(57)【要約】      （修正有）【課題】接触子ユニットを個別に容易に交換することができるプローブカードを提供する。【解決手段】接触子ユニット３８Ｓ，３８Ｌを備えるプローブカード２０は、被検査物における入出力信号用端子群に当接または離隔せしめられる複数の接触子と、複数の接触子を所定の個数ごとに一方の表面に支持する基板と、基板における相対向する他方の表面に形成され複数の接触子に電気的に接続される導体層と、をそれぞれ、含んでなる複数の接触子ユニットと、外部接続端子と、複数の接触子ユニットと外部接続端子とを電気的に接続する導体層とを有し、複数の接触子ユニットを支持するマザーボードと、を備え、複数の接触子ユニットが、加熱剥離可能な接着剤またはろう材により、マザーボード３４の表面に直接的または間接的に取り外し可能に接合される。【選択図】図１
2009216466.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検査物における入出力信号用端子群に当接または離隔せしめられる複数の接触子と、該複数の接触子を所定の個数ごとに一方の表面に支持する基板と、該基板における相対向する他方の表面に形成され該複数の接触子に電気的に接続される導体層と、をそれぞれ、含んでなる複数の接触子ユニットと、
外部接続端子と、前記複数の接触子ユニットと該外部接続端子とを電気的に接続する導体層とを有し、前記複数の接触子ユニットを支持するマザーボードと、を備え、
前記複数の接触子ユニットが、加熱剥離可能な接着剤またはろう材により、前記マザーボードの表面に直接的または間接的に取り外し可能に接合されることを特徴とする接触子ユニットを備えるプローブカード。
【請求項２】
前記複数の接触子が、第１のろう材により前記基板に固定され、前記接触子ユニットの導体層が、該第１のろう材の融点よりも低い融点を有する第２のろう材で作られた半田ボールであることを特徴とする請求項１記載の接触子ユニットを備えるプローブカード。
【請求項３】
前記マザーボードの導体層に電気的に接続されるコンタクト端子を内蔵する接続ブロック部材をさらに備え、前記複数の接触子ユニットが、該コンタクト端子を介して前記マザーボードの導体層に電気的に接続されることを特徴とする請求項１記載の接触子ユニットを備えるプローブカード。
【請求項４】
前記接触子ユニットの基板は、前記マザーボードに当接される支持体を有することを特徴とする請求項２記載の接触子ユニットを備えるプローブカード。
【請求項５】
前記接触子ユニットが、該接触子ユニットの基板の導体層に接続されるフレキシブル配線基板、および、前記マザーボードに設けられ該フレキシブル配線基板に接続されるコネクタを介して該マザーボードの導体層に電気的に接続されることを特徴とする請求項１記載の接触子ユニットを備えるプローブカード。
【請求項６】
請求項１記載の前記マザーボードの所定位置に取り外し可能に接合された前記複数の接触子ユニットのうちの１個の接触子ユニットを、赤外線または加熱空気が供給されるリペアノズルの内側に所定時間、配し、
前記所定時間経過後、前記１個の接触子ユニットをリペアノズルの内側から取り外し、
新たな接触子ユニットを接合材により前記マザーボードの所定位置に接合することを含む接触子ユニットの交換方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、接触子ユニットを備えるプローブカード、および、接触子ユニットの交換方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
シリコンウェハ等の半導体装置に縦横に複数個形成された回路および回路パターンの良否をそれぞれ判定するために電気的特性検査が行なわれている。このような検査においては、例えば、特許文献１にも示されるような、プローブカードを備える検査装置（テストシステム）が用いられている。
【０００３】
プローブカードは、例えば、特許文献２にも示されるように、被検査物としてのシリコンウェハの各回路パターンに電気的に接続される複数のスプリングプローブを有するプローブヘッドと、プローブヘッドを挟持する二つの締結部材とを含んで構成されている。
【０００４】
二つの締結部材は、スティフナーおよびプローブボードを介して向かい合って配されている。
【０００５】
また、そのようなプローブヘッドは、複数のスプリングプローブを協働して保持するように共通の軸線上に貫通穴をそれぞれ、有し、互いに重ねあわされるボトムボード、中間ボード、および、トップボードを含んで構成されている。これにより、不良とされるスプリングプローブが交換される場合、ボトムボードを下側にして、トップボードが取り外されることにより、そのスプリングプローブが貫通穴から引き抜かれ、交換されることとなる。
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−１７２５５１号公報
【特許文献２】特開２００７−７１６９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述のようなプローブカードのプローブヘッドにおいては、試験されるシリコンウェハの直径が大きくなる従い、プローブヘッドの直径も大となる。これにより、プローブヘッドにおいて、不良とされる１本のスプリングプローブの交換の際、上述のような複数のボードからなるプローブヘッドの分解および再組み立て作業が容易ではなく、しかも、他の良品とされる複数本のスプリングプローブが誤って破損する虞もある。即ち、プローブカードの製造工程における歩留や破損接触子の補修等が問題となる。
【０００８】
以上の問題点を考慮し、本発明は、接触子ユニットを備えるプローブカード、および、接触子ユニットの交換方法であって、接触子ユニットを個別に容易に交換することができる接触子ユニットを備えるプローブカード、および、接触子ユニットの交換方法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】
【０００９】
上述の目的を達成するために、本発明に係る接触子ユニットを備えるプローブカードは、被検査物における入出力信号用端子群に当接または離隔せしめられる複数の接触子と、複数の接触子を所定の個数ごとに一方の表面に支持する基板と、基板における相対向する他方の表面に形成され複数の接触子に電気的に接続される導体層と、をそれぞれ、含んでなる複数の接触子ユニットと、外部接続端子と、複数の接触子ユニットと外部接続端子とを電気的に接続する導体層とを有し、複数の接触子ユニットを支持するマザーボードと、を備え、複数の接触子ユニットが、加熱剥離可能な接着剤またはろう材により、マザーボードの表面に直接的または間接的に取り外し可能に接合されることを特徴とする。
【００１０】
本発明に係る接触子ユニットの交換方法は、上述のマザーボードの所定位置に取り外し可能に接合された複数の接触子ユニットのうちの１個の接触子ユニットを、赤外線または加熱空気が供給されるリペアノズルの内側に所定時間、配し、所定時間経過後、１個の接触子ユニットをリペアノズルの内側から取り外し、新たな接触子ユニットを接合材により前記マザーボードの所定位置に接合することを含む。
【発明の効果】
【００１１】
以上の説明から明らかなように、本発明に係る接触子ユニットを備えるプローブカード、および、接触子ユニットの交換方法によれば、複数の接触子ユニットが、加熱剥離可能な接着剤またはろう材により、マザーボードの表面に直接的または間接的に取り外し可能に接合されるので接触子ユニットを個別に容易に交換することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図３は、本発明に係る接触子ユニットを備えるプローブカードの各実施例が用いられるテストヘッドを備えるテストシステムの構成を概略的に示す。
【００１３】
図３において、テストシステムは、例えば、被検査物としての液晶ディスプレイの一部を構成する液晶パネルの点灯検査、または、後述するシリコンウェハの回路動作検査を行うために使用される。
【００１４】
被検査物としての液晶パネルＷＯは、図５および図６に示されるように、その中央部に、偏光フィルタおよびカラーフィルター等から構成される表示部ＤＤと、表示部ＤＤに重ねられて形成され、表示部ＤＤへの駆動信号等の授受を行う接続端子板ＤＥとを含んで構成される。表示部ＤＤにおいては、その内側の領域ＤＡに画像等が表示される。接続端子板ＤＥにおける表示部ＤＤの全周縁には、複数のコンタクトパッドからなる端子群ＴＡが所定の間隔で形成されている。
【００１５】
テストシステムは、液晶パネルＷＯが着脱可能に搭載されるステージ１６を有するプローバ１０と、プローバ１０と並設される基台１０Ｂにジョイント１４を介して回動可能に支持され、ニ点鎖線で示されるように、ステージ１６に対し近接または離隔可能とされるテストヘッド１２と、図４に示されるように、試験される複数の液晶パネルＷＯまたは試験済みの複数の液晶パネルＷＯが貯蔵される貯蔵室２５とを含んで構成されている。
【００１６】
プローバ１０におけるステージ１６は、図示が省略される駆動機構における回転駆動系、および、直交座標系３軸に沿った並進駆動系により、移動可能に支持されている。これにより、ステージ１６における回転角および三次元座標位置が、図示が省略される制御部により制御される。
【００１７】
また、ステージ１６における被検査物搭載面１６Ｓには、図示が省略される吸引手段に連通する複数の細孔が形成されている。これにより、その吸引手段が選択的に作動状態とされる場合、被検査物としての液晶パネルＷＯは、その端子群ＴＡをテストヘッド１２のプローブカード２０に向けて被検査物搭載面１６Ｓにおける所定位置に搭載され保持されることとなる。
【００１８】
テストヘッド１２は、接続ケーブル１８を介して電気的にコントローラ２２に接続されている。コントローラ２２は、テストヘッド１２に対する試験信号群ＤＣを形成し供給する。これにより、液晶パネルＷＯの表示部ＤＤにテストパターンが表示される。その際、液晶パネルＷＯの目視による検査、または、コントローラ２２に制御されるＣＣＤカメラ（不図示）等による画像認識技術に基づく検査、もしくは、双方の検査により、液晶パネルのドット抜け、色むら等について各液晶パネルＷＯごとに対する点灯検査が行われる。これにより、各液晶パネルＷＯの良否が判定される。
【００１９】
テストヘッド１２は、図１および図２に示されるように、テストヘッド１２がステージ１６に対して近接した位置をとるとき、液晶パネルＷＯの端子群ＴＡと電気的接続を行う
プローブカード２０を最下端部に有している。
【００２０】
プローブカード２０は、テストヘッド１２の端部に対し着脱可能に支持され、後述する接触子ユニット３８Ｌおよび３８Ｓを有するマザーボード３４を備えている。
【００２１】
マザーボード３４は、例えば、熱硬化性樹脂（ＢＴレジン：商標名）、ガラスエポキシ樹脂、ガラス、および、セラミックで薄板状に成形されている。マザーボード３４における中央部には、目視検査用の開口部３４Ａが形成されている。開口部３４Ａの寸法は、液晶パネルＷＯの表示部ＤＤの大きさ以上に設定されている。
【００２２】
マザーボード３４の一方の表面における縁部には、図１に示されるように、長辺および短辺のうちの一方に沿ってそれぞれ、複数の接触子ユニット３８Ｌおよび３８Ｓが接合されている。接触子ユニット３８Ｌおよび３８Ｓの列は、互いに交差するようにＬ字状に接合されている。接触子ユニット３８Ｌおよび３８Ｓは、それぞれ、所定の間隔で一列に配されている。
【００２３】
接触子ユニット３８Ｌおよび３８Ｓは、互いに同一の構造を有するので接触子ユニット３８Ｓについて説明し、接触子ユニット３８Ｌの説明を省略する。
【００２４】
接触子ユニット３８Ｓは、図７（Ａ）および（Ｂ）に拡大されて示されるように、マザーボード３４の一方の表面に接着される基板３８Ｂと、基板３８Ｂの一方の表面上に半田付け固定される接触子３８ａｉ（ｉ＝１〜ｎ，ｎは正の整数）とを含んで構成されている。
【００２５】
ガラスエポキシ樹脂、または、上述の熱硬化性樹脂で成形される基板３８Ｂにおけるマザーボード３４の一方の表面に接着される表面には、図７（Ｂ）に拡大されて示されるように、各接触子３８ａｉに対応して半田ボール３８ｂｉ（ｉ＝１〜ｎ，ｎは正の整数）が形成されている。半田ボール３８ｂｉは、例えば、低融点のろう材（Ｓｎ−Ｚｎ，または、Ｓｎ−Ｚｎ−Ｂｉ）で作られている。半田ボール３８ｂｉは、３つの縦列となるように形成されている。各列は、所定の間隔をもって互いに略平行に形成されている。
【００２６】
各列の半田ボール３８ｂｉは、マザーボード３４の内部に形成される導体層を介して外部接続ピン３６ａｉ（ｉ＝１〜ｎ，ｎは正の整数）に電気的に接続されている。外部接続ピン３６ａｉは、図１に示されるように、各接触子ユニット３８Ｌおよび３８Ｓに対応して長辺および短辺に沿って所定の間隔で配置されている。外部接続ピン３６ａｉは、図示が省略されるテストヘッド１２の接続用ソケットに接続される。
【００２７】
また、各列の半田ボール３８ｂｉは、導体パターン３８ｗを介して貫通電極３８ｔの一方の開口端に接続されている。貫通電極３８ｔは、半田ボール３８ｂｉの列に沿って千鳥掛け状に形成されている。
【００２８】
さらに、基板の各角には、それぞれ、所定の高さを有する支持体３８ＳＴ（スタンドオフ）が設けられている。ガラスエポキシ樹脂または熱硬化性樹脂で成形される支持体３８ＳＴは、例えば、熱圧着シートにより接着されている。
【００２９】
支持体３８ＳＴにより、半田ボール３８ｂｉの直径がばらついた場合であっても、実装時、接触子ユニット３８Ｓおよび３８Ｌの実装高さ（マザーボード３４の表面から基板３８Ｂの表面までの高さ）のばらつきが抑制される。
【００３０】
支持体３８ＳＴに隣接した４箇所には、マーカ２８ＭＢが形成されている。なお、マーカ２８ＭＢは、画像認識による接触子ユニット３８Ｓおよび３８Ｌのマザーボード３４における所定位置に対する位置決めを行うために使用される。
【００３１】
貫通電極３８ｔの他方の開口端は、マザーボード３４の他方の表面に開口している。各貫通電極３８ｔの他方の開口端は、図７（Ａ）に示されるように、その表面に形成される導体パターン３８ＰＰの一端に接続されている。導体パターン３８ＰＰは、所定の間隔、例えば、上述の液晶パネルＷＯの端子群ＴＡを構成する端子相互間隔に対応して形成されている。各導体パターン３８ＰＰ上の他端側には、接触子３８ａｉがろう付けされている。
【００３２】
基板３８Ｂにおける接触子３８ａｉの実装部分には、Ａｕ−Ｓｎ，Ｓｎ，Ｓｎ−Ａｇ，Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ等の比較的高融点のろう材が、めっき法やスクリーン印刷などにより形成されている。
【００３３】
これにより、基板３８Ｂが局所加熱されることにより、例えば、ガラス基材上に複数の接触子３８ａｉが実装された接触子ユニットが製造される。接触子ユニット３８Ｓの状態で、接触子の実装精度や外観検査が行われ、不具合の接触子ユニットは、手直し又は廃棄される。その結果、実装密度が微小になるにつれ、例えば、局所加熱時の隣接する接触子への影響やろう材の不足による倒れなど、歩留低下につながる要因が多くなるので、接触子ユニット３８Ｓでの選別は、歩留まりの向上にとって非常に有効となる。
【００３４】
接触子３８ａｉは、図７（Ｃ）に拡大されて示されるように、薄板金属材料でプレス加工により成形され、先端部に接点部を有するとともに内部にスリットを有する可動片部３８Ｃと、可動片部３８Ｃの基端部に連なり基板３８Ｂに固定される固定部３８Ｆとから構成される。
【００３５】
図７（Ａ）において、両端および略中央に位置する導体パターン３８ＰＰの他端近傍には、マーカ２８ＭＡが３箇所に形成されている。なお、マーカ２８ＭＡは、画像認識による接触子ユニット３８Ｓおよび３８Ｌのマザーボード３４における所定位置に対する位置決めおよび実装を行うために使用される。
【００３６】
斯かる構成において、液晶パネルＷＯの点灯検査にあたり、先ず、液晶パネルＷＯがステージ１６の被検査物搭載面１６Ｓにおける所定位置に位置決めされた状態で吸引手段が作動状態とされることにより、図４に示されるように、液晶パネルＷＯが被検査物搭載面１６Ｓに保持される。
【００３７】
次に、テストヘッド１２のプローブカード２０が、図３に実線で示されるように、液晶パネルＷＯに対し近接せしめられる。その際、接触子ユニット３８Ｓおよび３８Ｌの可動片部３８Ｃの接点部が、液晶パネルＷＯにおける一方の長辺および短辺の各端子群ＴＡに当接せしめられる。
【００３８】
続いて、コントローラ２２が試験信号群ＤＣをテストヘッド１２に供給し、点灯検査が行われる。これにより、コントローラ２２は、得られたデータ群ＤＱに基づいて各液晶パネルＷＯごとに対する点灯検査において各液晶パネルＷＯの良否を判定する。
【００３９】
続いて、テストヘッド１２のプローブカード２０が、図３に一点鎖線で示されるように、液晶パネルＷＯに対し離隔せしめられた状態で、ステージ１６が、制御信号に基づいて設定された所定角度だけ回転せしめられる。所定の回転角度は、例えば、検査されていない液晶パネルＷＯにおける他方の長辺および短辺の各端子群ＴＡに、接触子ユニット３８Ｌおよび３８Ｓがそれぞれ、向かい合うまでの角度に設定される。
【００４０】
そして、テストヘッド１２のプローブカード２０が、図３に実線で示されるように、液晶パネルＷＯに対し近接せしめられる。その際、接触子ユニット３８Ｓおよび３８Ｌの可動片部３８Ｃの接点部が、液晶パネルＷＯにおける他方の長辺および短辺の各端子群ＴＡに当接せしめられる。
【００４１】
これ以降、上述と同様に、コントローラ２２は、試験信号群ＤＣをテストヘッド１２に供給し、点灯検査が行われる。これにより、コントローラ２２は、得られたデータ群ＤＱに基づいて各液晶パネルＷＯごとに対する点灯検査において各液晶パネルＷＯの良否を判定する。なお、上述の２回目の検査は、省略されてもよい。
【００４２】
図８および図９は、本発明に係る接触子ユニットを備えるプローブカードの第２実施例
の外観を概略的に示す。
【００４３】
上述の第１実施例におけるプローブカードは、被検査物としての液晶パネルＷＯに対して使用するものとされるが、図８および図９に示されるプローブカード２０は、被検査物としてのシリコンウェハＷＡ（図１５参照）に対して使用するものとされる。なお、図８および図９に示される例および後述される他の一例においても、プローブカード２０は、図３および図４に示されるような、テストシステムにおいてテストヘッド１２に装着された状態で使用される。
【００４４】
被検査物としてのシリコンウェハＷＡは、図１５に示されるように、所定の直径を有しており、その表層部に、縦横に回路パターンＷＡｉｊ（ｉ＝１〜ｎ，ｊ＝１〜ｎ，ｎは正の整数）を有している。図１６は、図１５における６個の回路パターンＷＡｉｊからなるＡ部を拡大し代表して部分的に示す。
【００４５】
図１６において、Ａ部における回路パターンＡ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４，Ａ５、および、Ａ６には、それぞれ、同様な試験信号入出力用コンタクトパッド群が、その中央部に互いに略平行に二列形成されている。回路パターンＡ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４，Ａ５、および、Ａ６における各試験信号入出力用コンタクトパッド群には、試験のとき、後述するプローブカード２０における１つの接触子ユニットの各接触子が当接される。
【００４６】
プローブカード２０は、図９に拡大されて示されるように、マザーボード２４と、マザーボード２４の一方の表面の周縁部に突出する複数の外部接続ピン２６ａｉと、マザーボード２４の他方の表面における中央部分に縦横に接着される複数の接触子ユニット２８ｉｊ（ｉ＝１〜ｎ，ｊ＝１〜ｎ，ｎは正の整数）とを含んで構成されている。
【００４７】
マザーボード２４は、例えば、ガラスエポキシ樹脂、上述の熱硬化性樹脂、または、セラミック、ガラスで円板状に所定の厚さで成形されている。
【００４８】
外部接続ピン２６ａｉは、図８に示されるように、円周方向に沿って所定の角度で均等に離隔配置されて、複数の環状列を形成している。外部接続ピン２６ａｉの基端部は、マザーボード２４内に形成される導体層３０ａｉ（ｉ＝１〜ｎ，ｎは正の整数）を介して後述する接触子ユニット２８ｉｊの１個の半田ボール２８ｂｉ（図１３参照）に電気的に接続されている。
【００４９】
接触子ユニット２８ｉｊは、図１１に拡大されて示されるように、マザーボード２４の一方の表面に接着される基板２８Ｂと、基板２８Ｂの一方の表面上に固定される一対の接触子２８ａｉ（ｉ＝１〜ｎ，ｎは正の整数）とを含んで構成されている。
【００５０】
ガラスエポキシ樹脂、または上述の熱硬化性樹脂で成形される基板２８Ｂにおけるマザーボード２４の一方の表面に接着される表面には、図１２、図１３、および、図１４に拡大されて示されるように、各接触子２８ａｉに対応して半田ボール２８ｂｉ（ｉ＝１〜ｎ，ｎは正の整数）が形成されている。半田ボール２８ｂｉは、６つの縦列となるように形成されている。各列は、所定の間隔をもって互いに略平行に形成されている。なお、半田ボール２８ｂｉのろう材には、Ｓｎ−Ｚｎ、Ｓｎ−Ｚｎ−Ｂｉなどの後述の第一のろう材よりも低融点のものとされる。
【００５１】
各列の半田ボール２８ｂｉは、図１０に示されるように、マザーボード２４の内部に形成される導体層３０ａｉを介して外部接続ピン２６ａｉ（ｉ＝１〜ｎ，ｎは正の整数）に電気的に接続されている。外部接続ピン２６ａｉは、図示が省略されるテストヘッド１２の接続用ソケットに接続される。
【００５２】
また、各接触子２８ａｉに対応した各列の半田ボール２８ｂｉは、導体パターン２８ｗを介して貫通電極２８ｔの一方の開口端に接続されている。貫通電極２８ｔは、半田ボール２８ｂｉの列に沿って千鳥掛け状に形成されている。
【００５３】
さらに、基板２８Ｂの各角には、それぞれ、所定の高さを有する支持体２８ＳＴが設けられている。なお、支持体２８ＳＴの材料は、ろう材の濡れ性の悪い材料が好ましい。例えば、ステンレス材料を基板２８Ｂに挟み込むか、あるいは、貼り合せる方法などもある。
【００５４】
支持体２８ＳＴにより、半田ボール３８ｂｉの直径がばらついた場合であっても、実装時、接触子ユニット２８ｉｊの実装高さ（マザーボード２４の表面から基板２８Ｂの表面までの高さ）のばらつきが抑制される。
【００５５】
支持体２８ＳＴに隣接した４箇所には、マーカ２８ＭＢが形成されている。また、マーカ２８ＭＢ相互間の中間位置にも、マーカ２８ＭＢが形成されている。なお、マーカ２８ＭＢは、画像認識による接触子ユニット２８ｉｊのマザーボード２４における所定位置に対する位置決めを行うために使用される。
【００５６】
貫通電極３８ｔの他方の開口端は、図１１に示されるように、マザーボード２４の他方の表面に開口している。各貫通電極２８ｔの他方の開口端は、その表面に形成される各導体パターン群２８Ｂ１、２８Ｂ２、２８Ｂ３、２８Ｂ４、２８Ｂ５、および、２８Ｂ６を構成する導体パターンの一端に接続されている。各導体パターンは、所定の間隔、例えば、上述のシリコンウェハＷＡの試験信号入出力用コンタクトパッド群を構成するコンタクトパッド相互間隔に対応して形成されている。各導体パターン上の他端側には、接触子２８ａｉが半田付け固定されている。基板２８Ｂにおける接触子２８ａｉの実装部分には、ろう材が、めっき法やスクリーン印刷などにより形成されている。なお、接触子の実装部分のろう材には、接触子ユニット実装時に熱の影響を極力受けないように、Ａｕ−Ｓｎ、Ｓｎ、Ｓｎ−Ａｇ、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕなど比較的高融点のろう材（第１のろう材）が、用いられるのが望ましい。
【００５７】
これにより、基板２８Ｂが局所加熱されることにより、例えば、ガラス基材上に複数の接触子２８ａｉが実装された接触子ユニットが製造される。接触子ユニット２８ｉｊの状態で、接触子の実装精度や外観検査が行われ、不具合の接触子ユニットは、手直し又は廃棄される。その結果、実装密度が微小になるにつれ、例えば、局所加熱時の隣接する接触子への影響やろう材の不足による倒れなど、歩留低下につながる要因が多くなるので、接触子ユニット２８ｉｊでの選別は、歩留まりの向上にとって非常に有効となる。
【００５８】
接触子２８ａｉは、図１２に拡大されて示されるように、薄板金属材料でプレス加工により成形され、先端部に接点部を有するとともに、内部にスリットを有する可動片部２８Ｃと、可動片部２８Ｃの基端部に連なり基板２８Ｂに固定される固定部２８Ｆとから構成される。
【００５９】
図１１において、基板２８Ｂにおいて、その両端、導体パターン群２８Ｂ１、２８Ｂ２相互間、導体パターン群２８Ｂ２、２８Ｂ３相互間、導体パターン群２８Ｂ４、２８Ｂ５相互間、および、導体パターン群２８Ｂ５、２８Ｂ６相互間に位置する導体パターン近傍には、マーカ２４ＭＡが、合計８箇所に形成されている。なお、マーカ２４ＭＡは、画像認識による接触子ユニット２８ｉｊのマザーボード２４における所定位置に対する位置決めを行うために使用される。
【００６０】
なお、接触子ユニット２８ｉｊにおける接触子は、斯かる例に限られることなく、例えば、図１７（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）、（Ｄ）、および（Ｅ）に示されるように、鋭利な針状の接点部を弾性変位可能に有する接触子４８ａｉが基板４８Ｂ上に一対支持されるもの、円弧状の接点部を弾性変位可能に有する接触子５０ａｉが基板５０Ｂ上に一対支持されるもの、釣鐘の輪郭のように曲げられた可動片部の先端に接点部を接触子５２ａｉが基板５２Ｂ上に一対支持されるもの、弓形の可動片部の一端に接点部を有する接触子５４ａｉが基板５４Ｂ上に一対支持されるもの、および、図１２に示される接触子においてスリットがないものに類似した形状とされる接触子５６ａｉが基板５６Ｂ上に一対支持されるものであってもよい。
【００６１】
なお、接触子は、プレス加工に限られることなく、例えば、エッチング、ＭＥＭＳ、ワイヤーカット等により製造されてもよい。
【００６２】
斯かる構成において、シリコンウェハＷＡの電気的特性検査にあたり、先ず、シリコンウェハＷＡがステージ１６の被検査物搭載面１６Ｓにおける所定位置に位置決めされた状態で吸引手段が作動状態とされることにより、シリコンウェハＷＡが被検査物搭載面１６Ｓに保持される。
【００６３】
次に、テストヘッド１２のプローブカード２０が、シリコンウェハＷＡに対し近接せしめられる。その際、接触子ユニット２８ｉｊの接触子２８ａｉの接点部が、シリコンウェハＷＡの回路パターンＷＡｉｊのコンタクトパッド群に当接される。その際、一枚のシリコンウェハＷＡに対しての電気的特性検査は、例えば、２回に分けて行われるために所定の間隔をもった列ごとに、即ち、間引いた状態で行われる。
【００６４】
続いて、コントローラ２２が試験信号群ＤＣをテストヘッド１２に供給し、電気的特性検査が行われる。これにより、コントローラ２２は、得られたデータ群ＤＱに基づいて電気的特性検査の良否を判定する。
【００６５】
図１８は、本発明に係る接触子ユニットを備えるプローブカードの第３実施例の要部を概略的に示す。
【００６６】
図１０に示される例においては、外部接続ピン２６ａｉが導体層３０ａｉを介して直接的に接触子ユニット２８ｉｊに接続されている。一方、図１８に示される例においては、外部接続ピン２６ａｉが、導体層３０ａｉおよび接続ブロック部材３２に内蔵されるプローブピン３４ａｉ（ｉ＝１〜ｎ，ｎは正の整数）を介して接触子ユニット５８ｉｊ（ｉ、ｊ＝１〜ｎ，ｎは正の整数）に接続されるものである。
【００６７】
なお、図１８乃至図２２において、図１０に示される例における構成要素と同一の構成要素について同一の符号を付して示し、その重複説明を省略する。
【００６８】
ガラスエポキシ樹脂、セラミック等で成形される接続ブロック部材３２は、マザーボート２４に対して位置決めされ、ネジ等の所定の締結部材により固定されている。接続ブロック部材３２における各接触子ユニット２８ｉｊが位置決めされる位置には、複数のスプリングプローブ３４ａｉ（ｉ＝１〜ｎ，ｎは正の整数）群が各穴に貫通されて配置されている。なお、斯かる例に限られることなく、例えば、スプリングプローブの代わりに、弓形の板ばねで作られるコンタクトピンであってもよい。
【００６９】
接触子ユニット５８ｉｊは、図１９および図２０に拡大されて示されるように、マザーボード２４の一方の表面に接着される基板５８Ｂと、基板５８Ｂの一方の表面上に固定される一対の接触子２８ａｉ（ｉ＝１〜ｎ，ｎは正の整数）とを含んで構成されている。
【００７０】
ガラスエポキシ樹脂で成形される基板５８Ｂにおけるマザーボード２４の一方の表面に接着される表面には、図２１および図２２に拡大されて示されるように、各接触子２８ａｉに対応してコンタクトパッド５８ｃｐｉ（ｉ＝１〜ｎ，ｎは正の整数）が形成されている。接触子２８ａｉの相互間隔よりも大なる相互間隔で配されるコンタクトパッド５８ｃｐｉは、６つの縦列となるように形成されている。各列は、所定の間隔をもって互いに略平行に形成されている。
【００７１】
また、各接触子２８ａｉに対応した各列のコンタクトパッド５８ｃｐｉは、導体パターン５８ｗを介して貫通電極５８ｔの一方の開口端に接続されている。貫通電極５８ｔは、コンタクトパッド５８ｃｐｉの列に沿って千鳥掛け状に形成されている。
【００７２】
基板５８Ｂは、例えば、所定の紫外線硬化性接着剤により接続ブロック部材３２に接着されている。その紫外線硬化性接着剤は、例えば、１００℃加熱剥離可能な接着剤（型式Ａ−１５８２）とされる。この接着剤は、１００℃の加熱で樹脂が融解されることにより、剥離可能とされる。剥離後、その付着物は、アルコール系溶剤で溶解される。なお、接着剤は、斯かる例に限られることなく、例えば、８０℃加熱剥離可能な接着剤（型式Ａ−１５７９）、または、１６０℃加熱剥離可能な接着剤（型式Ａ−１６１１）であってもよい。
【００７３】
また、８個のマーカ５８ＭＢが、図２１に示されるように、上述の基板２８Ｂと同様な位置に形成されている。貫通電極５８ｔの他方の開口端は、図１９に示されるように、接続ブロック部材３２の他方の表面に向けて開口している。各貫通電極５８ｔの他方の開口端は、その表面に形成される各導体パターン群５８Ｂ１、５８Ｂ２、５８Ｂ３、５８Ｂ４、５８Ｂ５、および、５８Ｂ６を構成する導体パターンの一端に接続されている。各導体パターンは、所定の間隔、例えば、上述のシリコンウェハＷＡの試験信号入出力用コンタクトパッド群を構成するコンタクトパッド相互間隔に対応して形成されている。各導体パターン上の他端側には、接触子２８ａｉが半田付け固定されている。
【００７４】
図１９において、基板５８Ｂにおいて、その両端、導体パターン群５８Ｂ１、５８Ｂ２相互間、導体パターン群５８Ｂ２、５８Ｂ３相互間、導体パターン群５８Ｂ４、５８Ｂ５相互間、および、導体パターン群５８Ｂ５、５８Ｂ６相互間に位置する導体パターン近傍には、マーカ５８ＭＡが、合計８箇所に形成されている。なお、マーカ５８ＭＡは、画像認識による接触子ユニット５８ｉｊの接続ブロック部材３２における所定位置に対する位置決めを行うために使用される。
【００７５】
従って、接触子ユニットを単体で検査し良品のみ使用することで、製造時の歩留向上となる。また、使用時のアクシデントや耐久寿命により破損した箇所をユニット単位で交換修理可能となり運用コストの低減が可能となる。接触子ユニット裏面に外部接続端子を設けることで、接触子ユニットの実装密度が上がり、より効率的なテストが可能となる。
【００７６】
接続ブロック部材３２のスプリングプローブ３４ａｉにより、例えば、パッド配置の異なるＩＣに対しても接触子ユニットの外部接続端子位置を標準化することにより同一のマザーボードが使用可能となり、大幅なコストダウンが図られる。
【００７７】
図２３は、本発明に係る接触子ユニットを備えるプローブカードの第４実施例の要部を概略的に示す。
【００７８】
図１０に示される例においては、外部接続ピン２６ａｉが導体層３０ａｉを介して直接的に接触子ユニット２８ｉｊに接続されている。一方、図２３に示される例においては、外部接続ピン２６ａｉが、導体層３０ａｉ、ＦＰＣコネクタ６８ＣＮ、および、フレキシブル配線基板６８ＦＣを介して接触子ユニット６８ｉｊに接続されている。
【００７９】
なお、図２３乃至図２６において、図１０に示される例における構成要素と同一の構成要素について同一の符号を付して示し、その重複説明を省略する。
【００８０】
接触子ユニット６８ｉｊは、図２４，図２５、および、図２６に拡大されて示されるように、マザーボード２４の一方の表面に接着される基板６８Ｂと、基板６８Ｂの一方の表面上に固定される一対の接触子２８ａｉ（ｉ＝１〜ｎ，ｎは正の整数）と、一端がＦＰＣコネクタ６８ＣＮに接続され、他端が基板６８Ｂに接続されるフレキシブル配線基板６８ＦＣとを含んで構成されている。
【００８１】
ガラスエポキシ樹脂で成形される基板６８Ｂは、例えば、所定の紫外線硬化性接着剤によりマザーボード２４に接着されている。その紫外線硬化性接着剤は、例えば、１００℃加熱剥離可能な接着剤（型式Ａ−１５８２）とされる。この接着剤は、１００℃の加熱で樹脂が融解されることにより、剥離可能とされる。剥離後、その付着物は、アルコール系溶剤で溶解される。なお、接着剤は、斯かる例に限られることなく、例えば、８０℃加熱剥離可能な接着剤（型式Ａ−１５７９）、または、１６０℃加熱剥離可能な接着剤（型式Ａ−１６１１）であってもよい。
【００８２】
また、基板６８Ｂの一方の表面には、導体パターン群６８Ｂ１、６８Ｂ２、６８Ｂ３、６８Ｂ４、６８Ｂ５、および、６８Ｂ６が形成されている。
【００８３】
導体パターン群を構成する各導体パターンは、所定の間隔、例えば、上述のシリコンウェハＷＡの試験信号入出力用コンタクトパッド群を構成するコンタクトパッド相互間隔に対応して形成されている。各導体パターン上の他端側には、接触子２８ａｉがろう付けされている。
【００８４】
図１９において、基板６８Ｂにおいて、その両端、導体パターン群６８Ｂ１、６８Ｂ２相互間、導体パターン群６８Ｂ２、６８Ｂ３相互間、導体パターン群６８Ｂ４、６８Ｂ５相互間、および、導体パターン群６８Ｂ５、６８Ｂ６相互間に位置する導体パターン近傍には、マーカ６８Ｍが、合計８箇所に形成されている。なお、マーカ６８Ｍは、画像認識による接触子ユニット６８ｉｊのマザーボード２４における所定位置に対する位置決めを行うために使用される。さらに、フレキシブル配線基板６８ＦＣの一端には、図２７に示されるように、コンタクトパッド群６８ＦＣＰが形成されている。
【００８５】
従って、基板６８Ｂに貫通電極等を形成する必要がないので安価に接触子ユニット６８ｉｊの製作が可能となる。
【００８６】
上述のプローブカード２０における接触子ユニット２８ｉｊを個別に交換することができる本発明に係る接触子ユニットの交換方法の一例においては、先ず、図２８に示されるように、マザーボード２４における所定の位置ＡＲに接合され交換が必要とされる接触子ユニット２８ｉｊが取り外される。接触子ユニット２８ｉｊを取り外すにあたっては、先ず、図２９および図３０に示されるように、リペアノズル７０が所定の位置ＡＲに配される接触子ユニット２８ｉｊに被される。リペアノズル７０内には、図示が省略される光源から赤外線または温風が所定時間、照射または送風される。
【００８７】
これにより、上述の半田ボールが融解されることとなるので接触子ユニット２８ｉｊが容易に取り外される。
【００８８】
次に、図２８に示されるように、新たな接触子ユニット２８ｉｊがマザーボード２４における所定の位置ＡＲに半田ボールを介して接合される。その際、マザーボード２４におけるマーカ２４ＭＡ〜２４ＭＤと、接触子ユニット２８ｉｊのマーカ２４ＭＡとが参照され、新たな接触子ユニット２８ｉｊが、画像認識技術により所定の位置ＡＲに位置決めされる。
【００８９】
これにより、接触子ユニットの交換作業が終了することとなる。
【００９０】
従って、低融点バンプを形成することで、従来のＢＧＡ型と同様な実装方法、及び装置が利用できる。また、接触子ユニットの交換修理の際にも、一般的なリワーク装置が利用できる。さらに、第二のろう材を低融点とすることで、接触子の実装には影響を与えずに接触子ユニットの交換修理が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００９１】
【図１】本発明に係る接触子ユニットを備えるプローブカードの第１実施例の外観を概略的に示す正面図である。
【図２】図１に示される例における上面図である。
【図３】本発明に係る接触子ユニットを備えるプローブカードの各実施例が用いられるテストヘッドを備えるテストシステムの構成を概略的に示す。
【図４】図３に示される例における平面図である。
【図５】本発明に係る接触子ユニットを備えるプローブカードの第１実施例により検査される液晶パネルの平面図である。
【図６】図５に示される液晶パネルの正面図である。
【図７】（Ａ）は、本発明に係る接触子ユニットを備えるプローブカードの第１実施例に用いられる接触子ユニットを示す平面図であり、（Ｂ）は、（Ａ）に示される接触子ユニットの裏面図であり、（Ｃ）は、図２の一部を部分的に拡大して示す断面図である。
【図８】本発明に係る接触子ユニットを備えるプローブカードの第２実施例の外観を概略的に示す正面図である。
【図９】図８に示される例における上面図である。
【図１０】図９に示される例における一部を拡大して示す部分断面図である。
【図１１】本発明に係る接触子ユニットを備えるプローブカードの第２実施例における接触子ユニットを示す平面図である。
【図１２】図１１に示される例における側面図である。
【図１３】図１１に示される接触子ユニットの裏面図である。
【図１４】図１３に示される例の正面図である。
【図１５】本発明に係る接触子ユニットを備えるプローブカードの第２実施例により検査されるシリコンウェハの外観を示す平面図である。
【図１６】図１５に示されるシリコンウェハにおける回路パターンの一部を拡大して模式的に示す構成図である。
【図１７】（Ａ），（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）、および、（Ｅ）は、それぞれ、接触子ユニットに用いられる接触子の他の一例を示す部分断面図である。
【図１８】本発明に係る接触子ユニットを備えるプローブカードの第３実施例の要部を示す部分断面図である。
【図１９】本発明に係る接触子ユニットを備えるプローブカードの第３実施例に用いられる接触子ユニットの平面図である。
【図２０】図１９に示される例における側面図である。
【図２１】図１９に示される例における裏面図である。
【図２２】図２１に示される例における正面図である。
【図２３】本発明に係る接触子ユニットを備えるプローブカードの第４実施例の要部を示す部分断面図である。
【図２４】本発明に係る接触子ユニットを備えるプローブカードの第４実施例に用いられる接触子ユニットの平面図である。
【図２５】図２４に示される例における正面図である。
【図２６】図２４に示される例における側面図である。
【図２７】図２４に示される例における裏面図である。
【図２８】本発明に係る接触子ユニットの交換方法の一例の説明に供されるプローブカードの構成図である。
【図２９】本発明に係る接触子ユニットの交換方法の一例に用いられるリペアノズルの説明に供される図である。
【図３０】図２８に示される基板上の接触子ユニットの一部を拡大して示す構成図である。
【符号の説明】
【００９２】
１２    テストヘッド
２０    プローブカード
２８ｉｊ、３８Ｓ、３８Ｌ、５８ｉｊ、６８ｉｊ    接触子ユニット
ＷＯ    液晶パネル
ＷＡ    シリコンウェハ
【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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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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