JPH0433353A - Ｉｃチップの試験装置 - 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】 〔概　要〕 複数のバンプ付き入出力端子を具えたＩＣチップの試験
装置に関し、 入出力端子の多数化・高密度化に対応すると共に試験回
路への接続を確実化して生産性と試験しベルの向上を図
ることを目的とし、 入出力端子にバンプが形成されている被測定ＩＣチップ
を該入出力端子形成面を露出させて保持するＸ−Ｙテー
ブルと、測定されるＩＣチップを入出力端子形成面を露
出させて保持するＸ−Ｙテーブルと、透明基板の片面に
、上記ＩＣチップの入出力端子と対応する接続電極と該
接続電極の外側に該接続電極と繋がる引出し電極とから
なる電極パターンがバターニング形成されているプロー
ブヘッドと、該プローブヘッドの電極パターン形成面が
上記ＩＣチップの入出力端子形成面と平行して対面する
ように該プローブヘッドを保持するプローブヘッド保持
具と、上記プローブヘッドを介してＩＣチップの入出力
端子形成面が観察できる位置合わせ顕微鏡と、　上記プ
ローブヘッドの引出し電極に、試験器に繋がる信号線を
接続する手段と、上記ＩＣチップとプローブヘッドとの
間の隔たりが変えられる手段とを少なくとも具えて構成
する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は複数のバンプ付き入出力端子を具えたＩＣチッ
プの試験装置の構成に係り、特に入出力端子の多数化・
高密度化に対応すると共に試験回路への接続を確実化し
て生産性と試験レベルの向上を図ったＩＣチップの試験
装置に関する。

最近の半導体技術の進展に伴って半導体装置の素子とな
るＩＣチップの集積度がますます高くなり必然的に該Ｉ
Ｃチップ上の入出力端子は多ビン化、狭ピッチ化になっ
て来ているが、かかるＩＣチップを試験するのに一般的
にはプローブカードに固定された複数のワイヤ状のピン
プローブをＩＣチップの各入出力端子に押し当てて試験
回路と接続し各種の試験を行うようにしている。

〔従来の技術〕

第４図は従来の試験方法の例を説明する図であり、（１
）は構成概念図、（２）はＩＣチップ近傍の接続状態を
示す拡大断面図である。

第４図（１）で、−辺が８ｍｍ程度の大きさのＩＣチッ
プ１の表面（図では上面）には、例えば直径が５０μａ
ｌ１１１位で該表面から数μｍＩ＠程度突出した数１０
個のバンプ付き入出力端子１ａがピッチ１３０μＲ１ｍ
程度のグリッド状に配置されている。

また２は該ＩＣチップ１を位置決めして載置できる載置
台であるが、該載置台２の表面の複数（図では２箇所）
の所定位置には表面から突出するガイドピン２ａが固定
されている。

一方ブローブカード３は、平面視１０”の字形の絶縁体
枠４と該絶縁体枠４の周辺に該周辺から内側に向かう逆
放射状に植設されている上記入出力端子１ａと等しい数
のタングステン等からなる接続端子５とで構成されてい
るが、直径が１００〜２００μＩ１ｍ位の該各接続端子
５の先＠５ａはＩＣチップ１の各入出力端子１ａと対応
する位置で絶縁体枠４の厚さ方向にほぼ直角に曲げられ
ており、更に先鋭化された該各接続端子５の先端５ａは
ほぼ同一面内に位置するように形成されている。

また該各接続端子５の他端は、信号［６を介して試験回
路が内蔵されている試験器７に接続されている。

なお該絶縁体枠４の上記載置台２のガイドビン２ａと対
応する位置には、該ガイドビン２ａと嵌合する孔径を持
つ貫通孔４ａが穿孔されている。

そこで、載置台２に入出力端子１ａ形成面が露出するよ
うにＩＣチップ１を位置決めして載置した後、接続端子
５の先端５ａがｔＣチップｌ側を向くように上記プロー
ブカード３をガイドビン２ａを基準として載置台２上に
装着すると、（２）に示すように各接続端子５の先端５
ａがＩＣチップ１の各対応する入出力端子１ａと接触す
ることになる。

従ってＩＣチップ１の各入出力端子１ａが試験器７に接
続されることになるため、該ＩＣチップ１の各種の特性
を試験することができる。

なお各接続端子５の先端５ａの入出力端子１ａに対する
接触圧力（例えば１０〜３０グラム程度）は、各接続端
子５の予備曲げによる弾性によって付与することができ
る。

かかる試験方法の場合では、特に複雑な機構を必要とし
たことなくＩＣチップを容易に試験することができる。

しかし、接続端子の直径や先端の形状、および該接続端
子の絶縁体枠に対する植設密度等には限界があるため、
入出力端子１ａの多数化・高密度化の進展につれて対応
し切れなくなる欠点がある。

また、接続端子の先端が先鋭化されているためバンプが
変形し易く爾後の該ＩＣチップの実装が特にＣＯＣ（チ
ップ・オン・グラス）方式のときには実装時に接続不良
を誘起することがあり、更に接続端子の弾性によって所
定の接触圧力を付与しているのでバンプ厚さのバラツキ
が検出できず。

そのためバンプ厚さの均一性が要求される上記ＣＯＧ方
式で実装されるＩＣチップの試験方法としては必ずしも
適切でない欠点がある。

〔発明が解決しようとした課題〕

従来のＩＣチップの試験装置では、入出力端子の多数化
・高密度化の進展に対応し切れずその適用範囲に制約が
生ずると言う問題があり、またバンプが変形したりバン
プ厚さのバラツキが検出できないため試験レベルの向上
が期待できないと言う問題があった。

〔課題を解決するための手段〕

上記問題点は、入出力端子にバンプが形成されている被
測定ＩＣチップを該入出力端子形成面を露出させて保持
するＸ−Ｙテーブルと、透明基板の片面に、上記ＩＣチ
ップの入出力端子と対応する接続電極と該接続電極の外
側に該接続電極と繋がる引出し電極とからなる電極パタ
ーンがパターニング形成されているプローブヘッドと、
該プローブヘッドの電極パターン形成面が上記ＩＣチッ
プの入出力端子形成面と平行して対面するように該プロ
ーブヘッドを保持するプローブヘッド保持具と、上記プ
ローブヘッドを介してＩＣチップの入出力端子形成面が
観察できる位置合わせ顕微鏡と、上記プローブヘッドの
引出し電極に、試験器に繋がる信号線を接続する手段と
、上記ＩＣチップとプローブヘッドとの間の隔たりが変
えられる手段とを少なくとも具えて構成されているＩＣ
チップの試験装置によって解決される。

〔作　用〕

ＩＣチップ上の入出力端子は少なくとも該ＩＣチンプ表
面上に突出している。

そこで平坦な基板上の被測定ＩＣチップの各入出力端子
と対応する位置に電極を形成すると、該基板を被測定Ｉ
Ｃチップに押圧するだけでＩＣチップ上の入出力端子と
基板上の電極を接触させることができる。

本発明では、被測定ＩＣチップの各入出力端子と対応す
る電極と該電極からの信号引出し配線パターンとをＩＣ
チップを形成する場合と同様の技術（例えば通常のフォ
トリソグラフィ技術）でガラス基板上に形成したプロー
ブヘッドを、従来のプローブカードに代えてＩＣチップ
の試験装置を構成している。

従って、ＩＣチップの入出力端子の多数化・高密度化に
対応できると共に試験レベルを落とすことのないＩＣチ
ップの試験装置を得ることができる。

〔実施例〕

第１図は本発明になる試験装置の構成例を示す図であり
、（Ａ）は構成概念図、（Ｂ）はＩＣチップ近傍の接続
状態を示す拡大断面図である。

また第２図および第３図は他の実施構成例を示す図であ
る。

一部を断面とした側面図で表わした第１図（Ａ）で、第
４図で説明したＩＣチップ１はゴムの如き緩衝板１１に
位置決めされた状態で基盤１２に固定されている回転機
能を具えたＸ−Ｙテーブル（以下単にテーブルとした）
１３に載置されている。

また該ＩＣチップ１の上部で該ＩＣチップ１とほぼ対応
する位置には、該ＩＣチップ１の上面と平行に板状のプ
ローブヘッド１４がプローブヘッド保持具１５によって
保持されているが、該プローブヘッド保持具１５は例え
ばエアシリンダ等の上下動機構１６によって上記プロー
ブヘッド１４がＩＣチップ１の上面と平行を保ったまま
上記基盤１２に対して上下動できるようになっている。

特にこの場合のプローブヘッド１４は、透明なガラス基
板１４ａの片面に第４図のプローブカードで説明した接
続端子５に相当する電極パターン１４ｂを通常のフォト
リソグラフィ技術によって形成したものである。

そして該電極パターン１４ｂは、該プローブヘッド１４
を図面下側からみた（Ａ−１）に示す如く、上記ＩＣチ
ップ１の各入出力端子１ａと対応する位置には接続電極
１４ト、を、またその周辺には該接続電極１４ｂ−１に
繋がる引出し電極１４ｂ−ｚがそれぞれ形成されている
。

なお（Ａ−１）では、各接続電極１４ｂ−＋とそれに繋
がる引出し電極１４ｂ−ｚが平面的なｔ極パターン１４
ｂで形成できる場合を示しているが、該電極パターン１
４ｂが互いに交叉するときには該ガラス基板１４ａを多
層化して対応することができる。

また図の１７はプローブヘッド保持具１５上のＩＣチッ
プｌを固定するための抑え板である。

更に該プローブへ２ド１４の上部で上記ＩＣチップ１と
対応する位置には、プローブヘッド１４とＩＣチップ１
との間の相対的な位置合わセを行うための位１合わせ顕
微鏡１８が配設されている。

一方、上述したテーブル１３の周囲で上記プローブヘッ
ド１４の引出し電極１４ト２の存在領域をカバーするに
足る範囲には、平面視“口”の字形の絶縁物からなるピ
ン保持台１９が基盤１２に固定されており、該ビン保持
台１９のプローブヘッド１４の引出し電極１４ｂ−、と
対応する位置にはスプリングプローブピン２０が上下に
摺動する先端部２０ａを上側に向けて装着されているが
、特に該スプリングプローブピン２０の先端部２０ａは
上述したＩＣチップ１の入出力端子１ａの上面よりも上
方に突出させた状態になっている。

この場合、上記プローブヘッド１４の引出し電極１４Ｌ
、の存在する領域は（Ａ−１）に示すようにＩＣチップ
から外側に向かって拡がった領域になっているので該引
出し電極１４ｂ−ｚの大きさを大きくすることができて
スプリングプローブピン１９も余裕を持って装着するこ
とができる。

なお図の２１は咳各スプリングプローブビン２０に繋が
る信号線であり、その他端は第４図同様の試験器２２に
接続されている。

そこでＩＣチップ１を緩衝板１１を介してチーフル１３
に！！置した状態でプローブヘッド１４を徐々に降下さ
せると、先ず該ヘッド１４の引出し電極１４ｂ−２がス
プリングプローブピン２０の先端部２０ａと接触しその
まま該先端部２０ａを沈ませながら降下する。

次いで接接続電極１４ｂ−、がＩＣチップ１の各入出力
端子１ａと接触するので、結果的に（Ｂ）に示すように
ＩＣチップ１の各入出力端子１ａと試験器２２とが接続
されることになる。

なお、プローブヘッド１４の引出し電極１４ｂ−、がス
プリングプローブピン２０の先端部２０ａと接触した時
点で位置合わせ顕微鏡１８を覗くと、プローブヘッド１
４の接続電極１４ｂ、、　、とＩＣチップ１の各入出力
端子１ａとの間の相対的な位置ずれが検知できるので、
テーブル１３を動作させＩＣチップ１のプローブヘッド
１４に対する位置を調整することで両者を完全に合致さ
せることができる。

かかる構成になる試験装置では、プローブヘッド１４に
従来のプローブカードの如き接続端子を使用しておらず
更に該プローブヘッド１４をＩＣチップと同様の製造プ
ロセスで形成することができるため、ＩＣチップの入出
力端子の多数化・高密度化に対応することができる。

また、バンプを平滑面で押圧することになるためバンプ
の変形がなく前述したＣＯＧ方式で実装されるＩＣチッ
プでも試験レベルを落とすことなく確実な試験を行うこ
とができる。

更に各バンプ厚さにバラツキがあると電気的導通がとれ
ない箇所が生ずるので試験することができない。しかし
このことは逆にバンプ厚さのバラツキが検知できること
になるためＣＯＧ方式で実装されるＩＣチップに対して
は効率的な試験を行うことができる。

他の実施例を示す第２図は第１図同様に一部を断面とし
た側面図で表わしている。

第２図で、第１図同様に緩衝板１１に位置決めされたＩ
Ｃチップ１は、基盤１２に固定されている例えばエアシ
リンダ等からなる上下動機構部２５の上面に装着した回
転機能を具えたＸ−Ｙテーブル（以下テーブルとした）
２６に載置されている。

また該ＩＣチップ１の上部で該ＩＣチップ１とほぼ対応
する位置には、該ＩＣチップ１の上面と平行に第１図で
説明したプローブヘッド１４が上記基盤１２に固定され
たプローブヘッド保持具２７で保持されている。

特にこの場合のプローブヘッド１４では、第１図の（，
１ｌ−１）で説明した引出し電極１４ｂ−、の部分に試
験器２２に繋がる信号線２８が例えば半田付けや熱圧着
の如き従来技術によって接続されている。

なお、該引出し電極１４ｂ−２は上記（Ａ−１）に示す
ようにＩＣチップから外側に向かって拡がった領域に位
置しているため上記の如き従来技術による接続が実現で
きる面積を確保することが可能であり、容易に接続した
り取り外すことができる。

なお図の２９はプローブヘッド保持具２７上のＩＣチッ
プ１を固定するための抑え板である。

更に該プローブヘッド１４の上部で上記ＩＣチップ１と
対応する位置には、第１図で説明した位置合わせ顕微鏡
１８が配設されている。

そこで、試験器２２に繋がる信号線２８を上述した方法
でプローブヘッド１４上の所定の引出し電極１４ｂ−２
に接続した後、ＩＣチップ１を緩衝板１１を介してテー
ブル２６に載置した状態で上下動機構部２５を動作させ
て該ＩＣチップ１を徐々に上昇させると、該ＩＣチップ
１の入出力端子１ａがプローブヘッド１４の接続電極１
４ｂ−１と接触することから結果的に該ＩＣチップ１の
各入出力端子１ａと試験器２２とを接続することができ
る。

なお、ＩＣチップ１の入出力端子１ａがプローブヘッド
１４の接続電極１４ｂ−Ｉと接触する直前に上述した位
置合わせ顕微鏡１８を覗くことでＩＣチップ１の各入出
力端子１ａとプローブヘッド１４の接続電極１４ｂ−１
との間の相対的な位置ずれが検知できるので、テーブル
２６を動作させて両者を合致し得ることは第１図の場合
と同様である。

かかる構成になる試験装置では、第１図の場合と同等の
効果が得られると共に第１図の装置よりも安価に構成で
きるメリットがある。

なお、テーブル２６を上下動する上下動機構部２５を第
１図のようにプローブヘッド保持具２７の部分に装着し
、プローブヘッド１４を上下動させても同等の効果を得
ることができる。

更に他の実施例を示す第３図で、プローブヘッド３Ｉは
ＩＣチップのバンプ形成技術を利用して接続電極部分に
バンプ３２を形成したものである。

特にかかるプローブヘッド３１を具えた試験装置では、
バンプが形成されていないため表面に突出しない入出力
端子を具えたＩＣチップ３３でも第１図および第２図の
場合と同等の効果で試験することができる。

〔発明の効果］ 上述の如く本発明により、入出力端子の多数化高密度化
に対応すると共に試験回路への接続を確実化して生産性
と試験レベルの向上を図ったＩＣチップの試験装置を提
供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明になる試験装置の構成例を示す図、 第２図および第３図は他の実施構成例を示す図、第４図
は従来の試験方法の例を説明する図、である。 図において、 Ｉ、３３はＩＣチップ、　ｌａは入出力端子、１１は緩
衝板、　　　　１２は基盤、 １３．２６はＸ−Ｙテーブル、 １４．３１はプローブヘッド、 １４ａはガラス基板、　１４ｂは電極パターン、１４ｂ
−１は接続電極、　　１４ｂ−２は引出し電極、１５．
２７はプローブヘッド保持具、 １６．２５は上下動機構部、　１７．２９は抑え板、１
日は位置合わせ顕微鏡、　１９はピン保持台、２０はス
プリングプローブピン、２０ａは先端部、２１２８は信
号線、　　　２２は試験器、イｌ！／）ズ拒４声１八イ
タリ乏シ由（す邑］１２　記 他／）雲拾精へ食比示す旧 γ　３　記 （２ン イカ６刃ξ１つオペ験杭ノミｌフイグ１子辷ｔＬｅｓ勤
追コ１　＋　巳

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）入出力端子（１ａ）にバンプが形成されている被
   測定ＩＣチップ（１）を該入出力端子（１ａ）形成面を
   露出させて保持するＸ−Ｙテーブル（１３）と、透明基
   板の片面に、上記ＩＣチップ（１）の入出力端子（１ａ
   ）と対応する接続電極（１４ｂ＿−＿１）と該接続電極
   （１４ｂ＿−＿１）の外側に該接続電極（１４ｂ＿−＿
   １）と繋がる引出し電極（１４ｂ＿−＿２）とからなる
   電極パターン（１４ｂ）がパターニング形成されている
   プローブヘッド（１４）と、 該プローブヘッド（１４）の電極パターン形成面が上記
   ＩＣチップ（１）の入出力端子形成面と平行して対面す
   るように該プローブヘッド（１４）を保持するプローブ
   ヘッド保持具（１５）と、 上記プローブヘッド（１４）を介してＩＣチップ（１）
   の入出力端子形成面が観察できる位置合わせ顕微鏡（１
   ８）と、 上記プローブヘッド（１４）の引出し電極（１４ｂ＿−
   ＿２）に、試験器（２２）に繋がる信号線（２１）を接
   続する手段と、 上記ＩＣチップ（１）とプローブヘッド（１４）との間
   の隔たりが変えられる手段とを少なくとも具えて構成さ
   れていることを特徴としたＩＣチップの試験装置。
2. （２）前記ＩＣチップの試験装置におけるプローブヘッ
   ド（１４）の接続電極（１４ｂ＿−＿１）に、被測定Ｉ
   Ｃチップ（１）と等しいバンプが形成されていることを
   特徴とした請求項１記載のＩＣチップの試験装置。