(57)【要約】【目的】  本発明の目的は、正確に測定を行うことが可能なプローブカードを提供する。【構成】  上下方向に弾性変形可能な形状のプローブ１００と、このプローブ１００が下面に設けられた支持基板２００と、この支持基板２００の上面に対向配置された主基板３００と、支持基板２００と主基板３００との間に配置される中間基板４００と、一端部が支持基板２００の中心位置に取り付けられる一方、他端部が中間基板４００に取り付けられた柱状の部材であり且つ当該支持基板２００を傾斜可能に保持する支持部材５００と、支持基板２００と主基板２００との間に設けられ、支持基板２００を主基板３００に対して水平に保持する弾性部材６００とを具備する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上下方向に弾性変形可能な形状のプローブと、このプローブが下面に設けられた支持基板と、この支持基板の上面に対向配置された主基板と、支持基板と主基板との間に設けられ、当該支持基板を傾斜可能に保持する柱状の支持部材とを具備しており、前記支持部材の一端部が前記支持基板の中心位置に配置されていることを特徴とするプローブカード。
【請求項２】
請求項１記載のプローブカードにおいて、前記支持部材は上下方向に弾性変形可能な構成となっていることを特徴とするプローブカード。
【請求項３】
請求項１又は２記載のプローブカードにおいて、前記支持基板と前記主基板との間の少なくとも２箇所には上下方向に弾性変形可能な弾性部材が設けられており、この弾性部材の全バネ係数は前記プローブの全バネ係数よりも小さいことを特徴とするプローブカード。
【請求項４】
請求項１、２又は３記載のプローブカードにおいて、前記主基板と前記支持基板との間には、当該主基板よりも硬い中間基板が配置されており、この中間基板と前記支持基板との間に前記支持部材、又は当該支持部材及び前記弾性部材が設けられていることを特徴とするプローブカード。
【請求項５】
請求項４記載のプローブカードにおいて、前記支持基板の内部及び／又は面上にはプローブに電気接続された配線パターンが形成されていることを特徴とするプローブカード。
【請求項６】
請求項５記載のプローブカードにおいて、前記支持基板の内部及び／又は面上には回路素子が設けられており、この回路素子は前記配線パターンに電気接続されていることを特徴とするプローブカード。
【請求項７】
請求項５記載のプローブカードにおいて、前記主基板の内部及び／又は面上には配線パターンが形成されており、当該主基板の配線パターンは接続部材を介して前記支持基板の配線パターンに電気接続されていることを特徴とするプローブカード。
【請求項８】
請求項４記載のプローブカードにおいて、前記主基板はフレキシブル基板であり、その内部及び／又は面上にはプローブに電気接続された配線パターンが形成されており、当該主基板の配線パターンは接続部材を介して前記支持基板の配線パターンに電気接続されていることを特徴とするプローブカード。
【請求項９】
請求項５又は８記載のプローブカードにおいて、前記支持基板の上面には、補強板が設けられていることを特徴とするプローブカード。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は測定対象の電気的諸特性等を測定するのに使用されるプローブカードに関する。
【背景技術】
【０００２】
この種のプローブカードとしては、測定対象の信号用電極に接触するプローブと、このプローブが電気的且つ機械的に接続される支持基板と、この支持基板の上方に対向配置される主基板と、この主基板の配線パターンと支持基板の配線パターンとを接続する接続機構とを有するものがある。
【０００３】
このプローブカードはプローバのステージに取り付けられ、当該プローバの調整機構により水平になるように調整された上で、当該プローバを動作させて測定対象の電気的諸特性を測定するのに使用されるようになっている( 特許文献１参照) 。
【０００４】
【特許文献１】特開平０５−１４４８９２号公報
【０００５】
ところで、近年の測定対象は高集積化が益々進んでいる。このように測定対象が高集積化されると、各信号用電極の微細な高さのバラツキが顕在化する。このような各信号用電極の微細な高さのバラツキは前記プローブカードのプローブが各々弾性変形することにより対応することが可能である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、測定対象の高集積化に伴って、各信号用電極の微細な高さのバラツキの他に、測定対象の設置時の微細な傾きも顕在化する。このように測定対象が傾くと、一部の信号用信号用電極の位置が他の信号用電極の位置に比べて高くなる。よって、水平に維持されたままの前記プローブカードでは、一部のプローブが当該一部の信号用電極に接触するものの、残りのプローブが他の信号用電極に接触しない又は接触したとしてもプローブと信号用電極との間の電気的導通を図るために必要な所定の接触圧を得ることができず、正確に測定することができない。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みて創案されたものであって、その目的とするところは、測定対象が傾いていた場合であっても、すべてのプローブが測定対象の信号用電極に接触可能にすると共に、プローブと測定対象の信号用電極との間の電気的導通を図るために必要な所定の接触圧を確保し、これにより正確に測定を行うことが可能なプローブカードを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明のプローブカードは、上下方向に弾性変形可能な形状のプローブと、このプローブが下面に設けられた支持基板と、この支持基板の上面に対向配置された主基板と、支持基板と主基板との間に設けられ、当該支持基板を傾斜可能に保持する柱状の支持部材とを具備しており、前記支持部材の一端部が前記支持基板の中心位置に配置されていることを特徴としている。
【０００９】
前記支持部材は上下方向に弾性変形可能な構成となっていることが好ましい。
【００１０】
さらに、前記支持基板と前記主基板との間の少なくとも２箇所には、上下方向に弾性変形可能な弾性部材が設けられていることが好ましい。この弾性部材については全バネ係数が前記プローブの全バネ係数よりも小さいものを使用する。
【００１１】
前記主基板と前記支持基板との間に、当該主基板よりも硬い中間基板が配置することも可能である。この場合、前記中間基板と前記支持基板との間には、前記支持部材、又は当該支持部材及び前記弾性部材が設けられている。
【００１２】
支持基板については、その内部及び／又は面上にはプローブに電気接続された配線パターンが形成されている。一方、前記主基板についても、その内部及び／又は面上に配線パターンが形成されている。前記支持基板の配線パターンと前記主基板の配線パターンとは接続部材を介して電気接続されている。
【００１３】
前記主基板がフレキシブル基板である場合にも、当該主基板の内部及び／又は面上にはプローブに電気接続された配線パターンが形成されている。この主基板の配線パターンは接続部材を介して前記支持基板の配線パターンに電気接続されている。
【００１４】
前記支持基板の上面には、補強板が設けられていることが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の請求項１に係るプローブカードによる場合、測定対象が傾いていたとしても、一部のプローブが測定対象の他の信号用電極よりも高い位置の一部の信号用電極に接触すると、支持基板が支持部材を支点して測定対象の傾きに対応して傾き、当該支持基板と当該測定対象とが平行になる。これにより、すべてのプローブが当該測定対象の信号用電極に接触する。よって、その後、従来通りプローブを信号用電極に押圧させる( オーバードライブさせる) ようにすれば、プローブと信号用電極との電気的導通を図るために必要な所定の接触圧も得ることができる。しかも、プローブが上下方向に弾性変形することにより測定対象の各信号用電極の微細な高さのバラツキを吸収することも可能である。その結果、正確に測定することが可能になる。
【００１６】
本発明の請求項２に係るプローブカードによる場合、支持基板が傾いてすべてのプローブが測定対象の信号用電極に接触した後、当該プローブがそれぞれ弾性変形すると共に、前記支持部材が弾性変形する。このため、プローブと測定対象の信号用電極との間の電気的導通を図るために必要な所定の接触圧を容易に得ることができ、一層安定した測定が可能になる。
【００１７】
本発明の請求項３に係るプローブカードによる場合、主基板と支持基板との間少なくとも２箇所に、上下方向に弾性変形可能であり且つ全バネ係数がプローブの全バネ係数よりも小さい弾性部材が介在している。この弾性部材は支持基板の傾斜時に支持基板と測定対象との平行度調整部材として働くため、一部のプローブが測定対象の信号用電極に接触した際に支持基板が傾き過ぎるというようなことがなくなり、安定した測定が可能になる。また、支持基板を支持部材一点で保持している場合と比べて当該支持基板を安定して保持することができるので、プローブが測定対象の信号用電極から位置ずれするというような恐れもなくなる。
【００１８】
本発明の請求項４に係るプローブカードによる場合、主基板と支持基板との間には当該主基板よりも硬い中間基板が配置されており、この中間基板と支持基板との間に前記支持部材、又は当該支持部材及び前記弾性部材が設けられている。このため、プローブを測定対象の信号用電極に接触させた際の前記支持部材及び／又は弾性部材を通じて作用する押圧力により当該中間基板が撓むようなことがなくなる。よって、支持基板が測定対象の傾きに対応して正確に傾斜するので、安定した測定が可能になる。
【００１９】
本発明の請求項５に係るプローブカードによる場合、支持基板の内部及び／又は面上に、プローブと電気接続された配線パターンを形成したので、当該配線パターンを通じて測定装置との電気的接続を容易に行うことができる。
【００２０】
本発明の請求項６に係るプローブカードによる場合、プローブを用いて電気測定を行う上で必要な回路素子がプローブに近い位置に配設されていることから、測定精度の向上を図る上でメリットがある。
【００２１】
本発明の請求項７及び８に係るプローブカードによる場合、主基板の内部及び／又は面上に、配線パターンを形成し、当該主基板の配線パターンを接続部材を介して前記支持基板の配線パターンに電気接続するようにしたので、プローブの微細化に伴って密集する支持基板の配線パターンを主基板に分散することができる。よって、測定対象の高集積化に対応する上でメリットがある。
【００２２】
本発明の請求項９に係るプローブカードによる場合、前記支持基板の上面に補強板が設けられているので、プローブが測定対象の信号用電極に接触した際の当該プローブを通じて作用する押圧力により支持基板が撓むというようなことがなくなる。よって、支持基板が測定対象の傾きに対応して正確に傾斜するので、安定した測定が可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
【実施例１】
【００２４】
まず、本発明の第１の実施の形態に係るプローブカードを図面を参照しながら説明する。図１は本発明の第１の実施の形態に係るプローブカードの模式的断面図、図２は支持部材及び弾性部材の配置を示す同プローブカードの模式的平面図、図３は同プローブカードに用いられるプローブの模式図、図４は補強部材が設けられた図３の( ａ) に示すプローブの模式図、図５は同プローブカードのプローブが測定対象の信号用電極に接触した状態を示す図１のα部分の拡大断面図、図６は同プローブカードの使用状態を示す模式的断面図である。
【００２５】
図１及び図２に示すプローブカードＡは、測定対象Ｂ( 半導体ウエハ) の電気的諸特性を測定する測定装置( 図示しない) に電気的に接続される一方、同装置に取り付けられたプローバに装着される使用されるセンシング部分であって、複数のプローブ１００と、このプローブ１００が下面に設けられた支持基板２００と、この支持基板２００の上面に配置される主基板３００と、支持基板２００と主基板３００との間に配置される中間基板４００と、中間基板４００と支持基板２００との間に設けられ、支持基板２００を傾斜可能に保持する支持部材５００と、支持基板２００と中間基板４００との間( ８箇所) に設けられた弾性部材６００とを具備している。以下、各部を詳しく説明する。
【００２６】
プローブ１００は、接触可能な測定対象Ｂの信号用電極１０の高さのバラツキを吸収するために少なくとも上下方向に弾性変形可能な形状となっている。例えば、図３( ａ) に示す支持基板２００の一方の面上に片持ち状且つ半円弧状に形成されたもの、図３の( ｂ) 示す両端部が支持基板２００に接続された円弧状のもの、図３の( ｃ) 示す片持ち状であり且つ支持基板２００の長さ方向に湾曲した複数の湾曲部を有するもの、図３の( ｄ) 示す両端部が支持基板２００に接続された円形のもの、図３の( ｅ) 示す片持ち状であり且つ複数の湾曲部を有するもの、図３の( ｆ) 示す片持ち状であり且つ支持基板２００の長さ方向に湾曲した湾曲部を有するもの、図３の( ｇ) 示すコイルスプリング状にされたもの等がある。なお、プローブ１００のほぼ中心位置の頂部には、図４及び図５に示すように、測定対象Ｂの信号用電極１０に接触させる突起状の接触端子１１０を設けることが可能である。
【００２７】
このようなプローブ１００は、支持基板２００の下面上にレジストを塗布し、このレジストにパターンを形成し、このパターンにメッキを形成し、これを繰り返すことによって当該支持基板２００の下面上に一体的に形成される。なお、このプローブ１００のピッチ間隔は測定対象Ｂの信号用電極１０に接触し得るように当該測定対象Ｂの信号用電極１０と同じピッチ間隔、ここでは２５μｍにされている。
【００２８】
プローブ１００が湾曲した片持ち状である場合( 即ち、図３( ａ) 、図３( ｃ) 、図３( ｅ) 及び図３( ｆ) のプローブ) には、図４( ａ) に示すように、当該プローブ１００の支持基板２００対向面の長さ方向に沿って当該プローブ１００より高弾性のアルミナ等の一又は複数層の補強部材１２１を一体的に設けることができる。また、プローブ１００が湾曲しており、測定対象Ｂの信号用電極１０に接触するプローブ１００の頂部の反対面と支持基板２００との間にの隙間を有する場合( 即ち、図３( ａ) 〜( ｆ) のプローブ) には、図４( ｂ) に示すように、前記隙間に当該プローブ１００より高弾性のエラストマ等の補強部材１２２を介在させることができる。補強部材１２１についてはプローブ１００の製造過程において、プローブ１００の支持基板２００対向面にアルミナ等を塗布して一体的に形成する。補強部材１２２についても同様にプローブ１００の製造過程において前記隙間にエストラマ等を充填して当該隙間に介在させる。
【００２９】
以下、プローブ１００については、説明の便宜上、図３（ａ）、図４及び図５に示す片持ち状且つ半円弧状をしたプローブを例に挙げて説明する。このプローブ１００は、一端が支持基板２００に支持される第１の１／４円弧部１０１と、この第１の１／４円弧部１０１の他端と連設されており且つ第１の１／４円弧部１０１より若干短くされた第２の１／４円弧部１０２とを有する形状となっている。プローブ１００のほぼ中心位置の頂部には、突起状の接触端子１１０が設けられている。
【００３０】
支持基板２００については、絶縁性を有しており且つ線膨張係数が測定対象Ｂに近い素材で構成されたものを用いる。例えば、シリコン製の基板、ポリマー製の基板等がある。このように支持基板２００の素材として、測定対象Ｂの線膨張係数と近い線膨張係数を有する素材を使用することで、測定環境の温度を広い温度範囲で変化させて測定を行った場合であっても、当該測定対象Ｂが膨張又は伸縮するのと同様に、当該支持基板２００を膨張又は伸縮させることができる。即ち、支持基板２００の面上に形成されたプローブ１００は測定対象Ｂの膨張又は伸縮に伴う信号用電極１０の位置ずれに対して追従することが可能になる。
【００３１】
この支持基板２００の内部及び／又は面上には、図１及び図５に示すように、配線パターン２１０が形成されている。また、この支持基板２００の上面の縁部にはコネクタ２２０が設けられている( 図１参照) 。配線パターン２１０は一端部が支持基板２００の下面に露出してプローブ１００と各々電気接続される一方、他端部がコネクタ２２０に電気接続される。コネクタ２２０は後述する接続部材７００のフレキシブル基板７２０と電気接続される。
【００３２】
また、この支持基板２００の内部には、配線パターン２１０と電気接続される回路素子２３０が設けられている( 図５参照) 。この回路素子２３０はプローブを用いて電気測定を行う上で必要な素子であって、ここではいわゆるパスコンとして機能するコンデンサと、テスト( 即ち、測定対象Ｂの電気的諸特性の測定) を補助するＢＯＳＴ（Ｂｕｉｌｄ  ｏｕｔ  ｓｅｌｆ  ｔｅｓｔ) としての機能を有する回路素子とが用いられている。コンデンサについては、高周波特性の改善を図る役割を担う。ＢＯＳＴとしての機能を有する回路素子については測定対象Ｂのテスト内容によってその役割が変わる。
【００３３】
なお、支持基板２００の上面には補強板２４０が取り付けられている。この補強板２４０は支持基板２００よりも硬く且つ線膨張係数が測定対象Ｂに近い素材で構成された、例えばモリブデン等を使用する。支持部材２００及び補強板２４０には接続部材７００の接続用プローブ７１０が挿入される図示しない貫通孔が形成されている。
【００３４】
中間基板４００としては主基板３００よりも硬い、例えばセラミック基板等を使用する。この中間基板４００はプローバにネジ止めされることにより当該主基板３００と支持基板２００との間に配置される。この中間基板４００には接続部材７００の接続用プローブ７１０が挿入される図示しない貫通孔が形成されている。
【００３５】
支持部材５００は上下方向に弾性変形可能なダンパであって、柱体５１０と、この柱体５１０に取り付けられたコイルバネ５２０とを有している。この柱体５１０は支持基板２００の中心位置に設けられ、中間基板４００の中心位置に取り付けられる。これにより当該柱体５１０の一端部が支持基板２００の中心位置に配置され、支持基板２００の支点として機能するので、当該支持基板２００を傾斜可能に保持できるのである。
【００３６】
弾性部材６００については全バネ係数がプローブ１００の全バネ係数よりも小さい上下方向に弾性変形可能なコイルスプリングを使用する。これにより一部のプローブ１００が測定対象Ｂの他の信号用電極１０よりも高い位置にある一部の信号用電極１０に接触すると、支持基板２００が支持部材５００を支点として傾き、これに応じて弾性部材６００が当該プローブ１００よりも先に弾性変形する。即ち、弾性部材６００は支持基板２００の傾斜に応じて弾性変形し、測定対象Ｂの傾きを吸収する役割を果たす。
【００３７】
主基板３００としてはフレキシブル基板を使用する。この主基板３００は中間基板４００をプローバに取り付けるためのネジに引っ張った状態で取り付けられる。主基板３００の内部には配線パターン３１０が形成されている。また、主基板３００の上面の縁部には、配線パターン３１０と電気接続される外部電極３２０が設けられている。更に、この主基板３００の下面には、配線パターン３１０が露出している。この露出した配線パターン３１０に接続部材の接続用プローブ７１０の後端部が接触するようになっている。外部電極３２０は測定装置の電源部に電気接続される。
【００３８】
接続部材７００としては、電源ライン用として接続用プローブ７１０を、測定信号ライン用としてフレキシブル基板７２０を使用する。接続用プローブ７１０は、先端部が支持基板２００及び補強板２４０の貫通孔に挿入され、測定対象Ｂの図示しない電源用電極に接触する一方、後端部が中間基板４００の貫通孔に挿入され、主基板３００の下面から露出した配線パターン３１０に接触する。一方、フレキシブル基板７２０は支持基板２００のコネクタ２２０と前記測定装置の測定部とを電気接続する。なお、接続用プローブ７１０には、屈曲部が設けられている。この屈曲部が屈曲することにより、支持部材５００及び弾性部材６００の弾性変形を妨げないようになっている。
【００３９】
即ち、測定装置の電源部から出力された動作信号は、主基板３００の外部電極３２０、配線パターン３１０、接続用プローブ７１０に順次的に流れる。一方、測定装置の測定部から出力された測定信号は、フレキシブル基板７２０、支持基板の２００のコネクタ２２０、配線パターン２１０、プローブ１００に順次的に流れる。
【００４０】
このように構成されたプローブカードＡは支持基板２００に設けられた支持部材５００中間基板４００に取り付ける。そして、中間基板４００と支持基板２００との間に弾性部材６００を取り付ける。その後、接続用プローブ７１０を中間基板４００、支持基板２００及び補強板２４０の貫通孔に順次挿入し、その状態で当該中間基板４００を測定装置のプローバにネジ止めにより取り付ける。そして、このネジに主基板３００を取り付け、接続用プローブ７１０を当該主基板３００の配線パターン３１０に接触させる。その後、フレキシブル基板７２０を支持基板２００のコネクタ２２０と測定装置のコネクタとに接続させる。
【００４１】
このようにプローブカードＡは測定装置のプローバに装着され、測定対象Ｂの電気的諸特性を測定するのに使用される。以下、その使用方法について詳しく説明する。なお、測定対象Ｂは傾いているものとする。
【００４２】
まず、プローバの駆動装置を動作させ、プローブカードＡと測定対象Ｂとを位置合わせした後、相対的に近接させ、接続用プローブ７１０を測定対象Ｂの電源用電極に接触させると共に、プローブ１００の接触端子１１０を測定対象Ｂの信号用電極１０に接触させる。この過程において一部のプローブ１００の接触端子１１０が測定対象Ｂの他の信号用信号用電極１０よりも高い位置の一部の信号用電極１０に接触すると、図６に示すように、支持部材５００のコイルバネ５２０及び弾性部材６００が弾性変形すると共に、当該支持部材５００を支点として支持基板２００が測定対象Ｂの傾きに応じて傾く。これにより支持基板２００と測定対象Ｂとが平行になり、すべてのプローブ１００の接触端子１１０が測定対象Ｂの信号用電極１０に接触する。その後、プローブカードＡと測定対象Ｂとを更に相対的に近接させ、プローブ１００の接触端子１１０を測定対象Ｂの信号用電極１０に押圧させる( 即ち、オーバードライブを行う) 。この過程で支持部材５００のコイルバネ５２０及び弾性部材６００が弾性変形( 即ち、収縮) すると共に、プローブ１００が測定対象Ｂの各信号用電極１０の高さのバラツキに応じてそれぞれ弾性変形する。これによりプローブ１００の接触端子１１０が測定対象Ｂの信号用電極１０に押しつけられ、当該プローブ１００と当該測定対象Ｂの信号用電極１０との電気的導通を図るために必要な所定の接触圧が確保される。
【００４３】
このとき、プローブ１００は、上記弾性変形をしつつ、図５に示すように、第２の１／４円弧部１０２の先端部が支持基板２００の面上に当接し、その後、当該支持基板２００の面上を( 図５の矢印方向に) 移動する。このようにプローブ１００を動作させることで、当該プローブ１００にかかるオーバードライブによる負荷を低減させて当該プローブ１００の破損を防止すると共に、プローブ１００に所定のスクラブを生じさせ、信号用電極１０上の酸化膜を剥がして当該信号用電極１０と安定した接触を図ることができる。
【００４４】
その後、前記測定装置による測定対象Ｂの測定が終了すると、プローバの駆動装置を動作させ、プローブカードＡと測定対象Ｂとを相対的に遠ざける。
【００４５】
このようなプローブカードＡによる場合、測定対象Ｂが傾いていた場合であっても、一部のプローブ１００が測定対象Ｂの他の信号用電極１０よりも高い位置の一部の信号用電極１０に接触すると、測定対象Ｂの傾きに対応して支持基板２００が支持部材５００を支点として傾き、これにより支持基板２００と測定対象Ｂとを平行にした上ですべてのプローブ１００を信号用電極１０に接触させ、所定の接触圧で測定を行うようになっている。よって、従来例の如く一部のプローブ１００が測定対象Ｂの一部の信号用電極１０に接触するものの、残りのプローブ１００が他の信号用電極１０に接触しない又は接触するもののプローブ１００と信号用電極１０との間の電気的導通を図るために必要な所定の接触圧を得ることができないというようなことがなくなり、正確な測定を行うことができる。
【実施例２】
【００４６】
次に、本発明の第２の実施の形態に係るプローブカードについて図面を参照しながら説明する。図７は本発明の第２の実施の形態に係るプローブカードの模式的端面図、図８は支持部材及び弾性部材の配置を示す同プローブカードの模式的平面図である。
【００４７】
図７及び図８に示すプローブカードＡ’はプローブカードＡとほぼ同様の構成である。プローブカードＡ’がプローブカードＡと大きく異なる点は主基板８００にプリント基板を使用している点である。以下、その相違点について詳しく説明し、重複する部分については説明を省略する。なお、主基板の符号については８００を付す一方、その他の同一部材については実施例１と同じ符号を使用する。
【００４８】
主基板８００は接続用プローブ７１０が挿入される複数の貫通孔８１０が設けられている。この主基板８００の内部及び又は面上には、配線パターン８２０が形成されている。また、主基板８００の上面の縁部には外部電極８３１が設けられている。この外部電極８３１は前記測定装置の電源部又は測定部に電気接続される。主基板８００の下面の縁部には、フレキシブル基板７２０と電気接続されるコネクタ８３３が設けられている。配線パターン８２０は、貫通孔８１０に挿入された接続用プローブ７１０の後端部と外部電極８３１とを電気接続する一方、外部電極８３１とコネクタ８３２を電気接続する。
【００４９】
接続部材７００のフレキシブル基板７２０は、支持基板２００のコネクタ２２０と主基板８００のコネクタ８３２とを電気接続するのに使用する。
【００５０】
即ち、測定装置の電源部から発振された動作信号は、主基板８００の外部電極８３１、配線パターン８１０、接続用プローブ７１０に順次的に流れる。一方、測定装置の測定部から出力された測定信号は、主基板８００の外部電極８３１、配線パターン８１０、コネクタ８３２、フレキシブル基板７２０、支持基板２００のコネクタ２２０、配線パターン２１０、プローブ１００に順次的に流れる。
【００５１】
中間基板４００は、主基板８００にネジ止めされることにより当該主基板８００と支持基板２００との間に配置される。
【００５２】
以下、このプローブカードＡ’の使用方法について図５及び図６を借りて詳しく説明する。なお、測定対象Ｂは傾いているものとする。
【００５３】
まず、プローバの駆動装置を動作させ、プローブカードＡと測定対象Ｂとを位置合わせした後、相対的に近接させ、接続用プローブ７１０を測定対象Ｂの電源用電極に接触させると共に、プローブ１００の接触端子１１０を測定対象Ｂの信号用電極１０に接触させる。この過程において一部のプローブ１００の接触端子１１０が測定対象Ｂの他の信号用信号用電極１０よりも高い位置の一部の信号用電極１０に接触すると、図６に示すように、支持部材５００のコイルバネ５２０及び弾性部材６００が弾性変形すると共に、当該支持部材５００を支点として支持基板２００が測定対象Ｂの傾きに応じて傾く。これにより支持基板２００と測定対象Ｂとが平行になり、すべてのプローブ１００の接触端子１１０が測定対象Ｂの信号用電極１０に接触する。その後、プローブカードＡと測定対象Ｂとを更に相対的に近接させ、プローブ１００の接触端子１１０を測定対象Ｂの信号用電極１０に押圧させる( 即ち、オーバードライブを行う) 。この過程で支持部材５００のコイルバネ５２０及び弾性部材６００が弾性変形( 即ち、収縮) すると共に、プローブ１００が測定対象Ｂの各信号用電極１０の高さのバラツキに応じてそれぞれ弾性変形する。これによりプローブ１００の接触端子１１０が測定対象Ｂの信号用電極１０に押しつけられ、当該プローブ１００と当該測定対象Ｂの信号用電極１０との電気的導通を図るために必要な所定の接触圧が確保される。
【００５４】
このとき、プローブ１００は、上記弾性変形をしつつ、第２の１／４円弧部１０２の先端部が支持基板２００の面上に当接し、その後、当該支持基板２００の面上を移動する( 図５参照) 。このようにプローブ１００を動作させることで、当該プローブ１００にかかるオーバードライブによる負荷を低減させて当該プローブ１００の破損を防止すると共に、プローブ１００に所定のスクラブを生じさせ、信号用電極１０上の酸化膜を剥がして当該信号用電極１０と安定した接触を図ることができる。
【００５５】
その後、前記測定装置による測定対象Ｂの測定が終了すると、プローバの駆動装置を動作させ、プローブカードＡと測定対象Ｂとを相対的に遠ざける。
【００５６】
このようなプローブカードＡ’よる場合であっても、プローブカードＡと同様に、測定対象Ｂが傾いていたとしても、一部のプローブ１００が測定対象Ｂの他の信号用電極１０よりも高い位置の一部の信号用電極１０に接触すると、測定対象Ｂの傾きに対応して支持基板２００が支持部材５００を支点として傾き、これにより支持基板２００と測定対象Ｂとを平行にした上ですべてのプローブ１００を信号用電極１０に接触させ、所定の接触圧で測定を行うようになっている。よって、従来例の如く一部のプローブ１００が測定対象Ｂの一部の信号用電極１０に接触するものの、残りのプローブ１００が他の信号用電極１０に接触しない又は接触するもののプローブ１００と信号用電極１０との間の電気的導通を図るために必要な所定の接触圧を得ることができないというようなことがなくなり、正確な測定を行うことができる。
【００５７】
このプローブカードＡ及びＡ’については、上下方向に弾性変形可能な形状のプローブと、このプローブが下面に設けられた支持基板と、この支持基板の上面に対向配置された主基板と、支持基板と主基板との間に設けられ、当該支持基板を傾斜可能に保持する柱状の支持部材とを具備し、前記支持部材の一端部が前記支持基板の中心位置に配置されている限りどのような設計変形を行ってもかまわない。
【００５８】
従って、前記主基板として主基板８００のような硬質の基板を使用した場合には中間基板４００を設ける必要はない。( 但し、主基板３００のようなフレキシブルな基板を使用した場合には中間基板４００は必須である。) この場合、支持部材５００及び弾性部材６００は前記主基板と支持基板２００との間に設けられる。このとき、前記主基板についてはプローブ１００が信号用電極１０に接触した際の支持部材５００及び弾性部材６００を通じて作用する押圧力により撓むことない程度の硬さを有するものを使用することが望ましいが、このような硬さを有しないものであっても補強板等を設けて補強すれば使用することができる。
【００５９】
主基板８００については、ＰＣＢを用いるとしたが、同様の機能を実現できる限りどのようなものを用いてもかまわない。また、この主基板３００に配線パターン等を設けない場合には、単なる板状体であれば良い。この場合、接続部材７００を測定装置と直接電気接続するようにする。
【００６０】
支持部材５００については、上下方向に弾性変形可能なダンパであるとしたが、支持基板を傾斜可能に保持する柱体である限りどのようなものを用いてもかまわない。例えば、全バネ係数がプローブ１００及び弾性部材６００の全バネ係数よりも大きい硬質の柱状のゴム等を用いることも可能である。
【００６１】
弾性部材６００については、支持基板２００と中間基板４００との間の少なくとも２箇所に設けられていることが望ましいが、当該弾性部材６００を設けなくても良い。
【００６２】
接続部材７００については、電源ライン用として接続用プローブ７１０を、測定信号ライン用としてフレキシブル基板７２０を使用するとしたが、接続用プローブ７１０を測定信号ライン用として、フレキシブル基板７２０を電源ライン用として使用することも当然可能である。また、接続用プローブ７１０については設けるか否かは任意であり、この場合、フレキシブル基板７２０を電源ライン及び測定信号ラインの兼用として使用する。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るプローブカードの模式的断面図である。
【図２】支持部材及び弾性部材の配置を示す同プローブカードの模式的平面図である。
【図３】同プローブカードに用いられるプローブの模式図である。
【図４】補強部材が設けられた図３の( ａ) に示すプローブの模式図である。
【図５】同プローブカードのプローブが測定対象の信号用電極に接触した状態を示す図１のα部分の拡大断面図である。
【図６】同プローブカードの使用状態を示す模式的断面図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態に係るプローブカードの模式的端面図である。
【図８】支持部材及び弾性部材の配置を示す同プローブカードの模式的平面図である。
【符号の説明】
【００６４】
Ａ      プローブカード
１００  プローブ
２００  支持基板
３００  主基板
４００  中間基板
５００  支持部材
６００  弾性部材
７００  接続部材
Ａ’    プローブカード
８００  主基板
Ｂ      測定対象
１０    信号用電極
【図１】
2005233858.tif 000003
【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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