(57)【要約】【課題】プローブ先端を揃えてメイン基板に接合することが可能なプローブユニット、および上記プローブユニットを用いたプローブカードの製造方法を提供する。【解決手段】本発明のプローブユニットは、プローブ基板、上記プローブ基板上に設けられた複数のカンチレバー型のプローブおよび複数の位置決めポストを備え、上記プローブおよび上記位置決めポストは、上記プローブ基板上に導電体を積層して同じ高さに形成されている。【選択図】図１
2010286360.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プローブ基板、上記プローブ基板上に設けられた複数のカンチレバー型のプローブおよび複数の位置決めポストを備え、
上記プローブおよび上記位置決めポストは、上記プローブ基板上に導電体を積層して同じ高さに形成されていることを特徴とするプローブユニット。
【請求項２】
プローブ基板上に複数のプローブが形成されたプローブユニットを１つの基板に複数個搭載したプローブカードの製造方法であって、
プローブ基板上に導電体を積層して、複数のカンチレバー型のプローブと、複数の位置決めポストを同じ高さに形成してプローブユニットを作成する工程と、
複数の上記プローブユニットを、上記プローブおよび位置決めポストが配置された面が下側になり、上記プローブユニットが上記位置決めポストによって支持されるように、平坦なステージ上の所定の位置に配置する工程と、
上記ステージ上に配置された複数のプローブユニットのプローブ基板の底面に固定用樹脂を塗布する工程と、
上記固定用樹脂が塗布された複数のプローブ基板の上から基板を載せて、上記プローブ基板と上記基板とを固定する工程と、
上記位置決めポストを上記プローブ基板から除去する工程を含むことを特徴とするプローブカードの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プローブユニットおよびプローブカードの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
複数のプローブが基板に設けられたプローブユニットを、ＳＴ基板（スペーストランフォーマ基板）とガイド板から構成される中継配線基板に搭載し、上記中継配線基板を介してプローブユニットが配線基板（メイン基板）と接続されたプローブカードがある。上記プローブは、半導体ウエハに近い熱膨張特性を有するセラミックなどからなるプローブ基板上に、導電体を多数積層することによって形成されている。
【０００３】
複数のプローブユニットを中継配線基板に搭載する際には、中継配線基板のＳＴ基板上の所定の位置に各プローブユニットを配置し、樹脂等を用いて上記プローブ基板を上記ＳＴ基板に接合している。
【０００４】
この時、プローブユニットのＳＴ基板の対する位置決め精度によって、プローブ先端の位置決め精度が決定されるので、プローブユニットを正確に位置決めする必要がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記プローブユニットを中継配線基板のＳＴ基板上に位置決めする際に、平面方向（Ｘ、Ｙ方向）の位置決めは、各プローブユニットを高精度搭載機を用いて配置することで、所定の精度を確保することができる。特に、プローブ基板上にＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍｓ)技術を用いてプローブを形成すると、プローブ先端の平面方向（Ｘ、Ｙ方向）の位置精度を確保することができる。
【０００６】
しかしながら、各プローブユニットに高さ方向（Ｚ方向）にバラツキが生じていると、プローブユニットを中継配線基板のＳＴ基板に搭載する際に高さ方向（Ｚ方向）のバラツキを調整することは難しいので、プローブカードに実装されたプローブは、プローブユニットによっては高さ方向（Ｚ方向）にバラツキが生じることとなり、プローブ先端の位置決め精度を低下させる結果となっていた。
【０００７】
本発明は従来の問題点を解決するために、プローブ先端の高さ方向に関して精度を確保して中継配線基板に接合することが可能なプローブユニット、および上記プローブユニットを用いたプローブカードの製造方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のプローブユニットは、プローブ基板、上記プローブ基板上に設けられた複数のカンチレバー型のプローブおよび複数の位置決めポストを備え、上記プローブおよび上記位置決めポストは、上記プローブ基板上に導電体を積層して同じ高さに形成されていることを特徴とする。
【０００９】
本発明のプローブカードの製造方法は、プローブ基板上に複数のプローブが形成されたプローブユニットを１つの基板に複数個搭載したプローブカードの製造方法であって、プローブ基板上に導電体を積層して、複数のカンチレバー型のプローブと、複数の位置決めポストを同じ高さに形成してプローブユニットを作成する工程と、複数の上記プローブユニットを、上記プローブおよび位置決めポストが配置された面が下側になり、上記プローブユニットが上記位置決めポストによって支持されるように、平坦なステージ上の所定の位置に配置する工程と、上記ステージ上に配置された複数のプローブユニットのプローブ基板の底面に固定用樹脂を塗布する工程と、上記固定用樹脂が塗布された複数のプローブ基板の上から基板を載せて、上記プローブ基板と上記基板とを固定する工程と、上記位置決めポストを上記プローブ基板から除去する工程を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のプローブユニットは、プローブ基板、上記プローブ基板上に設けられた複数のカンチレバー型のプローブおよび複数の位置決めポストを備え、上記プローブおよび上記位置決めポストは、上記プローブ基板上に導電体を積層して同じ高さに形成されていることにより、上記プローブユニットをプローブカードに搭載する時に、正確にプローブ先端の高さ方向の位置決めを行うことができる。
【００１１】
本発明のプローブカードの製造方法は、プローブ基板上に複数のプローブが形成されたプローブユニットを１つの基板に複数個搭載したプローブカードの製造方法であって、プローブ基板上に導電体を積層して、複数のカンチレバー型のプローブと、複数の位置決めポストを同じ高さに形成してプローブユニットを作成する工程と、複数の上記プローブユニットを、上記プローブおよび位置決めポストが配置された面が下側になり、上記プローブユニットが上記位置決めポストによって支持されるように、平坦なステージ上の所定の位置に配置する工程と、上記ステージ上に配置された複数のプローブユニットのプローブ基板の底面に固定用樹脂を塗布する工程と、上記固定用樹脂が塗布された複数のプローブ基板の上から基板を載せて、上記プローブ基板と上記基板とを固定する工程と、上記位置決めポストを上記プローブ基板から除去する工程を含むことにより、上記プローブカードに実装されたプローブの先端は全て同じ高さに揃えることが可能となり、より精度の高いプローブカードが実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明のプローブユニットの概略断面図である。
【図２】本発明のプローブユニットの概略平面図である。
【図３】プローブユニットの形成方法の手順を示す断面図である。
【図４】プローブユニットの形成方法の手順を示す断面図であり、図３の続きである。
【図５】プローブユニットを用いたプローブカードの製造方法を示す断面図である。
【図６】プローブカードの概略断面図である。
【図７】プローブユニットを搭載したＳＴ基板の概略平面図である。
【図８】位置決めポストの異なる形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に図を用いて本発明のプローブユニット１について詳しく説明する。図１が、本発明のプローブユニット１の概略断面図であり、図２がプローブユニット１の概略平面図である。
【００１４】
図１に示すように、本発明のプローブユニット１は、プローブ基板３、上記プローブ基板３上に設けられた複数のカンチレバー型のプローブ２、上記プローブ基板３に設けられた配線層５、および上記プローブ基板３上に設けられた複数の位置決めポスト４から構成される。
【００１５】
上記プローブ２および上記位置決めポスト４は、セラミック基板等のプローブ基板３上に、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍｓ)技術を用いて導電体を積層して形成したものであり、本実施形態では、導電体としてニッケルコバルト（Ｎｉ−Ｃｏ）を用いて形成している。また、上記プローブ２と上記位置決めポスト４は同じ高さに形成されており、上記プローブ２の先端と上記位置決めポスト４の頂部は同じ高さに位置している。
【００１６】
上記位置決めポスト４は、図２に示すように、縦横に配置された複数のプローブ２を取り囲むように、上記プローブ基板３の４隅に形成している。上記プローブ２と上記位置決めポスト４の個数および配置については特にこれに限定するものではなく、適宜変更可能である。ただし、位置決めポスト４の個数と配置は、図１に示すプローブユニット１を上下逆さまにした時に（図５参照）、上記位置決めポスト４で上記プローブ基板３を水平に保持可能でなければならない。
【００１７】
次に、上記プローブ基板３上に、上記プローブ２と上記位置決めポスト４を同じ高さで正確に形成する方法について説明する。図３，４に示すのがその手順であり、ＭＥＭＳ技術を用いて、プローブ基板３上に上記プローブ２と上記位置決めポスト４を同時に形成する。
【００１８】
まず初めに、図３（ａ）に示すように、低熱膨張基板であるＳｉ基板からなるプローブ基板３に配線層５を設け、プローブ２と電極パッド２２とを接続する配線２３をパターンニングによって形成する。次に、図３（ｂ）に示すように、感光性有機物質からなるフォトレジストを塗布してレジスト層１１を形成し、プローブ２および位置決めポスト４の１層目の形状に合わせて所定の箇所に開口１２を設ける。そして、図３（ｃ）に示すように、電気めっきによりニッケルコバルトを導電体１３として上記開口１２に充填し、プローブ２および位置決めポスト４の１層目を形成する。配線層５を位置決めポスト４の第１層としその上に導電体１３を形成することもできる。
【００１９】
続いて、図３（ｄ）に示すように、上記レジスト層１１を除去する。その後、上記レジスト層１１を除去して露出した配線層５とプローブ２および上記位置決めポスト４の１層目を覆うように銅からなる犠牲層１４を形成し、図３（ｅ）に示すように、上記プローブ２および上記位置決めポスト４の１層目が露出するまで上記犠牲層１４の表面を研磨する。
【００２０】
この後、上述の工程（図３（ｂ）から図３（ｅ）に示す工程）を繰り返し行い、上記プローブ２および上記位置決めポスト４の２〜５層目を形成し、図３（ｆ）に示す状態とする。次に、図４（ａ）に示すように、フォトレジストを塗布してレジスト層１５を形成し、プローブ２および位置決めポスト４の６層目の形状に合わせて所定の箇所に開口１６を設ける。そして、図４（ｂ）に示すように、電気めっきによりニッケルコバルトである導電体１３を上記開口１６に充填し、プローブ２および位置決めポスト４の６層目を形成する。
【００２１】
続いて、図４（ｃ）に示すように、上記レジスト層１５を除去する。この後、上述の工程（図４（ａ）から図４（ｂ）に示す工程）を繰り返し行い、上記プローブ２および上記位置決めポスト４の７から９層目を形成し、図４（ｄ）に示す状態とする。ここで銅からなる犠牲層を形成するのではなく、レジスト層を繰り返し形成するのは、この後に形成するプローブ２の先端となる７層目から９層目は上の層が小さくなっていくためである。
【００２２】
図４（ｄ）に示す状態となったら、レジスト層１７を除去し、さらに、犠牲層１４を除去すると、上記プローブ基板３上にプローブ２および位置決めポスト４が形成され、プローブユニット１が完成する。
【００２３】
このように、ＭＥＭＳ技術を用いて、上記プローブ２および上記位置決めポスト４をプローブ基板３上に形成すると、上記プローブ２と上記位置決めポスト４のプローブ基板３上における高さ方向の精度は同等となり、上記プローブ２の先端と上記位置決めポスト４の頂部は同じ高さとすることが可能となる。また、従来のプローブをプローブ基板上に形成する工程と同じ工程で、位置決めポスト４を形成することが可能であり、余分な工程を用いないで位置決めポスト４の形成を行うことができる。
【００２４】
このようにして形成された複数のプローブユニット１を、中継配線基板９のＳＴ基板２０（スペーストランスフォーマ基板）に搭載し、上記中継配線基板９をメイン基板６と所定の間隔で配置し電気的接続を行うと、図６に示すような複数のプローブユニット１を用いたプローブカード１０が完成する。
【００２５】
上記プローブカード１０は、上記プローブユニット１が搭載されたＳＴ基板２０とガイド板２１から構成される中継配線基板９、上記中継配線基板９がガイドによって所定の間隔で配置されスプリングピン等を用いて電気的に接続されメイン基板６、および、メイン基板６に接合され補強する補強板２５から構成される。上記メイン基板６には、テスタのポゴピンと接触して接続される外部端子２６と内部配線２７が設けられている。
【００２６】
上記プローブユニット１を用いてプローブカード１０（図６参照）を製造する工程について説明する。上述のようなＭＥＭＳ技術を用いた方法で上記プローブ２および上記位置決めポスト４がプローブ基板３上に形成された複数のプローブユニット１を用意し、図５（ａ）に示すように、平坦なステージ８上の所定の位置に、上記プローブ２および位置決めポスト４が配置された面が下側になり、上記プローブユニット１が上記位置決めポスト４によって支持されるように、上記プローブユニット１を配置する。
【００２７】
所定の位置に全てのプローブユニット１を配置したら、図５（ｂ）に示すように、上向きになった上記複数のプローブユニット１のプローブ基板３の底面に固定用樹脂７を塗布する。この後、図５（ｃ）に示すように、中継配線基板９を構成するＳＴ基板２０を上から上記プローブユニット１のプローブ基板３の固定用樹脂７が塗布された底面へと押し付けて、上記プローブ基板３を上記中継配線基板９のＳＴ基板２０に接合する。
【００２８】
この時、複数のプローブユニット１は、プローブ基板３の厚みの違い、あるいは塗布されるレジスト層の厚みの違いによりプローブ基板３の裏面からプローブ２の先端までの高さにバラツキが生じる。本発明の方法では、プローブ２の先端を基準にしてプローブユニット１を組み立てるので、高さ方向のバラツキを固定用樹脂７によって吸収する。図５の例では、真ん中に位置するプローブユニット１が最も高さが低いが、図５（ｄ）の段階で固定用樹脂７の厚さは真ん中に位置するプローブユニット１が最も厚くなり、他のプローブユニット１と高さが自動的に揃うので、高さ方向の調整を行う必要がない。
【００２９】
このようにして、上記プローブユニット１が上記中継配線基板９のＳＴ基板２０に実装されたら、図５（ｅ）に示すように、上記メイン基板６を１８０度回転させて、上記プローブユニット１が上になるようにする。この後、全ての位置決めポスト４を除去し、ＳＴ基板２０とプローブ基板３に設けた電極パッド２２とをワイヤ配線２８によって電気的に接続すると図５（ｆ）の状態となる。
【００３０】
中継配線基板９は、積層配線が形成されたＳＴ基板２０とガイド板２１を接合して作成する。さらに、ガイド２４を用いてガイド板２１を保持し、中継配線基板９をメイン基板６と所定の間隔で配置しコネクトピンを用いて電気的に接続し、補強板２５とメイン基板６との接合を行うと、図６に示すようなプローブカード１０が完成する。
【００３１】
本発明のプローブカードの製造方法では、上述のように、位置決めポスト４を最終的には除去する必要がある。位置決めポスト４は完全に除去する必要はなく、多少の痕跡が残っていても構わないが、位置決めポスト４を除去しやすい形状とすることが好ましい。図８に示すのが、位置決めポスト４の様々な形状を示したものである。
【００３２】
図８（ａ）に示すのは、位置決めポスト４の最下部にＡｕパターン１８を形成し、プローブ基板３から位置決めポスト４が剥離し易くしたものである。図８（ｂ）に示すのは、位置決めポスト４の最下層１９を上層よりも小さくすることで位置決めポスト４が剥離し易くしたものである。図８（ｃ）に示すのは、図８（ａ）と（ｂ）を組合わせたもので、位置決めポスト４の最下部にＡｕパターン１８を形成し、さらに、位置決めポスト４の最下層１９を上層よりも小さくしたものであり、これにより、より位置決めポスト４を簡単に除去することができる。
【００３３】
このように、本発明のプローブユニット１を用いて、上述の工程によって上記プローブユニット１が複数搭載されたプローブカード１０を製造することで、上記プローブカード１０に実装されたプローブ２の先端の高さは全て同じ高さに揃えることが可能となり、より精度の高いプローブカードが実現できる。
【符号の説明】
【００３４】
１      プローブユニット
２      プローブ
３      プローブ基板
４      位置決めポスト
５      配線層
６      メイン基板
７      固定用樹脂
８      ステージ
９      中継配線基板
１０    プローブカード
１１、１５、１７    フォトレジスト
１２、１６    開口
１３    導電体
１４    犠牲層
１８    Ａｕパターン
１９    最下層
２０    ＳＴ基板
２１    ガイド板
２２    電極パッド
２３    配線
２４    ガイド
２５    補強板
２６    外部端子
２７    内部配線
２８    ワイヤ配線
【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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【図８】
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