(57)【要約】【課題】チップまたはインターポーザに内在する回路や回路要素が破壊されることを防止することができるプローブカードを提供する。【解決手段】本発明のプローブカード１は、配線板２、接触子３を備える。接触子３は、突出する支柱部３ａおよび接触部３ｃならびにそれらを接続するビーム部３ｂからなる。支柱部３ａ、接触部３ｃは、垂直方向からみて接触子３と接触する電極パッド１１に対して重複位置に配置される。ビーム部３ｂは、垂直方向からみて電極パッド１１に対する重複位置の範囲内からその範囲外へ向かって支柱部３ａからその水平方向に線状に伸びるとともに任意の位置において折り返されることにより接触部３ｃに接続する形状に形成される。【選択図】図１
2011027502.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
接続端子を有する配線板と、
前記接続端子に電気的に接続しており、ウェハテストされるチップまたは前記ウェハテストに使用されるインターポーザに形成された電極パッドと接触する接触子と
を備えており、
前記接触子は、
前記配線板の接続端子から前記配線板の垂直方向に突出しており、前記垂直方向からみたときに前記電極パッドに対して重複位置に配置される支柱部と、
前記配線板の垂直方向に突出しており、前記垂直方向からみたときに前記電極パッドに対して重複位置に配置される接触部と、
前記垂直方向からみたときに前記電極パッドに対する重複位置の範囲内からその範囲外へ向かって前記支柱部からその水平方向に線状に伸びているとともに任意の位置において折り返されることにより前記接触部に接続する形状に形成されているビーム部と
を有していることを特徴とするプローブカード。
【請求項２】
前記配線板は、前記電極パッドが前記接触子の接触部を前記垂直方向に押圧することによって前記配線板に近接する方向へ湾曲したビーム部を収容するキャビティ部を有している
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】
前記配線板は、前記キャビティ部の内部表面に弾性樹脂膜を有している
ことを特徴とする請求項２に記載のプローブカード。
【請求項４】
前記接触子は、前記インターポーザに形成された電極パッドと接触させるために形成されている
ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のプローブカード。
【請求項５】
前記接触子のビーム部は、平面らせん状に形成されている
ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のプローブカード。
【請求項６】
前記接触子のビーム部の平面らせん形状は、支柱部と接触部との間の巻き間隔が他の位置の巻き間隔よりも短くなっている巻き間隔の異なる平面らせん形状である
ことを特徴とする請求項５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、プローブカードに係り、特に、ウェハテストされるチップまたはウェハテストに用いられるインターポーザに形成された電極パッドに電気的に接触する接触子を有するプローブカードに好適に利用できるプローブカードに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的なプローブカード１０１においては、図９に示すように、配線板１０２の表面または表裏両面に複数の接触子１０３が形成されている。接触子１０３は、ウェハテストされるチップ１１０に形成された電極パッド１１１に電気的に接触させるために用いられる素子であり、プローブや探針と称されることもある。また、接触子１０３は、チップ１１０の電極パッド１１１に接触させるためだけでなく、ウェハテストに用いられるインターポーザ１２０に接触させるためにも用いられる場合がある。この場合、配線板１０２の表面に形成された接触子１０３をチップ１１０の電極パッド１１１に接触させるとともに、その配線板１０２の裏面に形成された接触子１０３をインターポーザ１２０の電極パッド１１１に接触させることにより、プローブカード１０１を、電極パッド１１１間のピッチ間距離が狭いチップ１１０から電極パッド１１１間のピッチ間距離が広いインターポーザ１２０に接続する接続治具としても用いることができる。
【０００３】
従来のプローブカード１０１は、その一例として、図１０に示すように、配線板１０２および接触子１０３を備えている。配線板１０２には接続端子１０２ａが形成されており、その接続端子１０２ａに接触子１０３が接続して形成されている。
【０００４】
接触子１０３は、主として、支柱部１０３ａ、ビーム部１０３ｂおよび接触部１０３ｃを有しており、水平カンチレバー形状に形成されている。カンチレバー型に形成された従来の接触子１０３は、接触子１０３の弾性力の調整を容易にするため、ビーム部１０３ｂの長さがある程度長くなるように形成されていた。その結果、接触子１０３の支柱部１０３ａと接触部１０３ｃとの距離が長くなるため、その接触部１０３ｃのみがチップ１１０またはインターポーザ１２０の電極バッド１１に接触していた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−１３８３９３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、図１１に示すように、従来のカンチレバー型の接触子１０３においては、電極パッド１１１が接触子１０３の接触部１０３ｃを強く押圧すると、接触子１０３の支柱部１０３ａまたはビーム部１０３ｂがチップ１１０またはインターポーザ１２０の電極パッド非形成部１１０ａ、１２０ａに当接してしまう。電極パッド非形成部１１０ａ、１２０ａはレジスト樹脂製であることから金属製の電極パッド１１１と比較してその接触強度は低い。そのため、電極パッド非形成部１１０ａ、１２０ａに強い力が印加されると、チップ１１０またはインターポーザ１２０の内層に形成された回路や回路要素が破壊されてしまうというおそれがあった。
【０００７】
そこで、本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、チップまたはインターポーザに内在する回路や回路要素が破壊されることを防止することができるプローブカードを提供することを本発明の目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前述した目的を達成するため、本発明のプローブカードは、その第１の態様として、接続端子を有する配線板と、接続端子に電気的に接続しており、ウェハテストされるチップまたはウェハテストに使用されるインターポーザに形成された電極パッドと接触する接触子とを備えており、接触子は、配線板の接続端子から配線板の垂直方向に突出しており垂直方向からみたときに電極パッドに対して重複位置に配置される支柱部と、配線板の垂直方向に突出しており垂直方向からみたときに電極パッドに対して重複位置に配置される接触部と、垂直方向からみたときに電極パッドに対する重複位置の範囲内からその範囲外へ向かって支柱部からその水平方向に線状に伸びているとともに任意の位置において折り返されることにより接触部に接続する形状に形成されているビーム部とを有していることを特徴としている。
【０００９】
本発明の第１の態様のプローブカードによれば、上記の垂直方向における電極パッドの重複位置に支柱部および接触部が配置されているので、チップまたはインターポーザに対する接触強度が弱い電極パッド非形成部に接触部および支柱部が接触することを防止することができる。また、接触子の支柱部および接触部が上記の通り短距離に配置されても、それらを結合するビーム部の長さを自由に設定することができるので、支柱部および接触部の配置間隔が短くなることによって接触子の弾性力が犠牲になることを防止することができる。
【００１０】
本発明の第２の態様のプローブカードは、第１の態様のプローブカードにおいて、配線板は、電極パッドが接触子の接触部を垂直方向に押圧することによって配線板に近接する方向へ湾曲したビーム部を収容するキャビティ部を有していることを特徴としている。
【００１１】
本発明の第２の態様のプローブカードによれば、配線板にキャビティ部を形成しない場合と比較して、接触子のストローク量を増やすことができる。
【００１２】
本発明の第３の態様のプローブカードは、第２の態様のプローブカードにおいて、配線板は、キャビティ部の内部表面に弾性樹脂膜を有していることを特徴としている。
【００１３】
本発明の第３の態様のプローブカードによれば、弾性樹脂膜において接触子が接触した部分が弾性変形するため、接触子の接触部から電極パッドに印加される接触力が急激に増加することを防止することができる。
【００１４】
本発明の第４の態様のプローブカードは、第１から第３のいずれか１の態様のプローブカードにおいて、接触子は、インターポーザに形成された電極パッドと接触させるために形成されていることを特徴としている。
【００１５】
本発明の第４の態様のプローブカードによれば、インターポーザについては、その電極パッドの寸法が大きく、かつ、その接続作業がチップよりも煩雑に行なわれやすいので、本発明の作用効果をより効果的に発揮することができる。
【００１６】
本発明の第５の態様のプローブカードは、第１から第４のいずれか１の態様のプローブカードにおいて、接触子のビーム部は、平面らせん状に形成されていることを特徴としている。
【００１７】
本発明の第５の態様のプローブカードによれば、ビーム部をらせん状に形成することにより、支柱部および接触部を近接位置に配置しつつ、ビーム部の長さを長く設定することができる。また、ビーム部を平面らせん状に形成することにより、ビーム部がチップまたはインターポーザに接触することを防止することができる。
【００１８】
本発明の第６の態様のプローブカードは、第５の態様のプローブカードにおいて、接触子のビーム部の平面らせん形状は、支柱部と接触部との間の巻き間隔が他の位置の巻き間隔よりも短くなっている巻き間隔の異なる平面らせん形状であることを特徴としている。
【００１９】
本発明の第６の態様のプローブカードによれば、接触子の支柱部および接触部の配置間隔を容易に短く設定することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明のプローブカードによれば、電極パッド非形成部に接触部および支柱部が接触するのを防止し、かつ、接触子の支柱部および接触部の配置間隔が短くなっても接触子の弾性力が犠牲にならないので、チップまたはインターポーザに内在する回路や回路要素が破壊されることを防止することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本実施形態のプローブカードを示す部分平面図
【図２】本実施形態のプローブカードを示す部分斜視図
【図３】本実施形態のプローブカードを示す縦断面図
【図４】本実施形態の接触子の一例を示す平面図
【図５】本実施形態の接触子の一例を示す平面図
【図６】本実施形態の接触子の一例を示す平面図
【図７】本実施形態の接触子の形成方法の前半を示す断面図
【図８】本実施形態の接触子の形成方法の後半を示す断面図
【図９】従来のプローブカードの一例を示す縦断面図
【図１０】従来の接触子の一例を示す縦断面図
【図１１】従来の接触子が電極パッドと接触した状態を示す縦断面図
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明のプローブカード１をその一実施形態により説明する。
【００２３】
本実施形態のプローブカード１は、図１および図２に示すように、配線板２および接触子３を備えている。
【００２４】
配線板２は、図２に示すように、ビアの端面部や表面電極などの接続端子２ａを有している。接続端子２ａは、図３に示すように、ウェハテストされるチップ１０に面する配線板２の表面およびウェハテストに使用されるインターポーザ２０に面する配線板２の裏面に形成されている。
【００２５】
接触子３は、図２に示すように、接続端子２ａに電気的に接続している。この接触子３は、Ｎｉ−Ｐなどの導電性およびばね性を有する導電性ばね材を用いて、チップ１０またはインターポーザ２０に形成された電極パッド１１と接触するように形成されている。本実施形態の接触子３においては、少なくとも、インターポーザ２０の電極パッド１１と接触させるために形成されている。また、この接触子３は、支柱部３ａ、接触部３ｃおよびビーム部３ｂを有している。
【００２６】
支柱部３ａは、図１に示すように、配線板２の接続端子２ａから配線板２の垂直方向に突出しており、垂直方向からみたときに電極パッド１１に対して重複位置に配置されている。支柱部３ａの形状としては、円柱、角柱だけでなく、切頭円錐や切頭角柱などビーム部３ｂを支持する柱形状であればいずれの形状でもよい。また、この支柱部３ａは垂直方向に精密に突出して形成する必要はなく、前述の重複配置の条件を満たす限りにおいて、多少の傾きや湾曲をともなって形成されていても良い。
【００２７】
接触部３ｃは、図２に示すように、配線板２の垂直方向に突出しており、垂直方向からみたときに電極パッド１１に対して重複位置に配置されている。接触部３ｃの形状としては、半円球形、錐形、円柱形、角柱形だけでなく、切頭円錐形や切頭角柱形などの突出形状であればいずれの形状でもよい。また、この接触部３ｃは、垂直方向に精密に突出して形成する必要はなく、前述の重複配置の条件を満たす限りにおいて、多少の傾きや湾曲をともなって形成されていても良い。
【００２８】
ビーム部３ｂは、図１に示すように、支柱部３ａおよび接触部３ｃを相互に接続している。このビーム部３ｂの形状は３つの特徴点を有している。第１の特徴点としては、ビーム部３ｂが支柱部３ａからその水平方向に線状に伸びていることである。第２の特徴点としては、垂直方向からみたときに、ビーム部３ｂが電極パッド１１に対する重複位置の範囲内からその範囲外へ向かって支柱部３ａから伸びていることである。第３の特徴点としては、ビーム部３ｂが任意の位置において折り返されることにより、電極パッド１１に対する重複位置の範囲内にある接触部３ｃに戻ってきて互いに接続していることである。
【００２９】
ビーム部３ｂの具体的な形状例としては、図１に示すような平面らせん形状、図４に示すような略Ｇ字形状、図５に示すような略Ｓ字形状が挙げられる。また、ビーム部３ｂの形状が平面らせん形状である場合、図６に示すように、支柱部３ａと接触部３ｃとの間の巻き間隔が他の位置の巻き間隔よりも短くなっている巻き間隔の異なる平面らせん形状であることが好ましい。
【００３０】
前述のビーム部３ｂが水平方向に伸びているため、配線板２にはキャビティ部４が形成されていることが好ましい。このキャビティ部４は、電極パッド１１が接触子３の接触部３ｃを垂直方向に押圧することによって配線板２に近接する方向へ湾曲したビーム部３ｂを収容するように形成されていることが好ましい。例えば、接触子３のビーム部３ｂが平面らせん形状である場合、キャビティ部４が接触子３の支柱を中心としたドーナツ形状に形成されている場合が前述のキャビティ部４の形状の具体例にあたる。
【００３１】
また、このキャビティ部４の内部表面には、シリコーンゴムなどの弾性樹脂膜５が形成されていることが好ましい。
【００３２】
次に、本実施形態の接触子３の形成方法を説明する。
【００３３】
本実施形態の接触子３の形成方法については、種々の方法を採用することができる。一例を挙げると、図７に示すように、配線板２の表面または裏面に均一の第１のレジスト層３０を作成し、その第１のレジスト層３０に支柱部３ａおよびビーム部３ｂを形成するための第１のめっき型３０ａをパターニング形成し、第１のめっき型３０ａの表面に形成したシード膜（図示せず）を利用して支柱部３ａおよびビーム部３ｂをめっき形成する。次に、図８に示すように、めっき形成したビーム部３ｂの表面にさらに均一の第２のレジスト層３１を形成し、その第２のレジスト層３１に接触部３ｃを形成するための第２のめっき型３１ａをパターニング形成し、第２のめっき型３１ａの表面に形成したシード膜（図示せず）を利用して接触部３ｃをめっき形成する。その後、第２のレジスト層３１、第１のレジスト層３０および不要なシード膜を順次除去して接触子３の形成作業が終了する。
【００３４】
次に、本実施形態のプローブカード１の作用を説明する。
【００３５】
従来、電極パッド非形成部１０ａ、２０ａに強い力が印加されるとチップ１０またはインターポーザ２０の内層に形成された回路や回路要素が破壊されてしまうというおそれがあったのは、チップ１０またはインターポーザ２０の電極パッド非形成部１０ａ、２０ａがレジスト樹脂製であり、電極パッド１１が金属製であるため、電極パッド非形成部１０ａ、２０ａの強度が電極パッド１１の強度と比較して弱いことに起因していた。そこで、本実施形態のプローブカード１においては、図１および図２に示すように、接触子３の支柱部３ａおよび接触部３ｃを電極パッド１１に対して重複位置に配置している。つまり、接触子３の支柱部３ａおよび接触部３ｃの両方が電極パッド１１に当接するようにそれらを配置しているので、接触強度の弱い電極パッド非形成部１０ａ、２０ａに接触部３ｃおよび支柱部３ａを接触させることを防止することができる。
【００３６】
しかし、接触子３の支柱部３ａおよび接触部３ｃの配置を変更しただけでは、支柱部３ａおよび接触部３ｃが接近しすぎてビーム部３ｂの長さが極端に短くなってしまうため、接触子３の弾性力を自由に設定することが難しい。そこで、本実施形態のプローブカード１においては、図１および図２に示すように、ビーム部３ｂが前述した３つの特徴点を有する特徴的な形状に形成されている。特徴的な形状とは、簡単に説明すると、支柱部３ａからみて接触部３ｃの配置方向とは別の方向に支柱部３ａからビーム部が線状に伸びており、どこかで折り返して接触部３ｃに戻って接続されるような形状である。これにより、接触子３の支柱部３ａおよび接触部３ｃが接近していても、それらを結合するビーム部３ｂの長さを自由に設定することができるので、支柱部３ａおよび接触部３ｃの配置によって接触子３の弾性力が犠牲になることを防止することができる。
【００３７】
また、接触子３のビーム部３ｂは、図１または図６に示すように、平面らせん状に形成されていることが好ましい。ビーム部３ｂをらせん状に形成することにより、支柱部３ａおよび接触部３ｃを近接位置に配置しつつ、ビーム部３ｂの長さを長く設定することができる。また、ビーム部３ｂを平面状に形成し、接触部３ｃをビーム部３ｂから突出させることにより、ビーム部３ｂがチップ１０またはインターポーザ２０に接触することを防止することができる。
【００３８】
さらに、接触子３のビーム部３ｂの平面らせん形状は、図６に示すように、支柱部３ａと接触部３ｃとの間の巻き間隔が他の位置の巻き間隔よりも短くなっている巻き間隔の異なる平面らせん形状であることが好ましい。これにより、接触子３の支柱部３ａおよび接触部３ｃの配置間隔を容易に短く設定することができる。
【００３９】
前述した接触子３は、図３に示すように、チップ１０またはインターポーザ２０の電極パッド１１に接続させるためのものである。製品となるチップ１０の電極パッド１１に接触子３を接触させる場合はチップ１０の破壊防止のためチップ１０と配線板２または接触子３との距離を精密に測定しながら慎重かつ丁寧にそれらを接触させる。そのため、接触子３がチップ１０の電極パッド１１以外の部分に接触することはほとんどない。それに対し、検査治具であるインターポーザ２０の電極パッド１１に接触子３を接触させる場合、上記のように距離を精密に測定する程度までインターポーザ２０の電極パッド１１に対して接触子３を丁寧に接触させることが少ないため、接触子３がインターポーザ２０の電極パッド非形成部１０ａ、２０ａに接触する可能性が高くなる。また、インターポーザ２０の電極パッド１１の寸法はチップ１０の電極パッド１１の寸法よりも数倍以上大きいことが多い。
【００４０】
そのため、本実施形態の接触子３は、インターポーザ２０に形成された電極パッド１１と接触させるために形成されていることが好ましい。インターポーザ２０の電極パッド１１に接触子３を接触させるのであれば、接触子３の寸法も大きくしやすい。また、インターポーザ２０の電極パッド１１との接続作業がチップ１０の電極パッド１１の接続作業よりも煩雑になりやすいので、本実施形態の特徴を効果的に発揮することができる。
【００４１】
また、本実施形態のプローブカード１においては、接触子３が電極パッド１１に接触することにより湾曲したビーム部３ｂを収容するキャビティ部４が配線板２に形成されている。これにより、水平方向に伸びたビーム部３ｂの変形時におけるストロークがキャビティ部４の深さ分だけ増すので、配線板２にキャビティ部４を形成しない場合と比較して接触子３のストローク量を増やすことができる。
【００４２】
また、本実施形態のキャビティ部４においては、その内部表面に弾性樹脂膜５が形成されている。これにより、弾性樹脂膜５に接触子３が接触すると、弾性樹脂膜５の接触した部分が弾性変形するため、接触子３に弾性力を付与することができる。そのため、弾性樹脂膜５のないキャビティ部４に接触子３が接触した場合と比較して、接触子３から電極パッド１１に印加される接触力が急激に増加することを防止することができる。
【００４３】
すなわち、本実施形態のプローブカード１によれば、電極パッド非形成部１０ａ、２０ａに接触部３ｃおよび支柱部３ａが接触するのを防止し、かつ、接触子３の支柱部３ａおよび接触部３ｃの配置間隔が短くなっても接触子３の弾性力が犠牲にならないので、チップ１０またはインターポーザ２０に内在する回路や回路要素が破壊されることを防止することができるという効果を奏する。
【００４４】
なお、本発明は、前述した実施形態などに限定されるものではなく、必要に応じて種々の変更が可能である。
【符号の説明】
【００４５】
１  プローブカード
２  配線板
２ａ  接続端子
３  接触子
３ａ  支柱部
３ｂ  ビーム部
３ｃ  接触部
４  キャビティ部
５  弾性樹脂膜
１０  チップ
１１  電極パッド
２０  インターポーザ
【図１】
2011027502.tif 000003
【図２】
2011027502.tif 000004
【図３】
2011027502.tif 000005
【図４】
2011027502.tif 000006
【図５】
2011027502.tif 000007
【図６】
2011027502.tif 000008
【図７】
2011027502.tif 000009
【図８】
2011027502.tif 000010
【図９】
2011027502.tif 000011
【図１０】
2011027502.tif 000012
【図１１】
2011027502.tif 000013