JPH10123175A - 検査用ヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 針先をプローブ群毎に一列に整列させること
ができるにもかかわらず、隣り合うプローブ間における
針圧および滑り量の差をともに小さくすることにある。 【解決手段】 検査用ヘッドは、複数のプローブを針押
えに異なる高さレベルに取り付け、針押えから針先部ま
での距離寸法と、針先部の長さ寸法とを、針押えへの取
付位置が基板に近いプローブほど、大きくしたことを特
徴とする。これにより、プローブの各部の寸法の相違に
起因して生じる針圧および滑り量がともに減殺される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、集積回路のような
平板状被検査体の電気的特性試験に用いる検査用ヘッド
に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体ウエーハ上の集積回路、半導体ウ
エーハからチップに分離された集積回路（ＩＣチッ
プ）、および、チップの実装が終了した集積回路は、回
路が仕様書通りに動作するか否かの通電試験（電気的特
性試験）をされる。この種の試験すなわち検査は、一般
に、プローブカード、プローブボート等と称されている
試験用ヘッドすなわち検査用ヘッドを用いて行われる。

【０００３】この種の検査用ヘッドにおいては、一般
に、集積回路の電気的な端子部すなわち電極パッドに通
電可能の状態に接続される複数のプローブを針押えに片
持ち梁状に支持させている。プローブは、電気信号を集
積回路に確実に作用させ、対応する電気信号を集積回路
から正確に得られるように、プローブの先端すなわち針
先と集積回路の電極パッドとの間に作用するいわゆる針
圧と、プローブをオーバドライブにより反らせたときの
電極パッドに対する針先の滑り量とを均一にすることが
望まれている。

【０００４】また、この種の検査用ヘッドにおいては、
一般に、集積回路の電極パッドが複数のパッド群に分け
られて、パッド群毎に一列に配置されていることから、
プローブをパッド群に対応した複数のプローブ群に分
け、プローブ群のプローブをその針先が対応するパッド
群の電極パッドに対応して一列となるように配置するこ
とが望まれている。

【０００５】この種の検査用ヘッドにおいては、被検査
体の電極パッドの配置密度が高くなるにしたがい、プロ
ーブの配置密度が高くなる。このため、従来の検査用ヘ
ッドは、隣り合うプローブの接触を避けるべく針押えへ
のプローブの取付高さを隣り合うプローブで変えたいわ
ゆる多層配置の構造としている。この従来の検査用ヘッ
ドでは、ほぼ同じ断面積を有する針主体部と、この針主
体部の先端側に続くテーパ部と、テーパ部を途中におい
て針押えへの取付高さに比例した長さ寸法に曲げた針先
部とを有するプローブを用いている（実公昭５９−７６
２号公報）。

【０００６】しかし、プローブを多層に配置するだけで
は、針先部がテーパ部の途中において曲げられているこ
とおよび針先部の曲げ位置が針押えへのプローブの取付
位置に応じて異なることに起因してプローブの曲げた部
分の断面積が針先部の長さ寸法により異なるから、針押
えから針先部までの寸法に対する針押えからテーパ部ま
での寸法（針主体部の長さ寸法）の割合が隣り合うプロ
ーブで異なり、その結果隣り合うプローブのばね力ひい
ては針圧が異なってしまう。針圧がプローブ相互に異な
ると、電極への電気的接触状態がプローブ毎に異なるか
ら、正確な試験をすることができない。

【０００７】針圧を均一にした検査用ヘッドとして、針
押えへのプローブの取付位置を針押えへのプローブの取
付高さに比例して変化させて針押えから針先部までの寸
法を同じにしたヘッド（実開平４−８９７３号公報、特
開平７−３１８５８７号公報）、針押えを取り付ける配
線基板に対するプローブの角度を針押えへのプローブの
取付高さに比例して変化させたヘッド（特開平６−２２
２０７９号公報）が提案されている。

【０００８】しかし、前者では、針先部の突出位置が針
押えへの取付高さに応じて異なるから、プローブ群のプ
ローブの針先が一列に整列せず、したがって同じプロー
ブ群のプローブを異なるパッド群の電極パッドに接触さ
せる構造となり、その結果針先が他の針先より突出して
いるプローブが針先と電極パッドとの相対的位置関係の
確認の妨げになる。また後者では、針主体部に対する針
先部の曲げ角度を針押えへのプローブの取付高さに比例
して変更しなければならないから、プローブ自体の製作
およびその管理、ならびに、針押えへのプローブの取付
作業が繁雑化し、高価になる。

【０００９】

【解決しようとする課題】本発明の目的は、針先をプロ
ーブ群毎に一列に整列させることができるにもかかわら
ず、隣り合うプローブ間の針圧および滑り量の差をとも
に小さくすることにある。

【００１０】

【解決手段、作用、効果】本発明の検査用ヘッドは、基
板と、該基板に取り付けられた針押えと、該針押えに間
隔をおいて取り付けられた複数のプローブであってそれ
ぞれが基板と反対の側へ曲げられた針先部を先端側に有
する複数のプローブとを含む。隣り合うプローブは、基
板に対する高さ位置を変えて針押えに取り付けられてお
り、針押えから針先部までの距離寸法は、針押えへの取
付位置が基板に近いプローブほど、大きい。

【００１１】針圧は、針押えから針先部までの長さ寸法
に対する針押えからテーパ部までの長さ寸法の割合が大
きいプローブほど大きくなる反面、針押えから針先部ま
での長さ寸法が大きいプローブほど小さい。このため、
本発明の検査用ヘッドにおいては、針押えへの取付位置
が基板に近いプローブほど、針押えから針先部までの長
さ寸法に対する針押えからテーパ部までの長さ寸法の割
合と、針押えから針先部までの長さ寸法とが大きいか
ら、針先をプローブ群毎に一列に整列させても、針押え
から針先部までの長さ寸法に対する針押えからテーパ部
までの長さ寸法の割合に起因する針圧と、針押えから針
先部までの長さ寸法に起因する針圧とが減殺される。

【００１２】針先の位置が一列に整列している検査用ヘ
ッドにおいて、オーバードライブによる滑り量は、針押
えから針先部または針先までの長さ寸法が大きいほど小
さくなる反面、針先部の高さ寸法が大きいほど大きくな
る。このため、本発明の検査用ヘッドにおいては、針押
えへの取付位置が基板に近いプローブほど、針押えから
針先までの長さ寸法および針先部の長さ寸法が大きいか
ら、針先をプローブ群毎に一列に整列させても、針押え
から針先までの寸法に起因する滑り量と、針先部の長さ
寸法に起因する滑り量とが減殺される。

【００１３】本発明によれば、針押えから針先部までの
長さ寸法に対する針押えからテーパ部までの長さ寸法の
割合、針先部の長さ寸法、および、針押えから針先部ま
での長さ寸法を、針押えへの取付位置が基板に近いプロ
ーブほど、大きくしたから、針先をプローブ群毎に一列
に整列させることができるにもかかわらず、隣り合うプ
ローブ間における針圧および滑り量の差を小さくするこ
とができる。

【００１４】好ましい実施例においては、隣り合うプロ
ーブは基板の面に対しほぼ同じ角度を有する。また、各
プローブの針先部の高さ寸法は、前記基板から前記針押
えへの取付位置までの距離にほぼ比例する。さらに、各
プローブの先端部は、針押えに取り付けられた主体部の
先端側に続くテーパ部をその途中において曲げることに
より、形成されている。

【００１５】

【発明の実施の形態】図１〜図３を参照するに、検査用
ヘッド１０は、プローブカード、プローブボート等と称
されている検査用ヘッドであり、集積回路のような平板
状の被検査体の電気的特性試験に用いられる。被検査体
は、ウエーハに形成された集積回路チップ、切断された
集積回路チップおよび実装を終了した集積回路のいずれ
であってもよいし、また液晶表示パネルであってもよ
い。

【００１６】検査用ヘッド１０は、円板状の基板１２
と、基板１２に組み付けられた針押え１４と、基板１２
の半径方向へ伸びるように針押え１４に片持ち梁状に支
持された複数のプローブ１６とを含む。針押え１４を基
板１２に直接的に組み付ける代わりに、針押え１４を基
板１２に支持板のような適宜な手段を介して間接的に組
み付けてもよい。

【００１７】基板１２は、セラミック、合成樹脂のよう
な電気的絶縁材料で製作することができる。基板１２
は、被検査体を目視可能に開口１８を中心部に有すると
ともに、針押え１４を受け入れる下向きの段部すなわち
切欠部２０を開口１８の周りに有する。開口１８および
切欠部２０は、被検査体の平面形状に類似した形状を有
しており、図示の例では、ほぼ四角形の形状を有する。
開口１８は、基板１２を厚さ方向に貫通する貫通穴であ
る。切欠部２０は、下面と開口１８を形成する内側面に
形成されており、また針押え１４とほぼ同じ大きさを有
する。

【００１８】基板１２は、周方向に間隔をおいて切欠部
２０の周りを半径方向へ伸びる複数の配線（図示せず）
を上下の両面に有しかつ通電用および信号処理用の電気
回路に接続される複数の端子部すなわちランドを上面の
周縁部に有する配線基板である。配線は、印刷配線技術
により基板１２に形成された配線パターンの一部であ
る。しかし、配線パターンを形成したフィルム状の部材
を基板の上下の両面に配置することにより、配線を基板
１２に形成してもよい。上面の配線はランドに電気的に
接続されており、上下の配線は互いに電気的に接続され
ている。

【００１９】針押え１４は、セラミックのような電気的
な絶縁材料で四角形の枠の形に製作されており、また複
数のプローブ１６を四角形の各辺に対応する部位に支持
している。針押え１４は、図示の例では、基板１２の切
欠部２０に接着剤により取り付けられている。しかし、
針押え１４を複数のねじ部材により取り外し可能に取り
付けてもよい。針押え１４の内側の開口１８は、基板１
２の開口１８とほぼ同じ大きさのほぼ四角形である。針
押え１４の下端部は、基板１２の下面より下方へ突出し
ている。

【００２０】各プローブ１６は、導電性の丸い金属細線
から形成されており、また、同じ直径寸法の針主体部２
２と、この針主体部２２の先端側に続くテーパ部２４
と、テーパ部２４を途中において下方へ曲げた針先部２
６とを有する。プローブ１６は、針押え１４および開口
１８により形成される四角形の辺毎のプローブ群に分け
られており、また針押え１４をその幅方向に貫通して伸
びる状態に、針主体部２２においてプローブ群毎に接着
剤のような適宜な装着手段２８により針押え１４の下側
に取り付けられている。

【００２１】隣り合うプローブ１６は、基板１２に対す
る高さ位置を変えて針押え１４に取り付けられている。
テーパ部２４の長さ寸法はほぼ同じであり、また針主体
部２２の長手軸線に対する針先部２６の曲げ角度もほぼ
同じである。これに対し、針押え１４へから針先部２６
までの距離寸法Ｌ11，Ｌ12，Ｌ13と、針先部２６の長さ
寸法Ｌ21，Ｌ22，Ｌ23と、針押え１４から針先部２６ま
での寸法とは、針押え１４への取付位置が基板１２に近
いプローブほど大きく、また基板１２から針押え１４へ
の取付位置までの距離（取付高さ）にほぼ比例する。

【００２２】各プローブ群のプローブ１６は、それらの
先端すなわち針先をプローブ群毎に一列に整列されてい
るとともに、互いに平行に伸びる。図示の例では、プロ
ーブ１６を、３層に配置しているが、２層に配置しても
よいし、４層以上の多層に配置してもよい。また図示の
例では、プローブ１６を、寸法Ｌ11，Ｌ12，Ｌ13，Ｌ1
1，Ｌ12，Ｌ13・・・の順に配置されているが、寸法Ｌ1
1，Ｌ12，Ｌ13，Ｌ12，Ｌ11，Ｌ12・・・の順に配置し
てもよい。

【００２３】針押え１４は、プローブ１６の後端側が基
板１２の下側を伸びかつ針先部２６が下方（基板１２と
反対の側）へ伸びるように、基板１２に装着される。プ
ローブ１６の後端部は基板１２の配線に後端において半
田付のような手段により連結されている。図示の例で
は、基板１２に下面に対するプローブ１６の傾斜角度
は、同じであるが、異なってもよい。

【００２４】検査用ヘッド１０は、針押え１４の所定の
箇所に所定数のプローブ１６を所定の治具を用いて所定
の状態に取り付けることにより針押え１４と複数のプロ
ーブ１６とからなるプローブ組立体を作成し、次いで針
押え１４を基板１２に取り付け、各プローブ１６を基板
１２に形成された配線に半田付することにより、製作す
ることができる。

【００２５】プローブ１６は、全てのプローブ１６を適
宜な治具により所定の配置パターンにおよび所定の状態
に維持した状態で、適宜な装着手段２８により針押え１
４に取り付けることができる。針押え１４は、これを基
板１２の切欠部２０に下側から嵌め込み、接着剤（また
は、ねじ部材）により基板１２に取り付けることができ
る。

【００２６】検査用ヘッド１０は、プローブ１６の針先
が被検査体の側となるように、検査装置に組み付けられ
る。このため、検査用ヘッド１０は、これを組み付ける
検査装置の種類により、プローブ１６が、下側、上側、
横側、前側および後側のいずれかの側となるとともに、
基板１２が、水平、垂直および斜めのいずれかの状態と
なるように検査装置に組み付けられる。

【００２７】検査時、プローブ１６の針先は、ヘッド１
０と被検査体とが両者を相対的に移動されることによ
り、わずかに過剰に被検査体の電極に押圧される。これ
により、各プローブ１６はオーバードライブ作用により
弓状に反る。その結果、プローブ１６の針先と被検査体
の電極との間に、所定の針圧がプローブ１６の針先と被
検査体の電極との間に作用するとともに、所定量の滑り
が生じる。

【００２８】針押させ１４から針先部２６までの長さ寸
法Ｌ11，Ｌ12，Ｌ13に対する針押え１４からテーパ部２
４までの長さ寸法の割合が大きいプローブほど、大きい
ばね力の部分（湾曲しにくい部分）の割合が大きくなる
から、針圧も大きくなる。これに対し、寸法Ｌ11，Ｌ1
2，Ｌ13が大きいプローブほど、湾曲しやすくなるか
ら、針圧も小さくなる。

【００２９】このため、検査用ヘッド１０においては、
針先をプローブ群毎に一列に整列させても、針押え１４
への取付位置が基板１２に近いプローブほど、寸法Ｌ1
1，Ｌ12，Ｌ13に対する針押え１４からテーパ部２４ま
での長さ寸法の割合と、寸法Ｌ11，Ｌ12，Ｌ13とが大き
いから、寸法Ｌ11，Ｌ12，Ｌ13に対する針押え１４から
テーパ部２６までの長さ寸法の割合に起因する針圧と、
寸法Ｌ11，Ｌ12，Ｌ13に起因する針圧とが減殺される。

【００３０】針先の位置がプローブ郡毎に一列に整列し
ている検査用ヘッド１０において、オーバードライブに
よる滑り量は、針押え１２から針先部２６までの長さ寸
法Ｌ11，Ｌ12，Ｌ13（または、針先までの長さ寸法）が
大きいほど小さくなる反面、針先部２６の高さ寸法Ｌ2
1，Ｌ22，Ｌ23が大きいほど大きくなる。このため、検
査用ヘッド１０においては、針押えへ１４の取付位置が
基板に近いプローブほど、寸法Ｌ11，Ｌ12，Ｌ13および
Ｌ21，Ｌ22，Ｌ23がともに大きいから、針先をプローブ
群毎に一列に整列させても、寸法Ｌ11，Ｌ12，Ｌ13の差
に起因する滑り量と、寸法Ｌ21，Ｌ22，Ｌ23の差に起因
する滑り量とが減殺される。

【００３１】上記の結果、検査用ヘッド１０は、針押え
１４から針先部２６までの長さ寸法Ｌ11，Ｌ12，Ｌ13に
対する針押え１４からテーパ部２４までの長さ寸法の割
合、針先部２６の長さ寸法Ｌ21，Ｌ22，Ｌ23、および、
針押え１４から針先部２６までの長さ寸法Ｌ11，Ｌ12，
Ｌ13を、針押え１４へのプローブの取付位置が基板１２
に近いプローブほど、大きくしたから、針先をプローブ
群毎に一列に整列させることができるにもかかわらず、
隣り合うプローブ間における針圧および滑り量の差が小
さくなる。

【００３２】本発明は、上記実施例に限定されない。た
とえば、被検査体の端子の配置パターンに応じた１つの
針押えを用いる代わりに、針押えを複数の針押え部材に
分割し、それらの針押え部材を共通の取付け枠にねじ部
材のような適宜な止め手段により取り付けてもよい。ま
た、プローブの断面形状を、円形以外の他の形状、たと
えば四角形にしてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の検査用ヘッドの一実施例を示す断面図
である。

【図２】図１に示す検査用ヘッドにおけるプローブの形
状および寸法を説明するための拡大断面図である。

【図３】図２の右側面図である。

【符号の説明】

１０ 検査用ヘッド １２ 基板 １４ 針押え １６ プローブ １８ 基板の開口 ２０ 基板の切欠部 ２２ 針主体部 ２４ テーパ部 ２６ 針先部 ２８ プローブ用の装着手段

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 平板状の被検査体の電気的特性試験に用
   いる検査用ヘッドであって、基板と、該基板に取り付け
   られた針押えと、該針押えに間隔をおいて取り付けられ
   た複数のプローブであってそれぞれが前記基板と反対の
   側へ曲げられた針先部を先端側に有する複数のプローブ
   とを含み、隣り合うプローブは、前記基板に対する高さ
   位置を変えて前記針押えに取り付けられており、前記針
   押えから前記針先部までの距離寸法は、前記針押えへの
   取付位置が前記基板に近いプローブほど、大きい、検査
   用ヘッド。
2. 【請求項２】 隣り合うプローブは、前記基板の面に対
   しほぼ同じ角度を有する、請求項１に記載の検査用ヘッ
   ド。
3. 【請求項３】 各プローブの針先部の高さ寸法は、前記
   基板から前記針押えへの取付位置までの距離にほぼ比例
   する、請求項１または２に記載の検査用ヘッド。