JP5289771B2 - プローブカード - Google Patents
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Description
2 プローブ
3 コネクタ座
4 半導体ウェハ
11、71、81、89、402 基板
12、52、72、82、92、102 補強部材
13、63、83、103、430 インターポーザ
14、84、90、104 スペーストランスフォーマ
15、85、403 プローブヘッド
15p、403p プローブ収容領域
16、86 保持部材
17、87、404 リーフスプリング
18、58、78、88、98 ポスト部材
18a、78a、88a、98a 大径部
18b、78b、88b、98b 小径部
19 配線
20 オスコネクタ
21、22、833、834 針状部材
21a、22a、833a、834a 針状部
21b、22c、833c、834c ボス部
21c 軸部
22b、833b、834b フランジ部
23、835 ばね部材
23a、432f、835b 粗巻き部
23b、432e、835a 密着巻き部
30 メスコネクタ
40 ウェハチャック
41、112、141、812、841 電極パッド
111、124、131、151、433、524、631、711、712、724、811、812、824、825、830、836、837、838、842、924、925、1024、1025、1031 孔部
121、521、721、821、921、1021 外周部
122、522、722、822、922、1022 中心部
123、523、723、823、923、1023 連結部
124a、131a、151a、433a、824a、825a、830a、836a、837a、842a、1025b、1031b 小径孔
124b、131b、151b、433b、824b、825b、830b、836b、837b、842b、1025a、1031a 大径孔
124c、824c、825c 中径孔
171、414 爪部
181、581、881、981 中空部
201、202、203、204、301、302、303、304、305 ねじ
306 ボルト
306a 端部
307 ナット
431、831 ハウジング
432、832 接続端子
432a コイルばね部
432b、432c 電極ピン部
432d 定常巻き部
725 溝部
831a 第1部材
831b 第2部材
1041 パッド
W ろう
図1は、本発明の実施の形態1に係るプローブカード要部の構成を示す分解斜視図である。また、図2は、本実施の形態1に係るプローブカードの上面図であり、図3は図2のA−A線断面図である。さらに、図4は、本実施の形態1に係るプローブカード要部の組み付けの概要を示す図である。これらの図1〜図4に示すプローブカード1は、複数のプローブを用いて検査対象である半導体ウェハと検査用の信号を生成する回路構造を備える検査装置とを電気的に接続するものである。
図8は、本実施の形態1の第1変形例に係るプローブカードの構成を示す縦断面図である。同図に示すプローブカード5は、上述したプローブカード1と同様、基板11、補強部材52、インターポーザ13、スペーストランスフォーマ14、プローブヘッド15、保持部材16、リーフスプリング17、および複数のポスト部材58(第1のポスト部材)を備える。
図11は、本発明の実施の形態2に係るプローブカードの構成を示す断面図である。また、図12は、本実施の形態2に係るプローブカード要部の組み付けの概要を示す図である。これらの図に示すプローブカード8は、複数のプローブを用いて検査対象である半導体ウェハと検査装置とを電気的に接続するものであり、薄い円盤状をなして検査装置との電気的な接続を図る基板81と、基板81の一方の面に装着され、基板81を補強する補強部材82と、基板81からの配線を中継するインターポーザ83と、インターポーザ83によって中継された配線の間隔を変換するスペーストランスフォーマ84と、基板81よりも径が小さい円盤状をなしてスペーストランスフォーマ84に積層され、検査対象の半導体ウェハに対応して複数のプローブを収容保持するプローブヘッド85と、基板81に固着され、インターポーザ83およびスペーストランスフォーマ84を積層した状態で一括して保持する保持部材86と、保持部材86に固着されてプローブヘッド85の端部を固定するリーフスプリング87と、基板81の所定箇所にそれぞれ埋め込まれた複数のポスト部材18(第1のポスト部材)および88(第2のポスト部材)と、を備える。
図17は、本実施の形態2の第1変形例に係るプローブカードの構成を示す縦断面図である。同図に示すプローブカード9は、上述したプローブカード8と同様、基板81、補強部材92、インターポーザ83、スペーストランスフォーマ84、プローブヘッド85、保持部材86、リーフスプリング87、および複数のポスト部材18(第1のポスト部材)および98(第2のポスト部材)を備える。
本発明の実施の形態3に係るプローブカードは、インターポーザの構成を除いて上記実施の形態1に係るプローブカードと同じ構成を有する。すなわち、本実施の形態3に係るプローブカードは、基板11、補強部材12、スペーストランスフォーマ14、プローブヘッド15、保持部材16、およびリーフスプリング17を備える。また、プローブヘッド15に収容保持されるプローブも、上記実施の形態1で説明したプローブ2である。
ここまで、本発明を実施するための最良の形態として、実施の形態1〜3を詳述してきたが、本発明はそれら3つの実施の形態によってのみ限定されるべきものではない。図21は、本発明のその他の実施の形態に係るプローブカードの構成を示す上面図である。同図に示すプローブカード401は、円盤状の基板402に対し、正方形の表面を有するプローブヘッド403が、同じく正方形状の外枠を有するリーフスプリング404によって保持されている。
Claims (23)
- 検査対象である半導体ウェハと検査用の信号を生成する回路構造との間を電気的に接続するプローブカードであって、
導電性材料から成り、前記半導体ウェハに接触して電気信号の入力または出力を行う複数のプローブと、
前記複数のプローブを収容保持するプローブヘッドと、
前記回路構造に対応する配線パターンを有する平板状の基板と、
前記基板が変形した状態で前記基板に対向する面の少なくとも一部が前記基板に当接しない態様で前記基板に装着されて前記基板を補強する補強部材と、
前記基板に積層され、前記基板の配線を中継するインターポーザと、
前記インターポーザおよび前記プローブヘッドの間に介在して積層され、前記インターポーザによって中継された配線の間隔を変換して前記プローブヘッドと対向する側の表面に表出するスペーストランスフォーマと、
前記基板の表面であって前記インターポーザが積層された部分の表面から当該基板を貫通して埋め込まれ、一端が前記インターポーザと当接し、前記基板の板厚よりも大きい高さを有する複数の第1のポスト部材と、
を備えたことを特徴とするプローブカード。 - 前記基板と前記インターポーザとを締結する第1の締結手段をさらに備えたことを特徴とする請求項1記載のプローブカード。
- 前記第1の締結手段は、前記補強部材および前記インターポーザの少なくともいずれか一方に挿通される一つまたは複数の第1種ねじ部材を含むことを特徴とする請求項2記載のプローブカード。
- 前記第1のポスト部材は、高さ方向に貫通され、この貫通によって生じた側面にねじ山が設けられた第1の中空部を有し、
前記第1の中空部の両端開口面から異なる前記第1種ねじ部材が螺着されたことを特徴とする請求項3記載のプローブカード。 - 前記第1のポスト部材は、高さ方向に貫通された第1の中空部を有し、
前記第1の中空部の一方の端部から前記第1種ねじ部材が挿通されたことを特徴とする請求項3記載のプローブカード。 - 前記基板に固着され、前記インターポーザおよび前記スペーストランスフォーマに圧力を加えて保持する保持部材と、
前記保持部材に固着され、前記プローブヘッドの表面であって前記複数のプローブが突出する表面の縁端部近傍を全周に渡って前記基板の方向へ押さえ付けるリーフスプリングと、
をさらに備えたことを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項記載のプローブカード。 - 前記インターポーザは、
導電性材料から成り、軸線方向に伸縮自在な複数の接続端子と、
絶縁性材料から成り、前記複数の接続端子を個別に収容する複数の孔部が形成されたハウジングと、
を有することを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項記載のプローブカード。 - 前記接続端子は、
先細の先端形状をそれぞれ有する第1および第2の針状部材と、
前記第1および第2の針状部材の各軸線方向を一致させて伸縮自在に連結するコイル状のばね部材と、
を有することを特徴とする請求項7記載のプローブカード。 - 前記ばね部材は、
前記孔部において湾曲可能であり、当該湾曲を生じることによって前記第1および第2の針状部材のいずれかと接触する密着巻き部を有することを特徴とする請求項8記載のプローブカード。 - 前記接続端子はコイル状をなし、
前記軸線方向の両端側に向けて先細となるように各々密着巻きされた一対の電極ピン部と、
前記一対の電極ピン部の間に介在して前記一対の電極ピン部を連結するコイルばね部と、
を有することを特徴とする請求項7記載のプローブカード。 - 前記コイルばね部は、
当該接続端子の軸線方向の中間に設けられた密着巻き部と、
前記密着巻き部の一端側に設けられた定常巻き部と、
前記密着巻き部の一端側であって前記定常巻き部が設けられた側とは異なる端部側に設けられ、前記定常巻き部よりも粗く巻かれた粗巻き部と、
から成ることを特徴とする請求項10記載のプローブカード。 - 前記基板と前記スペーストランスフォーマとを締結する第2の締結手段をさらに備えたことを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項記載のプローブカード。
- 前記第2の締結手段は、前記補強部材および前記スペーストランスフォーマの少なくともいずれか一方に挿通される一つまたは複数の第2種ねじ部材を含むことを特徴とする請求項12記載のプローブカード。
- 前記一つの第2種ねじ部材、または前記複数の第2種ねじ部材のいずれか一つは、前記スペーストランスフォーマの重心を通過して前記スペーストランスフォーマを貫通することを特徴とする請求項13記載のプローブカード。
- 前記基板の表面であって前記インターポーザが積層された部分の表面から当該基板を貫通して埋め込まれ、前記第1のポスト部材と同じ高さを有するとともに、当該高さ方向に貫通され、この貫通によって生じた側面にねじ山が設けられた第2の中空部を有する第2のポスト部材を前記第2種ねじ部材と同じ数だけ備え、
前記第2の中空部の両端開口面から異なる前記第2種ねじ部材が螺着されたことを特徴とする請求項13記載のプローブカード。 - 前記基板の表面であって前記インターポーザが積層された部分の表面から当該基板を貫通して埋め込まれ、前記第1のポスト部材と同じ高さを有するとともに、当該高さ方向に貫通された第2の中空部を有する第2のポスト部材を前記第2種ねじ部材と同じ数だけ備え、
前記第2の中空部の一方の端部から前記第2種ねじ部材が挿通されたことを特徴とする請求項13記載のプローブカード。 - 前記第2種ねじ部材は、
一端が前記スペーストランスフォーマの表面にろう付けされたボルトと、
前記ボルトの他端に締結されるナットと、
を有することを特徴とする請求項13記載のプローブカード。 - 前記基板の表面であって前記インターポーザが積層された部分の表面から当該基板を貫通して埋め込まれ、前記第1のポスト部材と同じ高さを有するとともに、当該高さ方向に貫通された第2の中空部を有する第2のポスト部材を前記第2種ねじ部材と同じ数だけ備え、
前記第2の中空部の一方の端部から前記ボルトが挿通されたことを特徴とする請求項17記載のプローブカード。 - 前記インターポーザは、
導電性材料から成り、軸線方向に伸縮自在な複数の接続端子と、
絶縁性材料から成り、前記複数の接続端子を個別に収容する複数の孔部が形成されたハウジングと、
を有することを特徴とする請求項12記載のプローブカード。 - 前記接続端子は、
先細の先端形状をそれぞれ有する第1および第2の針状部材と、
前記第1および第2の針状部材の各軸線方向を一致させて伸縮自在に連結するコイル状のばね部材と、
を有することを特徴とする請求項19記載のプローブカード。 - 前記ばね部材は、
前記孔部において湾曲可能であり、当該湾曲を生じることによって前記第1および第2の針状部材のいずれかと接触する密着巻き部を有することを特徴とする請求項20記載のプローブカード。 - 前記接続端子はコイル状をなし、
前記軸線方向の両端側に向けて先細となるように各々密着巻きされた一対の電極ピン部と、
前記一対の電極ピン部の間に介在して前記一対の電極ピン部を連結するコイルばね部と、
を有することを特徴とする請求項19記載のプローブカード。 - 前記コイルばね部は、
当該接続端子の軸線方向の中間に設けられた密着巻き部と、
前記密着巻き部の一端側に設けられた定常巻き部と、
前記密着巻き部の一端側であって前記定常巻き部が設けられた側とは異なる端部側に設けられ、前記定常巻き部よりも粗く巻かれた粗巻き部と、
から成ることを特徴とする請求項22記載のプローブカード。
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