JPH0650991A - プローブ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 製作を容易にし、プローブの先端を設定され
た位置に常に正確に配置し、かつ、被検査半導体集積回
路の端子におけるプローブの先端の接触圧を一定にし、
プローブの先端の滑りを最小限に止める。 【構成】 弾性を有する線状の多数のプローブ５を、そ
の先端５ａが基板２の下方を向くように配置すると共
に、プローブ５の先端５ａの反対端である出力端５ｂを
基板２に固定するように形成されるプローブ装置１であ
って、プローブ５の先端５ａが並ぶ位置、および、プロ
ーブ５を曲線状に曲げる必要のある部分５ｃの前後の位
置に、フイルム状のガイドマスク４をそれぞれ配置し、
ガイドマスク４の、各プローブ５の設定される位置に従
って設けられたガイド孔６に、各プローブ５を貫通さ
せ、ガイド孔６により各プローブ５の曲線的な位置決め
を行っている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、大規模半導体集積回路
（ＬＳＩ）や液晶画像表示器の製造工程などにおいて、
集積回路チップの検査などに使用されるプローブ装置の
改良に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年における半導体集積回路の集積度の
著しい進展により、プローブ装置に設けられるプローブ
数も多数が必要とされるようになり、高密度化すると共
に、その配列も、半導体集積回路の周囲だけでなく、マ
トリックス状に配置された端子に対応するものなど、様
々な種類のものが要求されるようになってきている。

【０００３】プローブ装置は、一般に円形あるいは略正
方形の、スルーホールを有するプリント基板の中央部下
面に、セラミックあるいはアルミニウムにより形成され
る環状のプローブ支持部材を介して、多数のプローブ
を、その先端が下方を向くように絶縁材のモールド加工
などにより固定するようにして構成されている。

【０００４】図６は、従来のプローブ装置の例を示す断
面図であり、何れもプローブを含む断面図として示され
ている。

【０００５】図６（ａ）の断面図では、従来のプローブ
装置３１の中心から右半分の断面図として示されている
が、プローブ装置３１では、プローブ３２が先端３２ａ
に近づくにしたがって次第にその径が細くなるようにテ
ーパー状に形成され、プローブ３２全体がプローブ装置
３１の基板３３に対して斜め（一般に基板３３の面に対
して約１０度程度の角度）に、絶縁材３４にモールド加
工などにより固定され、絶縁材３４は、プローブ支持部
材３５を介して、基板３３の中央部下面に固定されてい
る。プローブ支持部材３５は、セラミックあるいはアル
ミニウムなどにより形成され、スペーサの機能をも果た
すものである。

【０００６】半導体集積回路の検査に当たっては、集積
回路チップ４１を載せた検査台４２を下方からプローブ
装置３１に向かって上昇させると、プローブ３２の先端
３２ａが、被検査半導体集積回路の端子４３にそれぞれ
接触する。

【０００７】プローブ３２の先端３２ａは、基板３３を
水平に置いたとき、先端３２ａが略垂直方向を向くよう
に、先端３２ａの近傍において折り曲げ加工されてい
る。

【０００８】また、図６（ｂ）に示すプローブ装置３６
では、プローブ３７は基板３８に対して直角に、したが
って、基板３８を水平に置いたとき、プローブ３７がす
べて垂直方向を向くように絶縁材３９にモールド加工な
どにより固定され、絶縁材３９がプローブ支持部材４０
を介して基板３８に固定されている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】図６（ａ）のプローブ
３２は先端３２ａの近傍において折り曲げ加工されるの
で、製作が容易ではない。また、プローブ３２の先端３
２ａが集積回路チップ４１の端子４３に接触するとき、
プローブ３２の動きを示す図７から分かるように、プロ
ーブ３２の先端３２ａが図７（ａ）の２点鎖線で示すよ
うに端子４３の上を少し滑る。これによりプローブ３２
の先端３２ａと端子４３との接触をよくするが、端子４
３が小さい場合、プローブ３２の先端３２ａが滑りすぎ
ると、端子４３から外れることがあり、端子４３上での
プローブ３２の先端３２ａのスライドを一定以下に制限
する必要がある。

【００１０】また、図６（ｂ）に示すような構造のプロ
ーブ３７を搭載したプローブ基板３６では、プローブ３
７がすべて垂直に並べられていることから高密度配列に
は適するが、プローブ３７の先端３７ａと集積回路チッ
プ４１の端子４３との接触時に、プローブ３７自体の弾
性を利用することができないため、プローブ３７の先端
３７ａの配置に不整がある場合は、先端３７ａが先に端
子４３に当たったプローブ３７の力により、全プローブ
３７の先端３７ａが被検査半導体集積回路の所定の端子
にそれぞれ確実に接触せず、仮に強い力をもって被検査
半導体集積回路を載せた検査台４２を下方からプローブ
装置３６に向かって上昇させると、図７（ｂ）に示すよ
うに、先に先端３７ａがパットに当たったプローブ３７
が、２点鎖線で示すように折れ曲がってしまい、隣接す
るプローブ３７と接触する可能性があるので、プローブ
３７が一定以上曲がらないようにする必要がある。

【００１１】本発明の目的は、製作が容易であり、製作
時に位置決めのための調整が不要で、プローブの先端が
設定された位置に常に正確に配置され、かつ、被検査半
導体集積回路の端子におけるプローブの先端の接触圧が
一定で、プローブの先端の滑りが最小限に止まることが
可能なプローブ装置を提供することである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、弾性を有する
線状の多数のプローブを、その先端が基板の下方を向く
ように配置すると共に、前記プローブの先端の反対端で
ある出力端を前記基板に固定するように形成されるプロ
ーブ装置であって、前記プローブの先端が並ぶ位置、お
よび、前記プローブを曲線状に曲げる必要のある部分の
前後の位置に、フイルム状のガイドマスクをそれぞれ配
置し、該ガイドマスクの、前記各プローブの設定される
位置に従って設けられたガイド孔に、前記各プローブを
貫通させ、該ガイド孔により前記各プローブを曲線的に
位置決めしている。

【００１３】

【作用】本発明では、プローブが自然な曲線で曲げられ
る。そして、ガイドマスクのガイド孔の位置精度を高い
ものにすることによって、プローブの先端の位置精度が
高められる。また、ガイドマスクによって、被検査半導
体集積回路の端子上でのプローブの先端の移動が制限さ
れると共に、プローブの強度が補強される。さらに、各
プローブの接触圧力差が曲線部分におけるプローブ自体
の弾性およびガイドマスクの弾性により吸収され、各プ
ローブの接触圧力が一定に維持される。

【００１４】

【実施例】図１は、本発明の一実施例であるプローブ装
置の外観図であり、図１（ａ）は斜視図、図１（ｂ）は
正面図、図１（ｃ）は側面図である。

【００１５】プローブ装置１は、基板２の下面に、それ
ぞれ枠形のスペーサ３を介して、ポリエステルあるいは
ポリイミド材などにより薄いフイルムとして成形される
ガイドマスク４が多層に装着されるようにして形成さ
れ、各ガイドマスク４には、あらかじめプローブ５の設
定された位置に従って、それぞれマトリックス状にプロ
ーブ５が貫通できるガイド孔６が穿孔されており、多数
のプローブ５が各ガイドマスク４の各ガイド孔６にした
がって、その先端５ａの近傍までガイドマスク４を貫通
するようにして支持され、出力端５ｂが基板２の導電性
のスルーホール７に半田付けされるようにして取り付け
られる。

【００１６】図２は、プローブ装置１の、図１（ａ）に
おけるＡ−Ａ′断面図である。図１（ｃ）および図２に
示すように、スペーサ３を介して多層に装着される各ガ
イドマスク４に穿孔されるガイド孔６の位置はすべて同
じではなく、上部のガイドマスク４に穿孔されるガイド
孔６と下部のガイドマスク４に穿孔されるガイド孔６の
位置は、プローブ５の行または列の一方向、あるいは、
両方向について、所定の距離だけ相対的にずれた位置に
穿孔される。なお、ここでは、行方向についてのみずら
されたものとして示されている。

【００１７】図３は、スルーホール７の近傍の拡大断面
図である。プローブ５の出力端５ｂは、基板２のスルー
ホール７に挿入されて、半田付けされることにより、先
端がドーム状の接点８として形成される。したがって、
プローブ装置１の上部から、基板２上の接点８（すなわ
ち、プローブ５の出力端５ｂをスルーホール７に半田付
けしたもの）のマトリックス状の位置に合わせて配置さ
れたバネ仕掛けのコンタクトピン（不図示）が、それぞ
れ接点８に対して押圧接触されることにより、半導体集
積回路９の端子１０が各プローブ５を経由して外部に電
気的に接続され、接地および電源、電子回路部品、検査
用装置などに接続される。

【００１８】このように、プローブ５を複数のガイドマ
スク４のガイド孔６により支持することにより、弾性を
有する線状のプローブ５を何ら加工することなく、図１
のマトリックス状など任意の配置パターンのプローブ装
置１として容易に構成することができ、プローブ５の先
端５ａの位置決めがガイドマスク４に穿孔されるガイド
孔６の精度により決定されることから、ガイドマスク４
のガイド孔６の位置を正確に穿孔することにより、プロ
ーブ５の先端５ａの位置精度を常に正確に保つことが可
能となる。

【００１９】また、図１（ｂ），（ｃ）に示すように、
プローブ５の先端５ａが被検査半導体集積回路９の端子
１０に下方から押しつけられるとき、プローブ５がガイ
ドマスク４にガイドされて、端子１０上での滑りを最小
限にとどめることができる。特に、微細な径のプローブ
５の場合には、必然的にプローブ５にかかる接触圧が弱
くならざるを得ないが、ガイドマスク４の存在によりプ
ローブ５が補強され、プローブ５の腰が強くなることか
ら、従来は使用困難であった細い径のプローブ５を使用
することも可能となり、端子１０のより小さい半導体集
積回路９に対応するための、より高密度のプローブ装置
１を構成することが容易となる。

【００２０】さらに、プローブ５の先端５ａの配置に上
下方向の不整が存在する場合でも、上部のガイドマスク
４のガイド孔６と下部のガイドマスク４のガイド孔６の
位置に設けられたずれにより、図１（ｃ）に示すよう
に、プローブ５が一直線状ではなく、その途中に曲線部
５ｃを含んで支持されることから、プローブ５の先端５
ａが被検査半導体集積回路９の端子１０に下方から押し
つけられるとき、端子１０に接するプローブ５の先端５
ａの接触圧は、プローブ５自体の弾性およびプローブ５
の先端５ａに最も近いガイドマスク４の弾性により常に
一定に維持され、すべてのプローブ５が被検査半導体集
積回路９の端子１０に確実に接触する。

【００２１】図４は、本発明の他の実施例であるプロー
ブ装置を示す図であり、図４（ａ）は上面図、図４
（ｂ）は図４（ａ）におけるＢ−Ｂ′断面図である。ま
た、図５は、図４（ｂ）の部分拡大図である。

【００２２】図４に示すプローブ装置１１は、その周辺
部にスルーホール１２を有する基板１３の中央部に穴１
４が開口され、中央部に額縁状に長方形の穴（不図示）
が設けられた、肉厚を有する直方体のガイドマスク支持
部材１５が、接着またはねじ止めによりその周縁部に固
定される。

【００２３】図５に示すように、ガイドマスク支持部材
１５の両面の固定しろには、薄いフイルムとして成形さ
れるガイドマスク１６が接着固定される。

【００２４】また、基板１３の穴１４の下部周縁部に
は、その上下両面の固定しろにガイドマスク１６が接着
固定された、環状のガイドマスク支持部材１７が、接着
またはねじ止めにより基板１３に固定される。

【００２５】各ガイドマスク１６には、プローブ１８の
設定された位置に従って、プローブ１８が貫通できるガ
イド孔１９がそれぞれ穿孔されており、プローブ１８が
各ガイドマスク１６の各ガイド孔１９にそれぞれ貫通す
るようにして、プローブ１８が複数のガイドマスク１６
により支持される。

【００２６】図４（ｂ）に示すように、プローブ１８の
出力端１８ｂは、基板１３のスルーホール１２の上面に
半田付けにより接続され、スルーホール１２の下面にリ
ード線（不図示）が接続されて、接地および電源、電子
回路部品、検査用装置などに接続される。

【００２７】このように、プローブ１８の出力端１８ｂ
が基板１３のスルーホール１２に固定され、かつ、プロ
ーブ１８全体が複数のガイドマスク１６のガイド孔１９
により支持されることにより、図１により説明した場合
と同様に、弾性を有する線状のプローブ１８を何ら加工
することなく、任意の配置パターンのプローブ装置１１
として容易に構成することができ、プローブ１８の先端
１８ａの位置決めが、環状のガイドマスク支持部材１７
に接着固定されるガイドマスク１６に穿孔されるガイド
孔１９の精度により決定されることから、ガイドマスク
１６のガイド孔１９の位置を正確に穿孔することによ
り、プローブ１８の先端１８ａの位置精度を常に正確に
保つことができる。

【００２８】また、プローブ１８の先端１８ａが被検査
半導体集積回路の端子に下方から押しつけられるとき、
プローブ１８がガイドマスク１６にガイドされて、横方
向の滑りを最小限にとどめることができると共に、プロ
ーブ１８の先端１８ａの配置に上下方向の不整が存在す
る場合でも、プローブ１８の曲線部１８ｃにより、被検
査半導体集積回路の端子に接するプローブ１８の先端１
８ａの接触圧は、プローブ１８自体の弾性およびプロー
ブ１８の先端１８ａに近いガイドマスク１６の弾性によ
り常に一定に維持され、すべてのプローブ１８が被検査
半導体集積回路の端子に確実に接触する。

【００２９】また、図４および図５に示す実施例では、
基板１３にプリント配線をする必要がなく、プローブ１
８がスルーホール１２に至るまでの配線の機能を果たす
ので、基板１３の構成が簡単となる。

【００３０】なお、プローブ１８の曲線部１８ｃの途中
を、基板１３に対して４５度などの角度をもって取りつ
けられたガイドマスク１６により支持するようにしても
よい。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
プローブの先端が並ぶ位置、および、前記プローブを曲
線状に曲げる必要のある部分の前後の位置に、フイルム
状のガイドマスクをそれぞれ配置し、該ガイドマスク
の、前記各プローブの設定される位置に従って設けられ
たガイド孔に、前記各プローブを貫通させ、該ガイド孔
により前記各プローブを曲線的に位置決めし、以て、プ
ローブを自然な曲線で曲げるようにし、そして、ガイド
マスクのガイド孔の位置精度を高いものにすることによ
って、プローブの先端の位置精度を高めるようにし、ま
た、ガイドマスクによって、被検査半導体集積回路の端
子上でのプローブの先端の移動を制限すると共に、プロ
ーブの強度を補強するようにし、さらに、各プローブの
接触圧力差を曲線部分におけるプローブ自体の弾性およ
びガイドマスクの弾性により吸収し、各プローブの接触
圧力を一定に維持するようにしたから、製作を容易にす
ることができ、プローブの先端を設定された位置に常に
正確に配置することができ、かつ、被検査半導体集積回
路の端子におけるプローブの先端の接触圧を一定にし、
プローブの先端の滑りを最小限に止めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例であるプローブ装置の外観図
である。

【図２】同じくプローブ装置の断面図である。

【図３】同じくプローブ装置のスルーホール近傍の拡大
断面図である。

【図４】本発明の他の実施例であるプローブ装置を示す
図である。

【図５】同じくプローブ装置の拡大部分断面図である。

【図６】従来のプローブ装置の一例を示す断面図であ
る。

【図７】従来のプローブ装置におけるプローブの動きを
示す図である。

【符号の説明】

１ プローブ装置 ２ 基板 ３ スペーサ ４ ガイドマスク ５ プローブ ５ａ 先端 ５ｂ 出力端 ５ｃ 曲線部 ６ ガイド孔 ７ スルーホール ８ 接点 ９ 半導体集積回路 １０ 端子 １１ プローブ装置 １２ スルーホール １３ 基板 １４ 穴 １５ ガイドマスク支持部材 １６ ガイドマスク １７ ガイドマスク支持部材 １８ プローブ １８ａ 先端 １８ｂ 出力端 １８ｃ 曲線部 １９ ガイド孔

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 弾性を有する線状の多数のプローブを、
   その先端が基板の下方を向くように配置すると共に、前
   記プローブの先端の反対端である出力端を前記基板に固
   定するように形成されるプローブ装置であって、前記プ
   ローブの先端が並ぶ位置、および、前記プローブを曲線
   状に曲げる必要のある部分の前後の位置に、フイルム状
   のガイドマスクをそれぞれ配置し、該ガイドマスクの、
   前記各プローブの設定される位置に従って設けられたガ
   イド孔に、前記各プローブを貫通させ、該ガイド孔によ
   り前記各プローブを曲線的に位置決めしたことを特徴と
   するプローブ装置。
2. 【請求項２】 基板にマトリックス状にプローブの出力
   端を固定し、前記基板の下部に、枠形のスペーサを介し
   て複数のガイドマスクを前記基板と平行に多層に配置し
   た請求項１記載のプローブ装置。
3. 【請求項３】 各プローブを基板の下方から上方へ貫通
   させて、基板の上方で曲線状に曲げ、該曲線状に曲げら
   れる前記各プローブの部分を、前記基板と垂直に、ある
   いは、或る角度をもって前記基板の上部に配置されたガ
   イドマスクのガイド孔により位置決めした請求項１記載
   のプローブ装置。