JPH04314344A - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体チップ、ウエハ
等の検査に用いられるプロービングカードに係り、特に
プローブ単体を組合わせて構成するプロービングカード
に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体集積回路の製造工程では、半導体
ウエハ上に多数形成された半完成品の半導体チップの電
気的特性を検査し、良品チップと不良品チップとを選別
する。このような検査において、検査すべき半導体チッ
プとテスタとの電気的接続を得るためにプロービングカ
ードが使用される。

【０００３】従来から最も多く使われてきたプロービン
グカードは、複数の電極パッドをチップ縁部に配列した
半導体チップを被検査体とするもので、プリント基板の
中央部に形成した窓に電気絶縁性の支持体リングを取り
付け、この窓の内側でプローブ針の先端列が電極パッド
列と重なるように該支持体リング上に多数のプローブ針
を放射状に配設してなる構成である。しかし、このよう
な放射プローブ形のプロービングカードは、チップ面全
体にわたり多数の電極パッドをマトリクス状に配列した
超ＬＳＩチップの検査には使えない。

【０００４】そこで、このような高密度の電極パッドパ
ターンに適応できるものとして、軸方向に弾性変形また
は弾性移動可能なプローブ針を基板に垂直に取付してな
るプロービングカードが開発されている。そして、この
ような垂直形プロービングカードの一形式として、軸方
向に弾力的に移動可能なプローブ針を有するプローブ単
体を組み合わせて利用することも行われている。このよ
うにプローブ単体を利用すると、プロービングカードの
組立が簡単であるばかりか、プローブ配列パターンの変
更も容易である。この種のプローブ単体は、スプリング
プローブあるいはコンタクトピン等と称されている。

【０００５】図４に、プローブ単体を利用した従来のプ
ロービングカードの構成を概略的に示す。このプロービ
ングカード１００は、被検査体の電極パッドパターンに
対応させて支持板１０２上の所定位置にプローブ単体１
０４を多数植設してなるもので、プリント基板１１０の
窓１１２に固定取付される。各プローブ単体１０４は筒
形のケース１０６に内蔵したスプリングでプローブ針１
０８の基端部を支持しており、このスプリングの弾性力
によりプローブ針１０８が軸方向（垂直方向）に弾力的
に移動できるようになっている。各プローブ単体１０４
は、ワイヤ１１４およびプリント基板１１０上のプリン
ト配線を介してテスタ（図示せず）の入出力端子と接続
される。

【０００６】半導体ウエハ１１６はチャックトップ１１
８上に載置され、ＸＹステージ１２０によりＸＹ方向の
位置合わせののち、チャックトップ１１８が上方に所定
の高さまで押し上げられることにより、半導体ウエハ１
１６上の検査すべきチップの各電極パッドとプロービン
グカード１００側の各プローブピン１０８とが互いに接
触する。この時、各プローブピン１０８は、電極パッド
からの押圧力により、スプリングに抗してケース１０６
内へ幾らか後退することにより、その弾性力でもって電
極パッドとの間に適当な接触圧を得る。このようにして
プロービングカード１００と半導体ウエハ１１６上の被
検査チップとの電気的接続が確立された状態の下で、テ
スタがプロービングカード１００を介して該被検査チッ
ブの電気的特性を検査し、良品チップか不良品チップか
の判定を行う。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ようなプローブ単体１０４は、何回か使用するとガタを
生じやすく、プローブ針１０８が筒形ケース１０６の軸
からずれることがある。また、プロービングカード１０
０への植設に際してプローブ単体１０４の取付位置がず
れたり、あるいは幾分斜めに取付されたりすることもあ
る。そうした場合従来のプロービングカード１００にお
いては、プローブ針の先端位置のずれたプローブ単体１
０４と電極パッドとの間で正しい接触が得られず、検査
不能となったり、誤った検査結果が出る等の不具合が生
じた。

【０００８】本発明は、かかる問題点に鑑みてなされた
もので、市販のプローブ単体を利用した垂直プローブ形
において、プローブ針先端の位置精度を上げて信頼性の
高い検査を保証するようにしたプロービングカードを提
供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明のプロービングカードは、各々が軸方向に弾
力的に移動可能なプローブ針を有する複数のプローブ単
体を支持体の所定位置に植設してなるプロービングカー
ドにおいて、各プローブ単体のプローブ針の先端部を軸
方向に案内するための案内手段を具備する構成とした。

【００１０】本発明の好ましい案内手段として、たとえ
ば水晶板上の所定位置に、写真製版およびエッチング加
工技術により所定の径の案内開口を形成する構成とした
。

【００１１】

【作用】固定されたプロービングカードに対して被検査
体（たとえば半導体チップ）を位置合わせし、かつ所定
の距離まで近付けると、プロービングカードに植設され
ている各プローブ単体のプローブ針の先端が被検査体に
押圧されることにより、プローブ針はスプリング手段に
抗して後方（被検査体と反対側）へ移動する。

【００１２】本発明では、プローブ針の先端部が案内手
段に案内されるため、プローブ針の先端が、案内手段と
対向する目的の電極パッドと正しく接触する。このよう
に、本発明によれば、案内手段の位置精度に対応する針
先端の位置精度が得られるので、各プローブ単体を位置
ずれなく正確に目的の電極パッドに接触せしめることが
でき、信頼性の高い特性検査を行うことができる。

【００１３】本発明の案内手段として、水晶板を使用し
、この水晶板上の所定位置に写真製版およびエッチング
加工技術により所定の径の案内開口を形成した場合は、
電極パッドパターンに対応する位置に高い精度で案内開
口を配設することができるため、針先端の位置精度を一
層向上することが可能である。

【００１４】

【実施例】以下、図１〜図３を参照して本発明の実施例
を説明する。図１は、本発明の一実施例によるプロービ
ングカードの要部の構成を示す縦断面図であり、図２は
、図１のプローブ針に負荷が加わらない状態を示す部分
断面図である。

【００１５】図１において、本実施例のプロービングカ
ードの支持体は、プリント基板１０に絶縁ブロック１２
を固着してなるもので、これらプリント基板１０と絶縁
ブロック１２の所定位置、たとえばピッチ２００μｍの
マトリクス交点位置に、図示のように断面Ｔ形の座ぐり
穴１４が形成され、各座ぐり穴１４には円筒形のソケッ
ト１６が嵌着される。そして、被検査体の電極パッドに
対応する位置の各ソケット１６にプローブ単体１８が嵌
挿取付される。プローブ単体１８のケース２０の下端部
には爪状のストッパ２０Ａが設けられており、このスト
ッパ２０Ａがソケット１６の鍔部に当接するまでプロー
ブ単体１８を挿入することで、各プローブ単体１８を同
一の高さに取付することができる。

【００１６】各プローブ単体１８のケース２０内にはプ
ローブ針２２の基端部が収容され、プローブ針２２の先
端部がケース２０から軸方向に突出している。ケース２
０内において、天井面とプローブ針２２の基端部との間
に圧縮コイルバネ２４が設けられている。プローブ針２
２が被検査体と圧接していないときは、図２に示すよう
に、プローブ針２２の大部分がケース２０の外にはみ出
ていて、圧縮コイルバネ２４は長く延びている。しかし
、図１に示すように、プローブ針２２が半導体ウエハ３
０上の被検査チップの電極パッド３２と圧接すると、プ
ローブ針２２は圧縮コイルバネ２４に抗して上方移動し
（ケース２０内へ後退し）、これにより圧縮コイルバネ
２４が圧縮変形し、その弾発力によってプローブ針２２
と電極パッド３２との間に適度の接触圧が得られるよう
になっている。プローブ針２２の基端には、ケース２０
の内側面との間に良好な電気的接触を得るように、断面
台形状の肉厚大径部２２Ａが形成されている。

【００１７】なお、プローブ針２２はもちろんのこと、
ケース２０およびソケット１６のいずれも導電材料から
なり、好ましくは金メッキされている。各ソケット１６
の上端に一体に設けられた端子１６Ａはワイヤ３６を介
してプリント基板１０上のプリント配線１１に接続され
、ひいてはテスタ（図示せず）の入出力端子に接続され
る。

【００１８】さて、本実施例によれば、各プローブ針２
２の先端部を案内するための案内開口２８を設けた案内
板２６がブロック１２の表面上に取り付けられる。この
案内板２６は、たとえば板厚１ｍｍ程度の水晶板からな
り、写真製版およびエッチング技術によって被検査チッ
プの各電極パッドに対応した位置にプローブ針２２の直
径より幾らか大きな径の案内開口２８を形成したもので
ある。この案内板２６は、その外周縁部にてネジ３４に
よりブロック１２に着脱可能に取り付けられ、プローブ
単体１８を修理・交換または増設・削除する場合には案
内板２６を容易に取外しできるようになっている。

【００１９】このような案内板２６が設けられることに
よって、各プローブ単体１８のプローブ針２２の先端は
、それと対応する案内開口２８に案内されながら上下方
向に移動することになる。しかも、この案内開口２８は
、写真製版およびエッチング技術によって水晶板２６上
の所定位置に極めて高い精度で形成されているものであ
るから、本プロービングカードと被検査チップとの位置
合わせが正確に行われる限り、各案内開口２８と各電極
パッド３２とは正確に向き合うことになる。これにより
、各プローブ単体１８のプローブ針２２は、各案内開口
２８に案内されながら移動することで、目的の電極パッ
ド３２に対して正しい位置で圧接することになる。した
がって、ガタの生じたプローブ単体１８においても、さ
らには植設位置のずれたプローブ単体１８や、植設角度
が傾いたプローブ単体１８においても、そのプローブ針
２２の先端部が案内開口２８に案内されることで、対応
する電極パッド３２と正しい接触を得ることができる。

【００２０】なお、案内開口２８をレーザ加工またはド
リル加工によって形成することも可能である。また、案
内板２６の材料として、水晶板以外の絶縁板を用いるこ
とも可能である。また、プリント基板１０とブロック１
２からなる支持板の替わりに１枚の支持板を用いてもよ
い。

【００２１】図３は、別の実施例によるプロービングカ
ードの要部の構成を示す断面図である。図１と同様の構
成、同様の機能を有するものには同一の符号を付し、そ
の説明を省略する。上記の実施例では、電極パッドパタ
ーンに対応した位置に案内開口２８を形成してなる一枚
の案内板２６をブロック１２の表面上に配設したが、こ
の実施例は、各プローブ単体１８’毎にケース２０の下
端側に案内開口４２を有する絶縁性の案内部材４０を固
着取付したものである。このような構造によれば、プロ
ーブ単体１８’でガタが生じてそのプローブ針２２がぐ
らついても、プローブ針２２の先端部が案内部材４０の
案内開口４２によって垂直に案内されるため、ガタが矯
正され、プローブ針２２が目的の電極パッド３２と正し
く接触することができる。

【００２２】

【発明の効果】以上のように、本発明のプロービングカ
ードによれば、支持体の所定位置に植設された各プロー
ブ単体に対して、そのプローブ針の先端部を軸方向に案
内するための案内手段を設けることにより、プローブ針
の先端を目的の電極パッドに正しく接触せしめるように
したので、針先端の位置精度を向上させ、信頼性の高い
特性検査を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例によるプロービングカードの
要部の構成を示す縦断面図である。

【図２】図１のプロービングカードが被検査体と接触し
ていないときのプローブ単体の状態を示す部分断面図で
ある。

【図３】別の実施例によるプロービングカードの要部の
構成を示す縦断面図である。

【図４】従来のプロービングカードの要部の構成を概略
的に示す略側面図である。

【符号の説明】

１０　　　　プリント基板 １２　　　　ブロック １６　　　　ソケット １８　　　　プローブ単体 ２０　　　　ケース ２２　　　　プローブ針 ２４　　　　圧縮コイルバネ ２６　　　　案内板 ２８　　　　案内開口 ３０　　　　半導体ウエハ ３２　　　　電極パッド ４０　　　　案内部材 ４２　　　　案内開口

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　各々が軸方向に弾力的に移動可能なプ
   ローブ針を有する複数のプローブ単体を支持体の所定位
   置に植設してなるプロービングカードにおいて、各プロ
   ーブ単体のプローブ針の先端部を軸方向に案内するため
   の案内手段を具備したことを特徴とするプロービングカ
   ード。