(57)【要約】【課題】  千鳥配列又は格子配列パッドに対応可能なプローブカードにおいて、プローブと配線との接続問題を解決する。【解決手段】  主基板の表層に、銅箔シートを加工してプローブとインターフェース部とを接続する配線パターンを形成した配線パターンシートを設け、配線パターンシートの任意の配線パターンの片端がプローブ端子部と電気的に接続する手段を有し、垂直プローブ部とプローブ変形部プローブ導体パターン部とプローブ端子部とを含む複数のプローブが導電性金属箔から一括微細加工され絶縁性フィルムに貼り付けて同一平面上に配置されたプローブ集合体である。プローブ集合体のプローブ垂直部先端の間隔が、検査パッド列の何れかのパッド間隔と同一であり、一つのプローブ集合体における全てのプローブ外形が、一つの導電性金属箔から連続して加工される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
垂直プローブ部と、プローブ変形部と、配線パターンに接続するプローブ端子部と、前記プローブ変形部と前記プローブ端子部とを接続するプローブ導体パターン部とを含むプローブが複数個同一平面上に配置されたプローブ集合体を、１つ又は複数枚任意の間隔で平行に配列固定したプローブ組立体と、テスターとのインターフェース部を有する主基板とから成るプローブカードにおいて、
前記主基板の表層に、銅箔シートを加工し、前記プローブと前記インターフェース部とを接続する配線パターンを形成した１枚又は複数枚の配線パターンシートを設け、
前記配線パターンシート上の任意の前記配線パターンの片端が前記プローブ端子部と電気的に接続し、
前記配線パターンの他端が前記インターフェース部の端子又は前記主基板上の他の端子と電気的に接続した、
ことを特徴とするプローブカード。
【請求項２】
前記プローブ端子部の一部又は全部を、前記垂直プローブ部平面に対し概略９０度折り曲げ、前記プローブ端子部の折り曲げ部と前記配線パターンの片端とを接続したことを特徴とする請求項１記載のプローブカード。
【請求項３】
前記プローブ集合体を複数枚任意の間隔で平行に配列固定した前記プローブ組立体のうち、第１の前記プローブ集合体の前記プローブ端子部と第１の前記配線パターンシートの端部とを接続し、同様に第ｎ番目の第ｎの前記プローブ集合体の前記プローブ端子部と第ｎの前記配線パターンシートの端部とを接続したことを特徴とする請求項１記載のプローブカード。
【請求項４】
１つの前記プローブ組立体における前記垂直プローブ部先端の一部又は全てが、任意の一列の前記検査パッドの一部又は全てに接触すべく配列されたことを特徴とする請求項１記載のプローブカード。
【請求項５】
１つの前記プローブ組立体を構成する第１の前記プローブ集合体における前記垂直プローブ部先端が、任意の一列の前記検査パッドにおいて、一個又は複数個置きにパッドに接触すべく配列され、
他の前記プローブ集合体における前記垂直プローブ部先端が、第１の前記プローブ集合体における前記垂直プローブ部先端に接触するパッド以外の前記検査パッドの何れかに接触すべく配列された、
ことを特徴とする請求項１記載のプローブカード。
【請求項６】
前記プローブが例えばベリリウム銅等の電気的導通が可能なバネ材から構成され、前記配線パターンが銅等の電気的抵抗が少ない材質で構成されたことを特徴とする請求項１記載のプローブカード。
【請求項７】
任意の前記配線パターンシート上の一部又は全部の前記配線パターンにおいて、前記配線パターンの片端から他端までの形状が、連続した曲線（例えばスプライン曲線）であることを特徴とする請求項１記載のプローブカード。
【請求項８】
１つの前記配線パターンシートの一部又は全部において、絶縁層の片側又は前記絶縁層を介して両面に前記配線パターンが設置されていることを特徴とする請求項１記載のプローブカード。
【請求項９】
複数の前記配線パターンシートの一部又は全部が、例えばポリイミド等の非導電性シート又は樹脂を介して重ね合わせたことを特徴とする請求項１記載のプローブカード。
【請求項１０】
１つ又は複数の前記プローブ集合体の少なくとも前記プローブ導体パターン部の片面又は両面に、例えばポリイミド等の絶縁層を介して金属導体シートを貼り付け、前記導体シートに接地用垂直プローブ部と接地用プローブ端子部を設けたことを特徴とする請求項１記載のプローブカード。
【請求項１１】
１つ又は複数の前記配線パターンシートの一部又は全部の片面又は両面に、例えばポリイミド等の絶縁層を介して銅箔シートを貼り付け、接地用配線パターンを設けたことを特徴とする請求項１記載のプローブカード。
【請求項１２】
前記接地用プローブ端子部が、前記接地用配線パターンの一部と接続したことを特徴とする請求項１０及び１１記載のプローブカード。
【請求項１３】
前記接地用プローブ端子部の一部又は全部を、前記接地用プローブ部に対し概略９０度折り曲げ、前記接地用プローブ端子部の折り曲げ部と前記接地用配線パターンの一部とを接続したことを特徴とする請求項１２記載のプローブカード。
【請求項１４】
前記プローブ集合体の前記プローブ導体パターン部と、前記絶縁層と、前記金属導体シートとの断面方向の寸法関係が、インピーダンス整合した構成であることを特徴とする請求項１０記載のプローブカード。
【請求項１５】
前記配線パターンと、前記絶縁層と、前記接地用配線パターンとの断面方向の寸法関係が、インピーダンス整合した構成であることを特徴とする請求項１１記載のプローブカード。
【請求項１６】
１つ又は複数の前記配線パターンの一部又は全部のパターンの両側の同一平面状に、空気層又はポリイミド等の絶縁層を介して接地用配線パターンを設けたことを特徴とする請求項１１記載のプローブカード。
【請求項１７】
前記接地用プローブ端子を、前記プローブ端子部の近傍に複数配置したことを特徴とする請求項１４記載のプローブカード。
【請求項１８】
前記配線パターン又は前記接地用配線パターンの一部が、前記主基板上の前記インターフェース部以外の他の接続端子若しくはパターン若しくはスルーホールと接続したことを特徴とする請求項１記載のプローブカード。
【請求項１９】
電気的に絶縁された薄板にガイド穴を設けたプローブガイドプレートであって、任意の一列の前記検査パッドに対応すべく配置固定された前記プローブ集合体に対し、ＸＹ平面に概略平行に設置され、
前記ガイド穴が前記垂直プローブ部若しくは前記プローブ変形部の一部又は全部を貫通する穴であり、前記垂直プローブ部ＸＹ方向動作位置を規制するガイド穴である、
ことを特徴とする請求項１記載のプローブカード。
【請求項２０】
前記ガイド穴の前記プローブ集合体の面と垂直方向（Ｘ方向）の大きさが、前記垂直プローブ先端と接触する前記パッドのＸ方向の長さより小さい大きさであり、
前記ガイド穴の前記プローブ集合体の長手方向（Ｙ方向）の大きさが、前記プローブ集合体を構成する複数の前記プローブの前記垂直プローブ部のＹ方向可動範囲を超える大きさである、
ことを特徴とする請求項１記載のプローブカード。
【請求項２１】
１つの前記プローブガイドプレートが予めＸ方向に分離していることを特徴とする請求項１記載のプローブカード。
【請求項２２】
１つの前記プローブガイドプレートがＸＹ平面において少なくともＸ方向に可動であることを特徴とする請求項１記載のプローブカード。
【請求項２３】
前記垂直プローブ部と、前記プローブ変形部と、前記プローブ導体パターン部と、前記プローブ端子部とを含む複数の前記プローブが、導電性金属箔から一括微細加工され絶縁性フィルムに貼り付けて同一平面上に配置されたプローブ集合体であって、
前記プローブ集合体の前記プローブ垂直部先端の間隔が、前記検査パッド列の何れかのパッド間隔と同一であり、
一つの前記プローブ集合体における全てのプローブ外形が、一つの導電性金属箔から連続して加工される、
ことを特徴とする請求項１記載のプローブカード。
【請求項２４】
前記プローブ集合体の加工の際、全ての隣接する前記垂直プローブ部間の一部に前記導電性金属箔又は前記絶縁性フィルムによる接続部を設け、前記プローブ集合体の全ての前記垂直プローブ部が接続された状態であることを特徴とする請求項２３記載のプローブカード。
【請求項２５】
任意の前記配線パターンシートにおいて、前記配線パターンを１枚の銅箔からレーザ加工又はエッチングにて加工し主基板上に固定したことを特徴とする請求項１記載のプローブカード。
【請求項２６】
前記プローブ集合体を前記プローブカード上の所定の位置に整列固定した後、前記垂直プローブ部の前記接続部を分離する工程を有することを特徴とする請求項２４記載のプローブカード。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、半導体ウエハ上に形成された複数の半導体チップの回路検査に使用するプローブカード及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  半導体回路の検査に用いるプローブカードは、半導体チップ上のパッド数の増加、パッド面積の縮小化、パッドピッチの狭小化に対応すべくプローブ配列の高密度化が要求されている。現在、最も狭ピッチパッドであり、かつ多ピンを有するＩＣの例としては、主として液晶パネル駆動用に使用されるＩＣ（以下、ＬＣＤドライバＩＣ）である。特に、液晶の全画素に対応して信号を出力する端子パッド列においては、複数列の千鳥配列を用いた１５μｍ以下のパッドピッチで２０００端子を超える端子数のＩＣが開発され、さらなる高画質化に応じて狭ピッチかつ多ピン化の傾向にある。【０００３】  また、デバイス特性の向上及び消費電力低減効果並びに省スペース化を目的として、シリコン貫通電極（ＴＳＶ）を使用して複数のＩＣチップを三次元に実装する技術が開発されている。代表的な例として、スマートフォンや画像機器等に使用される中央処理装置（ＣＰＵ）用ＩＣと複数の半導体メモリ（例えばＤＲＡＭ）をＴＳＶにて三次元実装したものが実用化されつつある。ＴＳＶを使用した三次元実装ＩＣでは、４０μｍピッチレベルの狭ピッチ格子状配列が特徴であり、ますます配列が困難なものとなってくる。【０００４】プローブカードは、狭ピッチで配列された多ピンのプローブ組立における各プローブ端子部から、プローブカード周辺部に比較的粗いピッチで設置された外部テスター接続用端子へ効率良く配線しなければならず、プローブ端子部のピッチが小さい程、又、プローブ端子数が多い程、配線基板が多層構造となる。【０００５】  また、ＩＣの動作速度の高速化に伴い、高機能化されたＩＣでは、特定の入出力ピンの信号周波数が増加する傾向にあり、高周波特性の優れたプローブカードが必要となってくる。従来のプローブカードに使用されている印刷配線板における高周波用パターンとしては、マイクロストリップライン構造やストリップライン構造が一般的であり、各々の信号線の上下のグランド層又は電源層と共に多層化構造となっている。また、特に信号周波数の高い信号ラインにおいては、インピーダンス整合が確保されたシールド付き同軸線を使用する場合が多く、プローブ針直近まで、如何にインピーダンス整合を維持できるかが課題となっている。【０００６】  狭ピッチ千鳥配列を含むパッド配列に対し効率的なプローブ組立を実施する方法としては、例えば特開２０１４−１８２１２０号公報で開示されているように、プローブが複数個同一平面上に配置されたプローブ集合体を複数枚規則的に配列し、１つのプローブ集合体における垂直プローブ部先端の一部又は全てが、狭ピッチに一列に配列された検査パッド列の一部又は全てのパッドに接触すべく配列する手段を有するプローブ組立体を用いることにより、狭ピッチのプローブ配列が実現可能となる。【０００７】  また、狭ピッチのプローブ配列から配線基板への効率的配線方法としては、例えば特開２０１４−０９５６８２号公報で開示されているように、プローブ端子とプローブパターンの一部又は全部が、プローブ集合体から前記プローブ集合体の面と概略直角方向に延長して配線基板と接続することにより、プローブと配線基板との配線接続を容易にしたものである。【０００８】  さらに、��開２０１４−２０２７３９号公報で開示されているように、基板内の配線を介さず、基板表面にてワイヤ配線を行い、プローブ端子部とワイヤ片端部を接続することにより、少ない層数基板にて配線接続を容易にしたものがある。【０００９】  また、高周波特性の優れたプローブカードを実現するために、例えば特開平５−４１４１６号公報で開示されているように、プローブ針自体を同軸構造としたもの、さらに例えば特開２００８−１７０４４１号公報、又は特開２００８−０４５９５０号公報で開示されているように、信号用プローブを、同軸構造の外周金属又は信号線と絶縁を保ちながら平行に設置した導線を、隣接した接地用プローブと導通させることにより、インピーダンス整合を図る方法が例示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】  特開２０１４−１８２１２０号公報
【特許文献２】  特開２０１４−０９５６８２号公報
【特許文献３】  特開２０１４−２０２７３９号公報
【特許文献４】  特開平５−４１４１６号公報
【特許文献５】  特開２００８−０４５９５０号公報
【特許文献６】  特開２００８−１７０４４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】  しかしながら、特開２０１４−１８２１２０号公報及び特開２０１４−０９５６８２号公報で開示されている方法によれば、プローブピン数が多くなるほど基板層数の増加や多層フレキシブルフラットケーブルを必要とするため高価になり、かつ、プローブと配線基板との接続が困難になるという問題が生じる。また、特開２０１４−２０２７３９号公報で開示されている方法によれば、ワイヤ接続工程に時間がかかるという問題が生じる。さらに、特開平５−４１４１６号公報、特開２００８−０４５９５０号公報及び特開２００８−１７０４４１号公報で開示されている方法によれば、プローブを同軸構造とするため、狭ピッチの配列には適用できない。また、プローブ先端からプローブ端子先端までの長さにバラツキが生じたり、プローブカード基板上のパターンとの接続に電気的な不連続個所が生じたりするため、高周波特性の劣化に繋がるという問題が生じてくる。また、狭ピッチ化したプローブと基板上パターンとの接続が困難でなり、中継用パッド等を配置するため、接続のための占有面積が大きくなるという問題が生じる。【００１２】  本発明は、上記問題点を解決するためになされたもので、特に多段千鳥配列パッドに対応可能な狭ピッチかつ多ピンを有するプローブカードにおいて、配線基板の低価格化及びプローブと配線との接続問題を解決し、かつ、高周波特性に優れた安価なプローブカードを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】  本発明は、垂直プローブ部と、プローブ変形部と、配線パターンに接続するプローブ端子部と、前記プローブ変形部と前記プローブ端子部とを接続するプローブ導体パターン部とを含むプローブが複数個同一平面上に配置されたプローブ集合体を１つ又は複数枚任意の間隔で平行に配列固定したプローブ組立体と、テスターとのインターフェース部を有する主基板とから成るプローブカードにおいて、前記主基板の表層に、銅箔シートを加工し、前記プローブと前記インターフェース部とを接続する配線パターンを形成した１枚又は複数枚の配線パターンシートを設け、前記配線パターンシートの任意の前記配線パターンの片端が前記プローブ端子部と電気的に接続する手段を有することを要旨とする。これにより、前記主基板の層数に依存することなく配線パターンを形成することが可能となる。【００１４】  また、本発明は、前記プローブ端子部の一部又は全部を、前記垂直プローブ部平面に対し概略９０度折り曲げ、前記プローブ端子部の折り曲げ部と前記配線パターンの片端とを接続する手段と、前記プローブ集合体を複数枚任意の間隔で平行に配列固定した前記プローブ組立体のうち、第１の前記プローブ集合体の前記プローブ端子部と第１の前記配線パターンシートの端部とを接続し、同様に第ｎ番目の第ｎの前記プローブ集合体の前記プローブ端子部と第ｎの前記配線パターンシートの端部とを接続する手段を有するため、プローブと配線パターンとの接続が容易で、かつ着脱を可能とすることができる。【００１５】  また、本発明は、１つの前記プローブ組立体を構成する第１の前記プローブ集合体における前記垂直プローブ部先端が、任意の一列の前記検査パッドにおいて、一個又は複数個置きにパッドに接触すべく配列され、他の前記プローブ集合体における前記垂直プローブ部先端が、第１の前記プローブ集合体における前記垂直プローブ部先端に接触するパッド以外の前記検査パッドの何れかに接触すべく配列する手段を有するため、多段の狭ピッチ千鳥配列パッドにも対応可能となる。【００１６】  また、本発明は、前記プローブが例えばベリリウム銅等の電気的導通が可能なバネ材から構成され、前記配線パターンが銅等の電気的抵抗が少ない材質で構成される手段を有するため、耐久性を有するプローブと電気的抵抗の少ないプローブカードを構成することができる。また、本発明は、１つの前記配線パターンシートの一部又は全部において、絶縁層の片側又は前記絶縁層を介して両面に前記配線パターンが設置される手段を有するため、配線パターンシートの枚数を少なくすることが可能となる。【００１７】  また、本発明は、１つ又は複数の前記プローブ集合体の少なくとも前記プローブ導体パターン部の片面又は両面に、例えばポリイミド等の絶縁層を介して金属導体シートを貼り付け、前記導体シートに接地用垂直プローブ部と接地用プローブ端子部を設ける手段と、１つ又は複数の前記配線パターンシートの一部又は全部の片面又は両面に、例えばポリイミド等の絶縁層を介して銅箔シートを貼り付け、接地用配線パターンを設ける手段と、前記接地用プローブ端子部が、前記接地用配線パターンの一部と接続する手段とを有することにより、信号線パターンと接地用��ターンとの組合せを、プローブと配線パターンとの両方に施すことができるため、高周波信号等の電気的特性に優れた構造とすることが可能である。【００１８】  また、本発明は、電気的に絶縁された薄板にガイド穴を設けたプロローブガイドプレートであって、任意の一列の前記検査パッドに対応すべく配置固定された前記プローブ集合体に対し、ＸＹ平面に概略平行に設置され、前記ガイド穴が前記垂直プローブ部若しくは前記プローブ変形部の一部又は全部を貫通する穴であり、前記垂直プローブ部ＸＹ方向動作位置を規制するガイド穴を有し、前記ガイド穴の前記プローブ集合体の面と垂直方向（Ｘ方向）の大きさが、    前記垂直プローブ先端と接触する前記パッドのＸ方向の長さより小さい大きさであり、前記ガイド穴の前記プローブ集合体の長手方向（Ｙ方向）の大きさが、前記プローブ集合体を構成する複数の前記プローブの前記垂直プローブ部のＹ方向可動範囲を超える大きさであり、１つの前記プローブガイドプレートがＸＹ平面において少なくともＸ方向に可動である手段を有するため、Ｘ方向のプローブ先端位置の組立後の精度を保証し、かつ、プローブ先端位置の修正が可能となる。【００１９】  さらに、本発明は、前記垂直プローブ部と、前記プローブ変形部と、前記プローブ導体パターン部と、前記プローブ端子部とを含む複数の前記プローブが、導電性金属箔から一括微細加工され絶縁性フィルムに貼り付けて同一平面上に配置されたプローブ集合体であって、前記プローブ集合体の前記プローブ垂直部先端の間隔が、前記検査パッド列の何れかのパッド間隔と同一であり、一つの前記プローブ集合体における全てのプローブ外形が、一つの導電性金属箔から連続して加工される手段と、前記プローブ集合体の加工の際、  全ての隣接する前記垂直プローブ部間の一部に前記導電性金属箔又は前記絶縁性フィルムによる接続部を設ける手段と、前記プローブ集合体を前記プローブカード上の所定の位置に整列固定した後、前記垂直プローブ部の前記接続部を分離する手段を有するため、Ｙ方向のプローブ先端位置が加工精度のみに依存し、後工程における精度劣化を少なくすることが可能となる。
【発明の効果】
【００２０】  本発明のプローブカードによれば、狭ピッチパッド配列に対応させた複数のプローブ集合体のプローブと接続する配線パターンを設置した配線パターンシートを、各々のプローブ集合体ごとに作製し、積層して主基板上に搭載し、プローブと接続したことにより、特に多段千鳥配列パッドに対応可能な狭ピッチかつ多ピンを有するプローブカードにおいて、配線基板の低価格化及びプローブと配線との接続問題を解決し、かつ、高周波特性に優れた安価なプローブカードを提供することが可能となるものである。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】  本発明の実施形態であるプローブカードの基本構成を示す斜視図である。
【図２】  本発明の実施形態であるプローブカードの基本構造を示す部分詳細図である。
【図３】  本発明の実施形態であるプローブカードの説明の基準となるパッド配列を示す図である。
【図４】  本発明の実施形態であるプローブ組立体の構造を示す部分詳細図である。
【図５】  本発明の実施形態であるプローブ集合体と配線パターンシートとの接続構造を示す部分斜視図である。
【図６】  本発明の実施形態であるプローブ集合体と配線パターンシートとの接続構造を示す図である。
【図７】  本発明の実施形態であるプローブ集合体と配線パターンシートとの接続構造を示す図である。
【図８】  本発明の実施形態であるプローブ集合体と配線パターンシートとの接続構造を示す図である。
【図９】  本発明の実施形態であるプローブ集合体と配線パターンシートとの接続構造を示す部分詳細断面図である。
【図１０】  本発明の実施形態である高周波信号用プローブカードの構造を示す部分斜視図である。
【図１１】  本発明の実施形態である高周波信号用プローブカードの構造を示す部分斜視図である。
【図１２】  本発明の実施形態である微小電流測定用プローブカードの構造を示す部分斜視図である。
【図１３】  本発明の実施形態であるプローブ集合体と配線パターンシートとの接続構造を示す図である。
【図１４】  本発明の実施形態であるガイドプレートの構造を示す図である。
【図１５】  本発明の実施形態であるガイドプレートの動作を示す図である。
【図１６】  本発明の実施形態であるガイドプレートの動作を示す図である。
【図１７】  本発明の実施形態であるガイドプレートの動作を示す図である。
【図１８】  本発明の実施形態であるプローブカードの製造方法を示す図である。
【図１９】  本発明の実施形態であるプローブカードの製造方法を示す図である。
【図２０】  本発明の実施形態であるプローブカードの製造方法を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】  次に、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
図１は本発明の実施形態であるプローブカードの基本構成を示す斜視図である。図１において、１は本発明の実施の形態におけるプローブカードで、ウエハ（図示せず）上に作製された被検査半導体チップ１００の検査に使用するためのものである。前記プローブカード１は、主として主基板３とプローブ組立体１０と配線パターン部４で構成され、前記主基板３は、一般的には絶縁材（例えばＦＲ−４等）を基材とした多層配線基板であり、本実施形態の如く円形型のものや矩形型のものがある。前記主基板３の周辺部に外部接続端子３１が設置され、テスター端子３２との接続を行うためのインターフェース部３０を構成するものである。
【００２３】  また、前記配線回路部４は、前記主基板３の表層に、銅箔シートを加工し、前記プローブ組立体１０と前記インターフェース部３０のスルーホール３４又は前記主基板３上の電気端子３３とを接続する配線パターン４１０を形成した１枚又は複数枚の配線パターンシート４０を、前記主基板３に形成された表層又は中層パターン（図示せず）と独立して前記主基板３に設置している。
【００２４】  図２は本発明の実施形態であるプローブカードの基本構造を示す部分詳細図である。図２においてさらに、前記プローブ組立体１０と配線パターンシート４０と主基板３との接続関係を詳細に説明する。１１は、前記プローブ組立体１０を構成する複数のプローブを配置した一つのプローブ集合体を示し、本図では、８個のプローブ１１０−１〜１１０−８の配列を抜粋して説明する。前記プローブ集合体１１に設置された前記プローブ１１０−１〜１１０−８は、前記被検査半導体チップ１００上の端子と接触するプローブ先端部２１、垂直プローブ部２２、プローブ変形部２３、及び前記配線パターン４１０に接続するプローブ端子部２５、前記プローブ変形部２３と前記プローブ端子部２５とを接続するプローブ導体パターン部２４で構成される。前記プローブ集合体１１は、絶縁フィルム２０１（例えばポリイミドフィルム）上に例えばベリリウム銅箔シート２００を貼付け、前記ベリリウム銅シート２００をエッチング又はレーザ加工等により前記プローブ１１０−１〜１１０−８を含む複数のプローブを加工し、さらに、必要な箇所にポリイミド樹脂（図示せず）を充填硬化させることにより作製され、複数のプローブを同一面上に配置した前記プローブ集合体２００を構成することができる。
【００２５】  一方、前記主基板３の前記配線回路部４上において、前記配線パターンシート４０を、前記主基板３の表層に前記主基板３を構成する回路パターン（図示せず）と独立に設置している。前記配線パターンシート４０は、絶縁フィルム４０１（例えばポリイミドフィルム）上に銅箔シート４００を貼付け、前記銅箔シート４００をエッチング又はレーザ加工等により複数の前記配線パターン４１０を加工することによって作製される。前記配線パターン４１０は、予め決定された座標データ及びパターン幅に基づき加工され、前記プローブ端子部２５と、前記インターフェース部３０のスルーホール３４又は前記主基板３上の電気端子３３とを接続すべく、前記主基板３上に位置決め固定される。
【００２６】  例えば、前記配線パターンシート４０の一つの配線パターン４１０−１は、前記プローブ集合体１１の一つの前記プローブ１１０−１の前記プローブ端子部２５と前記主基板３の前記インターフェース部３０の、予め定められた前記外部接続端子３１−１とを接続すべくパターン加工及び配置された配線パターンである。前記配線パターン４１０−１の片端４１０−１ａは、前記プローブ１１０−１の前記プローブ端子部２５と、前記プローブ端子部２５を＋Ｘ方向に概略９０°折り曲げることにより接触させることが可能である。
【００２７】  なおこの明細書において、「Ｘ」方向は、例えば図１に示されたプローブカード１（外形が楕円形で表わされている）の長径方向、或いはプローブ組立体１０の短手方向（図１において左右方向）を表す。「Ｙ」方向は、同じく図１に示されたプローブ組立体１０の長手方向（図１において略４５度斜めの方向）を表す。「Ｚ」方向（後出）は、上記Ｘ方向、Ｙ方向のいずれに対しても直角の、図１に示されたプローブ組立体１０の高さ方向（図１において上下方向）を表す。そして、Ｘ，Ｙ，Ｚの各方向に延びる座標軸を設定することにより、Ｘ，Ｙ，Ｚ三次元直交座標系が形成される。図１以外の図においてもＸ，Ｙ，Ｚの各方向は上記図１に対応する方向を指す。
【００２８】  他方において、前記配線パターン４１０−１の他端４１０−１ｂは、前記外部接続端子３１−１と半田３５により接続する。以上により、前記プローブ１１０−１は、前記配線パターン４１０−１及び外部接続端子３１−１の前記スルーホール３４を介し、前記主基板３の図の裏面より前記テスター端子３１を接続することにより、電気信号が伝達される。また、前記配線パターンシート４０の一つの配線パターン４１０−５は、前記プローブ集合体１１の一つの前記プローブ１１０−５の前記プローブ端子部２５と前記主基板３上の電気端子３３−５とを接続すべくパターン加工及び配置された配線パターンである。前記配線パターン４１０−５の片端４１０−５ａは、前記プローブ１１０−５の前記プローブ端子部２５と、前記プローブ端子部２５を＋Ｘ方向に概略９０°折り曲げることにより接触させることが可能である。一方、前記配線パターン４１０−５の他端４１０−５ｂは、前記電気端子３３−５と半田３５により接続する。以上により、前記プローブ１１０−５は、前記配線パターン４１０−５及び前記電気端子３３−５を介し、例えば、前記主基板３の中層パターン配線（図示せず）や裏面に接続された電気部品等（図示せず）に接続され、電気信号が伝達される。さらにまた、前記配線パターン４１０は例えば前記配線パターン４１０−１、４１０−５にて示したように幾つかの直線の集合体であってもよいが、配線パターン４１０−２及び４１０−３で示すような複数の点を結ぶ連続した曲線（例えばスプライン曲線）にすることにより、高周波信号における損失が低減され、又は、隣接した配線間における間隔若しくは配線長の調整がし易いといった効果がある。
【００２９】  図３は、本実施形態におけるプローブカードのパッド配列を示す図であり、図３（ａ）は上記パッド配列の斜視図、図３（ｂ）は図３（ａ）のＡ部詳細図である。本実施形態では、図３に示すようなウエハ上の１つのＬＣＤドライバＩＣを検査するためのプローブカードを例とする。１００は、ウエハ上に作製された被検査半導体チップを示す図で、パッド列１００−１乃至１００−５が、前記半導体チップ１００の各々の周辺近辺に配列されたものである。前記パッド列１００−１及び１００−２は前記チップ１００の１辺において、概ねパッド幅だけ相互にずれた位置関係にて平行に配置され、いわゆる千鳥配列を形成し、ＬＣＤ出力信号の多ピン化に対応している。具体的には、Ａ部拡大図で示すように、１つのパッドが長辺ａ、短辺ｂの大きさでピッチｐを有する１００−１及び１００−２の前記パッド列が、相互にｐ／２ずれて接近して配列された例である。
【００３０】  図４（ａ）〜（ｄ）は、前述の千鳥配列部の種類と、対応する前記プローブ組立体１０における前記プローブ集合体１１の構成例を説明するものである。これらの図のうち、図４（ａ）はプローブ集合体１１をＹ−Ｚ平面で表した図であり、千鳥配列された各々プローブ１１１−１〜１１１−８、１１２−１〜１１２−８が１列状態に設置されているように表されている。図４（ｂ）〜（ｄ）はプローブ集合体１１をＸ−Ｙ平面で表した図である。
【００３１】  図４（ｂ）は、２列のパッド列１０１、１０２がＹ方向に互いに１／２ピッチずつずれた位置で構成された千鳥配列Ａと前記千鳥配列Ａに対応すべく構成されたプローブ組立体１０−１の例を示す。前記パッド列１０１、１０２の添え字１〜８はパッドの順番を示す。前記プローブ組立体１０−１は、プローブ集合体１１、１２で構成され、前記プローブ集合体１１、１２は、各々プローブ１１１−１〜１１１−８、１１２−１〜１１２−８が設置されている。前記プローブ１１１、１１２の添え字１〜８はそれぞれパッドの順番に対応したプローブの順番を示す。前記プローブ集合体１１、１２は、前記パッド列１０１、１０２に対応すべくＹ方向に１／２ピッチずつずれた位置で配置され、Ｘ方向には、前記プローブ集合体１１，１２の各々のプローブ先端部が、前記パッド列１０１，１０２の概略中心となるべくスペーサ２１１を介して、ハウジング６１１に固定されている。さらに、前記プローブ組立体１０−１は、主基板３に、固定ネジ６２０で固定されている。これにより、前記千鳥配列Ａの前記パッド列１０１，１０２に対し、例えば、前記プローブ１１１−１の先端が前記パッド１０１−１に、前記プローブ１１１−８の先端が前記パッド１０１−８に、前記プローブ１１２−１の先端が前記パッド１０２−１に、前記プローブ１１２−８の先端が前記パッド１０２−８に、一括して接触可能となる。
【００３２】  図４（ｃ）は、前記千鳥配列Ａよりもピッチが狭い２列のパッド列１０３、１０４が、Ｙ方向に互いに１／２ピッチずつずれた位置で構成された千鳥配列Ｂと前記千鳥配列Ｂに対応すべく構成されたプローブ組立体１０−２の例を示す。前記パッド列１０３、１０４の添え字１〜８は、同様にパッドの順番を示す。前記プローブ組立体１０−２は、４個のプローブ集合体１３ａ、１３ｂ、１４ａ、１４ｂで構成され、前記プローブ集合体１３ａ、１３ｂ、１４ａ、１４ｂは、各々プローブ１１３ａ−１〜１１３ａ−８、１１３ｂ−１〜１１３ｂ−８、１１４ａ−１〜１１４ａ−８、１１４ｂ−１〜１１４ｂ−８が設置されている。前記プローブ１１３ａ、１１３ｂ、１１４ａ、１１４ｂの添え字１〜８は、それぞれプローブの順番を示す。
【００３３】  前記プローブ集合体１３ａ、１３ｂは、前記パッド列１０３に対応すべく、各々のプローブ先端部がＹ方向に１／２ピッチずつずれた位置で配置され、Ｘ方向には、前記プローブ集合体１３ａ、１３ｂの各々のプローブ先端部が、前記パッド列１０３のＸ方向に等間隔となるべく、スペーサ２１２を介して、ハウジング６１２に固定されている。従って、各々の前記プローブ集合体１３ａ、１３ｂは、前記パッド列１０３に対し、一つ置きに配置されることになる。同様に前記プローブ集合体１４ａ、１４ｂは、前記パッド列１０４に対応すべく、各々のプローブ先端部がＹ方向に１／２ピッチずつずれた位置で配置され、Ｘ方向には、前記プローブ集合体１４ａ、１４ｂの各々のプローブ先端部が、前記パッド列１０４のＸ方向に等間隔となるべく、スペーサ２１２を介して、ハウジング６１２に固定されている。従って、各々の前記プローブ集合体１４ａ、１４ｂも、前記パッド列１０４に対し、一つ置きに配置されることになる。
【００３４】  また、前記プローブ集合体１３ａ、１３ｂ及び前記プローブ集合体１４ａ、１４ｂは、スペーサ２１３を介することにより、各々の前記パッド列１０３，１０４の概略中心部に位置するように配置される。さらに、前記プローブ組立体１０−２は、主基板３に、固定ネジ６２０で固定されている。これにより、前記千鳥配列Ｂの前記パッド列１０３，１０４に対し、例えば、前記プローブ１１３ａ−１の先端が前記パッド１０３−２に、前記プローブ１１３ｂ−１の先端が前記パッド１０３−１に、前記プローブ１１３ａ−８の先端が前記パッド１０３−１６に、前記プローブ１１３ｂ−８の先端が前記パッド１０３−１５に、前記プローブ１１４ａ−１の先端が前記パッド１０４−２に、前記プローブ１１４ｂ−１の先端が前記パッド１０４−１に、前記プローブ１１４ａ−８の先端が前記パッド１０４−１６に、前記プローブ１１４ｂ−８の先端が前記パッド１０４−１５に、一括して接触可能となる。
【００３５】  図４（ｄ）は、４列のパッド列１０５、１０６、１０７、１８構成とすることにより、さらなる多ピン化に対応した例である。Ｙ方向に互いに１／２ピッチずつずれた位置で構成されたパッド列１０５、１０６とＹ方向に互いに１／２ピッチずつずれた位置で構成されたパッド列１０７、１０８とが、Ｙ方向に互いに１／４ピッチずつずれた位置で構成された千鳥配列Ｃと、前記千鳥配列Ｃに対応すべく構成されたプローブ組立体１０−３の例を示す。前記パッド列１０５、１０６、１０７、１０８の添え字１〜８は、同様にパッドの順番を示す。前記プローブ組立体１０−３は、８個のプローブ集合体１５ａ、１５ｂ、１６ａ、１６ｂ、１７ａ、１７ｂ、１８ａ、１８ｂで構成され、前記プローブ集合体１５ａ、１５ｂ、１６ａ、１６ｂ、１７ａ、１７ｂ、１８ａ、１８ｂは、各々プローブ１１５ａ−１〜１１５ａ−８、１１５ｂ−１〜１１５ｂ−８、１１６ａ−１〜１１６ａ−８、１１６ｂ−１〜１１６ｂ−８、１１７ａ−１〜１１７ａ−８、１１７ｂ−１〜１１７ｂ−８、プローブ１１８ａ−１〜１１８ａ−８、１１８ｂ−１〜１１８ｂ−８、が設置されている。前記プローブ１１５ａ、１１５ｂ、１１６ａ、１１６ｂ、１１７ａ、１１７ｂ、１１８ａ、１１８ｂの添え字１〜８は、それぞれプローブの順番を示す。
【００３６】  前記プローブ集合体１５ａ、１５ｂは、前記パッド列１０５に対応すべく、各々のプローブ先端部がＹ方向に１／２ピッチずつずれた位置で配置され、Ｘ方向には、前記プローブ集合体１５ａ、１５ｂの各々のプローブ先端部が、前記パッド列１０５のＸ方向に等間隔となるべく、スペーサ２１４を介して、ハウジング６１３に固定されている。従って、各々の前記プローブ集合体１５ａ、１５ｂは、前記パッド列１０５に対し、一つ置きに配置されることになる。前記プローブ集合体１６ａ、１６ｂは、前記パッド列１０６に対応すべく、各々のプローブ先端部がＹ方向に１／２ピッチずつずれた位置で配置され、Ｘ方向には、前記プローブ集合体１６ａ、１６ｂの各々のプローブ先端部が、前記パッド列１０６のＸ方向に等間隔となるべく、スペーサ２１４を介して、ハウジング６１３に固定されている。従って、各々の前記プローブ集合体１６ａ、１６ｂも、前記パッド列１０６に対し、一つ置きに配置されることになる。
【００３７】  前記プローブ集合体１７ａ、１７ｂは、前記パッド列１０７に対応すべく、各々のプローブ先端部がＹ方向に１／２ピッチずつずれた位置で配置され、Ｘ方向には、前記プローブ集合体１７ａ、１７ｂの各々のプローブ先端部が、前記パッド列１０７のＸ方向に等間隔となるべく、スペーサ２１４を介して、ハウジング６１３に固定されている。従って、各々の前記プローブ集合体１７ａ、１７ｂも、前記パッド列１０７に対し、一つ置きに配置されることになる。前記プローブ集合体１８ａ、１８ｂは、前記パッド列１０８に対応すべく、各々のプローブ先端部がＹ方向に１／２ピッチずつずれた位置で配置され、Ｘ方向には、前記プローブ集合体１８ａ、１８ｂの各々のプローブ先端部が、前記パッド列１０８のＸ方向に等間隔となるべく、スペーサ２１４を介して、ハウジング６１３に固定されている。従って、各々の前記プローブ集合体１８ａ、１８ｂも、前記パッド列１０８に対し、一つ置きに配置されることになる。
【００３８】  また、前記プローブ集合体１５ａと１５ｂ、１６ａと１６ｂ、１７ａと１７ｂ、１８ａと１８ｂは、各々スペーサ２１５を介することにより、各々の前記パッド列１０５乃至１０８の概略中心部に位置するように配置される。さらに、前記プローブ組立体１０−３は、主基板３に、固定ねじ６２０で固定されている。これにより、前記千鳥配列Ｂの前記パッド列１０５、１０６、１０７、１０８に対し、例えば、前記プローブ１１５ａ−１の先端が前記パッド１０５−２に、前記プローブ１１５ｂ−１の先端が前記パッド１０５−１に、前記プローブ１１５ａ−８の先端が前記パッド１０５−１６に、前記プローブ１１５ｂ−８の先端が前記パッド１０５−１５に、前記プローブ１１６ａ−１の先端が前記パッド１０６−２に、前記プローブ１１６ｂ−１の先端が前記パッド１０６−１に、前記プローブ１１６ａ−８の先端が前記パッド１０６−１６に、前記プローブ１１６ｂ−８の先端が前記パッド１０６−１５に、前記プローブ１１７ａ−１の先端が前記パッド１０７−２に、前記プローブ１１７ｂ−１の先端が前記パッド１０７−１に、前記プローブ１１７ａ−８の先端が前記パッド１０７−１６に、前記プローブ１１７ｂ−８の先端が前記パッド１０７−１５に、前記プローブ１１８ａ−１の先端が前記パッド１０８−２に、前記プローブ１１８ｂ−１の先端が前記パッド１０８−１に、前記プローブ１１８ａ−８の先端が前記パッド１０８−１６に、前記プローブ１１８ｂ−８の先端が前記パッド１０８−１５に、一括して接触可能となる。
【００３９】  前記プローブ組立体１０−２及び１０−３は、一つのパッド列に対し２個のプローブ集合体を配置し、各々のプローブ集合体のプローブを一つ置きのパッドに対応させた例を示したが、さらなる狭ピッチの千鳥配列パッドに対しては、一つのパッド列に対し３個以上のプローブ集合体を配置し、各々の集合体のプローブを二つ置き等のパッドに対応させることも可能である。
【００４０】  図５及び図６は、前記プローブ集合体と前記配線パターンシートとの接続構造を、前記プローブ組立体１０−２を例として説明する図である。図５に示す如く、各プローブ集合体と配線パターンシートは、独立して接続され、図示の例では、前記プローブ組立体１０−２を構成する前記プローブ集合体１３ａは配線パターンシート４３ａと、前記プローブ集合体１３ｂは配線パターンシート４３ｂと、前記プローブ集合体１４ａは配線パターンシート４４ａと、前記プローブ集合体１４ｂは配線パターンシート４４ｂと接続される。前記プローブ集合体と前記配線パターンシートとの接続方法は、例えば前記プローブ集合体１４ｂと前記配線パターンシート４４ｂとの接続において、前記プローブ集合体１４ｂに設置された前記プローブ１１４ｂ−１〜１１４ｂ−８の全てのプローブ端子部２５を＋Ｘ方向に概略９０°折り曲げ、前記配線パターンシート４４ｂの配線パターン４４１ｂ−１〜４４１ｂ−８の片端４４１ｂ−１ａ〜４４１ｂ−８ａと接触させることにより、プローブと配線パターンとの電気的導通が確保される。当然のことながら、前記プローブ１１４ｂ−１〜１１４ｂ−８の全てのプローブ端子部２５のピッチと、前記配線パターンの片端４４１ｂ−１ａ〜４４１ｂ−８ａのピッチは、予め一致させて作製しておくことは言うまでもない。
【００４１】  同様に、全ての前記プローブ集合体１３ａ、１３ｂ、１４ａ、１４ｂと前記配線パターンシート４３ａ、４３ｂ、４４ａ、４４ｂとの接続が完了すると、図６に示すように、前記プローブ集合体１３ａ、１３ｂ、１４ａ、１４ｂは図４（ｃ）にて説明した如く、前記プローブ組立体１０−２として構成され、前記パッド列１０３及び１０４に接触可能となり、前記パッド列１０３、１０４の黒丸で示す位置に接触することになる。一方、前記配線パターンシート４３ａ、４３ｂ、４４ａ、４４ｂは、前記プローブ集合体１３ａ、１３ｂ、１４ａ、１４ｂと接続された後、各々積層されて前記主基板３上に設置される。
【００４２】  一般的に、プローブカードにおけるテスターとのインターフェース部の接続端子は、図１に示したように、前記主基板３の周囲の全てに存在する。図７は、図６で示した配線パターンの方向と逆方向に存在する配線パターンに接続する方法を示したものである。図７において、プローブ集合体１３ａ’に設置したプローブ１１３ａー１’〜１１３ａー８’の全ての前記プローブ端子部２５を−Ｘ方向に概略９０°折り曲げ、配線パターン４３１ａー１’〜４３１ａー８’の片端４３１ａ−１ａ’〜４３１ａ−８ａ’と接続することにより、図６にて示した配線パターン方向と逆方向に配線することができ、配線の効率化を可能とする。
【００４３】  図８は、図７にて説明した方法を加え、格子配列型のパッド配列５００に適応させたプローブ組立体５０の例を示す。前記パッド配列５００は、５００−１１〜５００−８８から成るＸ方向ピッチがＰｘ、Ｙ方向ピッチがＰｙの８Ｘ８の格子状のパッド列で構成されている。前記パッド配列に対応する前記プローブ組立５０は、８個のプローブ集合体５１−１〜５１−８で構成され、前記プローブ集合体５１−１〜５１−８は、各々８個のプローブ、例えば、前記プローブ集合体５１−１はプローブ５１１−１〜５１１−８で構成され、前記プローブ５１１−１〜５１１−８の前記プローブ先端部２１のピッチがＰｙで設置されている。さらに前記プローブ集合体５１−１〜５１−８は、スペーサ（図示せず）等により各々Ｐｘのピッチに設置され、前記プローブ集合体５１−１は前記パッド列５００−１１〜５００−１８に、前記プローブ集合体５１−２は前記パッド列５００−２１〜５００−２８に、同様に前記プローブ集合体５１−３〜５１−８は、前記パッド列５００−３１〜５００−８１の列に対応している。以上で構成された前記プローブ組立体５０により、全ての前記プローブ５１１−１〜５１８−８が全ての前記パッド５００−１１〜５００−８８に、一括して接触することができる。
【００４４】  前記プローブ集合体５１−１〜５１−８と接続する配線パターンシートは、８枚の配線パターンシート４１−１〜４１−８で構成されている。この内、前記プローブ集合体５１−１〜５１−４の全ての前記プローブ端子部２５を＋Ｘ方向に概略９０°折り曲げることにより、前記配線パターンシート４１−１〜４１−４と、＋Ｘ方向に接続する。一方、前記プローブ集合体５１−５〜５１−８の全ての前記プローブ端子部２５を−Ｘ方向に概略９０°折り曲げることにより、前記配線パターンシート４１−５〜４１−８と、−Ｘ方向に接続する。以上の構成とすることにより、多数の前記プローブ集合体の積層であっても、効率よく配線することが可能となる。
【００４５】  図９は、前記プローブ組立体５０における、前記プローブ端子部２５と前記配線パターンシート４１との接続構造の詳細を、前記プローブ集合体５１−１〜５１−４を用いて説明したもので、各前記プローブ導体パターン部２４の下部と前記プローブ端子部２５の断面を拡大して示したものである。前記プローブ５１１−１は、前記プローブ導体パターン２４から＋Ｘ方向に前記プローブ端子部２５を概略９０°折り曲げている。前記プローブ５１１−１の前記プローブ端子部２５の先端部は、接続部ＣＮ１にて前記絶縁フィルム２０１から露出し、前記配線パターン４１１−１の片端４１１−１ａと電気的接続を行っている。同様に、前記プローブ５１２−１〜５１３−１の前記プローブ端子部２５の先端部が、各々ＣＮ２〜ＣＮ４において、前記絶縁フィルム２０１から露出し、前記配線パターン片端４１２−１ａ〜４１４−１ａと電気的接続を行っている。また、確実な電気的導通を得るために、固定具６３０等でＺ方向に押し付けることが有効である。前記固定具６３０等で機械的な押し付け構造とすることにより、前記固定具６３０を解除することにより、前記プローブ集合体５１−１〜５１−４の何れか又は全てを交換することが可能となる。
【００４６】  図１０及び図１１は、高周波信号用プローブ集合体及び配線パターンシートの構成を説明する図である。図１０において、高周波信号用プローブ集合体５２は、信号層プローブ集合体５２１、接地用プローブ集合体５２２、５２３及び絶縁層５２４、５２５で構成される。前記信号層ブローブ集合体５２１は、プローブ５２１−１〜５２１−６が設置され、本実施形態では、前記プローブ５２１−１、５２１−２、５２１−４、５２１−５を信号線用とし、前記プローブ５２１−３、５２１−６を接地用とした例を示した。各々のプローブは同様に、前記プローブ先端部２１、前記垂直プローブ部２２、前記プローブ変形部２３、前記プローブ導体パターン部２４、前記プローブ端子部２５で構成される。一方、前記接地用プローブ集合体５２２は、プローブ５２２−１〜５２２−４が設置され、前記ベリリウム銅箔シート２００又は前記銅箔シート４００から、前記プローブ５２２−１〜５２２−４の前記プローブ先端部２１，前記垂直プローブ部２２、前記プローブ変形部２３及び前記プローブ端子部２５を形成し、前記プローブ５２２−１〜５２２−４を含む全ての前記接地用プローブ集合体５２２を接地用とする。同様に、前記接地用プローブ集合体５２３は、プローブ５２３−１〜５２３−４が設置され、前記ベリリウム銅箔シート２００又は前記銅箔シート４００から、前記プローブ５２３−１〜５２３−４の前記プローブ先端部２１、前記垂直プローブ部２２、前記プローブ変形部２３及び前記プローブ端子部２５を形成し、前記プローブ５２３−１〜５２３−４を含む全ての前記接地用プローブ集合体５２３を接地用とする。
【００４７】  また、前記信号層プローブ集合体５２１は、配線パターンシート４５−１に設置した配線パターン４５１−１〜４５１−６と接続され、前記配線パターン４５１−１、４５１−２、４５１−４、４５１−５を信号線用とし、前記配線パターン４５１−３、４５１−６を接地用とした。さらに、前記接地用プローブ集合体５２２、５２３は、それぞれ配線パターンシート４５−２及び４５−３に接続される。上記で構成される前記信号層プローブ集合体５２１、接地用プローブ集合体５２２、５２３と、前記配線パターンシート４５−１、４５−２、４５−３を重ね合わせると、図１１のようになる。図１１で示すように、前記プローブ５２２−１、５２３−１及び前記プローブ５２２−２、５２３−２は、前記プローブ５２１−１、５２１−２の両側に位置するように予め配置作製する。また、前記プローブ５２２−３、５２３−３及び前記プローブ５２２−４、５２３−４は、前記プローブ５２１−３、５２１−６のＹ方向位置と一致する位置に予め配置作製する。以上のように構成された前記高周波信号用プローブ集合体５２の各々のプローブは、図１１のパッド列５１０−１〜５０１−８の黒丸で示す位置に接触する。
【００４８】  図１１の断面Ｂ−Ｂ図において、前記高周波信号用プローブ集合体５２の構造による効果を説明する。断面Ｂ−Ｂ（１）は、前記プローブ５２１−１、５２１−２、５２２−１、５２２−２、５２３−１、５２３−２で構成される部分の前記プローブ導体パターン部５２１−１（２４）、５２１−２（２４）における断面図を示すものである。前記プローブ導体パターン部５２１−１（２４）、５２１−２（２４）の幅ｗ、厚さｔ、間隔ｃ及び前記ベリリウム銅箔シート２００間の距離ｈを適切に選択することにより、本実施形態では、差動ストリップラインのインピーダンス整合が確保された配線構造にすることが可能となる。また、断面Ｂ−Ｂ（２）は、前記プローブ５２１−３〜５２１−６、５２２−３、５２２−４、５２３−３、５２３−４で構成される部分の前記プローブ導体パターン部５２１−３（２４）〜５２１−６（２４）における断面図を示すものである。前記プローブ導体パターン部５２１−３（２４）〜５２１−６（２４）の幅ｗ、厚さｔ、間隔ｃ１、ｃ２及び前記ベリリウム銅箔シート２００間の距離ｈを適切に選択することにより、本実施形態では、コプレナ−差動ストリップラインのインピーダンス整合が確保された配線構造にすることが可能となる。以上のように、前記高周波信号用プローブ集合体５２の構造によれば、前記プローブ導体パターン部２４と前記配線パターンシート４５−１〜４５−３において、高周波信号に適した構造にすることが可能となる。
【００４９】  図１２は、微小電流測定用プローブ集合体及び配線パターンシートの構成を説明する図である。図１２において、微小電流測定用プローブ集合体５３１は、信号線プローブ５３１−１〜５３１−８が設置され、前記信号線プローブ５３１−１〜５３１−８の各々の両側近傍に平行して接地用パターン５３２ａ、５３２ｂが設置されている。例えば、前記信号線プローブ５３１−１の両側に、前記接地用パターン５３２−１ａ、５３２−１ｂが設置され、前記プローブ端子部２５と平行して、接地用パターン端子部５３２−２５が延長されている。また、前記微小電流測定用プローブ集合体５３１は、配線パターンシート４６に接続されている。前記配線パターンシート４６は、配線パターン４６１−１〜４６１−８が設置され、片端は各々前記信号線プローブ５３１−１〜５３１−８の前記プローブ端子部２５と接続し、他端は、例えばスルーホール４６３−１で主基板（図示せず）等に接続される。さらに、前記配線パターン４６１−１〜４６１−８の各々の概略全周近傍に、接地パターン４６２−１〜４６２−８が設置され、片端は各々前記接地用パターン端子部５３２−２５と接続される。前記接地パターン４６２−１〜４６２−８は、スルーホール４６３−２で主基板（図示せず）等の接地パターンに接続される。前記スルーホール４６３−２は、例えばバンプ等の突起として熱圧着等の手段で他の接地パターンと接続することも可能である。以上のように、前記微小電流測定用プローブ集合体５３１と配線パターンシート４６の構造によれば、例えばパラメトリックテストのような、微小電流を測定する際の漏れ電流の非常に少ない配線構造にすることが可能となる。
【００５０】  図５乃至図１２で説明した配線パターンシートの実施形態では、前記絶縁フィルム４０１の片面に配線パターンを形成した例を示したが、図１３は、前記絶縁フィルム４０１の両面に配線パターンを形成した例を示す。図１３（ａ）において、前記プローブ集合体１３ａを用いて説明する。前記プローブ集合体１３ａに接続する配線パターンシート４３ａ’において、前記絶縁フィルム４０１の両面に前記銅箔シートを接着し、前記配線パターン４４１−１、４４１−３、４４１−５、４４１−７を、図の配線パターンシート４３ａ’の表面側、前記配線パターン４４１−２、４４１−４、４４１−６、４４１−８を、図の配線パターンシート４３ａ’の裏面側に設置し、前記プローブ１１３ａ−１、１１３ａ−３、１１３ａ−５、１１３ａ−７と前記配線パターン４４１−１、４４１−３、４４１−５、４４１−７を接続し、前記プローブ１１３ａ−２、１１３ａ−４、１１３ａ−６、１１３ａ−８と前記配線パターン４４１−２、４４１−４、４４１−６、４４１−８を接続した。図１３（ｂ）に、前記配線パターンシート４３ａ’の断面を示す。
【００５１】  図１４は、本実施形態におけるガイドプレートを説明する図である。図１４（ａ）〜（ｄ）は、本実施形態におけるガイドプレートの構成例を説明する図である。これらの図のうち、図１４（ａ）は上記ガイドプレートをＹ−Ｚ平面で表した図であり、千鳥配列された各々プローブ１１１−１〜１１１−８、１１２−１〜１１２−８が１列状態に設置され、それらに対して被検査半導体チップ１００がＺ方向上方から対接配置されている状態が表されている。図４（ｂ）〜（ｅ）はガイドプレートをＸ−Ｙ平面で表した図である。図１４において、前記プローブ組立体１０−１及び１０−２のそれぞれに、図４（ｂ）に示されたガイドプレート６３１、或いは図４（ｃ）に示されたガイドプレート６３２を設置した例を示す。図４（ｄ）は前記ガイドプレート６３１に設けられたガイド穴６３４を示す図４（ｂ）中Ｅ−Ｅにおける断面図である。また、図４（ｄ）は前記ガイドプレート６３１に設けられたガイド穴６３４を示す図４（ｃ）中Ｆ−Ｆにおける断面図である。ガイドプレート６３１は、電気的に絶縁された薄板（例えばポリイミド）にガイド穴６３４、６３６を設置し、取付具６４０にて、前記プローブ組立体１０−１のハウジング６１４に、ＸＹ平面に対して平行であり、かつ、Ｚ方向に、前記プローブ垂直部２２が前記ガイド穴６３４、６３５に貫通すべく取り付ける。また、前記ガイド穴６３４のＸ方向の大きさが、断面Ｅ−Ｅ図で示したように、前記パッド列１０１−１〜１０１−８のＸ方向長さａ１よりも小さいｄ１であり、前記ガイド穴６３４のＹ方向の大きさは、前記プローブ１１１−１〜１１１−８の全てのプローブ先端部２１のＹ方向の可動範囲を超える大きさであればよい。
【００５２】  同様に、前記ガイド穴６３５のＸ方向の大きさが、前記パッド列１０２−１〜１０２−８のＸ方向長さａ１よりも小さいｄ１であり、前記ガイド穴６３５のＹ方向の大きさは、前記プローブ１１２−１〜１１２−８の全てのプローブ先端部２１のＹ方向の可動範囲を超える大きさであればよい。以上のような構成によって、前記ガイドプレート６３１を設置することにより、前記プローブ１１１−１〜１１１−８の全てのプローブ先端部２１が、Ｘ方向に前記パッド列１０１−１〜１０１−８から逸脱することなく、かつ、前記プローブ１１２−１〜１１２−８の全てのプローブ先端部２１が、Ｘ方向に前記パッド列１０２−１〜１０２−８から逸脱することなく前記被検査半導体チップ１００へのプローブ動作を行うことができる。
【００５３】  前記ガイドプレート６３２は、電気的に絶縁された薄板（例えばポリイミド）にガイド穴６３６、６３７を設置し、取付具６４０にて、前記プローブ組立体１０−１のハウジング６１４に、ＸＹ平面に対して平行であり、かつ、Ｚ方向に、前記プローブ垂直部２２が前記ガイド穴６３６、６３７に貫通すべく取り付ける。また、前記ガイド穴６３６のＸ方向の大きさが、断面Ｆ−Ｆ図で示したように、前記パッド列１０３−１〜１０３−１６のＸ方向長さａ２よりも小さいｄ２であり、前記ガイド穴６３６のＹ方向の大きさは、前記プローブ１１３ａ−１〜１１３ａ−８、１１３ｂ−１〜１１３ｂ−８の全てのプローブ先端部２１のＹ方向の可動範囲を超える大きさであればよい。同様に、前記ガイド穴６３７のＸ方向の大きさが、前記パッド列１０４−１〜１０４−１６のＸ方向長さａ２よりも小さいｄ２であり、前記ガイド穴６３７のＹ方向の大きさは、前記プローブ１１４ａ−１〜１１４ａ−８、１１４ｂ−１〜１１４ｂ−８の全てのプローブ先端部２１のＹ方向の可動範囲を超える大きさであればよい。以上のような構成によって、前記ガイドプレート６３２を設置することにより、前記プローブ１１３ａ−１〜１１３ａ−８、１１３ｂ−１〜１１３ｂ−８の全てのプローブ先端部２１が、Ｘ方向に前記パッド列１０３−１〜１０３−１６から逸脱することなく、かつ、前記プローブ１１４ａ−１〜１１４ａ−８、１１４ｂ−１〜１１４ｂ−８の全てのプローブ先端部２１が、Ｘ方向に前記パッド列１０４−１〜１０４−１６から逸脱することなく前記被検査半導体チップ１００へのプローブ動作を行うことができる。
【００５４】  図１４において、前記ガイドプレート６３１、６３２を前記取付具にて前記ハウジング６１４に取り付ける際、前記ハウジング６１４に、スライド穴６１５を設けることによって、前記ガイドプレート６３１、６３２が、Ｘ方向又はＹ方向に可動とすることができる。前記ガイドプレート６３１、６３２が、Ｘ方向又はＹ方向に可動とした場合の効果を、図１５で説明する。図１５は、前記ガイドプレート６３１及び前記プローブ１１１ー１乃至１１１−８との関係を示した図である。前記プローブ１１１−１乃至１１１−８のうち、前記プローブ１１１−３が初期基準位置Ｘｒ（図１５ａ）１より−Ｘ側に、前記プローブ１１１−６が初期基準位置Ｘｒ２（図１５ｄ）より＋Ｘ側にそれぞれ位置ずれを生じ、修正が必要なプローブである。図１５（ａ）〜（ｃ）は、前記ガイドプレート６３１が前記プローブ１１１−３を修正する動作を、図１５（ｄ）〜（ｆ）は、前記ガイドプレート６３１が前記プローブ１１１−６を修正する動作を示す図である。
【００５５】  図１５（ａ）において、前記ガイド穴６３４が初期位置にある前記ガイドプレート６３１が＋Ｘ方向に水平移動を開始する。前記ガイド穴６３４の左内壁がまず前記プローブ１１１−３と接触を開始し前記プローブ１１１−３が＋Ｘ方向に変形を開始する。さらに前記ガイド穴６３４の＋Ｘ方向への押し込みが進行すると、図１５（ｂ）のように他の正常なプローブ１１１−１、１１１−２、１１１−４、１１１−５、１１１−７、１１１−８も同時に＋Ｘ方向に変形を開始する。前記ガイド穴６３４の＋Ｘ方向への押し込みに対し、前記プローブ１１１−３は予め初期基準位置Ｘｒ１より−Ｘ方向にずれた位置にあるため、前記他の正常なプローブ１１１−１、１１１−２、１１１−４、１１１−５、１１１−７、１１１−８よりも早く塑性領域まで変形することになる。前記ガイド穴６３４が予め決定された押し込み量の移動が終了し、前記ガイド穴６３４を前記−Ｘ方向初期位置まで戻し押し込みを解除すると、図１５（ｃ）のように、塑性領域まで変形させた前記プローブ１１１−３は塑性ひずみが残留し、前記初期基準位置Ｘｒ１に近づくことになる。
【００５６】  次に、図１５（ｄ）において、前記ガイド穴６３４が初期位置にある前記ガイドプレート６３１が−Ｘ方向に水平移動を開始する。前記ガイド穴６３４の右内壁がまず前記プローブ１１１−６と接触を開始し前記プローブ１１１−６が−Ｘ方向に変形を開始する。さらに前記ガイド穴６３４の−Ｘ方向への押し込みが進行すると、図１５（ｅ）のように他の正常な、及び修正したプローブ１１１−１乃至１１１−５、１１１−７、１１１−８も同時に変形を開始する。前記ガイド穴６３４の−Ｘ方向への押し込みに対し、前記プローブ１１１−６は予め初期基準位置Ｘｒ２より＋Ｘ方向にずれた位置にあるため、他の正常な、及び修正したプローブ１１１−１乃至１１１−５、１１１−７、１１１−８よりも早く塑性領域まで変形することになる。前記ガイド穴６３４が予め決定された押し込み量の移動が終了し、前記ガイド穴６３４を前記＋Ｘ方向初期位置まで戻し押し込みを解除すると、図１５（ｆ）のように、塑性領域まで変形させた前記プローブ１１１−６は塑性ひずみが残留し、前記初期基準位置Ｘｒ２に近づくことになる。
【００５７】  図１６及び図１７は、図１５で説明した動作をさらに詳細に説明するために、応力−ひずみ曲線との関係に当てはめて説明した図である。図１６は、図１５における修正対象プローブ１１１−３と隣接する正常プローブ１１１−４のみを示した。図１６において、Ｘｒ０は前記ガイド穴６３４を設置する際のＸ方向基準位置、Ｘｒｎは前記プローブ１１１−１〜１１１−８の基準位置を示し、前記基準位置Ｘｒ０とは、Ｒｘの間隔で設置されているものとする。また、修正対象である前記プローブ１１１−３は、プローブ基準位置Ｘｒｎから−Ｘ方向にａｘ１ずれているものとする。
【００５８】  図１６（ａ）において、まず前記基準位置Ｘｒ０を画像処理にて検出し決定する。次に修正対象である前記プローブ１１１−３の位置を決定する。これは、Ｘｒ０＋（Ｒｘ＋ａｘ１）で表される。前記ガイド穴６３４の左内壁位置が前記プローブ１１１−３より−Ｘ方向にｍｘの位置とすれば、前記ガイド穴６３４の左内壁位置はＸｒ０＋（ｎ×Ｐｘ＋ａｘ１）＋ｍｘで表される。次に、図１６（ｂ）における押し込み量Ｌｘを決定する。図１７（ａ）は、プローブ先端をＸ方向に押したときの、プローブ先端位置における応力−ひずみ曲線を表し、予め測定によりデータを取得しておく。押し込みによるプローブ先端の移動量が図１７（ａ）における弾性域の範囲のときは、押し込みを解除したときに、プローブ先端が初期の位置に戻る。ところが、プローブ先端の押し込み量をＬｘとして弾性域を超えて塑性域に至り、その状態から押し込みを解除すると、初期の位置から残留ひずみに相当するｂｘだけずれた位置で停止する。
【００５９】  図１７（ｂ）は、先端押し込み量と押し込み解除後の初期位置からの移動量の関係を示した図である。図１７（ｂ）に示すように、ある一定の範囲までは、押し込み量が塑性域を超えると徐々に初期位置からの移動量が増加する傾向にある。この関係を予め測定しデータ化しておく。プローブ先端の押し込み量Ｌｘに対する移動量ｂｘが、前記プローブ１１１−３の基準位置Ｘｒｎからのずれ量ａｘ１の近傍となる値が、目標とする押し込み量Ｌｘとすることができる。図１６（ｂ）において目標とするＬｘを押し込み量とし、前記ガイド穴６３４をｍｘ＋Ｌｘ移動させて、前記プローブ１１１−３をＬｘだけ＋Ｘ方向に押し込む。押し込みを解除すると、図１６（ｃ）に示すように初期の先端位置よりｂｘだけ＋Ｘの位置で停止する。すなわち、前記プローブ１１１−３の基準位置Ｘｒｎからのずれ量ａｘ１と前記移動量ｂｘの差分ａｘ２が、第２のずれ量となる。以上の動作は、前記プローブ１１１−６の修正動作の説明に当てはめることができ、詳細説明は省略する。以上説明したとおり、予め前記ガイドプレート６３１等を対象となる前記プローブ１１１−１乃至１１１−８等の前記プローブ垂直部２２に挿入しておき、さらに、前記ガイドプレート６３１が、ＸＹ平面内で平行移動が可能となるようにすることにより、前記プローブ先端部２１の初期的な位置が保証され、かつ、組立後のプローブ動作等により前記プローブ先端部２１の位置がずれた場合でも、修正が可能となるものである。
【００６０】  図１８は、本発明の実施形態に関わるプローブ組立体１０−５の製造方法を説明するものである。図１８（ａ）は、プローブ集合体の素材となる前記ベリリウム銅箔シート２００と前記絶縁フィルム２０１の貼り合わせたものを示す。前記ベリリウム銅箔シート２００と前記絶縁フィルム２０１を貼り合わせる方法は、前記ベリリウム銅箔シート２００と前記絶縁フィルム２０１を接着する方法の他、前記ベリリウム銅箔シート２００上に液状のポリイミド等をコーティングし、熱硬化させる方法等がある。この前記ベリリウム銅箔シート２００から、プローブ集合体の構成要素となるプローブ及び固定部等の外形形状２３０を加工する。前記外形形状２３０の加工方法は、予めコンピュータに入力された座標データを基に、レーザ加工する方法やエッチングによる方法がある。図１８（ｂ）は、加工されたプローブ集合体１９を示す。図１８（ｂ）において、プローブ１１９−１〜１１９−８の内、前記プローブ導体パターン部２４及び前記プローブ端子部２５の一部は、裏面に前記絶縁フィルム２０１を残し、保持されている。また、前記プローブ導体パターン部２４及び前記プローブ端子部２５の一部における各プローブ間には、前記絶縁フィルム２０１上に絶縁充填剤２０２を充填してもよい。
【００６１】  一方、前記プローブ変形部２３及び垂直プローブ部２２の一部における各プローブ間は、裏面の前記絶縁フィルム２０１も排除し、プローブのバネ動作を可能としている。このとき、各々の前記プローブ変形部２３及び垂直プローブ部２２の裏面は前記絶縁フィルム２０１があってもよい。また、前記垂直プローブ部２２は、前記絶縁フィルム２０１又は前記ベリリウム銅箔シート２００を一部残し、各プローブ間の連結部２０３を構成している。この前記連結部２０３により、後述するように、プローブカートの全組立が完了するまで、プローブ間ピッチが高精度に保持される。さらに、前記プローブ組立体１０−５において前記プローブ集合体１９を保持固定するためのダミー部２６及び基準穴２７等を設置している。
【００６２】  作製された前記プローブ集合体１９を、図１８（ｃ）に示すように、前記主基板３上にハウジング６１５によって固定し、さらに、前記プローブ端子部２５と配線パターンシート４９上の配線パターン４１９とを接続する。最後に、図１８（ｄ）に示すように、前記連結部２０３をレーザ等で切断することにより、プローブカードが完成する。
【００６３】  図１９は、前記連結部２０３のレーザ光による切断方法を示す図である。前記連結部２０３を最後の工程で切断することにより、図１９
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５０の加工精度のみで決定され、前記プローブ集合体１９の組立時や、前記配線パターン４１９との接続作業における精度の劣化は生じない。図１９（ｂ）で示すように、レーザ光６５０を、Ｚ方向から照射することにより、プローブカードを組み立てた後でも、前記連結部２０３の切断が可能である。
【００６４】  図２０は、前記ガイドプレート６３１の組立方法を示すものである。図２０に示すように、前記ガイドプレート６３１を予め２つの部分６３１ａ、６３１ｂに分離させることにより、前記ガイドプレート６３１の前記垂直プローブ部２５への挿入が容易になる。
【００６５】  以上説明した実施形態により、本発明のプローブカードによれば、狭ピッチパッド配列に対応させた複数のプローブ集合体のプローブと接続する配線パターンを設置した配線パターンシートを、各々のプローブ集合体ごとに作製し、積層して主基板上に搭載し、プローブと接続したことにより、特に多段千鳥配列パッドに対応可能な狭ピッチかつ多ピンを有するプローブカードにおいて、配線基板の低価格化及びプローブと配線との接続問題を解決し、かつ、高周波特性に優れた安価なプローブカードを提供することが可能となるものである。
【産業上の利用可能性】
【００６６】半導体ウエハにおける高周波帯域の信号を含む多ピン狭ピッチ検査端子を有する半導体の電気的検査に使用するプローブカードに利用することができる。
【符号の説明】
【００６７】１  プローブカード
１０、１０−１〜１０−３、１０−５、５０  プローブ組立体
１００  被検査半導体チップ
１００−１〜１００−５、１０１〜１０８、５００、５０１  パッド列
１１、１２、１３ａ／ｂ、１４ａ／ｂ、１５ａ／ｂ、１６ａ／ｂ、１７ａ／ｂ、１８ａ／ｂ、１９、５１〜５３、５２１〜５２５  プローブ集合体
１１０、１１１、１１２、１１３ａ／ｂ〜１１８ａ／ｂ、１１９、５１１〜５１８、５２１−「」〜５２３−「」、５３１、５３２  プローブ
２１  プローブ先端部
２２  垂直プローブ部
２３  プローブ変形部
２４  プローブ導体パターン部
２５  プローブ端子部
２００  ベリリウム銅箔シート
２０１  絶縁フィルム
２０２  絶縁充填剤
２０３  連結部
２１１〜２１６  スペーサ
２３０  外形形状
３  主基板
３０  インターフェース部
３１  外部接続端子
３２テスター端子
３３  電気端子
３４  スルーホール
３５  半田
４  配線回路部
４０、４１、４３ａ／ｂ、４４ａ／ｂ、４５、４６、４９  配線パターンシート
４００  銅箔シート
４０１  絶縁フィルム
４１０、４１１、４１９、４３１ａ／ｂ、４４１ａ／ｂ、４５１、４６１、４６２  配線パターン
４６３  スルーホール
６１１〜６１５  ハウジング
６１５  スライド穴
６２０  固定ネジ
６３０  固定具
６３１、６３２  ガイドプレート
６３４〜６３７  ガイド穴
６４０  ガイドプレート取付具
６５０  レーザ光
ＣＮ１〜４  接続部
【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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【図２０】
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