TWI394953B

TWI394953B - 探針卡

Info

Publication number: TWI394953B
Application number: TW097127267A
Authority: TW
Inventors: Yoshio Yamada; Hiroshi Nakayama; Tsuyoshi Inuma; Takashi Akao
Original assignee: Nhk Spring Co Ltd
Priority date: 2007-07-19
Filing date: 2008-07-18
Publication date: 2013-05-01
Also published as: US20100219852A1; JPWO2009011365A1; JP5714817B2; US8149008B2; TW200912323A; WO2009011365A1; CN101755216B; CN101755216A

Description

探針卡

本發明關於一種探針卡，係對作為檢查對象之半導體晶圓與產生檢查用訊號之電路構造之間進行電氣連接者。

半導體之檢查步驟中，在切割前之半導體晶圓狀態下藉由使具有導電性之探針(導電性接觸件)接觸即可進行導電檢查等電氣特性檢查，以檢測出瑕疵品(晶圓等級檢查)。在施行此晶圓等級檢查時，為了對半導體晶圓傳送檢查用訊號，係採用收容多數探針之探針卡。於晶圓等級檢查中，一面以探針卡對半導體晶圓上之晶片進行掃描，一面使每一探針個別與晶片接觸，但是在半導體晶圓上形成有數百至數萬個晶片，因此欲檢查一片半導體晶圓甚費時，晶片數會增加，而且造成成本之提高。

為了解決上述晶圓等級檢查之問題，最近有採用一種使數百至數萬探針總括接觸於半導體晶圓上所有之晶片、或半導體晶圓上之至少1/4至1/2左右之晶片之全晶圓等級檢查之方法(例如參照專利資料1)。於此方法中已知有以下之技術：為了使探針正確地接觸於半導體晶圓上之電極銲墊，藉由以良好的精密度精密保持探針卡相對於半導體晶圓表面的平行度與平面度，以保持探針之前端位置精確度之技術，或以高精確度對準半導體晶圓之技術(例如參照專利資料2及3)。

第11圖為適用於全晶圓等級檢查之探針卡之部分構成剖面圖。第11圖所示之探針卡9係具備：探針頭91，用以收容對應於半導體晶圓上之電極銲墊之佈線圖案所設之多數支探針10；空間變換器92，用以變換在探針頭91之微細之佈線圖案的間隔；夾入件93，用以中繼空間變換器92所送出之佈線w；佈線基板94，將夾入件93所中繼之佈線連接至檢查裝置；公連接器95，設在佈線基板94且連接於檢查裝置側之母連接器；及補強構件96，用以補強佈線基板94。

其中，就習知之夾入件93而言，具有：由絕緣性材料所成之薄膜狀之基材；及以預定圖案佈設在該基底材料之雙面，且呈懸臂樑(cantilever beam)狀之板簧式的多數個連接端子。此時，夾入件93之一方表面所設的連接端子與空間變換器92之電極銲墊接觸，同時另一方表面所設的連接端子與連接於佈線基板94之電極銲墊接觸，以謀求兩者之電氣連接。

專利文獻1：日本特表2001-524258號公報

專利文獻2：日本專利第3386077號公報

專利文獻3：日本特開2005-164600號公報

然而，在將如探針卡9之習知探針卡適用於全晶圓等級檢查時，佈線基板之直徑係大到8至12英寸(約200至300mm)左右，因此佈線基板容易發生翹曲或起伏等變形，而成為降低探針卡相對於預定基準面之平行度的精確度及探針卡之平面度的精確度降低之原因。

又，習知之探針卡，因空間變換器受到夾入件之彈力而發生翹曲時，探針頭亦會隨著空間變換器而發生翹曲，因此如同佈線基板變形，會有使探針卡相對於預定基準面之平行度的精確度與探針卡之平面度的精確度降低之情形。

本發明係鑑於上述問題而研創者，其目的在於提供一種探針卡，係可提升用以收容在不同電路構造間輸入輸出電氣訊號之探針之探針頭之相對於預定基準面之平行度的精確度與平面度的精確度。

為了解決上述課題而達成目的，本發明為一種探針卡，藉由採用各由導電性材料所構成且沿長度方向依彈力而伸縮之多數支探針，來確立半導體晶圓與用以產生對該半導體晶圓輸出之訊號之電路構造間之電氣連接者，該探針卡係具備：探針頭，保持上述多數支探針；佈線基板，具有對應上述電路構造之佈線圖案；平板狀夾入件，積層於上述佈線基板，用以中繼上述佈線基板之佈線；平板狀空間變換器，夾設於上述夾入件與上述探針卡之間，用以變換上述夾入件所中繼之佈線間隔，並將經此變換後之佈線顯現於與上述探針頭相對向之表面；以及多數個柱構件，形成具有高度比上述佈線基板之板厚與上述夾入件之板厚之和還大的大致柱狀，而向上述佈線基板與上述夾入件之板厚方向貫穿並埋設於上述佈線基板及上述夾入件中，上述多數個柱基板之一方之底面頂接於上述空間變換器。

又，本發明之探針卡係於上述發明中，上述夾入件與上述空間變換器係緊固著。

又，本發明之探針卡係於上述發明中，上述夾入件係具備：多數連接端子，各由導電性材料所構成且沿長度方向依彈力而伸縮；以及殼體構件，由平板狀絕緣材料所構成，且形成有個別地收容上述多數個連接端子之多數個貫穿孔部，而各連接端子之長度方向之兩端部係自上述殼體構件露出。

再者，本發明之探針卡係於上述發明中，復具備安裝於上述佈線基板之用以補強上述佈線基板之補強構件，而上述多數個柱構件係緊固於上述補強構件。

依據本發明之探針卡，係由於具備多數個柱構件，因此可提升用以收容在不同電路構造間進行電氣訊號輸出輸入之探針之探針頭，相對於預定基準面之平行度之精確度與平面度之精確度，該柱構件係形成具有其高度比佈線基板之板厚與夾入件之板厚之和還大的大致柱狀，而向佈線基板及夾入件之板厚方向貫穿並埋設於佈線基板及夾入件中，上述多數個柱構件之一方之底面頂接於空間變換器。

以下參照圖式說明用以實施本發明之最佳形態(以後稱為「實施形態」)。惟圖式為示意性者，須留意各部分之厚度與寛度之關係、各個部分之厚度比率等有與實際者不同之情形，當然圖式彼此間亦有包含尺寸關係或比率不同的部分之情形。

實施形態1

第1圖為本發明實施形態1之探針卡之構成的分解斜視圖。第2圖為本實施形態1之探針卡之平面圖。第3圖為第2圖之A-A線部分的剖面圖。第4圖為在第2圖之B-B線剖面包含一部分佈線之示意圖，亦為採用本實施形態1之探針卡之電氣特性檢查之概要圖。此外，於第4圖中為了使上下與實際檢查時一致，使探針卡1之上下與第3圖相反。在此等第1圖至第4圖所示之探針卡1，係對作為檢查對象之半導體晶圓5與具備產生檢查用訊號之電路構造的檢查裝置之間進行電氣連接之裝置。

探針卡1係具備：佈線基板11，呈圓盤狀且用以進行與檢查裝置之電氣連接；補強構件12，安裝於佈線基板11之一面，用以補強佈線基板11；夾入件13，用以中繼來自佈線基板11之佈線；空間變換器14，用以變換由夾入件13所中繼之佈線之間隔；探針頭15，形成直徑比佈線基板11小的圓盤狀且積層於空間變換器14，並對應於檢查對象之半導體晶圓5之佈線圖案收容保持多數支探針2；保持構件16，固接於佈線基板11，至積層狀態下總括保持夾入件13與空間變換器14；板簧17，用以固定探針頭15之端部而固接於保持構件16；及多數個柱構件18，向佈線基板11與夾入件13之板厚方向貫穿並埋設於佈線基板11及夾入件13中。

佈線基板11係由電木(Bakelite)或環氧樹脂(Epoxy Resin)等絕緣性材料所形成，而用以電氣連接多數支探針2與檢查裝置之佈線層則藉由穿通孔(via-hole)等立體地形成。佈線基板11具有貫穿板厚方向之多數個貫穿孔部111。再者，於第3圖中表示，本來為平板狀之佈線基板11變形，且該佈線基板11之縱剖面呈起伏狀之狀態。

如第4圖所示，為了與檢查裝置(未圖示)進行連接，形成於佈線基板11之佈線w之一端係連接於複數個公連接器20，該公連接器20係配設在佈線基板11之安裝有補強構件12之側的表面。相對於此，佈線w之另一端係經由空間變換器14電氣連接於探針頭15所收容保持之探針2。

各公連接器20係以放射狀配設在佈線基板11之中心，與設置在檢查裝置之連接器座4相對向之位置的母連接器40分別成對，藉由端子之互相接觸而確立探針2與檢查裝置之電氣連接。就公連接器20與母連接器40所構成之連接器40而言，在插抜公連接器時幾乎無需外力，可適用在連接器互相結合後藉由外力施加壓接力之零插力(ZIF，zero-insertion force)型連接器。適用此ZIF型連接器時，即使探針2之數量變多，也幾乎不承受因連接所產生之應力，因此探針卡1與檢查裝置可獲得確實之電氣連接，亦可提高探針卡1之耐久性。

再者，在佈線基板11佈設母連接器之外，在連接器座4佈設公連接器亦可。又，亦可取代連接器而作成以下構成：在檢查裝置裝設具有彈簧作用之pogo-pin(一種有彈性之特殊探針)等端子，經由該端子將探針卡1連接在檢查裝置。

補強構件12係如第1圖所示，具有：圓形之外周部121，具有與佈線基板11大致相同直徑；中心部122，具有與外周部121所形成之圓相同之中心，且形成其比表積比夾入件13之表面稍大之圓盤狀；及多數個連結部123，自中心部122之外周方向延伸至外周部121，並連結外周部121與中心部122。又，在補強構件12之中心部122形成有多數個凹部124，該凹部124係載置柱構件18之端部(後述之小徑部18b)。補強構件12係由進行鋁修整之鋁、不銹鋼、因鋼材、科伐合金(Kovar)材(註冊商標)杜拉鋁(duralumin)等高剛性材料來實現。

夾入件13係具有正8角形表面且呈薄板狀。在夾入件13設多數個貫穿孔131，其係向板厚方向貫穿，並且有與佈線基板11之貫穿孔部111相同之直徑。各貫穿孔部131係在積層於佈線基板11之狀態下，與佈線基板11所具有之多數個貫穿孔111之任一者相連通。

第5圖為夾入件13之詳細內部構造之放大局部剖面圖。如第5圖所示，夾入件13係於殼體構件132收容保持有多數個連接端子133而構成者。連接端子133具備：柱塞134，與佈線基板11接觸；柱塞135，與空間變換器14接觸；及線圏狀彈簧構件136，設於柱塞134、135之間而使柱塞134、135伸縮自如地連結。彼此連結之柱塞134、135及彈簧構件136係具有同一軸線。

柱塞134具備：前端部134a，具有尖銳端；凸緣(frange)部134b，具有比前端部134a之直徑大的直徑；轂(boss)部134c，經由凸緣部134d朝與前端部134a相反之方向突出，且形成直徑比凸緣部134d之直徑小但比彈簧構件136之內徑稍大之圓柱狀，並將彈簧構件23之端部壓入；及基端部134d，形成直徑比轂部134c之直徑小且比彈簧構件136之內徑小之圓柱狀，並從轂部134c延伸至與凸緣部134d之相反側。柱塞134係相對於長度方向之中心軸形成軸對稱之形狀。

柱塞135具備：前端部135a，形成冠狀而突出有多數掣子；凸緣部135b，其直徑比前端部135a之直徑大；轂部135c，經由凸緣部135b朝與前端部135a相反之方向突出，且形成直徑比凸緣部135b之直徑小但比彈簧構件136之內徑稍大之圓柱狀，並將彈簧構件136之端部壓入；及基端部135d，形成直徑比轂部135c之直徑小且比彈簧構件136之內徑小之圓柱狀，並從轂部135c朝與凸緣部135b之相反側延伸。柱塞135係相對於長度方向之中心軸形成軸對稱之形狀。凸緣部135b之直徑係與凸緣部134b之直徑相同，而基端部135d之直徑係與基端部134d之直徑相同。

彈簧構件136係裝設於柱塞134之側為疏捲繞部136a，另一方裝設於柱塞135之側為密捲繞部136b。疏捲繞部136a之端部頂接於柱塞部134，密捲繞部136b之端部頂接於凸緣部135b。

收容連接端子133之殼體構件132係重疊第1構件132a與第2構件132b而構成者。在第1構件132a形成有個別地收容多數個連接端子133之貫穿孔部137。貫穿孔部137係具有其直徑比前端部134a之直徑稍大之小徑孔137a、及其直徑比凸緣部134b之直徑稍大之大徑孔137b，而此等小徑孔137a與大徑孔137b係形成為具有同一軸線之階梯孔形狀。另一方面，在第2構件132b形成有個別地收容多數個連接端子133之貫穿孔部138。貫穿孔部138與貫穿孔部137互相連通，且具有其直徑比前端部135a之直徑稍大之小徑孔138a、及其直徑比凸緣部135b之直徑稍大之大徑孔138b，而此等小徑孔138a與大徑孔138b係形成為具有同一軸線之階梯孔形狀。貫穿孔137、138係分別形成貫穿孔131之一部分。

於第5圖中，柱塞134係藉由凸緣部134b頂接於形成第1構件132a之貫穿孔部137之大徑孔137b與小徑孔137a之境界之段差部分，而防止其自殼體構件132脫落。同樣地，柱塞135係藉由凸緣部135b頂接於形成第2構件132b之貫穿孔部138之小徑孔138a與大徑孔138b之境界之段差部分，而防止其自殼體構件132脫落。

第6圖為探針卡1之夾入件13週邊之構成圖。第6圖所示之夾入件13係夾設於佈線基板11與空間變換器14之間，柱塞134之前端與佈線基板11之電極銲墊112接觸，另一方柱塞135之前端與空間變換器14之電極銲墊141接觸，藉此中繼佈線基板11與空間變換器14之電氣連接。

於第6圖中，彈簧構件136係彎曲而使密捲繞部136b之一部分與柱塞134之基端部134d接觸。藉此實現依序經過柱塞134、彈簧構件136之密捲繞部136b及柱塞135之最短路徑的電氣導通，而可抑制連接端子133之電感增加。

具有如上構成之夾入件13，因各個連接端子133可獨立地伸縮，因此可使夾入件13追隨於佈線基板11及空間變換器14之變形。結果，可防止因佈線基板11及/或空間變換器14之變形所造成之一部分佈線之斷線，並可吸收半導體晶圓5之熱膨張係數與佈線基板11之熱膨張係數的差。

再者，適用於夾入件13之連接端子133之柱塞134、135之形狀雖為互相不同，但亦可藉由彈簧構件136來連接互為相同形狀之柱塞。又，柱塞134與柱塞136亦可上下相反地佈設。

空間變換器14係以陶瓷等絕緣性材料為母材，如同佈線基板11，其內部佈線層係藉由穿通孔等立體地形成。空間變換器14係具有與夾入件13大致相同之正8角形之表面，且呈薄板狀。

第7圖為探針頭15之主要部構造與探針2之詳細構造之放大局部剖面圖。探針2具備：柱塞21，與空間變換器14接觸；柱塞22，朝與柱塞21相反之方向突出，且與半導體晶圓5之電極銲墊51接觸；及線圈狀之彈簧構件23，裝設於柱塞21、22之間，使柱塞21、22伸縮自如地連結。互相連結之柱塞21、22及彈簧23係具有同一之軸線。

柱塞21具有：前端部21a，具有尖銳端；轂部21b，設於前端部21a之基端部且其直徑比前端部21a之直徑小；軸部21c，自轂部21b之表面中與前端部21a接觸之相反側的表面延伸而出。另一方面，柱塞22具有：前端部22a，具有尖銳端；凸緣部22b，設於前端部22a之基端側且其直徑比前端部22a之直徑大；轂狀之基端部22c，自凸緣部22b之表面朝與前端部22a相反之方向突出，且具有比較凸緣部22b之直徑小的直徑。

彈簧構件23係裝設於柱塞21之側為疏捲繞部23a，裝設於柱塞22之側為密捲繞部23b。疏捲繞部23a之端部係壓入於轂部21b，密捲繞部23b之端部係壓入於基端部22c。

具有以上構成之探針2，在使柱塞21與空間變換器14之電極銲墊142接觸之狀態(第7圖所示之狀態)下，密捲繞部23b之至少一部分係與軸部21c接觸。

探針頭15係由陶瓷等絕緣材料所形成。在第2圖所示之探針收容區域15p形成有收容探針2之貫穿孔部151，其係對應半導體晶圓5之電極銲墊51之排列形成在板厚方向(第7圖之上下方向)。貫穿孔部151具有：小徑孔151a，自半導體晶圓5側之端面，至少遍及比前端部22a之長度方向之長度小之長度而形成；及大徑孔151b，具有與該小徑孔151a相同之中心軸，且其直徑比小徑孔151a之直徑大。小徑孔151a之內徑，係比前端部22a之外徑稍大且比凸緣部22b之外徑稍小。因此貫穿孔151係防止柱塞22之脫落。

再者，亦可用螺栓等將探針頭15固定於空間變換器14。如此可抑制因探針之負載所造成之探針頭15的翹曲。

保持構件16係由與補強構件12相同之材料所構成，且具有將夾入件13與空間變換器14予以積層成可保持之正八角柱狀的中空部。此保持構件16係將夾入件13與空間變換器14對佈線基板11推壓並予以保持，藉此經由夾入件13對佈線基板11與空間變換器14施加電氣連接所需之壓力。

板狀彈簧17係由燐青銅、不銹鋼(SUS)、鈹銅等具彈性之材料所形成，且呈薄壁圓環狀。在板簧17之內周，用以保持夾入件13、空間變換器14與探針頭15之屬於推壓用構件之掣子部171係遍及全周同樣地設置。掣子部171係遍及全周將探針頭15表面之緣端部附近朝佈線基板11之方向均勻地推壓。因此在探針頭15所收容之多數支探針2會產生大致均勻之初期負載，可防止探針頭15之翹曲。

柱構件18係呈大致柱狀，且具有：圓筒狀之大徑部18a，其高度比佈線基板11之板厚與夾入件13之板厚之和略大；及圓筒狀之小徑部18b，其直徑比該大徑部18a之直徑小，且具有與大徑部18a相同之中心軸。大徑部18a係貫穿佈線基板之貫穿孔部111及夾入件13之貫穿孔部131。又，小徑部18b係與補強構件12之凹部124大致同徑而嵌入於凹部124。大徑部18a之底面中之未突出有小徑部18b側之底面係頂接於空間變換器14之表面。具有以上構成之柱構件18係由如與補強構件12相同之材料所形成，但是鑑於需要有高加工精度之點而以不銹鋼為佳。

柱構件18係相對於夾入件13之表面所形成之正八角形之中心對稱地佈設(參照第1圖)。又，柱構件18係在不包含夾入件13之表面所成之正八角形之中心的周邊區域佈設多數個。如此藉由將所佈設之多數個柱構件18，朝佈線基板11之板厚方向與夾入件13之板厚方向貫穿並埋設於佈線基板及夾入件中，即可使佈線基板11與夾入件13之積層部分之板厚方向的高度，由柱構件18之高度所規定。因此，即使佈線基板11發生變形，也可抑制探針頭15相對於預定基準面之平行度、及探針頭15對平面度之影響。此外，因大徑部18a之底面直接頂接於空間變換器14之表面，因此即使施加有來自夾入件13所保持之連接端子133及探針頭15所保持之探針2之彈力，仍可確保空間變換器14與補強構件12間之平行度。

接著，參照第4圖與第7圖說明使用具有以上構成之探針卡1之半導體晶圓5之檢查概要。如第4圖所示，探針卡1係在檢查時安裝於探針件(Prober)3，該探針件3係使探針2與半導體晶圓5接觸之裝置。探針件3係具備：探針卡保持具31，裝載佈線基板11之底面並予以保持；及推壓夾具32，位於探針卡保持具31之上方，並向下方推壓探針卡1使其固定。

探針2與半導體晶圓5之接觸，係可藉由將裝載半導體晶圓5之晶圓夾盤50由預定之驅動裝置使其上昇而實現。此時，為了使半導體晶圓5之電極銲墊51與探針2之柱塞22之前端部22a確實地接觸，必須設成使因接觸使探針2經一行程後之探針2之前端高度h比探針卡保持具31之厚度d大(h>d)。再者，於第4圖係以示意性顯示藉由探針頭15之右端部所保持之一群探針2(4支)與半導體晶圓5接觸時之探針2之前端位置。又，於第4圖中，將因與半導體晶圓5之接觸之探針2之行程量設為Δh。

自第7圖所示之狀態藉由使晶圓夾盤50上昇而使半導體晶圓5之電極銲墊51與前端部22a接觸時，柱塞22會上昇，彈簧構件23會收縮且彎曲。此時，密捲繞部23b之一部分係保持與柱塞21之軸部21c接觸的狀態，以實現依序經由柱塞21、彈簧構件23之密捲繞部23b及柱塞22之最短路徑之電氣導通，並抑制探針2之電感的增加。

依據如上說明之本發明實施形態1，由於具備多數個柱構件，因此可提高用以收容在不同電路構造間輸出入電氣訊號之探針的探針頭相對於預定基準面之平行度的精確度與平面度的精確度，該柱構件係形成高度比佈線基板之板厚與夾入件之板厚之和還大的大致柱狀，而向佈線基板與夾入件之板厚方向貫穿並埋設於該佈線基板與夾入件中，一方之底面頂接於空間變換器。

又，依據本實施形態1，因柱構件之端面頂接於空間變換器之表面，因此空間變換器之表面與補強構件之表面成為平行。因而使探針頭之表面容易與補強構件之表面平行，而不需要用以調整平行度之複雜的調整機構。因此不必增加零件数，即可獲得探針頭相對於預定基準面之平行度與平面度。

第8圖為本實施形態之一變形例之探針卡構成的局部剖面圖。第8圖所示之探針卡6係具備：佈線基板61、補強構件62、夾入件63、空間變換器14、探針頭15、保持構件16、板簧17、及多數個柱構件18。

柱構件18之大徑部18a係貫穿並埋設在分別形成於佈線基板61與夾入件63之貫穿孔部611與631。又，柱構件18之小徑部18b係裝載於設在補強構件62之凹部624。

於此變形例中，柱構件18係除了裝設在佈線基板61與夾入件63之周邊區域之外，也裝設在佈線基板61與夾入件63之中心部。如此，於本實施形態1中，柱構件18之裝設位置也可適當地加以變更。

(實施形態2)

第9圖為本發明實施形態2之探針卡之構成的局部剖面圖。第9圖所示之探針卡7為夾入件13與空間變換器14之表面中，互相對向之表面彼此係由接著劑71所接著。除此以外之探針卡7的構成，係與上述實施形態1之探針卡1的構成相同。因此，對應於探針卡1之構成元件的構成元件係附上與第1圖等相同之符號。

以接著劑71接著夾入件13與空間變換器14時，在空間變換器14之表面之除了電極銲墊142的形成位置與柱構件18之頂接位置以外之部分佈設接著劑71。就此接著劑71之佈設而言，當接著劑71為液體時，可用刷毛塗布、軋輥塗布、噴塗、以旋轉器等進行之塗布，或接著劑之浸漬等來進行。另一方面，如接著劑71為半固形狀或固形狀時，先形成為適當厚度之薄片狀後，以溶劑或稀釋劑等熔解或分散成適當濃度後，再藉由進行上述塗布或浸漬以配置接著劑71。惟代替使用接著劑71，亦可使用在空間變換器14之表面形成不包含電極銲墊142之形成位置及柱構件18之頂接位置之圖案之薄膜狀或薄片狀熱硬化性樹脂。

接著劑71可使用環氧樹脂、酚醛樹脂、尿素樹脂、三聚氰胺樹脂、聚酯樹脂、矽酮樹脂等熱硬化性接著劑。又，接著劑71亦可使用聚醋酸乙烯、聚乙烯醇、聚氯乙烯、硝化纖維素、聚丙烯酸酯等熱可塑性接著劑。再者，接著劑71也可使用感壓性接著劑及熱壓性接著劑。

再者，接著劑71亦可使用銲錫等銲料。銲料如為具導電性時，在其表面形成氧化被膜並賦予絕緣性後，才作為為接著劑71使用。銲料之融點必須為比使用探針卡時之最高溫度的200℃高，但金屬銲料之融點過高時，在銲接後回到常溫時易發生變形。考慮到此問題，適用於接著劑71之銲料之融點雖高於200℃，但是以能儘量低者為佳。

在接著夾入件13與空間變換器14時，可使用上述之任一方法，在夾入件13及/或空間變換器14之固著面配置接著劑71而成為半硬化狀態。然後，積層夾入件13與空間變換器14後，使接著劑硬化。此時，如接著劑71為熱硬化性樹脂時，加熱到預定溫度，或除了加熱之外再進行加壓方而確實地使之硬化。相對地，如接著劑71為感壓性接著劑時，可用預定之壓力進行加壓即可確實地使之硬化。如此，使接著劑71確實地硬蓋化，即可使夾入件13與空間變換器14完全接著成一體。

如上所述將夾入件13與空間變換器14予以接著，與僅積層兩構件之情形相比較，可提高其整體之剛性，並提高空間變換器14之平坦度。結果，亦提升積層於空間變換器14之探針頭15之平坦度，且提升探針頭15所收容保持之探針2前端之平坦度，因此探針2相對於半導體晶圓5之接觸精確度亦會提高。

依據如上說明之本發明實施形態2，由於具備多數個柱構件，因此可提升用以收容在不同電路構造間輸出入電氣訊號之探針的探針頭相對於預定基準面之平行度的精確度與平面度的精確度)，該柱構件係具有高度比佈線基板之板厚與夾入件之板厚之和還大的大致柱狀，而向佈線基板與夾入件之板厚方向貫穿並埋設於該佈線基板及夾入件中，上述多數個柱構件之一方之底面頂接於空間變換器。

又，依據本實施形態2，將夾入件固著於空間變換器而成為一體化而確保適當之強度，可防止因夾入件中佈設之連接端子之負載造成空間變換器之變形。

再者，亦能以形成不包含空間變換器之電極銲墊部分的圖案的方式製作薄膜狀雙面黏帶，將此雙面膠帶黏附於空間變換器之表面後，積層夾入件與空間變換器，以接著兩者。

又，亦可使用螺栓固著夾入件與空間變換器，來取代使用接著劑。

再者，亦可併用接著劑與螺栓來固著夾入件與空間變換器。

(實施形態3)

第10圖為本發明實施形態3之探針卡之構成的局部剖面圖。第10圖所示之探針卡8之特徵為柱構件固定在補強構件。柱構件與補強構件以外之探針卡8之構成，係與上述實施形態1之探針卡1之構成相同。因此與探針卡1之構成構件對應之構成構件，附上與第1圖等相同之符號。

柱構件83具備：大徑部83a，貫穿佈線基板11之貫穿孔部111與夾入件13之貫穿孔131；及小徑部83b，固定於補強構件82。在小徑部83b之表面設有螺紋，可與螺栓84螺合。

補強構件82設有用以固定柱構件83之貫穿孔部821。貫穿孔部821具有：小徑孔821a，供柱構件83之小徑部83b插通；及大徑孔821b，與該小徑孔821a同軸，其直徑比螺合於小徑部83b之螺栓84之直徑大。

依據如上說明之本發明實施形態3，由於具備多數個柱構件，因此可提升用以收容在不同電路構造間輸出入電氣訊號之探針的探針頭相對於預定基準面之平行度的精確度與平面度的精確度，該柱構件係形成其高度比佈線基板之板厚與夾入件之板厚之和還大的大致柱狀，而向佈線基板與夾入件之板厚方向貫穿並埋設於佈線基板及夾入件中埋入，上述柱構件之一方之底面擋接於空間變換器。

又，依據本實施形態3，藉由將柱構件固定於補強構件，即可使探針卡之構成更加穩固。

將柱構件安裝於補強構件之方法，亦可利用以上說明之外之方法來進行。

就用以實施本發明之最佳形態而言，雖詳述了實施形態1至3，但是本發明並不受限於上述實施形態。例如，以上說明係適用梢型之探針，但是本發明之探針卡所適用之探針，可為習知之各種探針之任一種。

如此，本發明可包含未在此記載之各種實施形態，只要在不脫離本申請專利範圍所特定之技術思維的範圍內，可施行各種設計變更等。

(產業上之利用可能性)

如上所述，本發明之探針卡係適用於半導體晶圓之電氣特性檢查，尤其是適用於使數百至數萬支探針總括接觸於半導體晶圓之至少1/4至1/2左右之晶片的全晶圓等級檢查。

1、6、4、8、9．．．探針卡

2、10．．．探針

3．．．探針件

4．．．插座

5．．．半導體晶圓

11、61、94．．．佈線基板

12、62、82、96．．．補強構件

13、63、93．．．夾入件

14、92．．．空間變換器

15、91．．．探針頭

15p．．．探針收容區域

16．．．保持構件

17．．．板簧

18、83．．．柱構件

18a、83a．．．大徑部

18b、83b．．．小徑部

71．．．接著劑

20、98．．．公連接器

21、22．．．柱塞

21a、22a、134a、135a．．．前端部

21b、134c、135c．．．轂部

21c．．．軸部

22b、134b、135b．．．凸緣部

22c、134d、135d．．．基端部

23、136．．．彈簧構件

23a、136a．．．疏捲繞部

23b、136b．．．密捲繞部

31．．．探針卡保持具

32．．．推壓夾具

40．．．母連接器

50．．．晶圓夾盤

51、112、141、142．．．電極銲墊

84．．．螺栓

111、131、137、138、151、611、821．．．貫穿孔部

121．．．外周部

122．．．中心部

123．．．連結部

124、624．．．凹部

132．．．框架

132a．．．第1構件

132b．．．第2構件

133．．．連接端子

134、135．．．柱塞

137a、138a、151a、821a．．．小徑孔

137b、138b、151b、821b．．．大徑孔

171．．．掣子部

w．．．佈線

第1圖係本發明實施形態1之探針卡之構成的分解斜視圖。

第2圖係本發明實施形態1之探針卡之構成的平面圖。

第3圖係第2圖之A-A線部分的剖面圖。

第4圖係使用本發明實施形態1之探針卡進行檢查之概要圖。

第5圖係本發明實施形態1之探針卡所具備之夾入件之內部構造之局部剖面圖。

第6圖係本發明實施形態1之探針卡之在夾入件周邊之構成的局部剖面圖。

第7圖係探針及探針頭之要部構成之局部剖面圖。

第8圖係本發明實施形態1之變形例之探針卡之構成的局部剖面圖。

第9圖係本發明實施形態2之探針卡之構成的局部剖面圖。

第10圖係本發明實施形態3之探針卡之構成的局部剖面圖。

第11圖係習知之探針卡之構成的局部剖面圖。

1．．．探針卡

11．．．佈線基板

12．．．補強構件

13．．．夾入件

14．．．空間變換器

15．．．探針頭

16．．．保持構件

17．．．板簧

18．．．柱構件

111、131．．．貫穿孔部

121．．．外周部

122．．．中心部

123．．．連結部

124．．．凹部

Claims

一種探針卡，係藉由採用各由導電性材料所構成而且沿長度方向依彈力而伸縮之多數支探針，來確立半導體晶圓與用以產生對該半導體晶圓輸出之訊號的電路構造間之電氣連接者，其特徵在於具備：探針頭，保持上述多數支探針；佈線基板，具有對應上述電路構造之佈線圖案；平板狀夾入件，積層於上述佈線基板，用以中繼上述佈線基板之佈線；平板狀空間變換器，夾設於上述夾入件與上述探針頭之間，用以變換上述夾入件所中繼之佈線間隔，並將經此變換後之佈線顯現於與上述探針頭相對向之表面；以及多數個柱構件，形成具有高度比上述佈線基板之板厚與上述夾入件之板厚之和還大的大致柱狀，而向上述佈線基板及上述夾入件之板厚方向貫穿並埋設於上述佈線基板及上述夾入件中，上述多數個柱構件之一方之底面頂接於上述空間變換器。
如申請專利範圍第1項之探針卡，其中，上述夾入件與上述空間變換器係緊固著。
如申請專利範圍第1項或第2項之探針卡，其中，上述夾入件係具備：多數個連接端子，各由導電性材料所構成，且沿長度方向依彈力而伸縮；以及殼體構件，由平板狀絕緣性材料所構成，且形成有個別地收容上述多數個連接端子之各個的多數個貫穿孔部，各連接端子之長度方向之兩端部係自上述殼體構件露出。
如申請專利範圍第1項或第2項之探針卡，其中，復具備安裝於上述佈線基板之用以補強上述佈線基板的補強構件，而上述多數個柱構件係緊固於上述補強構件。
如申請專利範圍第4項之探針卡，其中，上述夾入件係具備：多數個連接端子，各由導電性材料所構成，且沿長度方向依彈力而伸縮；以及殼體構件，由平板狀絕緣性材料所構成，且形成有個別地收容上述多數個連接端子之各個的多數個貫穿孔部，而各連接端子之長度方向之兩端部係自上述殼體構件露出。