JPH0630367B2

JPH0630367B2 - プロ−ブカ−ド

Info

Publication number: JPH0630367B2
Application number: JP62108096A
Authority: JP
Inventors: 泰通村田
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 1987-05-01
Filing date: 1987-05-01
Publication date: 1994-04-20
Anticipated expiration: 2009-04-20
Also published as: JPS63273328A

Description

【発明の詳細な説明】［発明の目的］（産業上の利用分野）本発明は、プローブカードに関する。

（従来の技術）プローブカードとは、被測定体例えば半導体ウエハの電
気的特性を測定するために、ウエハの各チップの多数の
電極に接触させるプローブ針を支持して構成され、この
プローブ針を外部のテスタに電気的に接続して導通の有
無等をテスタで検査するものである。

通常前記半導体ウエハ１は、第８図に示すように略円盤
状をなし、このウエハ１上に多数の半導体チップ１Ａを
形成している。このチップの外形寸法は、例えば同図の
Ａ寸法が３〜５mm，Ｂ寸法が２〜３mm程度であり、この
チップ１Ａの４辺各辺に配列される電極数は、１０〜２
００程度となっている。

そして、このウエハ１は、プローブ装置のカセット内よ
り順次１枚づつ取り出され、Ｘ−Ｙテーブル上で位置決
めされた後に前記プローブカードのプローブ針が接触さ
れて電気的特性のチェックを行うようになっている。

この種のプローブカードの一例を第９図を参照して説明
する。同図において、前記チップ１Ａの電極に接触され
る多数のプローブ針２は、ベース部材３上に放射状に配
置され、時間の経過により又は加熱により硬化する絶縁
材料の接着材４により、前記ベース部材３に接着固定さ
れるようになっている。尚、前記プローブ針２の先端２
Ａは、通常同図の裏面に向けて直角に立設している。

（発明が解決しようとする問題点）上述した従来のプローブカードでは、前記チップ１Ａの
４辺上の全ての電極に前記多数のプローブ針２が接触で
きるように、プローブ針２を前記ベース部材３上に接着
固定しなければならない。

このためには、チップ１Ａの各辺に対応するプローブ針２の先端がそ
れぞれ電極ピッチで一直線上に配列され、チップ１Ａの４辺のうちの対向する２辺上の電極に接
触するプローブ針２，２の対向間距離L1,L2（第９図参
照）は、チップ１Ａの電極間距離に等しくなければなら
ず、チップ１Ａに接触するプローブ針２の先端は同一平面
上に存在しなければならない。

この様な調整をチップ１Ａの４辺に対応する全てのプロ
ーブ針２について行うことは、治具などを使用したとし
ても大変煩雑であり、プローブカードの組み立て作業性
が極めて悪かった。

そこで、この発明の目的とするところは、上述した従来
の問題点を解決し、プローブ針とチップの電極との位置
関係を簡単な方法によって位置決めすることができ、こ
れによって迅速簡易な組み立てに寄与することができる
組み立て性の良好なプローブカードを提供することにあ
る。

［発明の構成］（問題点を解決するための手段）この発明は、被測定体の一辺に沿って配列された電極に
対応する数のプローブ針およびこのプローブ針の先端を
上記一辺上の複数の電極位置に対応させて配列支持する
ベース部材に備え、被測定体の辺毎に予め作成されてい
るプローブ針配列分割体と、上記プローブ針の先端を上記被測定体の複数辺の電極位
置に対応させた状態で複数個の上記プローブ針配列分割
体を固定する固定部材と、上記ベース部材と上記固定部材との間に設けられてい
て、ネジによって複数位置で締結されることで上記プロ
ーブ針の先端高さを変更することができる柔軟性のプレ
ート材と、を備え、上記ベース部材を上記固定部材に締結する際、
上記プローブ針配列分割材毎にプローブ針の先端高さを
調整可能にしたことを特徴としている。

また、この発明は、被測定体の一辺に沿って配列された
電極に対応する数のプローブ針およびこのプローブ針の
先端を上記一辺上の複数の電極位置に対応させて配列支
持するベース部材を備え、被測定体の辺毎に予め作成さ
れているプローブ針配列分割材と、上記プローブ針の先端を上記被測定体の複数辺の電極位
置に対応させた状態で、複数個の上記プローブ針配列分
割材を固定する固定部材と、を備え、上記固定部材またはプローブ針配列分割体に形
成した孔を長孔に形成し、上記各プローブ針配列分割体
毎にプローブ針の先端位置を前後に位置調整可能とした
ことを特徴としている。

（作用）この発明によれば、被測定体の電極に対応する数のプロ
ーブ針について群単位に分割して配列支持したものをプ
ローブ針配列分割体としている。このプローブ針配列分
割体によれば、前述した調整項目〜のうちプローブ
針配列分割体を製造する上で必要なものは，のみで
あり、しかも両調整項目について例えばチップの１辺に
対応するプローブ針についてのみ行えば良いので、全辺
に対応するプローブ針の調整が必要であった従来のプロ
ーブカードに比べればその組み立て性が大幅に向上す
る。

さらに、従来の手法によればチップの全辺に対応するプ
ローブ針を一度に配列固定するものであったので、特定
の電極数チップに対する一品一様のプローブカードを製
造せざるを得なかった。

プローブ針配列分割体によれば、所定数のプローブ針を
配列固定したものを複数種予め製造してストックしてお
き、特定チップに対応するプローブカードを製造する際
には電極数に応じたプローブ針配列分割体を選択して使
用するという汎用性持たせることができる。

そして、この発明によれば、上述したプローブ針配列分
割体を複数使用し、このプローブ針配列分割体を固定部
材に固定してプローブカードを製造している。

この様にしてプローブカードを製造する場合にあっても
前述した調整項目〜が必要となるが、チップの各辺
に対応するプローブ針の調整についてはプローブ針配列
分割体単体で既に調整済みであり、各辺間での調整のみ
で足りるので、上記の調整は従来に比べて極めて簡易と
なり、プローブカードの組み立て性が大幅に向上する。

（実施例）以下、この発明を半導体ウエハプローブ用プローブカー
ドに適用した実施例を、図面を参照して具体的に説明す
る。

先ず、プローブ針配列分割体について説明する。

以下に説明する実施例は、各ＩＣチップの電極パッド配
列模様が方形状例えば長方形状に配列されたチップに適
用したものである。この長方形状の配列電極パッドにつ
いて、各辺の単位で分割したプローブ針配列分割体１０
を構成する。

プローブ針配列分割体１０は、セラミック，樹脂等の絶
縁体から成るベース部材１１に傾斜面１２を形成し、こ
の傾斜面１２上で、複数本のプローブ針１５の各先端が
正確に位置決めされて一列に配列固定されている。前記
ベース部材１１は、全体的に略扇状に形成され、前記ベ
ース部材１１の前記傾斜面１２は、縁辺１１Ａを薄肉と
してこの縁辺１１Ａと対向する辺に向かうに従い直線的
に厚肉となるように傾斜している。尚、この傾斜面１２
の勾配は、電極パッドとの接触を考慮して定められ、こ
の傾斜面１２にはプローブ針１５を固定する溝１２Ａが
設けられている。

前記ベース部材１１の前記縁辺１１Ａと対向する辺側
は、前記傾斜面１２の最大厚肉部より肉厚の薄いフラッ
トな段差面１３となっている。この段差面１３には左右
２箇所とその中間部１箇所に、後述する取り付け位置調
整用のネジ穴１４を有している（第１図（Ａ）では中間
部のネジ穴１４は現れていない）。

上記プローブ針配列分割体１０のプローブ針１５の取り
付け構造は、例えば次のように構成される。

傾斜面１２に形成される前記溝１２Ａは、第２図に示す
ように前記プローブ針１５の支持経路に沿って形成さ
れ、同図では説明の便宜上５本の溝１２Ａを示してい
る。この溝１２Ａに対し、第３図（Ａ）に示すように、
先ず、溝１２Ａを含む前記前記傾斜面１２の面全体に金
又はハンダのメッキ層１２Ｂを形成する。次に、第３図
（Ａ）の一点鎖線Ｌより上の部分を削り取り、溝１２Ａ
の内側面及び底面のみに前記メッキ層１２Ｂが残るよう
に加工する。そして、前記プローブ針１５がこの溝１２
Ａに嵌入され、前記メッキ層１２Ｂとプローブ針１５と
を第３図（Ｂ）に示すようにハンダ１７で固定するよう
になっている。

前記プローブ針１５は、前記傾斜面１２の縁辺１１Ａよ
り突出し、各針１５の先端が同一平面上に正確に位置決
めするごとく固定され、その突出した先端部１６は鉛直
下方に向けて直角に屈曲されている。上記の位置決め
は、治具を用いても良いし、ロボットを用いても、位置
決めするプローブ針１５の本数が少ないので容易であ
る。尚、このプローブ針１５として、第３図（Ｂ）示す
ように、導電性の芯線１５Ａを絶縁材１５Ｂ，シールド
材１５Ｃで被覆した同軸ケーブルを使用することもで
き、この場合には前述したハンダ１７によってシールド
材１５Ｃと前記メッキ層１２Ｂとを固定することにな
る。また、この様な同軸ケーブルを用いることにより、
ノイズの影響を受けない正確な測定の実施を担持するこ
とができる。

上述した構成のプローブ針配列分割体１０を必要数作成
する。一つのプローブ針配列分割体１０に設けるプロー
ブ針１５の本数は、チップ１Ａの１辺に沿って配列され
た電極数分だけでよい。そして、このプローブ針１５を
固定する上で必要な調整項目としては、前述した調整項
目〜のうち，のみである。しかも両調整項目に
ついてもチップ１Ａの１辺に対応するプローブ針１５に
ついてのみ行えば良いので、その調整としては、ベース
部材１１に固定されるプローブ針１５の先端がそれぞれ
電極ピッチで一直線上に配列されることと、チップ１Ａ
に接触するプローブ針１５の先端１６を同一平面上に揃
えることとの２点である。従って、全辺に対応するプロ
ーブ針１５を一本一本調整し、全体を正確に同一平面上
に固定していたものを、４辺の組み合わせのみで実行で
きる。すなわち、各分割体１０のプローブ針１５の先端
は正確に位置決めされているので、分割体１０の取り付
け面の平坦度が正確であれば、前後左右の平面内での調
整で組み立てが可能となる。このように、調整すべきプ
ローブ針の本数が減少することと共に、調整項目も少な
くなるのでその組み立て性が大幅に向上する。

次に、プローブカード２０の組み立てについて、第１図
（Ｂ）を参照して説明する。

前記プローブカード２０は、被測定体であるチップ１Ａ
の対応する辺毎に予め作成された（対向する辺の配列が
一致していれば２辺、４辺が一致していれば１辺であ
る。）例えば４個の前記プローブ針配列分割体１０を、
各プローブ針配列分割体１０におけるプローブ針１５の
先端１６を前記チップ１Ａの４辺の電極１Ｂの各位置に
対応させて固定部材２１で支持して構成している。

前記固定部材２１と各ベース部材１１との間には、第４
図，第５図に示すように、例えばシリコンゴム等の柔軟
性のプレート材２２が介在配置され、かつ、前記固定部
材２１とベース部材１１とをネジ２３によって複数位置
例えば３箇所で締結している。尚、前記固定部材２１の
前記ネジ２３の挿通用の穴を、第５図の矢印Ｈ方向を長
軸とする長穴２１Ａとしている。

第１図（Ａ）及び第４図において、２４で示すものはフ
レキシブル基板であり、前記プローブ針１５の他端側に
半田付けによって接続されている。尚、このフレキシブ
ル基板２４は、図示しないテスタに接続されている。

以上のように構成されたプローブカード２０の作用につ
いて説明する。

固定部材２１に固定される４つのプローブ針配列分割体
１０は、前述したように予めプローブ針１５の位置調整
が成されている。

従って、このプローブ針配列分割体１０を複数個用いて
プローブカード２０を製造するために不可欠な調整項目
としては、前述した調整項目としての、チップ１Ａの
４辺のうちの対向する２辺上の電極に接触するプローブ
針の対向間距離L1,L2（第９図参照）を、チップ１Ａの
電極間距離に等しく調整することになる。この調整は、
前記固定部材２１に穿設された穴２３が長穴となってい
るので、この長穴２３の許容する範囲で前記ベース部材
１１を前記固定部材２１に対して前後にスライドするこ
とで、プローブ針１５の先端１６を、第５図の図示矢印
Ｈ方向に移動して前記対向間距離L1,L2をチップ１Ａの
電極間距離に等しく設定調整することができる。

前記プローブ針配列分割体１０単体の状態で、前述した
調整項目，について調整済みであれば、このプロー
ブ針配列分割体１０を複数組み合わせてプローブカード
２０を製造するのに、原理的には上記の前記対向間距離
L1,L2を調整するのみで良い。しかし、前記ベース部材
１１の段差面１３と固定部材２０との当接面の平面精度
等の影響により、プローブカード２０の組み立て後にも
前記調整項目については再調整する必要が生ずる場合
もある。

本実施例では、前記当接面の間にシリコンゴム等の柔軟
性なプレート材２２を介在配置して３箇所で前記ネジ２
３で両者を締結しているので、３箇所の各ネジ２３の締
め具合によりプローブ針１５の先端１６を第５図の図示
矢印Ｖ方向に変位させ、これらが同一平面上に揃うよう
に微調整することができる。

尚、上記の微調整にあたり、プローブ針１５の先端１６
と反対側の一端はフレキシブル基板２４に接続されてい
るので、プリント基板に直接半田付けした場合に比べて
前記一端は前記微調整時にも自由に変位することができ
るので、微調整を支障なく実行することができる。

以上、この発明の一実施例について詳述したが、この発
明は上記実施例に限定されるものではなく、この発明の
要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。

例えば、プローブ針配列分割体１０については、プロー
ブ針１５の固定方法は上記実施例に限らず、必ずしも溝
１２を設けずに治具等で位置決めした状態で接着固定し
ても良い。尚、接着の場合は接着剤が硬化するまでに時
間を要する点で劣っている。また、プローブ針１５につ
いても、同軸ケーブルにすればノイズの混入防止の点で
優れているが、必ずしもこれに限定されない。さらに、
ベース部材１１の形状についても、固定部材２１との関
係等で種々の形状変更が可能である。プローブ針１５の
配列固定も、上述した実施例のように放射状に配列固定
するものに限らず、第６図に示すようにプローブ針１５
を各々平行に配列固定するようにしても良い。

プローブカード２０についていえば、固定すべきプロー
ブ針配列分割体１０の個数は通常チップ１Ａの４辺に対
応して４つのプローブ針配列分割体１０を固定するもの
が一般的であるが、必ずしもこれに限定されるものでは
ない。しかも、固定すべきプローブ針配列分割体１０
は、必ずしも１つのチップ１Ａの電極に対応して配列支
持するものに限らず、同時に複数個のチップ１Ａの電極
にプローブ針１５が接触するように構成しても良い。例
えば第７図に示すように、３列の電極に対して同時に接
触するように、プローブ針１５を３列に配列支持するよ
うに構成することもできる。

［発明の効果］以上説明したように、この発明によれば、プローブ針の
正確な位置決めを迅速簡易に行うことができ、プローブ
カードの組み立て性が大幅に改善される。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）はプローブ針配列分割体の概略斜視図、第
１図（Ｂ）はプローブカードの平面図、第２図はプロー
ブ針装着前のベース部材の概略斜視図、第３図（Ａ），
（Ｂ）はそれぞれプローブ針の固定工程を示す概略説明
図、第４図はプローブ針配列分割体と固定部材との固定
を示す概略断面図、第５図はプローブ針の位置調整機構
の概略斜視図、第６図はプローブ針の配列の変形例を示
す平面図、第７図は複数列の電極に接触するプローブ針
を備えた変形例を示す概略断面図、第８図は被測定体の
一例である半導体ウエハの概略説明図、第９図は従来の
プローブカードの一例を示す平面図である。１Ａ……被測定体、１０……プローブ針配列分割体、１
１……ベース部材、１５……プローブ針、２０……プロ
ーブカード、２１……固定部材、２２……プレート材、
２３……ネジ、２４……フレキシブル基板。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被測定体の一辺に沿って配列された電極に
対応する数のプローブ針およびこのプローブ針の先端を
上記一辺上の複数の電極位置に対応させて配列支持する
ベース部材を備え、被測定体の辺毎に予め作成されてい
るプローブ針配列分割体と、上記プローブ針の先端を上記被測定体の複数辺の電極位
置に対応させた状態で、複数個の上記プローブ針配列分
割体を固定する固定部材と、上記ベース部材と上記固定部材との間に設けられてい
て、ネジによって複数位置で締結されることで上記プロ
ーブ針の先端高さを変更することができる柔軟性のプレ
ート材と、を備え、上記ベース部材を上記固定部材に締結する際、
上記プローブ針配列分割材毎にプローブ針の先端高さを
調整可能にしたことを特徴とするプローブカード。
【請求項２】プローブ針は芯線を絶縁材、シールド線で
被覆してなる同軸ケーブルで構成した特許請求の範囲第
１項記載のプローブカード。
【請求項３】プローブ針の一端には、フレキシブル基板
が接続されたものである特許請求の範囲第１項または第
２項記載のプローブカード。
【請求項４】被測定体の一辺に沿って配列された電極に
対応する数のプローブ針およびこのプローブ針の先端を
上記一辺上の複数の電極位置に対応させて配列支持する
ベース部材を備え、被測定体の辺毎に予め作成されてい
るプローブ針配列分割材と、上記プローブ針の先端を上記被測定体の複数辺の電極位
置に対応させた状態で、複数個の上記プローブ針配列分
割材を固定する固定部材と、を備え、上記固定部材またはプローブ針配列分割体に形
成したネジ挿通用孔を長孔に形成し、上記各プローブ針
配列分割材毎にプローブ針の先端位置を前後に位置調整
可能としたことを特徴とするプローブカード。
【請求項５】ベース部材と固定部材の間に設けられた柔
軟性のプレート材を備えている特許請求の範囲第４項記
載のプローブカード。
【請求項６】プローブ針は芯線を絶縁材、シールド線で
被覆してなる同軸ケーブルで構成した特許請求の範囲第
４項または第５項記載のプローブカード。
【請求項７】プローブ針の一端には、フレキシブル基板
が接続されたものである特許請求の範囲第４項乃至第６
項のいずれか記載のプローブカード。