(57)【要約】【課題】タッチダウンを繰り返し行った場合でも針先精度を確保し、高温試験時でも上下の摺動性を確保できるプローブカードを提供する。【解決手段】複数のプローブを備えるプローブユニット、上記プローブユニットの上側に所定の間隔で配置されているメイン基板、および上記メイン基板上側に固定されたガイドプレートを備え、上記プローブユニットに複数の摺動軸を立て、上記摺動軸を上記メイン基板に設けた貫通孔を貫通させ、上記ガイドプレートに設けた軸受けで上記摺動軸を受ける構造とする。【選択図】図１
2009204546.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のプローブを備えるプローブユニット、上記プローブユニットの上側に所定の間隔で配置されているメイン基板、および上記メイン基板上側に固定されたガイドプレートを備えるプローブカードであって、
上記プローブユニットに複数の摺動軸を立て、上記摺動軸を上記メイン基板に設けた貫通孔を貫通させ、上記ガイドプレートに設けた軸受けで上記摺動軸を受けることを特徴とするプローブカード。
【請求項２】
上記ガイドプレートに設けた上記孔に軸受を垂直方向に動かないように固定し、上記軸受けに対して、水平方向に力を加える構造を上記ガイドプレートに設け、上記軸受けと上記摺動軸の間に生じた遊びを減少させることを特徴とする請求項１に記載のプローブカード。
【請求項３】
上記水平方向の力を、上記摺動軸に対して、直交する２方向の力として加える構造を上記ガイドプレートに設けることを特徴とする請求項２に記載のプローブカード。
【請求項４】
上記複数の摺動軸を直線状に配置し、上記直線方向に上記水平の力を加える構造を上記ガイドプレートに設け、上記複数の摺動軸の相互の遊びを減少させることを特徴とする請求項２または３に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、プローブカードに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置の検査に用いるプローブカードは、メイン基板と、複数のプローブを配置したプローブユニットから構成されている。上記プローブユニットを構成するユニットベースとガイドプレートの間に弾性体を用いて、オーバードライブのマージンの確保、および各プローブの合計針フォースが設定許容値をオーバーした時に対応する構造を用いている。
【０００３】
従来のプローブカードは、オーバードライブのマージンの確保、および各プローブの合計針フォースが設定許容値をオーバーした時に対応するために、上記プローブユニットを弾性体を用いてメイン基板に固定する構造となっている。
【０００４】
上記弾性体を用いることにより、オーバードライブを行ったときに、上記プローブユニットは、鉛直方向に移動し、上記メイン基板に対して相対的な位置が変化し、適切な針圧に保つような構造となっている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上述のような位置変化を生じると、垂直方向だけでなく、水平方向にも位置変化を生じ、その結果、ウエハ上へのタッチダウンが繰り返されると、プローブの針先の位置ずれが生じるという問題があり、この位置ずれを防止する措置も特に無かった。
【０００６】
本発明は、タッチダウンを繰り返し行った場合でも針先精度を確保し、高温試験時でも上下の摺動性を確保できる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】
【０００７】
本発明のプローブカードは、複数のプローブを備えるプローブユニット、上記プローブユニットの上側に所定の間隔で配置されているメイン基板、および上記メイン基板上側に固定されたガイドプレートを備えるプローブカードであって、上記プローブユニットに複数の摺動軸を立て、上記摺動軸を上記メイン基板に設けた貫通孔を貫通させ、上記ガイドプレートに設けた軸受けで上記摺動軸を受けることを特徴とする。
【０００８】
上記ガイドプレートに設けた上記孔に軸受を垂直方向に動かないように固定し、上記軸受けに対して、水平方向に力を加える構造を上記ガイドプレートに設け、上記軸受けと上記摺動軸の間に生じた遊びを減少させる構造とする。
【０００９】
上記水平方向の力を、上記摺動軸に対して、直交する２方向の力として加える構造を上記ガイドプレートに設ける構造とする。
【００１０】
さらに、上記複数の摺動軸を直線状に配置し、上記直線方向に上記水平の力を加える構造を上記ガイドプレートに設け、上記複数の摺動軸の相互の遊びを減少させる構造とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のプローブカードは、複数のプローブを備えるプローブユニット、上記プローブユニットの上側に所定の間隔で配置されているメイン基板、および上記メイン基板上側に固定されたガイドプレートを備えるプローブカードであって、上記プローブユニットに複数の摺動軸を立て、上記摺動軸を上記メイン基板に設けた貫通孔を貫通させ、上記ガイドプレートに設けた軸受けで上記摺動軸を受けることにより、検査時にプローブユニットが垂直方向に移動しても、摺動軸の水平方向の位置ずれを防止することが可能となる。
【００１２】
上記ガイドプレートに設けた上記孔に軸受を垂直方向に動かないように固定し、上記軸受けに対して、水平方向に力を加える構造を上記ガイドプレートに設け、上記軸受けと上記摺動軸の間に生じた遊びを減少させることにより、高温試験時に熱膨張が生じても、摺動軸の摺動性を確保することが可能となる。
【００１３】
上記水平方向の力を、上記摺動軸に対して、直交する２方向の力として加える構造を上記ガイドプレートに設けることにより、検査時にプローブユニットが垂直方向に移動しても、摺動軸の水平方向の位置ずれを防止し、かつ高温試験時の熱膨張にも対応可能となる。
【００１４】
さらに、上記複数の摺動軸を直線状に配置し、上記直線方向に上記水平の力を加える構造を上記ガイドプレートに設け、上記複数の摺動軸の相互の遊びを減少させることにより、熱膨張に対応しながら、更なる位置精度の向上が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下に図を用いて本発明のプローブカード１について詳しく説明する。図１が、第１の実施形態のプローブカード１の概略断面図である。
【００１６】
図１に示すように、本発明のプローブカード１は、複数のプローブ７を備えるプローブユニット２、上記プローブユニット２の上側に所定の間隔で配置されたメイン基板３、および上記メイン基板３の上側に配置されたガイドプレート１３を備え、上記プローブユニット２に複数の摺動軸４を立て、上記摺動軸４は上記メイン基板３に設けられた貫通孔を貫通し、上記ガイドプレート１３に設けられた軸受によって受けている。上記軸受けとしては、ボールベアリング、ボールブッシュ等が用いられるが、ここではボールブッシュ１５を用いている。
【００１７】
そして、上記ボールブッシュ１５にて受けている上記摺動軸４は、上記ガイドプレート１３の上側で固定された軸・ばね固定プレート１０に固定されている。また、上記軸・ばね固定プレート１０に与圧を与えるためのばね５が設けられている。
【００１８】
さらに、上記プローブユニット２は、ユニットベース８、バッキングプレート９および複数のプローブ７が配置されたインターポーザー６から構成される。
【００１９】
上記メイン基板３と上記ガイドプレート１３の間には上記メイン基板３を補強するための補強板１２が配置され、上記ガイドプレート１３はねじ等で構成される傾き調整機構１４によって間隔を調節可能に上記補強板１２に固定されている。上記補強板１２には、上記メイン基板３および上記ガイドプレート１３と同様に、上記摺動軸４が貫通する孔が設けられている。
【００２０】
上記ばね５として、引張りばねが用いられる。上記ばね５の一端は、上記軸・ばね固定プレート１０に固定され、他端は、上記ガイドプレート１３に固定されている。上記ばね５によって、検査時のオーバードライブ量に対して適切なばね荷重が作用する構造となっている。また、上記ばね５は、上記メイン基板３の上部で、軸・ばね固定プレート１０の外周に位置し、プローブカード１の外部に露出していることから、取り付け状況の確認が確実に行え、さらに、調整作業も容易であり、上記ばね５の交換作業も簡単に行うことが可能となる。
【００２１】
また、上記軸・ばね固定プレート１０と上記ガイドプレート１３との間にはブロック１６を設けている。これは、上記プローブ７の針先高さを調整するために設けており、上記ブロック１６の高さを変更することによって、上記プローブユニット２と上記メイン基板３の間隔が変更され、上記プローブ７の針先高さを簡単に変更することが可能となる。
【００２２】
上記ボールブッシュ１５は、上記ガイドプレート１３に設けられた孔１１に固定されており、上記ボールブッシュ１５内に数μｍのクリアランスで、上記摺動軸４が挿入されている。これにより、上記摺動軸４がスムーズに上下動を行うことが可能となる。
【００２３】
また、図２に示すように、上述のような数μｍのクリアランス（Ｂ）が存在していても、従来よりも微小のガタツキに抑えられスムーズに摺動可能となるので、ウエハ上へのタッチダウンが繰り返されても、プローブの針先の位置ずれを抑えることが可能となる。
【００２４】
次に、図３に示す第２の実施形態のプローブカード１について説明する。
【００２５】
第２の実施形態のプローブカード１は、第1の実施形態と同様に、複数のプローブ７を備えるプローブユニット２、上記プローブユニット２の上側に所定の間隔で配置されたメイン基板３、および上記メイン基板３の上側に配置されたガイドプレート１３を備え、上記プローブユニット２に複数の摺動軸４を立て、上記摺動軸４は上記メイン基板３に設けられた貫通孔を貫通し、上記ガイドプレート１３に設けられた軸受によって受けている。上記軸受けとして、第1の実施形態と同様にボールブッシュ１５を用いているが、上記ボールブッシュ１５は、完全に上記ガイドプレート１３に固定されているのではなく、垂直方向に動かないように上記ガイドプレート１３に固定されている。
【００２６】
ちなみに、上記プローブユニット２、メイン基板３、メイン基板を補強する補強板１２、および針先高さを調整するブロック１６については第１の実施形態と同じ構造を用いているので、ここでは詳しい説明を省略する。
【００２７】
上記ボールブッシュ１５の固定方法は、上記ボールブッシュ１５を上記ガイドプレート１３に直接固定するのではなく、上記ガイドプレート１３に設けられた孔１１にボールブッシュ１５を、上下２箇所にＣリング１９を用いて、上記孔１１から抜け落ちないように垂直方向を固定し、かつ、上記孔の中で、水平方向に動くことが出来るように固定している。
【００２８】
さらに、本実施形態では、上記ガイドプレート１３において、軸受けである上記ボールブッシュ１５に対して、水平方向に力を加えるために、上記ガイドプレート１３の孔１１にボールプランジャー１８を設けている。本実施形態では、図３の左側の孔１１にボールプランジャー１８を設け、右側の孔１１には上記ボールプランジャー１８と同一直線状で対向する位置に、固定ねじ１７を設ける。
【００２９】
図３、４に示す左側の孔１１に設けられた上記ボールプランジャー１８は、左側の孔１１内で左側からボールブッシュ１５に水平方向の力を加え上記摺動軸４へと押し付けるように作用している。これにより、左側の摺動軸４とボールブッシュ１５の遊びが減少されてガタが無くなる。
【００３０】
さらに、上記ボールプランジャー１８によって水平方向に力を加えると、左側の摺動軸４が右側へと押される。この時、２本の摺動軸４の間隔（Ａ）は固定されていることから、右側の摺動軸４も右へと押され、右側の孔１１内で上記摺動軸４が上記固定ねじ１７に押し付けられ、右側の孔１１の右側に設けられた固定ねじ１７によって上記ボールブッシュ１５の動きが止められる。これにより、右側の孔１１においても、上記摺動軸４とボールブッシュ１５のガタが無くなる。
【００３１】
このように、上記ボールプランジャー１８と上記固定ねじ１７によって、上記２本の摺動軸４の間隔は固定された状態で、上記ボールブッシュ１５の間隔が狭くなることにより、２本の摺動軸４が各孔１１内で各ボールブッシュ１５に押し付けられる。これにより、上記摺動軸４と上記ボールブッシュ１５の図４におけるＸ方向のガタツキが抑えられ、摺動軸４のブレを抑制し、軸精度を上げる事が可能となる。
【００３２】
次に、第３の実施形態のプローブカード１について図５を用いて詳しく説明する。
【００３３】
第３の実施形態のプローブカード１は、断面構造は図３に示す第２の実施形態と同じであり、ボールプランジャー１８と固定ねじ１７の平面配置が第２の実施形態と異なる。
【００３４】
第３の実施形態のプローブカード１は、図５に示すようにガイドプレート１３に設けられた４つの孔１１に挿入される４本の摺動軸４を備えている。４つの孔１１には、それぞれ上記ボールプランジャー１８あるいは上記固定ねじ１７が直行する２方向（図５におけるＸ，Ｙ方向）に配置されている。
【００３５】
上記ボールプランジャー１８および上記固定ねじ１７の配置について詳しく説明する。右上の孔１１には、上側および右側に上記固定ねじ１７を配置する。右下の孔１１には右側に上記固定ねじ１７、下側に上記ボールプランジャー１８を配置する。左上の孔１１には上側に上記固定ねじ１７、左側に上記ボールプランジャー１８を配置する。左下の孔１１には左側および下側に上記ボールプランジャー１８を配置する。
【００３６】
上述のような上記ボールプランジャー１８および上記固定ねじ１７の配置により、図５に一転鎖線で示すようなＸＹ方向に規制する固定基準面を設けることとなり、ＸＹ方向の位置精度を出すことが出来る。高温試験時には上記ガイドプレート１３の熱膨張による上記孔１１の孔間距離、あるいは上記軸・ばね固定プレート１０の熱膨張による上記摺動軸４の軸間距離が変化するが、上記固定基準面を基準とした熱膨張による変形が生じ、これ対する上記ボールプランジャー１８の矢印方向のばね作用により、各摺動軸４とボールブッシュ１５が接する状態が維持されるので、高温試験時の軸精度および摺動性を確保することが可能となる。
【００３７】
次に、第４の実施形態のプローブカード１について図６を用いて詳しく説明する。
【００３８】
第４の実施形態のプローブカード１は、断面構造は図３に示す第２の実施形態と同じであり、ボールプランジャー１８と固定ねじ１７の平面配置が第２、３の実施形態と異なる。
【００３９】
第４の実施形態のプローブカード１は、図６に示すようにガイドプレート１３に設けられた４つの孔１１に挿入される４本の摺動軸４を備えている。４つの孔１１には、それぞれ上記ボールプランジャー１８と上記固定ねじ１７が直行する２方向（図７におけるＸ，Ｙ方向）に一つずつ配置されている。
【００４０】
上記ボールプランジャー１８および上記固定ねじ１７の配置について詳しく説明する。右上の孔１１には、上側に上記固定ねじ１７、右側に上記ボールプランジャー１８を配置する。右下の孔１１には右側に上記固定ねじ１７、下側に上記ボールプランジャー１８を配置する。左上の孔１１には上側に上記ボールプランジャー１８、左側に上記固定ねじ１７を配置する。左下の孔１１には左側に上記ボールプランジャー１８、下側に上記固定ねじ１７を配置する。
【００４１】
上述のように４つのボールプランジャー１８と４つの固定ねじ１７が互いに対向するような配置により、ＸＹ方向だけでなくガイドプレート１３の中心を中心軸とした回転方向（θ）にも規制点を設けることとなり、ＸＹθ方向の位置精度を出すことが出来る。高温試験時には上記ガイドプレート１３の熱膨張による上記孔１１の孔間距離、あるいは上記軸・ばね固定プレート１０の熱膨張による上記摺動軸４の軸間距離が変化するが、上記規制点により上記ガイドプレート１３の中心を中心軸とした左回りの回転方向の変形、および上記中心軸から放射状方向への変形に規制され、これに対する上記ボールプランジャー１８の矢印方向のばね作用により、各摺動軸４とボールブッシュ１５が接する状態が維持されるので、高温試験時の軸精度および摺動性を確保することが可能となる。
【００４２】
そして、本実施形態では回転方向（θ）も規制されることにより、高温試験時の熱膨張が生じても、上記ガイドプレート１３の中心軸の位置は変化が生じないので、プローブ７の針先の位置変化量をより少なく抑制することが可能となる。
【００４３】
このように、本発明のプローブカードは、軸受、および軸受の動きを抑制するボールプランジャーと固定ねじを用いることにより、タッチダウンを繰り返し行った場合でも針先精度を確保し、高温試験時でも上下の摺動性を確保することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の第１の実施形態のプローブカードの概略断面図である。
【図２】図１のガイドプレートの拡大平面図である。
【図３】第２の実施形態のプローブカードの概略断面図である。
【図４】図３のガイドプレートの平面図である。
【図５】第３の実施形態のプローブカードに用いるガイドプレートの平面図である。
【図６】第４の実施形態のプローブカードに用いるガイドプレートの平面図である。
【符号の説明】
【００４５】
１    プローブカード
２    プローブユニット
３    メイン基板
４    摺動軸
５    ばね
６    インターポーザー
７    プローブ
８    ユニットベース
９    バッキングプレート
１０  軸・ばね固定プレート
１１  孔
１２  補強板
１３  ガイドプレート
１４  傾き調整機構
１５  ボールブッシュ
１６  ブロック
１７  固定ねじ
１８  ボールプランジャー
１９  Ｃリング
【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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