(57)【要約】【課題】  プローブが被試験素子に接触するときに生じる応力を軽減する。【解決手段】  下部コンタクト２０と上部コンタクト１１とを備えた半導体素子の垂直型プローブ１０Ａであって、下部コンタクト２０は、波頂点同士が対向する方式で重ねられている複数の第１の波状スプリング２１を備えており、被試験素子７０に接触するように配置されており、第１の波状スプリング２１は縦方向の移動を提供するように配置されることで、プローブ１０Ａが被試験素子７０に接触するときに生じる応力を軽減するものであり、上部コンタクト１１は、実質的に直線となるように下部コンタクト２０の上に重ねられており、幅が下部コンタクト２０の幅よりも広い。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体素子の垂直型プローブであって、
波頂点同士が対向する方式で重ねられている複数の第１の波状スプリングを備えた下部コンタクトであり、被試験素子に接触するように配置されており、前記第１の波状スプリングは縦方向の移動を提供するように配置されることで、前記プローブが前記被試験素子に接触するときに生じる応力を軽減する下部コンタクトと、
実質的に直線となるように前記下部コンタクトの上に重ねられており、幅が前記下部コンタクトの幅よりも広い上部コンタクトと、
を備えたことを特徴とする垂直型プローブ。
【請求項２】
前記下部コンタクトは、下開口、錐状部材又は柱状部材を備え、前記被試験素子に接触するように配置されていることを特徴とする請求項１に記載の半導体素子の垂直型プローブ。
【請求項３】
前記上部コンタクトは、波頂点同士が対向する方式で重ねられており、幅が前記第１の波状スプリングの幅よりも広い複数の第２のスプリングを備えたことを特徴とする請求項１に記載の半導体素子の垂直型プローブ。
【請求項４】
前記上部コンタクトは、少なくとも一つの頂点部と少なくとも一つの谷部とを有するバネリングを複数備えた第２の波状スプリングを備えており、隣接するバネリングは波頂点同士が対向する方式で接触していることを特徴とする請求項１に記載の半導体素子の垂直型プローブ。
【請求項５】
前記上部コンタクトと前記下部コンタクトとの間に介在されているワッシャを更に備えたことを特徴とする請求項１に記載の半導体素子の垂直型プローブ。
【請求項６】
前記上部コンタクトは、前記下部コンタクトの上に設けられているコンタクト部と、前記下部コンタクトの内部に設けられているガイド部とを備えたことを特徴とする請求項１に記載の半導体素子の垂直型プローブ。
【請求項７】
前記第１の波状スプリングは実質的に横方向の移動がない方式で、前記プローブが前記被試験素子に接触するときに生じる応力を軽減するように配置されていることを特徴とする請求項１に記載の半導体素子の垂直型プローブ。
【請求項８】
半導体素子の垂直型プローブであって、
少なくとも一つの頂点部と少なくとも一つの谷部とを有するバネリングを複数備えた第１の波状スプリングを備えた下部コンタクトであり、隣接するバネリングは波頂点同士が対向する方式で接触しており、前記下部コンタクトは被試験素子に接触するように設けられており、前記第１の波状スプリングは縦方向の移動を提供するように配置されることで、前記プローブが前記被試験素子に接触するときに生じる応力を軽減する、下部コンタクトと、
実質的に直線となるように前記下部コンタクトの上に重ねられており、幅が前記下部コンタクトの幅よりも広い上部コンタクトと、
を備えたことを特徴とする垂直型プローブ。
【請求項９】
前記下部コンタクトは、下開口、錐状部材又は柱状部材を備え、前記被試験素子に接触するように配置されていることを特徴とする請求項８に記載の半導体素子の垂直型プローブ。
【請求項１０】
前記上部コンタクトは、少なくとも一つの頂点部と少なくとも一つの谷部とを有するバネリングを複数備えた第２の波状スプリングを備えており、隣接するバネリングは波頂点同士が対向する方式で接触していることを特徴とする請求項８に記載の半導体素子の垂直型プローブ。
【請求項１１】
前記上部コンタクトは、波頂点同士が対向する方式で重ねられている複数の第２の波状スプリングを備えたことを特徴とする請求項８に記載の半導体素子の垂直型プローブ。
【請求項１２】
前記上部コンタクトと前記下部コンタクトとの間に介在されているワッシャを更に備えたことを特徴とする請求項８に記載の半導体素子の垂直型プローブ。
【請求項１３】
前記上部コンタクトは、前記下部コンタクトの上に設けられているコンタクト部と、前記下部コンタクトの内部に設けられているガイド部とを備えたことを特徴とする請求項８に記載の半導体素子の垂直型プローブ。
【請求項１４】
前記第１の波状スプリングは実質的に横方向の移動がない方式で、前記プローブが前記被試験素子に接触するときに生じる応力を軽減するように配置されていることを特徴とする請求項８に記載の半導体素子の垂直型プローブ。
【請求項１５】
半導体素子のプローブカードであって、
複数のホールを有するガイドプレートと、
前記ガイドプレート上に設けられ、前記ガイドプレートに対向する複数のコンタクト部を有する回路基板と、
前記ホール内に設けられた複数本の垂直型プローブと、
を備えており、
前記垂直型プローブは下部コンタクトを備えており、前記下部コンタクトは、被試験素子に接触するように配置されている少なくとも一つの波状スプリングを備えており、前記波状スプリングは縦方向の移動を提供するように配置されることで、前記プローブが前記被試験素子に接触するときに生じる応力を軽減することを特徴とする半導体素子のプローブカード。
【請求項１６】
前記垂直型プローブは、
波頂点同士が対向する方式で重ねられている複数の第１の波状スプリングを備えており、被試験素子に接触するように配置されている下部コンタクトと、
実質的に直線となるように前記下部コンタクトの上に重ねられており、幅が前記下部コンタクトの幅よりも広い上部コンタクトと、
を備えたことを特徴とする請求項１５に記載の半導体素子のプローブカード。
【請求項１７】
前記下部コンタクトは、下開口、錐状部材又は柱状部材を備え、前記被試験素子に接触するように配置されていることを特徴とする請求項１６に記載の半導体素子のプローブカード。
【請求項１８】
前記上部コンタクトは、波頂点同士が対向する方式で重ねられており、幅が前記第１の波状スプリングの幅よりも広い複数の第２のスプリングを備えたことを特徴とする請求項１６に記載の半導体素子のプローブカード。
【請求項１９】
前記上部コンタクトは、少なくとも一つの頂点部と少なくとも一つの谷部とを有するバネリングを複数備えた第２の波状スプリングを備えており、隣接するバネリングは波頂点同士が対向する方式で接触していることを特徴とする請求項１６に記載の半導体素子のプローブカード。
【請求項２０】
前記上部コンタクトと前記下部コンタクトとの間に介在されているワッシャを更に備えたことを特徴とする請求項１６に記載の半導体素子のプローブカード。
【請求項２１】
前記上部コンタクトは、前記下部コンタクトの上に設けられているコンタクト部と、前記下部コンタクトの内部に設けられているガイド部とを備えたことを特徴とする請求項１６に記載の半導体素子のプローブカード。
【請求項２２】
前記垂直型プローブは、
少なくとも一つの頂点部と少なくとも一つの谷部とを有するバネリングを複数備えた第１の波状スプリングを備えた下部コンタクトであり、隣接するバネリングは波頂点同士が対向する方式で接触しており、前記下部コンタクトは被試験素子に接触するように設けられている下部コンタクトと、
実質的に直線となるように前記下部コンタクトの上に重ねられており、幅が前記下部コンタクトの幅よりも広い上部コンタクトと、
を備えたことを特徴とする請求項１５に記載の半導体素子のプローブカード。
【請求項２３】
前記下部コンタクトは、下開口、錐状部材又は柱状部材を備え、前記被試験素子に接触するように配置されていることを特徴とする請求項２２に記載の半導体素子のプローブカード。
【請求項２４】
前記上部コンタクトは、少なくとも一つの頂点部と少なくとも一つの谷部とを有するバネリングを複数備えた第２の波状スプリングを備えており、隣接するバネリングは波頂点同士が対向する方式で接触していることを特徴とする請求項２２に記載の半導体素子のプローブカード。
【請求項２５】
前記上部コンタクトは、波頂点同士が対向する方式で重ねられている複数の第２の波状スプリングを備えたことを特徴とする請求項２２に記載の半導体素子のプローブカード。
【請求項２６】
前記上部コンタクトと前記下部コンタクトとの間に介在されているワッシャを更に備えたことを特徴とする請求項２２に記載の半導体素子のプローブカード。
【請求項２７】
前記上部コンタクトは、前記下部コンタクトの上に設けられているコンタクト部と、前記下部コンタクトの内部に設けられているガイド部とを備えたことを特徴とする請求項２２に記載の半導体素子のプローブカード。
【請求項２８】
前記波状スプリングは実質的に横方向の移動がない方式で、前記プローブが前記被試験素子に接触するときに生じる応力を軽減するように配置されていることを特徴とする請求項１５に記載の半導体素子のプローブカード。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は半導体素子のプローブカードに関し、特にプローブが少なくとも一つの波状スプリングを備えることで、プローブが被試験素子に接触するときに生じる応力を軽減する半導体素子のプローブカードに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、ウェハ上の集積回路素子はまずその電気的特性を試験することで、集積回路素子の良否を判定しなければならない。良品である集積回路は選び出されて後続の封止工程を実施するが、不良品は余分な封止コストの増加をなくすために廃棄される。封止が完了した集積回路素子には再度電気的特性試験を行って封止の不良品を取出し、最終的な製品歩留まりを高めなければならない。
【０００３】
従来のプローブカードでは、カンチレバー型プローブ及び垂直型プローブの二種類を採用している。カンチレバー型プローブでは、プローブの針部が被試験集積回路素子に加える応力が過度に大きくなるのを防止するために、横方向のカンチレバーによりプローブの針部が被試験集積回路素子に接触するときに適正な縦方向移動を提供している。しかしながら、カンチレバー型プローブでは前記横方向のカンチレバーを収容する空間が必要となり、そしてこの空間によって、高密度の信号接点の被試験集積回路素子に対応した細かなピッチでカンチレバー型プローブを配列するのが制限されるため、カンチレバー型プローブは、高密度の信号接点を備えた被試験集積回路素子に応用することはできない。
【０００４】
垂直型プローブは、高密度の信号接点の被試験集積回路素子に対応する細かなピッチで配列かつプローブ自身の弾性変形により、プローブの針先が被試験集積回路素子に接触するのに必要な縦方向移動を提供しているが、プローブ自身の変形量が過度に大きくなってしまうと、隣接するプローブが互いに接触してショートを起こしたり又は互いにぶつかったりしてしまう。
【０００５】
特許文献１には、集積回路素子の電気的特性を検査するための垂直型プローブユニットが開示されている。特許文献１に開示されている垂直型プローブユニットは、湾曲プローブ（ｂｕｃｋｌｉｎｇ  ｂｅａｍ）と、前記湾曲プローブを保持するための上部ガイド板及び下部ガイド板とを備えている。前記湾曲プローブは、被試験集積回路素子のパッドに接触して試験信号の伝送経路を確立するとともに、自身の湾曲（ｂｅｎｄ）により、被試験集積回路素子のパッドに接触した際に生じる応力を吸収するためのものである。前記湾曲プローブを保持するために、前記上部ガイド板及び下部ガイド板中における前記湾曲プローブを収容するためのガイド孔は互いにずれており、鏡像対応していない。また、前記湾曲プローブは繰り返される湾曲動作により金属疲労しやすく、寿命も短くなってしまう。
【０００６】
特許文献２には、集積回路素子の電気的特性を検査するための垂直型プローブユニットが開示されている。特許文献２に開示されている垂直型プローブユニットは湾曲プローブ（ｂｅｎｄ  ｂｅａｍ）と、前記湾曲プローブを保持するための上部ガイド板及び下部ガイド板とを備えている。前記湾曲プローブは、被試験集積回路素子のパッドに接触した際に生じる応力を吸収するためのＳ字状の屈曲部を備えている。また、前記湾曲プローブを保持するための前記上部ガイド板及び下部ガイド板中における前記湾曲プローブを収容するためのガイド孔は鏡像対応して配設されており、互いにずらす必要はない。
【０００７】
特許文献３には、金属ワイヤを用いて鍛造の方式で、その湾曲可能な弾性部位を製作したプローブが開示されている。しかし、前記湾曲する弾性部位は尚も収容空間が必要となることから、高密度の信号接点の被試験集積回路素子に対応した細かなピッチでプローブを配列するのが制限されるため、高密度の信号接点を備えた被試験集積回路素子に応用することはできない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】米国特許第５，９７７，７８７号
【特許文献２】米国特許第５，９５２，８４３号
【特許文献３】米国特許第４，０２７，９３５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従来の垂直型プローブ（例えばＰＯＧＯプローブ）は王冠状のプローブの針先を使用しており、被試験素子に接触したときにハンダボールを損傷させる。例えば、四本爪の王冠状のプローブの針先が被試験素子に接触したとき、垂直型プローブで生じる応力はハンダボール上で四本爪の王冠状の加圧跡が残ってしまう。
【００１０】
また、従来のカンチレバー型プローブにおいて横方向のカンチレバーを収容する横方向の空間がなければ、高密度の信号接点を備えた被試験半導体素子に応用することはできなかった。
【００１１】
また、従来の垂直型プローブではプローブ自身の弾性変形により、プローブの針先が被試験集積回路素子に接触するのに必要な縦方向移動を提供しているが、プローブ自身の変形量が過度に大きくなってしまうか、または位置合わせが正確でないと、隣接するプローブがこれにより互いに接触してショートを起こしたり又はたがいにぶつかったりしてしまう。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、プローブが少なくとも一つの波状スプリングを備えることで、プローブが被試験素子に接触するときに生じる応力を軽減する半導体素子のプローブカードを提供するものである。
【００１３】
本発明の一実施例において、半導体素子の垂直型プローブは下部コンタクトと、上部コンタクトとを備えており、前記下部コンタクトは波頂点同士が対向する方式で重ねられている複数の第１の波状スプリングを備えており、前記下部コンタクトは被試験素子に接触するように配置されており、前記第１の波状スプリングは縦方向の移動を提供するように配置されることで、前記プローブが前記被試験素子に接触するときに生じる応力を軽減する。前記上部コンタクトは実質的に直線となるように前記下部コンタクトの上に重ねられており、このうち前記上部コンタクトの幅は前記下部コンタクトの幅よりも広い。
【００１４】
本発明の一実施例において、半導体素子の垂直型プローブは下部コンタクトと、上部コンタクトとを備えており、前記下部コンタクトは第１の波状スプリングを備えており、前記第１の波状スプリングは複数のバネリングを備えており、前記バネリングは少なくとも一つの頂点部と、少なくとも一つの谷部とを有し、隣接するバネリングは波頂点同士が対向する方式で接触しており、前記下部コンタクトは被試験素子に接触するように配置されており、前記第１の波状スプリングは縦方向の移動を提供するように配置されることで、前記プローブが前記被試験素子に接触するときに生じる応力を軽減する。前記上部コンタクトは、実質的に直線となるように前記下部コンタクトの上に重ねられており、このうち前記上部コンタクトの幅は前記下部コンタクトの幅よりも広い。
【００１５】
本発明の一実施例において、半導体素子のプローブカードは、複数のホールを有するガイドプレートと、前記ガイドプレート上に設けられ、前記ガイドプレートに対向する複数のコンタクト部を有する回路基板と、前記ホール内に設けられた複数本の垂直型プローブと、を備えており、前記垂直型プローブは下部コンタクトを備えており、前記下部コンタクトは、被試験素子に接触するように配置されている少なくとも一つの波状スプリングを備えており、前記波状スプリングは縦方向の移動を提供するように配置されることで、前記プローブが前記被試験素子に接触するときに生じる応力を軽減する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
下記説明及び図面を参照することで、本発明の技術的特徴及び長所が完全に理解できる。
【図１】本発明の第１の実施例の垂直型プローブを例示する図である。
【図２】本発明の第２の実施例の垂直型プローブを例示する図である。
【図３】本発明の第３の実施例の垂直型プローブを例示する図である。
【図４】本発明の第４の実施例の垂直型プローブを例示する図である。
【図５】本発明の第５の実施例の垂直型プローブを例示する図である。
【図６】本発明の第６の実施例の垂直型プローブを例示する図である。
【図７】本発明の第７の実施例の垂直型プローブを例示する図である。
【図８】本発明の第８の実施例の垂直型プローブを例示する図である。
【図９】本発明の第９の実施例の垂直型プローブを例示する図である。
【図１０】本発明の第１０の実施例の垂直型プローブを例示する図である。
【図１１】本発明の第１１の実施例の垂直型プローブを例示する図である。
【図１２】本発明の第１の実施例の半導体素子のプローブカードを例示する図である。
【図１３】本発明の第２の実施例の半導体素子のプローブカードを例示する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
上記では本発明の技術的特徴及び長所を広く概略的に説明したが、下記における本発明の詳細な説明により更に明確な理解が得られるであろう。本発明の特許請求の標的を構成するその他の技術的特徴及び長所は下記に記載する。本発明が属する技術的分野における当業者であれば、下記に開示する概念及び特定の実施例を用いて、その他構造又は製造工程を改変又は設計して、本発明と同じ目的を容易に達成することができることが理解できるはずである。本発明が属する技術分野における当業者であればまた、このような同等効果の構造は別紙の特許請求の範囲で規定する本発明の技術的思想及び範囲から乖離しないということも理解できるはずである。
【００１８】
図１には本発明の第１の実施例の垂直型プローブ１０Ａを例示している。本発明の実施例において、前記垂直型プローブ１０Ａは下部コンタクト２０と、上部コンタクト１１とを備えており、前記上部コンタクト１１は実質的に直線となるように前記下部コンタクト２０の上に重ねられている。本発明の実施例において、前記下部コンタクト２０は、被試験素子７０に接触する球状物７１が配置されるように下開口２７を有しており、前記上部コンタクト１１の幅は前記下部コンタクト２０の幅よりも広い。
【００１９】
本発明の実施例において、前記下部コンタクト２０は、波頂点同士が対向する方式で重ねられている複数の波状スプリング２１を備えている。本発明の一実施例において、各波状スプリング２１は単一の導電性部材から構成されており、複数の頂点部２３と複数の谷部２５とを有しており、前記頂点部２３は前記谷部２５に隣接している。本発明の一実施例において、前記波状スプリング２１は圧縮されていない状態では波高２０Ａ、すなわち前記頂点部２３と前記谷部２５との距離を有し、前記波高２０Ａは縦方向の移動を提供するように配置されることで、前記プローブ１０Ａが前記被試験素子７０に接触するとき（圧縮状態にあるとき）に生じる応力を軽減する。
【００２０】
図２には本発明の第２の実施例の垂直型プローブ１０Ｂを例示している。本発明の一実施例において、前記垂直型プローブ１０Ｂは下部コンタクト３０と、上部コンタクト１１とを備えており、前記上部コンタクト１１は実質的に直線となるように前記下部コンタクト３０の上に重ねられている。本発明の一実施例において、前記下部コンタクト３０は、被試験素子７０に接触する球状物７１が配置されるように下開口３７を有しており、前記上部コンタクト１１の幅は前記下部コンタクト３０の幅よりも広い。
【００２１】
本発明の一実施例において、前記下部コンタクト３０は、単一の導電性部材から構成されるとともにバネリング３９を複数備える波状スプリングを備えており、隣接するバネリング３９は波頂点同士が対向する方式で接触している。本発明の一実施例において、前記バネリング３９は連続した波形を含み、複数の頂点部３３と複数の谷部３５とを有しており、前記頂点部３３は前記谷部３５に隣接している。本発明の一実施例において、前記波状スプリング３０は圧縮されていない状態では波高３０Ａ、すなわち、前記頂点部３３と前記谷部３５との距離を有し、前記波高３０Ａは縦方向の移動を提供するように配置されることで、前記プローブ１０Ｂが前記被試験素子７０に接触するとき（圧縮状態にあるとき）に生じる応力を軽減する。
【００２２】
図３には本発明の第３の実施例の垂直型プローブ１０Ｃを例示している。本発明の一実施例において、前記垂直型プローブ１０Ｃは下部コンタクト２０と、上部コンタクト１３とを備えており、前記上部コンタクト１３は実質的に直線となるように前記下部コンタクト２０の上に重ねられている。本発明の一実施例において、前記下部コンタクト２０は、被試験素子７０に接触する球状物７１が配置されるように下開口２７を有しており、前記上部コンタクト１３の幅は前記下部コンタクト２０の幅よりも広い。本発明の一実施例において、前記下部コンタクト２０は波頂点同士が対向する方式で重ねられている波状スプリング２１を複数備えている。
【００２３】
本発明の一実施例において、各波状スプリング２１は単一の導電性部材から構成されており、複数の頂点部２３と複数の谷部２５とを有しており、前記頂点部２３は前記谷部２５に隣接している。本発明の一実施例において、前記波状スプリング２１は圧縮されていない状態では波高２０Ａ、すなわち前記頂点部２３と前記谷部２５との距離を有し、前記波高２０Ａは縦方向の移動を提供するように配置されることで、前記プローブ１０Ｃが前記被試験素子７０に接触するとき（圧縮状態にあるとき）に生じる応力を軽減する。本発明の一実施例において、前記上部コンタクト１３はコンタクト部１７とガイド部１５とを備えており、前記コンタクト部１７は前記下部コンタクト２０の上に設けられており、前記ガイド部１５は前記下部コンタクト２０の内部の柱体に設けられるとともに前記波状スプリング２１の動作を案内するように配置されている。
【００２４】
図４には本発明の第４の実施例の垂直型プローブ１０Ｄを例示している。本発明の一実施例において、前記垂直型プローブ１０Ｄは下部コンタクト３０と、上部コンタクト１３とを備えており、前記上部コンタクト１３は実質的に直線となるように前記下部コンタクト３０の上に重ねられている。本発明の一実施例において、前記下部コンタクト３０は、被試験素子７０に接触する球状物７１が配置されるように下開口３７を有しており、前記上部コンタクト１３の幅は前記下部コンタクト３０の幅よりも広い。
【００２５】
本発明の一実施例において、前記下部コンタクト３０は、単一の導電性部材から構成されるとともにバネリング３９を複数備える波状スプリングを備えており、隣接するバネリング３９は波頂点同士が対向する方式で接触している。本発明の一実施例において、前記バネリング３９は連続した波形を含み、複数の頂点部３３と複数の谷部３５とを有しており、前記頂点部３３は前記谷部３５に隣接している。本発明の一実施例において、前記波状スプリング３０は圧縮されていない状態では波高３０Ａ、すなわち、前記頂点部３３と前記谷部３５との距離を有し、前記波高３０Ａは縦方向の移動を提供するように配置されることで、前記プローブ１０Ｄが前記被試験素子７０に接触するとき（圧縮状態にあるとき）に生じる応力を軽減する。本発明の一実施例において、前記上部コンタクト１３はコンタクト部１７とガイド部１５とを備えており、前記コンタクト部１７は前記下部コンタクト３０の上に設けられており、前記ガイド部１５は前記下部コンタクト３０の内部の柱体に設けられるとともに前記下部コンタクト３０の波状スプリングの動作を案内するように配置されている。
【００２６】
図５には本発明の第５の実施例の垂直型プローブ１０Ｅを例示している。本発明の一実施例において、前記垂直型プローブ１０Ｅは下部コンタクト２０と、上部コンタクト４０と、ワッシャ５０とを備えており、前記上部コンタクト４０は実質的に直線となるように前記下部コンタクト２０の上に重ねられており、前記ワッシャ５０は前記上部コンタクト４０と前記下部コンタクト２０との間に介在されている。本発明の一実施例において、前記下部コンタクト２０は、被試験素子７０に接触する球状物７１が配置されるように下開口２７を有しており、前記上部コンタクト４０の幅は前記下部コンタクト２０の幅よりも広い。
【００２７】
本発明の一実施例において、前記上部コンタクト４０は、波頂点同士が対向する方式で重ねられている複数の波状スプリング４１を備えている。本発明の一実施例において、各波状スプリング４１は単一の導電性部材から構成されており、複数の頂点部４３と複数の谷部４５とを有しており、前記頂点部４３は前記谷部４５に隣接している。本発明の一実施例において、前記波状スプリング４１は圧縮されていない状態では波高４０Ａ、すなわち前記頂点部４３と前記谷部４５との距離を有し、前記波高４０Ａは縦方向の移動を提供するように配置されることで、前記プローブ１０Ｅが前記被試験素子７０に接触するとき（圧縮状態にあるとき）に生じる応力を軽減する。
【００２８】
本発明の一実施例において、前記下部コンタクト２０は、波頂点同士が対向する方式で重ねられている複数の波状スプリング２１を備えている。本発明の一実施例において、各波状スプリング２１は単一の導電性部材から構成されており、複数の頂点部２３と複数の谷部２５とを有しており、前記頂点部２３は前記谷部２５に隣接している。本発明の一実施例において、前記波状スプリング２１は圧縮されていない状態では波高２０Ａ、すなわち前記頂点部２３と前記谷部２５との距離を有し、前記波高２０Ａは縦方向の移動を提供するように配置されることで、前記プローブ１０Ｅが前記被試験素子７０に接触するとき（圧縮状態にあるとき）に生じる応力を軽減する。
【００２９】
図６には本発明の第６の実施例の垂直型プローブ１０Ｆを例示している。本発明の一実施例において、前記垂直型プローブ１０Ｆは下部コンタクト３０と、上部コンタクト４０と、ワッシャ５０とを備えており、前記上部コンタクト４０は実質的に直線となるように前記下部コンタクト３０の上に重ねられており、前記ワッシャ５０は前記上部コンタクト４０と前記下部コンタクト３０との間に介在されている。本発明の一実施例において、前記下部コンタクト３０は、被試験素子７０に接触する球状物７１が配置されるように下開口３７を有しており、前記上部コンタクト４０の幅は前記下部コンタクト３０の幅よりも広い。
【００３０】
本発明の一実施例において、前記上部コンタクト４０は、波頂点同士が対向する方式で重ねられている複数の波状スプリング４１を備えている。本発明の一実施例において、各波状スプリング４１は単一の導電性部材から構成されており、複数の頂点部４３と複数の谷部４５とを有しており、前記頂点部４３は前記谷部４５に隣接している。本発明の一実施例において、前記波状スプリング４１は圧縮されていない状態では波高４０Ａ、すなわち前記頂点部４３と前記谷部４５との距離を有し、前記波高４０Ａは縦方向の移動を提供するように配置されることで、前記プローブ１０Ｆが前記被試験素子７０に接触するとき（圧縮状態にあるとき）に生じる応力を軽減する。
【００３１】
本発明の一実施例において、前記下部コンタクト３０は、単一の導電性部材から構成されるとともにバネリング３９を複数備える波状スプリングを備えており、隣接するバネリング３９は波頂点同士が対向する方式で接触している。本発明の一実施例において、前記バネリング３９は連続した波形を含み、複数の頂点部３３と複数の谷部３５とを有しており、前記頂点部３３は前記谷部３５に隣接している。本発明の一実施例において、前記波状スプリング３０は圧縮されていない状態では波高３０Ａ、すなわち、前記頂点部３３と前記谷部３５の距離を有し、前記波高３０Ａは縦方向の移動を提供するように配置されることで、前記プローブ１０Ｆが前記被試験素子７０に接触するとき（圧縮状態にあるとき）に生じる応力を軽減する。
【００３２】
図７には本発明の第７の実施例の垂直型プローブ１０Ｇを例示している。本発明の一実施例において、前記垂直型プローブ１０Ｇは下部コンタクト２０と、上部コンタクト６０と、ワッシャ５０とを備えており、前記上部コンタクト６０は実質的に直線となるように前記下部コンタクト２０の上に重ねられており、前記ワッシャ５０は前記上部コンタクト６０と前記下部コンタクト２０との間に介在されている。本発明の一実施例において、前記下部コンタクト２０は、被試験素子７０に接触する球状物７１が配置されるように下開口２７を有しており、前記上部コンタクト６０の幅は前記下部コンタクト２０の幅よりも広い。
【００３３】
本発明の一実施例において、前記上部コンタクト６０は、単一の導電性部材から構成されるとともにバネリング６９を複数備える波状スプリングを備えており、隣接するバネリング６９は波頂点同士が対向する方式で接触している。本発明の一実施例において、前記バネリング６９は連続した波形を含み、複数の頂点部６３と複数の谷部６５とからなり、前記頂点部３３は前記谷部３５に隣接している。本発明の一実施例において、前記波状スプリング６０は圧縮されていない状態では波高６０Ａ、すなわち、前記頂点部６３と前記谷部６５との距離を有し、前記波高６０Ａは縦方向の移動を提供するように配置されることで、前記プローブ１０Ｇが前記被試験素子７０に接触するとき（圧縮状態にあるとき）に生じる応力を軽減する。
【００３４】
本発明の一実施例において、前記下部コンタクト２０は、波頂点同士が対向する方式で重ねられている複数の波状スプリング２１を備えている。本発明の一実施例において、各波状スプリング２１は単一の導電性部材から構成されており、複数の頂点部２３と複数の谷部２５とを有しており、前記頂点部２３は前記谷部２５に隣接している。本発明の一実施例において、前記波状スプリング２１は圧縮されていない状態では波高２０Ａ、すなわち前記頂点部２３と前記谷部２５との距離を有し、前記波高２０Ａは縦方向の移動を提供するように配置されることで、前記プローブ１０Ｇが前記被試験素子７０に接触するとき（圧縮状態にあるとき）に生じる応力を軽減する。
【００３５】
図８には本発明の第８の実施例の垂直型プローブ１０Ｈが例示されている。本発明の一実施例において、前記垂直型プローブ１０Ｈは下部コンタクト３０と、上部コンタクト６０と、ワッシャ５０とを備えており、前記上部コンタクト６０は実質的に直線となるように前記下部コンタクト３０の上に重ねられており、前記ワッシャ５０は前記上部コンタクト６０と前記下部コンタクト３０との間に介在されている。本発明の一実施例において、前記下部コンタクト３０は、被試験素子７０に接触する球状物７１が配置されるように下開口３７を有しており、前記上部コンタクト６０の幅は前記下部コンタクト３０の幅よりも広い。
【００３６】
本発明の一実施例において、前記上部コンタクト６０は、単一の導電性部材から構成されるとともにバネリング６９を複数備える波状スプリングを備えており、隣接するバネリング６９は波頂点同士が対向する方式で接触している。本発明の一実施例において、前記バネリング６９は連続した波形を含み、複数の頂点部６３と複数の谷部６５とからなり、前記頂点部３３は前記谷部３５に隣接している。本発明の一実施例において、前記波状スプリング６０は圧縮されていない状態では波高６０Ａ、すなわち、前記頂点部６３と前記谷部６５との距離を有し、前記波高６０Ａは縦方向の移動を提供するように配置されることで、前記プローブ１０Ｈが前記被試験素子７０に接触するとき（圧縮状態にあるとき）に生じる応力を軽減する。
【００３７】
本発明の一実施例において、前記下部コンタクト３０は、単一の導電性部材から構成されるとともにバネリング３９を複数備える波状スプリングを備えており、隣接するバネリング３９は波頂点同士が対向する方式で接触している。本発明の一実施例において、前記バネリング３９は連続した波形を含み、複数の頂点部３３と複数の谷部３５とからなり、前記頂点部３３は前記谷部３５に隣接している。本発明の一実施例において、前記波状スプリング３０は圧縮されていない状態では波高３０Ａ、すなわち、前記頂点部３３と前記谷部３５との距離を有し、前記波高３０Ａは縦方向の移動を提供するように配置されることで、前記プローブ１０Ｈが前記被試験素子７０に接触するとき（圧縮状態にあるとき）に生じる応力を軽減する。
【００３８】
図９には本発明の第９の実施例の垂直型プローブ１０Ｉが例示されている。本発明の一実施例において、前記垂直型プローブ１０Ｉは下部コンタクト２０と、上部コンタクト１１とを備えており、前記上部コンタクト１１は実質的に直線となるように前記下部コンタクト２０の上に重ねられている。本発明の実施例において、前記上部コンタクト１１の幅は前記下部コンタクト２０の幅よりも広い。本発明の一実施例において、前記下部コンタクト２０は波頂点同士が対向する方式で重ねられている複数の波状スプリング２１と、錐状部材１４０とを備えている。
【００３９】
本発明の一実施例において、各波状スプリング２１は単一の導電性部材から構成されており、複数の頂点部２３と複数の谷部２５とを有しており、前記頂点部２３は前記谷部２５に隣接している。本発明の一実施例において、前記波状スプリング２１は圧縮されていない状態では波高２０Ａ、すなわち前記頂点部２３と前記谷部２５との距離を有し、前記波高２０Ａは縦方向の移動を提供するように配置されることで、前記プローブ１０Ｉが前記被試験素子７０に接触するとき（圧縮状態にあるとき）に生じる応力を軽減する。本発明の一実施例において、前記錐状部材１４０は先端部１４１を有する円錐状部材であり、被試験素子８０のコンタクトパッド８１に接触するように配置されており、このうち前記先端部１４１は尖端状又は平坦状に設計することができる。
【００４０】
図１０には本発明の第１０の実施例の垂直型プローブ１０Ｊが例示されている。本発明の一実施例において、前記垂直型プローブ１０Ｊは下部コンタクト２０と、上部コンタクト１１とを備えており、前記上部コンタクト１１は実質的に直線となるように前記下部コンタクト２０の上に重ねられている。本発明の実施例において、前記上部コンタクト１１の幅は前記下部コンタクト２０の幅よりも広い。本発明の一実施例において、前記下部コンタクト２０は波頂点同士が対向する方式で重ねられている複数の波状スプリング２１と、柱状部材１５０とを備えている。
【００４１】
本発明の一実施例において、各波状スプリング２１は単一の導電性部材から構成されており、複数の頂点部２３と複数の谷部２５とを有しており、前記頂点部２３は前記谷部２５に隣接している。本発明の一実施例において、前記波状スプリング２１は圧縮されていない状態では波高２０Ａ、すなわち前記頂点部２３と前記谷部２５との距離を有し、前記波高２０Ａは縦方向の移動を提供するように配置されることで、前記プローブ１０Ｊが前記被試験素子７０に接触するとき（圧縮状態にあるとき）に生じる応力を軽減する。本発明の一実施例において、前記柱状部材１５０は先端部１５１を有する円柱体であって、しかも前記先端部１５１は被試験素子８０のコンタクトパッド８１に接触するように配置されている。本発明の一実施例において、前記先端部１５１は、球状物体に接触するように凹状に設計しても良い。
【００４２】
図１１には本発明の第１１の実施例の垂直型プローブ１０Ｋが例示されている。本発明の一実施例において、前記垂直型プローブ１０Ｋは下部コンタクト２０と、上部コンタクト１１とを備えており、前記上部コンタクト１１は実質的に直線となるように前記下部コンタクト２０の上に重ねられている。本発明の実施例において、前記上部コンタクト１１の幅は前記下部コンタクト２０の幅よりも広い。本発明の一実施例において、前記下部コンタクト２０は波頂点同士が対向する方式で重ねられている複数の波状スプリング２１と、柱状部材１６０とを備えている。
【００４３】
本発明の一実施例において、各波状スプリング２１は単一の導電性部材から構成されており、複数の頂点部２３と複数の谷部２５とを有しており、前記頂点部２３は前記谷部２５に隣接している。本発明の一実施例において、前記波状スプリング２１は圧縮されていない状態では波高２０Ａ、すなわち前記頂点部２３と前記谷部２５の距離を有し、前記波高２０Ａは縦方向の移動を提供するように配置されることで、前記プローブ１０Ａが前記被試験素子７０に接触するとき（圧縮状態にあるとき）に生じる応力を軽減する。本発明の一実施例において、前記柱状部材１６０は凹部１６１を有する四角柱体であって、被試験素子９０の柱状体９１に接触するように配置されている。図９ないし図１１に例示する垂直型プローブ１０Ｉないし１０Ｋは図１の垂直型プローブ１０Ａを例にとり、前記下部コンタクト２０の末端に前記錐状部材１４０又は前記柱状部材１５０、１６０を配置して、被試験素子の各種端子（ｔｅｒｍｉｎａｌ）とで導通経路を形成することができることを説明したものであって、この技術分野の当業者であれば図２ないし図８に示す垂直型プローブ１０Ｂないし１０Ｈにおいても末端に前記錐状部材１４０又は前記柱状部材１５０、１６０を配置することができることは理解できるはずである。
【００４４】
図１２には本発明の第１の実施例の半導体素子のプローブカード１００Ａを例示している。本発明の実施例において、前記半導体素子のプローブカード１００Ａはガイドプレート１２０と、回路基板１１０と、複数本の垂直型プローブ１０Ａとを備えている。本発明の実施例において、前記ガイドプレート１２０は複数のホール１２１を有しており、前記回路基板１１０は前記ガイドプレート１２０の上に設けられるとともに、前記ガイドプレート１２０に対向しているコンタクト部１１１を複数有しており、前記垂直型プローブ１２３は前記ホール１２１の中に設けられており、前記垂直型プローブ１２３は、被試験素子７０に接触する球状物７１が配置されるように少なくとも一つの波状スプリングを備えており、前記波状スプリングは縦方向の移動を提供するように配置されることで、前記プローブ１２３が前記被試験素子７０に接触するときに生じる応力を軽減する。
【００４５】
図１３には本発明の第１の実施例の半導体素子のプローブカード１００Ｂを例示している。本発明の実施例において、前記半導体素子のプローブカード１００Ｂはガイドプレート１２０と、回路基板１１０と、複数本の垂直型プローブ１０Ａとを備えている。本発明の実施例において、前記ガイドプレート１２０は複数のホール１２１を有しており、前記回路基板１１０は前記ガイドプレート１２０の上に設けられるとともに、前記ガイドプレート１２０に対向しているコンタクト部１３１を複数有している。
【００４６】
再度図１を参照する。前記垂直型プローブ１０Ａは下部コンタクト２０と、上部コンタクト１１とを備えており、前記上部コンタクト１１は実質的に直線となるように前記下部コンタクト２０の上に重ねられている。本発明の実施例において、前記下部コンタクト２０は、被試験素子７０に接触する球状物７１が配置されるように下開口２７を有している。本発明の一実施例において、前記上部コンタクト１１は、前記回路基板１１０に接触して前記被試験素子７０と前記回路基板１１０との間で導通経路を形成するように配置されている。本発明の一実施例において、前記ホール１２１のサイズは前記下部コンタクト２０のサイズより大きく、前記ホール１２１のサイズは前記上部コンタクト１１のサイズ未満であることから、前記垂直型プローブ１０Ａは前記ホール１２１内に設けることができ、前記回路基板１１０のコンタクト部１３１に固着させる必要はないため、故障した垂直型プローブ１０Ａは個別に交換することができる。
【００４７】
前記垂直型プローブ１０Ａは前記ホール１２１内に設けられ、前記垂直型プローブ１０Ａは、被試験素子７０に接触する球状物７１が配置されるように少なくとも一つの波状スプリングを備えており、前記波状スプリングは縦方向の移動の提供するように配置されることで、前記プローブ１０Ａが前記被試験素子７０に接触するときに生じる応力を軽減する。図９に例示する半導体素子のプローブカード１００Ａは図１の垂直型プローブ１０Ａを例として説明するものであり、この技術分野の当業者であれば図２ないし図１１に示す垂直型プローブ１０Ｂないし１０Ｋは前記垂直型プローブ１０Ａと置換して前記半導体素子のプローブカード１００Ａに応用して、被試験素子の各種端子（コンタクトパッド、球状物、柱状物）とで導通経路を形成することができることは理解できるはずである。
【００４８】
従来の垂直型プローブ（例えばＰＯＧＯプローブ）は王冠状のプローブの針先を使用しており、被試験素子に接触したときにハンダボールを損傷させる。例えば、四本爪の王冠状のプローブの針先が被試験素子に接触したとき、垂直型プローブで生じる応力によりハンダボール上に四本爪の王冠状の加圧跡が残ってしまう。これに対して、本発明の実施例に開示する垂直型プローブは下部コンタクト（プローブの針先）として波状スプリングを使用しており、波状スプリングはハンダボールとで大きめの環状接触となり、ハンダボールの損傷を防止できる。また、波状スプリングは波頂点同士が対向する方式で重ねられて複数の導通経路を形成することで、電流が単一のコイルを流れるときに誘導現象が生じて電気測定結果に影響を及ぼしてしまうということを防止できる。
【００４９】
また、従来のカンチレバー型プローブにおいて横方向のカンチレバーを収容する横方向の空間がなければ、高密度の信号接点を備えた被試験半導体素子に応用することはできなかったのに比べて、本発明の垂直型プローブはこの横方向の空間を必要とせず、しかも波状スプリングの剛性を調整することで針圧を可変とすることができるうえ、高密度でピッチの狭い信号接点を備えた被試験集積回路素子に応用することができる。
【００５０】
また、従来の垂直型プローブでは探針自身の弾性変形により、プローブの針先が被試験集積回路素子に接触するのに必要な縦方向移動を提供しているが、プローブ自身の変形量が過度に大きくなってしまうか、または位置合わせが正確でないと、隣接するプローブがこれにより互いに接触してショートを起こしたり又はたがいにぶつかったりしまう。これに対して、本発明の垂直型プローブは波状スプリングの波高により実質的に横方向の移動がない方式で接触により生じる応力を軽減し、互いに接触してショートを起こしたり、又はたがいにぶつかったりしてしまうことを防止する。
【００５１】
本発明の技術内容及び技術的特長は上記したとおりであるが、本発明の属する技術分野の当業者であれば、別紙の特許請求の範囲にて規定する本発明の技術的思想および範囲に違わぬ中で、本発明の教示及び開示で各種の置換及び付加を行うことができるということが理解できるはずである。例えば、上記にて開示した数多くの製造工程は、別の方法で実施したり、またはその他製造工程で置換したり、または上記した二種類の方式を組み合わせて用いることもできる。
【００５２】
またこれ以外にも、本願の権利範囲は上記にて開示した特定の実施例の製造工程、機器、製造、物質の成分、装置、方法又はステップに限定されるものではない。本発明の属する技術分野の当業者であれば、本発明が教示及び開示する製造工程、機器、製造、物質の成分、装置、方法又はステップに基づいて、現在又は未来の開発者のいずれを問わず、本願の実施例に開示するものと実質的に同じ方式で実質的に同じ効果を実行して、実質的に同じ結果に到達するものも本発明に使用できることが理解できるはずである。したがって、別紙の特許請求の範囲は、この種の製造工程、機器、製造、物質の成分、装置、方法又はステップに用いるものを包括するのに用いることもできる。
【符号の説明】
【００５３】
１０Ａ〜１０Ｋ、１２３  垂直型プローブ
１１、１３、４０、６０  上部コンタクト
１５  ガイド部
１７、１３１  コンタクト部
２０、３０  下部コンタクト
２０Ａ、３０Ａ、４０Ａ、６０Ａ  波高
２１、４１  波状スプリング
２３、３３、４３、６３  頂点部
２５、３５、４５、６５  谷部
２７、３７  下開口
５０  ワッシャ
３９、６９  バネリング
７０、８０、９０  被試験素子
７１  球状物
８１  コンタクトパッド
９１  柱状部材
１００Ａ、１００Ｂ  半導体素子のプローブカード
１１０  回路基板
１２０  ガイドプレート
１２１  ホール
【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】
2012042448.tif 000009
【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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