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JP3486841B2 - 垂直型プローブカード - Google Patents

垂直型プローブカード

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JP3486841B2
JP3486841B2 JP2000241903A JP2000241903A JP3486841B2 JP 3486841 B2 JP3486841 B2 JP 3486841B2 JP 2000241903 A JP2000241903 A JP 2000241903A JP 2000241903 A JP2000241903 A JP 2000241903A JP 3486841 B2 JP3486841 B2 JP 3486841B2
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Japan
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vertical
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和正 大久保
浩 岩田
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Japan Electronic Materials Corp
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    • G01R1/07307—Multiple probes with individual probe elements, e.g. needles, cantilever beams or bump contacts, fixed in relation to each other, e.g. bed of nails fixture or probe card
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Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は、ＬＳＩ等の半導体
集積回路を測定対象物としたプローブカード、詳しくは
プローブが垂直になった垂直型プローブカードに関す
る。 【０００２】 【従来の技術】従来のプローブカードには、大別して、
カンチレバー型と呼ばれる横型タイプと、垂直型と呼ば
れる縦型タイプとの２種類がある。このカンチレバー型
は、多くの優れた性能を有しているが、近年はＬＳＩの
微細化、高速化、高集積化の進展、測定機器の多重化に
伴う複数個同時測定等に対しては適応が難しくなってき
ている。 【０００３】このため、これらに対応可能な垂直型が脚
光を浴びている。この垂直型のプローブカードは、導電
パターンが形成された十数層の多層基板である主基板
と、中腹部に略く字形状に折曲された折曲部を有するプ
ローブと、前記主基板の下方に取り付けられ、前記折曲
部を挟んで上側案内板と下側案内板とを有するプローブ
支持部とを有している。プローブの後端の接続部は、主
基板に開設された貫通孔を通って表面の導電パターンに
半田付けされる。また、上側案内板及び下側案内板に
は、プローブが貫通する貫通孔がそれぞれ開設されてい
る。プローブの平面的な配置は、測定対象物であるＬＳ
Ｉチップの電極パッドの配置に対応して設計されてい
る。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の垂直型のプローブカードには以下のような問題
点がある。まず、この種のプローブカードでは、プロー
ブが破損した場合、プローブに折曲部が設けられている
ため、上側、下側案内板の貫通孔から引き抜けない。垂
直型のプローブカードには、数千〜数万本のプローブを
使用する非常に高価なものがある。このように破損した
プローブが引き抜けず、交換ができないという問題があ
った。 【０００５】本発明は上記事情に鑑みて創案されたもの
で、微細化、高密度化、高集積化した現代のＬＳＩチッ
プ等の測定対象物に対応可能で、１本のプローブが破損
した場合であっても、破損したプローブを交換すること
なく再利用することができる垂直型プローブカードを提
供することを目的としている。 【０００６】 【課題を解決するための手段】本発明に係る垂直型プロ
ーブカードは、測定対象物の電気的諸特性の測定に用い
られ、プローブが垂直に設けられた垂直型プローブカー
ドにおいて、導電パターンが形成された主基板と、この
主基板から垂直に垂下される複数本のプローブと、前記
主基板の測定対象物側に設けられ、前記プローブを支持
するプローブ支持部とを具備しており、前記プローブ支
持部は、前記主基板に対して平行に設けられ、それぞれ
に開設された貫通孔にプローブを貫通させて支持する上
側案内板及び下側案内板を有しており、前記下側案内板
は、複数枚の基板を剥離可能に積層されたものである。 【０００７】 【発明の実施の形態】図１は本発明の実施の形態に係る
垂直型プローブカードの概略的断面図、図２は本発明の
実施の形態に係る垂直型プローブカードの要部の概略的
断面図、図３は本発明の実施の形態に係る垂直型プロー
ブカードにおいて１本のプローブが破損した状態を示す
要部の概略的断面図、図４は本発明の実施の形態に係る
垂直型プローブカードにおいて１本のプローブが破損し
た場合の修復の過程を示す要部の概略的断面図、図５は
本発明の実施の形態に係る垂直型プローブカードにおい
て１本のプローブが破損した場合の修復が完了した状態
の要部の概略的断面図である。 【０００８】本発明の実施の形態に係るプローブカード
は、測定対象物であるＬＳＩチップ６１０の電気的諸特
性の測定に用いられ、プローブ１００が垂直に設けられ
た垂直型プローブカードであって、導電パターン３１０
が形成された主基板３００と、この主基板３００から垂
直に垂下される複数本のプローブ１００と、前記主基板
３００の裏面側に設けられ、前記プローブ１００を支持
するプローブ支持部２００とを備えており、前記プロー
ブ支持部２００は、前記主基板３００に対して平行に設
けられ、それぞれに開設された貫通孔２１１、２２１に
プローブ１００を貫通させて支持する上側案内板２１０
及び下側案内板２２０を有しており、前記下側案内板２
２０は、複数枚（図面では３枚）の基板２２０Ａ、２２
０Ｂ、２２０Ｃを剥離可能に積層したものである。 【０００９】前記主基板３００は、表面に導電パターン
３１０が形成された基板である。この主基板３００に
は、複数の貫通孔３２０が開設されている。この貫通孔
３２０は、ＬＳＩチップ６１０の電極パッド６１１の配
置に対応している。前記貫通孔３２０は、プローブ１０
０の後端の接続部が挿入される部分であって、挿入され
た接続部は細線３３０によって導電パターン３１０と電
気的に接続されることになる。 【００１０】また、主基板３００の裏面側には、プロー
ブ支持部２００が設けられている。このプローブ支持部
２００は、主基板３００の裏面側から垂下される垂下部
材２５０と、この垂下部材２５０に一定の間隔を有して
取り付けられる上側案内板２１０及び下側案内板２２０
とを有している。 【００１１】上側案内板２１０と下側案内板２２０とに
は、それぞれ貫通孔２１１、２２１が開設されている。
この貫通孔２１１、２２１は、ＬＳＩチップ６１０の電
極パッド６１１の配置に対応している。従って、上側案
内板２１０の貫通孔２１１と、それに対応する下側案内
板２２０の貫通孔２２１と、さらには前記主基板３００
の貫通孔３２０とは同一垂線上に位置することになる。
また、プローブ１００は、図２等に示すように、上側案
内板２１０の上面に充填される絶縁性を有する合成樹脂
２１２、例えばシリコンゴムによって固定されている。 【００１２】また、前記下側案内板２２０は、図２等に
示すように、３枚の基板２２０Ａ、２２０Ｂ、２２０Ｃ
を剥離可能に積層したものである。前記３枚の基板２２
０Ａ、２２０Ｂ、２２０Ｃは、ボルト２２２によって固
定した状態で積層されている。 【００１３】前記プローブ１００は、先端が先鋭化され
た接触部１１０となり、後端も先鋭化された接続部とな
っている。このプローブ１００は、例えばタングステン
の細線を加工したものであって、直径は約５０〜１５０
μｍになっている。 【００１４】また、このプローブ１００には、湾曲形成
された折曲部１３０がある。この折曲部１３０が後述す
るオーバードライブの際に屈曲して、ＬＳＩチップ６１
０の電極パッド６１１との間で所定の接触圧を弾性的に
確保するのである。 【００１５】このように構成されたプローブカードは、
次のようにしてＬＳＩチップ６１０の電気的諸特性の測
定を行う。 【００１６】ウエハ状態の複数のＬＳＩチップ６１０を
テーブル７００の上面に真空吸着させる。テーブル７０
０に向かってプローブカードを降下させ、すべてのプロ
ーブ１００の接触部１１０をＬＳＩチップ６１０の電極
パッド６１１に接触させる。さらに、接触部１１０が電
極パッド６１１に接触してからも、所定の接触圧を確保
するために、プローブカードを降下させる（オーバード
ライブ）。 【００１７】ここで、１本のプローブ１００が破損した
場合のことを考える。プローブ１００の破損の多くは、
図３に示すように、先端の接触部１１０の破損である。
すなわち、破損したプローブ１００が短くなり、電極パ
ッド６１１への接触に適さなくなるのである。かかる場
合には、下側案内板２２０の最も下側の基板２２０Ａを
剥離する。すると、破損していない多くのプローブ１０
０は、下側案内板２２０から剥離された基板２２０Ａの
厚さ分だけ余計に突出する。一方、先端の接触部１１０
が破損したプローブ１００は、先端を研磨して再び接触
部１１０とするのに十分なだけ突出する。 【００１８】なお、最も下側の基板２２０Ａの剥離は、
下側案内板２２０を構成する３枚の基板２２０Ａ、２２
０Ｂ、２２０Ｃを固定しているボルト２２２を緩めた状
態で行う。 【００１９】ここで、すべてのプローブ１００を研磨す
る。この研磨は、すべてのプローブ１００の長さを備え
るための平坦化研磨と、長さの揃ったすべてのプローブ
１００の先端に先鋭化した接触部１１０を形成する先鋭
化研磨との２段階からなる。 【００２０】このように２段階の平坦化研磨及び先鋭化
研磨とが施されたプローブ１００は、研磨分だけ短くな
るが、接触部１１０がすべて同一平面上に揃うため、再
利用が可能になる。 【００２１】下側案内板２２０が３枚の基板２２０Ａ、
２２０Ｂ、２２０Ｃか構成される場合には、２回の研磨
が可能である。 【００２２】なお、上述した実施の形態では、下側案内
板２２０は３枚の基板２２０Ａ、２２０Ｂ、２２０Ｃか
ら構成されるとしたが、基板は２枚であっても、４枚以
上であってもよいことは勿論である。 【００２３】 【発明の効果】本発明に係る垂直型プローブカードは、
測定対象物の電気的諸特性の測定に用いられ、プローブ
が垂直に設けられた垂直型プローブカードにおいて、導
電パターンが形成された主基板と、この主基板から垂直
に垂下される複数本のプローブと、前記主基板の測定対
象物側に設けられ、前記プローブを支持するプローブ支
持部とを具備しており、前記プローブ支持部は、前記主
基板に対して平行に設けられ、それぞれに開設された貫
通孔にプローブを貫通させて支持する上側案内板及び下
側案内板を有しており、前記下側案内板は、複数枚の基
板を剥離可能に積層されたものである。 【００２４】このため、プローブの先端が破損した場合
には、下側案内板の最も下側の基板を剥離してから、す
べてのプローブを研磨して、すべてのプローブの接触部
を同一平面上に揃わせると、破損したプローブを交換す
ることなしに、垂直型プローブカードの再利用が可能に
なる。
【図面の簡単な説明】 【図１】本発明の実施の形態に係る垂直型プローブカー
ドの概略的断面図である。 【図２】本発明の実施の形態に係る垂直型プローブカー
ドの要部の概略的断面図である。 【図３】本発明の実施の形態に係る垂直型プローブカー
ドにおいて１本のプローブが破損した状態を示す要部の
概略的断面図である。 【図４】本発明の実施の形態に係る垂直型プローブカー
ドにおいて１本のプローブが破損した場合の修復の過程
を示す要部の概略的断面図である。 【図５】本発明の実施の形態に係る垂直型プローブカー
ドにおいて１本のプローブが破損した場合の修復が完了
した状態の要部の概略的断面図である。 【符号の説明】 １００ プローブ １１０ 接触部 ２００ プローブ支持部 ２１０ 上側案内板 ２２０ 下側案内板 ２２０Ａ、２２０Ｂ、２２０Ｃ 基板 ２５０ 垂下部材 ３００ 主基板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開2000−162238（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−38044（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01R 1/06 - 1/073 G01R 31/26 H01L 21/66

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 測定対象物の電気的諸特性の測定に用い
    られ、プローブが垂直に設けられた垂直型プローブカー
    ドにおいて、導電パターンが形成された主基板と、この
    主基板から垂直に垂下される複数本のプローブと、前記
    主基板の測定対象物側に設けられ、前記プローブを支持
    するプローブ支持部とを具備しており、前記プローブ支
    持部は、前記主基板に対して平行に設けられ、それぞれ
    に開設された貫通孔にプローブを貫通させて支持する上
    側案内板及び下側案内板を有しており、前記下側案内板
    は、複数枚の基板を剥離可能に積層されたものであるこ
    とを特徴とする垂直型プローブカード。
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