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JPH11344510A - プローブカード、プローブ及び半導体試験装置 - Google Patents

プローブカード、プローブ及び半導体試験装置

Info

Publication number
JPH11344510A
JPH11344510A JP10167792A JP16779298A JPH11344510A JP H11344510 A JPH11344510 A JP H11344510A JP 10167792 A JP10167792 A JP 10167792A JP 16779298 A JP16779298 A JP 16779298A JP H11344510 A JPH11344510 A JP H11344510A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
probe
probe pin
pins
pin
axial direction
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP10167792A
Other languages
English (en)
Inventor
Akio Kojima
昭夫 小嶋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Advantest Corp
Original Assignee
Advantest Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Advantest Corp filed Critical Advantest Corp
Priority to JP10167792A priority Critical patent/JPH11344510A/ja
Priority to SG1998001475A priority patent/SG72834A1/en
Priority to EP98114029A priority patent/EP0962776A3/en
Priority to TW087112799A priority patent/TW368600B/zh
Priority to KR1019980038427A priority patent/KR20000004854A/ko
Priority to CN98119745A priority patent/CN1237709A/zh
Publication of JPH11344510A publication Critical patent/JPH11344510A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R1/00—Details of instruments or arrangements of the types included in groups G01R5/00 - G01R13/00 and G01R31/00
    • G01R1/02—General constructional details
    • G01R1/06—Measuring leads; Measuring probes
    • G01R1/067—Measuring probes
    • G01R1/073—Multiple probes
    • G01R1/07307—Multiple probes with individual probe elements, e.g. needles, cantilever beams or bump contacts, fixed in relation to each other, e.g. bed of nails fixture or probe card
    • G01R1/07364—Multiple probes with individual probe elements, e.g. needles, cantilever beams or bump contacts, fixed in relation to each other, e.g. bed of nails fixture or probe card with provisions for altering position, number or connection of probe tips; Adapting to differences in pitch
    • G01R1/07371—Multiple probes with individual probe elements, e.g. needles, cantilever beams or bump contacts, fixed in relation to each other, e.g. bed of nails fixture or probe card with provisions for altering position, number or connection of probe tips; Adapting to differences in pitch using an intermediate card or back card with apertures through which the probes pass
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/28—Testing of electronic circuits, e.g. by signal tracer

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  • Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
  • Testing Of Individual Semiconductor Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 プローブピンにより確実に半導体部品の電気
的端子をスクラブすることができるプローブカードを提
供すること。 【解決手段】 半導体部品に設けられた各電気的端子に
接触する先端部を有する複数のプローブピン１３５と、
先端部が端子によりプローブピンの軸方向へ押下された
場合に、先端部を軸方向に後退させる弾性部１３９と、
プローブピンが端子に接触した状態で、プローブピンに
対して信号を加え、又はプローブピンから信号を受け取
る複数の伝送線路１２０と、プローブピン及び伝送線路
を保持する保持部１３３とを備えた。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＩＣチップ、ＬＳ
Ｉチップ等の半導体集積回路の電気的特性を試験するプ
ローブカードに関する。特に本発明は、多ピン半導体を
高速に試験することのできるプローブカードに関する。
【０００２】
【従来の技術】プローブカードは、ＩＣチップ、ＬＳＩ
チップ等の半導体集積回路の電気的特性試験を行うため
に用いられる。朝倉は、Nikkei Microdevices 1996年9
月号の図４及びその説明部分において、従来のカンチレ
バー型のプローブカード、及びメンブレイン型のプロー
ブカードの構成を開示している。又同文献の図７及びそ
の説明部分は、従来のプローブカードのプローブピンが
半導体集積回路の電気的端子をひっかく場合があること
を示している。更に同文献の図８及びその関連箇所は、
従来のプローブピンのバリエーションを開示している。
また朝倉はNikkeiMicrodevises 1996年7月号の112頁右
欄において、プローブピンが電極をひっかくことが望ま
しいことを、更に同文献の113頁左欄において、プロー
ブピンの長さが短いことが望ましいことを開示してい
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】図１は、ＩＣチップ、
ＬＳＩチップ等の半導体部品１０を試験するカンチレバ
ー型プローブカードの基本構成図である。カンチレバー
型プローブカードはテストヘッド１５と、ポゴピン１１
０と、ポゴピン１１０を介してテストヘッド１５に接続
されるパット１１１と、パッド１１１を設けた平板状の
プリント基板１３２と、プリント基板１３２が取り付け
られる取付部１１４とを有する。またプリント基板１３
２における半導体部品１０に対向する面上には、パット
１１２と、パット１１２に接続されたタングステン製の
プロープピン１３５と、プローブピン１３５を保持する
固定樹脂１１３とが設けられている。半導体部品１０の
上に形成された電気的端子１１がプローブピン１３５の
先端に接触することにより、半導体部品１０の電気的特
性を試験するための電気信号が半導体部品１０に伝送さ
れる。
【０００４】プローブピン１３５は、電気的端子１１か
らプリント基板１３２の方向に向かって一定の長さ垂直
に伸び、パット１１２の方向に向かってくの字状に折り
曲がり、先端がパット１１２と半田付けされている。プ
リント基板１３２におけるパット１１２とは反対側の面
上に、ポゴピン１１０が設けられている。パット１１１
とパット１１２は、プリント基板１３２内に形成された
配線パターン１２０により電気的に接続されている。パ
ット１１１は、ポゴピン１１０を介してテストヘッド１
５に接続されている。テストヘッド１５から電気的端子
１１まで、ポゴピン１１０、パット１１１、配線パター
ン１２０、パット１１２、及びプローブピン１３５を経
て電気信号が伝送される。
【０００５】カンチレバー型のプローブカードは構造が
簡単であり、短時間で製造できるので納期が短い。ま
た、従来長く使用されているので使いやすく信頼性が高
い。しかし、プローブピン１３５の針先位置を手で揃え
る必要があるので、プローブピン１３５を狭ピッチに配
列することが難しい。また、テストヘッド１５からプリ
ント基板１３２までの伝送線路は同軸構造であるが、プ
ローブピン１３５は長くかつ非同軸構造のため高速信号
を正確に送ることができなかった。このためカンチレバ
ー型プローブカードを高速試験に用いることは出来なか
った。
【０００６】図２は、メンブレイン型プローブカードの
基本構成図である。メンブレイン型プローブカードは、
中央部に開口１３０を有し半導体部品１０に対向する平
板状のプリント基板１３２と、プリント基板１３２の面
上に設けられたエラスチックコネクタ１２１と、エラス
チックコネクタ１２１に接続されたフレキシブルプリン
ト基板（Flexible Printed Circuit board）１３８と
を有する。フレキシブルプリント基板１３８には、半導
体部品１０上の電気的端子１１に向かってバンプ１２２
が設けられている。フレキシブルプリント基板１３８
は、ホトリソグラフィ又はメッキで作られる。バンプ１
２２もメッキ等の方法により、フレキシブルプリント基
板１３８の製造と同じ工程で作られている。
【０００７】プリント基板１３２における、半導体部品
１０とは反対側の面上には平板状の第一支持体１２３が
固着されている。第一支持体１２３の外径はプリント基
板１３２の開口１３０より少し大きく、開口１３０全体
を覆うようにプリント基板１３２に取り付けられてい
る。第一支持体１２３の中央には、フレキシブルプリン
ト基板１３８に対向する凹部が設けられており、その凹
部に弾性体であるバネ１２４が取り付けられている。バ
ネ１２４は、第二の支持体１２５を介してフレキシブル
プリント基板１３８を半導体部品１０に押し付ける。テ
ストヘッド１５から電気的端子１１まで、ポゴピン１１
０、パッド１１１、配線パターン１２０、エラスチック
コネクタ１２１、フレキシブルプリント基板１３８、及
びバンプ１２２を経て電気的信号が伝えられる。
【０００８】テストヘッド１５からフレキシブルプリン
ト基板１３８までの伝送線路は同軸構造である。バンプ
１２２は非同軸構造であるが十分に小さく短いので高速
な信号を送信できる。メンブレイン型プローブカードで
は狭ピッチに電極を配置することができ、高速試験を行
うこともできるが、構造上の特徴から製造に長い時間が
かかりカンチレバー型プローブカードに比べて信頼性が
低いという問題点があった。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の問題を
解決することのできるプローブカード及びプローブピン
を提供することを目的とする。この目的は特許請求の範
囲における独立項に記載の特徴の組み合わせにより達成
される。また特許請求の範囲に記載の従属項は、本発明
の更なる有利な具体例を規定する。
【００１０】このような目的を達成するために、本発明
の第１の形態のプローブカードは、端子の各々に接触す
る先端部を有する、複数のプローブピンと、先端部が端
子によりプローブピンの軸方向へ押下された場合に、先
端部を軸方向に後退させる弾性部と、プローブピンが端
子に接触した状態で、プローブピンに対して信号を加
え、又はプローブピンから信号を受け取る複数の伝送線
路と、プローブピン及び伝送線路を保持する保持部とを
備えた。複数のプローブピンの少なくとも一部をプロー
ブカード上で直線に並べてもよい。弾性部は、先端部が
端子によりプローブピンの軸方向へ押下された場合に、
押下された長さに応じて先端部を更に軸方向と垂直の方
向へ移動させる移動機構を有してもよい。この移動機構
は、プローブピンが端子によりプローブピンの軸方向へ
押下された場合に、先端部を予め定められた方向へ移動
させてもよい。複数のプローブピンの少なくとも一部
を、プローブカード上で直線上に並べ、予め定められた
方向を、プローブピンの軸方向及びプローブピンが配列
された方向のいずれとも垂直の方向としてもよい。伝送
線路は、電気的信号を伝送させる特定の線路インピーダ
ンスを持たせた信号線路と、信号線路と平行している帰
還線路とを有してもよい。また伝送線路の少なくとも一
部が、電気的信号を提供する信号線路と、プローブピン
近傍で前記信号線路に接続される帰還線路とを含んでも
よい。伝送線路が、複数のプローブピンのそれぞれに対
して独立に設けられていてもよい。
【００１１】移動機構は、プローブピンの先端部及び後
端部の間でプローブピンを滑動自在に保持するガイド部
材と、保持部に固定された固定端、及び後端部が取り付
けられた取付部を有し、プローブピンの軸方向に移動す
る力が取付部に加えられた場合に、取付部をプロープピ
ンと垂直の方向へ移動させるバネを有してもよい。また
後端部はバネに固定されていてもよい。バネは、固定端
及び取付部の間に位置しプローブピンの軸方向に対して
伸縮する中間部を更に有してもよい。バネは、取付部を
中心として固定部の反対側に設けられた滑動部であっ
て、取付部がプローブピンの軸方向に押下された場合に
保持部に対して滑動する滑動部を更に有してもよい。複
数のバネを平行に設け、複数のバネの固定部を一体に形
成してもよい。プロ−ブピンが、プローブピンの軸方向
とは垂直の方向への動きが制限された後端部を有し、移
動機構が、先端部及び後端部の間でプローブピンを滑動
自在に保持するガイド部材を有し、ガイド部材とプロー
ブピンとの間には、プローブピンの先端部が軸方向へ押
下された場合に、プローブピンに対して両端固定の座屈
を開始させ、かつ座屈を開始したプローブピンがガイド
部材に接触することにより先端部をプローブピンの軸方
向とは垂直な方向へ移動させることのできる大きさの隙
間が設けられていてもよい。ガイド部材はプローブピン
を貫通させる開口部を有し、開口部の内径がプローブピ
ンの外径の約１１倍から約１３倍の間としてもよい。
【００１２】本発明の第１の形態プローブは、所定の電
気的信号を伝送させる信号線路及び信号線路と平行して
おり電圧が一定に保持される帰還線路を有する、特定の
線路インピーダンスを持たせた伝送線路を複数有するフ
レキシブルプリント基板と、信号線路の各々の一端に設
けられた、スルーホールを有する先端部と、スルーホー
ルの各々の内側に設けられ信号線路に電気的に接続され
た導電体と、スルーホールの各々に貫通され、伝送線路
に対して実質的に垂直に固定されかつ導電体に電気的に
接続されたプローブピンとを備えた。ここでフレキシブ
ルプリント基板は、所定の電気的信号を提供する信号線
路と先端部近傍で前記信号線路に電気的に接続された帰
還線路を有する伝送線路を複数有してもよい。複数の伝
送線路の少なくとも一部が平行に設けられており、フレ
キシブルプリント基板が、平行する各伝送線路の間に切
り込みを有してもよい。プローブピンは、導電体に接続
固定されていてもよい。
【００１３】本発明の他の形態によれば、電気部品の電
気的特性を複数のプローブによって検査する半導体試験
装置であって、電気部品の複数の電気的端子の各々に機
械的に接触させる複数のプローブと、プローブに所定の
電気的信号を提供することにより電気部品の電気的特性
を検査する制御部とを備えた。ここで複数の電気的端子
の各々に機械的に接触した状態でプローブをプローブと
は垂直の方向へ移動させる移動機構を更に備えてもよ
い。移動機構におけるプローブの移動方向は、プローブ
が配列された方向と垂直の方向であってもよい。移動機
構は、電気的端子がプローブをプローブの軸方向へ押下
した場合に、プローブを垂直の方向へ移動させてもよ
い。
【００１４】なお上記の発明の概要は、本発明の必要な
特徴の全てを列挙したものではなく、これらの特徴群の
サブコンビネーションも又発明となりうる。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、発明の実施の形態を通じて
本発明を説明するが、以下の実施形態はクレームにかか
る発明を限定するものではなく、又実施形態の中で説明
されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に
必須であるとは限らない。
【００１６】１．実施形態１ 図３は、本発明の実施形態におけるプローブカードの断
面図である。図３において、保持部の一例としてのプリ
ント基板１３２は、複数のプローブピン１３５、移動機
構の一例としてのバネ１３９及びフレキシブルプリント
基板１３８を保持する。半導体部品１０を試験するため
の電気信号は、配線パターン１２０、フレキシブルプリ
ント基板１３８、プローブ１３５及び電気的端子１１を
経て半導体部品１０に伝えられる。プリント基板１３２
は平板状で厚さ１ミリから１０ミリであり、プローバス
テージ１３６とは反対の面から補強板１３１で補強され
ている。プリント基板１３２におけるプローバステージ
１３６と対向する面には、中央に開口部を持つ支持台１
３３が固定される。また厚さ０．７ミリ前後のセラミッ
クで作られた円盤形のベース１３７が、プリント基板１
３２の中央部に取り付けられている。ベース１３７の面
上には、片側のみが固定された複数のバネ１３９が設け
られる。複数のプローブピン１３５の少なくとも一部は
プローブピン１３５の軸方向に対して垂直に一列に並べ
られている。
【００１７】図４は、図３のプローブカードの拡大図で
ある。複数のプローブピン１３５の先端部５４が、半導
体部品１０の各電気的端子１１（図３）に垂直に接触す
る。プローブピン１３５の直径は約５０ミクロン（μ
ｍ）であり、インダクタンスは約５ナノヘンリ（ｎＨ）
程度である。ガイド１３４はセラミックで作られてお
り、複数の貫通穴が設けられている。貫通穴の内径はプ
ローブピン１３５の外径の約１．１倍から約１．３倍、
好ましくは約６０ミクロン（μｍ）である。プローブピ
ン１３５はこの貫通穴を貫通しており、ガイド１３４
は、プローブピン１３５の先端部５４及び後端部の間で
プローブピン１３５を滑動自在に保持する。プローブピ
ン１３５は、フレキシブルプリント基板（Flexible Pri
nted Circuitboard）１３８をも貫通して移動機構の一
例としてのバネ１３９にメッキまたは半田により固着さ
れる。またプローブピン１３５は、ガイド１３４とバネ
１３９との間でフレキシブルプリント基板１３８と半田
付けされている。バネ１３９は、接着剤等によりベース
１３７に固定された固定端１４と、プローブピンの後端
部が取り付けられた取付部７６を有する。プリント基板
１３２に設けられた回路パターン１２０とフレキシブル
プリント基板１３８とは、パット１３及びエラスチック
コネクタ２８により接続されている。
【００１８】バネ１３９は、固定端１４及び取付部７６
の間に位置し、プローブピン１３５の軸方向に対して斜
めに伸びる中間部６２を更に有する。更にバネ１３９
は、取付部７６を中心として固定端１４の反対側に設け
られ、ベース１３７に対して自由に滑動することのでき
る滑動部１６を有する。プローブピン１３５の先端部５
４が電気的端子１１（図１）によりプローブピン１３５
の軸方向へ押下されると、中間部６２が水平方向に曲が
り、取付部７６及び滑動部１６が横にスライドする。こ
のためプローブピン１３５が押下された長さに応じて、
バネ１３９がプローブピン１３５の先端部５４を移動さ
せる。この移動方向はバネ１３９の長手方向であり、具
体的にはプローブピン１３５の軸方向及びプローブピン
１３５が並べられた列の方向のいずれとも垂直の方向で
ある。複数のプローブピン１３５に対応して複数のバネ
１３９が平行して設けられている。
【００１９】図５は、プローブピン１３５とフレキシブ
ルプリント基板１３８との接続を示す斜視図である。フ
レキシブルプリント基板１３８はポリイミドフィルム材
で製造されており、厚さは約１０〜７０ミクロン（μ
ｍ）、幅は約６０〜７０ミクロン（μｍ）である。フレ
キシブルプリント基板１３８の上面には、長さ約３０ミ
リメートル（ｍｍ）程度の信号線路３１が設けられてい
る。信号線路３１は、半導体部品１０の電気的特性を試
験するために用いる電気的信号をプローブピン１３５と
プリント基板１３２（図３）との間で伝送する。複数の
伝送線路３１が平行に設けられており、フレキシブルプ
リント基板１３８は、平行する各伝送線路３１の間に切
り込み１８を有するので、各プローブピン１３５が独立
して軸方向に移動することができる。プローブピン１３
５をフレキシブルプリント基板１３８のスルーホール３
０に挿入して半田付けした後、フレキシブルプリント基
板１３８から上部に突き出た余分な電極部分２２を切断
し、複数のプローブピン１３５の長さを均一にする。
【００２０】図６は、フレキシブルプリント基板１３８
のスルーホール３０にプローブピン１３５を挿入する状
態を示す。プローブピン１３５における、スルーホール
３０に接触する部分の周囲にニッケル−金（Ｎｉ−Ａ
ｕ）メッキ４４を施すことにより信号線路の導電率を向
上させる。その後プローブピン１３５を、スルーホール
３０に貫通させてフレキシブルプリント基板１３８に半
田付けする。これにより電気信号のノイズを軽減させ、
信頼性の高い測定データを得ることができる。
【００２１】図７は、フレキシブルプリント基板１３８
の断面図である。フレキシブルプリント基板１３８の上
面には信号線路３１が、下面にはアース（ＧＮＤ）等の
帰還線路３２が設けられている。信号線路３１及び帰還
線路３２は、好ましくは銅等の導電率の高い物質で作ら
れており、それらの間に設けられたポリイミドによって
絶縁されている。信号線路３１及び帰還線路３２の厚さ
は約１０マイクロメートル（μｍ）、中央のポリイミド
の厚さは１２．５〜５０マイクロメートルであり（μ
ｍ）、信号線路３１及び帰還線路３２により伝送線路２
９が構成されている。即ち、帰還線路３２を設けたこと
により信号線路３１の線路インピーダンスが小さくな
り、信号を早く伝送することができる。信号線路３１
は、スルーホール３０を経てフレキシブルプリント基板
１３８の下面にまで延びている。フレキシブルプリント
基板１３８の下面における信号線路３１の幅はスルーホ
ール３０の周辺約３０ミクロン（μｍ）であり、帰還線
路３２との間には約６０ミクロン（μｍ）の間隔が設け
られている。スルーホール３０においては、伝導性を高
めるために銅等の信号線路３１の上にニッケル−金（Ｎ
ｉ−Ａｕ）メッキが施こされている。また信号線路３１
とプローブピン１３５とを、フレキシブルプリント基板
１３８の両面において三角形状に半田付けまたはメッキ
する。これにより電気信号のノイズを軽減させ信頼性の
高い測定データを得ることができる。
【００２２】図８は、電気的端子１１がプローブピン１
３５を押下することにより、プローブピン１３５の先端
部５４がスライドした状態を示す。バネ１３９がつぶれ
ることによりプローブピン１３５の後端部がプローバス
テージ１３６の水平方向に移動する。すると、ガイド１
３４とプローブピン１３５が接触し、そこが支点となっ
て、プローブピン１３５の先端部５４が後端部とは逆の
方向へ移動する。半導体部品１０の試験を繰り返すとプ
ローブピン１３５の針先に電気的端子１１のかすがたま
り、電気的接触不良の原因になる。そこでプローブピン
１３５の針先をこすり付けることによってこのかすを除
去する。プローブピン１３５の先端部５４が水平に移動
するときに電気的端子１１をスクラブするので、電気的
端子１１とプローブピン１３５との間に接触不良を生ず
ることなく接触抵抗の低い接続を行うことができる。
【００２３】図９は、複数のバネ１３９を一体に形成し
た櫛形バネ８７の平面図である。櫛形バネ８７は、複数
のバネ１３９と複数のバネ１３９を接続する平板状の固
定エリア８３とを有する。図１０は、図９に示した櫛形
バネの部分拡大図である。バネ１３９の中央に、プロー
ブピン１３５を取り付ける取付穴８６が設けられてお
り、プローブピンが一つづつバネ１３９に取り付けられ
る。図１１は、図１０に示した櫛形バネ８７の横断面図
である。平板状の固定エリア８３が、接着剤等によりベ
ース１４（図４）に接続される。バネ１３９はくの字に
折れ曲がっており、中央に取り付けられたプローブピン
１３５が押下されると、つぶれて水平方向に移動する。
本形態によれば、複数のバネ１３９を容易かつ安価に製
造することができる。
【００２４】図１２は、移動機構の第一の変形例を示
す。プローブピン１３５は、後端部４４が接着剤でベー
ス１３７に接続され、ベース１３７に対して約４０〜５
０度程度の勾配で斜めに伸びる。またプローブピン１３
５は、フレキシブルプリント基板１３８の上方約７０ミ
クロン（μｍ）の位置でガイド１３４のガイド穴の方向
に折り曲がり、フレキシブルプリント基板１３８を貫通
し、さらにガイド１３４のガイド穴を貫通する。プロー
ブピン１３５は弾性を有するので、垂直方向に押下され
ると上方の斜め部分がたわみ、それと共にプローブピン
１３５のくの字に曲がった部分が水平方向に移動する。
このため、図３に記載の構成と同様にプローブピン１３
５の先端部５４が水平に移動する。従ってバネ１３９を
別個に設けなくても、プローブ先端で電気的端子１１
（図８）をスクラブすることができる。
【００２５】図１３は、移動機構の第２の変形例を示
す。２個所で折り曲がったＺ字状バネ８１の後端４４が
ベース１３７に取り付けられている。プローブピン１３
５は、ガイド１３４に設けられた貫通穴と、フレキシブ
ルプリント基板１３８に設けられたスルーホールと、Ｚ
字状バネ８１とを貫通する。Ｚ字状バネ８１は、両端に
おいてプローブピン１３５及びベース１３７に接着剤で
それぞれ接着されている。本変形例においても、プロー
ブピン１３５が軸方向に押下されると、Ｚ字状バネ８１
のベース１３７に対して斜めに延びる中間部分がたわ
み、それに伴いプローブピン１３５の後端部が水平方向
に移動する。このため先端部が後端部とは反対の方向に
移動し電気的端子１１をスクラブすることができる。
【００２６】図１４は、本発明によるプローブカード及
びプローブピン１３５によって試験するのに適した半導
体部品１０の構成を示す。半導体部品１０が有する４つ
の辺の近傍には、各辺と平行に電気的端子１１が直線状
に並べられている。電気的端子１１の前記直線方向の幅
はそれと垂直な方向の長さよりも短い。このため限られ
た長さの辺に沿ってより多くの電気的端子１１を並べる
ことができる。また本発明によるプローブカードによれ
ばプローブピン１３５は予め定められた方向へ電気的端
子１１をスクラブする。そこで、電気的端子１１の長手
方向、つまり電気的端子１１が配列された方向とは直角
の方向へプローブピン１３５が電気的端子１１をスクラ
ブするようにプローブカードを構成することにより、ス
クラブに必要な長さを確保することができる。本図には
一つの半導体部品１０を示したが、本発明によるプロー
ブカード及びプローブピン１３５は、複数の半導体部品
１０を有する半導体ウエハの試験にも用いることができ
る。本明細書では、個々に分割された半導体部品１０及
び複数の半導体部品１０を有する半導体ウエハの双方
を、半導体部品と総称する。
【００２７】電気的端子１１を図１４に記載のよう構成
することにより、スクラブ後においてもプローブピン１
３５をより確実に電気的端子１１に接触させることがで
きる。従来のプローブカードにおいては、各プローブピ
ン１３５がバラバラの方向に移動して電気的端子１１を
スクラブするので、スクラブによる移動距離を見込んで
電気的端子１１の長さを全方向に十分に長くしなくては
ならなかった。しかし本実施形態によれば、スクラブに
よってプローブピン１３５が電気的端子１１の短手方向
に移動することを防ぐことができるので、より高い密度
で電気的端子１１を半導体部品１０の上に配列すること
ができる。図１４においては電気的端子１１を半導体部
品の４つの辺に沿ってのみ配列したが、電気的端子１１
を格子状に半導体部品１０の上に配列してもよい。この
場合においてもプローブピンがスクラブする方向にのみ
電気的端子１１の長さを長く設け、他の方向への電気的
部品１１の長さを短くすることにより、より多くの電気
的端子１１を配列することができる。このような好適な
半導体部品の一例としては、下記の形態を挙げることが
できる。
【００２８】１． 所望の集積回路が形成された半導体
部品であって、半導体試験用プローブが機械的に接触す
ることのできる電気的端子の少なくとも一部が直線上に
配列されており、前記電気的端子の各々の、前記直線と
は垂直方向の長さが前記直線方向の長さより長いことを
特徴とする半導体部品。 ２． 所望の集積回路が形成された半導体部品であっ
て、四角形の上面を有し、少なくとも前記四角形の４つ
の辺のそれぞれの近傍において、半導体試験用プローブ
が機械的に接触することのできる電気的端子が当該辺に
平行に配列されており、前記電気的端子の各々の、前記
辺とは垂直方向の長さが前記辺と平行な方向の長さより
長いことを特徴とする半導体部品。 ３． 所望の集積回路が形成された半導体部品であっ
て、半導体試験用プローブが機械的に接触することので
きる電気的端子が２次元マトリックス状に面配置されて
おり、前記電気的端子の、前記２次元マトリックス上に
おける一方向のピッチが前記一方向とは垂直の方向のピ
ッチより長く、前記電気的端子の前記一方向の長さは、
前記垂直の方向の長さより長いことを特徴とする半導体
部品。
【００２９】２．他の実施形態 実施形態１では、プローブピン１３５の後端を移動させ
ることにより先端部５４を移動して電気的端子１１をス
クラブさせた。本実施形態では、プローブピン１３５の
後端を固定してプローブピン１３５を座屈させることに
よりプローブピン１３５の先端部５４を移動させる。
【００３０】図１５は、本実施形態における移動機構の
構成を示す断面図である。本実施形態では図３のバネ１
３９及びベース１３７に換えて、弾性体の一例としての
弾性ゴム９１が設けられている。その他の構成は図３と
同一なので説明を省略する。本実施形態においては、バ
ネ１３９ではなく弾性ゴム９１の弾性によって、プロー
ブピン１３５を電気的端子１１に押し付ける。本実施形
態によればプローブピン１３５の後端部は移動しない
が、座屈によりプローブピン１３５の先端が移動するの
で電気的端子１１をスクラブすることができる。
【００３１】図１６は、一つのプローブピン１３５が電
気的端子１１に接触し他のプローブピン１３５が電気的
端子１１に接触していない状態を示す。プローブピン１
３５と電気的端子１１の距離にはバラツキ（誤差）があ
るので、プローバステージ１３６を余分にプローブカー
ドのプローブピン１３５に向かって上昇させ、すべての
プローブピン１３５を電気的端子１１に接触させる。こ
のように、プローブピン１３５が電気的端子１１に接触
してから更に電気的端子１１をプローブピン１３５の方
向へ移動することをオーバードライブと呼ぶ。
【００３２】図１７は、電気的端子１１がプローブピン
１３５に接触して、一つのプローブピン１３５がオーバ
ードライブした状態を示す。プローブピン１３５の先端
部５４が軸方向へ押下されると、プローブピン１３５が
座屈して腹部がガイド１３４に接触する。更に座屈を進
めるとガイド１３４がプローブピン１３５を押すので、
プローブピンの先端部５４が軸方向とは垂直な方向（ガ
イド１３４との接触部分とは反対の方向）へ移動する。
ガイド１３４とプローブピン１３５との間には、座屈を
開始したプローブピン１３５をガイド１３４が押すのに
適した大きさの隙間が設けられている。
【００３３】図１８は、図１５に示した構成においてフ
レキシブルプリント基板１３８をガイド１３４から遠ざ
け弾性ゴム９１近くに位置させた形態のプローブカード
を示す。プローブピン１３５には帰還線路が設けられて
いないので、電気信号が通過するプローブピン１３５の
長さが長いと線路インピーダンスが大きくなる。しかし
ながら、フレキシブルプリント基板をベース９１近辺に
設けることによりプローブピンが座屈する際にフレキシ
ブルプリント基板が邪魔にならず、より効果的にプロー
ブピン先端を移動させることができる。このため、半導
体部品の電気的端子をより効果的にスクラブすることが
できる。
【００３４】図１９は、弾性体の変形実施形態を示す。
本実施形態では、図１５に示した弾性ゴム９１に換えて
湾曲したコの字状バネ８０がベース１３７とガイド１３
４との間に設けられている。プローブピン１３５は、ガ
イド１３４に設けられた貫通穴と、フレキシブルプリン
ト基板１３８に設けられたスルーホールと、コの字状バ
ネ８０とを貫通する。コの字状バネ８０のベース１３７
側の端部は接着剤で接着され、他の端部はプローブピン
１３５とメッキ又は半田で接続されている。コの字状バ
ネ８０の弾性係数は比較的大きいので、プローブピン１
３５が押下されたときにプローブピン１３５に座屈が生
じる。このため、プローブピン１３５の先端部５４が移
動して電気的端子１１をスクラブすることができる。
【００３５】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によればプローブ１３５により確実に半導体部品１０の
電気的端子１１をスクラブすることができる。このため
プローブ１３５と電気的端子とが不良接触をすることを
防ぎ、半導体部品１０を確実に試験することができる。
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明
の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定さ
れない。上記実施形態に、多様な変更又は改良を加える
ことができ、その様な変更又は改良を加えた形態も本発
明の技術的範囲に含まれることが添付のクレームの記載
から明らかである。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のカンチレバー型プローブカードの基本構
成を示す。
【図２】従来のメンブレイン型プローブカードの基本構
成を示す。
【図３】本発明プローブカードの第１の実施形態におけ
る断面図を示す。
【図４】図３に示したプローブカードの部分拡大図であ
る。
【図５】プローブピン１３５とフレキシブルプリント基
板１３８との接続を示す斜視図である。
【図６】フレキシブルプリント基板１３８のスルーホー
ルにプローブピン１３５を挿入する状態を示す斜視図で
ある。
【図７】フレキシブルプリント基板１３８の断面図であ
る。
【図８】プローブピン１３５の先端部５４が水平に移動
した状態を示す。
【図９】弾性機構の一例としての櫛形バネ８７の上面図
である。
【図１０】図９に示した櫛形バネ８７の部分拡大図であ
る。
【図１１】図９に示した櫛形バネ８７の断面図である。
【図１２】移動機構の他の形態を示す。
【図１３】移動機構の更に他の形態を示す。
【図１４】本発明に好適な半導体部品１０の構成を示
す。
【図１５】実施形態２における移動機構を示す。
【図１６】一部のプローブピン１３５が電気的端子１１
に接触した状態を示す。
【図１７】一部のプローブピン１３５が座屈した状態を
示す。
【図１８】図１５に示した移動機構の変形例を示す。
【図１９】実施形態２における移動機構の更に他の変形
例を示す。
【符号の説明】
１０ 半導体部品 １１ 電気的端子 １５ テストヘッド（ＴＨ） １８ 切り込み ２９ 伝送線路 ３０ スルーホール ３１ 信号線路 ３２ 帰還線路 ５４ 先端部 ７６ 取付部 ８０ コの字状バネ ８１ Ｚ字状バネ ８３ 固定エリア ８６ 取付穴 ９１ 弾性ゴム １１０ ポゴピン １１１ パット １１２ パット １１３ 固定樹脂 １２０ 配線パターン １２１ エラスチックコネクタ １２２ バンプ １２３ 第一支持体 １２４ バネ １２５ 第二支持体 １３１ 補強版 １３２ プリント基板 １３３ 支持台 １３４ ガイド １３５ プローブピン １３６ プローバステージ １３７ ベース １３８ フレキシブルプリント基板 １３９ バネ

Claims (24)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 部品の端子に機械的に接触し、前記部品
    の特性を試験するために用いるプローブカードであっ
    て、前記端子の各々に接触する先端部を有する、複数の
    プローブピンと、前記先端部が前記端子により前記プロ
    ーブピンの軸方向へ押下された場合に、前記先端部を前
    記軸方向に後退させる弾性部と、前記プローブピンが前
    記端子に接触した状態で、前記プローブピンに対して信
    号を加え、又は前記プローブピンから信号を受け取る複
    数の伝送線路と、前記プローブピン及び前記伝送線路を
    保持する保持部とを備えたことを特徴とするプローブカ
    ード。
  2. 【請求項２】 前記複数のプローブピンの少なくとも一
    部は、前記プローブカード上で直線上に並べられて設け
    られていることを特徴とする請求項１に記載のプローブ
    カード。
  3. 【請求項３】 前記弾性部は、前記先端部が前記端子に
    より前記プローブピンの軸方向へ押下された場合に、押
    下された長さに応じて前記先端部を更に前記軸方向と垂
    直の方向へ移動させる移動機構を有することを特徴とす
    る請求項１に記載のプローブカード。
  4. 【請求項４】 前記移動機構は、前記プローブピンが前
    記端子により前記プローブピンの軸方向へ押下された場
    合に、前記先端部を予め定められた方向へ移動させるこ
    とを特徴とする請求項３に記載のプローブカード。
  5. 【請求項５】 前記複数のプローブピンの少なくとも一
    部は、前記プローブカード上で直線上に並べられて設け
    られていることを特徴とする請求項４に記載のプローブ
    カード。
  6. 【請求項６】 前記予め定められた方向が、前記プロー
    ブピンの軸方向及び前記直線の方向のいずれとも垂直の
    方向であることを特徴とする請求項５に記載のプローブ
    カード。
  7. 【請求項７】 前記伝送線路は、電気的信号を伝送させ
    る特定の線路インピーダンスを持たせた信号線路と、前
    記信号線路と平行している帰還線路とを有することを特
    徴とする請求項３に記載のプローブカード。
  8. 【請求項８】 前記伝送線路の少なくとも一部は、電気
    的信号を提供する信号線路と、前記プローブピン近傍で
    前記信号線路に接続される帰還線路とを含むペア伝送線
    路を有することを特徴とする請求項３に記載のプローブ
    カード。
  9. 【請求項９】 前記伝送線路が、前記複数のプローブピ
    ンのそれぞれに対して独立に設けられていることを特徴
    とする請求項３に記載のプローブカード。
  10. 【請求項１０】 前記プローブピンは前記先端部と反対
    側に後端部を有し、前記移動機構は、前記先端部及び前
    記後端部の間で前記プローブピンを滑動自在に保持する
    ガイド部材と、前記保持部に固定された固定端、及び前
    記後端部が取り付けられた取付部を有し、前記プローブ
    ピンの軸方向に移動する力が前記取付部に加えられた場
    合に、前記取付部を前記プローブピンと垂直の方向へも
    移動させるバネとを有することを特徴とする請求項３か
    ら６のいずれかに記載のプローブカード。
  11. 【請求項１１】 前記後端部は、前記バネに固定されて
    いることを特徴とする請求項１０に記載のプローブカー
    ド。
  12. 【請求項１２】 前記バネは、前記固定端及び前記取付
    部の間に位置し、前記プローブピンの軸方向にたわむバ
    ネ部を更に有することを特徴とする請求項１０に記載の
    プローブカード。
  13. 【請求項１３】 前記バネは、前記取付部を中心として
    前記固定部の反対側に設けられた滑動部であって、前記
    取付部が前記プローブピンの軸方向に押下された場合に
    前記保持部に対して滑動する滑動部を更に有することを
    特徴とする請求項１０に記載のプローブカード。
  14. 【請求項１４】 複数の前記バネが平行して設けられて
    おり、前記複数のバネの前記固定部が一体に形成されて
    いることを特徴とする請求項１０に記載のプローブカー
    ド。
  15. 【請求項１５】 前記プロ−ブピンは、前記プローブピ
    ンの軸方向とは垂直の方向への動きが制限された後端部
    を有し、 前記移動機構は、前記先端部及び前記後端部の間で前記
    プローブピンを滑動自在に保持するガイド部材を有し、 当該ガイド部材と前記プローブピンとの間には、前記プ
    ローブピンの前記先端部が前記軸方向へ押下された場合
    に、前記プローブピンに対して両端固定の座屈を開始さ
    せ、かつ前記座屈を開始した前記プローブピンが前記ガ
    イド部材に接触することにより前記先端部を前記プロー
    ブピンの前記軸方向とは垂直な方向へ移動させることの
    できる大きさの隙間が設けられていることを特徴とする
    請求項３から６のいずれかに記載のプローブカード。
  16. 【請求項１６】 前記ガイド部材は前記プローブピンを
    貫通させる開口部を有し、当該開口部の内径が前記プロ
    ーブピンの外径の約１．１倍から約１．３倍の間である
    ことを特徴とする請求項１５に記載のプローブ力一ド。
  17. 【請求項１７】 電気部品の電気的端子に機械的に接触
    し、所定の電気的信号を提供することにより前記電気部
    品の電気的特性を測定するために用いるプローブであっ
    て、前記所定の電気的信号を伝送させる信号線路及び前
    記信号線路と平行しており電圧が一定に保持される帰還
    線路を有する、特定の線路インピーダンスを持たせた伝
    送線路を複数有するフレキシブル基板と、前記信号線路
    の各々の一端に設けられた、スルーホールを有する先端
    部と、前記スルーホールの各々の内側に設けられ前記信
    号線路に電気的に接続された導電体と、前記スルーホー
    ルの各々に貫通され、前記ペア伝送線路に対して実質的
    に垂直に固定されかつ前記導電体に電気的に接続された
    プローブピンとを備えたことを特徴とするプローブ。
  18. 【請求項１８】 前記フレキシブル基板は、前記所定の
    電気的信号を提供する信号線路と前記先端部近傍で前記
    信号線路に電気的に接続された帰還線路を有するペア伝
    送線路を複数有することを特徴とする請求項１７に記載
    のプローブ。
  19. 【請求項１９】 前記複数のペア伝送線路の少なくとも
    一部は平行に設けられており、前記フレキシブル基板
    は、前記平行する複数のペア伝送線路の各々の間に切り
    込みを有することを特徴とする請求項１７に記載のプロ
    ーブ。
  20. 【請求項２０】 前記プローブピンは、前記導電体に接
    続固定されていることを特徴とする請求項１７に記載の
    プローブ。
  21. 【請求項２１】 電気部品の電気的特性を複数のプロー
    ブによって検査する半導体試験装置であって、前記複数
    のプローブの各々が、 前記電気部品の複数の電気的端子の各々に機械的に接触
    させる複数のプローブピンと、 前記プローブピンが前記端子により前記プローブピンの
    軸方向へ押下された場合に、複数の前記プローブピンを
    前記軸方向に後退させる弾性部と、 前記プローブピンに所定の電気的信号を提供することに
    より前記電気部品の電気的特性を検査する制御部とを備
    えたことを特徴とする半導体試験装置。
  22. 【請求項２２】 前記複数の電気的端子の各々に機械的
    に接触した状態で前記プローブを前記プローブとは垂直
    の方向へ移動させる移動機構を更に備えたことを特徴と
    する請求項２１に記載の半導体試験装置。
  23. 【請求項２３】 前記移動機構における前記プローブの
    移動方向は、前記プローブが配列された方向と垂直の方
    向であることを特徴とする請求項２２に記載の半導体試
    験装置。
  24. 【請求項２４】 前記移動機構は、前記電気的端子が前
    記プローブを前記プローブの軸方向へ押下した場合に、
    前記プローブを前記垂直の方向へ移動させることを特徴
    とする請求項２３に記載の半導体試験装置。
JP10167792A 1998-06-02 1998-06-02 プローブカード、プローブ及び半導体試験装置 Withdrawn JPH11344510A (ja)

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