JP3096197B2 - Probe card - Google Patents
Probe cardInfo
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- JP3096197B2 JP3096197B2 JP05263142A JP26314293A JP3096197B2 JP 3096197 B2 JP3096197 B2 JP 3096197B2 JP 05263142 A JP05263142 A JP 05263142A JP 26314293 A JP26314293 A JP 26314293A JP 3096197 B2 JP3096197 B2 JP 3096197B2
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- JP
- Japan
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- substrate
- support plate
- probe
- needle
- probe card
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】この発明はプローブカードに関
し、特に、針押さえの支持構造に特徴を有するプローブ
カードに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a probe card, and more particularly, to a probe card characterized by a support structure for a needle holder.
【０００２】[0002]
【従来の技術】図２（Ａ）は従来のプローブカードの正
面断面図である。このプローブカードは多数のプローブ
針１０を有し、これらのプローブ針１０は樹脂によって
針押さえ１２に固定されている。この針押さえ１２は、
接着剤を用いて基板１４に直接固定されている。この基
板１４には配線パターンが形成されていて、この配線パ
ターンを介して、プローブ針１０と外部の検査装置１６
とを電気的に接続することができる。被検体１８はチャ
ックトップ２０の上に載っている。被検体１８は特に制
限されないが、ＩＣパッケージや、半導体チップや、ウ
ェーハなどである。プローブカードを下降させるか、あ
るいはチャックトップ２０を上昇させて、プローブ針１
０の先端を被検体の電極に接触させ、所定の検査を行
う。2. Description of the Related Art FIG. 2A is a front sectional view of a conventional probe card. This probe card has a large number of probe needles 10, and these probe needles 10 are fixed to a needle holder 12 with resin. This needle holder 12
It is directly fixed to the substrate 14 using an adhesive. A wiring pattern is formed on the substrate 14, and the probe needle 10 and an external inspection device 16 are formed through the wiring pattern.
And can be electrically connected. The subject 18 rests on the chuck top 20. The subject 18 is not particularly limited, but is an IC package, a semiconductor chip, a wafer, or the like. Lower the probe card or raise the chuck top 20 to move the probe needle 1
A predetermined test is performed by bringing the tip of the zero into contact with the electrode of the subject.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】上述した従来のプロー
ブカードを用いて被検体を高温で検査すると、次のよう
な問題が生じる。被検体１８はチャックトップ２０によ
って例えば７０〜９０℃に加熱されるが、この被検体１
８にプローブカードを近付けると、被検体１８及びチャ
ックトップ２０からの放射熱によって、また、プローブ
針１０からの伝導熱によって、基板１４の下側の温度が
上昇する。これにより、基板１４の上面と下面の間で温
度差が生じ、基板１４は（Ｂ）に示すように、下に凸と
なるようにわずかに熱変形する。基板１４の外周付近は
なんらかの支持手段で支持されているので、上述の変形
によって、基板１４の中央付近は下方に変位することに
なる。その結果、プローブ針１０の支持部（針押さえ１
２に固定されている部分）は下方に変位するWhen a subject is inspected at a high temperature using the above-described conventional probe card, the following problems occur. The subject 18 is heated to, for example, 70 to 90 ° C. by the chuck top 20.
When the probe card approaches 8, the temperature below the substrate 14 increases due to radiant heat from the subject 18 and the chuck top 20 and due to conductive heat from the probe needles 10. As a result, a temperature difference occurs between the upper surface and the lower surface of the substrate 14, and the substrate 14 is slightly thermally deformed so as to be convex downward as shown in FIG. Since the vicinity of the outer periphery of the substrate 14 is supported by some support means, the above-described deformation causes the vicinity of the center of the substrate 14 to be displaced downward. As a result, the support portion of the probe needle 10 (needle press 1
2) is displaced downward
【０００４】これとは逆に、非常に低い温度で被検体を
検査する場合には、基板は上に凸となるように熱変形
し、プローブ針１０の支持部が上方に変位する。On the contrary, when an object is inspected at a very low temperature, the substrate is thermally deformed so as to be convex upward, and the supporting portion of the probe needle 10 is displaced upward.
【０００５】このようにプローブ針１０の支持部の高さ
位置が変動すると、プローブ針と被検体の電極との間の
接触圧力が所望の設定値からずれることになり、検査に
不都合を生じる。[0005] When the height position of the support portion of the probe needle 10 fluctuates in this manner, the contact pressure between the probe needle and the electrode of the subject deviates from a desired set value, causing inconvenience in the inspection.
【０００６】図３は熱の影響によるプローブ針の支持部
の高さ位置の変動を測定したグラフである。横軸は経過
時間を示し、縦軸はプローブ針の支持部の高さ位置を示
している。曲線２２は、１００℃に加熱したチャックト
ップをプローブ針の先端に接触させたときに、その接触
時点からの経過時間とプローブ針支持部の高さ位置の変
位との関係を示している。時間の経過と共にプローブ針
の支持部の高さ位置が下がってきており、１５分が経過
する間に約４５μｍだけ下方に変位している。一方、曲
線２４は、１００℃のチャックトップをプローブ針の先
端から離した時点からの経過時間とプローブ針支持部の
変位との関係を示している。この場合は、逆に、時間の
経過と共にプローブ針の支持部が上昇していく。プロー
ブ針の支持部の高さ位置のこのような変動は、プローブ
カード全体の熱的影響を反映しているものであるが、基
板の熱変形に起因する部分が相当程度あると考えられ
る。FIG. 3 is a graph showing a change in the height position of the support portion of the probe needle due to the influence of heat. The horizontal axis indicates the elapsed time, and the vertical axis indicates the height position of the support portion of the probe needle. Curve 22 shows the relationship between the elapsed time from the point of contact of the chuck top heated to 100 ° C. with the tip of the probe needle and the displacement of the height position of the probe needle support. As the time elapses, the height position of the support portion of the probe needle is lowered, and is displaced downward by about 45 μm during the elapse of 15 minutes. On the other hand, a curve 24 shows the relationship between the elapsed time since the chuck top at 100 ° C. is separated from the tip of the probe needle and the displacement of the probe needle support. In this case, on the contrary, the support portion of the probe needle rises with time. Such a change in the height position of the support portion of the probe needle reflects the thermal effect of the entire probe card, but it is considered that a considerable portion is caused by thermal deformation of the substrate.
【０００７】なお、図３のグラフを得るに当たっては、
プローブ針の支持部の高さ位置の変動は、実際は、プロ
ーブ針を自由状態にしたときのプローブ針の先端の高さ
位置の変動量として測定している。例えば、曲線２２を
得る場合に、開始時点のプローブ針の高さ位置を測定す
るには、チャックトップを上昇させていってチャックト
ップがプローブ針の先端に接触した時点でのチャックト
ップの高さ位置を検出している。また、５分後のプロー
ブ針の支持部の高さ位置を測定するには、５分経過した
時点でいったんチャックトップを下げてチャックトップ
をプローブ針から離し、再び、チャックトップを上昇さ
せていってチャックトップとプローブ針の先端が接触し
た時点でのチャックトップの高さ位置を検出している。
このような測定をすることにより、プローブ針の支持部
の高さ位置がどのように変動していくかを求めることが
できる。In obtaining the graph of FIG. 3,
The fluctuation of the height position of the support portion of the probe needle is actually measured as the fluctuation amount of the height position of the tip of the probe needle when the probe needle is in a free state. For example, to obtain the curve 22, to measure the height position of the probe needle at the start, the height of the chuck top when the chuck top is raised and the chuck top contacts the tip of the probe needle is measured. The position has been detected. To measure the height position of the support portion of the probe needle after 5 minutes, lower the chuck top once after 5 minutes, separate the chuck top from the probe needle, and raise the chuck top again. Thus, the height position of the chuck top at the time when the chuck top comes into contact with the tip of the probe needle is detected.
By performing such a measurement, it is possible to determine how the height position of the support portion of the probe needle changes.
【０００８】上述のように、被検体及びチャックトップ
が加熱されていると、主として基板の熱変形に起因し
て、プローブ針の支持部の高さ位置は時間とともに変化
する。したがって、被検体を高温にした場合には、プロ
ーブ針と被検体の電極との接触圧力を所望の値に維持す
ることは不可能になる。プローブ針の支持部の高さ位置
の時間的変動がおさまってから、プローブ針の接触圧力
を正しく設定し直して検査する方法も考えられるが、プ
ローブ針の高さ位置の変動がある程度おさまるまでには
非常に時間がかかり、現実的ではない。従来のプローブ
カードでは少なくとも５分程度の時間が必要であった。As described above, when the subject and the chuck top are heated, the height position of the support portion of the probe needle changes with time mainly due to thermal deformation of the substrate. Therefore, when the subject is heated to a high temperature, it is impossible to maintain the contact pressure between the probe needle and the electrode of the subject at a desired value. After the temporal fluctuation of the height position of the support part of the probe needle has subsided, it is conceivable to perform inspection by setting the contact pressure of the probe needle correctly again, but until the fluctuation of the probe needle height position subsides to some extent Is very time consuming and not realistic. The conventional probe card required at least about 5 minutes.
【０００９】ところで、基板の熱変形を防ぐには、基板
を線膨張率の小さい材質で形成することが考えられる。
この点に関して、特開昭５８−１６５０５６号公報、特
開昭６３−２４４７５０号公報、及び特開平２−１５６
１６１号公報に開示されたプローブカードにおいては、
基板をセラミックスで形成しており、基板の熱変形は生
じにくいと考えられる。By the way, in order to prevent thermal deformation of the substrate, it is conceivable to form the substrate with a material having a small coefficient of linear expansion.
Regarding this point, JP-A-58-165056, JP-A-63-244750, and JP-A-2-156.
In the probe card disclosed in Japanese Patent No. 161 gazette,
Since the substrate is formed of ceramics, it is considered that thermal deformation of the substrate hardly occurs.
【００１０】しかしながら、基板をセラミックスで形成
すると次のような別の問題が生じる。最近のＩＣは多ピ
ン化が進み、検査のために接触すべき電極の数が非常に
多くなっている。したがって、一つのプローブカードに
非常に多数のプローブ針を備えるようになっている。こ
れに伴って、プローブカードの基板に形成する配線パタ
ーンの数も増加し、多層の配線パターンが必要になって
きている。多層の配線パターンを形成した基板の例とし
ては、表面に配線パターンを形成した薄いガラスエポキ
シ板またはポリイミド板を１４層互いに張り合わせるこ
とによってプローブカード基板を構成しているものがあ
る。このような多層配線パターンを有する基板の場合に
は、基板をセラミックスで形成することが極めて困難と
なり、また、形成できたとしても非常に高価なものとな
る。However, when the substrate is formed of ceramics, another problem as described below occurs. Recently, the number of pins of an IC has been increased, and the number of electrodes to be contacted for inspection has been extremely increased. Therefore, one probe card has a very large number of probe needles. Along with this, the number of wiring patterns formed on the substrate of the probe card has increased, and a multilayer wiring pattern has been required. As an example of a substrate having a multilayer wiring pattern formed thereon, a probe card substrate is formed by laminating 14 layers of a thin glass epoxy plate or a polyimide plate having a wiring pattern formed on the surface thereof. In the case of a substrate having such a multilayer wiring pattern, it is extremely difficult to form the substrate from ceramics, and even if it can be formed, it becomes very expensive.
【００１１】この発明の目的は、基板が熱変形を生じて
もプローブ針の支持部の高さ位置があまり変動しないよ
うなプローブカードを提供することにある。この発明の
別の目的は、多層の配線パターンを有する基板を用いて
高温の被検体を検査する場合にプローブ針の支持部の高
さ位置があまり変動しないようなプローブカードを提供
することにある。It is an object of the present invention to provide a probe card in which the height position of the support portion of the probe needle does not fluctuate much even when the substrate is thermally deformed. Another object of the present invention is to provide a probe card in which a height position of a support portion of a probe needle does not vary so much when a high-temperature subject is inspected using a substrate having a multilayer wiring pattern. .
【００１２】[0012]
【課題を解決するための手段及び作用】第１の発明のプ
ローブカードは、基板よりも線膨張率の小さい支持板を
基板に固定して、この支持板に針押さえを固定するよう
にしたものである。すなわち、複数のプローブ針と、こ
れらのプローブ針の先端位置が被検体の電極配置に対応
するようにプローブ針を固定する針押さえと、プローブ
針と外部の検査装置とを電気的に接続するための配線パ
ターンを形成した基板とを備えるプローブカードにおい
て、前記基板よりも線膨張率の小さい支持板を前記基板
に固定し、この支持板に支持板とは別個の前記針押さえ
を固定し、前記基板と前記支持板との固定位置を、前記
支持板と前記針押さえとの固定位置よりも、基板の外周
側に位置させたものである。基板の材質としては、ガラ
スエポキシ基板やポリイミド基板を用いることができ、
これらの電気絶縁材料製の基板に配線パターンを形成す
ることになる。また、支持板の材質としては、このよう
な基板よりも線膨張率の小さい材料を用いる。例えば、
支持板の材質として、シリカ系セラミックスや窒化アル
ミニウム系セラミックスなどのセラミックス材料、ある
いは低熱膨張合金などを利用することができる。A probe card according to a first aspect of the present invention is configured such that a support plate having a smaller linear expansion coefficient than a substrate is fixed to the substrate, and a needle holder is fixed to the support plate. It is. That is, a plurality of probe needles, a needle holder for fixing the probe needles so that the tip positions of these probe needles correspond to the electrode arrangement of the subject, and an electrical connection between the probe needles and an external inspection device. In a probe card comprising a substrate having a wiring pattern formed thereon, a support plate having a smaller linear expansion coefficient than the substrate is fixed to the substrate, and the needle holder separate from the support plate is fixed to the support plate. The position where the substrate and the support plate are fixed is positioned closer to the outer periphery of the substrate than the position where the support plate and the needle holder are fixed. As the material of the substrate, a glass epoxy substrate or a polyimide substrate can be used,
A wiring pattern is to be formed on these substrates made of an electrically insulating material. Further, as a material of the support plate, a material having a smaller coefficient of linear expansion than such a substrate is used. For example,
As the material of the support plate, a ceramic material such as a silica-based ceramic or an aluminum nitride-based ceramic, a low thermal expansion alloy, or the like can be used.
【００１３】基板が熱変形した場合、基板と支持板との
固定位置よりも内側の部分における基板の熱変形は、針
押さえの高さ位置に影響を及ぼさない。このことから分
かるように、基板と支持板との固定位置はできるだけ基
板の外周側にもってきた方が好ましい。基板と支持板と
の固定位置よりも内側の領域では、支持板の熱変形が、
針押さえの高さ位置に影響を及ぼすことになる。しか
し、この発明では、支持板の線膨張率を基板のそれより
も小さくしてあるので、従来ほどには針押さえの高さ位
置の変動は生じない。その結果、プローブ針の支持部
（針押さえで固定した部分）の高さ方向の変動は従来よ
りも小さくなる。When the substrate is thermally deformed, the thermal deformation of the substrate in a portion inside the fixed position between the substrate and the support plate does not affect the height position of the needle holder. As can be seen from this, it is preferable that the fixing position between the substrate and the support plate be as close to the outer periphery of the substrate as possible. In the area inside the fixed position between the substrate and the support plate, the thermal deformation of the support plate
This will affect the height position of the needle holder. However, in the present invention, since the linear expansion coefficient of the support plate is smaller than that of the substrate, the height position of the needle holder does not fluctuate as in the related art. As a result, the fluctuation in the height direction of the support portion (the portion fixed by the needle presser) of the probe needle becomes smaller than in the related art.
【００１４】第２の発明は、第１の発明において、支持
板の線膨張率を１０×１０-6／℃以下にしたものであ
る。なお、この明細書においては、線膨張率の値は２０
℃における値を示すものとする。基板材料として一般的
なガラスエポキシ基板は、面内方向の線膨張率が１３〜
１８×１０-6／℃であり、厚さ方向の線膨張率が６０〜
９０×１０-6／℃である。また、基板材料として一般的
なポリイミド基板の線膨張率は約５０×１０-6／℃であ
る。支持板の線膨張率を１０×１０-6／℃以下にすれ
ば、基板の線膨脹率よりも小さくなる。好ましくは、支
持板の線膨脹率は５×１０-6／℃以下とするのがよい。
線膨張率が１０×１０-6／℃以下の材質としては、上述
の各種のセラミックスや低熱膨張合金などが挙げられ
る。なお、最も一般的な金属材料としてアルミニウム
（線膨張率が２３．１×１０-6／℃）やＳＵＳ３０４ス
テンレス鋼（線膨張率が１７．３×１０-6／℃）がある
が、これらの材質はいずれも線膨張率が大きくて、本発
明における支持板の材質としては使えない。According to a second aspect, in the first aspect, the coefficient of linear expansion of the support plate is set to 10 × 10 −6 / ° C. or less. In this specification, the value of the coefficient of linear expansion is 20.
The value at ° C shall be indicated. A general glass epoxy substrate as a substrate material has a linear expansion coefficient of 13 to
18 × 10 −6 / ° C., and the coefficient of linear expansion in the thickness direction is 60 to
90 × 10 −6 / ° C. The linear expansion coefficient of a general polyimide substrate as a substrate material is about 50 × 10 −6 / ° C. When the coefficient of linear expansion of the support plate is set to 10 × 10 −6 / ° C. or less, the coefficient of linear expansion becomes smaller than the coefficient of linear expansion of the substrate. Preferably, the linear expansion coefficient of the support plate is 5 × 10 −6 / ° C. or less.
Examples of the material having a linear expansion coefficient of 10 × 10 −6 / ° C. or less include the above-mentioned various ceramics and low thermal expansion alloys. The most common metal materials include aluminum (linear expansion coefficient is 23.1 × 10 −6 / ° C.) and SUS304 stainless steel (linear expansion coefficient is 17.3 × 10 −6 / ° C.). All materials have a large coefficient of linear expansion and cannot be used as the material of the support plate in the present invention.
【００１５】第３の発明は、第１の発明において、支持
板の材質をセラミックスにしたものである。例えば、シ
リカ系セラミックス（線膨張率は０．５×１０-6／℃）
や、窒化アルミニウム系セラミックス（線膨張率は４．
４×１０-6／℃）などを用いることができる。According to a third aspect, in the first aspect, the material of the support plate is ceramics. For example, silica ceramics (linear expansion coefficient is 0.5 × 10 -6 / ° C)
And aluminum nitride ceramics (linear expansion coefficient is 4.
4 × 10 −6 / ° C.).
【００１６】第４の発明は、第１の発明において、基板
を基準としてプローブ針の反対側に支持板を配置したも
のである。例えば、基板の下側にプローブ針が配置され
ている場合には、基板の上側に支持板を配置する。これ
とは反対に、基板の上側にプローブ針が配置されている
場合には、基板の下側に支持板を配置する。プローブ針
は、その中間部分を針押さえで固定する必要があり、ま
た、根元部分は基板の配線パターンに固着する必要があ
る。したがって、プローブ針とは反対の側に支持板を配
置するのが好都合である。プローブ針と同じ側に支持板
を配置すると、プローブ針の根元部分を基板の配線パタ
ーンに固着するのが難しくなる。また、支持板をプロー
ブ針の反対側に配置すると、支持板は被検体やチャック
トップからの放射熱を受けることがなくなり、支持板自
体の熱変形はほとんど生じなくなる。According to a fourth aspect, in the first aspect, a support plate is arranged on the opposite side of the probe needle with respect to the substrate. For example, when the probe needle is arranged below the substrate, the support plate is arranged above the substrate. On the other hand, when the probe needle is arranged above the substrate, the support plate is arranged below the substrate. The probe needle needs to fix the middle part with a needle holder, and the root part needs to be fixed to the wiring pattern of the substrate. Therefore, it is convenient to arrange the support plate on the side opposite to the probe needle. If the support plate is arranged on the same side as the probe needle, it becomes difficult to fix the root portion of the probe needle to the wiring pattern of the substrate. Further, when the support plate is disposed on the opposite side of the probe needle, the support plate does not receive radiant heat from the subject or the chuck top, and the support plate itself hardly undergoes thermal deformation.
【００１７】第５の発明は、第１の発明において、基板
と支持板との固定位置と、支持板と針押さえとの固定位
置とを、２０ｍｍ以上離すようにしたものである。基板
と支持板との固定位置が、支持板と針押さえとの固定位
置から、外周側に離れていればいるほど、基板の熱変形
に基づく支持板の高さ位置の変動は小さくなる。現実の
プローブカードの寸法を考慮すると、二つの固定位置の
間隔は少なくとも２０ｍｍ以上とするのがよい。好まし
くは、３０〜５０ｍｍとする。この固定位置の間隔の上
限の値（５０ｍｍ）は、使用するプローブカードの外形
寸法によって制限される。According to a fifth aspect, in the first aspect, a fixed position between the substrate and the support plate and a fixed position between the support plate and the needle holder are separated by 20 mm or more. The farther the fixed position between the substrate and the support plate is from the fixed position between the support plate and the needle holder toward the outer periphery, the smaller the change in the height position of the support plate due to the thermal deformation of the substrate. Considering the actual dimensions of the probe card, the distance between the two fixed positions is preferably at least 20 mm or more. Preferably, it is 30 to 50 mm. The upper limit value (50 mm) of the fixed position interval is limited by the external dimensions of the probe card used.
【００１８】第６の発明は、第１の発明において、基板
が多層の配線パターンを有するものである。多層の配線
パターンを有する基板は、基板の材質として線膨張率の
小さい材質（例えばセラミックス）を任意に選択しにく
いので、本発明のように基板よりも線膨張率の小さい別
個の支持板を用いることが有効である。In a sixth aspect based on the first aspect, the substrate has a multilayer wiring pattern. For a substrate having a multilayer wiring pattern, it is difficult to arbitrarily select a material (for example, ceramics) having a small coefficient of linear expansion as a material of the substrate. Therefore, a separate support plate having a smaller coefficient of linear expansion than the substrate is used as in the present invention. It is effective.
【００１９】[0019]
【実施例】図１は、この発明の一実施例のプローブカー
ドを示すものであり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）
のＢ−Ｂ線断面図、（Ｃ）は（Ａ）のＣ−Ｃ線断面図で
ある。プローブカードは、ガラスエポキシ製の基板３６
と、窒化アルミニウム系セラミックス製の支持板４２
と、快削セラミックス製の針押さえ３２と、プローブ針
３０とからなる。（Ｃ）に示すように、多数（例えば４
００本）のプローブ針３０は、その中間部分を樹脂３４
によって針押さえ３２に固定されている。各プローブ針
３０の先端は、被検体の電極配置に対応した位置にセッ
トされている。プローブ針３０の根元部分は、ガラスエ
ポキシ製の基板３６に形成された配線パターンに半田付
けで固着されている。針押さえ３２は、基板３６の中央
部分の矩形の貫通孔３８から下方に突き出している。針
押さえ３２は、（Ｂ）に示すように、ネジとナットから
なる４組の締結装置４０によって支持板４２に固定され
ている。針押さえ３２の上面は支持板４２の下面に接触
した状態で固定されている。締結装置４０のナットは、
バネ座金を介して締め付けられている。1A and 1B show a probe card according to an embodiment of the present invention. FIG. 1A is a plan view, and FIG.
(C) is a cross-sectional view taken along line CC of (A). The probe card is a substrate 36 made of glass epoxy.
And a support plate 42 made of aluminum nitride ceramics.
, A needle holder 32 made of free-cutting ceramics, and a probe needle 30. As shown in (C), a large number (for example, 4
The probe needle 30 of the (00) probe has a resin 34
Is fixed to the needle holder 32. The tip of each probe needle 30 is set at a position corresponding to the electrode arrangement of the subject. The root portion of the probe needle 30 is fixed to a wiring pattern formed on a glass epoxy substrate 36 by soldering. The needle holder 32 protrudes downward from a rectangular through hole 38 at the center of the substrate 36. The needle holder 32 is fixed to the support plate 42 by four sets of fastening devices 40 including screws and nuts, as shown in FIG. The upper surface of the needle holder 32 is fixed in contact with the lower surface of the support plate 42 . The nut of the fastening device 40 is
It is tightened via spring washers.
【００２０】支持板４２は、ネジとナットからなる別の
４組の締結装置４４によって基板３６に固定されてい
る。支持板４２の下面は基板３６の上面に接触した状態
で固定されている。この締結装置４４のナットも、バネ
座金を介して締め付けられている。The support plate 42 is fixed to the substrate 36 by another four sets of fastening devices 44 composed of screws and nuts. The lower surface of the support plate 42 is fixed in contact with the upper surface of the substrate 36. The nut of the fastening device 44 is also fastened via a spring washer.
【００２１】締結装置４２、４４において、バネ座金を
介してナットを締め付けているのは、ネジ自体が熱膨張
した場合でも、これをバネ座金で吸収できるようにした
ものである。In the fastening devices 42 and 44, the nut is tightened via the spring washer so that even if the screw itself thermally expands, it can be absorbed by the spring washer.
【００２２】基板３６と支持板４２とを固定する締結装
置４４の位置は、支持板４２と針押さえ３２とを固定す
る締結装置４０の位置よりも、基板３６の外周側にあ
り、両者の締結装置４０、４４の間隔Ｌは４０ｍｍであ
る。The position of the fastening device 44 for fixing the base plate 36 and the support plate 42 is on the outer peripheral side of the base plate 36 with respect to the position of the fastening device 40 for fixing the support plate 42 and the needle holder 32. The distance L between the devices 40 and 44 is 40 mm.
【００２３】基板３６と支持板４２はその外形が円形で
あり、針押さえ３２はその外形が矩形である。針押さえ
３２を固定するための締結装置４０は、針押さえ３２の
矩形の四隅の近傍に配置されている。針押さえ３２と支
持板４２の中央には、（Ｃ）に示すように、ほぼ同じ大
きさの矩形の貫通孔４６、４８が形成されていて、プロ
ーブ針３０と被検体の電極との接触状態を上方から顕微
鏡などを用いて観察できるようになっている。The substrate 36 and the support plate 42 have a circular outer shape, and the needle holder 32 has a rectangular outer shape. The fastening device 40 for fixing the needle holder 32 is disposed near four rectangular corners of the needle holder 32. At the center between the needle holder 32 and the support plate 42, rectangular through-holes 46 and 48 having substantially the same size are formed as shown in (C), and the contact state between the probe needle 30 and the electrode of the subject is formed. Can be observed from above using a microscope or the like.
【００２４】基板３６は、ガラスエポキシ製の薄い板を
１４枚張り合わせて形成してあり、各板の表面には配線
パターンが形成されている。すなわち、基板３６には１
４層の配線パターンが形成されている。このような多層
の配線パターンにすることにより、多数の電極を有する
被検体に対応して、多数の配線を基板３６に形成するこ
とを可能にしている。配線パターンの各配線の一端は、
すべて、基板３６の下面側において貫通孔３８の近傍に
露出しており、他端は、（Ａ）に示すように、基板３６
の上面側において外周縁の近傍に電極５０として露出し
ている。電極５０は同心状に多数配置されていて、その
数はプローブ針３０の数に対応している。なお、（Ａ）
においては、多数の電極５０の一部だけを図示してあ
り、実際には、基板３６の全周にわたって電極５０が配
置されている。The substrate 36 is formed by laminating 14 thin plates made of glass epoxy, and a wiring pattern is formed on the surface of each plate. That is, 1
Four-layer wiring patterns are formed. With such a multilayer wiring pattern, it is possible to form a large number of wirings on the substrate 36 corresponding to a subject having a large number of electrodes. One end of each wiring of the wiring pattern
All of them are exposed in the vicinity of the through hole 38 on the lower surface side of the substrate 36, and the other end is formed on the substrate 36 as shown in FIG.
Is exposed as an electrode 50 in the vicinity of the outer peripheral edge on the upper surface side. A large number of electrodes 50 are arranged concentrically, and the number thereof corresponds to the number of probe needles 30. (A)
In FIG. 2, only a part of the large number of electrodes 50 is shown, and in practice, the electrodes 50 are arranged all around the substrate 36.
【００２５】（Ｂ）に示すように、基板３６の外周部の
下面はホルダー５２に支持される。また、基板３６の外
周部の上面に露出している電極５０には、検査装置（テ
スター）５４のピン５６が接触する。As shown in (B), the lower surface of the outer peripheral portion of the substrate 36 is supported by the holder 52. The pins 56 of the inspection device (tester) 54 come into contact with the electrodes 50 exposed on the upper surface of the outer peripheral portion of the substrate 36.
【００２６】ところで、針押さえ３２と支持板４２は一
体に形成することも原理的には可能であるが、以下のよ
うな製造上の理由により、針押さえ３２と支持板４２は
別個の部材で構成することが必要である。プローブカー
ドを製造する際に最も重要なことは、プローブ針３０の
先端の位置を、被検体の電極配置に正確に対応させるこ
とである。プローブ針３０を針押さえ３２に固定する作
業においては、特殊な治具を用いてプローブ針３０の先
端位置を正確に位置決めする。そして、針押さえ３２に
形成した溝に、プローブ針３０の中間部分を挿入して、
これを樹脂３４で覆い、その後、針押さえ３２とプロー
ブ針３０からなる組み立て体を、炉内で加熱して樹脂３
４を固めている。プローブ針３０が固定された針押さえ
３２は、締結装置４０を用いて支持板４２に固定され
る。その後、プローブ針３０の根元部分が基板３６の配
線パターンに半田付けされる。Although it is possible in principle to form the needle holder 32 and the support plate 42 integrally, the needle holder 32 and the support plate 42 are separate members for the following manufacturing reasons. It is necessary to configure. The most important thing in manufacturing the probe card is to make the position of the tip of the probe needle 30 correspond exactly to the electrode arrangement of the subject. In the operation of fixing the probe needle 30 to the needle holder 32, the tip of the probe needle 30 is accurately positioned using a special jig. Then, the intermediate portion of the probe needle 30 is inserted into the groove formed in the needle holder 32,
This is covered with a resin 34, and then the assembly composed of the needle holder 32 and the probe needle 30 is heated in a furnace so that the resin 3
4 is solidified. The needle holder 32 to which the probe needle 30 is fixed is fixed to a support plate 42 using a fastening device 40. After that, the root portion of the probe needle 30 is soldered to the wiring pattern of the substrate 36.
【００２７】もし、針押さえ３２と支持板４２とが一体
に形成されていると、支持板４２は針押さえ３２よりも
かなり大きいので、針押さえ３２に対するプローブ針３
０のセッティング作業が非常に不便になる。また、支持
板４２を基板３６の上側に固定して、一方で、プローブ
針３０の根元部分を、基板３６の下側に露出している配
線パターンに半田付けする、といった作業がほとんど不
可能になる。If the needle holder 32 and the support plate 42 are integrally formed, the support plate 42 is considerably larger than the needle holder 32.
Setting work of 0 becomes very inconvenient. Further, it is almost impossible to fix the support plate 42 on the upper side of the substrate 36 and solder the root portion of the probe needle 30 to the wiring pattern exposed on the lower side of the substrate 36. Become.
【００２８】次に、このプローブカードの使用方法を説
明する。図１において、図示しないチャックトップに被
検体を載せて、これを、プローブカードの下方に配置す
る。そして、チャックトップを上昇させて、被検体の電
極にプローブ針３０の先端を接触させる。この接触時点
から所定距離だけチャックトップをさらに上昇させてオ
ーバードライブをかけ、所定の針圧を得る。この状態
で、検査装置５４を用いて被検体の検査を行う。Next, a method of using the probe card will be described. In FIG. 1, a subject is placed on a chuck top (not shown), and this is arranged below a probe card. Then, the chuck top is raised to bring the tip of the probe needle 30 into contact with the electrode of the subject. The chuck top is further raised by a predetermined distance from the point of contact, and overdrive is applied to obtain a predetermined needle pressure. In this state, the subject is tested using the testing device 54.
【００２９】被検体を高温で検査する場合には、プロー
ブ針に被検体を接触させる前に、チャックトップ側から
被検体を加熱し、被検体を所定の温度にする。その後、
被検体の電極をプローブ針３０に接触させる。このと
き、被検体及びチャックトップからの放射熱や、プロー
ブ針からの伝導熱によって、プローブカードの基板３６
の下面側の温度が上昇する。これにより、基板３６は下
に凸になるようにわずかに変形する。このとき、針押さ
え３２の高さ位置の変位量は、締結装置４４の位置にお
ける基板３６の高さ位置の変動量と、支持板４２の変形
量だけに依存する。すなわち、締結装置４４の半径方向
内側における基板３６の変形は、針押さえ３２の高さ位
置には影響を及ぼさない。基板３６は外周部においてホ
ルダー５２で支持されているので、外周部に近い締結装
置４４の位置では、基板３６の高さ位置の変動はあまり
大きくない。また、支持板４２は窒化アルミニウム系セ
ラミックスでできているので、熱変形が生じにい。さら
に、支持板４２は基板３６の背後（上面側）にあるの
で、被検体やチャックトップからの放射熱を受けること
もなく、支持板４２の上下の温度差はほとんど生じな
い。このことからも、支持板４２は熱変形しにくい。When the subject is inspected at a high temperature, the subject is heated from the chuck top side to bring the subject to a predetermined temperature before the subject is brought into contact with the probe needle. afterwards,
The electrode of the subject is brought into contact with the probe needle 30. At this time, radiation heat from the subject and the chuck top and conduction heat from the probe needle cause the substrate 36
The temperature on the lower surface side of is increased. Thereby, the substrate 36 is slightly deformed so as to be convex downward. At this time, the amount of displacement of the needle holder 32 at the height position depends only on the amount of change in the height position of the substrate 36 at the position of the fastening device 44 and the amount of deformation of the support plate 42. That is, the deformation of the substrate 36 on the radially inner side of the fastening device 44 does not affect the height position of the needle holder 32. Since the substrate 36 is supported by the holder 52 at the outer peripheral portion, a change in the height position of the substrate 36 is not so large at the position of the fastening device 44 near the outer peripheral portion. Further, since the support plate 42 is made of an aluminum nitride-based ceramic, thermal deformation hardly occurs. Further, since the support plate 42 is located behind (upper side of) the substrate 36, it does not receive radiant heat from the subject or the chuck top, and there is almost no difference in temperature between the upper and lower sides of the support plate 42. For this reason, the support plate 42 is unlikely to be thermally deformed.
【００３０】以上の理由により、基板３６が熱変形して
も、針押さえ３２の高さ位置の変動は、従来よりも非常
に小さくなる。図３に示すのと同じ実験を、この実施例
のプローブカードに対しても実施したところ、プローブ
針の支持部の変動量は従来よりも約３０％減少した。For the above reasons, even if the substrate 36 is thermally deformed, the fluctuation of the height position of the needle holder 32 is much smaller than in the prior art. When the same experiment as that shown in FIG. 3 was performed on the probe card of this embodiment, the amount of fluctuation of the support portion of the probe needle was reduced by about 30% compared with the related art.
【００３１】上述の実施例では、上方にプローブカー
ド、下方に被検体を配置しているが、これとは逆に、上
方に被検体、下方にプローブカードを配置してもよい。
後者の場合、基板の上側にプローブ針が配置され、基板
の下側に支持板が配置される。In the above-described embodiment, the probe card is arranged above and the subject is arranged below, but conversely, the subject may be arranged above and the probe card may be arranged below.
In the latter case, the probe needle is arranged above the substrate, and the support plate is arranged below the substrate.
【００３２】[0032]
【発明の効果】この発明のプローブカードは、基板より
も線膨張率の小さい支持板に針押さえを取り付けたの
で、被検体を高温で検査する場合に基板が熱変形を生じ
ても、針押さえの高さ位置の変動が少なくなり、安定し
た測定が可能となる。According to the probe card of the present invention, since the needle holder is attached to the support plate having a smaller linear expansion coefficient than the substrate, even if the substrate is thermally deformed when the subject is inspected at a high temperature, the needle holder can be used. The fluctuation of the height position of the image is reduced, and stable measurement is possible.
【図１】（Ａ）はこの発明の一実施例の平面図、（Ｂ）
は（Ａ）のＢ−Ｂ線断面図、（Ｃ）は（Ａ）のＣ−Ｃ線
断面図である。FIG. 1A is a plan view of one embodiment of the present invention, and FIG.
3A is a cross-sectional view taken along line BB of FIG. 3A, and FIG. 3C is a cross-sectional view taken along line CC of FIG.
【図２】従来のプローブカードの正面断面図である。FIG. 2 is a front sectional view of a conventional probe card.
【図３】従来のプローブカードにおけるプローブ針の支
持部の高さ位置の変動を示すグラフである。FIG. 3 is a graph showing a change in a height position of a support portion of a probe needle in a conventional probe card.
３０ プローブ針 ３２ 針押さえ ３６ 基板 ４０ 締結装置 ４２ 支持板 ４４ 締結装置 ５０ 電極 ５４ 検査装置 Reference Signs List 30 Probe needle 32 Needle holder 36 Substrate 40 Fastening device 42 Support plate 44 Fastening device 50 Electrode 54 Inspection device
Claims (6)
針の先端位置が被検体の電極配置に対応するようにプロ
ーブ針を固定する針押さえと、プローブ針と外部の検査
装置とを電気的に接続するための配線パターンを形成し
た基板とを備えるプローブカードにおいて、 前記基板よりも線膨張率の小さい支持板を前記基板に固
定し、この支持板に支持板とは別個の前記針押さえを固
定し、前記基板と前記支持板との固定位置を、前記支持
板と前記針押さえとの固定位置よりも、基板の外周側に
位置させたことを特徴とするプローブカード。The present invention relates to a plurality of probe needles, a needle holder for fixing the probe needles so that the tip positions of the probe needles correspond to the electrode arrangement of the subject, and electrically connecting the probe needles and an external inspection device. A probe card comprising a substrate on which a wiring pattern for connection is formed, wherein a support plate having a smaller linear expansion coefficient than the substrate is fixed to the substrate, and the needle retainer separate from the support plate is fixed to the support plate. A probe card, wherein a fixed position of the substrate and the support plate is located on an outer peripheral side of the substrate with respect to a fixed position of the support plate and the needle holder.
℃以下であることを特徴とする請求項１記載のプローブ
カード。2. The support plate has a coefficient of linear expansion of 10 × 10 -6 /
2. The probe card according to claim 1, wherein the temperature is not higher than 0.degree.
いることを特徴とする請求項１記載のプローブカード。3. The probe card according to claim 1, wherein said support plate is formed of ceramics.
プローブ針の反対側に位置することを特徴とする請求項
１記載のプローブカード。4. The probe card according to claim 1, wherein the support plate is located on an opposite side of the probe needle with respect to the substrate.
前記支持板と前記針押さえとの固定位置とが、２０ｍｍ
以上離れていることを特徴とする請求項１記載のプロー
ブカード。5. A fixing position between the substrate and the support plate,
The fixed position of the support plate and the needle holder is 20 mm
2. The probe card according to claim 1, wherein the probe cards are separated from each other.
することを特徴とする請求項１記載のプローブカード。6. The probe card according to claim 1, wherein the substrate has a multilayered wiring pattern.
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