(57)【要約】【課題】高周波信号を用いた電気的検査に好適な電気的接続装置を提供する。【解決手段】電気的接続装置のプローブ基板は、電気絶縁板およびその板厚方向に貫通して形成された多数の導電路を有し、該導電路が電気絶縁板上でマトリクス状に配列された回路基板と、該回路基板の前記導電路に対応する配線路を有し、該配線路を対応する前記導電路に接続すべく一方の面が回路基板に固着された配線層とを備え、プローブが配線層の他方の面に設けられる。導電路は、第１の導電路群を構成すべく整列された複数の第１の導電路と、第２の導電路群を構成すべく前記第１の導電路間に整列する複数の第２の導電路とから成る。複数の第１の導電路は信号用導電路を含む。第２の導電路はアース用導電路であり、電気絶縁板の上面、下面または内部のいずれかには、アース用導電路に接続されかつ第１の導電路から電気的に遮断されるアースパターンが配置されている。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気絶縁板と、該電気絶縁板を板厚方向に貫通して形成された多数の導電路とを有し、該導電路が前記電気絶縁板の平面上で等間隔にマトリクス状に配列された回路基板であって、
前記導電路は、第１の導電路群を構成すべく互いに等間隔をおいて整列する複数の第１の導電路と、第２の導電路群を構成すべく前記第１の導電路間で互いに等間隔をおいて整列する複数の第２の導電路とから成り、複数の前記第１の導電路は信号用導電路を含み、前記第２の導電路はアース用導電路であり、
前記絶縁基板の上面、下面または内部のいずれかには、前記アース用導電路に接続されかつ第１の導電路から電気的に遮断されるアースパターンが配置されていることを特徴とする回路基板。
【請求項２】
前記電気絶縁板は、セラミックを母材とし、該母材の内部に多層のアースパターンが形成された多層配線構造を有する、請求項１に記載の回路基板。
【請求項３】
前記各導電路は、前記電気絶縁板をその板厚方向に貫通して形成された貫通孔と、該貫通孔の周壁を覆って形成される導電層とを備えるスルーホールから成る、請求項１に記載の回路基板。
【請求項４】
テスタに接続される配線路が形成された配線基板と、該配線基板に一方の面を対向させて配置され、他方の面に前記配線路に接続される複数のプローブが設けられたプローブ基板とを含み、前記プローブ基板は、電気絶縁板および該電気絶縁板を板厚方向に貫通して形成された多数の導電路を有し、該導電路が前記電気絶縁板の平面上で等間隔にマトリクス状に配列された回路基板と、該回路基板の前記導電路に対応する配線路を有し、該配線路を対応する前記導電路に接続すべく一方の面が前記回路基板に固着された配線層とを備え、前記プローブが前記配線層の前記配線路および前記回路基板の前記導電路を経て前記配線基板の対応する前記配線路に接続されるように前記配線層の他方の面に設けられる電気接続装置であって、
前記導電路は、第１の導電路群を構成すべく互いに等間隔をおいて整列する複数の第１の導電路と、第２の導電路群を構成すべく前記第１の導電路間で互いに等間隔をおいて整列する複数の第２の導電路とから成り、複数の前記第１の導電路は信号用導電路を含み、前記第２の導電路はアース用導電路であり、
前記絶縁板の上面、下面または内部のいずれかには、前記アース用導電路に接続されかつ第１の導電路から電気的に遮断されるアースパターンが配置されていることを特徴とする電気的接続装置。
【請求項５】
前記絶縁基板は、セラミックを母材とし、該母材の内部に多層のアースパターンが形成された多層配線構造を有する、請求項４に記載の電気的接続装置。
【請求項６】
前記各導電路は、前記電気絶縁板をその板厚方向に貫通して形成された貫通孔と、該貫通孔の周壁を覆って形成される導電層とを備えるスルーホールから成る、請求項４に記載の電気的接続装置。
【請求項７】
前記配線基板と前記プローブ基板との間には、前記配線基板の前記配線路と前記回路基板の対応する前記導電路とを接続する接続器が配置されている、請求項４に記載の電気的接続装置。
【請求項８】
前記接続器は接触子にポゴピン接触子を有するポゴピン接続器である、請求項７に記載の電気的接続装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回路基板およびこれを用いたプローブカードのような電気的接続装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
被検査体である半導体集積回路（ＩＣ）のような電気回路の電気的検査では、電気検査のためのテスタと被検査体とを接続する電気的接続装置として、多数のプローブが設けられたプローブカードと称される電気的接続装置が用いられている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
このプローブカードによれば、プローブ基板に設けられた多数のプローブを半導体ウエハ上に集合的に形成された各ＩＣチップ領域の対応する電極パッドに接触させることにより、被検査体である各ＩＣチップ領域の半導体集積回路とテスタとを接続することができ、これにより該テスタで被検査体の電気的検査を行なうことができる。
【０００４】
電気的接続装置のプローブ基板は、例えばセラミックのような電気絶縁板と、該電気絶縁板に一方の面が固着された多層プリント配線基板（PCB）とからなり、該プリント配線基板の他方の面に多数のプローブが形成される。電気絶縁板には、その板厚方向に貫通するスルーホールと称される多数の導電路が形成されている。多層プリント配線基板には、電気絶縁板の各導電路と、該導電路に対応するプローブとを接続する導電路が形成されている。
【０００５】
この電気絶縁板には、信号用スルーホールの他、該電気絶縁板内に形成された多層のアース層を接続するスルーホールを形成することにより、アース層を高周波信号のリターン電流の経路として有効に作用させることができるので、高周波信号を用いた特性検査を好適に実施することができる（例えば、特許文献２参照）。
【０００６】
ところで、このようなプローブ基板の電気絶縁基板として、等ピッチで導電路であるスルーホールが配列されたユニバーサル基板と称される汎用回路基板を利用することができる。しかしながら、このようなユニバーサル基板は、スルーホールの配列ピッチが粗く、高速信号に対処し得るに充分な数のアース用スルーホールを確保することはできなかった。
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−１７１２１号公報
【特許文献２】特開平４−７１２９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
そこで、本発明の目的は、高周波信号を用いた電気的検査に好適な電気的接続装置およびこの電気的接続装置に用いるのに好適な回路基板を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る回路基板は、電気絶縁板と、該電気絶縁板を板厚方向に貫通して形成された多数の導電路とを有し、該導電路が前記電気絶縁板の平面上で等間隔にマトリクス状に配列された回路基板であって、前記導電路は、第１の導電路群を構成すべく互いに等間隔をおいて整列する複数の第１の導電路と、第２の導電路群を構成すべく前記第１の導電路間で互いに等間隔をおいて整列する複数の第２の導電路とから成り、複数の前記第１の導電路は信号用導電路を含み、前記第２の導電路はアース用導電路であり、前記絶縁基板の上面、下面または内部のいずれかには、前記アース用導電路に接続されかつ第１の導電路から電気的に遮断されるアースパターンが配置されていることを特徴とする。
【００１０】
第１の導電路の多数を信号用導電路として用い、その残部を電源用導電路として使用することができ、第１の導電路間に等間隔で配置される第２の導電路がアース用として用いられることから、該アース用導電路で信号用導電路を取り巻くことができる。また、前記絶縁基板の上面、下面または内部のいずれかに第１の導電路から電気的に遮断されアースパターンが配置され、該アースパターンが前記アース導電路に接続されることから、信号用導電路を経る高周波信号間の干渉を確実に防止することができる。
【００１１】
前記電気絶縁板は、セラミックを母材とし、該母材の内部に多層のアースパターンを形成した多層配線構造を採用することができる。
【００１２】
前記各導電路は、前記電気絶縁板をその板厚方向に貫通して形成された貫通孔と、該貫通孔の周壁を覆って形成される導電層とを備えるスルーホールで構成することができる。
【００１３】
本発明に係る電気的接続装置は、テスタに接続される配線路が形成された配線基板と、該配線基板に一方の面を対向させて配置され、他方の面に前記配線路に接続される複数のプローブが設けられたプローブ基板とを含む。前記プローブ基板は、電気絶縁板および該電気絶縁板を板厚方向に貫通して形成された多数導電路を有し、該導電路が前記電気絶縁板の平面上で等間隔にマトリクス状に配列された回路基板と、該回路基板の前記導電路に対応する配線路を有し、該配線路を対応する前記導電路に接続すべく一方の面が前記回路基板に固着された配線層とを備える。前記プローブは、前記配線層の前記配線路および前記回路基板の前記導電路を経て前記配線基板の対応する前記配線路に接続されるように前記配線層の他方の面に設けられる。前記導電路は、第１の導電路群を構成すべく互いに等間隔をおいて整列する複数の第１の導電路と、第２の導電路群を構成すべく前記第１の導電路間で互いに等間隔をおいて整列する複数の第２の導電路とから成り、複数の前記第１の導電路は信号用導電路を含み、前記第２の導電路はアース用導電路である。また、前記絶縁板の上面、下面または内部のいずれかには、前記アース用導電路に接続されかつ第１の導電路から電気的に遮断されるアースパターンが配置されている。
【００１４】
本発明に係る前記電気的接続装置によれば、プローブ基板の回路基板に設けられる信号用導電路をアース用導電路で取り巻くことができ、また、前記絶縁基板の上面、下面または内部のいずれかに第１の導電路から電気的に遮断されアースパターンが配置され、該アースパターンが前記アース導電路に接続されることから、信号用導電路を経る高周波信号間の干渉を確実に防止することができる。したがって、高周波信号を用いた高周波検査をより正確に行うことができる。
【００１５】
前記配線基板と前記プローブ基板との間に、前記配線基板の前記配線路と前記回路基板の対応する前記導電路とを接続する接続器を配置することができる。
【００１６】
前記接続器には、接触子にポゴピン接触子を有するポゴピン接続器を用いることができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、前記したように、アース用導電路で信号用導電路を取り巻くことができ、また、前記絶縁基板の上面、下面または内部のいずれかに第１の導電路から電気的に遮断されアースパターンが配置され、該アースパターンが前記アース導電路に接続されることから、信号用導電路を経る高周波信号間の干渉を確実に防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明に係る電気的接続装置１０が図１および図２に示されている。この電気的接続装置１０は、図２に示すように、例えば、ウエハプローバの試料台を構成する従来よく知られた真空チャック１２上の半導体ウエハ１４の電気検査に用いられる。半導体ウエハ１４には、図示しないが、多数のＩＣが作り込まれており、それらＩＣの電気的検査のために、該各ＩＣの各電極パッドをテスタ本体（図示せず）の電気回路に接続するのに用いられる。
【００１９】
電気的接続装置１０は、例えばテスタのテスタヘッドに接続されて使用される。電気的接続装置１０は、図２に示されているように、前記ウエハプローバに設けられた環状のカードホルダ１６に縁部を保持される円形平板状の配線基板１８と、該配線基板の上面１８ａに取り付けられた平板状の支持部材２０と、配線基板１８の下面１８ｂから間隔をおいて配置されるプローブ基板２２と、配線基板１８の下面１８ｂおよび該下面に対向するプローブ基板の上面２２ａ間に配置される電気接続器２４とを備える。
【００２０】
配線基板１８は、従来の配線基板と同様、プリント配線基板（ＰＣＢ）からなる。支持部材２０は、図２に示す例では、枠状の平板部材から成り、ボルト２６、２８により配線基板１８に結合されている。支持部材２０の枠内で露出する配線基板１８上には、該配線基板の図示しない配線路に接続されるコンデンサのような電気素子３０が整列して配置されている。また支持部材２０から露出する配線基板１８の縁部には、該配線基板の前記配線路を前記テスタに接続するための接続端となるコネクタ３２が整列して配置されている。
【００２１】
プローブ基板２２は、図３に示すように、ボルト３４で配線基板１８に固定される矩形枠体３６を介して、配線基板１８の下面１８ｂに固定されている。この矩形枠体３６から露出するプローブ基板２２の下面２２ｂには、多数のプローブ３８が設けられている。各プローブ３８は、半導体ウエハ１４の前記ＩＣに設けられた前記各電極パッドにそれぞれ対応する。このプローブ３８には、カンチレバータイプ、ニードルタイプ、ブレードタイプあるいはポゴピンタイプのような従来よく知られた種々のプローブを用いることができる。
【００２２】
これら支持部材２０、配線基板１８、電気接続器２４およびプローブ基板２２は、前記したように、該プローブ基板に設けられたプローブ３８の針先を下方へ向けて、一体的に結合されている。
【００２３】
本発明に係る電気的接続装置１０のプローブ基板２２が図４ないし図６に示されている。プローブ基板２２は、特に図６に明確に示されているように、矩形の回路基板４０と、該回路基板に一方の面を対向させて回路基板４０に固着された例えば薄膜多層配線基板からなる配線層４２とを備える。
【００２４】
回路基板４０は、例えばセラミック板からなる電気絶縁板４４と、該電気絶縁板をその板厚方向に貫通する多数のスルーホール４６ａ、４６ｂからなる多数の導電路４６とを備える。電気絶縁板４４には、図６に示す例では、さらに多数のグランド層を構成する導伝層４８が互いに平行に配置されている。
【００２５】
多数のスルーホール４６ａは、図４に示されているように、電気絶縁板４４の平面で見て、相互に等間隔でマトリックス状に配列され、第１の導電路群を構成する。また、同様に、第２の導電路である多数のスルーホール４６ｂは、第１の導電路群の導電路４６ａの配列ピッチと同一ピッチで、マトリックス状に第１の導電路４６ａ間に配列されている。
【００２６】
第２の導電路群を構成する第２の導電路４６ｂは、アース用導電路として利用され、他方第１の導電路群を構成する大多数の第１の導電路４６ａは、信号用導電路として利用され、必要に応じて、その残部（４６ｂ）を電源用導電路として利用することができる。
【００２７】
第２の導電路群を構成する第２の導電路４６ｂは、図４に示すように、第１の導電路４６ａを取り囲むように配列されている。また、第２の導電路４６ｂは、図６に示すように、電気絶縁板４４内の導伝層４８に電気的に接続されている。この導伝層４８は、第１の導電路４６ａに電気的に遮断されており、アースパターンを構成する。
【００２８】
配線層４２には、その一方の面４２ａで、対応する導電路４６に電気的に接続された配線路５０が形成されており、各配線路５０は、他方の面４２ｂで該面に設けられた対応するプローブ３８に接続されている。
【００２９】
したがって、配線路５０を経て第１の導電路４６ａに接続されたプローブ３８は、信号用プローブあるいは電源用プローブとして機能する。また配線路５０を経て導電路４６ｂに接続されたプローブ３８は、アース用プローブとして機能する。
【００３０】
回路基板４０の各導電路４６は、プローブ基板２２の上面２２ａで、前記した電気接続器２４を経て、配線基板１８の対応する前記配線路に接続されている。配線基板１８とプローブ基板２２との間に配置される電気接続器２４として、従来よく知られたポゴピン接続器を用いることができる。
【００３１】
本発明に係る電気的接続装置１０では、プローブ基板２２の回路基板４０に設けられる第１の導電路である信号用導電路４６ａを第２の導電路であるアース用導電路４６ｂで取り巻くことができる。また、回路基板４０の電気絶縁板４４の内部には、第１の導電路４６ａから電気的に遮断された導伝層４８が配置され、該導伝層がアース導電路４６ｂに接続されることから、信号用導電路４６ａを経る高周波信号間の干渉を確実に防止することができる。したがって、高周波信号を用いた高周波検査をより正確に行うことができる。
【００３２】
図６には、導伝層４８すなわちアースパターンが電気絶縁板４４の内部に設けられた例を示したが、これに代えてアースパターンを電気絶縁板４４の上面あるいは下面に設けることができる。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明は、上記実施例に限定されず、その趣旨を逸脱しない限り、種々に変更することができる。例えば、電気接続器として、ポゴピン組立体以外に、ワイヤ接続器のような他の電気接続器を適用することができる。また、本発明に係る回路基板を電気的接続装置以外の信号中継板に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明に係る電気的接続装置を示す平面図である。
【図２】図１に示した電気的接続装置の正面図である。
【図３】図１に示した電気的接続装置の底面図である。
【図４】本発明に係るプローブ基板の回路基板を全体的に示す平面図である。
【図５】本発明に係るプローブ基板の回路基板を部分的に示す平面図である。
【図６】図５に示した線VI-VIに沿って得られた断面図である。
【符号の説明】
【００３５】
１０  電気的接続装置
１８  配線基板
２０  支持部材
２２  プローブ基板
２２ａ  プローブ基板の上面（一方の面）
２２ｂ  プローブ基板の下面（他方の面）
２４  ポゴピン組立体（電気接続器）
３８  プローブ
４０  回路基板
４２  配線層
４４  電気絶縁板（セラミック板）
４６  回路基板の導電路
４６ａ  第１の導電路（信号用スルーホール）
４６ｂ  第２の導電路（アース用スルーホール）
４８  電気絶縁板の導伝層
５０  配線路  
【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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