(57)【要約】【課題】コンタクトユニットをメイン基板に対してスムーズに上下動させられ、かつ、コンタクトユニットの水平方向の移動を抑制できるプローブカードを提供する。【解決手段】メイン基板２と、コンタクトプローブ３１が形成されたコンタクトユニット３と、メイン基板２の下方において、コンタクトユニット３を上下動可能に支持する２以上の板ばね４とを備える。板ばね４は、一端がメイン基板２の下面側に固着され、他端がコンタクトユニット３の周縁部に固着されてコンタクトユニット３が支持される。板ばね４が幅方向へ変位し難いことを利用して、コンタクトユニット３は水平方向への移動が抑制され、上下方向の移動のみできるようにする。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
メイン基板と、
複数のコンタクトプローブが形成されたコンタクトユニットと、
上記メイン基板の下方において、上記コンタクトユニットを上下動可能に支持する２以上の板ばねとを備え、
上記板ばねの一端が上記メイン基板の下面側に固着され、他端が上記コンタクトユニットの周縁部に固着されていることを特徴とするプローブカード。
【請求項２】
上記板ばねは、上記コンタクトユニットを挟んで対向して配置された１対の板ばねで構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】
上記板ばねは、幅方向が互いに交差するように配置された３以上の板ばねで構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４】
上記板ばねは、上記コンタクトユニットを挟んで対向して配置された２対の板ばねで構成され、１対の板ばねの幅方向が他の１対の板ばねの幅方向と交差し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コンタクトプローブ（接触探針）を接触させて、電極パッドの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コンタクトプローブが配列されている。そして、コンタクトプローブから入った電気信号は多層配線基板の配線を通じて、この多層配線基板に所定間隔に配置された外部端子に導かれるように構成されている。
【０００３】
このプローブカードを使用して半導体ウエハ上のデバイスの電気的特性を検査する場合には、プローブカードをプローブ装置に取付け、プローブカードの外部端子の電気信号をプローブ装置外に取出せるように電気的な接続を行う。そして、コンタクトプローブを電極パッドに押し付けることにより、電気信号を取出すことができる。
【０００４】
コンタクトプローブと電極パッドとを良好に導通させるためには、単にコンタクトプローブを電極パッドに接触させるだけでなく、コンタクトプローブに電極パッドを押圧する所定の針圧を与えて、コンタクトプローブを電極パッドに押し付けた状態にしておく必要がある。特に、複数の電極パッドに僅かな高低差がある場合には、全てのコンタクトプローブが電極パッドに接触するまでコンタクトプローブを電極パッドに押し付ける動作（オーバードライブ）が行われている。
【０００５】
本願出願人は、上記オーバードライブを行うために、特許文献１に開示されているプローブカードを提案した。特許文献１に開示されているプローブカードは、メイン基板と、コンタクトプローブが形成されたコンタクト基板を含むコンタクトユニットと、このコンタクトユニットをメイン基板に対し上下動可能に支持するストッパとを備えている。このプローブカードは、コンタクトユニットをストッパで受け止めることにより、コンタクトユニットをメイン基板から吊り下げるように構成されている。さらに、コンタクトユニットは、オーバードライブ時にコンタクトプローブに所定の荷重がかかるように荷重部材が取り付けられている。
【０００６】
このような構成によれば、メイン基板と共にコンタクトプローブを検査対象物に向かって下降させ、コンタクトプローブを検査対象物に接触させた後、さらに、メイン基板を下降させると、ストッパからコンタクトユニットが離れ、各コンタクトプローブには実質的にコンタクトユニットの重量のみが付与されてオーバードライブが行われる。
【０００７】
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コンタクトプローブを配置させたプローブカードが必要となる。
【０００８】
従って、検査対象物の電極パッドの狭ピッチ化に伴って、コンタクトプローブも狭いピッチで、しかも、より小さく形成されてきている。そのため、オーバードライブ時にコンタクトプローブにかけられる最大オーバードライブ量も小さくなってきている。
【０００９】
しかし、コンタクトユニットの重量によって検査対象物に接触したコンタクトプローブに荷重(針圧)をかける場合、僅かなオーバードライブ量で許容最大針圧に到達してしまう。このように、少ないオーバードライブ量で許容最大針圧に達してしまうと、狭ピッチ化に対応した小さいコンタクトプローブの針圧をオーバードライブ量により制御するのは非常に困難となる。
【００１０】
そこで、本願出願人は、図６に示すように、コンタクトプローブＢを備えるコンタクトユニットＣがメイン基板Ｄに固定されるストッパＥにより上下動可能に支持され、かつ、コンタクトユニットＣの上面とメイン基板Ｄの下面との間に複数のコイルばねＦが配置された構造のプローブカードＡを提案した。
【００１１】
さらに、このプローブカードＡは、メイン基板Ｄ側にコイルばねＦの端部を受ける板状のばね受けＧを設けており、このばね受けＧの背面（上面）にばね調整ネジＨを当接させるようにしている。このばね調整ネジＨはメイン基板Ｄの上面に固定される補強板Ｊに貫通させて形成されたネジ孔Ｋに螺合させるようになっている。コンタクトユニットＣは、ストッパＥにより受け止められているので、このばね調整ネジＨのばね受けＧに対する押し込み量を調整して、コイルばねＦのコンタクトユニットＣに対する付勢力を調整するようになっている。このようにコイルばねＦの付勢力を調整することにより、オーバードライブ時のコンタクトプローブＢにかかる荷重(針圧)を調整できる。
【００１２】
このような構成のプローブカードＡは、コンタクトユニットＣにわざわざ荷重部材を取り付けることなく、コンタクトユニットＣの重さと、コイルばねＦの弾性力及びコンタクトプローブＢの弾性力の双方の弾性力によってコンタクトプローブＢに針圧をかけることができる。プローブカードＡをこのような構成にすることにより、コンタクトユニットＣの重さだけでは必要最低針圧に至らないようにコンタクトユニットＣの重量を設定し、コイルばねＦの弾性力及びコンタクトプローブＢの弾性力の双方の弾性力により、所定のオーバードライブ量で許容最大針圧に到達するように設定することができる。
【００１３】
その結果、コンタクトプローブＢの針圧をコイルばねＦの弾性力及びコンタクトプローブＢの弾性力で制御することにより、許容最大針圧に到達するまでのオーバードライブ量を大きくすることができるので、小さいコンタクトプローブであっても、オーバードライブ量によるオーバードライブ時の針圧の制御が行い易くなる。
【００１４】
【特許文献１】特開２００７−５１９０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
ところで、図６に示すプローブカードＡでは、ストッパＥは、コンタクトユニットＣを構成する板状のガイド部材Ｍの下面に当接するリング板状の支持部材Ｅ１と、この支持部材Ｅ１に設ける貫通孔に挿通され、一端にフランジ部を有する固定ネジＥ２と、この固定ネジＥ２に嵌め合わされるスペーサＥ３とから構成されている。固定ネジＥ２を支持部材Ｅ１の下面側から貫通孔に挿通し、支持部材Ｅ１から突出した固定ネジＥ２にスペーサＥ３を嵌合して、スペーサＥ３と共に固定ネジＥ２をガイド部材Ｍに形成したガイド孔Ｍ１に挿通させる。そして、この状態で固定ネジＥ２をメイン基板Ｄに対してネジ締めすることにより、支持部材Ｅ１がスペーサＥ３により所定間隔を維持した状態で固定され、さらに、コンタクトユニットＣのガイド部材Ｍが支持部材Ｅ１に受け止められた状態になる。
【００１６】
このようにコンタクトユニットＣは、ストッパＥの固定ネジＥ２に沿って上下動する構成となっている。そして、コンタクトユニットＣの上下動をスムーズに行わせるために、スペーサＥ３の外径よりもガイド部材Ｍのガイド孔Ｍ１の内径を大きくし、スペーサＥ３とガイド孔Ｍ１との間に所定のクリアランスを設けている。
【００１７】
しかしながら、スペーサＥ３とガイド孔Ｍ１との間にはクリアランスがあるため、コンタクトユニットＣが上下動するときに、コンタクトユニットＣがこのクリアランスの範囲内で水平方向に動くことがあった。
【００１８】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、コンタクトユニットをメイン基板に対して上下動可能に弾性支持し、かつ、コンタクトユニットの水平方向の移動を抑制できる支持部材を有す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】
【００１９】
第１の本発明によるプローブカードは、メイン基板と、複数のコンタクトプローブが形成されたコンタクトユニットと、上記メイン基板の下方において、上記コンタクトユニットを上下動可能に支持する２以上の板ばねとを備え、上記板ばねの一端が上記メイン基板の下面側に固着され、他端が上記コンタクトユニットの周縁部に固着されることにより上記コンタクトユニットを支持するように構成されている。
【００２０】
本発明のプローブカードによれば、非検査時においては、上記板ばねにより、上記メイン基板の下方に上記コンタクトユニットを上記メイン基板の下面との間に所定の間隔を有した状態で支持でき、検査時には、上記板ばねを板面に対し垂直な方向に湾曲するように弾性変形させて上記コンタクトユニットを上下方向にのみスムーズに移動させることができ、水平方向への移動は抑制できるので、良好な電気的特性検査を行うことができる。
【００２１】
具体的には、非検査時においては、上記板ばねを介して上記メイン基板の下方に上記コンタクトユニットが上記メイン基板の下面との間に所定の間隔を有した状態で支持される。そして、検査時のオーバードライブ時には、上記コンタクトプローブが検査対象物に圧接して、上記コンタクトユニットが上記メイン基板に向けて移動しようとする。このとき、上記板ばねにおける上記コンタクトユニットと上記メイン基板とに固着されていないフリーな面が板面に対し垂直な方向に湾曲し、上記コンタクトユニットはスムーズに上方向に向けて移動することができる。
【００２２】
さらに、上記板ばねは、両端の平面部分が上記メイン基板と上記コンタクトユニットに固着されているため、上記板ばねは、上記一端から上記他端への方向を板ばねの長さ方向とすると、この長さ方向と直交する幅方向には変形し難い。従って、オーバードライブ時、上記板ばねにおける上記フリーな面は、水平方向のうち、板ばねの幅方向には変形し難いので、上記コンタクトユニットは、上記板ばねによって上記メイン基板に支持されることにより、上下方向の移動はスムーズに行われ、水平方向への移動は抑制される。従って、上記コンタクトプローブは、検査対象物の検査対象領域から外れにくくなる。
【００２３】
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、上記板ばねは、上記コンタクトユニットを挟んで対向して配置された１対の板ばねで構成されている。このように１対の板ばねを対向させて配置させることにより、上記コンタクトユニットを上記メイン基板の下面と平行となるように支持でき、しかも、オーバードライブ時における上記コンタクトユニットの上下方向の移動をスムーズに行え、少なくとも板ばねの幅方向への移動は抑制できる。
【００２４】
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、上記板ばねは、幅方向が互いに交差するように配置された３以上の板ばねで構成されている。このように幅方向が互いに交差するように３以上の板ばねを配置することにより、それぞれの板ばねにより、その板ばねの幅方向の移動を抑制できるので、それぞれの板ばねにより異なる水平方向への移動が抑制される。従って、上記コンタクトユニットは、水平方向の移動が抑制され、オーバードライブ時においては上記コンタクトユニットの上下方向にスムーズに移動することができるので、上記コンタクトプローブが検査対象物の検査対象領域内から外れてしまうのを防止できる。
【００２５】
第４の本発明によるプローブカードは、上記構成に加えて、上記板ばねは、上記コンタクトユニットを挟んで対向して配置された２対の板ばねで構成され、１対の板ばねの幅方向が他の１対の板ばねの幅方向と交差するように構成されている。このように１対の板ばねにより、水平方向におけるこの１対の板ばねの幅方向（第１幅方向）への上記コンタクトユニットの移動を阻止でき、また、他の１対の板ばねにより、この他の１対の板ばねの幅方向（第２幅方向）であって、第１幅方向と交差する方向への上記コンタクトユニットの移動を阻止できる。従って、上記コンタクトユニットが水平方向のうち、異なる２方向への移動が抑制されるので、上記コンタクトプローブは、常に検査対象物の検査対象領域内に当接させることができる。しかも、２対の板ばねは、それぞれの対において上記コンタクトユニットを挟んで対向して配置されるので、上記コンタクトユニットを上記メイン基板の下面と略平行になるように上記メイン基板に支持することができる。このように、本発明のプローブカードによれば、上記コンタクトユニットを上記メイン基板の下面と略平行となるように支持でき、しかも、オーバードライブ時における上記コンタクトユニットの上下方向の移動をスムーズに行え、水平方向へのあらゆる方向への移動を良好に抑制できるので、電気的特性検査を確実に行うことができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明のプローブカードによれば、非検査時においては、２以上の上記板ばねにより、上記メイン基板の下方に上記コンタクトユニットを上記メイン基板の下面との間に所定の間隔を有するように確実に支持でき、検査時には、上記板ばねを板面に対し垂直な方向に湾曲するように弾性変形させて上記コンタクトユニットを上下方向にのみスムーズに移動させ、水平方向への移動は抑制して、良好な電気的特性検査を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
実施の形態１.
以下、本発明にかかるプローブカードの実施の形態１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の一例を示した外観図であり、下方から見た図を示している。図２は、プローブカード１の概略断面図が示されている。図３は、フレキシブル基板が接続される前の状態のプローブカード１の概略全体斜視図が示されている。なお、図３では、コンタクトプローブは省略している。
【００２８】
プローブカード１は、図２に示すように、メイン基板２と、メイン基板２に対して上下動可能に支持され、複数のコンタクトプローブ３１を有するコンタクトユニット３とを備えている。コンタクトユニット３は、メイン基板２に固定される板ばね４によりメイン基板２に対して上下動可能に支持されている。
【００２９】
メイン基板２は、図１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２１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。メイン基板２は、プローブ装置に着脱可能に取り付けられ、コンタクトユニット３を支持する基板である。外部端子２１は、メイン基板２の周縁部に多数形成されている。メイン基板２の上面は、補強板５の下面全面とねじ固定されており、メイン基板２と補強板５とは一体化されている。
【００３０】
コンタクトユニット３は、メイン基板２の下方に配置され、メイン基板２に固定される板ばね４を介して、メイン基板２に上下動可能に支持される。コンタクトユニット３は、多数のコンタクトプローブ３１が形成されたコンタクト基板３２と、このコンタクト基板３２の上面と接合されるバッキングプレート３３と、バッキングプレート３３の上面と接合される板ばね固定板３４とを備えている。
【００３１】
本実施の形態では、コンタクト基板３２は、矩形で、下面に多数のコンタクトプローブ３１が形成されると共に、配線パターンが形成されている。配線パターンは、電源供給線、グランド線及び信号線の各配線パターンにより形成されている。また、本実施の形態では、コンタクトプローブ３１は、電気鋳造法により形成された金属針により構成されている。さらに、本実施の形態では、コンタクト基板３２の下面の中央に、多数のコンタクトプローブ３１が２列に整列配置されている。
【００３２】
バッキングプレート３３は、コンタクト基板３２の平面積よりも平面積が大きい矩形状の金属板で、下面がコンタクト基板３２の上面の全体と接合され、かつ、上面の全面が板ばね固定板３４の下面と接合されている。
【００３３】
コンタクト基板３２の周縁部には、コンタクトプローブ３１と導通している多数の電極パッドが設けられている。コンタクト基板３２上の電極パッドはフレキシブル基板６の一端に設けられた電極パッドとワイヤでボンディングされている。
【００３４】
フレキシブル基板６の他端部は、メイン基板２に接続されているので、メイン基板２とコンタクト基板３２は導通している。フレキシブル基板６は、コンタクトユニット３の上下動に合わせて変動するように、緩やかな曲面を持たせてメイン基板２とバッキングプレート３３とに接続されている。
【００３５】
フレキシブル基板６は、メイン基板２及びコンタクト基板３２を電気的に接続する導電線の集合体であり、可撓性を有する薄い絶縁性基板上に配線パターンが形成されている。ここでは、メイン基板２側を３つに分岐させた形状からなるフィルム基板が用いられており、各分岐部分の先端には、図１に示すように、メイン基板２のコネクタ２３と着脱可能に係合させるコネクタ６１がそれぞれ設けられている。本実施の形態では、フレキシブル基板６は、ポリイミドを主成分とする可撓性を有するフィルム上に配線パターンが印刷されたフレキシブルプリント回路基板（ＦＰＣ）を用いている。なお、図２に示す概略断面図では、フレキシブル基板６は、直接、メイン基板２に接続された状態を示している。
【００３６】
板ばね固定板３４は、バッキングプレート３３の平面積よりも平面積が大きい矩形状の金属で形成されている。板ばね固定板３４は、メイン基板２と対向させて配置されている。板ばね固定板３４は、バッキングプレート３３からはみ出た部分の下面が板ばね４に固定されている。
【００３７】
板ばね４は、上下２箇所に屈曲部分を有し、メイン基板２の下面と平行な面を有する上部固着部４１と、この上部固着部４１と平行な面を有する下部固着部４２と、これら上部固着部４１と下部固着部４２を連結し、上下方向に延びる弾性変形部４３とを有する。上部固着部４１と下部固着部４２とは、それぞれの面が対向するように形成されている。本実施の形態では、図３に示すように、４つの板ばね４を用いており、矩形の板ばね固定板３４の４辺の縁部中央部にそれぞれ配置されている。即ち、２対の板ばね４がそれぞれ板ばね固定板３４を挟んで対向して配置されている。
【００３８】
板ばね４の上部固着部４１は、その上面をメイン基板２の下面に固着するようになっており、下部固着部４２は、その上面をコンタクトユニット３の板ばね固定板３４の下面に固着するようになっている。従って、板ばね固定板３４は、板ばね４の上部固着部４１と下部固着部４２との間に配置されて板ばね４に支持された状態となっている。
【００３９】
本実施の形態では、コンタクト基板３２とバッキングプレート３３と板ばね固定板３４とを接合させた状態で、板ばね固定板３４の下面における外周縁が、板ばね４の下部固着部４２に固着される。このように板ばね４により、非検査時においては、メイン基板２の下面と板ばね固定板３４の上面との間に所定の隙間９を有した状態で、しかも、コンタクトユニット３のコンタクト基板３２の下面がメイン基板２の下面に対して平行になるように、コンタクトユニット３がメイン基板２に吊り下げられた状態で支持される。
【００４０】
検査時においては、検査対象物が上に移動するので、コンタクトプローブ３１が検査対象物に接触する。さらに、オーバードライブを行って、コンタクトプローブ３１を検査対象物に圧接させる。このとき、板ばね４の下部固着部４２は板ばね固定板３４に固着されているので、オーバードライブによりコンタクトプローブ３１が検査対象物によって上方向に向かって押されると、板ばね４の弾性変形部４３は、図２の仮想線（二点破線）に示すように、板ばね固定板３４が配置されている側とは反対側に湾曲し、コンタクトユニット３は、メイン基板２に向かって動く。
【００４１】
本実施の形態では、コンタクトプローブ３１は、オーバードライブ時においては、板ばね４の弾性力によって検査対象物側に向かって付勢されることになるので、オーバードライブによりコンタクトプローブ３１が検査対象物に押し付けられていくとき、板ばね４の弾性力により徐々に針圧が増加していく。その結果、プローブカード１は、オーバードライブ量を制御し易く、コンタクトプローブ３１の破損が起こり難い。
【００４２】
さらに、本実施の形態では、４つの板ばね４がコンタクトユニット３の周縁部にほぼ等間隔で配置されることにより、２対の板ばね４がそれぞれコンタクトユニット３を挟んで対向させて配置された状態になっている。このように、２対の板ばね４をコンタクトユニット３を挟んで対向配置させているので、隣り合う板ばね４は、互いに幅方向（図３に示す矢印ｘ方向）が直交することになり、板ばね４は幅方向に変位し難いことから、コンタクトユニット３の水平方向への移動を効果的に抑制できる。なお、板ばね４の幅方向（図３に示す矢印ｘ方向）とは、メイン基板２に固定される一端から板ばね固定板３４に固定される他端への方向を板ばね４の長さ方向としたときに、この長さ方向と直交する方向をいう。
【００４３】
即ち、板ばね４は、両端の上部固着部４１及び下部固着部４２の平面部分がメイン基板２及び板ばね固定板３４に固着されているため、幅方向には変形し難い。従って、オーバードライブ時、板ばね４の弾性変形部４３は、水平方向のうち、板ばねの幅方向には変形し難いので、板ばね４に支持されているコンタクトユニット３は、上下方向の移動はスムーズに行われ、水平方向への移動は抑制される。
【００４４】
特に本実施の形態では、４つの板ばね４によりコンタクトユニット３を支持しており、２対のうちの１対の板ばね４により水平方向のＸ方向への移動を阻止でき、他の１対の板ばね４によりＸ方向と直交するＹ方向への移動を阻止することができる。その結果、コンタクトユニット３は、上下動のみが許容され、水平方向の移動は抑制されるので、オーバードライブを行っても、コンタクトプローブ３１を検査対象物である電極パッドに確実に接触させることができ、確実に電気的特性検査を行うことができる。
【００４５】
なお、本実施の形態では、板ばね４は、板ばね固定板３４の４辺の縁部にそれぞれ１つずつ配置させたが、８個の板ばね４を用い、板ばね固定板３４における４辺の縁部の各辺に２つずつ板ばね４を配置させるようにしてもよい。
【００４６】
また、板ばね４の形状は、上部固着部４１及び下側固着部４２が対向しないようにＺ字形状に形成するようにしてもよい。この場合、上部固着部４１は、コンタクトユニット３に対して反対側に延びた状態に配置してこの上部固着部４１の上面をメイン基板２に固着し、下側固着部４２の上面で板ばね固定板３４の下面を支持する。
【００４７】
実施の形態２．
上記実施の形態１では、コンタクトユニットを板ばねで支持し、かつ、この板ばねの弾性力でコンタクトプローブに針圧を与えるようにプローブカードを構成した。本実施の形態では、板ばね４は主としてコンタクトユニット３を支持するために用い、コンタクトユニット３とメイン基板２との間にコイルばね７４を配置することにより、このコイルばね７４によりコンタクトプローブ３１に針圧を与えるように構成している。
【００４８】
本実施の形態も、メイン基板２とこのメイン基板２の下方に配置されるコンタクトユニット３と、メイン基板２の上面に接合される補強板５と、メイン基板２とコンタクトユニット３を電気的に接続するフレキシブル基板６とを備えている。コンタクトユニット３も、上記実施の形態１と同様に、コンタクトプローブ３１が設けられたコンタクト基板３２と、バッキングプレート３３と、板ばね固定板３４とを備えている。コンタクトユニット３は、板ばね固定板３４の上面にコイルばね７４を圧接させる円形凹部３４ａが形成された点を除き、各構成部材の形状は、上記実施の形態１と同じ構成をしているので説明を省略する。
【００４９】
本実施の形態では、メイン基板２は、上記実施の形態１と形状と大きさはほぼ同じであり、図４に示すように、中央部に、ばね受け位置調整ネジ７１を挿通させる貫通孔２４が形成されている。メイン基板２の上面に接合される補強板５も上記実施の形態１と形状と大きさはほぼ同じであるが、図４に示すように、中央に、ばね受け位置調整ネジ７１が螺合するネジ孔５１が貫通して形成されている。このネジ孔５１及びメイン基板２の貫通孔２４の中心は同心となっている。
【００５０】
メイン基板２の下面には、中央部に開口部７２ａが形成されたリング又は矩形状の板状のばね受け保持板７２の上面全面が接合されており、メイン基板２と一体化されている。このばね受け保持板７２の開口部７２ａ内に円板状のコイルばね受け７３が上下動可能に収納される。
【００５１】
コンタクトユニット３は、板ばね固定板３４に固定される板ばね４を介して、メイン基板２に上下動可能に支持される。板ばね４は、上記実施の形態１と同じ形状をしており、上部固着部４１と下側固着部４２と弾性変形部４３とを有している。
【００５２】
板ばね固定板３４は、矩形の板部材からなり、メイン基板２と対向する上面の中央部には、コイルばね７４の端部が圧接する複数の円形凹部３４ａが形成されている。これら円形凹部３４ａは、板ばね固定板３４の中心に１つ形成され、さらに、この中心の円形凹部３４ａの周りに周方向に均等に複数の円形凹部３４ａが形成されている。
【００５３】
コイルばね受け７３は、円形又は矩形状の板状部材からなり、板ばね固定板３４と対向する面（下面）の中心部にコイルばね７４の１つを受ける円形凹部７３ａが形成され、この中心の円形凹部７３ａの周りに、板ばね固定板３４に形成した円形凹部３４ａに対向させて複数の円形凹部７３ａが形成されている。
【００５４】
補強板５に形成したネジ孔５１には、ばね受け位置調整ネジ７１がネジ締めされる。このばね受け位置調整ネジ７１の先端面が、コイルばね受け７３におけるメイン基板２と対向する上面の中心に当接するようになっている。ばね受け位置調整ネジ７１は、軸部の長手方向の略全長にネジ山が形成され、先端面が平面になっており、この先端面をコイルばね受け７３に当接させるようになっている。
【００５５】
そして、コンタクト基板３２とバッキングプレート３３と板ばね固定板３４とを接合させてコンタクトユニット３を構成しておく。次に、板ばね４の下側固着部４２を板ばね固定板３４に固定しておき、ばね受け保持板７２の開口部７２ａ内に円板状のコイルばね受け７３を配置させる。そして、コイルばね受け７３の円形凹部７３ａと板ばね固定板３４の円形凹部３４ａとの間にコイルばね７４を配置させ、板ばね４の上部固着部４１をメイン基板２に固着することにより、コンタクトユニット３は板ばね４を介してメイン基板２に支持される。
【００５６】
このように、コンタクトユニット３とメイン基板２との間にコイルばね７４を配置させた状態でコンタクトユニット３を板ばね４によりメイン基板２に固定した後、ばね受け位置調整ネジ７１を補強板５の上面からネジ孔５１にネジ締めしていく。そして、メイン基板２の貫通孔２４を挿通させて、ばね受け位置調整ネジ７１の先端面をコイルばね受け７３の上面の中央に押し当てる。
【００５７】
さらに、ばね受け位置調整ネジ７１をネジ締めしていくことにより、コイルばね７４の弾性力に逆らってコイルばね受け７３が開口部７２ａ内においてコンタクトユニット３側に向けて移動していく。コイルばね受け７３と板ばね固定板３４とに挟まれたコイルばね７４は、その反発力によりコンタクトユニット３を付勢する。このように、コイルばね受け７３の下面と板ばね固定板３４の上面との距離を調整して、コイルばね７４の反発力が所定の付勢力となるまで、ばね受け位置調整ネジ７１をコイルばね受け７３に対してネジ締めしていく。
【００５８】
本実施の形態では、コイルばね７４を用いて、コンタクトプローブ３１の針圧を制御するようにしているので、板ばね４は、板厚が薄く、幅が広くなるように形成して、コイルばね７４の反発力によるコンタクトユニット３に対する付勢を阻害しない程度に、上下方向への弾性力が弱くなるようにし、しかも、水平方向へ変位しないようにしている。このように板ばね４を形成することにより、主としてコイルばね７４によってコンタクトユニット３を付勢することにより、オーバードライブ時にコンタクトプローブ３１に所定の荷重(針圧)をかけることができる。しかも、これら板ばね４により、コンタクトユニット３の水平方向への移動は抑制し、コンタクトユニット３の上下動はスムーズに行うことができる。
【００５９】
本実施の形態では、検査対象物を上昇させて、コンタクトユニット３のコンタクトプローブ３１を検査対象物に接触させ、さらに、オーバードライブすることにより、コンタクトプローブ３１が検査対象物によって押さえ付けられる。このとき、コイルばね７４は、コイルばね受け７３によって圧縮された上、さらに、メイン基板２とコンタクトユニット３とにより圧縮された状態となり、しかも、同時に、板ばね４の弾性変形部４３が湾曲して弾性変形を起こすので、コンタクトユニット３は上方向に動く。
【００６０】
コンタクトプローブ３１は、オーバードライブ時において、コイルばね７４の弾性力と、板ばね４の弾性力によって検査対象物側に向かって付勢されるため、コンタクトプローブ３１が検査対象物に押し付けられていくとき、徐々にコンタクトプローブ３１の針圧が増加していき、コンタクトプローブ３１は破損が起こり難くなる。しかも、ばね受け位置調整ネジ７１のネジ孔５１へのネジ込み量を調整して、コンタクトプローブ３１が破損せず、しかも、全てのコンタクトプローブ３１を検査対象物に接触させることができるように、コイルばね７４による付勢力を調整できる。
【００６１】
実施の形態３.
本実施の形態は、図５に示すように、コンタクトユニット３の板ばね固定板３４とメイン基板２との間に、板ばね固定板３４とメイン基板２とに弾性的に接触し、これら板ばね固定板３４及びメイン基板２を電気的に導通させるインターポーザ８が中間部材として設けられたプローブカード１である。
【００６２】
本実施の形態も、メイン基板２とこのメイン基板２の下方に配置されるコンタクトユニット３と、メイン基板２の上面に接合される補強板５とを備えている。コンタクトユニット３は、コンタクトプローブ３１が設けられたコンタクト基板３２と、板ばね固定板３４とを備えている。メイン基板２とコンタクトユニット３との電気的な接続は、インターポーザ８を用いて行っている。
【００６３】
本実施の形態では、メイン基板２は、上記実施の形態１と形状と大きさは同じであるが、図５に示すように、下面の中央部に、複数の端子電極２５が形成されている。補強板５とコンタクトユニット３のコンタクト基板３２とは、上記実施の形態１と同じものを使用しているので、同じ符号で示し、説明を省略する。
【００６４】
板ばね固定板３４は、コンタクト基板３２よりも平面積が大きい矩形をしており、上面に、メイン基板２の端子電極２５に対応する複数の端子電極３４ｂが形成されている。本実施の形態では、コンタクト基板３２は、その上面の全面が板ばね固定板３４の下面に接合されている。これらの端子電極３４ｂに、インターポーザ８の下部接触子８３が接触するようになっている。板ばね固定板３４には、端子電極３４ｂと導通する配線パターンが形成されており、この配線パターンは、コンタクト基板３２に形成する配線パターンを介して対応するコンタクトプローブ３１に電気的に導通されている。
【００６５】
本実施の形態では、メイン基板２と板ばね固定板３４の間にインターポーザ８が設けられている。インターポーザ８は、図５に示すように、例えばセラミックによって形成された接続子支持基板８１と、接続子支持基板８１の上面にメイン基板２に設ける端子電極２５に対応させて設けられた弾性変形自在な複数の上部接触子８２と、接続子支持基板８１の下面に板ばね固定板３４の端子電極３４ｂに対応させて設けられた弾性変形自在な複数の下部接触子８３とを有している。さらに、インターポーザ８は、接続子支持基板８１の外周縁部に複数の貫通孔（図示せず）を形成すると共に、メイン基板２の下面にガイドピン８４を設けて、接続子支持基板８１の貫通孔にガイドピン８４を挿通させることにより、接続子支持基板８１が水平方向に移動せず、上下方向にのみ移動するようにしている。
【００６６】
インターポーザ８の上部接触子８２は、接続子支持基板８１から上方に向かって延び、それぞれの先端がメイン基板２の端子電極２５と電気的に接触させている。また、インターポーザ８の下部接触子８３は、接続子支持基板８１から下方に向かって延び、それぞれの先端が板ばね固定板３４に形成した端子電極３４ｂと電気的に接触させている。これらの接触子８２，８３は、いずれも弾性を有する金属によって弾性変形自在にピン状に形成され、しかも、ピンの長さ方向中間部に屈曲部を形成している。そして、これらの接触子８２，８３により、コンタクト基板３２とメイン基板２とを電気的に接続している。
【００６７】
コンタクトユニット３は、板ばね固定板３４に固定される板ばね４を介して、メイン基板２に上下動可能に支持される。板ばね４は、上部固着部４１と下側固着部４２と弾性変形部４３とを有しているが、上部固着部４１及び下側固着部４２が対向しないようにＺ字形状に形成している。そして、上部固着部４１は、先端がコンタクトユニット３に対して反対側に向くように配置してこの上部固着部４１の上面をメイン基板２に固着し、下側固着部４２の上面で板ばね固定板３４の下面を支持している。
【００６８】
そして、コンタクト基板３２と板ばね固定板３４とを接合させてコンタクトユニット３を構成し、板ばね４の下側固着部４２を板ばね固定板３４に固定しておく。また、インターポーザ８は、ガイドピン８４を接続子支持基板８１の貫通孔に挿通させてメイン基板２の下方側に配置させておく。そして、板ばね固定板３４の端子電極３４ｂがインターポーザ８の下部接触子８３と接触するように、コンタクトユニット３を配置し、板ばね４の上部固着部４１をメイン基板２に固着することにより、コンタクトユニット３は板ばね４を介してメイン基板２に支持された状態になる。このように、コンタクトユニット３とメイン基板２との間にインターポーザ８を配置させた状態でコンタクトユニット３は板ばね４を介してメイン基板２に固定された状態になる。
【００６９】
本実施の形態では、インターポーザ８と板ばね４とを用いて、コンタクトプローブ３１に針圧を与えるようにしている。従って、本実施の形態では、検査対象物を上昇させて、コンタクトユニット３のコンタクトプローブ３１を検査対象物に接触させ、さらに、オーバードライブすることにより、コンタクトプローブ３１が検査対象物によって押さえ付けられる。このとき、インターポーザ８の上部接触子８２と下部接触子８３が弾性変形し、同時に、板ばね４の弾性変形部４３が湾曲して弾性変形することにより、コンタクトユニット３が上方向に動く。
【００７０】
また、本実施の形態も、コンタクトユニット３は、４つの板ばね４により支持されているので、オーバードライブ時において上下方向の移動はスムーズに行われ、水平方向への移動は抑制される。
【００７１】
さらに、コンタクトプローブ３１は、オーバードライブ時において、インターポーザ８の弾性力と、板ばね４の弾性力によって検査対象物側に向かって付勢されるため、コンタクトプローブ３１が検査対象物に押し付けられていくとき、徐々にコンタクトプローブ３１の針圧が増加していき、コンタクトプローブ３１は破損が起こり難くなる。
【００７２】
また、上記各実施の形態では、コンタクトユニットを支持する部材として板ばねを用いており、その形状が上下２箇所に直角に屈曲する屈曲部を有する形状としたが、本発明の板ばねの形状は、これに限定されない。たとえば、湾曲形状の板ばねを用いることができる。この場合、円弧の一端側の平面部分をメイン基板に固着し、他端の平面部分をコンタクトユニットに固着することができる。
【００７３】
さらに、上記各実施の形態では、板ばねを４つ用いたが、板ばねの個数はこれに限定されない。本発明のプローブカードは、板ばねは２つ以上であればよい。例えば、コンタクトユニットの平面形状が矩形ではなく、円形、正三角形、正五角形、正六角形の場合でも、コンタクトユニットの水平方向への移動を良好に抑制できる。
【００７４】
具体的には、平面形状が円形のコンタクトユニットの場合には、円の大きさに応じて３つ以上の板ばねを各コンタクトユニットにそれぞれ周方向に等間隔に配置させる。周方向に等間隔に３つの板ばねを配置する場合には、全ての板ばねの幅方向が異なるので、円形のコンタクトユニットであっても、水平方向のあらゆる方向への移動を抑制できる。多角形の場合には、それぞれの角部やそれぞれの辺の中央部に板ばねを配置させることにより、少なくとも２つの板ばねの幅方向が異なることになり、水平方向のあらゆる方向への移動を抑制できる。
【００７５】
また、例えば、コンタクトユニットの平面形状が矩形の場合、隣り合う２辺に板ばねを配置するようにしてもよい。このように板ばねを配置した場合でも、それぞれの板ばねの幅方向が交差するので、２つの異なる水平方向への移動を抑制できる。
【００７６】
上記各実施の形態では、コンタクトプローブ３１は、電気鋳造法により形成したが、コンタクトプローブはこれに限定されない。例えば、板バネ状の金属の先端を尖鋭化させたプローブ、いわゆるカンチレバー式のプローブを用いることもできる。また、コンタクトプローブ３１は、コンタクト基板３２上において２列に整列配置されたものに限定されない。また、板ばねの断面形状も、コ字状に他に様々な形態が考えられ、例えば、Ｚ字状、Σ字状なども、なんら制限を受けることなく本発明に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明の実施の形態１によるプローブカード１の一例を示した外観図であり、下方から見た図を示している。
【図２】本発明の実施の形態１によるプローブカード１の概略断面図を示している。
【図３】本発明の実施の形態１によるプローブカード１の概略斜視図を示している。
【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】従来のプローブカードの概略断面図を示している。
【符号の説明】
【００７８】
１  プローブカード
２  メイン基板
２１  外部端子
２２  開口部
２３  コネクタ
２４  貫通孔
２５  端子電極
３  コンタクトユニット
３１  コンタクトプローブ
３２  コンタクト基板
３３  バッキングプレート
３４  板ばね固定板
３４ａ  円形凹部
３４ｂ  端子電極
４  板ばね
４１  上部固着部
４２  下部固着部
４３  弾性変形部
５  補強板
５１  ネジ孔
６  フレキシブル基板
６１  コネクタ
７１  ばね受け位置調整ネジ
７２  ばね受け保持板
７２ａ  開口部
７３  コイルばね受け
７３ａ  円形凹部
７４  コイルばね
８  インターポーザ
８１  接続子支持基板
８２  上部接触子
８３  下部接触子
８４  ガイドピン
９  隙間
【図１】
2010043957.tif 000003
【図２】
2010043957.tif 000004
【図３】
2010043957.tif 000005
【図４】
2010043957.tif 000006
【図５】
2010043957.tif 000007
【図６】
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