(57)【要約】【課題】  ボンディングヘッドが電極パッドから剥がれてしまうおそれが解消されると共に、プローブおよび電極間の接触抵抗値が安定した実用的な、しかも、チップサイズの縮小化を図ることが可能な電気測定のためのコンタクトプローブを提供する。【解決手段】  コンタクトプローブ１１は、接触部１１ａと支軸部１１ｂとを備えて構成され、その先端の接触部１１ａが電極パッド４上に盛り上がって形成されたボンディングワイヤ５のボンディングヘッド６に接触させられて、半導体デバイス３の電気特性を測定する。接触部１１ａは、Ｖの字状に二股に分かれた形状をし、二股を押し広げる力に対抗して元の形状に復帰しようとする弾性を発揮する。支軸部１１ｂは、二股の根元部を一端部に支えて、接触部１１ａをプローブアーム１３に固定させる。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
盛り上がった電極に接触させられて被測定物の電気特性を測定する電気測定のためのコンタクトプローブにおいて、
二股に分かれた形状をし、二股を押し広げる力に対抗して元の形状に復帰しようとする弾性を発揮する接触部と、二股の根元部を支えて前記接触部をプローブアームまたはプローブカードに固定させる支軸部とを備えることを特徴とするコンタクトプローブ。
【請求項２】
前記支軸部は、前記支軸部の軸心方向に沿って伸び縮みする弾性を有する連結部を備えることを特徴とする請求項１に記載のコンタクトプローブ。
【請求項３】
前記支軸部は、前記支軸部の軸心方向と交差する前記接触部の延在方向に沿って伸び縮みする弾性を有する連結部を備えることを特徴とする請求項１に記載のコンタクトプローブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、盛り上がった電極に接触させられて被測定物の電気特性を測定する電気測定のためのコンタクトプローブに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の電気測定のためのコンタクトプローブとしては、例えば特許文献１の図１１や図１４に開示されたプローブがある。
【０００３】
同文献の図１１に開示されるプローブは、プローブカードによる半導体装置のプローブ検査時において、少なくとも先端がバンプ電極に対して傾斜するように設けられている。このプローブは、先端の上部側がプローブの延伸方向に延伸してなる延伸部を有する。延伸部は中心に溝が設けられた二股状の形状を有し、この延伸部によりプローブのワイプ部が構成される。プローブのバンプ接触部は、延伸部と、プローブ先端の下部側とにより構成される凹部によって構成される。当該凹部は、略球状の形状を有するバンプ電極の曲率に応じた半球状をしている。
【０００４】
同文献の図１４に開示されるプローブは、延伸部の溝がバンプ接触部から離間するにつれて幅が広くなる点を除いて、同文献の図１１に開示されるプローブと同様な形状をしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３−１４０１０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に開示された上記従来の各プローブは、図１に概念的に示すような、１本の棒状をした半円柱状金属１の先端に、二股状の延伸部２が一体に設けられた構造をしている。したがって、半導体デバイス３の電極パッド４上に盛り上がっているボンディングワイヤー５のボンディングヘッド６に、上記従来のプローブを接触させてプローブ検査をすると、プローブ保持部からプローブにかかる全ての力がプローブ先端の延伸部２に形成されたバンプ接触部に伝わる。このため、余計な力がプローブからボンディングヘッド６に伝わり、ボンディングヘッド６を押してボンディングヘッド６を電極パッド４から剥がしてしまうおそれがある。
【０００７】
また、プローブのバンプ接触部を構成する凹部は、上記のように、略球状の形状を有するバンプ電極の曲率に応じた半球状をしており、形状に汎用性がない。したがって、ボンディングヘッド６のような盛り上がり部の曲率がバンプ電極と異なる電極や、盛り上がり部の曲率が一定に定まらない電極に対しては、バンプ接触部の接触が不完全になる。このため、プローブ先端と電極との接触が不安定になって、プローブおよび電極間の接触抵抗値が安定せず、実用に耐えない。
【０００８】
また、従来、ワイヤーボンディングされている電極パッドには、プローブのニードル針を置くことができないため、その電極パッドの近隣にサービスパッドを設け、サービスパッドにニードル針を置いて、半導体デバイスの電気特性を測定している。このため、サービスパッドを設ける領域を半導体チップに確保する必要があり、チップサイズの縮小化がサービスパッドにより阻害されていた。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明はこのような課題を解決するためになされたもので、
盛り上がった電極に接触させられて被測定物の電気特性を測定する電気測定のためのコンタクトプローブにおいて、
二股に分かれた形状をし、二股を押し広げる力に対抗して元の形状に復帰しようとする弾性を発揮する接触部と、二股の根元部を支えて接触部をプローブアームまたはプローブカードに固定させる支軸部とを備えることを特徴とする。
【００１０】
本構成によれば、接触部の二股に分かれた間に盛り上がった電極を挟み、支軸部から二股の根元に力を加えて、接触部を電極に押しつけると、接触部の二股に分かれた先端が押し広げられる。接触部は、その弾性により、二股を押し広げる力に対抗して元の形状に復帰しようとするので、二股を押し広げる力に応じた接触圧を電極との間に生じさせて、電極とソフトにかつ確実に接触する。したがって、支軸部から接触部に余計な力が加わったとしてもその力は接触部の弾性に吸収されるので、盛り上がった電極に過度の力が加わるのが阻止される。このため、従来の、ボンディングワイヤのボンディングヘッドが電極パッドから剥がれてしまうおそれは解消される。また、接触部は、その二股が盛り上がった電極の曲率に応じて広がるため、電極の曲率にかかわらず、安定して電極と接触する。このため、プローブおよび電極間の接触抵抗値が安定した実用的なコンタクトプローブを提供することができる。さらに、従来困難であった、ワイヤーボンディングされている電極パッドにプローブを直接接触させることができるため、サービスパッドを設ける領域を半導体チップに確保する必要がなくなり、チップサイズの縮小化を図ることが可能になる。
【００１１】
また、本発明は、支軸部が、支軸部の軸心方向に沿って伸び縮みする弾性を有する連結部を備えることを特徴とする。
【００１２】
本構成によれば、支軸部から接触部に伝わる力が連結部の有する弾性によって支軸部の軸心方向において緩衝される。このため、支軸部から接触部に余計な力が伝わるのがより確実に阻止され、ボンディングヘッドが電極パッドから剥がれてしまうおそれはより確実に解消される。また、接触部はよりソフトにかつ確実に電極と接触し、より安定して電極と接触するようになる。
【００１３】
また、本発明は、支軸部が、支軸部の軸心方向と交差する接触部の延在方向に沿って伸び縮みする弾性を有する連結部を備えることを特徴とする。
【００１４】
本構成によれば、支軸部から接触部に伝わる力が連結部の有する弾性によって支軸部の軸心方向と交差する接触部の延在方向において緩衝される。このため、本構成によっても、支軸部から接触部に余計な力が伝わるのがより確実に阻止され、ボンディングヘッドが電極パッドから剥がれてしまうおそれはより確実に解消される。また、接触部はよりソフトにかつ確実に電極と接触し、より安定して電極と接触するようになる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、ボンディングヘッドが電極パッドから剥がれてしまうおそれが解消されると共に、プローブおよび電極間の接触抵抗値が安定した実用的な、しかも、チップサイズの縮小化を図ることが可能なコンタクトプローブを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】従来のコンタクトプローブの問題点を説明するための側面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態によるコンタクトプローブの側面図および平面図である。
【図３】第１の実施形態によるコンタクトプローブの使用時の状態を示す側面図である。
【図４】本発明の第２の実施形態によるコンタクトプローブの側面図である。
【図５】本発明の第３の実施形態によるコンタクトプローブの側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
次に、本発明のコンタクトプローブを実施するための形態について、説明する。
【００１８】
図２（ａ）は、本発明の第１の実施形態によるコンタクトプローブ１１の側面図、同図（ｂ）は平面図である。
【００１９】
コンタクトプローブ１１は、接触部１１ａと支軸部１１ｂとを備えて構成され、盛り上がった形状のあらゆる電極１２に接触させられて、被測定物の電気特性を測定する。
【００２０】
接触部１１ａは、タングステンやその合金等の板状の導電材料から形成され、Ｖの字状に二股に分かれた形状をし、二股を押し広げる力に対抗して元の形状に復帰しようとする弾性を発揮する。支軸部１１ｂは、１本の長い板状の同様な導電材料から形成され、二股の根元部を一端部に支えて、接触部１１ａをプローブアームまたはプローブカードに固定させる。
【００２１】
図３は、本実施形態によるコンタクトプローブ１１の使用時の状態を示す側面図である。なお、同図において図２と同一または相当する部分には同一符号を付してその説明は省略する。
【００２２】
同図に示すコンタクトプローブ１１は、支軸部１１ｂの他端部側が一般的なプローブアーム１３に固定されている。コンタクトプローブ１１は、その先端の接触部１１ａが電極パッド４上に盛り上がって形成されたボンディングワイヤ５のボンディングヘッド６に接触させられて、半導体デバイス３の電気特性を測定する。
【００２３】
このような本実施形態によるコンタクトプローブ１１によれば、接触部１１ａの二股に分かれた間に盛り上がった電極１２やボンディングヘッド６を挟み、支軸部１１ｂから二股の根元に力を加えて、接触部１１ａを電極１２やボンディングヘッド６にＡ方向（図２（ｂ）参照）に押しつけると、接触部１１ａの二股に分かれた先端が押し広げられる。接触部１１ａは、その弾性により、二股を押し広げる力に対抗してＢ方向（図２（ｂ）参照）へ戻って元の形状に復帰しようとするので、二股を押し広げる力に応じた接触圧を電極１２やボンディングヘッド６との間に生じさせて、電極１２やボンディングヘッド６とソフトにかつ確実に接触する。
【００２４】
したがって、支軸部１１ｂから接触部１１ａに余計な力が加わったとしてもその力は接触部１１ａの弾性に吸収されるので、盛り上がった電極１２やボンディングヘッド６に過度の力が加わるのが阻止される。このため、従来の、ボンディングヘッド６が電極パッド４から剥がれてしまうおそれは解消される。また、接触部１１ａは、その二股が盛り上がった電極１２やボンディングヘッド６の曲率に応じて広がるため、電極１２やボンディングヘッド６の曲率にかかわらず、安定して電極１２やボンディングヘッド６としっかり接触する。このため、電極１２やボンディングヘッド６およびプローブ１１間の接触抵抗値が安定した実用的なコンタクトプローブ１１を提供することができる。よって、このコンタクトプローブ１１によれば、ワイヤボンディングによる電気配線接続を傷付けて半導体デバイス３の特性を低下させることなく、正確に半導体デバイス３の電気特性を評価することが可能になるので、半導体デバイス製造の歩留まりは向上する。
【００２５】
さらに、従来困難であった、ワイヤーボンディングされている電極パッド４にプローブ１１を直接接触させることができる。このため、サービスパッドを設ける領域を半導体チップに確保する必要がなくなり、その領域の分だけチップサイズの縮小化を図ることが可能になる。また、サービスパッドを設けていた領域に新たな能動素子や受動素子を設けることができるので、半導体チップの高密度実装化を図ることが可能になる。この結果、近年強く求められている半導体チップサイズの縮小化と高密度実装化の双方を実現することが可能になる。
【００２６】
図４は、本発明の第２の実施形態によるコンタクトプローブ２１の側面図である。なお、同図において図３と同一または相当する部分には同一符号を付してその説明は省略する。
【００２７】
この第２の実施形態によるコンタクトプローブ２１は、支軸部１１ｂが連結部１１ｃを備える点だけが、第１の実施形態によるコンタクトプローブ１１と相違する。その他の構成は第１の実施形態によるコンタクトプローブ１１と同様である。連結部１１ｃは、支軸部１１ｂの軸心方向に沿って伸び縮みする弾性を有する。この連結部１１ｃは、一例として、導電材料から成る図示するような圧縮コイルバネによって構成される。
【００２８】
第２の実施形態によるコンタクトプローブ２１によれば、第１の実施形態によるコンタクトプローブ１１と同様な作用効果が奏されるのに加え、支軸部１１ｂから接触部１１ａに伝わる力が連結部１１ｃの有する弾性によって支軸部１１ｂの軸心方向において緩衝される。このため、支軸部１１ｂから接触部１１ａに余計な力が伝わるのがより確実に阻止され、ボンディングヘッド６が電極パッド４から剥がれてしまうおそれはより確実に解消される。また、接触部１１ａはよりソフトにかつ確実に電極１２やボンディングヘッド６と接触し、より安定して電極１２やボンディングヘッド６と接触するようになる。したがって、電極１２やボンディングヘッド６およびプローブ１１間の接触抵抗値はより安定した値を示すようになる。
【００２９】
図５は、本発明の第３の実施形態によるコンタクトプローブ３１の側面図である。なお、同図において図３と同一または相当する部分には同一符号を付してその説明は省略する。
【００３０】
この第３の実施形態によるコンタクトプローブ３１は、支軸部１１ｂが連結部１１ｄを備える点だけが、第１の実施形態によるコンタクトプローブ１１と相違する。その他の構成は第１の実施形態によるコンタクトプローブ１１と同様である。連結部１１ｄは、支軸部１１ｂの軸心方向と直角に交差する接触部１１ａの延在方向に沿って伸び縮みする弾性を有する。この連結部１１ｄも、一例として、導電材料から成る図示するような圧縮コイルバネによって構成される。
【００３１】
第３の実施形態によるコンタクトプローブ３１によれば、第１の実施形態によるコンタクトプローブ１１と同様な作用効果が奏されるのに加え、支軸部１１ｂから接触部１１ａに伝わる力が連結部１１ｄの有する弾性によって支軸部１１ｂの軸心方向と交差する接触部１１ａの延在方向において緩衝される。このため、本構成によっても、支軸部１１ｂから接触部１１ａに余計な力が伝わるのがより確実に阻止され、ボンディングヘッド６が電極パッド４から剥がれてしまうおそれはより確実に解消される。また、接触部１１ａはよりソフトにかつ確実に電極１２やボンディングヘッド６と接触し、より安定して電極１２やボンディングヘッド６と接触するようになる。
【００３２】
なお、本実施形態においては、支軸部１１ｂの軸心方向と接触部１１ａの延在方向とが直角に交差する場合について説明したが、直角に交差するのに限定されない。支軸部１１ｂの軸心方向と接触部１１ａの延在方向とが鋭角や鈍角に交差していてもよい。この場合においても上記の実施形態と同様な作用効果が奏される。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
上記各実施形態によるコンタクトプローブ１１，２１，３１は、電極パッド４上に盛り上がったボンディングワイヤ５のボンディングヘッド６とのコンタクトに限定されることはなく、ＷＬ−ＢＧＡ(Wafer Level - Ball Grid Array) パッケージにおける球状に盛り上がったバンプ電極などとのコンタクトにも使用することも可能である。そして、その測定対象はあらゆる素子の電気特性評価に使用可能であるが、交流（ＡＣ）高周波電圧ではなく、直流（ＤＣ）電圧の電気測定用に特に適している。交流電圧測定では、接触部１１ａや連結部１１ｃ，１１ｄが撓むため、測定電圧にノイズが乗りやすくなる。
【符号の説明】
【００３４】
３…半導体デバイス
４…電極パッド
５…ボンディングワイヤ
６…ボンディングヘッド
１２…盛り上がった電極
１３…プローブアーム
１１，２１，３１…コンタクトプローブ
１１ａ…接触部
１１ｂ…支軸部
１１ｃ，１１ｄ…連結部
【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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