(57)【要約】【課題】本発明はこのような従来の問題点を解消し、プローブ接合時のスクラブ方向のズレを防止することが可能なプローブおよびプローブが接合されたプローブカードを提供する。【解決手段】底面にはんだバンプが形成された実装部、前記実装部から延在するアーム部、および前記アーム部の先端に設けられた先端部から構成されるプローブであって、前記実装部の上面で、前記はんだバンプと対向する部分を粗面とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
底面にはんだバンプが形成された実装部、前記実装部から延在するアーム部、および前記アーム部の先端に設けられた先端部から構成されるプローブであって、
前記実装部の上面で、前記はんだバンプと対向する部分を粗面としたことを特徴とするプローブ。
【請求項２】
中間層の両側に外層を配置した３層構造とし、前記実装部の上面において、前記中間層および外層のいずれか１層を突出させ、突出した層の上面を粗面としたことを特徴とする請求項１に記載のプローブ。
【請求項３】
外部電極を有するメイン基板と、外部電極と接続される複数のプローブが実装されたプローブ基板とを備えたプローブカードあって、
前記プローブは、底面にはんだフィレットが形成された実装部、前記実装部から延在するアーム部、および前記アーム部の先端に設けられた先端部から構成され、前記プローブの実装部の上面で、前記はんだフィレットと対向する部分が粗面であることを特徴とするプローブカード。
【請求項４】
前記プローブを中間層の両側に外層を配置した３層構造とし、前記実装部の上面において、前記中間層および外層のいずれか１層を突出させ、突出した層の上面を粗面としたことを特徴とする請求項３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、プローブ及びプローブが実装されたプローブカードに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体の検査には、基板に複数のプローブが実装されたプローブカードを用いている。基板上には複数のプローブが狭ピッチで配置されているが、プローブは基板に設けられた電極に接合されて基板に実装されている。
【０００３】
プローブの実装方法には幾つかの方法があるが、その一つの方法として、特許文献１に記載されているように、プローブ側にはんだ層を予め形成しておき、はんだを溶融させて電極に接合する方法がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−３０９５３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述のように予めプローブにはんだ層を形成しておく場合、プローブをプローブカードの基板に実装する際に、プローブ実装機によってプローブの実装部に力を加えて、基板上の電極表面に押しつけながらはんだ層を加熱し、プローブを電極に接合し基板に実装する。プローブ実装機によって力を加えるプローブの実装部の表面は形成方法から平坦な表面となっており、プローブ実装機によって力を加えてはんだ層を加熱すると、はんだが溶融し垂直方向にプローブが移動する時に、前記プローブ実装機とプローブの実装部との接触面が滑り、プローブがスクラブ方向に移動して水平方向にズレが生じる。
【０００６】
このようなスクラブ方向のズレが生じた状態でプローブがはんだによって電極に接合されると、予め位置決めされていたプローブの先端は水平方向にズレが生じ、プローブカードの精度を低下させるという問題が生じていた。
【０００７】
本発明はこのような従来の問題点を解消し、プローブ接合時の水平方向のズレを防止することが可能なプローブおよびこのようなプローブが接合された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】
【０００８】
本発明のプローブは、底面にはんだバンプが形成された実装部、前記実装部から延在するアーム部、および前記アーム部の先端に設けられた先端部から構成されるプローブであって、前記実装部の上面で、前記はんだバンプと対向する部分を粗面としたことを特徴とする。
【０００９】
さらに、中間層の両側に外層を配置した３層構造とし、前記実装部の上面において、前記中間層および外層のいずれか１層を突出させ、突出した層の上面を粗面とすることが可能である。
【００１０】
本発明のプローブカードは、外部電極を有するメイン基板と、外部電極と接続される複数のプローブが実装されたプローブ基板とを備えたプローブカードあって、前記プローブは、底面にはんだフィレットが形成された実装部、前記実装部から延在するアーム部、および前記アーム部の先端に設けられた先端部から構成され、前記プローブの実装部の上面で、前記はんだフィレットと対向する部分が粗面であることを特徴とし、前記プローブを中間層の両側に外層を配置した３層構造とし、前記実装部の上面において、前記中間層および外層のいずれか１層を突出させ、突出した層の上面を粗面とすることが可能である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のプローブは、底面にはんだバンプが形成された実装部、前記実装部から延在するアーム部、および前記アーム部の先端に設けられた先端部から構成されるプローブであって、前記実装部の上面で、前記はんだバンプと対向する部分を粗面としたことにより、プローブを基板に実装する際に、プローブ実装機によって前記粗面に力を加えて実装することで、プローブ実装時の水平方向のプローブのズレが防止され、正確にプローブを配置することが可能となる。
【００１２】
さらに、中間層の両側に外層を配置した３層構造とし、前記実装部の上面において、前記中間層および外層のいずれか１層を突出させ、突出した層の上面を粗面とすることにより、プローブ実装時のプローブ実装機と実装部の接触面が正確に形成された。
【００１３】
本発明のプローブカードは、外部電極を有するメイン基板と、外部電極と接続される複数のプローブが実装されたプローブ基板とを備えたプローブカードあって、前記プローブは、底面にはんだフィレットが形成された実装部、前記実装部から延在するアーム部、および前記アーム部の先端に設けられた先端部から構成され、前記プローブの実装部の上面で、前記はんだフィレットと対向する部分が粗面であることにより、プローブ実装機によって前記プローブの粗面に力を加えて前記プローブをプローブ基板に実装することで、プローブ実装機によるプローブ接合の際に水平方向のズレが生じないで正確にプローブが配置され、より高精度のプローブカードが実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明のプローブの側面図である。
【図２】プローブーの断面図であり、（ａ）は図１のＡ−Ａ断面図、（ｂ）は図１のＢ−Ｂ断面図である。
【図３】プローブの斜視図である。
【図４】プローブを基板に実装する工程を示す側面図であり、プローブの位置決めが完了した状態を示す。
【図５】プローブを基板に実装する工程を示す断面図であり、プローブを加熱し加圧している状態を示す。
【図６】プローブが基板上の電極に接合された状態を示す側面図である。
【図７】本発明のプローブカードの概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図を用いて本発明を以下に詳細に説明する。図１が本発明のプローブ１の側面図、図２がプローブ１の断面図、図３がプローブ１の斜視図である。
【００１６】
本発明のプローブ１は、図１，３に示すように、プローブカードの基板上に設けられた電極に接合される実装部２、前記実装部２から延在しバネ性を有するアーム部３、および前記アーム部３の先端に設けられ被検査対象物の電極に接触する先端部４から構成される。
【００１７】
前記プローブ１は、図２の断面図に示すように、中間層１１を２つの外層１２，１２’で挟み込んだ３層構造である。前記中間層１１および前記外層１２，１２’は、各々上述の実装部２、アーム部３、および先端部４の形状に形成されているが、前記中間層１１の実装部２の底面の前方（プローブ１がプローブカードに実装される時に電極と接する部分）には、前記外層１２，１２’よりも突出させた突出部５を設けている。
【００１８】
前記プローブ１が接合された時に、前記外層１２，１２’の実装部２は電極１５と接触しないで、前記突出部５がプローブカードの電極と接する状態となる。また、前記突出部５を取り囲むように前記実装部２の底面にはんだバンプ６が形成されており、プローブ１は前記はんだバンプ６によってプローブカード１４の電極１５に接合される。
【００１９】
さらに、前記突出部５だけでは前記プローブ１を実装する際の位置決めが難しいので、前記中間層１１の実装部２の後方の底面に、前記外層１２，１２’よりも突出させた支持部１０を設けている。前記支持部１０にははんだバンプを設けていないので、前記支持部１０は単にプローブカード１４の電極１５と接触するだけで接合されることはない。
【００２０】
前記プローブ１を基板に実装する際に、図４，５に示すように、プローブ実装機の押さえ部１３によってプローブ１の実装部２に対して垂直方向に力を加えて前記プローブ１を電極１５へと押しつける。この時、前記プローブ実装機の押さえ部１３と接触する実装部２の上面で、前記実装機によって力が加えられる前記はんだバンプ６と対向する部分を摩擦係数の大きい粗面８として形成する。本実施形態では、中間層１１の実装部２の上面を外層１２，１２’の実装部２の上面よりも突出させて、突出した上面を粗面８としている。突出させるのは中間層１１に限定するものではなく外層１２，１２’でもよく、また、３層の上面をツライチに仕上げて粗面８とすることも可能である。
【００２１】
粗面８を形成する方法としては、前記プローブ１を形成する際に、前記中間層１１の実装部２の上面をエッチングを用いて粗面８を形成する方法がある。前記粗面８の形成方法としては他の方法を用いることもできるが、前記実装部２の上面を粗く、摩擦係数の大きくなるような処理を施せばよい。前記粗面の状態は、少なくとも実装部２の粗面８以外の表面よりも粗であることを意味している。
【００２２】
前記プローブ１をプローブカードに実装する際に、前記はんだバンプ６を加熱するために、一つの方法として前記突出部５の上方の前記実装部２の部分にレーザーを照射する。そこで、このレーザーが照射される部分の中間層１１に高熱伝導層７を設ける。前記高熱伝導層７は、図１に点線で示すように、前記突出部５に向って下方が広がるように形成されている。これは、レーザー照射によって前記高熱伝導層７に加えられた熱が下方へと伝達され、前記突出部５に形成されたはんだバンプ６に効率よく熱が伝わるようにしたものである。
【００２３】
熱伝導率を高めるために、前記高熱伝導層７の厚さを前記中間層１１の厚さよりも厚くする。前記高熱伝導層７を厚くすると、前記外層１２，１２’を薄くする必要があるが、両方の外層１２，１２’を薄くするのではなく、レーザーを照射する側の外層１２’を薄くすることで、レーザー照射によって効率よく熱を加えることができる。
【００２４】
このように、前記高熱伝導層７を設けることにより、レーザー照射によって効果的に前記実装部２を加熱する事ができるが、加えられた熱が前記実装部２全体に拡散することを十分に防ぎきれない場合も想定される。これを防止するために、前記実装部２にスリット９を設ける。前記スリット９は前記高熱伝導層７が設けられた位置よりも後方に縦方向に設けておき、前記高熱伝導層７に加えられた熱が、実装部２の後方へと伝達されるのを防ぎ、加えられた熱は逃げることなく、前記はんだバンプ６へと伝えられる。
【００２５】
前記中間層１１および前記外層１２，１２’は、導電材料からなり、全て同じ導電材料で形成されていてもよいし、各々異なる導電材料で形成されていてもよい。本実施形態では、前記中間層１１および前記外層１２，１２’は、ニッケル合金からなる同一の導電材料で形成されている。導電材料としては、ニッケルに限らず、パラジウムコバルト（Ｐｄ−Ｃｏ）などのコバルト（Ｃｏ）を含む他の合金でもよく、パラジウムニッケル（Ｐｄ−Ｎｉ）、タングステン（Ｗ）、ニッケルタングステン（Ｎｉ−Ｗ）などの他の導電材料でもよい。そして、前記はんだバンプ６は、前記中間層１１および前記外層１２，１２’よりも融点の低い導電材料を用いる。
【００２６】
そして、前記高熱伝導層７には前記中間層１１および前記外層１２，１２’よりも熱伝導率が高い導電材料を用いる必要がある。本実施形態では、一例として、前記高熱伝導層７に銅（Ｃｕ）を用いるが、特に銅に限定するものではなく、他の熱伝導率が高い導電材料を用いることができる。
【００２７】
前記プローブ１をプローブ基板２１に複数実装したものが本発明のプローブカード１４である。図７に示すように、本発明のプローブカード１４はテスタのポゴピンと接触して接続される外部電極１８と内部配線１９を有するメイン基板２０と、前記メイン基板２０に固定され、前記外部電極１８と接続される前記プローブ１が接合される電極１５が設けられたプローブ基板２１とを備える。
【００２８】
次に、前記プローブ１を前記プローブカード１４に実装する際の前記プローブ１の接合方法を図を用いて説明する。まず初めに、プローブ実装機によって前記プローブ１をプローブカード１４の電極１５の所定の位置に位置決めを行う。図４に示すように位置決めが完了したら、プローブ実装機の押さえ部１３によってプローブ１の実装部２を上から押さえて前記プローブ１のはんだバンプ６を前記電極１５に押しつける。この時、プローブ実装機によって実装部２を上から押さえつけて実装するのではなく、実装部２を横から挟みこんでプローブを実装する場合には、実装部２の上面ではなく、前方および後方の面に粗面を形成することで、同じ効果をもたらすことができる。
【００２９】
この状態で、レーザー装置１７を用いて、前記プローブ１の右側から実装部２にレーザーを照射する。すると、レーザー照射によって前記高熱伝導層７に加えられた熱は下方へと伝達されて前記突出部５が加熱され、その結果、前記はんだバンプ６に熱が加えられて前記はんだバンプ６が溶融される。
【００３０】
前記はんだ６が溶融すると、前記プローブ実装機の押さえ部１３は実装部２の粗面８を上から力を加えて電極１５へと押しつけているので、図５に示すように前記プローブ１は垂直方向に移動していく。この時、前記押さえ部１３が摩擦係数の大きい前記粗面８と接触しているので、前記プローブ１はスクラブ方向にズレが生じることなく、垂直方向に移動する。
【００３１】
前記はんだバンプ６に十分に熱が加えられて溶融されたらレーザー照射を終了する。そして、前記プローブ１の突出部５が前記電極１５に接触した状態で、溶融されたはんだバンプ６が固まってはんだフィレット１６を形成すると、図６に示すような状態となり、前記プローブ１はプローブカード１４の電極１５に接合される。これを繰り返し行い全てのプローブ１をプローブカード１４に実装する。前記プローブ１が実装された時、前記実装部２の上面の、前記はんだフィレット１６と対向する部分に粗面８が位置している。
【００３２】
このように、本発明のプローブ１は実装部２に粗面８を設けることで、接合時のプローブ１の垂直方向の移動の際に生じるスクラブ方向のズレを防止し、プローブ１を正確な位置に実装することが可能となり、より高精度で信頼性の高いプローブカードを実現することが可能となる。
【符号の説明】
【００３３】
１      プローブ
２      実装部
３      アーム部
４      先端部
５      突出部
６      はんだバンプ
７      高熱伝導層
８      粗面
９      スリット
１０    支持部
１１    中間層
１２、１２’外層
１３    押さえ部
１４    プローブカード
１５    電極
１６    はんだフィレット
１７    レーザー装置
１８    外部電極
１９    内部配線
２０    メイン基板
２１    プローブ基板
【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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