JPH0954116A - 高温測定用プローブカード - Google Patents

高温測定用プローブカード

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JPH0954116A
JPH0954116A JP22737395A JP22737395A JPH0954116A JP H0954116 A JPH0954116 A JP H0954116A JP 22737395 A JP22737395 A JP 22737395A JP 22737395 A JP22737395 A JP 22737395A JP H0954116 A JPH0954116 A JP H0954116A
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JP
Japan
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probe
substrate
high temperature
probe card
temperature measurement
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JP22737395A
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English (en)
Inventor
Masao Okubo
昌男 大久保
Nobuyuki Murakami
信行 村上
Koji Katahira
浩二 片平
Hiroshi Iwata
浩 岩田
Kazumasa Okubo
和正 大久保
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Japan Electronic Materials Corp
Original Assignee
Japan Electronic Materials Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 高温測定による基板の膨張によりプローブが
電極パッドに正確に接触しないという不具合が生じない
ようにする。 【構成】 測定対象物であるLSIチップ610を加熱
した状態で電気的諸特性を測定する高温測定用プローブ
カードであって、LSIチップ610の電極パッド61
1に接触するプローブ100と、プローブ100が取り
付けられる基板400とを備えており、基板400は複
数のセラミックス板410を積層したものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、測定対象物である
LSIチップ等を加熱した状態で行われる電気的諸特性
の測定に用いられる高温測定用プローブカードに関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来の高温測定用プローブカードについ
て図3を参照しつつ説明する。LSIチップ610の高
温測定は、ヒータ710が内蔵されたウエハ載置台70
0の上に複数個のLSIチップ610が形成されたウエ
ハ600を載置し、当該ウエハ600を約80℃〜16
0℃程度に加熱した状態で高温測定用プローブカードを
用いて行われる。
【0003】高温測定に用いられる従来の高温測定用プ
ローブカードは、配線パターン310が形成されたプリ
ント基板300と、このプリント基板300に取り付け
られるプローブ100とを有している。プリント基板3
00は、ガラスエポキシ系樹脂等から構成されたものが
多く、多数本のプローブ100に対応するために多層構
造となっているものが多い。
【0004】また、プリント基板300の例えば上面側
には、配線パターン310と接続されたコネクタ端子3
20が設けられている。さらに、このプリント基板30
0には、プローブ100の後端部と配線パターン310
とを接続するためのスルーホール210が開設されてい
る。
【0005】プローブ100は、セラミックスからなる
保持部材240を用いてプリント基板300に取り付け
られている。保持部材240は、プリント基板300の
裏面側、すなわちLSIチップ610が形成されたウエ
ハ600に対向する面に取り付けられている。かかる保
持部材240には、傾斜面241が形成されており、当
該傾斜面241にエポキシ系樹脂270等を用いてプロ
ーブ100の中腹部が取り付けられるようになってい
る。なお、上述したようにプローブ100の後端部は、
スルーホール210を用いて配線パターン310、ひい
てはコネクタ端子320と接続されている。
【0006】プローブ100の先端部である接触部11
0は、下向きに折曲形成されており、LSIチップ61
0の電極パッド611の位置に対応するように精密に位
置決めがなされている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の高温測定用プローブカードには、以下のような
問題点がある。すなわち、ウエハが載置されたウエハ載
置台からの輻射熱がプリント基板に伝わり、プリント基
板が熱膨張で変形し、その結果プローブの接触部の位置
がずれるのである。かかる接触部の位置ずれは、LSI
チップの正確な電気的諸特性の測定を困難にする。
【0008】ガラスエポキシ系樹脂からなるプリント基
板の熱膨張係数は、配合されるガラス繊維の量やエポキ
シ系樹脂の量によって多少は変化するが、約3.0×1
-5/℃である。これに対して、LSIチップに用いら
れる単結晶シリコンウエハの熱膨張係数は4.15×1
-6/℃である。すなわち、プリント基板の熱膨張係数
の方が、単結晶シリコンウエハの熱膨張係数よりほぼ1
桁大きいのである。
【0009】ここで、LSIチップを約130℃に加熱
した状態で、複数個のLSIチップを同時に測定するこ
とができ、プローブの長さが10cmである高温測定用プ
ローブカードによる測定を行ったとすると、熱膨張のた
めにプリント基板は約30μm 膨張する。LSIチップ
の電極パッドは、約50μm 平方の大きさであり、プロ
ーブの接触部は電極パッドの中心に接触するように設計
されているので、プリント基板が約30μm も膨張する
と、プローブは電極パッドに接触することができないこ
とになる。
【0010】このため、高温測定に用いられる高温測定
用プローブカードは、高温測定の際の温度と同じ温度に
基板を加熱した状態でプローブの取り付け、すなわちプ
ローブの接触部の位置決めを行えばよいのであるが、そ
れもプローブの取り付けを熟練した人手に頼らざるをえ
ない現状では不可能である。
【0011】本発明は上記事情に鑑みて創案されたもの
で、高温測定による基板の膨張によりプローブが電極パ
ッドに正確に接触しないという不具合が生じない高温測
定用プローブカードを提供することを目的としている。
【0012】
【課題を解決するための手段】請求項1に係る高温測定
用プローブカードは、測定対象物を加熱した状態で電気
的諸特性を測定する高温測定用プローブカードにおい
て、測定対象物の電極パッドに接触するプローブと、こ
のプローブが取り付けられる基板とを具備しており、前
記基板はセラミックス板を積層したものである。
【0013】また、請求項2に係る高温測定用プローブ
カードでは、基板に用いられるセラミックス板は、グリ
ーンシートである。
【0014】さらに、請求項3に係る高温測定用プロー
ブカードでは、セラミックス板には、配線パターンが予
め形成されており、各セラミックス板を積層した状態で
各セラミックス板の配線パターンが接続手段で相互に接
続されている。
【0015】
【発明の実施の形態】図1は本発明の実施の形態に係る
高温測定用プローブカードに用いられる基板の概略的断
面図、図2は本発明の実施の形態に係る高温測定用プロ
ーブカードに用いられる基板を構成するセラミックス板
の概略的斜視図である。なお、従来のものと略同一の部
品等には同一の符号を付して説明を行う。
【0016】この高温測定用プローブカードは、測定対
象物であるLSIチップ610を加熱した状態で電気的
諸特性を測定する高温測定用プローブカードであって、
LSIチップ610の電極パッド611に接触するプロ
ーブ100と、このプローブ100が取り付けられる基
板400とを備えており、前記基板400は複数のセラ
ミックス板410を積層したものである。
【0017】プローブ100、LSIチップ610、電
極パッド611等は従来の技術の欄で図3を用いて説明
したものと同一であるのその詳細な説明は省略する。
【0018】前記セラミックス板410は、厚さが0.
3mmのアルミナグリーンシートである。このアルミナグ
リーンシートとは、セラミックスであるアルミナの粉末
と、少量の粘結材となる粘土とを混練したものを、ポリ
ビニールブチラールの如き樹脂と、アルコール、トルエ
ン等の有機溶剤とで練り、それをシート状に加工したも
のをいう。かかるアルミナグリーンシートは、常温では
柔軟であるので、加工が非常に容易であるという特質を
有している。
【0019】このようなアルミナグリーンシートである
セラミックス板410を例えば、図2に示すように、開
口411を有する所定の形状に加工し、所定の配線パタ
ーン412を形成する。この配線パターン412は、銀
パラジュームの厚膜で形成する。さらに、各セラミック
ス板410には、積層される他のセラミックス板410
の配線パターン412との接続を考慮した接続手段であ
るスルーホール413或いはバイアホール等が形成され
ている。
【0020】このように構成された複数枚のセラミック
ス板410を所定の順番で積層し、加圧プレスした後、
乾燥させて約1000℃で焼成して基板400を形成す
る。このセラミックス板410を積層して焼成して得ら
れた基板400は、アルミナグリーンシートのときの状
態とは違って硬くなっている。なお、各セラミックス板
410の積層の際、上下のセラミックス板410の配線
パターン412との接続を確保することは勿論である。
【0021】前記開口411は、すべてのセラミックス
板410に同様に形成されており、セラミックス板41
0を積層した際に基板400の開口部となる。この開口
部は不良のLSIチップ610にインクマーク等を付す
る際に利用される。
【0022】このようにして構成された基板400の裏
面側に保持部材240を取り付けるとともに、この保持
部材240にプローブ100の中腹部を樹脂270で取
り付ける。
【0023】また、当該基板400の上面に配線パター
ン412と接続されたコネクタ端子320(図3参照)
を取り付ける。さらに、当該プローブ100の後端部
を、最も下層のセラミックス板410に形成されたスル
ーホール413或いは配線パターン412に接続して高
温測定用プローブカードを完成させる。
【0024】例えば、アルミナグリーンシートからなる
セラミックス板410を10枚積層した基板400を使
用した高温測定用プローブカードで、16個のLSIチ
ップ610を同時に測定することができる高温測定用プ
ローブカードによる実験結果について説明する。
【0025】この基板400の熱膨張係数は6.0×1
-6/℃であり、単結晶シリコンウエハの熱膨張係数
4.15×10-6/℃にきわめて近くなっている。
【0026】この高温測定用プローブカードは、8個×
2列の16個のLSIチップ610を同時に測定するこ
とができるものであり、656本のプローブ100が使
用されている。かかるプローブ100のうち、最も離れ
たプローブ100の間の距離は126mmである。
【0027】かかる高温測定用プローブカードでは、常
温において各プローブ100の接触部110の位置決め
がなされている。すなわち、各プローブ100の接触部
110が、常温において各LSIチップ610の各電極
パッド611の中心に接触するように各プローブ100
の基板400に対する位置を決定するのである。
【0028】125℃まで上昇させたウエハ600に含
まれるLSIチップ610の電気的諸特性の測定をこの
ような高温測定用プローブカードで行った場合、基板4
00は熱膨張するので、各プローブ100の接触部11
0は初めに設定した位置(電極パッド611の中心)か
らずれるが、上述したようにその熱膨張係数は単結晶シ
リコンウエハの熱膨張係数にきわめて近いので、そのず
れは最大のものでも2μm 以内であることが実験によっ
て確認された。
【0029】すなわち、基板400も加熱されることに
よって膨張するが、ウエハ600も加熱されることによ
って膨張する。ここで、ウエハ600(単結晶シリコン
ウエハ)の熱膨張係数は基板400の熱膨張係数にきわ
めて近いため、基板400のウエハ600に対する相対
的な膨張の度合いが小さくなり、プローブ100の接触
部110の電極パッド611に対するずれが小さくなる
のである。
【0030】電極パッド611は、約50μm 平方の大
きさがあるのであるから、基板400の熱膨張によるプ
ローブ100の接触部110の位置ずれは実用上まった
く問題にならない程度のものである。
【0031】また、日本電気硝子株式会社の型番MLS
−1000という厚さ約0.2mmの粉末ガラス性グリー
ンシートをセラミックス板410として14枚積層して
基板400を形成した。この基板400の熱膨張係数は
4.5×10-6/℃で、単結晶シリコンウエハの熱膨張
係数は6.0×10-6/℃にきわめて近いものとなって
いる。従って、この粉末ガラス性グリーンシートをセラ
ミックス板410として積層して構成した基板400を
用いた高温測定用プローブカードでも、ほぼアルミナグ
リーンシートをセラミックス板410として用いたもの
と同様に、各プローブ100の接触部110のずれは実
用上まったく問題にならない程度のものであることが判
る。
【0032】なお、前記粉末ガラス性グリーンシートと
は、上述したアルミナグリーンシートにおけるアルミナ
粉末の代わりにガラス粉末を用いたものをいう。
【0033】
【発明の効果】請求項1に係る高温測定用プローブカー
ドは、測定対象物を加熱した状態で電気的諸特性を測定
する高温測定用プローブカードであって、測定対象物の
電極パッドに接触するプローブと、このプローブが取り
付けられる基板とを具備しており、前記基板はセラミッ
クス板を積層したものである。
【0034】従来のガラスエポキシ系樹脂からなるプリ
ント基板より、セラミックスからなる基板の方が、熱膨
張係数は測定対象物であるLSIチップを構成する単結
晶シリコンウエハに近いので、基板の熱膨張に起因する
プローブの接触部の電極パッドに対するずれは従来のも
のより格段に小さくすることができる。
【0035】従って、この高温測定用プローブカードで
は、常温で各プローブの接触部の位置決めを行っても、
プローブの接触部が確実にLSIチップの電極パッドに
接触するので、通常のプローブカードと同様の製造工
程、すなわち常温での製造が可能となる。
【0036】また、請求項2に係る高温測定用プローブ
カードでは、基板に用いられるセラミックス板は、グリ
ーンシートである。このグリーンシートは、上述したよ
うに、常温では柔軟であるので加工が非常に容易であ
る。従って、測定対象物に応じた形状にすることが容易
で、簡単に基板を形成することができる。しかも、この
グリーンシートは、混在されるセラミックスである粉末
アルミナや粉末ガラスを適宜選択することによってLS
Iチップに用いられる単結晶シリコンウエハときわめて
近い熱膨張係数を有する基板とすることができる。
【0037】さらに、請求項3に係る高温測定用プロー
ブカードでは、セラミックス板には、配線パターンが予
め形成されており、各セラミックス板を積層した状態で
各セラミックス板の配線パターンが接続手段で相互に接
続されている。このため、より多くのプローブを必要に
対応することができる。すなわち、より多数個の測定対
象物を同時に測定することができる高温測定用プローブ
カードを提供することが可能となる。
【0038】従来のように、ガラスエポキシ系樹脂等か
ら構成された多層構造の基板では、各層を構成する板を
相互に密着させるための接着剤等が必要となり、この接
着剤等の熱膨張係数も考慮に入れる必要があったが、こ
の高温測定用プローブカードでは、グリーンシートから
なるセラミックス板を積層して焼成することによって基
板が構成されるため、従来のような接着剤等が不要とな
り、その接着剤等の熱膨張係数まて考慮する必要がな
く、より設計が容易になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態に係る高温測定用プローブ
カードに用いられる基板の概略的断面図である。
【図2】本発明の実施の形態に係る高温測定用プローブ
カードに用いられる基板を構成するセラミックス板の概
略的斜視図である。
【図3】従来の高温測定用プローブカードの概略的断面
図である。
【符号の説明】
100 プローブ 400 基板 410 セラミックス板 610 LSIチップ(測定対象物) 611 電極パッド
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岩田 浩 兵庫県尼崎市西長洲町2丁目5番13号 日 本電子材料株式会社内 (72)発明者 大久保 和正 兵庫県尼崎市西長洲町2丁目5番13号 日 本電子材料株式会社内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 測定対象物を加熱した状態で電気的諸特
    性を測定する高温測定用プローブカードにおいて、測定
    対象物の電極パッドに接触するプローブと、このプロー
    ブが取り付けられる基板とを具備しており、前記基板は
    セラミックス板を積層したものであることを特徴とする
    高温測定用プローブカード。
  2. 【請求項2】 前記基板に用いられるセラミックス板
    は、グリーンシートであることを特徴とする請求項2記
    載の高温測定用プローブカード。
  3. 【請求項3】 前記セラミックス板には、配線パターン
    が予め形成されており、各セラミックス板を積層した状
    態で各セラミックス板の配線パターンが接続手段で相互
    に接続されていることを特徴とする請求項1又は2記載
    の高温測定用プローブカード。
JP22737395A 1995-08-10 1995-08-10 高温測定用プローブカード Pending JPH0954116A (ja)

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