(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、針先部がこれの後端に続く針主体部に対して曲げられた複数のプローブであって針先がほぼ直線状の配列となる状態に前記基板に配置された複数のプローブと、前記プローブの針先部が変位可能に貫通した複数のガイド穴を有しかつ前記針主体部に対し前記基板と反対側を伸びるシート状のガイドと、該ガイドを前記基板に張った状態に配置する配置手段とを含み、
前記複数のプローブは、針主体部が針先部から一方へ伸びる第１のプローブ群と、針主体部が針先部から他方へ伸びる第２のプローブ群と、針主体部が針先部から一方へ伸びかつ前記基板に対する針主体部の高さ位置が前記第１のプローブ群のプローブと異なる第３のプローブ群と、針主体部が針先部から他方へ伸びかつ高さ位置が前記第２のプローブ群のプローブと異なる第４のプローブ群とに分けられており、第１、第２、第３及び第４のプローブ群のプローブはそれらの針先の配列方向に交互に位置されている、プローブカード。
【請求項２】
前記複数のプローブは前記基板に対する針主体部の高さ位置が異なる多層に配置されており、針主体部の高さ位置が異なるプローブはそれらの針先の配列方向に交互に位置されている、請求項１に記載のプローブカード。
【請求項３】
前記配置手段は、前記プローブを間にして前記基板に配置されたガイドホルダと、該ガイドホルダに間隔をおいて配置された一対のガイドサポートとを含み、前記ガイドは両ガイドサポートに装着されている、請求項１及び２のいずれかに記載のプローブカード。
【請求項４】
基板と、針先部がこれの後端に続く針主体部に対して曲げられた複数のプローブであって針先がほぼ直線状の配列となる状態に前記基板に配置された複数のプローブと、前記プローブの針先部が変位可能に貫通した複数のガイド穴を有しかつ前記針主体部に対し前記基板と反対側を伸びるシート状のガイドと、該ガイドを前記基板に張った状態に配置する配置手段とを含み、
前記配置手段は、前記プローブを間にして前記基板に配置されたガイドホルダと、該ガイドホルダに間隔をおいて配置された一対のガイドサポートとを含み、前記ガイドは両ガイドサポートに装着されている、プローブカード。
【請求項５】
前記ガイドホルダは前記針先の配列方向に間隔をおいており、前記ガイドサポートは前記針主体部の長手方向に間隔をおいている、請求項４に記載のプローブカード。
【請求項６】
前記ガイドは前記ガイド穴をプローブ毎に有する、請求項１から５のいずれか１項に記載のプローブカード。
【請求項７】
前記ガイド穴は、幅寸法が先端側ほど小さくなる長穴の形状を有する、請求項６に記載のプローブカード。
【請求項８】
前記複数のプローブは、針主体部が針先部から一方へ伸びる第１のプローブ群と、針主体部が針先部から他方へ伸びる第２のプローブ群と、針主体部が針先部から一方へ伸びかつ前記基板に対する針主体部の高さ位置が前記第１のプローブ群のプローブと異なる第３のプローブ群と、針主体部が針先部から他方へ伸びかつ高さ位置が前記第２のプローブ群のプローブと異なる第４のプローブ群とに分けられており、第１、第２、第３及び第４のプローブ群のプローブはそれらの針先の配列方向に交互に位置されている、請求項５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、半導体集積回路、液晶基板等の平板状被検査体の通電試験に用いるプローブカードに関する。
【０００２】
【従来の技術】
金属細線から製作されたニードルタイプの複数のプローブを用いたプローブカードにおいては、プローブ自体の直径寸法を小さくすることに限度があるから、プローブの配置ピッチを狭くすることに限度があるにもかかららず、プローブの配置ピッチを小さくすることが望まれている。
【０００３】
ニードルタイプのプローブの配置ピッチを狭くする技術の１つとして、複数のプローブを一列に配置した一対のプローブカードと、両プローブカードに支持されたストッパとによりユニット化したもの（特許第２８２７９８３号公報）が知られている。
【０００４】
【解決しようとする課題】
しかし、そのようなユニット化プローブカードでは、ストッパを一対のガイドラインに吊り下げた状態に支持させているから、ストッパがプローブに対して変位しやすく、被検査体の電極に対する針先の位置が不安定であり、したがってプローブの配置ピッチをあまり小さくすることができない。
【０００５】
それゆえに、プローブカードにおいては、針先の位置を安定化させると共に、プローブの配置ピッチを小さくすることが重要である。
【０００６】
【解決手段、作用及び効果】
本発明に係るプローブカードは、基板と、針先部がこれの後端に続く針主体部に対して曲げられた複数のプローブであって針先がほぼ直線状の配列となる状態に前記基板に配置された複数のプローブと、前記プローブの針先部が変位可能に貫通した複数のガイド穴を有しかつ前記針主体部に対し前記基板と反対側を伸びるシート状のガイドと、該ガイドを前記基板に張った状態に配置する配置手段とを含む。
【０００７】
本発明に係る１つのプローブカードにおいて、前記複数のプローブは、針主体部が針先部から一方へ伸びる第１のプローブ群と、針主体部が針先部から他方へ伸びる第２のプローブ群と、針主体部が針先部から一方へ伸びかつ前記基板に対する針主体部の高さ位置が前記第１のプローブ群のプローブと異なる第３のプローブ群と、針主体部が針先部から他方へ伸びかつ高さ位置が前記第２のプローブ群のプローブと異なる第４のプローブ群とに分けられており、第１、第２、第３及び第４のプローブ群のプローブはそれらの針先の配列方向に交互に位置されている。
【０００８】
本発明に係る他のプローブカードにおいて、前記配置手段は、前記プローブを間にして前記基板に配置されたガイドホルダと、該ガイドホルダに間隔をおいて配置された一対のガイドサポートとを含み、前記ガイドは両ガイドサポートに装着されている。
【０００９】
張った状態のガイドは、吊り下げた状態のガイドに比べ、ガイド自体がプローブに対し変位し難く、したがって被検査体の電極に対するプローブの針先の位置が安定し、プローブの配置ピッチを小さくすることができる。
【００１０】
前記複数のプローブは前記基板に対する針主体部の高さ位置が異なる多層に配置されており、針主体部の高さ位置が異なるプローブはそれらの針先の配列方向に交互に位置されていてもよい。そのようにすれば、全てのプローブの針主体部が針先部から同じ方向へ伸びる場合に比べ、各プローブ群のプローブの配置ピッチを少なくとも２分の１にすることが可能になり、その結果プローブの配置ピッチをより小さくすることができる。
【００１１】
上記１つのプローブカードによれば、プローブが１層に配置されかつ全てのプローブの針主体部が針先部から同じ方向へ伸びる場合に比べ、各プローブ群のプローブの配置ピッチを少なくとも４分の１にすることが可能になり、その結果プローブの配置ピッチを著しく小さくすることができる。上記他のプローブによれば、基板へのガイドホルダ及びガイドサポートの配置位置と基板へのプローブの配置位置とが重ならず、ガイドをより強く張った状態に維持することができる。
【００１２】
前記ガイドホルダは前記針先の配列方向に間隔をおいており、前記ガイドサポートは前記針主体部の長手方向に間隔をおいていてもよい。そのようにすれば、小面積のガイドをより強く張った状態に安定して維持することができる。
【００１３】
前記ガイドは前記ガイド穴をプローブ毎に有していてもよい。そのようにすれば、各プローブの針先の滑り方向と滑り量とをガイド穴により規制することができるから、針先を電極に確実に接触させることができる。
【００１４】
前記ガイド穴は、幅寸法が先端側ほど小さくなる長穴の形状を有していてもよい。そのようにすれば、電極への接触位置がより正確になる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１から図５を参照するに、プローブカード１０は、図６及び図７に一部を示すように、一列に配置された複数の電極１２を少なくとも有する半導体集積回路のような平板状被検査体１４の通電試験に用いられる。電極１２は、通常、それらの配置ピッチを小さくする上から、それら配列方向が幅方向となる長方形の形状を有する。
【００１６】
プローブカード１０は、複数のプローブ２０，２２，２４，２６をそれらの針先がほぼ直線状の配列となる状態に基板２８の下面に配置している。プローブ２０，２４は一方の針押え３０により基板２８に装着されており、プローブ２２，２６は他方の針押え３０により基板２８に装着されている。
【００１７】
各プローブは、導電性金属細線から形成されたニードルタイプのものであり、針先部３２ａをこの後端に続く針主体部３２ｂから一方側に曲げたＬ字状の形状を有する。各プローブは、針主体部３２ｂにおいて針押え３０に接着剤により針先部が下方へ向いた状態に組み付けられている。各プローブのうち、針押え３０への装着箇所より前方の領域は直径寸法が針先（先端）側ほど小さくなる円錐形（すなわち、テーパ状）の形状をしており、先端は半球状の形状をしている。
【００１８】
基板２８は、矩形の開口３４を中央部に有し、開口の周りに複数の配線（図示せず）を有し、それら配線に電気的に個々に接続された複数のテスターランド３６を前記配線の周りに多重に有する配線基板であり、また電気絶縁材料から形成されている。各プローブの後端部は、基板２８に形成された前記配線に半田のような導電性接着剤３８により電気的に接続されている。
【００１９】
両針押え３０は、基板２８の開口３４の対向する２つの辺に対応する箇所の下側に、接着剤、複数のねじ部材等により装着されている。図示の例では、両針押え３０は別部材に形成されているが、例えば両針押えで平面矩形の形状を形成するように両針押え３０を一体に形成してもよい。
【００２０】
針押え３０からのプローブ２０，２２，２４，２６の突出量はほぼ同じである、しかし、プローブ２０，２２，２４，２６は、それらの針先（先端）が図９に示すように電極１２の大きさ（長さ寸法）の範囲内でわずかにジグザグ状になるように配列されていると共に、図６及び図９に示すように針先の配列方向に交互に位置されている。
【００２１】
一方の針押え３０に装着されたプローブ２０及び２４は、基板２８からの針主体部の高さ位置は異なるが、針主体部を針先部から同じ方向へ延在させている。他一方の針押え３０に装着されたプローブ２２及び２６は、基板２８からの針主体部の高さ位置は異なるが、針主体部を針先部から同じ方向へかつプローブ２０，２４と反対方向へ延在させている。
【００２２】
これにより、プローブが１層に配置されかつ全てのプローブの針主体部が針先部から同じ方向へ伸びる場合に比べ、プローブの配置ピッチを少なくとも４分の１にすることが可能になり、その結果直径寸法の小さい針先部が針先の配列方向に隣り合うこととあいまって、プローブの配置ピッチを著しく小さくすることができる。
【００２３】
プローブカード１０は、また、ポリイミドのような電気絶縁材料から形成されたシート状のガイド４０と、ガイド４０を針主体部の下側を伸びた状態に基板２８に組み付けている配置手段とを含む。
【００２４】
配置手段は、プローブ２０，２２，２４，２６を間にして基板２８に組み付けられた一対のガイドホルダ４２と、ガイドホルダ４２に間隔をおいた一対のガイドサポート４４と、ガイド４０をガイドサポート４４に押圧しているガイド押え４６とを含む。
【００２５】
ガイドホルダ４２は、針先の配列方向に間隔をおいて針主体部の長手方向へ平行に伸びている。ガイドサポート４４は、針主体部の長手方向に間隔をおいて針先の配列方向へ伸びており、また針主体部の下側を平行に伸びる状態にガイドホルダ４２の下端部に組み付けられている。ガイド４０は、接着剤４８により両ガイドサポート４４に接着されて、ピンと張った状態に維持されている。
【００２６】
上記の結果、ガイドホルダ４２及びガイドサポート４４の配置位置とプローブの配置位とは重ならず、基板２８とガイド４０との間にプローブ用の配置空間が形成される。
【００２７】
ガイド４０は、図７に示すように、プローブ２０，２２，２４及び２６の針先部が変位可能に個々に貫通した複数のガイド穴５０，５２，５４及び５６をほぼ直線状に有する。ガイド穴５０，５２，５４，５６は、幅寸法が先端側ほど小さくなる長穴の形状を有しており、また針先の配列方向に交互にかつ電極１２の大きさ（長さ寸法）の範囲内でわずかにジグザグの形状に形成されている。
【００２８】
待機時、各プローブの針先部は、図８（Ａ）に示すように、対応するガイド穴の幅寸法の大きい後端側に位置している。
【００２９】
通電試験時、被検査体１４の電極１２と各プローブの針先とが相対的に押圧されることにより、図８（Ａ）に示すように各プローブにオーバードライブ（Ｏ・Ｄ）が作用するから、各プローブがわずかに弧状に湾曲される。それにより、各プローブの針先部は、図８（Ｂ）に示すように対応するガイド穴の幅寸法に小さい先端側へ変位する。
【００３０】
このため、各プローブの針先は、対応する電極１２に対し滑って移動し、その電極１２に擦り作用を与える。これにより、各電極１２の表面に存在する酸化膜のような電気絶縁膜が削り取られるから、プローブと電極とが電気的に確実に接続される。
【００３１】
プローブカード１０は、ガイド４０がピンと張った状態に維持されているから、ガイドを吊り下げた場合に比べ、ガイド４０自体がプローブに対し変位し難く、電極１２に対するプローブの針先の位置が安定する。このため、針先と電極とが押圧されても、針先がその配列方向へ変位するおそれがなく、プローブの配置ピッチを小さくすることができる。
【００３２】
ガイド４０は、図示の例では、プローブ毎にガイド穴を有する。このため、各プローブの針先の滑り方向と滑り量とをガイド穴により規制することができるから、針先を電極に確実に接触させることができる。しかし、ガイド４０は、複数のプローブ毎にガイド穴を有していてもよい。
【００３３】
各ガイド穴は、オーバードライブが作用したときの針先の滑り方向及び滑り量並びに針先部のテーパ角度を考慮した形状とすることが好ましい。これにより、電極への針先の接触位置がより正確になる。
【００３４】
図示の例では、１組のプローブ及びガイドを基板に配置しているにすぎないが、半導体ウエーハ上の複数のチップの通電試験を同時に行う場合、複数組のプローブ及びガイドが基板に配置される。
【００３５】
また、図示の実施例では、４種類のプローブを用いているが、本発明は、それ以上の種類のプローブを備えるプローブカードにも適用することができるし、プローブ２０，２２又はプローブ２０，２４のような２種類のプローブを備えるプローブカードにも適用することができ、さらにはいずれか１種類のプローブを備えるプローブカードにも適用することができる。
【００３６】
本発明は、半導体ウエーハ上の集積回路チップ、切断された集積回路チップ、モールドされた集積回路等、集積回路用のプローブカードのみならず、液晶基板のような他の平板状被検査体用のプローブカードにも適用することができる。
【００３７】
本発明は、上記実施例に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない限り、種々変更することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るプローブカードの一実施例を示す底面図
【図２】図１に示すプローブカードの一部を省略した正面図
【図３】図１の３−３線に沿って得た断面図
【図４】基板へのガイド装着部近傍の詳細を示す断面図
【図５】ガイド穴近傍の詳細を示す断面図
【図６】プローブの針先部の配置例を説明するための図
【図７】ガイド穴と電極との位置関係を示す図
【図８】コンタクト時のプローブ先端の動作を説明するための図
【図９】プローブ先端の詳細を示す斜視図
【符号の説明】
１０  プローブカード
１２  電極
１４  被検査体
２０，２２，２４，２６  プローブ
２８  基板
３０  針押え
３２ａ  針先部
３２ｂ  針主体部
４０  ガイド
４２  ガイドホルダ
４４  ガイドサポート
４６  ガイド押え
５０，５２，５４，５６  ガイド穴
【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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