JP3025108U - プローブ及びこれを用いたプローブカード - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ＬＳＩチップの電極との接触が繰り返されて
も接触部がささくれだつことがなく、正確な電気的諸特
性の測定が可能となり、かつ従来のプローブのように接
触部の研磨という作業が不必要になる。 【構成】 ウエハ状態の半導体チップの電気的諸特性を
測定する際に用いられるプローブカードのプローブであ
って、タングステン又はベリリウム銅等の弾力性に優れ
強靱な金属からなる本体部１１０と、ロジウム又はイリ
ジウム等の電気伝導に優れ、酸化しにくい金属線からな
る接触部１２０とを備えており、接触部１２０は本体部
１１０の先端に電気的及び機械的に接続されている。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【考案の属する技術分野】

本考案は、測定対象物であるＬＳＩチップ等の電気的諸特性の測定に用いられ るプローブカードとこれに用いられるプローブとに関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来のプローブカードは、プローブが基板の表面に対して垂直に取り付けられ たいわゆる垂直型のものと、プローブが基板の表面に対して略平行に取り付けら れたいわゆる横型のものとがある。

【０００３】 上述したようなプローブカードに用いられるプローブは、タングステンからな る線材を加工して形成している。すなわち、垂直型のプローブカードに用いるプ ローブであれば、真っ直ぐに形成し、その先端の接触部に相当する部分を尖らせ 、横型のプローブカードに用いるプローブであれば、先端の接触部に相当する部 分を尖らせるとともに下向きに折曲形成している。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、上述した従来のプローブには以下のような問題点がある。 すなわち、従来のプローブは硬く、ＬＳＩチップの電極との百万回から数百万 回にも及ぶ接触に耐え、かつ弾力性と靱性にも富むという長所を有するタングス テンからなる線材を加工して形成される。一方、このプローブの材料となるタン グステンはやや酸化されやすいという欠点を有している。また、タングステンの 線材は、ロッドを何回も繰り返して細く引き伸ばされるので、金属組織が延伸方 向に引き伸ばされる結果として繊維状になる。このため、プローブとなって電極 との接触が繰り返されると先端の接触部が摩耗してささくれだってくるという欠 点をも有している。ささくれだった接触部には、電極を構成しているアルミニウ ムの屑が付着するとともに酸化されて電極との間の電気的接触を阻害し、正確な 電気的諸特性の測定が不可能になるおそれがあった。このような場合には、先端 の接触部を研磨してささくれだった部分を除去する必要があった。また、接触部 が酸化してもその部分を再研磨する必要があった。

【０００５】 かかる問題点を解消するために、プローブの先端の接触部を他の金属でメッキ することも考えられるが、タングステンのように硬い金属にメッキを施すことは 非常に困難であり、メッキを施したとしても容易に剥脱するようなメッキ膜しか 形成することができなかった。

【０００６】 本考案は上記事情に鑑みて創案されたもので、ＬＳＩチップの電極との接触が 繰り返されても接触部がささくれだつことがなく、正確な電気的諸特性の測定が 可能となり、かつ従来のプローブのように接触部の研磨という作業が不必要にな るプローブ及びこれを用いたプローブカードを提供することを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

請求項１に係るプローブは、ウエハ状態の半導体チップの電気的諸特性を測定 する際に用いられるプローブカードのプローブであって、弾力性に優れ強靱な金 属からなる本体部と、電気伝導に優れ、酸化しにくい金属線からなる接触部とを 備えており、接触部は本体部の先端に電気的及び機械的に接続されている。

【０００８】 また、請求項２に係るプローブでは、本体部はタングステン又はベリリウム 銅からなり、接触部はロジウム又はイリジウムからなる。

【０００９】 一方、請求項３に係るプローブカードは、ウエハ状態の半導体チップの電気的 諸特性を測定する際に用いられるプローブカードであって、パターン配線が形成 された基板と、この基板に取り付けられる複数のプローブとを備えており、前記 プローブは、弾力性に優れ強靱な金属からなる本体部と、電気伝導に優れ、酸化 しにくい金属線からなる接触部とを有しており、接触部は本体部の先端に電気的 及び機械的に接続されている。

【００１０】 さらに、請求項４に係るプローブカードでは、本体部はタングステン又はベリ リウム銅からなり、接触部はロジウム又はイリジウムからなるプローブを用いて いる。

【００１１】

【考案の実施の形態】

図１は本考案の第１の実施の形態に係るプローブの概略的正面図、図２は本考 案の第２の実施の形態に係るプローブの概略的正面図、図３は本考案の実施の形 態に係るプローブの先端部を形成する工程を説明する概略的説明図、図４は本考 案の実施の形態に係るプローブの先端部の概略的拡大正面図である。

【００１２】 また、図５は本考案の実施の形態に係るいわゆる垂直型のプローブカードの概 略的構成図、図６は本考案の実施の形態に係るいわゆる横型のプローブカードの 概略的構成図である。

【００１３】 このプローブ１００は、ウエハ状態の半導体チップの電気的諸特性を測定する 際に用いられるプローブカードのプローブであって、弾力性に優れ強靱な金属か らなる本体部１１０と、電気伝導に優れ、酸化しにくい金属線からなる接触部１ ２０とを備えており、接触部１２０は本体部１１０の先端に電気的及び機械的に 接続されている。

【００１４】 前記本体部１１０は、タングステンからなる直径８０ミクロンの線材であり、 所定の長さに形成されている。この本体部１１０は、いわゆる横型のプローブカ ードに用いられるものであるので、その先端は折曲部１１１から下向きに折曲形 成されている。

【００１５】 一方、接触部１２０は、イリジウムから形成される。この接触部１２０は、直 径８０ミクロンのイリジウムからなる線材を３ミリに切断したもので、その先端 は３０ミクロン程度と、他の部分より細く形成されている。

【００１６】 接触部１２０は、本体部１１０の折曲部１１１から先端側の真っ直ぐな部分１ １２にスポット溶接１３０（図面においては破線で示す）で取り付けられる。こ れによって、本体部１１０と接触部１２０とが電気的かつ機械的に接続されて、 いわゆる横型のプローブカードに用いられるプローブ１００となった。前記スポ ット溶接１３０は、公知の電子部品の組み立てに使用される小型のスポット溶接 機によって行われる。

【００１７】 かかる接触部１２０は以下のようにして形成される。直径８０ミクロンのイリ ジウムからなる線材を３ミリの長さに切断してイリジウム短線２００とし、当該 イリジウム短線２００を図３（Ａ）に示すように一列に整列させる。この整列に は例えば振動式の部品整列機が使用される。そして、整列されたイリジウム短線 ２００を接着テープ２１０で固定する。

【００１８】 このように整列された複数本のイリジウム短線２００の一端を電解研磨で細く 形成する。この電解研磨では、図３（Ｂ）に示すように、整列されたイリジウム 短線２００の一端をエッチング液Ｌに浸漬する。このエッチング液Ｌには、交流 電源３００の一方の電極３１０が浸漬されている。さらに、整列されたイリジウ ム短線２００の他端に交流電源３００の他方の電極３２０を接続する。交流電流 を流すことによってイリジウム短線２００のエッチング液Ｌに浸漬された部分に 電解研磨を施すのである。なお、前記エッチング液Ｌとしては、例えば硝酸３部 に塩酸１部を加えたものが用いられる。

【００１９】 このようにしてイリジウム短線２００の一端に電解研磨を施すと、図４に示す ように、一端がエッチング液Ｌに浸漬されなかった部分より細く形成されて接触 部１２０となる。ここで、細く形成される部分は、あまりに尖鋭すぎると強度的 に弱くなって容易に屈曲したりするので、直径３０ミクロン程度に留めておくの が賢明である。

【００２０】 垂直型のプローブカードに用いるプローブ１００であれば、図２（Ａ）に示す ように真っ直ぐな本体部１１０の先端か、図２（Ｂ）に示すように湾曲部１１５ が形成された本体部１１０の先端にそれぞれ接触部１２０をスポット溶接１３０ で接続するようにする。

【００２１】 この場合、湾曲部１１５が形成された本体部１１０であれば、図２（Ｂ）に示 すように、湾曲部１１５から先端側に連設された部分を接続部１１６としておき 、接触部１２０の細く形成されていない側の端部１２２が湾曲部１１５に当接し た場合に、湾曲部１１５から接触部１２０の先端まで等の各部の寸法が設定値に なるようにしておくと、本体１１０と接触部１２０との組合作業が容易になる。

【００２２】 上述したプローブ１００を用いたいわゆる垂直型のプローブカードは、図５に 示すように、図２に示されるプローブ１００と、このプローブ１００の後端であ る接続部が半田付け等で直接接続される所定の導電パターン４１０が形成された 基板４００と、前記プローブ１００を垂直に支持する支持部５００とを有してい る。

【００２３】 かかる垂直型プローブカードでは、プローブ１００の接触部１２０が半導体チ ップ７１０の電極パッド７１１に対して垂直方向から接触するので、接触した後 にオーバードライブ（プローブ１００の接触部１２０が電極パッド７１１に接触 した後もウエハ載置台８００を上昇させること）を加えても接触部１２０の位置 がずれにくく、プローブ１００が確実に電極パッド７１１に接触するという利点 がある。その結果、接触部１２０の摩耗が少なくなり、横型のプローブカードの プローブ１００より長寿命になるという効果もある。

【００２４】 なお、図面において７００はウエハを示している。

【００２５】 一方、いわゆる横型のプローブカードは、図６に示すように、所定の導電パタ ーン４１０が形成された基板４００と、この基板４００に取り付けられるプロー ブ１００（図１参照）とを有している。また、この基板４００には、プローブ１ ００の後端の接続部と導電パターン４１０とを接続するためのスルーホール４２ ０が開設されている。

【００２６】 プローブ１００は、セラミックスからなるリング状の保持部材４５０を用いて 基板４００に取り付けられている。保持部材４５０は、基板４００の裏面側、す なわち半導体チップ７１０が形成されたウエハ７００に対向する面に取り付けら れている。かかる保持部材４５０には、傾斜面が形成されており、当該傾斜面に エポキシ系樹脂４５１等を用いてプローブ１００の中腹部が取り付けられるよう になっている。なお、上述したようにプローブ１００の接続部は、スルーホール ４２０を用いて導電パターン４１０と接続されている。

【００２７】 プローブ１００は、上述したように本体部１１０の先端１１２に接触部１２０ がスポット溶接１３０で取り付けられている。そして、下向きになった接触部１ ２０は半導体チップ７１０の電極７１１の位置に対応するように精密に位置決め がなされている。

【００２８】

【考案の効果】

本考案に係るプローブは、ウエハ状態の半導体チップの電気的諸特性を測定す る際に用いられるプローブカードのプローブであって、例えばタングステンやベ リリウム銅等の弾力性に優れ強靱な金属からなる本体部と、例えばロジウムやイ リジウム等の電気伝導に優れ、酸化しにくい金属線からなる接触部とを備えてお り、接触部は本体部の先端に電気的及び機械的に接続されている。

【００２９】 従って、このプローブによると、ＬＳＩチップの電極との接触が繰り返されて も、接触部は従来のタングステンのようにささくれだつことがないので、アルミ ニウムの屑が付着することがなく、正確な電気的諸特性の測定が可能となる。

【００３０】 また、このプローブの接触部はささくれだつことがないので、従来のプローブ のように接触部の研磨という作業が不必要になる。

【００３１】 また、ロジウムやイリジウムのように高価な材料は、接触部にのみ使用するの で、コストを大幅に上げることなく性能の向上を図ることができる。

【００３２】 さらに、このようなプローブを使用したプローブカードでも、正確な電気的諸 特性の測定が可能となり、プローブの研磨が不必要となり、コストをそれほど上 げることなく性能の向上を図ることができる。これは、いわゆる垂直型のプロー ブカードでも横型のプローブカードでも同様である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の第１の実施の形態に係るプローブの概
略的正面図である。

【図２】本考案の第２の実施の形態に係るプローブの概
略的正面図である。

【図３】本考案の実施の形態に係るプローブの先端部を
形成する工程を説明する概略的説明図である。

【図４】本考案の実施の形態に係るプローブの先端部の
概略的拡大正面図である。

【図５】本考案の実施の形態に係るいわゆる垂直型のプ
ローブカードの概略的構成図である。

【図６】本考案の実施の形態に係るいわゆる横型のプロ
ーブカードの概略的構成図である。

【符号の説明】

１００ プローブ １１０ 本体部 １２０ 接触部

Claims (4)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 ウエハ状態の半導体チップの電気的諸特
   性を測定する際に用いられるプローブカードのプローブ
   であって、弾力性に優れ強靱な金属からなる本体部と、
   電気伝導に優れ、酸化しにくい金属線からなる接触部と
   を具備しており、接触部は本体部の先端に電気的及び機
   械的に接続されていることを特徴とするプローブ。
2. 【請求項２】 前記本体部はタングステン又はベリリウ
   ム銅からなり、接触部はロジウム又はイリジウムからな
   ることを特徴とする請求項１記載のプローブ。
3. 【請求項３】 ウエハ状態の半導体チップの電気的諸特
   性を測定する際に用いられるプローブカードであって、
   パターン配線が形成された基板と、この基板に取り付け
   られる複数のプローブとを具備しており、前記プローブ
   は、弾力性に優れ強靱な金属からなる本体部と、電気伝
   導に優れ、酸化しにくい金属線からなる接触部とを有し
   ており、接触部は本体部の先端に電気的及び機械的に接
   続されていることを特徴とするプローブカード。
4. 【請求項４】 前記本体部はタングステン又はベリリウ
   ム銅からなり、接触部はロジウム又はイリジウムからな
   るプローブを用いたことを特徴とする請求項３記載のプ
   ローブカード。