(57)【要約】【課題】  寿命が長く、かつ低コストのプローブ組立体およびこれを用いたプローブカードを提供する。【解決手段】  プローブカードに取り付けられるプローブ組立体１００は、複数のプローブＱを予め決められて位置に保持するプローブホルダー２００と、プローブホルダー２００を取り付ける板ばね機構部３００とを有する。板ばね機構部３００は、プローブカード基板４１０に接続される板ばねカバー３６０と、薄板ばね３３０を含み、かつプローブホルダー２００を取り付ける針組基板３１０とを有する。バンプ電極に接触させるとき、針組基板３１０は、薄板ばね３３０を介して板ばねカバー３６０に対して接近する方向に移動可能である。【選択図】    図１
2007248412.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プローブカードに取り付けられるプローブ組立体であって、
複数のプローブを予め決められた位置に保持する保持ブロックと、
前記保持ブロックを取り付ける弾性機構部とを有し、
弾性機構部は、プローブカードに接続される第１の接続部材と、弾性部材を含み、かつ前記保持ブロックを取り付ける第２の接続部材とを含み、
第２の接続部材は、前記弾性部材を介して第１の接続部材に対して接近もしくは離間する方向に移動可能である、プローブ組立体。
【請求項２】
第２の接続部材は、第１の面側に前記保持ブロックを取り付け、第１の面と対向する第２の面側に弾性部材を取り付け、前記弾性部材が第１の接続部材に設けられた突起に接触し、当該突起を支点に弾性変形可能である、請求項１に記載のプローブ組立体。
【請求項３】
前記弾性部材は、金属部材からなる板ばねである、請求項１または２に記載のプローブ組立体
【請求項４】
前記板ばねは、基部と、基部から延在する複数のばね部とを有し、前記基部が第２の接続部材に固定され、前記複数のばね部の端部が第１の接続部材の前記突起に接触する、請求項２または３に記載のプローブ組立体。
【請求項５】
前記複数のばね部は、前記基部に関し線対称または回転対称である、請求項４に記載のプローブ組立体。
【請求項６】
前記ばね部は、前記基部を中心にそこから等間隔で４方向に延在する、請求項４または５に記載のプローブ組立体。
【請求項７】
前記板ばねは、基部に形成された複数の脱落防止ひれ部を含み、前記複数の脱落防止ひれ部によって第２の接続部材が第１の接続部材に懸架されている、請求項４ないし６いずれか１つに記載のプローブ組立体。
【請求項８】
第１の接続部材には、第２の接続部材の第１の接続部材へ向かう移動量を規制する規制部材が取り付けられている、請求項１に記載のプローブ組立体。
【請求項９】
前記保持ブロックは、第２の接続部材に着脱自在に取り付けられる、請求項１または２に記載のプローブ組立体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体基板または半導体ウエハに形成された電極やパッド等の導電領域にプローブを接触するプローブカードに関し、特に、プローブカードに取り付けられるプローブ組立体に関する。
【背景技術】
【０００２】
ウエハ上に形成された半導体集積回路等をウエハレベルで試験するためにプローブカードが利用されている。プローブカードは、例えば特許文献１に示すように、垂直タイプの複数のプローブピンとＭＬＣ／ＭＬＯ等の多層配線中継用基板とを備えている。
【０００３】
図１６は、従来のカンチレバー型プローブカードの概略を示す断面図である。同図に示すように、プローブカードは、プローブカード基板１０と、複数のプローブ１２を取り付けた樹脂１４とを含み、樹脂１４がプローブカード基板１０に固定されている。プローブを樹脂等で固定することを針組みと言い、複数の針組を行うことで複数のプローブを２次元状に配列させている。通常、１段ないし３段の針組みが行われる。図１７（ａ）は、３段の針組の概略を示しており、１段目のプローブ１２−１、２段目のプローブ１２−２、３段目のプローブ１２−３が配列されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−０４１３３３号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来より、プローブとバンプ電極との電気的抵抗を少なくするため、プローブ先端部がバンプ電極上を滑り、これによりバンプ電極表面にある自然酸化膜等の抵抗成分を排除し、充分な接触面積を確保できるように、プローブがオーバードライブされる。カンチレバー型のプローブは、始めに図１７（ａ）に示すように、ウエハ１６のバンプ電極１８に対して位置決めされ、次いで、図１７（ｂ）に示すように３段針組されたプローブ１２−１、１２−２、１２−３がバンプ電極１８に接触した状態からさらに一定距離だけ押し込むようにオーバードライブされる。
【０００６】
図１８は、カンチレバー型のプローブをオーバードライブしたときのプローブの変位を説明する図である。オーバードライブされたプローブは、支点２０を中心にその先端が変位する。図中、δは、オーバードライブ量（たわみ量）、Ｆは針圧（接触圧力）、Ｓｃは、スクラブ量（すべり量）、Ｄは、線材径（プローブピン材料径）、Ｌは自由端長（取り付け長さ）、ｌは、先端長、θは、入射角度（取り付け角度）を示している。
【０００７】
プローブの材質をＲｅＷ、針径を２００μｍ、ビーム長を３５００μｍ、先端径を８０μｍ、オーバードライブを６０μｍとするとき、各段組における曲げ部分から先端までの長さ（先端長）、針圧Ｆ、滑り量Ｓｃの関係を表１に示す。
【０００８】
【表１】
2007248412.tif 000003
【０００９】
ここで注目すべき点は、オーバードライブをかけた時の各段のプローブの滑り量Ｓｃである。各段において、プローブの先端長が異なるため、各段の滑り量Ｓｃが大きく異なる。
【００１０】
接触対象がボンディングパッド、金バンプ、および鉛ソルダーバンプ等の硬度が高くない材質であれば、プローブの針圧Ｆがそれほど高くなくても充分に接触抵抗を低く抑えることができる。しかし、鉛フリーバンプ電極のように硬度が高い接触対象の場合には、高い針圧Ｆが要求される。すべてのプローブが一定の針圧Ｆを満足するようにオーバードライブをかけると、上記したように各段における滑り量Ｓｃが異なるため、あるプローブ（例えば、３段目のプローブ）には必要以上の滑り量Ｓｃが生じてしまう。滑り量Ｓｃは、バンプ電極へのプローブ痕となるため、許容範囲を超えるプローブ痕は、各バンプ電極の平坦度を劣化させ、バンプ電極の外観不良を引き起こす。また、プローブによる滑り量Ｓｃが大きくなると、プローブ先端により削り取られるバンプの金属量が増大し、プローブ先端に堆積するバンプ滓が増え、プローブのクリーニング頻度が増加し、その結果、プローブの寿命が短くなってしまう。従って、各段における滑り量の差が小さくなるようにする必要がある。
【００１１】
この１つの解決策は、比較的硬度が低いＢｅＣｕ（ベリリウム銅）をプローブの材質に用い、各段における滑り量、すなわちプローブ痕の差を小さくすることである。しかし、この方法は、プローブ自身が磨耗するため、プローブの寿命が短くなってしまうという問題がある。
【００１２】
もう１つの解決策は、図１９に示すようなコプラ型に代表されるバーティカル型のプローブカードを用いることである。コプラ型バーティカルプローブカードは、プローブ先端が整列されるようにプローブ３０の端部を樹脂３２で固定する。プローブ先端をバンプ金属１８に接触させ、図１９（ｂ）に示すようにオーバードライブをかけると、プローブ３０の中央の湾曲部３４が弾性変形する。各プローブは、同一形状であるため、プローブにオーバードライブを掛けても、各プローブ間の針圧および滑り量は等しく、そのため、バンプ電極１８へのプローブ痕を一定の範囲内に抑えることができる。
【００１３】
従って、コプラ型バーティカルプローブカードは、鉛フリーのバンプ電極に対してカンチレバー型プローブカードが持っているような弊害はない。しかし、少数のプローブ（例えば５４ピン程度）を作製する場合には、表２に示すように、カンチレバー型と比べて、イニシャルコストが非常に高くなってしまう。このため、コプラ型バーティカルプローブカードは、少量・多品種の生産には不適である。
【００１４】
【表２】
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【００１５】
本発明は、上記従来の課題を解決するものであり、寿命が長く、かつ少量・多品種であってもコストを抑えたプローブ組立体およびこれを用いたプローブカードを提供することを目的とする。
さらに本発明は、鉛フリーバンプ電極のように比較的硬度の高い接触対象であっても、バンプ電極に外観不良を生じさせず、確実に電気的接触することができるプローブ組立体およびこれを用いたプローブカードを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明に係る、プローブカードに取り付けられるプローブ組立体は、複数のプローブを予め決められた位置に保持する保持ブロックと、前記保持ブロックを取り付ける弾性機構部とを有し、弾性機構部は、プローブカードに接続される第１の接続部材と、弾性部材を含み、かつ前記保持ブロックを取り付ける第２の接続部材とを含み、第２の接続部材は、前記弾性部材を介して第１の接続部材に対して接近もしくは離間する方向に移動可能である。
【００１７】
好ましくは、第２の接続部材は、第１の面側に前記保持ブロックを取り付け、第１の面と対向する第２の面側に弾性部材を取り付け、前記弾性部材が第１の接続部材に設けられた突起に接触し、当該突起を支点に弾性変形可能である。
【００１８】
好ましくは、弾性部材は、金属部材からなる板ばねである。板ばねは、基部と、基部から延在する複数のばね部とを有し、前記基部が第２の接続部材に固定され、前記複数のばね部が第１の接続部材の前記突起に接触し弾性変形する。複数のばね部は、前記基部を中心に線対称または回転対称であることが望ましい。
【００１９】
さらに板ばねは、基部に隣接して形成された複数の脱落防止ひれ部を含み、前記複数の脱落防止ひれ部によって第２の接続部剤が第１の接続部材に懸架されるようにすることができる。また、第１の接続部材には、第２の接続部材の第１の接続部材へ向かう移動量を規制する規制部材を取り付けることができる。さらに、保持ブロックは、第２の接続部剤に着脱自在に取り付けられる。これにより、接触対象であるウエハ上のバンプ電極の数や配置に応じて保持ブロックを交換することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明のプローブ組立体によれば、プローブにばね機能を持たせる代わりに、プローブを保持する保持ブロックを弾性機構部（板ばね機構部）により弾性的に支持するようにしたので、プローブ形状を簡素化し、かつプローブの材質に耐摩耗性のある材料から選択することができ、これにより、低コスト化を図り、長寿命のプローブ組立体を得ることができる。さらに、保持ブロックを接触対象に向けて移動させるに際し、その移動量を規制することで、バンプ電極等への滑り量を一定以下にし、バンプ電極等へのプローブ痕による外観不良を低減し、さらにプローブ先端に堆積するバンプ金属の量を減らし、プローブのクリーニング頻度を軽減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の最良の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
【実施例】
【００２２】
本発明は、鉛フリーバンプで小数ピン対応の安価なプローブカードを製作する必要があるので、次のような背景の下でどのようなカードが製作可能かを考察した。
１．鉛フリーのバンプ高さバラつきは、ウエハ面内で５μｍ以内に入っているため、プローブによる一度のコンタクトでバンプの高さのバラつきをほぼ無視することができる。
２．バンプ自体に塑性がある。
これら２つの理由から、これまでプローブ毎にばね機能を持たせていたが、これを１つに集約してしまえば、より安価なプローブカードを作成することが可能となる。そこで、図１に示すようなプローブ組立体を作成し、これをプローブカードに装着することとした。
【００２３】
プローブ組立体１００は、複数のプローブＱを予め決められた位置に保持するプローブホルダー２００と、プローブホルダー２００を取り付ける板ばね機構部３００とを有している。プローブホルダー２００に保持されたプローブＱ自身は、ばね機能を持たないが、板ばね機構部３００がばね機能を有し、プローブホルダー２００を弾性的に支持している。
【００２４】
図２は、本実施例のプローブ組立体の動作を模式的に説明する図である。図２(ａ)に示すように、プローブＱをウエハ上に形成されたバンプ電極１１０に対して位置決めする。プローブＱは、オーバードライブされる前の状態であり、板ばね機構部３００に含まれる薄板ばね３３０には荷重が与えられず、薄板ばね３３０は未だ弾性変形していない。次に、図２（ｂ）に示すように、プローブ組立体１００をウエハに接近させ、プローブＱの先端をバンプ電極１１０に接触させ、さらにプローブ組立体１００が下降するようにプローブＱをオーバードライブする。プローブＱを介してバンプ電極１１０からの荷重が板ばね機構部３００に与えられ、これにより薄板ばね３３０が凸状に弾性変形し、プローブＱとバンプ電極１１０とが一定の接圧で接触される。
【００２５】
上記した図１に示すプローブ組立体は、好ましくはプローブカードに装着して使用される。図３は、プローブ組立体をプローブカードに組み込んだときの平面図である。プローブカード４００は、円形状のプローブカード基板４１０を含み、基板４１０の中央に形成された開口内に、プローブ組立体１００が取り付けられる。基板４１０の表面には、プローブ試験等に必要な電子部品や外部装置のインターフェースするためのコンタクトパッド等が形成されている。
【００２６】
次に、本実施例のプローブ組立体の詳細について説明する。図４は、プローブ組立体の平面図、図５は、図４のプローブ組立体の板ばね機構部のＡ−Ａ線断面図、図６は、図４のプローブ組立体の板ばね機構部のＢ−Ｂ線断面図である。
【００２７】
プローブ組立体１００の板ばね機構部３００は、矩形状の針組基板３１０と、針組基板３１０上に取り付けられる板ばね受け３２０と、板ばね受け３２０によって支持される薄板ばね３３０と、薄板ばね３３０上に取り付けられる板ばねスペーサ３４０と、針組基板３１０に板ばね３３０を固定する皿ネジ３５０と、板ばねカバー３６０、および板ばねカバー３６０上に取り付けられるキャップ３７０とを有している。これらの各部を、図７（ａ）ないし図７（ｆ）に示す板ばね機構部の組立工程を参照しながら説明する。
【００２８】
図７（ａ）は、針組基板に皿ネジを通すステップである。金属からなる針組基板３１０の表面の中央部には、矩形状の突出部３１２が形成され、突出部３１２には、皿ネジ３５０を通すための貫通孔３１４が形成されている。突出部３１２を中心に、そこから９０度の間隔で縦横方向に延在する４つのリブ３１６が形成されている。リブ３１６の一部には、突出部３１２と同じ高さの肉厚部３１８が形成されている。針組基板３１０の裏面から皿ネジ３５０が貫通孔３１４内に挿入され、皿ネジ３５０の先端は、突出部３１２から飛び出ている。
【００２９】
図７（ｂ）は、針組基板上に板ばね受けを搭載するステップである。板ばね受け３２０は、絶縁性樹脂からなり、図８に示すように、針組基板３１０と同一の外形を有している。板ばね受け部３２０の中央に円形状の大きな開口３２２が形成され、さらに、開口３２２に連通しそこから縦横方向に延びる矩形状の４つの開口３２４が形成されている。また、４つの開口３２４の間には等間隔で４つのネジ穴３２６が形成されている。板ばね受け３２０の外形が針組基板３１０の外形と一致するように、板ばね受け３２０が針組基板３１０の表面に搭載される。開口３２２は、突出部３１２および肉厚部３１８を露出させ、４つの開口３２４がそれぞれ４つのリブ３１６を露出させている。
【００３０】
図７（ｃ）は、薄板ばねを搭載するステップである。薄板ばね３３０は、厚さ０．３ｍｍのステンレススチールから打ち抜かれたものであり、図９に示すように、中央に皿ネジ用の開口３３４が形成された基部３３２と、基部３３２を中心に９０度の間隔で縦横方向に直線状に延在する矩形状の４つのばね部３３６と、４つのばね部３３６の間にあって基部３３２から僅かに突出した４つの脱落防止ひれ部３３８とを有している。薄板ばね３３０は、中央の開口３３４が突出部３１２の開口３１４に一致し、４つのばね部３３６が４つのリブ３１６に一致するように板ばね受け３２０上に搭載される。このとき、基部３３２から突出する４つの脱落防止ひれ部３３８が板ばね受け３２０の開口３２２より外側に突出し、脱落防止ひれ部３３８によって薄板ばね３３０が板ばね受け３２０に支持される。
【００３１】
図７（ｄ）は、板ばねスペーサを搭載するステップである。板ばねスペーサ３４０は、一定の厚さを有する環状の金属部材であり、中央に開口３４２が形成されている。板ばねスペーサ３４０は、開口３４２が薄板ばね３３０の開口３３４に一致するように薄板ばね３３０上に搭載される。板ばねスペーサ３４０の開口３４２から突出した皿ネジ３５０がナット３４４に締結され、これにより、板ばねスペーサ３４０、薄板ばね３３０、および針組基板３１０が固定される。
【００３２】
図７（ｅ）は、板ばねカバーを搭載するステップである。板ばねカバー３６０は、金属から構成され、その中央に板ばねスペーサ３４０の外径よりも僅かに大きな開口３６２が形成されている。開口３６２の周囲に４つの皿ネジ用の開口３６４が形成されている。この開口３６４は、板ばね受け３２０の開口３２２にそれぞれ対応するものである。板ばねカバー３６０の両端部には、さらに一対の皿ネジ用開口３６６が形成されている。また、板ばねカバー３６０の裏面には、４つの突起３６８が形成されている。
【００３３】
板ばねカバー３６０は、薄板ばね３３０を覆うように針組基板３１０上に搭載され、このとき、中央の開口３６２が板ばねスペーサ３４０に整合し、４つの皿ネジ用開口３６４が板ばね受け３２０の対応する４つの開口３２２に整合される。４つの開口３６４のうち、対向する２つの開口３６４から開口３２２に向けて皿ネジ３６９が通され、これにより、板ばねカバー３６０と板ばね受け３２０とが固定される。さらに、板ばねカバー３６０の裏面の突起３６８が薄板ばね３３０の４つのばね部３３６の端部に当接する。この突起３６８は、薄板ばね３３０が弾性変形するときの支点として働く。
【００３４】
図７（ｆ）は、キャップを取り付けるステップである。キャップ３７０は、金属部材からなり、その裏面には環状の脚部３７２が形成されている。また、キャップ３７０の両端部には、皿ネジ用開口３７４が形成されている（図６を参照）。脚部３７２が板ばねカバーの開口３６２の内縁に接するように挿入され、かつ、皿ネジ用開口３７４が板ばねカバーの開口３６４に整合される。開口３７４から開口３６４に向けて皿ネジ３７６が通され、キャップ３７０が板ばねカバー３６０に固定される。キャップ３７０は、防塵機能を有するとともに、後述するように薄板ばね３３０の弾性変形移動を制限する機能を備えている。
【００３５】
こうして組立てられた板ばね機構部３００は、図５および図６に示すように、プローブカードに取り付けられる。板ばねカバー３６０の端部に形成された開口３６６が、プローブカード基板４１０に形成された開口４１２に整合され、そこを通された皿ネジ４２０がナット４３０に締結される。これにより、板ばねカバー３６０がプローブカード基板４１０に固定され、図５または図６に示す構成となる。
【００３６】
次に、プローブホルダー２００について図１０を参照して説明する。プローブホルダー２００は、複数のプローブＱを保持するホルダー本体２１０と、ホルダー本体２１０を固定する配線基板２２０とを有する。配線基板２２０の表面には金属配線に接続された複数の半田付け用パッド２２２が形成されている。半田付け用パッド２２２は、被服配線２２４によりプローブカード基板４１０の電極パッドに電気的に接続される。配線基板２２０の裏面は、平坦加工が施され、この面が針組基板３１０の裏面に接着材やネジ等によって固定される。なお、プローブホルダーは、板ばね機構部３００に対して着脱可能とし、ウエハのバンプ電極の数や配置等に応じて交換することができる。
【００３７】
次に、プローブホルダーの組立構成を図１１を参照して説明する。同図（ａ）に示すように、位置決め治具５００上にホルダー本体２１０が載置される。ホルダー本体２１０の各コーナーには、４つの貫通孔２３０が形成され、各辺の中央に４つのネジ穴２４０が形成されている。さらに、ホルダー本体２１０の中央の領域２１４には、図示しないプローブ挿入用の貫通孔が２次元状に形成されている。位置決め治具５００の各コーナーには、４つの突出したピン５１０が形成され、このピン５１０がホルダー本体２１０のコーナーの各貫通孔２３０内に挿入される。
【００３８】
次に、ホルダー本体２１０に形成された貫通孔（図示省略）内にプローブＱが挿入される。図１２にプローブの外観形状を示す。プローブＱは、径の細い小径部２９０と、径の太い大径部２９２とを有する。プローブの材質には、好ましくは、硬度の高い材料、例えば、超硬度鋼などが選択される。小径部２９０は、直径が０、１０ｍｍ、長さＬが９５．０ｍｍであり、大径部２９２は、直径が０．１２ｍｍ、長さｌが５．００ｍｍである。
【００３９】
プローブＱは、ほぼ直線状であるため、それ自身がばね機能を持たない。このため、従来のコプラ型バーティカルプローブカードに用いられるばね性（湾曲部）を持ったプローブ３０（図１９を参照）と比較して、製造が容易であり、低コスト化を図ることができる。さらに、プローブＱは、加工が比較的容易であるため、使用される材質に大きな制約がなく、硬度の高い材料を適宜選択することができる。
【００４０】
各プローブＱは、ホルダー本体２１０の貫通孔内に挿入され、大径部２９２の一部がホルダー本体２１０の表面から僅かに突出するように、大径部２９２が貫通孔内に嵌合される。これらのプローブＱは、バンプ電極の配列およびピッチに対応するように取り付けられる。
【００４１】
次に、図１１（ｂ）に示すように、ホルダー本体２１０上に、配線基板２２０が搭載される。配線基板２２０に形成された４つの貫通孔２５０内に、位置決め治具５００のピン５１０が挿入される。ホルダー本体２１０の表面から突出したプローブの端部は、配線基板２２０の所望の電極パッドに接続される。また、配線基板２２０には、ホルダー本体２１０の４つのネジ穴２４０に対応する４つのネジ穴２６０が形成されている。配線基板２２０の電極パッドとプローブとの電気的接続に関し、それらの間に導電性シートを介在させて両者間の電気的接続を図ることもできる。
【００４２】
次に、図１０に示すように、配線基板２２０のネジ穴２６０とホルダー本体２１０の４つのネジ穴２４０が整合され、これらのネジ穴２６０、２４０がネジ２７０によって締結され、ホルダー本体２１０と配線基板２２０とが固定される。そして、位置決め治具５００が取り外される。こうして、図１０に示すようなプローブホルダー２００が得られる。
【００４３】
次に、本実施例のプローブカードの動作について図１３を参照して説明する。先ず、プローブカードは、ウエハに対向するように位置決めされ、次いで、プローブカードがウエハに接近するように移動される。プローブ先端がバンプ電極に接触した状態のとき、薄板ばね３３０は、未だ弾性変形を開始せず、図１３（ａ）に示す状態にある。
【００４４】
さらに、プローブカードを移動させ、プローブをオーバードライブさせると、図１３（ｂ）に示すように、プローブホルダー２００からの荷重Ｐにより、針組基板３１０が上方に押され、針組基板３１０と板ばねスペーサ３４０によって挟持された薄板ばね３３０が弾性変形を開始する。薄板ばね３３０の４つのばね部３３６の端部が、板ばねカバー３６０の突起３６８を支点に撓み、針組基板３１０が板ばねカバー３６０に接近するように移動する。薄板ばね３３０の撓みは、プローブ先端とバンプ電極間に一定の接圧を与える。
【００４５】
ここで注意すべきことは、薄板ばねの弾性変形量は、板ばねスペーサ３４０の上面とキャップ３７０の脚部３７２との間隔によって規制されている。つまり、薄板ばね３３０の弾性変形により板ばねスペーサ３４０が垂直方向に変位し、板ばねスペーサ３４０が脚部３７２に当接するまで薄板ばね３３０は弾性変形をすることができる。板ばねスペーサ３４０と脚部３７２の間隔は、約３００μｍである。
【００４６】
次に、薄板ばねの変位について説明する。本実施例に使用される薄板ばねは、４枚のばね部３３６を持つ単純な片持ちばね構造となり、荷重が与えられたときの変位δは、図１４の数式によって計算できる。
【００４７】
また、図１４に示すように、板厚ｔ、板幅ｂ、支点から荷重点までの距離ｌ、縦弾性係数Ｅ、断面２次モーメントＩのパラメータを与えたとき、総プローブ数に対するオーバードライブと１プローブ当りの針圧は、図１５に示す関係となる。縦軸は、オーバードライブの大きさ[μｍ]、横軸は、針圧[g/Pin]である。Ｍ１は５０ピン、Ｍ２は６０ピン、Ｍ３は７０ピン、Ｍ４は８０ピン、Ｍ５は９０ピン、Ｍ６は１００ピンである。好ましくは、硬度の大きい鉛フリーのバンプ電極への針圧は、６〜１０[g/Pin]である。
【００４８】
このように本実施例に係るプローブ組立体を装着したプローブカードによれば、プローブそのものにばね機能を持たせるのではなく、プローブを保持したプローブホルダーを弾性的に支持するようにしたので、プローブの構造が簡易となり、その製造コストを低減するとともに、耐摩耗性に優れた材質によりプローブを構成することができる。さらに、プローブ自身の弾性変形がないため、各プローブの滑り量や針圧を均一化させることができ、硬度の高い鉛フリーバンプ電極のような接触対象であっても、バンプ電極の変形を一定以下に抑制しつつバンプ電極への確実な接触を行うことができる。さらに、プローブにより滑り量を一定以下に抑えることで、プローブのクリーニング頻度も軽減され、従来のプローブと比較してプローブ寿命も長くなる。例えば、図１５に示すような使用範囲であれば、５００万コンタクトが可能となる。これにより、プローブ試験等に要するコストを大幅に削減することができる。
【００４９】
本発明の好ましい実施の形態について詳述したが、本発明に係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。例えば、上記実施例では、薄板ばねに４つのばね部を持たせる形状としたが、勿論、これ以外の形状であってもよい。さらに、針組基板、板ばね受け部、板ばねカバーの形状は例示であって、これ以外の形状も設計に応じて適宜変更することができる。さらに、接触対象として、バンプ電極を例示したが、バンプ以外の電極パッド、コンタクトバッド等であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明は、半導体ウエハに形成された集積回路等を試験するプローブカード等において利用される。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の好ましい実施形態に係るプローブ組立体の構成を示す概略断面図である。
【図２】図１のプローブ組立体のプローブがオーバードライブされた状態を説明する図である。
【図３】本発明に係るプローブ組立体を取り付けたプローブカードを示す平面図である。
【図４】図４は、プローブ組立体の平面図である。
【図５】図５は、図４のプローブ組立体の板ばね機構部のＡ−Ａ線断面図である。
【図６】図６は、図４のプローブ組立体の板ばね機構部のＢ−Ｂ線断面図である。
【図７】図７（ａ）ないし（ｆ）は、板ばね機構部の組立工程を示す平面図とその断面図である。
【図８】板ばね受けの平面図である。
【図９】薄板ばねの平面図である。
【図１０】プローブホルダーの構成を示す図である。
【図１１】プローブホルダーの組立工程を説明する図である。
【図１２】プローブの外観形状を示す図である。
【図１３】プローブ組立体の動作を説明する断面図であり、同図(ａ)は位置決めされた状態を示し、同図（ｂ）はオーバードライブされた状態を示す。
【図１４】プローブ組立体のプローブの変位を説明する図である。
【図１５】プローブへのオーバードライブと針圧の関係を示すグラフである。
【図１６】従来のカンチレバー型プローブカードの概略構成を示す断面図である。
【図１７】従来のカンチレバー型プローブカードの段組およびオーバードライブを説明する図である。
【図１８】従来のカンチレバー型プローブカードの変位を説明する図である。
【図１９】従来のコプラ型バーティカルプローブカードを説明する図である。
【符号の説明】
【００５２】
１００：プローブ組立体                １１０：バンプ電極
２００：プローブホルダー              ２１０：ホルダー本体
２２０：配線基板                      ２２２：半田付け用パッド
２２４：被覆樹脂                      ２３０：貫通孔
２４０：ネジ穴                        ２５０：貫通孔
２６０：ネジ穴                        ２７０：ネジ
２９０：小径部                        ２９２：大径部
３００：板ばね機構部                  ３１０：針組基板
３１２：突出部                        ３１４：貫通孔
３１６：リブ                          ３１８：肉厚部
３２０：板ばね受け                    ３２２：開口
３２４：開口                          ３２６：ネジ穴
３３０：薄板ばね                      ３３２：基部
３３４：開口                          ３３６：ばね部
３３８：脱落防止ひれ部                ３４０：板ばねスペーサ
３４２：開口                          ３４４：ナット
３５０：皿ネジ                        ３６０：板ばねカバー
３６２：開口                          ３６４：開口
３６６：皿ネジ用開口                  ３６８：突起
３７０：キャップ                      ３７２：脚部
３７４：皿ネジ用開口                  ３７６：皿ネジ
４００：プローブカード                ４１０：プローブカード基板
４１２：開口                          ４２０：皿ネジ
４３０：ナット                        ５００：位置決め治具
５１０：ピン                          Ｑ：プローブ
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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