JP7336176B2 - 検査治具 - Google Patents

Description

本発明は、例えば半導体集積回路の電気的特性の検査に使用されるプローブカード等の検査治具に関する。

半導体集積回路の電気的特性の検査に使用されるプローブカード等の検査治具として、スプリングプローブを有するコンタクタを直接リジッド基板に実装したものが知られている。

BiTS Workshop 2007 Archive（https://www.bitsworkshop.org/archive/archive2007/2007ht.pdf）, PAPER#2

高周波デバイスの検査の場合、高周波信号を伝送する必要があるため、極力短いコンタクタを使用することが望ましい。一方、低周波信号や電源、グランド用のコンタクタも含めた全てのコンタクタを高周波信号用と同じように短くすると、コンタクトストロークの不足により、測定端子数の多い検査対象デバイスの検査時に、全端子に安定したコンタクトをさせることが困難になるという課題があった。

本発明はこうした状況を認識してなされたものであり、その目的は、安定したコンタクトが可能で高周波信号の測定性能にも優れた検査治具を提供することにある。

本発明のある態様は、検査治具である。この検査治具は、
リジッド基板と、
前記リジッド基板に接続されたフレキシブル基板と、
前記フレキシブル基板の一部を前記リジッド基板に対して突出した状態で支持する支持体と、
前記フレキシブル基板の前記リジッド基板に対して突出した突出部に設けられたコンタクタと、
前記支持体に支持され、一端が前記リジッド基板の接点部に接触し、他端が前記フレキシブル基板の前記突出部から突出するスプリングプローブと、を備える。

前記コンタクタは、高周波信号用であり、
前記スプリングプローブは、非高周波信号用であってもよい。

前記コンタクタは、伸縮しない接点部であり、
前記フレキシブル基板の前記突出部と前記支持体との間に設けられ、前記フレキシブル基板の前記接点部が設けられた部分の裏面を押圧する弾性体を備えてもよい。

前記突出部に対する前記スプリングプローブの前記他端の突出長が、前記突出部に対する前記コンタクタの突出長よりも長くてもよい。

前記支持体は、前記リジッド基板の一方の面に固定されてもよい。

なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法やシステムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。

本発明によれば、安定したコンタクトが可能で高周波信号の測定性能にも優れた検査治具を提供することができる。

本発明の実施の形態に係る検査治具１の概略断面図。 検査治具１のコンタクタ４１とスプリングプローブ４２を被測定ウェハ９０上のバンプ９１に接触させた状態の概略断面図。 比較例に係る検査治具の概略断面図。

以下、図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態を詳述する。なお、各図面に示される同一または同等の構成要素、部材等には同一の符号を付し、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は発明を限定するものではなく例示であり、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。

図１は、本発明の実施の形態に係る検査治具１の概略断面図である。図２は、検査治具１のコンタクタ４１とスプリングプローブ４２を被測定ウェハ９０上のバンプ９１に接触させた状態の概略断面図である。図１により、検査治具１における互いに直交する上下及び左右方向を定義する。また、上下及び左右方向と垂直な方向を前後方向と定義する。検査治具１は、例えばプローブカードであり、ウェハ状態の半導体集積回路の電気的特性の検査に使用される。検査治具１は、リジッド基板１０と、フレキシブル基板２０と、支持体としてのコンタクタブロック（コンタクタハウジング）３０と、コンタクタ４１と、スプリングプローブ４２と、圧接ブロック５０と、を備える。

リジッド基板１０は、例えばガラスエポキシ基板であり、上下方向と垂直に延在する。一対のスリット穴１１は、リジッド基板１０を上下方向に貫通し、コンタクタブロック３０の左右両側においてそれぞれ前後方向に延びる。リジッド基板１０の上面には、高周波信号を伝送するための高周波ライン（高周波用導電パターン）１２が設けられる。図示は省略したが、リジッド基板１０には、低周波信号を伝送するための低周波ライン（低周波用導電パターン）、電源ライン（電源用導電パターン）、及びグランドライン（グランド用導電パターン）も設けられる。リジッド基板１０の下面であって一対のスリット穴１１の間の部分（コンタクタブロック３０に覆われた部分）には、接点部としての複数のコンタクトパッド１３が設けられる。コンタクトパッド１３は、高周波信号用以外のコンタクトパッドであり、低周波信号用、電源用、及びグランド用の各コンタクトパッドを含む。

フレキシブル基板２０は、圧接ブロック５０の押圧力により左右両端部がリジッド基板１０の上面に接続され、スリット穴１１を通ってリジッド基板１０の下方に延び、コンタクタブロック３０の支持によりリジッド基板１０に対して下方に突出した状態とされる。フレキシブル基板２０の、リジッド基板１０に対して下方に突出した突出部２１の平面である下面には、伸縮しない接点部としてのコンタクタ４１が設けられる。コンタクタ４１は、高周波信号用のコンタクトパッド（コンタクトバンプ）である。

フレキシブル基板２０の下面には、高周波ライン（高周波用導電パターン）２５が設けられる。高周波ライン２５は、一端が高周波用のコンタクタ４１に接続され、他端がリジッド基板１０の高周波ライン１２に接続される。フレキシブル基板２０の上面には、グランドライン（グランド用導電パターン）２６が設けられる。なお、フレキシブル基板２０の上面と下面との間の電気的な接続は、必要に応じて図示しないスルーホールにより行われる。フレキシブル基板２０の左右両端部と突出部２１との間の傾斜部２２には、高周波ライン２５上に実装される整合回路や、電源ラインとグランドラインとの間に接続される電子部品２８（例えばチップコンデンサ）が設けられる。電子部品２８は、コンタクタ４１よりも上方に位置する。

コンタクタブロック３０は、例えば絶縁性の樹脂成形体であり、リジッド基板１０の下面に所定数のネジ１８で固定され、左右方向において一対のスリット穴１１の間に位置する。コンタクタブロック３０は、前後方向と垂直な断面が略台形の例えば四角錐台形状であり、フレキシブル基板２０の一部をリジッド基板１０に対して下方に突出した状態で支持する。フレキシブル基板２０の突出部２１の平面である上面は、台座ブロック３０の平面である下面に接着されてもよい。また、コンタクタブロック３０は、複数のスプリングプローブ（コンタクトプローブ）４２を伸縮可能に支持する。

各スプリングプローブ４２は、上下方向に延びる銅又は銅合金等の導電性金属体であって、図示しないコイルバネ等の付勢手段を内蔵し、上下方向において伸縮可能である。各スプリングプローブ４２の上端は、リジッド基板１０の下面に設けられたコンタクトパッド１３に接触（弾接）する。各スプリングプローブ４２の下端は、フレキシブル基板２０の突出部２１を貫通して下方に突出し、図１に示すように、非検査時にはコンタクタ４１よりも下方に位置する。各スプリングプローブ４２の下端は、検査時には、図２に示すように、コンタクタ４１と共に、被測定ウェハ９０に設けられたバンプ９１に接触（弾接）する。コンタクタブロック３０は、コンタクタ４１の直上となる位置に、フレキシブル基板２０の突出部２１の上面に臨む凹部３５を有し、凹部３５に設けられたゴム等の弾性体４３が、フレキシブル基板２０を介してコンタクタ４１を下方に押圧する（フレキシブル基板２０のコンタクタ４１が設けられた部分の裏面を押圧する）ことで、コンタクタ４１はバンプ９１に弾性的に接触する。

一対の圧接ブロック５０は、所定数のネジ１９により、フレキシブル基板２０の左右両端部を挟んでリジッド基板１０の上面にそれぞれ固定される。圧接ブロック５０の下面（リジッド基板１０側の面）にはゴム等の弾性体５１が設けられ、弾性体５１がフレキシブル基板２０の左右両端部をリジッド基板１０の上面に弾性的に押し付ける。これにより、リジッド基板１０の上面に設けられた高周波ライン１２と、フレキシブル基板２０の下面に設けられた高周波ライン２５とが、互いに接触して電気的に接続される。

図３は、比較例に係る検査治具の概略断面図である。比較例に係る検査治具は、リジッド基板１０に複数のスプリングプローブ４２及びそれを支持するコンタクトハウジング４５を直接実装したものであり、低周波信号用、電源用、及びグランド用に加え、高周波信号用にも同じ長さのスプリングプローブ４２を使用する構成である。この構成の場合、高周波信号の伝送のためにスプリングプローブ４２を短くすると、コンタクトストロークの不足により、測定端子数の多い検査対象デバイスの検査時に、全端子に安定したコンタクトをさせることが困難になる。また、スプリングプローブ４２を一定以下に短くすると、検査時に被測定ウェハ９０上のバンプ９１と電子部品２８や図示しない取付機構が干渉するため、一定以下の長さのスプリングプローブ４２は使用できない。一方、コンタクトストロークを十分確保するためにスプリングプローブ４２を長くすると、高周波信号の伝送性能が悪化する。

本実施の形態によれば、下記の効果を奏することができる。

(1) フレキシブル基板２０をコンタクタブロック３０によりリジッド基板１０に対して下方に突出させ、突出部２１の下面に高周波信号用の短尺のコンタクタ４１を設ける一方、コンタクタブロック３０により高周波信号用以外の長尺のスプリングプローブ４２を支持してスプリングプローブ４２の上端をリジッド基板１０の下面のコンタクトパッド１３に接触（弾接）させる構成のため、短尺のコンタクタ４１により高周波信号の測定性能を高くしつつ、十分なコンタクトストロークを確保できるスプリングプローブ４２により安定したコンタクトを行うことができる。したがって、検査治具１は全体として、被測定ウェハ９０が多端子であっても安定したコンタクトが可能で高周波信号の測定性能にも優れたものとなる。

(2) フレキシブル基板２０の突出部２１の下面に短尺のコンタクタ４１を実装し、傾斜部２２に電子部品２８を実装するため、コンタクタ４１の長さが短くても電子部品２８や図示しない取付機構が検査時に被測定ウェハ９０のバンプ９１に干渉しにくくなる。したがって、コンタクタ４１の長さを短くでき、高周波信号の測定性能において有利である。

(3) コンタクタブロック３０をリジッド基板１０に固定し、フレキシブル基板２０の突出部２１とコンタクタブロック３０の下面との間（凹部３５）に設けた弾性体４３によりコンタクタ４１を下方に押圧する構成のため、コンタクタブロック３０をリジッド基板１０に固定せずスプリング等でリジッド基板１０に対して下方に付勢する構成と比較して、コンタクタブロック３０がリジッド基板１０に対して傾くことによる接触不良を抑制できる。

以上、実施の形態を例に本発明を説明したが、実施の形態の各構成要素や各処理プロセスには請求項に記載の範囲で種々の変形が可能であることは当業者に理解されるところである。以下、変形例について触れる。

コンタクタ４１は、短尺のスプリングプローブ（コンタクトプローブ）をハウジングで支持したものであってもよいし、ゴム等の弾性体に導電性物質として金属粉末等の導電性粉末を配合（混入）したもの（例えば導電性ゴムシート）であってもよい。この場合、コンタクタブロック３０の凹部３５及び弾性体４３は省略できる。

１ 検査治具（プローブカード）、
１０ リジッド基板、１１ スリット穴、１２ 高周波ライン（高周波用導電パターン）、１３ コンタクトパッド、１８ ネジ、１９ ネジ、
２０ フレキシブル基板、２１ 突出部、２２ 傾斜部、２５ 高周波ライン（高周波用導電パターン）、２６ グランドライン（グランド用導電パターン）、２８ 電子部品、
３０ コンタクタブロック（支持体）、３５ 凹部、
４１ コンタクタ、４２ スプリングプローブ、４３ 弾性体、４５ コンタクトハウジング、
５０ 圧接ブロック、５１ 弾性体、
９０ 被測定ウェハ（検査対象物）、９１ バンプ

Claims (5)

1. リジッド基板と、
   前記リジッド基板に接続されたフレキシブル基板と、
   前記フレキシブル基板の一部を前記リジッド基板に対して突出した状態で支持する支持体と、
   前記フレキシブル基板の前記リジッド基板に対して突出した突出部に設けられたコンタクタと、
   前記支持体に支持され、一端が前記リジッド基板の接点部に接触し、他端が前記フレキシブル基板の前記突出部から突出するスプリングプローブと、
   前記フレキシブル基板と前記支持体の間に設けられた弾性体と、
   前記フレキシブル基板の前記突出部から傾斜した傾斜部に設けられた電子部品と、 を備え、
   前記リジッド基板は、前記支持体を固定し、
   前記弾性体は、前記コンタクタを押圧し、
   前記突出部に対する前記スプリングプローブの前記他端の突出長が、前記突出部に対する前記コンタクタの突出長よりも長く、
   前記支持体に凹部が形成され、
   前記凹部は、前記フレキシブル基板における前記コンタクタが設けられた部分の裏面に臨み、
   前記裏面を押圧する前記弾性体が前記凹部に設けられている、検査治具。
2. 前記コンタクタは、高周波信号用であり、
   前記スプリングプローブは、非高周波信号用である、請求項１に記載の検査治具。
3. 前記コンタクタは、伸縮しない接点部である、請求項１又は２に記載の検査治具。
4. 前記支持体は、前記リジッド基板の一方の面に固定される、請求項１から３のいずれか一項に記載の検査治具。
5. 前記フレキシブル基板の前記突出部において、前記スプリングプローブの外側位置に前記コンタクタが配置されている、請求項１から４のいずれか一項に記載の検査治具。