(57)【要約】【課題】第１基板（メイン基板）と第２基板（サブ基板）の電極間の導通不良の発生を抑制して高信頼性でかつ高性能なプローブカードとなり、しかも基板と接続子をインピーダンスの整合を保ちながら接続することができる高性能なプローブカードを提供することを目的とする。【解決手段】第２基板２の第２の接続用電極５に、前もってハンダバンプ２２を形成し、吸振性および剛性を持つ材料から形成した保持具８に保持された接続子７の端子部１５とをハンダ付けし、付勢接触するポイントを、位置決めプレート１３で位置決め固定した接続子７のガイド穴１０によって所定の方向に向いた接触部１４と、第１基板１の第１の接続用電極３との間のみとし、保持具８の穴１０の径あるいは接続子７の線径あるいは穴１０の内部に充填される誘電体１１の誘電率を調整形成するように構成する。【選択図】　　図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査測定機器とは反対側に第１の接続用電極を設けた第１基板と、一方の面に複数の接触子と他方の面に第２の接続用電極を設けた第２基板と、前記第１基板と前記第２基板との間に設置された、前記第１基板側に延伸して前記第１の接続用電極と接触する複数の接続子を保持した保持具とを有し、前記保持具の少なくとも前記第１基板側の表面にガイド穴を設けた位置決め用プレートを配置し、前記各ガイド穴を利用して前記各接続子を位置決め固定し、前記接触子と前記第１の接続用電極とを、前記接続子を介して電気的に接続するように構成してあるプローブカード。
【請求項２】
前記接続子は、一端に前記第１基板の前記第１の接続用電極に付勢接触する弾性体からなる接触部を有し、他端に前記第２基板の前記第２の接続用電極と接続をするための端子部を有するように構成した請求項１に記載のプローブカード。
【請求項３】
前記第１基板の前記第１の接続用電極は、凹形状の電極であり、前記凹形状の第１の接続用電極の底面あるいは側面に、前記接続子の前記接触部が傾斜して付勢接触し接続するように構成した請求項２に記載のプローブカード。
【請求項４】
前記接続子の少なくとも前記接触部は、前記位置決めプレート面から略一定の長さを有するように形成され、前記ガイド穴を利用して略規則性をもって所定の方向に曲げて形成されるように構成した請求項２に記載のプローブカード。
【請求項５】
前記接続子の少なくとも前記接触部の変位量が、２００μｍ以上であるように構成した請求項２から４のいずれか一項に記載のプローブカード。
【請求項６】
前記第１基板に対して前記接続子の接触圧力が、接続子１個当たり１〜１０ｇであるように構成した請求項１から５のいずれか一項に記載のプローブカード。
【請求項７】
前記第２基板の前記接触子への接触圧力と、前記接続子の前記接触部への接触圧力とが略等しく、前記保持具へ加わる力が略平衡に保たれ前記保持具が略平坦に維持されているように構成した請求項６に記載のプローブカード。
【請求項８】
前記保持具は、吸振性および剛性を有する材料から形成するように構成した請求項１から７のいずれか一項に記載のプローブカード。
【請求項９】
前記保持具は、交換が可能であるように前記第１基板と着脱するように構成した請求項１から８のいずれか一項に記載のプローブカード。
【請求項１０】
前記第１基板上面に前記保持具とは反対側に配置された補強部材に前記保持具を保持するように構成した請求項１からの９のいずれか一項に記載のプローブカード。
【請求項１１】
前記接続子は、前記保持具に形成された穴の中の誘電体によって絶縁保持されているように構成した請求項１から１０のいずれか一項に記載のプローブカード。
【請求項１２】
前記第２基板の隣り合う前記第２の接続用電極の間隔と、隣り合う前記接触子の間隔とが異なるように構成した請求項１から１１のいずれか一項に記載のプローブカード
【請求項１３】
前記第２基板上に形成された電源線とアース線が、それぞれ接続を共通化して引きまわされるように構成した請求項１から１２のいずれか一項に記載のプローブカード。
【請求項１４】
前記第２基板の前記第２の接続用電極と、対応する前記接続子の前記端子部とを電気的固定接続することにより、付勢接触するポイントを前記接続子の前記接触部と前記第１基板の前記第１の接続用電極との間のみとするように構成した請求項１から１３のいずれか一項に記載のプローブカード。
【請求項１５】
前記電気的固定接続が、前記第２の接続用電極上に前もって形成したバンプと前記接続子の前記端子部とを圧着接続し、前記保持具と前記第２基板の間に挿入した絶縁性樹脂を固着した電気的固定接続であるように構成した請求項１４に記載のプローブカード。
【請求項１６】
前記第２基板は、外形を同じくした小基板を少なくとも２枚配置し分割しているように構成した請求項１４または１５に記載のプローブカード。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はＬＳＩチップ等の半導体デバイスの電気的諸特性を測定する検査用具であるプローブカードに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、プローブカードには、カンチレバー型と呼ばれる横型タイプと、垂直型と呼ばれる縦型タイプとがある。横型タイプのプローブカードは、近年のＬＳＩチップの大規模高集積化とテスターの多重化に伴う多チップ同時測定に適していない面がある。縦型のプローブは、より多くのプローブ（数百本〜数千本）を使用でき、プローブの配置の自由度が高いので、多チップ同時測定に適している。
【０００３】
半導体デバイスの検査には、複数のチップを同時に測定することが求められており、近年、そこで使用するプローブカードの電極数が更に増加しても、より電気的接触安定性が高い、高性能高信頼性のプローブカードが要求されている。
【０００４】
縦型のプローブカードにおいて、電極の比較的大きい間隔から小さい間隔への変換を担うメイン基板と、その基板で間隔変更された電極を、サブ基板を用いてさらに電極間隔を縮小させる必要がある。従来、上記メイン基板と上記サブ基板との間における電極間隔変更を電気的に導通させながら行うためのインターポーザ（介在体）をメイン基板とサブ基板との間に設けることが知られている。
【０００５】
図９は、従来のプローブカードの断面構造を示す概念図である。検査測定機器（図示せず）側と接続する表面に広い間隔で複数の電極５４が配された第１基板（メイン基板）５１と、半導体デバイス５３の狭い間隔で配された電極５６に合わせて狭い間隔で複数の接触子５７が表面に配された第２基板（サブ基板）５２との上下間にインターポーザＩが配置されている。インターポーザＩは、第２基板５２の裏面に互いにやや狭い間隔で配置された第２の接続用電極５８と、検査測定機器とは反対面側に第１基板５１に互いにやや狭い間隔で配置された第１の接続用電極５５とに跨って介在し付勢接触させることで電気的に導通させる手段機構であり、弓形（略３型）などの形状に既に屈曲形成された弾性状の金属電極である複数の接続子５９と、これら接続子５９をそれらの上下中間位置で固定し、かつ全ての接続子５９をまとめて保持する樹脂製の保持具６０とからなるユニットに構成されていた。配線６１は第１基板５１の電極５４と第１の接続用電極５５とを導通させ、配線６２は、第２基板５２の接触子５７と第２の接続用電極５８を導通させている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の従来技術によるプローブカードでは、既に屈曲形成された長さが不均一な接続子が、不ぞろいな方向にあるいは傾斜するなどの状態で保持具にそのまま固定されやすいため、接続子の先端位置が不正確となり導通不良が多く発生する問題があり、また、インターポーザの構造上、電気的に付勢接触するポイントとして少なくとも２箇所持つため、全体として導通不良が多く発生しやすくなる問題があり、また、従来の保持具は剛性が低く振動に敏感な樹脂材料によって形成しているため、半導体デバイスをプローブカードに設定する際の衝撃により、保持具が振動し歪んで接続子先端の対応電極からの位置ずれが起き、接触が不安定となり導通不良が多く発生しやすい問題があり、また、接続子が電気的にほぼ同一条件で樹脂製の保持具に保持固定されているため、基板と接続子のインピーダンス不整合が発生する問題があり、従来のプローブカードではその接触安定性の信頼性や電気的性能に多くの問題があった。
【０００７】
本発明は、第１基板（メイン基板）と第２基板（サブ基板）の電極間の導通不良の発生を抑制して高信頼性でかつ高性能なプローブカードとなり、しかも基板と接続子をインピーダンスの整合を保ちながら接続できる高性能なプローブカードを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１の構成は、検査測定機器とは反対側に第１の接続用電極を設けた第１基板と、一方の面に複数の接触子と他方の面に第２の接続用電極を設けた第２基板と、第１基板と第２基板との間に設置された、第１基板側に延伸して第１の接続用電極と接触する複数の接続子を保持した保持具とを有し、保持具の少なくとも第１基板側の表面にガイド穴を設けた位置決め用プレートを配置し、各ガイド穴を利用して各接続子を位置決め固定し、接触子と第１基板の第１の接続用電極とを、接続子を介して電気的に接続するように構成してあることを特徴とする。
【０００９】
請求項１の構成によれば、保持具の表面にガイド穴を高精度に位置設計し形成した位置決め用プレートを配置し、ガイド穴を利用して各接続子を位置決めし、固定することにより、各接続子の位置が高精度に決まるので、接続子先端の接触位置が正確となり、第１基板と第２基板間の導通不良を抑制することができる。
【００１０】
請求項２の構成は、請求項１の構成において、接続子は、一端に第１基板の第１の接続用電極に付勢接触する弾性体からなる接触部を有し、他端に第２基板の第２の接続用電極と接続をするための端子部を有するように構成してあることを特徴とする。
【００１１】
請求項２の構成によれば、付勢接触する弾性体からなる接触部と、端子部を有する接続子が正確な位置に配置固定されることにより、基板間の導通不良を抑制することができる。
【００１２】
請求項３の構成は、請求項２の構成において、第１基板の第１の接続用電極は、凹形状の電極であり、凹形状の第１の接続用電極の底面あるいは側面に、前記接続子の前記接触部が傾斜して付勢接触し接続するように構成してあることを特徴とする。
【００１３】
請求項３の構成によれば、第１の接続用電極を凹形状の電極とし、凹形状の第１の接続用電極の底面あるいは側面に、接続子の弾性体からなる接触部を傾斜させて付勢接触し接続することにより、接触部の先端は凹形状の第１の接続用電極に対して接触をはずすことなく接続することになり、より接続安定性は増加し、性能と信頼性を高くすることが可能になる。
【００１４】
請求項４の構成は、請求項２の構成において、接続子の少なくとも接触部は、位置決めプレート面から略一定の長さを有するように形成され、かつガイド穴を利用して略規則性をもって所定の方向に曲げて形成されるように構成してあることを特徴とする。
【００１５】
請求項４の構成によれば、上記で位置決め固定された接続子の接触部が、位置決めプレート面から一定の長さに形成され、高精度に位置設計したガイド穴を利用し規則性をもって所定の方向に曲げて形成することにより、接触部の先端は第１の接続用電極に対して更に正確な位置を確保することになり、基板間の導通不良を更に抑制でき、接触安定性は更に増加し、性能と信頼性を高くすることが可能になる。
【００１６】
請求項５の構成は、請求項２〜４の構成において、接続子の少なくとも接触部の変位量が、２００μｍ以上であるように構成してあることを特徴とする。
【００１７】
請求項５の構成によれば、接触部の変位量を２００μｍ以上とすることにより、基板間の導通不良を更に抑制することが可能になる。
【００１８】
請求項６の構成は、請求項１〜５の構成において、第１基板に対して接続子の接触圧力が、接続子１個当たり１〜１０ｇであるように構成してあることを特徴とする。
【００１９】
請求項６の構成によれば、接続子の接触圧力を、接続子１個当たり１〜１０ｇの範囲とすることにより、基板間の導通不良を更に抑制することが可能になる。
【００２０】
請求項７の構成は、請求項６の構成において、第２基板の接触子への接触圧力と、接続子の接触部への接触圧力とが略等しくなり、保持具に加わる力が略平衡に保たれているように構成してあることを特徴とする。
【００２１】
請求項７の構成によれば、第２基板の接触子への接触圧力と、接続子の接触部への接触圧力とがバランスして略等しくなり、保持具が平衡に保たれているようにすることにより、保持具がたわむことなく平坦に保たれているようにできるので、接触安定性は増し、基板間の導通不良を更に抑制でき、性能と信頼性を高くすることが可能になる。
【００２２】
請求項８の構成は、請求項１〜７の構成において、保持具は、吸振性および剛性を有する材料から形成するように構成してあることを特徴とする。
【００２３】
請求項８の構成によれば、吸振性が高いかつ高剛性の材料で保持具を形成することにより、デバイスの設定時に起きる衝撃や検査操作時の不手際などによる衝撃で発生する保持具の振動を吸収抑制することにより、保持具に保持された接続子の位置がずれることなく接触が安定し、第１基板と第２基板間の導通不良を更に抑制でき、接触安定性は更に増加し、接続の信頼性を高くすることが可能になる。
【００２４】
請求項９の構成は、請求項１〜８の構成において、保持具は、交換が可能であるように第１基板と着脱するように構成してあることを特徴とする。
【００２５】
請求項９の構成によれば、保持具を第１基板と着脱することにより、不良の接続子を持つ保持具の交換が可能になる。
【００２６】
請求項１０の構成は、請求項１〜９の構成において、第１基板上面に保持具とは反対側に配置された補強部材に、保持具を保持するように構成してあることを特徴とする。
【００２７】
請求項１０の構成によれば、プローブカード全体を補強するために第１基板上面に配置した補強部材に、保持具を保持固定することになるので、保持具の歪みやたわみ、あるいは振動を抑制でき、第１基板と第２基板間の導通不良を抑制でき、接触が安定化し接続の信頼性を高くすることが可能になる。
【００２８】
請求項１１の構成は、請求項１〜１０の構成において、接続子は、保持具に形成された穴の中の誘電体によって絶縁保持されているように構成してあることを特徴とする。
【００２９】
請求項１１の構成によれば、保持具に形成された穴に接続子が挿入保持され、穴の中に誘電体材料が充填されることにより、接続子は電気的絶縁され保持されるので、電気的信頼性を高くすることが可能になる。
【００３０】
請求項１２の構成は、請求項項１〜１１の構成において、第２基板の隣り合う第２の接続用電極の間隔と、隣り合う接触子の間隔とが異なるように構成してあることを特徴とする。
【００３１】
請求項１２の構成によれば、第２基板における第２の接続用電極と接触子を電極間隔を変換して配置することになり、高密度で多ピンの配線電極を持つ半導体デバイスの検査に対応することが可能になる。
【００３２】
請求項１３の構成は、請求項１〜１２の構成において、第２基板上に形成された電源線とアース線が、それぞれ接続を共通化して引きまわすように構成してあることを特徴とする。
【００３３】
請求項１３の構成によれば、第２基板上に形成した電源線とアース線を、それぞれ接続を共通化して第２基板上で引きまわすことにより、電気的ノイズに強くなり、かつ複数の半導体デバイス間への電源電圧差を無くすことになるので、各半導体デバイスを正確に電気検査することが可能になる。
【００３４】
請求項１４の構成は、請求項１〜１３の構成において、第２基板の第２の接続用電極と、対応する接続子の端子部とを電気的固定接続することにより、付勢接触するポイントを接続子の接触部と第１の接続用電極との間のみとするように構成してあることを特徴とする。
【００３５】
請求項１４の構成によれば、第２基板の第２の接続用電極と接続子の端子部とをハンダ付けなどで固定接続し、プローブカードとして付勢接触するポイント側を接触部の先端が第１の接続用電極に接触する側のみとしたことにより、全体として接触ポイントを半減させることになるので、第１基板と第２基板間の導通不良を更に抑制することができるようになって、その接触安定性は更に増加し、プローブカードとしての性能と信頼性を高くすることが可能になる。
【００３６】
請求項１５の構成は、請求項１４の構成において、電気的固定接続が、第２の接続用電極上に前もって形成したバンプと接続子の端子部を圧着接続し、保持具と第２基板の間に挿入した絶縁性樹脂によって固着した電気的固定接続であるように構成してあることを特徴とする。
【００３７】
請求項１５の構成によれば、第２の接続用電極上に前もって形成したバンプと接続子の端子部を圧着接続し、保持具と第２基板の間に挿入した絶縁性樹脂によって固着する電気的固定接続としたことにより、全体として接触ポイントを半減させることになるとともに、低温の熱処理工程による作成でも安定して接続形成することができ、製造し易く、プローブカードとしての性能と信頼性を高くすることが可能になる。
【００３８】
請求項１６の構成は、請求項１４または１５の構成において、第２基板は、外形を同じくした小基板を少なくとも２枚配置し分割しているように構成してあることを特徴とする。
【００３９】
請求項１６の構成によれば、第２基板として、外形を同じくした小基板を複数枚配置して分割したことにより、各小基板の歪みは小さくできるので、多数個の半導体ウエハーチップの測定において、より信頼性を高くすることが可能になる。
【００４０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面に基づいて説明する。
【００４１】
（実施の形態）
図１は、本発明の実施の形態であるプローブカードＡの断面構造の概念図を示す。図１において、プローブカードＡは、テスター等の検査測定機器（図示省略）に導通接続するための第１基板（メイン基板：別名マザー基板）１と、ＩＣチップ等の被検査対象である半導体デバイス（図示省略）に導通接続するための第２基板（サブ基板）２と、これら第１基板１，第２基板２の間に介在される縦型のインターポーザＪとから構成されている。
【００４２】
第１基板１は、検査測定機器に導通接続される複数の外部電極（図示省略）を表面に装備し、かつ、第２基板２に対する導通用としての第１の接続用電極３を検査測定機器とは反対面側に装備している。これら表裏の電極は相対応するものどうしを配線（図示省略）によって導通させている。
【００４３】
第２基板２は、半導体デバイスの高密度に配置された多ピンの配線電極（図示省略）に接触させるため、対応した間隔Ｄ１に狭く配置した複数の隣り合う接触子４を表面に装備し、第１基板裏面に形成した第１の接続用電極３に対応する間隔Ｄ２にやや狭く配置した複数の隣り合う第２の接続用電極５を裏面に装備し、これら表裏の接触子４と第２の接続用電極５の相対応するものどうしを複数の配線６によってそれぞれ導通させることにより、第２基板２は、間隔Ｄ２＞間隔Ｄ１のように電極間隔を異なるように変換配置でき、高密度で多ピンの配線電極を持つ半導体デバイスの検査に対応することが可能になる。
【００４４】
インターポーザＪは、第１基板１の第１の接続用電極３と第２基板２の第２の接続用電極５とに跨って付勢接触あるいは接続して電気的に導通させる手段機構である。インターポーザＪは、第１基板１側に延伸して第１の接続用電極３と付勢接触する複数の接続子７と、接続子７を後述するように位置決め固定しまとめて保持した保持具８とから主に構成している。
【００４５】
接続子７の少なくとも一端には、第１基板１の第１の接続用電極３に付勢接触することができる接触部１４を導電性に優れた弾性体から形成し、好ましくは弾性バネ状の良好な導電性材料であれば良く、例えばＢｅＣｕ（ベリリュムカッパー）や、あるいは、弾性体表面に導電性の優れた金属、例えば金メッキ処理したものでも良い。また、接続子７の他端には、第２基板の第２の接続用電極５と良好に電気的接続をするための端子部１５を形成するように構成している。
【００４６】
保持具８は、吸振性および剛性のある材料から形成され、好ましくは吸振性が高いかつ高剛性の金属材料を使用する。例えば、榎本鋳工所社製の商品名ノビナイトＣＦ−５など、吸振性と剛性のある材料であれば使用可能である。
【００４７】
保持具８には貫通した穴１０を複数形成し、穴１０に接続子７をそれぞれ挿入し、穴１０の中に誘電体材料１１としてエポキシ樹脂などや空気を充填して、保持具８と接続子７とを電気的に絶縁し、かつ接続子７を保持するように構成している。
【００４８】
図２は、図１におけるプローブカードＡのインターポーザＪの一部を拡大した断面構造を示す概念図である。図２において、保持具８の少なくとも第１基板１側の表面あるいはその両表面上に、貫通したガイド穴１２を高精度に位置設計して形成した絶縁材料、例えばセラミック板からなる位置決め用プレート１３を配置する。各ガイド穴１２を利用して各接続子７を位置決めして後、固定することにより、各接続子を保持具８に高精度に位置決めするように構成している。
【００４９】
図２において、接続子７の接触部１４を、位置決めプレート１３面から研磨や切断などの方法で一定あるいは略一定の長さＬに形成した後、かつ高精度に位置決めされたガイド穴１２の縁を利用して規則性あるいは略規則性をもって所定の一定の方向、極角θ（方位角φ）に曲げて形成したカンチレバー型の接続子の構成としている。
【００５０】
図１に戻って、上記のように構成したインターポーザＪの保持具８を第１基板１と着脱できるように、また、第１基板１上面に保持具８とは反対側にプローブカード全体を補強するために配置した補強部材１６に、ネジ１７によって厚さｔのスペーサ１８を介して保持する。スペーサ１８の厚みｔなどを調整することにより、第１基板と接触子４の接触間距離を容易に変更することができる。導電性を有する金属材料からなる保持具８はスペーサ１８や電気配線などを介して接地化される。また、保持具８を強固な補強部材１６に保持することになるので、保持具８は安定して固定できる。
【００５１】
図３は、図１におけるプローブカードＡの一部を拡大した断面構造を示す概念図である。第１基板１に対して保持具８の取り付け距離をスペーサ１８などによって調整することにより、接続子７の少なくとも接触部１４の第１基板１に対する変位量ｈを、２００μｍ以上であるように構成する。２００μｍより少ない変位量の場合、接触不良が増加し、２００μｍ以上の変位量がある場合には、安定した接触が得られる。
【００５２】
更に、図３において、接続子７あるいは少なくとも接触部１４の材料特性（ヤング率）、直径、長さを調整することにより、第１基板１に対するカンチレバー型の接続子７の接触圧力を、接続子１個当たり１〜１０ｇであるように構成する。接触圧力が１ｇより小さいと接触不良が発生し、１０ｇより大きいと保持具全体が歪むので、非接触となる接続子７が多発し接触不良が多くなる。１〜１０ｇで安定した接触が得られる。
【００５３】
また、図１において、半導体デバイスチップ（図示せず）から受ける第２基板２の接触子４への接触圧力Ｆ２と、第１基板１に対する接続子７の接触圧力Ｆ１とを略等しくし、保持具８へ加わる力が平衡にバランスよく保たれているように構成する。
【００５４】
上記の構成によれば、保持具の少なくとも第１基板側の表面あるいは保持具の両表面にガイド穴を高精度に位置設計して形成された位置決め用プレートを配置し、各ガイド穴を利用して各接続子を位置決めして後、固定することにより、各接続子を高精度に位置決めできるので、接続子先端の接触位置が正確となり、第１基板と第２基板間の導通不良を抑制することができる。
【００５５】
またさらに、位置決め固定された接続子の接触部が、位置決めプレート面から一定の長さを有するように形成し、位置精度が高精度に設計されたガイド穴を利用して規則性をもって所定の方向に曲げて形成するので、接続子が保持具に高密度に配置されていても、その接触部の先端は第１基板の第１の接続用電極に対して更に正確な位置を確保することになり、第１基板と第２基板間の導通不良を更に抑制することができるようになって、その接触安定性は更に増加し、プローブカードとしての性能と信頼性を高くすることが可能となる。
【００５６】
また、一端に第１基板の第１の接続用電極に付勢接触する弾性体からなる接触部と、他端に第２基板の第２の接続用電極と接続する端子部を有する接続子が正確な位置に配置固定されることにより、第１基板と第２基板間の導通不良を抑制することができる。
【００５７】
更にまた、吸振性が高いかつ高剛性の金属材料で保持具を形成することにより、デバイスの設定時に起きる衝撃や検査操作時の不手際などによる衝撃で発生する保持具の振動を即座に吸収抑制し衝撃振動に強くでき、保持具に保持された接続子の位置がずれることなく接触が安定となり、第１基板と第２基板間の導通不良を更に抑制することができ、接触安定性は更に増加し、接続の信頼性を高くすることが可能となる。
【００５８】
また、保持具に形成された穴に接続子が挿入保持され、穴の中に誘電体材料が充填されることにより、保持具と接続子は電気的に絶縁しているので、電気的信頼性を高くすることが可能となる。
【００５９】
また、保持具を第１基板と着脱することにより、不良の接続子を持つ保持具の交換が可能となる。
【００６０】
更にまた、プローブカード全体を補強するために第１基板上面に配置した強固な補強部材に、保持具を安定して保持固定することになるので、保持具の歪みやたわみ、あるいは振動を抑制でき、第１基板と第２基板間の導通不良を抑制することができ、接触が安定化し接続の信頼性を高くすることが可能となる。
【００６１】
また、接触部の変位量を２００μｍ以上とすることにより、第１基板と第２基板間の導通不良を更に抑制することが可能になる。
【００６２】
また、接続子の接触圧力を、接続子１個当たり１〜１０ｇの範囲とすることにより、第１基板と第２基板間の導通不良を更に抑制することが可能になる。
【００６３】
また、第２基板の接触子への接触圧力と、第１基板に対する接続子の接触圧力とが略等しく保持具に加わる力が平衡になるので、保持具がたわむことなく平坦に保たれているようにできるので、基板間の導通不良を更に抑制でき、接続の信頼性を高くすることが可能になる。
【００６４】
上記で、接続子は、一端に接触部を有し他端に端子部を構成しているとしたが、両端に接触部を有する接続子を使用しても同様に実施可能である。
【００６５】
図４は、本実施形態の他の実施例の接続子の形状を示す一部プローブカードの断面構造の概念図である。上記、図１、２において接続子７を第１の接続用電極３に延伸する接触部を接触させるカンチレバー型形状のものとしたが、図４（ａ）のように曲部を有する接触部を持つ接続子や、図４（ｂ）のように延伸した接触部とバネを有する接続子、あるいは、図４（ｃ）のようにスプリングバネ様の接続子を使用してもよい。
【００６６】
図５は、本実施形態の他の実施例であるプローブカードＢの断面構造の概念図を示す。図１と同様の構成のものは同じ参照番号を付している。また、拡大して説明するために構成を一部省略している。
【００６７】
図５において、穴１０に挿入された接続子７と吸振性および剛性のある鋳鉄金属材料、例えば、榎本鋳工所社製の商品名ノビナイトＣＦ−５から形成され接地化された保持具８とのインピーダンスを調整するために、保持具８の穴１０の径を径Ｒ１やＲ２で設計調整して形成し、誘電体１１としてエポキシ樹脂材料などを穴１０の内部に充填するように構成している。これによって、第１基板の配線電極の電源線（図示せず）に対応する接続子７を低インピーダンスに設定でき、第１基板の配線電極の信号線（図示せず）に対応する接続子７の特性インピーダンスを略所定の値に設定でき、基板と接続子をインピーダンスの整合を保ちながら接続させることができる。
【００６８】
また、上記で、保持具８の穴１０の径を変えて調整し形成すると説明したが、接続子７の線径を調整し形成し、少なくとも第１基板の配線電極と対応する接続子のインピーダンスを整合し、接続子のインピーダンスを調整することも同様に実施可能である。
【００６９】
また、誘電体１１の誘電率などの値を変化させて調整し形成し、少なくとも第１基板の配線電極と対応する接続子のインピーダンスを整合し、接続子のインピーダンスを調整することも同様に実施可能である。
【００７０】
また、これら穴の径、線径、誘電率などを組み合わせて変化させ調整し形成し、少なくとも第１基板の配線電極と対応する接続子のインピーダンスを整合し、接続子のインピーダンスを調整することも同様に実施可能である。
【００７１】
更に、図５で、狭い間隔Ｄ１で配置した接触子４とやや狭い間隔Ｄ２で配置した第２の接続用電極５とをそれぞれ第２基板２の表裏に形成配置し、スルーホール２０を介して第２基板２の面上に形成したパターン配線２１により接続する。また、第２基板２の面上には、図示していないが、第２基板２を電気的に安定化させるため、電源線とアース線に対応する配線をそれぞれの接続を共通化して引きまわすように構成する。
【００７２】
また、図５で、第２基板２の第２の接続用電極５に、前もってハンダバンプ２２を形成し、ハンダバンプ２２と上記の吸振性および剛性を持つ金属材料から形成した保持具８に保持された接続子７の端子部１５とをハンダ付けして電気的固定接続することにより、付勢接触するポイントを、位置決めプレート１３で位置決め固定された接続子７のガイド穴１０で所定の方向に向いた接触部１４と、第１基板１の第１の接続用電極３との間のみとするように構成する。これにより付勢接触するポイント数を全体として少なくとも半減させることができる。
【００７３】
上記の構成によれば、保持具の穴の径あるいは前記接続子の線径あるいは前記誘電体の誘電率を変えて調整形成することにより、基板と接続子をインピーダンスの整合を保ちながら接続することが可能になる。
【００７４】
さらに、第２基板面に形成された電源線とアース線を、それぞれ接続を共通化して第２基板上で引きまわすことにより、電気的ノイズに強くなり、複数の半導体デバイス間への電源電圧差を無くすことになるので、各半導体デバイスを正確に電気検査することが可能になる。
【００７５】
さらにまた、第２基板の第２の接続用電極と、吸振性および剛性を持つ金属材料から形成した保持具に保持された接続子の端子部とをハンダ付けなどで電気的固定接続し、プローブカードとして付勢接触するポイント側を接触部の先端が第１の接続用電極に接触する側のみとしたことにより、衝撃振動に強くし、全体として接触ポイントを半減させることになり、第１基板と第２基板間の導通不良を更に抑制することができるようになって、その接触安定性はさらに増加し、プローブカードとしての性能と信頼性をさらに高くすることが可能となる。
【００７６】
図６は、本実施形態の他の実施例であるプローブカードＣの断面構造の概念図を示す。図１、図５と同様の構成のものは同じ参照番号を付している。また、拡大して説明するために構成を一部省略している。図５の実施例と異なるところは、接続子７の端子部１５を位置決めプレート１３の面のほぼ際まで一定の長さに研磨し、あるいは切断し、また、接続用電極５の上に金やハンダのような軟らかい金属でバンプ２３を形成し、保持具８と第２基板との間に熱硬化性のエポキシ系樹脂やアクリル系樹脂材料などからなる絶縁性樹脂２４を挿入し、かつ保持具８と第２基板２を圧着しながら絶縁性樹脂２４を熱硬化させ、接続子７の端子部１５とバンプ２３の間を固着接続するところにある。これにより、付勢接触するポイント数を全体として少なくとも半減させることができ、また、本実施例により、図５における上記ハンダ付けの実施例よりもより低温の熱処理工程による作成でも、接続子７の端子部１５とバンプ２３の間を安定して接続形成させることができ、製造がし易くなる。
【００７７】
上記で、第２の接続用電極上に前もって形成したバンプと接続子の端子部を圧着接続し、保持具と第２基板の間に挿入した絶縁性樹脂によって固着する電気的固定接続としたことにより、低温の熱処理工程でも安定して接続形成することができ、製造し易く、プローブカードとしての性能と信頼性を高くすることが可能になる。
【００７８】
図７は、本実施形態の他の実施例における第２基板の他の形状を示す一部プローブカードＢ’の断面構造の概念図である。図５と同様の構成のものは同じ参照番号を付している。
【００７９】
図７において、図５で説明した実施例のプローブカードＢの１枚の大きな第２基板２の代わりに、半導体チップ（図示せず）とほぼ同じ外形をした小さい形状の小基板３２を少なくとも２枚以上複数枚を配置し分割したように設け、プローブカードＢ’としたものである。それぞれの小基板３２は、一方の面に接触子４を他方の面に前もってハンダバンプ２２を形成した第２の接続用電極５を配置し、接続子７の接続端子１５とハンダバンプ２２とをハンダ付けやバンプ接合する。
【００８０】
上記の構成によれば、第２基板として、半導体ウエハーチップと略同じ外形で小さい形状の小基板を複数枚配置して分割したことにより、各小基板の歪みは小さくできるので、多数個の半導体ウエハーチップの測定において、より第１基板側の接触ポイントの接続信頼性を高くすることが可能になる。
【００８１】
図８は、本実施形態の他の実施例における第１の接続用電極の他の形状を示す一部プローブカードＡ’の断面構造の概念図である。図１、図３と同様の構成のものは同じ参照番号を付している。また、第１の接続用電極の構造を拡大して説明するために構成を一部省略している。
【００８２】
図８において、図１、図３で説明した実施例のプローブカードＡの第１基板１の平坦面を持つ第１の接続用電極３の代わりに、窪みを持った凹形状の第１の接続用電極４１を設け、プローブカードＡ’としたものである。凹形状の第１の接続用電極４１は、第１基板１に形成した凹部４２の底面４３と側面４４にＣｕのような導電性金属を形成し、その表面を金メッキして電極形成する。凹形状の第１の接続用電極４１の窪みに接続子７の接触部１４をはめ込み、かつその底面４３あるいは側面４４に弾性体からなるバネ性の接触部１４を傾斜させ押し付けた配置で付勢接触させて接続するように構成する。
【００８３】
上記の構成によれば、第１の接続用電極は凹形状の電極であり、凹部の窪みに接続子の接触部をはめ込み、凹形状の電極の底面あるいは側面に接続子の接触部を傾斜させて押し付け、弾性体からなる接触部を付勢接触させて接続することにより、接触部の先端は凹形状の第１の接続用電極に対して接触をはずすことなく接続することになり、より接続安定性は増加し、性能と信頼性を高くすることが可能になる。
【００８４】
また、以上の説明では、保持具を形成する材料として金属材料を使用した例で説明したが、非導電性の樹脂材料で形成しても同様に実施可能である。
【００８５】
また、上記で、保持具の着脱の方法としてはネジの代わりにクリップ状の治具で保持具周囲を保持することもできる。
【００８６】
また、上記で、誘電体の材料として、エポキシ樹脂材料を使用するとしたが、誘電率の値などによって他の樹脂材料を使用しても同様に実施可能である。
【００８７】
また、上記で、スペーサをゴム状あるいはバネ状の弾性部材で形成することにより、プローブカードが受ける熱歪みを緩和することができる。
【００８８】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、保持具の表面にガイド穴を形成した位置決め用プレートを配置し、ガイド穴を利用して接続子を位置決めして固定し、接続子の接触部を、位置決めプレート面から一定の長さに形成し、ガイド穴を利用して規則性をもって所定の方向に曲げて形成することにより、高密度に配置された接続子の接触部の先端は、対応する電極に対して更に正確な位置を確保することになり、基板間の導通不良を更に抑制し、接触安定性を増加させ、性能と信頼性を高くすることが可能になる。
【００８９】
また、吸振性が高いかつ高剛性の材料で保持具を形成することにより、衝撃などで発生する保持具の振動を吸収抑制でき、接触安定性が向上し、基板間の導通不良を更に抑制し、信頼性を高くすることが可能になる。
【００９０】
さらにまた、第２基板の第２の接続用電極と接続子の端子部とをバンプ接続し、付勢接触するポイントを接触部が第１の接続用電極に接触する側のみとしたことにより、全体として接触ポイントを半減させて接触安定性を増加させ、製造がし易く、性能と信頼性をさらに高くすることが可能になる。
【００９１】
また、第１の接続用電極を凹形状の電極とし、凹形状の第１の接続用電極の底面あるいは側面に、接続子の弾性体からなる接触部を傾斜させて付勢接触し接続することにより、接触部の先端は凹形状の第１の接続用電極に対して接触をはずすことなく接続することになり、より接続安定性は増加し、性能と信頼性を高くすることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態であるプローブカードＡの断面構造を示す概念図
【図２】プローブカードＡの一部を拡大した断面構造を示す概念図
【図３】プローブカードＡの一部を拡大した断面構造を示す概念図
【図４】接続子の他の形状を示す一部プローブカードの断面構造の概念図
【図５】本実施形態の他の実施例であるプローブカードＢの断面構造を示す概念図
【図６】本実施形態の他の実施例であるプローブカードＣの断面構造を示す概念図
【図７】本実施形態の他の実施例における第２基板の他の形状を示す一部プローブカードＢ’の断面構造の概念図
【図８】本実施形態の他の実施例における第１の接続用電極の他の形状を示す一部プローブカードＡ’の断面構造の概念図
【図９】従来のプローブカードの断面構造を示す概念図
【符号の説明】
１　第１基板
２　第２基板
３　第１の接続用電極
４　接触子
５　第２の接続用電極
６　配線
７　接続子
８　保持具
１０　穴
１１　誘電体
１２　ガイド穴
１３　位置決めプレート
１４　接触部
１５　端子部
１６　補強部材
１７　ネジ
１８　スペーサ
２０　スルーホール
２１　パターン配線
２２　ハンダバンプ
２３　バンプ
２４　絶縁性樹脂
Ｆ１、Ｆ２　接触圧力
ｔ　スペーサの厚み
Ｌ　長さ
３２　小基板
４１　凹形状の第１の接続用電極
４２　凹部
４３　底面
４４　側面
【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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【図８】
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【図９】
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