(57)【要約】【課題】大きな設計変更を行わず、プローブ自由端の弾性変形量の調整を簡単に行う。【解決手段】プローブカードは、メイン基板２の下方に配置された支持基板４と支持基板４の下面側に配置されたプローブ３及び支持ピン５とを備える。支持基板４は、平坦面を有する金属板４１、絶縁膜４２を挟んで金属板４１の下面側に配置される絶縁板４３、絶縁板４３に貫通するピン挿入孔４３ｂ及び支持基板全体に貫通するプローブ挿通孔を備える。プローブ３は、支持基板４に沿う片持ち梁構造のビーム部３１、ビーム部３１の固定端に形成され、プローブ挿通孔を通ってメイン基板２の外部端子２４と導通させたベース部３２及びビーム部３１の自由端に形成されたコンタクト部３３を有する。支持ピン５は、ピン挿入孔４３ｂに挿入して一端を絶縁膜４２に当接させ、他端によりビーム部３１を支持する。支持ピン５の長さを変えるだけでビーム部３１の高さ調整が行える。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部端子を有するメイン基板と、上記メイン基板の下面に対向して配置された支持基板と、上記支持基板の下面側に配置されたプローブ及び支持ピンとを備え、
上記支持基板は、平坦な平面を有する金属板と、絶縁膜を挟んで上記金属板の下面側に配置された絶縁板と、上記絶縁板を貫通するピン挿入孔と、上記支持基板を貫通するプローブ挿通孔とを備え、
上記プローブは、上記支持基板に沿って延びる片持ち梁構造のビーム部と、上記ビーム部の固定端に形成され、上記プローブ挿通孔を通って上記メイン基板の上記外部端子と導通させたベース部と、上記ビーム部の自由端に形成され、上記支持基板とは反対側の方向に突出させたコンタクト部とを有し、
上記支持ピンは、上記ピン挿入孔に挿入され、一端が上記絶縁膜に当接し、他端が上記プローブのビーム部に当接することを特徴とするプローブカード。
【請求項２】
上記プローブ挿通孔及び上記ピン挿入孔は２以上形成され、隣り合う上記プローブは上記ビーム部の長さが異なり、上記プローブそれぞれの上記コンタクト部から上記支持ピンまでの距離が一定となる位置に上記ピン挿入孔が形成されていることを特徴とする請求項１に記載のプローブカード。
【請求項３】
上記支持ピンは、突出側端部に凹部が形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のプローブカード。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プローブカードに関するもので、更に詳しくは、半導体ウエハ上に形成されたデバイスなどの検査対象物の電気的特性を検査する際に使用されるプローブカードの改良に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
プローブカードとは、半導体集積回路の電極パッドにプローブ（接触探針）を接触させて、電極パッドから電気信号を取出すための電気的接続手段である。プローブカードは、一般的に、多層配線基板（メイン基板）が使用され、この多層配線基板の一方の面上に、電極パッドの数およびピッチに対応して複数のプローブが配列されている。
【０００３】
半導体ウエハ上のデバイスの電気的特性を検査する時は、プローブを半導体ウエハ上の電極パッドに接触させた後、プローブを更に半導体ウエハ側に押し付ける動作であるオーバードライブを行って、すべてのプローブをそれぞれ電極パッドに確実に接触させる。
【０００４】
上記プローブとしては、一端が基板に固定され、他端が自由端となる弾性変形可能な片持ち梁構造のビーム部と、このビーム部の自由端側に形成されたコンタクト部とを有するものがある。
【０００５】
ところで、半導体デバイスは、フォトリソグラフィ技術などの進歩による微細加工精度の著しい向上によって高集積化されてきた。その結果、半導体デバイスは、そのチップ面積に対する電極パッド数が飛躍的に増大し、最近では、千個を越える電極パッドが数ミリ角の半導体チップ上に狭ピッチで配置されるようになってきた。このような半導体チップについて電気的特性試験を行うためには、電極パッドと同様のピッチでプローブを配置させたプローブカードが必要となる。
【０００６】
しかしながら、半導体集積回路の高集積化に伴って、上記プローブのピッチ間隔を狭くするには限界があった。
【０００７】
そこで、本願出願人は、上記プローブのメイン基板への固定位置に自由度を持たせることにより、上記プローブのピッチ間隔を狭くでき、かつ、コンタクト部の先端からビーム部が弾性変形するときの支点までの距離が一定となるプローブカードを提案した（例えば特許文献１参照）。
【０００８】
特許文献１の図１に開示されているプローブカードは、プローブと、メイン基板に固定され、上記プローブを支持する絶縁性を有する支持基板とを備える。そして、上記プローブが、上記支持基板に形成される貫通孔及び上記メイン基板に形成される貫通孔に挿入される直線状のベース部と、このベース部から上記支持基板の表面に沿うように折り曲げられて上記支持基板の表面に当接する当接部と、上記支持基板の表面との間に所定の空間ができるように当接部の端部から斜め下方に折り曲げられた傾斜部と、この傾斜部の端部から下向きに折り曲げられた先端部とを有する。
【０００９】
特許文献１の図１に開示されているプローブカードでは、上記プローブの当接部における傾斜部側端部が支点となって、傾斜部が弾性変形するようになっている。従って、このプローブカードでは、２以上のプローブに対して、先端部から当接部における傾斜部側端部までの距離を一定にでき、しかも、当接部の長さを自由に定めることにより、各プローブのベース部間の距離を大きくできるので、ベース部同士がリークしないようにすることができる。
【００１０】
また、特許文献１の図４に開示されているプローブカードは、プローブと、メイン基板に固定され、上記プローブを支持する絶縁性を有する支持基板とを備えるが、上記プローブ及び上記支持基板の形状が特許文献１の図１に開示されている上記プローブと異なる。
【００１１】
特許文献１の図４に開示されているプローブは、上記傾斜部が形成されておらず、上記当接部のベース部側端部とは反対側端部に下向きに折り曲げられた先端部を有している。さらに、上記支持基板には、上記当接部における先端部側端部と対向する位置に、この当接部の先端部が弾性変形により入り込む凹部が形成されている。この場合、上記プローブの当接部におけるベース部側が支持基板に当接し、先端部側が支持基板に接触しない状態となって、当接部における支持基板の凹部の角部に位置する部分が弾性変形する際の支点となる。
【００１２】
特許文献１の図４に開示されている２以上のプローブも、先端部から当接部における凹部角部との接触部までの距離を一定にでき、しかも、当接部の長さを自由に定めることにより、各プローブの基部間の距離を大きくできるので、基部同士がリークしないようにすることができる。
【特許文献１】特開２００４-４７６４８公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
特許文献１に開示されている２種類のプローブカードは、各プローブのリークを防止でき、しかも、各プローブの大きさが異なるにも拘らず電極パッドと接触したときの弾性変形による押圧力を一定にすることができる。
【００１４】
ところで、特許文献１の図１に開示されているプローブカードは、プローブの傾斜部を弾性変形させることにより、電極パッドをプローブ先端部で押圧する。従って、弾性変形量の最大量は傾斜部の高さ、即ち、支持基板の下面から先端部までの高さにより定めることができる。その結果、プローブの電極パッドに対する押圧力を所望の押圧力にするために、弾性変形量を変更したい場合には、プローブの設計を変更する必要がある。
【００１５】
また、特許文献１の図４に開示されているプローブカードは、支持基板に形成する凹部の深さが、プローブの当接部における先端部側の弾性変形量の最大量となる。その結果、プローブの電極パッドに対する押圧力をさらに大きくしたい場合には、上記凹部の深さを変えるために支持基板全体の設計を変更する必要がある。
【００１６】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、大きな設計変更を行うことなく、プローブの自由端の弾性変形量の調整を簡単に行うことができるプローブカードを提供することを目的とする。本発明は、プローブ間でリークやショートの問題が起こらず、しかも、各プローブの弾性変形量を均一にすることができるプローブカードを低コストで製造できるプローブカードを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
第１の本発明によるプローブカードは、外部端子を有するメイン基板と、上記メイン基板の下面に対向して配置された支持基板と、上記支持基板の下面側に配置されたプローブ及び支持ピンとを備える。そして、上記支持基板は、平坦な平面を有する金属板と、絶縁膜を挟んで上記金属板の下面側に配置された絶縁板と、上記絶縁板を貫通するピン挿入孔と、上記支持基板を貫通するプローブ挿通孔とを備える。上記プローブは、上記支持基板に沿って延びる片持ち梁構造のビーム部と、上記ビーム部の固定端に形成され、上記プローブ挿通孔を通って上記メイン基板の上記外部端子と導通させたベース部と、上記ビーム部の自由端に形成され、上記支持基板とは反対側の方向に突出させたコンタクト部とを有する。上記支持ピンは、上記ピン挿入孔に挿入され、一端が上記絶縁膜に当接し、他端が上記プローブのビーム部に当接するように構成される。
【００１８】
本発明のプローブカードによれば、上記支持基板が、強度が強く、表面の平滑性に優れる金属板と、上記支持ピンの位置決めとして用いられる上記絶縁板と、上記金属板と上記支持ピンとの間を絶縁するための上記絶縁膜とにより構成され、上記絶縁板に形成される上記ピン挿入孔に一端が上記絶縁膜に当接するまで上記支持ピンを挿入して、当該支持ピンの他端に上記プローブの上記ビーム部を当接させるだけで、このビーム部を上記絶縁板の表面から所定の距離をおいて弾性変形可能に支持することができる。
【００１９】
しかも、本発明のプローブカードは、上記支持ピンの長さを変更するだけで、上記ビーム部の上記絶縁板の表面からの距離を調整することができるので、安価で上記プローブの最大弾性変形量を変更ができる。
【００２０】
第２の本発明によるプローブカードは、上記構成に加えて、上記プローブ挿通孔及び上記ピン挿入孔は２以上形成され、隣り合う上記プローブは上記ビーム部の長さが異なり、上記プローブそれぞれの上記コンタクト部から上記支持ピンまでの距離が一定となる位置に上記ピン挿入孔が形成されている。
【００２１】
第２の本発明によるプローブカードによれば、上記ビーム部の長さが異なる２以上の上記プローブに対して、上記ピン挿入孔の形成位置を所定の位置に形成することにより、上記コンタクト部から上記支持ピンまでの距離を同じにでき、上記プローブ挿通孔を隣り合う上記プローブのベース部がリークしない位置に形成することができる。その結果、上記プローブのそれぞれは、上記ビーム部の長さが異なっても、検査対象物を押圧する押圧力を一定にすることができ、しかも、上記プローブの上記メイン基板に対する接続位置を上記プローブ同士がリークしない位置にすることができる。
【００２２】
第３の本発明によるプローブカードは、上記構成に加えて、上記支持ピンは、突出側端部に凹部が形成されている。第３の本発明によるプローブカードによれば、上記ビーム部の外周面を上記凹部により支持することができるので、上記プローブの上記コンタクト部の位置決めを簡単に行うことができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明のプローブカードによれば、上記支持ピンの長さを変更するだけで、上記プローブの許容最大弾性変形量を調整することができるので、上記プローブの許容最大弾性変形量を簡単に調整することができるプローブカードを低コストで提供できる。しかも、プローブ間でリークやショートの問題が起こらず、各プローブの弾性変形量を均一にできるプローブカードを低コストで提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明にかかるプローブカードの実施の形態について図面に基づいて説明する。図１は、本発明の実施の形態によるプローブカード１の一例を示した部分断面図である。図７は、本発明の実施の形態によるプローブカード１の一例を示した全体構成図であり、（ａ）はプローブカード１の平面図であり、（ｂ）は、プローブカードの側面図である。
【００２５】
プローブカード１は、図１及び図７に示すように、配線（図示せず）を介して導通する外部端子２４及び電極２１を有するメイン基板２と、メイン基板２の電極２１に一端が接続され、他端が半導体集積回路６の電極パッド６１に接触するプローブ３と、メイン基板２の下側に配設され、かつ、プローブ３を支持ピン５を介して支持する支持基板４とを備えている。
【００２６】
メイン基板２は、図７に示すように、円板状のプリント基板であり、テスター装置との間で信号入出力を行うための外部端子２４とプローブ３に接続される電極２１と、これら電極２１と外部端子２４とを接続する配線パターン（図示せず）とを有している。本実施の形態では、ガラスエポキシを主成分とする多層プリント回路基板がメイン基板２として用いられている。なお、外部端子２４は、テスター装置などのプローブカード１以外の装置と導通させるための端子であり、電極ピッチを広げるためにメイン基板２の周縁部付近に形成されている。
【００２７】
メイン基板２は、さらに、図１に示すように、プローブ３のベース部３２が挿入される２以上の第１プローブ挿通孔２２を有しており、メイン基板２における上面の第１プローブ挿通孔２２の開口部の周りにリング状の電極２１が形成されている。
【００２８】
支持基板４は、図１及び図７に示すように、メイン基板２の下面に対向して配置され、固定ボルト４５を介してメイン基板２に固定されている。さらに、支持基板４は、平坦な平面を有する金属板４１と、絶縁膜４２を挟んで金属板４１の下面側に配置される絶縁板４３と、金属板４１の上面を覆おう支持膜４４とを有する。
【００２９】
金属板４１は、上面及び下面とも平滑に研磨加工が施されている。そして、この金属板４１には、プローブ３のベース部３２が挿通される２以上の第２プローブ挿通孔４１ａが形成されている。
【００３０】
絶縁膜４２は、膜厚の薄い酸化膜などの絶縁性材料により形成されており、金属板４１の下面全体を覆っている。この絶縁膜４２には、金属板４１に形成した第２プローブ挿通孔４１ａと同軸上に、第２プローブ挿通孔４１ａと同じ内径の第３プローブ挿通孔４２ａが形成されている。絶縁膜４２は、金属性の支持ピン５と金属板４１とが導通しないように、支持ピン５と金属板４１とを絶縁する。
【００３１】
絶縁板４３は、セラミックにより形成されており、金属板４１と同じ面積を有している。絶縁板４３には、金属板４１に形成した第２プローブ挿通孔４１ａと同軸上に、第２プローブ挿通孔４１ａの内径より小径の第４プローブ挿通孔４３ａが形成されている。また、絶縁板４３には、プローブ３のビーム部３１を支持する支持ピン５が挿入される円形のピン挿入孔４３ｂが貫通されて形成されている。このピン挿入孔４３ｂの内部には、絶縁膜４２が露出した状態となる。
【００３２】
支持膜４４は、樹脂フィルムなどの絶縁性材料により形成されており、金属板４１の上面全体を覆っている。この支持膜４４には、絶縁板４３の第４プローブ挿通孔４３ａの内径より小径の第５プローブ挿通孔４４ａが形成されている。
【００３３】
本実施の形態では、各プローブ挿通孔２２，４１ａ，４２ａ，４３ａ，４４ａは円形に形成されており、絶縁板４３の第４プローブ挿通孔４３ａと、支持膜４４の第５プローブ挿通孔４４ａとによりプローブ３のベース部３２が傾かないように支持する構成となっている。
【００３４】
図２は、プローブ３と支持ピン５の配置状態を示す概略斜視図である。なお、図２に示すプローブ３は、後述するベース部３２の膨らみ部３２ａは省略されている。
【００３５】
支持ピン５は、図２に示すように、金属からなる円柱状に形成されており、絶縁板４３のピン挿入孔４３ｂに挿入され、一端が絶縁膜４２に当接し、他端がプローブ３のビーム部３１に当接するようになっている。
【００３６】
支持ピン５は、その長さが、図１に示すように、ピン挿入孔４３ｂに挿入して、その一端が絶縁膜４２に当接したときに、他端が絶縁板４３の下面から所定の長さ突出する長さとなっている。支持ピン５の外径は、ピン挿入孔４３ｂの内径よりも僅かに小さくなっている。支持ピン５の外径をピン挿入孔４３ｂの内径よりも僅かに小さくすることにより、支持ピン５をピン挿入孔４３ｂに挿入し易く、かつ、支持ピン５をピン挿入孔４３ｂの内面で支持することができる。
【００３７】
また、支持ピン５は、図２に示すように、絶縁板４３から突出する先端に円弧面からなる凹部５１を形成している。この凹部５１の円弧面は、プローブ３のビーム部３１の外面の曲率と同じ曲率となるように形成されている。従って、支持ピン５の円弧面にビーム部３１を当接させることにより、ビーム部３１が、ベース部３２を中心として、絶縁板４３の外面と平行な方向に位置ずれするのを防止することができる。
【００３８】
なお、支持ピン５は、円柱状に形成したが、角柱状に形成してもよい。この場合、ピン挿入孔４３ｂも、支持ピン５の形状に合わせた矩形に形成する。支持ピン５の断面形状及びピン挿入孔４３ｂの形状を矩形にすることにより、支持ピン５の先端に円弧面の凹部５１を形成したときの位置決めが行い易くなる。また、支持ピン５の先端に形成する凹部５１は、円弧面に限らず、断面Ｖ字の凹部としてもよい。支持ピン５の先端にＶ字凹部を形成する場合、ビーム部３１の外面がこの凹部内において周方向に２点で接触して支持されるので、ビーム部３１の位置ずれを防止することができる。
【００３９】
プローブ３は、レニウムタングステンの合金で形成されており、支持基板４の絶縁板４３に沿って延びる片持ち梁構造のビーム部３１と、ビーム部３１の固定端となる一端から支持基板４に向かって曲がり、直線状に延びるベース部３２と、ビーム部３１の自由端となる他端から支持基板４とは反対側の方向に突出させたコンタクト部３３とを備えている。プローブ３は、断面が円形に形成されている。なお、プローブ３は、ここでは、レニウムタングステンの合金から構成されるとしたが、他の合金を用いて構成しても構わない。
【００４０】
プローブ３のビーム部３１は、図１に示すように、支持基板４に支持ピン５を介して支持したときに絶縁板４３の下面に平行に延びるように形成されている。また、本実施の形態では、図１、図２及び図７（ａ）に示すように、ビーム部３１の長さが異なる２種類のプローブ３を用いている。
【００４１】
プローブ３のベース部３２は、図１に示すように、ビーム部３１の固定端から略垂直に曲がって直線状に延びている。ベース部３２は、その長さが、絶縁板４３の第４プローブ挿通孔４３ａからベース部３２を挿通し、ビーム部３１が支持ピン５に当接した状態で、メイン基板２の第１プローブ挿通孔２２から突出する長さとなっている。ベース部３２の外径は、最も径の小さい支持膜４４の第５プローブ挿通孔４４ａの内径よりも小さくなっている。また、ベース部３２には、絶縁板４３の第４プローブ挿通孔４３ａに挿通したときに、この第４プローブ挿通孔４３ａの内面に圧接する膨らみ部３２ａがベース部３２の途中に形成されている。膨らみ部３２ａは、ベース部３２から径方向外方に向けて張り出すように形成されている。
【００４２】
本実施の形態では、プローブ３のベース部３２は、絶縁板４３の第４プローブ挿通孔４３ａからメイン基板２の第１プローブ挿通孔２２へと挿通されて、メイン基板２の上面から突出させた後、この突出した部分を電極２１と半田付けすることにより、メイン基板２の配線パターンを介して外部端子２４に導通される。ベース部３２は、膨らみ部３２ａが第４プローブ挿通孔４３ａの内面に圧接することにより、各プローブ挿通孔２２，４１ａ，４２ａ，４３ａ，４４ａの中心に位置させることができ、しかも、支持膜４４の第５プローブ挿通孔４４ａによってもベース部３２の途中を支持することができる。このように、ベース部３２の中心を第４プローブ挿通孔４３ａの中心に合わせた状態でベース部３２のメイン基板２から突出した部分を半田付けによりメイン基板２に固定することができるので、ベース部３２は、金属板４１に接触しないようにすることができる。
【００４３】
プローブ３のコンタクト部３３は、ビーム部３１の自由端から斜め下方に向けて曲げられて下方に突出した状態となるように形成されている。さらに、コンタクト部３３は、先端に向けて先細るように円錐状に形成されている。このコンタクト部３３の先端を半導体集積回路６の電極パッド６１に接触させるようなっている。
【００４４】
本実施の形態では、ベース部３２が各プローブ挿通孔２２，４１ａ，４２ａ，４３ａ，４４ａに挿通された状態で、ビーム部３１を支持ピン５に当接させると、ビーム部３１が絶縁板４３の下面から所定の距離をおいて支持基板４に支持ピン５を介して支持された状態となる。
【００４５】
本実施の形態では、半導体集積回路６の複数の電極パッド６１は、線対称となるように２列に配列されており、各電極パッド６１に対応させた数のプローブ３が支持基板４に配設される。そして、各プローブ３のコンタクト部３３の先端がそれぞれ電極パッド６１に接触するように支持ピン５が挿入されるピン挿入孔４３ｂの位置と各プローブ挿通孔２２，４１ａ，４２ａ，４３ａ，４４ａの位置が定められている。
【００４６】
具体的には、まず、図１に示すように、支持基板４における電極パッド６１の中心と対向する位置が、コンタクト部３３の先端が配置される位置となる。そして、電極パッド６１の２列の間の中心線に対して、電極パッド６１の外側に、電極パッド６１の列方向のピッチ間隔と同じ間隔で、この中心線で線対称となるように２列のピン挿入孔４３ｂを形成する。従って、各ピン挿入孔４３ｂからコンタクト部３３の先端の位置までの距離は一定となる。
【００４７】
また、第４プローブ挿通孔４３ａは、図１及び図２に示すように、ピン挿入孔４３ｂの中心とコンタクト部３３の先端とを結ぶ線上に形成される。そして、電極パッド６１の列方向に設ける複数の第４プローブ挿通孔４３ａは、ピン挿入孔４３ｂの中心からの距離が列方向に交互に異なるように形成されている。従って、ビーム部３１の長さが異なる２種のプローブ３が電極パッド６１の列方向に交互に配置される。なお、第４プローブ挿通孔４３ａと同軸上に第１プローブ挿通孔２２、第２プローブ挿通孔４１ａ、第３プローブ挿通孔４２ａ及び第５プローブ挿通孔４４ａが形成されている。
【００４８】
このように、プローブ挿通孔２２，４１ａ，４２ａ，４３ａ，４４ａを形成することにより、各プローブ３の列方向のピッチ間隔は、電極パッド６１のピッチに合わせて狭ピッチにでき、しかも、隣り合うプローブ３のベース部３２の距離は電極パッド６１のピッチ間隔よりも大きくすることができるので、プローブ３間でリークやショートが発生しにくくなる。
【００４９】
次に、本実施の形態にかかるプローブカード１の製造方法について説明する。図３は、プローブカード１の組み立て順序を示す説明図である。
【００５０】
まず、図３（ａ）に示すように、金属板４１の一方の面に絶縁膜４２を形成し、他方の面に支持膜４４を形成して、絶縁膜４２上に絶縁板４３を重ね合わせて支持基板４を構成する。そして、この支持基板４を絶縁板４３が上向きとなるように配置して、その下方に配置するメイン基板２に固定する。メイン基板２に固定された支持基板４に対して、絶縁板４３のピン挿入孔４３ｂに支持ピン５を挿入しておく。
【００５１】
次に、図３（ｂ）に示すように、支持ピン５が支持基板４に取り付けられた状態で、支持基板４の各プローブ挿通孔４１ａ，４２ａ，４３ａ，４４ａにプローブ３のベース部３２を挿通し、さらに、ベース部３２をメイン基板２の第１プローブ挿通孔２２に挿通させる。
【００５２】
そして、図３（ｃ）に示すように、ビーム部３１が支持ピン５に当接した状態で、ベース部３２の端部をメイン基板２から突出させる。この状態で、ベース部３２のメイン基板２から突出している部分と電極２１とを半田２３で接続することにより、ベース部３２が半田２３によってメイン基板２に固定されてプローブカード１が形成される。
【００５３】
本実施の形態では、プローブカード１を絶縁板４３が下向きとなるように裏返しても、プローブ３のベース部３２の端部が半田２３を介してメイン基板２に固定され、しかも、ベース部３２に形成する膨らみ部３２ａが絶縁板４３の第４プローブ挿通孔４３ａに圧接するので、支持ピン５及びプローブ３は支持基板４から落下しない。しかも、プローブ３のビーム部３１は、支持ピン５に当接することにより、絶縁板４３の下面から所定距離を置いた状態で支持基板４に支持される。また、プローブ３のビーム部３１は、支持ピン５と当接している自由端側角部が弾性変形の支点となる。本実施の形態では、支持ピン５における絶縁板４３の下面から突出している高さが、プローブ３のビーム部３１が弾性変形する最大許容量となる。
【００５４】
本実施の形態のプローブカード１は、プローブ３が取り付けられた支持基板４を半導体集積回路６に相対的に近づけて、プローブ３のコンタクト部３３を電極パッド６１に接触させ、さらに、支持基板４を半導体集積回路６に相対的に近づけて、いわゆるオーバードライブを行うことにより、コンタクト部３３を電極パッド６１に圧接させる。このオーバードライブにより、ビーム部３１は、支持ピン５の凹部５１における自由端側角部を支点として、支持ピン５の突出高さの範囲で自由端側が絶縁板４３に向かって弾性変形する。これによって、プローブ３は、半導体集積回路６の電極パッド６１と安定した接触抵抗を得ることができる。
【００５５】
本実施の形態では、支持基板４を強度が強く、平滑性の精度に優れる金属板４１と、支持ピン５を支持するための絶縁板４３とを備える構成としたので、金属板４１の表面を支持ピン５の先端を支持する際の基準面にでき、かつ、支持ピン５が絶縁板４３から突出しても、絶縁板４３により支持ピン５が倒れないように確実に支持することができる。その結果、全ての支持ピン５は、金属板４１からの高さを一定することができ、全てのプローブ３の支持基板４からの高さを一定に保つことができる。
【００５６】
しかも、プローブ３のベース部３２の長さを支持基板４の絶縁板４３の下面からメイン基板２の上面までの高さよりも十分長くなるように形成することにより、支持基板４の構成はそのままで、支持ピン５の長さを変更するだけで、プローブ３におけるビーム部３１の支持基板４からの高さを自由に調整することができる。その結果、支持基板４の下面からのプローブ３の高さ調整を行う場合、大きな設計変更を行うことなく、部品点数を少なく低コストで設計変更を行うことができる。
【００５７】
また、本実施の形態に係るプローブカード１は、各プローブ３に対して、コンタクト部３３の先端から支持ピン５までの距離を一定にできるので、全てのプローブ３のビーム部３１の弾性変形量を均一にでき、電極パッド６１に対する押圧力を略一定にし、安定した電気的特性検査を行うことができる。しかも、プローブ３のビーム部３１の長さに応じて、プローブ挿通孔の位置とピン挿入孔４３ｂの位置を定めるだけで、プローブ３を所望の位置に取り付けることができ、プローブ３の配置の自由度が大きくなる。
【００５８】
このように、本実施の形態に係るプローブカード１は、高集積化を図るに当って、隣り合うプローブ３のベース部３２の距離を半導体集積回路の電極パッド６１のピッチ間隔より広くすることができる。その結果、プローブ３間でリークやショートが発生しにくく、これを原因とする故障が起こりにくくなる。
【００５９】
また、支持ピン５のビーム部３１と当接する先端に円弧面からなる凹部５１を形成しているので、この円弧面の凹部５１により、プローブ３のビーム部３１が絶縁板４３の面と平行な方向に位置ずれすることなく、確実に支持することができる。その結果、プローブ３を所定の位置及び向きで確実に支持基板４に支持することができる。
【００６０】
上記実施の形態では、プローブ３のベース部３２が金属板４１の第２プローブ挿通孔４１ａにおいて接触しないようにするために、第２プローブ挿通孔４１ａの内径よりも絶縁板４３の第４プローブ挿通孔４３ａの内径及び支持膜４４の第５プローブ挿通孔４４ａの内径を小さくするとともに、ベース部３２に膨らみ部３２ａを形成して、この膨らみ部３２ａを第４プローブ挿通孔４３ａの内面に圧接させて、ベース部３２が半径方向にずれないようにした。
【００６１】
ベース部３２の位置ずれ防止の手段としては、上記実施の形態での構成に限らず、例えば、図４から図６に示す構成とすることもできる。
【００６２】
図４は、本発明の実施の形態２によるプローブカード１の概略断面図である。実施の形態２では、支持基板４の金属板４１に設ける第２プローブ挿通孔４１ａの内径と絶縁板４３に設ける第４プローブ挿通孔４３ａの内径は同じ径とし、ベース部３２に膨らみ部３２ａを形成し、この膨らみ部３２ａを第４プローブ挿通孔４３ａに圧接させる構成としている。本実施の形態では、第２プローブ挿通孔４１ａと第４プローブ挿通孔４３ａとは同じ内径であるが、ベース部３２の膨らみ部３２ａによりベース部３２の中心は、第４プローブ挿通孔４３ａの中心に位置されるので、膨らみ部３２ａを設けるだけでも、ベース部３２が金属板４１の第２プローブ挿通孔４１ａに接触することを防止できる。
【００６３】
図５は、本発明の実施の形態３によるプローブカード１の概略断面図である。実施の形態３では、絶縁板４３に設ける第４プローブ挿通孔４３ａの内径は、金属板４１に設ける第２プローブ挿通孔４１ａの内径よりもかなり小さく、しかも、支持膜４４に設ける第５プローブ挿通孔４４ａの内径とほぼ同じ内径としている。また、ベース部３２には、膨らみ部３２ａは形成していない。本実施の形態では、第４プローブ挿通孔４３ａと第５プローブ挿通孔４４ａにより、ベース部３２が傾くことを防止できるので、ベース部３２が金属板４１の第２プローブ挿通孔４１ａに接触することを防止できる。
【００６４】
図６は、本発明の実施の形態４によるプローブカード１の概略断面図である。実施の形態４では、絶縁膜４２を支持膜４４と同じ絶縁性のフィルムで形成している。金属板４１に設ける第２プローブ挿通孔４１ａの内径と絶縁板４３に設ける第４プローブ挿通孔４３ａの内径は同じ径とし、絶縁膜４２に設ける第３プローブ挿通孔４２ａの内径と支持膜４４に設ける第５プローブ挿通孔４４ａの内径は同じ径としている。また、第３プローブ挿通孔４２ａ及び第５プローブ挿通孔４４ａの内径を第２プローブ挿通孔４１ａ及び第４プローブ挿通孔４３ａの内径よりもかなり小さくしている。ベース部３２には、膨らみ部３２ａは形成していない。本実施の形態では、絶縁膜４２の第３プローブ挿通孔４２ａと支持膜４４の第５プローブ挿通孔４４ａとにより、ベース部３２が傾くことを防止できるので、ベース部３２が金属板４１の第２プローブ挿通孔４１ａに接触することを防止できる。
【００６５】
なお、本実施の形態では、電極パッド６１は、２列に配列されるようにしたが、電極パッド６１の配列は、これに限定されることはない。従って、本発明のプローブカードは、電極パッド６１の配列に合わせて、プローブ３同士がリークしないように、プローブ３のビーム部３１の長さや、ピン挿入孔４３ｂの位置、プローブ挿通孔２２，４１ａ，４２ａ，４３ａ，４４ａの位置を自由に定めることができる。
【００６６】
なお、プローブ３は、電気鋳造法により形成することもできるし、ワイヤー状の金属の先端を尖鋭化させたプローブを用いることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明の実施の形態１によるプローブカード１の一例を示した概略断面図である。
【図２】本実施の形態１のプローブカード１に用いられるプローブと支持ピンの配置状態を示す概略斜視図である。
【図３】本発明の実施の形態１によるプローブカード１の組み立てを示す説明図である。
【図４】本発明の実施の形態２によるプローブカード１の概略断面図を示している。
【図５】本発明の実施の形態３によるプローブカード１の概略断面図を示している。
【図６】本発明の実施の形態４によるプローブカード１の概略断面図を示している。
【図７】本発明によるプローブカード１の一例を示した全体構成図である。
【符号の説明】
【００６８】
１    プローブカード
２    メイン基板
２１  電極
２２  第１プローブ挿通孔
２３  半田
２４  外部端子
３    プローブ
３１  ビーム部
３２  ベース部
３２ａ  膨らみ部
３３  コンタクト部
４    支持基板
４１  金属板
４１ａ  第２プローブ挿通孔
４２  絶縁膜
４２ａ  第３プローブ挿通孔
４３  絶縁板
４３ａ  第４プローブ挿通孔
４３ｂ  ピン挿入孔
４４  支持膜
４４ａ  第５プローブ挿通孔
４５  固定ボルト
５    支持ピン
５１  凹部
６    半導体集積回路
６１  電極パッド
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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