JP4711800B2

JP4711800B2 - プローブカードの製作方法

Info

Publication number: JP4711800B2
Application number: JP2005295494A
Authority: JP
Inventors: 哲平木村
Original assignee: Japan Electronic Materials Corp
Current assignee: Japan Electronic Materials Corp
Priority date: 2005-10-07
Filing date: 2005-10-07
Publication date: 2011-06-29
Anticipated expiration: 2025-10-07
Also published as: JP2007101506A

Description

本発明は、半導体ウエハの試験に用いるプローブカードの製作方法に関し、特にプローブユニットを用いたプローブカードの製作方法に関する。

従来のカンチレバー型プローブカードの製作方法方の一つとして、プローブカードのコンタクト基板上にＭＥＭＳ技術を用いてプローブを直接一括形成する方法がある（特許文献１参照）。

これにより、高密度プローブカードが得られ、近年の半導体ウエハの高集積化および高速化による電極パッドの狭ピッチ化およびエリアアレイ化といった電極の高密度配置に対応している。

特開２００４−１０１３５１

しかし従来のプローブカードの製作方法で、ＭＥＭＳ技術を用いた、プローブカードのコンタクト基板上にＭＥＭＳ技術を用いてプローブを直接一括形成する場合は、プローブ形成工程において、種々の薬品を使用することから、コンタクト基板の耐薬品性が課題となっている。

また、コンタクト基板の電極上に直接プローブを形成するので、電極の凹凸がプローブの品質に悪影響を及ぼす恐れがあった。

本発明はこのような従来のプローブカードの製作方法において、ＭＥＭＳ技術を用いたプローブの直接一括形成方法が有していた課題を解決するために、直接コンタクト基板上にプローブを形成することなく、高密度なプローブの配置に対応可能なプローブカードの製作方法を提供することを目的とする。

本発明のプローブカードの製作方法は、所定の間隔で横一列に複数のプローブを第１の基板上に配列したプローブユニットを作成する工程と、所定数の上記プローブユニットを第２の基板上に所定の間隔で配列する工程とによって上記第２の基板上に所定数のプローブを配列するプローブカードの製作方法であって、１列目のプローブユニットを前記第２の基板に取り付けた後に、２列目となるプローブユニットのプローブを、１列目のプローブユニットのプローブの上方に、接しないで覆いかぶさるように、２列目のプローブユニットを配置し、以降のプローブユニットも２列目と同様に配置することを特徴とする。

本発明のプローブカードの製作方法は、所定の間隔で横一列に複数のプローブを第１の基板上に配列したプローブユニットを作成する工程と、所定数の上記プローブユニットを第２の基板上に所定の間隔で配列する工程とによって上記第２の基板上に所定数のプローブを配列するプローブカードの製作方法であって、１列目のプローブユニットを前記第２の基板に取り付けた後に、２列目となるプローブユニットのプローブを、１列目のプローブユニットのプローブの上方に、接しないで覆いかぶさるように、２列目のプローブユニットを配置し、以降のプローブユニットも２列目と同様に配置することにより、狭ピッチで複雑なプローブの配置が可能であり、基板の耐薬品性の問題も解決することができる。

本発明のプローブカード製作方法に使用するプローブユニットの斜視図。プローブユニットの形成方法を示す側面図。プローブカードの製作方法を示す側面図。プローブカードの製作方法の別の実施形態を示す側面図。プローブカードの製作方法のさらに別の実施形態を示す側面図。従来のプローブカードの製作方法を示す側面図。

本発明について図を用いて以下に詳細に説明する。図１は、本発明のプローブカードの製作方法に用いるプローブユニット１の斜視図であり、図２は本発明のプローブカードの製作方法の各工程を順番に示した図である。

本発明のプローブカードの製作方法は、所定の間隔で隣接する複数のプローブ２を第１の基板３上に配列したプローブユニット１を作成する工程と、所定数の上記プローブユニット１を第２の基板８上に配列する工程とによって上記第２の基板８上に所定数のプローブ２を配列する。ここで、第２の基板８が従来のコンタクト基板８に相当することになる。

本発明に用いるプローブ２は、支持部４、支持部４から延在しバネ性を有する形状のアーム部５、およびアーム部５の先端側に配置され被検査対象物の電極に接触する接触部６から構成される。

はじめに複数のプローブを第１の基板上に配列したプローブユニットを作成する工程について説明する。従来のＭＥＭＳ技術を用いた、プローブカードのコンタクト基板上に直接一括形成されるプローブ２は、図６に示すように、コンタクト基板８上に直接形成するが、本発明に用いるプローブ２は、コンタクト基板８上ではなく第１の基板３上に複数形成する。第１の基板３上には横一列に複数のプローブ２を形成している。

第１の基板３上にＭＥＭＳ技術によって上記複数のプローブ２を一括形成した後、上記複数のプローブ２を保護材７にて覆う。第１の基板３は絶縁基板であり、保護材７は後ほど除去するので、溶解除去可能な樹脂等を用いる。

保護材７でプローブ２を覆いプローブ２の保護を行った後、第１の基板３をカットして不要な部分を除去する。図２の（ｂ）に示すように、プローブ２の支持部４の付近を残しそれ以外の部分を除去する。このとき、図１の斜視図のように、横１列に整列した状態でプローブ２を保持するように第１の基板３を残す。

第１の基板３の不要な部分を除去した後、保護材７を溶解除去する。これにより図２（ｄ）に示すように、保護材７により保護されていたプローブ２が露出される。そして、図１に示すように、複数のプローブ２が第１の基板３上に横一列に並んだプローブユニット１が形成される。

上記プローブユニット１をプローブカードの第２の基板８に取り付けることにより複数のプローブ２を一括して取り付けることができる。図３がプローブユニット２を用いたプローブ１の取り付け方法を示す図である。

プローブユニット１を第２の基板８上に配列する工程について詳しく説明する。図３（ａ）に示す様に、第２の基板８にプローブユニット１を接合する。次に図３（ｂ）に示す様に、第２の基板８上に設けられた電極９とプローブユニット１のプローブ２とをワイヤボンド１０で接合する。

プローブ２と電極９を接合しているワイヤボンド１０および電極９をディスペンサー等により樹脂封止１１を行う。これにより、プローブ２の第２の基板８への取り付けが完了する。

このようにプローブユニット１を用いた本発明のプローブカードの製作方法により、複数のプローブ２を１度に取り付けることができるようになり、そして従来のＭＥＭＳ技術によるプローブの直接一括形成において問題となっていた、第２の基板８の耐薬品性の問題も解決することができる。さらに、第２の基板８とプローブ２の形成を並行して行うことができるので、工程の短縮を図ることができる。また、フラットな第１の基板３上に直接プローブ２を形成するので、プローブ形成工程における歩留まりが向上する

次に、プローブ２と電極９をワイヤボンド１０により接合するのではなく、プローブユニット１の第１の基板３の表面に複数の第１の配線１２を形成し、第２の基板８と接合する場合について説明する。

図４に示すのが本実施形態のプローブカードの製作方法である。プローブユニット１の第１の基板３上に、複数の第１の配線１２を設ける。上記第１の配線１２のそれぞれに対応して接するように複数のプローブ２をＭＥＭＳ技術を用いて第１の基板３上に形成する。上記第１の基板３に絶縁基板を用い、第１の配線１２は、Ａｕ等の接合しやすい材料を用いることが好ましい。

そして、プローブユニット１を第２の基板８に取り付け、第２の基板８上の電極９とプローブユニット１に設けられた第１の配線１２をワイヤボンド１０で接合する。その後、第１の配線１２、ワイヤボンド１０および電極９をディスペンサー等により樹脂封止１１を行う。

ここでは、第１の配線１２とプローブ２とを直接接続する方法について説明したが、第１の配線１２とプローブ２とをワイヤボンドにより接合する方法について説明する。

図４（ｃ），（ｄ）に示すのが第１の配線１２とプローブ２とをワイヤボンドにより接合する方法である。

絶縁基板である第１の基板３の表面に複数の第１の配線１２を形成し、上記第１の配線１２に対応する複数のプローブ２をＭＥＭＳ技術によって一括形成する。この際、第１の配線１２とプローブ２はそれぞれ対応しており第１のワイヤボンド１４により接合されている。

同じく絶縁基板である第２の基板８の表面にも複数の第２の配線１３を形成する。上記第２の配線１３を第１の基板３の第１の配線１２と第２のワイヤボンド１５により接合する。上記第２のワイヤボンド１５によりプローブ２は第１の基板８と接合される。

上記第２のワイヤボンド１５による接合が完了した後に、第１のワイヤボンド１４および第２のワイヤボンド１５をディスペンサー等により樹脂封止１１を行う。図４（ｄ）に示しているのは、第１のワイヤボンド１４および第２のワイヤボンド１５を同時に樹脂封止１１を行った場合であるが、第１のワイヤボンド１４と第２のワイヤボンド１５を別個に樹脂封止１１を行ってもよい。

図２に示すプローブユニット１を用いて、従来よりも狭ピッチのプローブ２の配置を可能とする本発明のプローブカードの製作方法について説明する。図５（ａ）に示すのがその方法である。

図５（ａ）に示す右側のプローブユニット１を上述の方法ではじめに取り付ける。次に２列目となる左側のプローブユニット１の取り付けを行う。この時、２列目となる左側のプローブユニット１のプローブ２を１列目となる右側のプローブユニット１の上方に、接しない状態で覆いかぶさるように配置する。このような配置により、プローブ２はより狭ピッチでの配置が可能となる。この手順を繰り返し行い、プローブユニットを取り付けていく。

従来は、プローブ２を第２の基板８にＭＥＭＳ技術を用いて直接一括形成するために、このようなプローブ２同士が重なった状態で位置することはできなかったのが、プローブユニット１を用いることにより、プローブユニット１が重なった配置が可能となり、プローブ２の間隔をより狭くすることができる。

また、図５（ｂ）示すように、１列目（右側）のプローブユニット１と２列目（左側）のプローブユニット１上に設けられた第１の配線１２の配置を変えることにより、さらにプローブ２の間隔を狭くすることも可能である。

つまり、１列目のプローブユニット１は第１の基板３上で右側に配線１２を設け、右側で電極９とワイヤボンド１０により接合し、２列目のプローブユニット１は第１の基板３上で左側に配線１２を設け、左側で電極９とワイヤボンド１０により接合する。このように配線１２の位置をプローブユニット毎に変更することで、プローブ２の間隔はより狭くすることができる。

別の、プローブカードの製作方法について説明を行う。図５（ｃ）に示すのがその方法である。

図５（ｃ）に示す最も右側のプローブユニット１を上述の方法ではじめに取り付ける。次に２列目となる真ん中のプローブユニット１の取り付けを行う。この時、２列目となる真ん中のプローブ２を１列目となる右側のプローブ２の上方に、１列目のプローブユニット１の樹脂封止１１の上に、真ん中のプローブユニット１のプローブ２のアーム部５が接するように真ん中のプローブユニット１を配置する。

このような配置を行うために、樹脂封止１１はエラストマを用いて行う。このように、樹脂封止１１により、次の列のプローブユニット１のプローブ２のアーム部５を支持することにより、プローブ２の針圧を向上させることが可能となる。

このように、本発明のプローブカードの製作方法により、プローブ工程の歩留まりの向上、工程の短縮が可能となる。また、プローブの間隔を狭くすることができるので、より狭ピッチのプローブの配置が可能となる。

１プローブユニット
２プローブ
３第１の基板
４支持部
５アーム部
６接触部
７保護材
８コンタクト基板
９電極
１０ワイヤボンド
１１樹脂封止
１２配線

Claims

所定の間隔で横一列に複数のプローブを第１の基板上に配列したプローブユニットを作成する工程と、所定数の上記プローブユニットを第２の基板上に所定の間隔で配列する工程とによって上記第２の基板上に所定数のプローブを配列するプローブカードの製作方法であって、
１列目のプローブユニットを前記第２の基板に取り付けた後に、２列目となるプローブユニットのプローブを、１列目のプローブユニットのプローブの上方に、接しないで覆いかぶさるように、２列目のプローブユニットを配置し、以降のプローブユニットも２列目と同様に配置することを特徴とするプローブカードの製作方法。
前記プローブユニットを前記第２の基板に取り付けるときに、前記プローブユニットのプローブまたは配線を、前記第２の基板の電極とをワイヤボンドで接合し、前記ワイヤボンドと前記電極を樹脂封止によって覆うことを特徴とする請求項１に記載のプローブカードの製作方法。
２列目となるプローブユニットのプローブを、１列目のプローブユニットのプローブの上方に、接しないで覆いかぶさるように、２列目のプローブユニットを配置する際に、一列目のプローブユニットに設けられた樹脂封止と２列目のプローブユニットのプローブが所定の間隔有している、または接していることを特徴とする請求項２に記載のプローブカードの製作方法。