JP3837212B2 - 平板状被検査体のための検査用ヘッド - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、集積回路のように複数の電極を一方の面に有する平板状の被検査体の通電試験に用いる検査用ヘッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体ウエーハに形成された複数の集積回路の通電試験に用いられる検査用ヘッドの１つとして、特開平７−２０１９３５号公報に記載されたプローブカードがある。このプローブカード（検査用ヘッド）は、開口を中央に有しかつ該開口の周りに複数のコネクタ部を有する板状の基台（基板）と、複数のプローブを細長い支持板に取り付けた複数のプローブユニットと、プローブユニット毎に設けられた配線板とを含む。
【０００３】
上記の検査用ヘッドにおいて、基板は、さらに、コネクタ部に接続された複数の第１の配線部と、該第１の配線部に接続された複数のテスターランドとを有し、各配線板は対応するプローブユニットのプローブに接続された複数の第２の配線部を有する。プローブユニットは、プローブが開口から突出した状態に基板に並列的に取り付けられている。
【０００４】
各配線板の第２の配線部は、フラットケーブルにより基板のコネクタ部に接続される。基板のコネクタ部は、基板のテスターランドに接続されたポゴピンにより、プローブへの通電回路を有するテスタに接続される。テスタからプローブへの通電は、ポゴピン、基板の第１の配線部、フラットケーブル、及び、配線板の第２の配線部を介して行われる。
【０００５】
しかし、上記の検査用ヘッドでは、配線板がプローブユニットの近くに存在するのみならず、多数のフラットケーブルがプローブユニットの近くに存在するから、ヘッドの取扱いが面倒である。また、配線の長さがフラットケーブルの長さ分だけ長くなるから、応答速度が遅くなり、しかもフラットケーブルと基板のコネクタ部との接続部位でのインピーダンス整合が取りにくい。
【０００６】
【解決しようとする課題】
それゆえに、プローブユニット付近に露出するフラットケーブルをなくし、ヘッドの取扱いを容易にすることが望まれる。
【０００７】
【解決手段、作用および効果】
本発明の検査用ヘッドは、複数の第１の配線部を一方の面に有する基板と、該基板に配置された１以上のプローブユニットとを含む。プローブユニットは、基板に配置された長い支持体であって基板の側の第１の面、該第１の面に続き、該第１の面及び基板に対して角度を有する第２の面並びに第１の面と反対の側の第３の面を有する支持体と、第１の面から前記第２の面に伸びる状態に支持体に配置されかつ支持体の長手方向に間隔をおいて並列的に伸びる複数の第２の配線部と、第３の面に支持体の長手方向へ間隔をおいて配置されかつ第２の配線部に電気的に接続された複数のプローブと、第１及び第２の配線部を電気的に接続すべく基板と第１の面との間に配置された導線性及び弾性を有するスペーサとを含む。
【０００８】
プローブと第１の配線部とは、配線部及びスペーサを介して電気的に接続される。このため、プローブユニット付近に露出するフラットケーブルを用いる必要がなく、その結果ヘッドの取扱いが容易になり、配線が短くなって応答速度が速くなる。
【０００９】
また、支持体が第１の面を底面とする凹所であって配線フィルムの一部が受け入れられた凹所を有することにより、支持体に対する配線フィルムの位置決めが容易になり、プローブユニットの組立が容易になる。
【００１０】
さらに、支持体が配線フィルムの一部を受け入れるべく凹所に開口しかつ支持体の長手方向へ伸びるスロットを有することにより、支持体に対する配線フィルムの位置決めがより容易になり、プローブユニットの組立がより容易になる。
【００１１】
前記スペーサは、電気絶縁性及び弾性を有する板状の基材と、該基材に配置された導電性の複数の細線であって前記端子部と前記配線部とを電気的に接続すべく前記基材をこれの厚さ方向に斜めに貫通する複数の細線とを備えることができる。
【００１２】
さらに、配線フィルムが第１の面から第２の面に沿って伸びるように、支持体に組み付けられたカバーを含むことができる。これにより、配線フィルムが支持体に正しい姿勢に維持されるとともに、配線フィルムの損傷を防止される。
【００１３】
複数のプローブユニットを基板に間隔をおいて並列的に配置することができる。これにより、被検査体の多数の電極に接触可能のプローブ数が多くなるから、複数の被検査箇所の試験を同時に行うことができる。
【００１４】
基板は、少なくとも一部のプローブの先端部を目視可能の１以上の貫通穴を有することができる。これにより、フラットケーブルがプローブユニット付近に存在しないことと相まって、プローブの先端（針先）と被検査体の電極との位置関係を目視することができる。
【００１５】
各プローブは、金属細線のような導電性を有する細線から形成することができる。この場合、各プローブを、その先端部と後端部とが互いに反対方向へ伸びるようにクランク状に曲げ、後端部において第２の配線部に接続することができる。
【００１６】
しかし、プローブは、配線部の一端部を含む先端領域であって配線フィルムと一体の先端領域により形成してもよい。このようにすれば、配線フィルムとプローブとを同時に製作することができる。
【００１７】
配線フィルムは、先端領域を１以上のプローブを含む複数のプローブ領域に分離する複数のスリットを有することができる。これにより、隣り合うプローブ領域が個々に変形可能であるから、プローブを被検査体に確実に接触させることができる。
【００１８】
各端子部に電気的に接続された他の配線部を基板の他方の面に形成し、スペーサを基板の端子部に当接さることができる。この場合、スペーサは、端子部により他の配線部に電気的に接続される。
【００１９】
印刷配線技術のような適宜な手法を利用して、導電性の配線部をポリイミドのような電気絶縁性及び可撓性の配線フィルムの一方の面に形成することができる。そのような配線フィルムは、配線部が支持体と反対の側となるように、支持体に配置することができる。しかし、配線部を支持体の第１及び第２の面に直接形成してもよい。
【００２０】
【発明の実施の形態】
図１から図５を参照するに、検査用ヘッド１０は、図示してはいないが、半導体ウエーハに形成された複数の集積回路の通電試験に用いられる。検査用ヘッド１０は、複数のプローブユニット１２を円板状の基板１４の中央部にフレーム１６により配置している。
【００２１】
基台すなわち基板１４は、電気絶縁板の一方の面（図においては、上面）に複数の第１の配線部２０を有し、複数の端子部２２を他方の面（図示の例では、下面）に有する配線基板である。各第１の配線部２０は、電気絶縁板に印刷配線技術のような適宜な手法で形成された配線パターンの一部であり、一端部において図示しないテスターランド（または、コネクタ部）に接続されている。各端子部２２は、図４に示すように、第１の配線部２０に対応されており、また基板１４を厚さ方向に貫通するスルーホールを形成する導電性部２４により対応する第１の配線部２０に接続されている。
【００２２】
フレーム１６は長方形の形状を有しており、フレーム１６の各辺部は四角形の断面形状を有する。フレーム１６は、複数のプローブユニット１２を基板１４に取り外し可能に組み付けるためのものであり、基板１４に接着されている。しかし、フレーム１６を複数のねじ部材２６（図２参照）により基板１４に取り外し可能に取り付けてもよいし、フレーム１６を用いることなくプローブユニット１２を基板１４に取り外し可能に取り付けてもよい。
【００２３】
各プローブユニット１２は、図４及び図５に示すように、電気絶縁材料によりほぼ長方形の断面形状に形成された長い支持体３０と、支持体３０に配置された配線フィルム３２と、支持体に該支持体の長手方向へ間隔をおいて配置された複数のプローブ３４と、基板１４と支持体３０との間に配置されたスペーサ３６と、支持体３０に組み付けられたカバー３８とを含む。
【００２４】
支持体３０は、第１の面（図４において、上面）と、該第１の面に続き該第１の面及び基板に対してほぼ９０度の角度を有する第２の面（図４において、左側面）と、第１の面と反対の側の第３の面（図４において、下面）と、第２の面と反対の側の第４の面（図４において、右側面）とを有する。第１及び第２の面の境界部付近は相互に連続する曲面とされている。第３の面は、第２の面の側から第４の面の側に向けて漸次下方となる傾斜面とされている。
【００２５】
支持体３０は、また、第１の面を底面とする凹所４０と、凹所４０に開口するスロット４２とを有する。凹所４０は、第２の面の側に開放する上向きの段部である。スロット４２は、支持体３０の長手方向へ伸びており、また支持体３０を凹所４０の側から第４の面の側に貫通する長穴である。しかし、スロット４２は、凹所４０にだけ開放する溝であってもよい。
【００２６】
配線フィルム３２は、複数の第２の配線部４４を印刷配線技術のような適宜な手法により、ポリイミドのような電気絶縁性及び可撓性を有するシート層４６の一方の面に形成している。配線フィルム３２は、長方形の形状を有する。第２の配線部４４は、配線フィルム３２の長手方向に間隔をおいてほぼ平行に、配線フィルム３２の幅方向の一端縁から他端縁にまで伸びている。
【００２７】
配線フィルム３２は、幅方向の一端部を凹所４０に受け入れられているとともに、その端縁をスロット４２に受け入れられており、また第２の配線部４４がシート層４６に対し支持体３０と反対の側を支持体３０の第１の面から第２の面に伸びるように支持体３０の第１の面から第２の面にわたる範囲にこれら面に沿って配置されている。
【００２８】
各プローブ３４は、図４に示すように、導電性の金属細線により形成された金属針であり、その針先部５０と針後部５２とが両者の間の針主体部５４に対し反対の側に曲げられたクランク状の形状を有する。プローブ３４は、針先部５０が支持体３０の第４の面の側となって下方へ伸びる状態に針主体部５４において電気絶縁性の接着剤５６により支持体３０の第３の面に支持体３０の長手方向に間隔をおいて取り付けられている。
【００２９】
各プローブ３４は、第２の配線部４４に対応されており、針後部５２において対応する第２の配線部４４に半田のような適宜な手段により接続されている。各プローブ３４の針先部５０は、針先（先端）ほど漸次小さくなる円錐形状に形成されている。
【００３０】
スペーサ３６は、図４に示すように、金属細線のように導電性を有する複数の細線６０をゴムのような電気絶縁性及び弾性を有する板の基材６２に配置したいわゆる導電性ゴムから形成されている。細線６０は、基材６２をこれの厚さ方向に斜めに貫通している。スペーサ３６は、その一部が上方へ突出し、細線６０の一端が端子部２２に当接し、細線６０の他端が第２の配線部４４に当接する状態に、凹所４０に配置されている。
【００３１】
カバー３８は、支持体３０の第１の面の一部から曲面を経て第２の面に達するように、湾曲されており、また両端部においてねじ部材６４（図３参照）により支持体３０に取り外し可能に組み付けられている。
【００３２】
各プローブユニット１２は、例えば、各プローブ３４の針後部５２を対応する第２の配線部４４に半田付けし、プローブ３４を支持体３０の第３の面に接着し、配線フィルム３２の一端縁をスロット４２に差し込み、スペーサ３６を凹所４０に配置し、カバー３８を支持体３０に取り付けることにより組み立てることができる。配線フィルム３２は、第２の配線部４４がカバー３８の側となるように配置される。
【００３３】
プローブユニット１２を上記のように組み立てるとき、配線フィルム３２の一端縁をスロット４２に差し込み、配線フィルム３２の一端部を凹所４０に配置することにより、支持体３０に対する配線フィルム３２の位置決めをすることができるから、支持体３０に対する配線フィルム３２の位置決めが容易になり、プローブユニット１２の組立が容易になる。
【００３４】
上記のように、配線フィルム３２を、これが第１の面から第２の面に沿って伸びるようにカバー３８により支持体３０に押さえ付けるならば、配線フィルム３２が支持体３０に正しい姿勢に維持されるとともに、配線フィルム３２の損傷が防止される。しかし、カバー３８を設けなくてもよい。
【００３５】
上記のように組み立てられたプローブユニット１２は、図３に示すように、支持体３０の各端部に形成された鍔部６６がねじ部材６８によりフレーム１６に取り付けられることにより、基板１４に間隔をおいて並列的に配置される。
【００３６】
プローブユニット１２が基板１４に組み付けられた状態において、スペーサ３６は、基板１４と配線フィルム３２とに僅かに圧縮された状態に挟まれる。これにより、細線６０が端子部２２と第２の配線部４４とに押圧されるから、第１の配線部２０とプローブ３４とは、第２の配線部４４，細線６０，端子部２２及び導電性部２４により電気的に確実に接続される。
【００３７】
検査用ヘッド１０は、基板１４に形成されたテスターランド（または、コネクタ部）を複数のポゴピン（または、フラットケーブル）によりテスタに接続することにより、集積回路の通電試験に用いられる。各プローブユニット１２のプローブ３４と基板１４の第１の配線部２０とは、配線フィルム３２の第２の配線部４４とスペーサ３６の１以上の細線６０と、導電性部２４とにより接続される。
【００３８】
このため、プローブユニット付近に露出するフラットケーブルを用いる必要がなく、ヘッドの取扱いが容易になり、配線が短くなって応答速度が速くなる。また、第１の配線部２０とプローブ３４とをフラットケーブルで接続する必要がないから、インピーダンスが整合する構造とすることができる。
【００３９】
さらに、配線基板１４の第１の配線部２０を、これに接続されたコネクタ部と、該コネクタ部に接続されたフラットケーブルによりテスタに接続するとしても、そのようなフラットケーブルは、コネクタ部を基板の外側部に形成することにより、プローブユニット１２から離すことができる。このため、そのようなフラットケーブルがプローブユニット付近に露出することはない。
【００４０】
基板１４は、各プローブユニット１２の１以上のプローブを目視する穴を備えることが好ましい。そのような穴は、図２に示すように、各プローブユニット１２の少なくとも各端部に配置された１以上のプローブを目視する穴７０であってもよいし、図６に示すように各プローブユニット１２の全てのプローブを目視可能の長い穴７２であってもよい。穴７０，７２は、いずれも、基板１４を厚さ方向に貫通する貫通穴である。
【００４１】
上記の実施例では、第２の配線部４４を有する配線フィルム３２を用いているが、第２の配線部４４を図７に示すように支持体３０に直接形成してもよい。図７に示す実施例では、プローブ３４に対応された複数の第２の配線部４４を支持体３０の第１の面から第２の面にわたって印刷配線技術のような適宜な手法により形成している。
【００４２】
図８及び図９に示すプローブユニット７４は、配線フィルム３２と一体に形成された複数のプローブ７６を用いている。プローブ７６は第２の配線部４４の一端部を含む先端領域に形成されており、先端領域は配線フィルム３２と一体に製作されている。配線フィルム３２は、先端領域を１以上のプローブ７６を含む複数のプローブ領域に分離する複数のスリット７８を有する。
【００４３】
支持体８０は、第２及び第３の面の境界部付近をも相互に連続する曲面とされていることを除いて、支持体３０と同様に構成されている。配線フィルム３２は、第２の配線部４４が電気絶縁性のカバー８２の側を支持体８０の第１の面から第２の面を経て第３の面に伸びかつプローブ７６が支持体８０の第３の面を伸びるように、支持体８０に組み付けられる。
【００４４】
プローブ７６は、その先端部が支持体８０の第３の面から突出した状態に、電気絶縁性の接着剤８４により支持体８０の第３の面に接着される。各プローブ７６は、その先端にバンプ８６を有する。カバー８２は、第１の面から第２の面を経て第３の面に達する。
【００４５】
上記のプローブユニット７４を用いるならば、配線フィルム３２とプローブ７６とを同時に製作することができるのみならず、隣り合うプローブ７６が個々に変形可能であるから、プローブ７６を集積回路に確実に接触させることができる。
【００４６】
本発明は、半導体ウエーハに形成された複数の集積回路のための検査用ヘッドのみならず、複数の液晶パネルに切断前のパネルのような他の平板状被検査体のための検査用ヘッドにも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の検査用ヘッドの一実施例を示す正面図である。
【図２】 図１に示す検査用ヘッドの底面図である。
【図３】 図２における３−３線に沿って得た断面図である。
【図４】 図３における４−４線に沿って得た断面図である。
【図５】 図１の検査用ヘッドで用いるプローブユニットの一実施例を示す分解斜視図である。
【図６】 目視用の貫通穴の他の実施例を示す図２と同様の底面図である。
【図７】 プローブユニットの他の実施例を示す分解斜視図である。
【図８】 プローブユニットのさらに他の実施例を示す断面図である。
【図９】 図８に示すプローブユニットの底面図である。
【符号の説明】
１０ 検査用ヘッド
１２，７４ プローブユニット
１４ 基板
１６ フレーム
２０ 第１の配線部
２２ 端子部
２４ 導電性部
３０，８０ 支持体
３２ 配線フィルム
３４，７６ プローブ
３６ スペーサ
３８，８２ カバー
４０ 凹所
４２ スロット
４４ 第２の配線部
７０，７２ 目視用の穴
７８ スリット

Claims (10)

1. 複数の端子部を一方の面に有する基板と、該基板の前記一方の面の側に配置された１以上のプローブユニットとを含み、前記プローブユニットは、
   前記基板に配置された長い支持体であって、前記基板の側の第１の面、該第１の面に続きかつ該第１の面及び前記基板に対して角度を有する第２の面、並びに前記第１の面と反対の側の第３の面を有する支持体と、
   前記第１の面から前記第２の面にわたって前記支持体に配置された電気絶縁性の配線フィルムであって前記支持体の長手方向に間隔をおいて前記第１の面から前記第２の面に並列的に伸びる複数の配線部を有する配線フィルムと、
   前記第３の面に前記支持体の長手方向へ間隔をおいて配置された複数のプローブであって前記第２の配線部に電気的に接続されたプローブと、
   前記端子部と前記配線部とを電気的に接続すべく前記基板と前記第１の面との間に配置された導線性及び弾性を有するスペーサとを含み、
   前記支持体は、さらに、前記第１の面を底面とする凹所であって前記配線フィルムの一部が受け入れられた凹所と、前記配線フィルムの一部を受け入れるべく前記凹所に開口するスロットであって前記支持体の長手方向へ伸びるスロットとを有する、平板状被検査体のための検査用ヘッド。
2. 前記スペーサは、電気絶縁性及び弾性を有する板状の基材と、該基材に配置された導電性の複数の細線であって前記端子部と配線部とを電気的に接続すべく前記基材をこれの厚さ方向に斜めに貫通する複数の細線とを備える、請求項１に記載の検査用ヘッド。
3. さらに、前記配線フィルムが前記第１の面から前記第２の面に沿うように前記支持体に組み付けられたカバーを含む、請求項１及び２のいずれか１項に記載の検査用ヘッド。
4. 複数の前記プローブユニットが前記基板に間隔をおいて並列的に配置されている、請求項１，２及び３のいずれか１項に記載の検査用ヘッド。
5. 前記基板は、少なくとも一部の前記プローブの先端部を目視可能の１以上の貫通穴を有する、請求項１から４のいずれか１項に記載の検査用ヘッド。
6. 各プローブは導電性を有する細線から形成されている、請求項１から５のいずれか１項に記載の検査用ヘッド。
7. 前記プローブは、前記配線部の一端部を含む先端領域であって前記配線フィルムと一体の先端領域により形成されている、請求項１から５のいずれか１項に記載の検査用ヘッド。
8. 前記配線フィルムは、前記先端領域を１以上のプローブを含む複数のプローブ領域に分離する複数のスリットを有する、請求項７に記載の検査用ヘッド。
9. 前記基板は各端子部に電気的に接続された他の配線部を他方の面に有し、前記スペーサは前記端子部に当接されている、請求項１から８のいずれか１項に記載の検査用ヘッド。
10. 前記配線部は、前記第１及び第２の面に形成されている、請求項１から８のいずれか１項に記載の検査用ヘッド。

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