JPH06347481A - プローブ構造 - Google Patents
プローブ構造Info
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- JPH06347481A JPH06347481A JP5140399A JP14039993A JPH06347481A JP H06347481 A JPH06347481 A JP H06347481A JP 5140399 A JP5140399 A JP 5140399A JP 14039993 A JP14039993 A JP 14039993A JP H06347481 A JPH06347481 A JP H06347481A
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- insulating base
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Abstract
(57)【要約】
【構成】 絶縁性基材1と誘電体層5との間にはリード
2が介在し、絶縁性基材1の他方表面1bにはバンプ3
が形成されている。リード2とバンプ3とを接続する導
通路4が、絶縁性基材1の厚み方向に形成されている。
誘電体層5には、厚み方向に貫通する貫通孔6が穿設さ
れている。貫通孔6の直径は導通路4の直径よりも大き
く、貫通孔6の領域Nは導通路4が形成されている領域
nを含んでいる。また、貫通孔6の中心点は、導通路4
の中心点と一致するか、あるいはほぼ一致している。 【効果】 加圧ヘッド20を下降させ、バンプ3と半導
体素子10の電極11とを当接させた際に、バンプ3は
絶縁性基材1とともに貫通孔6内に入り込み、導通検査
時にクッション効果を奏する。バンプ3と半導体素子1
0の電極11との間の距離のばらつきが補正され、バン
プ3と電極11との接触が確実となる。
2が介在し、絶縁性基材1の他方表面1bにはバンプ3
が形成されている。リード2とバンプ3とを接続する導
通路4が、絶縁性基材1の厚み方向に形成されている。
誘電体層5には、厚み方向に貫通する貫通孔6が穿設さ
れている。貫通孔6の直径は導通路4の直径よりも大き
く、貫通孔6の領域Nは導通路4が形成されている領域
nを含んでいる。また、貫通孔6の中心点は、導通路4
の中心点と一致するか、あるいはほぼ一致している。 【効果】 加圧ヘッド20を下降させ、バンプ3と半導
体素子10の電極11とを当接させた際に、バンプ3は
絶縁性基材1とともに貫通孔6内に入り込み、導通検査
時にクッション効果を奏する。バンプ3と半導体素子1
0の電極11との間の距離のばらつきが補正され、バン
プ3と電極11との接触が確実となる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、プローブ構造に関し、
特に半導体素子、ダイシング前の半導体素子が形成され
たウエハなどの半導体素子集合体、TAB、半導体装置
などの導通検査、半導体装置搭載用回路基板、LCD用
回路基板などの配線回路の導通検査に用いられるテスタ
ーなどの試験機器の先端部に設けられるプローブ構造に
関する。
特に半導体素子、ダイシング前の半導体素子が形成され
たウエハなどの半導体素子集合体、TAB、半導体装置
などの導通検査、半導体装置搭載用回路基板、LCD用
回路基板などの配線回路の導通検査に用いられるテスタ
ーなどの試験機器の先端部に設けられるプローブ構造に
関する。
【0002】
【従来の技術】近年、半導体技術を中心に高密度実装技
術が進み、関連する装置群の電極数は増加し、電極形成
の微細化が進んでいる。しかも高価な部品が増え、検査
装置への要求は、ますます厳しい状況にある。従来、半
導体チップには針型のプローブが用いられたり、TAB
やパッケージされた半導体装置では、専用のソケットで
ばね式のピンプローブが用いられたり、表示装置の代表
であるLCDのパネル検査にはFPCの端子プローブが
用いられてきた。
術が進み、関連する装置群の電極数は増加し、電極形成
の微細化が進んでいる。しかも高価な部品が増え、検査
装置への要求は、ますます厳しい状況にある。従来、半
導体チップには針型のプローブが用いられたり、TAB
やパッケージされた半導体装置では、専用のソケットで
ばね式のピンプローブが用いられたり、表示装置の代表
であるLCDのパネル検査にはFPCの端子プローブが
用いられてきた。
【0003】しかしながらこのような方式では高密度な
電極の検査に追従できなくなったり、アレイ型からエリ
ア型へと変化する電極配置に対応できなくなってきてい
る。このような検査装置の要求に答えるべく、バンプ状
の金属突出物(以下「バンプ」という。)付きのプロー
ブ構造が発案されている(例えば特開平3−23736
9号公報、特開平3−293566号公報など参照)。
電極の検査に追従できなくなったり、アレイ型からエリ
ア型へと変化する電極配置に対応できなくなってきてい
る。このような検査装置の要求に答えるべく、バンプ状
の金属突出物(以下「バンプ」という。)付きのプロー
ブ構造が発案されている(例えば特開平3−23736
9号公報、特開平3−293566号公報など参照)。
【0004】図9は、従来のバンプ付きプローブ構造を
示す断面図である。このプローブ構造P4によれば、上
記の電極密度や電極配列の問題を解決できるが、接点と
なるバンプ90にはクッション性がないので、被検査体
である半導体素子91の電極92にバンプ90を接触さ
せる際に、電極92の損傷を防ぐべく、加圧ヘッド93
とプローブ構造P4との間にクッション材94を介在さ
せなければならず、クッション材からの汚染やクッショ
ン材の伸縮による寸法変化という問題があった。
示す断面図である。このプローブ構造P4によれば、上
記の電極密度や電極配列の問題を解決できるが、接点と
なるバンプ90にはクッション性がないので、被検査体
である半導体素子91の電極92にバンプ90を接触さ
せる際に、電極92の損傷を防ぐべく、加圧ヘッド93
とプローブ構造P4との間にクッション材94を介在さ
せなければならず、クッション材からの汚染やクッショ
ン材の伸縮による寸法変化という問題があった。
【0005】また、導通検査の際に電極92との導通を
確実にするために、バンプ90の高さを均一に形成する
必要があるが、電極92の数が増えるとそのコントロー
ルが困難であったり、電極92に平面性がない場合、バ
ンプ90との接触が不完全となることがあり、導通検査
の結果に問題が生じることがあった。
確実にするために、バンプ90の高さを均一に形成する
必要があるが、電極92の数が増えるとそのコントロー
ルが困難であったり、電極92に平面性がない場合、バ
ンプ90との接触が不完全となることがあり、導通検査
の結果に問題が生じることがあった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明はこのような実
情に鑑みてなされたもので、導通検査の際に被検査体に
対してクッション効果を奏し、接点部と被検査体の端子
との間の距離のばらつきによる接続不良を解消すること
により、被検査体の端子との導通を確実に行い得るプロ
ーブ構造の提供をその目的とする。
情に鑑みてなされたもので、導通検査の際に被検査体に
対してクッション効果を奏し、接点部と被検査体の端子
との間の距離のばらつきによる接続不良を解消すること
により、被検査体の端子との導通を確実に行い得るプロ
ーブ構造の提供をその目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明者らは上記の目的
を達成するために鋭意検討を重ねた結果、以下のプロー
ブ構造を提供することにより、導通検査の際にクッショ
ン効果が得られ、被検査体の端子との高さのばらつきに
よる接続不良が解消されることを見出し、本発明を完成
するに至った。
を達成するために鋭意検討を重ねた結果、以下のプロー
ブ構造を提供することにより、導通検査の際にクッショ
ン効果が得られ、被検査体の端子との高さのばらつきに
よる接続不良が解消されることを見出し、本発明を完成
するに至った。
【0008】すなわち、本発明のプローブ構造は、被検
査体の導通検査を行うための試験機器に接続される回路
配線が、絶縁性基材と誘電体層との間に重層され、該絶
縁性基材の該回路配線が形成された面と反対側の面に、
該被検査体の端子に接触する接点部が形成され、該回路
配線と該接点部とを接続する導通路が、該絶縁性基材の
厚み方向に形成され、該誘電体層の面方向において該導
通路の幅よりも大きく、該導通路の領域を含む凹部が該
誘電体層の面に形成されていることを特徴とする。
査体の導通検査を行うための試験機器に接続される回路
配線が、絶縁性基材と誘電体層との間に重層され、該絶
縁性基材の該回路配線が形成された面と反対側の面に、
該被検査体の端子に接触する接点部が形成され、該回路
配線と該接点部とを接続する導通路が、該絶縁性基材の
厚み方向に形成され、該誘電体層の面方向において該導
通路の幅よりも大きく、該導通路の領域を含む凹部が該
誘電体層の面に形成されていることを特徴とする。
【0009】また、該凹部の中心点が、該導通路の中心
点からずれていることを特徴とする。
点からずれていることを特徴とする。
【0010】さらに、該凹部を被覆する被覆層が、該誘
電体層に積層されていることを特徴とする。
電体層に積層されていることを特徴とする。
【0011】本発明において「被検査体」とは、半導体
素子、半導体素子集合体(ダイシング前のシリコンウエ
ハおよびダイシング後のシリコンチップなど)、半導体
装置、半導体装置搭載用回路基板、LCD用回路基板な
どをいい、「端子」は、電極、パッド、ランドの概念を
包含する。「回路配線」とは、配線パターンのみなら
ず、電極、リードなどを包含する広い概念のことであ
る。「試験機器」とは、テスターのみならず、例えば、
被検査体と回路配線との間のインピーダンス整合に用い
られるデバイスをも包含する。
素子、半導体素子集合体(ダイシング前のシリコンウエ
ハおよびダイシング後のシリコンチップなど)、半導体
装置、半導体装置搭載用回路基板、LCD用回路基板な
どをいい、「端子」は、電極、パッド、ランドの概念を
包含する。「回路配線」とは、配線パターンのみなら
ず、電極、リードなどを包含する広い概念のことであ
る。「試験機器」とは、テスターのみならず、例えば、
被検査体と回路配線との間のインピーダンス整合に用い
られるデバイスをも包含する。
【0012】「接点部」とは、被検査体の端子に接触す
ることにより導通する導電体をいう。「接点部」の形状
は特に限定されず、三角形、正方形、長方形、台形、平
行四辺形、その他の多角形、円形などの平面、あるいは
角柱、円柱、球体、錐体(円錐、角錐)などの立体であ
ってもよい。また、必ずしも絶縁性基材の表面よりも外
方向に突出するように形成される必要はなく、被検査体
のレイアウトや回路の形状などによって任意に設定する
ことができる。「導通路」の形状も同様に限定されな
い。
ることにより導通する導電体をいう。「接点部」の形状
は特に限定されず、三角形、正方形、長方形、台形、平
行四辺形、その他の多角形、円形などの平面、あるいは
角柱、円柱、球体、錐体(円錐、角錐)などの立体であ
ってもよい。また、必ずしも絶縁性基材の表面よりも外
方向に突出するように形成される必要はなく、被検査体
のレイアウトや回路の形状などによって任意に設定する
ことができる。「導通路」の形状も同様に限定されな
い。
【0013】「凹部」についても、接点部と同様に、そ
の形状は限定されず、凹部は誘電体層の回路配線側と反
対の面(誘電体層のいずれか一方の面、または両面)に
形成されており、さらに、回路配線および誘電体層が露
出するように、誘電体層を貫通して形成されていてもよ
い。
の形状は限定されず、凹部は誘電体層の回路配線側と反
対の面(誘電体層のいずれか一方の面、または両面)に
形成されており、さらに、回路配線および誘電体層が露
出するように、誘電体層を貫通して形成されていてもよ
い。
【0014】
【作用】本発明のプローブ構造によれば、誘電体層の面
方向において導通路の幅よりも大きく、導通路の領域を
含む凹部が誘電体層の面に形成されているので、接点部
と被検査体の端子とが接触した際に、その応力によっ
て、凹部が形成された領域の絶縁性基材の部分が該凹部
に入り込む。したがって、該領域内の回路配線、導通路
および接点部が、絶縁性基材とともに凹部内に入り込む
ので、接点部のクッション効果が得られ、被検査体の端
子の損傷を防ぐことができる。さらに、接点部と被検査
体の端子との間の距離のばらつきが補正されるので、追
従性(Compliance)がさらに向上し、電気的接続がより
確実なものとなる。
方向において導通路の幅よりも大きく、導通路の領域を
含む凹部が誘電体層の面に形成されているので、接点部
と被検査体の端子とが接触した際に、その応力によっ
て、凹部が形成された領域の絶縁性基材の部分が該凹部
に入り込む。したがって、該領域内の回路配線、導通路
および接点部が、絶縁性基材とともに凹部内に入り込む
ので、接点部のクッション効果が得られ、被検査体の端
子の損傷を防ぐことができる。さらに、接点部と被検査
体の端子との間の距離のばらつきが補正されるので、追
従性(Compliance)がさらに向上し、電気的接続がより
確実なものとなる。
【0015】また、凹部の中心点が、導通路の中心点か
らずれている場合には、導通路の中心点から凹部の周縁
までの距離がばらつくので、接点部に応力が負荷される
に従って導通路とともに接点部が傾き、接点部は被検査
体の端子の表面と接触した状態でスライドし、その摩擦
力によって、端子の表面に形成された酸化物、および付
着、転写などによる絶縁層が擦り取られ、端子と接点部
との導通が確実となる。
らずれている場合には、導通路の中心点から凹部の周縁
までの距離がばらつくので、接点部に応力が負荷される
に従って導通路とともに接点部が傾き、接点部は被検査
体の端子の表面と接触した状態でスライドし、その摩擦
力によって、端子の表面に形成された酸化物、および付
着、転写などによる絶縁層が擦り取られ、端子と接点部
との導通が確実となる。
【0016】さらに、凹部を被覆する被覆層が、誘電体
層に積層されている場合には、被覆層により凹部内の気
体または液体が密封され、接点部と端子との接触による
応力に抗して凹部内の内圧が上昇し、接点部と端子とが
離反した際に、絶縁性基材が外方向へ押されて、接点部
が元の状態に復元する。したがって、接点部のクッショ
ン性が向上するとともに、接点部の復元がより確実とな
り、以降の導通検査において端子との導通が確実とな
る。
層に積層されている場合には、被覆層により凹部内の気
体または液体が密封され、接点部と端子との接触による
応力に抗して凹部内の内圧が上昇し、接点部と端子とが
離反した際に、絶縁性基材が外方向へ押されて、接点部
が元の状態に復元する。したがって、接点部のクッショ
ン性が向上するとともに、接点部の復元がより確実とな
り、以降の導通検査において端子との導通が確実とな
る。
【0017】
【実施例】以下、本発明を詳細に説明するため実施例を
挙げるが、本発明はこれら実施例によって何ら限定され
るものではない。
挙げるが、本発明はこれら実施例によって何ら限定され
るものではない。
【0018】図1は、本発明のプローブ構造の一実例を
示す断面図であり、図2は、図1に示されるプローブ構
造P1の平面図である。図1に示されるプローブ構造P
1において、絶縁性基材1の一方表面1aには、回路配
線であるリード2が形成されており、このリード2は図
示しない試験機器(テスター)に接続されている。リー
ド2は、後述するバンプ3および導通路4によって、被
検査体の回路パターンや半導体素子上の電極端子と電気
的に接続され、所定の機能を有するか否かを導通検査で
きるように、所望の線状パターンにて配線される。
示す断面図であり、図2は、図1に示されるプローブ構
造P1の平面図である。図1に示されるプローブ構造P
1において、絶縁性基材1の一方表面1aには、回路配
線であるリード2が形成されており、このリード2は図
示しない試験機器(テスター)に接続されている。リー
ド2は、後述するバンプ3および導通路4によって、被
検査体の回路パターンや半導体素子上の電極端子と電気
的に接続され、所定の機能を有するか否かを導通検査で
きるように、所望の線状パターンにて配線される。
【0019】また、絶縁性基材1の他方表面1bには、
絶縁性基材1の表面1bよりも外方向に突出して形成さ
れた接点部であるバンプ3が形成されており、このバン
プ3は、被検査体である半導体素子10上の電極11に
接触する位置に形成されている。
絶縁性基材1の表面1bよりも外方向に突出して形成さ
れた接点部であるバンプ3が形成されており、このバン
プ3は、被検査体である半導体素子10上の電極11に
接触する位置に形成されている。
【0020】リード2が絶縁性基材1に接触する領域
内、または該領域を含むその近傍領域には、絶縁性基材
1を厚み方向に貫通する導通路4が形成されており、こ
の導通路4は、リード2およびバンプ3に接続されてい
る。このバンプ3の形状は、特に限定されないが、半導
体素子、電気回路、電気回路部品などの被検査体と確実
に接触させるためには、図示するようなマッシュルーム
形状とすることが好ましい。
内、または該領域を含むその近傍領域には、絶縁性基材
1を厚み方向に貫通する導通路4が形成されており、こ
の導通路4は、リード2およびバンプ3に接続されてい
る。このバンプ3の形状は、特に限定されないが、半導
体素子、電気回路、電気回路部品などの被検査体と確実
に接触させるためには、図示するようなマッシュルーム
形状とすることが好ましい。
【0021】なお、本発明では図1に示されるように接
点部がバンプ状に盛り上がらず、絶縁性基材1の表面1
bと同一平面上まで導通路4が形成され、その端部が接
点部となる態様をも包含することはいうまでもない。
点部がバンプ状に盛り上がらず、絶縁性基材1の表面1
bと同一平面上まで導通路4が形成され、その端部が接
点部となる態様をも包含することはいうまでもない。
【0022】絶縁性基材1の一方表面1aには、誘電体
層5が積層され、リード2の一部を被覆している。誘電
体層5には、厚み方向に貫通する貫通孔6が穿設されて
おり、リード2および絶縁性基材1の一部が、貫通孔6
を通して露出している。この貫通孔6の直径は導通路4
の直径よりも大きく、貫通孔6の領域Nは導通路4が形
成されている領域nを含んでいる。また、貫通孔6の中
心点は、導通路4の中心点と一致するか、あるいはほぼ
一致しており、導通路4の中心点から貫通孔6の周縁部
までの距離は、貫通孔6の半径にほぼ等しく、均一であ
る。
層5が積層され、リード2の一部を被覆している。誘電
体層5には、厚み方向に貫通する貫通孔6が穿設されて
おり、リード2および絶縁性基材1の一部が、貫通孔6
を通して露出している。この貫通孔6の直径は導通路4
の直径よりも大きく、貫通孔6の領域Nは導通路4が形
成されている領域nを含んでいる。また、貫通孔6の中
心点は、導通路4の中心点と一致するか、あるいはほぼ
一致しており、導通路4の中心点から貫通孔6の周縁部
までの距離は、貫通孔6の半径にほぼ等しく、均一であ
る。
【0023】なお、本実施例において、貫通孔6は円孔
であるが、特に円孔に限定されず、導通路4の形状もま
た特に円柱に限定されるものではない。さらに、誘電体
層5に形成される凹部は、貫通していなくてもよく、例
えばリード2および絶縁性基材1が露出しない程度に凹
部が形成されていてもよい。すなわち、凹部が形成され
る領域での誘電体層5の厚みが、凹部以外の領域での誘
電体層5の厚みよりも薄く、絶縁性基材1の一部が入り
込むだけの間隙が形成されていればよい。
であるが、特に円孔に限定されず、導通路4の形状もま
た特に円柱に限定されるものではない。さらに、誘電体
層5に形成される凹部は、貫通していなくてもよく、例
えばリード2および絶縁性基材1が露出しない程度に凹
部が形成されていてもよい。すなわち、凹部が形成され
る領域での誘電体層5の厚みが、凹部以外の領域での誘
電体層5の厚みよりも薄く、絶縁性基材1の一部が入り
込むだけの間隙が形成されていればよい。
【0024】図3は、プローブ構造P1を用いた導通検
査を示す断面図である。導通検査に際しては、プローブ
構造P1を被検査体である半導体素子10と加圧ヘッド
20との間に介在させ、プローブ構造P1と半導体素子
10との位置合わせを行った後、加圧ヘッド20を半導
体素子10に近接する方向(図1においては下方向)に
変移させ、バンプ3を半導体素子10の電極11に接触
させる。さらに、加圧ヘッド20を下降させることによ
り、絶縁性基材1は半導体素子10に近接し、バンプ3
は貫通孔6の領域N内の絶縁性基材1とともに、貫通孔
6内に真上に入り込み、導通検査時のクッション効果を
奏する。バンプ3が貫通孔6内に入り込むことにより、
バンプ3および半導体素子10の電極11の高さのばら
つきが補正され、バンプ3と電極11との接触が確実と
なる。
査を示す断面図である。導通検査に際しては、プローブ
構造P1を被検査体である半導体素子10と加圧ヘッド
20との間に介在させ、プローブ構造P1と半導体素子
10との位置合わせを行った後、加圧ヘッド20を半導
体素子10に近接する方向(図1においては下方向)に
変移させ、バンプ3を半導体素子10の電極11に接触
させる。さらに、加圧ヘッド20を下降させることによ
り、絶縁性基材1は半導体素子10に近接し、バンプ3
は貫通孔6の領域N内の絶縁性基材1とともに、貫通孔
6内に真上に入り込み、導通検査時のクッション効果を
奏する。バンプ3が貫通孔6内に入り込むことにより、
バンプ3および半導体素子10の電極11の高さのばら
つきが補正され、バンプ3と電極11との接触が確実と
なる。
【0025】その後、半導体素子10の回路を導通検査
するための特定周波数の信号が、図示しないテスターか
らバンプ3を介して、半導体素子10の電極11に入力
され、半導体素子10の導通検査が行われる。導通検査
が終了した後、加圧ヘッド20を半導体素子10から離
反する方向(図3においては上方向)に変移させると、
バンプ3に負荷されていた応力が緩和され、絶縁性基材
1の伸びがもとに戻り、図1に示される状態に復元す
る。
するための特定周波数の信号が、図示しないテスターか
らバンプ3を介して、半導体素子10の電極11に入力
され、半導体素子10の導通検査が行われる。導通検査
が終了した後、加圧ヘッド20を半導体素子10から離
反する方向(図3においては上方向)に変移させると、
バンプ3に負荷されていた応力が緩和され、絶縁性基材
1の伸びがもとに戻り、図1に示される状態に復元す
る。
【0026】絶縁性基材1および誘電体層5の形成材料
としては、電気絶縁特性を有するものであり、適度な可
撓性を有するものであれば特に限定されない。具体的に
は、ポリエステル系樹脂、エポキシ系樹脂、ウレタン系
樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリエチレン系樹脂、ポリ
アミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、アクリロニトリル−
ブタジエン−スチレン(ABS)共重合体樹脂、ポリカ
ーボネート系樹脂、シリコーン系樹脂、フッ素系樹脂な
どの熱硬化性樹脂または熱可塑性樹脂が挙げられる。こ
れらの樹脂うち、導通検査の際の位置合わせの容易性の
点から、透光性を有するものが好ましく、さらに、耐熱
性および機械的強度の点から、ポリイミド系樹脂が特に
好適に使用される。
としては、電気絶縁特性を有するものであり、適度な可
撓性を有するものであれば特に限定されない。具体的に
は、ポリエステル系樹脂、エポキシ系樹脂、ウレタン系
樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリエチレン系樹脂、ポリ
アミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、アクリロニトリル−
ブタジエン−スチレン(ABS)共重合体樹脂、ポリカ
ーボネート系樹脂、シリコーン系樹脂、フッ素系樹脂な
どの熱硬化性樹脂または熱可塑性樹脂が挙げられる。こ
れらの樹脂うち、導通検査の際の位置合わせの容易性の
点から、透光性を有するものが好ましく、さらに、耐熱
性および機械的強度の点から、ポリイミド系樹脂が特に
好適に使用される。
【0027】絶縁性基材1および誘電体層5の厚さは、
特に限定されないが、十分な機械的強度や可撓性を有す
るようにするため、5〜500μm、好ましくは5〜1
50μmに設定する。絶縁性基材1および誘電体層5の
形成材料は、相互に異なっていてもよいが、プローブ構
造自体の反りの点から、同じ形成材料を用いることが望
ましい。
特に限定されないが、十分な機械的強度や可撓性を有す
るようにするため、5〜500μm、好ましくは5〜1
50μmに設定する。絶縁性基材1および誘電体層5の
形成材料は、相互に異なっていてもよいが、プローブ構
造自体の反りの点から、同じ形成材料を用いることが望
ましい。
【0028】リード2、バンプ3および導通路4を構成
する形成材料としては、導電性を有するものであれば特
に限定されず、公知の金属材料が使用できるが、例えば
金、銀、銅、白金、鉛、錫、ニッケル、コバルト、イン
ジウム、ロジウム、クロム、タングステン、ルテニウム
などの単独金属、またはこれらを成分とする各種合金、
例えば、半田、ニッケル−錫、金−コバルトなどが挙げ
られる。なお、通常、被検査体の端子である電極11上
の酸化物層や配線パターン上の絶縁層を破壊することが
できるように、硬質で酸化しにくく、かつ電気抵抗の低
い金属、例えば、ロジウム、ルテニウム、白金などの貴
金属が好適に用いられる。
する形成材料としては、導電性を有するものであれば特
に限定されず、公知の金属材料が使用できるが、例えば
金、銀、銅、白金、鉛、錫、ニッケル、コバルト、イン
ジウム、ロジウム、クロム、タングステン、ルテニウム
などの単独金属、またはこれらを成分とする各種合金、
例えば、半田、ニッケル−錫、金−コバルトなどが挙げ
られる。なお、通常、被検査体の端子である電極11上
の酸化物層や配線パターン上の絶縁層を破壊することが
できるように、硬質で酸化しにくく、かつ電気抵抗の低
い金属、例えば、ロジウム、ルテニウム、白金などの貴
金属が好適に用いられる。
【0029】リード2の厚さは、特に限定されないが、
1〜200μm、好ましくは5〜80μmに設定する。
バンプ3の絶縁性基材1の表面1bからの高さは特に限
定されるものではなく、接触する被検査体の端子の大き
さに応じて任意に設定することができ、通常、0.1μ
m〜数百μmとすることが好ましい。バンプ3は、図1
に示すようなマッシュルーム状(傘状)の他、半球状、
球状に形成される。
1〜200μm、好ましくは5〜80μmに設定する。
バンプ3の絶縁性基材1の表面1bからの高さは特に限
定されるものではなく、接触する被検査体の端子の大き
さに応じて任意に設定することができ、通常、0.1μ
m〜数百μmとすることが好ましい。バンプ3は、図1
に示すようなマッシュルーム状(傘状)の他、半球状、
球状に形成される。
【0030】導通路4を構成する形成材料は、バンプ3
を構成する形成材料と同一の物質または別の物質のいず
れであってもよいが、通常は同一の物質を使用し、また
この場合、バンプ3と導通路4とを一体的に形成するこ
とが製造上好ましい。
を構成する形成材料と同一の物質または別の物質のいず
れであってもよいが、通常は同一の物質を使用し、また
この場合、バンプ3と導通路4とを一体的に形成するこ
とが製造上好ましい。
【0031】バンプ3は、単一の金属層から形成するだ
けでなく、被検査体の端子に対して適した物性にコント
ロールするために、複数種の金属を用いて多層構造にし
てもよい。例えば、繰り返して応力が負荷されるような
接点への使用の場合、または被検査体の端子への食い込
みが必要な場合には、バンプ3の心材金属にニッケルの
ような比較的硬い金属を用い、表層金属として金、半田
などの接合用金属を用いた多層構造のものを形成するこ
とが好ましい。
けでなく、被検査体の端子に対して適した物性にコント
ロールするために、複数種の金属を用いて多層構造にし
てもよい。例えば、繰り返して応力が負荷されるような
接点への使用の場合、または被検査体の端子への食い込
みが必要な場合には、バンプ3の心材金属にニッケルの
ような比較的硬い金属を用い、表層金属として金、半田
などの接合用金属を用いた多層構造のものを形成するこ
とが好ましい。
【0032】図4は、本発明のプローブ構造の他の実施
例を示す断面図であり、図5は、図4に示されるプロー
ブ構造P2の平面図である。以下の実施例において、図
1〜図3と同一の参照符号が付された部分は、同一また
は相当する部分を示す。図4および図5に示されるプロ
ーブ構造P2において注目すべきは、貫通孔6の中心点
が、導通路4の中心点からずれており、導通路4の中心
点から貫通孔6の周縁部までの距離がばらついている点
である。本実施例によれば、図4に示されるように、導
通検査の際にバンプ3に応力が負荷されるに従って、絶
縁性基材1が貫通孔6内に入り込む。このとき、絶縁性
基材1の凹みの底部1cよりも導通路4がずれて形成さ
れているので、導通路4とともにバンプ3が傾き、バン
プ3は半導体素子10の電極11の表面と接触した状態
でスライドし、その摩擦力によって、電極の表面に形成
された酸化膜、汚染物などが擦り取られ、バンプと電極
11との導通が確実となる。
例を示す断面図であり、図5は、図4に示されるプロー
ブ構造P2の平面図である。以下の実施例において、図
1〜図3と同一の参照符号が付された部分は、同一また
は相当する部分を示す。図4および図5に示されるプロ
ーブ構造P2において注目すべきは、貫通孔6の中心点
が、導通路4の中心点からずれており、導通路4の中心
点から貫通孔6の周縁部までの距離がばらついている点
である。本実施例によれば、図4に示されるように、導
通検査の際にバンプ3に応力が負荷されるに従って、絶
縁性基材1が貫通孔6内に入り込む。このとき、絶縁性
基材1の凹みの底部1cよりも導通路4がずれて形成さ
れているので、導通路4とともにバンプ3が傾き、バン
プ3は半導体素子10の電極11の表面と接触した状態
でスライドし、その摩擦力によって、電極の表面に形成
された酸化膜、汚染物などが擦り取られ、バンプと電極
11との導通が確実となる。
【0033】図6は、本発明のプローブ構造のさらに他
の実施例を示す断面図であり、図7は、図6のプローブ
構造P3を用いた導通検査を示す断面図である。図6お
よび図7に示されるプローブ構造P3において注目すべ
きは、貫通孔6を被覆する被覆層7が誘電体層5上に積
層されている点である。この被覆層7の形成により、貫
通孔6が閉鎖され、緩衝層8が形成される。この緩衝層
8内には、気体または液体が密封されており、加圧ヘッ
ド20を下降させると、バンプ3と電極11との接触に
よる応力に抗して、緩衝層8内の内圧が上昇する。導通
検査終了後に、加圧ヘッド20を上昇させると、バンプ
3に負荷される応力が低下し、緩衝層8内の内圧と応力
との差によって、絶縁性基材1が外方向へ押されて、バ
ンプ3は図6に示される状態に復元する。このように、
被覆層7により密閉された緩衝層8の内圧の変化を利用
して、バンプ3の復元を行うので、バンプ3のクッショ
ン性が向上し、バンプ3の復元がより確実となる。
の実施例を示す断面図であり、図7は、図6のプローブ
構造P3を用いた導通検査を示す断面図である。図6お
よび図7に示されるプローブ構造P3において注目すべ
きは、貫通孔6を被覆する被覆層7が誘電体層5上に積
層されている点である。この被覆層7の形成により、貫
通孔6が閉鎖され、緩衝層8が形成される。この緩衝層
8内には、気体または液体が密封されており、加圧ヘッ
ド20を下降させると、バンプ3と電極11との接触に
よる応力に抗して、緩衝層8内の内圧が上昇する。導通
検査終了後に、加圧ヘッド20を上昇させると、バンプ
3に負荷される応力が低下し、緩衝層8内の内圧と応力
との差によって、絶縁性基材1が外方向へ押されて、バ
ンプ3は図6に示される状態に復元する。このように、
被覆層7により密閉された緩衝層8の内圧の変化を利用
して、バンプ3の復元を行うので、バンプ3のクッショ
ン性が向上し、バンプ3の復元がより確実となる。
【0034】なお、被覆層7の形成材料としては、絶縁
性基材1および誘電体層5の形成材料と同じものが使用
され、被覆層7の厚さは、特に限定されないが、十分な
機械的強度や可撓性を有するようにするため、5〜50
0μm、好ましくは5〜150μmに設定する。
性基材1および誘電体層5の形成材料と同じものが使用
され、被覆層7の厚さは、特に限定されないが、十分な
機械的強度や可撓性を有するようにするため、5〜50
0μm、好ましくは5〜150μmに設定する。
【0035】図8は、本発明のプローブ構造の製造工程
を示す断面図であり、例えば以下のようにして製造する
ことができる。
を示す断面図であり、例えば以下のようにして製造する
ことができる。
【0036】まず、図8(a)に示されるように、絶縁
性基材1の一方表面1aに、公知の方法にて、導電性物
質層9が積層されて形成された積層基材を用意する。絶
縁性基材1の一方表面1aへの導電性物質層9の形成方
法としては、スパッタリング、各種蒸着、各種メッキな
どの方法が挙げられる。また、導電性物質層9として導
電体箔を用い、導電体箔上に絶縁性基材1をラミネート
する方法、あるいは導電体箔上に絶縁体を塗布して固化
させ、導電性物質層9の表面に絶縁性基材1を形成する
方法が挙げられる。
性基材1の一方表面1aに、公知の方法にて、導電性物
質層9が積層されて形成された積層基材を用意する。絶
縁性基材1の一方表面1aへの導電性物質層9の形成方
法としては、スパッタリング、各種蒸着、各種メッキな
どの方法が挙げられる。また、導電性物質層9として導
電体箔を用い、導電体箔上に絶縁性基材1をラミネート
する方法、あるいは導電体箔上に絶縁体を塗布して固化
させ、導電性物質層9の表面に絶縁性基材1を形成する
方法が挙げられる。
【0037】次いで、図8(b)に示されるように、導
電性物質層9の表面9aにレジスト層を形成して絶縁し
た後、フォト工程を用いて、化学的エッチング処理によ
って、リード2を形成する領域以外の領域のレジストを
除去する。その後、導電性物質層9をエッチングして、
所望の線状パターンに形成し、リード2を形成する。
電性物質層9の表面9aにレジスト層を形成して絶縁し
た後、フォト工程を用いて、化学的エッチング処理によ
って、リード2を形成する領域以外の領域のレジストを
除去する。その後、導電性物質層9をエッチングして、
所望の線状パターンに形成し、リード2を形成する。
【0038】次に、図8(c)に示されるように、キャ
スティングや圧着などの方法によって、絶縁性基材1の
一方表面1aに、リード2を被覆する誘電体層5を形成
する。
スティングや圧着などの方法によって、絶縁性基材1の
一方表面1aに、リード2を被覆する誘電体層5を形成
する。
【0039】次に、図8(d)に示されるように、絶縁
性基材1の他方表面1bのバンプ3を形成する位置にの
み穿孔して、微細貫通孔9を穿設する。この微細貫通孔
9は、絶縁性基材1のみを貫通して形成され、リード2
の一部が微細貫通孔9を通して露出する。
性基材1の他方表面1bのバンプ3を形成する位置にの
み穿孔して、微細貫通孔9を穿設する。この微細貫通孔
9は、絶縁性基材1のみを貫通して形成され、リード2
の一部が微細貫通孔9を通して露出する。
【0040】微細貫通孔9の穿設は、パンチングなどの
機械的穿孔方法、プラズマ加工、レーザー加工、フォト
リソグラフィー加工、または絶縁性基材1と耐薬品性の
異なるレジストなどを用いた化学エッチング、ファイン
ピッチ化に対応するためには微細加工が可能なレーザー
加工などの方法により、任意の孔径や孔間ピッチにて設
けることができる。なかでもパルス数またはエネルギー
量を制御したエキシマレーザーの如き紫外線レーザーを
照射するレーザー加工法が、微細加工性や加工形状の自
由度などの点から特に好ましい。微細貫通孔9の孔径
は、5〜1000μm、好ましくは5〜500μm程度
とする。微細貫通孔9の孔径は、隣合う微細貫通孔同士
がつながらない程度にまで大きくし、さらに孔間ピッチ
もできる限り小さくして、リード2に接する微細貫通孔
9の数を増やすことが、微細貫通孔9に形成する導通路
4の電気抵抗を小さくする上で好ましいものである。
機械的穿孔方法、プラズマ加工、レーザー加工、フォト
リソグラフィー加工、または絶縁性基材1と耐薬品性の
異なるレジストなどを用いた化学エッチング、ファイン
ピッチ化に対応するためには微細加工が可能なレーザー
加工などの方法により、任意の孔径や孔間ピッチにて設
けることができる。なかでもパルス数またはエネルギー
量を制御したエキシマレーザーの如き紫外線レーザーを
照射するレーザー加工法が、微細加工性や加工形状の自
由度などの点から特に好ましい。微細貫通孔9の孔径
は、5〜1000μm、好ましくは5〜500μm程度
とする。微細貫通孔9の孔径は、隣合う微細貫通孔同士
がつながらない程度にまで大きくし、さらに孔間ピッチ
もできる限り小さくして、リード2に接する微細貫通孔
9の数を増やすことが、微細貫通孔9に形成する導通路
4の電気抵抗を小さくする上で好ましいものである。
【0041】次に、図8(e)に示されるように、微細
貫通孔9に導電性物質を充填して導通路4およびバンプ
3を形成する。
貫通孔9に導電性物質を充填して導通路4およびバンプ
3を形成する。
【0042】導通路4およびバンプ3の形成は、物理的
に導電性物質を微細貫通孔9内に埋め込む方法、CVD
法、電解メッキや無電解メッキなどのメッキ法、ワイヤ
ーボンディング法、クリーム半田ポッティング法、上記
工程により得られた構造物を導電性物質の溶融浴に浸漬
し引き上げて導電性物質を析出させる化学的方法などに
より行うことができるが、微細な突起電極の形成が容易
であることや、作業性などの点から、リード2を電極と
した電解メッキによる方法が好ましい。本発明において
導電性物質の充填とは、物理的に導電性物質を埋め込む
ことだけでなく、上記化学的析出などによるものも含
み、さらに微細貫通孔9の壁面にチューブ状にメッキを
形成するスルーホールメッキをも包含する広い概念のこ
とである。
に導電性物質を微細貫通孔9内に埋め込む方法、CVD
法、電解メッキや無電解メッキなどのメッキ法、ワイヤ
ーボンディング法、クリーム半田ポッティング法、上記
工程により得られた構造物を導電性物質の溶融浴に浸漬
し引き上げて導電性物質を析出させる化学的方法などに
より行うことができるが、微細な突起電極の形成が容易
であることや、作業性などの点から、リード2を電極と
した電解メッキによる方法が好ましい。本発明において
導電性物質の充填とは、物理的に導電性物質を埋め込む
ことだけでなく、上記化学的析出などによるものも含
み、さらに微細貫通孔9の壁面にチューブ状にメッキを
形成するスルーホールメッキをも包含する広い概念のこ
とである。
【0043】最後に、図8(f)に示されるように、誘
電体層5の絶縁性基材1が形成された面と反対の面に、
貫通孔6を穿設する。貫通孔6の孔径は、上記の微細貫
通孔9よりも大きく設定し、通常、微細貫通孔9の孔径
の2〜100倍、好ましくは2〜10程度とする。ま
た、図1〜図3に示されるプローブ構造P1の場合、貫
通孔6の中心点は、微細貫通孔9の中心点と一致する
か、あるいはほぼ一致するように設定されるが、図4お
よび図5に示されるプローブ構造P2の場合、貫通孔6
の中心点は、微細貫通孔9の中心点からずれるように設
定される。貫通孔6の中心点と微細貫通孔9の中心点と
のずれは、微細貫通孔9の孔径の1/100〜10倍、
好ましくは1/10〜1倍程度とする。
電体層5の絶縁性基材1が形成された面と反対の面に、
貫通孔6を穿設する。貫通孔6の孔径は、上記の微細貫
通孔9よりも大きく設定し、通常、微細貫通孔9の孔径
の2〜100倍、好ましくは2〜10程度とする。ま
た、図1〜図3に示されるプローブ構造P1の場合、貫
通孔6の中心点は、微細貫通孔9の中心点と一致する
か、あるいはほぼ一致するように設定されるが、図4お
よび図5に示されるプローブ構造P2の場合、貫通孔6
の中心点は、微細貫通孔9の中心点からずれるように設
定される。貫通孔6の中心点と微細貫通孔9の中心点と
のずれは、微細貫通孔9の孔径の1/100〜10倍、
好ましくは1/10〜1倍程度とする。
【0044】なお、貫通孔6の穿設は、上記の微細貫通
孔9の穿設と同様にして行ってもよいが、図8(b)の
工程を経た後、絶縁性基材1の一方表面1aに、予め貫
通孔6が穿設された誘電体層を圧着して形成してもよ
い。
孔9の穿設と同様にして行ってもよいが、図8(b)の
工程を経た後、絶縁性基材1の一方表面1aに、予め貫
通孔6が穿設された誘電体層を圧着して形成してもよ
い。
【0045】以上の工程を経ることにより、図1〜図3
に示されるプローブ構造P1が製造されるが、図6およ
び図7に示されるプローブ構造P3を製造するには、さ
らに、誘電体層5に被覆層7を圧着などにより積層す
る。
に示されるプローブ構造P1が製造されるが、図6およ
び図7に示されるプローブ構造P3を製造するには、さ
らに、誘電体層5に被覆層7を圧着などにより積層す
る。
【0046】
【発明の効果】以上のように本発明のプローブ構造は、
プローブ構造自体がクッション性を有しており、導通検
査の際にクッション効果を付与するための他の材料を必
要とせず、半導体、高密度な電気部品、電気回路などの
被検査体に対して精度よく、しかも容易に導通検査をす
ることができる。また、被検査体が平面性に欠ける場合
でも、接点部と被検査体の端子との開いた間の距離のば
らつきが補正されるので、追従性(Compliance)がさら
に向上し、電気的接続がより確実なものとなる。
プローブ構造自体がクッション性を有しており、導通検
査の際にクッション効果を付与するための他の材料を必
要とせず、半導体、高密度な電気部品、電気回路などの
被検査体に対して精度よく、しかも容易に導通検査をす
ることができる。また、被検査体が平面性に欠ける場合
でも、接点部と被検査体の端子との開いた間の距離のば
らつきが補正されるので、追従性(Compliance)がさら
に向上し、電気的接続がより確実なものとなる。
【0047】また、凹部の中心点が、導通路の中心点か
らずれている場合には、導通検査に際して、接点部は被
検査体の端子の表面と接触した状態でスライドし、その
摩擦力によって、端子の表面に形成された酸化物、およ
び付着、転写などによる絶縁層が擦り取られ、端子と接
点部との導通が確実となる。
らずれている場合には、導通検査に際して、接点部は被
検査体の端子の表面と接触した状態でスライドし、その
摩擦力によって、端子の表面に形成された酸化物、およ
び付着、転写などによる絶縁層が擦り取られ、端子と接
点部との導通が確実となる。
【0048】さらに、凹部を被覆する被覆層が、誘電体
層に積層されている場合には、接点部のクッション性が
向上するとともに、接点部の復元がより確実となり、以
降の導通検査において端子との導通が確実となる。
層に積層されている場合には、接点部のクッション性が
向上するとともに、接点部の復元がより確実となり、以
降の導通検査において端子との導通が確実となる。
【図1】本発明のプローブ構造の一実例を示す断面図で
ある。
ある。
【図2】図1に示されるプローブ構造P1の平面図であ
る。
る。
【図3】図1に示されるプローブ構造P1を用いた導通
検査を示す断面図である。
検査を示す断面図である。
【図4】本発明のプローブ構造の他の実施例を示す断面
図である。
図である。
【図5】図4に示されるプローブ構造P2の平面図であ
る。
る。
【図6】本発明のプローブ構造のさらに他の実施例を示
す断面図である。
す断面図である。
【図7】図6に示されるプローブ構造P3を用いた導通
検査を示す断面図である。
検査を示す断面図である。
【図8】本発明のプローブ構造の製造工程を示す断面図
である。
である。
【図9】従来のバンプ付きプローブ構造を示す断面図で
ある。
ある。
1 絶縁性基材 1a 一方表面 1b 他方表面 2 リード(回路配線) 3 バンプ(接点部) 4 導通路 5 誘電体層 6 貫通孔(凹部) 7 被覆層 10 半導体素子(被検査体) 11 アルミニウム電極(端子) P1,P2,P3 プローブ構造
Claims (3)
- 【請求項1】 被検査体の導通検査を行うための試験機
器に接続される回路配線が、絶縁性基材と誘電体層との
間に重層され、該絶縁性基材の該回路配線が形成された
面と反対側の面に、該被検査体の端子に接触する接点部
が形成され、該回路配線と該接点部とを接続する導通路
が、該絶縁性基材の厚み方向に形成され、該誘電体層の
面方向において該導通路の幅よりも大きく、該導通路の
領域を含む凹部が該誘電体層の面に形成されていること
を特徴とするプローブ構造。 - 【請求項2】 該凹部の中心点が、該導通路の中心点か
らずれていることを特徴とする請求項1記載のプローブ
構造。 - 【請求項3】 該凹部を被覆する被覆層が、該誘電体層
に積層されていることを特徴とする請求項1または2記
載のプローブ構造。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5140399A JPH06347481A (ja) | 1993-06-11 | 1993-06-11 | プローブ構造 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5140399A JPH06347481A (ja) | 1993-06-11 | 1993-06-11 | プローブ構造 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06347481A true JPH06347481A (ja) | 1994-12-22 |
Family
ID=15267886
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5140399A Pending JPH06347481A (ja) | 1993-06-11 | 1993-06-11 | プローブ構造 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH06347481A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6114864A (en) * | 1996-04-15 | 2000-09-05 | Nec Corporation | Probe card with plural probe tips on a unitary flexible tongue |
JP2003066066A (ja) * | 2001-08-30 | 2003-03-05 | Yamaha Fine Technologies Co Ltd | バンプ形プローブカード |
JP2007292781A (ja) * | 2007-06-25 | 2007-11-08 | Hoya Corp | コンタクトボード及びその構成部品 |
KR20210050425A (ko) * | 2019-10-25 | 2021-05-07 | 프린코 코포레이션 | 금속 프로브 구조 및 그의 제조방법 |
-
1993
- 1993-06-11 JP JP5140399A patent/JPH06347481A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6114864A (en) * | 1996-04-15 | 2000-09-05 | Nec Corporation | Probe card with plural probe tips on a unitary flexible tongue |
JP2003066066A (ja) * | 2001-08-30 | 2003-03-05 | Yamaha Fine Technologies Co Ltd | バンプ形プローブカード |
JP2007292781A (ja) * | 2007-06-25 | 2007-11-08 | Hoya Corp | コンタクトボード及びその構成部品 |
KR20210050425A (ko) * | 2019-10-25 | 2021-05-07 | 프린코 코포레이션 | 금속 프로브 구조 및 그의 제조방법 |
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