(57)【要約】【課題】  高温状態及び低温状態における針先位置の変位量を同じにして、プローブの針先が目的とする電極に確実に接触するようにすることにある。【解決手段】  プローブカードは、配線基板と、該配線基板の上側に配置された板状の補強部材と、該補強部材の下側に配置されて配線基板をその厚さ方向に貫通して下方に突出する少なくとも４つの支持部材であって、それぞれが矩形の隅角部に配置された支持部材と、配線基板の下側に配置されて支持部材を連結する結合部材と、各支持部材の下部に電気絶縁材料を介して取り付けられた複数のプローブとを含む。補強部材、支持部材及び結合部材は金属材料で形成されており、支持部材及び結合部材は結合されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
配線基板と、該配線基板の上側に配置された板状の補強部材と、該補強部材の下側に配置されて前記配線基板をその厚さ方向に貫通して下方に突出する少なくとも４つの支持部材であって、それぞれが矩形の隅角部に配置された支持部材と、前記配線基板の下側に配置されて前記支持部材を連結する結合部材と、各支持部材の下部に電気絶縁材料を介して取り付けられた複数のプローブとを含み、
前記補強部材、前記支持部材及び前記結合部材は金属材料で形成されており、前記支持部材及び前記結合部材は結合されている、プローブカード。
【請求項２】
前記結合部材は、前記矩形と相似の矩形の板の形状を有し、また前記矩形の隅角部において前記支持部材に結合されている、請求項１に記載のプローブカード。
【請求項３】
各電気絶縁材料は、対応する支持部材の下面に取り付けられたセラミック材を含む、請求項１及び２のいずれか１項に記載のプローブカード。
【請求項４】
前記補強部材と前記支持部材とは、複数のねじ部材により結合されている、請求項１から３のいずれか１項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、半導体ウエーハに作り込まれた複数の集積回路の電気的試験に用いるプローブカードに関する。
【背景技術】
【０００２】
集積回路の電気的試験においては、半導体ウエーハに形成された多数の集積回路を１回で又は複数回に分けて行われており、しかも＋１００°Ｃ程度の高温状態や−４０°Ｃ程度の低温状態で試験することも行われている。そのような試験において、プローブカードは、試験すべき半導体ウエーハの温度に応じて加熱又は冷却されるか、又は高温又は低温の雰囲気下におかれることから、熱膨張又は熱収縮する。
【０００３】
上記のような電気的試験に用いるプローブカードにおいては、高温状態及び低温状態のいずれの試験においても、半導体ウエーハ及びプローブカードの熱膨張率の差に起因して、各プローブの針先と、これに対応する集積回路の電極との相対的位置が変化して、両者が接触しなくなることを避ける構造とする必要がある。
【０００４】
そのような電気的試験に用いるプローブカードの１つとして、基板と、該基板の上側に配置された板状の本体部及び該本体部から前記基板をその厚さ方向に貫通して下面を該基板の下面に露出させた複数のスペーサ部を一体的に有し、各スペーサ部が矩形の隅角部に位置する補強部材と、それぞれが前記スペーサ部の下面に配置された複数の支持部材（支持板）と、前記基板の下側に配置された結合部材であって、前記矩形の隅角部に位置する４つの前記支持部材を連結するＸ字状の結合部材と、各支持部材の下部に樹脂により取り付けられた複数のプローブとを含むものがある（特許文献１の図３を参照）。
【０００５】
この従来技術において、各支持部材及びこれに取り付けられた複数のプローブは、半導体ウエーハに形成された多数の集積回路の１つの試験に用いられ、また矩形の隅角部に位置する４つの支持部材はＸ字状の結合部材により一体的に結合されており、さらに各支持板は基板及び補強部材に対し独立して変位可能とされ、支持板及び結合部材はセラミックで一体的に形成されている。
【０００６】
上記の結果、従来技術においては、半導体ウエーハ及びプローブカードが高温状態又は低温状態におかれたとき、目的とする電極に対するプローブの針先位置は、結合部材による熱伸縮の影響を受けるが、支持板が基板及び補強部材の熱伸縮に拘束されることなく、支持板を結合部材の熱伸縮に依存させて変位させている。実際の試験に際し、従来技術においては、プローブカードの温度を試験すべき半導体ウエーハの温度に応じて調整することにより、プローブの針先と集積回路の電極との相対的位置の変化を低減している。
【０００７】
しかし、上記従来技術では、プローブの針先と集積回路の電極との相対的な位置ずれの差が、結合部材による熱伸縮の影響を大きく受けるにも関わらず、低温側において収縮し難い特性を有するセラミックで支持部材及び結合部材を形成しているから、低温測定時及び高温測定時における前記位置ずれの量が大きく異なってしまう。その結果、高温状態及び低温状態のいずれか一方において、プローブの針先が目的とする電極に接触しなくなり、正しい試験を行うことができない。
【０００８】
また、上記従来技術では、矩形の対角線上に位置する支持部材をＸ字状の結合部材により連結しているから、結合部材の熱伸縮の方向、及び結合部材の熱伸縮に起因する支持部材の変位方向がＸ字状の結合部材の中心の周りの半径方向となり、したがってプローブカードの温度調整が煩雑化する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００８−３０２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の目的は、高温状態及び低温状態における針先位置の変位量を同じにして、プローブの針先が目的とする電極に確実に接触するようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係るプローブカードは、配線基板と、該配線基板の上側に配置された板状の補強部材と、該補強部材の下側に配置されて前記配線基板をその厚さ方向に貫通して下方に突出する少なくとも４つの支持部材であって、それぞれが矩形の隅角部に配置された支持部材と、前記配線基板の下側に配置されて前記支持部材を連結する結合部材と、各支持部材の下部に電気絶縁材料を介して取り付けられた複数のプローブとを含む。前記補強部材、前記支持部材及び前記結合部材は金属材料で形成されており、前記支持部材及び前記結合部材は結合されている。
【００１２】
前記結合部材は、前記矩形と相似の矩形の板の形状を有し、また前記矩形の隅角部において前記支持部材に結合されていてもよい。各電気絶縁材料は、対応する支持部材の下面に取り付けられたセラミック材を含むことができる。前記補強部材と前記支持部材とは、複数のねじ部材により結合されていてもよい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明のように、支持部材が補強部材の下側に配置されて、配線基板をその厚さ方向に貫通して下方に突出し、しかも支持部材及び結合部材が結合されていると、対応する電極に対するプローブの針先位置は、高温状態及び低温状態のいずれにおいても、金属材料製の補強部材及び結合部材の熱伸縮の影響を受けるにすぎない。
【００１４】
また、本発明においては、補強部材、支持部材及び結合部材が金属材料で形成されているから、高温状態及び低温状態における熱伸縮に起因する単位温度当たりの針先位置の変位量が同じになる。その結果、プローブ３０の針先が目的とする電極に確実に接触する。
【００１５】
結合部材が、前記矩形と相似の矩形の板の形状を有し、また該矩形の隅角部において支持部材に一体的に結合されていると、結合部材の熱伸縮、及びに結合部材の熱伸縮に起因する支持部材の変位方向が最も近い支持部材の配置方向となる。その結果、プローブカードの温度調整が煩雑化する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係るプローブカードの一実施例を示す底面図である。
【図２】図１における２−２線に沿って得た断面図であって、検査ステージのチャックと共に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図1及び2を参照するに、プローブカード１０は、半導体ウエーハ１２に形成された多数の集積回路（図示せず）を、一回で又は複数回に分けて試験する試験装置に用いられる。各集積回路は複数の電極を上面に有する。半導体ウエーハ１２は、公知の検査ステージに備えられたチャックトップ１４に載置されて真空吸着のような適宜な手法により解除可能に吸着され、その状態に維持される。
【００１８】
プローブカード１０は、ガラス入りエポキシ樹脂のような電気絶縁材料を用いて製作された配線基板２０と、該配線基板２０の上側に配置された補強部材２２と、該補強部材２２の下側に配置されて配線基板２０をその厚さ方向に貫通して下方に突出する複数の支持部材２４と、支持部材２４を連結するように配線基板２０の下側に配置された板状の結合部材２６と、各支持部材２４の下部に配置された電気絶縁材料２８と、該電気絶縁材料２８を介して各支持部材２４の下部に取り付けられた複数のプローブ３０とを含む。
【００１９】
配線基板２０は、いずれも図示してはいないが、多数の内部配線を有すると共に、該内部配線に接続された多数の接続部を上面外周縁部に有し、さらに多数のプローブ取り付け部を下面に有する公知の配線基板である。なお、配線基板２０には、プローブカード１０の温度を試験すべき半導体ウエーハ１２の温度に合わせて調整するための、ヒータや冷却機のような温度調整部材（図示せず）が配置されていてもよい。
【００２０】
補強部材２２は、ステンレスのような金属材料で板状に作られており、また配線基板２０及び補強部材２２のいずれか一方を上下方向に貫通して他方に螺合された複数のねじ部材により、配線基板２０に重ねられた状態に取り付けられている。
【００２１】
各支持部材２４は、アルミ合金のような金属材料で短い角柱状に作られており、またその上端面を補強部材の下面に当接させかつ下端面を下方に向けた状態に、補強部材２２を上方から下方に貫通して支持部材２４に螺合された複数のねじ部材３２により、仮想的な矩形の隅角部に位置するように補強部材２２に取り付けられている。
【００２２】
結合部材２６は、支持部材２４と同種のアルミ合金のような金属材料で形成されており、また支持部材２４が位置された隅角部を形成する前記矩形に相似の小さい矩形の形状を有すると共に、該矩形の隅角部において支持部材２４と一体的に結合されている。
【００２３】
支持部材２４と結合部材２６とは、金属材料の切削加工等により別々に製造し、プローブカード１０の組み立て時にねじ止め等の手法により結合される。
【００２４】
各電気絶縁材料２８は、セラミック製の板又はシートの形状を有しており、また支持部材２４の下面に接着されているか、又は対応する支持部材の下面に一体的に形成されている。しかし、電気絶縁材料２８は、樹脂のような電気絶縁材料を、対応する支持部材２４の下面に、塗布のような手法により一体的に形成したものであってもよい。
【００２５】
各プローブ３０は、図示の例では、集積回路の電極に押圧される針先を有する針先部と、針先から後方へ延びる針主体部と、針主体部から後方へ延びる針後部とを備える、金属細線から製作された片持ち梁状のプローブ針である。しかし、各プローブ３０は、他の形状、例えばクランク型の形状を有していてもよい。
【００２６】
各プローブ３０は、前記針主体部において、電気絶縁性を有する接着剤等により電気絶縁材料２８を介して支持部材２４の下側に片持ち梁状に取り付けられており、また前記針後部の後端部において、配線基板２０の前記したプローブ取り付け部（電極）に導電性接着剤や半田等により接合されて、電気的に接続されている。
【００２７】
各支持部材２４には、複数のプローブ３０が、それらの針先を中央側とした状態に配置されている。各支持部材２４と、その支持部材２４に設けられた複数のプローブ３０との組は、半導体ウエーハ１２に作り込まれた多数の集積回路の１つに対応されて、対応する集積回路のためのプローブユニットを形成している。
【００２８】
集積回路の電気的試験時、プローブカード１０は、このプローブカード１０を用いる試験装置又はプローブカード１０に設けられたヒータ等の温度調整部材により、チャックトップ１４に支持された半導体ウエーハ１２の温度に応じて、例えば＋１００°Ｃのような高温環境下又は−４０°Ｃのような低温環境下におかれる。これにより、プローブカード１０は、半導体ウエーハ１２と共に、加熱又は冷却されて、熱的に膨張又は収縮する。
【００２９】
しかし、プローブカード１０の熱伸縮に起因するプローブ３０の針先位置の変化は、プローブカード１０の場合、支持部材２４が補強部材２２の下側に配置されて配線基板２０をその厚さ方向に貫通して下方に突出し、しかも支持部材２４及び結合部材２６が金属材料で製作されて結合されているから、電気絶縁材料２８の熱伸縮の影響を受けず、高温状態及び低温状態のいずれにおいても、補強部材２２及び結合部材２６の熱伸縮の影響を受けるにすぎない。
【００３０】
また、プローブカード１０においては、補強部材２２、支持部材２４及び結合部材２６が金属材料で形成されているから、高温状態及び低温状態における熱伸縮に起因する単位温度当たりの針先位置の変位量が同じになる。その結果、プローブ３０の針先が目的とする電極に確実に接触する。
【００３１】
さらに、プローブカード１０においては、連結部材２６が、矩形の板の形状を有し、また該矩形の隅角部において支持部材２４に一体的に結合されているから、結合部材２６の熱伸縮、及びに結合部材２６の熱伸縮に起因する支持部材２４の変位方向が最も近い支持部材２４の配置方向となる。その結果、プローブカード１０の温度調整が容易になる。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
上記の実施例では、それぞれが支持部材２４とその支持部材２４に設けられた複数のプローブ３０とを有する４つのプローブユニットを備えているにすぎないが、実際には一回で同時に試験すべき集積回路数と同数のプローブユニットが備えられている。したがって、本発明は、それぞれが仮想的な同じ又は別個の矩形の済み角部に位置する４つ以上のプローブユニットが補強板２２に配置されたプローブカードに適用することができる。
【００３３】
本発明は、上記実施例に限定されず、特許請求の範囲に記載された趣旨を逸脱しない限り、種々に変更することができる。
【符号の説明】
【００３４】
１０  プローブカード
１２  半導体ウエーハ
１４  チャックトップ
２０  配線基板
２２  補強部材
２４  支持部材
２６  結合部材
２８  電気絶縁材料
３０  プローブ
【図１】
2011237184.tif 000003
【図２】
2011237184.tif 000004