(57)【要約】【課題】プローブの針先の高さ位置が揃うように組み立て可能にすることにある。【解決手段】電気的接続装置は、複数の第１の接続部を下面に備える支持基板と、第１の接続部に個々に電気的に接続された複数の第２の接続部を上面に備えると共に該第２の接続部に個々に接続された複数のプローブ座を下面に備える複数の取り付け基板であって支持基板の下側に取り付けられた取り付け基板と、プローブ座に片持ち梁状に個々に取り付けられた複数のプローブとを含む。各取り付け基板は、少なくとも１つの集積回路領域の通電試験を可能の数の第２の接続部及びプローブ座を備えている。【選択図】          図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体ウエーハに形成された複数の集積回路領域の通電試験用電気的接続装置であって、
複数の第１の接続部を下面に備える支持基板と、前記第１の接続部に個々に接続された複数の第２の接続部を上面に備えると共に該第２の接続部に個々に接続された複数のプローブ座を下面に備える複数の取り付け基板であって前記支持基板の下側に取り付けられた取り付け基板と、前記プローブ座に片持ち梁状に個々に取り付けられた複数のプローブとを含み、
各取り付け基板は、少なくとも１つの集積回路領域の通電試験を可能の数の前記第２の接続部及び前記プローブ座を備えている、通電試験用電気的接続装置。
【請求項２】
各プローブは、前記プローブ座に取り付けられて該プローブ座から下方へ突出する取り付け座部と、該取り付け座部の下端部から片持ち梁状に伸びるアーム部と、該アーム部の先端部から下方へ突出する針先部とを備える、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
さらに、前記支持基板及び前記取り付け基板にこれらの厚さ方向に差し込まれて前記支持基板及び前記取り付け基板を相対的に位置決める複数の位置決めピンを含む、請求項１又は２に記載の装置。
【請求項４】
さらに、前記支持基板に形成された複数のねじ穴であって前記支持基板をこれの厚さ方向に貫通する複数のねじ穴と、該ねじ穴に個々に螺合されて先端部を前記取り付け基板の上面に当接させた複数の調整ねじと、前記支持基板及び各取り付け基板の間に配置された弾性体とを含む、請求項１，２又は３に記載の装置。
【請求項５】
さらに、前記支持基板を厚さ方向に貫通する複数の調整ねじであって先端部が前記取り付け基板に螺合された複数の調整ねじとを含む、請求項１，２又は３に記載の装置。
【請求項６】
各取り付け基板は、複数のねじ部材により前記支持基板に組み付けられている、請求項１から４のいずれか１項に記載の装置。
【請求項７】
前記第１及び第２の接続部は、導電性接着剤により電気的に接続されている、請求項１から５のいずれか１項に記載の装置。
【請求項８】
前記第１及び第２の接続部は、複数の接続片により電気的に接続されており、前記接続片は、前記第１及び第２の接続部のいずれか一方に取り付けられて該接続部から下方又は上方へ突出する取り付け座部と、該取り付け座部の下端部又は上端部から片持ち梁状に伸びるアーム部と、該アーム部の先端部から下方又は上方へ突出する先端部とを備える、請求項１から５のいずれか１項に記載の装置。
【請求項９】
前記第１及び第２の接続部の一方は接触片を備え、他方は前記接触片に押圧された突起を備え、前記接触片は、開口を有する板状のベースと、該ベースから開口内に伸びて前記突起の外周の少なくとも一部に接触する、弾性変形可能の少なくとも１つの接触部とを有する、請求項１から５のいずれか１項に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウエーハに形成された複数の集積回路領域の通電試験に用いられる電気的接続装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体ウエーハ上の複数の集積回路領域の同時通電試験に用いることができるプローブカードのような電気的接続装置は、例えば特許文献１及び２に記載されているように、種々提案されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平９−３２１１００号公報
【特許文献２】
特開２００１−１１６７６７号公報
【０００４】
これらの従来技術においては、一度に通電試験すべき集積回路領域内の電極数と同数の、プローブ、プローブ領域又はプローブ要素（以下、それらを単に「プローブ」という。）を支持基板に取り付けている。
【０００５】
そのため、電気的接続装置は多数のプローブを備えなければならない。そのような接続装置においては、プローブの大きさや形状、支持基板ひいては半導体ウエーハに対するプローブの針先の高さ位置が同じであることが重要である。
【０００６】
【解決しようとする課題】
しかし、従来のこの種の装置は、構造が複雑であるから、プローブの大きさや形状は同じにすることはできても、装置に組み立てられた状態において支持基板に対する針先の高さ位置を同じにすることが難しい。このため、従来では、装置に組み立てた後、針先を研磨して揃える作業を行っていた。
【０００７】
そのようにプローブの針先を研磨すると、研磨されたプローブの針先は、研磨前に置いては所望の形状を有していたにもかかわらず、研磨により一部を除去されて所望の形状を喪失してしまう。
【０００８】
本発明の目的は、プローブの針先の高さ位置が揃うように組み立て可能にすることにある。
【０００９】
【解決手段、作用、効果】
本発明に係る通電試験用電気的接続装置は、半導体ウエーハに形成された複数の集積回路領域の通電試験に用いられる。
【００１０】
そのような電気的接続装置は、複数の第１の接続部を下面に備える支持基板と、前記第１の接続部に個々に電気的に接続された複数の第２の接続部を上面に備えると共に該第２の接続部に個々に接続された複数のプローブ座を下面に備える複数の取り付け基板であって前記支持基板の下側に取り付けられた取り付け基板と、前記プローブ座に片持ち梁状に個々に取り付けられた複数のプローブとを含む。
【００１１】
各取り付け基板は、少なくとも１つの集積回路領域の通電試験を可能の数の前記第２の接続部及び前記プローブ座を備えている。
【００１２】
上記のような装置は、例えば、先ずプローブを半田のような導電性接着剤によりプローブ座に取り付けて複数のプローブ組立体を製作し、次いでそれらプローブ組立体を支持基板にねじ部材のような適宜な止め具によりプローブ組立体毎に取り付けることにより製造することができる。
【００１３】
大きさ及び形状が同じ多数のプローブを容易に製作することができるから、プローブ同士の針先は、例えば、先ず各取り付け基板へのプローブの取り付け時における導電性接着剤の塗布厚さを取り付け基板毎に同じにし、次いで隣り合う取り付け基板の針先の高さ位置が揃うように、各取り付け基板を取り付け基板毎に支持基板に取り付けることにより、同じ高さ位置に揃えることができる。
【００１４】
上記のように本発明によれば、プローブの針先の高さ位置が揃うように容易に組み立てることができる。
【００１５】
各プローブは、前記プローブ座に取り付けられて該プローブ座から下方へ突出する取り付け座部と、該取り付け座部の下端部から片持ち梁状に伸びるアーム部と、該アーム部の先端部から下方へ突出する針先部とを備えることができる。そのようにすれば、取り付け座部の上端をプローブ座の下面に対応した面とすることにより、針先の高さ位置が取り付け基板毎に揃うように、プローブをプローブ座に容易に取り付けることができる。
【００１６】
接続装置は、さらに、前記支持基板及び前記取り付け基板にこれらの厚さ方向に差し込まれて前記支持基板及び前記取り付け基板を相対的に位置決める複数の位置決めピンを含むことができる。そのようにすれば、支持基板に対する各取り付け基板の位置決めが位置決めピンにより行われて維持されるから、各取り付け基板を支持基板に容易に取り付けることができる。
【００１７】
接続装置は、さらに、前記支持基板に形成された複数のねじ穴であって前記支持基板をこれの厚さ方向に貫通する複数のねじ穴と、該ねじ穴に個々に螺合されて先端部を前記取り付け基板の上面に当接させた複数の調整ねじとを含むことができる。そのようにすれば、ねじ穴への調整ねじのねじ込み量を調整することにより、隣り合う取り付け基板の針先の高さ位置をより正確に揃えることができる。
【００１８】
上記の代わりに、接続装置は、さらに、前記支持基板を厚さ方向に貫通する複数の調整ねじであって先端部が前記取り付け基板に螺合された複数の調整ねじと、前記支持基板及び各取り付け基板の間に配置された弾性体とを含むことができる。そのようにしても、ねじ穴への調整ねじのねじ込み量を調整することにより、隣り合う取り付け基板の針先の高さ位置をより正確に揃えることができる。
【００１９】
各取り付け基板は、複数のねじ部材により前記支持基板に組み付けられていてもよい。
【００２０】
前記第１及び第２の接続部は、導電性接着剤により電気的に接続されていてもよい。
【００２１】
しかし、前記第１及び第２の接続部は、複数の接続片により電気的に接続されており、前記接続片は、前記第１及び第２の接続部のいずれか一方に取り付けられて該接続部から下方又は上方へ突出する取り付け座部と、該取り付け座部の下端部又は上端部から片持ち梁状に伸びるアーム部と、該アーム部の先端部から下方又は上方へ突出する先端部とを備えることができる。そのようにすれば、上記したプローブと同様に、第１又は第２の接続部に取り付け面を形成し、取り付け座部の上端又は下端を第１又は第２の接続部の取り付け面に対応した面とすることができる。その結果、先端の高さ位置が取り付け基板毎に揃うように、接続片を第１又は第２の接続部に容易に取り付けることができる。
【００２２】
前記第１及び第２の接続部の一方は接触片を備え、他方は前記接触片に押圧された突起を備え、前記接触片は、開口を有する板状のベースと、該ベースから開口内に伸びて前記突起の外周の少なくとも一部に接触する、弾性変形可能の少なくとも１つの接触部とを有することができる。そのようにすれば、接触片と突起とは、接触部が突起により押圧されて弾性変形され、これにより、接触片と突起とは確実に接触し、また針先の高さ調整の際に取り付け基板の変位が吸収される。また、接触片は、それ自体が平面的であるから、例えば、ホトレジスト製のマスクのような適宜なマスクを用いるメッキ技術やエッチング技術等を用いて容易に製造することができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
図１〜図５を参照するに、電気的接続装置１０は、半導体ウエーハ１２に形成された複数の集積回路領域に備えられた複数の電極をテスターに電気的に接続して、それら複数の集積回路領域を一回に又は複数の領域ずつ複数回に分けて通電試験をする装置として用いられる。
【００２４】
接続装置１０は、配線基板のような支持基板１４と、支持基板１２の下側に配置された複数の取り付け基板１６と、取り付け基板１６の下側に片持ち梁状に取り付けられた複数のプローブ１８とを含む。
【００２５】
支持基板１４は、セラミックのような電気絶縁材料を用いて製造されており、また複数のコネクタ２０を上面に組み付けており、さらに接続ランドとして作用する平坦な複数の第１の接続部２２を下面に有している。各コネクタ２０は、これの下部外周のフランジ部において支持基板１４にねじ部材により取り付けられている。
【００２６】
各コネクタ２０の各端子は、テスターに接続されるテスター接続部として作用する。これに対し、各第１の接続部２２は、コネクタ２０の端子に１対１の関係に（個々に）配線パターンの配線部２４により電気的に接続されている。
【００２７】
各取り付け基板１６は、セラミック、ガラス入りエポキシ、樹脂等の電気絶縁材料を用いて製造されており、また支持基板１４の第１の接続部２２に１対１の関係に（個々に）電気的に接続された複数の第２の接続部２６を上面に備えており、さらに第２の接続部２６に個々に対応された複数のプローブ座２８を下面に備えている。
【００２８】
各第２の接続部２６及び各プローブ座２８は、それぞれ、第１の接続部２２への接続ランド及びプローブの取り付けランドとして作用するように、平坦とされており、また配線パターンの配線部３０により電気的に接続されている。図示の例では、各第２の接続部２６は、半田のような導電性接着剤により第１の接続部２２の下面に接着されている。
【００２９】
各取り付け基板１６は、複数のプローブ１８を取り付けて支持する機能と、プローブ１８を支持基板１４の第１の接続部２２に接続する接続基板の機能とを備えており、また少なくとも１つの集積回路領域の通電試験を可能の数の第２の接続部２６及びプローブ座２８を備えている。
【００３０】
各プローブ１８は、板状をしたクランク状のブレードタイプのプローブであり、半田のような導電性接着剤によりプローブ座２８に片持ち梁状に取り付けられている。
【００３１】
各プローブ１８は、プローブ座２８に取り付けられてプローブ座２８から下方へ突出する取り付け座部３２と、取り付け座部３２の下端部から片持ち梁状に伸びるアーム部３４と、アーム部３４の先端部から下方へ突出する針先部３６とを備えている。針先部３６の先端側は、円錐形又は角錐形とされている。取り付け座部３２の上端は、プローブ座２８の取り付け面（下面）に対応した平面とされている。
【００３２】
上記のような構造を有するプローブ１８は、ホトレジストの露光及びエッチング、並びに電鋳法による電気メッキ技術等の公知の方法により製造することができる。これにより、大きさ及び形状が同じ多数のプローブ１８を容易に製作することができる。
【００３３】
支持基板１４及び取り付け基板１６は、これらの厚さ方向に差し込まれた複数の位置決めピン３８により相対的に位置決められている。
【００３４】
各取り付け基板１６は、支持基板１４にこれの厚さ方向に貫通する状態に形成された複数のねじ穴に個々に螺合されて先端部を取り付け基板１６の上面に当接させた複数の調整ねじ４０により、高さ位置を調整されている。
【００３５】
各取り付け基板１６は、支持基板１４を厚さ方向に貫通して取り付け基板１６に螺合された組み付け用の複数のねじ部材４２により支持基板１４に取り外し可能に組み付けられている。
【００３６】
調整ねじ４２を支持基板１４に螺合させる代わりに、支持基板１４と取り付け基板１６との間に弾性部材を配置し、調整ねじ４０を、ねじ部材４２のように、支持基板１４に貫通させて調整ねじ４０の先端部を取り付け基板１６に螺合させてもよい。また、調整ねじを用いる代わりに、組み付け用のねじ部材４２に調整ねじ４０の機能を持たせてもよい。
【００３７】
通電試験時、接続装置１０は、各プローブ１８の針先を集積回路領域の電極に押圧させ、この状態でテスターからの電気信号を集積回路に供給する。
【００３８】
上記のような接続装置１０は、例えば、先ず各プローブ１８を半田のような導電性接着剤によりプローブ座２８に取り付けて取り付け基板１６毎の複数のプローブ組立体を製作し、次いで取り付け基板１６を支持基板１４にねじ部材４２によりプローブ組立体毎に取り付けることにより容易に製造することができる。
【００３９】
各取り付け基板１６は、支持基板１４に取り付けられる前に、支持基板１４に対する各取り付け基板１６の位置決めを位置決めピン４０により行われて、その状態に維持される。このため、各取り付け基板１６を支持基板１４に容易に取り付けることができる。
【００４０】
プローブ１８同士の針先は、例えば、先ず各取り付け基板１６へのプローブの取り付け時における導電性接着剤の塗布厚さを取り付け基板１６毎に同じにし、次いで隣り合う取り付け基板１６のプローブ１８の針先の高さ位置が揃うように、支持基板１４のねじ穴への調整ねじ４０のねじ込み量を調整し、その後各取り付け基板１６を取り付け基板１６毎に支持基板１４に取り付けることにより、同じ高さ位置に揃えられる。
【００４１】
図６を参照するに、電気的接続装置５０は、第１の接続部２２，２６の接続に、接続片５２を用いている。
【００４２】
各接続片５２は、プローブ１８と同様に、第２の接続部２６に導電性接着剤により取り付けられて第２の接続部２６から上方へ突出する取り付け座部５４と、取り付け座部５４の上端部から片持ち梁状に伸びるアーム部５６と、アーム部５６の先端部から上方へ突出して第１の接続部２２に押圧された先端部５８とを備えている。取り付け座部５４の下端は、第２の接続部２６の取り付け面（下面）に対応した平面とされている。
【００４３】
しかし、接続片５２は、上記とは逆に、取り付け座部５４が接触部２２に取り付けられて、先端部５８が第２の接続部２６に押圧された下向きの状態としてもよい。
【００４４】
接続片５２を上記いずれの状態としても、プローブ１８と同様に、先端の高さ位置が取り付け基板毎に揃うように、接続片５２を第１の接続部２２又は２６に容易に取り付けることができる。
【００４５】
図７から図９を参照するに、電気的接続装置６０は、接触片６２を各第１の接続部２２に形成し、突起６４を各第２の接続部２６の上面に形成して、突起６４を接触片６２に押圧させることにより、第１の接続部２２，２６を接続している。支持基板１４は、接触片６２が形成された箇所に接触片６２より小さくかつ下方に開放する凹所６６を有している。
【００４６】
各接触片６２は、第１の接続部２２と一体的に楕円形に形成された板状のベース７０であって楕円状の開口６８を有する板状のベース７０と、ベース７０からその開口６８内に伸びて突起６４の外周の少なくとも一部に接触する弾性変形可能の複数の接触部７２とを有する。
【００４７】
図示の例では、各接触部７２は、ベース７０の内側に沿って開口６８の長軸方向へ伸びる帯状のアーム部７４と、突起６４の外周面に接触するようにアーム部７４の先端部からアーム部７４の内側を開口６８の短軸方向へ弧状に伸びる接片部７６とを備えている。
【００４８】
しかし、各接触部７２は、ベース７０から開口６８内を単に螺旋状の伸びているだけであってもよい。各突起６４は、角錐形、円錐形、半球形等、適宜な形状を有していればよい。
【００４９】
接触片６２及び凹所６６を第２の接続部２６に形成し、突起６４を第１の接続部２２の下面に形成してもよい。接触片６２及び凹所６６をいずれに設ける場合も、配線部２４及び３０は、それぞれ、少なくとも対応する第１及び第２の接続部２２及び２６から基板１４及び１６の厚さ方向へ伸びる箇所を円柱状とされる。
【００５０】
接続装置６０において、接触片６２と突起６４とは、接触部７２の切片部７６が突起６４により押圧されて、接触部７２が弾性変形され、これにより、接触片６２と突起６４とが確実に接触し、また針先の高さ調整の際に取り付け基板１６の変位が吸収される。
【００５１】
接触片６２は、それ自体が平面的であるから、例えば、ホトレジスト製のマスクのような適宜なマスクを用いるメッキ技術やエッチング技術等を用いて、第２の接触部２６と共に容易に製造することができる。
【００５２】
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、種々変更することができる。例えば、板状をしたブレードタイプのプローブを用いる代わりに、ニードルタイプのプローブを用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る電気的接続装置の一実施例を示す正面図である。
【図２】図１に示す電気的接続装置の平面図である。
【図３】図１に示す電気的接続装置の底面図である。
【図４】図１に示す電気的接続装置の一部の拡大縦断面図である。
【図５】図４に示す箇所の平面図である。
【図６】本発明に係る電気的接続装置の他の実施例を示す図であって図４と同様の拡大縦断面図である。
【図７】本発明に係る電気的接続装置のさらに他の実施例を示す図であって図４と同様の拡大縦断面図である。
【図８】図７に示す電気的接続装置における要部のさらに拡大縦断面図である。
【図９】図７に示す電気的接続装置で用いる接触片の一実施例を示す平面図である。
【符号の説明】
１０，５０，６０  電気的接続装置
１２  半導体ウエーハ
１４  支持基板
１６  取り付け基板
１８  プローブ
２０  コネクタ
２２，２６  接続部
２４，３０  配線部
２８  プローブ座
３２  取り付け座部
３４  アーム部
３６  針先部
３８  位置決めピン
４０  調整ねじ
４２  ねじ部材
５２  接続片
５４  取り付け座部
５６  アーム部
５８  先端部
６２  接触片
６４  突起
６６  凹所
６８  開口
７０ベース
７２  接触部
７４  アーム部
７６  切片部
【図１】
2004356467.tif 000003
【図２】
2004356467.tif 000004
【図３】
2004356467.tif 000005
【図４】
2004356467.tif 000006
【図５】
2004356467.tif 000007
【図６】
2004356467.tif 000008
【図７】
2004356467.tif 000009
【図８】
2004356467.tif 000010
【図９】
2004356467.tif 000011