する３以上のスタッドバンプ２３により構成される。プローブ基板１２及びＳＴ基板２０は、スタッドバンプ２３を樹脂層４０ｂに押接させた状態で、固定されている。
【選択図】 図４

Description

本発明は、プローブカード及びその製造方法に係り、さらに詳しくは、コンタクトプローブが形成されたプローブ基板と配線基板とが固定されるプローブカード及びその製造方法に関する。

半導体装置の製造工程には、半導体ウエハなどの検査基板上に形成された電子回路の電気的特性を検査する検査工程がある。この電気的特性の検査は、検査対象とする電子回路にテスト信号を入力し、その応答を検出するテスター装置を用いて行われる。通常、テスター装置から出力されたテスト信号は、プローブカードを介して検査基板上の電子回路に伝達される。プローブカードは、電子回路の微小な端子電極に接触させてテスト信号を伝達する多数のコンタクトプローブと、これらのコンタクトプローブとテスター装置とを導通させる配線基板からなる。

一般に、プローブカードは、多数のコンタクトプローブと多数の外部端子とが共通の配線基板上に形成され、配線基板上の配線パターンを介して、対応するコンタクトプローブ及び外部端子を導通させている。コンタクトプローブは、電子回路の端子電極に接触させるための探針であり、端子電極と同一のピッチで配設されている。一方、外部端子は、テスター装置を接続するための入出力端子であり、コンタクトプローブよりも広いピッチで配設されている。

近年、電子回路は、微細加工技術の進歩によって集積度が向上し、端子電極の配置が狭ピッチ化される傾向にある。このため、例えば、コンタクトプローブをプローブ基板上に配設する一方、外部端子はプローブ基板よりも大きなメイン基板上に配設されるようになってきた。この様なプローブカードでは、プローブ基板及びメイン基板間において配線ピッチを拡大させるために、ＳＴ（スペーストランスフォーマ）基板が用いられる場合がある。

ここで、一方の主面上にだけコンタクトプローブが形成されたプローブ基板をプローブタイルと呼ぶと、ＳＴ基板は、複数のプローブタイルに共通の配線基板である。各プローブタイルは、検査基板上の電子回路に合わせた配置態様でＳＴ基板に固定され、プローブタイル上の端子電極とＳＴ基板上の端子電極とをワイヤボンディングすることによってコンタクトプローブ及び外部端子を導通させている。通常、各プローブタイルは、プローブ基板に合わせた形状及びサイズに切断された接着シートを用いてＳＴ基板に固定される。

上述した様な従来のプローブカードでは、不具合の生じたプローブタイルを取り外してＳＴ基板をリペアする際に、接着剤がＳＴ基板上に残るので、ＳＴ基板の再利用が困難であった。また、プローブタイルが接着シートによってＳＴ基板に強固に固定されているために、プローブタイルを剥し難いという問題があった。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、プローブ基板が固定された配線基板を再利用することができるプローブカード及びその製造方法を提供することを目的としている。特に、プローブ基板を配線基板から剥し易くした上で、プローブ基板を取り外した際に、配線基板上に接着剤が残るのを抑制することができるプローブカード及びその製造方法を提供することを目的としている。

第１の本発明によるプローブカードは、第１面にコンタクトプローブが形成され、第２面に樹脂層が形成されたプローブ基板と、上記プローブ基板の第２面と間隔を空けて対向する配線基板と、上記プローブ基板及び上記配線基板に挟持された点在する３以上のバンプにより構成される。上記プローブ基板及び上記配線基板は、上記バンプを上記樹脂層に押接させた状態で、固定されている。

この様な構成によれば、樹脂層が形成されたプローブ基板の第２面と間隔を空けて配線基板を対向させるので、プローブ基板を配線基板から取り外した際に、接着剤が配線基板上に残るのを抑制することができる。また、点在するバンプ間の空隙によって接着力が低減されるので、プローブ基板を配線基板に直接に接着する場合に比べて、プローブ基板を剥し易くすることができる。さらに、点在するバンプ間の空隙に所定の部材を押し込むことによって、プローブ基板を配線基板から剥離させることができるので、プローブ基板を配線基板から取り外す際の作業効率を向上させることができる。

第２の本発明によるプローブカードは、上記構成に加え、上記配線基板には、金属膜が形成されており、上記バンプが、上記金属膜に接合された金属バンプであるように構成される。この様な構成によれば、配線基板上に固定させたバンプを容易に除去することができるので、配線基板を再利用する際の作業効率を向上させることができる。

第３の本発明によるプローブカードは、上記構成に加え、上記配線基板には、上記プローブ基板の取付領域の外に端子電極が形成されており、上記コンタクトプローブが、上記端子電極とワイヤによりボンディングされているように構成される。

第４の本発明によるプローブカードの製造方法は、コンタクトプローブをプローブ基板の第１面に形成するステップと、接着層を上記プローブ基板の第２面に形成するステップと、３以上のバンプを配線基板上に固定するステップと、上記プローブ基板及び上記配線基板を互いに近づけ、上記バンプを上記接着層に押接させた状態で、上記プローブ基板を上記配線基板に固定するステップとを備えて構成される。

本発明によるプローブカード及びその製造方法によれば、樹脂層が形成されたプローブ基板の第２面と間隔を空けて配線基板を対向させるので、プローブ基板を配線基板から取り外した際に、接着剤が配線基板上に残るのを抑制することができる。従って、プローブ基板が固定された配線基板を再利用することができる。また、点在するバンプ間の空隙によって接着力が低減されるので、プローブ基板を剥し易くすることができる。

本発明の実施の形態によるプローブカードの概略構成の一例を示した図であり、複数のプローブタイル１０が固定されたプローブカード１００が示されている。 図１のプローブカード１００の要部における構成例を示した平面図であり、ＳＴ基板２０上のプローブタイル１０が示されている。 図１のプローブカード１００の製造方法の一例を示した分解斜視図であり、プローブタイル１０をＳＴ基板２０に固定する工程が示されている。 図１のプローブカード１００の要部における構成例を示した断面図であり、プローブタイル１０が固定されたＳＴ基板２０の垂直面による切断面が示されている。 図１のプローブカード１００の製造方法の一例を示した図であり、Ｚ方向の高さバラツキを調整する工程が示されている。 図１のプローブカード１００の製造方法の一例を模式的に示した説明図であり、プローブ基板１２の反りによる高さバラツキが矯正される様子が示されている。 図１のプローブカード１００の製造方法の一例を示した図であり、部材Ａ３を用いてプローブタイル１０をＳＴ基板２０から剥離する工程が示されている。 図１のプローブカード１００の製造方法の一例を示した図であり、スタッドバンプ２３を金属膜２２に固定する工程が示されている。 図１のプローブカード１００の要部における構成例を示した図であり、ＳＴ基板２０上に形成されるバンプの他の例が示されている。 図１のプローブカード１００の要部における構成例を示した平面図であり、金属膜２２上に形成されるスタッドバンプ２３の他の配置態様が示されている。

＜プローブカード＞
図１（ａ）及び（ｂ）は、本発明の実施の形態によるプローブカードの概略構成の一例を示した図であり、複数のプローブタイル１０がＳＴ基板２０上に固定されたプローブカード１００が示されている。図１（ａ）には、プローブカード１００を下側から見た様子が示され、図１（ｂ）には、プローブカード１００を水平方向から見た様子が示されている。

プローブカード１００は、検査基板上の電子回路の電気的特性を検査する際に用いられる検査装置であり、複数のプローブタイル１０、ＳＴ基板２０及びメイン基板３０により構成される。メイン基板３０は、プローブ装置（図示せず）に着脱可能に取り付けられる円形形状のＰＣＢ（プリント回路基板）であり、テスター装置（図示せず）との間で信号の入出力を行うための多数の外部端子３１が周縁部に設けられている。

プローブタイル１０は、複数のコンタクトプローブ１１と、これらのコンタクトプローブ１１が一方の主面上に形成されるプローブ基板１２とからなるプローブユニットである。このプローブタイル１０は、プローブ基板１２の他方の主面をＳＴ基板２０に対向させて当該ＳＴ基板２０上に固定されている。ここでは、プローブ基板１２について、コンタクトプローブ１１が形成される側の主面を第１面と呼び、反対側の主面を第２面と呼ぶことにする。

各コンタクトプローブ１１は、電子回路の微小な電極に接触させる探針であり、電子回路の電極の配置に対応付けて整列配置されている。また、各プローブタイル１０は、共通の検査基板上の１又は２以上の電子回路に対応付けて形成され、互いに離間させてＳＴ基板２０上に配列されている。この例では、縦長の矩形形状のプローブタイル１０が、３行６列のマトリクス状に配置されている。

ＳＴ基板２０は、プローブタイル１０とメイン基板３０との間で配線ピッチを拡大させ、或いは、コンタクトプローブ１１のメイン基板３０からの高さを調整するための配線基板である。このＳＴ基板２０は、プローブタイル１０が固定されている側とは反対側の主面をメイン基板３０に対向させて当該メイン基板３０上に固定されている。また、ＳＴ基板２０は、そのサイズがメイン基板３０よりも小さな横長の矩形形状からなり、メイン基板３０の中央部に配置されている。

プローブカード１００は、プローブ装置によって、コンタクトプローブ１１が配設されている面を下にして水平に保持され、テスター装置が接続される。この状態で検査基板を下方から近づけ、コンタクトプローブ１１を検査基板上の電子回路の端子電極に当接させれば、当該コンタクトプローブ１１を介してテスト信号をテスター装置及び電子回路間で入出力させることができる。

＜プローブタイル＞
図２は、図１のプローブカード１００の要部における構成例を示した平面図であり、ＳＴ基板２０上のプローブタイル１０が示されている。プローブタイル１０は、複数のコンタクトプローブ１１と、これらのコンタクトプローブ１１が固定されたプローブ基板１２とからなり、ＳＴ基板２０上に固定される。

プローブ基板１２は、コンタクトプローブ１１が固定される薄い平板状の保持部材であり、シリコンなどの半導体からなる半導体基板、セラミックなどの絶縁体からなる絶縁基板が用いられる。プローブ基板１２の第１面には、コンタクトプローブ１１を接合するためのプローブ電極１３と、配線パターンを介してプローブ電極１３と導通する端子電極１４が形成されている。コンタクトプローブ１１は、例えば、検査対象物に接触させるコンタクト部１１ａが先端部に形成されたカンチレバー（片持ち梁）型のプローブである。

この例では、プローブ基板１２の長辺に沿って５つのコンタクトプローブ１１が配列されている。各コンタクトプローブ１１は、互いに平行に一定間隔で配置されている。この様なコンタクトプローブ１１の配列は、プローブ基板１２の左右の長辺にそれぞれ形成されている。

プローブ電極１３及び端子電極１４は、コンタクトプローブ１１ごとに形成され、端子電極１４は、ＳＴ基板２０上に形成された端子電極２１と接続ワイヤ１５によりボンディングされている。端子電極２１は、プローブ基板１２に対向する領域の外に形成され、接続ワイヤ１５を介して端子電極１４と導通している。この端子電極２１は、図示しない配線パターンを介してメイン基板３０の外部端子３１と導通している。

＜プローブタイルを固定する工程＞
図３は、図１のプローブカード１００の製造方法の一例を示した分解斜視図であり、プローブタイル１０をＳＴ基板２０に固定する工程が示されている。ここでは、プローブ基板１２の短辺方向をＸ方向、長辺方向をＹ方向、ＳＴ基板２０と垂直な方向をＺ方向と呼ぶことにする。

プローブ基板１２の第１面上には、カンチレバー型のコンタクトプローブ１１が配置されている。このコンタクトプローブ１１は、コンタクト部１１ａがビーム部１１ｂの一端に形成され、ビーム部１１ｂの他端にベース部１１ｃが形成されている。各コンタクトプローブ１１は、ベース部１１ｃをプローブ電極１３に半田付けすることによってプローブ基板１２に固定されている。

コンタクトプローブ１１をプローブ基板１２上に形成する方法としては、予め作成したコンタクトプローブ１１をプローブ基板１２上のプローブ電極１３に接合させる上記方法の他に、プローブ基板１２上に導電層を積層することによって、コンタクトプローブ１１を形成する方法も考えられる。

プローブ基板１２の第２面上には、接着シート４０を貼り付けることによって、接着層が形成される。接着シート４０は、プローブ基板１２をＳＴ基板２０に固定するためのフィルム状の接着剤であり、例えば、ポリイミド樹脂やポリアミドイミド樹脂などの高Ｔｇ材、或いは、線膨張係数や硬化収縮率が低い絶縁性の樹脂を主成分とする熱可塑性の接着剤が用いられる。

この例では、プローブ基板１２と同じ形状及びサイズに切断された接着シート４０がプローブ基板１２に貼り付けられ、プローブ基板１２の第２面全体に接着層が形成される。プローブ基板１２上に接着層を形成する方法としては、所望の形状及びサイズに切断した接着シート４０をプローブ基板１２に貼り付ける上記方法の他に、液状の接着剤をプローブ基板１２、もしくは、ＳＴ基板２０のどちらかに塗布し、固化させる方法も考えられる。

ＳＴ基板２０には、端子電極２１、金属膜２２及びスタッドバンプ２３が形成されている。金属膜２２は、複数のスタッドバンプ２３を形成するための下地膜であり、例えば、スパッタリングによって金やアルミニウムなどの金属をＳＴ基板２０上に成膜することによって形成される。

この金属膜２２は、例えば、プローブ基板１２と同じ形状及びサイズの取付領域２４内に形成される。この例では、金属膜２２がプローブタイル１０ごとに形成されているが、金属膜２２を複数のプローブタイル１０にまたがって形成し、或いは、１つのプローブタイル１０に対して複数の金属膜２２を形成しても良い。

スタッドバンプ２３は、金やアルミニウムなどの金属からなる金属バンプであり、プローブ基板１２を支持するための支持部材として用いられる。このスタッドバンプ２３は、プローブ基板１２側の一端が、ＳＴ基板２０側の他端よりも細い形状からなる小片であり、そのサイズは、例えば、ＳＴ基板２０上に点在させて配置されるスタッドバンプ２３間の距離に比べて十分小さくなっている。具体的には、プローブ基板１２上の接着層に押接させる当接部２３ａと、当接部２３ａを支持し、金属膜２２に固定される固定部２３ｂにより構成される。

スタッドバンプ２３のＸＹ平面に垂直な断面形状は、当接部２３ａが固定部２３ｂの中央部からＺ方向に突出しているＴ字型となっている。また、ＸＹ平面に平行な断面形状は、当接部２３ａと固定部２３ｂとで外径の異なる円形形状となっている。

金属膜２２上には、３以上のスタッドバンプ２３が配置される。この例では、９個のスタッドバンプ２３が３行３列のマトリクス状に配置されている。すなわち、ＳＴ基板２０上の矩形形状の取付領域２４の各辺について、辺の端部及び辺の中央部と、当該取付領域２４の中央部とにそれぞれスタッドバンプ２３が形成されている。また、各スタッドバンプ２３は、互いに離間させて固定されている。

プローブタイル１０は、スタッドバンプ２３の形成後のＳＴ基板２０に固定される。すなわち、接着シート４０を貼り付けることによって接着層が形成されたプローブ基板１２をＳＴ基板２０に対向させたまま、プローブ基板１２及びＳＴ基板２０を互いに近づけ、プローブ基板１２上の接着層にスタッドバンプ２３を押接させることにより、プローブタイル１０がＳＴ基板２０に固定される。

図４は、図１のプローブカード１００の要部における構成例を示した断面図であり、プローブタイル１０が固定されたＳＴ基板２０の垂直面による切断面が示されている。プローブタイル１０は、金属膜２２上に形成されたスタッドバンプ２３をプローブ基板１２上に形成された接着層４０ａに押接させることにより、ＳＴ基板２０に固定される。接着層４０ａは、硬化し、樹脂層４０ｂとなる。

プローブ基板１２の第１面を均等に押圧して、プローブ基板１２をＳＴ基板２０と略平行な状態を保持したまま当該ＳＴ基板２０にＺ方向から近づけることにより、スタッドバンプ２３の当接部２３ａが接着層４０ａに突き刺さり、プローブ基板１２の第２面に当接するように食い込んでいる。

ＳＴ基板２０に近づけてプローブ基板１２をＳＴ基板２０に固定する際、押圧力の付加により、一部のスタッドバンプ２３について、当接部２３ａが変形する。スタッドバンプ２３の先端部が変形することにより、プローブ基板１２の反りや歪み、厚さの不均一さを吸収させることができる。

本実施の形態のスタッドバンプ２３は、プローブ基板１２側の当接部２３ａがＳＴ基板２０側の固定部２３ｂよりも断面の小さな構造体からなるので、当接部２３ａが固定部２３ｂに比べて変形し易くなっている。しかも、変形し、押接された当接部２３ａは、プローブ基板１２とスタッドバンプ２３との接着力を高める。従って、プローブ基板１２がスタッドバンプ２３の当接部２３ａと接着剤により接着されている上に、ＳＴ基板２０は、スタッドバンプ２３の固定部２３ｂと金属膜２２を介して接合されているので、プローブ基板１２とＳＴ基板２０とは通常の使用において剥がれることはない。

また、ＳＴ基板２０は、樹脂層４０ｂが形成されたプローブ基板１２の第２面と間隔を空けて対向し、プローブタイル１０は、点在するスタッドバンプ２３間に空隙５０が形成された状態でＳＴ基板２０に固定されている。また、各スタッドバンプ２３は、プローブ基板１２及びＳＴ基板２０に挟持されている。

スタッドバンプ２３間の空隙５０によって保持力が低減されるので、プローブ基板１２をＳＴ基板２０に直接に接着する場合に比べて、ＳＴ基板２０からプローブ基板１２を容易に剥すことができる。特に、スタッドバンプ２３の数やサイズを調整することにより、接着層４０ａとの接触面積を変えることができるので、プローブ基板１２及びＳＴ基板２０間の保持力を容易に調整することができる。従って、プローブタイル１０のサイズが変わっても保持力を一定にして、剥し易くすることもできる。

また、スタッドバンプ２３は、プローブ基板１２の固定時、完全に潰れてしまうわけではなく、接着層４０ａと金属膜２２との間には空隙５０が形成されているので、スタッドバンプ２３間の空隙５０に所定の部材を押し込むことによって、プローブ基板１２をＳＴ基板２０から容易に剥離させることができる。

ここでは、スタッドバンプ２３の幅、すなわち、固定部２３ｂの外径が、点在するスタッドバンプ２３の間隔に比べて十分に小さいものとし、スタッドバンプ２３と接着層４０ａとは点接触に近い状態で接触する。なお、１つのスタッドバンプ２３で一点を支えきれない場合には、一点に複数個のスタッドバンプ２３を群配置させても良い。

＜Ｚ方向の高さバラツキを調整する工程＞
図５は、図１のプローブカード１００の製造方法の一例を示した図であり、平坦な押圧面を有するバラツキ調整部材（定盤など）Ａ２を用いてＺ方向の高さバラツキを調整する工程が示されている。複数のプローブタイル１０を共通のＳＴ基板２０に固定させる際には、平坦な押圧面を有するバラツキ調整部材Ａ２が各プローブタイル１０に押し当てられる。

ＳＴ基板２０は、水平な作業台Ａ１上に載置され、各プローブタイル１０のプローブ基板１２には、Ｚバラツキ調整用の複数の当接部材１６が予め形成されている。各当接部材１６は、同じ高さの柱状体からなり、プローブ基板１２の第１面上に配置されている。

バラツキ調整部材Ａ２を均等に押圧して、その押圧面を水平に保持したままＳＴ基板２０に近づけ、当接部材１６を押圧面に当接させることにより、各プローブタイル１０について、コンタクトプローブ１１のＺ方向の高さのバラツキを矯正することができる。当接部材１６は、プローブタイル１０をＳＴ基板２０に固定させた後、除去される。

図６（ａ）及び（ｂ）は、図１のプローブカード１００の製造方法の一例を模式的に示した説明図であり、プローブ基板１２の反りにより高さバラツキが生じているプローブタイル１０をＳＴ基板２０に押し付ける前の状態と押し付けた後の状態とが示されている。

図６（ａ）には、プローブタイル１０をＳＴ基板２０に押し付ける前の様子が示されている。プローブ基板１２に反りや歪み、厚さの不均一さが存在する場合、プローブ基板１２上のコンタクトプローブ１１にＺ方向の高さバラツキが生じる。

この例では、プローブ基板１２の厚さの不均一さにより、プローブ基板１２の左端部下面が下方向に反っている。この様なプローブタイル１０をそのままＳＴ基板２０に接着すれば、プローブタイル１０内のコンタクトプローブ１１にＺ方向の高さバラツキが生じることになる。

図６（ｂ）には、プローブタイル１０をＳＴ基板２０に押し付けた際に、一部のスタッドバンプ２３が変形することによって、プローブ基板１２の反りに起因する高さバラツキが矯正される様子が示されている。この例では、プローブ基板１２の左端部下面に対向しているスタッドバンプ２３の先端部が他よりも多く変形している。つまり、プローブ基板１２の厚さの不均一さをスタッドバンプ２３の変形量によって吸収させている。

プローブ基板１２の反りに起因する高さバラツキをスタッドバンプ２３の変形によって吸収させる方法としては、上述した方法の他に、反りによる高さバラツキが解消されるように、プローブ基板１２をＳＴ基板２０に対して傾けた状態で固定させても良い。

プローブ基板１２をＳＴ基板２０に押し付けた際、この様に一部のスタッドバンプ２３について、その先端部が変形することにより、プローブ基板１２の反りに起因するコンタクトプローブ１１のＳＴ基板２０からの高さのバラツキが解消されている。

スタッドバンプ２３は、プローブ基板１２の押圧時に、可逆的に弾性変形するものであっても良いが、Ｚ方向の高さバラツキを高精度に制御するためには、不可逆的な変形によって潰れてしまうものが望ましい。

＜ＳＴ基板のリペア＞
図７（ａ）及び（ｂ）は、図１のプローブカード１００の製造方法の一例を示した図であり、部材Ａ３を用いてプローブタイル１０をＳＴ基板２０から剥離する工程が示されている。図７（ａ）には、部材Ａ３の爪部Ａ４をスタッドバンプ２３間の空隙５０に水平方向から押し込む様子が示されている。また、図７（ｂ）には、樹脂層４０ｂ及び金属膜２２間に爪部Ａ４が押し込まれることによってプローブ基板１２の一部がＳＴ基板２０から剥離したプローブタイル１０が示されている。

スタッドバンプ２３と接着層４０ａとは点接触に近い状態で接着されるので、プローブタイル１０のプローブ基板１２をＳＴ基板２０から容易に剥すことができる。例えば、傾斜面を有するくさび状の爪部Ａ４を備えた部材Ａ３を用いることにより、プローブ基板１２をＳＴ基板２０から容易に剥離させることができる。すなわち、部材Ａ３の爪部Ａ４をスタッドバンプ２３間の空隙５０に水平方向から押し込めば、爪部Ａ４の傾斜面によってプローブ基板１２が上方に案内されるので、プローブ基板１２をＳＴ基板２０から剥離させることができる。従って、この様な部材Ａ３を用いて容易に剥離することができるので、プローブ基板１２をＳＴ基板２０から取り外す際の作業効率を向上させることができる。

プローブタイル１０を取り外してＳＴ基板２０をリペアする際には、プローブタイル１０をＳＴ基板２０から剥した後、当該プローブタイルが固定されていた金属膜２２からスタッドバンプ２３が除去される。そして、新たなプローブタイル１０を貼り付けるために、スタッドバンプ２３が金属膜２２上に再度形成される。

この新たなスタッドバンプ２３は、プローブタイル１０を剥す前の旧スタッドバンプと同じ位置に形成する必要はなく、旧スタッドバンプ間の空隙内に配置しても良い。新たなスタッドバンプ２３を旧スタッドバンプ間の空隙内に形成する場合、旧スタッドバンプを完全に除去しなくても、例えば、Ｚ方向の高さが半分程度になるまで除去できていれば良い。

＜スタッドバンプ＞
図８（ａ）〜（ｃ）は、図１のプローブカード１００の製造方法の一例を示した図であり、スタッドバンプ２３を金属膜２２に固定する工程が示されている。図８（ａ）には、金属ワイヤの先端部を溶融させてボール状体を形成する工程が示され、図８（ｂ）には、ボール状体を金属膜２２に固定する工程が示されている。図８（ｃ）には、金属膜に固定された金属ワイヤを切断する工程が示されている。

スタッドバンプ２３は、ボンディング装置を用いて、ＳＴ基板２０上のプローブタイル１０（プローブ基板１２）の取付領域２４内に形成される。取付領域２４には、金又はアルミニウムなどの金属からなる金属膜２２が予め形成される。スタッドバンプ２３は、この金属膜２２上に形成される。

まず、金又はアルミニウムなどの金属からなる金属ワイヤを加熱し、その先端部を溶融させることにより、金属ワイヤに微小なボール状体を形成する。例えば、金属ワイヤに電圧を印加することによって生じる先端放電を利用して金属ワイヤの先端部を溶融させる。

次に、超音波振動などを利用して金属ワイヤのボール状体を加熱し、ボール状体を金属膜２２に接合させて固定する。そして、金属膜２２に固定された金属ワイヤを切断すれば、ボール状体からなる固定部２３ｂと、金属ワイヤの一部からなる当接部２３ａとにより構成されるスタッドバンプ２３がＳＴ基板２０上に残され、スタッドバンプ２３を金属膜２２に固定する工程が完了する。ただし、金属ワイヤの切断後、固定部２３ｂのＺ方向の高さをそろえるために、キャピラリを用いたレべリングが必要に応じて行われる。

金属膜２２上に形成される各スタッドバンプ２３は、固定部２３ｂの外径Ｂ１が、２０〜１００μｍ程度、当接部２３ａのＺ方向の高さＢ２が、５０μｍ〜１００μｍ程度であり、プローブタイル１０をＳＴ基板２０に固定させる際に、押圧力が均等にかかるように配置される。図３のスタッドバンプ２３の場合、取付領域の中心を通ってＸ方向に平行な直線と、Ｙ方向に平行な直線とに関して、各スタッドバンプ２３が線対称に配置されている。

本実施の形態によれば、ＳＴ基板２０上に固定されたスタッドバンプ２３を接着層４０ａに押接させ、スタッドバンプ２３間に空隙５０が形成された状態でプローブ基板１２をＳＴ基板２０に固定するので、プローブ基板１２をＳＴ基板２０から取り外した際に、接着剤がＳＴ基板２０上に残るのを抑制することができる。また、スタッドバンプ２３間の空隙５０によって保持力が低減されるので、プローブ基板１２をＳＴ基板２０に直接に接着する場合に比べて、プローブ基板１２を剥し易くすることができる。

また、ＳＴ基板２０上に固定されたスタッドバンプ２３を容易に除去することができるので、ＳＴ基板２０を再利用する際の作業効率を向上させることができる。さらに、スタッドバンプ２３を接着層４０ａに当接させることによってプローブ基板１２をＳＴ基板２０に固定する際に、スタッドバンプ２３の一端を変形させるので、プローブ基板１２の反りや歪み、厚さの不均一さを吸収させることができる。従って、プローブ基板１２に反りや歪み、厚さの不均一さがある場合であっても、コンタクトプローブ１１のＳＴ基板２０からの高さにバラツキが生じるのを抑制することができる。

なお、本実施の形態では、外径の異なる当接部２３ａ及び固定部２３ｂからなるスタッドバンプ２３が金属膜２２上に形成される場合の例について説明したが、本発明はこれに限られるものではない。例えば、プローブ基板１２側の一端がＳＴ基板２０側の他端に比べて細い形状のものであれば、他の形状であっても良い。

図９（ａ）〜（ｃ）は、図１のプローブカード１００の要部における構成例を示した平面図であり、ＳＴ基板２０上に形成されるバンプの他の例が示されている。図９（ａ）には、傾斜角が一定のテーパー面を有する当接部を備えた金属バンプが示されている。この金属バンプは、Ｚ方向に等幅で延伸する柱状の固定部と、Ｚ方向の高さが高くなるに従って、一定の割合で外径が小さくなっているテーパー面を有する円錐形状の当接部とによって構成されている。

図９（ｂ）には、傾斜角が先端部ほど大きなテーパー面を有する錐体からなる金属バンプが示されている。この金属バンプは、Ｚ方向の高さが高くなるに従って、外径が小さくなっているテーパー面を有する錐体によって構成されている。

図９（ｃ）には、傾斜角が一定のテーパー面を有する当接部を備えた樹脂バンプが示されている。この樹脂バンプは、Ｚ方向に等幅で延伸する柱状の固定部と、Ｚ方向の高さが高くなるに従って、一定の割合で外径が小さくなっているテーパー面を有する円錐形状の当接部とによって構成されている。

この様な樹脂バンプは、ディスペンサを用いて熱可塑性の樹脂をＳＴ基板２０上に塗布し、固化させることによって形成される。金属バンプは、金属膜２２上に形成されるのに対して、樹脂バンプは、ＳＴ基板２０上に直接に固定されている。

また、本実施の形態では、スタッドバンプ２３が３行３列のマトリクス状に配置される場合の例について説明したが、本発明はこれに限られるものではなく、プローブタイル１０をＳＴ基板２０に固定する際に、押圧力が均等にかかるような配置態様であれば、他の配置態様であっても良い。

図１０（ａ）〜（ｃ）は、図１のプローブカード１００の要部における構成例を示した平面図であり、ＳＴ基板２０の金属膜２２上に形成されるスタッドバンプ２３の他の配置態様が示されている。図１０（ａ）には、矩形形状の金属膜２２の４つの頂点の近傍と矩形領域の中央部とにそれぞれ形成された５つのスタッドバンプ２３が示されている。

図１０（ｂ）には、矩形領域の２つの長辺について、長辺の端部と中央部とにそれぞれ形成された６つのスタッドバンプ２３が示されている。図１０（ｃ）には、矩形領域の２つの長辺について、長辺に沿って形成された６つのスタッドバンプ２３が示されている。接着層４０ａに当接させるバンプとしては、この様な配置態様のスタッドバンプ２３であっても良い。

１０ プローブタイル
１１ コンタクトプローブ
１１ａ コンタクト部
１１ｂ ビーム部
１１ｃ ベース部
１２ プローブ基板
１３ プローブ電極
１４ 端子電極
１５ 接続ワイヤ
１６ Ｚバラツキ調整用の当接部材
２０ ＳＴ基板
２１ 端子電極
２２ 金属膜
２３ スタッドバンプ
２３ａ 当接部
２３ｂ 固定部
２４ 取付領域
３０ プローブ基板
３１ 外部端子
４０ 接着シート
４０ａ 接着層
４０ｂ 樹脂層
５０ 空隙
１００ プローブカード

Claims (4)

1. 第１面にコンタクトプローブが形成され、第２面に樹脂層が形成されたプローブ基板と、
   上記プローブ基板の第２面と間隔を空けて対向する配線基板と、
   上記プローブ基板及び上記配線基板に挟持された点在する３以上のバンプとを備え、
   上記バンプを上記樹脂層に押接させた状態で、上記プローブ基板及び上記配線基板が固定されていることを特徴とするプローブカード。
2. 上記配線基板には、金属膜が形成されており、
   上記バンプが、上記金属膜に接合された金属バンプであることを特徴とする請求項１に記載のプローブカード。
3. 上記配線基板には、上記プローブ基板の取付領域の外に端子電極が形成されており、
   上記コンタクトプローブが、上記端子電極とワイヤによりボンディングされていることを特徴とする請求項１に記載のプローブカード。
4. コンタクトプローブをプローブ基板の第１面に形成するステップと、
   接着層を上記プローブ基板の第２面に形成するステップと、
   ３以上のバンプを配線基板上に固定するステップと、
   上記プローブ基板及び上記配線基板を互いに近づけ、上記バンプを上記接着層に押接させた状態で、上記プローブ基板を上記配線基板に固定するステップとを備えたことを特徴とするプローブカードの製造方法。

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