JPH01140072A - プロービングカード - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） この発明は、半導体ウエハプローバに用いるプロービン
グカードに関する。

（従来の技術） ＩＣの寡集積化により、ＩＣを構成する端子数が増加、
即ち、１チツプあたりの電極パッド数が増加する。この
増加した電極パッドをもつＩＣを検査するウエハブロー
バ技術も対応して要求されている。例えばプロービング
カードのプローブ端子数を増加した装置の開発が必要で
ある。プロービングカードのプローブ端子数を増加する
手段として、プローブ端子を被検査体に対して、はぼ垂
直に実装したものが提案されている。例えば特開昭６０
−１８９９４９号、特開昭６１−１５４１３７号、特開
昭６１−２０５８７０号公報などには、電気的に導通す
る如く配線された基板にプローブ端子を垂直固定したも
のが提案され、又、特公昭５８−１１７４１号、実開昭
５７−４７５５号、実開昭５８−１４８９３５号、実公
昭５９−１２６１５号、実公昭６２−３６１３９号公報
などには、電気的に導通する如く配線された基板とプロ
ーブ端子とを導電性のバネ等の弾性体を介して接続した
ものが提案されている。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、上記記載の基板にプローブ端子を垂直固
定したものでは、検査時に、プローブ端子と被検査体を
接触させた時、さらにオーバードライブをかけるため、
プローブ端子に歪等のダメージを与え、プローブ端子が
脆くなり耐久性に欠けているという問題点があった。又
、この問題の対策として、基板とプローブ端子とを、導
電性のスプリング等の弾性体を介して接続したものがあ
るが、導電性のスプリングでは、導電率が悪く、なおか
っ、この各プローブ端子とスプリング等との位置を保持
するためにパイプ等が必要となり微細な部品となり設置
が困難であるという問題点があった。

この発明は上記点に対処してなされたもので、プローブ
端子を微細ピッチで実装可能とし、導電率が良く、信頼
性の高いプロービングカードを提供するものである。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段） この発明は、一端がプリント基板の予め定められた配線
に接続され遊端側が上記プリント基板に設けられた貫通
孔を通って導出されたプローブを複数本設けたプロービ
ングカードにおいて、上記各プローブ遊端側の上記貫通
孔は各プローブのガイドとなる構造にし、このガイドと
上記プローブの一端間は弧状に少なくとも表面絶縁状パ
イプで被覆したことを特徴とするプロービングカードを
得るものである。

〔作用効果〕

各プローブ遊端側の貫通孔は各プローブのガイドとなる
構造にし、このガイドとプローブの一端間は弧状に少な
くとも表面絶縁状パイプで被覆したことにより、プロー
ブの設置を正確に行なうことが可能となる。即ちプロー
ブを被検査体に当接させ検査後に、プローブの接続端位
置が所定の位置に設置される。又、プローブを案内する
貫通孔にパイプ等を配置する必要がないのでプローブを
微細ピンチで設置できる。

（実施例） 次に本発明プロービングカードの一実施例を図面を参照
して説明する。

このプロービングカード■は、第２図に示すように基板
部■とプローブ端子設置部■から構成されている。

基板部■は、いわゆるプリント基板と呼ばれているもの
で、第１図に示すように絶縁性の合成樹脂で形成された
絶縁基板に）に、所定のパターンが夫々絶縁状態で電気
的に導通可能にプリント配線０されたものである。この
各プリント配線０は、一端を被検査体の検査装置である
テスタに接続する端子と、他端をプローブ端子０と接続
する如く配線構成されている。ここで、プローブ端子０
とプリント配線■を接続させるに際し、絶縁基板（イ）
にプローブ端子０の一端が挿入可能な如く直径例えば９
０−の円形の貫通孔■が設けられている。この貫通孔■
までは、プリント配線■されていて、貫通孔■にプロー
ブ端子０の一端を挿入し、この貫通孔■内で取着例えば
半田付けすることにより。

プローブ端子■とプリント配線■が接続配線される。

上記プローブ端子■は、バネ性のある弾性変形可能な外
径例えば８０．から成る材質例えばタングステン線■で
ある。このタングステン線（８）の被検査体と接触する
位置即ち先端０）は、直径例えば１５０−の円錐状接触
部が耐久性の強い材質例えばベリリウム銅で構成されて
いる。この先端（９）は、被検査体と当接する位置が、
公知のエツチング技術等により円錐状に加工形成されて
いる。又、この先端０位置から長手方向に長さ１５００
〜２０００連程度、上記タングステン線■を囲繞する如
く弾性体例えばコイルスプリング（１０）が設けられて
いる。

このコイルスプリング（１０）は、内径がプローブ端子
０の先端■）より小さいため、プローブ端子（０の先端
（９）がストッパーとなり、コイルスプリング（１０）
が外れないようになっている。又、このコイルスプリン
グ（１０）から長手方向に所定の長さ例えば６００〜１
５００／ｊＩ１１程度の間隔をあけてタングステン線（
８）は、例えば外径１６０μｓ、内径９Ｏ−８ＵＳ製の
パイプ（１１）に挿入され、この位置で接着例えば熱圧
着固定されている。このパイプ（１１）は、上記絶縁基
板←）に設けられた貫通孔■に挿入する位置まで設けら
れている。又、このパイプ（１１）は、各パイプ（１１
）同志が接触しても導通しないように、表面に絶縁部材
例えばテフロン（商品名）が厚さ例えＪｆｌＯ〜２０μ
ｓ程度コーティングされている。

上記のようなブロービング０は、基板部■からプローブ
端子設置部■にかけて設置されている。

上記基板部■には、プローブ端子設置部（３）が配設さ
れている。このプローブ端子設置部■は、上記基板部■
に貫通孔を設け、この孔に円形状からなる絶縁性の例え
ばセラミックス製のガイドブロック（１２）厚さ例えば
２１００〜３５００ｐが設けられている。

このガイドブロック（８）の予め定められた位置には。

プローブ端子０の先端方向をガイドするガイド孔（１３
ａ）　（１３ｂ）が第３図に示すように多数設けられて
いる。このガイド孔（１３ａ）　（１３ｂ）には、上記
構成のプローブ端子０が挿入されていて、タングステン
ｍ■にコイルスプリング（１０）が囲繞されている位置
においてのガイド孔（１３ａ）の直径は例えば１５０〜
１６０ｔｕＢ８度であり、コイルスプリング（１０）か
ら表面を絶縁部材で被覆したパイプ（１１）が設けられ
ている位置までのタングステン線（８）のみで構成され
ている位置においてのガイド孔（１３ｂ）の直径は。

例えば９０μｍに形成されている。即ちガイドブロック
（１２）の被検査体との対向面を下面（１４）とすると
。

ガイドブロック（１２）のガイド孔（１３ａ）を、下面
（１４）から長さ例えば１５００〜２０００ｕＩｍまで
を直径例えば１５０〜１６０ｔｕＢとし、この位置から
同軸的に上面（１５）までの長さ例えば６００−１５０
０ｍまでは直径例えば９０−のガイド孔（１３ｂ）と２
段階に分割されている。

このような、ガイド孔（１３ａ）　（１３ｂ）は、被検
査体例えば半導体ウェハ（１６）上に形成されたＩＣチ
ップの電極パッド（１７）の配列パターンの形成された
位置に対応して多数設けられていて、ガイド孔（１３ａ
）のピッチ間隔を２０．程度としても対応可能とする。

ここで、プロービングカードのにおけるプローブ端子０
の設置状態を説明する。

プローブ端子０の被検査体との接触部である先端■は、
ガイドブロック（１２）より例えば３００Ｍ導出されて
いる。この先端（９）からコイルスプリング（１０）が
囲繞されているタングステン線に）部においては、ガイ
ド孔（１３ａ）に挿入されていて、タングステン線（８
）のみの位置では、直径の小さいガイド孔（１３ｂ）に
挿入されている。ここで、コイルスプリング（１０）は
、コイルスプリング（１０）の外径がガイド孔（１３ｂ
）の内径より大きいためガイド孔（１３ｂ）がコイルス
プリング（１０）のストッパーとなっている。又、タン
グステン線（４）の他端は、絶縁基板（イ）の貫通孔■
に挿入され、半田付けされている。この貫通孔■の上面
からガイドブロック（１２）の上面（１５）までは、パ
イプ（１１）が装着されたタングステン線（８）部が弧
状に湾曲した状態で設けられている。

上記のような構成でプローブ端子（４）を設置すると、
コイルスプリング（１０）に伸び方向の力が加わるため
、ガイド孔（１３ｂ）のストッパー作用から、コイルス
プリング（１０）によりプローブ端子０の先端０は被検
査体方向に押し下げられる。ここで、先端（ロ）が所定
の高さ位置に押し下げられた時、タングステン線（８）
に固若さ九たパイプ（１１）の外径がガイド孔（１３ｂ
）の直径より大きいため、パイプ（１１）ガストラパー
となり先端（９）が所定の高さ位置に正確に設置される
。

上記のようにプロービングカード（１）を構成したこと
により、被検査体例えば半導体ウェハ（１６）面に対し
、プローブ端子０はほぼ垂直に垂設され、各プローブ端
子■の先端（９）が直交した平面に揃うようになってい
る。

次に、上記プロービングカード■を、プローブ装置（図
示せず）に配置し、被検査体の検査における動作作用を
説明する。

まず、被検査体例えば半導体ウェハ（１６）をプロ−ピ
ングカード■の設置対向位置に設置する。ここで、ウェ
ハ■とプロービングカードのとを相対的に上下方向に移
動例えばウェハ（１６）を上昇して。

プロービングカード（ト）の各プローブ端子０の先端０
とウェハ（１６）の電極パッド（１７）を当接させる。

ここで、さらにウェハ（■６）を上昇し、即ち、オーバ
ードライブを例えば６０〜１００．かける。このオ　□
−バードライブにより、プローブ端子■の先端０でウェ
ハ（１６）の電極パッド（１７）に被着した酸化膜等を
破壊し、プローブ端子■の先端０と電極パッド（１７）
の導電部材とを正確に接続する。この時、プローブ端子
０は、第４図に示すように、上方向に押し上げられ、パ
イプ（１１）とガイドブロック（１２）は非接触状態と
なり、パイプ（１１）を固着したタングステン線■の湾
曲部は弾性変形する。さらに、コイルスプリング（１０
）は、プローブ端子■の先端０の上昇に伴い、先端０）
とガイド孔（１３ｂ）に挟まれて縮んだ状態となる。こ
のような接続状態で、ＩＣチップの入力電極（１７）に
テスタ（図示せず）から出力されたテスト信号をプロー
ブ端子０より印加し、ＩＣチップの出力電極（１７）に
発生する電気的信号を他のプローブ端子０からテスタに
出力し、テスタで期待される信号と比較してＩＣチップ
の良否および機能レベルを判定する。この検査終了後、
ウェハ（１６）を所定量だけ下降する。

このことによりプローブ端子■と電極パッド（１７）は
非接触状態となる。この時、プローブ端子０は、コイル
スプリングの弾性作用により、プローブ端子■の先端（
９）を押し下げ、このことによりパイプ（１１）がガイ
ドブロック（１２）に接触し、この押し下げ動作を停止
させ、プローブ端子０の先端（９）を所定の高さ位置に
設置する。

上述したように、プローブ端子を上下方向にスライド移
動可能とし、プローブ端子の高さ位置に再現性をもたせ
たことにより、プローブ端子の高さ位置は常に正確な高
さに設置され、信頼性の向上が可能となる。

この発明は上記実施例に限定されるものではない。例え
ば第５図に示すようにプローブ端子■とプリント配線■
の接続は、プローブ端子０の一端を直接プリント配線０
部に半田付け（１８）をしても良い、又、プローブ端子
の材質は、弾性変形可能な導電材質なら何れでも良く、
先端部も同一部材としても良く、先端形状も限定される
ものでばない。さらに、コイルスプリングと限定するも
のではなくプローブ端子に弾性力を付与可能なものなら
何れでも良く、材質も導電性、絶縁性の何れでも良い。

さらに又、パイプ材質も変形可能なものであれば何れで
も良い。さらに又、ガイドブロックの材質は、絶縁性で
耐久性のあるものなら何れでもよく、熱硬化性透明樹脂
を利用して、表裏面を透視可能としても良い。この場合
、被検査体と　ｌプローブ端子設置部■とを同位置にす
ばやく目視設定させる手段として、ガイドブロック（１
２）表面上に被検査体の所定の部分に相当する表示箇所
として、クロスポイント（１４ａ）等のマークを設け、
各々を透視して、被検査体の位置を合わせることも可能
である。又、第６図に示すように、ガイドブロック中央
位置に貫通孔（１９）を設は他面側を組視可能としても
良い。さらに又、プローブ端子の配列構成として、複数
のＩＣチップの電極パッドを同時に検査可能なものとし
ても良く、ウェハに形成されたＩＣチップすべての電極
パッド配列に対応する如くプローブ端子を配設しても良
い、このように構成するとウェハー枚を一括して検査可
能となりスループットの向上になる。さらに又、被検査
体は半導体ウェハでなくともＬＣＤなどでも何れでも良
い。さらに又、第５図に示すように、　−パイプの変わ
りに、セラミックス製のストッパー（２０）を設け、プ
ローブ端子の高さ位置を調整しても良い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を説明するプロービングカー
ドの要部拡大図、第２図は第１図のプロービングカード
の側面図、第３図は第１図のプロービングカードの上面
図、第４図は第１図のプロービングカードの動作説明図
、第５図・第６図は第１図の他の実施例を説明するため
の図である。 １・・・プロービングカード　６・・・プローブ端子８
・・・タングステン線　　　９・・・先端１０・・・コ
イルスプリング　　１１・・・パイプ１２・・・ガイド
ブロック　　　１３ａ、ｂ・・・ガイド孔出願人　東京
エレクトロン株式会社 第１図 第２図 第４図 第６図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）一端がプリント基板の予め定められた配線に接続
   され遊端側が上記プリント基板に設けられた貫通孔を通
   って導出されたプローブを複数本設けたプロービングカ
   ードにおいて、上記各プローブ遊端側の上記貫通孔は各
   プローブのガイドとなる構造にし、このガイドと上記プ
   ローブの一端間は弧状に少なくとも表面絶縁状パイプで
   被覆したことを特徴とするプロービングカード。
2. （２）プローブには、プローブの遊端側を案内する貫通
   孔内でプローブを囲繞する如くスプリングを設けたこと
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載のプロービング
   カード。
3. （３）プローブの遊端側の位置を設定する手段は、プロ
   ーブの予め定められた位置にストッパーを設けたことを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載のプロービングカ
   ード。
4. （４）ストッパーは、絶縁部材からなるパイプにプロー
   ブを圧着固定したものであることを特徴とする特許請求
   の範囲第３項記載のプロービングカード。